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# 二次函数 \( y = ax^2 + k \) 的图象与性质
二次函数 \( y = ax^2 + k \)(其中 \( a \neq 0 \),\( a \)、\( k \) 为常数)是二次函数的基础形式之一,其图象和性质可通过与最简单的二次函数 \( y = ax^2 \) 对比分析,核心是“平移变换”对图象和性质的影响。
## 一、图象形状与平移规律
### 1. 图象形状:抛物线
\( y = ax^2 + k \) 的图象仍是**抛物线**,其形状由系数 \( a \) 决定,与 \( y = ax^2 \) 的抛物线“全等”(即开口大小、宽窄完全相同),仅位置不同。
### 2. 平移规律:上下平移
\( y = ax^2 + k \) 的图象是由 \( y = ax^2 \) 的图象**上下平移 \( |k| \) 个单位**得到的,平移方向由 \( k \) 的符号决定:
- 当 \( k > 0 \) 时,向上平移 \( k \) 个单位;
- 当 \( k < 0 \) 时,向下平移 \( |k| \) 个单位(或说向上平移 \( k \) 个单位)。
**示例**:
- \( y = 2x^2 + 3 \):由 \( y = 2x^2 \) 向上平移 3 个单位;
- \( y = -x^2 - 4 \):由 \( y = -x^2 \) 向下平移 4 个单位。
## 二、核心性质(分 \( a > 0 \) 和 \( a < 0 \) 两类)
\( y = ax^2 + k \) 的性质可从“开口方向、顶点坐标、对称轴、最值、增减性”五个维度分析,具体如下表:
| 性质维度 | 当 \( a > 0 \) 时 | 当 \( a < 0 \) 时 |
|------------------|----------------------------------|----------------------------------|
| **开口方向** | 向上 | 向下 |
| **顶点坐标** | \( (0, k) \)(抛物线的最高点) | \( (0, k) \)(抛物线的最低点) |
| **对称轴** | y 轴(即直线 \( x = 0 \)) | y 轴(即直线 \( x = 0 \)) |
| **函数最值** | 当 \( x = 0 \) 时,\( y_{\text{最小}} = k \) | 当 \( x = 0 \) 时,\( y_{\text{最大}} = k \) |
| **增减性** | - 当 \( x < 0 \)(对称轴左侧)时,\( y \) 随 \( x \) 的增大而减小;
- 当 \( x > 0 \)(对称轴右侧)时,\( y \) 随 \( x \) 的增大而增大 | - 当 \( x < 0 \)(对称轴左侧)时,\( y \) 随 \( x \) 的增大而增大;
- 当 \( x > 0 \)(对称轴右侧)时,\( y \) 随 \( x \) 的增大而减小 |
## 三、关键结论与易错点
### 1. 关键结论
- \( a \) 的作用:仅决定抛物线的**开口方向和开口大小**(\( |a| \) 越大,开口越窄;\( |a| \) 越小,开口越宽),与位置无关;
- \( k \) 的作用:仅决定抛物线的**上下位置**(即顶点的纵坐标),与开口方向、大小无关;
- 无论 \( a \)、\( k \) 取何值(\( a \neq 0 \)),抛物线的对称轴始终是 **y 轴**,顶点始终在 **y 轴上**。
### 2. 易错点
- 混淆平移方向:若 \( k = -2 \),易误将 \( y = ax^2 - 2 \) 看作“向上平移 2 个单位”,实际应为“向下平移 2 个单位”;
- 忽视 \( a \neq 0 \):若 \( a = 0 \),函数会退化为一次函数 \( y = k \)(常数函数),不再是二次函数,图象也从抛物线变为水平直线。
## 四、实例分析(以具体函数为例)
以 \( y = 2x^2 + 1 \) 和 \( y = -x^2 - 2 \) 为例,对比性质:
| 函数 | \( y = 2x^2 + 1 \)(\( a=2>0 \),\( k=1 \)) | \( y = -x^2 - 2 \)(\( a=-1<0 \),\( k=-2 \)) |
|--------------------|--------------------------------------------|---------------------------------------------|
| 图象来源 | \( y=2x^2 \) 向上平移 1 个单位 | \( y=-x^2 \) 向下平移 2 个单位 |
| 开口 | 向上,开口较窄(\( |a|=2 \) 较大) | 向下,开口较宽(\( |a|=1 \) 较小) |
| 顶点 | \( (0,1) \)(最低点) | \( (0,-2) \)(最高点) |
| 最值 | 最小值 \( 1 \)(\( x=0 \) 时) | 最大值 \( -2 \)(\( x=0 \) 时) |
| 增减性(\( x>0 \)) | \( y \) 随 \( x \) 增大而增大 | \( y \) 随 \( x \) 增大而减小 |
通过以上分析,可快速掌握 \( y = ax^2 + k \) 的本质——它是 \( y = ax^2 \) 的“上下平移版”,核心性质仅需在 \( y = ax^2 \) 的基础上,结合 \( k \) 的平移作用即可推导。
2025-2026学年华东师大版数学九年级下册【示范课精品课件】
授课教师: . 班 级: . 时 间: .
