(共82张PPT)
第四节 二次函数的图象与性质
第三章 函数
考点一 二次函数的概念
一般地,形如______________(a,b,c为常数,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、一次项系数和常数项.
链接教材 基础过关
y=ax2+bx+c
a>0 a<0
图象
开口方向 向___ 向___
顶点坐标 _______________
考点二 二次函数的图象与性质
1.二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与性质
上
下
对称轴 直线x=____
增减性
最值
增大
减小
减小
增大
大
2.二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与系数的关系
a 决定抛物线的开口方向及开口大小:
当a>0时,抛物线开口_____;
当a<0时,抛物线开口_____
a,b
右侧
向上
向下
左侧
y轴
c 决定抛物线与____交点的位置:
当c>0时,抛物线与y轴的交点在_______上;
当c=0时,抛物线经过_____;
当c<0时,抛物线与y轴的交点在_______上
b2-4ac 决定抛物线与____的交点个数:
当b2-4ac>0时,抛物线与x轴有__个交点;
当b2-4ac=0时,抛物线与x轴有__个交点;
当b2-4ac<0时,抛物线与x轴___交点
y轴
正半轴
原点
负半轴
x轴
2
1
无
考点三 二次函数的表达式与平移
1.二次函数的表达式
(1)一般式:_______________(a,b,c为常数,a≠0).
(2)顶点式:y=a(x-h)2+k(a≠0),其中二次函数的顶点坐标是______,对称轴是直线_____.
(3)交点式:若已知抛物线与x轴的交点坐标为(x1,0),(x2,0),则抛物线的表达式为y=a(x-x1)(x-x2)(a≠0).
2.抛物线的平移
抛物线平移前后的形状不变,开口方向和大小都不变,抛物线平移前后的顶点遵循“左___右___,上___下___”的规律.
y=ax2+bx+c
(h,k)
x=h
加
减
加
减
考点四 二次函数与一元二次方程及不等式
1.二次函数与一元二次方程
二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴交点的横坐标是一元二次方程ax2+bx+c=0的根.
当Δ=b2-4ac__0时,方程有两个不等的实数根;
当Δ=b2-4ac__0时,方程有两个相等的实数根;
当Δ=b2-4ac__0时,方程无实数根.
>
=
<
2.二次函数与不等式
抛物线y=ax2+bx+c在x轴上方部分点的纵坐标都为正,所对应的x的值就是不等式ax2+bx+c>0的解集;在x轴下方部分点的纵坐标均为负,所对应的x的值就是不等式ax2+bx+c<0的解集.
√
2.已知函数y=a(x-h)2+k,其中a<0,h>0,k<0,则下列图象正确的是( )
A B C D
√
D [∵y=a(x-h)2+k,a<0,
∴图象开口向下,A、B选项错误;
∵对称轴为直线x=h>0,顶点坐标(h,k),k<0,
∴C选项错误,D选项正确.
故选D.]
3.(青岛版九下P49习题5.6T1改编)二次函数y=2x2+3x+1的图象与x轴交点的个数为( )
A.0 B.1
C.2 D.1或2
C [∵b2-4ac=32-4×2×1=1>0,
∴二次函数y=2x2+3x+1的图象与x轴有两个不同的交点.
故选C.]
√
4.(人教版九上P39探究改编)已知二次函数y=ax2+bx+c,当x=
-1时,y=10;当x=1时,y=4;当x=2时,y=7,则y与x之间的关系是______________.
y=2x2-3x+5
5.若A(-1,y1),B(-2,y2),C(1,y3)为二次函数y=x2+4x-5图象上的三点,则y1,y2,y3的大小关系是_____________.
y2<y1<y3 [∵A(-1,y1),B(-2,y2),C(1,y3)为二次函数y=x2+4x-5图象上的三点,
∴y1=1-4-5=-8,即y1=-8,
y2=4-8-5=-9,即y2=-9,
y3=1+4-5=0,即y3=0,
∵-9<-8<0,
∴y2<y1<y3.]
y2<y1<y3
【典例1】 (2024·贵州)如图,二次函数y=ax2+bx+c的部分图象与x轴的一个交点的横坐标是-3,顶点坐标为(-1,4),则下列说法正确的是( )
考点突破 对点演练
命题点1 二次函数的图象与性质
A.二次函数图象的对称轴是直线x=1
B.二次函数图象与x轴的另一个交点的横坐标是2
C.当x<-1时,y随x的增大而减小
D.二次函数图象与y轴的交点的纵坐标是3
√
D [∵二次函数y=ax2+bx+c的顶点坐标为(-1,4),
∴二次函数图象的对称轴是直线x=-1,故选项A错误;
∵二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴的一个交点的横坐标是-3,对称轴是直线x=-1,
∴二次函数图象与x轴的另一个交点的横坐标是1,故选项B错误;
∵抛物线开口向下,对称轴是直线x=-1,
∴当x<-1时,y随x的增大而增大,故选项C错误;
设二次函数解析式为y=a(x+1)2+4,
把(-3,0)代入,得0=a(-3+1)2+4,
解得a=-1,
∴y=-(x+1)2+4,
当x=0时,y=-(0+1)2+4=3,
∴二次函数图象与y轴的交点的纵坐标是3,故选项D正确.
故选D.]
√
②③④
②③④ [如图所示,
∴当x<-1时,x越小,函数值越大,故①错误;
当-1<x<0时,x越大,函数值越小,故②正确;
当0<x<1时,x越小,函数值越大,故③正确;
当x>1时,x越大,函数值越大,故④正确.
故答案为②③④.]
