2.5用三种方式表示二次函数(2)
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§2.5二次函数与幂函数考试要求 1.通过具体实例,了解幂函数及其图象的变化规律.2.掌握二次函数的图象与性质(单调性、对称性、顶点、最值等).知识梳理1.幂函数(1)幂函数的定义一般地,函数y=xα叫做幂函数,其中x是自变量,α为常数.(2)常见的五种幂函数的图象(3)幂函数的性质①幂函数在(0,+∞)上都有定义;②当α>0时,幂函数的图象都过点(1,1)和(0,0),且在(0,+∞)上单调递增;③当α<0时,幂函数的图象都过点(1,1),且在(0,+∞)上单调递减;④当α为奇数时,y=xα为奇函数;当α为偶数时,y=xα为偶函数.2.二次函数(1)二次函数解析式的三种形式一般式:f(x)=ax2+bx+c(a≠0).顶点式:f(x)=a(x-m)2+n(a≠0),顶点坐标为(m,n).零点式:f(x)=a(x-x1)(x-x2)(a≠0),x1,x2为f(x)的零点.(2)二次函数的图象和性质函数y=ax2+bx+c(a>0)y=ax2+bx+c(a<0)图象(抛物线)定义域 R值域 ⎣⎡⎭⎫4ac -b 24a ,+∞ ⎝⎛⎦⎤-∞,4ac -b 24a对称轴 x =-b2a顶点 坐标 ⎝⎛⎭⎫-b 2a,4ac -b 24a奇偶性当b =0时是偶函数,当b ≠0时是非奇非偶函数单调性在⎝⎛⎦⎤-∞,-b 2a 上单调递减; 在⎣⎡⎭⎫-b2a ,+∞上单调递增 在⎝⎛⎦⎤-∞,-b 2a 上单调递增; 在⎣⎡⎭⎫-b2a ,+∞上单调递减思考辨析判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)函数y =1212x 是幂函数.( × )(2)若幂函数y =x α是偶函数,则α为偶数.( × )(3)二次函数y =ax 2+bx +c 的图象恒在x 轴下方,则a <0且Δ<0.( √ )(4)若二次函数y =ax 2+bx +c 的两个零点确定,则二次函数的解析式确定.( × ) 教材改编题1.已知幂函数y =f (x )的图象过点(2,2),则f ⎝⎛⎭⎫14等于( ) A .-12B.12 C .±12D.22答案 B解析 设f (x )=x α, ∴2α=2,α=12,∴f (x )=12x , ∴f ⎝⎛⎭⎫14=12.2.若函数f (x )=4x 2-kx -8在[5,20]上单调,则实数k 的取值范围为________.答案 (-∞,40]∪[160,+∞) 解析 依题意知,k 8≥20或k8≤5,解得k ≥160或k ≤40.3.已知y =f (x )为二次函数,若y =f (x )在x =2处取得最小值-4,且y =f (x )的图象经过原点,则函数解析式为________. 答案 f (x )=x 2-4x解析 因为y =f (x )在x =2处取得最小值-4, 所以可设f (x )=a (x -2)2-4(a >0),又图象过原点,所以f (0)=4a -4=0,a =1, 所以f (x )=(x -2)2-4=x 2-4x .题型一 幂函数的图象与性质例1 (1)若幂函数y =x -1,y =x m 与y =x n 在第一象限内的图象如图所示,则m 与n 的取值情况为( )A .-1<m <0<n <1B .-1<n <0<m <12C .-1<m <0<n <12D .-1<n <0<m <1 答案 D解析 幂函数y =x α,当α>0时,y =x α在(0,+∞)上单调递增,且0<α<1时,图象上凸, ∴0<m <1.当α<0时,y =x α在(0,+∞)上单调递减. 不妨令x =2,由图象得2-1<2n ,则-1<n <0.综上可知,-1<n <0<m <1.(2)(2022·长沙质检)幂函数f (x )=(m 2-3m +3)x m 的图象关于y 轴对称,则实数m =________. 答案 2解析 由幂函数定义,知m 2-3m +3=1, 解得m =1或m =2,当m =1时,f (x )=x 的图象不关于y 轴对称,舍去, 当m =2时,f (x )=x 2的图象关于y 轴对称, 因此m =2. 教师备选1.若幂函数f (x )=()12255a a a x ---在(0,+∞)上单调递增,则a 等于( )A .1B .6C .2D .-1 答案 D解析 因为函数f (x )=()12255a a a x---是幂函数,所以a 2-5a -5=1,解得a =-1或a =6. 当a =-1时,f (x )=12x 在(0,+∞)上单调递增; 当a =6时,f (x )=x -3在(0,+∞)上单调递减, 所以a =-1.2.若f (x )=12x ,则不等式f (x )>f (8x -16)的解集是( ) A.⎣⎡⎭⎫2,167 B .(0,2] C.⎝⎛⎭⎫-∞,167 D .[2,+∞)答案 A解析 因为函数f (x )=12x 在定义域[0,+∞)内为增函数,且f (x )>f (8x -16),所以⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,8x -16≥0,x >8x -16,即2≤x <167,所以不等式的解集为⎣⎡⎭⎫2,167. 思维升华 (1)对于幂函数图象的掌握只要抓住在第一象限内三条线分第一象限为六个区域,即x =1,y =1,y =x 所分区域.根据α<0,0<α<1,α=1,α>1的取值确定位置后,其余象限部分由奇偶性决定.(2)在比较幂值的大小时,必须结合幂值的特点,选择适当的函数,借助其单调性进行比较. 跟踪训练1 (1)(2022·宝鸡检测)已知a =432,b =233,c =1225,则( ) A .b <a <c B .a <b <c C .b <c <a D .c <a <b答案 A解析 由题意得b =233<234=432=a , a =432=234<4<5=1225=c , 所以b <a <c .(2)已知幂函数y =p qx (p ,q ∈Z 且p ,q 互质)的图象关于y 轴对称,如图所示,则( )A .p ,q 均为奇数,且pq >0B .q 为偶数,p 为奇数,且pq <0C .q 为奇数,p 为偶数,且pq >0D .q 为奇数,p 为偶数,且pq <0答案 D解析 因为函数y =p q x 的图象关于y 轴对称,于是函数y =p qx 为偶函数,即p 为偶数, 又函数y =p qx 的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),且在(0,+∞)上单调递减,则有pq <0,又因为p ,q 互质,则q 为奇数,所以只有选项D 正确. 题型二 二次函数的解析式例2 已知二次函数f (x )满足f (2)=-1,f (-1)=-1,且f (x )的最大值是8,试确定该二次函数的解析式.解 方法一 (利用“一般式”解题) 设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0).由题意得⎩⎨⎧ 4a +2b +c =-1,a -b +c =-1,4ac -b24a =8,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-4,b =4,c =7.所以所求二次函数的解析式为 f (x )=-4x 2+4x +7.方法二 (利用“顶点式”解题) 设f (x )=a (x -m )2+n (a ≠0). 因为f (2)=f (-1),所以抛物线的对称轴为x =2+(-1)2=12,所以m =12.又根据题意,函数有最大值8,所以n =8, 所以f (x )=a ⎝⎛⎭⎫x -122+8. 因为f (2)=-1,所以a ⎝⎛⎭⎫2-122+8=-1, 解得a =-4,所以f (x )=-4⎝⎛⎭⎫x -122+8=-4x 2+4x +7. 方法三 (利用“零点式”解题)由已知f(x)+1=0的两根为x1=2,x2=-1,故可设f(x)+1=a(x-2)(x+1)(a≠0),即f(x)=ax2-ax-2a-1.又函数有最大值8,即4a(-2a-1)-(-a)24a=8.解得a=-4或a=0(舍去).故所求函数的解析式为f(x)=-4x2+4x+7.教师备选若函数f(x)=(x+a)(bx+2a)(a,b∈R)满足条件f(-x)=f(x),定义域为R,值域为(-∞,4],则函数解析式f(x)=________.答案-2x2+4解析f(x)=(x+a)(bx+2a)=bx2+(2a+ab)x+2a2.∵f(-x)=f(x),∴2a+ab=0,∴f(x)=bx2+2a2.∵f(x)的定义域为R,值域为(-∞,4],∴b<0,且2a2=4,∴b=-2,∴f(x)=-2x2+4.思维升华求二次函数解析式的三个策略:(1)已知三个点的坐标,宜选用一般式;(2)已知顶点坐标、对称轴、最大(小)值等,宜选用顶点式;(3)已知图象与x轴的两交点的坐标,宜选用零点式.