九年级数学上册21.2.2二次函数y=ax2bxc的图象和性质(第5课时)名师教案(新版)沪科版
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21.2二次函数y=ax²+bx+c的图象和性质教学目标1、会画二次函数y=a(x+h)²+k的图象. 根据图象能说出抛物线y=a(x+h)²+k的顶点坐标、对称轴、开口方向以及函数值的变化情况和最值2、通过对比函数y=a(x+h)²+k和y=ax²+k、y=a(x+h)²、y=ax²图象,理解这几种形式的函数图象的关系。
过程与方法1.先画y=a(x+h)²与y=ax²图象,再归纳形状,位置规律及性质。
2.体验抛物线的平移过程,形成良好的思维方法。
情感,态度与价值观1。
结合图像平移规律过程,渗透数形结合的思想方法。
2.在探究y=a(x+h)²性质的过程中,培养学生的成就感和自信心。
重点;y=a(x+h)²+k的图象和性质。
难点;由y=ax²通过平移得到y=a(x+h)²+k时,如何确定平移的方向和距离。
教学过程一.自主学习1、复习:(1)二次函数y=ax²图象有哪些特点?(2)二次函数y=ax²+k图象有哪些特点?它可以看作由抛物线y=ax²经过怎样平移得到?(3)二次函数y=a(x+h)²图象有哪些特点?它可以看作由抛物线y=ax²经过怎样平移得到?2、怎样画函数y=的图象?(1)请用描点法画出该函数的图象。
(2)函数y=与函数y=的解析式有什么关系?抛物线y=可由抛物线y=向平移个单位得到。
抛物线函数y= y= 向平移个单位得到。
因此,抛物线y=可由 y=向平移个单位得到。
二、交流思考1、观察函数y=的图象(用几何画板作图),回答下列问题。
(1)这个函数图象的开口方向如何?顶点坐标、对称轴分别是什么?(2)当x= 时,这个函数取得最值?这个最值是。
(3)说说这个函数的值随自变量的变化情况。
三、课堂练习1、说说二次函数y=a(x+h)²+k的图象的特点。
第2课时 二次函数y =a (x +h )2的图象和性质教学目标1.进一步熟悉画函数图象的步骤,会画函数y =a (x +h )2的图象.2.能正确说出y =a (x +h )2的图象的开口方向、对称轴和顶点坐标.3.掌握抛物线y =a (x +h )2的平移规律.教学重难点画出二次函数y =a (x +h )2的图象,探索其性质;抛物线y =a (x +h )2如何由抛物线y =ax 2平移得到.教学过程导入新课【导语一】抛物线y =2x 2,y =2x 2+3,y =2x 2-3的对称轴,顶点坐标,开口方向各是什么?它们之间有何关系?【导语二】回忆二次函数y =ax 2――――→向上或向下平移|k|个单位y =ax 2±k .若将y =ax 2向左(或向右)平移|h |个单位,会得到什么抛物线呢?推进新课一、合作探究【问题1】 在同一坐标系中,画出函数y =x 2、y =(x -1)2和函数y =(x +1)2的图象. 指导以下两方面:(1)列表取值可按课本中提供的数据完成;(2)画出的图象要具有对称性,两个图象中的点选取略有不同.学生做完以后,可借用投影、多媒体展示自己的作品.【问题2】 想一想:函数y =(x -1)2和函数y =(x +1)2的图象与函数y =x 2的图象有何关系?它们的对称轴、顶点坐标分别是什么?学生思考后总结得出:函数y =(x -1)2、y =(x +1)2的图象和函数y =x 2的图象形状大小、开口方向完全一样,只是位置不同.抛物线y =(x -1)2的对称轴是直线x =1,顶点为(1,0);抛物线y =(x +1)2的对称轴是直线x =-1,顶点为(-1,0).观察图象易知(或用多媒体展示抛物线的移动)抛物线y =x 2向右平移1个单位,能与抛物线y =(x -1)2重合;抛物线y =x 2向左平移1个单位,能与抛物线y =(x +1)2重合.注意: 观察图象移动过程,要特别注意特殊点(如顶点)移动的情况.