资料简介
第三十章 二次函数
30.1
二次函数
篮球运行的路线是什么曲线?
怎样出手才能把球投进篮圈?
起跳多高才能成功盖帽?
在一个变化过程中
,
如果有两个变量
x
与
y,
并且对于
x
的每一个确定的值
,y
都有唯一确定的值与其对应
,
那么就说
y
是
x
的函数
, x
是自变量
.
函数
一次函数
反比例函数
y=kx+b (k≠0)
(
正比例函数
) y=kx (k≠0)
y= (k≠0)
k
x
函数
:
正方体的六个面是全等的正方形
,
设正方形的棱长为
x
,
表面积为
y
,
显然对于
x
的每一个值
,
y
都有一个对应值
,
即
y
是
x
的函数
,
它们的具体关系可以表示为
问题
:
y=6x
2
①
问题
1
多边形的对角线数
d
与边数
n
有什么关系?
由图可以想出
,
如果多边形有
n
条边
,
那么它有
个顶点
,
从一个顶点出发
,
连接与这点不相邻的各顶点
,
可以作
条对角线
.
n
(n-3)
因为像线段
MN
与
NM
那样
,
连接相同两顶点的对角线是同一条对角线
,
所以多边形的对角线总数
M
N
即
②
式表示了多边形的对角线数
d
与边数
n
之间的关系
,
对于
n
的每一个值
,d
都有一个对应值
,
即
d
是
n
的函数
.
问题
2
某工厂一种产品现在的年产量是
20
件
,
计划今后两年增加产量
.
如果每年都比上一年的产量增加
x
倍
,
那么两年后这种产品的产量
y
将随计划所定的
x
的值而确定
,
y
与
x
之间的关系应怎样表示?
这种产品的原产量是
20
件
,
一年后的产量是
件
,
再经过一年后的产量是
件
,
即两年后的产量为
20(1+x)
20(1+x)
2
即
③
式表示了两年后的产量
y
与计划增产的倍数
x
之间的关系
,
对于
x
的每一个值
,
y
都有一个对应值
,
即
y
是
x
的函数
.
函数①②③有什么共同点
?
观察
y
是
x
的函数吗?
y
是
x
的一次函数?反比例函数?
y=6x
2
①
在上面的问题中
,
函数都是用自变量的二次式表示的
.
2
、定义:一般地,形如
y=ax²+bx+c
(a,b,c
是常数
,a≠ 0)
的函数叫做
x
的
二次函数。
(
1
)等号左边是变量
y
,右边是关于自变量
x
的
(
3
)等式的右边最高次数为
,可以没有一次项和常数项,但
不能没有二次项
。
注意
:
(
2
)
a,b,c
为常数,且
(
4
)
x
的取值范围是 。
整式
a≠0.
2
任意实数
二次函数的一般形式
:
y
=
ax
2
+
bx
+
c
(
其中
a
、
b
、
c
是常数
,a≠0
)
二次函数的特殊形式:
当
b
=
0
时,
y
=
ax
2
+
c
当
c
=
0
时,
y
=
ax
2
+
bx
当
b
=
0
,
c
=
0
时,
y
=
ax
2
函数解析式
二次项系数
a
一次项系数
b
常数项
c
0
0
2
4
2
-
1
58
-
112
13
0
说出下列二次函数的二次项系数、一次项系数和常数项:
试一试
:
二次函数
y=ax²+bx+c
中
a≠0,
但
b
、
c
可以为
0.
例
1
、下列函数中,哪些是二次函数?若是
,
分别指出二次项系数
,
一次项系数
,
常数项
.
(1) y=3(x
-
1)
²
+1 (2)y=x+
(3)s=3
-
2t² (4)y=(x+3)²
-
x²
(5)y=
-
x (6)v=10 r ²
1
x
__
x²
1
__
(
是
)
(
否
)
(
是
)
(
否
)
(
否
)
(
是
)
例题
解
:
(
1
)原式
= .
二次项系数是
3
,一次项系
数是
-6
,常数项是
4.
(3)
s=3-2t²
是二次函数
.
二次项系数是
-2
,一次项系数是
0
,常数项是
3.
(4)
原式
=
y=6x+9
.
不是二次函数
.
二次项系数是
10
π
,
一次项系数是
0
,常数项是
0.
(6)
v=10πr²
是二次函数
.
例
2
如果函数
y=(k-3) +kx+1
是二次函数
,
则
k
的值一定是
______ .
0
例题
例题
例
3
用
20
米的篱笆围一个矩形的花圃(如图)
.
设连墙的一边为
x,
矩形的面积为
y.
求:
(1)
写出
y
关于
x
的函数关系式
.
(2)
当
x=3
时
,
矩形的面积为多少
?
x
(2)
当
x=3
时
(00,
c
< 0 a
0
a 0
时,向上平移
c
个单位长度得到
.