跟踪训练2(1)已知f(x)为二次函数,且f(x)=x2+f′(x)-1,则f(x)等于()A.x2-2x+1 B.x2+2x+1C.2x2-2x+1 D.2x2+2x-1答案 B解析设f(x)=ax2+bx+c(a≠0),则f ′(x )=2ax +b , 由f (x )=x 2+f ′(x )-1可得 ax 2+bx +c =x 2+2ax +(b -1), 所以⎩⎪⎨⎪⎧ a =1,b =2a ,c =b -1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =2,c =1,因此,f (x )=x 2+2x +1.(2)已知二次函数f (x )的图象经过点(4,3),且图象被x 轴截得的线段长为2,并且对任意x ∈R ,都有f (2-x )=f (2+x ),则f (x )的解析式为________. 答案 f (x )=x 2-4x +3解析 ∵f (2+x )=f (2-x )对任意x ∈R 恒成立, ∴f (x )图象的对称轴为直线x =2, 又∵f (x )的图象被x 轴截得的线段长为2, ∴f (x )=0的两根为1和3,设f (x )的解析式为f (x )=a (x -1)(x -3)(a ≠0), ∵f (x )的图象过点(4,3), ∴3a =3,∴a =1,∴所求函数的解析式为f (x )=(x -1)(x -3), 即f (x )=x 2-4x +3.题型三 二次函数的图象与性质 命题点1 二次函数的图象例3 设abc >0,二次函数f (x )=ax 2+bx +c 的图象可能是( )答案 D解析 因为abc >0,二次函数f (x )=ax 2+bx +c ,那么可知, 在A 中,a <0,b <0,c <0,不符合题意; B 中,a <0,b >0,c >0,不符合题意; C 中,a >0,c <0,b >0,不符合题意,故选D. 命题点2 二次函数的单调性与最值 例4 已知函数f (x )=x 2-tx -1.(1)若f (x )在区间(-1,2)上不单调,求实数t 的取值范围; (2)若x ∈[-1,2],求f (x )的最小值g (t ). 解f (x )=x 2-tx -1=⎝⎛⎭⎫x -t 22-1-t 24. (1)依题意,-1<t2<2,解得-2<t <4,∴实数t 的取值范围是(-2,4).(2)①当t2≥2,即t ≥4时,f (x )在[-1,2]上单调递减,∴f (x )min =f (2)=3-2t . ②当-1<t2<2,即-2<t <4时,f (x )min =f ⎝⎛⎭⎫t 2=-1-t24. ③当t2≤-1,即t ≤-2时,f (x )在[-1,2]上单调递增,∴f (x )min =f (-1)=t .综上有g (t )=⎩⎪⎨⎪⎧t ,t ≤-2,-1-t24,-2<t <4,3-2t ,t ≥4.延伸探究 本例条件不变,求当x ∈[-1,2]时,f (x )的最大值G (t ). 解 f (-1)=t ,f (2)=3-2t , f (2)-f (-1)=3-3t , 当t ≥1时,f (2)-f (-1)≤0, ∴f (2)≤f (-1), ∴f (x )max =f (-1)=t ; 当t <1时,f (2)-f (-1)>0, ∴f (2)>f (-1), ∴f (x )max =f (2)=3-2t ,综上有G (t )=⎩⎪⎨⎪⎧t ,t ≥1,3-2t ,t <1.教师备选1.(多选)如图,抛物线y =ax 2+bx +c (a ≠0)与x 轴交于点A (-1,0),顶点坐标为(1,n ),与y 轴的交点在(0,2),(0,3)之间(包含端点),则下列结论正确的是( )A .当x >3时,y <0B .4a +2b +c =0C .-1≤a ≤-23D .3a +b >0答案 AC解析 依题意知,抛物线y =ax 2+bx +c (a ≠0)与x 轴交于点A (-1,0),顶点坐标为(1,n ), ∴函数与x 轴的另一交点为(3,0), ∴当x >3时,y <0,故A 正确;当x =2时,y =4a +2b +c >0,故B 错误;∵抛物线y =ax 2+bx +c 与x 轴交于点A (-1,0),且a <0, ∴a -b +c =0,∵b =-2a ,∴a +2a +c =0, ∴3a +b <0,c =-3a ,∵2≤c ≤3,∴2≤-3a ≤3,∴-1≤a ≤-23, 故C 正确,D 错误.2.(2022·沈阳模拟)已知f (x )=ax 2-2x +1.(1)若f (x )在[0,1]上单调,求实数a 的取值范围;(2)若x ∈[0,1],求f (x )的最小值g (a ).解 (1)当a =0时,f (x )=-2x +1单调递减;当a >0时,f (x )的对称轴为x =1a ,且1a>0, ∴1a≥1,即0<a ≤1; 当a <0时,f (x )的对称轴为x =1a 且1a<0, ∴a <0符合题意.综上有,a ≤1.(2)①当a =0时,f (x )=-2x +1在[0,1]上单调递减,∴f (x )min =f (1)=-1.②当a >0时,f (x )=ax 2-2x +1的图象开口方向向上,且对称轴为x =1a. (ⅰ)当1a<1,即a >1时,f (x )=ax 2-2x +1图象的对称轴在[0,1]内, ∴f (x )在⎣⎡⎦⎤0,1a 上单调递减,在⎣⎡⎦⎤1a ,1上单调递增. ∴f (x )min =f ⎝⎛⎭⎫1a =1a -2a +1=-1a+1. (ⅱ)当1a≥1,即0<a ≤1时,f (x )在[0,1]上单调递减. ∴f (x )min =f (1)=a -1.③当a <0时,f (x )=ax 2-2x +1的图象的开口方向向下,且对称轴x =1a<0,在y 轴的左侧, ∴f (x )=ax 2-2x +1在[0,1]上单调递减.∴f (x )min =f (1)=a -1.综上所述,g (a )=⎩⎪⎨⎪⎧a -1,a ≤1,-1a +1,a >1.思维升华 二次函数在闭区间上的最值主要有三种类型:轴定区间定、轴动区间定、轴定区间动,不论哪种类型,解题的关键都是对称轴与区间的位置关系,当含有参数时,要依据对称轴与区间的位置关系进行分类讨论.跟踪训练3 (1)若函数f (x )=x 2+a |x |+2,x ∈R 在区间[3,+∞)和[-2,-1]上均单调递增,则实数a 的取值范围是( )A.⎣⎡⎦⎤-113,-3 B .[-6,-4] C .[-3,-22]D .[-4,-3] 答案 B解析 ∵f (x )为偶函数,∴f (x )在[1,2]上单调递减,在[3,+∞)上单调递增,当x >0时,f (x )=x 2+ax +2,对称轴为x =-a 2,∴2≤-a 2≤3, 解得-6≤a ≤-4.(2)(2022·抚顺模拟)已知函数f (x )=-x 2+2x +5在区间[0,m ]上有最大值6,最小值5,则实数m 的取值范围是________.答案 [1,2]解析 由题意知,f (x )=-(x -1)2+6,则f (0)=f (2)=5=f (x )min ,f (1)=6=f (x )max ,函数f (x )的图象如图所示,则1≤m ≤2.课时精练1.若二次函数g (x )满足g (1)=1,g (-1)=5,且图象过原点,则g (x )的解析式为( )A .g (x )=2x 2-3xB .g (x )=3x 2-2xC .g (x )=3x 2+2xD .g (x )=-3x 2-2x答案 B解析 二次函数g (x )满足g (1)=1,g (-1)=5,且图象过原点,设二次函数为g (x )=ax 2+bx ,可得⎩⎪⎨⎪⎧ a +b =1,a -b =5,解得a =3,b =-2,所求的二次函数为g (x )=3x 2-2x .2.(2022·延吉检测)若函数y =()222433mm m m x +--+为幂函数,且在(0,+∞)上单调递减,则实数m 的值为( )A .0B .1或2C .1D .2答案 C解析 由于函数y =()222433m m m m x +--+为幂函数,所以m 2-3m +3=1,解得m =1或m =2,当m =1时,y =x -1=1x,在(0,+∞)上单调递减,符合题意. 当m =2时,y =x 4,在(0,+∞)上单调递增,不符合题意.3.(2022·长沙模拟)已知函数f (x )=x 2-2mx -m +2的值域为[0,+∞),则实数m 的值为( )A .-2或1B .-2C .1D .1或2答案 A解析 因为f (x )=x 2-2mx -m +2=(x -m )2-m 2-m +2≥-m 2-m +2,且函数f (x )=x 2-2mx -m +2的值域为[0,+∞),所以-m 2-m +2=0,解得m =-2或m =1.4.如图是二次函数y =ax 2+bx +c 图象的一部分,图象过点A (-3,0),对称轴为直线x =-1.