第2课时 利用二次函数解决与最大值或最小值有关的实际问题
知识要点分类练 夯实基础
知识点1 利用二次函数解决与最大值或最小值有关的实际问题
1.一小球被抛出后,距离地面的高度h(米)和飞行时间t(秒)满足函数表达式h=-5(t-1)2+6,则小球距离地面的最大高度是( )
A.1米 B.5米 C.6米 D.7米
2.竖直向上发射的小球的高度h(m)关于运动时间t(s)的函数表达式为h=at2+bt,其图象如图1-5-10所示.若小球在发射后第2秒与第6秒时的高度相等,则下列时刻中小球的高度最高的是( )
图1-5-10
A.第3秒 B.第3.5秒 C.第4.2秒 D.第6.5秒
3.若销售一种服装的盈利y(万元)与销售量x(万件)满足函数表达式y=-2x2+4x+5,则盈利的最大值是________.
4.2017·仙桃飞机着陆后滑行的距离s(单位:米)关于滑行的时间t(单位:秒)的函数表达式是s=60t-t2,则飞机着陆后滑行的最长时间为________秒.
5.教材例题变式某超市销售一种品牌的牛奶,进价为每箱24元,规定售价不低于进价.当售价为每箱36元时,每月可销售60箱.经市场调查发现,这种品牌牛奶的售价每降低1元,每月的销售量将增加10箱,设每箱牛奶降价x元(x为正整数),每月的销售量为y箱.
(1)写出y与x之间的函数表达式和自变量x的取值范围;
(2)问超市如何定价,才能使每月销售牛奶获得的利润最大?最大利润是多少元?
6.2017·德州随着新农村的建设和对旧城区的改造,我们的家园越来越美丽.小明家附近的广场中央新修了一个圆形喷水池,在水池的中心竖直安装了一根高为2米的喷水管,如图1-5-11,它喷出的抛物线形水柱在与池中心水平距离为1米处达到最高,水柱落地处与池中心的距离为3米.
(1)请你建立适当的平面直角坐标系,并求出抛物线形水柱满足的函数表达式;
(2)求水柱的最大高度是多少?
图1-5-11
知识点2 利用二次函数解决其他问题
7. 公园有一个圆形喷水池,喷出的水流呈抛物线形.水流的高度h(单位:m)与水流运动时间t(单位:s)之间的函数表达式为h=30t-5t2,那么水流从喷出至回落到地面所需要的时间是( )
A.6 s B.4 s C.3 s D.2 s
8. 心理学家发现,在一定的时间范围内,学生对概念的接受能力y与提出概念所用的时间x(单位:分)之间满足函数关系y=-0.1x2+2.6x+43(0≤x≤30),y的值越大,表示学生的接受能力越强.
(1)若用10分钟提出概念,则学生的接受能力y的值是多少?
(2)如果改用8分钟或15分钟来提出这一概念,那么与用10分钟相比,学生的接受能力是增强了还是减弱了?通过计算来回答.
规律方法综合练 提升能力
9.2017·临沂足球运动员将足球沿与地面成一定角度的方向踢出,足球飞行的路线是一条抛物线.不考虑空气阻力,足球距离地面的高度h(单位:m)与足球被踢出后经过的时间t(单位:s)之间的关系如下表:
t
0
1
2
3
4
5
6
7
…
h
0
8
14
18
20
20
18
14
…
下列结论:①足球距离地面的最大高度为20 m;②足球飞行路线的对称轴是直线t=4.5;③足球被踢出9 s时落地;④足球被踢出1.5 s时,距离地面的高度是11 m.其中正确结论的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
10.2017·沈阳某商场购进一批单价为20元/个的日用商品,如果以30元/个的价格出售,那么半月内可售出400件.根据销售经验,提高销售单价会导致销售量减少,即销售单价每提高1元,半月内销售量减少20件.当销售单价是________元/件时,该商场才能在半月内获得最大利润.
11.2018·滨州如图1-5-12,一小球沿与地面成一定角度的方向飞出,小球的飞行路线是一条抛物线.如果不考虑空气阻力,小球的飞行高度y(单位:米)与飞行时间x(单位:秒)之间的函数关系为y=-5x2+20x,请根据要求解答下列问题.
(1)在飞行过程中,当小球的飞行高度为15米时,飞行的时间是多少?
(2)在飞行过程中,小球从飞出到落地所用时间是多少?
(3)在飞行过程中,小球的飞行高度何时最大?最大高度是多少?
图1-5-12
拓广探究创新练 冲刺满分
12.2018·仙桃绿色生态农场生产并销售某种有机产品,假设生产出的产品能全部售出.如图1-5-13,线段EF、折线ABCD分别表示该有机产品每千克的销售价格y1(元)、生产成本y2(元)与产量x(千克)之间的函数关系.
(1)求该产品销售价格y1(元)与产量x(千克)之间的函数表达式;
(2)直接写出生产成本y2(元)与产量x(千克)之间的函数表达式;
(3)当产量为多少时,销售这种产品获得的利润最大?最大利润为多少?
图1-5-13
教师详解详析
1.C [解析] ∵高度h(米)和飞行时间t(秒)满足函数表达式h=-5(t-1)2+6,∴当t=1时,小球距离地面的高度最大,最大高度为6米.
2.C
3.7万元 [解析] y=-2x2+4x+5=-2(x2-2x)+5=-2[(x-1)2-1]+5=-2(x-1)2+7,则盈利的最大值为7万元.
4.20 [解析] s=60t-t2=-(t-20)2+600,∴当t=20时,s取得最大值.故答案为20.
5.解:(1)根据题意,得y=60+10x,
由36-x≥24,得x≤12,
∴1≤x≤12,且x为整数.
(2)设所获利润为W(元),
则W=(36-x-24)(60+10x)=-10x2+60x+720=-10(x-3)2+810,
∴当x=3时,W取得最大值,最大值为810.
答:超市将牛奶的售价定为每箱33元时,才能使每月销售牛奶获得的利润最大,最大利润是810元.
6.解:(1)答案不唯一,如图所示,以喷水管与地面的交点为原点,原点与水柱落地点所在直线为x轴,喷水管所在直线为y轴,建立平面直角坐标系.
设抛物线的函数表达式为y=a(x-1)2+h,
将(0,2)和(3,0)代入,得
解得
∴抛物线的函数表达式为y=-(x-1)2+,
即y=-x2+x+2(0≤x≤3).
(2)由(1),得y=-(x-1)2+(0≤x≤3),
∴当x=1时,y最大=,
即水柱的最大高度为米.
7.A [解析] 水流回落到地面时的高度h为0,把h=0代入h=30t-5t2,得30t-5t2=0,解得t1=0(舍去),t2=6.故水流从喷出至回落到地面所需要的时间是6 s.故选A.
8.解:(1)当x=10时,y=-0.1×102+2.6×10+43=59.
(2)当x=8时,y=-0.1×82+2.6×8+43=57.4,
∴用8分钟来提出这一概念,与用10分钟相比,学生的接受能力减弱了;
当x=15时,y=-0.1×152+2.6×15+43=59.5,
∴用15分钟提出这一概念,与用10分钟相比,学生的接受能力增强了.
9.B [解析] 由题意,得抛物线的函数表达式为h=at(t-9),把(1,8)代入可得a=-1,∴h=-t2+9t=-(t-4.5)2+20.25,∴足球距离地面的最大高度为20.25 m,故①错误;∴足球飞行路线的对称轴是直线t=4.5,故②正确;∵当t=9时,y=0,∴足球被踢出9 s时落地,故③正确;∵当t=1.5时,y=11.25,故④错误.∴正确的有②③,故选B.
10.35 [解析] 设销售单价为x元/件,销售利润为y元.根据题意,得y=(x-20)[400-20(x-30)]=(x-20)·(1000-20x)=
-20x2+1400x-20000=-20(x-35)2+4500.∵-20<0,∴当x=35时,y有最大值,故答案为35.
11.解:(1)当y=15时,有-5x2+20x=15,化简得x2-4x+3=0,因式分解,得(x-1)(x-3)=0,故x=1或x=3,即飞行时间是1秒或者3秒.
(2)飞出和落地的瞬间,小球的高度都为0,
即y=0,所以0=-5x2+20x,
解得x=0或x=4,
所以小球从飞出到落地所用时间是4-0=4(秒).
(3)当x=-=-=2时,小球的飞行高度最大,最大高度为20米.
12.解:(1)设y1与x之间的函数表达式为y1=kx+b,
∵图象过点(0,168)与点(180,60),
∴
解方程组,得
∴y1=-0.6x+168(0≤x≤180).
(2)y2与x之间的函数表达式为
y2=
(3)设产量为x千克时,销售这种产品获得的利润为W元.
①当0≤x≤50时,
W=x(-0.6x+168-70)=-0.6x2+98x.
∵该函数图象的对称轴为直线x=,
∴当0≤x≤50时,W随x的增大而增大,
∴当x=50时,W的值最大,最大值为3400.
②当50∴当x=110时,W有最大值4840.
③当130≤x≤180时,W=(-0.6x+168-54)x=-0.6x2+114x.
∵该函数图象的对称轴为直线x=95,
∴当130≤x≤180时,W随x的增大而减小,
∴当x=130时,W的值最大,最大值为4680.
综上,当产量为110千克时,销售这种产品获得的利润最大,最大利润为4840元.
