26.1 二次函数(第5,6课时)

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Transcript 26.1 二次函数(第5,6课时)

yx
y  2x
2
2
8
6
4
y
2
-4
-2
1
2
2
4
x
2
例3 (1)画出函数
y
1
2
 x  1   1的图象,
2
1
解:作函数 y    x  1   1 的图象:
2
2
···
x
y
1
2
 x  1
2
1
-4
-3
··· -5.5 -3
-4
-2
-2
-1
-4
-6
1
-1.5 -1 -1.5 -3
2
-2
0
4
2
···
-5.5 ···
例3:(2)指出它的开口方向、对称轴及顶点.(3)抛物线
y
1
x
2
经过
2
怎样的变换可以得到抛物线 y   1  x  1  2  1
2
-4
-2
2
4
-2
-4
-6
1
抛物线 y    x  1   1 的开口方向向下、对称轴是x=-1,顶点是
2
2
(-1,-1).
把抛物线
y
1
x
2
向下平移1个单位,再身左平移1个单位,
2
就得到抛物线 y   1  x  1  2  1
2
一般地,抛物线y  a  x  h   k 与 y  ax 2 形状
相同
2向上(下)向左(右)
______,位置不同,把抛物线y=ax
2
2
平移
y  a x  h   k
_______,可以得到抛物线
平移的方向、
h,k
距离要根据_________的值来决定.
抛物线
y  a x  h  k
2
有如下特点:
向上
向下
(1)当a>0时,开口______;当a<0时,开口_______;
x=h ;
(2)对称轴是直线______
(h,k)
(3)顶点坐标是_________
练习
说出下列抛物线的开口方向、对称轴及顶点:
(1)y =2( x+3)2+5;(2)y = -3(x-1)2-2;
(3)y = 4(x-3)2+7; (4)y = -5(x+2)2-6.
解: (1)a=2>0开口向上,对称轴为x=-3,顶点坐标为(-3,5);
(2)a=-3<0开口向下,对称轴为x=1,顶点坐标为(1,-2);
(3)a=4>0开口向上,对称轴为x=3,顶点坐标为(3,7);
(2)a=-5<0开口向下,对称轴为x=-2,顶点坐标为(-2, -6).
例 题 选 讲
例2 已知抛物线的顶点为(-1,-3),与轴交点为
(0,-5)求抛物线的解析式?
解: 设抛物线的顶点为(-1,-3)
所求的二次函数为y=a(x+1)2-3
y
x
o
由条件得:点( 0,-5 )在抛物线上
a-3=-5,
得a=-2
故所求的抛物线解析式为 y=-2(x+1)2-3
即:y=-2x2-4x-5
竖直上抛物体的高度h(m)与运动时间t(s)的关系可用公式
h=-5t2+v0t+h0表示,其中h0(m)是抛出时的高度,
v0(m/s) 是抛出时的速度。一个小球从地面以40m/s的速度
竖直向上抛出去,小球的高度h(m)与运动时间t(s)的关系如
图所示。
(1) 观察右图,h 的值是多少?
h(m)
0
80
(2) h和t的关系式是
。
60
40
(3) 小球何时达到最大高度,
最大高度是多少?
(4)小球经过多少秒后落地?
20
0
t(s)
2
4
6
8
例4 要修建一个圆形喷水池,在池中心竖直安装一根水管,在水管的
顶端安一个喷水头,使喷出的抛物线形水柱在与池中心的水平距离为
1m处达到最高,高度为3m,水柱落地处离池中心3m,水管应多长?
解:如图建立直角坐标系,点(1,3)是图中这段抛物线的顶点,
因此可设这段抛物线对应的函数是
y = a( x -1 )2 +3 (0≤x≤3).
由这段抛物线经过点(3,0)可得
0=a(3-1)2+3.
解得
a
3
2
1
3
4
3
1
因此 y   x  1  3 0  x  3
2
4
当x = 0时,y = 2.25,也就是说,水管应长2.25m.
2
3
yx
y  2x
2
2
8
6
4
y
2
-4
-2
1
2
2
4
x
2
我们来画
y
1
x  6 x  21
2
2
的图象,并讨论一般地怎样画
二次函数 y  ax  bx  c  a  0 
2
的图象.
我们知道,像 y  a  x  h   k 这样的函数,容易确定相应抛物线的
2
顶点为(h,k),二次函数
y
1
2
x  6 x  21
2
也能化成这样的形式吗?
2
二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)
另
b
2a
 h,
4 ac  b
4a
配方
b 
4 ac  b