下面四个结论中正确的是( )A .b 2<4acB .2a -b =1C .a -b +c =0D .5a <b 答案 D解析 因为二次函数y =ax 2+bx +c 的图象过点A (-3,0),对称轴为直线x =-1,所以⎩⎪⎨⎪⎧-b 2a =-1,9a -3b +c =0, 解得⎩⎪⎨⎪⎧b =2a ,c =-3a ,因为二次函数的图象开口方向向下,所以a <0,对于A ,因为二次函数的图象与x 轴有两个交点,所以b 2-4ac =4a 2+12a 2=16a 2>0, 所以b 2>4ac ,故选项A 不正确;对于B ,因为b =2a ,所以2a -b =0,故选项B 不正确;对于C ,因为a -b +c =a -2a -3a =-4a >0,故选项C 不正确;对于D ,因为a <0,所以5a <2a =b ,故选项D 正确.5.(多选)(2022·宜昌质检)已知函数f (x )=x 2-2x +a 有两个零点x 1,x 2,以下结论正确的是( )A .a <1B .若x 1x 2≠0,则1x 1+1x 2=2aC .f (-1)=f (3)D .函数y =f (|x |)有四个零点答案 ABC解析 二次函数对应二次方程根的判别式Δ=(-2)2-4a =4-4a >0,a <1,故A 正确; 由根与系数的关系得,x 1+x 2=2,x 1x 2=a ,1x 1+1x 2=x 1+x 2x 1x 2=2a,故B 正确; 因为f (x )的对称轴为x =1,点(-1,f (-1)),(3,f (3))关于对称轴对称,故C 正确; 当a <0时,y =f (|x |)只有两个零点,故D 不正确.6.(多选)已知幂函数f (x )=()2231m m m m x +---,对任意x 1,x 2∈(0,+∞),且x 1≠x 2,都满足f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0,若a ,b ∈R 且f (a )+f (b )<0,则下列结论可能成立的有( ) A .a +b >0且ab <0B .a +b <0且ab <0C .a +b <0且ab >0D .以上都可能答案 BC解析 因为f (x )=()2231mm m m x +---为幂函数,所以m 2-m -1=1,解得m =2或m =-1.依题意f (x )在(0,+∞)上单调递增,所以m =2,此时f (x )=x 3,因为f (-x )=(-x )3=-x 3=-f (x ),所以f (x )=x 3为奇函数.因为a ,b ∈R 且f (a )+f (b )<0,所以f (a )<f (-b ).因为y =f (x )为增函数,所以a <-b ,所以a +b <0.7.(2022·张家口检测)已知幂函数f (x )=mx n +k 的图象过点⎝⎛⎭⎫116,14,则m -2n +3k =________. 答案 0解析 因为f (x )是幂函数,所以m =1,k =0,又f (x )的图象过点⎝⎛⎭⎫116,14,所以⎝⎛⎭⎫116n =14,解得n =12, 所以m -2n +3k =0.8.(2022·江苏海安高级中学模拟)函数f (x )=x 2-4x +2在区间[a ,b ]上的值域为[-2,2],则b -a 的取值范围是________.答案 [2,4]解析 解方程f (x )=x 2-4x +2=2,解得x =0或x =4,解方程f (x )=x 2-4x +2=-2,解得x =2,由于函数f (x )在区间[a ,b ]上的值域为[-2,2].若函数f (x )在区间[a ,b ]上单调,则[a ,b ]=[0,2]或[a ,b ]=[2,4],此时b -a 取得最小值2;若函数f (x )在区间[a ,b ]上不单调,且当b -a 取最大值时,[a ,b ]=[0,4],所以b -a 的最大值为4.所以b -a 的取值范围是[2,4].9.已知二次函数f (x )=ax 2+(b -2)x +3,且-1,3是函数f (x )的零点.(1)求f (x )的解析式,并解不等式f (x )≤3;(2)若g (x )=f (sin x ),求函数g (x )的值域.解 (1)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ -1+3=-b -2a ,-1×3=3a ,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =4, ∴f (x )=-x 2+2x +3,∴当-x 2+2x +3≤3时,即x 2-2x ≥0,解得x ≥2或x ≤0,∴不等式的解集为(-∞,0]∪[2,+∞).(2)令t =sin x ,则g (t )=-t 2+2t +3=-(t -1)2+4,t ∈[-1,1],当t =-1时,g (t )有最小值0,当t =1时,g (t )有最大值4,故g (t )∈[0,4].所以g (x )的值域为[0,4].10.(2022·烟台模拟)已知二次函数f (x )=ax 2+bx +c ,且满足f (0)=2,f (x +1)-f (x )=2x +1.(1)求函数f (x )的解析式;(2)当x ∈[t ,t +2](t ∈R )时,求函数f (x )的最小值g (t )(用t 表示).解 (1)因为二次函数f (x )=ax 2+bx +c 满足f (0)=2,f (x +1)-f (x )=2x +1, 所以⎩⎪⎨⎪⎧c =2,a (x +1)2+b (x +1)+c -(ax 2+bx +c )=2x +1,即⎩⎪⎨⎪⎧ c =2,2ax +b +a =2x +1, 所以⎩⎪⎨⎪⎧ c =2,2a =2,b +a =1,解得⎩⎪⎨⎪⎧ c =2,a =1,b =0,因此f (x )=x 2+2.(2)因为f (x )=x 2+2是图象的对称轴为直线x =0,且开口向上的二次函数,当t ≥0时,f (x )=x 2+2在x ∈[t ,t +2]上单调递增,则f (x )min =f (t )=t 2+2;当t +2≤0,即t ≤-2时,f (x )=x 2+2在x ∈[t ,t +2]上单调递减,则f (x )min =f (t +2)=(t +2)2+2=t 2+4t +6;当t <0<t +2,即-2<t <0时,f (x )min =f (0)=2,综上g (t )=⎩⎪⎨⎪⎧ t 2+2,t ≥0,2,-2<t <0,t 2+4t +6,t ≤-2.11.(2022·福州模拟)已知函数f (x )=2x 2-mx -3m ,则“m >2”是“f (x )<0对x ∈[1,3]恒成立”的( )A .充分不必要条件B .充要条件C .必要不充分条件D .既不充分也不必要条件答案 C解析 若f (x )<0对x ∈[1,3]恒成立,则⎩⎪⎨⎪⎧f (1)=2-4m <0,f (3)=18-6m <0, 解得m >3,{m |m >3}是{m |m >2}的真子集,所以“m >2”是“f (x )<0对x ∈[1,3]恒成立”的必要不充分条件.12. 幂函数y =x α,当α取不同的正数时,在区间[0,1]上它们的图象是一组美丽的曲线(如图),设点A (1,0),B (0,1),连接AB ,线段AB 恰好被其中的两个幂函数y =x a ,y =x b 的图象三等分,即有BM =MN =NA ,那么a -1b 等于( )A .0B .1 C.12D .2 答案 A解析 由BM =MN =NA ,点A (1,0),B (0,1),∴M ⎝⎛⎭⎫13,23,N ⎝⎛⎭⎫23,13, 将两点坐标分别代入y =x a ,y =x b ,得a =132log 3,b =231log 3, ∴a -1b =132log 3-2311log 3=0.13.(多选)关于x 的方程(x 2-2x )2-2(2x -x 2)+k =0,下列命题正确的有( )A .存在实数k ,使得方程无实根B .存在实数k ,使得方程恰有2个不同的实根C .存在实数k ,使得方程恰有3个不同的实根D .存在实数k ,使得方程恰有4个不同的实根答案 AB解析 设t =x 2-2x ,方程化为关于t 的二次方程t 2+2t +k =0.(*)当k >1时,方程(*)无实根,故原方程无实根;当k =1时,可得t =-1,则x 2-2x =-1,原方程有两个相等的实根x =1;当k <1时,方程(*)有两个实根t 1,t 2(t 1<t 2),由t 1+t 2=-2可知,t 1<-1,t 2>-1.因为t =x 2-2x =(x -1)2-1≥-1,所以x 2-2x =t 1无实根,x 2-2x =t 2有两个不同的实根.综上可知,A ,B 项正确,C ,D 项错误.14.设关于x 的方程x 2-2mx +2-m =0()m ∈R 的两个实数根分别是α,β,则α2+β2+5的最小值为________.