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第三章 二次函数
3.5 确定二次函数的表达式
知识梳理
知识点1 根据条件确定二次函数表达式的三种形式
(1)如果给出二次函数图象上的三个点的坐标,或三组x,y的对应值,那么可设要确定的二次函数的表达式为___________________的形式,即一般式。
(2)如果给出的条件涉及二次函数的最大(小)值、图象的对称轴或顶点坐标,那么可设要确定的二次函数的表达式为___________________的形式,即顶点式。其中点(h,k)为抛物线的顶点坐标。
(3)如果给出的条件涉及二次函数的图象与x轴的两个交点,可以将其表达式设为_______________
____________的形式,即交点式.其中点(x1,0),(x2,0)为该图象与x轴的两个交点。
知识点2 用待定系数法求二次函数表达式的一般步骤
(1)先建立适当的平面直角坐标系;
(2)根据条件设出抛物线的表达式;
(3)写出相关点的坐标;
(4)列方程(组),求出待定系数;
(5)写出二次函数表达式.
考点突破
考点1 已知三点确定抛物线的解析式
典例1 二次函数的图象经过A(0,-),B(1,2),C(-1,0)三点。
(1)求该二次函数的表达式;
(2)求该二次函数的顶点坐标.
思路导析: 已知图象上三个点的坐标,可设二次函数的表达式为y=ax2+bx+c,即一般式。
解:(1)设所求二次函数的表达式为y=ax2+bx+c。
∵二次函数的图象过点(0,-1),∴c=-1.
把点B(1,2),C(-1,0)的坐标分别代入表达式,
得,解得。∴该二次函数的表达式为y=2x2+x-1;
(2)∵,。
∴该二次函数的顶点坐标为(-,-)。
变式1 根据下图,解答下列问题:
(1)求经过A,B,C三点的抛物线的表达式;
(2)求该抛物线的顶点坐标和对称轴;
(3)用平滑曲线连接各点,作出该二次函数的图象.
考点2 已知顶点和另一点确定抛物线的解析式
典例2 已知二次函数的图象以A(-1,4)为顶点,且过点B(2,-5).
(1)求该函数的表达式;
(2)求该函数图象与坐标轴的交点坐标.
思路导析: 由于知道抛物线的顶点A(-1,4)的坐标,可以设顶点式y=a(x+1)2+4,再将B(2,-5)代入,求出a的值.
解:(1)∵抛物线的顶点为A(-1,4),∴设抛物线的解析式为y=a(x+1)2+4.
将点B(2,-5)代入解析式,得-5=a(2+1)2+4,解得a=-1.
∴该函数的表达式为y=-(x+1)2+4,即y=-x2-2x+3;
(2)令x=0,则y=3.即抛物线与y轴的交点坐标为(0,3).
令y=0,则-x2-2x+3=0.解得x1=1,x2=-3.
即抛物线与x轴的交点坐标为(1,0),(-3,0).
变式2 根据下列条件,分别求出对应的抛物线的表达式:
(1)已知抛物线的顶点坐标是(2,-1),且经过点(0,0);
(2)抛物线的顶点坐标为M(1,16),与x轴交于两点,且两点相距8个单位.
考点3 已知抛物线与x轴两交点确定抛物线的解析式
典例3 已知二次函数的图象与x轴交于A(-2,0),B(1,0)两点,且经过点P(2,8)
(1)求该二次函数的表达式;
(2)若抛物线与y轴的交点为C,求△ABC的面积。
思路导析: 已知抛物线与x轴两交点的坐标分别为(-2,0),(1,0),故可设其表达式为
y=a(x+2)(x-1),即交点式。
解:(1)∵抛物线与x轴交于A(-2,0),B(1,0)两点,
∴设二次函数的表达式为y=a(x+2)(x-1)(a≠0).
又∵图象过点P(2,8),∴8=a(2+2)(2-1).∴a=2
∴二次函数的表达式为y=2(x+2)(x-1),即y=2x2+2x-4;
(2)∵当x=0时,yc=-4,∴抛物线与y轴的交点坐标为C(0,-4).
∵AB=|-2-1|=3,∴S△ABC=|AB||yc|=×3×4=6.
变式3 已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴的两个交点的横坐标分别是,,与y轴的交点的纵坐标是-,求该二次函数的表达式。
考点4 根据二次函数图象确定其解析式
典例4 在平面直角坐标系中,△AOB的位置如图所示.已知∠AOB=90°,AO=BO,点A的坐
标为(-3,1).
