文档内容
第 12 课 待定系数法求二次函数的解析式
目标导航
课程标准
(1) 能用待定系数法列方程组求二次函数的解析式;
(2) 经历探索由已知条件特点,灵活选择二次函数三种形式的过程,正确求出二次函数的解析式,二次
函数三种形式是可以互相转化的。
知识精讲
知识点 用待定系数法求二次函数解析式
1.二次函数解析式常见有以下几种形式 :
(1)一般式: (a,b,c为常数,a≠0);
(2)顶点式: (a,h,k为常数,a≠0);
(3)交点式: ( , 为抛物线与x轴交点的横坐标,a≠0).
2.确定二次函数解析式常用待定系数法,用待定系数法求二次函数解析式的步骤如下
第一步,设:先设出二次函数的解析式,如 或 ,
或 ,其中 a ≠ 0;
第二步,代: 根据题中所给条件,代入二次函数的解析式中,得到关于解析式中待定系数的方程 ( 组 );
第三步,解:解此方程或方程组,求待定系数;
第四步,还原:将求出的待定系数还原到解析式中.
【注意】
在设函数的解析式时,一定要根据题中所给条件选择合适的形式:
①当已知抛物线上的三点坐标时,可设函数的解析式为 ;
②当已知抛物线的顶点坐标或对称轴或最大值、最小值时,可设函数的解析式为 ;
③当已知 抛物线与 x 轴的两个交点 ( x , 0 ) , ( x , 0 ) 时 ,可设函数的解析式为 .
1 2
能力拓展
考法01 用待定系数法求二次函数解析式
【典例1】已知函数y=ax2+bx,当x=1时,y=﹣1;当x=﹣1时,y=2,则a,b的值分别是( )
A. ,﹣ B. , C.1,2 D.﹣1,2
【答案】A【详解】解:根据题意得:
,解得 ,
故选:A.
【即学即练】已知二次函数y=ax2+bx+1,若当x=1时,y=0;当x=﹣1时,y=4,则a、b的值分别为(
)
A.a=1,b=2 B.a=1,b=﹣2 C.a=﹣1,b=2 D.a=﹣1,b=﹣2
【答案】B
【详解】解:根据题意得 ,
解得a=1,b=﹣2.
故选:B.
【典例2】已知点 在函数 的图象上,则a等于______.
【答案】1
【详解】解:将点A(2,3)代入函数 中,得4a-2+1=3,
解得a=1,
故答案为:1.
【即学即练】若二次函数图象的顶点坐标为(2,﹣1),且抛物线过(0,3),则二次函数解析式是 __.
【答案】
【详解】解:设二次函数解析式为 ,
把 代入得: ,
解得: ,
则二次函数解析式为 ,
故答案为: .
考法02 用待定系数法解题
【典例3】二次函数 的 与 的部分对应值如下表,则下列判断中正确的是( )
x … 0 1 3 4 …
y … 2 4 2 -2 …
A.抛物线开口向上 B.当 时, 随 的增大而减小
C.当 时, D. 的最大值为【答案】C
【详解】解:将点 , , 代入二次函数的解析式,
得: ,
解得: ,
∴抛物线的解析式为 ,
∵ ,
∴抛物线开口向下,
∴A选项不符合题意;
∵由抛物线解析式可知,抛物线的对称轴为 ,这时抛物线取得最大值 ,
∴当 时, 随 的增大而增大;当 时, 随 的增大而减小,
∴当 时, 随 的增大先增大,到达最大值 后, 随 的增大而减小,
∴B选项不符合题意;
∵当 时, ;当 时, ,
又∵抛物线的对称轴为 ,
当 时, ,
又∵ ,
∴当 时, ,
∴C选项符合题意;
∵抛物线的解析式为 ,
∴当 时,抛物线取得最大值 ,
∴D选项不符合题意.
故选:C.
