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专题 22.3 二次函数 y=ax2+k 的图象与性质
y=ax2 +k
1. 掌握 型二次函数的图象与性质,能够熟练解决有关题目。
教学目标
y=ax2 y=ax2 +k
2. 掌握 与 之间的平移规律,并能够熟练的解决相应的题目。
1. 重点
y=ax2 +k
(1) 型二次函数的性质;
y=ax2 +k
(2) 型二次函数的图象;
y=ax2 y=ax2 +k
教学重难点 (3) 与 之间的平移规律;
2. 难点
(1)函数图象的共存问题;
(2)函数图象上的点的特征;
y=ax2 y=ax2 +k
(3) 与 之间的平移。知识点01 y=ax2与y=ax2+k的之间的平移
1. 函数平移规律:
函数分为 左右 平移和 上下 平移;
左右平移在 自变量 上进行加减,规律为 左加右减 ;上下平移在 函数解析式整体 上
进行加减,规律为 上加下减 。
y=ax2 y=ax2 +k
2. 与 之间的平移:
由函数的平移可知:
①若
k>0
,可将
y=ax2
向 上 平移
k
个单位得到函数
y=ax2 +k
。
②若
k<0
,可将
y=ax2
向 下 平移
k
个单位得到函数
y=ax2 +k
。
【即学即练1】
1.将抛物线y=2x2向上平移3个单位长度,所得抛物线的函数解析式为 y = 2 x 2 + 3 .
【答案】见试题解答内容
【解答】解:∵y=2x2向上平移3个单位长度,
∴新抛物线为y=2x2+3.
知识点02 y=ax2+k的图象与性质
y=ax2 +k(a≠0)
1. 的图象与性质
y=ax2 y=ax2 +k
由 的图象与性质可得到函数 的图象与性质如下:
y=ax2 +k(a≠0) a>0 a<0
k<0 k>0 k<0 k>0
(向下平移) (向上平移) (向下平移) (向上平移)
大致图象
开口方向 开口向上 开口向下
a的绝对值越大,开口越 小
开口大小
a的绝对值越小,开口越 大
顶点坐标 ( 0 , k ) ( 0 , k )y 轴 y 轴
对称轴 离对称轴越远的函数值越 大 离对称轴越远的函数值越 小
离对称轴越近的函数值越 小 离对称轴越近的函数值越 大
对称轴右边y随x的增大而 增大
。 对称轴右边y随x的增大而 减小 。
增减性
对称轴左边y随x的增大而 减小 对称轴左边y随x的增大而 增大 。
。
函数轴最 小 值 函数轴最 大 值
最值
这个值是 k 。 这个值是 k 。
【即学即练1】
2.抛物线y=x2+1的图象大致是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解答】解:抛物线y=x2+1的图象开口向上,且顶点坐标为(0,1).故选C.
【即学即练2】
3.在同一坐标系中,一次函数y=ax+b与二次函数y=bx2+a的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C【解答】解:A、 由抛物线可知,图象与y轴交在负半轴a<0,由直线可知,图象过一,
三象限,a>0,故此选项错误;
B、 由抛物线可知,图象与y轴交在正半轴a>0,二次项系数b为负数,与一次函数y=
ax+b中b>0矛盾,故此选项错误;
C、 由抛物线可知,图象与y轴交在负半轴a<0,由直线可知,图象过二,四象限a<0,
故此选项正确;
D、 由直线可知,图象与y轴交于负半轴,b<0,由抛物线可知,开口向上,b>0矛盾,
故此选项错误;
故选:C.
【即学即练3】
4.二次函数y=﹣2x2﹣1图象的顶点坐标为 ( 0 ,﹣ 1 ) .
【答案】(0,﹣1).
【解答】解:二次函数y=﹣2x2﹣1图象的顶点坐标为:(0,﹣1).
故答案为:(0,﹣1).
【即学即练4】
5.抛物线y=3x2+2开口方向是( )
A.向上 B.向下 C.向左 D.向右
【答案】A
【解答】解:在y=3x2+2中,∵3>0,
∴抛物线y=3x2+2开口方向是向上;
故选:A.
