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第二十二章 二次函数1. 熟练掌握二次函数全章知识点;
教学目标
2. 熟练运用全章知识点解决相应的题目题型;
1. 重点
(1)二次函数的图象与性质;
(2)待定系数法求二次函数解析式;
(3)二次函数的实际应用。
教学重难点
2. 难点
(1)二次函数的图象与性质;
(2)二次函数的实际应用;
(3)二次函数的综合。
考点01 二次函数的定义
1. 二次函数的定义:
一般的,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、常数项。
二次函数解析式的表示方法
(1)一般式:y=ax2+bx+c(其中a,b,c是常数,a≠0);
(2)顶点式:y=a(x-h)2+k(a≠0),
它直接显示二次函数的顶点坐标是(h,k);
(3)交点式:y=a(x-x )(x-x )(a≠0),
1 2
其中x ,x 是图象与x轴交点的横坐标 .
1 2
注意: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 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.
考点02 二次函数的图象与性质
1. 二次函数的性质与图像:
形式
一般式: 顶点式
的符号
开口方向 开口向上 开口向下 开口向上 开口向下,若 同号,则对称轴在 ,若 ,对称轴在 轴右边;若
对称轴
轴左边;若 异号,则对称轴在 轴右 ,对称轴在 轴左边,
边。简称左同右异。
当 时取得 当 时取得 当 时取得最小 当 时取得最大
最值
值 值
最小值 最大值
顶点坐标
图像在对称轴左边 图像在对称轴左边 图像在对称轴左边 图像在对称轴左边
随 的增大而减 随 的增大而增 随 的增大而减 随 的增大而增
增减性 小;图像在对称轴 大;图像在对称轴 小;图像在对称轴 大;图像在对称轴
右边 随 的增大 右边 随 的增大而 右边 随 的增大 右边 随 的增大而
而增大; 减小; 而增大; 减小;
①若二次函数是一般形式时,则二次函数与 轴的交点坐标为 。若 ,则二次函数与
轴交于正半轴;若 ,则二次函数与 轴交于负半轴。
②二次函数开口向上时,离对称轴越远的点函数值越大;二次函数开口向下时,离对称轴越远的
函数值越小。
③二次函数函数值相等的两个点一定关于对称轴对称。
④二次函数的一般式化为顶点式:利用一元二次方程的配方法。
考点03 二次函数的几何变换
1. 二次函数的平移:
①若函数进行左右平移,则在函数的自变量上进行加减。左加右减。
②若函数进行上下平移,则在函数解析式常数项后面进行加减。上加下减。
(1) 沿 轴平移:向上(下)平移 个单位, 变成(或 )
y=ax2+bx+c
(2) 沿x轴平移:向左(右)平移 个单位, 变成
(或 )
2. 一次函数的对称变换:
①若二次函数关于 轴对称,则自变量不变,函数值变为相反数。
②若二次函数关于 轴对称,则函数值不变,自变量变成相反数。
③若二次函数关于原点对称,则自变量与函数值均变成相反数。
考点04 待定系数法求函数解析式
1. 待定系数法求二次函数解析式的具体步骤:
(1)设二次函数解析式;
①已知抛物线上任意三点,则设二次函数解析式为y=ax2+bx+c(a≠0)。
②已知抛物线的顶点坐标,则设二次函数解析式为y=a(x−ℎ) 2+k(a≠0)。
③已知抛物线与x轴的两个交点坐标,则设二次函数解析式为y=a(x−x )(x−x )(a≠0)。
1 2
(2)带点:将已知点带入函数解析式建立方程。
(3)解方程:解(2)中得到的方程,得出未知系数。
(4)反带:将未知系数反带入函数解析式。
考点05 二次函数的图象与系数之间的关系
1. 二次函数的开口方向:
二次函数的开口方向由a决定, ,开口向上, ,开口向下。
2. 二次函数的对称轴:
b
x=−
由二次函数的性质可知,二次函数 的对称轴为 2a。若 同号,则
<0,二次函数的对称轴在 轴的左边;若 异号,则 >0,二次函数的对称轴在
轴的右边。简称左同右异。
①若二次函数的对称轴 =1,则 0。
②若二次函数的对称轴 =﹣1,则 0。
3. 二次函数与 轴的交点:
二次函数 与 轴的交点坐标为(0,c)。
拓展:在二次函数 中:是自变量为1的函数值, 是自变量为﹣1的函数值。
是自变量为2的函数值, 是自变量为﹣2的函数值。
是自变量为3的函数值, 是自变量为﹣3的函数值。
考点06 二次函数与一元二次方程
1. 二次函数与一元二次方程:
①若二次函数 与 轴有两个交点⇔一元二次方程 有两个不
相等的实数根⇔ 。
②若二次函数 与 轴只有一个交点⇔一元二次方程 有两个
相等的实数根⇔ 。
③若二次函数 与 轴没有交点⇔一元二次方程 没有实数根
⇔ 。
④若二次函数 与直线 相交,则一元二次方程为 。交
点情况与方程的解的情况同与 轴相交时一样。
2. 二次函数与不等式(组)
若二次函数 与一次函数 存在交点,则不等式:
的解集取二次函数图像在上方的部分所对应的自变量取值范围;
的解集取二次函数图像在下方的部分所对应的自变量取值范围。
考点07 二次函数与实际问题
1. 列一元二次方程解决实际问题的基本步骤:
①审:理解题意,明确常量、变量以及它们之间的数量关系.