【即学即练】二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的x、y的部分对应值如下表所示,则下列判断不正确的是( )x 0 1 2
y 0 1.5 2 1.5
A.当 时,y随x的增大而增大 B.当 时,
C.顶点坐标为(1,2) D. 是方程 的一个根
【答案】B
【详解】解:由题意得: ,解得 ,
∴二次函数y=ax2+bx+c的解析式为y=- x2+x+ =- (x-1)2+2,
∴顶点坐标为(1,2),选项C不符合题意;
∵- 开口向下,∴x<1时,y随x的增大而增大,
∴x<0时,y随x的增大而增大,选项A不符合题意;
当x=4时,y=-2.5,选项B符合题意;
∵x=-1时,y=0,∴x=-1是方程 的一个根,选项D不符合题意;
故选:B.
【典例4】如图,在平面直角坐标系中,二次函数 的图象经过点 ,点 .
(1)求此二次函数的解析式;
(2)当 时,求二次函数 的最大值和最小值;
(3)点P为此函数图象上任意一点,其横坐标为m,过点P作 轴,点Q的横坐标为 .已知点
P与点Q不重合,且线段PQ的长度随m的增大而减小.求m的取值范围;
【答案】(1)
(2)最小值为-2,最大值为(3)
【详解】(1)解:将 ,点 代入 得:
,解得 ,
∴ .
(2)解:∵ ,
∴抛物线开口向上,对称轴为直线 .
∴当 时, 取最小值为-2,
∵ ,
∴当 时, 取最大值 .
(3)解: ,
当 时, , 的长度随 的增大而减小,
当 时, , 的长度随 增大而增大,
∴ 满足题意,
解得 .
【即学即练】如图,已知抛物线 经过A(-1,0),B(3,0)两点,C是抛物线与y轴的交点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P(m,n)在平面直角坐标系的第一象限内的抛物线上运动,设△PBC的面积为S求S关于m的函数解
析式(指出自变量m的取值范围)和S的最大值.【答案】(1)
(2) (0<m<3),当m= 时,△PBC的面积取得最大值,最大值为
【详解】(1)解:将A(-1,0),B(3,0)代入 中,
得: ,解得: ,
∴抛物线的解析式为 ;
(2)解:过点P作PF y轴,交BC于点F,如图所示,
由(1)知:当x=0时,y=6,
∴点C的坐标为(0,6);
设直线BC的解析式为y=kx+c,
把B(3,0),C(0,6)代入y=kx+c中,
得: ,解得: ,
∴直线BC的解析式为y=-2x+6.
设点P的坐标为(m, ),
则点F的坐标为(m,-2m+6),
∴PF= -(-2m+6)= ,
∵
∴S=
=
= ,
∵点P(m,n)在平面直角坐标系第一象限内的抛物线上运动,
∴0<m<3.故 (0<m<3),
∵-3<0,
∴当m= 时,△PBC的面积取得最大值,最大值为 .
分层提分
题组A 基础过关练
1.若二次函数 的图象经过原点,则 的值为( )
A. B. C. D. 或
【答案】B
【详解】解:把 代入
可得: ,
解得: ,
故选:B.
2.若抛物线 的顶点是 ,且经过点 ,则抛物线的函数关系式为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】解:∵抛物线顶点是A(2,1),且经过点B(1,0),
∴设抛物线的函数关系式是y=a(x-2)2+1,
把B点的坐标代入得:0=a(1-2)2+1,
解得:a=-1,
即抛物线的函数关系式是y=-(x-2)2+1,即y=-x2+4x-3.
故选:B.
3.已知二次函数 的图象经过点 ,且当 时, 随 的增大而减小,则点 的坐标可以是
( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:∵二次函数 ,当 时, 随 的增大而减小,,
∴ ,
A.当 时, ,解得: ,此选项不符合题意;B.当 时, ,解得: ,此选项符合题意;
C.当 时, ,解得: ,此选项不符合题意;
D.当 时, ,解得 ,此选项不符合题意,
故选:B.
4.已知二次函数的图象经过点(-1,-5),(0,-4)和(1,1),则这二次函数的表达式为( )
A.y=-6x2+3x+4 B.y=-2x2+3x-4
C.y=x2+2x-4 D.y=2x2+3x-4
【答案】D
【详解】解:设所求函数的解析式为y=ax2+bx+c,
把(-1,-5),(0,-4),(1,1)分别代入,
得: 解得
所求的函数的解析式为y=2x2+3x-4.
