第8讲 二次函数的图象与性质一——考点梳理(一)二次函数的定义形如2y ax bx c =++(其中0a ≠,a 、b 、c 是常数)的式子,称y 是x 的二次函数. (二)二次函数的性质 ()k h x a y +-=22y ax bx c =++()()21x x x x a y --=开口方向0a >⇔⇔⇔开口向上函数有最小值顶点为最低点0a <⇔⇔⇔开口向下函数有最大值顶点为最高点对称轴 直线x h= 直线2b x a=-直线122x x x +=顶点坐标()h k ,24()24b ac b a a--, (2-()121224x x a x x +-,)增减性当0a >时,在对称轴左侧,y 随着x 的增大而减少;在对称轴右侧,y 随着x 的增大而增大;当0a <时,在对称轴左侧,y 随着x 的增大而增大;在对称轴右侧,y 随着x 的增大而减少;最值当x h =时,y k =最值当2bx a=-时,244ac b y a-=最值当122x x x +=时,y 最值=2-()124a x x -(或用代入法)(1)a 决定抛物线的开口方向①0a >⇔开口向上;②0a <⇔开口向下. (2)c 决定抛物线与y 轴交点的位置①0c >⇔图象与y 轴交点在x 轴上方;②0c =⇔图象过原点;③0c <⇔图象与y 轴交点在x 轴下方. (3)a b 、决定抛物线对称轴的位置(对称轴:2b x a=-) ①a b 、同号⇔对称轴在y 轴左侧;②0b =⇔对称轴是y 轴;③a b 、异号⇔对称轴在y 轴右侧,简记为:左同右异中为0. (4)顶点坐标24()24b ac b a a--,. (5)24b ac ∆=-决定抛物线与x 轴的交点情况. ①△>0⇔抛物线与x 轴有两个不同交点; ②△=0⇔抛物线与x 轴有唯一的公共点(相切); ③△<0⇔抛物线与x 轴无公共点.学-科网(6)二次函数是否具有最大、最小值由a 判断.①当a>0时,抛物线有最低点,函数有最小值;②当a<0时,抛物线有最高点,函数有最大值. (7)242a b a b c a b c ±±+±+、、 的符号的判定:x yO-112a-b 2a+b①若对称轴在直线x=1的左侧,则2a b +与a 同号,若对称轴在直线x=1的右侧,则2a b +与a 异号,若对称轴为直线x=1,则2a b +=0,简记为:1的两侧判2a b +,左同右异中为0;②若对称轴在直线1x =-的左侧,则2a b -与a 异号,若对称轴在直线1x =-的右侧,则2a b -与a 同号,若对称轴为直线1x =-,则2a b -=0,简记为:-1的两侧判2a b -,左异右同中为0; ③当1x =时,y a b c =++,所以a b c ++的符号由1x =时,对应的函数值y 的符号决定; 当1x =-时,y a b c =-+,所以a b c -+的符号由1x =-时,对应的函数值y 的符号决定; 当2x =时,42y a b c =++,所以42a b c ++的符号由2x =时,对应的函数值y 的符号决定; 当2x =-时,42y a b c =-+,所以42a b c -+的符号由2x =-时,对应的函数值y 的符号决定; 简记为:表达式,请代值,对应y 值定正负; 对称轴,用处多,三种式子a 相约;y 轴两侧判a b 、,左同右异中为0;1的两侧判2a b +,左同右异中为0; -1两侧判2a b -,左异右同中为0. (三)二次函数的解析式①一般式:2y ax bx c =++()0≠a ,用于已知三点,求抛物线的解析式.②顶点式:2()y a x h k =-+,用于已知顶点坐标或最值或对称轴,求抛物线的解析式.③交点式:()()21x x x x a y --=,其中1x 、2x 是二次函数与x 轴的两个交点的横坐标.若已知对称轴和在x 轴上的截距,也可用此式. (四)二次函数的增减性当0a >时,在对称轴左侧,y 随着x 的增大而减少;在对称轴右侧,y 随着x 的增大而增大;当0a <时,在对称轴左侧,y 随着x 的增大而增大;在对称轴右侧,y 随着x 的增大而减少.(五)二次函数图象的平移 方法一:顶点法二次函数的平移实际上是顶点的平移,故可以把原抛物线化为顶点式,通过顶点的平移来寻找答案。
方法二:直接法如果y 是x 的函数,则可以用直接法。