当
c
< 0 时,向下平移 - c 个单位长度得到 . 问题 3 函数 的图像,能否也可以由函数 平移得到? 答:应该可以 . 二次函数 y = a ( x - h ) 2 的图像和性质 一 例1 画出二次函数 的图像,并考虑它们的开口方向、对称轴和顶点. x ··· - 3 - 2 - 1 0 1 2 3 ··· ··· ··· ··· ··· - 2 - 4.5 - 2 0 0 - 2 - 2 - 2 2 - 2 - 4 - 6 4 - 4 - 4.5 0 x y -8 -8 x y O - 2 2 - 2 - 4 - 6 4 - 4 抛物线 开口方向 对称轴 顶点坐标 向下 直线 x =- 1 ( - 1 , 0 ) 直线 x = 0 直线 x = 1 向下 向下 ( 0 , 0 ) ( 1 , 0) a > 0 时,开口 , 最 ____ 点是顶点 ; a < 0 时,开口 , 最 ____ 点是顶点 ; 对称轴是 , 顶点坐标是 . 向上 低 向下 高 直线 x = h ( h ,0 ) 知识要点 二次函数 y = a ( x - h ) 2 的特点 若抛物线 y = 3( x + ) 2 的图像上的三个点, A ( - 3 , y 1 ) , B ( - 1 , y 2 ) , C (0 , y 3 ) ,则 y 1 , y 2 , y 3 的大小关系为 ________________ . 解析: ∵ 抛物线 y = 3( x + ) 2 的对称轴为 x =- , a = 3 > 0 , ∴ x <- 时, y 随 x 的增大而减小; x >- 时, y 随 x 的增大而增大. ∵ 点 A 的坐标为 ( - 3 , y 1 ) , ∴ 点 A 在抛物线上的对称点 A ′ 的坐标为 ( , y 1 ) . ∵ - 1 < 0 < , ∴ y 2 < y 3 < y 1 . 故答案为 y 2 < y 3 < y 1 . 练一练 y 2 < y 3 < y 1 向右平移 1 个单位 二次函数 y = ax 2 与 y = a ( x - h ) 2 的关系 二 想一想 抛物线 , 与抛物线 有什么关系? x y O - 2 2 - 2 - 4 - 6 4 - 4 向左平移 1 个单位 二次函数 y = ax 2 与 y = a ( x - h ) 2 的关系 可以看作互相平移得到 . 左右平移规律: 括号内:左加右减;括号外不变 . 知识要点 例 2. 抛物线y= ax 2 向右平移3个单位后经过点(-1,4),求 a 的值和平移后的函数关系式. 解:二次函数 y = ax 2 的图像向右平移 3 个单位后的二次函数关系式可表示为 y = a ( x - 3) 2 , 把 x =- 1 , y = 4 代入,得 4 = a ( - 1 - 3) 2 , , ∴ 平移后二次函数关系式为 y = ( x - 3) 2 . 方法总结: 根据抛物线左右平移的规律,向右平移3个单位后, a 不变,括号内应“减去3”;若向左平移3个单位,括号内应“加上3”,即“左加右减”. 将二次函数 y =- 2 x 2 的图像平移后,可得到二次函数 y =- 2( x + 1) 2 的图像,平移的方法是 ( ) A .向上平移 1 个单位 B .向下平移 1 个单位 C .向左平移 1 个单位 D .向右平移 1 个单位 解析:抛物线 y =- 2 x 2 的顶点坐标是 (0 , 0) ,抛物线 y =- 2( x + 1) 2 的顶点坐标是 ( - 1 , 0) .则由二次函数 y =- 2 x 2 的图像向左平移 1 个单位即可得到二次函数 y =- 2( x + 1) 2 的图像.故选 C. 练一练 C 二次函数 y = a ( x - h ) 2 + k 的图像和性质 三 例 3 画出函数 的图像 . 指出它的开口方向、顶点与对称轴 . 探究归纳 … … … … 2 1 0 -1 -2 -3 -4 x 解 : 先列表 -5.5 -3 -1.5 -1 -1.5 -3 -5.5 再描点、连线 1 2 3 4 5 x -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 1 y O -1 -2 -3 -4 -5 -10 直线 x = - 1 开口方向向下; 对称轴是直线 x =-1; 顶点坐标是 (-1,-1) 试一试 画出函数 y = 2 ( x +1 ) 2 -2 图像,并说出抛物线的开口方向、对称轴、顶点 . 开口方向向下; 对称轴是直线 x =-1; 顶点坐标是 (-1,-2) -2 2 x y O -2 4 6 8 -4 2 4 知识要点 二次函数 y = a ( x - h) 2 + k 的特点 a > 0 时,开口 , 最 点是顶点 ; a < 0 时,开口 , 最 点是顶点 ; 对称轴是 , 顶点坐标是 . 向上 低 向下 高 直线 x = h ( h , k ) 顶点式 例 4. 已知二次函数 y = a ( x - 1) 2 - c 的图像如图所示,则一次函数 y = ax + c 的大致图像可能是 ( ) 解析:根据二次函数开口向上则 a > 0 ,根据- c 是二次函数顶点坐标的纵坐标,得出 c > 0 ,故一次函数 y = ax + c 的大致图像经过第一、二、三象限.故选 A. 典例精析 A 例 5. 已知二次函数 y = a ( x -1) 2 -4的图像经过点(3,0). (1)求 a 的值; (2)若 A ( m , y 1 )、 B ( m + n , y 2 )( n >0)是该函数图像上的两点,当 y 1 = y 2 时,求 m 、 n 之间的数量关系. 解: (1) 将 (3 , 0) 代入 y = a ( x - 1) 2 - 4 , 得 0 = 4 a - 4 ,解得 a = 1 ; (2) 方法一: 根据题意,得 y 1 = ( m - 1) 2 - 4 , y 2 = ( m + n - 1) 2 - 4 , ∵ y 1 = y 2 , ∴( m - 1) 2 - 4 = ( m + n - 1) 2 - 4 ,即 ( m - 1) 2 = ( m + n - 1) 2 . ∵ n > 0 , ∴ m - 1 =- ( m + n - 1) ,化简,得 2 m + n = 2 ; 方法二: ∵ 函数 y = ( x - 1) 2 - 4 的图像的对称轴是经过点 (1 ,- 4) ,且平行于 y 轴的直线, ∴ m + n - 1 = 1 - m ,化简,得 2 m + n = 2. 方法总结: 已知函数图像上的点,则这点的坐标必满足函数的表达式,代入即可求得函数解析式. 例 6 要修建一个圆形喷水池 , 在池中心竖直安装一根水管 . 在水管的顶端安装一个喷水头 , 使喷出的抛物线形水柱在与池中心的水平距离为 1m 处达到最高 , 高度为 3m, 水柱落地处离池中心 3m, 水管应多长 ? C(3,0) B(1 , 3) A x O y 1 2 3 1 2 3 解 : 如图建立直角坐标系 , 点 (1,3) 是图中这段抛物线的顶点 . 