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26.2.3 二次函数y=ax ²+bx+c 的图象和性质(第一课时 探究二次函
数y=ax ²+bx+c 的图象和性质)
(导学案)
(1)掌握用配方法将y=ax ²+bx+c(a≠0)化为顶点式的方法;熟记二次函数一般式的对称轴、顶点坐标公
式;熟练掌握一般式二次函数的开口方向、增减性、最值性质,能利用公式和性质解决基础题型.
(2)经历“配方转化—公式推导—性质归纳—例题应用”的完整探究过程,提升代数变形、逻辑推理、数
形结合分析问题的能力,体会转化、归纳的数学思想.
(3)通过自主推导公式、归纳性质,感受数学知识的连贯性和统一性,增强自主探究意识和学习自信心;
在数形结合分析问题中体会数学的严谨性和逻辑性,提升数学核心素养.
重点:用配方法将二次函数一般式化为顶点式;掌握二次函数y=ax ²+bx+c(a≠0)的图象性质(开口、对称
轴、顶点、增减性、最值);能利用公式和性质解决基础计算、图象分析问题.
难点:一般式二次函数顶点坐标、对称轴公式的推导过程(配方的代数变形逻辑);结合对称轴准确判断
二次函数在任意区间内的增减性,区分最值与函数增减变化的关联.
第一环节 自主学习
温故知新:
创设情景,引入新课
复习回顾:(1)我们之前学习的二次函数顶点式是什么?它的优势是什么?(2)说出y=2(x-1)²+3 的开口
方向、对称轴、顶点坐标和最值。(3)实际问题中,二次函数常以y=2x ²-4x+1 这种形式出现,它不是顶
点式,如何快速判断它的图象和性质?
师生互动:学生回顾顶点式优势(可直接看出顶点、对称轴、最值),发现普通一般式无法直接判断性
质,产生探究需求.
【学法指导】
新知自研:自研课本第42-43 页的内容
【学法指导】自研课本P42-43 页内容
(一)画出二次函数
,的图象,并讨论它的性质
活动1.通过图象的平移,得到函数图象.
对于二次函数
配方,可得
.根据前面的学习,可以先画出二次函数
的图象,然后把这个图象向右平移6 个单位长度,再向上平移3 个单位长度,就得到二次函数
的图象.
追问:还可以怎样平移?
活动2.直接画出函数图象.
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如果直接画二次函数
的图象,可按如下步骤进行.
由配方的结果可知,抛物线
的顶点是(6,3),对称轴是x=6.
先利用图象的对称性列表:
…
3
4
5
6
7
8
9
…
…
7.5
5
3.5
3
3.5
5
7.5
…
然后描点画图,得到
的图象,如下图.
活动3.观察二次函数
的图象讨论它的性质.
从二次函数
的图象可以看出:在对称轴的左侧,抛物线从左到右下降;在对称轴的右侧,
抛物线从左到右上升.也就是说,当x<6 时,随x 的增大而减小;当x>6 时,y 随x 的增大而增大;当x=6
时,y 取最小值,最小值是3.
(二)利用上面的方法研究二次函数
的图象,并讨论它的性质.
活动4. 分别用平移、直接画图象的方法,画出二次函数
的图象,观察二次函数
的图象讨论它的性质.
从二次函数
的图象可以看出:在对称轴的左侧,抛物线从左到右上升;在对称轴的右侧,
抛物线从左到右下降.也就是说,当x<-2 时,随x 的增大而减小;当x>-2 时,y 随x 的增大而增大;当
x=-2 时,y 取最小值,最小值是2.
(三)探究二次函数y=ax ²+bx+c 的图象和性质
活动5.将一般式转化为顶点式.
尝试用配方法将y=ax ²+bx+c(a≠0)转化为顶点式,
教师分步引导:第一步:提取二次项系数:
,
第二步:配方(加、减一次项系数一半的平方):
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第三步:整理化为顶点式:
总结归纳:结合顶点式y=a(x-h)²+k,对比得出:
对称轴:直线
;
顶点坐标:
易错强调:配方时仅对含x 的项变形,提取系数后括号内配方,常数项需整体整理,注意符号和通分计算.
活动6.归纳一般式二次函数图象与性质
结合推导的顶点式和已有知识,师生共同归纳y=ax ²+bx+c(a≠0)的性质:
1. 开口方向:a>0,开口向上;a<0,开口向下;|a|越大,开口越小。
2. 对称轴:直线
3. 顶点坐标:
4. 增减性: a>0:对称轴左侧(
),y 随x 增大而减小;对称轴右侧(
),y 随x 增大而
增大;
a<0:对称轴左侧(
),y 随x 增大而增大;对称轴右侧(
),y 随x 增大而减小.
5. 最值:a>0,当
时,
;
a<0,当
时,
.