【即学即练5】
6.对于二次函数y=3x2+2,下列说法错误的是( )
A.最小值为2
B.图象与y轴没有公共点
C.当x<0时,y随x的增大而减小
D.其图象的对称轴是y轴
【答案】B
【解答】解:A、开口向上有最小值2,正确;
B、图象与y轴交于点(0,2),错误;
对称轴为y轴,开口向上,所以当x<0时,y随着x的增大而减小,C、D正确,
故选:B.
【即学即练6】
7.从抛物线y=2x2﹣3的图象上可以看出,当﹣1≤x≤2时,y的取值范围是 ﹣ 3 ≤ y ≤ 5 .
【答案】见试题解答内容
【解答】解:
∵y=2x2﹣3,
∴抛物线开口向上,对称轴为x=0,
∴当x<0时,y随x的增大而减小,当x>0时,y随x的增大而增大,当x=0时,y有最小值,最小值
为﹣3,
当﹣1≤x<0时,可知当x=﹣1时,y有最大值,最大值为﹣1,
当0≤x≤2时,可知当x=2时,y有最大值,最大值为5,
∴当﹣1≤x≤2时,y的取值范围是﹣3≤y≤5,
故答案为:﹣3≤y≤5.
【即学即练7】
1
8.若点(x ,y )(x ,y )在二次函数y=- x2+5的图象上,且0<x <x ,则( )
1 1 2 2 3 1 2
A.5<y <y B.5<y <y C.y <y <5 D.y <y <5
1 2 2 1 2 1 1 2
【答案】C
1
【解答】解:∵二次函数y=- x2+5,
3
∴图象开口向下,对称轴为y轴,顶点为(0,5),有最大值5,
∴x>0时,y随x的增大而减小,
∵0<x <x ,
1 2∴y <y <5.
2 1
故选:C.
题型01 y=ax2+k的性质
【典例1】与抛物线y=﹣5x2﹣1顶点相同,形状也相同,而开口方向相反的抛物线所对应的函数是(
)
A.y=﹣5x2﹣1 B.y=5x2﹣1 C.y=﹣5x2+1 D.y=5x2+1
【答案】B
【解答】解:与抛物线y=﹣5x2﹣1顶点相同,形状也相同,而开口方向相反的抛物线,即与抛物线y
=﹣5x2﹣1只有二次项系数不同.
即y=5x2﹣1,
故选:B.
【变式1】抛物线y=﹣4x2+3的开口方向和顶点坐标分别是( )
A.向上,(﹣4,3) B.向下,(﹣4,3)
C.向下,(0,3) D.向上,(0,3)
【答案】C
【解答】解:抛物线y=﹣4x2+3的开口向下,顶点坐标是(0,3).
故选:C.
【变式2】对于二次函数y=﹣2x2+3的图象,下列说法不正确的是( )
A.开口向下
B.对称轴是直线x=﹣3
C.顶点坐标为(0,3)
D.x>0时,y随x的增大而减小
【答案】B
【解答】解:∵二次函数y=﹣2x2+3,
∴该函数的图象开口向下,故选项A正确;
对称轴是直线x=0,故选项B错误;
顶点坐标为(0,3),故选项C正确;
当x>0时,y随x的增大而减小,故选项D正确;
故选:B.
【变式3】若抛物线y=2xm2-4m-3+(m﹣5)的顶点在x轴下方,则m的值为( )
A.m=5 B.m=﹣1 C.m=5或m=﹣1 D.m=﹣5
【答案】B
【解答】解:∵y=2xm2-4m-3+(m﹣5)的图象是抛物线,∴m2﹣4m﹣3=2,解得:m=5或﹣1,
又∵抛物线的顶点坐标是(0,m﹣5),顶点在x轴下方,
∴m﹣5<0,即m<5,
∴m=﹣1.
故选:B.
题型02 y=ax2+k的图象
【典例1】已知一次函数y=ax﹣c的图象如图所示,则二次函数y=ax2+c的图象大致是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解答】解:由图象知:一次函数y=ax﹣c的图象经过第一、二、四象限,与交y轴的正半轴,
∴a<0,﹣c>0,
∴c<0,
∴二次函数y=ax2+c的图象的开口向下,交y轴的负半轴,
故选:C.
【变式1】一次函数y=bx+a的图象如图所示,则二次函数y=ax2+b的图象( )A. B.