1.2 第1课时 二次函数y=ax2(a>0)的图象与性质
知识要点分类练 夯实基础
知识点 1 二次函数y=ax2(a>0)的图象
1.二次函数y=2x2的图象可能是( )
图1-2-1
2.画出函数y=x2的图象.
知识点 2 二次函数y=ax2(a>0)的性质
3.函数y=3x2的图象的开口向________,顶点坐标是________,对称轴是________,当x________时,y随x的增大而减小,当x________时,y随x的增大而增大.
4.二次函数y=8x2的图象的开口方向是( )
A.向上 B.向下
C.向上或向下 D.不能确定
5.关于函数y=5x2的图象与性质的叙述,错误的是( )
A.其图象的顶点是原点
B.y有最大值
C.当x>0时,y随x的增大而增大
D.当x<0时,y随x的增大而减小
6.若原点是二次函数y=(m-2)x2的图象上的最低点,则m的取值范围是( )
A.m>2 B.m>-2
C.m<2 D.m<0
7.2017·连云港已知抛物线y=ax2(a>0)过A(-2,y1),B两点,则下列关系式一定正确的是( )
A.y1>0>y2 B.y2>0>y1
C.y1>y2>0 D.y2>y1>0
8.分别写出下列各抛物线的开口方向、对称轴和顶点坐标.
(1)y=x2; (2)y=x2.
规律方法综合练 提升能力
9.若E(a,h1),F(b,h2)是二次函数y=x2的图象上不同的两个点,且h1=h2,则a,b的大小关系是( )
A.a=b B.a=-b
C.a>b D.无法确定
10.二次函数y1=mx2与y2=nx2的图象如图1-2-2所示,则m________n(填“>”或“<”).
图1-2-2
拓广探究创新练 冲刺满分
11.已知点A(2,a)在抛物线y=x2上.
(1)求点A的坐标.
(2)在x轴上是否存在点P,使△OAP是等腰三角形?若存在,请写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
教师详解详析
1.C
2.解:列表:
x
…
-3
-2
-1
0
1
2
3
…
y=x2
…
13.5
6
1.5
0
1.5
6
13.5
…
描点、连线如图所示:
3.上 (0,0) y轴 <0 >0
4.A [解析] 二次函数y=ax2(a>0)的图象开口向上.
5.B
6.A [解析] ∵原点是二次函数图象的最低点,
∴图象开口方向向上,∴m-2>0,∴m>2.
7.C [解析] ∵a>0,∴抛物线y=ax2的开口向上,对称轴为y轴,点A(-2,y1)在对称轴的左侧,点B(1,y2)在对称轴的右侧,且点A离对称轴的距离大于点B离对称轴的距离,
∴y1>y2>0,因此选C.
8.解:(1)抛物线y=x2的开口向上,对称轴为y轴,顶点坐标是(0,0).
(2)抛物线y=x2的开口向上,对称轴为y轴,顶点坐标是(0,0).
9.B
10.> [解析] 根据抛物线的开口大小与二次函数的二次项系数的关系:系数越大,开口越小,可得m>n.
11.解:(1)∵点A(2,a)在抛物线y=x2上,∴a=22=4,∴点A的坐标为(2,4).
(2)存在.如图所示,在Rt△AOE中,AO==2 .以O为顶角的顶点时,
AO=P1O=2 或AO=P2O=2 ,
∴P1(-2 ,0),P2(2 ,0);以A为顶角的顶点时,AO=AP,∴P(4,0);以P为顶角的顶点时,OP′=AP′.
在Rt△AEP′中,AE2+P′E2=AP′2.
设AP′=x,则42+(x-2)2=x2,
解得x=5,∴P′(5,0).
综上所述,使△OAP是等腰三角形的点P的坐标为(-2 ,0)或(2 ,0)或(4,0)或(5,0).
第2课时 二次函数y=ax2(a<0)的图象与性质
知识要点分类练 夯实基础
知识点 1 二次函数y=ax2(a<0)的图象
1.已知函数y=-3x2,当x<0时,函数图象在( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
2.画出二次函数y=-x2的图象.
知识点 2 二次函数y=ax2(a<0)的性质
3.抛物线y=-5x2的开口________,当x=________时,y有最________值,是________;当x________时,y随x的增大而减小.
4.二次函数y=-x2的最大值是( )
A.x=- B.x=0 C.y=- D.y=0
5.若二次函数y=-2x2的函数值y随x的增大而增大,则自变量x的取值范围为( )
A.x>0 B.x>-2
C.x<0 D.x<-2
6.下列关于二次函数y=-x2的图象与性质的描述,正确的是( )
A.顶点坐标为(0,-) B.对称轴是y轴
C.当y=-时,x=1 D.函数有最小值
规律方法综合练 提升能力
7.下列函数中,当x>0时,y随x的增大而减小的是( )
A.y=2x B.y=2x-1
C.y= D.y=-2x2
8.函数y=2x2,y=-2x2,y=x2的图象的共同特征是( )
A.开口都向上,且都关于y轴对称
B.开口都向下,且都关于x轴对称
C.顶点都是原点,且都关于y轴对称
D.顶点都是原点,且都关于x轴对称
9.若二次函数y=-x2的图象过点A(-1,y1),B(-2,y2),C(3,y3),则y1,y2,y3的大小关系是( )
A.y1<y2<y3 B.y1<y3<y2
C.y2<y1<y3 D.y3<y2<y1
10.已知y=(k+2)xk2+k-4是二次函数,且函数图象有最高点.
(1)求k的值;
(2)求该函数图象的顶点坐标和对称轴.
拓广探究创新练 冲刺满分
11.如图1-2-3,在抛物线y=-x2上取三点A,B,C,设点A,B的横坐标分别为a(a>0),a+1,直线BC与x轴平行.
(1)把△ABC的面积S用a表示出来;
(2)当△ABC的面积S为15时,求a的值.
图1-2-3
教师详解详析
1.C
2.解:列表:
x
…
-3
-2
-1
0
1
2
3
…
y=-x2
…
-9
-4
-1
0
-1
-4
-9
…
描点和连线如图所示:
3.向下 0 大 0 >0 [解析] 因为y=-5x2的二次项系数小于0,所以抛物线的开口向下,y有最大值.
4.D [解析] 二次函数y=ax2(a<0)的图象的顶点坐标为(0,0),其最大值为y=0.
5.C 6.B
7.D [解析] 函数y=-2x2的对称轴为直线x=0,在对称轴的左侧,y随x的增大而增大,在对称轴的右侧,y随x的增大而减小,故D选项正确.
8.C
9.D [解析] 开口向下的抛物线上,离对称轴越远的点,其纵坐标越小.
10.解:(1)∵y=(k+2)xk2+k-4是二次函数,∴k2+k-4=2,∴k2+k-6=0,∴(k+3)(k-2)=0,∴k=-3或k=2.
∵函数图象有最高点,∴k+2<0,∴k<-2,∴k的值为-3.
(2)∵k=-3,∴二次函数的表达式为y=-x2,
∴该函数图象的顶点坐标为(0,0),对称轴是y轴.
11.解:(1)当x=a时,y=-x2=-a2,则A(a,-a2);当x=a+1时,y=-x2=-(a+1)2,则B(a+1,-(a+1)2).
∵抛物线y=-x2的对称轴为y轴,且BC与x轴平行,∴点C与点B为对称点,
∴点C的坐标为(-(a+1),-(a+1)2),
∴△ABC的面积S=(a+1+a+1)·[-a2+(a+1)2]=2a2+3a+1.
(2)当△ABC的面积S为15时,2a2+3a+1=15,整理得2a2+3a-14=0,
解得a1=-,a2=2,而a>0,∴a的值为2.
第3课时 二次函数y=a(x-h)2
的图象与性质
知识要点分类练 夯实基础
知识点 1 二次函数y=a(x-h)2与y=ax2的图象的关系
1.把抛物线y=3x2向左平移1个单位后,所得的抛物线表示的二次函数的表达式为( )
A.y=3x2-1 B.y=3(x-1)2
C.y=3x2+1 D.y=3(x+1)2
2.将抛物线y=x2平移得到抛物线y=(x+2)2,则下列平移过程正确的是( )
A.向左平移2个单位 B.向右平移2个单位
C.向上平移2个单位 D.向下平移2个单位
3.下列关于抛物线y=2(x-1)2与y=2x2的说法,错误的是( )
A.形状相同 B.开口方向相同
C.顶点相同 D.对称轴不同
4.抛物线y=(x+3)2向________平移________个单位后得到抛物线y=x2.
知识点 2 二次函数y=a(x-h)2的图象与性质
5.函数y=-3(x+1)2,当x________时,y随x的增大而减小;当x=________时,函数取得最________值,最________值为________.
6.在平面直角坐标系中,二次函数y=3(x-2)2的图象可能是( )
图1-2-4
7.下列抛物线中,对称轴为直线x=的是( )
A.y=x2 B.y=x2+1 C.y= D.y=
8.关于二次函数y=(x+2)2的图象,下列说法正确的是( )
A.开口向下
B.最低点是(2,0)
C.对称轴是直线x=2
D.对称轴右侧的部分是上升的
9.在函数y=2(x+1)2中,y随x的增大而减小,则x的取值范围为( )
A.x>-1 B.x>1 C.x<-1 D.x<1
10.画出函数y=-4(x-5)2的图象,并指出它的开口方向、对称轴及顶点坐标.