因此可设这段抛物线对应的函数是 ∵ 这段抛物线经过点 (3,0) , ∴ 0= a (3 - 1) 2 + 3. 解得 因此抛物线的解析式为 : y = a ( x - 1) 2 + 3 (0≤ x ≤3). 当 x =0 时 , y =2.25. 答 : 水管长应为 2.25m. 3 4 a = - y = ( x - 1) 2 + 3 (0≤ x ≤3) 3 4 - 向左平移 1 个单位 二次函数 y = a ( x - h ) 2 + k 与 y = ax 2 的关系 四 1 2 3 4 5 x -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 1 y O -1 -2 -3 -4 -5 -10 探究归纳 怎样移动抛物线 就可以得到抛物线 ? 平移方法 1 向下平移 1 个单位 1 2 3 4 5 x -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 1 y O -1 -2 -3 -4 -5 -10 怎样移动抛物线 就可以得到抛物线 ? 平移方法 2 向左平移 1 个单位 向下平移 1 个单位 二次函数 y = ax 2 与 y = a ( x - h ) 2 + k 的关系 可以看作互相平移得到的 . y = ax 2 y = ax 2 + k y = a ( x - h ) 2 y = a ( x - h ) 2 + k 上下平移 左右平移 上下平移 左右平移 平移规律 简记为: 上下平移, 括号外上加下减; 左右平移, 括号内左加右减 . 二次项系数 a 不变 . 要点归纳 1. 请回答抛物线 y = 4( x - 3) 2 + 7 由抛物线 y =4 x 2 怎样平移得到 ? 由抛物线向上平移 7 个单位再向右平移 3 个单位得到的 . 2. 如果一条抛物线的形状与 形状相同,且顶点坐标是( 4 , -2 ),试求这个函数关系式 . 练一练 1. 把抛物线 y =- x 2 沿着 x 轴方向平移 3 个单位长度,那么平移后抛物线的解析式是 . 2. 二次函数 y =2( x - ) 2 图像的对称轴是直线 _______ ,顶点是 ________. 3 . 若( - , y 1 )( - , y 2 )( , y 3 )为二次函数 y =( x -2) 2 图像上的三点,则 y 1 , y 2 , y 3 的大小关系为 _______________. y =-( x +3) 2 或 y =-( x -3) 2 y 1 > y 2 > y 3 4. 指出下列函数图像的开口方向 , 对称轴和顶点坐标 . 抛物线 开口方向 对称轴 顶点坐标 向上 直线 x = 3 ( 3 , 0 ) 直线 x = 2 直线 x = 1 向下 向上 (2 , 0 ) ( 1 , 0) 5. 在同一坐标系中,画出函数 y = 2 x 2 与 y = 2( x -2) 2 的图像,分别指出两个图像之间的相互关系. 解:图像如图 . 函数 y =2( x -2) 2 的图像由函数 y =2 x 2 的图像向右平移 2 个单位得到 . y O x y = 2 x 2 2 6. 已知一个二次函数图像的顶点为A(-1,3),且它是由二次函数y=5x 2 平移得到,请直接写出该二次函数的解析式 . y=a(x-h) 2 +k 课堂小结 二次函数 y = a ( x - h ) 2 的图像及性质 图像性质 对称轴是直线 x = h ; 顶点坐标是( h ,0) a 的符号决定开口方向 . 左右平移 平移规律: 括号内:左加右减;括号外不变 . 一般地,抛物线 y = a ( x - h ) 2 + k 与 y = ax 2 形状相同,位置不同 . 二次函数 y = a ( x - h ) 2 + k 的图像和性质 图像特点 当 a >0,
开口向上;当
a
0
a
h
时,
y
随着
x
的增大而减小
.
x
=
h
时
,
y
最小
=
k
x
=
h
时
,
y
最大
=
k
抛物线
y
=
a
(
x
-
h
)
2
+
k
可以看作是由抛物线
y
=
ax
2
经过平移得到的
.
顶点坐标
对称轴
最值
y
=-2
x
2
y
=-2
x
2
-5
y
=-2(
x
+2)
2
y
=-2(
x
+2)
2
-4
y
=(
x
-4)
2
+3
y
=-
x
2
+
2
x
y
=3
x
2
+
x
-6
(0,0)
y
轴
0
(0,-5)
y
轴
-5
(-2,0)
直线
x
=-2
0
(-2,-4)
直线
x
=-2
-4
(4,3)
直线
x
=4
3
?
?
?
?
?
?
二次函数
y
=
ax
2
+
bx
+
c
的图像和性质
一
探究归纳
我们
已经
知道
y
=
a
(
x
-
h
)
2
+
k
的图像和性质,能否利用这些知识来讨论 的图像和性质?
问题
1
怎样将 化成
y
=
a
(
x
-
h
)
2
+
k
的形式?
配方可得
想一想:配方的方法及步骤是什么?
配方
你知道是怎样配方的吗?
(1)“
提”:提出二次项系数;
(
2
)
“
配”:括号内配成完全平方;
(
3
)“化”:化成顶点式.
提示
:
配方后的表达式通常称为
配方式
或
顶点式
.
问题
2
你能说出 的对称轴及顶点坐标吗?
答:对称轴是直线
x
=6,
顶点坐标是(
6
,
3
)
.
问题
3
二次函数
可以看作是由 怎样平移得到的?
答:平移方法
1
:
先向上平移
3
个单位,再向右平移
6
个单位得到的;
平移方法
2
:
先向右平移
6
个单位,再向上平移
3
个单位得到的
.
问题
4
如何用描点法画二次函数
的图像?
…
…
…
…
9
8
7
6
5
4
3
x
解
:
先利用图形的对称性列表
7.5
5
3.5
3
3.5
5
7.5
5
10
x
y
5
10
O
然后描点画图,得到图像如图
.
问题
5
结合
二次函数
的图像,说出其性质
.
5
10
x
y
5
10
x
=6
当
x
6
时,
y
随
x
的增大而增大
.
O
例
1
画出函数 的图像,并说明这个函数具有哪些性质
.
x
···
-2
-1
0
1
2
3
4
···
y
···
···
-6.5
-4
-2.5
-2
-2.5
-4
-6.5
解
:
函数 通过配方可得 ,
先列表:
典例精析
2
x
y
-2
0
4
-2
-4
-4
-6
-8
然后描点、连线,得到图像如下图
.
由图像可知,这个函数具有如下性质:
当
x
<
1
时,函数值
y
随
x
的增大而增大;
当
x
>
1
时,函数值
y
随
x
的增大而减小;
当
x
=1
时,函数取得最大值,最大值
y
=-2.
求二次函数
y
=2
x
2
-8
x
+7
图像的对称轴和顶点坐标
.
因此,二次函数
y
=2
x
2
-8
x
+7
图像的对称轴是直线
x=
2
,顶点坐标为
(2,-1).