平移规律如下:左右平移变x ,左+右-;上下平移变常数项,上+下-;平移结果先知道,反向平移是诀窍;平移方式不知道,通过顶点来寻找. (六)对称:2y ax bx c =++关于x 轴对称的解析式为2y ax bx c -=++,关于y 轴对称的解析式为2()()y a x b x c =-+-+,关于原点轴对称的解析式为2()()y a x b x c -=-+-+,在顶点处翻折后的解析式为2()y a x h k =--+(a 相反,顶点坐标不变).(七)二次函数的最值 (1)一般二次函数求最值根据最值公式计算即可,或把对称轴代入表达式,对应的函数值就是最值。
(2)给定自变量取值范围求二次函数的最值①如果给定的范围在对称轴的一侧,只需要计算两个端点的函数值,两个值中最大的为最大值,最小的为最小值。
②如果给定的范围包含对称轴,需要计算两个端点的函数值和顶点的纵坐标,三个值中最大的为最大值,最小的为最小值。
(3)分段函数求最值根据(2)中的方法求出每一段的最大(小)值,最后比较得出整个函数的最大(小)值。
(八)二次函数与不等式(组)若2y ax bx c =++,则0y >的解集是x 轴上方的图象对应的自变量x 的取值范围,0y <的解集是x 轴下方的图象对应的自变量x 的取值范围。
二——题型解析(一)对二次函数的性质的考查例1下列关于函数1062+-=x x y 的四个命题: ①当x =0时,y 有最小值10;②n 为任意实数,x =3+n 时的函数值大于x =3﹣n 时的函数值;③若n >3,且n 是整数,当n ≤x ≤n +1时,y 的整数值有(2n ﹣4)个; ④若函数图象过点(a ,y 0)和(b ,y 0+1),其中a >0,b >0,则a <b .其中真命题的序号是( )A .①B .②C .③D .④ (二)对二次函数的图象的考查例2 如图,抛物线y =ax 2+bx +c (a ≠0)的对称轴为直线x =﹣2,与x 轴的一个交点在(﹣3,0)和(﹣4,0)之间,其部分图象如图所示,则下列结论:①4a ﹣b =0;②c <0;③﹣3a +c >0;④4a ﹣2b >at 2+bt (t 为实数);⑤点(92-,1y ),(52-,2y ),(12-,3y )是该抛物线上的点,则123y y y <<,正确的个数有( )A .4个B .3个C .2个D .1个 (三)对二次函数与方程、不等式相结合的考查 例3已知关于x 的一元二次方程221(1)(1)02x m x m -+++=有实数根. (1)求m 的值;(2)先作221(1)(1)2y x m x m =-+++的图象关于x 轴的对称图形,然后将所作图形向左平移3个单位长度,再向上平移2个单位长度,写出变化后图象的解析式;(3)在(2)的条件下,当直线y =2x +n (n ≥m )与变化后的图象有公共点时,求24n n -的最大值和最小值. (四)对二次函数的增减性的考查例4 如图,抛物线y=ax 2+bx+c (a≠0)的对称轴为直线x=1,与x 轴的一个交点坐标为(﹣1,0),其部分图象如图所示,下列结论: ①4ac<b 2;②方程ax 2+bx+c=0的两个根是x 1=﹣1,x 2=3; ③3a+c>0④当y >0时,x 的取值范围是﹣1≤x<3 ⑤当x <0时,y 随x 增大而增大 其中结论正确的个数是( )A .4个B .3个C .2个D .1个 (五)对二次函数图象的平移的考查例5 把抛物线2y x =先向左平移2个单位,再向上平移3个单位,平移后抛物线的表达式是 _____ (六)对二次函数图象对称的考查:例6如图,二次函数2y ax bx c =++(a >0)图象的顶点为D ,其图象与x 轴的交点A 、B 的横坐标分别为﹣1和3,则下列结论正确的是( )A .2a ﹣b=0B .a+b+c >0C .3a ﹣c=0D .当a=12时,△ABD 是等腰直角三角形 例7如图,抛物线y=﹣12x 2+bx+c 与x 轴交于点A ,点B ,与y 轴交于点C ,点B 坐标为(6,0),点C 坐标为(0,6),点D 是抛物线的顶点,过点D 作x 轴的垂线,垂足为E ,连接BD . (1)求抛物线的解析式及点D 的坐标;(2)点F 是抛物线上的动点,当∠FBA=∠BDE 时,求点F 的坐标;(3)若点M 是抛物线上的动点,过点M 作MN ∥x 轴与抛物线交于点N ,点P 在x 轴上,点Q 在平面内,以线段MN 为对角线作正方形MPNQ ,请直接写出点Q 的坐标.(七)对二次函数的最值的考查例8如图,在平面直角坐标系中,菱形OABC 的顶点A 在x 轴正半轴上,顶点C 的坐标为(4,3).D 是抛物线26y x x =-+上一点,且在x 轴上方.则△BCD 的最大值为 .三——方法点睛(一)数形结合思想由于二次函数(数)的图像是抛物线(形),故有二次函数−−→←−−形数抛物线的内在联系,二次函数的性质由图像反映出来,反之抛物线刻画二次函数的性质,能直观、形象地反应问题,因此数形结合思想有着广泛的应用。
