§3.4二次函数
复习目标
1.二次函数的定义:形如〔a≠0,a,b,c为常数〕的函数为二次函数.
2.二次函数的图象及性质:
〔1〕二次函数的图象是一条抛物线.顶点为〔-,〕,对称轴x=-;当a>0时,抛物线开口向上,图象有最低点,且x>-,y随x的增大而增大,x<-,y随x的增大而减小;当a<0时,抛物线开口向下,图象有最高点,且x>-,y随x的增大而减小,x<-,y随x的增大而增大.
〔2〕当a>0时,当x=-时,函数有最小值;当a<0时,当x
=-时,函数有最大值
3.图象的平移:将二次函数y=ax2
(a≠0〕的图象进行平移,可得到y=a(x-h)2+k的图象.
将y=ax2的图象向左〔h<0〕或向右(h>0〕平移|h|个单位,再向上(k>0)或向下(k<0)平移|k|个单位,即可得到y=a(x-h)2
+k的图象,其顶点是〔h,k〕,对称轴是直线x=h,形状、开口方向与抛物线y=ax2相同.
4.二次函数的图象与系数的关系:
(1)
a的符号:a的符号由抛物线的开口方向决定.抛物线开口向上,那么a>0;物线开口向下,那么a<0.
〔2〕b的符号出的符号由对称轴决定,假设对称轴是y轴,那么b=0;假设对称轴在y轴左侧,那么-<0即>0,那么a、b为同号;假设对称轴在y轴右侧,那么->0,即<0.那么a、b异号.即“左同右异〞.
〔3〕c的符号:c的符号由抛物线与y轴的交点位置确定.假设抛物线交y轴于正半轴,那么
c>0,抛物线交y轴于负半轴.那么c<0;假设抛物线过原点,那么c=0.
〔4〕△的符号:△的符号由抛物线与x轴的交点个数决定.假设抛物线与x轴只有一个交点,那么△=0;有两个交点,那么△>0;没有交点,那么△<0
.
5.二次函数表达式的求法:
⑴假设抛物线上三点坐标,可利用待定系数法求得;
⑵假设抛物线的顶点坐标或对称轴方程,那么可采用顶点式:其中顶点为(h,k)对称轴为直线x=h;
⑶假设抛物线与x轴的交点坐标,那么可采用交点式:,其中与x轴的交点坐标为〔x1,0〕,〔x2,0〕
6.二次函数与一元二次方程的关系:
〔1〕一元二次方程就是二次函数当函数y的值为0时的情况.
〔2〕二次函数的图象与x轴的交点有三种情况:有两个交点、有一个交点、没有交点;当二次函数的图象与x轴有交点时,交点的横坐标就是当y=0时自变量x的值,即一元二次方程ax2+bx+c=0的根.
〔3〕当二次函数的图象与
x轴有两个交点时,那么一元二次方程有两个不相等的实数根;当二次函数的图象与x轴有一个交点时,那么一元二次方程ax2+bx+c=0有两个相等的实数根;当二次函数y=ax2+
bx+c的图象与
x轴没有交点时,那么一元二次方程没有实数根.
典例精析
【例1】(1)
抛物线的局部图象如图,那么
再次与x轴相交时的坐标是〔
〕
A.〔5,0〕
B。〔6,0〕
C.〔7,0〕
D。〔8,0〕
〔2〕二次函数的图象如下图,那么a、b、c满足〔
〕
A.a<0,b<0,c>0
B.a<0,b<0,c<0
C.a<0,b>0,c>0
D.a>0,b<0,c>0
【分析】〔1〕由,可知其对称轴为x=4,而图象与x轴已交于(1,0),那么与x轴的另一交点为(7,0)。
〔2〕由抛物线开口向下可知a<0;与y轴交于正半轴可知c>0;抛物线的对称轴在y轴左侧,可知-
<0.那么b<0.应选A.
