人教版九年级数学上册浙江省三门县珠岙中学同步测试:22.1.3二次函数y=a(xh)2+k的图象和性质
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初中数学试卷
22.1.3二次函数y=a(x-h)2+k的图象和性质第1课时二次函数y=ax2+k的图象和性质
[见B本P14]
1.抛物线y=-2x2+1的对称轴是(C)
A.直线x=1
2B.直线x=-
1
2
C.y轴D.直线x=2
2.下列函数中,图象形状、开口方向相同的是(B)
①y=-x2;②y=-2x2;③y=1
2x
2-1;
④y=x2+2;⑤y=-2x2+3.
A.①④B.②⑤
C.②③⑤D.①②⑤
【解析】a决定抛物线的开口方向与形状大小,②⑤中a相同,选B.
3.如果将抛物线y=x2+2向下平移1个单位,那么所得新抛物线的表达式是(C)
A.y=(x-1)2+2 B.y=(x+1)2+2
C.y=x2+1 D.y=x2+3
4.[2013·德州]下列函数中,当x>0时,y随x的增大而增大的是(B)
A.y=-x+1 B.y=x2-1
C.y=1
x D.y=-x
2+1
5.抛物线y=-2x2-5的开口向__下__,对称轴是__y轴__,顶点坐标是__(0,
-5)__.
【解析】根据抛物线y=ax2+c的特征解答即可.
6.抛物线y=1
3x
2-4可由抛物线y=
1
3x
2沿__y__轴向__下__平移__4__个单位而
得到,它的开口向__上__,顶点坐标是__(0,-4)__,对称轴是__y轴__,当__x =0__时,y有最__小__值为__-4__,当__x>0__时,y随x的增大而增大,当__x<0__时,y随x的增大而减小.
【解析】抛物线y=1
3x
2-4与y=
1
3x
2的形状相同,但位置不同,抛物线y=
1
3x
2
-4的图象可由抛物线y=1
3x
2的图象沿y轴向下平移4个单位而得到,画出草图
回答问题较方便.
7.[2013·湛江]抛物线y=x2+1的最小值是__1__.顶点是__(0,1)__.8.(1)填表:
x …-2-1012…
y=-2x2
y=-2x2+1
y=-2x2-1
(2)在同一直角坐标系中,作出上述三个函数的图象;
(3)它们三者的图象有什么异同?它们的开口方向、对称轴、顶点坐标分别是什么?
(4)由抛物线y=-2x2怎样平移得到抛物线y=-2x2+1与y=-2x2-1?
解:(1)略(2)略
(3)它们三者图象的形状相同,但位置不同,开口方向都向下,对称轴都为y轴,顶点不同,分别为(0,0),(0,1),(0,-1);
(4)抛物线y=-2x2+1可由抛物线y=-2x2向上平移1个单位得到;抛物线y=-2x2-1可由抛物线y=-2x2向下平移1个单位得到.
9.二次函数y=-1
2x
2+c的图象经过点
⎝
⎛
⎭
⎪
⎫
-3,
9
2,与x轴交于A,B两点,且A
点在B点左侧.
(1)求c的值;
(2)求A,B两点的坐标.
解:(1)∵抛物线经过点⎝ ⎛
⎭
⎪⎫-3,92,
∴-12×(-3)2+c =9
2,∴c =6.
(2)∵c =6,∴抛物线为y =-1
2x 2+6.
令y =0,则-1
2x 2+6=0,解得x 1=23,x 2=-23,∵A 点在B 点左侧,∴A (-23,0),B (23,0).
10.如图22-1-12,两条抛物线y 1=-12x 2+1、y 2=-1
2x 2-1与分别经过点(-2,0),(2,0)且平行于y 轴的两条平行线围成的阴影部分的面积为( A )
图22-1-12
A .8
B .6
C .10
D .4
【解析】 两条抛物线的形状大小、开口方向相同,阴影部分面积等于相邻边长为4和2的长方形面积,即等于8.
