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专题 1.2 二次函数全章知识典例详解
【人教版】
知识点1 二次函数的定义
定义:一般地,形如 (a,b,c是常数, )的函数,叫做二次函数.其中x是自变量,
a,b,c分别是二次函数的二次项系数、一次项系数和常数项.
注意:二次函数的二次项系数 ,而b、c可以为零.2
【典例1】(2023秋•驻马店期末)下列函数:①y=3−❑√3x2;②y = ;③y=x(3﹣5x);④y=
x2
(1+2x)(1﹣2x),是二次函数的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【分析】利用二次函数定义进行分析即可.
【解答】解:①y=3−❑√3x2;③y=x(3﹣5x);④y=(1+2x)(1﹣2x),是二次函数,共3个,
故选:C.
【典例2】(2023秋•太康县期末)如果函数y=(m+1)xm2−2m−1是二次函数,那么m的值是
.
【分析】根据二次函数的定义求出m的值即可.
【解答】解:∵函数y=(m+1)xm2−2m−1是二次函数,
∴m+1≠0,m2﹣2m﹣1=2,
解得m=3.
故答案为:3.
【典例3】(2023秋•江津区校级月考)若y=(a+1)x|a﹣1|+5x﹣3是关于x二次函数,则a= .
【分析】根据二次函数的定义:形如 y=ax2+bx+c(a,b,c 为常数且 a≠0),可得|a+3|=2 且
a+1≠0,然后进行计算即可解答.
【解答】解:由题意得:
|a﹣1|=2且a+1≠0,
解得a=3.
故答案为:3.
知识点2 二次函数的图象和性质
1.二次函数y=ax2 (a≠0)的性质:
(1)函数 的图象与a的符号关系.
①当 时 抛物线开口向上 顶点为其最低点;
②当 时 抛物线开口向下 顶点为其最高点;
③ 决定抛物线的开口大小: 越大,抛物线开口越小; 越小,抛物线开口越大.
(2)抛物线 的顶点是坐标原点(0, 0),对称轴是 (y轴).a的 开口 顶点
对称轴 增减性
符号 方向 坐标
时,y随x的增大而增大; 时,y随
向上 (0, 0) y轴
x的增大而减小; 时,y有最小值0.
时,y随x的增大而减小; 时,y随
向下 (0, 0) y轴
x的增大而增大; 时,y有最大值0.
2.二次函数y=ax2+c(a≠0)的性质:
a的 开口 顶点
对称轴 增减性
符号 方向 坐标
时,y随x的增大而增大; 时,y随
向上 (0, c) y轴
x的增大而减小; 时,y有最小值c.
时,y随x的增大而减小; 时,y随
向下 (0, c) y轴
x的增大而增大; 时,y有最大值c.
3.二次函数y=a(x−h) 2+k(a≠0)的性质:
a的 开口 顶点
对称轴 增减性
符号 方向 坐标
(h, 时,y随x的增大而增大; 时,y随
向上 x=h
k) x的增大而减小; 时,y有最小值k.
(h, 时,y随x的增大而减小; 时,y随
向下 x=h
k) x的增大而增大; 时,y有最大值k.
4.二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的性质:
b 4acb2
配方:二次函数yax2 bxca(x )2
2a 4a
a的 开口
顶点坐标 对称轴 增减性
符号 方向
b
x 时,y随x的增大而增
2a
大;
a0 向上 ( , )
b
x 时,y随x的增大而减
2a
小;b 4acb2
x 时,y有最小值
2a 4a
.
时,y随x的增大而减
小;
( ,
a0 向下 时,y随x的增大而增
)
大;
时,y有最大值 .
注意:二次函数 与坐标轴的交点:
(1)与y轴的交点: ;
(2)与x轴的交点:使方程 成立的x值.
1
【典例1】(2024春•肇东市校级月考)已知二次函数y=− (x+3) 2−2,则( )
2
A.函数图象的对称轴为直线x=3
B.函数的最大值为2
C.当x≤﹣3时,y随x的增大而增大
D.函数图象与y轴的交点坐标为(0,﹣2)
【分析】依照二次函数的性质对比四个选项即可得出结论.
1
【解答】解:由y=− (x+3) 2−2可知,抛物线的对称轴为直线x=﹣3,故A错误;
2
函数的最大值为﹣2,故B错误;
1
因为a=− <0,则抛物线开口向下所以当x≤﹣3时,y随x的增大而增大,故C正确;
2
13 13
令x=0,则y=− ,所以函数图象与y轴的交点坐标为(0,− ),故D错误.
2 2
故选:C.
【典例2】(2024•陕西)已知一个二次函数y=ax2+bx+c的自变量x与函数y的几组对应值如下表:
x … ﹣4 ﹣2 0 3 5 …
y … ﹣24 ﹣8 0 ﹣3 ﹣15 …
则下列关于这个二次函数的结论正确的是( )
A.图象的开口向上B.当x>0时,y的值随x值的增大而减小
C.图象经过第二、三、四象限
D.图象的对称轴是直线x=1
【分析】根据表格中所给数据,可求出抛物线的解析式,再对所给选项依次进行判断即可解决问题.