C. D.
【答案】B
【解答】解:∵一次函数y=bx+a的图象经过一、二、四象限,
∴a>0,b<0,
∴二次函数y=ax2+b的图象开口向上,对称轴为y轴,顶点在y轴的负半轴,
故选:B.
【变式2】二次函数y=ax2+b的图象如图所示,则一次函数y=ax+b的图象可能是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解答】解:如图所示:抛物线开口向下,交y轴的正半轴,则a<0,b>0,
故一次函数y=ax+b的图象经过第一、二、四象限.
故选:C.
【变式3】在同一坐标系中,一次函数y=ax+1与二次函数y=x2﹣a的图象可能是( )
A. B.C. D.
【答案】A
【解答】解:当a<0时,二次函数顶点在y轴正半轴,一次函数经过一、二、四象限;
当a>0时,二次函数顶点在y轴负半轴,一次函数经过一、二、三象限.
故选:A.
【变式5】在同一平面直角坐标系中,一次函数y=ax+1与二次函数y=ax2﹣a的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解答】解:①当a>0时,二次函数y=ax2﹣a的开口向上,顶点在y轴的负半轴上,一次函数y=
ax+1的图象经过第一、二、三象限;
②当a<0时,二次函数y=ax2﹣a的开口向下,顶点在y轴的正半轴上,一次函数y=ax+a的图象经过
第一、二、四象限.
故选:B.
题型03 y=ax2+k的图象上的点的特征
【典例1】点A(m,﹣98),B(n,﹣99)在函数y=﹣2x2﹣k(k为常数)的图象上,则点A与点B的
位置描述正确的是( )
A.点A在点B的右侧 B.点A在点B的左侧
C.点A离y轴远 D.点B离y轴远
【答案】D
【解答】解:因为抛物线的解析式为y=﹣2x2﹣k,
则抛物线的对称轴为y轴,且开口向下,
所以抛物线上离对称轴越远的点,其函数值越小.因为﹣99<﹣98,
所以点B离y轴远.
故选:D.
1
【变式1】已知a<﹣1,点(a﹣1,y )、(a,y )、(a+1,y )都在函数y = x2﹣2的图象上,则(
1 2 3 2
)
A.y <y <y B.y <y <y C.y <y <y D.y <y <y
1 2 3 1 3 2 3 2 1 2 1 3
【答案】C
【解答】解:∵当a<﹣1时,a﹣1<a<a+1<0,
1
而抛物线y= x2﹣2的对称轴为直线x=0,开口向上,
2
∴三点都在对称轴的左边,y随x的增大而减小,
∴y >y >y .
1 2 3
故选:C.
【变式2】点A(x ,y ),B(x ,y )是抛物线y=﹣2x2﹣2上的点,且|x |>|x |,则y 与y 的大小关系
1 1 2 2 1 2 1 2
为( )
A.y =y B.y >y C.y <y D.无法确定
1 2 1 2 1 2
【答案】C
【解答】解:由条件可知抛物线开口向下,对称轴为y轴,抛物线上离对称轴越远的点,函数值越小,
∵|x |>|x |,
1 2
∴y <y ,
1 2
故选:C.
【变式3】已知点(x ,y ),(x ,y )均在抛物线y=x2﹣1上,下列说法中正确的是( )
1 1 2 2
A.若y =y ,则x =x B.若x =﹣x ,则y =﹣y
1 2 1 2 1 2 1 2
C.若0<x <x ,则y >y D.若x <x <0,则y >y
1 2 1 2 1 2 1 2
【答案】D
【解答】解:A、若y =y ,则x =﹣x ;
1 2 1 2
B、若x =﹣x ,则y =y ;
1 2 1 2
C、若0<x <x ,则在对称轴的右侧,y随x的增大而增大,则y <y ;
1 2 1 2
D、正确.
故选:D.题型04 y=ax2与y=ax2+k的平移
1 1
【典例1】将抛物线y=- x2 向上平移3个单位长度得到的抛物线解析式为 y=- x 2 +3 .
2 2
1
【答案】y=- x2+3.
2
1 1
【解答】解:将抛物线y=- x2 向上平移3个单位长度得到的抛物线解析式为y =- x2+3.