师生共同归纳: (1)二次函数y =a (x +h )2的图象与y =ax 2的图象形状大小,开口方向都完全相同,但顶点和对称轴不同.(2)抛物线y =a (x +h )2的顶点坐标为(-h ,0),对称轴是x =-h .(3)抛物线y =a (x +h )2可由抛物线y =ax 2沿x 轴左右平移得到,抛物线y =ax 2向左平移|h |个单位,即为抛物线y =a (x +|h |)2,把抛物线y =ax 2向右平移|h |个单位,即为抛物线y =a (x -|h |)2.二、巩固提高【例题】 已知函数y =-14x 2,y =-14(x +2)2和y =-14(x -2)2. (1)在同一直角坐标系中画出它们的函数图象;(2)分别说出各个函数图象的开口方向、对称轴和顶点坐标;(3)试说明,分别通过怎样的平移,可以由函数y =-14x 2的图象得到函数y =-14(x +2)2和函数y =-14(x -2)2的图象; (4)分别说出各个函数的性质.三、随堂训练1.抛物线y =(x -2)2的顶点坐标是( ).A .(2,0)B .(-2,0)C .(0,2)D .(0,-2) 2.将抛物线y =x 2的图象向右平移3个单位,则平移后的抛物线的解析式为__________.3.如图,抛物线的顶点为P (1,0),一条直线与抛物线相交于A(2,1),B ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,m 两点.求抛物线和直线AB 的解析式.本课小结1.所学的知识:①二次函数y =a (x +h )2的图象画法及其性质;②平移规律.2.思想方法:从特殊到一般的思想方法.。
21.2 二次函数的图象和性质 1.二次函数y =ax 2的图象和性质1.正确理解抛物线的有关概念;(重点)2.会用描点法画出二次函数y =ax 2的图象,概括出图象的特点;(重点)3.掌握形如y =ax 2的二次函数图象的性质,并会应用;(难点) 4.通过动手操作、合作交流,积累数学活动经验,培养动手能力和观察能力.一、情境导入我们都见过篮球运动员投篮,你知道篮球从出手到落入篮圈内的路线是什么图形吗?它是如何画出来的?我们把篮球从出手到落入篮圈内的曲线叫抛物线,你还能举出一些抛物线的例子吗?二、合作探究探究点一:二次函数y =ax 2的图象 【类型一】 画二次函数y =ax 2的图象在同一平面直角坐标系中,画出下列函数的图象:①y =12x 2;②y =2x 2;③y=-12x 2;④y =-2x 2.根据图象回答下列问题:(1)这些函数的图象都是轴对称图形吗?如果是,对称轴是什么?(2)图象有最高点或最低点吗?如果有,最高点或最低点的坐标是什么?解析:要画出已知四个函数的图象,需先列表,因为在这些函数中,自变量的取值范围是全体实数,故应以原点O 为中心,对称地选取x 的值,列出函数的对应值表.解:列表:描点、连线,函数图象如图所示.(1)这四个函数的图象都是轴对称图形,对称轴都是y 轴;(2)函数y =2x 2和y =12x 2的图象有最低点,函数y =-12x 2和y =-2x 2的图象有最高点,这些最低点和最高点的坐标都是(0,0).方法总结:(1)画形如y =ax 2(a ≠0)的图象时,x 的值应从最低(或最高)点起左右两边对称地选取.(2)连线时,一般按从左到右的顺序将点连接起来,一定注意连线要平滑,不能画成折线.(3)抛物线的概念:二次函数y =ax 2(a ≠0)的图象是抛物线,简称为抛物线y =ax 2.(4)抛物线的特点:①有开口方向;②有对称轴;③有顶点——对称轴与抛物线的交点.抛物线的顶点也是它的最低点或最高点.【类型二】 同一坐标系中两种不同图象的判断当ab >0时,抛物线y =ax 2与直线y =ax +b 在同一直角坐标系中的图象大致是( )解析:根据a 、b 的符号来确定.当a >0时,抛物线y =ax 2的开口向上.∵ab >0,∴b >0.∴直线y =ax +b 过第一、二、三象限.