y  ax


2a 
4a

2
2
=k
所以,有y=a(x-h)2+k
因此,任何一个二次函数都可以通过将y=ax2进行平移得
到
当h>0向左平移h个单位,当h<0向
8
右平移|h|个单位,
6
当k>0时,向上移k个单位,当k<0时,
向下移k个单位,
就可以得到y=ax2+bx+c(a≠0)的图像.
例如,y=2x2-8x+12,通过配方
得y=2(x-2)2+4就可以通过平移 -4
y=2x2得到,如演示所示
4
2
-2
2
4
一般地,我们可以用配方求抛物线 y = ax2 + bx + c (a≠0)的顶点与对
称轴
2
y  ax  bx  c
2
b 
4 ac  b

 a x 


2a 
4a

因此,抛物线
y  ax  bx  c
2
2
的对称轴是 x  
b
2a
 b 4 ac  b 2 
坐标是  
,

2
a
4
a


这是确定抛物
线顶点与对称
轴的公式
顶点
练习1、填表
抛物线
开口
对称轴
y=a(x–h)2+k(a>0) 向上
x=h
y=ax2+bx+c(a<0) 向下
x=- b
2a
顶点坐标
(h,k)
4ac-b2
b
(,
)
2a
4a
配方可得
1
y
x
2
 6 x  21 
2
由此可知,抛物线 y 
是直线 x = 6
1
1
2
 x  6 2  3
x  6 x  21
2
2
的顶点是(6,3),对称轴
接下来,利用图象的对称性列表(请填表)
x
y
1
2
x  6 x  21
··
·
2
··
·
y
10
3
7.5
4
5
5 3.5
y
1
2
5
O
5
10 x
6
7
3
3.5
x  6 x  21
2
8
9
5 7.5
··
·
··
·
探究
用总长为60m的篱笆围成矩形场地,矩形面积S随矩形一边长 l 的变化
而变化,当 l 是多少时,场地的面积S最大?
分析:先写出S与 l 的函数关系式,再求出使S最大的l值.
s
矩形场地的周长是60m,一边长为l,

则另一边长为


 l m
 2

60
,场地的面积
200
S=l ( 30-l )
即
100
S=-l 2 +30l
( 0 < l < 30 )
O
5 10 15 20 25 30 l
可以看出,这个函数的图象是一条抛物线的一部分,这条抛物线的顶点是
函数的图象的最高点,也就是说,当l取顶点的横坐标时,这个函数有最大
值.由公式可求出顶点的横坐标.
( 0 < l < 30 )
S=-l 2 +30l
因此,当
l
b

2a
S有最大
4ac  b
4a
2

30
2   1
 30
 15 时,
2
4   1
 225
值,
也就是说, 当l是15m时,场地的面积S最大(S=225m2)
一般地,因为抛物线 y  ax  bx  c 的顶点是最低(高)点,
2
所以当 x  
b
2a
有最小(大)值
时,二次函数 y  ax  bx  c
2
4ac  b
4a
2
练习
1.写出下列抛物线的开口方向、对称轴及顶点坐标.当x为何值时y的
值最小(大)?
(2) y   x  2 x
2
(1) y  3 x  2 x
2
(3) y   2 x  8 x  8
2
(4) y 
1
2
1
2
解: (1) a = 3 > 0抛物线开口向上
x顶  
2
23