(二)分类讨论思想分类是按照数学对象的相同点和差异点,将数学对象区分为不同种类的思想方法,掌握分类的方法,领会其实质,对于加深基础知识的理解,提高分析问题、解决问题的能力是十分重要的。
正确的分类,必须是周全的,既不重复,也不遗漏。
(三)转化(或化归)思想转化思想:就是化未知为已知、化繁为简、化难为易。
如将分式方程化为整式方程,将代数问题化为几何问题。
将四边形问题化为三角形问题等。
(四)函数及方程思想在实际中,根据已知条件、公式和定理,建立函数或方程等数学模型,再根据它们的性质或图像解决问题,就是函数和方程思想。
(五)二次函数的增减性在对称轴两边发生变化,如果所给点在对称轴同侧,则可由增减性直接判断,若所给点在对称轴两侧,则可用对称轴122x x x +=来进行转化,从而是所有点都在对称轴同侧. 四——随堂小练1.二次函数y=ax 2+bx+c 的图象如图所示,则一次函数y=ax+b 与反比例函数cy x=在同一平面直角坐标系中的大致图象为( )A .B .C .D .2.二次函数y=ax 2+bx+c (a≠0)的图象如图所示,对称轴是直线x=1,则下列四个结论错误的是( )A . c >0B . 2a+b=0C . b 2﹣4ac >0D . a ﹣b+c >03.当x m =或x n =(m n ≠)时,代数式322+-x x 的值相等,则n m x +=时,代数式322+-x x 的值为 .4.设抛物线y=ax 2+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,则抛物线的函数解析式为 .5.已知二次函数2y ax bx c =++的图象如图所示,有以下结论:①abc >0,②a ﹣b +c <0,③2a =b ,④4a +2b +c >0,⑤若点(﹣2,1y )和(13-,2y )在该图象上,则12y y >.其中正确的结论是 (填入正确结论的序号).6.二次函数213222y x x =-++的图象如图所示,当﹣1≤x≤0时,该函数的最大值是( )A .3.125B .4C .2D .07.受国内外复杂多变的经济环境影响,去年1至7月,原材料价格一路攀升,义乌市某服装厂每件衣服原材料的成本y1(元)与月份x(1≤x≤7,且x为整数)之间的函数关系如下表:月份x 1 2 3 4 5 6 7成本(元/件)56 58 60 62 64 66 688至12月,随着经济环境的好转,原材料价格的涨势趋缓,每件原材料成本y2(元)与月份x的函数关系式为y2=x+62(8≤x≤12,且x为整数).(1)请观察表格中的数据,用学过的函数相关知识求y1与x的函数关系式.(2)若去年该衣服每件的出厂价为100元,生产每件衣服的其他成本为8元,该衣服在1至7月的销售量p1(万件)与月份x满足关系式p1=0.1x+1.1(1≤x≤7,且x为整数);8至12月的销售量p2(万件)与月份x满足关系式p2=﹣0.1x+3(8≤x≤12,且x为整数),该厂去年哪个月利润最大?并求出最大利润.8. 已知直线l1:y=x+3与x轴交于点A,与y轴交于点B,且与双曲线kyx交于点C(1,a).(1)试确定双曲线的函数表达式;(2)将l1沿y轴翻折后,得到l2,画出l2的图象,并求出l2的函数表达式;(3)在(2)的条件下,点P是线段AC上点(不包括端点),过点P作x轴的平行线,分别交l2于点M,交双曲线于点N,求S△AMN的取值范围.五——预测提升1. 如图,已知二次函数2y ax bx c =++(a ≠0)的图象与x 轴交于点A (﹣1,0),与y 轴的交点B 在(0,﹣2)和(0,﹣1)之间(不包括这两点),对称轴为直线x =1.下列结论: ①abc >0,②4a +2b +c >0,③24ac b -<8a ,④13<a <23,⑤b >c . 其中含所有正确结论的选项是( )A .①③B .①③④C .②④⑤D .①③④⑤ 2.在同一坐标系中,一次函数2y mx n =-+与二次函数2y x m =+的图象可能是( )A .B .C .D .3.二次函数223y x x =--的图象如图所示,下列说法中错误的是( )A .