2 2
1
故答案为:y=- x2+3.
2
【变式1】若将抛物线y=2x2﹣1向上平移2个单位,则所得抛物线对应的函数关系式为( )
A.y=2(x﹣2)2﹣1 B.y=2(x+2)2﹣1
C.y=2x2﹣3 D.y=2x2+1
【答案】D
【解答】解:∵抛物线y=2x2﹣1向上平移2个单位,
∴平移后的抛物线的顶点坐标为(0,1),
∴所得抛物线对应的函数关系式为y=2x2+1.
故选:D.
【变式2】将抛物线y=2x2+3平移后得到抛物线y=2x2,平移的方法可以是( )
A.向下平移3个单位长度
B.向上平移3个单位长度
C.向上平移2个单位长度
D.向下平移2个单位长度
【答案】A
【解答】解:平移的方法可以是向下平移3个单位长度.
故选:A.
【变式3】在平面直角坐标系中,平移抛物线y=3x2得到y=3x2+3,则平移方式可以是( )
A.向左平移3个单位 B.向右平移3个单位
C.向上平移3个单位 D.向下平移3个单位【答案】C
【解答】解:平移抛物线y=3x2得到y=3x2+3,则平移方式是向上平移3个单位.
故选:C.
【变式5】把抛物线y=x2向上平移2个单位,得到抛物线y=ax2+c,则a、c的值分别是( )
A.1,2 B.1,﹣2 C.﹣1,2 D.﹣1,﹣2
【答案】A
【解答】解:抛物线y=x2的顶点坐标为(0,0),把点(0,0)向上平移2个单位得到点的坐标为
(0,2),
所以平移后抛物线解析式为y=x2+2,
所以a=1,c=2.
故选:A.
1.在平面直角坐标系中,二次函数y=﹣3x2+1的图象开口方向是( )
A.向下 B.向上 C.向左 D.向右
【答案】A
【解答】解:y=﹣3x2+1.
∵a=﹣3<0,
∴抛物线的开口向下.
故选:A.
2.抛物线y=2x2﹣4的顶点坐标是( )
A.(1,﹣2) B.(0,﹣4) C.(﹣1,﹣2) D.(2,0)
【答案】B
【解答】解:二次函数的性质得抛物线y=2x2﹣4的顶点坐标是(0,﹣4),
故选:B.
3.关于二次函数y=﹣2x2+1,下列说法中正确的是( )
A.它的开口方向是向上
B.当x<﹣1时,y随x的增大而增大
C.它的顶点坐标是(﹣2,1)
1
D.当x=0时,y有最大值是-
2
【答案】B
【解答】解:∵二次函数y=﹣2x2+1,a=﹣2,
∴该函数图象开口向下,故选项A错误,
当x<0时,y随x的增大而增大,故选项B正确,它的顶点坐标为(0,1),故选项C错误,
当x=0时,y有最大值1,故选项D错误,
故选:B.
4.把抛物线y=x2﹣1向上平移3个单位可得抛物线是( )
A.y=x2+3 B.y=(x+3)2﹣1
C.y=x2+2 D.y=(x﹣3)2﹣1
【答案】C
【解答】解:由题知,
把抛物线y=x2﹣1向上平移3个单位可得抛物线的解析式为y=x2﹣1+3=x2+2.
故选:C.
5.在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+2的图象大致是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解答】解:∵由二次函数y=x2+2可知,对称轴为直线x=0,a>0,c>0,
∴A图象符合题意,
故选:A.
6.已知二次函数y=ax2+c的图象如图所示,则一次函数y=ax+c的图象一定经过( )
A.第一、二、三象限 B.第二、三、四象限
C.第一、二、四象限 D.第一、三、四象限
【答案】C
【解答】解:二次函数a<0,c>0,
∴一次函数y=ax+c的图象一定经过第一、二、四象限,
故选:C.
7.在同一坐标系中,一次函数y=ax+2与二次函数y=x2﹣a的图象可能是( )A. B.
C. D.
【答案】D
【解答】解:当a<0时,二次函数顶点在y轴正半轴,一次函数经过一、二、四象限;
当a>0时,二次函数顶点在y轴负半轴,一次函数经过一、二、三象限.