【典例2】 (2023·聊城)已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的部分图象如图所示,图象经过点(0,2),其对称轴为直线x=-1.下列结论:①3a+c>0;②若点(-4,y1),(3,y2)均在二次函数图象上,则y1>y2;③关于x的一元二次方程ax2+bx+c=-1有两个相等的实数根;④满足ax2+bx+c>2的x的取值范围为-2
命题点2 二次函数的图象与系数a,b,c的关系
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
√
②∵抛物线开口向下,抛物线的对称轴为直线x=-1,
故当x<-1时,y随x的增大而增大,当x>-1时,y随x的增大而减小,
∵|-1-(-4)|=3,|-1-3|=4,
即点(-4,y1)到对称轴的距离小于点(3,y2)到对称轴的距离,
故y1>y2,故②正确;
③由题图可知,二次函数y=ax2+bx+c与直线y=-1有两个不同的交点,
即关于x的一元二次方程ax2+bx+c=-1有两个不相等的实数根,故③错误;
④∵函数图象经过(0,2),对称轴为直线x=-1,
∴二次函数必然经过点(-2,2),
∴ax2+bx+c>2时x的取值范围为-2综上,②④正确,故选B.]
√
D [由题意得,三倍点所在的直线为y=3x,
在-3<x<1的范围内,二次函数y=-x2-x+c的图象上至少存在一个“三倍点”,
即在-3<x<1的范围内,二次函数y=-x2-x+c和y=3x的图象至少有一个交点,
令3x=-x2-x+c,整理得,x2+4x-c=0,
则Δ=b2-4ac=16+4c≥0,解得c≥-4,
把x=-3代入y=-x2-x+c得y=-6+c,代入y=3x得y=-9,
∴-9>-6+c,解得c<-3;
把x=1代入y=-x2-x+c得y=-2+c,代入y=3x得y=3,
∴3>-2+c,解得c<5,
综上,c的取值范围为-4≤c<5.
故选D.]
4.(2024·聊城二模)已知二次函数y=ax2+bx+c(a<0)的图象与x轴的一个交点坐标为(-2,0),对称轴为直线x=1,下列结论中:①a-b+c>0;②若点(-3,y1),(2,y2),(6,y3)均在该二次函数图象上,则y1<y3<y2;③方程ax2+bx+c+1=0的两个实数根为x1,x2,且x1<x2,则x1<-2,x2>4;④若m为任意实数,则am2+bm+c≤-9a.正确结论的序号为( )
A.①②④ B.①③④
C.②③④ D.①③
√
B [由题意,∵对称轴是直线x=1,a<0,
∴当x<1时,y随x的增大而增大.
∵-2<-1,抛物线过点(-2,0),
∴当x=-1时y=a-b+c>0,故①正确.
∵a<0,
∴抛物线开口向下.
又点(-3,y1),(2,y2),(6,y3)均在该二次函数图象上,且点(6,y3)到对称轴的距离最大,点(2,y2)到对称轴的距离最小,
∴y3<y1<y2,②错误.
∵方程ax2+bx+c+1=0的两实数根为x1,x2,
∴抛物线y=ax2+bx+c与直线y=-1的交点的横坐标为x1,x2.
由抛物线对称性可得抛物线与x轴另一交点坐标为(4,0),
∴抛物线与x轴交点坐标为(-2,0),(4,0),
∵抛物线开口向下,x1<x2,
∴x1<-2,x2>4,故③正确.
【典例3】 (2024·济宁)将抛物线y=x2-6x+12向下平移k个单位长度.若平移后得到的抛物线与x轴有公共点,则k的取值范围是________.
命题点3 二次函数图象的平移问题
k≥3
k≥3 [将抛物线y=x2-6x+12向下平移k个单位长度得y=x2-6x+12-k,
∵平移后得到的抛物线与x轴有公共点,
∴Δ=b2-4ac≥0,
∴(-6)2-4×1×(12-k)≥0,
解得k≥3,
故答案为k≥3.]
解决抛物线的平移问题,一般有两种解决方法,一是将问题转化为顶点的平移问题解决;二是直接利用抛物线的平移规律“左加右减,上加下减”解决.
[对点演练]
5.(2024·内蒙古包头)将抛物线y=x2+2x向下平移2个单位后,所得新抛物线的顶点式为( )
A.y=(x+1)2-3 B.y=(x+1)2-2
C.y=(x-1)2-3 D.y=(x-1)2-2
√
A [y=x2+2x=(x+1)2-1,
将抛物线y=x2+2x向下平移2个单位后,所得新抛物线的顶点式为y=(x+1)2-3.
故选A.]
6.(2024·四川内江)已知二次函数y=x2-2x+1的图象向左平移两个单位得到抛物线C,点P(2,y1),Q(3,y2)在抛物线C上,则y1___ y2(填“>”或“<”).
<
< [∵y=x2-2x+1=(x-1)2,
∴二次函数y=x2-2x+1的图象向左平移两个单位得到抛物线C的函数关系式为y=(x-1+2)2,即y=(x+1)2,
∵点P(2,y1),Q(3,y2)在抛物线C上,∴y1=9,y2=16,
∴y1<y2.]
命题点4 待定系数法求二次函数表达式
(2)由题意,∵点B(1,7)向上平移2个单位长度,向左平移m(m>0)个单位长度,
∴平移后的点为(1-m,9).
又(1-m,9)在y=x2+x+3的图象上,
∴9=(1-m)2+(1-m)+3.
∴m=4或m=-1(舍去).
∴m=4.
在利用待定系数法求二次函数关系式时,要根据题目给定的条件,选择恰当的方法设出关系式,从而代入数值求解.一般地,当已知抛物线上三点时,常选择一般式,用待定系数法列三元一次方程组来求解;当已知抛物线的顶点或对称轴时,常设其解析式为顶点式来求解;当已知抛物线与x轴有两个交点时,可选择设其解析式为交点式来求解.