【解答】解:由题知,
{4a−2b+c=−8
)
c=0 ,
9a+3b+c=−3
{a=−1
)
解得 b=2 ,
c=0
所以二次函数的解析式为y=﹣x2+2x.
因为a=﹣1<0,
所以抛物线的开口向下.
故A选项不符合题意.
因为y=﹣x2+2x=﹣(x﹣1)2+1,
所以当x>1时,y随x的增大而减小.
故B选项不符合题意.
令y=0得,
﹣x2+2x=0,
解得x =0,x =2,
1 2
所以抛物线与x轴的交点坐标为(0,0)和(2,0).
又因为抛物线的顶点坐标为(1,1),
所以抛物线经过第一、三、四象限.
故C选项不符合题意.
因为二次函数解析式为y=﹣(x﹣1)2+1,
所以抛物线的对称轴为直线x=1.
故D选项符合题意.
故选:D.
【典例3】(2024•碑林区校级模拟)关于x的二次函数y=mx2﹣6mx+9m﹣2(m≠0)的图象,下列说法不
正确的是( )
A.对称轴为直线x=3B.当m=5时,图象上的最低点为(3,﹣2)
C.当x>3时,y的值随x值的增大而增大
6
D.顶点一定在函数y=− 的图象上
x
【分析】根据二次函数,反比例函数的图形与性质逐项分析解答即可.
−6m
【解答】解:A、抛物线对称轴为直线x=− =3,故原说法正确,不符合题意;
2m
B、当m=5时,抛物线解析式为y=5x2﹣30x+43,顶点的坐标(3,﹣2),故原说法正确,不符合题
意;
C、当x>3时,开口方向不确定,y的增减性也不确定,故原说法错误,符合题意;
6
D、y=mx2﹣6mx+9m﹣2图象的顶点为(3,﹣2),故顶点一定在函数y=− 的图象上,故原说法正
x
确,不符合题意.
故选:C.
【典例4】(2024•管城区校级三模)已知点A(﹣1,y ),B(2,y ),C(5,y )都在二次函数y=﹣2
1 2 3
(x﹣3)2+a的图象上,则y ,y ,y 的大小关系为( )
1 2 3
A.y >y >y B.y >y >y C.y >y >y D.y >y >y
1 2 3 2 1 3 2 3 1 3 2 1
【分析】由题意可知,二次函数y=﹣2(x﹣3)2+a的图象的对称轴为直线x=3,开口方向向下,再根
据离着对称轴越远的点的纵坐标越小即可得出答案.
【解答】解:由题意可知,
二次函数y=﹣2(x﹣3)2+a的图象的对称轴为直线x=3,开口方向向下,
则离着对称轴越远的点的纵坐标越小,
点A离着对称轴最远,点B离着对称轴最近,
所以y >y >y .
2 3 1
故选:C.
【典例5】(2024•姜堰区二模)二次函数y=a(x﹣h)2+k(a≠0,h,k为常数)图象开口向下,当x=1
时,y=1;当x=6时,y=6.则h的值可能为( )
7 9
A.2 B.3 C. D.
2 2
【分析】根据图象开口向下,得出a<0,再将x=1,y=1;x=6,y=6代入函数解析式,得出可能的h
的值.
【解答】解:∵图象开口向下,∴a<0,
将x=1,y=1;x=6,y=6代入,
{1=a(1−ℎ) 2+k)
得: ,
6=a(6−ℎ) 2+k
∴5=a(6﹣h)2﹣a(1﹣h)2
a[(6﹣h)2﹣(1﹣h)2]=5
a[(6﹣h+1﹣h)(6﹣h﹣1+h)]=5
a(7﹣2h)•5=5
1
a=
7−2ℎ
∵a<0,
∴7﹣2h<0,
∴h>3.5,
9
∴h可能的值为 ,
2
故答案为:D.
【典例6】(2024•阜阳二模)若抛物线y=x2﹣2mx+m2+2m+1(m是常数)的顶点到x轴的距离为2,则m
的值为( )
1 3 1 3 3 1
A.− B. C.− 或 D.− 或
2 2 2 2 2 2
【分析】把二次函数解析式化为顶点式,再根据顶点到x轴的距离为2,得出顶点纵坐标的绝对值=2,
解方程求出m的值即可.
【解答】解:y=x2﹣2mx+m2+2m+1=(x﹣m)2+2m+1,
∴抛物线y=x2﹣2mx+m2+2m+1(m是常数)的顶点坐标为(m,2m+1),
∵顶点到x轴的距离为2,
∴|2m+1|=2,
即2m+1=2或2m+1=﹣2,
1 3
解得m= 或− ,
2 2
故选:D.
知识点3 二次函数的解析式1.一般式:yax2 bxc(a0)
已知图象上三点(x,y )、(x,y )、(x,y ),可用一般式求解二次函数解析式.
1 1 2 2 3 3
2.顶点式:ya(xh)2 k(a0)
已知抛物线的顶点或对称轴,可用顶点式求解二次函数解析式.
3.交点式:ya(xx )(xx )(a0)
1 2
已知抛物线与x轴的两个交点坐标,可用交点式求解二次函数解析式.