自研课本P42-43 页内容
典型例题
例1:已知二次函数y=x ²-2x-3,请完成下列问题:
(1)用配方法将函数化为顶点式;
(2)求抛物线的开口方向、对称轴、顶点坐标;
(3)求函数的最值;
(4)判断函数的增减性.
【分析】本题完整覆盖一般式转顶点式、公式应用、性质分析四大核心考点。解题核心思路:先通过配方
法完成形式转化,再结合顶点式或通用公式判断图象特征,最后依据a 的符号和对称轴分析增减性与最值,
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层层递进、贴合课堂新知.
【详解】解:(1)配方转化顶点式:
.
(2)由顶点式y=(x-1)²-4 可知:
a=1>0,抛物线开口向上;对称轴为直线x=1;顶点坐标为(1,-4).
(
3)求函数最值:∵ a=1>0,抛物线开口向上,函数有最小值,无最大值;∴ 当x=1 时,
(4)分析函数增减性:对称轴为直线x=1,开口向上:当x<1 时,y 随x 的增大而减小;当x>1 时,y 随x
的增大而增大.
第二环节 合作探究
讨论交流:
1. 讨论怎样画二次函数
、
的图象与性质.
2. 讨论二次函数 y=ax ²+bx+c 的图象和性质..
拓展提升:
1.(2025•河南)在二次函数y=ax2+bx﹣2 中,x 与y 的几组对应值如表所示.
x
…
﹣2
0
1
…
y
…
﹣2
﹣2
1
…
(1)求二次函数的表达式.
(2)求二次函数图象的顶点坐标,并在给出的平面直角坐标系中画出二次函数的图象.
(3)将二次函数的图象向右平移n 个单位长度后,当0≤x≤3 时,若图象对应的函数最大值与最小值
的差为5,请直接写出n 的值.
【解答】解:(1)由题意,结合表格数据可得,二次函数的对称轴是直线x= −2+0
2
=−1.
∴可设二次函数为y=a(x+1)²+k.
又∵图象过(0,﹣2),(1,1),
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∴﹣2=a(0+1)²+k,且1=a(1+1)²+k.
∴a=1,k=﹣3.
∴二次函数为y=(x+1)²﹣3,即y=x ²+2x﹣2.
(2)由题意,结合(1)y=(x+1)²﹣3,
∴顶点坐标为(﹣1,﹣3).
作图如下.
(3)由题意,∵二次函数的图象向右平移n 个单位长度后,
∴新函数为y=(x+1﹣n)²﹣3.
∴此时对称轴是直线x=n﹣1,函数图象开口向上.
∴①当3≤n﹣1 时,即n≥4,
∴当x=0 时,y 取最大值为(1﹣n)²﹣3;当x=3 时,y 取最小值为(4﹣n)²﹣3.
又∵最大值与最小值的差为5,
∴(1﹣n)²﹣3﹣(4﹣n)²+3=5.
∴n= 10
3 <4,不合题意.
②当0<n﹣1<3 时,即1<n<4,
∴当x=0 或x=3 时,y 取最大值为(1﹣n)²﹣3 或(4﹣n)²﹣3;当x=n﹣1 时,y 取最小值为﹣3.
又∵最大值与最小值的差为5,
∴(1﹣n)²﹣3+3=5 或(4﹣n)²﹣3+3=5.
∴n=1+ ❑√5或n=1−❑√5(不合题意,舍去)或n=4+ ❑√5(不合题意,舍去)或n=4−❑√5.
③当n﹣1≤0 时,即n≤1,
∴当x=0 时,y 取最小值为(1﹣n)²﹣3;当x=3 时,y 取最大值为(4﹣n)²﹣3.
又∵最大值与最小值的差为5,
∴(4﹣n)²﹣3﹣(1﹣n)²﹣3=5.
∴n= 5
3 >1,不合题意.
综上,n=1+ ❑√5或n=4−❑√5.
课本课堂练习(P43).
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1.(2025•陕西)在平面直角坐标系中,二次函数y=ax ²﹣2ax+a﹣3(a≠0)的图象与x 轴有两个交点,
且这两个交点分别位于y 轴两侧,则下列关于该函数的结论正确的是( )
A.图象的开口向下
B.当x>0 时,y 的值随x 值的增大而增大
C.函数的最小值小于﹣3
D.当x=2 时,y<0
【解答】解:由题意可得,
∵方程ax ²﹣2ax+a﹣3=0 的两根异号,
∴x1 x2= a−3
a
<0,
解得0<a<3,
∴二次项系数a>0,开口向上,故A 不符合题意;
∵y=ax ²﹣2ax+a﹣3(a≠0)的对称轴为直线x =−−2a
2a =1,
∴当x>1 时,y 随x 增大而增大,故B 不符合题意;
∵当x=1 时,y=﹣3,
∴最小值为﹣3,故C 不符合题意;
当x=2 时,y=4a﹣4a+a﹣3=a﹣3,
∵0<a<3,
∴此时y<0,故D 符合题意;
故选:D.