故选D
5.过原点的抛物线的解析式是( )
A.y=3x2-1 B.y=3x2+1 C.y=3(x+1)2 D.y=3x2+x
【答案】D
【详解】A、当 时, ,不符合题意;
B、当 时, ,不符合题意;
C、当 时, ,不符合题意;
D、当 时, ,符合题意;
故选:D.
6.二次函数y=﹣x2+bx+c的图象如图所示:若点A(x ,y),B(x ,y)在此函数图象上,x<x<1,y 与y
1 1 2 2 1 2 1 2
的大小关系是
A.y≤y B.y<y C.y≥y D.y>y
1 2 1 2 1 2 1 2
【答案】B
【详解】∵二次函数y=﹣x2+bx+c的a=-1<0,对称轴x=1,
∴当x<1时,y随x的增大而增大.
∵x<x<1,∴y<y.
1 2 1 2故选B.
7.如果抛物线 的对称轴是x=-3,且开口方向与形状与抛物线y= -2 x2相同,又过原点,
那么a=_______,b= ______,c=_________.
【答案】 -2 -12 0
【详解】解:∵抛物线y=ax2+bx+c的开口方向,形状与抛物线y=-2x2相同,
∴a=-2,
∵抛物线y=ax2+bx+c的对称轴是直线x=-3,
∴- =-3,即- =-3,解得b=-12;
∵抛物线过原点,
∴c=0.
故答案为:-2,-12;0.
8.写出一个二次函数,其图象满足:(1)开口向下;(2)与y轴交于点(0,3),这个二次函数的解析式可以是
________.
【答案】
【详解】解: ∵二次函数图象开口向下,
∴二次项系数 ,
∵与y轴交于点(0,3),
∴常数项 ,
∴这个二次函数的解析式可以是 .
故答案为: .
9.在平面直角坐标系 中,二次函数 的图象经过点 .
(1)求二次函数的表达式;
(2)求二次函数图象的对称轴.
【答案】(1) ;(2)直线
【详解】解:(1)∵二次函数y=x2-2mx+5m的图象经过点(1,-2),
∴-2=1-2m+5m,
解得 ;
∴二次函数的表达式为y=x2+2x-5.
(2)二次函数图象的对称轴为直线 ;
故二次函数的对称轴为:直线 ;
10.如图,抛物线 经过 , 两点,与 轴交于另一点 ,(1)求抛物线的解析式;
(2)已知点 在抛物线 上,求 的值.
【答案】(1) ;(2) 或 .
【详解】解:(1)把 , 代入 ,
得: ,
解得: ,
抛物线的解析式为: .
(2)把 代入 ,
得: ,
解得: , .
的值为 或 .
题组B 能力提升练
1.抛物线y=ax2+bx+c经过点(3,0)和(2,﹣3),且以直线x=1为对称轴,则它的解析式为( )
A.y=﹣x2﹣2x﹣3 B.y=x2﹣2x﹣3 C.y=x2﹣2x+3 D.y=﹣x2+2x﹣3
【答案】B
【详解】解:把(3,0)与(2,−3)代入抛物线解析式得:
,
由直线x=1为对称轴,得到 =1,即b=−2a,
代入方程组得: ,
解得:a=1,b=−2,c=−3,
则抛物线解析式为y=x2−2x−3,
故选:B.
2.某二次函数的图象与函数y= x2﹣4x+3的图象形状相同、开口方向一致,且顶点坐标为(﹣2,1),则
该二次函数表达式为( )A.y= (x﹣2)2+1 B.y= (x﹣2)2﹣1
C.y= (x+2)2+1 D.y=﹣ (x+2)2+1
【答案】C
【详解】解:设二次函数的解析式为 ,
∵二次函数的图像顶点坐标为(﹣2,1),
∴二次函数的解析式为 ,
∵二次函数的图象与函数y= x2﹣4x+3的图象形状相同、开口方向一致,
∴二次函数的解析式为: ,
故选:C.
3.如图所示是二次函数y=ax2﹣x+a2﹣4的图象,图象过坐标原点,则a的值是( )
A.a=2 B.a=﹣2 C.a=﹣4 D.a=2或a=﹣2
【答案】A
【详解】解:根据图象可得:
抛物线的开口方向向上, ,
把点(0,0)代入 ,
得 ,
解得 或 (舍去),
∴ .