当a <0时,抛物线y =ax 2的开口向下.∵ab >0,∴b <0.∴直线y =ax +b 过第二、三、四象限.故选D.方法总结:本例综合考查了一次函数y=ax +b 和二次函数y =ax 2的图象和性质.因为在同一问题中相同字母的取值是相同的,所以应从各选项中两个函数图象所反映的a 的符号是否一致入手进行分析.探究点二:抛物线y =ax 2的开口方向、大小与系数a 的关系如图,四个二次函数图象中,分别对应:①y =ax 2;②y =bx 2;③y =cx 2;④y =dx 2,则a 、b 、c 、d 的大小关系为()A .a >b >c >dB .a >b >d >cC .b >a >c >dD .b >a >d >c 答案:A方法总结:抛物线y =ax 2的开口大小由|a |确定,|a |越大,抛物线的开口越小;|a |越小,抛物线的开口越大.探究点三:二次函数的图象与几何图形的综合应用已知二次函数y =ax 2(a ≠0)与直线y =2x -3相交于点A (1,b ),求:(1)a ,b 的值;(2)函数y =ax 2的图象的顶点M 的坐标及直线与抛物线的另一个交点B 的坐标;(3)△AMB 的面积.解析:直线与二次函数y =ax 2的图象交点坐标可利用方程求解,而求△AMB 的面积,一般应画出草图进行解答.解:(1)∵点A (1,b )是直线y =2x -3与二次函数y =ax 2的图象的交点,∴点A 的坐标满足二次函数和直线的关系式,∴⎩⎪⎨⎪⎧b =a ×12,b =2×1-3,∴⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =-1; (2)由(1)知二次函数为y =-x 2,顶点M (即坐标原点)的坐标为(0,0).由-x 2=2x -3,解得x 1=1,x 2=-3,∴y 1=-1,y 2=-9,∴直线与二次函数的另一个交点B 的坐标为(-3,-9);(3)如图所示,作AC ⊥x 轴,BD ⊥x 轴,垂足分别为C 、D ,根据点的坐标的意义,可知MD =3,MC =1,CD =1+3=4,BD =9,AC =1,∴S △AMB =S 梯形ABDC -S △ACM -S△BDM=12×(1+9)×4-12×1×1-12×3×9=6.方法总结:解答此类题目,最好画出草图,利用数形结合,解答相关问题.探究点四:二次函数y =ax 2的性质【类型一】 二次函数y =ax 2的增减性作出函数y =-x 的图象,观察图象,并利用图象回答下列问题:(1)在y 轴左侧图象上任取两点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),使x 2<x 1<0,试比较y 1与y 2的大小;(2)在y 轴右侧图象上任取两点C (x 3,y 3),D (x 4,y 4),使x 3>x 4>0,试比较y 3与y 4的大小.解析:根据画出的函数图象来确定有关数值大小比较,是一种比较常用的方法. 解:(1)图象如图所示,由图象可知y 1>y 2;(2)由图象可知y 3<y 4.方法总结:解有关二次函数的性质问题,最好利用数形结合思想,在草稿纸上画出抛物线的草图,进行观察和分析以免解题时产生错误.【类型二】 二次函数y =ax 2的最值已知函数y =(1-n )xn 2+n -4是关于x 的二次函数,当n 为何值时,抛物线有最低点?并求出这个最低点的坐标.这时当x 为何值时,y 随x 的增大而增大?解:∵函数y =(1-n )xn 2+n -4是关于x 的二次函数,∴⎩⎪⎨⎪⎧n 2+n -4=2,1-n ≠0.解得n =2或n =-3.∵抛物线有最低点,∴1-n >0,即n <1.∴n =-3.∴当x >0时,y 随x 的增大而增大.方法总结:抛物线有最低点或最高点是由抛物线y =ax 2(a ≠0)的二次项系数a 的符号决定的;当a >0时,抛物线有最低点;当a <0时,抛物线有最高点.而此题常错误地认为n >0时,抛物线有最低点.