[对点演练]
7.(2024·曲阜一模)在平面直角坐标系xOy中,抛物线的顶点是(1,3),当x>1时,y随x的增大而增大,则抛物线解析式可以是( )
A.y=-2(x+1)2+3
B.y=2(x+1)2+3
C.y=-2(x-1)2+3
D.y=2(x-1)2+3
D [根据题意可知抛物线开口向上,又知顶点为(1,3),根据抛物线的顶点式,故选D.]
√
8.已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴、y轴分别相交于A(-1,0),B(3,0),C(0,3)三点.则该二次函数的表达式是_____________.
y=-x2+2x+3 [根据题意设抛物线解析式为y=a(x+1)(x-3),
将点C(0,3)代入,得-3a=3,
解得a=-1,
∴y=-(x+1)(x-3)=-x2+2x+3.]
y=-x2+2x+3
(说明:选择题每题3分,填空题每题3分,本试卷共60分)
题号
1
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课时分层评价卷(十二) 二次函数的图象与性质
√
题号
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题号
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√
题号
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题号
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√
题号
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题号
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√
D [根据二次函数图象,当x>1时,y1随着x的增大而减小,同样当x>1时,反比例函数y2随着x的增大而减小.故选D.]
题号
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5.[新定义](2024·四川眉山)定义运算:a b=(a+2b)(a-b),例如4 3=(4+2×3)(4-3),则函数y=(x+1) 2的最小值为( )
A.-21 B.-9 C.-7 D.-5
题号
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B [由题意得,y=(x+1) 2=(x+1+2×2)(x+1-2)=(x+5)(x-1),
即y=x2+4x-5=(x+2)2-9,
∴函数y=(x+1) 2的最小值为-9.故选B.]
√
6.(2024·四川达州)抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于两点,其中一个交点的横坐标大于1,另一个交点的横坐标小于1,则下列结论正确的是( )
A.b+c>1 B.b=2
C.b2+4c<0 D.c<0
题号
1
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√
A [∵抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于两点,分别设为(x1,0)和(x2,0),且x1<1,
∴x1-1<0,x2-1>0,
∴(x1-1)(x2-1)<0,
∴x1x2-(x1+x2)+1<0,
由根与系数的关系可得,
-c-b+1<0,
∴b+c>1.故选A.]
题号
1
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14
7.(2024·湖北)已知抛物线y=ax2+bx+c(a,b,c为常数,a≠0)的顶点坐标为(-1,-2),与y轴的交点在x轴上方,下列结论正确的是( )
A.a<0 B.c<0
C.a-b+c=-2 D.b2-4ac=0
题号
1
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14
√
C [由题意,∵抛物线顶点为(-1,-2),
∴可设抛物线为y=a(x+1)2-2.
∴y=a(x2+2x+1)-2=ax2+2ax+a-2.
又抛物线为y=ax2+bx+c,
∴b=2a,c=a-2.
∵抛物线与y轴的交点在x轴上方,
∴c=a-2>0.
∴a>2>0,故A、B均不正确.
又抛物线的顶点为(-1,-2),
∴当x=-1时,y=a-b+c=-2,故C正确.
由b=2a,c=a-2,
∴b2-4ac=4a2-4a(a-2)=8a>0,故D错误.
故选C.]
题号
1
3
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13
14
8.[图表信息题](2024·陕西)已知一个二次函数y=ax2+bx+c的自变量x与函数y的几组对应值如下表:
题号
1
3
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2
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14
x … -4 -2 0 3 5 …
y … -24 -8 0 -3 -15 …
则下列关于这个二次函数的结论正确的是( )
A.图象的开口向上
B.当x>0时,y的值随x值的增大而减小
C.图象经过第二、三、四象限
D.图象的对称轴为直线x=1
√
题号
1
3
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4
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14
令y=0,得
-x2+2x=0,
解得x1=0,x2=2,
所以抛物线与x轴的交点坐标为(0,0)和(2,0).
又因为抛物线的顶点坐标为(1,1),
所以抛物线经过第一、三、四象限,
故C选项不符合题意.
因为二次函数解析式为y=-(x-1)2+1,
所以抛物线的对称轴为直线x=1,
故D选项符合题意.故选D.]
题号
1
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9.(2024·滨州)将抛物线y=-x2先向右平移1个单位长度,再向上平移2个单位长度,则平移后抛物线的顶点坐标为________.
题号
1
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(1,2) [将抛物线y=-x2先向右平移1个单位长度,再向上平移2个单位长度后,抛物线解析式为y=-(x-1)2+2,
∴顶点坐标为(1,2).]
(1,2)
10.(10分)(2024·江苏扬州)如图,已知二次函数y=-x2+bx+c的图象与x轴交于A(-2,0),B(1,0)两点.
题号
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(1)求b,c的值;
(2)若点P在该二次函数的图象上,且△PAB的面积为6,求点P的坐标.
题号
1
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题号
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√
题号
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当a>0时,0<a<2a<3a,由二次函数图象的对称性可知点(0,a)和点(2a,a)关于对称轴对称,在对称轴右侧,y随x的增大而增大,所以当x=3a时,y2>a>0;
当a<0时,3a<2a<a<0,由二次函数图象的对称性可知点(0,a)和点(2a,a)关于对称轴对称,在对称轴左侧,y随x的增大而减小,所以当x=3a时,y2>a不一定大于0,
故C正确,符合题意;D错误,不符合题意.故选C.]
