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第二章二次函数(1)
一、复习目标
1、理解二次函数的概念;
2、会用描点法画出二次函数的图象;
3、会用配方法和公式确定抛物线的开口方向,对称轴,顶点坐标;
4、会用待定系数法求二次函数的解析式;
二、课时安排
1课时
三、复习重难点
用配方法和公式确定抛物线的开口方向,对称轴,顶点坐标;用待定系数法求二次函数的解析式;
四、教学过程
(一)知识梳理
1.二次函数的概念
一般地,形如 (a,b,c是常数, )的函数,叫做二次函数.
[注意] (1)等号右边必须是整式;(2)自变量的最高次数是2;(3)当b=0,c=0时,y=ax2是特殊的二次函数.
2.二次函数的图象
二次函数的图象是一条 ,它是轴对称图形,其对称轴平行于 轴.
[注意] 二次函数y=ax2+bx+c的图象的形状、大小、开口方向只与a有关.
3.二次函数的性质
4.二次函数图象的平移
一般地,平移二次函数y=ax2的图象可得到二次函数y=a(x-h)2+k的图象.
[注意] 抓住顶点坐标的变化,熟记平移规律,左加右减,上加下减.
(二)题型、方法归纳
类型一 二次函数的定义应用
例1 已知抛物线y=(m+1)xm2+m的开口向下,求m的值.
[解析] 本题容易考虑不全面,只考虑m+1<0,而忽略抛物线是二次函数的图象,自变量x的次数为2.由抛物线开口向下得m+1<0且m2+m=2,即m=-2.
解:根据题意,得解得m=-2.
解答这类问题要明确两点:(1)函数图象是抛物线,所以是二次函数;(2)抛物线的开口只与二次项系数有关.
类型二 二次函数图象的平移
例2 如果将抛物线y=x2+bx+c沿直角平面坐标向左平移2个单位,再向上平移3个单位,得到抛物线y=x2-2x+1,则b=________,c=________.
[解析] ∵y=x2-2x+1=(x-1)2,y=x2+bx+c=2+,
又抛物线y=(x-1)2是y=2+向左平移2个单位,再向上平移3个单位得到的,故y=2+可看作是y=(x-1)2向右平移2个单位,再向下平移3个单位得到的.
∴y=2+=(x-1-2)2-3,即y=x2+bx+c=x2-6x+9-3=x2-6x+6,∴b=-6,c=6.
在平移的过程中,抛物线的形状始终保持不变,而抛物线的形状只与二次项系数有关,所以要求平移后(或前)抛物线的表达式,只需求出平移后的抛物线的顶点坐标即可.
解这一类题目,需将一般表达式化为顶点式,抓住顶点位置的改变,根据平移规律进行解答.
类型三 二次函数与一次函数的综合应用
例3 已知矩形ABCD
中,AB=2,AD=4,以AB的垂直平分线为x轴,AB所在的直线为y轴,建立平面直角坐标系(如图X2-1).
(1)写出A,B,C,D及AD的中点E的坐标;
(2)求以E为顶点、对称轴平行于y轴,并且经过点B,C的抛物线的表达式;
(3)求对角线BD与上述抛物线除点B以外的另一交点P的坐标;
(4)△PEB的面积与△PBC的面积具有怎样的关系?证明你的结论.
[解析] 利用矩形的性质可以得到A,B,C,D及AD的中点E的坐标,然后利用顶点式求出抛物线的表达式.
解:(1)A(0,1),B(0,-1),C(4,-1),D(4,1),E(2,1).
(2)设抛物线的表达式为:y=a(x-2)2+1,
∵抛物线经过点B(0,-1),
∴a(0-2)2+1=-1,解得a=-.
∴抛物线的表达式为:y=- (x-2)2+1.
经验证,抛物线y=-(x-2)2+1经过点C(4,-1).
(3)直线BD的表达式为:y=x-1,
解方程组 得
∴点P的坐标为.
(4)S△PEB =S△PBC .
S△PBC =×4×=3.过P,E分别作PP′⊥BC,EE′⊥BC,垂足分别为P′,E′,S△PEB=×2×2+××1-×3×=,∴S△PEB=S△PBC.
类型四 二次函数的图象和性质的应用
例4 已知抛物线y=ax2+bx+c(a<0)过A(-2,0),O(0,0),B(-3,y1),C(3,y2)四点,则y1与y2的大小关系是( )
A.y1>y2 B.y1=y2
C.y1<y2 D.不能确定
[解析] A 结合图形,找到A、O、B、C四个点的大致位置,容易看出y1与y2的大小关系.
解决此类问题的关键是求出抛物线的对称轴,由a的正负性就可以知道抛物线的增减性,可以结合图形进行判别.如果所给的点没有在对称轴的同一侧,可以利用抛物线的对称性,找到这个点的对称点,然后根据增减性再作判断.
类型五 求二次函数的表达式
例5 已知二次函数y=-x2+bx+c的图象如图X2-2所示,它与x轴的一个交点坐标为(-1,0),与y轴的交点坐标为(0,3).
(1)求出b,c的值,并写出此二次函数的表达式;
(2)根据图象,写出函数值y为正数时,自变量x的取值范围.
[解析] 由于二次函数经过具体的两个点,可以把这两个点的坐标代入即可求出表达式,然后根据图象求出自变量x的取值范围.
解:(1)把(-1,0),(0,3)分别代入y=-x2+bx+c,
得解得
所以y=-x2+2x+3.
(2)令y=0,得-x2+2x+3=0,
解得x1=-1,x2=3,
所以,由图象可知,函数值y为正数时,自变量x的取值范围是-1<x<3.