正确的答案应为1-n >0,即n <1时,抛物线有最低点,因为二次项系数是(1-n ).探究点五:利用二次函数y =ax 2的图象和性质解题【类型一】 利用二次函数y =ax2的性质解题当m 为何值时,函数y =mxm 2-m 的图象是开口向下的抛物线?当x 为何值时,y 随x 的增大而增大?这个函数有最大值还是最小值?这个值是多少?解:由题意,得m 应满足⎩⎪⎨⎪⎧m <0,m 2-m =2,解得m =-1.当x <0时,y 随x 的增大而增大.这个函数有最大值,最大值是0.方法总结:本题主要考查函数y =ax 2(a ≠0)的有关性质.当a >0时,图象开口向上,函数有最小值0;当a <0时,图象开口向下,函数有最大值0.当a <0且x <0时,y 随x 的增大而增大.【类型二】 二次函数y =ax2的图象和性质的实际应用如图,是一座抛物线形拱桥的示意图,在正常水位时,水面AB 的宽为20m,如果水位上升3m ,水面CD 的宽为10m.(1)建立如图所示的坐标系,求此抛物线的函数表达式;(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,当行驶了1h 时,忽然接到紧急通知: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,当水位涨到桥拱最高点O 时,禁止车辆通行).问:如果货车按原来速度行驶,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?解:(1)设抛物线的函数表达式为y =ax 2(a ≠0),拱桥最高点O 到水面CD 的距离为h m ,则D (5,-h ),B (10,-h -3).∴⎩⎪⎨⎪⎧25a =-h ,100a =-h -3,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-125,h =1.∴抛物线的函数表达式为y =-125x 2; (2)水位由CD 处涨到最高点O 的时间为h ÷0.25=1÷0.25=4(h),货车按原来速度行驶的路程为40×1+40×4=200<280,∴货车按原来速度行驶不能安全通过此桥.设货车速度提高到x km/h ,即当4x +40×1=280时,x =60.∴要使货车安全通过此桥,货车的速度应超过60km/h.方法总结:一般地,求二次函数y =ax 2的表达式时,只需一个已知点(坐标原点除外)的坐标即可.而此题由于点B ,D 的纵坐标未知,故需设出CD 到桥顶的距离h 作为辅助未知数.三、板书设计二次函数y =ax 2的图象和性质错误!教学过程中,强调学生的自主探索和合作交流,在操作中探究二次函数的图象和性质,体会数学建模的数形结合的思想方法.。
第5课时 用待定系数法求二次函数的解析式
教学目标
1.通过对用待定系数法求二次函数解析式的探究,掌握求解析式的方法. 2.能灵活地根据条件恰当地选择解析式,体会二次函数解析式之间的转化. 3.从学习过程中体会学习数学知识的价值,从而提高学习数学知识的兴趣. 教学重难点
根据不同条件选择不同的方法来求二次函数的关系式. 教学过程
导入新课
1.回忆二次函数关系式的两种类型:一般式和顶点式. 2.一般式和顶点式的区别与联系.
推进新课
一、合作探究
【问题1】 已知一个二次函数的图象过点(0,1),它的顶点坐标是(8,9),求这个二次函数的关系式.
分析:二次函数y =a (x +(a ≠0).
【例2】 已知二次函数的图象的顶点坐标为(2,-3),且经过点(0,3),求这个函数的表达式.
解:因为函数图象的顶点坐标为(2,-3),故可设其表达式为y =a (x -2)2
-3,又经过点(0,3),故3=a (0-3)2
-3,解得a =23
.
所以y =23(x -3)2
-3或y =23
x 2-4x +3.
3.如果已知条件是二次函数图象与x 轴交点坐标,那么可采用两根式y =a (x -x 1)(x -x 2)(a ≠0).