4.对称式:ya(x x )(x x )k(a0)
1 2
已知抛物线经过点(x ,k)、(x ,k)时,可以用对称式来求二次函数的解析式.
1 2
注意:
(1)二次函数的解析式求解,最后结果一般写成一般式或顶点式,不写成交点式;
(2)任何二次函数的解析式都可以化成一般式或顶点式,但并非所有的二次函数都可以写成交点式,
只有抛物线与x轴有交点,即 时,抛物线的解析式才可以用交点式表示.二次函数解析式的这三
种形式可以互化.
【典例1】(2024秋•西城区校级期中)如果二次函数y=ax2+bx+c的图象经过点(﹣1,0),(3,0),
(0,﹣6),求二次函数表达式.
【分析】设交点式y=a(x﹣3)(x+1),然后把(0,﹣6)代入求出a即可.
【解答】解:设抛物线的解析式为y=a(x﹣3)(x+1)
把(0,﹣6)代入得﹣3a=﹣6,解得a=2,
所以此函数的解析式为y=2(x﹣3)(x+1),
即y=2x2﹣4x﹣6.
【典例2】(2024秋•庐阳区校级月考)已知二次函数的图象以 A(3,3)为顶点,且过点B(2,0),求
该函数的关系式.
【分析】已知抛物线的顶点坐标,设顶点式,将点B(2,0)代入求a,确定函数关系式.
【解答】解:由A(3,3)为抛物线顶点,设抛物线解析式为y=a(x﹣3)2+3,
将点B(2,0)代入,得a+3=0,解得a=﹣3,
∴该函数的关系式为y=﹣3(x﹣3)2+3.
【典例3】(2024秋•长宁区校级期中)已知二次函数y=ax2+bx+c的图象经过点A(1,5),B(﹣1,
9),C(0,8).求这个二次函数的解析式,开口方向,对称轴和顶点坐标.
【分析】设二次函数解析式为y=ax2+bx+c,然后利用待定系数法列式求出a、b、c的值,然后整理求
出抛物线对称轴解析式顶点坐标.【解答】解:设二次函数解析式为y=ax2+bx+c,
{a+b+c=5
)
根据题意得, a−b+c=9 ,
c=8
{a=−1
)
解得 b=−2 ,
c=8
∴二次函数解析式为y=﹣x2﹣2x+8,
∵y=﹣x2﹣2x+8=﹣(x+1)2+9
∴抛物线开口向下,对称轴为x=﹣1,顶点坐标为(﹣1,9).
【典例4】(2024秋•通州区期中)已知函数y=x2+bx+c在x=0和x=4时的函数值相等,且函数的最小值
为﹣2,求函数的表达式.
【分析】根据题意求得对称轴,即可得到顶点坐标,求得顶点式,然后化成一般式即可.
【解答】解:∵函数y=ax2+bx+c在x=0和x=4时的函数值相等,且函数的最小值为﹣2,
0+4
∴对称轴为直线x= =2,
2
∴顶点为(2,﹣2),
∴函数为y=(x﹣2)2﹣2,即y=x2﹣4x+2.
【典例5】根据下列条件,求二次函数的解析式
(1)图象经过点(﹣1,3),(1,3),(2,6);
(2)抛物线顶点坐标为(﹣1,9),并且与y轴交于(0,﹣8);
(3)抛物线的对称轴是直线x=1,与x轴的一个交点为(﹣2,0),与y轴交于点(0,12);
(4)图象顶点坐标是(2,﹣5),且过原点;
(5)图象与x轴的交点坐标是(﹣1,0),(﹣3,0)且函数有最小值﹣5;
(6)当x=2时,函数的最大值是1,且图象与x轴两个交点之间的距离为2.
【分析】(1)设y=ax2+bx+c;(2)、(4)设y=a(x+1)2+9;(3)、(5)、(6)设y=a(x﹣
x )(x﹣x ).然后把已知点的坐标代入解方程,求出未知系数,最后确定解析式.
1 2
【解答】解:(1)设抛物线的解析式为y=ax2+bx+c,
把(﹣1,3),(1,3),(2,6)代入解析式得,
3=a﹣b+c①,
3=a+b+c②,
6=4a+2b+c③,解由①②③组成的方程组得,a=1,b=0,c=2.
所以二次函数的解析式为y=x2+2.
(2)设y=a(x+1)2+9,
把(0,﹣8)代入解析式得,a=﹣17,
∴y=﹣17(x+1)2+9=﹣17x2﹣34x﹣8,
所以二次函数的解析式为y=﹣17x2﹣34x﹣8.
(3)∵对称轴是直线x=1,与x轴的一个交点为(﹣2,0),
∴与x轴的另一个交点为(4,0),
设y=a(x+2)(x﹣4),
3
把(0,12)代入解析式得,a=− ,
2
3 3
∴y=− (x+2)(x﹣4)=− x2+3x+12,
2 2
3
所以二次函数的解析式为y=− x2+3x+12.
2
(4)设y=a(x﹣2)2﹣5,
5
把(0,0)代入解析式得,a= ,
4
5 5
∴y= (x﹣2)2﹣5= x2﹣5x,
4 4
5
所以二次函数的解析式为y= x2﹣5x.
