4.1 一元二次函数(课件 学案 练习)高中数学北师大版(2019)必修 第一册

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4.1 一元二次函数(课件 学案 练习)高中数学北师大版(2019)必修 第一册

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4.1 一元二次函数
新课程标准解读 核心素养
1.掌握一元二次函数的图象及图象变换 直观想象
2.会求一元二次函数的最值及相关问题 数学运算
目录
基础知识·重落实
01
典型例题·精研析
02
知能演练·扣课标
03
基础知识·重落实
01
课前预习 必备知识梳理
  某校运动会上,某运动员掷铅球时,他所掷的铅球的高度 y
(m)与水平距离 x (m)之间的函数关系式为 y =- x2+ x + .
【问题】 (1)此函数是一元二次函数吗?
(2)当 x 满足什么条件时,图象在 x 轴的上方?




知识点一 一元二次函数的图象变换
1. 抛物线
通常把一元二次函数的图象叫作抛物线.
2. 一元二次函数的图象变换
一元二次函数 y = a ( x - h )2+ k 的图象可以由 y = ax2的图象经过
向左(或向右)平移 个单位长度,再向上(或向下)平
移 个单位长度而得到.
提醒 一元二次函数图象变换:一元二次函数 y = a ( x + h )2+ k
( a ≠0), a 决定了函数图象的开口大小及方向; h 决定了函数图
象的左、右平移,而且“ h 正左移, h 负右移”; k 决定了函数图
象的上、下平移,而且“ k 正上移, k 负下移”.
| h | 
| k | 
知识点二 一元二次函数的性质
一元二次函数 y = a ( x - h )2+ k ( a ≠0)有如下性质:
(1)函数 y = a ( x - h )2+ k 的图象是一条抛物线,顶点坐标是
( h , k ),对称轴是直线 x = h ;
(2)当 a >0时,抛物线开口向 ;在区间(-∞, h ]上,函数
值 y 随自变量 x 的增大而 ;在区间[ h ,+∞)上,函数
值 y 随自变量 x 的增大而 ;函数在 x = h 处有最小值,
记作 ymin= .
当 a <0时,抛物线开口向 ;在区间(-∞, h ]上,函数
值 y 随自变量 x 的增大而 ;在区间[ h ,+∞)上,函数
值 y 随自变量 x 的增大而 ;函数在 x = h 处有最大值,
记作 ymax= .
上 
减小 
增大 
k  
下 
增大 
减小 
k  
1. 判断正误.(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1) y = ax2+ bx + c 是二次函数. ( × )
(2)函数 y = ax2+ bx + c 的图象一定与 y 轴相交. ( √ )
(3)二次函数 y =2 x2与 y =-2 x2的图象开口大小相同,开口方向
相反. ( √ )
×


2. 已知某一元二次函数的图象与函数 y =2 x2的图象的形状一样,开
口方向相反,且其顶点为(-1,3),则此函数的解析式为(  )
A. y =2( x -1)2+3
B. y =2( x +1)2+3
C. y =-2( x -1)2+3
D. y =-2( x +1)2+3
解析: 设所求函数的解析式为 y =-2( x + h )2+ k ,根据顶
点为(-1,3),可得 h =1,且 k =3,故所求的函数解析式为 y
=-2( x +1)2+3,故选D.
3. 将函数 y =2( x +1)2-2向右平移 个单位长度,再向 平
移 个单位长度可得到函数 y =2 x2的图象.
解析:通过 y =2 x2→ y =2( x +1)2-2反向分析,也可借助顶点
分析.
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上 
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典型例题·精研析
02
课堂互动 关键能力提升
题型一 一元二次函数图象与变换
【例1】 在同一坐标系中作出下列函数的图象:
(1) y = x2;(2) y = x2-2;(3) y =2 x2-4 x .并分析如何把 y =
x2的图象变换成 y =2 x2-4 x 的图象.
解:列表:
x -3 -2 -1 0 1 2 3
y = x2 9 4 1 0 1 4 9
y = x2-2 7 2 -1 -2 -1 2 7
y =2 x2-4 x 30 16 6 0 -2 0 6
描点,连线即得相应函数的图象,如图
所示.
由图象可知由 y = x2到 y =2 x2-4 x 的变
化过程如下.
法一 先把 y = x2的图象向右平移1个单位长度得到 y =( x -1)2的
图象,然后把 y =( x -1)2的图象横坐标不变,纵坐标变为原来的2
倍,得到 y =2( x -1)2的图象,最后把 y =2( x -1)2的图象向下
平移2个单位长度便可得到 y =2 x2-4 x 的图象.
法二 先把 y = x2的图象向下平移1个单位长度得到 y = x2-1的图象,
然后再把 y = x2-1的图象向右平移1个单位长度得到 y =( x -1)2-
1的图象,最后把 y =( x -1)2-1的图象横坐标不变,纵坐标变为原
来的2倍,便可得到 y =2( x -1)2-2,即 y =2 x2-4 x 的图象.
通性通法
  任意一元二次函数 y = ax2+ bx + c ( a ≠0)都可转化为 y = a ( x
+ h )2+ k 的形式,都可由 y = ax2的图象经过适当的平移得到,具体
平移方法如图所示:
  上述平移规律:“ h 值正、负,左、右移”,即“加时左移,减
时右移”;“ k 值正、负,上、下移”,即“加时上移,减时下移”.