【例3】 已知二次函数的图象交x 轴于点(-2,0)和(6,0),且经过点(1,15),求它的表达式.
解:这里x 1=-2,x 2=6,故可设二次函数的解析式为y =a (x +2)(x -6). 把x =1,y =15代入,得15=a ×3×(-5),a =-1.所以y =-(x +2)(x -6)=-x 2
+4x +12.
4.综合运用各种表达式,再利用比较系数法.
【例4】 已知二次函数y =ax 2
+bx +c 的图象的顶点坐标为(2,-3),且在x 轴上截
得的线段长为23,求a,b,c的值.
解:由已知,设二次函数的解析式为y=a(x-2)2-3,即y=ax2-4ax+4a-3,故Δ=16a2-4a(4a-3)=12a>0.设抛物线与x轴的交点为(x1,0),(x2,0),由题意,得|x1-x2|=2 3.
所以(x1-x2)2=(x1+x2)2-4x1x2=42-4×4a-3
a
=23,解得a=1.
故y=(x-2)2-3,即y=x2-4x+1.
所以a=1,b=-4,c=1.
二、求变换后抛物线的关系式
二次函数的图象是抛物线,对抛物线进行平移、旋转、翻折等变换后,所求相应的抛物线的关系式也发生了变化,下面探讨如何求变换后的二次函数的关系式.1.平移变换
将抛物线y=a(x-(n>0)个单位,所得到的抛物线的顶点坐标为();将抛物线y=a(x -(n>0)个单位,所得到的抛物线的顶点坐标为().
【例1】将抛物线y=2x2-4x+5先向右平移3个单位,再向下平移2个单位,求平移后所得抛物线的关系式.
分析:要求平移后的抛物线关系式,首先将y=2x2-4x+5配方,确定其顶点坐标,然后根据平移公式求出平移后所得抛物线的顶点坐标,即可求得平移后的抛物线.解:因为y=2x2-4x+5=2(x-1)2+3,其顶点坐标为(1,3),所以平移后的抛物线的顶点坐标是(1+3,3-2),即为(4,1),所以平移后的抛物线的关系式为y=2(x-4)2+1,也就是y=2x2-16x+33.
点拨:平移前抛物线与平移后的抛物线的关系式的二次项的系数相同.
2.翻折变换
将抛物线y=a(x-h)2+k沿x轴翻折后得到的抛物线与原抛物线关于x轴对称,所以两抛物线顶点的横坐标相同,纵坐标和a都互为相反数;
将抛物线y=a(x-h)2+k沿y轴翻折,得到的抛物线与原抛物线关于y轴对称,所以两抛物线的顶点的纵坐标和a不变,顶点的横坐标互为相反数.
【例2】把抛物线y=-2x2+4x+3以x轴翻折后,则所得的抛物线关系式为__________.
解析:要求翻折后的抛物线的关系式,则需要求出y=-2x2+4x+3的顶点坐标.根据顶点坐标的变化,再求出翻折后所得抛物线的顶点坐标.
y=-2x2+4x+3=-2(x-1)2+5,其顶点坐标是(1,5),以x轴翻折所得抛物线的顶点坐标是(1,-5),相应抛物线的关系式为y=2(x-1)2-5,即y=2x2-4x-3.
答案:y=2x2-4x-3
点拨:观察沿x 轴翻折后抛物线的关系式与原抛物线的关系式,可知它们的各项的系数互为相反数.
3.旋转180°
将抛物线y =a (x -h )2
+k 绕顶点旋转180°,所得抛物线与原抛物线的顶点坐标相同,开口方向相反.
【例3】 将抛物线y =-12(x -3)2
+5绕顶点旋转180°后的关系式为__________.
分析:观察已知抛物线的开口向下,顶点坐标是(3,5),将抛物线绕顶点旋转180°后,所得的抛物线开口向上,顶点坐标不变.
解析:所得抛物线的关系式为y =12(x -3)2
+5.