故选:A.
4.设函数y=a(x﹣h)2+k(a,h,k是实数,a≠0),当x=1时,y=1;当x=6时,y=6,( )
A.若h=2,则a<0 B.若h=3,则a>0
C.若h=4,则a>0 D.若h=5,则a>0
【答案】B
【详解】解:当x=1时,y=1;当x=6时,y=6;代入函数式得: ,
∴a(6﹣h)2﹣a(1﹣h)2=5,
整理得:a(7﹣2h)=1,A、若h=2,则 ,选项说法错误,不符合题意;
B、若h=3,则a=1>0,选项说法正确,符合题意;
C、若h=4,则 ,选项说法错误,不符合题意;
D、若h=5,则 ,选项说法错误,不符合题意;
故选B.
5.抛物线的图象如下,根据图象可知,抛物线的解析式可能是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由题图可知抛物线开口向下,且与x轴的交点为 ,由交点式设抛物线的解析式为
,对比选项可知,选项A、B、C无法提取公因式后得到
的形式,而D选项中 .故选D.
6.加工爆米花时,爆开且不糊的粒数的百分比称为“可食用率”.在特定条件下,可食用率p与加工时间
t(单位:分钟)满足的函数关系p=at2+bt+c(a、b、c是常数),如图记录了三次实验的数据.根据上述函数模
型和实验数据,可以得到最佳加工时间为( )
A.3.50分钟 B.3.75分钟 C.4.00分钟 D.4.25分钟
【答案】B
【详解】解:根据题意,将(3,0.7)、(4,0.8)、(5,0.5)代入p=at2+bt+c,
得: ,解得: ,
即p=﹣0.2t2+1.5t﹣2,
当t=﹣ =3.75时,p取得最大值,
故选:B.
7.平移二次函数的图象,如果有一个点既在平移前的函数图象上,又在平移后的函数图象上,我们把这
个点叫做“关联点”.现将二次函数 (c为常数)的图象向右平移得到新的抛物线,若“关联
点”为 ,则新抛物线的函数表达式为_______.
【答案】
【详解】解:将(1,2)代入y=x2+2x+c,得12+2×1+c=2,
解得c=-1.
设将抛物线y=x2+2x-1=(x+1)2-2,向右平移m个单位,则平移后的抛物线解析式是y=(x+1-m)2-2,
将(1,2)代入,得(1+1-m)2-2=2.
整理,得2-m=±2.
解得m=0(舍去),m=4.
1 2
故新抛物线的表达式为y=(x-3)2-2.
故答案是: .
8.定义:对于一个函数,当自变量x取a时,函数y的值也等于a,则称a是这个函数的不动值.已知二
次函数 .
(1)若﹣2是此函数的不动值,则m的值为______;
(2)若此函数有两个不动值a、b,且 ,则m的取值范围是______.
【答案】
【详解】解:(1)由定义得 , ,
故答案为: ;
(2)∵函数有两个不动值a、b,且 ,
∴a、b是方程 的两根,即是方程 两根,
∴ , ,
由 得,
,
整理得, ,
即 ,
所以 .故答案为: .
9.如图,已知抛物线 经过点 和点 .解答下列问题.
(1)求抛物线的解析式;
(2)抛物线的顶点为 ,对称抽与 轴的交点为 ,求线段 的长;
(3)点 在抛物线上运动,是否存在点 使 的面积等于6?如果存在,求出点 的坐标;如果不存在,
说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,点 的坐标为: 或 或 或
【详解】(1)解:∵抛物线 经过点 , ,
∴ ,
解得: ,
∴抛物线的解析式是 .
(2)∵ ,
∴抛物线的对称轴为: ,顶点 ,
∵ ,
∴ ,
∴ , ,
∴ .
(3)存在,理由如下:
设 ,则点 的纵坐标为 ,
∵ , ,
∴ ,∵ 的面积等于6,
∴ ,
∴ ,
①当 时,解得 , ;
②当 时,解得 , .