【跟踪训练】
1. 将一元二次函数 y =5 x2的图象平移,得到一元二次函数 y =5( x -
3)2-1的图象,下列平移方式中,正确的是(  )
A. 先向左平移3个单位长度,再向上平移1个单位长度
B. 先向左平移3个单位长度,再向下平移1个单位长度
C. 先向右平移3个单位长度,再向上平移1个单位长度
D. 先向右平移3个单位长度,再向下平移1个单位长度
解析: 将一元二次函数 y =5 x2的图象向右平移3个单位长度,
得到一元二次函数 y =5( x -3)2的图象,再向下平移1个单位长
度得到 y =5( x -3)2-1的图象.
2. 画出一元二次函数 y = x2-6 x +21的图象.
解: y = x2-6 x +21通过配方可化为 y = ( x -6)2+3,利用一
元二次函数图象的对称性列表:
x … 4 5 6 7 8 …
y … 5 3.5 3 3.5 5 …
描点,连线即得函数 y = x2-6 x +21
的图象,如图所示.
题型二 一元二次函数图象的识别
【例2】 (多选)如图是一元二次函数 y = ax2+ bx + c 图象的一部
分,图象的对称轴为直线 x =-1.则下面四个结论正确的是(  )
A. b2>4 ac
B. 2 a - b =1
C. a - b + c =0
D. 5 a < b
解析: 易知一元二次函数 y = ax2+ bx + c 的图象与 x 轴有两个交
点,所以 b2-4 ac >0,即 b2>4 ac ,A正确;函数图象的对称轴为直
线 x =-1,则- =-1,即2 a - b =0,B错误;结合图象可知,当
x =-1时, y >0,即 a - b + c >0,C错误;由函数图象的对称轴为
直线 x =-1知, b =2 a ,因为5>2, a <0,所以5 a <2 a ,即5 a <
b ,D正确.
通性通法
有关一元二次函数图象识别问题的解题思路
(1)对于一元二次函数图象的识别问题可以采用排除法,即抓住函
数图象的特征或特殊点,如图象的开口方向、顶点位置、对称
轴及与两坐标轴的交点所处的位置等作出判断;
(2)对于同一直角坐标系中两个含变量的函数图象问题,当函数中
含有一个变量时,常通过讨论变量对函数图象作出判断;当函
数中含有两个或两个以上的变量时,先在各选项中假设其中一
个函数的图象正确,由此确定变量的取值范围,再由变量的取
值范围确定另一个函数图象的位置,从而判断图象的正误.
【跟踪训练】
如图是一元二次函数:① y = ax2;② y = bx2;③ y = cx2;④ y = dx2的图象,则 a , b , c , d 的大小关系为(  )
A. a < b <0< c < d B. d < c <0< a < b
C. 0< a < b < c < d D. a < b < c < d <0
解析: 当二次项系数大于0时,一元二次函数的图象开口向上,当
二次项系数小于0时,一元二次函数的图象开口向下,所以由图象可
知 a 和 b 都大于0, c 和 d 都小于0,再根据二次项系数的绝对值越大,
开口越小可知 d < c <0< a < b .
题型三 一元二次函数的图象与性质
【例3】 已知一元二次函数 y =-2 x2+4 x +3,请回答下列问题:
(1)试确定该函数图象的开口方向、对称轴和顶点坐标;
解:∵ y =-2 x2+4 x +3=-2( x -1)2+5,
∴该一元二次函数的图象开口向下,对称轴是直线 x =1,顶点
坐标是(1,5).
(2)指出函数 y =-2 x2+4 x +3的图象是由函数 y =-2 x2的图象经
过怎样的变换得到的;
解:由(1)可知,将函数 y =-2 x2的图象先向右平移1个单位
长度,再向上平移5个单位长度,即可得到函数 y =-2 x2+4 x +
3的图象.
(3)求函数值的变化趋势及函数的最值.
解:由(1)知,函数图象的开口向下,对称轴为直线 x =1,则
可得在区间(-∞,1]上,函数值 y 随自变量 x 的增大而增大,
在区间[1,+∞)上,函数值 y 随自变量 x 的增大而减小.故函
数在 x =1处取得最大值5,即 ymax=5,无最小值.
通性通法
  “配方法”是研究一元二次函数的主要方法,对一个具体的一元
二次函数,我们对它进行配方,根据配方后得到的性质画函数的图
象,可以直接选出关键点,减少了选点的盲目性,使画图更简便,图
象更精确.
【跟踪训练】
1. 若 f ( x )= x2- ax +1有负值,则实数 a 的取值范围是(  )
A. (-∞,-2] B. (-2,2)
C. (-∞,-2)∪(2,+∞) D. (1,3)
解析: ∵ f ( x )= x2- ax +1有负值,∴Δ= a2-4>0,则 a >
2或 a <-2.
2. 已知一元二次函数 y = ax2+ bx + c ( a ≠0)的图象经过原点且关
于直线 x =2对称,在[0,2]上 y 随 x 的增大而增大,则 y ≥0的解集
是(  )
A. [0,+∞) B. (-∞,0)
C. [0,4] D. (-∞,0)∪[4,+∞)
解析: 由已知得在[2,4]上, y 随 x 的增大而减
小,且 x =4时, y =0,作出函数的大致图象,如图
所示,由图可知,当0≤ x ≤4时, y ≥0.