题号
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12.(2024·四川南充)已知抛物线C1:y=x2+mx+m与x轴交于两点A,B(A在B的左侧),抛物线C2:y=x2+nx+n(m≠n)与x轴交于两点C,D(C在D的左侧),且AB=CD.下列四个结论:
①C1与C2交点为(-1,1);②m+n=4;③mn>0;④A,D两点关于(-1,0)对称.其中正确的结论是________.(填写序号)
题号
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①②④
①②④ [令x2+mx+m=x2+nx+n,解得x=-1,
把x=-1代入y=x2+mx+m,得y=1,
∴C1与C2交点为(-1,1),故①正确;
题号
1
3
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题号
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=
<
>
[解] (1)∵y=x2+bx+c(b<0)与x轴交点的坐标分别为(x1,0),(x2,0),且x1<x2,
∴x1+x2=-b,且抛物线开口向上,
∵y1=x2+bx+c+1(b<0)与x轴交点的坐标分别为(x3,0),(x4,0),且x3<x4,
即y=x2+bx+c(b<0)向上平移1个单位长度,
∴x1<x3<x4<x2,且x3+x4=-b,
∴①x1+x2=x3+x4;
题号
1
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13
14
∵x2-x1>x4-x3
∴x2-x4>x1-x3,即②x1-x3<x2-x4;
即③x2+x3>x1+x4.
故答案为=;<;>.
(2)∵x1=1,2<x2<3,
∴3<x2+x1<4,
∴3<-b<4,
∴-4<b<-3.
题号
1
3
5
2
4
6
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7
9
10
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14第四节 二次函数的图象与性质
考点一 二次函数的概念
一般地,形如y=ax2+bx+c(a,b,c为常数,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、一次项系数和常数项.
考点二 二次函数的图象与性质
1.二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与性质
a>0 a<0
图象
开口方向 向上 向下
顶点坐标
对称轴 直线x=-
增减性 当x<-时,y随x的增大而减小;当x>-时,y随x的增大而增大 当x<-时,y随x的增大而增大;当x>-时,y随x的增大而减小
最值 当x=-时,y有最小值 当x=-时,y有最大值
2.二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与系数的关系
a 决定抛物线的开口方向及开口大小: 当a>0时,抛物线开口向上; 当a<0时,抛物线开口向下
a,b 决定对称轴的位置: 当a,b同号时,-<0,对称轴在y轴左侧; 当b=0时,-=0,对称轴为y轴; 当a,b异号时,->0,对称轴在y轴右侧
c 决定抛物线与y轴交点的位置: 当c>0时,抛物线与y轴的交点在正半轴上; 当c=0时,抛物线经过原点; 当c<0时,抛物线与y轴的交点在负半轴上
b2-4ac 决定抛物线与x轴的交点个数: 当b2-4ac>0时,抛物线与x轴有2个交点; 当b2-4ac=0时,抛物线与x轴有1个交点; 当b2-4ac<0时,抛物线与x轴无交点
考点三 二次函数的表达式与平移
1.二次函数的表达式
(1)一般式:y=ax2+bx+c(a,b,c为常数,a≠0).
(2)顶点式:y=a(x-h)2+k(a≠0),其中二次函数的顶点坐标是(h,k),对称轴是直线x=h.
(3)交点式:若已知抛物线与x轴的交点坐标为(x1,0),(x2,0),则抛物线的表达式为y=a(x-x1)(x-x2)(a≠0).
2.抛物线的平移
抛物线平移前后的形状不变,开口方向和大小都不变,抛物线平移前后的顶点遵循“左加右减,上加下减”的规律.
考点四 二次函数与一元二次方程及不等式
1.二次函数与一元二次方程
二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴交点的横坐标是一元二次方程ax2+bx+c=0的根.
当Δ=b2-4ac>0时,方程有两个不等的实数根;
当Δ=b2-4ac=0时,方程有两个相等的实数根;
当Δ=b2-4ac<0时,方程无实数根.
2.二次函数与不等式
抛物线y=ax2+bx+c在x轴上方部分点的纵坐标都为正,所对应的x的值就是不等式ax2+bx+c>0的解集;在x轴下方部分点的纵坐标均为负,所对应的x的值就是不等式ax2+bx+c<0的解集.
1.下列y关于x的函数中,属于二次函数的是( )
A.y=x-1 B.y=
C.y=-2x2+1 D.y=(x-1)2-x2
C [A.y=x-1是一次函数,错误;
B.y=是反比例函数,错误;
C.y=-2x2+1是二次函数,正确;
D.y=(x-1)2-x2=-2x+1,是一次函数,错误.
故选C.]
2.已知函数y=a(x-h)2+k,其中a<0,h>0,k<0,则下列图象正确的是( )
A B
C D
D [∵y=a(x-h)2+k,a<0,
∴图象开口向下,A、B选项错误;
∵对称轴为直线x=h>0,顶点坐标(h,k),k<0,
∴C选项错误,D选项正确.
故选D.]
3.(青岛版九下P49习题5.6T1改编)二次函数y=2x2+3x+1的图象与x轴交点的个数为( )
A.0 B.1
C.2 D.1或2
C [∵b2-4ac=32-4×2×1=1>0,
∴二次函数y=2x2+3x+1的图象与x轴有两个不同的交点.
故选C.]
4.(人教版九上P39探究改编)已知二次函数y=ax2+bx+c,当x=-1时,y=10;当x=1时,y=4;当x=2时,y=7,则y与x之间的关系是__________.
y=2x2-3x+5 [根据题意,得解得
所以y与x之间的关系为y=2x2-3x+5.]
5.若A(-1,y1),B(-2,y2),C(1,y3)为二次函数y=x2+4x-5图象上的三点,则y1,y2,y3的大小关系是________.
y2<y1<y3 [∵A(-1,y1),B(-2,y2),C(1,y3)为二次函数y=x2+4x-5图象上的三点,
∴y1=1-4-5=-8,即y1=-8,
y2=4-8-5=-9,即y2=-9,
y3=1+4-5=0,即y3=0,
∵-9<-8<0,
∴y2<y1<y3.]