11.已知二次函数y=2(x-1)2.
(1)当x=2时,函数值y是多少?
(2)当y=4时,x的值是多少?
(3)当x在什么范围内时,y值随着x值的增大逐渐增大?当x在什么范围内时,y值随着x值的增大逐渐减小?
(4)这个函数有最大值还是最小值,最大值或最小值是多少?这时x的值是多少?
规律方法综合练 提升能力
12.若点M(-3,a),N(-1,b)均在函数y=-3(x-1)2的图象上,则( )
A.aB.a=b
C.a>b
D.a与b的大小关系不确定
13.二次函数y=a(x-h)2的图象的顶点位置( )
A.只与a有关 B.只与h有关
C.与a,h有关 D.与a,h无关
14.2017·衡阳已知函数y=-(x-1)2的图象上的两个点A(2,y1),B(a,y2),其中a>2,则y1与y2的大小关系是y1________y2(填“<”“>”或“=”).
15.写出一个对称轴是直线x=-3,且开口向下的抛物线所表示的二次函数的表达式_____________________________________________.
16.已知抛物线y=(x-h)2,当x=2时,y有最小值.
(1)写出该抛物线表示的二次函数的表达式;
(2)若(-100,y1),(-99,y2),(103,y3)三点都在该抛物线上,请比较y1,y2,y3的大小.
17.已知一条抛物线的开口方向和大小与抛物线y=3x2都相同,顶点与抛物线y=(x+2)2的顶点相同.
(1)求这条抛物线表示的二次函数的表达式;
(2)将(1)中的抛物线向右平移4个单位后,得到的抛物线表示的二次函数的表达式是什么?
拓广探究创新练 冲刺满分
18.将二次函数y=2x2的图象(如图1-2-5①)向右平移1个单位,所得的二次函数的图象的顶点为D(如图1-2-5②),并与y轴交于点A.
(1)写出平移后的二次函数图象的对称轴与点A的坐标.
(2)设平移后的二次函数图象的对称轴与函数y=2x2的图象的交点为B,试判断四边形OABD是哪种特殊的四边形,并证明你的结论.
(3)能否在函数y=2x2的图象上找到一点P,使△DBP是以线段DB为直角边的直角三角形?若能,请求出点P的坐标;若不能,请简要说明理由.
图1-2-5
教师详解详析
1.D [解析] 把抛物线y=3x2向左平移1个单位后,得到的抛物线表示的函数的表达式为y=3(x+1)2.故选D.
2.A [解析] 将抛物线y=x2平移得到抛物线y=(x+2)2,则这个平移过程是向左平移2个单位.故选A.
3.C 4.右 3 5.>-1 -1 大 大 0
6.D [解析] 二次函数y=3(x-2)2的图象的顶点坐标为(2,0),它的顶点坐标在x轴右半轴上.故选D.
7.D [解析] 已知对称轴为直线x=,表明在抛物线y=a(x-h)2中,h=,在四个选项中只有抛物线y=符合.故选D.
8.D [解析] 二次函数y=(x+2)2的图象在对称轴右侧的部分是上升的.
9.C [解析] 函数y=2(x+1)2的图象开口向上,对称轴为直线x=-1,在对称轴的左侧,y随x的增大而减小,故选C.
10.解:图略.图象的开口向下,对称轴为直线x=5,顶点坐标为(5,0).
11.解:(1)当x=2时,y=2×(2-1)2=2.
(2)当y=4时,2(x-1)2=4,解得x=1±.
(3)当x>1时,y值随着x值的增大逐渐增大;
当x<1时,y值随着x值的增大逐渐减小.
(4)这个函数有最小值,最小值是0,这时x的值为1.
12.A
13.B [解析] ∵二次函数y=a(x-h)2的图象的顶点坐标为(h,0),当h=0时,顶点在原点处,当h>0时,顶点在x轴的正半轴上,当h<0时,顶点在x轴的负半轴上,∴图象的顶点位置只与h有关.
14.> [解析] 因为函数的二次项系数为-1,小于0,对称轴为直线x=1,所以在对称轴的左侧,y随x的增大而增大;在对称轴的右侧,y随x的增大而减小.因为a>2>1,所以y1>y2.故填“>”.
15.答案不唯一,如y=-2(x+3)2
16.解:(1)∵函数y=(x-h)2在x=2处取得最小值,
∴该抛物线的顶点坐标为(2,0),则此抛物线表示的二次函数的表达式为y=(x-2)2.
(2)由题意,知函数y=(x-2)2有最小值,图象开口向上,函数的增减性为“左降右升”.
∵-100<-99<2,∴ y1 >y2.
又∵=,根据抛物线的对称性,可知y2=y3.综上所述,y1 >y2=y3.
17.解:(1)∵所求抛物线的顶点与抛物线y=(x+2)2的顶点相同,∴这条抛物线表示的二次函数的表达式为y=a(x+2)2.
∵所求抛物线的开口方向和大小与抛物线y=3x2都相同,∴a=3.
∴这条抛物线表示的二次函数的表达式为y=3(x+2)2.
(2)点(-2,0)向右平移4个单位后得点(2,0),故平移后的抛物线表示的二次函数的表达式为y=3(x-2)2.
18.解:(1)平移后的二次函数图象的对称轴为直线x=1,点A的坐标为(0,2).
(2)四边形OABD是矩形.
证明:把x=1代入y=2x2,得y=2,
∴点B的坐标为(1,2).
根据题意,得平移后的二次函数的图象表示的函数表达式为y=2(x-1)2,
∴顶点D的坐标为(1,0),
∴OA=DB=2,OA∥BD,
∴四边形OABD是平行四边形.
又∵∠AOD=90°,∴?OABD是矩形.
(3)能.①当∠DBP=90°时,
∵四边形OABD是矩形,∴∠DBA=90°,
即点P在直线AB上,直线AB表示的一次函数的表达式为y=2.
把y=2代入y=2x2,得x=±1(正值舍去).
∴点P的坐标为(-1,2).
②当∠BDP=90°时,
∵四边形OABD是矩形,∴∠BDO=90°,即点P在x轴上.
又∵点P在函数y=2x2的图象上,
∴点P与点O重合,即点P的坐标为(0,0).
综上所述,点P的坐标为(-1,2)或(0,0).
第4课时 二次函数y=a(x-h)2+k的图象与性质
知识要点分类练 夯实基础
知识点 1 二次函数y=a(x-h)2+k与y=ax2的图象的关系
1.2017·常德将抛物线y=2x2向右平移3个单位,再向下平移5个单位,得到的抛物线的表达式为( )
A.y=2(x-3)2-5 B.y=2(x+3)2+5
C.y=2(x-3)2+5 D.y=2(x+3)2-5
2.抛物线y=(x-3)2+2可以由抛物线y=x2先向右平移________个单位,再向上平移________个单位得到.
3.函数y=-2(x-1)2-1的图象可以由函数y=-2(x+2)2+3的图象先向右平移________个单位,再向________平移________个单位得到.
知识点 2 二次函数y=a(x-h)2+k的图象与性质
4.教材习题1.2第6题变式二次函数y=2(x+2)2-1的图象大致是( )
图1-2-6
5.2017·长沙抛物线y=2(x-3)2+4的顶点坐标是( )
A.(3,4) B.(-3,4) C.(3,-4) D.(2,4)
6.设二次函数y=(x-3)2-4的图象的对称轴为直线l,若点M在直线l上,则点M的坐标可能是( )
A.(1,0) B.(3,0) C.(-3,0) D.(0,-4)
7.设A(6,y1),B(1,y2),C(2,y3)是抛物线y=-(x+1)2+a上的三个点,则y1,y2,y3的大小关系为____________(用“>”连接).
8.指出下列抛物线的开口方向、对称轴和顶点坐标.
抛物线
开口方向
对称轴
顶点坐标
y=-4(x+3)2+5
y=3(x+1)2-2
y=(x-5)2-7
y=-2(x-2)2+6
9.在同一平面直角坐标系中画出函数y=(x+1)2-3和y=(x-1)2+3的图象,并写出它们的顶点坐标和对称轴.
知识点 3 根据图象的顶点坐标求二次函数的表达式
10.已知抛物线的顶点坐标为(-1,-2),且过点(1,6),求抛物线所表示的二次函数的表达式.
解:设二次函数的顶点式为____________,
把点(1,6)代入表达式得____________,
解方程得________,
所以抛物线所表示的二次函数的表达式为____________.
11.若某抛物线的形状、开口方向与抛物线y=x2相同,顶点坐标为(-2,1),则此抛物线表示的二次函数的表达式为( )
A.y=(x-2)2+1 B.y=(x+2)2-1
C.y=(x+2)2+1 D.y=-(x+2)2+1
规律方法综合练 提升能力
12.关于二次函数y=2-(x+1)2,下列说法:(1)函数的图象开口向上;(2)有最小值2;(3)有最大值2;(4)函数图象的对称轴是直线x=1;(5)函数图象的对称轴是直线x=-1.其中正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
13.图1-2-7中有对称轴相同的两条抛物线,则下列关系不正确的是( )
图1-2-7
A.h=m B.k>n C.k=n D.h>0,k>0
14.若抛物线y=(x-m)2+(m+1)的顶点在第一象限,则m的取值范围为( )
A.m>1 B.m>0 C.m>-1 D.-1<m<0
15.在平面直角坐标系中,如果抛物线y=-2x2不动,而将x轴,y轴分别向上、向左各平移3个单位,那么新抛物线表示的二次函数的表达式是( )
A.y=-2(x-3)2+3 B.y=-2(x+3)2+3
C.y=-2(x-3)2-3 D.y=-2(x+3)2-3
16.如图1-2-8,二次函数的图象的顶点坐标是(-1,3),当函数值y随x的增大而增大时,x的取值范围是________.