(1)求点B的坐标;
(2)求过A,O,B三点的抛物线的表达式;
(3)设点B关于抛物线的对称轴的对称点为B1,求△AB1B的面积。
思路导析:(1)分别过点A,B作AC⊥x轴,BD⊥x轴,证明△ACO≌△ODB;
(2)由于抛物线经过坐标原点,故设抛物线的表达式为y=ax2+bx;
(3)找出抛物线的对称轴,求出点B1的坐标。
解:(1)作AC⊥x轴,垂足为点C,作BD⊥x轴,垂足为点D,
则∠ACO=∠ODB=90°,∠AOC+∠OAC=90°又∵∠AOB=90°,
∴∠AOC+∠BOD=90°。
∴∠OAC=∠BOD.又∵AO=BO,∴△ACO≌△ODB.
∴OD=AC=1,DB=OC=3
∴点B的坐标为(1,3);
(2)由抛物线经过坐标原点,故可设所求抛物线的表达式为y=ax2+bx,
将A(-3,1),B(1,3)两点分别代入上式,得
,解得。∴抛物线的表达式为y=;
(3)在抛物线y=中,对称轴为直线x=。
点B1是点B关于抛物线的对称轴的对称点,∴点B1的坐标为(-,3)。
在△AB1B中,底边B1B=,高为2,故S△AB1B=。
变式4 如图所示,已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴的负半轴交于A,B两点,与y轴交于点C,且OB=,CB=2,∠CAO=30°,求该抛物线的表达式及其顶点坐标。
巩固提高
1.已知二次函数的图象经过(1,0),(2,0)和(0,2)三点,则该函数的解析式是( )
A.y=2x2+x+2 B.y=x2+3x+2 C.y=x2-2x+3 D.y=x2-3x+2
2.一个二次函数的图象的顶点坐标是(2,4),且过另一点(0,-4),则这个二次函数的解析式为( )
A.y=-2(x+2)2+4 B.y=-2(x-2)2+4 C.y=2(x+2)2-4 D.y=2(x-2)2-4
3.已知二次函数的图象如图所示,则这个二次函数的解析式为( )
A.y=-3(x-1)2+3
B.y=3(x-1)2+3
C.y=-3(x+1)2+3
D.y=-3(x+1)2+3
4.若二次函数y=(m+1)x2+m2-2m--3的图象经过原点,则m的值为( )
A. -1或3 B. -1 C. 3 D.无法确定
5.下列二次函数中,图象以直线x=2为对称轴且经过点(0,1)的是( )
A.y=(x-2)2+1 B.y=(x+2)2+1 C.y=(x-2)2-3 D.y=(x+2)2-3
6.已知二次函数,当x=0时,y=-3;当x=1时,它有最大值1,则其函数表达式为( )
A.y=-2x2+4x+3 B.y=-2x2+4x-3 C.y=2x2+4x+3 D.y=-2x2-4x-3
7.设抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)过A(0,2),B(4,3),C三点,其中点C在直线x=2上,且点C到抛物线的对称轴的距离等于1,则抛物线的函数表达式为___________________________。
8.已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A,B两点.若点A的坐标为(-2,0),抛物线的对称轴为直线x=2,则线段AB的长为_________________。
9.请选择一组你喜欢的a,b,c的值,使二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象同时满足下列条件:①开口向下;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.这样的二次函数的解析式可以是__________________。
10.已知二次函数的图象经过点(0,3),(-3,0),(2,-5),且与x轴交于A,B两点.
(1)试确定此二次函数的解析式;
(2)判断点P(-2,3)是否在这个二次函数的图象上?如果在,请求出△PAB的面积;如果不在,试说明理由。
11.已知抛物线在x轴上所截线段的长为4,顶点坐标为(2,4),求这个抛物线的表达式.
体验中考
1.(2019·山西)北中环桥是省城太原的一座跨汾河大桥(如图1所示),它由五个高度不同,跨径也不同的抛物线型钢拱通过吊桥,拉索与主梁相连,最高的钢拱如图2所示,此钢拱(近似看成二次函数的图象——抛物线)在同一竖直平面内,与拱脚所在的水平面相交于A,B两点,拱高为78米(即最高点O到AB的距离为78米),跨径为90米(即AB=90米),以最高点O为坐标原点,以平行于AB的直线为x轴建立平面直角坐标系,则此抛物线钢拱的函数表达式为( )
B. C. D. +
2.(2019·临沂)从地面竖直向上抛出一小球,小球的高度h(单位:m)与小球运动时间t(单位:s)之间的函数关系如图所示.下列结论:
①小球在空中经过的路程是40 m; ②小球抛出3秒后,速度越来越快;
③小球抛出3秒时速度为0; ④小球的高度h=30m时,t=1.5s.
其中正确的是( )
①④ B. ①② C. ②③④ D. ②③
3.(2019·湘潭节选)如图所示,抛物线y=ax2+bx+c过A(-1,0),B(3,0),C(0,)三点.求该抛物线的解析式.