1. 将抛物线 y = x2+1先向左平移2个单位长度,再向下平移3个单位
长度,得到的新抛物线的表达式为(  )
A. y =( x +2)2+4 B. y =( x -2)2-2
C. y =( x -2)2+4 D. y =( x +2)2-2
解析: ∵一元二次函数解析式为 y = x2+1,∴顶点坐标为
(0,1).将其顶点坐标向左平移2个单位长度,再向下平移3个单
位长度得到新的顶点坐标为(-2,-2),可设新函数的解析式为
y =( x - h )2+ k ,代入新的顶点坐标得 y =( x +2)2-2.
2. 下列一元二次函数的图象通过平移能与一元二次函数 y = x2-2 x -
1的图象重合的是(  )
A. y =2 x2- x +1
B. y = x2+2 x +1
解析: ∵经过平移后能与一元二次函数 y = x2-2 x -1的图象重
合,∴ a =1,观察选项,只有选项B符合题意.
3. 一元一次函数 y = ax + b 与一元二次函数 y = ax2+ bx + c 在同一平
面直角坐标系中的图象大致是(  )
解析: 对于选项A,一元一次函数中的 a >0与一元二次函数中
的 a <0矛盾;对于选项B,一元一次函数中的 a >0, b >0与一元
二次函数中的 x =- >0矛盾;对于选项D,一元一次函数中的 a
<0与一元二次函数中的 a >0矛盾.
4. 已知函数 y = x2+ mx +1,在区间[1,+∞)上函数值 y 随自变量 x
的增大而增大,则实数 m 的取值范围为 .
解析: y = x2+ mx +1的图象的对称轴为直线 x =- ,由题意,
可得- ≤1,解得 m ≥-2.
[-2,+∞) 
知能演练·扣课标
03
课后巩固 核心素养落地
1. 二次函数 y =2 x2的图象向上平移2个单位长度,再向右平移1个单
位长度,所得图象对应的函数表达式为(  )
A. y =2( x +1)2+2 B. y =2( x -1)2+2
C. y =2( x +1)2-2 D. y =2( x -1)2-2
解析: 将二次函数 y =2 x2的图象向上平移2个单位长度得到函
数 y =2 x2+2的图象,再向右平移1个单位长度得函数 y =2( x -
1)2+2的图象,故选B.
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2. 已知函数 y = ax2+ bx +1( a ≠0)的图象的对称轴是直线 x =1,
并且函数的图象经过点 A (-1,7),则 a , b 的值分别是(  )
A. 2,4 B. -2,4
C. 2,-4 D. -2,-4
解析: 由题意,可得 故选C.
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3. 将函数图象上的所有点向左平移一个单位长度,再向下平移两个单
位长度得到的函数解析式为 y =2 x2+7 x +4,则原函数的解析式为
(  )
A. y =2 x2+11 x +11
B. y =2 x2+3 x +7
C. y =2 x2+3 x +1
D. y =2 x2+11 x +5
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解析: 可设原函数为 y = g ( x ),根据将 y = g ( x )函数图象
上的所有点向左平移一个单位长度,再向下平移两个单位长度得到
y =2 x2+7 x +4的图象,那么将 y =2 x2+7 x +4函数的图象上所有
点向上平移两个单位长度,再向右平移一个单位长度可得到 y = g
( x )的图象,所以 g ( x )=2( x -1)2+7( x -1)+4+2,化
简可得 g ( x )=2 x2+3 x +1,故选C.
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4. 二次函数 y = ax2+ bx + c ( a ≠0)的图象如图所示,则下列结
论:① a >0;② c >0;③ b2-4 ac >0,其中正确的个数是(  )
A. 0 B. 1
C. 2 D. 3
解析: 由图象可知开口向下, a <0,所以①错误;图象与 y 轴
交于正半轴,可知 c >0,所以②正确;图象与 x 轴有两个交点,可
得 b2-4 ac >0,所以③正确,所以正确的有2个,故选C.
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5. (多选)若所求的一元二次函数图象与一元二次函数 y =2 x2-4 x
-1有相同的顶点,则所求一元二次函数可以为(  )
A. y =- x2+2 x +4
B. y =- x2-2 x -3
C. y =-5 x2+10 x -8
D. y = x2-2 x -2
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解析: 因为 y =2 x2-4 x -1=2( x -1)2-3, y =- x2+2 x
+4=-( x -1)2+5, y =- x2-2 x -3=-( x +1)2-2, y =
-5 x2+10 x -8=-5( x -1)2-3, y = x2-2 x -2=( x -1)2-
3,所以所求一元二次函数可以为选项C、D中的函数.
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6. (多选)在平面直角坐标系中,对于一元二次函数 y =( x -2)2
+1,下列说法中正确的是(  )
A. y 的最小值为1
B. 图象顶点坐标为(2,1),对称轴为直线 x =2
C. 当 x <2时, y 的值随 x 值的增大而增大,当 x ≥2时, y 的值随 x 值
的增大而减小
D. 它的图象可以由 y = x2的图象向右平移2个单位长度,再向上平移1
个单位长度得到
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解析: 一元二次函数 y =( x -2)2+1, a =1>0,∴该函
数的图象开口向上,对称轴为直线 x =2,顶点坐标为(2,1),
当 x =2时, y 有最小值1,当 x ≥2时, y 的值随 x 值的增大而增大,
当 x <2时, y 的值随 x 值的增大而减小;故选项A、B的说法正确,
C的说法错误;根据平移的规律, y = x2的图象向右平移2个单位长
度得到 y =( x -2)2的图象,再向上平移1个单位长度得到 y =( x
-2)2+1的图象,故选项D的说法正确.