求二次函数的表达式一般用待定系数法,但要根据不同条件,设出恰当的表达式:(1)若给出抛物线上任意三点,通常可设一般式y=ax2+bx+c;(2)若给出抛物线的顶点坐标或对称轴或最值,通常可设顶点式y=a(x-h)2+k;(3)若给出抛物线与x轴的交点,或对称轴和对称轴与x轴的交点距离,通常可设交点式y=a(x-x1)(x-x2).
(三)典例精讲
例6 如图,已知二次函数y=ax2-4x+c的图象与坐标轴交于点A(-1,0)和点B(0,-5).
(1)求该二次函数的表达式;
(2)已知该函数图象的对称轴上存在一点P,使得△ABP的周长最小.请求出点P的坐标.
[解析] 把点A(-1,0)和点B(0,-5)代入表达式即可求出a和c的值,△ABP的周长中的边长AB是确定的,只要求出PA与PB的和最小即可,因此要把PA和PB转化到一条线上,在此还要利用抛物线的对称性.
解:(1)根据题意,
得
解得
∴二次函数的表达式为y=x2-4x-5.
(2)令y=0,得二次函数y=x2-4x-5的图象与x轴的另一个交点坐标C(5,0).
由于P是对称轴x=2上一点,
连接AB(如图X2-4),由于AB==,
要使△ABP的周长最小,只要PA+PB最小.
由于点A与点C关于对称轴x=2对称,连接BC交对称轴于点P,则PA+PB=BP+PC=BC,根据两点之间,线段最短,可得PA+PB的最小值为BC.
因而BC与对称轴x=2的交点P就是所求的点.
设直线BC的表达式为y=kx+b,
根据题意,可得
解得
所以直线BC的表达式为y=x-5.
因此直线BC与对称轴x=2的交点坐标是方程组的解,解得
所求点P的坐标为(2,-3).
(四)归纳小结
说一说:通过二次函数的学习,你应该学什么?你学会了什么?
1、理解二次函数的概念;
2、会用描点法画出二次函数的图象;
3、会用配方法和公式确定抛物线的开口方向,对称轴,顶点坐标;
4、会用待定系数法求二次函数的解析式;
(五)随堂检测
1.二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,则一次函数y=bx+a的图象不经过( )
A.第一象限 B.第二象限C.第三象限 D.第四象限
2.已知二次函数y=ax2+bx+c中,函数y与自变量x之间的部分对应值如下表所示:
点A(x1,y1)、B(x2,y2)在函数的图象上,则当1<x1<2,3<x2<4时,y1与y2的大小关系正确的是( )
x
…
0
1
2
3
4
…
y
…
4
1
0
1
4
…
A.y1>y2 B.y1<y2 C.y1≥y2 D.y1≤y2
3.已知二次函数y=-x2+x-,当自变量x取m时,对应的函数值大于0,当自变量x分别取m-1,m+1时对应的函数值为y1、y2,则y1,y2满足( )
A.y1>0,y2>0
B.y1<0,y2<0
C.y1<0,y2>0
D.y1>0,y2<0
4.抛物线y=x2+bx+c的图象向右平移2个单位,再向下平移3个单位,所得图象的表达式为y=x2-2x-3,则b、c的值为( )
A.b=2,c=2 B.b=2,c=0
C.b=-2,c=-1 D.b=-3,c=2
5.坐标平面上,若移动二次函数y=2(x-175)·(x-176)+6的图形,使其与x轴交于两点,且此两点的距离为1单位,则移动方式可为( )
A.向上移动3单位 B.向下移动3单位
C.向上移动6单位 D.向下移动6单位
6.将抛物线y=x2-2x向上平移3个单位,再向右平移4个单位等到的抛物线是___________________________________.
7.如图为抛物线y=ax2+bx+c的图像,A、B、C为抛物线与坐标轴的交点,且OA=OC=1,则下列关系中正确的是( )
A.a+b=-1 B.a-b=-1 C.b<2a D.ac<0
8.如图所示,若正方形的棱长不变,CM=DM,NH=EH,MN与CH的延长线交于P点,则tan∠NPH的值为________.
9.将直角边长为6的等腰Rt△AOC放在如图所示的平面直角坐标系中,点O为坐标原点,点C、A分别在x、y轴的正半轴上,一条抛物线经过点A、C及点B(-3,0).
(1)求该抛物线的解析式;
(2)若点P是线段BC上一动点,过点P作AB的平行线交AC于点E,连接AP,当△APE的面积最大时,求点P的坐标.
【答案】
1.D
2.B
3.B
4.B
5.D
6. y=(x-5)2+2或y=x2-10x+27
7.B
8.
9. 解:(1)由题意知:A(0,6),C(6,0),
设经过点A、B、C的抛物线解析式为y=ax2+bx+c,
则解得:
∴该抛物线的解析式为y=-x2+x+6.
(2)如图,设点P(x,0),
∵PE∥AB,∴△CPE∽△CBA.
∴=2.
又∵S△ABC=BC×OA=27,
∴=2.
∴S△CPE==x2-4x+12.
S△ABP=BP×OA=3x+9.
设△APE的面积为S,
则S=S△ABC-S△ABP-S△CPE=-x2+x+6=-2+.
当x=时,S最大值为.点P的坐标为.
五、板书设计
二次函数(1)
1、理解二次函数的概念;
2、会用描点法画出二次函数的图象;
3、会用配方法和公式确定抛物线的开口方向,对称轴,顶点坐标;
4、会用待定系数法求二次函数的解析式;
类型讲解: 典例精析:
六、作业布置
单元检测试题(一)
七、教学反思
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