命题点1 二次函数的图象与性质
【典例1】 (2024·贵州)如图,二次函数y=ax2+bx+c的部分图象与x轴的一个交点的横坐标是-3,顶点坐标为(-1,4),则下列说法正确的是( )
A.二次函数图象的对称轴是直线x=1
B.二次函数图象与x轴的另一个交点的横坐标是2
C.当x<-1时,y随x的增大而减小
D.二次函数图象与y轴的交点的纵坐标是3
D [∵二次函数y=ax2+bx+c的顶点坐标为(-1,4),
∴二次函数图象的对称轴是直线x=-1,故选项A错误;
∵二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴的一个交点的横坐标是-3,对称轴是直线x=-1,
∴二次函数图象与x轴的另一个交点的横坐标是1,故选项B错误;
∵抛物线开口向下,对称轴是直线x=-1,
∴当x<-1时,y随x的增大而增大,故选项C错误;
设二次函数解析式为y=a(x+1)2+4,
把(-3,0)代入,得0=a(-3+1)2+4,
解得a=-1,
∴y=-(x+1)2+4,
当x=0时,y=-(0+1)2+4=3,
∴二次函数图象与y轴的交点的纵坐标是3,故选项D正确.
故选D.]
解答有关二次函数图象与性质的问题时,要抓住抛物线的对称轴、顶点坐标、开口方向,与x轴、y轴的交点,特殊点,对称点等;通常采用把已知点坐标代入函数表达式中找出a,b,c间的关系;通过对称轴x=-,确定a,b之间的关系;判断与x轴的交点情况则利用判别式b2-4ac进行判断.
[对点演练]
1.(2024·甘孜州)二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象如图所示,给出下列结论:①c<0;②->0;③当-1<x<3时,y<0.其中所有正确结论的序号是( )
A.①② B.①③
C.②③ D.①②③
D [∵函数图象与y轴交于负半轴,
∴当x=0时,y=c<0,故①正确.
根据函数的图象可得,a-b+c=0,且9a+3b+c=0,
∴8a+4b=0.
∴b=-2a.
∴对称轴是直线x=-=-=1>0,故②正确.
∵x=-1或x=3时,y=0,且抛物线y=ax2+bx+c开口向上,
∴当-1<x<3时,y<0,故③正确.
故选D.]
2.(2023·临沂)小明利用学习函数获得的经验研究函数y=x2+的性质,得到如下结论:
①当x<-1时,x越小,函数值越小;
②当-1<x<0时,x越大,函数值越小;
③当0<x<1时,x越小,函数值越大;
④当x>1时,x越大,函数值越大.
其中正确的是________(只填写序号).
②③④ [如图所示,
∴当x<-1时,x越小,函数值越大,故①错误;
当-1<x<0时,x越大,函数值越小,故②正确;
当0<x<1时,x越小,函数值越大,故③正确;
当x>1时,x越大,函数值越大,故④正确.
故答案为②③④.]
命题点2 二次函数的图象与系数a,b,c的关系
【典例2】 (2023·聊城)已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的部分图象如图所示,图象经过点(0,2),其对称轴为直线x=-1.下列结论:①3a+c>0;②若点(-4,y1),(3,y2)均在二次函数图象上,则y1>y2;③关于x的一元二次方程ax2+bx+c=-1有两个相等的实数根;④满足ax2+bx+c>2的x的取值范围为-2A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
B [①∵抛物线开口向下,
∴a<0.
∵抛物线的对称轴为直线x=-=-1,
∴b=2a,
由题图可得x=1时,y<0,
即a+b+c<0,
而b=2a,
∴3a+c<0,故①错误;
②∵抛物线开口向下,抛物线的对称轴为直线x=-1,
故当x<-1时,y随x的增大而增大,当x>-1时,y随x的增大而减小,
∵|-1-(-4)|=3,|-1-3|=4,
即点(-4,y1)到对称轴的距离小于点(3,y2)到对称轴的距离,
故y1>y2,故②正确;
③由题图可知,二次函数y=ax2+bx+c与直线y=-1有两个不同的交点,
即关于x的一元二次方程ax2+bx+c=-1有两个不相等的实数根,故③错误;
④∵函数图象经过(0,2),对称轴为直线x=-1,
∴二次函数必然经过点(-2,2),
∴ax2+bx+c>2时x的取值范围为-2综上,②④正确,故选B.]
[对点演练]
3.(2023·菏泽)若一个点的纵坐标是横坐标的3倍,则称这个点为“三倍点”,如:A(1,3),B(-2,-6),C(0,0)等都是“三倍点”.在-3<x<1的范围内,若二次函数y=-x2-x+c的图象上至少存在一个“三倍点”,则c的取值范围是( )
A.-≤c<1 B.-4≤c<-3
C.-≤c<6 D.-4≤c<5
D [由题意得,三倍点所在的直线为y=3x,
在-3<x<1的范围内,二次函数y=-x2-x+c的图象上至少存在一个“三倍点”,
即在-3<x<1的范围内,二次函数y=-x2-x+c和y=3x的图象至少有一个交点,
令3x=-x2-x+c,整理得,x2+4x-c=0,
则Δ=b2-4ac=16+4c≥0,解得c≥-4,
把x=-3代入y=-x2-x+c得y=-6+c,代入y=3x得y=-9,
∴-9>-6+c,解得c<-3;
把x=1代入y=-x2-x+c得y=-2+c,代入y=3x得y=3,
∴3>-2+c,解得c<5,
综上,c的取值范围为-4≤c<5.
故选D.]