4.(2019·永州)如图所示,已知抛物线经过两点A(-3,0),B(0,3),且其对称轴为直线x=-1.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)若点P是抛物线上点A与点B之间的动点(不包括点A,点B),求△PAB的面积的最大值,并求出此时点P的坐标.
5.(2018·宁夏)抛物线y=-x2+bx+c经过点A(3,0)和点B(0,3),且这个抛物线的对称轴为直线,顶点为C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)连接AB,AC,BC,求△ABC的面积.
6.(2018·牡丹江)如图所示,抛物线y=-x2+bx+c经过A(-1,0),B(3,0)两点,交y轴于点C,点D为抛物线的顶点,连接BD,点H为BD的中点.请回答下列问题:
(1)求抛物线的解析式及顶点D的坐标;
(2)在y轴上找一点P,使PD+PH的值最小,则PD+PH的最小值为______________。
参考答案
知识梳理
知识点1:(1)y=ax2+bx+c (2)y=a(x-h)2+k (3) y=a(x-x1)(x-x2)
考点突破
1.解:(1)y=2x2+x-2;
(2)抛物线的顶点坐标为(-,-).对称轴为直线x=-;
(3)图象略.
2. (1)y=x2-x (2)y=-(x-1)2+16
3.y=-x2+2x-.
4.y= (-2,-1)
巩固提高
1.D 2.B 3.A 4.C 5.C 6. B
7.或
8. 8
9.y=-x2+4x+1(答案不唯一)
10,解:(1)y=-2x2-2x+3;
(2)∵-(-2)2—2×(-2)+3=-4+4+3=3,
∴点P(-2,3)在这个二次函数的图象上.
∵-2x2-2x+3=0,∴x1=-3,x2=1.
∴与x轴的交点为(-3,0), (1,0).S△PAB=×4×3=6.
解:∵抛物线的顶点坐标为(2,4) ,∴设抛物线的表达式为y=a(x-2)2+4,
抛物线的对称轴为直线x=2.
又∵∵抛物线与x轴的两交点之间的距离为4,
∴抛物线与x轴的两交点坐标分别为(0,0), (4,0).
∴把(0,0)代入抛物线表达式,得0=4a+4,∴a=—1.
∴抛物线的表达式为y=-(x-2)2+4=-x2+4x.
体验中考
1. B 2.D
3,解:∵抛物线y=ax2+bx+c过A(-1,0),B(3,0),C(0,)三点
∴,解得,∴抛物线的解析式为.
4,解,(1)∵抛物线的对称轴是直线x=-1,且经过点A(-3,0),
由抛物线的对称性可知,抛物线还经过点(1,0),
设抛物线的解析式为y=a(x-1)(x+3)(a≠0).
把B(0,3)代人得3=-3a,∴а=-1,∴抛物线的解析式为y=-x2-2x+3.
(2)设直线AB的解析式为y=kx+b,把点A(-3,0) , B(0,3)代入,
得,解得。直线AB的解析式为y=x+3。
如图所示,作PQ⊥x轴于点Q,交直线AB于点M。
设P(x,-x2-2x+3),则M(z,x+3),
∴PM=-x2-2x+3-(x+3)=-x2-3x,∴S=.
当时,,.
∴△PAB的面积的最大值为,此时点P的坐标为(,).
5,解:(1)∵抛物线y=-x2+bx+c经过A(3,0), B(0,3),
∴,解得.∴抛物线的解析式为。
(2)由(1)得抛物线的对称辅为直线,把代入,得y=4。
∴点C的坐标为(,4)。
设线段AB的解析式为y=kx+b,把点A(3,0),B(0,3)代入,
得,解得。∴线段AB的解析式为。
令抛物线的对称轴交直线AB于点D,设点D的坐标为(,m),
将点D(,m)代入,得m=2,∴点D的坐标为(,2),∴CD=2
如图所示,过点B作BF⊥于点F,∴BF=OE=。∵BF+AE=OE+AE=OA=3,
∴ S△ABC=S△BCD+S△ACD=CD·AE=CD(BF+AE)=×2×3=3。
6,解, (1)∵抛物线y=-x2+bx+c经过点A(-1,0), B(3,0),
∴,解得.抛物线的解析式为y=-x2+2x+3.
∵y=-x2+2x+3=-(x-1)2+4,∴顶点D的坐标为(1,4);
(2)∵B(3,0),D(1,4),
∴中点H的坐标为(2,2),其关于y轴的对称点H'坐标为(-2,2),
连接H'D与y轴交于点P,则PD+PH最小,
且最小值为,故答案为.
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