故选:D.
1
8.点 A(x ,y ),B(x ,y )是抛物线y= x2+1上的点,且|x |<|x |,则 y 与 y 的大小关系为
1 1 2 2 2 1 2 1 2
( )
A.y <y B.y >y C.y =y D.无法确定
1 2 1 2 1 2
【答案】A
【解答】解:由|x |<|x |,
1 2
得A(x ,y )到y轴的距离小于B(x ,y )到y轴的距离,
1 1 2 2
1
由抛物线y= x2+1的对称轴为y轴,开口向上,
2
得y <y .
1 2
故选:A.
m
9.已知mn<0, >0,则y关于x的二次函数y=mx2+n的图象可能是( )
n+1
A. B.C. D.
【答案】B
m
【解答】解:∵ >0,
n+1
∴m(n+1)>0,
又∵mn<0,
∴n(n+1)<0,
∵n+1>n,
∴n+1>0,n<0,
∴﹣1<n<0,
∴m>0,
∴y=mx2+n的图象开口向上,与y轴的交点在(0,﹣1)与(0,0)之间,
观察四个选项,只有B项的图象符合条件.
故选:B.
10.设点(﹣1,y ),(2,y ),(3,y )是抛物线y=﹣2x2+m上的三点,则y 、y 、y 的大小关系为
1 2 3 1 2 3
( )
A.y >y >y B.y >y >y C.y >y >y D.y >y >y
3 2 1 1 3 2 3 1 2 1 2 3
【答案】D
【解答】解:∵抛物线解析式为y=﹣2x2+m,
∴对称轴为y轴
∵(﹣1,y )关于对称轴y轴对称点为(1,y ),
1 1
∴(1,y )是抛物线y=﹣2x2+m上点,
1
又∵a=﹣2<0,
∴当x>0时,y随x的增大而减小,
∵1<2<3,点(1,y ),(2,y ),(3,y )是抛物线y=﹣2x2+m上的三点,
1 2 3
∴y >y >y ,
1 2 3
故选:D.
11.二次函数y=x2﹣1的图象在其对称轴右侧的部分是 上升 的(填“上升”或“下降”).
【答案】上升.
【解答】解:∵二次函数y=x2﹣1,a=1>0,
∴该函数图象开口向上,对称轴为直线x=0,∴在对称轴右侧y随x的增大而增大,
即二次函数y=x2﹣1的图象在其对称轴右侧的部分是上升的.
故答案为:上升.
12.抛物线y=ax2+c的对称轴为 直线 x = 0 .
【答案】直线x=0.
【解答】解:∵抛物线y=ax2+c是由抛物线y=ax2沿y轴平移得到,
∴抛物线y=ax2+c的对称轴为直线x=0.
故答案为:直线x=0.
13.已知二次函数y=(a-1)xa2-2+3开口向下,则a= ﹣ 2 .
【答案】﹣2.
【解答】解:由二次函数开口向下,
得a2﹣2=2且a﹣1<0,
得a=﹣2.
故答案为:﹣2.
14.抛物线y=ax2﹣1(a>0)上有两点A(1,y ),B(3,y ),则y < y (填“>”“<”或
1 2 1 2
“=”).
【答案】<.
【解答】解:∵抛物线y=ax2﹣1(a>0),
∴该抛物线的开口向上,对称轴为y轴,
∵点A(1,y ),B(3,y )在抛物线y=ax2﹣1上,在对称轴的右侧y随着x的增大而增大.
1 2
∵1<3,
∴y <y ,
1 2
故答案为:<.
15.已知二次函数y=ax2﹣3的图象经过点A(1,﹣1),当﹣1≤x≤2时,y的取值范围为 ﹣ 3 ≤ y ≤ 5
.
【答案】﹣3≤y≤5.
【解答】解:把A(1,﹣1)代入y=ax2﹣3中,
解得a=2,
故二次函数解析式为y=2x2﹣3,
由y=2x2﹣3可知顶点坐标为(0,﹣3),
∵﹣1≤x≤2,
∴当x=﹣1时,y=﹣1,
当x=2时,y=5,
当x=0时,y=﹣3
∴﹣3≤y≤5.1 1
16.在同一平面直角坐标系中画出二次函数y= x2+1与二次函数y=- x2﹣1的图形.
