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22.1.3 二次函数 y = a(x - h)2 + k 的
图象和性质
第二十二章 二次函数
第1课时 二次函数 y = ax2 + k 的图象和性质
情境引入
这个函数的图象是如何画出来的?
x
y
O
在同一坐标系内画出二次函数 的图象,并考察它们的开口方向、对称轴和顶点坐标、顶点高低、函数最值、函数增减性.
合作探究
解:先列表:
x ··· 2 1.5 1 0.5 0 0.5 1 1.5 2 ···
··· ···
··· ···
二次函数 y = ax2 + k (a>0) 的图象和性质
y
x
3
2
1
o
1
2
3
1
2
3
4
5
6
描点、连线,画出这两个函数的图象.
7
8
9
10
根据图象回答下列问题:
(1) 图象的形状都是 ;
(2) 图形的开口方向 ;
(3) 对称轴都是 ;
(4) 从上而下顶点坐标分别是
_________________;
抛物线
向上
y 轴
(0,1),
(0, 1)
y
x
3
2
1
o
1
2
3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
(5) 顶点都是最____点,函数都有最____值,从上而下最小值分别为_______、________;
(6) 函数的增减性都相同: ___________________________
___________________________.
低
小
y = 1
y = 1
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
y
x
3
2
1
o
1
2
3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
想一想:通过上述例子,函数 y = ax2 + k (a>0) 的性质是什么?
例1 关于二次函数 y = 2x2 + 4,下列说法错误的是 ( )
A.其图象的开口方向向上
B.当 x = 0 时,y 有最大值 4
C.其图象的对称轴是 y 轴
D.其图象的顶点坐标为 (0,4)
B
典例精析
做一做:
在同一坐标系内画出下列二次函数的图象并考察它们的开口方向、对称轴和顶点坐标、顶点高低、函数最值、函数增减性.
2
O
-2
2
x
y
-2
-4
二次函数 y = ax2 + k (a<0) 的图象和性质
根据图象回答下列问题:
(1)图象的形状都是 .
(2)三条抛物线的开口方向 ;
(3)对称轴都是 ;
(4) 从上而下顶点坐标分别是
_____________________;
2
O
-2
2
x
y
-2
-4
抛物线
向下
y 轴
( 0,0),
( 0,2),
( 0, 2)
(5)顶点都是最____点,函数都有最____值,从上而下最大值分别为_______、_______﹑________.
(6) 函数的增减性都相同: __________________________
___________________________.
2
O
-2
2
x
y
-2
-4
高
大
y = 0
y = 2
y = 2
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
二次函数 y = ax2 + k (a ≠ 0) 的性质
y = ax2 + k a>0 a<0
开口方向
对称轴
顶点坐标
最值
增减性
要点归纳
向上
向下
y 轴
y 轴
(0,k)
当 x = 0 时,y最小值 = k
当 x = 0 时,y最大值 = k
当 x<0 时,y 随 x 的增大而减小;x>0 时,y 随 x 的增大而增大.
当 x>0 时,y 随 x 的增大而减小;x<0 时,y 随 x 的增大而增大.
(0,k)
例2 关于抛物线 y = x2 + 1 与 y = x2 1,下列说法正确的是( )
A.开口方向相同
B.顶点相同
C.对称轴相同
D.当 x>0 时,y 随 x 的增大而增大
C
典例精析
做一做:填写下表,画出二次函数 y = 2x , y = 2x2 + 1 ,y = 2x2 1的图象.
x … –1.5 –1 –0.5 0 0.5 1 1.5 …
y = 2x2 + 1 … …
y = 2x2 … 4.5 2 0.5 0 0.5 2 4.5 …
y = 2x2 -1 … …
3.5
1
0.5
1
0.5
1
3.5
5.5
1.5
3
1.5
1
3
5.5
二次函数 y = ax2 + k (a≠0) 的图象及平移
x
y
O
-2
2
2
4
6
4
-4
8
y = 2x2 + 1
y = 2x2
y = 2x2 1
观察上述图象,说说它们之间的区别与联系.
-1
解析式
y = 2x2
y = 2x2 + 1
y = 2x2 1
+1
1
点的坐标
函数对应值表
x … 1.5 1 0 1
y=2x2-1 …
y=2x2 …
y=2x2+1 …
4.5
3.5
5.5
2
1
3
2
1
(x, )
(x, )
(x, )
2x2 1
2x2
2x2 + 1
从数的角度探究
3
1
0
1
x
y
O
-2
2
2
4
6
4
-4
8
y = 2x2 + 1
y = 2x2
y = 2x2 1
从形的角度探究
可以发现,把抛物线y = 2x2 向 平移 1 个单位长度,就得到抛物线 ;把抛物线 y = 2x2 向 平移 1 个单位长度,就得到抛物线
.