11.抛物线y =ax 2+k 与y =-8x 2的形状大小,开口方向都相同,且其顶点坐标是(0,-6),则其表达式为____y =-8x 2-6____,它是由抛物线y =-8x 2向__下__平移__6__个单位得到的.
【解析】 根据两抛物线的形状大小相同,开口方向相同,可确定a 值,再根据顶点坐标(0,-6),可确定k 值,从而可判断平移方向.
∵抛物线y =ax 2+k 与y =-8x 2的形状大小相同,开口方向也相同,∴a =-8. 又∵其顶点坐标为(0,-6),∴k =-6,
∴y =-8x 2-6,它是由抛物线y =-8x 2向下平移6个单位得到的.
12.已知函数y =ax 2+c 的图象过点(-2,-7)和点(1,2). (1)求这个函数的关系式; (2)画这个函数的图象;
(3)求这个函数的图象与x 轴交点的坐标.
【解析】 (1)将两点坐标代入函数的关系式,可得到关于a ,c 的二元一次方程组.
(2)列表、描点、连线. (3)求y =0时x 的值.
解:(1)∵y =ax 2+c 的图象过(-2,-7),(1,2)两点, ∴⎩⎨⎧4a +c =-7,a +c =2.∴⎩⎨⎧a =-3,c =5.∴y =-3x 2+5. (2)列表:
x -2 -11
2 -1 -12 0 12 1 112 2 y =-3x 2+5
-7
-134
2
414
5
414
2
-134
-7
描点、连线:
(3)当y =0时,-3x 2
+5=0, 解得x 1=153,x 2=-15
3,
故函数图象与x 轴的交点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫153,0
和⎝
⎛⎭⎪⎫
-153,0. 13.如图22-1-13(a),有一座抛物线拱桥,当水位在AB 时,水面宽20 m ,这时,拱高(O 点到AB 的距离)为4 m.
图22-1-13
(1)你能求出图22-1-13(a)的坐标系中抛物线的解析式吗?
(2)如果将直角坐标系建在图22-1-13(b)所示位置,抛物线的形状、顶点、解析式相同吗?
【解析】观察抛物线的对称轴和顶点位置是解本题的关键.
解:(1)由图象知,抛物线顶点为(0,0),且抛物线过A(-10,-4),B(10,-4),
可设y=ax2,把A点或B点坐标代入可得a=-1
25,所以y=-
1
25x
2;
(2)由图象可知,抛物线顶点为(0,4),故可设y=ax2+4.
又y=ax2+4的图象过A(-10,0),B(10,0),将A点或B点坐标代入可得0=
100a+4,解得a=-1 25,
所以y=-1
25x
2+4.
因为两抛物线解析式的a相同,所以两抛物线形状相同,顶点不同,解析式不同.
图22-1-14
14.如图22-1-14所示,隧道的截面由抛物线AED和矩形ABCD构成,矩形的长BC为8 m,宽AB为2 m.以BC所在的直线为x轴,线段BC的中垂线为y轴,建立平面直角坐标系,y轴是抛物线的对称轴,顶点E到坐标原点O的距离为6 m.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如果该隧道内设双行道,现有一辆货运卡车高4.2 m,宽2.4 m,这辆货运卡车能否通过该隧道?通过计算说明.
【解析】(1)抛物线关于y轴对称,顶点为(0,6),可设抛物线的解析式为y=ax2
+6,又因为抛物线过(4,2),代入到y=ax2+6中,则可求出a的值;
(2)将x=2.4代入到所求的函数解析式中,得到的y值与4.2比较大小,y值比4.2大,则这辆货运卡车能通过该隧道,反之,则不能通过.
解:(1)设抛物线的解析式为y=ax2+6,
∵抛物线过(4,2)点,∴16a+6=2,∴a=-1 4,
∴抛物线的解析式为y=-1
4x
2+6.
(2)当x=2.4时,y=-1
4x
2+6=-1.44+6=4.56>4.2,故这辆货运卡车能通过该
隧道.