图1-2-8
17.将二次函数y=a(x-h)2+k的图象先向左平移2个单位,再向上平移4个单位,得到二次函数y=(x+1)2-1的图象.
(1)试确定a,h,k的值;
(2)请写出二次函数y=a(x-h)2+k的图象的开口方向、对称轴和顶点坐标.
18.如图1-2-9,在平面直角坐标系中,二次函数图象的顶点为A(1,-4),且图象经过点B(3,0).
(1)求该二次函数的表达式;
(2)将该二次函数的图象向右平移几个单位,可使平移后所得图象经过坐标原点?请直接写出平移后所得图象与x轴的另一个交点的坐标.
图1-2-9
拓广探究创新练 冲刺满分
19.如图1-2-10,已知抛物线的顶点为A(1,4),抛物线与y轴交于点B(0,3),与x轴交于点C,D.P是x轴上的一个动点.
(1)求此抛物线的函数表达式;
(2)当PA+PB的值最小时,求点P的坐标.
图1-2-10
教师详解详析
1.A [解析] 抛物线y=2x2的顶点坐标为(0,0),将(0,0)向右平移3个单位,再向下平移5个单位后的坐标为(3,-5), ∴平移后的抛物线的表达式为y=2(x-3)2-5.故选A.
2.3 2 3.3 下 4
4.C [解析] ∵a=2>0,∴抛物线开口向上.
∵二次函数的表达式为y=2(x+2)2-1,
∴图象的顶点坐标为(-2,-1),对称轴为直线x=-2.
5.A 6.B
7.y2>y3>y1
8.解:
抛物线
开口方向
对称轴
顶点坐标
y=-4(x+3)2+5
向下
直线x=-3
(-3,5)
y=3(x+1)2-2
向上
直线x=-1
(-1,-2)
y=(x-5)2-7
向上
直线x=5
(5,-7)
y=-2(x-2)2+6
向下
直线x=2
(2,6)
9.解:它们的图象如图所示.
抛物线y=(x+1)2-3的顶点坐标是(-1,-3),对称轴是直线x=-1;
抛物线y=(x-1)2+3的顶点坐标是(1,3),对称轴是直线x=1.
10.y=a(x+1)2-2 6=a(1+1)2-2 a=2 y=2(x+1)2-2
11.C 12.B
13.C [解析] 由题意,可知抛物线y=(x-h)2+k的顶点坐标为(h,k);抛物线y=(x-m)2+n的顶点坐标为(m,n).选项A,由两抛物线有相同的对称轴,可得h=m,故本选项不合题意;选项B,由两抛物线顶点的位置可知,k>n,故本选项不合题意;选项C,由两抛物线顶点的位置可知,k>n,故本选项符合题意;选项D,由抛物线y=(x-h)2+k的位置可知,h>0,k>0,故本选项不合题意.
14.B
15.C [解析] 如果抛物线y=-2x2不动,把x轴,y轴分别向上、向左平移3个单位,相当于平面直角坐标系不动,将抛物线向下、向右各平移3个单位,得到的新抛物线表示的二次函数的表达式为y=-2(x-3)2-3.故选C.
16.x<-1
17.解:(1)∵平移不改变图象的形状和大小,
∴a=.
将二次函数y=a(x-h)2+k的图象向左平移2个单位,再向上平移4个单位后,所得图象的顶点坐标为(h-2,k+4),故h-2=-1,k+4=-1,解得h=1,k=-5.∴a=,h=1,k=-5..
(2)由(1)知二次函数的表达式为y=(x-1)2-5,故其图象的开口向上,对称轴为直线x=1,顶点坐标为(1,-5).
18.解:(1)设该二次函数的表达式为y=a(x-1)2-4.
∵二次函数的图象经过点B(3,0),
∴0=4a-4,解得a=1,
∴该二次函数的表达式为y=(x-1)2-4.
(2)令y=0,得(x-1)2-4=0,
解方程,得x1=3,x2=-1,
∴二次函数的图象与x轴的两个交点的坐标分别为(3,0)和(-1,0),
∴将该二次函数的图象向右平移1个单位,可使平移后所得图象经过坐标原点,平移后所得图象与x轴的另一个交点的坐标为(4,0).
19.解:(1)∵抛物线的顶点坐标为(1,4),
∴设抛物线的函数表达式为y=a(x-1)2+4.
∵抛物线过点B(0,3),
∴3=a(0-1)2+4,解得a=-1,
∴抛物线的函数表达式为y=-(x-1)2+4,
即y=-x2+2x+3.
(2)作点B关于x轴的对称点E(0,-3),连接AE,交x轴于点P,连接PB,此时PA+PB的值最小.
设直线AE的函数表达式为y=kx+b,
则解得
∴y=7x-3.
当y=0时,x=,
∴点P的坐标为(,0).
第5课时 二次函数y=ax2+bx+c
的图象与性质
知识要点分类练 夯实基础
知识点 1 用配方法将二次函数由一般式化为顶点式
1.将二次函数y=x2-2x+3化为y=(x-h)2+k的形式为( )
A.y=(x+1)2+4 B.y=(x-1)2+4
C.y=(x+1)2+2 D.y=(x-1)2+2
2.用配方法把二次函数y=2x2-4x+5化为y=a(x-h)2+k的形式.
解:y=2x2-4x+5=2(________)+5=2(x2-2x+________-________)+5=2[(x-1)2-________]+5=2(x-1)2+________.
知识点 2 二次函数y=ax2+bx+c与y=a(x-h)2+k的关系
3.2017·淄博将二次函数y=x2+2x-1的图象沿x轴向右平移2个单位后,得到的图象表示的二次函数的表达式是( )
A.y=(x+3)2-2 B.y=(x+3)2+2
C.y=(x-1)2+2 D.y=(x-1)2-2
4.将二次函数y=x2-2x+2的图象平移后得到抛物线y=(x+2)2-1,则其平移方式是( )
A.向左平移3个单位,向上平移2个单位
B.向右平移3个单位,向下平移2个单位
C.向右平移3个单位,向上平移2个单位
D.向左平移3个单位,向下平移2个单位
5.将抛物线y=x2-4x+3向左平移2个单位后,所得抛物线表示的二次函数的表达式为__________.
知识点 3 二次函数y=ax2+bx+c的图象与性质
6.抛物线y=x2-4x-4的对称轴是( )
A.直线x=-2 B.直线x=2 C.直线x=4 D.直线x=-4
7.2018·攀枝花抛物线y=x2-2x+2的顶点坐标为( )
A.(1,1) B.(-1,1)
C.(1,3) D.(-1,3)
8.对于抛物线y=-4x+x2-7,下列说法:①抛物线的开口向上;②对称轴为直线x=2;③顶点坐标为(2,-3);④点在该抛物线上;⑤在对称轴右侧,抛物线是上升的.其中正确的说法有________(填序号).
9.若A(2,y1),B(3,y2)是二次函数y=x2-2x+1的图象上的两个点,则y1与y2的大小关系为y1________y2(填“>”“<”或“=”).
10.若抛物线y=2x2-bx+3的对称轴是直线x=1,则b的值为________.
11.已知二次函数y=x2+4x+3.
(1)求这个二次函数图象的顶点坐标和对称轴;
(2)当x为何值时,y随x的增大而增大?当x为何值时,y随x的增大而减小?
(3)当x为何值时,函数有最小值,最小值是多少?
规律方法综合练 提升能力
12.将二次函数y=x2+bx+c的图象先向右平移2个单位,再向下平移3个单位,所得图象表示的二次函数的表达式为y=(x-1)2-4,则b,c的值分别为( )
A.2,-6 B.2,0 C.-6,8 D.-6,2
13.2017·六盘水已知二次函数y=ax2+bx+c的图象如图1-2-11所示,则( )
图1-2-11
A.b>0,c>0 B.b>0,c<0 C.b<0,c<0 D.b<0,c>0
14.二次函数y=ax2+bx+c的自变量x与函数y的对应值如下表:
x
…
-5
-4
-3
-2
-1
0
…
y
…
4
0
-2
-2
0
4
…
下列说法正确的是( )
A.抛物线的开口向下
B.当x>-3时,y随x的增大而增大
C.二次函数的最小值是-2
D.抛物线的对称轴是直线x=-
15.二次函数y=-x2+bx+c的图象如图1-2-12所示,若点A(x1,y1),B(x2,y2)在此函数图象上,且x1图1-2-12
16.已知二次函数y=x2+mx+n的图象经过点P(-3,1),对称轴是直线x=-1.
(1)求m,n的值.
(2)x取什么值时,y随x的增大而减小;x取什么值时,y随x的增大而增大?
17.如图1-2-13,已知抛物线y=ax2+bx-3的对称轴为直线x=1,交x轴于A,B两点,交y轴于点C,其中点B的坐标为(3,0).
(1)写出点A的坐标;
(2)求抛物线的函数表达式.