4
(5)设y=a(x+1)(x+3),
根据题意可得对称轴为直线x=﹣2,又函数有最小值﹣5,
∴顶点坐标为(﹣2,﹣5),代入解析式得,a=5.
∴y=5(x+1)(x+3)=5x2+20x+15,
所以二次函数的解析式为y=5x2+20x+15.
(6)∵当x=2时,函数的最大值是1,即顶点坐标为(2,1),
∴抛物线的对称轴为直线x=2,而图象与x轴两个交点之间的距离为2,则交点坐标分别为(1,0),
(3,0),
设y=a(x﹣1)(x﹣3),
把(2,1)代入解析式得,a=﹣1,
∴y=﹣(x﹣1)(x﹣3)=﹣x2+4x﹣3,所以二次函数的解析式为y=﹣x2+4x﹣3.
【典例6】已知二次函数y=ax2﹣(b﹣1)x﹣3a的图象经过点(4,10),交x轴于A(x ,0),B(x ,
1 2
0)两点.(x <x ),且3OA=OB,求二次函数的解析式.
1 2
【分析】利用根系数的关系求出x ,从而得到点A的坐标,再利用待定系数法求二次函数解析式解答.
1
【解答】解:∵令y=0,则ax2﹣(b﹣1)x﹣3a=0,
−3a
∴x •x = =−3,
1 2 a
∵x <x ,30A=OB,
1 2
∴x =﹣1,
1
∴点A(﹣1,0),
∵函数图象经过点(4,10),(﹣1,0),
{16a−4(b−1)−3a=10)
∴ ,
a+(b−1)−3a=0
{a=2)
解得 .
b=5
所以二次函数的解析式y=2x2﹣4x﹣6.
知识点4 二次函数的图象判断
1.二次函数图象与系数的关系
(1)a决定抛物线的开口方向
当 时,抛物线开口向上;当 时,抛物线开口向下.反之亦然.
(2)b和a共同决定抛物线对称轴的位置:“左同右异”
当 时,抛物线的对称轴为y轴;当a、b同号时,对称轴在y轴的左侧;当a、b异号时,对称轴
在y轴的右侧.
(3) 的大小决定抛物线与y轴交点的位置
当 时,抛物线与y轴的交点为原点;当 时,交点在y轴的正半轴;当 时,交点在y轴
的负半轴.
2.二次函数的图象信息
(1)根据抛物线的开口方向判断a的正负性.
(2)根据抛物线的对称轴判断b的正负性.
(3)根据抛物线与y轴的交点,判断c的正负性.
(4)根据抛物线与x轴有无交点,判断 的正负性.(5)根据抛物线的对称轴可得 与 的大小关系,可得 的正负性.
(6)根据抛物线所经过的已知坐标的点,可得到关于a,b,c的等式.
(7)根据抛物线的顶点,判断 的大小.
【典例1】(2024秋•建水县期末)二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)图象如图所示,现有下列结论:①b2﹣
4ac>0;②a>0;③b>0;④c>0;⑤4a+2b+c<0,则其中结论正确的个数是( )
A..2个 B.3个 C.4个 D..5个
【分析】根据抛物线与x轴有两个交点可对①进行判断;
根据抛物线开口方向得a<0,再根据对称轴得b>0,根据抛物线与y轴的交点在x轴上方得c>0,所
以可对②③④进行判断;
根据抛物线的对称轴为直线x=1,则b=﹣2a,抛物线与x轴正半轴另一交点坐标大于2,所以当x=2
时,y>0,即4a+2b+c>0,于是可对⑤进行判断.
【解答】解:∵抛物线与x轴有两个交点,
∴所以①正确;
∵抛物线开口相下,
∴a<0,所以②错误;
b
∵抛物线对称轴为直线x=− >0,
2a
∴b>0,所以③正确;
∵抛物线与y轴的交点在x轴上方,
∴c>0,所以④正确;
∵对称轴为直线x=1,
∴抛物线与x轴正半轴的交点坐标大于2,
∴当x=2时,y>0,即4a+2b+c>0,所以⑤错误.
所以正确的有①③④共3个.故选:B.
【典例2】(2024•松山区三模)在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象如图所示,
现给以下结论:①abc<0;②c+2a<0;③9a﹣3b+c=0;④4ac﹣b2<0.其中正确结论的个数有(
)
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【分析】利用对称轴的范围求2a与b的关系,以及二次函数与方程之间的转换,根的判别式的熟练运
用.由抛物线的开口方向判断a与0的关系,由抛物线与y轴的交点判断c与0的关系,然后根据对称
轴及抛物线与x轴交点情况进行推理,进而对所得结论进行判断.
b
【解答】解:①由抛物线可知:a>0,c<0,− <0,
2a
∴b>0,
∴abc<0,故①正确;
b
②由对称轴可知:− =−1,
2a
∴b=2a,
∵x=1时,y=a+b+c=0,
∴c+3a=0,
∴c+2a=﹣3a+2a=﹣a<0,故②正确;
③(1,0)关于x=﹣1的对称点为(﹣3,0),
∴x=﹣3时,y=9a﹣3b+c=0,故③正确;
④抛物线与x轴有两个交点,
∴Δ>0,
即b2﹣4ac>0,
∴4ac﹣b2<0,故④正确;
故选:D.