图22-1-15
15.某水渠的横截面呈抛物线状,水面的宽度为AB(单位:米),现以AB所在直线为x轴,以抛物线的对称轴为y轴建立如图22-1-15所示的平面直角坐标系,设坐标原点为O.已知AB=8米,设抛物线解析式为y=ax2-4.
(1)求a的值;
(2)点C(-1,m)是抛物线上一点,点C关于原点O的对称点为点D,连接CD,BC,BD,求△BCD的面积.
解:(1)∵AB=8,由抛物线的性质可知OB=4,
∴B(4,0),
把B 点坐标代入解析式得:16a -4=0, 解得:a =1
4;
(2)过点C 作CE ⊥AB 于E ,过点D 作DF ⊥AB 于F , ∵a =14, ∴y =14x 2
-4, 令x =-1,
∴m =14×(-1)2-4=-154
,
∴C (-1,-15
4),
∵C 关于原点对称点为D ,
∴D 的坐标为(1,154),则CE =DF =15
4
S △BCD =S △BOD +S △BOC =12OB ·DF +12OB ·CE =12×4×154+12×4×15
4=15, ∴△BCD 的面积为15平方米.
第2课时二次函数y=a(x-h)2的图象和性质
[见A本P16]
1.与函数y=2(x-2)2形状相同的抛物线解析式是(D)
A.y=1+
1
2x2B.y=(2x+1)
2
C.y=(x-2)2D.y=2x2
2.关于二次函数y=-(x-2)2的图象,下列说法正确的是(D) A.是中心对称图形
B.开口向上
C.对称轴是x=-2
D.最高点是(2,0)
3.抛物线y=(x-1)2的顶点坐标是(A)
A.(1,0) B.(-1,0)
C.(-2,1) D.(2,-1)
4.下列关于抛物线y=4(x-1)2+2的说法中,正确的是(B) A.开口向下
B.对称轴为x=1
C.与x轴有两个交点
D.顶点坐标为(-1,0)
5.二次函数y=2(x-3
2)
2图象的对称轴是直线__x=
3
2__.
6.函数:①y=1
2x-3,②y=-
2
x(x<0),③y=(1-x)
2(x>1),其中y随x的增大而
增大的有__①②③__(填序号).
解:∵y=1
2x-3中,k=
1
2>0,
∴y随x的增大而增大;
∵函数y=-2
x中k=-2,
∴当x<0时,y随x的增大而增大;
∵y =(1-x )2(x >1)中,开口向上,对称轴为x =1, ∴当x >1时,y 随x 的增大而增大, 故答案为①②③.
7.二次函数y =(x -2)2,当__x <2__时,y 随x 的增大而减小.
8.抛物线y =-2
3(x +2)2开口__向下__,对称轴为__直线x =-2__,顶点坐标为__(-2,0)__,当x =__-2__时,函数有最__大__值为__0__.
9.抛物线y =2(x -2)2与x 轴交点A 的坐标为__(2,0)__,与y 轴交点B 的坐标为__(0,8)__,S △AOB =__8__. 【解析】 画草图帮助理解题意. 当x =2时,y =0;当x =0时,y =8, S △AOB =12×OA ×OB =1
2×2×8=8. 10.已知:抛物线y =-1
4(x +1)2. (1)写出抛物线的对称轴; (2)完成下表;
x … -7 -3 1 3 … y
…
-9
-1
…
(3)在下面的坐标系中描点画出抛物线的图象.
图22-1-16
解:(1)抛物线的对称轴为x =-1. (2)填表如下:
x … -7 -5 -3 -1 1 3 5 … y
…
-9
-4
-1
-1
-4
-9
…
(3)描点作图如下:
11.确定下列函数图象的开口方向及对称轴、顶点坐标.
(1)y=2(x+1)2
(2)y=-4(x-5)2.
解:(1)由y=2(x+1)2
可知,二次项系数为2>0,
∴抛物线开口向上,对称轴为x=-1,
顶点坐标为(-1,0).
(2)由y=-4(x-5)2可知,二次项系数为-4<0,
∴抛物线开口向下,对称轴为x=5,
顶点坐标为(5,0).