图1-2-13
拓广探究创新练 冲刺满分
18.若两个二次函数图象的顶点、开口方向都相同,则称这两个二次函数为“同簇二次函数”.
(1)请写出两个为“同簇二次函数”的函数;
(2)已知关于x的二次函数y1=2x2-4mx+2m2+1和y2=ax2+bx+5,其中函数y1的图象经过点A(1,1),若函数y1+y2与y1为“同簇二次函数”,求函数y2的表达式,并求出当0≤x≤3时,y2的最大值.
教师详解详析
1.D [解析] y=x2-2x+3=x2-2x+1+2=(x-1)2+2.
2.x2-2x 1 1 1 3
3.D [解析] ∵y=x2+2x-1=(x+1)2-2,∴二次函数y=x2+2x-1的图象沿x轴向右平移2个单位后,得到的图象的函数表达式是y=(x+1-2)2-2=(x-1)2-2,故选D.
4.D [解析] y=x2-2x+2=(x-1)2+1,∴函数图象的顶点为(1,1).抛物线y=(x+2)2-1的顶点为(-2,-1),故应将函数的图象向左平移3个单位,向下平移2个单位.
5.y=x2-1
6.B [解析] 根据题意,可知a=1,b=-4,依据抛物线的对称轴公式x=-求解即可.
7.A
8.①②⑤
9.< [解析] 思路一:二次函数y=x2-2x+1的图象开口向上,对称轴为直线x=1,在对称轴的右侧,y随x的增大而增大.∵1<2<3,∴y1思路二:把x=2和x=3分别代入函数表达式中,可求得y1=22-2×2+1=1,y2=32-2×3+1=4,∴y110.4 [解析] 由-=1,解得b=4.
11.解:(1)∵-=-=-2,==-1,∴顶点坐标为(-2,-1),对称轴为直线x=-2.
(2)当x>-2时,y随x的增大而增大;
当x<-2时,y随x的增大而减小.
(3)当x=-2时,函数有最小值,最小值是-1.
12.B [解析] 将点(1,-4)向左平移2个单位,再向上平移3个单位得到点(-1,-1),所以原抛物线表示的二次函数的表达式为y=(x+1)2-1,化成一般形式为y=x2+2x,所以b=2,c=0.故选B.
13.B [解析] ∵二次函数y=ax2+bx+c的图象开口向下,∴a<0.∵二次函数图象与y轴交于负半轴,∴c<0.又∵对称轴为直线x=-,且->0,∴b>0,故选B.
14.D [解析] 从表格中得知当x=-3和x=-2时,y=-2,∴二次函数y=ax2+bx+c的图象的对称轴为直线x=-,故选D.
15.< [解析] 由图象,可知抛物线的对称轴为直线x=1.∵点A(x1,y1),B(x2,y2)在抛物线上,且x116.解:(1)∵二次函数y=x2+mx+n的图象经过点P(-3,1),对称轴是直线x=-1,
∴ 解得
即m,n的值分别为2,-2.
(2)∵a=1>0,∴抛物线的开口向上.
当x<-1时,y随x的增大而减小;
当x>-1时,y随x的增大而增大.
17.解:(1)∵抛物线y=ax2+bx-3的对称轴为直线x=1,交x轴于A,B两点,其中点B的坐标为(3,0),∴点A的横坐标为-1,
∴点A的坐标为(-1,0).
(2)将A(-1,0),B(3,0)代入y=ax2+bx-3,得解得
∴抛物线的函数表达式是y=x2-2x-3.
18.解:(1)答案不唯一,如y=x2和y=2x2.
(2)将点A(1,1)代入y1=2x2-4mx+2m2+1,得2-4m+2m2+1=1,解得m=1,
所以y1=2x2-4x+3=2(x-1)2+1,
即函数y1的图象的顶点坐标为(1,1).
又∵y1+y2=(a+2)x2+(b-4)x+8,
函数y1+y2与y1为“同簇二次函数”,
∴函数y1+y2=(a+2)x2+(b-4)x+8的图象的顶点坐标为(1,1),
∴解得
∴y2=5x2-10x+5.
当0≤x≤3时,易知x=3时,y2最大值=5×32-10×3+5=20.
*1.3 不共线三点确定二次函数的表达式
知识要点分类练 夯实基础
知识点 不共线三点确定二次函数的表达式
1.若抛物线过点A(0,3),B(3,0),C(4,3),求此抛物线表示的函数的表达式.
解:(1)设抛物线表示的函数的表达式为__________________________________;
(2)将A,B,C三点的坐标代入得方程组___________________________________;
(3)解方程组得
(4)抛物线表示的函数的表达式为____________.
2.某二次函数的图象经过点A(0,0),B(-1,-11),C(1,9),则这个二次函数的表达式是( )
A.y=-10x2+x B.y=-10x2+19x
C.y=10x2+x D.y=-x2+10x
3.已知一个二次函数,当x=0时,y=-5;当x=-1时,y=-4;当x=-2时,y=5,则这个二次函数的表达式是( )
A.y=4x2+3x-5 B.y=2x2+x+5
C.y=2x2-x+5 D.y=2x2+x-5
4.如图1-3-1,该抛物线表示的二次函数的表达式是( )
图1-3-1
A.y=x2-x+2 B.y=x2+x+2
C.y=-x2-x+2 D.y=-x2+x+2
5.2017·百色经过A(4,0),B(-2,0),C(0,3)三点的抛物线表示的函数的表达式是________.
6.已知三个点的坐标,是否存在一个二次函数的图象经过这三个点?若存在,请求出这个函数表达式;若不存在,请说明理由.
(1)A(0,-1),B(1,2),C(-1,0);
(2)A(0,-1),B(1,2),C(-1,-4).
7.一条抛物线经过点(1,-2),(-1,2),(3,2).
(1)求这条抛物线表示的二次函数的表达式;
(2)用配方法把函数表达式化为顶点式,并写出抛物线的顶点坐标.
8.已知某二次函数的图象经过点A(-1,-5),B(0,-4)和C(1,1).
(1)求二次函数的表达式;
(2)判断点D(-2,-1)是否在此抛物线上.
规律方法综合练 提升能力
9.已知抛物线经过点A(2,0),B(-1,0),与y轴交于点C,且OC=2,则这条抛物线表示的二次函数的表达式为( )
A.y=x2-x-2
B.y=-x2+x+2
C.y=x2-x-2或y=-x2+x+2
D.y=-x2-x-2或y=x2+x+2
10.如图1-3-2,在平面直角坐标系中,抛物线与y轴交点的坐标是(0,5),且经过两个长、宽分别为4和2的相同的长方形的顶点,则这条抛物线表示的二次函数的表达式是__________________.
图1-3-2
11.如图1-3-3,已知抛物线y=ax2+bx+c经过点A(0,3),B(3,0),C(4,3).
(1)求抛物线表示的二次函数的表达式;
(2)求抛物线的顶点坐标和对称轴;
(3)把抛物线向上平移,使得顶点落在x轴上,求此时抛物线所表示的函数的表达式.
图1-3-3
12.如图1-3-4,已知直线y=-x+2与x轴,y轴分别交于点A,B,过A,B两点的抛物线y=ax2+bx+c交x轴于点C(-1,0).
(1)求点A,B的坐标.
(2)求抛物线表示的二次函数的表达式.
(3)抛物线在x轴上方的部分是否存在一点P,使得△ACP的面积是△ABO面积的2倍?如果存在,请求出点P的坐标;如果不存在,请说明理由,并求出能使△ACP的面积最大的点P的坐标.
图1-3-4
拓广探究创新练 冲刺满分
13.2018·永州如图1-3-5,抛物线的顶点A的坐标为(1,4),抛物线与x轴交于B,C两点,与y轴交于点E(0,3).
(1)求抛物线的函数表达式.
(2)已知点F(0,-3),在抛物线的对称轴上是否存在一点G,使得EG+FG的值最小,如果存在,求出点G的坐标;如果不存在,请说明理由.
(3)如图②,连接AB,若P是线段OE上的一动点,过点P作线段AB的垂线,分别与线段AB,抛物线交于点M,N(点M,N都在对称轴的右侧),当MN的长度最大时,求△PON的面积.
图1-3-5
教师详解详析
1.(1)y=ax2+bx+c (2)
(3)a=1 b=-4 c=3 (4)y=x2-4x+3
2.D 3.A
4.D [解析] 根据题意,设二次函数的表达式为y=ax2+bx+c,因为抛物线过点(-1,0),(0,2),(2,0),所以
解得故抛物线表示的二次函数的表达式为y=-x2+x+2.
5.y=-x2+x+3 [解析] 根据题意设抛物线的表达式为y=a(x+2)(x-4),把C(0,3)代入,得-8a=3,即a=-,则抛物线的表达式为y=-(x+2)(x-4)=-x2+x+3.
6.解:(1)存在.设二次函数y=ax2+bx+c的图象经过A,B,C三点,则得到关于a,b,c的三元一次方程组解得
因此二次函数y=2x2+x-1的图象经过A,B,C三点.
(2)不存在.理由:设二次函数y=ax2+bx+c的图象经过A,B,C三点,则得到关于a,b,c的三元一次方程组解得
因此一次函数y=3x-1的图象经过A,B,C三点,这说明不存在一个二次函数的图象经过A,B,C三点.
7.解:(1)设抛物线表示的二次函数的表达式为y=ax2+bx+c.将点(1,-2),(-1,2),(3,2)代入,得解得
因此这条抛物线表示的二次函数的表达式为y=x2-2x-1.