答案 7解析 由题意有⎩⎪⎨⎪⎧α+β=2m ,αβ=2-m , 且Δ=4m 2-4(2-m )≥0,解得m ≤-2或m ≥1,α2+β2+5=(α+β)2-2αβ+5=4m 2+2m +1,令f (m )=4m 2+2m +1,而f (m )图象的对称轴为m =-14, 且m ≤-2或m ≥1,所以f (m )min =f (1)=7.15.(2022·台州模拟)已知函数f (x )=(x 2-2x -3)(x 2+ax +b )是偶函数,则f (x )的值域是________.答案 [-16,+∞)解析 因为f (x )=(x 2-2x -3)(x 2+ax +b )=(x -3)(x +1)(x 2+ax +b )是偶函数,所以有⎩⎪⎨⎪⎧ f (-3)=f (3)=0,f (1)=f (-1)=0, 代入得⎩⎪⎨⎪⎧ 9-3a +b =0,1+a +b =0, 解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =-3. 所以f (x )=(x 2-2x -3)(x 2+2x -3)=(x 2-3)2-4x 2=x 4-10x 2+9=(x 2-5)2-16≥-16.16.已知a ,b 是常数且a ≠0,f (x )=ax 2+bx 且f (2)=0,且使方程f (x )=x 有等根.(1)求f (x )的解析式;(2)是否存在实数m ,n (m <n ),使得f (x )的定义域和值域分别为[m ,n ]和[2m,2n ]? 解 (1)由f (x )=ax 2+bx ,且f (2)=0,则4a +2b =0,又方程f (x )=x ,即ax 2+(b -1)x =0有等根,得b =1,从而a =-12, 所以f (x )=-12x 2+x . (2)假定存在符合条件的m ,n ,由(1)知f (x )=-12x 2+x =-12(x -1)2+12≤12, 则有2n ≤12,即n ≤14. 又f (x )图象的对称轴为直线x =1,则f (x )在[m ,n ]上单调递增,于是得⎩⎪⎨⎪⎧ m <n ≤14,f (m )=2m ,f (n )=2n ,即⎩⎪⎨⎪⎧ m <n ≤14,-12m 2+m =2m ,-12n 2+n =2n , 解方程组得m =-2,n =0,所以存在m =-2,n =0,使函数f (x )在[-2,0]上的值域为[-4,0].。
2.5用三种方式表示二次函数 教学目标:1..能够分析和表示变量之间的二次函数,并解决用二次函数所表示的问题. 2.通过解决用二次函数所表示的问题, 培养学生的运用能力.3.通过对二次函数的三种方式的特点进行研究,训练大家的求同求异思维.4.二次函数解决实际问题,让学生认识数学与人类生活的密切联系及对人类历史发展的作用,激发学生学习数学的兴趣. 重 点:1.能够分析和表示变量之间的二次函数,并解决用二次函数所表示的问题. 2.能够根据二次函数的不同表示方式,从不同侧面对函数性质进行研究 难 点:能够分析和表示变量之间的二次函数,并解决用二次函数所表示的问题. 教学过程:一.创设问题情景,引入新课 函数的表示方法有那些?某商店的广告牌上这样写着:一种豆子的售价与购买数量之间的关系如下:这是用表格来表示函数.这节课我们不仅要掌握三种表示方式而且要体会三种方式之间的联系与各自不同的特点,在什么情况下用哪一种方式更好? 二、讲解新课 1.试一试长方形的周长为20cm ,设它的一边长为xcm ,面积为ycm 2.y 随x 变化而变化的规律是什么?你能分别用函数表达式、表格和图象表示出来吗?(1)用函数表达式表示:y = . (2)用表格表示:(3)用图象表示: 学生独立完成,然后交流.讨论:函数的图象为什么只画出第一象限的部分? 2.议一议(1)在上述问题中,自变量x 的取值范围是什么?(2)当取何值时,长方形的面积最大?它的最大面积是多少?你是怎样得到的?请你描述一下y 随x 的变化而变化的情况.(学生讨论交流) (1)由⎩⎨⎧>->0100x x 得100<<x(2)可由两种方法求出顶点坐标(5,25),所以当x 由1至5逐渐增大时,y 的值逐渐增大,当x 由5至10逐渐增大时,y 的值逐渐减小,当x=5时,y 有最大值,即长方形的最大面积是25cm 2. 3.做一做两个数相差2,设其中较大的一个数为x,那么它们的积y 是如何随x 的变化而变化的? ?用你能分别用函数表达式、表格和图象表示这种变化吗?(1)用函数表达式表示:y = . (2)用表格表示:(3)用图象表示:(4)根据三种表示方式回答:自变量x的取值范围是什么?图象的对称轴和顶点坐标分别是什么?如描述y随x的变化而变化的情况?你是分别通过哪种表示方式回答上面三个问题的?4.议一议二次函数的三种表示方式有什么特点?它们之间有什么联系?与同伴交流.积累:四、课时小结本节课我们经历了用三种方式表示变量之间二次函数关系的过程,体会三种方式之间的联系与各自不同的特点,根据二次函数的不同表示方式,从不同侧面对函数性质进行了研究.五、课后作业习题2.6何时获得最大利润教学目标:知识点1.体会二次函数是一类最优化问题的数学模型,感受数学的应用价值.2.掌握实际问题中变量之间的二次函数关系,并运用二次函数的知识求出实际问题的最大值、最小值.能力训练 1.经历销售中最大利润问题的探究过程,让学生认识数学与人类生活的密切联系及对人类历史发展的作用,发展学生运用数学知识解决实际问题的能力. 情感与价值观 1.体会数学与人类生活的密切联系,了解数学的应用价值.重 点 应用二次函数解决实际问题中的最值 难 点能正确理解题意,找准数量关系.教学目标:一.创设问题情景,引入新课我们已经认识了二次函数,研究了二次函数的图象和性质,由简单的二次函数2x y =开始,然后是c ax y ax y +==22,,最后是k h x a y h x a y +-=-=22)(,)(,c bx ax y ++=2,掌握了二次函数的三种表示方式.怎么突然转到了获取最大利润呢?这其中必有联系. 二、讲授新课 1.有关利润问题:某商店经营T 恤衫,已知成批购进时单价是2.5元.根据市场调查,销售量与销售单价满足如下关系:在某一时间内,单价是13.5元时,销售量是500件,而单价每降低1元,就可以多售出200件. 请你帮助分析:销售单价是多少时,可以获利最多? 设销售单价为x (5.13≤x )元,那么(1)销售量可以表示为 ; (2)销售额可以表示为 ; (3)所获利润可以表示为 ;(4)当销售单价是 元时,可以获得最大利润,最大利润是 .引导分析:这是一个最值问题,而最值问题是二次函数的问题,因此,我们应先分析题意列出函数关系式.结果如下:销售量可以表示为)5,13(2000500x -+即x2003200-;销售额可以表示为)2003200(x x -即22003200x x -;所获利润可以表示为)2003200(5.2)2003200(2x x x ---即800037002002-+-x x .设总利润为y 元,则y =800037002002-+-x x .当25.9=x 元时,5.9112=最大y 元.2.做一做:某果园有100棵橙子树,每一棵树平均结600个橙子.现准备多种一些橙子树以提高产量,但是如果多种树,那么树之间的距离和每一棵树所接受的阳光就会减少.根据经验估计,每多种一棵树,平均每棵树就会少结5个橙子.⑴利用函数表达式描述橙子的总产量与增种橙子树的棵数之间的关系.⑵利用函数图象描述橙子的总产量与增种橙子树的棵数之间的关系.⑶增种多少棵橙子,可以使橙子的总产量在60400个以上? 3.补充例题已知一个矩形的周长是24cm.(1)写出这个矩形面积S 与一边长a 的函数关系式; (2)画出这个函数的图象; (3)当a 长多少时,S 最大?是二次函数的最值问题,分析题意列出函数关系式.36)6(12)12(22+--=+-=-=a a a a a S当a=6时,S 最大=36三、课堂练习 P 61 (答案:提价5元,最大利润4500元) 四、课时小结本节课我们经历了销售中最大利润问题的探究过程,体会了二次函数是一类最优化问题的数学模型,并感受了数学的应用价值,学会了分析和表示实际问题中变量间的二次函数关系,并运用二次函数的知识求实际问题中的最值,提高了解决问题的能力. 五、课后作业 习题2.7最大面积是多少教学目标:1. 学会分析和表示不同背景下实际问题中的变量之间的二次函数关系,并运用二次函数的知识求出实际问题的最大值、最小值. 能力训练1. 通过分析和表示不同背景下实际问题中的变量之间的二次函数关系,培养学生的分析判断能力.2. 通过运用二次函数知识解决实际问题,培养学生的数学应用能力. 情感与价值观1. 经历探究长方形和窗户透光最大面积问题的过程,体会数学的模型思想和数学应用价值.2. 进一步体会数学与人类生活的密切联系,了解数学的应用价值,增进对数学的理解和好奇心,具有初步的创新精神和实践能力. 教 学 过 程一、创设问题情景,引入新课用二次函数来解决实际问题,关键是要读懂题目,明确要解决的问题是什么,分析问题中的各个量之间的关系,把问题表示为数学的形式,在此基础上,利用我们学过的数学知识,就可以一步步地得到问题的解.