4.(2024·聊城二模)已知二次函数y=ax2+bx+c(a<0)的图象与x轴的一个交点坐标为(-2,0),对称轴为直线x=1,下列结论中:①a-b+c>0;②若点(-3,y1),(2,y2),(6,y3)均在该二次函数图象上,则y1<y3<y2;③方程ax2+bx+c+1=0的两个实数根为x1,x2,且x1<x2,则x1<-2,x2>4;④若m为任意实数,则am2+bm+c≤-9a.正确结论的序号为( )
A.①②④ B.①③④
C.②③④ D.①③
B [由题意,∵对称轴是直线x=1,a<0,
∴当x<1时,y随x的增大而增大.
∵-2<-1,抛物线过点(-2,0),
∴当x=-1时y=a-b+c>0,故①正确.
∵a<0,
∴抛物线开口向下.
又点(-3,y1),(2,y2),(6,y3)均在该二次函数图象上,且点(6,y3)到对称轴的距离最大,点(2,y2)到对称轴的距离最小,
∴y3<y1<y2,②错误.
∵方程ax2+bx+c+1=0的两实数根为x1,x2,
∴抛物线y=ax2+bx+c与直线y=-1的交点的横坐标为x1,x2.
由抛物线对称性可得抛物线与x轴另一交点坐标为(4,0),
∴抛物线与x轴交点坐标为(-2,0),(4,0),
∵抛物线开口向下,x1<x2,
∴x1<-2,x2>4,故③正确.
∵-=1,
∴b=-2a.
∵4a-2b+c=0,
∴c=2b-4a=-8a,
∵抛物线的最大值为a+b+c,
∴若m为任意实数,则am2+bm+c≤a+b+c=a-2a-8a=-9a,
∴am2+bm+c≤-9a,故④正确.
故选B.]
命题点3 二次函数图象的平移问题
【典例3】 (2024·济宁)将抛物线y=x2-6x+12向下平移k个单位长度.若平移后得到的抛物线与x轴有公共点,则k的取值范围是________.
k≥3 [将抛物线y=x2-6x+12向下平移k个单位长度得y=x2-6x+12-k,
∵平移后得到的抛物线与x轴有公共点,
∴Δ=b2-4ac≥0,
∴(-6)2-4×1×(12-k)≥0,
解得k≥3,
故答案为k≥3.]
解决抛物线的平移问题,一般有两种解决方法,一是将问题转化为顶点的平移问题解决;二是直接利用抛物线的平移规律“左加右减,上加下减”解决.
[对点演练]
5.(2024·内蒙古包头)将抛物线y=x2+2x向下平移2个单位后,所得新抛物线的顶点式为( )
A.y=(x+1)2-3 B.y=(x+1)2-2
C.y=(x-1)2-3 D.y=(x-1)2-2
A [y=x2+2x=(x+1)2-1,
将抛物线y=x2+2x向下平移2个单位后,所得新抛物线的顶点式为y=(x+1)2-3.
故选A.]
6.(2024·四川内江)已知二次函数y=x2-2x+1的图象向左平移两个单位得到抛物线C,点P(2,y1),Q(3,y2)在抛物线C上,则y1________y2(填“>”或“<”).
< [∵y=x2-2x+1=(x-1)2,
∴二次函数y=x2-2x+1的图象向左平移两个单位得到抛物线C的函数关系式为y=(x-1+2)2,即y=(x+1)2,
∵点P(2,y1),Q(3,y2)在抛物线C上,∴y1=9,y2=16,
∴y1<y2.]
命题点4 待定系数法求二次函数表达式
【典例4】 (2024·浙江)已知二次函数y=x2+bx+c(b,c为常数)的图象经过点A(-2,5),对称轴为直线x=-.
(1)求二次函数的表达式;
(2)若点B(1,7)向上平移2个单位长度,向左平移m(m>0)个单位长度后,恰好落在y=x2+bx+c的图象上,求m的值;
(3)当-2≤x≤n时,二次函数y=x2+bx+c的最大值与最小值的差为,求n的取值范围.
[解] (1)由题意,∵二次函数为y=x2+bx+c,
∴抛物线的对称轴为直线x=-=-.
∴b=1.
∴抛物线为y=x2+x+c.
又图象经过点A(-2,5),
∴4-2+c=5.
∴c=3.
∴二次函数的表达式为y=x2+x+3.
(2)由题意,∵点B(1,7)向上平移2个单位长度,向左平移m(m>0)个单位长度,
∴平移后的点为(1-m,9).
又(1-m,9)在y=x2+x+3的图象上,
∴9=(1-m)2+(1-m)+3.
∴m=4或m=-1(舍去).
∴m=4.
(3)由题意,当n<-时,
最大值与最小值的差为5-=,
∴n=-,不符合题意,舍去;
当-≤n≤1 时,
最大值与最小值的差为5-=,符合题意;
当n>1时,最大值与最小值的差为+=,解得 n1=1 或 n2=-2,不符合题意.
综上所述,n的取值范围为-≤n≤1.
在利用待定系数法求二次函数关系式时,要根据题目给定的条件,选择恰当的方法设出关系式,从而代入数值求解.一般地,当已知抛物线上三点时,常选择一般式,用待定系数法列三元一次方程组来求解;当已知抛物线的顶点或对称轴时,常设其解析式为顶点式来求解;当已知抛物线与x轴有两个交点时,可选择设其解析式为交点式来求解.
[对点演练]
7.(2024·曲阜一模)在平面直角坐标系xOy中,抛物线的顶点是(1,3),当x>1时,y随x的增大而增大,则抛物线解析式可以是( )
A.y=-2(x+1)2+3
B.y=2(x+1)2+3
C.y=-2(x-1)2+3
D.y=2(x-1)2+3
D [根据题意可知抛物线开口向上,又知顶点为(1,3),根据抛物线的顶点式,故选D.]
