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专题 22.1 二次函数 y=ax ²(a≠0)和 y=ax ²+c(a≠0)的图象与性质
(知识梳理与考点分类讲解)
第一部分【知识点归纳】
【知识点一】二次函数的概念
1、二次函数:一般地,形如y=ax²+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)的函数,叫做二次函数,其
中,x是自变量,a,b,c分别是函数解析式的二次项系数、一次项系数和常数项.
2、二次函数必须同时具备的条件
(1)含有自变量的代数式必须是整式;
(2)化简后自变量的最高次数是2;
(3)二次项系数不为0.
【知识点二】二次函数y=ax²(a≠0)的图象和性质
1、抛物线:二次函数y=ax²+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)的图象是一条曲线,这条曲线叫做抛
物线,它是轴对称图形,抛物线与对称轴的交点叫做顶点,顶点是抛物线的最高点或最低点.
抛物线y=ax²的对称轴是y轴,顶点是原点.
2、用描点法画二次函数y=ax²的图象的一般步骤
(1)列表:让x取一些有代表性的值,求出对应的y的值,列出表格;
(2)描点:在平面直角坐标系内,以自变量 x的值为横坐标,以相应的值为纵坐标,描出相
应的点;
(3)连线:按自变量由小到大的顺序,用平滑的曲线依次连接各点,并向两端无限延伸.
3、二次函数y=ax²的图象和性质
y=ax²(a≠0) a 0 a 0
图象
> <
开口方向 向上 向下对称轴 y轴(直线x=0)
顶点坐标 原点(0,0)
增减性 当x 时, 随 的增大而减小; 当x 时, 随 的增大而增大;当
当x 时, 随 的增大而增大 x 时, 随 的增大而减小
<0 y x <0 y x
最值 当x=0时,y有最小值为0. 当x=0时,y有最大值为0.
>0 y x . >0 y x .
【知识点三】二次函数y=ax²+c(a≠0)的图象和性质
1、二次函数y=ax²+k与y=ax²的图象间关系
二次函数y=ax²+c与y=ax²的图象形状相同,只是位置不同,抛物线y=ax²+c可由抛物
线y=ax²沿y轴向上(下)平移 个单位长度得到.当 ,沿y轴向上平移 个单位,当
时,向下平移 个单位.
2、二次函数y=ax²+c的图象和性质
y=ax²+c(a≠0) a 0 c 0 a 0, c 0
图象
> > < >
开口方向 向上 向下
对称轴 y轴(直线x=0)
顶点坐标 原点(0,0)
增减性 当x 时, 随 的增大而减小; 当x 时, 随 的增大而增大;当
当x 时, 随 的增大而增大 x 时, 随 的增大而减小
<0 y x <0 y x
最值 当x=0时,y有最小值为c. 当x=0时,y有最大值为c.
>0 y x . >0 y x .
第二部分【题型展示与方法点拨】【题型1】二次函数的概念
【例1】(23-24八年级下·全国·课后作业)已知函数 ,回答下列问题:
(1)m取什么值时,此函数是二次函数?
(2)m取什么值时,此函数是一次函数?
【答案】(1) (2) 或 或 或 或
【分析】本题考查了一次函数的定义,二次函数的定义;
(1)由二次函数的定义得 ,即可求解;
(2)由一次函数的定义得①当 时,②当 时,③当 时,进行求解,即
可求解;
理解二次函数的定义:“一般地,形如 (a、b、c是常数, )的函数叫做二次函数.”,
能根据一次函数的定义进行分类讨论是解题的关键.
(1)解:由题意得
,
解得: ;
故 时,此函数是二次函数;
(2)解:①当 时,
解得: ;
②当 时,
解得: , ;
③当 时,
解得: , ;综上所述: 取 或 或 或 或 ,此函数为一次函数.
【变式1】(23-24八年级下·福建福州·期末)某厂今年一月份新产品的研发资金为9万元,以后每月新产
品的研发资金与上月相比增长率都是x,则该厂今年一季度新产品的研发资金y(元)关于x的函数关系式
为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】此题主要考查了根据实际问题抽象出二次函数解析式.根据题意得到二月的研发资金为: ,
三月份新产品的研发资金为: ,再求和即可,正确表示出三月份的研发资金.
解:根据题意可得二月的研发资金为: ,三月份新产品的研发资金为: ,
今年一季度新产品的研发资金 ,
故选:C.