3 3
(1)从抛物线的开口方向、形状、对称轴、顶点等方面说出两个函数图象的相同点与不同点;
(2)说出两个函数图象的性质的相同点与不同点.
【答案】见试题解答内容
【解答】解:如图:
,
1 1
(1)y= x2+1与y=- x2﹣1的相同点是:形状都是抛物线,对称轴都是y轴,
3 3
1 1 1 1
y= x2+1与y=- x2﹣1的不同点是:y= x2+1开口向上,顶点坐标是(0,1),y=- x2﹣1开口向下,
3 3 3 3
顶点坐标是(0,﹣1);
1
(2)性质的相同点:开口程度相同,不同点:y= x2+1 当x<0时,y随x的增大而减小,当x>0时,
3
y随x的增大而增大;
1
y=- x2﹣1当x<0时,y随x的增大而增大,当x>0时,y随x的增大而减小.
3
1
17.将二次函数y= x2 的图象向下平移3个单位长度可以得到一个新的抛物线.
2
(1)请你写出这个新抛物线的函数表达式;
(2)判断点A(4,5)是否在这个新抛物线上.
1
【答案】(1)y= x2﹣3;
2
(2)点A(4,5)在这个新抛物线上.
1
【解答】解:(1)由“上加下减,左加右减”的原则可知,将二次函数y= x2的图象先向下平移3个
2
1
单位长度后所得新函数图象的表达式为y= x2﹣3.
2
1 1
(2)把点A(4,5)代入抛物线的函数表达式y= x2﹣3= ×42﹣3=8﹣3=5,
2 2∴可判断点A(4,5)在新抛物线上.
18.已知函数y=(m+2)x|m|+5是关于x的二次函数.
(1)求m的值;
(2)函数图象的两点A(1,y ),B(5,y ),则y 与y 的大小关系是 y < y .
1 2 1 2 1 2
【答案】(1)m=2;
(2)y <y .
1 2
【解答】解:(1)由题意可得:
{m+2≠0
,
|m|=2
解得:m=2;
(2)由(1)知二次函数的解析式为y=4x2+5,
∵4>0,
∴该函数的对称轴为y轴,且开口向上,
∴在对称轴右边,y随x的增大而增大,
∵点A(1,y ),B(5,y ),
1 2
∴y <y .
1 2
1
19.在如图所示的平面直角坐标系中画出二次函数y= x2-1的图.
4
x … ﹣4 ﹣2 0 2 4 …
1 … …
y= x2-1
4
(1)补充表格中的y值;
1
(2)在坐标系中画出y= x2-1图象.
4【答案】(1)3,0,﹣1,0,3;
(2)作图见解析.
1
【解答】解:(1)当x=-4,y= ×(-4) 2-1=3;
4
1
当x=-2,y= ×(-2) 2-1=0;
4
1
当x=0,y= ×02-1=-1;
4
1
当x=2,y= ×22-1=0;
4
1
当x=4,y= ×42-1=3;
4
(2)将(1)中的每对x,y的对应值在平面直角坐标系中描出,再连线即可得到函数图象,如图:20.已知抛物线y=2x2+n与直线y=2x﹣1交于点(m,3).
(1)求m和n的值;
(2)求抛物线y=2x2+n的顶点坐标和对称轴;
(3)当x取何值时,二次函数y=2x2+n中y随x的增大而减小;
(4)函数y=2x2+n与直线y=2x﹣1的图象是否还有其他交点?若有,请求出来;若没有,请说明理由.
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)把(m,3)代入y=2x﹣1得2m﹣1=3,解得m=2,
把(2,3)代入y=2x2+n得2•4+n=3,解得n=﹣5;
(2)抛物线的解析式为y=2x2﹣5,它的顶点坐标为(0,﹣5),对称轴为y轴;
(3)当x<0时,二次函数y=2x2﹣5中y随x的增大而减小;
(4)有.
{y=2x-1 {x=2 {x=-1
解方程组 得 或 ,
y=2x2-5 y=3 y=-3
所以函数y=2x2+n与直线y=2x﹣1的图象还有一个交点坐标为(﹣1,﹣3).