【典例3】(2023秋•城关区校级期末)如图为二次函数 y=ax2+bx+c(a≠0)的图象,对称轴是直线x=1,则下列说法:①b>0;②2a+b=0;③4a﹣2b+c>0;④3a+c>0;⑤m(ma+b)<a+b(常数
m≠1).其中正确的个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【分析】由抛物线的开口方向判断a与0的关系,由抛物线与y轴的交点判断c与0的关系,然后根据
对称轴x=1计算2a+b与0的关系;再由根的判别式与根的关系,进而对所得结论进行判断.
b
【解答】解:①由抛物线的开口向下知a<0,对称轴为直线x=− >0,则b>0,故本选项正确;
2a
②由对称轴为直线x=1,
b
∴− = 1,∴b=﹣2a,则2a+b=0,故本选项正确;
2a
③由图象可知,当x=﹣2时,y<0,则4a﹣2b+c<0,故本选项错误;
④从图象知,当x=﹣1时,y=0,则a﹣b+c=0,
∵b=﹣2a,
∴a+2a+c=0,即3a+c=0,故本选项错误;
⑤∵对称轴为直线x=1,
∴当x=1时,抛物线有最大值,
∴a+b+c>m2a+mb+c,
∴m(ma+b)<a+b(常数m≠1),故本选项正确;
故选:B.
【典例4】(2024•合江县二模)如图是二次函数y=ax2+bx+c图象的一部分,与x轴的交点A在点(2,
0)和(3,0)之间,对称轴是直线x=1.对于下列说法:①abc<0;②2a﹣b=0;③4a﹣2b+c<
0;④b2<4ac;⑤3b<2c;⑥若两点(﹣2,y )(3,y )在二次函数图象上,则y >y ,其中正确
1 2 1 2
的有( )A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【分析】根据二次函数的图象与性质即可求出答案.
【解答】解:①由二次函数的图象可知:a<0,c>0,
b
由对称轴可知:x=− >0,
2a
∴b>0,
∴abc<0,故①正确;
b
②由对称轴可知:− =1,
2a
∴2a+b=0,故②错误;
③由图象可知,x=3时,y<0,
而(3,0)关于直线x=1的对称点为(﹣1,0),
当x≤1时,随x的增大而增大,
∴当x=﹣2时,y<0,
∴4a﹣2b+c<0,故③正确;
④由图象可知抛物线与x轴有两个交点,
故Δ=b2﹣4ac>0,
∴b2>4ac,故④错误;
b
⑤∵− =1,
2a
1
∴a=− b,
2
∵(3,0)关于直线x=1的对称点为(﹣1,0),且x=3时,y<0,
∴x=﹣1时,y<0,
∴a﹣b+c<0,1
∴− b−b+c<0,
2
∴3b>2c,故⑤错误;
⑥∵抛物线开口向下,且点(﹣2,y )到直线x=1的距离大于点(3,y )到直线x=1的距离,
1 2
∴y <y ,故⑥错误;
1 2
故选:B.
知识点5 二次函数的几何变换
1.二次函数图象的平移
平移规律:在原有函数的基础上“左加右减”,“上加下减”.
2.二次函数图象的对称一般有五种情况,可以用一般式或顶点式表达.
(1)关于x轴对称
yax2bxc关于x轴对称后,得到的解析式是yax2bxc.
关于x轴对称后,得到的解析式是 .
y
(2)关于 轴对称
yax2bxc关于y轴对称后,得到的解析式是yax2bxc.
关于y轴对称后,得到的解析式是 .
(3)关于原点对称
yax2bxc关于原点对称后,得到的解析式是yax2bxc.
关于原点对称后,得到的解析式是 .
(4)关于顶点对称
b2
关于顶点对称后,得到的解析式是yax2bxc .
yax2bxc
2a
关于顶点对称后,得到的解析式是
(5)关于点 对称
关于点 对称后,得到的解析式是
3.二次函数图象的翻折
函数y| f(x)|的图象可以由函数y f(x)通过关于x轴的翻折变换得到.
y f(x)
具体规则为函数 图象在x轴上方的部分不变,在x轴下方的部分翻折到x轴上方.
【典例1】(2024•平房区三模)已知二次函数y=x2向左平移h个单位,再向下平移k个单位,得到二次
函数y=(x+2)2﹣3;则h和k的值分别为( )
A.﹣2,3 B.﹣2,﹣3 C.2,﹣3 D.2,3【分析】根据“左加右减,上加下减”的规律进行解答即可.
【解答】解:二次函数 y=x2向左平移h个单位,再向下平移k个单位,得到的函数解析式为 y=
(x+h)2﹣k.
又∵平移后抛物线的解析式为y=(x+2)2﹣3,
∴h=2,k=3,
故选:D.
【典例2】(2024春•登封市校级月考)将抛物线y=﹣3x2平移,得到抛物线y=﹣3(x﹣1)2﹣2,下列平
移方式中,正确的是( )
A.先向左平移1个单位,再向上平移2个单位
B.先向左平移1个单位,再向下平移2个单位
C.先向右平移1个单位,再向上平移2个单位
D.先向右平移1个单位,再向下平移2个单位
【分析】找到两个抛物线的顶点,根据抛物线的顶点即可判断是如何平移得到.