下
y = 2x2 + 1
上
-1
y = 2x2 - 1
二次函数 y = ax2 + k (a≠0)的图象可以由 y = ax2 的图象平移得到:
当 k > 0 时,向上平移 k 个单位长度得到.
当 k < 0 时,向下平移 -k 个单位长度得到.
二次函数 y=ax2+k(a≠0)与 y=ax2(a≠0) 的图象的关系
上下平移规律:
平方项不变,常数项上加下减.
知识要点
二次函数 y=-3x2+1 的图象是将 ( )
A.抛物线 y=-3x2 向左平移 3 个单位长度得到
B.抛物线 y=-3x2 向左平移 1 个单位长度得到
C.抛物线 y=3x2 向上平移 1 个单位长度得到
D.抛物线 y=-3x2 向上平移 1 个单位长度得到
练一练
D
想一想
1. 要得到函数 y = ax2 + k (a≠0) 的图象有哪些方法?
2. 抛物线 y = ax2 + k (a≠0) 中的 a 决定什么?k 决定什么?它的对称轴是什么?顶点坐标怎样表示?
第一种方法:平移法,两步,即第一步画 y = ax2 的图象,再向上(或向下)平移︱k︱单位;
第二种方法:描点作图法,三步,即列表、描点和连线.
a 决定开口方向和大小,k 决定顶点的纵坐标;
对称轴为 y 轴;顶点坐标为 (0,k).
例3 在直角坐标系中,函数 y=3x 与 y= x2 + 1 的图象
大致是( )
A
B
C
D
D
分析:∵ y=3x 的比例系数 k=3>0,∴ y 随 x 的增大而增大,即直线从左到右呈上升趋势,故排除 A、C.
又∵ 二次函数 y= x2 + 1 的图象开口向下,∴ 排除 B.
在同一直角坐标系中,一次函数 y=ax+k 和二次函数 y=ax2+k 的图象可能是 ( )
方法总结:熟记一次函数 y=kx+b 在不同情况下所在的象限,以及熟练掌握二次函数的有关性质 (开口方向、对称轴、顶点坐标等) 是解决问题的关键.
D
变式训练
1. 抛物线 y = 2x2 向下平移 4 个单位,就得到抛物线
___________.
2. 填表:
y = 2x2 4
函数 开口方向 顶点 对称轴 有最高(低)点
y = 3x2
y = 3x2+1
y = -4x2-5
向上
向上
向下
(0,0)
(0,1)
(0, 5)
y 轴
y 轴
y 轴
有最低点
有最低点
有最高点
3. 已知 (m,n) 在 y = ax2 + a (a≠0) 的图象上,则点 ( m,n) ____ (填“在”或“不在”) y = ax2 + a (a≠0) 的图象上.
4. 若 y = x2 + k 2 的顶点是原点,则 k____;若顶点位于 x 轴上方,则 k____;若顶点位于 x 轴下方,则 k .
在
= 2
> 2
< 2
5. 已知抛物线 y = (a 2)x2 + a2 2 的最高点为 (0,2),则 a =____.
2
6. 已知抛物线 y = ax2 + k.
(1)若该抛物线的形状与 y = 2x2 相同,开口方向相反,且顶点坐标为 (0, 3),则该抛物线的解析式为__________;
(2) 若抛物线 y = ax2 + k 向上平移两个单位后得到的抛物线的解析式为 y = 0.5x2 1,则 a =_____,k =____;
(3) 若抛物线 y = ax2 + k 的最小值为 4,且经过点(1,5),则该抛物线的解析式是_________,将此抛物线向下平移 3 个单位,得到的新的抛物线的解析式是__________.
y = 2x2 3
0.5
3
y = x2 + 4
y = x2 + 1
能力提升 如图,抛物线 y=x2-4 与 x 轴交于A、B 两点,点 P 为抛物线上一点,且 S△PAB=4,求 P 点的坐标.
解:抛物线 y=x2-4,令 y=0,得到 x=2 或 -2,
即 A 点的坐标为(-2,0),B 点的坐标为 (2,0),
∴AB=4. 设 P 点纵坐标为 b,∵S△PAB=4,
∴ ×4| b |=4,∴| b |=2,即 b=2或-2.
当 b=2 时,x2-4=2,解得 x=± ,
此时 P 点坐标为( ,2),(- ,2);
当 b=-2 时,x2-4=-2,解得 x=± ,
此时 P 点坐标为( ,-2),(- ,-2).
二次函数 y = ax2 + k (a≠0) 的图象和性质
图象
性质
与 y = ax2 (a≠0)的关系
1. 开口方向由 a 的符号决定;
2. k 决定顶点位置;
3. 对称轴是 y 轴
增减性结合开口方向和对称轴才能确定
平移规律:
k 正向上;
k 负向下