8.已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴、y轴分别相交于A(-1,0),B(3,0),C(0,3)三点.则该二次函数的表达式是________.
y=-x2+2x+3 [根据题意设抛物线解析式为y=a(x+1)(x-3),
将点C(0,3)代入,得-3a=3,
解得a=-1,
∴y=-(x+1)(x-3)=-x2+2x+3.]
课时分层评价卷(十二) 二次函数的图象与性质
(说明:选择题每题3分,填空题每题3分,本试卷共60分)
1.下列y关于x的函数中,属于二次函数的是( )
A.y=ax2+bx+c B.y=x(x-1)
C.y= D.y=(x+1)2-x2
B [A.当a=0时,y=bx+c不是二次函数;
B.y=x(x-1)=x2-x是二次函数;
C.y=不是二次函数;
D.y=(x+1)2-x2=2x+1为一次函数.
故选B.]
2.[易错题]抛物线y=(x-1)2+c经过(-2,y1),(0,y2),三点,则y1,y2,y3的大小关系正确的是( )
A.y1>y2>y3 B.y2>y3>y1
C.y3>y1>y2 D.y1>y3>y2
D [∵y=(x-1)2+c,
∴抛物线开口向上,对称轴是直线x=1,
∴当x<1时,y随x的增大而减小,
∵关于直线x=1的对称点是,
-2<-<0<1,
∴y1>y3>y2.
故选D.]
3.(2024·四川泸州)已知二次函数y=ax2+(2a-3)x+a-1(x是自变量)的图象经过第一、二、四象限,则实数a的取值范围为( )
A.1≤a< B.0<a<
C.0<a< D.1≤a<
A [∵图象经过第一、二、四象限,
∴a-1≥0,Δ=(2a-3)2-4a(a-1)>0,
解得1≤a<,
∴实数a的取值范围为1≤a<.
故选A.]
4.函数y1=ax2+bx+c与y2=的图象如图所示,当y1,y2均随着x的增大而减小时,x的取值范围是( )
A.x<-1
B.-1<x<0
C.0<x<2
D.x>1
D [根据二次函数图象,当x>1时,y1随着x的增大而减小,同样当x>1时,反比例函数y2随着x的增大而减小.故选D.]
5.[新定义](2024·四川眉山)定义运算:a b=(a+2b)(a-b),例如4 3=(4+2×3)(4-3),则函数y=(x+1) 2的最小值为( )
A.-21 B.-9 C.-7 D.-5
B [由题意得,y=(x+1) 2=(x+1+2×2)(x+1-2)=(x+5)(x-1),
即y=x2+4x-5=(x+2)2-9,
∴函数y=(x+1) 2的最小值为-9.故选B.]
6.(2024·四川达州)抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于两点,其中一个交点的横坐标大于1,另一个交点的横坐标小于1,则下列结论正确的是( )
A.b+c>1 B.b=2
C.b2+4c<0 D.c<0
A [∵抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于两点,分别设为(x1,0)和(x2,0),且x1<1,
∴x1-1<0,x2-1>0,
∴(x1-1)(x2-1)<0,
∴x1x2-(x1+x2)+1<0,
由根与系数的关系可得,
-c-b+1<0,
∴b+c>1.故选A.]
7.(2024·湖北)已知抛物线y=ax2+bx+c(a,b,c为常数,a≠0)的顶点坐标为(-1,-2),与y轴的交点在x轴上方,下列结论正确的是( )
A.a<0 B.c<0
C.a-b+c=-2 D.b2-4ac=0
C [由题意,∵抛物线顶点为(-1,-2),
∴可设抛物线为y=a(x+1)2-2.
∴y=a(x2+2x+1)-2=ax2+2ax+a-2.
又抛物线为y=ax2+bx+c,
∴b=2a,c=a-2.
∵抛物线与y轴的交点在x轴上方,
∴c=a-2>0.
∴a>2>0,故A、B均不正确.
又抛物线的顶点为(-1,-2),
∴当x=-1时,y=a-b+c=-2,故C正确.
由b=2a,c=a-2,
∴b2-4ac=4a2-4a(a-2)=8a>0,故D错误.
故选C.]
8.[图表信息题](2024·陕西)已知一个二次函数y=ax2+bx+c的自变量x与函数y的几组对应值如下表:
x … -4 -2 0 3 5 …
y … -24 -8 0 -3 -15 …
则下列关于这个二次函数的结论正确的是( )
A.图象的开口向上
B.当x>0时,y的值随x值的增大而减小
C.图象经过第二、三、四象限
D.图象的对称轴为直线x=1
D [由题知解得
所以二次函数的解析式为y=-x2+2x.
因为a=-1<0,
所以抛物线的开口向下,
故A选项不符合题意.
因为y=-x2+2x=-(x-1)2+1,
所以当x>1时,y随x的增大而减小,
故B选项不符合题意.
令y=0,得
-x2+2x=0,
解得x1=0,x2=2,
所以抛物线与x轴的交点坐标为(0,0)和(2,0).
又因为抛物线的顶点坐标为(1,1),
所以抛物线经过第一、三、四象限,
故C选项不符合题意.
因为二次函数解析式为y=-(x-1)2+1,
所以抛物线的对称轴为直线x=1,
故D选项符合题意.故选D.]
9.(2024·滨州)将抛物线y=-x2先向右平移1个单位长度,再向上平移2个单位长度,则平移后抛物线的顶点坐标为________.
(1,2) [将抛物线y=-x2先向右平移1个单位长度,再向上平移2个单位长度后,抛物线解析式为y=-(x-1)2+2,
∴顶点坐标为(1,2).]