解:
练一练
将一般式
y
=
ax
2
+
bx
+
c
化成顶点式
y
=
a
(
x
-
h
)
2
+
k
二
我们如何用配方法将一般式
y
=
ax
2
+
bx
+
c
(
a
≠0)
化成顶点式
y
=
a
(
x
-
h
)
2
+
k
?
y
=
ax
²
+
bx
+
c
归纳总结
二次函数
y
=
ax
2
+
bx
+
c
的图像和性质
1.
一般地,
二次函数
y
=
ax
2
+
bx
+
c
的
可以通过配方化成
y
=
a
(
x
-
h
)
2
+
k
的形式,即
因此,抛物线
y
=
ax
2
+
bx
+
c
的顶点坐标是:
对称轴是:直线
归纳总结
二次函数
y
=
ax
2
+
bx
+
c
的图像和性质
(1)
(2)
x
y
O
x
y
O
如果
a
>0,
当
x
< 时, y 随 x 的增大而减小;当 x >
时,
y
随
x
的增大而增大
.
如果
a
时,
y
随
x
的增大而减小
.
例
2
已知二次函数
y
=
-
x
2
+2
bx
+
c
,当
x
>1
时,
y
的值随
x
值的增大而减小,则实数
b
的取值范围是( )
A
.
b
≥
-
1 B
.
b
≤
-
1
C
.
b
≥1
D
.
b
≤1
解析:
∵
二次项系数为-1
<
0
,∴
抛物线开口向下,在对称轴右侧,
y
的值随
x
值的增大而减小,由题设可知,当
x
>1
时,
y
的值随
x
值的增大而减小,
∴
抛物线
y
=
-
x
2
+2
bx
+
c
的对称轴应在直线
x
=1
的左侧而抛物线
y
=
-
x
2
+2
bx
+
c
的对称轴 ,即
b
≤1
,故选
D .
D
填一填
顶点坐标
对称轴
最值
y
=-
x
2
+
2
x
y
=-2
x
2
-
1
y
=
9
x
2
+
6
x
-5
(
1
,
3
)
x
=1
最大值
1
(0,-
1
)
y
轴
最大值
-1
最小值
-6
(
,
-6
)
直线
x
=
二次函数字母系数与图像的关系
三
合作探究
问题
1
一次函数
y
=
kx
+
b
的图像如下图所示,请根据一次函数图像的性质填空:
x
y
O
y
=
k
1
x
+
b
1
x
y
O
y
=
k
2
x
+
b
2
y
=
k
3
x
+
b
3
k
1
___ 0
b
1
___ 0
k
2
___ 0
b
2
___ 0
>
>
<
<
k
3
___ 0
b
3
___ 0
<
>
x
y
O
问题
2
二次函数 的图像如下图所示,请根据二次函数的性质填空:
a
1
___ 0
b
1
___ 0
c
1
___ 0
a
2
___ 0
b
2
___ 0
c
2
___ 0
>
>
>
>
<
=
开口向上,
a
>
0
对称轴在
y
轴左侧,
x
<
0
对称轴在
y
轴右侧,
x
>
0
x
=0
时
,
y
=
c
.
x
y
O
a
3
___ 0
b
3
___ 0
c
3
___ 0
a
4
___ 0
b
4
___ 0
c
4
___ 0
<
=
>
<
>
<
开口向下,
a
<
0
对称轴是
y
轴,
x=
0
对称轴在
y
轴右侧,
x
>
0
x
=0
时
,
y
=
c
.
二次函数
y
=
ax
2
+
bx
+
c
的图像与
a
、
b
、
c
的关系
字母符号
图像的特征
a
>
0
开口
_____________________
a
<
0
开口
_____________________
b=
0
对称轴为
_____
轴
a
、
b
同号
对称轴在
y
轴的
____
侧
a
、
b
异号
对称轴在
y
轴的
____
侧
c=
0
经过原点
c
>
0
与
y
轴交于
_____
半轴
c
<
0
与
y
轴交于
_____
半轴
向上
向下
y
左
右
正
负
知识要点
例
3
已知二次函数
y
=
ax
2
+
bx
+
c
的图像如图所示,下列结论:
①
abc
>
0
;
②2
a
-
b
<
0
;
③4
a
-
2
b
+
c
<
0
;
④
(
a
+
c
)
2
<
b
2
.
其中正确的个数是
(
)
A
.
1
B
.
2
C
.
3
D
.
4
D
由图像上横坐标为
x
=-
2
的点在第三象限可得
4
a
-
2
b
+
c
<
0
,故
③
正确;
由图像上
x
=
1
的点在第四象限得
a
+
b
+
c
<
0
,由图像上
x
=-
1
的点在第二象限得出
a
-
b
+
c
>
0
,则
(
a
+
b
+
c
)(
a
-
b
+
c
)
<
0
,即
(
a
+
c
)
2
-
b
2
<
0
,可得
(
a
+
c
)
2
<
b
2
,故
④
正确.
【解析】
由图像开口向下可得
a
<
0
,由对称轴在
y
轴左侧可得
b
<
0
,由图像与
y
轴交于正半轴可得
c
>
0
,则
abc
>
0
,故
①
正确;
由对称轴
x
>
-
1
可得
2
a
-
b
<
0
,故
②
正确;
练一练
二次函数
的图像如图,反比例函数 与正比例函数 在同一坐标系内的大致图像是( )
解析:由二次函数的图像得知:
a
<
0
,
b
>
0.
故反比例函数的图像在二、四象限,正比例函数的图像经过一、三象限
.
即正确答案是
C.
C
1.
已知二次函数
y
=
ax
2
+
bx
+
c
的
x
、
y
的部分对应值如下表:
x
-1
0
1
2
3
y
5
1
-1
-1
1
A
.y
轴
B.
直线
x
=
C.
直线
x
=2 D.
直线
x
=
则该二次函数图像的对称轴为
( )
D
O
y
x
–1
–2
3
2.
已知二次函数
y
=
ax
2
+
bx
+
c
(
a
≠0)
的图像如图所示,则下列结论:
(
1
)
a
、
b
同号;
(
2
)当
x
=–1
和
x
=3
时,函数值相等;
(
3
)
4
a
+
b
=0
;
(
4
)当
y
=–2
时,
x
的值只能取
0
;
其中正确的是
.
直线
x
=1
(
2
)
3.
如图是二次函数
y
=
ax
2
+
bx
+
c
(
a≠
0)图像的一部分,
x
=-1是对称轴,有下列判断:①
b
-2
a
=0;②4
a
-2
b
+
c
y
2
.其中正确的是( )
A
.①②③
B
.①③④
C
.①②④
D
.②③④
x
y
O
2
x
=-1
B
4.