【变式2】(23-24八年级下·全国·课后作业)如果 是二次函数,佳佳求出k的值为
3,敏敏求出k的值为-1,她们俩中求得结果正确的是 .
【答案】敏敏
【分析】本题考查了二次函数的定义,由定义得 , ,即可求解;理解定义:“一般地,
形如 (a、b、c是常数, )的函数叫做二次函数.” 是解题的关键.
解: 是二次函数,
,
解得 , ,
又 ,即 ,
,
故敏敏正确.
【题型2】二次函数y=ax²的图象和性质
【例2】(24-25九年级上·全国·假期作业)已知函数 是关于x的二次函数.
(1)求m的值;
(2)当m为何值时,该函数图像的开口向下?
(3)当m为何值时,该函数有最小值?
(4)试说明函数的增减性.
【答案】(1) 或 (2)当 时,该函数图像的开口向下 (3)当 时,原函数有最小值 (4)见
解析
【分析】(1)由二次函数的定义可得 故可求m的值.
(2)图像的开口向下,则 ,结合(1)中的结果,即可得m的值;
(3)函数有最小值,则 ,结合(1)中的结果,即可得m的值;;
(4)根据(1)中求得的m的值,先求出抛物线的解析式,函数的增减性由函数的开口方向及对称轴来确定.
解:(1)根据题意,得 ,
解得 ,
∴当 或 时,原函数为二次函数.
(2)∵图像开口向下,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴当 时,该函数图像的开口向下.
(3)∵函数有最小值,
∴ ,则 ,
∴ ,
∴当 时,原函数有最小值.
(4)当 时,此函数为 ,开口向下,对称轴为y轴,
当 时,y随x的增大而增大;当 时,y随x的增大而减小;
当 时,此函数为 ,开口向上,对称轴为y轴,
当 时,y随x的增大而减小;当 时,y随x的增大而增大.
【点拨】本题主要考查二次函数的性质,二次函数的最值,二次函数的增减性.二次函数的最值是顶点的
纵坐标,当 时,开口向上,顶点最低,此时纵坐标为最小值;当 时,开口向下,顶点最高,此
时纵坐标为最大值.考虑二次函数的增减性要考虑开口方向和对称轴两方面的因素,因此最好画图观察.
【变式1】(2024·广东·中考真题)若点 都在二次函数 的图象上,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了二次函数的图象和性质、二次函数图象上点的坐标特征等知识点,根据二次函数的解
析式得出函数图象的对称轴是y轴(直线 ),图象的开口向上,在对称轴的右侧,y随x的增大而增
大,再比较即可.
解∶ 二次函数 的对称轴为y轴,开口向上,
∴当 时, y随x的增大而增大,
∵点 都在二次函数 的图象上,且 ,
∴ ,
故选∶A.
【变式2】(2024九年级下·江苏·专题练习)二次函数 的图像是 ,它的对称轴是
,顶点坐标是 ,开口方向是 .
【答案】 抛物线 轴 向下【分析】本题考查二次函数的性质.熟记知识点是关键.
解: 图像为抛物线;对称轴为 轴;顶点坐标为 ; ,开口向下;
故答案为:抛物线; 轴; ;向下.
【题型3】二次函数y=ax²+c的图象和性质
【例3】(23-24九年级上·广东广州·阶段练习)已知二次函数 .
x … 0 1 2 …
y … …
(1)填写上表,并在下边平面直角坐标系中描出表中的点并画出函数图象.
(2)
由图可知抛物线开口方向为______,对称轴为______,顶点坐标为______,当 时,y随x的增大而
______.
(3)利用图象写出当 时,y的取值范围是______.
【答案】(1)见解析 (2)向下;y轴; ;减小; (3)
【分析】本题考查二次函数的基础知识点,
(1)根据列表、描点、连线三步作出函数图象即可;
(2)观察函数图象求解即可;
(3)观察函数图象求解即可;
解题关键是掌握二次函数的性质,掌握二次函数图象画法,通过数形结合求解.
(1)解:如下表所示:
x … 0 1 2 …y … 0 3 4 3 0 …
函数图象如图所示:
(2)根据函数图象得:抛物线开口方向为向下;对称轴为y轴;顶点坐标为 ;当 时,y随x的
增大而减小;
故答案为:向下;y轴; ;减小;
(3)有函数图象可得:当 时,y的取值范围是 ,
故答案为: .