本节课我们继续利用二次函数解决最大值问题. 二、讲解新课 1.例题讲解例1、如图,在一个直角三角形的内部作一个矩形ABCD ,其中AB 和AD 分别在两直角边上. (1).设矩形的一边AB=xcm,那么AD 边的长度如何表示? (2).设矩形的面积为ym 2,当x 取何值时,y 的最大值是多少?分析:(1)要求AD 边的长度,即求BC 边的 长度,而BC 是△EBC 中的一边,因此可以用 三角形相似求出BC.由△EBC ∽△EAF ,得AF BC EA EB =即304040BC x =-所以AD=BC=)40(43x -. (2)要求面积y 的最大值,即求函数y =AB ﹒AD =)40(43x x -⋅的最大值,就转化为数学问题了. 请同学们写出步骤.思考问题:如果设AD 边的长度为x m,则问题会怎样解决呢? 2.做一做某建筑物的窗户如图所示,它的上半部是半圆,下半部是矩形,制造窗框的材料总长(图中所有的黑线的长度和)为15m.当x 等于多少时,窗户通过的光线最多(结果精确到0.01m)?此时,窗户的面积是多少?分析:x 为半圆的半径,也是矩形的较长的边,因此, x 与半圆面积和矩形面积都有关系.要求透过窗户的 光线最多,也就是求半圆和矩形面积之和最大,即222x xy π+最大,而由于1547344=++=+++x y x x x x y ππ,所以.4715xx y π--=面积x x xx x x xy x S 5.75.34715221221222+-=--⋅+=+=πππ,这时已经转化为数学问题即二次函数了,只要化为顶点式或代入顶点公式中即可. 答案:.02.407.12m S m x =≈最大时,3.议一议用二次函数知识解决实际问题的基本思路是什么?与同伴进行交流. 明晰:用二次函数知识解决实际问题的基本思路: (1)读懂题意,理解问题;(2)分析问题中的变量和常量以及它们之间的关系; (3)用数学的方式表示它们之间的关系; (3)做函数求解;(4)检验结果的合理性,拓展等. 三、课堂练习1、如图⑴,在Rt △ABC 中,AC=3cm ,BC=4cm ,四边形CFDE 为矩形,其中CF 、CE 在两直角边上,设矩形的一边CF=xcm .当x 取何值时,矩形ECFD 的面积最大?最大是多少?E F2、如图⑵,在Rt△ABC中,作一个长方形DEGF,其中FG边在斜边上,AC=3cm,BC=4cm,那么长方形OEGF的面积最大是多少?3、如图⑶,已知△ABC,矩形GDEF的DE边在BC边上.G、F分别在AB、AC边上,BC=5cm,S△ABC为30cm2,AH为△ABC在BC边上的高,求△ABC的内接矩形GDEF的最大面积.4、某建筑物窗户如图所示,它的上半部是半圆,下半部是矩形.制造窗框的材料总长(图中所有黑线的长度和)为15m.当x等于多少时,窗户透过的光线最多(结果精确到0.01m)?此时,窗户的面积是多少?四、课后小结学习用二次函数知识解决实际问题,增强应用意识,获得用数学方法解决实际问题的经验,进一步感受数学模型思想和数学的应用价值.五、课后作业习题2.8二次函数与一元二次方程(一)教学目标:知识点1.经历探索二次函数与一元二次方程的关系的过程,体会二次函数与方程之间的联系;2。
第13讲 二次函数及其应用一、考点知识梳理【考点1 二次函数的图像及性质】1.二次函数的概念:一般地,如果两个变量x 和y 之间的函数关系,可以表示成y =ax 2+bx +c(a ,b ,c 是常数,且a ≠0),那么称y 是x 的二次函数,其中,a 叫做二次项系数,b 叫做一次项系数,c 叫做常数项. 2.三种表示方法:(1)一般式:y =ax 2+bx +c(a ≠0);(2)顶点式:y =a(x -h)2+k(a ≠0),其中二次函数的顶点坐标是(h ,k);(3)交点式:y =a(x -x 1)(x -x 2)(a ≠0),其中x 1,x 2为抛物线与x 轴交点的横坐标. 3.三种表达式之间的关系 顶点式――→确定一般式――→因式分解两点式 4.图像性质二次函数y =ax 2+bx +c(a ,b ,c 为常数,a ≠0)a >0时开口向上, 对称轴:直线x =-b 2a ,顶点坐标:⎝ ⎛⎭⎪⎫-b 2a ,4ac -b 24a ,增减性:在对称轴的左侧,即x <-b 2a 时,y 随x 的增大而减小;在对称轴的右侧,即当x >-b2a 时,y 随x 的增大而增大,简记为“左减右增”a <0时开口向下,对称轴:直线x =-b 2a ,顶点坐标:⎝ ⎛⎭⎪⎫-b 2a ,4ac -b 24a ,增减性:在对称轴的左侧,即当x <-b 2a 时,y 随x 的增大而增大;在对称轴的右侧,即当x >-b2a 时,y 随x 的增大而减小,简记为“左增右减”【考点2 二次函数的实际应用】1.二次函数的实际应用为每年的必考点,题型多为选择、解答题,有以下两种常考类型:(1)单纯二次函数的实际应用;(2)与一次函数结合的实际应用.2.出题形式有三种:(1)以某种产品的销售为背景;(2)以公司的工作业绩为背景;(3)以某公司装修所需材料为背景.3.设问方式主要有:(1)列函数关系式并求值;(2)求最优解;(3)求最大利润及利润最大时自变量的值;(4)求最小值;(5)选择最优方案.【考点3 二次函数的图像与方程的关系】二次函数与一元二次方程的关系:1.当抛物线与x轴有两个交点时,两交点的横坐标就是对应的一元二次方程的两个不相等的实数根.2.当抛物线与x轴只有一个交点时,该交点的横坐标就是对应的一元二次方程的两个相等的实数根.3.当抛物线与x轴没有交点时,对应的一元二次方程无实数根.【考点4 二次函数的图像与几何图形的关系】1.平移:由于抛物线平移后的形状不变,故a不变,所以求平移后的抛物线解析式通常可利用两种方法:一是求出原抛物线上任意两点平移后的坐标,利用待定系数法求出解析式;二是只考虑平移后的顶点坐标,即可求出解析式.平移步骤:(1)将抛物线表达式转化为顶点式y=a(x-h)2+k,确定其顶点坐标;(2)保持抛物线的形状不变,平移顶点坐标(h,k)即可.2.二次函数与几何图形的面积问题,是最常见的数形结合问题,首先要根据题意画出草图,结合图形分析其中的几何图形的特点,再求出面积等相关数据.【考点5 二次函数的图像其它函数的关系】二次函数与一次函数、二次函数与反比例函数、两个二次函数之间的关系是近几年中考的常考题型,需要把每个函数的性质了解清楚,点的坐标适合每个函数的表达式,然后再结合图像特点,总结规律。
第5课时§2.5 用三种方式表示二次函数教学目标1、经历用三种方式表示变量之间二次函数关系的过程,体会三种方式之间的联系与各自不同的特点2、能够分析和表示变量之间的二次函数关系,并解决用二次函数所表示的问题3、能够根据二次函数的不同表示方式,从不同的侧面对函数性质进行研究教学重点和难点重点:用三种方式表示变量之间二次函数关系难点:根据二次函数的不同表示方式,从不同的侧面对函数性质进行研究教学过程设计一、从学生原有的认知结构提出问题这节课,我们来学习二次函数的三种表达方式。
二、师生共同研究形成概念1、用函数表达式表示☆做一做书本P 56 矩形的周长与边长、面积的关系鼓励学生间的互相交流,一定要让学生理解周长与边长、面积的关系。
比较全面、完整、简单地表示出变量之间的关系2、用表格表示☆做一做书本P 56 填表由于运算量比较大,学生的运算能力又一般,因此,建议把这个表格的一部分数据先给出来,让学生完成未完成的部分空格。
表格表示可以清楚、直接地表示出变量之间的数值对应关系3、用图象表示☆议一议书本P 56 议一议关于自变量的问题,学生往往比较难理解,讲解时,可适当多花时间讲解。
可以直观地表示出函数的变化过程和变化趋势☆做一做书本P 574、三种方法对比☆议一议书本P 58 议一议函数的表格表示可以清楚、直接地表示出变量之间的数值对应关系;函数的图象表示可以直观地表示出函数的变化过程和变化趋势;函数的表达式可以比较全面、完整、简单地表示出变量之间的关系。
这三种表示方式积压自有各自的优点,它们服务于不同的需要。
在对三种表示方式进行比较时,学生的看法可能多种多样。
只要他们的想法有一定的道理,教师就应予以肯定和鼓励。
三、随堂练习1、书本P 58 习题2.6 12、《练习册》P 28四、小结用三种方式表示二次函数的各自特点。
五、作业书本P 58 习题2.6 2六、教学后记。
全国中小学“教学中的互联网搜索”优秀教学案例评选教案设计初中数学《用三种方式表示二次函数》一、教案背景:1、面向学生:中学2、学科:数学3.学生知识背景:学生刚刚学习过用公式法和配方法求二次函数图象的顶点坐标,从本节开始就要利用前面所学知识来解决一些利用二次函数来求最值的实际问题。
二.教学课题:1.经历用二种方式表示变量之间二次函数关系的过程,体会三种方式之间的联系和各自不同的特点。
2.能够分析和表示变量之间的二次函数关系,并解决用二次函数所表示的问题。
3.能够根据二次函数的不同表示方式,从不同的侧面对函数进行研究。
4.培养学生数学结合的观念,使能够通过数形结合来全面分析函数关系。