根据公式确定下列二次函数图像的对称轴和顶点坐标:
直线
x
=3
直线
x
=8
直线
x
=1.25
直线
x
= 0.5
课堂小结
顶点:
对称轴:
y
=
ax
2
+
bx
+
c
(
a
≠0)
(
一般式
)
配方法
公式
法
(
顶点式
)
第三十章 二次函数
30.3
由不共线三点的坐标确定二次函数*
学习目标
1.
会用待定系数法求二次函数的表达式
.(
难点)
2.
会根据待定系数法解决关于二次函数的相关问题
.
(重点)
复习引入
1.一次函数
y
=
kx
+
b
(
k
≠0)
有几个待定系数?通常需要已知几个点的坐标求出它的表达式?
2.求一次函数表达式的方法是什么?它的一般步骤是什么?
2个
2个
待定系数法
(
1
)
设:(表达式)
(
2
)
代:(坐标代入)
(
3
)
解:方程(组)
(
4
)
还原:(写表达式)
特殊条件的二次函数的表达式
一
典例精析
例
1.
已知二次函数
y
=
ax
2
+
c
的图象经过点
(2,3)
和
(
-
1,
-
3)
,求这个二次函数的表达式.
解
:∵
该图象经过点(
2,3
)和
(
-
1,
-
3
)
,
3=4
a
+
c
,
-
3
=
a
+
c
,
∴
所求二次函数表达式为
y
=
2
x
2
-
5.
∴
a
=2
,
c
=
-
5.
解得
关于
y
轴对称
1.
已知二次函数
y
=
ax
2
+
bx
的图象经过点
(
-
2
,
8)
和
(
-
1
,
5)
,求这个二次函数的表达式.
解
:∵
该图象经过点(
-2,8
)和(
-1,5
),
做一做
图象经过原点
8=4a-2b
,
5=a-b
,
∴
解得
a=-1,b=-6.
∴ y=-x
2
-6x.
顶点法求二次函数的表达式
二
选取顶点(
-2
,
1
)和点(
1
,
-8
),试求出这个二次函数的表达式
.
解:设这个二次函数的表达式是
y
=
a
(
x
-
h
)
2
+
k
,把顶点(-2,1)代入
y
=
a
(
x
-
h
)
2
+
k
得
y
=
a
(
x
+2)
2
+1,
再把点(1,-8)代入上式得
a
(1+2)
2
+1=-8,
解得
a
=-1
.
∴所求的二次函数的表达式是
y
=-(
x
+2)
2
+1或y=-
x
2
-4
x
-3.
归纳总结
顶点法求二次函数的方法
这种知道抛物线的顶点坐标,求表达式的方法叫做
顶点法
.
其步骤是:
①
设函数表达式是y=
a
(
x
-
h
)
2
+
k
;
②先代入顶点坐标,得到关于
a
的一元一次方程;
③将另一点的坐标代入原方程求出
a
值;
④
a
用数值换掉,写出函数表达式
.
例
2
一个二次函数的图象经点
(0, 1)
,它的顶点坐标为
(8,9)
,求这个二次函数的表达式
.
解: 因为这个二次函数的图象的顶点坐标为
(8,9)
,因此,可以设函数表达式为
y
=
a
(
x
-8
)
2
+
9.
又由于它的图象经过点
(0 ,1)
,可得
0
=
a
(
0-8
)
2
+
9.
解得
∴所求的二次函数的解析式是
解:
∵
(-3,0)(-1,0)是抛物线
y
=
ax
2
+bx+c
与
x
轴的交点
.
所以可设这个二次函数的表达式是
y
=
a
(
x
-
x
1
)(
x
-
x
2
).(其中
x
1
、
x
2
为交点的横坐标
.
因此得
y
=
a
(
x
+3)(
x
+1)
.
再把点
(0,-3)
代入上式得
∴
a
(0+3)(0+1)=-3,
解得
a
=-1,
∴所求的二次函数的表达式是
y
=-(
x
+3)(
x
+1),即
y
=-
x
2
-4
x
-3.
选取(
-3
,
0
),(
-1
,
0
),(0,
-3
),试出这个二次函数的表达式
.
交点法求二次函数的表达式
三
x
y
O
1
2
-1
-2
-3
-4
-1
-2
-3
-4
-5
1
2
归纳总结
交点法求二次函数表达式的方法
这种知道抛物线与
x
轴的交点,求表达式的方法叫做
交点法
.
其步骤是:
①
设函数表达式是
y
=
a
(
x
-
x
1
)(
x
-
x
2
);
②先把两交点的横坐标
x
1
,
x
2
代入到表达式中,得到关于
a
的一元一次方程;
③将方程的解代入原方程求出
a
值;
④
a
用数值换掉,写出函数表达式
.
想一想
确定二次函数的这三点应满足什么条件?
任意三点不在同一直线上(其中两点的连线可平行于
x
轴,但不可以平行于
y
轴
.
一般式法二次函数的表达式
四
探究归纳
问题
1
(
1
)二次函数
y
=
ax
2
+
bx
+
c
(
a
≠0)
中有几个待定系数?需要几个抛物线上的点的坐标才能求出来?
3个
3个
(
2
)下面是我们用描点法画二次函数的图象所列表格的一部分:
x
-3
-2
-1
0
1
2
y
0
1
0
-3
-8
-15
解: 设这个二次函数的表达式是y=
ax
2
+
bx
+c,把(-3,0),(-1,0),(0,-3)代入
y
=
ax
2
+
bx
+
c
得
①选取(
-3
,
0
),(
-1
,
0
),(0,
-3
),试求出这个二次函数的表达式
.
9
a
-3
b
+
c
=0,
a
-
b
+
c
=0,
c
=-3,
解得
a
=-1,
b
=-4,
c
=-3
.
∴所求的二次函数的表达式是
y
=-
x
2
-4
x
-3.
待定系数法
步骤:
1
.
设:
(表达式)
2
.
代:
(坐标代入)
3
.
解:
方程(组)
4
.
还原:
(写解析式)
这种已知三点求二次函数表达式的方法叫做
一般式法
.