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7. 将二次函数 y = ax2+ bx + c 的图象向左平移2个单位长度,再向上
平移3个单位长度,便得到函数 y = x2-2 x +1的图象,则 a = ,
b = , c = .
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解析:∵函数 y = x2-2 x +1可变形为 y =( x -1)2,∴抛物线 y
= x2-2 x +1的顶点坐标为(1,0).根据题意把此抛物线反向平
移,得到抛物线 y = ax2+ bx + c 的图象,即把抛物线 y = x2-2 x +
1向下平移3个单位长度,再向右平移2个单位长度就可得到抛物线
y = ax2+ bx + c ,此时顶点(1,0)平移至(3,-3)处.∴抛物
线 y = ax2+ bx + c 的顶点是(3,-3),即 y =( x -3)2-3= x2
-6 x +6,∴ a =1, b =-6, c =6.
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8. 已知 x ∈(-2,5),则 y =(2+ x )(5- x )的最大值为 .
解析:由题意,函数 y =(2+ x )(5- x )图象开口向下,且对
称轴为 x = = ,所以当 x = 时, ymax= = .
 
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9. 已知函数 y =- x2+4 x + t 图象的顶点在 x 轴上,则实数 t 的值是
.
解析:因为函数图象的顶点在 x 轴上,所以Δ=16-4×(-1)× t
=0,得 t =-4.
-4 
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10. 已知一元二次函数 y =- ( x +1)2-1.
(1)画出这个函数的图象,指出它的开口方向、对称轴及顶点;
解:图象如图所示,抛物线 y =- ( x +1)2-1的开口向下、对称轴是直线 x =-1,顶点坐标是(-1,-1).
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解: 把抛物线 y =- x2向下平移1个单位长度,再向左平移1个单位长度,就得到抛物线 y =- ( x +1)2-1.
(2)抛物线 y =- x2经过怎样的变换可以得到抛物线 y =-
( x +1)2-1.
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11. 已知函数 y = ax2+ bx +3,在(-∞,-1]上函数值 y 随自变量 x
的增大而增大,在[-1,+∞)上函数值 y 随自变量 x 的增大而减
小,则(  )
A. b >0且 a <0 B. b =2 a <0
C. b =2 a >0 D. a , b 的正负不定
解析: 由函数值的变化趋势,可知函数为一元二次函数,且
其图象开口向下,对称轴为直线 x =-1,∴∴ b =
2 a <0.
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12. 已知抛物线 y = x2-4 x +3,当0≤ x ≤ m 时, y 的最小值为-1,
最大值为3,则 m 的取值范围为(  )
A. [2,+∞) B. [0,2]
C. [2,4] D. (-∞,4]
解析: ∵ y = x2-4 x +3=( x -2)2-1,∴当 x =2时, y 取
得最小值,最小值为-1;当 y =3时,有 x2-4 x +3=3,解得 x1
=0, x2=4,∴当 x =0或4时, y =3.又∵当0≤ x ≤ m 时, y 的最
小值为-1,最大值为3,∴2≤ m ≤4.
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13. 若函数 y = ax2+2 x -4的图象位于 x 轴下方,则实数 a 的取值范围
是 .
解析:当 a =0时,函数 y =2 x -4表示一条直线,不满足题意;
当 a ≠0时,要使函数 y = ax2+2 x -4的图象位于 x 轴下方,则需
满足 a <0且Δ=22-4 a ×(-4)<0,解得 a <- .综上,实数 a
的取值范围是 .
 
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14. 已知函数 y = ax2+ bx + c ( a ≠0)的图象与 x 轴有两个不同的交
点 A ( x1,0), B ( x2,0),且 + = .若该函数的图象
是由 y =-3( x -1)2的图象向上平移 k 个单位长度得到的,求实
数 k 的值,并写出此函数的解析式.
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解:由题意可知所求函数的解析式为 y =-3( x -1)2+ k ,即 y
=-3 x2+6 x -3+ k .
由题意,得 x1+ x2=2, x1 x2= .
又 + =( x1+ x2)2-2 x1 x2= ,
所以4- = ,解得 k = ,
所以该函数的解析式为 y =-3( x -1)2+ ,
即 y =-3 x2+6 x - .
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15. 某班“数学兴趣小组”对函数 y = x2-2| x |的图象和性质进行
了探究,探究过程如下:
(1)自变量 x 的取值范围是全体实数, x 与 y 的几组对应值如
表:
x … -3 -2 -1 0 1 2 3 …
y … 3 m -1 0 -1 0 3 …
其中, m = ;
0 
解析: x =-2时, m =(-2)2-2|-2|=0.
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解析:图象如图所示.
(2)根据表中数据,在如图所示的平面直角坐标系中描点,并画
出了函数图象的一部分,请你画出该函数图象剩下的部分;
答案:见解析图
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(3)观察函数图象,写出一条性质:

解析:由函数图象知: x >1时, y
随 x 的增大而增大;函数图象关于 y 轴对
称(答案不唯一).
当 x >1时, y 随 x 的增大而
增大(答案不唯一) 
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②关于 x 的方程 x2-2| x |= a 有4个实数根时, a 的取值范
围是 .