【解答】〔1〕C
〔2〕A
【例2】〔2006宁波〕如图,抛物线与x轴相交于B〔1,0〕、C〔-3,0〕,且过点A〔3,6〕。
(1)
求a,b,c的值。
(2)
设抛物线的顶点为P,对称轴与线段AC相交于点Q,连结CP、PB、BQ。试求四边形PBQC的面积。
【分析】此题第〔1〕小题考察用待定系数法求抛物线的解析式,结合条件可以考虑用交点式。第〔2〕小题关键是求出Q点的坐标,因为它是对称轴与线段AC的交点,所以要先求出直线AC的解析式。
【解答】〔1〕由题意可设:,把点A〔3,6〕坐标代入可得
所以,即
所以
(2)
顶点P的坐标为〔-1,-2〕,对称轴是直线
而直线AC的解析式为
所以对称轴与线段AC的交点Q的坐标为〔-1,2〕
设对称轴与x轴相交于点D,那么可得:DP=DB=DQ=DC=2
所以四边形PBQC的面积为8。
【例3】,≠0,把抛物线向下平移1个单位,再向左平移5个单位所得到的新抛物线的顶点是〔-2,0〕,求原抛物线的解析式。
【分析】①由可知:原抛物线的图像经过点〔1,0〕;②新抛物线向右平移5个单位,再向上平移1个单位即得原抛物线。
【解答】可设新抛物线的解析式为,那么原抛物线的解析式为,又易知原抛物线过点〔1,0〕
∴,解得
∴原抛物线的解析式为:
【例4】如图是抛物线型的拱桥,水位在AB位置时,水面宽米,水位上升3米就到达警戒水位线CD,这时水面宽米,假设洪水到来时,水位以每小时0.25米的速度上升,求水过警戒线后几小时淹到拱桥顶?
【分析】此题关键是建立适宜的直角坐标系。
【解答】以AB所在直线为轴,AB的中点为原点,建立直角坐标系,那么抛物线的顶点M在轴上,且A〔,0〕,B〔,0〕,C〔,3〕,D〔,3〕,设抛物线的解析式为,代入D点得,顶点M〔0,6〕,所以〔小时〕
【例5】已抛物线〔为实数〕。
〔1〕为何值时,抛物线与轴有两个交点?
〔2〕如果抛物线与轴相交于A、B两点,与轴交于点C,且△ABC的面积为2,求该抛物线的解析式。
【分析】抛物线与轴有两个交点,那么对应的一元二次方程有两个不相等的实数根,将问题转化为求一元二次方程有两个不相等的实数根应满足的条件。
【解答】〔1〕由有,解得且
〔2〕由得C〔0,-1〕
又∵
∴
∴或
∴或
课内稳固
1.〔2006临安〕抛物线y=3(x-1)+1的顶点坐标是〔
〕
A.〔1,1〕
B.〔-1,1〕
C.〔-1,-1〕
D.〔1,-1〕
2.直线y=x与二次函数y=ax2
-2x-1的图象的一个交点
M的横标为1,那么a的值为〔
〕
A、2
B、1
C、3
D、4
3.二次函数的图像向右平移3个单位,再向下平移2个单位,得到函数图像的解析式为,那么与分别等于〔
〕
A、6、4
B、-8、14
C、4、6
D、-8、-14
4.〔2006湖州〕二次函数y=x2-bx+1〔-1≤b≤1〕,当b从-1逐渐变化到1的过程中,它所对应的抛物线位置也随之变动。以下关于抛物线的移动方向的描述中,正确的选项是〔
〕
A、先往左上方移动,再往左下方移动;
B、先往左下方移动,再往左上方移动;
C、先往右上方移动,再往右下方移动;
D、先往右下方移动,再往右上方移动
5.〔2006诸暨〕抛物线y=ax2+2ax+a2+2的一局部如下图,那么该抛
物线在y轴右侧与x轴交点的坐标是
()
A.〔,0〕;
B.〔1,0〕;
C.〔2,0〕;
D.〔3,0〕
6.函数的图象如下图,给出以下关于系数a、b、c的不等式:①a<0,②b<0,③c>0,④2a+b
<0,⑤a+b+c>0.其中正确的不等式的序号为___________。
7.二次函数的图象如下图:
〔1〕这个二次函数的解析式是y=__________.