其步骤是:
①
设函数表达式为
y
=
ax
2
+
bx
+
c
;
②代入后得到一个三元一次方程组;
③解方程组得到
a
,
b
,
c
的值;
④把待定系数用数字换掉,写出函数表达式
.
归纳总结
一般式法求二次函数表达式的方法
例
3
一个二次函数的图象经过
(0, 1)
、
(2,4)
、
(3,10)
三点,求这个二次函数的表达式
.
解: 设这个二次函数的表达式是y=
ax
2
+
bx
+c,由于这个函数经过点
(0, 1)
,可得
c
=1.
又由于其图象经过
(2,4)
、
(3,10)
两点,可得
4
a
+
2
b
+
1
=
4
,
9
a
+
3
b
+
1
=
1
0,
解这个方程组,得
∴所求的二次函数的表达式是
1.如图,平面直角坐标系中,函数图象的表达式应是
.
y
=
ax
2
与
y
=
ax
2
+
k
、
y
=
a
(
x
-
h
)
2
、
y
=
a
(
x
-
h
)
2
+
k
一样都是顶点式,只不过前三者是顶点式的特殊形式
.
注意
x
y
O
1
2
-1
-2
-3
-4
3
2
1
-1
3
4
5
2.过点(2,4),且当
x
=1时,
y
有最值为6,则其表达式
是
.
顶点坐标是(1,6)
y
=-2(
x
-1)
2
+6
3.
已知二次函数的图象经过点
(
-
1
,-
5)
,
(0
,-
4)
和
(1
,
1)
.求这个二次函数的表达式.
解:设这个二次函数的表达式为
y
=
ax
2
+
bx
+
c
.
依题意得
∴
这个二次函数的表达式为
y
=
2
x
2
+
3
x
-
4.
a
+
b
+
c
=
1
,
c
=-
4
,
a-b
+
c
=
-5
,
解得
b
=
3
,
c
=-
4
,
a
=
2
,
4.
已知抛物线与
x
轴相交于点
A
(
-
1
,
0)
,
B
(1
,
0)
,且过点
M
(0
,
1)
,求此函数的表达式.
解:因为点
A
(
-
1
,
0)
,
B
(1
,
0)
是图象与
x
轴的交点,所以设二次函数的表达式为
y
=
a
(
x
+
1)(
x
-
1)
.
又因为抛物线过点
M
(0
,
1)
,
所以
1
=
a
(0
+
1)(0
-
1)
,解得
a
=-
1
,
所以所求抛物线的表达式为
y
=-
(
x
+
1)(
x
-
1)
,
即
y
=-
x
2
+
1.
5.
如图,抛物线
y
=
x
2
+
bx
+
c
过点
A
(
-
4
,-
3)
,与
y
轴交于点
B
,对称轴是
x
=-
3
,请解答下列问题:
(1)
求抛物线的表达式;
解:
(1)
把点
A
(
-
4
,-
3)
代入
y
=
x
2
+
bx
+
c
得
16
-
4
b
+
c
=-
3
,
c
-
4
b
=-
19.
∵
对称轴是
x
=-
3
,
∴
=-
3
,
∴
b
=
6
,
∴
c
=
5
,
∴
抛物线的表达式是
y
=
x
2
+
6
x
+
5
;
(2)
若和
x
轴平行的直线与抛物线交于
C
,
D
两点,点
C
在对称轴左侧,且
CD
=
8
,求
△
BCD
的面积.
(2)∵
CD
∥
x
轴,
∴
点
C
与点
D
关于
x
=-
3
对称.
∵
点
C
在对称轴左侧,且
CD
=
8
,
∴
点
C
的横坐标为-
7
,
∴
点
C
的纵坐标为
(
-
7)
2
+
6×(
-
7)
+
5
=
12.
∵
点
B
的坐标为
(0
,
5)
,
∴△
BCD
中
CD
边上的高为
12
-
5
=
7
,
∴△
BCD
的面积=
×8×7
=
28.
课堂小结
①已知三点坐标
②已知顶点坐标或对称轴或最值
③已知抛物线与x轴的两个交点
已知条件
所选方法
用一般式法:
y
=
ax
2
+
bx
+
c
用顶点法:
y
=
a
(
x
-
h
)
2
+
k
用交点法:
y
=
a
(
x
-
x
1
)(
x
-
x
2
)
(
x
1
,
x
2
为交点的横坐标)
待定系数法
求二次函数解析式
第三十章 二次函数
30.4
二次函数的应用
-2
0
2
4
6
2
-4
x
y
⑴
若-
3≤
x
≤3
,该函数的最大值、最小值分别为
.
⑵
又若
0≤
x
≤3
,该函数的最大值、最小值分别为
求函数的最值问题,应注意什么
?
2
、图中所示的二次函数图像的解析式为:
1
、求下列二次函数的最大值或最小值:
⑴
y=
-
x
2
+
2x
-
3; ⑵ y=x
2
+
4x
已知有一张边长为
10cm
的正三角形纸板,若要从中剪一个面积最大的矩形纸板,应怎样剪?最大面积为多少?
A
B
C
D
E
F
K
探究活动
某商品现在的售价为每件
60
元,每星期可卖出
300
件,市场调查反映:每涨价
1
元,每星期少卖出
10
件;每降价
1
元,每星期可多卖出
18
件,已知商品的进价为每件
40
元,如何定价才能使利润最大?
来到商场
请大家带着以下几个问题读题
(
1
)题目中有几种调整价格的方法?
(
2
)题目涉及到哪些变量?哪一个量是自变量?哪些量随之发生了变化?
分析
:
调整价格包括涨价和降价两种情况
先来看涨价的情况:⑴设每件涨价
x
元,则每星期售出商品的利润
y
也随之变化,我们先来确定
y
与
x
的函数关系式。涨价
x
元时则每星期少卖
件,实际卖出
件
,
每件利润为
元,因此,所得利润
为
元
.
10x
(300-10x)
(60+x -40 )
y=(60+x-40)(300-10x)
即
(0≤X≤30)
(0≤X≤30)
可以看出,这个函数的图像是一条抛物线的一部分,这条抛物线的顶点是函数图像的最高点,也就是说当
x
取顶点坐标的横坐标时,这个函数有最大值。由公式可以求出顶点的横坐标
.