12.已知二次函数y=-3(x-5)2,写出抛物线的顶点坐标、对称轴、x在什么范围内y随x的增大而减小、x取何值时函数有最值,并写出最值.
解:根据二次函数的解析式y=-3(x-5)2,
知函数图象的顶点为(5,0),对称轴为x=5;
函数y=-3(x-5)2的图象开口向下,对称轴x=5,
故当x≥5时,函数值y随x的增大而减小;
∵-3<0,
∴二次函数的开口向下,
当x=5时,二次函数图象在最高点,函数的最大值为0.
13.已知抛物线y=a(x-h)2的对称轴为x=-2,与y轴交于点(0,2).
(1)求a和h的值;
(2)求其关于y轴对称的抛物线的解析式.解:(1)∵对称轴为x=-2,
∴h=-2,
∵与y轴交于点(0,2),
∴a·22=2,
∴a=1 2;
(2)抛物线关于y轴的对称抛物线的顶点坐标为(2,0),
所以,关于y轴对称的抛物线的解析式为y=1
2(x-2)
2.
14.(1)求抛物线y=2(x-h)2关于y轴对称的抛物线的函数解析式.
(2)若将(1)中的抛物线变为y=a(x-h)2,请直接写出关于y轴对称的抛物线的函数解析式,你还能写出它关于x轴、关于原点对称的新抛物线的函数解析式吗?请尝试研究,并与同伴交流.
解:(1)∵抛物线y=2(x-h)2的顶点坐标为(h,0),
∴关于y轴对称的抛物线的顶点坐标为(-h,0),
∴关于y轴对称的抛物线的函数解析式为y=2(x+h)2;
(2)抛物线y=a(x-h)2的顶点坐标为(h,0),
∵关于y轴对称的抛物线的顶点坐标为(-h,0),抛物线开口方向不变,
∴关于y轴对称的抛物线解析式为y=a(x+h)2;
∵关于x轴对称的抛物线的顶点坐标为(h,0),抛物线开口方向改变,
∴关于x轴对称的抛物线解析式为y=-a(x-h)2;
∵关于原点对称的抛物线的顶点坐标为(-h,0),抛物线开口方向改变,
∴关于原点对称的抛物线解析式为y=-a(x+h)2.
15.在直角坐标平面内,已知抛物线y=a(x-1)2(a>0)顶点为A,与y轴交于点C,点B是抛物线上另一点,且横坐标为3,若△ABC为直角三角形时,求a的值.
图22-1-17
解:∵y =a (x -1)2(a >0)的顶点为A ,所以点A 的坐标为(1,0). 由x =0,得y =a ,所以点C 的坐标为(0,a ), 由x =3,得y =4a ,所以点B 的坐标为(3,4a ),
所以有⎩⎨⎧AC 2=1+a 2
AB 2
=4+16a 2
BC 2=9+9a 2
(1)若BC 2=AC 2+AB 2得 9+9a 2=1+a 2+4+16a 2 即a 2=12,a =±2
2,因为a >0, ∴a =
22
; (2)若AB 2=AC 2+BC 2 得4+16a 2=1+a 2+9+9a 2 即a 2=1,a =±1. ∴a >0, ∴a =1;
(3)若AC 2=AB 2+BC 2 得1+a 2=4+16a 2+9+9a 2 即a 2=-1
2,无解.
综上所述,当△ABC 为直角三角形时,a 的值为1或2
2.
第3课时二次函数y=a(x-h)2+k的图象和性质
[见B本P16]
1.抛物线y=2(x-3)2+1的顶点坐标是(A)
A.(3,1)B.(3,-1)
C.(-3,1) D.(-3,-1)
2.对于抛物线y=-1
2(x+1)
2+3,下列结论:①抛物线的开口向下;②对称轴
为x=1;③顶点坐标为(-1,3);④x>1时,y随x的增大而减小.其中正确结论的个数为(C)
A.1 B.2
C.3 D.4
【解析】①∵a=-1
2<0,
∴抛物线的开口向下,正确;
②对称轴为直线x=-1,错误;
③顶点坐标为(-1,3),正确;
④∵x>-1时,y随x的增大而减小∴x>1时,y随x的增大而减小一定正确;综上所述,结论正确的个数是①③④共3个.故选C.
