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第二十一章 二次函数与反比例函数
21.2 二次函数的图象和性质
第5课时 二次函数y=ax2+bx+c的图象和性质
旧知回顾
1.你能说出函数y=-3(x+2)2+4图象的开口方向、对称轴和顶点坐标及其性质吗?
解:开口向下,对称轴是直线x=-2,顶点坐标是(-2,4).在对称轴右侧y随x的增大而减小,在对称轴左侧y随x的增大而增大.当x=-2时,有最大值4.
2.函数y=-3(x+2)2+4与函数y=-3x2的图象有什么关系?
解:函数y=-3(x+2)2+4的图象是由函数y=-3x2的图象向上平移4个单位,向左平移2个单位得到的.
二次函数y=ax2+bx+c的图象和性质
思考:我们已经知道 y=a(x-h)2+k 的图象和性质,能否利用这些知识来讨论 y= x2-6x+21 的图象和性质?
问题1
怎样将 y= x2-6x+21 化成
y=a(x-h)2+k 的形式?
用配方法:
● 配方法的步骤:
(1) 提:提出二次项系数;
(2) 配:括号内配成完全平方;
(3) 化:化成顶点式.
● 配方后的表达式通常称为配方式或顶点式.
问题2
如何画二次函数 y= x2-6x+21 的图象?根据图象说出其性质.
先用配方法将此函数化成 y=a(x-h)2+k 的形式,
由问题1可知,此函数可化为 y= (x-6)2+3.
列表:
x … 3 4 5 6 7 8 9 …
y= (x-6)2+3 … …
7.5
5
3.5
3
3.5
5
7.5
描点、连线,即得函数的图象.
y= (x-6)2+3
1
2
3
4
1
2
3
4
5
6
O
x
y
7
8
5
6
7
8
9
10
由图象可知,函数具有的性质:
当x<6时,y随x的增大而减小;
当x>6时,y随x的增大而增大.
x=2
用配方法把函数 y=-3x2+6x+1 化成 y=a(x-h)2+k 的形式,并写出它的开口方向、对称轴和顶点坐标.
解:y=-3x2+6x+1
=-3(x2-2x)+1
=-3(x-1)2+4
函数开口方向向下,对称轴为直线x=1,顶点坐标(1,4).
例1
用配方法将二次函数 y= x2+2x-1 化成 y=a(x-h)2+k 的形式,并写出它的开口方向、对称轴和顶点坐标.
解:y= x2+2x-1= (x2+6x)-1= (x2+6x+9-9)-1
= (x+3)2-3-1= (x+3)2-4
函数开口方向向上,对称轴为x=-3,顶点坐标(-3,-4).
例2
提示:当括号前提出一个分数时,里面每一项的系数都乘以这个系数的倒数.
将二次函数 y=ax2+bx+c (a≠0)配方化成顶点式,并求出对称轴及顶点坐标.
例3
y = ax + bx + c
对称轴为直线 x=- ;顶点坐标 (- , ).
一般地,二次函数 y=ax2+bx+c (a≠0)的可以通过配方化成 y=a(x-h)2+k 的形式,即
顶点坐标是:
对称轴是:
直线
● a>0时,
① 当 x<- 时,y 随 x 的增大而减小;
② 当 x>- 时,y 随 x 的增大而增大.
x
y
O
x=-
● a<0时,
① 当 x<- 时,y 随 x 的增大而增大;
② 当 x>- 时,y 随 x 的增大而减小.
x
y
O
x=-
已知二次函数 y=-x2+2bx+c,当 x>1时,y 的值随 x 值的增大而减小,则实数 b 的取值范围是 ( )
A.b≥-1 B.b≤-1 C.b≥1 D.b≤1
D
例4
解析:∵二次项系数为-1<0,∴抛物线开口向下,在对称轴右侧,y的值随x值的增大而减小,由题设可知,当x>1时,y的值随x值的增大而减小,∴抛物线y=-x2+2bx+c的对称轴应在直线x=1的左侧而抛物线y=-x2+2bx+c的对称轴x=- =b,即b≤1,故选择 D .
二次函数y=ax2+bx+c的图象与a、b、c的关系
一次函数 y=kx+b 的图象如下图所示,请根据一次函数图象的性质填空:
x
y
O
y=k1x+b1
x
y
O
y=k2x+b2
y=k3x+b3
k1 ___ 0
b1 ___ 0
>
>
<
<
>
<
问题3
k2 ___ 0
b2 ___ 0
k3 ___ 0
b3 ___ 0
二次函数 y=ax2+bx+c 的图象如下图所示,请根据二次函数的性质填空:
问题4
a1 ___ 0
b1 ___ 0
c1 ___ 0
x
y
O
x=-
x=-
a2 ___ 0
b2 ___ 0
c2 ___ 0
>
>
>
>
<
=
对称轴在y轴左侧,
x=- <0
对称轴在y轴右侧,
x=- >0
开口均向上,a>0
x=0时,y=c
x
y
O
x=-
x=-
a1 ___ 0
b1 ___ 0
c1 ___ 0
a2 ___ 0
b2 ___ 0
c2 ___ 0
<
=
>
<
>
>
对称轴是y轴,
x=- =0
对称轴在y轴右侧,
x=- >0
开口均向下,a<0
x=0时,y=c
字母符号 图象的特征
a>0 开口_______
a<0 开口_______
b=0 对称轴为_____轴
a、b同号 对称轴在y轴的____侧
a、b异号 对称轴在y轴的____侧
c=0 经过原点
c>0 与y轴交于____半轴
c<0 与y轴交于____半轴
向上
向下
y
左
右
正
负
1.求二次函数 y=2x2-8x+7 图象的对称轴和顶点坐标.
因此,二次函数 y=2x2-8x+7 图象的对称轴是直线 x=2,顶点坐标为(2,-1).
解:y=2x2-8x+7
=2(x2-4x)+7
=2(x2-4x+4)-8+7
=2(x-2)2-1
随堂练习
随堂练习
x -1 0 1 2 3
y 5 1 -1 -1 1
2.已知二次函数y=ax2+bx+c的x、y的部分对应值如下表:
则该二次函数图象的对称轴为 ( )
A.y轴 B.直线 x=2
C.直线 x= D.直线 x=
D
3.如图是二次函数 y=ax2+bx+c (a≠0)图象的一部分,x=-1是对称轴,有下列判断:①b-2a=0;②4a-2b+c<0;③a-b+c=-9a;④若(-3,y1),( ,y2)是抛物线上两点,则y1>y2.其中正确的是 ( )
A.①②③ B.①③④
C.①②④ D.②③④
B
随堂练习
x
y
O
2
x=-1
1
-1
4.已知二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,下列结论:①abc>0;②2a-b<0;③4a-2b+c<0;④(a+c)2<b2. 其中正确的个数是 ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
D
解析:由图象开口向下可得a<0,由对称轴在y轴左侧可得b<0,由图象与y轴交于正半轴可得c>0,则abc>0,故①正确;
由对称轴x>-1可得2a-b<0,故②正确;
由图象上横坐标为 x=-2的点在第三象限可得4a-2b+c<0,故③正确;
由图象上x=1的点在第四象限得a+b+c<0,由图象上x=-1的点在第二象限得出 a-b+c>0,则(a+b+c)(a-b+c)<0,即(a+c)2-b2<0,可得(a+c)2<b2,故④正确.
随堂练习
y=ax2+bx+c(a≠0) [一般式]
y=a(x+ )2+ (a≠0) [顶点式]
顶点
对称轴
(- , )
x=-
配方法 公式法
二次函数
y=ax2+bx+c