〔2〕当x=_______时,y=3;
〔3〕根据图象答复:当x______时,y>0.
8.某公司推出了一种高效环保型洗涤用品,年初上市后,公司经历了从亏损到盈利的过程。下面的二次函数图象〔局部〕刻画了该公司年初以来累积利润S〔万元〕与销售时间〔月〕之间的关系〔即前个月的利润总和S与之间的关系〕。根据图象提供的信息,解答以下问题:
〔1〕由图象上的三点坐标,求累积利润S〔万元〕与时间〔月〕之间的函数关系式;
〔2〕求截止到几月末公司累积利润可到达30万元;
〔3〕求第8个月公司所获利润是多少万元?
9.四边形DEFH为△ABC的内接矩形,AM为BC边上的高且长为8厘米,BC长为12厘米,DE长为x,矩形的面积为y,请写出y与x之间的函数关系式,并判断它是不是关于x的二次函数.课外拓展
A组
1.〔2006舟山〕二次函数y=x2+10x-5的最小值为〔
〕.
A.-35
B.-30
C.-5
D.20
2.〔2006绍兴〕小敏在某次投篮中,球的运动路线是抛物线y=的一局部(如图),假设命中篮圈中心,那么他与篮底的距离是()
A.3.5m
B.4m
C.4.5m
D.4.6m
3.函数y=
x2-4的图象与y
轴的交点坐标是〔
〕
A.〔2,0〕
B.〔-2,0〕
C.〔0,4〕D.〔0,-4〕
4.〔2006苏州〕抛物线y=2x2+4x+5的对称轴是x=_________
.
5.〔2006浙江〕如图,二次函数的图象开口向上,图像经过点〔-1,2〕和〔1,0〕且与y轴交于负半轴.
〔1〕给出四个结论:①>0;②>0;③>0;
④a+b+c=0 其中正确的结论的序号是
.
〔2〕给出四个结论:①abc<0;②2a+>0;③a+c=1;
④a>1.其中正确的结论的序号是。
6.二次函数的图象开口向下,且与y轴的正半轴相交,请你写出一个满足条件的二次函数解析式:_______________.7.假设抛物线的最低点在轴上,那么的值为。
8.抛物线过三点〔-1,-1〕、〔0,-2〕、〔1,l〕.
〔1〕求这条抛物线所对应的二次函数的表达式;
〔2〕写出它的开口方向、对称轴和顶点坐标;
〔3〕这个函数有最大值还是最小值?
这个值是多少?
9.(2006盐城):抛物线y=-x2+4x-3与x轴相交于A、B两点(A点在B点的左侧),顶点为P.
(1)求A、B、P三点坐标;
(2)
在如图的直角坐标系内画出此抛物线的简图,并根据简图写出当x取何值时,函数值y大于零;
(3)确定此抛物线与直线y=-2x+6公共点的个数,并说明理由.10.〔2005枣庄〕抛物线的图象的一局部如下图,抛物线的顶点在第一象限,且经过点A(0,-7)和点B.(1)求a的取值范围;
(2)假设OA=2OB,求抛物线的解析式.
B组
11.〔2005常州〕抛物线的局部图象如图,那么抛物线的对称轴为直线x=,满足y<0时的x的取值范围是,将抛物线
向
平移
个单位,那么得到抛物线.12.〔2006大连〕如图是二次函数y1=ax2+bx+c和一次函数y2=mx+n的图象,观察图象写出y2≥y1时,x的取值范围______________。
13.阅读材料:当抛物线的解析式中含有字母系数时,随着系数中的字母取值的不同,抛物线的顶点坐标也将发生变化.