3.下列二次函数中,图象以x=2为对称轴,且经过点(0,1)的是(C) A.y=(x-2)2+1 B.y=(x+2)2+1
C.y=(x-2)2-3 D.y=(x+2)2-3
【解析】设二次函数的解析式为y=a(x-2)2+k,把点(0,1)代入检验.4.如图22-1-18,关于抛物线y=(x-1)2-2,下列说法错误的是(D)
图22-1-18
A.顶点坐标是(1,-2)
B.对称轴是直线x=1
C.开口方向向上
D.当x>1时,y随x的增大而减小
5.将抛物线y=3x2向上平移3个单位,再向左平移2个单位,那么得到的抛物线的解析式为(A)
A.y=3(x+2)2+3 B.y=3(x-2)2+3
C.y=3(x+2)2-3 D.y=3(x-2)2-3
6.[2013·雅安]将抛物线y=(x-1)2+3向左平移1个单位,再向下平移3个单位后所得抛物线的解析式为(D)
A.y=(x-2)2B.y=(x-2)2+6
C.y=x2+6 D.y=x2
【解析】根据“左加右减、上加下减”的原则进行解答即可.
将抛物线y=(x-1)2+3向左平移1个单位所得抛物线解析式为:y=(x-1+1)2+3,即y=x2+3;
再向下平移3个单位为:y=x2+3-3,即y=x2.
故选D.
7.如图22-1-19,平面直角坐标系中,两条抛物线有相同的对称轴,则下列关系正确的是(A)
图22-1-19
A.m=n,k>h B.m=n,k<h
C.m>n,k=h D.m<n,k=h
8.在同一直角坐标系中,画出函数y =-12x 2,y =-12x 2-1,y =-1
2(x +1)2-1的图象,并列表比较这三条抛物线的对称轴、顶点坐标. 解:列表如下:
x y =-12x 2
y =-1
2x 2-1
y =-1
2(x +1)2-1
-4 -5.5 -3 -4.5 -5.5 -3 -2 -2 -3 -1.5 -1 -0.5 -1.5 -1 0 0 -1 -1.5 1 -0.5 -1.5 -3 2 -2 -3 -5.5 3
-4.5
-5.5
描点、连线如图:
抛物线
对称轴 顶点坐标 y =-12x 2,即y =-1
2(x -0)2+0 x =0 (0,0) y =-12x 2-1,即y =-1
2(x -0)2+(-1) x =0
(0,-1)
y =-12(x +1)2-1,即y =-12[x -(-1)]2+(-1)
x =-1 (-1,-1)
9.已知:抛物线y =(x -1)2-3.
(1)写出抛物线的开口方向、对称轴、顶点坐标;
(2)当x ____________时,y 随x 的增大而减小,当x ____________时,y 随x 的增
大而增大.
解:(1)抛物线y=(x-1)2-3,
∵a>0,
∴抛物线的开口向上,
对称轴为x=1,顶点坐标为(1,-3);
(2)∵对称轴是x=1
∴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.
10.已知二次函数图象的顶点坐标为(1,-1),且过原点(0,0),求该函数解析式.
解:∵二次函数图象的顶点坐标为(1,-1),
∴可设为y=a(x-1)2-1,
当x=0时,y=0,
∴0=a(0-1)2-1,a=1,
所求函数解析式为y=(x-1)2-1.
11.二次函数y=x2的图象如图22-1-20所示,请将此图象向右平移1个单位,再向下平移2个单位.
(1)画出经过两次平移后所得到的图象,并写出函数的解析式;
(2)求经过两次平移后的图象与x轴的交点坐标,指出当x满足什么条件时,函数值大于0?
图22-1-20
解:(1)画图略.