(2)根据抛物线表示的函数的表达式,可知y=(x-1)2-2,因此抛物线的顶点坐标为(1,-2).
8.解:(1)设二次函数的表达式为y=ax2+bx+c,
∵二次函数的图象经过点(-1,-5),(0,-4),(1,1),
∴解得
∴二次函数的表达式为y=2x2+3x-4.
(2)当x=-2时,y=-2,
∴点D不在此抛物线上.
9.C [解析] 抛物线与y轴交于点C,且OC=2,所以点C的坐标是(0,2)或(0,-2).当点C的坐标是(0,2)时,图象经过A,B,C三点,可以设函数表达式为y=a(x-2)(x+1),把C(0,2)代入函数表达式,得-2a=2,a=-1,则函数表达式为y=-(x-2)(x+1)=-x2+x+2.同理可得当点C的坐标是(0,-2)时,函数表达式为y=x2-x-2.故这条抛物线表示的二次函数的表达式为y=-x2+x+2或y=x2-x-2.
10.y=-x2-x+5 [解析] 根据题意,得抛物线经过点(0,5),(-4,2),(2,4).设抛物线表示的二次函数的表达式为y=ax2+bx+c,
则,解得
故抛物线表示的二次函数的表达式为y=-x2-x+5.
11.解:(1)把点A(0,3),B(3,0),C(4,3)代入y=ax2+bx+c,得
解得,
所以抛物线表示的二次函数的表达式为y=x2-4x+3.
(2)因为y=x2-4x+3=(x-2)2-1,
所以抛物线的顶点坐标为(2,-1),对称轴为直线x=2.
(3)由(1)得y=x2-4x+3=(x-2)2-1.平移后抛物线的顶点落在x轴上,此时抛物线所表示的函数的表达式为y=(x-2)2.
12.解:(1)当x=0时,y=-×0+2=2,则B(0,2);
当y=0时,-x+2=0,解得x=4,则A(4,0).
(2)设抛物线表示的二次函数的表达式为y=a(x+1)(x-4),
把B(0,2)代入,得a×1×(-4)=2,解得a=-,
所以函数表达式为y=-(x+1)(x-4),即y=-x2+x+2.
(3)不存在.
理由:假设存在点P(t,-t2+t+2)(-1<t<4),使得△ACP的面积是△ABO面积的2倍,所以×(4+1)×(-t2+t+2)=2××2×4,
整理,得5t2-15t+12=0,Δ=(-15)2-4×5×12<0,所以方程没有实数解,
即抛物线在x轴上方的部分不存在点P,使得△ACP的面积是△ABO面积的2倍.
当P为抛物线的顶点时,△ACP的面积最大.
因为y=-x2+x+2=-(x-)2+,
所以此时点P的坐标为(,).
13.解:(1)设抛物线的函数表达式为y=a(x-1)2+4,把点E(0,3)代入,得a(0-1)2+4=3,解得a=-1,∴y=-(x-1)2+4=-x2+2x+3.
(2)存在.如图①,点E关于对称轴直线x=1的对称点为E′(2,3),连接E′F,与对称轴直线x=1交于点G,连接EG,此时EG+FG的值最小.设过点E′,F的直线的函数表达式为y=mx+n,把E′,F两点坐标代入,得解得∴直线E′F的函数表达式为y=3x-3,把x=1代入,得y=0,因此点G的坐标为(1,0).
(3)连接AN,BN.要使MN的长度最大,即要使△ABN的面积最大,过点N作NK⊥x轴,交直线AB于点H,交x轴于点K.在y=-x2+2x+3中,令y=0,则-x2+2x+3=0,解得x1=-1,x2=3,即B(3,0),过A(1,4),B(3,0)两点的直线的函数表达式为y=-2x+6.设N(t,-t2+2t+3),则H(t,-2t+6),∴NH=-t2+4t-3.当NH的长度最大时,△ABN的面积最大.∵NH=-t2+4t-3=-(t-2)2+1,∴t=2时,△ABN的面积最大,此时N(2,3).过点A作AQ⊥x轴,垂足为Q,∴AQ=4,OQ=1,BQ=BO-OQ=3-1=2.设直线PN交x轴于点D,∵PN⊥AB,∴∠BMD=90°,∴∠ABD+∠BDN=90°.∵NK⊥x轴,∴∠DKN=90°,∴∠DNK+∠BDN=90°,∴∠ABD=∠DNK.在△ABQ和△DNK中,∠AQB=∠DKN=90°,∠ABD=∠DNK,∴△ABQ∽△DNK,∴=,∴=,∴DK=6,∴DO=DK-OK=6-2=4,∴D(-4,0).设直线PN的函数表达式为y=kx+c,把点D(-4,0),N(2,3)代入,得解得∴直线PN的函数表达式为y=x+2,与y轴的交点P的坐标为(0,2),∴S△PON=×2×2=2.
1.4 二次函数与一元二次方程的联系
知识要点分类练 夯实基础
知识点 1 二次函数与一元二次方程的关系
1.小兰画了一个函数y=x2+ax+b的图象,如图1-4-1,则关于x的方程x2+ax+b=0的解是( )
图1-4-1
A.无解 B.x=1 C.x=-4 D.x1=-1,x2=4
2.二次函数y=x2-2x+1的图象与x轴的交点情况是( )
A.有两个相同的交点 B.有两个不同的交点
C.没有交点 D.无法确定
3.二次函数y=x2+x-6的图象与x轴交点的横坐标是( )
A.2和-3 B.-2和3
C.2和3 D.-2和-3
4.2018·自贡若函数y=x2+2x-m的图象与x轴有且只有一个交点,则m的值为________.
5.抛物线y=3x2+x-10与x轴有无交点?若无,请说明理由;若有,请求出交点坐标.
知识点 2 用二次函数的图象求一元二次方程的近似解
6.2017·兰州下表是二次函数y=x2+3x-5的自变量x与函数值y的几组对应值:
x
1
1.1
1.2
1.3
1.4
y
-1
-0.49
0.04
0.59
1.16
那么方程x2+3x-5=0的一个近似根是( )
A.1 B.1.1 C.1.2 D.1.3
7.用图象法求一元二次方程x2+2x-10=0的近似解(精确到0.1).
知识点 3 用二次函数与一元二次方程的关系解决实际问题
8.小明同学在体育课上练习推铅球,图1-4-2是某次铅球被推出后所经过的路线,铅球从点A处出手,在点B处落地,它的运行轨迹满足二次函数y=-x2+x+,则小明同学这次推铅球的成绩是________ m.
图1-4-2
9.杂技团进行杂技表演,演员从跷跷板右端A处弹跳到人梯顶端B处,其身体(看成一点)经过的路线是抛物线y=-x2+3x+1的一部分,如图1-4-3所示.
(1)求演员弹跳时离地面的最大高度;
(2)已知人梯BC高3.4米,在一次表演中,人梯到起跳点A的水平距离是4米,问这次表演能否成功?请说明理由.
图1-4-3
规律方法综合练 提升能力
10.2017·徐州若函数y=x2-2x+b的图象与坐标轴有三个交点,则b的取值范围是( )
A.b<1且b≠0 B.b>1 C.0<b<1 D.b<1
11.2017·苏州若二次函数y=ax2+1的图象经过点(-2,0),则关于x的方程a(x-2)2+1=0的实数根为( )
A.x1=0,x2=4 B.x1=-2,x2=6
C.x1=,x2= D.x1=-4,x2=0
12.若二次函数y=x2+bx的图象的对称轴是经过点(2,0)且平行于y轴的直线,则关于x的方程x2+bx=5的解为( )
A.x1=0,x2=4 B.x1=1,x2=5
C.x1=1,x2=-5 D.x1=-1,x2=5
13.2017·牡丹江若将图1-4-4中的抛物线y=x2-2x+c向上平移,使它经过点(2,0),此时抛物线位于x轴下方的图象对应的x的取值范围是________.
图1-4-4
14.已知抛物线y=(x-m)2-(x-m),其中m是常数.
(1)求证:不论m为何值,该抛物线与x轴一定有两个公共点.
(2)若该抛物线的对称轴为直线x=.
①求该抛物线表示的函数的表达式;
②把该抛物线沿y轴向上平移多少个单位后,得到的抛物线与x轴只有一个公共点?
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15.某地要建造一个圆形喷水池,在水池中央垂直于水面安装一个花形柱子OA,O恰好在水面中心位置,安装在柱子顶端A处的喷头向外喷水,水流在各个方向上沿形状相同的抛物线路径落下,且在过OA的任一平面上,抛物线的形状如图1-4-5①所示.建立如图②所示的直角坐标系,水流喷出的高度y(米)与水平距离x(米)之间的表达式是y=-x2+2x+,请回答下列问题:
(1)柱子OA的高度为多少米?
(2)若不计其他因素,水池的半径至少为多少米,才能使喷出的水流不至于落在水池外面?
图1-4-5
教师详解详析
1.D
2.A [解析] 在二次函数y=x2-2x+1中,∵Δ=4-4=0,∴二次函数的图象与x轴有两个相同的交点.
3.A [解析] 解方程x2+x-6=0,得x1=2,x2=-3.∴函数图象与x轴交点的横坐标是2和-3.