5.通过本节学习,进一步增强学生用数学的意识。
三.教材分析:本节教材是举了两个简单的例子,通过用三种方式表示变量之间的二次函数关系,让学生感受三种方式各自不同的特点,但最终目的还是让学生理解怎样通过二次函数的顶点坐标来求二次函数的最值。
在这三种方式中,对于函数表达式和表格,学生比较容易接受,但是对于图象,尽管它具有直观性,但学生不容易发现两个变量的变化趋势,需要有教师的细心指导。
本节的重点是让学生理解函数的最值就是函数图象的顶点的纵坐标。
难点就是将不同背景下的现实问题变量关系用二次函数关系式来表示。
四.教学方法:在教师的引导下,以学生为主体对问题进行逐步分析探讨。
在学生的探讨过程中,教师适时指导、归纳和总结,最后再进一步巩固和练习。
五.教学过程(上课观看百度视频中名有关本堂课的名师的视频,学习他们的优点。
)(一).情境引入已知矩形的周长为20cm,并且设它的一条边长为xcm,面积为ycm2。
y 随x的变化规律是什么?你能分别用函数表达式、表格和图象表示出来吗?(二).问题探究(1)用函数表达式表示:y =(提示学生:根据矩形的周长公式易知:长+宽=半周长)(2)用表格表示:(3) 用图象表示。
(先让学生画图,然后老师在黑板 上画,并注意保留,不要擦去。
2.5 用三种方式表示二次函数一、填空题:1.两个数的和为4,这两个数的积最大可以达到_______.2.把一根长100cm 的铁丝分为两部分,每一部分均弯曲成一个正方形, 它们的面积和最小是______. 二、解答题:3.一个三角形的底边和这边上的高的和为10, 这个三角形的面积最大可以达到多少?4.正方形的周长为L,面积为S,用L 表示出函数S 的关系式.5.如图,△ABC 是边长为4的等边三角形,P 是BC 上的点,PD∥AC 交AB 于D,PE∥AB 交AC 于E,设PB 为x,四边形ADPE 的面积为y.求y 与x 之间的函数关系式.6.一个运动员练习推铅球,铅球刚出手时,离地面53米,铅球落地点离铅球刚出手时相应的地面的点10米,铅球运行中最高点离地面3米, 已知铅球走过的路线是抛物线,求该抛物线的函数关系式.7.在一个函数中的两个变量的对应值如下表:请你通过画图像,8.有一个函数图像经过下列各点:(-2,3),(-1,0),(0,-1),(1,0),(2,3). (1)请你描述该函数图像.(2)写出两个变量间的函数关系式.(3)你能通过表格的形式,列出两个变量的对应值,使两个变量间的关系满足(2)中的关系式吗?9.某二次函数用表格表示如下:(1)根据表格,说明该函数图像的对称轴、顶点坐标和开口方向; (2)说明x 为何值时,y 随x 的增大而增大. (3)你能用表达式表示这个函数关系吗?EDBPA2.6 何时获得最大利润1.某商店购进一批单价为16元的日用品,销售一段时间后,为了获取更多利润, 商店决定提高销售价格,经试验发现,若按每件20元的价格销售时,每月能卖360件; 若按每件25元的价格销售时,每月能卖210件.假定每月销售件数y(件)是价格x( 元/件)的一次函数.(1)试求y与x之间的函数关系式;(2)在商品不积压,且不考虑其他因素的条件下,问销售价格为多少时,才能使每月获得最大利润?每月的最大利润是多少?(总利润=总收入-总成本).2.某旅社有客房120间,每间房的日租金为50元时,每天都客满,旅社装修后要提高租金,经市场调查发现,如果每间客房的日租金每增加5元时,则客房每天出租数会减少6间,不考虑其他因素,旅社将每间客房的日租金提高到多少元时,客房日租金的总收入最高?3.某商场以80元/件的价格购进西服1000件,已知每件售价为100元时,可全部售出.如果定价每提高1%,则销售量就下降0.5%,问如何定价可使获利最大?(总利润=总收入-总成本).4.某公司推出了一种高效环保型洗涤用品,年初上市后,公司经历了从亏损到赢利的过程.若该公司年初以来累积利润s(万元)与销售时间t(月)之间的关系(即前七个月的利润总和与t之间的关系)为s=12t2-2t.(1)第几个月末时,公司亏损最多?为什么?(2)第几个月末时,公司累积利润可达30万元?(3)求第8个月公司所获利润是多少万元?5.启明公司生产某种产品,每件成本是3元,售价是4元,年销售量为10万件.为了获得更好的效益,公司准备拿出一定的资金做广告,根据经验,每年投入的广告费是x( 万元)时,产品的年销售量是原销售量的y倍,且y=277101010xx-++. 如果把利润看作是销售总额减去成本和广告费:(1)试写出年利润s(万元)与广告费x(万元)的函数关系式,并计算广告费是多少万元时,公司获得的年利润最大?最大年利润是多少万元?(2)把(1)中的最大利润留出3万元做广告,其余的资金投资新项目,现有6个项目可供选择,各项目每如果每个项目只能投一股,且要求所有投资项目的收益总额不得低于1.6万元, 问有几种符合要求的方式?写出每种投资方式所选的项目.6.某市近年来经济发展迅速很快,根据统计,该市国内生产总值1990年为8.6 亿元人民币,1995年为10.4亿元人民币,2000年为12.9亿元人民币.经论证,上述数据适合一个二次函数关系,请你根据这个函数关系,预测2005 年该市国内生产总值将达到多少?2.7 最大面积是多少1.如图,已知△ABC 是一等腰三角形铁板余料,其中AB=AC=20cm,BC=24cm.若在△ABC 上截出一矩形零件DEFG,使EF 在BC 上,点D 、G 分别在边AB 、AC 上. 问矩形DEFG 的最大面积是多少?2.如图,在Rt△ABC 中,∠ACB=90°,AB=10,BC=8,点D 在BC 上运动(不运动至B,C),DE∥AC,交AB 于E,设BD=x,△ADE 的面积为y. (1)求y 与x 的函数关系式及自变量x 的取值范围;(2)x 为何值时,△ADE 的面积最大?最大面积是多少?3.如图,△ABC 中,∠B=90°,AB=6cm,BC=12cm.点P 从点A 开始,沿AB 边向点B 以每秒1cm 的速度移动;点Q 从点B 开始,沿着BC 边向点C 以每秒2cm 的速度移动.如果P,Q 同时出发,问经过几秒钟△PBQ 的面积最大?最大面积是多少?4.如图所示,是某市一条高速公路上的隧道口在平面直角坐标系上的示意图,隧道的截面由抛物线和长方形构成.长方形的长是16m,宽是6m.抛物线可以用y=-132x 2+8表示. (1)现有一大型运货汽车,装载某大型设备后,其宽为4m,车载大型设备的顶部与路面的距离均为7m,它能否安全通过这个隧道?说明理由.(2)如果该隧道内设双行道,那么这辆运货汽车能否安全通过?(3)为安全起见,你认为隧道应限高多少比较适宜?为什么?B xA 1OB 1CyA FB G DC A E BD BQC P A5.如图,在矩形ABCD 中,AB=6cm,BC=12cm,点P 从点A 出发,沿AB 边向点B 以1cm/s 的速度移动,同时点Q 从点B 出发沿BC 边向点C 以2cm/s 的速度移动,如果P,Q 两点同时出发,分别到达B,C 两点后就停止移动.(1)设运动开始后第t 秒钟后,五边形APQCD 的面积为Scm 2,写出S 与t 的函数关系式,并指出自变量t 的取值范围.(2)t 为何值时,S 最小?最小值是多少?6.△ABC 是锐角三角形,BC=6,面积为12,点P 在AB 上,点Q 在AC 上,如图所示, 正方形PQRS(RS 与A 在PQ 的异侧)的边长为x,正方形PQRS 与△ABC 公共部分的面积为y. (1)当RS 落在BC 上时,求x; (2)当RS 不落在BC 上时,求y 与x 的函数关系式; (3)求公共部分面积的最大值.7.如图,有一座抛物线形拱桥,抛物线可用y=2125x表示.在正常水位时水面AB 的宽为20m,如果水位上升3m 时,水面CD 的宽是10m.(1)在正常水位时,有一艘宽8m 、高2.5m 的小船,它能通过这座桥吗?(2)现有一辆载有救援物资的货车从甲地出发需经过此桥开往乙地,已知甲地距此桥280km(桥长忽略不计).货车正以每小时40km 的速度开往乙地,当行驶1小时时, 忽然接到紧急通过:前方连降暴雨,造成水位以每小时0.25m 的速度持续上涨(货车接到通知时水位在CD 处,当水位达到桥拱最高点O 时,禁止车辆通行).试问:如果货车按原来的速度行驶,能否安全通过此桥?若能,请说明理由.若不能, 要使货车安全通过此桥,速度应超过每小时多少千米?B xO D C y A B Q S R C P A B Q D CP A。