②设:根据题意,可以直接设未知数,也可以间接设未知数.
③列:建立二次函数模型,根据题目的数量关系列出二次函数解析式.
④解:根据已知条件,借助二次函数的图像与性质解决实际问题.
⑤验:检验结果,得出符合实际意义的结论.
⑥答:写出答案。
2. 二次函数与图形面积问题:
解决图形的面积时,常会涉及线段与线段之间的关系,根据图形找出面积与线段的关系,将其转化为
二次函数问题,然后利用二次函数的图像与性质解决问题。
3. 二次函数解决销售利润问题:
计算公式:总利润=单利润×数量
现单利=原单利+涨价部分(原单利-降价部分)
涨价部分 降价部分
现数量=原数量- ×变化数量(原数量+ ×变化数量)
涨价基础 降价基础
4. 二次函数解决抛物线形的形状问题与运动轨迹问题:
(1)建立适当的平面直角坐标系,将抛物线形状的图形放置在平面直角坐标系中。
(2)从已知条件和图像中获取求二次函数表达式所需要的条件。
(3)利用待定系数法求函数表达式。
(4)运用求出的抛物线的图像和性质解决实际问题。
题型01 二次函数的定义
【典例1】下列函数中是二次函数的是( )
A.y=x3+2x﹣1 B.y=4x﹣7
C.y=x2+4 D.y=(x+1)2﹣x2
【变式1】若y=(m﹣2)x2+3x+n(x为自变量)是二次函数,则m的取值范围是( )
A.m≠2 B.m>2 C.m<2 D.0<m<2
【变式2】若函数y=(m−3)xm2−3m+2+mx+1是二次函数,则m的值一定是(
)
A.3 B.0 C.3或0 D.1或2
题型02 二次函数的形式转换
1
【典例1】将二次函数y= x2−6x+21化为y=a(x﹣h)2+k的形式为( )
2
1 1
A.y= (x+6) 2−3 B.y= (x−6) 2−3
2 2
1 1
C.y= (x+6) 2+3 D.y= (x−6) 2+3
2 2
1
【变式1】用配方法将二次函数y=− x2−2x+4化为y=a(x﹣h)2+k的形式,则h+k的值是( )
2
A.﹣6 B.﹣2 C.2 D.4
题型03 二次函数的性质与图象
【典例1】关于x的二次函数y=﹣(x﹣1)2+2,下列说法正确的是( )
A.图象的开口向上B.图象与y轴的交点坐标为(0,2)
C.图象的顶点坐标是(﹣1,2)
D.当x>1时,y随x的增大而减小
【变式1】关于抛物线y=﹣x2﹣2x+3,下列说法错误的是( )
A.开口向下 B.与y轴交于正半轴
C.对称轴在y轴左侧 D.不经过第一象限
【典例2】抛物线y=(x﹣1)2+5顶点坐标是( )
A.(1,5) B.(﹣1,﹣5) C.(1,﹣5) D.(﹣1,5)
【变式1】二次函数y=﹣x2+2x﹣5图象的顶点坐标为( )
A.(﹣1,﹣4) B.(1,﹣4) C.(2,﹣1) D.(﹣2,﹣1)
【典例3】二次函数y=2(x+1)2﹣4的图象大致是( )
A. B.
C. D.
【变式1】直线y=ax+b与抛物线y=ax2+bx﹣ab在同一坐标系里的大致图象正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式2】已知函数y=ax和y=a(x+m)2+n,且a>0,m<0,n<0,则这两个函数图象在同一坐标系内
的大致图象是( )A. B.