例如:由抛物线①,有y=②,所以抛物线的顶点坐标为〔m,2m-1〕,即当m的值变化时,x、y的值随之变化,因而y值也随x值的变化而变化,将③代人④,得y=2x—1⑤.可见,不管m取任何实数,抛物线顶点的纵坐标y和横坐标x都满足关系式y=2x-1。答复以下问题:〔1〕在上述过程中,由①到②所用的数学方法是________,其中运用了_________公式,由③④得到⑤所用的数学方法是______;〔2〕根据阅读材料提供的方法,确定抛物线顶点的纵坐标与横坐标x之间的关系式_________.14.〔2006台州〕如图,抛物线y=ax2+4ax+t〔a>0〕交x轴于A、B两点,交y轴于点C,点B的坐标为〔-1,0〕.〔1〕求此抛物线的对称轴及点A的坐标;
〔2〕过点C作x轴的平行线交抛物线的对称轴于点P,你能判断四边形ABCP是什么四边形吗?请证明你的结论;
x
y
〔3〕连结AC,BP,假设AC⊥BP,试求此抛物线的解析式.15.〔2006大连〕如图,抛物线E:y=x2+4x+3交x轴于A、B两点,交y轴于M点,抛物线E关于y轴对称的抛物线F交x轴于C、D两点。
〔1〕求F的解析式;
〔2〕在x轴上方的抛物线F或E上是否存在一点N,使以A、C、N、M为顶点的四边形是平行四边形。假设存在,求点N的坐标;假设不存在,请说明理由;
〔3〕假设将抛物线E的解析式改为y=ax2+bx+c,试探索问题〔2〕。
16.〔2006嘉兴〕某旅游胜地欲开发一座景观山.从山的侧面进行堪测,迎面山坡线ABC由同一平面内的两段抛物线组成,其中AB所在的抛物线以A为顶点、开口向下,BC所在的抛物线以C为顶点、开口向上.以过山脚〔点C〕的水平线为x轴、过山顶〔点A〕的铅垂线为y轴建立平面直角坐标系如图〔单位:百米〕.AB所在抛物线的解析式为y=-x2+8,BC所在抛物线的解析式为y=(x-8)2,且B〔m,4〕.
〔1〕设P〔x,y〕是山坡线AB上任意一点,用y表示x,并求点B的坐标;
〔2〕从山顶开始、沿迎面山坡往山下铺设观景台阶.这种台阶每级的高度为20厘米,长度因坡度的大小而定,但不得小于20厘米,每级台阶的两端点在坡面上〔见图〕.
①分别求出前三级台阶的长度〔精确到厘米〕;
②这种台阶不能一起铺到山脚,为什么?
〔3〕在山坡上的700米高度〔点D〕处恰好有一小块平地,可以用来建造索道站.索道站的起点选择在山脚水平线上的点E处,OE=1600〔米〕.假设索道DE可近似地看成一段以E为顶点、开口向上的抛物线,解析式为y=(x-16)2.试求索道的最大悬空高度.
反思纠错
1.如图,有长为24米的篱笆,一面利用墙〔墙的最大可利用长度a为10米〕围成中间隔一道篱笆的长方形花圃。设花圃的宽AB为米,面积为平方米。
(1)
求与的函数关系式;
(2)
如果要围成面积为45平方米的花圃,AB的长是多少米?
(3)
能围成面积比45平方米更大的花圃吗?如果能,请求出最大面积,并说明围法;如果不能,请说明理由。
解:〔1〕花圃宽米,长为米,那么它的面积与的函数关系式为。
〔2〕
当时,所以,当AB长为3米或5米时花圃的面积为45平方米。
〔3〕
所以,能围成面积比45平方米更大的花圃,它的最大面积为48平方米。
上述解法正确吗?为什么?