2.(2025•福建)已知点A(﹣2,
),B(1,
)在抛物线y=3x ²+bx+1 上,若3<b<4,则下列判断
正确的是( )
A.1<
<
B.
<1<
C.1<
<
D.
<1<
【解答】解:∵y=3x ²+bx+1,
∴当x=0 时,y=1,
∴抛物线过点(0,1),
∴抛物线的开口向上,对称轴为x =−
b
2×3 =−b
6
,
∴抛物线上的点离对称轴越远,函数值越大,
∵3<b<4,
∴−2
3 <−b
6 <−1
2
,
∵−2+1
2
=−1
2 >−b
6
,−2+0
2
=−1<−b
6
,
∴点A(﹣2,
)到对称轴的距离大于点(0,1)到对称轴的距离,小于B(1,
)到对称轴的距离,
∴1<
<
,
故选:A.
3.(2025•泸州)已知抛物线y=ax ²+bx+c 的对称轴为直线x=1,与y 轴的交点位于x 轴下方,且x=﹣1
时,y>0,下列结论正确的是( )
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A.2a=b
B.b ²﹣4ac<0
C.a﹣2b+4c<0
D.8a+c>0
【解答】解:∵抛物线y=ax ²+bx+c 的对称轴为直线x=1,
∴−b
2a =1,
∴b=﹣2a,故A 选项中原结论错误,不符合题意;
∵抛物线与y 轴的交点位于x 轴下方,
∴当x=0 时,y<0,
∵当x=﹣1 时,y>0,
∴抛物线与x 轴的一个交点一定在直线x=﹣1 和y 轴之间,
∴抛物线与x 轴的另一个交点一定在直线x=2 和直线x=3 之间,
∴抛物线与x 轴有两个不同的交点,
∴关于x 的一元二次方程ax ²+bx+c=0 有两个不相同的实数根,
∴b ²﹣4ac>0,故B 选项中原结论错误,不符合题意;
∵当x=0 时,y<0,且当x=﹣1 时,y>0,
∴抛物线开口向上,
∵抛物线与x 轴的另一个交点一定在直线x=2 和直线x=3 之间,
∴当x=﹣2 时,y=4a﹣2b+c>0,
∴4a+2•2a+c>0,即8a+c>0,故D 选项中原结论正确,符合题意;
当x =−1
2
时,y = 1
4 a−1
2 b+c = 1
4 (a−2b+ 4 c),
当a=1,b=﹣2,c=﹣1 时,则原函数解析式为y=x2﹣2x﹣1,
当x =−1
2
时,y =(−1
2 )
2−2×(−1
2 )−1= 1
4 +1−1= 1
4 >0,故C 选项中原结论不正确,不符合题意;
故选:D.
4.(2026·徐州统考)下表给出了变量x 与
、
之间的部分对应关系(表格中的符号“▲”
表示该项数据已经丢失):
x
0
1
▲
▲
1
8
3
▲
(1)求函数
的表达式并画出它的图像;
(2)结合图像回答问题:当x 的取值范围是______时,
?
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(3)将函数
的图像向左平移1 个单位长度,再向上平移2 个单位长度,则平移后函数的表达
式为______.
【详解】(1)解:
当
时,
,
当
时,
的值是8,当
时,
的值是3
,
,
,
函数的表达式为
此函数的顶点坐标为
,对称轴为经过
且平行于y 轴的直线.
列表:
x
…
0
2
3
4
5
…
y
…
8
3
0
0
3
8
…
描点、连线:
(2)当
时,由二次函数函数图像可知:
自变量取值范围是:
(3)
,
函数图像向左平移1 个单位长度,再向上平移2 个单位长度,即
,
.
知识技能:(1)掌握二次函数一般式化顶点式的配方法步骤;(2)熟记通用公式:对称轴
,顶
点坐标
;(3)熟练根据a、b、c 判断二次函数的开口、对称轴、顶点、增减性、最值五
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大核心性质.
思想方法:(1)转化思想:将陌生的一般式二次函数转化为熟悉的顶点式,化未知为已知;(2)数形结
合思想:由解析式(数)分析图象性质(形),以形助数、以数释形;(3)归纳推理思想:由特殊函数
性质归纳出通用一般式函数性质.
易错提醒:(1)配方时易漏加、漏减常数项,符号计算容易出错;公式中符号易错,对称轴是
,
切勿遗漏负号;(3)增减性必须以对称轴为分界,不能笼统描述;(4)最值必须对应自变量取值(顶点
横坐标),不可只写函数值.