2023年中考数学总复习一轮讲练测()专题14二次函数的图象与性质(讲练)1.理解二次函数的意义,掌握二次函数的表达式,熟练应用待定系数法求二次函数的表达式;2.会画二次函数的图象,掌握二次函数的性质1.二次函数的定义:一般地,形如(其中a,b,c是常数,a≠0)的函数叫做二次函数.2.二次函数的三种表达式:(1)一般式:(a,b,c是常数,a≠0).(2)顶点式:(a,h,k是常数,a≠0),顶点坐标是.(3)交点式:(a,x1,x2是常数,a≠0),其中x1,x2是二次函数与x轴的交点的横坐标,图象的对称轴为直线.3.二次函数的图象与性质:二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象是一条抛物线,当a>0时,抛物线的开口,这时当x≤-b2a时,y随x的增大而;当x≥-b2a时,y随x的增大而;当x=-b2a时,y有最值.当a<0时,抛物线开口,这时当x≤-b2a时,y随x的增大而;当x≥-b2a时,y随x的增大而;当x=-b2a时,y有最值.该抛物线的对称轴是直线,顶点坐标是4.二次函数的图象的平移:平移规律:左右平移由h值决定:左加右减;上下平移由k值决定:上加下减.二次函数与x轴交点情况5.对于二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)△=b2﹣4ac决定抛物线与x轴的交点个数:①△=b2﹣4ac>0时,抛物线与x轴有2个交点;②△=b2﹣4ac=0时,抛物线与x轴有1个交点;③△=b2﹣4ac<0时,抛物线与x轴没有交点.考点一、二次函数的定义例1(2022秋•义乌市月考)若函数y=是二次函数,即m的值是()A.﹣1B.﹣1或3C.2D.3【变式训练】1.(2022•苏州模拟)下列各式中,y是关于x的二次函数的是()A.y=4x+2B.y=ax2+1C.y=3x2+5﹣4x D.y=2.(2021秋•林口县期末)是二次函数,则m的值是()A.m≠0B.m=±1C.m=1D.m=﹣13.(2022秋•禹州市期中)若函数y=(m﹣3)x|m|﹣1+5是关于x的二次函数,则m=()A.﹣3B.3C.3或﹣3D.2考点二、二次函数的图象例2(2022秋•舟山月考)在同一直角坐标系中,函数y=ax+a和函数y=ax2+x+2(a是常数,且a≠0)的图象可能是()A.B.C.D.【变式训练】1.(2022秋•巧家县期中)直线y=ax+b与抛物线y=ax2+bx+2在同一平面直角坐标系中的图象可能是()A.B.C.D.2.(2022秋•洪山区校级月考)在同一坐标系中,二次函数y=ax2+bx+c(b>0)与一次函数y=ax+c的大致图象可能是()A.B.C.D.3.(2022秋•凉州区校级月考)二次函数y=ax2与一次函数y=ax+a在同一坐标系中的大致图象为()A.B.C.D.考点三、二次函数的性质例3(2022秋•淳安县期中)已知二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c为常数,a>0)的图象经过点(﹣2,0)和(2,3),该函数图象的对称轴为直线x=m,则下列说法正确的是()A.0<m≤2B.m<0C.m>0D.﹣2≤m<0【变式训练】1.(2021秋•新会区期末)二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c为常数,且a≠0)中的x与y的部分对应值如表.下列结论错误的是()x…﹣10123…y…03430…A.函数图象开口向下B.当x=1时,y取最大值4C.对称轴是直线x=1D.当x>1时,y的值随x的增大而增大2.(2021秋•孝义市期末)对于二次函数y=﹣x2﹣2x+m(m为常数),当y随x的增大而减小时,x的取值范围是()A.x>﹣1B.x>﹣2C.x>1D.x>03.(2021秋•榆阳区期末)如表中所列的x,y的5对值是二次函数y=ax2+bx+c的图象上的点所对应的坐标:x…﹣2﹣1034…y…1163611…若(x1,y1),(x2,y2)是该函数图象上的两点,根据表中信息,以下说法正确的是()A.该函数的最小值为3B.这个函数图象的开口向上C.当x1<x2时,y1<y2D.当y1>y2时,x1<x24.(2022春•沙坪坝区校级月考)一列自然数0,1,2,3,⋯,100.依次将该列数中的每一个数平方后除以100,得到一列新数.则下列结论正确的是()①当原数取50时,原数与对应新数的差最大②原数与对应新数的差不可能等于零③原数与对应新数的差,随着原数的增大而增大④当原数与对应新数的差等于21时,原数等于30和70A.①②B.①③C.①④D.②③考点四、二次函数的图象与系数关系例4(2022•金华模拟)已知二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,与x轴有个交点(﹣1,0),有以下结论:①abc<0;②b<a+c;③4a+2b+c>0;④2c<3b;⑤a+b>m(am+b)(其中m≠1).其中所有正确结论的个数是()A.3个B.2个C.1个D.0个【变式训练】1.(2021秋•昌吉市校级期末)已知抛物线y=ax2+bx+c(a=0)在平面直角坐标系中的位置如图所示,则下列结论中,正确的是()A.a>0B.b<0C.c<0D.a+b+c>02.(2022春•成都月考)如图是二次函数y=ax2+bx+c图象的一部分,其对称轴是直线x=﹣1,且过点(﹣3,0),下列说法不正确的是()A.abc<0B.2a﹣b=0C.3a+c=0D.若(﹣5,y1),(3,y2)是抛物线上两点,y1>y23.(2022•东港区校级二模)二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象如图所示,对称轴为x=﹣1,则下列结论:①abc>0,②a+b<﹣c,③4a﹣2b+c>0,④3b+2c<0,⑤a﹣b>m(am+b)(其中m为任意实数).中正确的个数是()A.2个B.3个C.4个D.5个考点五、二次函数的点的坐标特征例5(2022秋•宁波月考)已知点(﹣1,y1),(﹣2,y2),(﹣4,y3)在二次函数y=﹣2x2﹣8x+c的图象上,则y1,y2,y3的大小关系是()A.y1<y3<y2B.y3<y2<y1C.y3<y1<y2D.y2<y3<y1【变式训练】1.(2022春•九龙坡区校级月考)已知A(﹣,y1),B(,y2),C(﹣,y3)是二次函数y=﹣x2+4x ﹣k的图象上的三点,则y1,y2,y3的大小关系是()A.y1=y2>y3B.y2>y1>y3C.y2>y3>y1D.y3>y1>y22.(2022秋•范县期中)设A(﹣2,y1),B(1,y2),C(2,y3)是抛物线y=a(x+1)2+k(a>0)上的三点,则y1,y2,y3的大小关系为()A.y1>y2>y3B.y1>y3>y2C.y3>y2>y1D.y3>y1>y23.(2022秋•林州市校级月考)在函数y=x2﹣2x+a(a为常数)的图象上有三个点(﹣1,y1),(﹣2,y2),(1,y3),则函数值y1,y2,y3的大小关系为()A.y3<y1<y2B.y1<y2<y3C.y3<y2<y1D.y2<y1<y34.(2022秋•闽清县校级月考)已知抛物线y=x2﹣1与y轴交于点A,与直线y=kx(k为任意实数)相交于B,C两点,则下列结论中,不正确的是()A.存在实数k,使得△ABC为等腰三角形B.存在实数k,使得△ABC的内角中有两个角为45°C.存在实数k,使得△ABC为直角三角形D.存在实数k,使得△ABC为等边三角形考点六、二次函数与几何变换例6(2022秋•拱墅区校级期中)抛物线y=x2﹣4x+3可以由抛物线y=x2平移得到,则下列平移方法正确的是()A.先向左平移2个单位,再向上平移7个单位B.先向左平移2个单位,再向下平移1个单位C.先向右平移2个单位,再向上平移7个单位D.先向右平移2个单位,再向下平移1个单位【变式训练】1.(2022•珙县模拟)抛物线y=x2+4x﹣1的顶点坐标向上平移一个单位后,再向右平移一个单位后的坐标为()A.(4,﹣1)B.(2,﹣1)C.(﹣1,﹣4)D.(1,﹣4)2.(2022秋•庐阳区校级期中)将抛物线y=x2先向右平移4个单位,再向下平移3个单位,所得抛物线表达式为()A.y=(x﹣4)2﹣3B.y=(x﹣4)2+3C.y=(x+4)2+3D.y=(x+4)2﹣33.(2022秋•林州市月考)在平面直角坐标系中,抛物线y=(x+5)(x﹣3)经过变换后得到抛物线y=(x+3)(x﹣5),则这个变换可以是()A.向左平移2个单位长度B.向右平移2个单位长度C.向左平移8个单位长度D.向右平移8个单位长度4.(2022秋•林州市校级月考)将抛物线y=(x+1)2的图象位于直线y=4以上的部分向下翻折,得到如图图象,若直线y=x+m与此图象只有四个交点,则m的取值范围是()A.B.C.D.考点七、二次函数的最值例7(2022秋•萧山区月考)已知非负数a,b,c,满足a﹣b=2且c+3a=9,设y=a2+b+c的最大值为m,最小值为n,则m﹣n的值是()A.1B.2C.3D.4【变式训练】1.(2022秋•宁明县月考)二次函数y=﹣(x+2)2﹣5的最大值是()A.5B.﹣5C.2D.﹣22.(2022秋•思明区校级期中)已知二次函数的图象(0≤x≤3)如图所示,关于该函数在所给自变量取值范围内,下列说法正确的是()A.函数有最小值1,有最大值3B.函数有最小值﹣1,有最大值0C.