26.2.2.1二次函数y=ax2+k的
图象与性质
第26章 二次函数
a
i
T
u
j
m
i
a
N
g
已知二次函数
① y = -x2; ② y = x2; ③ y = 15x2;
④ y = -4x2; ⑤ y = - x2; ⑥ y = 4x2.
(1)其中开口向上的有 (填题号);
(2)其中开口向下,且开口最大的是 (填题号);
(3)当自变量由小到大变化时,函数值先逐渐变大,然后逐渐变小的有 (填题号).
②③⑥
⑤
①④⑤
复习引入
这个函数的图象是如何画出来的?
情境引入
x
y
O
例1 在同一直角坐标系中,画出二次函数 与 的图象.
探究归纳
解:先列表:
x ··· -3 -2 -1 0 1 2 3 ···
··· ···
··· ···
二次函数 y=ax2+k 的图象与性质
x
y
-4
-3
-2
-1
O
1
2
3
4
1
2
3
4
5
6
描点、连线,画出这两个函数的图象:
观察与思考
抛物线 , 的开口方向、对称轴和顶点各是什么?
抛物线
开口方向
顶点坐标
对称轴
向上
向上
(0,0)
(0,1)
y 轴
y 轴
想一想:通过上述例子,你能得出函数 y = ax2 + k(a>0)的性质是什么?
做一做
在同一坐标系内画出
下列二次函数的图象:
2
y
-2
-2
4
2
-4
x
O
二次函数y=ax2+k的图象和性质(a<0)
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) 从上往下三个顶点坐标分别是
_____________________;
抛物线
向下
直线 x = 0
(0,0)
(0,2)
( 0,-2)
(5) 顶点都是最____点,对应函数都有最____值,从上而下最大值分别为______、_______﹑_______;
(6) 对应函数的增减性都相同: ____________________________
____________________________.
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 向上 向下
对称轴 y 轴 y 轴
顶点坐标 (0,k) (0,k)
最值 当 x = 0 时,y最小值 = k 当 x = 0 时,y最大值 = k
增减性 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
知识要点
例2 已知二次函数 y=ax2 + c,当 x 取 x1,x2 (x1 ≠ x2) 时函数值相等,则当 x=x1 + x2 时,其函数值为_____.
解析:由二次函数 y=ax2 + c 图象的对称性可知,x1,x2 必然关于 y 轴对称,即 x1 + x2=0. 把 x=0 代入二次函数关系式,即得所求函数值.
c
【方法总结】二次函数 y=ax2 + c 的图象关于 y 轴对称,因此左右两部分折叠可以重合,函数值相等的两点的对应横坐标互为相反数.
探究归纳
做一做:在同一直角坐标系中,画出二函数
y = 2x2 + 1 与 y = 2x2 - 1 的图象.
解:先列表:
x ··· -2 -1.5 -1 0 1 1.5 2 ···
y = 2x2+1 ··· ···
y = 2x2-1 ··· ···
9
5.5
3
1
3
5.5
9
7
3.5
1
-1
1
3.5
7
二次函数 y = ax2 + c 的图象及平移
4
x
y
O
-2
2
2
4
6
-4
8
10
-2
y = 2x2+1
y = 2x2-1
(1) 抛物线 y = 2x2+1,y = 2x2-1 的开口方向、对称轴和顶点各是什么?
y = 2x2 向上 (0,0) y轴
y = 2x2+1
y = 2x2-1
二次函数
开口方向
顶点坐标
对称轴
向上
向上
(0,1)
(0,-1)
y轴
y轴
(2) 抛物线 y = 2x2+1,y = 2x2-1与抛物线 y = 2x2 有什么关系?