C. D.
【典例4】若A(﹣1,y )、B(﹣2,y )、C(1,y )为二次函数y=3(x+1)2的图象上的三点,则
1 2 3
y 、y 、y 的大小关系是( )
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 1 3 2
【变式1】点P (﹣4,y ),P (﹣3,y ),P (1,y )均在二次函数y=x2+4x﹣m的图象上,则y ,
1 1 2 2 3 3 1
y ,y 的大小关系是( )
2 3
A.y >y >y B.y >y >y C.y >y >y D.y >y >y
3 2 1 2 1 3 1 2 3 3 1 2
【典例5】二次函数y=2(x+1)2﹣7的最小值是( )
A.﹣7 B.1 C.﹣1 D.7
【变式1】若函数y=﹣2x2+bx+c的图象经过点(﹣1,1)和(1,﹣7),则当﹣3≤x≤0时,函数的最大
值与最小值之和是( )
A.﹣8 B.﹣6 C.﹣3 D.0
【变式2】二次函数y=﹣x2﹣2x+c2﹣2c在﹣3≤x≤2的范围内有最小值为﹣5,则c的值为( )
A.3或﹣1 B.﹣1 C.﹣3或1 D.3
【变式3】已知二次函数y=mx2+2mx+1(m≠0)在﹣2≤x≤2时有最小值﹣4,则m等于( )
5 5 5
A.5 B.﹣5或 C.5或− D.﹣5或−
8 8 8
题型04 二次函数的平移
【典例1】将二次函数y=x2图象向左平移3个单位,再向下平移5个单位后,所得图象的函数解析式是(
)
A.y=(x+3)2﹣5 B.y=(x﹣3)2﹣5
C.y=(x+3)2+5 D.y=(x﹣3)2+5
【变式1】将抛物线y=x2﹣2x+3向左平移2个单位,再向上平移1个单位,得到的抛物线的解析式为(
)
A.y=(x﹣3)2+4 B.y=(x+1)2+4C.y=(x+1)2+3 D.y=(x﹣1)2+2
1 1
【变式2】抛物线y=− (x+1) 2−1可以由抛物线y=− x2 ( )得到.
2 2
A.向右平移1个单位长度,再向上平移1个单位长度
B.向左平移1个单位长度,再向上平移1个单位长度
C.向右平移1个单位长度,再向不平移1个单位长度
D.向左平移1个单位长度,再向下平移1个单位长度
【变式3】在平面直角坐标系中,将抛物线L :y=ax2+2ax+c(a、c为常数,且a<0)沿x轴向右平
1
移3个单位得到抛物线L ,点A(m,y ),B(m+2,y )均在抛物线L 上,且位于抛物线L 对称轴的
2 1 2 2 2
两侧,若y <y ,则m的取值范围为( )
1 2
A.1<m<2 B.0<m<1 C.0<m<2 D.﹣1<m<1
题型05 待定系数法求二次函数解析式
【典例1】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.
题型06 二次函数的图象与系数的关系
【典例1】已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的部分图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.abc>0 B.(a+c)2>b2 C.b>﹣2a D.4a+2b+c>0
【变式1】对称轴为直线x=1的抛物线y=ax2+bx+c(a、b、c为常数,且a≠0)如图所示,现有结论:
①abc<0,②b2>4ac,③2a+b=0,④ac﹣bc+c2<0,其中结论正确的有( )A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【变式2】二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)图象的一部分如图所示,给出下列命题:①abc<0;②2a+b=
0;③ 3a+c=0;④ m(am+b)≥a﹣b(m 为任意实数);⑤ 4ac﹣b2<0.其中正确的命题有
( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
题型07 二次函数与一元二次方程
【典例1】若抛物线y=2x2﹣6x+3c与x轴只有一个公共点,则c= .
【变式1】二次函数y=ax2﹣3x+2的图象与x轴有两个不同交点,则a可以是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【变式2】如图,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象经过点(﹣1,0),抛物线的对称轴是直线x=
1,则一元二次方程ax2+bx+c=0的解是( )
A.x =﹣1,x =3 B.x =1,x =3
1 2 1 2
C.x =﹣1,x =﹣3 D.x =1,x =﹣3
1 2 1 2
【变式3】已知二次函数y=ax2﹣2ax+c(a≠0,a,c为常数),如表给出了自变量x与函数值y的部分对
应值.
x 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8y=ax2﹣ 3.96 4.25 4.56 4.89 5.24
2ax+c
根据表格,可以估计方程ax2﹣2ax+c=5的近似解是( )
A.﹣0.55和2.55 B.1.45和2.55
C.1.25和2.75 D.﹣0.75和2.75
题型08 二次函数与不等式
【典例1】如图是函数y=ax2+bx+c(a≠0)的部分图象,已知其对称轴为直线x=2,则当( )时,
函数值大于0.