【解答】解:∵y=﹣3x2的顶点坐标为(0,0),y=﹣3(x﹣1)2﹣2的顶点坐标为(1,﹣2),
∴将抛物线y=﹣3x2向右平移1个单位,再向下平移2个单位,可得到抛物线y=﹣3(x﹣1)2﹣2.
故选:D.
【典例3】(2024•榆次区一模)抛物线y=x2﹣2x经过平移后的表达式为y=(x﹣2)2+3,则平移的方式
可以是( )
A.先沿x轴向右平移1个单位长度,再沿y轴向上平移4个单位长度
B.先沿x轴向右平移1个单位长度,再沿y轴向下平移4个单位长度
C.先沿x轴向左平移1个单位长度,再沿y轴向上平移4个单位长度
D.先沿x轴向左平移1个单位长度,再沿y轴向下平移4个单位长度
【分析】根据平移前后的抛物线的顶点坐标确定平移方法即可得解.
【解答】解:∵抛物线y=x2﹣2x=(x﹣1)2﹣1的顶点坐标为(1,﹣1),抛物线y=(x﹣2)2+3的
顶点坐标为(2,3),
∴顶点由(1,﹣1)到(2,3)需要先沿x轴向右平移1个单位长度,再沿y轴向上平移4个单位长
度.
故选:A.
【典例4】(2024•西安校级模拟)在平面直角坐标系中,若抛物线y=x2+(n﹣2m)x+m﹣n与抛物线y=
x2+(4m﹣6)x+2m﹣3关于y轴对称,则符合条件的m,n的值为( )12 9 9 12
A.m= ,n= B.m= ,n=
7 7 7 7
C.m=0,n=3 D.m=3,n=0
【分析】根据关于y轴对称,a,c不变,b变为相反数列出方程组,解方程组即可求得.
【解答】解:∵抛物线y=x2+(n﹣2m)x+m﹣n与抛物线y=x2+(4m﹣6)x+2m﹣3关于y轴对称,
{−n+2m=4m−6)
∴ ,
m−n=2m−3
{m=3)
解得 ,
n=0
故选:D.
【典例5】(2024秋•金东区期末)将抛物线y=x2﹣4x+3绕原点O顺时针旋转180°,则旋转后的函数表达
式为( )
A.y=x2+4x﹣3 B.y=﹣x2+4x+3
C.y=﹣x2﹣4x﹣3 D.y=﹣x2+4x﹣3
【分析】根据关于原点对称的两点的横坐标纵坐标都互为相反数求则可.
【解答】解:旋转后的函数表达式为:﹣y=(﹣x)2+4x+3,化简为y=﹣x2﹣4x﹣3.
故选:C.
知识点6 二次函数与一元二次方程
(1)一般地,从二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象可知:如果抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴有公共点,公共点
的横坐标是x ,那么当x=x ,时,函数的值是0,因此x=x 是方程ax2+bx+c=0(a≠0)的一个根.
0 0 0
(2)一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)与二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)二者之间的联系与区别,列表如下:
根的判别式 二次函数的图象 二次函数与x轴的交点坐标 一元二次方程根的情况
抛物线 与 x 一元二次方程
轴交于 , 两
△>0 有两个不相等的实数根
点,且 ,
此时称抛物线与x轴相交
一元二次方程
抛物线 与 x
△=0 有两个相等的实数根
轴交切于 这一点,此时称
抛物线与x轴相切一元二次方程
抛物线 与 x
△<0
轴无交点,此时称抛物线与x轴相
在实数范围内无解(或
离
称无实数根)
【典例1】(2023秋•剑阁县期末)如图,以(1,﹣4)为顶点的二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴负半
轴交于A点,则一元二次方程ax2+bx+c=0的正数解的范围是( )
A.2<x<3 B.3<x<4 C.4<x<5 D.5<x<6
【分析】先根据图象得出对称轴左侧图象与x轴交点横坐标的取值范围,再利用对称轴x=1,可以算出
右侧交点横坐标的取值范围.
【解答】解:∵二次函数y=ax2+bx+c的顶点为(1,﹣4),
∴对称轴为x=1,
而对称轴左侧图象与x轴交点横坐标的取值范围是﹣3<x<﹣2,
∴右侧交点横坐标的取值范围是4<x<5.
故选:C.
【典例2】(2023•曲江区校级三模)函数y=ax2+2ax+m(a<0)的图象过点(2,0),则使函数值y<0
成立的x的取值范围是( )
A.x<﹣4或x>2 B.﹣4<x<2 C.x<0或x>2 D.0<x<2
【分析】首先求出抛物线的对称轴方程,进而利用抛物线的对称性得到抛物线与 x轴的另一个交点坐标
为(﹣4,0),然后利用函数图象写出抛物线在x轴下方所对应的自变量的范围即可.
【解答】解:抛物线y=ax2+2ax+m的对称轴为直线:
2a
x=−
2a
=﹣1.