依题意得y=(x-1)2-2=x2-2x+1-2=x2-2x-1,
∴平移后图象的解析式为y=x2-2x-1;
(2)当y=0时,即x2-2x-1=0,
∴(x-1)2=2,
∴x-1=±2,∴x1=1-2,x2=1+2,
∴平移后的图象与x轴交于两点,坐标分别为(1-2,0)和(1+2,0).
由图可知,当x<1-2或x>1+2时,二次函数y=x2-2x-1的函数值大于0.
12.如图22-1-21,在平面直角坐标系中,抛物线所表示的函数解析式为y=-2(x-h)2+k,则下列结论正确的是(A)
图22-1-21
A.h>0,k>0 B.h<0,k>0
C.h<0,k<0 D.h>0,k<0
【解析】∵抛物线y=-2(x-h)2+k的顶点坐标为(h,k),由图可知,抛物线的顶点坐标在第一象限,∴h>0,k>0.故选A.
13.已知二次函数y=a(x-1)2-c的图象如图22-1-22所示,则一次函数y=ax+c的大致图象可能是(A)
【解析】 根据二次函数开口向上知a >0,根据-c 是二次函数顶点坐标的纵坐标,得出c >0,故一次函数y =ax +c 的大致图象经过一、二、三象限,故选A. 14.把二次函数y =(x -1)2+2的图象绕原点旋转180°后得到的图象的解析式为__y =-(x +1)2-2__.
【解析】 二次函数y =(x -1)2+2顶点坐标为(1,2),开口向上,绕原点旋转180°后得到的二次函数图象的顶点坐标为(-1,-2),开口向下,所以旋转后的新函数图象的解析式为y =-(x +1)2-2.
15.二次函数y =-(x -2)2+9
4的图象与x 轴围成的封闭区域内(包括边界),横、
纵坐标都是整数的点有__7__个(提示:必要时可利用备用图22-1-23画出图象来分析).
图22-1-23
【解析】 令-(x -2)2+94=0,解得x 1=12,x 2=7
2
,抛物线与x 轴的交点坐标为
⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0,⎝ ⎛⎭⎪⎫72,0,顶点为⎝ ⎛
⎭⎪⎫2,94,画出图象,图象与x 轴围成的封闭区域内横、纵坐标都是整数的点为(1,0),(2,0),(3,0),(1,1)(2,1),(3,1),(2,2)共7个.
16.已知抛物线y =a (x -3)2+2经过点(1,-2). (1)求a 的值;
(2)若点A (m ,y 1),B (n ,y 2)(m <n <3)都在该抛物线上,试比较y 1与y 2的大小. 解:(1)∵抛物线y =a (x -3)2+2经过点(1,-2) ∴a (1-3)2+2=-2 ∴a =-1.
(2)解法一:由(1)得a =-1<0,抛物线的开口向下 在对称轴x = 3的左侧,y 随x 的增大而增大 ∵m <n <3 ∴y 1<y 2
解法二:由(1)得y=-(x-3)2+2
∴当x=m时,y1=-(m-3)2+2
当x=n时,y2=-(n-3)2+2
y1-y2=(n-3)2-(m-3)2
=(n-m)(m+n-6)
∵m<n<3
∴n-m>0,m+n<6,即m+n-6<0
∴(n-m)(m+n-6)<0
∴y1<y2
17.如图22-1-24,二次函数y=(x-2)2+m的图象与y轴交于点C,点B是点C关于该二次函数图象的对称轴对称的点.已知一次函数=kx+b的图象经过该二次函数图象上的点A(1,0)及点B.
(1)求二次函数与一次函数的解析式;
(2)根据图象,写出满足kx+b≥(x-2)2+m的x的取值范围.
图22-1-24
解:(1)由题意,得(1-2)2+m=0.
解得m=-1,
∴二次函数的解析式是y=(x-2)2-1.
当x=0时,y=(0-2)2-1=3,
∴C(0,3),
∵点B与C关于x=2对称,
∴B(4,3),
于是有⎩⎨⎧0=k +b ,3=4k +b ,解得⎩⎨⎧k =1,b =-1, ∴一次函数的解析式是y =x -1. (2)x 的取值范围是1≤x ≤4.
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