函数图象与y 轴的交点坐标是(0,﹣3)B .顶点坐标是(1,﹣3)C .函数图象与x 轴的交点坐标是(3,0)、(﹣1,0)D .当x <0时,y 随x 的增大而减小4. 抛物线22221y x x =-+与坐标轴的交点个数是( )A .0B .1C .2D .35.如图,观察二次函数2y ax bx c =++的图象,下列结论:①0a b c ++>,②20a b +>,③240b ac ->,④0ac >. 其中正确的是( )A .①②B .①④C .②③D .③④6.某同学在用描点法画二次函数2y ax bx c =++的图象时,列出了下面的表格:x … ﹣2 ﹣1 0 1 2 … y … ﹣11 ﹣2 1 ﹣2 ﹣5 …由于粗心,他算错了其中一个y 值,则这个错误的数值是( ) A .﹣11 B .﹣2 C .1 D .﹣57. 在平面直角坐标系中,把一条抛物线先向上平移3个单位长度,然后绕原点旋转180°得到抛物线256y x x =++,则原抛物线的解析式是( )A .2511()24y x =---B .2511()24y x =-+-C .251()24y x =---D .251()24y x =-++8. 二次函数2y ax bx c =++(a ≠0)和正比例函数23y x =的图象如图所示,则方程22()03ax b x c +-+=(a ≠0)的两根之和( )A .大于0B .等于0C .小于0D .不能确定 9. 对于函数mnx x y +=,我们定义11--+='m n mx nx y (n m 、为常数).例如24x x y +=,则x x y 243+='. 已知:()x m x m x y 223131+-+=. (1)若方程0='y 有两个相等实数根,则m 的值为 ; (2)若方程41-='m y 有两个正数根,则m 的取值范围为 .10. 二次函数2y ax bx c =++的图象如图所示,且P =|2a +b |+|3b ﹣2c |,Q =|2a ﹣b |﹣|3b +2c |,则P ,Q 的大小关系是 .11. 如图,抛物线223y x x =-++与y 轴交于点C ,点D (0,1),点P 是抛物线上的动点.若△PCD 是以CD 为底的等腰三角形,则点P 的坐标为 .12. 已知关于x 的二次函数2y ax bx c =++的图象经过点(﹣2,1y ),(﹣1,2y ),(1,0),且120y y <<,对于以下结论:①abc >0;②a +3b +2c ≤0;③对于自变量x 的任意一个取值,都有24a b x x b a +≥-;④在﹣2<x <﹣1中存在一个实数0x ,使得0a b x a+=-,其中结论错误的是 (只填写序号). 13.小明在课外学习时遇到这样一个问题: 定义:如果二次函数y=a 1x 2+b 1x+c 1(a 1≠0,a 1,b 1,c 1是常数)与y=a 2x 2+b 2x+c 2(a 2≠0,a 2,b 2,c 2是常数)满足a 1+a 2=0,b 1=b 2,c 1+c 2=0,则称这两个函数互为“旋转函数”.求函数y=﹣x 2+3x ﹣2的“旋转函数”.小明是这样思考的:由函数y=﹣x 2+3x ﹣2可知,a 1=﹣1,b 1=3,c 1=﹣2,根据a 1+a 2=0,b 1=b 2,c 1+c 2=0,求出a 2,b 2,c 2,就能确定这个函数的“旋转函数”.请参考小明的方法解决下面问题:(1)写出函数y=﹣x 2+3x ﹣2的“旋转函数”;(2)若函数y=﹣x 2+mx ﹣2与y=x 2﹣2nx+n 互为“旋转函数”,求(m+n )2015的值;(3)已知函数y=﹣(x+1)(x ﹣4)的图象与x 轴交于点A 、B 两点,与y 轴交于点C ,点A 、B 、C 关于原点的对称点分布是A 1,B 1,C 1,试证明经过点A 1,B 1,C 1的二次函数与函数y=﹣(x+1)(x ﹣4)互为“旋转函数.”14.已知二次函数2y x bx c =++( b ,c 为常数).(Ⅰ)当b =2,c =-3时,求二次函数的最小值;(Ⅱ)当c =5时,若在函数值y =1的情况下,只有一个自变量x 的值与其对应,求此时二次函数的解析式; (Ⅲ)当c=b 2时,若在自变量x 的值满足b ≤x ≤b+3的情况下,与其对应的函数值y 的最小值为21,求此时二次函数的解析式.15.如果抛物线c bx ax y ++=2过定点M (1,1),则称此抛物线为定点抛物线。