【变式1】(23-24九年级上·河南商丘·期末)下列图象中,有可能是函数 的图象的是
( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了二次函数 的图象与系数的关系,若开口向上,则 ;反之, .对称
轴为 轴;图象与 轴交点在 轴上方,则 ;反之,则 ,据此即可求解.
解:若 ,则图象开口向上,对称轴为 轴,与 轴交点在 轴上方,故A满足题意;若 ,则图象开口向下,对称轴为 轴,与 轴交点在 轴下方;
故选:A
【变式2】(23-24九年级下·全国·课后作业)对于二次函数 ,当 时,y随x的
增大而增大,则 .
【答案】
【分析】本题主要考查了二次函数的定义以及二次函数的性质,根据二次函数的定义得到 ,
由抛物线的性质得到 ,由此求得m的值.
解:∵函数 为二次函数,且当 时,y随x的增大而增大,
∴ , ,
整理得: ,且 ,
解得: .
故答案为: .
【题型4】二次函数y=ax²与y=ax²+c的图象平移关系
【例4】(23-24九年级上·湖北孝感·开学考试)在如图所示的平面直角坐标系中画出二次函数 ,
的图象.
(1)分别指出它们的开口方向、对称轴以及顶点坐标;
(2)抛物线 可由抛物线 向______平移______个单位长度得到.
【答案】(1)答案见解析 (2)上,3【分析】(1)直接利用二次函数的性质以及 与 的关系分析得出答案;
(2)直接利用二次函数的性质以及 与 的图象特点分析即可.
(1)解:如图所示,
,开口向下、对称轴为: 轴,顶点坐标为:
,开口向下、对称轴为: 轴,顶点坐标为: ;
(2)解:函数 与函数 的图象形状完全相同,开口方向相同,
相当于 向上平移3个单位得到 .
故答案为:上; .
【点拨】本题主要考查了二次函数的性质以及二次函数的图象,正确把握二次函数的性质是解题关键.
【变式1】关于二次函数 的图象,下列说法中,正确的是( ).
A.对称轴为直线
B.顶点坐标为
C.可以由二次函数 的图象向左平移1个单位得到
D.在y轴的左侧,图象上升,在y轴的右侧,图象下降
【答案】D
【分析】根据二次函数图象的性质逐项判断即可.
解:A.二次函数 的对称轴为直线 ,故A选项不符合题意;B. 二次函数 的顶点坐标 ,故B选项不符合题意;
C. 二次函数 的图像可以由二次函数 的图像向上平移1个单位得到,故C选项
不符合题意;
D. 二次函数 的图像开口向下,在对称轴左侧,图像上升,在对称轴右侧,图像下降,故
D选项符合题意.
故答案为:D.
【点拨】本题主要考查了二次函数图象的性质,理解二次函数图象与解析式系数的关系是解答本题的
关键.
【变式2】(21-22九年级上·黑龙江牡丹江·阶段练习)将抛物线y=x2先向右平移6个单位长度,向下平
移8个单位长度,此时抛物线的顶点与原点O的距离为 .
【答案】10
【分析】先得到抛物线 的顶点坐标为(0,0),再利用点的平移规律得到点(0,0)平移后对应点
的坐标为(6,﹣8),然后根据勾股定理即可求得.
解:∵抛物线 的顶点坐标为(0,0)
∴抛物线向右平移6个单位长度,再向下平移8个单位长度后得到对应点的坐标为(6,-8)
∴抛物线的顶点与原点O的距离为: .
故答案为:10.
【点拨】本题考查了二次函数图象与几何变换,求得平移后的顶点坐标是解题的关键.
【题型5】二次函数y=ax²与y=ax²+c的图象和性质几何应用【例5】(23-24八年级下·浙江宁波·期末)如图,在平面直角坐标系 中,已知抛物线的解析式是
,直线 的解析式是 ,点 ,点 是在该抛物线上的动点,连接 ,过 作 .
(1)求证: ;
(2)设点 ,求 的最小值及此时点 的坐标.
【答案】(1)见解析 (2) 的最小值为 ,此时点 的坐标为
【分析】本题考查抛物线的性质,两点间距离公式,线段的最值问题等:
(1)设点P的坐标为 ,根据两点间距离公式求出 ,可证 ;
(2)由 可得 ,当E,P,N共线时,等号成立.