(4)进一步探究函数图象发现:
①方程 x2-2| x |=0有 个实数根;
3 
(-1,0) 
解析:①由图知:图象与 x 轴有三个交点,所以方程 x2-2| x |=0有3个实数根.
②由函数图象知:关于 x 的方程 x2-2| x |= a 有4个实数根时, a 的取值范围是(-1,0).
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16. 是否存在实数 a ,使函数 y = x2-2 ax + a 在区间[-1,1]上的取
值范围为[-2,2]?若存在,求出 a 的值;若不存在,说明理由.
解:存在,理由如下: y = x2-2 ax + a =( x - a )2+ a - a2.
当 a <-1时,函数在 [-1,1]上 y 随 x 的增大而增大,

解得 a =-1(舍去);
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当-1≤ a ≤0时,解得 a =-1;
当0< a ≤1时, a 不存在;
当 a >1时,函数在[-1,1]上 y 随 x 的增大而减小,
∴ a 不存在;
综上可知存在实数 a =-1满足题意.
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谢 谢 观 看!4.1 一元二次函数
1.二次函数y=2x2的图象向上平移2个单位长度,再向右平移1个单位长度,所得图象对应的函数表达式为(  )
A.y=2(x+1)2+2  B.y=2(x-1)2+2
C.y=2(x+1)2-2  D.y=2(x-1)2-2
2.已知函数y=ax2+bx+1(a≠0)的图象的对称轴是直线x=1,并且函数的图象经过点A(-1,7),则a,b的值分别是(  )
A.2,4  B.-2,4
C.2,-4  D.-2,-4
3.将函数图象上的所有点向左平移一个单位长度,再向下平移两个单位长度得到的函数解析式为y=2x2+7x+4,则原函数的解析式为(  )
A.y=2x2+11x+11  B.y=2x2+3x+7
C.y=2x2+3x+1  D.y=2x2+11x+5
4.二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象如图所示,则下列结论:①a>0;②c>0;③b2-4ac>0,其中正确的个数是(  )
A.0  B.1
C.2  D.3
5.(多选)若所求的一元二次函数图象与一元二次函数y=2x2-4x-1有相同的顶点,则所求一元二次函数可以为(  )
A.y=-x2+2x+4  B.y=-x2-2x-3
C.y=-5x2+10x-8  D.y=x2-2x-2
6.(多选)在平面直角坐标系中,对于一元二次函数y=(x-2)2+1,下列说法中正确的是(  )
A.y的最小值为1
B.图象顶点坐标为(2,1),对称轴为直线x=2
C.当x<2时,y的值随x值的增大而增大,当x≥2时,y的值随x值的增大而减小
D.它的图象可以由y=x2的图象向右平移2个单位长度,再向上平移1个单位长度得到
7.将二次函数y=ax2+bx+c的图象向左平移2个单位长度,再向上平移3个单位长度,便得到函数y=x2-2x+1的图象,则a=    ,b=    ,c=    .
8.已知x∈(-2,5),则y=(2+x)(5-x)的最大值为    .
9.已知函数y=-x2+4x+t图象的顶点在x轴上,则实数t的值是    .
10.已知一元二次函数y=-(x+1)2-1.
(1)画出这个函数的图象,指出它的开口方向、对称轴及顶点;
(2)抛物线y=-x2经过怎样的变换可以得到抛物线y=-(x+1)2-1.
11.已知函数y=ax2+bx+3,在(-∞,-1]上函数值y随自变量x的增大而增大,在[-1,+∞)上函数值y随自变量x的增大而减小,则(  )
A.b>0且a<0  B.b=2a<0
C.b=2a>0  D.a,b的正负不定
12.已知抛物线y=x2-4x+3,当0≤x≤m时,y的最小值为-1,最大值为3,则m的取值范围为(  )
A.[2,+∞)  B.[0,2]
C.[2,4]  D.(-∞,4]
13.若函数y=ax2+2x-4的图象位于x轴下方,则实数a的取值范围是    .
14.已知函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴有两个不同的交点A(x1,0),B(x2,0),且+=.若该函数的图象是由y=-3(x-1)2的图象向上平移k个单位长度得到的,求实数k的值,并写出此函数的解析式.
15.某班“数学兴趣小组”对函数y=x2-2|x|的图象和性质进行了探究,探究过程如下:
(1)自变量x的取值范围是全体实数,x与y的几组对应值如表:
x … -3 - -2 -1 0 1 2 3 …
y … 3 m -1 0 -1 0 3 …
其中,m=    ;
(2)根据表中数据,在如图所示的平面直角坐标系中描点,并画出了函数图象的一部分,请你画出该函数图象剩下的部分;
(3)观察函数图象,写出一条性质:    ;
(4)进一步探究函数图象发现:
①方程x2-2|x|=0有    个实数根;
②关于x的方程x2-2|x|=a有4个实数根时,a的取值范围是    .
16.是否存在实数a,使函数y=x2-2ax+a在区间[-1,1]上的取值范围为[-2,2]?若存在,求出a的值;若不存在,说明理由.
4.1 一元二次函数
1.B 将二次函数y=2x2的图象向上平移2个单位长度得到函数y=2x2+2的图象,再向右平移1个单位长度得函数y=2(x-1)2+2的图象,故选B.
2.C 由题意,可得 故选C.