函数有最小值﹣1,有最大值3D.函数有最小值﹣1,无最大值3.(2022秋•番禺区校级期中)二次函数y=﹣x2﹣2x+c2﹣2c在﹣3≤x≤2的范围内有最小值为﹣5,则c的值()A.3或﹣1B.﹣1C.﹣3或1D.3考点八、二次函数与坐标轴交点例8(2022秋•舟山期中)在研究函数图象的性质时,若将自变量x变为|x|,则函数图象变化为:保留y轴右侧的图象,y轴左侧的图象变为右侧图象关于y轴的对称图形.已知抛物线y=﹣x2+2x+3的图象,则对于y=﹣x2+2|x|+3,当y>0时,x的取值范围是()A.﹣1<x<3B.﹣1<x<1C.﹣3<x<3D.x<﹣1或x>3【变式训练】1.(2022秋•庐阳区校级期中)抛物线y=x2+x+c与x轴只有一个公共点,则c的值为()A.﹣B.﹣4C.D.42.(2022•海陵区校级三模)如图,已知二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴交于(﹣3,0),顶点是(﹣1,m),则以下结论:①若y≥c,则x≤﹣2或x≥0;②b+c=m.其中正确的是()A.①B.②C.都对D.都不对3.(2022秋•庐阳区校级期中)已知二次函数y=﹣x2+bx+c的图像与x轴的两个交点分别是(﹣n,0)和(n+2,0),且抛物线还经过点(2,y1)和(﹣2,y2),则下列关于y1,y2的大小关系判断正确的是()A.y1=y2B.y1>y2C.y1<y2D.y1与y2的大小无法比较考点九、二次函数与方程不等式例9(2022秋•桐庐县期中)若二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,则不等式a(x﹣2)2+b(x﹣2)+c <0的解集为()A.x<1或x>3B.x>3C.x<﹣1D.x<3或x>5【变式训练】1.(2022秋•朝阳区校级期中)如图是二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)图象的一部分,有下列4个结论:①abc>0;②b2﹣4ac>0;③关于x的方程ax2+bx+c=0的两个根是x1=﹣2,x2=3;④关于x的不等式ax2+bx+c>0的解集是x>﹣2.其中正确的结论有()个.A.1B.2C.3D.42.(2022•罗庄区二模)如图,已知抛物线y=x2+bx+c与直线y=x交于(1,1)和(3,3)两点,有以下结论:①b2﹣4c>0;②3b+c+6=0;③当1<x<3时,x2+(b﹣1)x+c<0;④当x>2时,x2+bx+c>.其中正确的个数是()A.1B.2C.3D.43.(2021秋•微山县期末)如图,二次函数y=x2﹣2x﹣3的图象与一次函数y=x+b的图象相交于点A,B.若点A的坐标是.那么不等式x2﹣2x﹣3<x+b的解集是()A.B.或C.﹣1<x<3D.x<﹣1或x>34.(2021秋•梁山县期末)如图是抛物线图象的一部分,抛物线的顶点坐标A(1,3),与x轴的一个交点B(4,0),直线y2=mx+n(m≠0)与抛物线交于A,B两点,下列结论:①2a+b=0;②abc>0;③方程ax2+bx+c=3有两个相等的实数根;④抛物线与x轴的另一个交点是(﹣1,0);⑤当1<x<4时,有y2<y1;其中正确的是()A.①②③B.①③④C.②④⑤D.①③⑤考点十、待定系数法求二次函数解析式例10(2022秋•温州校级月考)如图,抛物线的顶点坐标为(1,﹣4),且图象经过点(3,0).(1)求抛物线的表达式;(2)若在y轴正半轴上取一点P(0,m),过点P作x轴的平行线,分别交抛物线于A,B两点(A在B 点左侧),若P A:PB=1:2,求m的值.【变式训练】1.(2022秋•林州市月考)如图,已知直线y=﹣2x+m与抛物线相交于A,B两点,且点A(1,4)为抛物线的顶点,点B在x轴上.(1)求m的值;(2)求抛物线的解析式.2.(2022秋•朝阳区校级月考)已知抛物线y=x2+bx+c经过A(﹣1,0)、B(6,0)两点.(1)请求出抛物线的解析式;(2)当0<x<4时,请直接写出y的取值范围.3.(2022秋•宁明县月考)已知抛物线经过点(3,﹣1),顶点坐标为(2,﹣2).(1)求抛物线对应的函数表达式;(2)若点P(t,y1),(t+3,y2)都在抛物线上,且y1=y2,求P,Q两点的坐标.4.(2022秋•西城区校级月考)二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)的自变量x与函数值y的部分对应值如下表:x…﹣101 2.53…y=ax2+bx+c…m1﹣2n﹣2…根据以上列表,回答下列问题:(1)直接写出c的值和该二次函数图象的对称轴;(2)求此二次函数的解析式;(3)在(2)条件下,求当﹣1≤x≤3.8时,函数值y的取值范围.考点十一、二次函数的推理计算与证明例11(2022秋•西湖区月考)设二次函数y=(x+1)(ax+2a+2)(a是常数,a≠0).(1)若a=1,求该函数图象的顶点坐标.(2)若该二次函数图象经过(﹣1,1),(﹣2,3),(0,﹣2)三个点中的一个点,求该二次函数的表达式.(3)若二次函数图象经过(x1,y1),(x2,y2)两点,当x1+x2=2,x1<x2时,y1>y2,求证:a<﹣.【变式训练】1.(2022•永嘉县模拟)已知二次函数y=2x2﹣bx+c的图象经过A(1,n),B(3,n).(1)用含n的代数式表示c.(2)若二次函数y=2x2﹣bx+c的最小值为,求n的值.2.(2022•绍兴)已知函数y=﹣x2+bx+c(b,c为常数)的图象经过点(0,﹣3),(﹣6,﹣3).(1)求b,c的值.(2)当﹣4≤x≤0时,求y的最大值.(3)当m≤x≤0时,若y的最大值与最小值之和为2,求m的值.3.(2021•河西区一模)已知函数y=x2+bx+c(b,c为常数)的图象经过点(﹣2,4).(Ⅰ)当b=2时,求抛物线的顶点坐标;(Ⅱ)设该函数图象的顶点坐标是(m,n),当b的值变化时,求n关于m的函数解析式;(Ⅲ)若该函数的图象不经过第三象限,当﹣3≤x≤4时,函数的最大值与最小值之差为40,求b的值.。
§2.5 用三种方式表示二次函数学习目标:经历三种方式表示变量之间二次函数关系的过程,体会三种方式之间的联系和各自不同点。
学习重点:能够根据二次函数的不同表示方式,从不同的侧面对函数进行研究.函数的综合题目,往往是三种方式的综合应用,由三种不同方式,都能把握函数性质,才会正确解题.学习难点:用三种方式表示二次函数的实际问题时,忽略自变量的取值范围是常见的错误.学习过程:一、做一做:已知矩形周长20cm,并设它的一边长为xcm,面积为ycm2,y随x的而变化的规律是什么?你能分别用函数表达式,表格和图象表示出来吗?1、用函数表达式表示:y=3、用图象表示:在上述问题中,自变量的取值范围是什么?当X=____时,Y最大=___。
你是怎么得到的。
二、两个数相差2,设其中较大的一个数为x,那么它们的积y是如何随x的变化而变化的? ?用你能分别用函数表达式,表格和图象表示这种变化吗?1、用函数表达式表示:y=3、用图象表示:4、根据以上3种表示方式回答下列问题。
(1)自变量的取值范围是什么?(2)图象的对称轴是___ 顶点坐标是___(3)如何描述y随x的变化而变化的情况(4)你是分别通过哪种方式回答上面3个问题的?三、二次函数的三种表示方式各有什么特点?它们之间有什么联系?四、例1已知函数y=x 2+bx +1的图象经过点(3,2).(1)求这个函数的表达式;(2)画出它的草图,并指出图象的顶点坐标;(3)当x >0时,求使y ≥2的x 的取值范围.例2 一次函数y=2x +3,与二次函数y=ax 2+bx +c 的图象交于A (m ,5)和B (3,n )两点,且当x=3时,抛物线取得最值为9.(1)求二次函数的表达式;(2)在同一坐标系中画出两个函数的图象;(3)当x 为何值时,一次函数值大于二次函数值?五、随堂练习:1.已知函数y=ax 2+bx +c (a ≠0)的图象,如图①所示,则下列关系式中成立的是( ) A .0<-a b 2<1 B .0<-a b 2<2 C .1<-a b 2<2 D .-a b 2=1图①图②2.抛物线y=ax2+bx+c(c≠0)如图②所示,回答:(1)这个二次函数的表达式是;(2)当x= 时,y=3;(3)根据图象回答:当x 时,y>0.3.已知抛物线y=-x2+(6-2k)x+2k-1与y轴的交点位于(0,5)上方,则k 的取值范围是.六、课后练习1.二次函数y=-x2+bx+c图象的最高点是(-1,-3),则b、c的值是()A.b=2,c=4 B.b=2,c=4 C.b=-2,c=4 D.b=-2,c=-4.2.二次函数y= ax2+bx+c(a≠0)的图象如图所示,下列结论:①c<0;②b>0;③4a+2b+c>0;④(a+c)2<b2.其中正确的有()A.1个B.2个C.3个D.4个3.一根长为100m的铁丝围成一个矩形的框子,设其中一边为x,面积为y。