所以,当定价为
65
元时,利润最大,最大利润为
6250
元
在降价的情况下,最大利润是多少?请你参考
(
1
)
的过程得出答案。
解:设降价
x
元时利润最大,则每星期可多卖
18x
件,实际卖出(
300+18x)
件,每件利润为
(60-x-40)
元,因此,所得利润为
:
答:定价为 元时,利润最大,最大利润为
6050
元
(0≤x≤20)
运用二次函数的性质求实际问题的最大值和最小值的一般步骤
:
求出函数解析式和自变量的取值范围
配方变形,或利用公式求它的最大值或最小值。
检查求
得的最大值或最小值对应的自变量的值必须在自变量的取值范围内 。
解这类题目的一般步骤
有一经销商,按市场价收购了一种活蟹
1000
千克,放养在塘内,此时市场价为每千克
30
元。据测算,此后每千克活蟹的市场价,每天可上升
1
元,但是,放养一天需各种费用支出
400
元,且平均每天还有
10
千克蟹死去,假定死蟹均于当天全部售出,售价都是每千克
20
元(放养期间蟹的重量不变)
.
⑴
设
x
天后每千克活蟹市场价为
P
元,写出
P
关于
x
的函数关系式
.
⑵
如果放养
x
天将活蟹一次性出售,并记
1000
千克蟹的销售总额为
Q
元,写出
Q
关于
x
的函数关系式。
⑶该经销商将这批蟹放养多少天后出售,可获最大利润,(利润
=
销售总额
-
收购成本
-
费用)?最大利润是多少?
解:①由题意知
:P=30+x.
②
由题意知:死蟹的销售额为
200x
元,活蟹的销售额为(
30+x
)(
1000-10x)
元。
∴Q=(30+x)(1000-10x)+200x=
③
设总利润为
W=Q-30000-400x=
=
∴
当
x=25
时,总利润最大,最大利润为
6 250
元。
x(
元
)
15
20
30
…
y(
件
)
25
20
10
…
若日销售量
y
是销售价
x
的一次函数。(
1
)求出日销售量
y
(件)与销售价
x
(
元)的函数关系式;(
6
分)(
2
)要使每日的销售利润
最大
,每件产品的销售价应定为多少元?此时每日销售利润是多少元?(
6
分)
某产品每件成本
10
元,试销阶段每件产品的销售价
x
(元)与产品的日销售量
y
(件)之间的关系如下表:
中考题选练
(
2
)设每件产品的销售价应定为
x
元,所获销售利润为
w
元。则
产品的销售价应定为
25
元,此时每日获得最大销售利润为
225
元。
则
解得:
k=
-
1
,
b
=
40
。
1
分
5
分
6
分
7
分
10
分
12
分
(
1
)设此一次函数解析式为 。
所以一次函数解析为 。
设旅行团人数为
x
人
,
营业额为
y
元
,
则
旅行社何时营业额最大
1.
某旅行社组团去外地旅游
,30
人起组团
,
每人单价
800
元
.
旅行社对超过
30
人的团给予优惠
,
即旅行团每增加一人
,
每人的单价就降低
10
元
.
你能帮助分析一下
,
当旅行团的人数是多少时
,
旅行社可以获得最大营业额?
某
宾馆有
50
个房间供游客居住,当每个房间的定价为每天
180
元时,房间会全部住满。当每个房间每天的定价每增加
10
元时,就会有一个房间空闲。如果游客居住房间,宾馆需对每个房间每天支出
20
元的各种费用
.
房价定为多少时,宾馆利润最大?
解:设每个房间每天增加
x
元,宾馆的利润为
y
元
y=(50-x/10)(180+x)-20(50-x/10)
y=-1/10x2+34x+8000
1.
某商场销售一批名牌衬衫,平均每天可售出
20
件,每件盈利
40
元,为了扩大销售,增加盈利,尽快减少库存,商场决定采取适当的降价措施。经调查发现,如果每件衬衫每降价
1
元,商场平均每天可多售出
2
件。
(
1
)若商场平均每天要盈利
1200
元,每件衬衫应降价多少元?
(
2
)每件衬衫降价多少元时,商场平均每天盈利最多?
销售问题
2.
某商场以每件
42
元的价钱购进一种服装,根据试销得知这种服装每天的销售量
t
(件)与每件的销售价
x
(元
/
件)可看成是一次函数关系:
t
=-
3x
+
204
。
(
1
)写
出商场卖这种服装每天销售利
润
y
(元)与每件的销售价
x
(元)间的
函数
关系式;
(
2
)通过
对所得函数关系式进行配方,指出 商场要想每天获得最大的销售利润,每件的销售价定为多少最为合适?最大利润为多少?
某个商店的老板,他最近进了价格为
30
元的书包。起初以
40
元每个售出,平均每个月能售出
200
个。后来,根据市场调查发现:这种书包的售价每上涨
1
元,每个月就少卖出
10
个。现在请你帮帮他,
如何定价才使他的利润达到
2160
元
?
y
x
o
第二课时 用待定系数法求二次函数的表达式
解:设
y=ax
2
+bx+c
(
a
≠
0
)
c=2
a+b+c=0
4a-2b+c=3
解得
a=-1/2
b=-3/2
c=
2
∴y=-1/2 x
2
- 3/2 x+2
已知一个
二次函数
的图象过点(
0,2
),(
1,0
),(
-2,3
)三点,求这个函数的表达式
.
(
0,2
)(
1,0
) (
-2,3
)
1.
设
2.
找
3.
列
4.
解
5.
写
6.
查
(
三元一次方程组
)
(
三点
)
(一般形式)
y=ax
2
+bx+c
(消元)
(回代
)
小组讨论合作探究
一般式
的
基本步骤
.
当自变量
x= 0
时函数值
y=-2
,当自变量
x= -1
时,函数值
y= -1
,当自变量
x=1
时,函数值
y= 1,
求这个
二次函数
的表达式
.
解:设
y=ax
2
+bx+c
(
a
≠
0
)
(
0,-2
)(
-1,-1
) (
1,1
)
c=-2
a-b+c=-1
a+b+c=3
解得
a=2
,
b=1
,
c=-
2
∴
y=2x
2
+x-2
解:
设
y=a(x
+
1
)
2
-3
已知抛物线的
顶点
为
(-
1
,
-
3
),与
x
轴
交点为(
-5
,
0
)求抛物线的解析式?
y
o
x
( 0,-5 )
-5=a-3
a=-2
y=
-
2(x
+
1)
2
-3
即:
y=
-
2x
2
-4x
-
5
y=-2
(
x
2
+
2x
+
1
)
-3
顶点式
1.