4
x
y
O
-2
2
2
4
6
-4
8
10
-2
y = 2x2+1
y = 2x2-1
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 y = 2x2 - 1.
下
y = 2x2+1
上
解析式
y = 2x2
y = 2x2 + 1
y = 2x2 - 1
+ 1
- 1
点的坐标
函数对应值表
x … …
y = 2x2 - 1 … …
y = 2x2 … …
y = 2x2 + 1 … …
4.5
-1.5
3.5
5.5
-1
2
1
3
x
2x2
2x2 - 1
(x, )
(x, )
(x, )
2x2 - 1
2x2
2x2 + 1
从“数”的角度探究
2x2 + 1
二次函数 y = ax2 + k 的图象与平移
y = 2x2 + 1
y = 2x2 - 1
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 y = 2x2 - 1.
下
y = 2x2 + 1
上
从“形”的角度探究
4
x
y
O
-2
2
2
4
6
-4
8
10
-2
二次函数 y = ax2 + k 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 与 y = ax2 + k (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 个单位得到
B.抛物线 y=-3x2 向左平移 1 个单位得到
C.抛物线 y=3x2 向上平移 1 个单位得到
D.抛物线 y=-3x2 向上平移 1 个单位得到
练一练
D
想一想 1. 画抛物线 y = ax2 + k 的图象有几步?
2. 抛物线 y = ax2 + k 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| 个单位.
第二种方法:描点法,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:y 轴;顶点坐标:(0,k ).
解:抛物线 y=x2-4 中,令 y=0,得 x=±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,解得 b=±2.
当 b=2 时,令 x2 - 4=2,解得 x=± ;
当 b=-2 时,令 x2 - 4=-2,解得 x=± .
故 P 点坐标为 ( ,2)或(- ,2)或( ,-2)或(- ,-2).
例3 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.
1. 将抛物线 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 (-m,n)____(填“在”或“不在”) y = ax2 + a (a 不为 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. 不画函数 y = -x2 和 y = -x2 + 1 的图象回答下面的问题:
(1)抛物线 y = -x2 + 1 经过怎样的平移才能得到抛物线 y = -x2 ?
(2)对于函数 y = -x2 + 1,当 x 时,y 随 x 的增大而减小;当 x 时,函数 y 有最大值,最大值是 ;其图象与 y 轴的交点坐标是 ,与 x 轴的交点坐标是 .
(3)试说出抛物线 y = x2 - 3 的开口方向、对称轴和顶点坐标.
向下平移 1 个单位.
>0
= 0
1
(0,1)
(-1,0),(1,0)
开口向上,对称轴是 y 轴,顶点坐标 (0,-3).
能力提升
6. 对于二次函数 y = mxm2-m + 3,当 x>0 时,y 随 x 的增大而增大,则 m =____.
7. 已知抛物线 y = (a - 2)x2 + a2 - 2 的最高点为 (0,2),则 a =_____.
8. 抛物线 y = ax2 + c 与 x 轴交于A (-2,0)、B 两点,与 y 轴交于点 C (0,-4),则△ABC 的面积是_____.
2
-2
8
9. 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
2.[2024广州期中]关于二次函数y=-3x2+5,下列说法中正确的是( )
A.图象的开口向上
B.当x>-1时,y随x的增大而增大
C.图象的顶点坐标是(0,5)
D.当x=0时,y有最小值是5
返回
C
【答案】 A
返回
返回
【答案】 D
4.在同一平面直角坐标系中,函数y=ax2-b与y=ax+b(ab≠0)的图象大致为( )
C
返回
5.[2024东莞南城阳光实验中学一模]已知点(-4,y1)、(-1,y2)、(2,y3)都在函数y=-x2+1的图象上,则y1,y2,y3的大小关系为_________.
返回
y2>y3>y1
(2)画出平移后的函数图象;
x -4 -2 0 2 4
y -6 0 2 0 -6
其函数图象如图所示:
返回
(3)直接写出平移后的函数的最大值或最小值及对应的x的值.
【解】平移后的函数的最大值为2,此时x=0.
二次函数 y = ax2 + k (a ≠ 0) 的图象和性质
图象
性质
与 y = ax2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|k|个单位:
k 正→向上平移;
k 负→向下平移
必做作业:从教材习题中选取;
选做作业:完成练习册本课时的习题.
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