解:(1)证明: 点 是在该抛物线 上的动点,
设点P的坐标为 ,
,
;
,直线 的解析式是 ,
,
;
(2)解: ,点 在抛物线 的上方,
由(1)知 ,
,当E,P,N共线时,等号成立,如图:
,当 时, ,
的最小值为 ,此时点 的坐标为 .
【变式1】(23-24九年级下·全国·课后作业)如图,A,B为抛物线 上两点,且线段 轴.若
,则点A的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查二次函数的图象和性质,根据对称性求出 点横坐标为 ,代入解析式进行求解即可.
解:∵ 关于y轴对称,线段 轴,
∴线段 关于y轴对称,
∵ 且点A在第二象限,
∴点A的横坐标为 ,把 代入 ,得 ,
∴点A的坐标为 .
故选D.
【变式2】(2024·广东佛山·二模)如图,菱形 的边长为 ,点 在 轴的负半轴上,抛物线
过点 .若 ,则 .
【答案】
【分析】本题考查了二次函数图象上点的坐标特征和菱形的性质,过点 作 轴交 轴于点 ,求出
点的坐标,代入即可求解,求出 点的坐标是解题的关键.
解:过点 作 轴交 轴于点 ,
∵菱形 的边长为 ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ , ,
∴ ,把 代入 ,
∴ ,
∴ ,
故答案为:
第三部分【中考链接与拓展延伸】
1、直通中考
【例1】(2023·广东·中考真题)如图,抛物线 经过正方形 的三个顶点A,B,C,点B
在 轴上,则 的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】连接 ,交y轴于点D,根据正方形的性质可知 ,然后可得点 ,
进而代入求解即可.
解:连接 ,交y轴于点D,如图所示:
当 时,则 ,即 ,∵四边形 是正方形,
∴ , ,
∴点 ,
∴ ,
解得: ,
故选B.
【点拨】本题主要考查二次函数的图象与性质及正方形的性质,熟练掌握二次函数的图象与性质及正方形
的性质是解题的关键.
【例2】(2023·广东广州·中考真题)已知点 , 在抛物线 上,且 ,则
.(填“<”或“>”或“=”)
【答案】
【分析】先求出抛物线的对称轴,然后根据二次函数的性质解决问题.
解: 的对称轴为y轴,
∵ ,
∴开口向上,当 时, y随x的增大而增大,
∵ ,
∴ .
故答案为: .
【点拨】本题主要考查了二次函数的增减性,解题的关键是根据抛物表达式得出函数的开口方向和对称轴,
从而分析函数的增减性.
2、拓展延伸
【例1】(23-24九年级上·浙江嘉兴·阶段练习)抛物线 与直线 的一个交点为 ,
(1)求 和 .
(2)求另一个交点的坐标.【答案】(1) , (2)
【分析】(1)先把 代入 可得: ,再把 代入 可得: ;
(2)联立两个函数解析式,再解方程组即可.
(1)解:把 代入 可得:
,
∴交点坐标为: ;
把 代入 可得:
,
解得: ;
(2)由(1)得: ,
∴ ,
∴ ,
解得: , ,
∴ 或 ,
∴函数的另一个交点坐标为: .
【点拨】本题考查的是利用待定系数法求解一次函数的解析式,求解抛物线与直线的交点坐标,熟练的建
立方程组解题是关键.
【例2】(23-24九年级上·河南驻马店·期中)如图,在平面直角坐标系,纵轴上一点 ,横轴上有
一动点 ,连接 ,作 的中垂线 ,过点 作横轴的垂线 和 交于 点.设 点的坐标为 ,
当点 在横轴上运动时,解决下列问题:
(1)求 之间满足的函数关系式;(2)已知 在此函数图象上,请求出 的面积.
【答案】(1) (2)
【分析】(1)连接 ,作 于点H,根据中垂线的性质得到 ,再利用勾股定理
,从而建立x和y之间的函数关系式;
(2)将点D,C,B的坐标分别代入(1)中得到的解析式中,得到D,C,B的坐标,数形结合利用割补
法得到 的面积.
(1)解:连接 ,过点 作 轴于 .
则 , ,
, .
.
(2)由(1)知, ,如图,.
【点拨】本题考查了一次函数的性质、二次函数的基本性质、中垂线的性质、勾股定理等知识,掌握相关
知识是解题的关键.