4.-1 [解析] 由二次函数y=x2+2x-m的图象与x轴有且只有一个交点,可得b2-4ac=22-4×1×(-m)=0,∴4m+4=0,解得m=-1,∴m的值为-1.
5.解:有.令y=0,得3x2+x-10=0.∵Δ=12-4×3×(-10)=121>0,∴抛物线y=3x2+x-10与x轴有交点.∵解方程3x2+x-10=0,得x1=-2,x2=,∴抛物线y=3x2+x-10与x轴的交点坐标是(-2,0),(,0).
6.C
7.[解析] 方程x2+2x-10=0的解可以看成抛物线y=x2+2x-10与x轴交点的横坐标.因此应先画出抛物线,由抛物线与x轴交点的位置确定方程的根的取值范围,观察图象求得近似解.
解:画出函数y=x2+2x-10的图象如图所示.
由图象,知方程有两个根,一个根在-4和-5之间,另一个根在2和3之间.先求-5和-4之间的根,利用计算器进行探索:
x
-4.1
-4.2
-4.3
-4.4
y
-1.39
-0.76
-0.11
0.56
因此,x=-4.3是方程的一个精确到0.1的近似解.同理,可求得另一个精确到0.1的近似解为x=2.3.故一元二次方程x2+2x-10=0的近似解为x1≈-4.3,x2≈2.3.
[点评] 本题还可以将方程化为x2=-2x+10的形式,利用函数y=x2和y=-2x+10的图象的交点求解.
8.10 [解析] 当y=0时,-x2+x+=0,解得x1=10,x2=-2(不合题意,舍去),所以小明同学这次推铅球的成绩是10 m.
9.解:(1)将二次函数y=-x2+3x+1化成y=-+的形式,
当x=时,y有最大值,y最大值==4.75.
因此,演员弹跳时离地面的最大高度是4.75米.
(2)这次表演能成功.理由:
当x=4时,y=-×42+3×4+1=3.4.
即点B(4,3.4)在抛物线y=-x2+3x+1上,
因此,这次表演能成功.
10.A [解析] ∵函数y=x2-2x+b的图象与坐标轴有三个交点,
∴解得b<1且b≠0.
11.A [解析] ∵二次函数y=ax2+1的图象经过点(-2,0),∴4a+1=0,解得a=-.
∴方程-(x-2)2+1=0的实数根为x1=0,x2=4.故选A.
12.D [解析] 由题意,得二次函数图象的对称轴为直线x=2,由对称轴公式得-=2,解得b=-4,代入一元二次方程,得x1=-1,x2=5.故选D.
13.0<x<2 [解析] 设平移后抛物线的函数表达式为y=x2-2x+c+b,把A(2,0)代入,得c+b=0,则该函数表达式为y=x2-2x.当y=0时,x2-2x=0,解得x1=0,x2=2,∴此时抛物线位于x轴下方的图象对应的x的取值范围是0<x<2.
14.解:(1)证明:y=(x-m)2-(x-m)=x2-(2m+1)x+m2+m,
∵Δ=(2m+1)2-4(m2+m)=1>0,
∴不论m为何值,该抛物线与x轴一定有两个公共点.
(2)①根据对称轴公式,得x=-=,∴m=2,
∴抛物线表示的函数表达式为y=x2-5x+6.
②设抛物线沿y轴向上平移k个单位后,得到的抛物线与x轴只有一个公共点,则平移后抛物线表示的函数表达式为y=x2-5x+6+k,
∵抛物线y=x2-5x+6+k与x轴只有一个公共点,
∴Δ=(-5)2-4(6+k)=0,解得k=.
即把该抛物线沿y轴向上平移个单位后,得到的抛物线与x轴只有一个公共点.
15.解:(1)当x=0时,y=,故柱子OA的高度为米.
(2)解方程-x2+2x+=0,得x1=-,
x2=,∴点B的坐标为,∴OB=.
故不计其他因素,水池的半径至少为米,才能使喷出的水流不至于落在水池外面.
1.5 第1课时 利用二次函数解决拱桥问题、面积问题
知识要点分类练 夯实基础
知识点1 利用二次函数解决拱桥问题
1.河北省赵县赵州桥的桥拱是近似的抛物线形,建立如图1-5-1②所示的平面直角坐标系,其函数表达式为y=-x2.当水面离桥拱顶部的距离DO是4 m时,水面宽度AB为( )
图1-5-1
A.-20 m B.10 m C.20 m D.-10 m
2. 如图1-5-2,已知桥拱形状为抛物线,其函数表达式为y=-x2,当水位线在AB位置时,水面的宽度为12 m,这时水面离桥拱顶部的距离是________.
图1-5-2
3. 如图1-5-3,小河上有一拱桥,拱桥及河道的截面轮廓线由抛物线的一部分ACB和矩形的三边AE,ED,DB组成.已知河底ED是水平的,ED=16 m,AE=8 m,抛物线的顶点C到ED的距离是11 m.试以ED所在的直线为x轴,抛物线的对称轴为y轴建立平面直角坐标系,求题中抛物线的函数表达式.
图1-5-3
知识点2 利用二次函数解决面积问题
4.某种正方形合金板材的成本y(元)与它的面积成正比,设其边长为x厘米,当x=3时,y=18,那么当正方形合金板材的成本为72元时,其边长为( )
A.6厘米 B.12厘米
C.24厘米 D.36厘米
5.用一条长为40 cm的绳子围成一个面积为a cm2的长方形,a的值不可能为( )
A.20 B.40 C.100 D.120
6.把一根长为100 cm的铁丝分为两段,并把每一段都弯成一个正方形,设其中一个正方形的边长为x cm,则另一个正方形的边长为________ cm,设这两个正方形的面积的和为y cm2,则y与x之间的函数表达式为______________;当两个正方形的边长分别为________,________时,两个正方形的面积的和最小,最小是________.
7.某小区要用篱笆围成一直角三角形花坛,花坛的斜边利用足够长的墙,两条直角边所用的篱笆长的和恰好为17米.围成的花坛是图1-5-4所示的直角三角形ABC,其中∠ACB=90°.设AC边的长为x米,直角三角形ABC的面积为S平方米.
(1)求S和x之间的函数表达式(不要求写出自变量x的取值范围);
(2)根据小区的规划要求,所修建的直角三角形花坛的面积是30平方米,则直角三角形的两条直角边的长各为多少米?
图1-5-4
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8.图1-5-5是一个长100 m、宽80 m的矩形草坪,现欲在草坪中间修两条互相垂直且宽为x m的小路,这时草坪的面积y (m2)与宽x(m)之间的函数表达式是( )
图1-5-5
A.y=x2-20x-8000(0B.y=x2-180x-8000(0C.y=x2-180x+8000(0D.y=x2-20x+8000(09.某公园草坪的防护栏是由100段形状相同的抛物线组成的.为了牢固起见,每段防护栏需要每隔0.4 m加设一根不锈钢的支柱,防护栏的最高点距底部0.5 m(如图1-5-6),则防护栏不锈钢支柱的总长度至少为( )
图1-5-6
A.50 m B.100 m C.160 m D.200 m
10.小明在某次投篮中,球的运行路线是抛物线y=-x2+3.5的一部分,如图1-5-7所示,若该球命中篮圈中心,则他与篮底的距离l是( )
图1-5-7
A.4.6 m B.4.5 m C.4 m D.3.5 m
11.某农场拟建一间矩形种牛饲养室,饲养室的一面靠墙(墙足够长),已知计划中的建筑材料可建围墙的总长为50 m.设饲养室的长为x(m),占地面积为y(m2).
(1)如图1-5-8①,问饲养室的长x为多少时,占地面积y最大?
(2)如图②,现要求在图中所示位置留一个2 m宽的门,且仍使饲养室的占地面积最大,小敏说:“只要饲养室的长比(1)中饲养室的长多2 m就行了.”请你通过计算,判断小敏的说法是否正确.
图1-5-8
拓广探究创新练 冲刺满分
12.如图1-5-9,隧道的截面由抛物线和矩形的一部分构成,矩形的长是12 m,宽是4 m.按照图中所示的直角坐标系,抛物线可以用y=-x2+bx+c表示,且抛物线上的点C到墙面OB的水平距离为3 m,到地面OA的距离为 m.
(1)求该抛物线表示的函数的表达式,并计算出拱顶D到地面OA的距离.
(2)一辆货车装载一长方体集装箱后高为6 m,宽为4 m,如果隧道内设双向行车道,那么这辆货车能否安全通过?
(3)现要在抛物线形拱壁上安装两排灯,使它们离地面的高度相等.如果灯离地面的高度不超过8 m,那么两排灯的水平距离最小是多少米?
图1-5-9
教师详解详析
1.C
2.9 m [解析] 根据题意,当x=6时,原式=-×62=-9,即水面离桥拱顶部的距离是9 m.
3.解:如图所示.由题,知抛物线的顶点坐标为(0,11),B(8,8),设抛物线的函数表达式为y=ax2+11,
将点B(8,8)代入抛物线的函数表达式得a=-,所以抛物线的函数表达式为y=-x2+11.
4.A [解析] 设y与x之间的函数表达式为y=kx2,把x=3,y=18代入可得9k=18,k=2,∴y=2x2.把y=72代入上式得2x2=72,
解得x=±6.
∵正方形的边长不能为负数,∴x=6.
故选A.
5.D [解析] 设围成的长方形的长为x cm,则由题意,得a=x=-x2+20x.∵-1<0,∴a有最大值,即当x=10时,a最大=100.∵120>100,∴a的值不可能为120.故选D.