1
3
y顶 
 1 1
 顶点坐标为   ,  
 3 3
对称轴x  
1
1
3
1
当x   时,y最小值=3
3
2
43

3
x  4x  3
2
(2) y   x  2 x
2
解: a = -1 < 0抛物线开口向下
x顶  
2
2   1
 1
y顶 
顶点坐标为 1,1
对称轴x  1
当x  1时,y最大值=1
  2 
2
4   1
1
(3) y   2 x  8 x  8
2
解: a = -2 < 0抛物线开口向下
4   2    8   8
2
x顶  
8
2   2 
2
y顶 
顶点坐标为 2, 0 
对称轴x  2
当x  2时,y最大值=0
4   2 
0
(4) y 
1
x  4x  3
2
2
解: a = 0.5 > 0抛物线开口向上
x顶  
4
2  0.5
4
y顶 
顶点坐标为 4, 5
对称轴x  4
当x  4时,y最小值=- 5
4  0.5  3   4 
4  0.5
2
 5
2.已知直角三角形两条直角边的和等于8,两条直
角边各为多少时,这个直角三角形的面积最大,最
大值是多少?
(1)桥拱的最高点到桥面的距离是多少?
(2)两个桥拱的最高点之间的距离是多少?
(3)你能求出左边桥拱的表达式吗?
如图,一座双拱桥的两个拱具有相同的抛
物线形状,按照图中的直角坐标系,右边
1 2 1
的一条抛物线可以用 y  
x  x6 表
180
y
3
示,而且左右两条抛物线关于y轴对称。
0
x
?
课 前 复 习
二次函数解析式有哪几种表达式?
• 一般式:y=ax2+bx+c
• 两根式:y=a(x-x1)(x-x2)
• 顶点式:y=a(x-h)2+k
封面
例题
求抛物线解析式的三种方法
1、已知抛物线上的三点,通常设解析式为
y=ax2+bx+c(a≠0)
________________
2、已知抛物线顶点坐标(h, k),通常设
y=a(x-h)2+k(a≠0)
抛物线解析式为_______________
3、已知抛物线与x 轴的两个交点(x1,0)、
y=a(x-x1)(x-x2) (a≠0)
(x2,0),通常设解析式为_____________
练习
根据下列条件,求二次函数的解析式。
(1)、图象经过(0,0), (1,-2) , (2,3) 三点;
(2)、图象的顶点(2,3), 且经过点(3,1) ;
(3)、图象经过(0,0), (12,0) ,且最高点
的纵坐标是3 。
例1、已知二次函数y=ax2+bx+c的
最大值是2,图象顶点在直线y=x+1上,
并且图象经过点(3,-6)。求a、b、c。
解:∵二次函数的最大值是2
∴抛物线的顶点纵坐标为2
又∵抛物线的顶点在直线y=x+1上
∴当y=2时,x=1
∴顶点坐标为( 1 , 2)
∴设二次函数的解析式为y=a(x-1)2+2
又∵图象经过点(3,-6)
∴-6=a (3-1)2+2 ∴a=-2
∴二次函数的解析式为y=-2(x-1)2+2
即: y=-2x2+4x
练习1、已知抛物线y=ax2+bx-1的
对称轴是x=1 ,最高点在直线y=2x+4上。
(1)求抛物线解析式.
(2)求抛物线与直线的交点坐标.
解:∵二次函数的对称轴是x=1
∴图象的顶点横坐标为1
又∵图象的最高点在直线y=2x+4上
∴当x=1时,y=6
∴顶点坐标为( 1 , 6)
例 题 选 讲
例 已知抛物线与X轴交于A(-1,0),B(1,0)
一般式:
y=ax2+bx+c
3
两根式:
y=a(x-x1)(x-x2)
顶点式:
y=a(x-h)2+k
并经过点M(0,1),求抛物线的解析式?
解: 设所求的二次函数为
y=a(x+1)(x-1)
y
由条件得:
点M( 0,1 )在抛物线上
所以:a(0+1)(0-1)=1
得: a=-1
x
o
故所求的抛物线解析式为 y=- (x+1)(x-1)
即:y=-x2+1
封面
例题
例 题 选 讲
例
4
有一个抛物线形的立交桥拱,这个桥拱的最大高度
为16m,跨度为40m.现把它的图形放在坐标系里
(如图所示),求抛物线的解析式.
解:
设抛物线的解析式为y=ax2+bx+c,
根据题意可知
抛物线经过(0,0),(20,16)和(40,0)三点
评价 通过利用给定的条件
可得方程组
列出a、b、c的三元
一次方程组,求出a、
b、c的值,从而确定
函数的解析式.
过程较繁杂,
封面 练习
例 题 选 讲
例
4
有一个抛物线形的立交桥拱,这个桥拱的最大高度
为16m,跨度为40m.现把它的图形放在坐标系里
(如图所示),求抛物线的解析式.
解: 设抛物线为y=a(x-20)2+16
根据题意可知
∵ 点(0,0)在抛物线上,
∴ 所求抛物线解析式为
评价
通过利用条件中的顶
点和过愿点选用顶点
式求解,
方法比较灵活
封面 练习
练习、已知二次函数y=ax2-5x+c的图象如图。
(1)、当x为何值时,y随x的增大而增大;
(2)、当x为何值时,y<0。
(3)、求它的解析式和顶点坐标;
y
O
x
例2、已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴正、
负半轴分别交于A、B两点,与y轴负半轴交
于点C。若OA=4,OB=1,∠ACB=90°,求
抛物线解析式。
解: ∵点A在正半轴,点B在负半轴
OA=4,∴点A(4,0)
y
OB=1, ∴点B(-1,0)
又 ∵ ∠ACB=90°
B O
∴OC2=OA·OB=4
C
∴OC=2,点C(0,-2)
A x
课 堂 练 习
1、 一个二次函数,当自变量x= -3时,函数值y=2
当自变量x= -1时,函数值y= -1,当自变量x=1时
,函数值y= 3,求这个二次函数的解析式?
1 3
2、 已知抛物线与X轴的两个交点的横坐标是
2、 2 ,
与Y轴交点的纵坐标是,求这个抛物线的解析式?
封面 小结