10.(10分)(2024·江苏扬州)如图,已知二次函数y=-x2+bx+c的图象与x轴交于A(-2,0),B(1,0)两点.
(1)求b,c的值;
(2)若点P在该二次函数的图象上,且△PAB的面积为6,求点P的坐标.
[解] (1)把A(-2,0),B(1,0)代入y=-x2+bx+c,得解得
(2)由(1)知,二次函数解析式为y=-x2-x+2,
设点P坐标为(m,-m2-m+2),
∵△PAB的面积为6,AB=1-(-2)=3,
∴S△PAB=AB·|yP|=×3×|-m2-m+2|=6,
∴|m2+m-2|=4,
即m2+m-2=4或m2+m-2=-4,
解得m=-3或m=2,
∴P的坐标为(-3,-4)或(2,-4).
11.(2024·福建)已知二次函数y=x2-2ax+a(a≠0)的图象经过A,B(3a,y2)两点,则下列判断正确的是( )
A.可以找到一个实数a,使得y1>a
B.无论实数a取什么值,都有y1>a
C.可以找到一个实数a,使得y2<0
D.无论实数a取什么值,都有y2<0
C [∵二次函数解析式为y=x2-2ax+a(a≠0),
∴二次函数的图象开口向上,且对称轴为直线x=-=a,顶点坐标为(a,a-a2),
当a>0时,0<∴a-a2<y1<a;
当a<0时,a<<0,
∴a-a2<y1<a,
故A、B错误,不符合题意.
当a>0时,0<a<2a<3a,由二次函数图象的对称性可知点(0,a)和点(2a,a)关于对称轴对称,在对称轴右侧,y随x的增大而增大,所以当x=3a时,y2>a>0;
当a<0时,3a<2a<a<0,由二次函数图象的对称性可知点(0,a)和点(2a,a)关于对称轴对称,在对称轴左侧,y随x的增大而减小,所以当x=3a时,y2>a不一定大于0,
故C正确,符合题意;D错误,不符合题意.故选C.]
12.(2024·四川南充)已知抛物线C1:y=x2+mx+m与x轴交于两点A,B(A在B的左侧),抛物线C2:y=x2+nx+n(m≠n)与x轴交于两点C,D(C在D的左侧),且AB=CD.下列四个结论:
①C1与C2交点为(-1,1);②m+n=4;③mn>0;④A,D两点关于(-1,0)对称.其中正确的结论是________.(填写序号)
①②④ [令x2+mx+m=x2+nx+n,解得x=-1,
把x=-1代入y=x2+mx+m,得y=1,
∴C1与C2交点为(-1,1),故①正确;
∵抛物线C1:y=x2+mx+m与抛物线C2:y=x2+nx+n的开口方向和大小相同,且AB=CD,
∴两抛物线关于直线x=-1对称,
∴A,D两点关于(-1,0)对称,故④正确;
-=-2,
∴m+n=4,故②正确;
∵点A,B是抛物线C1与x轴的两个交点,∴令y=0,得x2+mx+m=0有两个不等实根,∴Δ=m2-4m>0,解得m<0或m>4,同理n2-4n>0,解得n<0或n>4,由②知m+n=4,而m=4-n,当n<0时,m>4,mn<0;当n>4时,m<0,mn<0,故③错误.]
13.(14分)(2024·威海)已知抛物线y=x2+bx+c(b<0)与x轴交点的坐标分别为(x1,0),(x2,0),且x1<x2.
(1)若抛物线y1=x2+bx+c+1(b<0)与x轴交点的坐标分别为(x3,0),(x4,0),且x3<x4,试判断下列每组数据的大小(填写<、=或>):
①x1+x2________x3+x4;②x1-x3________x2-x4;③x2+x3________x1+x4.
(2)若x1=1,2<x2<3,求b的取值范围;
(3)当0≤x≤1时,y=x2+bx+c(b<0)最大值与最小值的差为,求b的值.
[解] (1)∵y=x2+bx+c(b<0)与x轴交点的坐标分别为(x1,0),(x2,0),且x1<x2,
∴x1+x2=-b,且抛物线开口向上,
∵y1=x2+bx+c+1(b<0)与x轴交点的坐标分别为(x3,0),(x4,0),且x3<x4,
即y=x2+bx+c(b<0)向上平移1个单位长度,
∴x1<x3<x4<x2,且x3+x4=-b,
∴①x1+x2=x3+x4;
∵x2-x1>x4-x3
∴x2-x4>x1-x3,即②x1-x3<x2-x4;
即③x2+x3>x1+x4.
故答案为=;<;>.
(2)∵x1=1,2<x2<3,
∴3<x2+x1<4,
∴3<-b<4,
∴-4<b<-3.
(3)抛物线y=x2+bx+c(b<0)顶点坐标为,对称轴为直线x=->0,
当x=0时,y=c;
当x=1时,y=1+b+c.
①当在x=0取得最大值,在顶点取得最小值时,
有c-=,
解得b=(舍去)或b=-;
②当在x=1取得最大值,在顶点取得最小值时,
有1+b+c-=,
解得b=-(舍去)或b=-;
③当x=0时取最大值,x=1时取得得最小值,则有
c-(1+b+c)=,
b=-(舍去).
综上所述,b的值为-或-.
14.[新定义](2024·上海)对于一个二次函数y=a(x-m)2+k(a≠0)中存在一点P(x′,y′),使得x′-m=y′-k≠0,则称2|x′-m|为该抛物线的“开口大小”,那么抛物线y=-x2+x+3“开口大小”为________.
4 [∵抛物线y=-x2+x+3=-+,
∴x′-=-+,
解得x′-=-2,
∴抛物线y=-x2+x+3“开口大小”为2=2×|-2|=4.]