A.x<﹣2或x>6 B.x>6 C.x<﹣2 D.﹣2<x<6
【变式1】抛物线y=﹣0.5x2+bx+3的部分图象如图所示,当y>0时自变量x的取值范围为( )
A.﹣1<x<1 B.x<﹣1或x>1 C.﹣3<x<1 D.x<﹣3或x>1
题型09 二次函数的实际应用
【典例1】如图,老王想用长为70m的栅栏,再借助房屋的外墙(外墙足够长)围成一个矩形羊圈 ABCD
(BC>AB),并在边BC上留一个2m宽的门(建在EF处,另用其他材料),设AB=x m,BC=y
m.
(1)求y与x的关系式,并写出x的取值范围;
(2)请你设计方案使得矩形羊圈的面积S最大,并求出S的最大值.【变式1】每年的3月3日为全国爱耳日,今年的主题是“科技助残,共享美好生活”,某公司新研发了
一批耳背式助听器计划在该月销售,根据市场调查,每个助听器盈利 60元时,每天可售出50个;单价
每降低2元,每天可多售出5个.公司决定在成本不变的情况下降价销售,但每个助听的利润不低于 40
元,设每个助听器降价x元,每天的销售利润为y元.
(1)求y与x的函数关系式;每个助听器降价多少元时,每天的销售利润最大?最大利润为多少元;
(2)全国爱耳日当天,公司共获得销售利润3750元,请问这天售出了多少个助听器.
【变式2】如图,某隧道的截面由抛物线和矩形OACB构成,矩形的长OA为10m,宽OB为3m,隧道顶
端D到路面的距离为8m,建立如图所示的平面直角坐标系.
(1)求该抛物线的函数解析式;
(2)现需在这一隧道内壁上安装摄像头,即在该抛物线上确定一点安装摄像头(大小忽略不计).已
知摄像头到OB的水平距离为8m,求摄像头到地面的竖直距离.【变式3】在投掷实心球的运动中,实心球出手时水平向前的速度为a(单位:m/s),垂直向上的速度为
b(单位:m/s).实心球在空中运动时,其水平距离x(单位:m)与时间t的关系为x=at,高度y(单
位:m)与时间t的关系为y=﹣5t2+bt+2.
(1)在小伟同学的一次投掷中,测得a=6m/s,b=3m/s;
①写出x与t的函数关系式为 ;y与t的函数关系式为 ;
根据以上关系,可得y与x的函数关系式为 (不用写出x的取值范围);
②求出本次实心球的投掷距离.
(2)研究表明:在投掷力度一定时,水平速度与垂直向上的速度越接近,则实心球的投掷距离越远.
改进投掷方法后,小伟投出了8m的最佳成绩,若本次投掷中a=b,求实心球在投掷过程中的最大高度.
题型10 二次函数的综合
【典例1】如图1,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(2,0),B(﹣4,0)两点.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)若抛物线交y轴于C点,在该抛物线的对称轴上是否存在点Q,使得△QAC的周长最小?若存在,
求出Q点的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)在抛物线的第二象限图象上是否存在一点P,使得△PBC的面积最大?若存在,求出点P的坐标
及△PBC的面积最大值;若不存在,请说明理由.1
【变式1】如图,已知直线y=− x+2与x轴、y轴交于B,A两点,抛物线y=﹣x2+bx+c经过点A,B,
2
点P为线段OB上一个动点,过点P作垂直于x轴的直线交抛物线于点N,交直线AB于点M,设点P的
横坐标为t.
(1)求抛物线解析式;
(2)当MN=2MP,求t的值;
(3)若点N到直线AB的距离为d,求d的最大值;
(4)在y轴上是否存在点Q,使△QBN是以BN为腰的等腰直角三角形?若存在,请直接写出点Q的
坐标;若不存在,请说明理由.【变式2】抛物线y=ax2﹣2x+c(a≠0)与x轴交于点A(﹣3,0),B两点,与y轴交于点C(0,3),
点P是抛物线上的一个动点.
(1)求抛物线的函数解析式和直线AC的解析式;
(2)如图1,点P在线段AC上方的抛物线上运动(不与A,C重合),过点P作PD⊥AB,垂足为
D,PD交AC于点E.若点P的横坐标为x,请用x的式子表示PE,并求PE的最大值;
(3)如图2,点M是抛物线的对称轴上的一个动点,抛物线上存在一点N,使得以点A,C,M,N为
顶点的四边形是平行四边形,请求写出所有符合条件的点M的坐标.