∴存在点 使 的面积等于6.点 的坐标为: 或 或 或 .
10.下表给出了代数式 与x的一些对应值:
x … 0 1 2 3 4 …
… 3 m -1 0 n …
(1)利用表中所给数值求出a,b,c的值;
(2)直接写出:m=___,n=___;
(3)设 ,则当x取何值时, .
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)解:设 ,根据图表,将 分别代入
得
解得
(2)解:由(1)可知 ,将 代入得 ,则 ;
将 代入得 ,则 ,
故 ,
(3)解:由(1)、(2)可知抛物线 与 轴交点分别为(1,0),(3,0),抛物线开口向上,所以当
时, .
题组C 培优拔尖练
1.如图,已知抛物线 经过点 ,且顶点在直线 上,则 的值为( )A. B. C. D.
【答案】B
【详解】∵抛物线 经过点 ,且顶点在直线
∴a-b+c=0①
- =1②
解得:b=-2a,c=-3a,
∴
故选:B
2.如图,已知抛物线 与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,下列结论不正确的是( )
A.抛物线的对称轴为直线 B.若 ,则
C.y的最大值为1 D.若 轴交抛物线于点D,则
【答案】B
【详解】解:A、根据抛物线 与x轴交于点 、 ,可得出对称轴
,该选项不符合题意;
B、根据抛物线 的对称轴为 ,开口向下可知:
当 时, 随 增大而增大;当 时, 随 增大而减小,
所以当 ,无法判断 与 的大小,该选项符合题意;
C、根据抛物线 与x轴交于点 、 ,
可设交点式 ,再根据抛物线与y轴交于点 ,
代值求解得 ,即抛物线表达式为 ,
当 时, 的最大值为1,该选项不符合题意;
D、若 轴交抛物线于点D,则 、 关于对称轴 对称,从而得到 ,则 ,
该选项不符合题意;
故选:B.
3.如图,若抛物线y=ax2与四条直线x=1、x=2、y=1、y=2围成的正方形有公共点,则a的取值范围(
)
A. ≤a≤2 B. ≤a≤2 C. ≤a≤1 D. ≤a≤1
【答案】A
【详解】解:把(1,2)代入y=ax2得a=2,
把点(2,1)代入y=ax2得 ,
则a的范围介于这两点之间,故 ,
故选:A.
4.二次函数 的部分图象如图所示,则下列说法:①abc>0;② 2a+b=0;③ a(x+1)
(x-3)=0;④ 2c-3b=0.其中正确的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【详解】解:如图,由抛物线过 ,对称轴为 根据对称性得到抛物线的图像经过①图象开口向下, ∴a<0,
与y轴交于正半轴, ∴c>0,
对称轴在y轴右侧, ∴b>0,
则abc<0,故①错误;
②对称轴 解得,2a+b=0,故②正确;
③由抛物线与 轴的交点坐标为: ,
所以函数解析式为:y=a(x+1)(x-3),
所以y的值是不断变化的,故③错误;
④∵抛物线与x轴交于(-1,0)和(3,0),
∴a-b+c=0,9a+3b+c=0,
两式相加得,10a+2b+2c=0,
又b=-2a,
,
∴2c-3b=0,故④正确.
故选: .
5.如图,直线 与y轴交于点A,与直线 交于点B,若抛物线 的顶点在直
线 上移动,且与线段 、 都有公共点,则h的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B【详解】解:∵将 与 联立得: ,
解得: .
∴点B的坐标为(−2,1),
由抛物线的解析式可知抛物线的顶点坐标为(h,k),
∵将x=h,y=k,代入得y=− x得:− h=k,解得k=− h,
∴抛物线的解析式为y=(x−h)2− h,
如图1所示:当抛物线经过点C时,
将C(0,0)代入y=(x−h)2− h得:h2− h=0,解得:h=0(舍去),h= ;
1 2
如图2所示:当抛物线经过点B时,
将B(−2,1)代入y=(x−h)2− h得:(−2−h)2− h=1,整理得:2h2+7h+6=0,解得:h=−2,h=− (舍
1 2
去).
综上所述,h的范围是−2≤h≤ ,即−2≤h≤
故选:B.