抛物线与x轴的一个交点坐标为:(2,0),
由二次函数图象性质可知,x轴的另一个交点与(2,0)关于x=﹣1对称,
所以另外一个交点的坐标为:(﹣4,0),
∵a<0,∴抛物线开口向下,
∴当x<﹣4或x>2时,y<0.
故选:A.
【典例3】(2023秋•临沭县期末)如图,点 A(2.18,﹣0.51),B(2.68,0.54),在二次函数 y=
ax2+bx+c(a≠0)的图象上,则方程ax2+bx+c=0的一个近似值可能是( )
A.2.18 B.2.68 C.﹣0.51 D.2.45
【分析】根据自变量两个取值所对应的函数值是﹣0.51和0.54,可得当函数值为0时,x的取值应在所
给的自变量两个值之间.
【解答】解:∵图象上有两点分别为A(2.18,﹣0.51)、B(2.68,0.54),
∴当x=2.18时,y=﹣0.51;x=2.68时,y=0.54,
∴当y=0时,2.18<x<2.68,
只有选项D符合,
故选:D.
【典例4】已知二次函数y=﹣x2+(m﹣2)x+m+1.
(1)试说明:不论m取任何实数,这个二次函数的图象必与x轴有两个交点.
(2)当m为何值时,这两个交点都在原点的左侧?
(3)当m为何值时,这个二次函数的图象的对称轴是y轴?
【分析】(1)先计算方程﹣x2+(m﹣2)x+m+1=0的判别式得到△=m2+8,根据非负数的性质有Δ>
0,然后根据抛物线与x轴的交点问题即可得到结论;
(2)设二次函数的图象与x轴有两个交点坐标为(x ,0),(x ,0),根据抛物线与x轴的交点问题
1 2
得到x 和x 为关于x的方程﹣x2+(m﹣2)x+m+1=0的两不等实数根,且x <0,x <0,然后利用根与
1 2 1 2
系数的关系得到x +x =m﹣2<0,x •x =﹣(m+1)>0,再求出两个不等式的公共部分即可;
1 2 1 2
m−2
(3)根据二次函数的性质得到− = 0,然后解方程即可.
2×(−1)【解答】(1)证明:△=(m﹣2)2﹣4×(﹣1)×(m+1)
=m2+8,
∵m2≥0,
∴m2+8>0,即Δ>0,
∴不论m取任何实数,这个二次函数的图象必与x轴有两个交点;
(2)解:设二次函数的图象与x轴有两个交点坐标为(x ,0),(x ,0),则x 和x 为关于x的方程
1 2 1 2
﹣x2+(m﹣2)x+m+1=0的两不等实数根,且x <0,x <0,
1 2
∴x +x =m﹣2<0,x •x =﹣(m+1)>0,
1 2 1 2
∴m<﹣1;
即m<﹣1时,这两个交点都在原点的左侧;
m−2
(3)根据题意得x =− = 0,
2×(−1)
解得m=2,
即m=2时,这个二次函数的图象的对称轴是y轴.
知识点7 二次函数的实际应用
1.常见应用题类型按照考频从高到低可以分为:
(1)经济利润类问题;
(2)方案选择类问题;
(3)行程问题;
(4)数学建模类问题;
(5)工程问题。
2.解应用题的关键在于审题,理解题意,尤其是一些条件范围的限制。然后再列出相应的方程、不等
式、一次函数、二次函数关系式求解。其中二次函数求最值是最常见的考点,在求最值的过程中一定要注
意自变量的取值范围。
【典例1】(2024•犍为县模拟)在“母亲节”期间,某校部分团员参加社会公益活动,准备购进一批许愿
瓶进行销售,并将所得利润捐给慈善机构.根据市场调查,这种许愿瓶一段时间内的销售量y(个)与
销售单价x(元/个)之间的对应关系如图所示:
(1)试判断y与x之间的函数关系,并求出函数关系式;
(2)若许愿瓶的进价为6元/个,按照上述市场调查的销售规律,求销售利润w(元)与销售单价x
(元/个)之间的函数关系式;
(3)在(2)的前提下,若许愿瓶的进货成本不超过900元,要想获得最大的利润,试确定这种许愿瓶的销售单价,并求出此时的最大利润.
【分析】(1)观察可得该函数图象是一次函数,设出一次函数解析式,把其中两点代入即可求得该函
数解析式,进而把其余两点的横坐标代入看纵坐标是否与点的纵坐标相同;
(2)销售利润=每个许愿瓶的利润×销售量;
(3)根据进货成本可得自变量的取值,结合二次函数的关系式即可求得相应的最大利润.
【解答】解:(1)y是x的一次函数,设y=kx+b图象过点(10,300),(12,240),
{10k+b=300)
,
12k+b=240
{k=−30)
解得 .
b=600
故y与x 之间的函数关系为:y=﹣30x+600,
当x=14时,y=180;当x=16时,y=120,
即点(14,180),(16,120)均在函数y=﹣30x+600的图象上.
∴y与x之间的函数关系式为y=﹣30x+600;
(2)w=(x﹣6)(﹣30x+600)=﹣30x2+780x﹣3600
即w与x之间的函数关系式为w=﹣30x2+780x﹣3600;
(3)由题意得6(﹣30x+600)≤900,解得x≥15.