6.(25-x) y=2x2-50x+625 12.5 cm 12.5 cm 312.5 cm2 [解析] 一个正方形的边长为x cm,则另一个正方形的边长为(100-4x)=(25-x)cm,则y=x2+(25-x)2=2x2-50x+625.∵y=2x2-50x+625=2(x-12.5)2+312.5,∴当一个正方形的边长为12.5 cm,另一个正方形的边长为25-12.5=12.5(cm)时,两个正方形的面积的和最小,最小为312.5 cm2.
7.解:(1)∵两条直角边所用的篱笆长的和恰好为17米,围成的花坛是直角三角形ABC,其中∠ACB=90°,AC边的长为x米,
∴BC=(17-x)米.
又∵直角三角形ABC的面积为S平方米,
∴S=AC·BC=x(17-x)=-x2+x.
(2)当S=30时,-x2+x=30,
整理,得x2-17x+60=0,解得x1=12,x2=5.
∴直角三角形的两条直角边的长分别为12米和5米.
8.C 9.C 10.B
11.解:(1)∵y=x·=-(x-25)2+,
∴当x=25时,y最大,
即当饲养室的长为25 m时,占地面积y最大.
(2)∵y=x·=-(x-26)2+338,
∴当x=26时,y最大,即当饲养室的长为26 m时,占地面积y最大.
∵26-25=1≠2,∴小敏的说法不正确.
12.解:(1)由题意,得点B的坐标为(0,4),点C的坐标为,
∴解得
∴该抛物线表示的函数的表达式为y=-x2+2x+4.
∵y=-x2+2x+4=-(x-6)2+10,
∴拱顶D到地面OA的距离为10 m.
(2)当x=6+4=10时,y=-x2+2x+4=-×102+2×10+4=>6,
∴这辆货车能安全通过.
(3)当y=8时,-x2+2x+4=8,即x2-12x+24=0,
∴x1+x2=12,x1x2=24,
∴两排灯的水平距离最小是
|x1-x2|=====4 (m).
1.1 二次函数
知识要点分类练 夯实基础
知识点 1 二次函数的概念及自变量的取值范围
1.下列函数是二次函数的是( )
A.y=2x+1 B.y=-2x+1
C.y=x2+2 D.y=x-2
2.已知二次函数y=1-3x+5x2,则其二次项系数a,一次项系数b,常数项c分别是( )
A.a=1,b=-3,c=5 B.a=1,b=3,c=5
C.a=5,b=3,c=1 D.a=5,b=-3,c=1
3.下列函数中,是二次函数的是( )
A.圆的周长l关于它的半径r的函数
B.购买单价相同的笔记本的总钱数y(元)关于购买数量x(台)的函数
C.正三角形的面积S关于它的边长a的函数
D.当路程一定时,汽车行驶的速度v关于行驶时间t的函数
4.函数y=-2x2+4x中,自变量x的取值范围是______________.
知识点 2 建立简单的二次函数模型
5.在半径为4 cm的圆中,挖去一个半径为x cm的圆,剩余部分的面积为y cm2,则y关于x的函数表达式为(不要求写出自变量的取值范围)( )
A.y=πx2-4 B.y=π(2-x)2
C.y=-(x2+4) D.y=-πx2+16π
6.一个直角三角形的两条直角边长的和为20 cm,面积为y cm2,其中一直角边长为x cm,则y与x之间的函数表达式是(不要求写出自变量的取值范围)( )
A.y=10x B.y=x(20-x)
C.y=x(20-x) D.y=x(10-x)
7.用长为24 m的篱笆,一面利用围墙围成中间隔有一道篱笆的矩形花圃,如图1-1-1,设花圃垂直于墙的一边长为x m,面积为S m2,则S与x之间的函数表达式是(不要求写出自变量的取值范围)( )
图1-1-1
A.S=-3x2+24x B.S=-2x2+24x
C.S=-3x2-24x D.S=-2x2-24x
8. 某商品现在的售价为每件60元,每星期可卖出300件.市场调查反映,如果调整商品的售价,每件每降价1元,每星期可多卖出20件.设每件商品降价x元,每星期售出商品的总销售额为y元,则y与x之间的函数表达式为(不考虑x的取值范围)( )
A.y=60(300+20x) B.y=(60-x)(300+20x)
C.y=300(60-20x) D.y=(60-x)(300-20x)
9.某厂今年一月份新产品的研发资金为a元,以后每月新产品的研发资金与上月相比增长率都是x,则该厂今年三月份的研发资金y(元)关于增长率x的函数表达式为y=____________.(不要求写出自变量的取值范围)
10.教材习题1.1第3题变式如图1-1-2,一块矩形田地的长为100 m,宽为80 m,现计划在该矩形田地中修3条宽度均为x m的小路,其中两条小路与AB垂直,另一条小路与AB平行,剩余部分种庄稼.设剩余部分的面积为y m2,求y关于x的函数表达式,并写出自变量x的取值范围.
图1-1-2
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11.下列各式:①y=x+2;②y=2x2;③y=;④y=;⑤y=(x-1)(x+2);⑥y=2(x-1)2+2;⑦y=(2x+1)(x-2)-2x2.其中y是x的二次函数的有( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
12.下列结论正确的是( )
A.关于x的二次函数y=a(x+2)2中,自变量的取值范围是x≠-2
B.二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的自变量的取值范围是全体实数
C.在函数y=-中,自变量的取值范围是x≠0
D.二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的自变量的取值范围是所有非零实数
13.如果y=(a+1)x2+ax是二次函数,那么a的取值范围是________.
图1-1-3
14.2017·常德如图1-1-3,正方形EFGH的顶点在边长为2的正方形ABCD的边上,若设AE=x,正方形EFGH的面积为y,则y与x之间的函数表达式为____________________________.(不要求写出自变量的取值范围)
15.已知关于x的函数y=(m2+m)xm2-2m+2.
(1)当函数是二次函数时,求m的值;
(2)当函数是一次函数时,求m的值.
16.为了响应政府提出的由中国制造向中国创造转型的号召,某公司自主设计了一款每件成本为40元的可控温杯,并投放市场进行试销售.经过调查发现,该产品每天的销售量y(件)与销售单价x(元/件)满足一次函数关系y=-10x+1200.
(1)求出每天的利润S(元)与销售单价x(元/件)之间的函数表达式(不要求写出x的取值范围,利润=销售额-成本).
(2)当销售单价定为50元/件时,该公司每天获取的利润是多少?
(3)当该公司每天获取的利润是12000元时,销售单价为多少?
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17.为了改善小区环境,某小区决定在一块空地上修建一个矩形绿化带ABCD,绿化带一边靠墙(墙的长为25 m),其他三边用总长为60 m的栅栏围成(如图1-1-4).设绿化带的边BC的长为x m,绿化带的面积为y m2.
(1)求y与x之间的函数表达式,并写出自变量的取值范围.
(2)绿化带的面积能为450 m2吗?若能,请求出此时BC的长;若不能,请说明理由.
图1-1-4
教师详解详析
1.C
2.D [解析] 将原二次函数化为一般形式为y=5x2-3x+1,故a=5,b=-3,c=1.
3.C 4.全体实数 5.D
6.C [解析] 一条直角边长为x cm,则另一条直角边长为(20-x)cm,根据题意得出y=x(20-x).
7.A [解析] 由题意知AB=x m,BC=(24-3x)m,利用长方形的面积公式可得S=(24-3x)x=24x-3x2.故选A.
8.B [解析] 每件降价x元,则每件售价为(60-x)元,每星期的销售量为(300+20x)件,根据题意,得y=(60-x)(300+20x).故选B.
9.a(1+x)2
10.解:依题意,得y=(100-2x)(80-x)=2x2-260x+8000.
由得x<50.
又∵x>0,
∴自变量x的取值范围是0∴所求函数表达式为y=2x2-260x+8000(0<x<50).
11.B [解析] ②⑤⑥是二次函数.
12.B 13.a≠-1
14.y=2x2-4x+4
[解析] 由题中条件,可知图中的四个直角三角形是全等三角形,设AE=x,则BE=2-x,BF=x.在Rt△EBF中,由勾股定理,可得EF2=(2-x)2+x2=2x2-4x+4,即y=2x2-4x+4.
15.解:(1)依题意,得m2-2m+2=2,解得m=2或m=0.
又因为m2+m≠0,解得m≠0且m≠-1.
因此m=2.
(2)依题意,得m2-2m+2=1,解得m=1.
又因为m2+m≠0,解得m≠0且m≠-1.
因此m=1.
16.解:(1)S=y(x-40)=(-10x+1200)(x-40)=-10x2+1600x-48000.
(2)当x=50时,S=-10×502+1600×50-48000=7000,即当销售单价定为50元/件时,该公司每天获取的利润是7000元.
(3)当S=12000时,-10x2+1600x-48000=12000,解得x=60或x=100,经检验均符合题意,
即该公司每天获取的利润是12000元时,销售单价为60元/件或100元/件.
17.解:(1)由题意得y=x×=-x2+30x,自变量x的取值范围是0<x≤25.
(2)不能.理由如下:若绿化带的面积为450 m2,则有450=-x2+30x,解得x1=x2=30.
∵0<x≤25,∴x=30不合题意,∴绿化带的面积不能为450 m2.