3.C 可设原函数为y=g(x),根据将y=g(x)函数图象上的所有点向左平移一个单位长度,再向下平移两个单位长度得到y=2x2+7x+4的图象,那么将y=2x2+7x+4函数的图象上所有点向上平移两个单位长度,再向右平移一个单位长度可得到y=g(x)的图象,所以g(x)=2(x-1)2+7(x-1)+4+2,化简可得g(x)=2x2+3x+1,故选C.
4.C 由图象可知开口向下,a<0,所以①错误;图象与y轴交于正半轴,可知c>0,所以②正确;图象与x轴有两个交点,可得b2-4ac>0,所以③正确,所以正确的有2个,故选C.
5.CD 因为y=2x2-4x-1=2(x-1)2-3,y=-x2+2x+4=-(x-1)2+5,y=-x2-2x-3=-(x+1)2-2,y=-5x2+10x-8=-5(x-1)2-3,y=x2-2x-2=(x-1)2-3,所以所求一元二次函数可以为选项C、D中的函数.
6.ABD 一元二次函数y=(x-2)2+1,a=1>0,∴该函数的图象开口向上,对称轴为直线x=2,顶点坐标为(2,1),当x=2时,y有最小值1,当x≥2时,y的值随x值的增大而增大,当x<2时,y的值随x值的增大而减小;故选项A、B的说法正确,C的说法错误;根据平移的规律,y=x2的图象向右平移2个单位长度得到y=(x-2)2的图象,再向上平移1个单位长度得到y=(x-2)2+1的图象,故选项D的说法正确.
7.1 -6 6 解析:∵函数y=x2-2x+1可变形为y=(x-1)2,∴抛物线y=x2-2x+1的顶点坐标为(1,0).根据题意把此抛物线反向平移,得到抛物线y=ax2+bx+c的图象,即把抛物线y=x2-2x+1向下平移3个单位长度,再向右平移2个单位长度就可得到抛物线y=ax2+bx+c,此时顶点(1,0)平移至(3,-3)处.∴抛物线y=ax2+bx+c的顶点是(3,-3),即y=(x-3)2-3=x2-6x+6,∴a=1,b=-6,c=6.
8. 解析:由题意,函数y=(2+x)(5-x)图象开口向下,且对称轴为x==,所以当x=时,ymax=(2+)(5-)=.
9.-4 解析:因为函数图象的顶点在x轴上,所以Δ=16-4×(-1)×t=0,得t=-4.
10.解:(1)图象如图所示,抛物线y=-(x+1)2-1的开口向下、对称轴是直线x=-1,顶点坐标是(-1,-1).
(2)把抛物线y=-x2向下平移1个单位长度,再向左平移1个单位长度,就得到抛物线y=-(x+1)2-1.
11.B 由函数值的变化趋势,可知函数为一元二次函数,且其图象开口向下,对称轴为直线x=-1,∴∴b=2a<0.
12.C ∵y=x2-4x+3=(x-2)2-1,∴当x=2时,y取得最小值,最小值为-1;当y=3时,有x2-4x+3=3,解得x1=0,x2=4,∴当x=0或4时,y=3.又∵当0≤x≤m时,y的最小值为-1,最大值为3,∴2≤m≤4.
13. 解析:当a=0时,函数y=2x-4表示一条直线,不满足题意;当a≠0时,要使函数y=ax2+2x-4的图象位于x轴下方,则需满足a<0且Δ=22-4a×(-4)<0,解得a<-.综上,实数a的取值范围是.
14.解:由题意可知所求函数的解析式为y=-3(x-1)2+k,即y=-3x2+6x-3+k.
由题意,得x1+x2=2,x1x2=.
又+=(x1+x2)2-2x1x2=,
所以4-=,解得k=,
所以该函数的解析式为y=-3(x-1)2+,
即y=-3x2+6x-.
15.(1)0 (2)见解析图 (3)当x>1时,y随x的增大而增大(答案不唯一) (4)①3 ②(-1,0)
解析:(1)x=-2时,m=(-2)2-2|-2|=0.
(2)图象如图所示.
(3)由函数图象知:x>1时,y随x的增大而增大;函数图象关于y轴对称(答案不唯一).
(4)①由图知:图象与x轴有三个交点,所以方程x2-2|x|=0有3个实数根.
②由函数图象知:关于x的方程x2-2|x|=a有4个实数根时,a的取值范围是(-1,0).
16.解:存在,理由如下:y=x2-2ax+a=(x-a)2+a-a2.
当a<-1时,函数在 [-1,1]上y随x的增大而增大,∴解得a=-1(舍去);
当-1≤a≤0时,解得a=-1;
当0<a≤1时,a不存在;
当a>1时,函数在[-1,1]上y随x的增大而减小,
∴a不存在;
综上可知存在实数a=-1满足题意.
2 / 24.1 一元二次函数
新课程标准解读 核心素养
1.掌握一元二次函数的图象及图象变换 直观想象
2.会求一元二次函数的最值及相关问题 数学运算
  某校运动会上,某运动员掷铅球时,他所掷的铅球的高度y(m)与水平距离x(m)之间的函数关系式为y=-x2+x+.
【问题】 (1)此函数是一元二次函数吗?
(2)当x满足什么条件时,图象在x轴的上方?
                      
                      
知识点一 一元二次函数的图象变换
1.抛物线
通常把一元二次函数的图象叫作抛物线.