设
y=a(x-h)
2
+k
2.
找
(
一
点
)
3.
列
(
一元一次方程
)
4.
解
(消元)
5.
写
(一般形式)
6.
查
(回代
)
一般式
1.
设
y=ax
2
+bx+c
2.
找
(
三
点
)
3.
列
(
三元一次方程组
)
4.
解
(消元)
5.
写
(一般形式)
6.
查
(回代
)
寻找规律
已知顶点坐标,如何设二次函数的表达式?
1
)顶点(
1
,
-2
) 设
y= a(x )
2
2)
顶点(
-1
,
2
) 设
y= a(x )
2
3
)顶点(
-1
,
-2
) 设
y= a(x )
2
4
)顶点 (
h
,
k
) 设
y= a(x )
2
-1
-2
+1
+2
+1
-2
- h
+ k
1.
某抛物线是将抛物线
y=ax
2
向右平移一个单位长度,再向上平移一个单位长度
得到的,且抛物线过点(
3,-3
),求该抛物线表达式。
顶点坐标(
1
,
1
)设
y=a(x-1)
2
+1
2.
已知二次函数的
对称轴是直线
x=1
,图像上最低点
P
的纵坐标为
-8
,
图像还过点
(-2,10)
,求此函数的表达式。
顶点坐标(
1
,
-8
)设
y=a(x-1)
2
-8
3.
已知二次函数的图象与
x
轴两交点间的距离为
4
,且当
x=1
时,函数有最小值
-4
,
求此表达式。
顶点坐标(
1
,
-4
)设
y=a(x-1)
2
-4
4.
某抛物线与
x
轴两交点的横坐标为
2
,
6
,且函数的最大值为
2
,
求函数的表达式。
顶点坐标(
4
,
2
)设
y=a(x-4)
2
+2
抛物线的图象经过(
2
,
0)
与(
6
,
0
)两点,其顶点的纵坐标是
2
,求它的函数关系式
解:由题意得
x=
∴
顶点坐标为(
4
,
2
)
设
y=a(x-4)
2
+2
0=4a+2
a=-1/2
∴y =- 1/2 (x-4)
2
+2
y =- 1/2 x
2
+4x-6
1
有一个抛物线形的立交桥拱,这个桥拱的最大高度为
16m
,跨度为
40m
.现把它的图形放在坐标系里
(
如图所示
)
,求抛物线的解析式.
解:由题意得
x= 40/2 =20
∴
顶点坐标为(
20
,
16
)
设
y=a(x-20)
2
+16
0=400a+16
a=- 1/25
∴y =- 1/25 (x-20)
2
+16
y =-1/25x
2
+ 8/5 x
今天我们学到了什么?
求二次函数解析式的一般方法:
.
已知图象上
三点
坐标,通常选择
一般式
。
.
已知图象的
顶点
坐标(对称轴或最值),通常选择
顶点式
。
确定二次函数的解析式的
关键
是根据条件的特点,
恰当
地选择一种函数表达式
,灵活应用。
二、求二次函数解析式的
思想方法
1
、求二次函数解析式的
常用方法
:
2
、求二次函数解析式的
常用思想
:
3
、二次函数解析式的最终形式:
一般式
转化思想
解方程或方程组
无论采用哪一种表达式求解,最后结果都化为
一般形式
。
顶点式
数形结合思想
第三十章 二次函数
30.5
二次函数与一元二次方程的关系
问题
1
:如图,以
40m/s
的速度将小球沿与地面成
30
0
角的方向击出时,球的飞行路线将是一条抛物线,如果不考虑空气的阻力,球的飞行
h
(单位:
m
)与飞行时间
t
(单位:
s
)之间具有关系:
h=20t-5t
2
,考虑以下问题:
(
1
)球的飞行高度能否达到
15m
?如果能,需要多少飞行时间?
(
1
)球的飞行高度能否达到
15m
?如果能,需要多少飞行时间?
你能结合图形指出
为什么在两个时间
球的高度为
15m
?
O
h
t
15
1
3
?
(
2
)球的飞行高度能否达到
20m
?如果能,需要多少飞行时间?
你能结合图形指出
为什么只在一个时间
球的高度为
20m
?
?
(
2
)球的飞行高度能否达到
20m
?如果能,需要多少飞行时间?
你能结合图形指出为什么只在一个时间球的高度为
20m
?
O
h
t
20
4
?
(
3
)球的飞行高度能否达到
20.5m
?如果能,需要多少飞行时间?
O
h
t
你能结合图形指出为什么球不能达到
20.5m
的高度
?
20.5
?
(
4
)球从飞出到落地要用多少时间?
你能结合图形指出
为什么在两个时间球的高度为
0m
吗
?
O
h
t
?
例如
,
已知二次函数
y=-X
2
+4x
的值为
3,
求自变量
x
的值
.
就是求方程
3=-X
2
+4x
的解
,
例如
,
解方程
X
2
-4x+3=0
就是已知二次函数
y=X
2
-4x+3
的值为
0,
求自变量
x
的值
.
观察
:
下列二次函数的图
象与
x
轴有公共点吗
?
如
果有
,
公共点横坐标是多
少
?
当
x
取公共点的横坐
标时
,
函数的值是多少
?
由此
,
你得出相应的一
元二次方程的解吗
?
(1)y=x
2
+x-2
(2)y=x
2
-6x+9
(3)y=x
2
-x+1
二次函数
y=ax
2
+bx+c
的图象和
x
轴交点的
横坐标
与一元二次方程
ax
2
+bx+c=0
的
根
有什么关系
?
例
方法
: (1)
先作出图象
;
(2)
写出交点的坐标
;
(3)
得出方程的解
.
利用二次函数的图象求方程
x
2
-x-3=0
的实数根(精确到
0.1
)
.
-1
3
y
x
2
O
Y=x
2
-x-3
?
试一试
C
A
?
4.
根据下列表格的对应值
:
判断方程
ax
2
+bx+c=0 (a≠0,a,b,c
为常数
)
一个解
x
的范围是
( )
A.3< X < 3.23 B.3.23 < X < 3.24 C.3.24
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