780
w=﹣30x2+780x﹣3600图象对称轴为x =− = 13,
2×(−30)
∵a=﹣30<0,
∴抛物线开口向下,当x≥15时,w随x增大而减小,
∴当x=15时,w最大 =1350.
即以15元/个的价格销售这批许愿瓶可获得最大利润1350元.
【典例2】(2024•邹平市校级模拟)某游乐园有一个直径为16米的圆形喷水池,喷水池的周边有一圈喷
水头,喷出的水柱为抛物线,在距水池中心3米处达到最高,高度为5米,且各方向喷出的水柱恰好在
喷水池中心的装饰物处汇合.如图所示,以水平方向为x轴,喷水池中心为原点建立直角坐标系.(1)求水柱所在抛物线(第二象限部分)的函数表达式;
(2)主师傅在喷水池内维修设备期间,喷水管意外喷水,为了不被淋湿,身高 1.8米的王师傅站立时
必须在离水池中心多少米以内?
(3)经检修评估,游乐园决定对喷水设施做如下设计改进:在喷出水柱的形状不变的前提下,把水池
的直径扩大到24米,各方向喷出的水柱仍在喷水池中心保留的原装饰物(高度不变)处汇合,请探究
扩建改造后喷水池水柱的最大高度.
【分析】(1)根据顶点坐标可设二次函数的顶点式,代入点(﹣8,0),求出a值,此题得解;
(2)利用二次函数图象上点的坐标特征,求出当y=1.8时x的值,由此即可得出结论;
(3)利用二次函数图象上点的坐标特征可求出抛物线与 y轴的交点坐标,由抛物线的形状不变可设改
1 16
造后水柱所在抛物线(第一象限部分)的函数表达式为 y=− x2+bx+ ,代入点(12,0)可求出b
5 5
值,再利用配方法将二次函数表达式变形为顶点式,即可得出结论.
【解答】解:(1)∵关于y轴对称,
∴第二象限抛物线的顶点坐标为(﹣3,5),
设水柱所在抛物线(第二象限部分)的函数表达式为y=a(x+3)2+5(a≠0),
将(﹣8,0)代入y=a(x+3)2+5,得:25a+5=0,
1
解得:a=− ,
5
1
∴水柱所在抛物线(第二象限部分)的函数表达式为y=− (x+3)2+5(﹣8<x<0);
5
1
(2)当y=1.8时,有− (x+3)2+5=1.8,
5
解得:x =﹣7,x =1,
1 2
∴为了不被淋湿,身高1.8米的王师傅站立时必须在离水池中心7米以内;
1 16
(3)当x=0时,y=− (x+3)2+5= ,
5 51 16
设改造后水柱所在抛物线(第二象限部分)的函数表达式为y=− x2+bx+ ,
5 5
∵该函数图象过点(﹣12,0),
1 16
∴0=− ×(﹣12)2+(﹣12)b+ ,
5 5
32
解得:b=− ,
15
1 32 16 1 16 80
∴改造后水柱所在抛物线(第二象限部分)的函数表达式为 y=− x2− x+ =− (x+ )2+
5 15 5 5 3 9
,
80
∴扩建改造后喷水池水柱的最大高度为 米.
9
【典例3】(2024•大庆模拟)某家禽养殖场,用总长为200m的围栏靠墙(墙长为65m)围成如图所示的
三块矩形区域,矩形EAGH与矩形HGBF面积相等,矩形EAGH面积等于矩形DEFC面积的二分之
一,设AD长为x m,矩形区域ABCD的面积为y m2.
(1)求y与x之间的函数关系式,并写出自变量x的取值范围;
(2)当x为何值时,y有最大值?最大值是多少?
(3)现需要在矩形EAGH和矩形DEFC区域分别安装不同种类的养殖设备,单价分别为 40元/平方米
和20元/平方米,若要使安装成本不超过30000元,请直接写出x的取值范围.
【分析】(1)根据题意表示出矩形的长与宽,进而得出答案;
(2)把二次函数关系式化为顶点式,根据二次函数的性质即可得到结论;
(3)设安装成本为w元,则w=﹣25x2+2000x,再根据二次函数的性质结合(1)中x的最值范围可得
答案.
1 1
【解答】解:(1)由题意得,AE=HG= AD= x m,
2 2
1 5 5
DC=AB= (200− x)=(100− x)m,
2 2 45 5
故y=x(100− x)=− x2+100x,
4 4
自变量x的取值范围为:28≤x<80;
(2)由题意可得:
5 5 5
∵y=− x2+100x=− ( x2﹣80x)=− ( x﹣40)2+2000,
4 4 4
又∵28≤x<80,
∴当x=40时,y有最大值,最大值为2000平方米;
1 5 1 5 5
(3)由题意得,S矩形EAGH =AG•AE =
2
(100−
4
x)⋅
2
x =−
16
x2+25x,S矩形DEFC =DC•DE=(100−
4
1 5
x)• x=− x2+50x,
2 8
5 5
设安装成本为w元,则w=40(− x2+25x)+20(− x2+50x)=﹣25x2+2000x,
16 8
令w=30000,则﹣25x2+2000x=30000,
解得x=60或20,
∵28≤x<80,
∴60≤x<80时,安装成本不超过30000元.