2.一元二次函数的图象变换
一元二次函数y=a(x-h)2+k的图象可以由y=ax2的图象经过向左(或向右)平移   个单位长度,再向上(或向下)平移   个单位长度而得到.
提醒 一元二次函数图象变换:一元二次函数y=a(x+h)2+k(a≠0),a决定了函数图象的开口大小及方向;h决定了函数图象的左、右平移,而且“h正左移,h负右移”;k决定了函数图象的上、下平移,而且“k正上移,k负下移”.
知识点二 一元二次函数的性质
一元二次函数y=a(x-h)2+k(a≠0)有如下性质:
(1)函数y=a(x-h)2+k的图象是一条抛物线,顶点坐标是(h,k),对称轴是直线x=h;
(2)当a>0时,抛物线开口向   ;在区间(-∞,h]上,函数值y随自变量x的增大而    ;在区间[h,+∞)上,函数值y随自变量x的增大而    ;函数在x=h处有最小值,记作ymin=   .
当a<0时,抛物线开口向   ;在区间(-∞,h]上,函数值y随自变量x的增大而    ;在区间[h,+∞)上,函数值y随自变量x的增大而    ;函数在x=h处有最大值,记作ymax=   .
1.判断正误.(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)y=ax2+bx+c是二次函数.(  )
(2)函数y=ax2+bx+c的图象一定与y轴相交.(  )
(3)二次函数y=2x2与y=-2x2的图象开口大小相同,开口方向相反.(  )
2.已知某一元二次函数的图象与函数y=2x2的图象的形状一样,开口方向相反,且其顶点为(-1,3),则此函数的解析式为(  )
A.y=2(x-1)2+3
B.y=2(x+1)2+3
C.y=-2(x-1)2+3
D.y=-2(x+1)2+3
3.将函数y=2(x+1)2-2向右平移    个单位长度,再向    平移    个单位长度可得到函数y=2x2的图象.
题型一 一元二次函数图象与变换
【例1】 在同一坐标系中作出下列函数的图象:
(1)y=x2;(2)y=x2-2;(3)y=2x2-4x.并分析如何把y=x2的图象变换成y=2x2-4x的图象.
尝试解答
通性通法
  任意一元二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)都可转化为y=a(x+h)2+k的形式,都可由y=ax2的图象经过适当的平移得到,具体平移方法如图所示:
  上述平移规律:“h值正、负,左、右移”,即“加时左移,减时右移”;“k值正、负,上、下移”,即“加时上移,减时下移”.
【跟踪训练】
1.将一元二次函数y=5x2的图象平移,得到一元二次函数y=5(x-3)2-1的图象,下列平移方式中,正确的是(  )
A.先向左平移3个单位长度,再向上平移1个单位长度
B.先向左平移3个单位长度,再向下平移1个单位长度
C.先向右平移3个单位长度,再向上平移1个单位长度
D.先向右平移3个单位长度,再向下平移1个单位长度
2.画出一元二次函数y=x2-6x+21的图象.
题型二 一元二次函数图象的识别
【例2】 (多选)如图是一元二次函数y=ax2+bx+c图象的一部分,图象的对称轴为直线x=-1.则下面四个结论正确的是(  )
A.b2>4ac   B.2a-b=1
C.a-b+c=0   D.5a<b
尝试解答
通性通法
有关一元二次函数图象识别问题的解题思路
(1)对于一元二次函数图象的识别问题可以采用排除法,即抓住函数图象的特征或特殊点,如图象的开口方向、顶点位置、对称轴及与两坐标轴的交点所处的位置等作出判断;
(2)对于同一直角坐标系中两个含变量的函数图象问题,当函数中含有一个变量时,常通过讨论变量对函数图象作出判断;当函数中含有两个或两个以上的变量时,先在各选项中假设其中一个函数的图象正确,由此确定变量的取值范围,再由变量的取值范围确定另一个函数图象的位置,从而判断图象的正误.
【跟踪训练】
如图是一元二次函数:①y=ax2;②y=bx2;③y=cx2;④y=dx2的图象,则a,b,c,d的大小关系为(  )
A.a<b<0<c<d
B.d<c<0<a<b
C.0<a<b<c<d
D.a<b<c<d<0
题型三 一元二次函数的图象与性质
【例3】 已知一元二次函数y=-2x2+4x+3,请回答下列问题:
(1)试确定该函数图象的开口方向、对称轴和顶点坐标;
(2)指出函数y=-2x2+4x+3的图象是由函数y=-2x2的图象经过怎样的变换得到的;
(3)求函数值的变化趋势及函数的最值.
尝试解答
通性通法
  “配方法”是研究一元二次函数的主要方法,对一个具体的一元二次函数,我们对它进行配方,根据配方后得到的性质画函数的图象,可以直接选出关键点,减少了选点的盲目性,使画图更简便,图象更精确.