6.抛物线经过点 ,且与 轴交于点 .若 ,则该抛物线解析式为( )
A. B. 或
C. D. 或
【答案】D【详解】设抛物线的解析式为
∵
∴抛物线和y轴交点的为(0,2)或(0,-2)
①当抛物线和y轴交点的为(0,2)时,得
解得
∴抛物线解析式为 ,即
②当抛物线和y轴交点的为(0,-2)时,
解得
∴抛物线解析式为 ,即
故选D.
7.若二次函数 的图象经过点A(3,0),与y轴交于点B,则a的值是______,若点P是该
抛物线对称轴上的一动点,且△APB是以AB为直角边的直角三角形,则点P的坐标为_______.
【答案】 2 (2, )或(2, )
【详解】解:∵二次函数 经过点A(3,0),
∴ ,
∴
对 ,当x=0时,y=-9,
∴点B坐标为(0,-9),
抛物线 的对称轴是直线: ,
设点P的坐标为(2,m),
∴ , , ,
当∠ABP=90°时,则 ,
∴ ,
解得 ,
∴点P的坐标为(2, );
当∠BAP=90°时,则 ,
∴ ,
解得 ,∴点P的坐标为(2, );
综上所述,点P的坐标为(2, )或(2, );
故答案为:2;(2, )或(2, );
8.已知抛物线 经过点 .若点 在该抛物线上,且 ,则n的取值范围
为______.
【答案】
【详解】解:将 代入 中得到: ,
解得 ,
∴抛物线的对称轴为直线 ,且开口向上,
根据“自变量离对称轴越远,其对应的因变量越大”可知,
当 时,对应的 最大为: ,
当 时,对应的 最小为: ,
故n的取值范围为: ,
故答案为: .
9.如图,抛物线 (a>0)交x轴于点A(﹣1,0),B(3,0),交y轴于点C,作直线BC.
(1)若OB=OC,求抛物线的表达式;
(2)P是线段BC下方抛物线上一个动点,过点P作PF⊥x轴于点F,交线段BC于点E.若EB=EC=EP,
求a的值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)解:∵OB=OC,
∴C(0,﹣3),
把A,B,C代入 中,
得: ,解得: ,
∴抛物线的解析式为 ;
(2)解:如图,连接BC,
∵EB=EC,
∴E是BC的中点,
∴E的坐标为( , ),
∴P的横坐标为 ,
把A,B代入 中,
得: ,
解得: ,
∴抛物线的解析式为 ,
把x= 代入 ,得y= ,
∴P( , ),
∴EP= = ,
解得a= ,
∴a的值为 .
10.如图,在坐标系中△ABC是等腰直角三角形,∠BAC =90°,A(1, 0),B(0, 2),抛物线 的图象过
点(2,-1)及点C.(1)求该抛物线的解析式;
(2)求点C的坐标
(3)点P是抛物线上一动点,是否存在点P,使以P,A,C,B为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求
出P点坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)(3,1)
(3)满足条件的P点只有一个,为(-2,1)
【详解】(1)把点(2,-1)代入得 =
∴该抛物线的解析式为
(2)过点C作CD垂直 轴于点D
∵△ABC是等腰直角三角形,∠BAC =90°
∴BA=AC,∠1+∠2=90°,∠3+∠2=90°,
∴∠1=∠3
∴△BOA≌△ADC
∴OA=DC,BO=AD
∵A(1,0),B(0,2),
∴OA=DC=1,BO=AD=2
∴点C的坐标为(3,1)
(3)
分别过A, B, C三点作对边的平行线,交于P 、P 、P
1 2 3
①当AP//BC,且AP = BC时,如图:将点C向下平移1个单位向左平移2个单位与点A重合,点B也向下平移1个单位向左平移2个单位与点
P 重合,则P(-2,1),
1 1
经检验:点P 在抛物线上,
1
故P 满足条件,
1
②当BP//AC,且BP=AC时:由平移可得则P(2,3),
2
经检验,P 不在抛物线上;
2
③当CP//AB,且CP=AB时,由平移可得则P(4,-1),
3
经分析,点P 不在抛物线上,不合题意.
3
综上所述,满足条件的P点只有一个,为(-2,1).