答案:y =12
(x -3)2
+5
三、系数符号与抛物线的图象关系
二次函数y =ax 2
+bx +c (a ≠0)系数的符号与抛物线y =ax 2
+bx +c (a ≠0)的图象有着非常密切的关系,我们既可以根据a ,b ,c 的符号判定抛物线的位置,也可以根据抛物线的位置确定a ,b ,c 的符号.
a 决定开口方向和开口大小:a 的正负决定抛物线的开口方向,a >0,开口向上;a <0,
开口向下,简记为“上正下负”;|a |的大小决定抛物线的开口大小,|a |越大,抛物线开口越小,反之越大.
a 与
b 决定对称轴的位置:b =0时,抛物线的对称轴为y 轴;若a ,b 同号,对称轴在y 轴的左侧;若a ,b 异号,对称轴在y 轴的右侧,简记为“左同右异”.
c 决定抛物线与y 轴的交点位置:抛物线与y 轴的交点为(0,c ),当c =0时,抛物线
过原点;当c >0时,抛物线交y 轴于正半轴;当c <0时,抛物线交y 轴于负半轴,简记为“上正下负”.
记忆口诀:二次函数抛物线,图象对称是关键; 开口、顶点和交点,它们确定图象现; 开口、大小由a 断,c 与y 轴来相见;
b 的符号较特别,符号与a 相关联;
顶点位置先找见,y 轴作为参考线; 左同右异中为0,牢记心中莫混乱; 顶点坐标最重要,一般式配方它就现; 横标即为对称轴,纵标函数最值见. 1.由系数符号确定抛物线的位置
【例1】 已知a <0,b >0, c >0,那么抛物线y =ax 2
+bx +c 的顶点在( ).
A .第一象限
B .第二象限
C .第三象限
D .第四象限
解析:由a <0,b >0,知x =-b
2a >0,
又由c >0,知4ac -b 2
<0,
所以y =4ac -b
2
4a >0.所以抛物线的顶点在第一象限内,故选A .
答案:A
2.由抛物线的位置确定a ,b ,c 的符号
【例2】 已知二次函数y =ax 2
+bx +c 的图象如下图所示,则a ,b ,c 满足( ).
A .a <0,b <0,c >0
B .a <0,b <0,c <0
C .a <0,b >0,c >0
D .a >0,b <0,c >0
解析:因为抛物线的开口向下,所以a <0;对称轴在y 轴的左侧,所以-b
2a <0.再结
合a <0可得b <0;抛物线与y 轴的交点在y 轴的正半轴,所以c >0.故应选A .
答案:A
3.综合运用图象和a ,b ,c 的符号特征解决相关问题
【例3】 二次函数y =ax 2
+bx +c (a ≠0)的图象如图所示,则点M ⎝
⎛⎭
⎪⎫
b ,
c a
在( ).
A .第一象限
B .第二象限
C .第三象限
D .第四象限
解析:因为抛物线的开口向下,所以a <0. 因为抛物线与y 轴的交点在y 轴的正半轴上, 所以c >0.所以c a
<0.
因为抛物线的顶点在y 轴的右边,所以-b
2a >0,可知b 与a 异号.再结合a <0可知b
>0,所以点M 在第四象限,故选D .
答案:D
【例4】 二次函数y =ax 2
+bx +c 的图象如图所示,则下列关于a ,b ,c 间关系的判断正确的是( ).
A .ab <0
B .bc <0
C .a +b +c >0
D .a -b +c <0
解析:由对称轴在y 轴左侧,可知-b
2a
<0,进而可知ab >0,故可首先排除A ;由抛
物线的开口向下,可知a <0,再结合对称轴在y 轴左侧⎝ ⎛⎭
⎪⎫
-
b 2a <0可知b <0,由抛物线与y 轴交于负半轴,知
c <0,进而可知bc >0,故可排除B ;由x =1时,抛物线在x 轴的下方,知当x =1时,y =a +b +c <0,故可排除C ;由x =-1时,抛物线在x 轴的下方,知当x =-1时,y =a -b +c <0,故应选D .
答案:D。