【跟踪训练】
1.若f(x)=x2-ax+1有负值,则实数a的取值范围是(  )
A.(-∞,-2]
B.(-2,2)
C.(-∞,-2)∪(2,+∞)
D.(1,3)
2.已知一元二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象经过原点且关于直线x=2对称,在[0,2]上y随x的增大而增大,则y≥0的解集是(  )
A.[0,+∞)
B.(-∞,0)
C.[0,4]
D.(-∞,0)∪[4,+∞)
1.将抛物线y=x2+1先向左平移2个单位长度,再向下平移3个单位长度,得到的新抛物线的表达式为(  )
A.y=(x+2)2+4  B.y=(x-2)2-2
C.y=(x-2)2+4  D.y=(x+2)2-2
2.下列一元二次函数的图象通过平移能与一元二次函数y=x2-2x-1的图象重合的是(  )
A.y=2x2-x+1  B.y=x2+2x+1
C.y=x2-2x-1  D.y=x2+2x+1
3.一元一次函数y=ax+b与一元二次函数y=ax2+bx+c在同一平面直角坐标系中的图象大致是(  )
4.已知函数y=x2+mx+1,在区间[1,+∞)上函数值y随自变量x的增大而增大,则实数m的取值范围为    .
4.1 一元二次函数
【基础知识·重落实】
知识点一
2.|h| |k|
知识点二
 (2)上 减小 增大 k 下 增大 减小 k
自我诊断
1.(1)× (2)√ (3)√
2.D 设所求函数的解析式为y=-2(x+h)2+k,根据顶点为(-1,3),可得h=1,且k=3,故所求的函数解析式为y=-2(x+1)2+3,故选D.
3.1 上 2 解析:通过y=2x2→y=2(x+1)2-2反向分析,也可借助顶点分析.
【典型例题·精研析】
【例1】 解:列表:
x -3 -2 -1 0 1 2 3
y=x2 9 4 1 0 1 4 9
y=x2-2 7 2 -1 -2 -1 2 7
y=2x2-4x 30 16 6 0 -2 0 6
描点,连线即得相应函数的图象,如图所示.
由图象可知由y=x2到y=2x2-4x的变化过程如下.
法一 先把y=x2的图象向右平移1个单位长度得到y=(x-1)2的图象,然后把y=(x-1)2的图象横坐标不变,纵坐标变为原来的2倍,得到y=2(x-1)2的图象,最后把y=2(x-1)2的图象向下平移2个单位长度便可得到y=2x2-4x的图象.
法二 先把y=x2的图象向下平移1个单位长度得到y=x2-1的图象,然后再把y=x2-1的图象向右平移1个单位长度得到y=(x-1)2-1的图象,最后把y=(x-1)2-1的图象横坐标不变,纵坐标变为原来的2倍,便可得到y=2(x-1)2-2,即y=2x2-4x的图象.
跟踪训练
1.D 将一元二次函数y=5x2的图象向右平移3个单位长度,得到一元二次函数y=5(x-3)2的图象,再向下平移1个单位长度得到y=5(x-3)2-1的图象.
2.解:y=x2-6x+21通过配方可化为y=(x-6)2+3,利用一元二次函数图象的对称性列表:
x … 4 5 6 7 8 …
y … 5 3.5 3 3.5 5 …
描点,连线即得函数y=x2-6x+21的图象,如图所示.
【例2】 AD 易知一元二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴有两个交点,所以b2-4ac>0,即b2>4ac,A正确;函数图象的对称轴为直线x=-1,则-=-1,即2a-b=0,B错误;结合图象可知,当x=-1时,y>0,即a-b+c>0,C错误;由函数图象的对称轴为直线x=-1知,b=2a,因为5>2,a<0,所以5a<2a,即5a<b,D正确.
跟踪训练
 B 当二次项系数大于0时,一元二次函数的图象开口向上,当二次项系数小于0时,一元二次函数的图象开口向下,所以由图象可知a和b都大于0,c和d都小于0,再根据二次项系数的绝对值越大,开口越小可知d<c<0<a<b.
【例3】 解:(1)∵y=-2x2+4x+3=-2(x-1)2+5,
∴该一元二次函数的图象开口向下,对称轴是直线x=1,顶点坐标是(1,5).
(2)由(1)可知,将函数y=-2x2的图象先向右平移1个单位长度,再向上平移5个单位长度,即可得到函数y=-2x2+4x+3的图象.
(3)由(1)知,函数图象的开口向下,对称轴为直线x=1,则可得在区间(-∞,1]上,函数值y随自变量x的增大而增大,在区间[1,+∞)上,函数值y随自变量x的增大而减小.故函数在x=1处取得最大值5,即ymax=5,无最小值.
跟踪训练
1.C ∵f(x)=x2-ax+1有负值,∴Δ=a2-4>0,则a>2或a<-2.
2.C 由已知得在[2,4]上,y随x的增大而减小,且x=4时,y=0,作出函数的大致图象,如图所示,由图可知,当0≤x≤4时,y≥0.
随堂检测
1.D ∵一元二次函数解析式为y=x2+1,∴顶点坐标为(0,1).将其顶点坐标向左平移2个单位长度,再向下平移3个单位长度得到新的顶点坐标为(-2,-2),可设新函数的解析式为y=(x-h)2+k,代入新的顶点坐标得y=(x+2)2-2.
2.B ∵经过平移后能与一元二次函数y=x2-2x-1的图象重合,∴a=1,观察选项,只有选项B符合题意.
3.C 对于选项A,一元一次函数中的a>0与一元二次函数中的a<0矛盾;对于选项B,一元一次函数中的a>0,b>0与一元二次函数中的x=->0矛盾;对于选项D,一元一次函数中的a<0与一元二次函数中的a>0矛盾.
4.[-2,+∞) 解析:y=x2+mx+1的图象的对称轴为直线x=-,由题意,可得-≤1,解得m≥-2.
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