以“本”为本,“一将”统“三军”

2017-12-11 13:05李红
初中生世界·九年级 2017年11期
关键词:对称轴实数顶点

李红

同学们在学习二次函数时要熟练掌握基本定义、图像性质,进而能灵活应用,现在的中考题又多是课本例题、习题的变式或延伸,因而同学们尤其应重视对课本的学习.

原题呈现

苏科版《数学》九年级下册第17页例题:画出二次函数y=-x2-4x-5的图像,并指出它的开口方向、顶点坐标、对称轴、最大值或最小值.

【分析】要画二次函数一般式y=ax2+bx+c图像,可先将函数表达式变成顶点式y=a(x-h)2+k的形式,由a判断开口方向,顶点为(h,k),对称轴是直线x=h,当x=h时y的最值是k.

解:y=-x2-4x-5=-(x+2)2-1,二次项系数

-1<0,函数图像开口向下,顶点坐标是(-2,

-1),对称轴是直线x=-2,二次函数y=-x2-4x-5图像如图1.

【点评】本题考查的是二次函数的基础知识,解题关键是二次函数形式的转化.

延展一 不画图像,判断二次函数y=-x2

-4x-5的图像与x轴是否有公共点.

【分析】当y=0时,抛物线y=ax2+bx+c转化为一元二次方程ax2+bx+c=0,所以通过判断Δ=b2-4ac与0的大小,可以确定抛物线与x轴的公共点个数:(1)b2-4ac>0,抛物线与x轴有两个公共点(一元二次方程有两个不相等的实数根);(2)b2-4ac=0,抛物线与x轴有一个公共点(一元二次方程有两个相等的实数根);(3)b2-4ac<0,抛物线与x轴没有公共点(一元二次方程没有实数根).

解:b2-4ac=(-4)2-4×(-1)×(-5)<0,所以方程-x2-4x-5=0没有实数根,二次函数y=-x2

-4x-5的图像与x轴没有公共点.

延展二 抛物线y1=-x2-4x-5与直线y2=

-x-5交于(x1,y1)、(x2,y2)两点,求y1>y2时x的范围.

【分析】求直线与抛物线交点的坐标,实质是求两个函数的解析式联立的方程组的解,画出圖像,根据图像可以直接写出范围.要求y1>y2时x的范围,即为函数y1的图像在y2图像上方的部分的x的范围,反之亦然.

解:方程组[y=-x2-4x-5,y=-x-5]的解为[x1=-3,y1=-2,][x2=0,y2=-5.]

两个函数在同一平面直角坐标系中的图像如图2,当y1>y2时,x的范围是-3

延展三 将二次函数y=-x2-4x-5的图像向上平移5个单位,向右平移3个单位后与x轴交于A、B两点(A在B的左侧),与y轴交于C点,对称轴上是否存在点P,使PA+PC最小.

【分析】求平移后函数图像与坐标轴交点的坐标,首先要求平移后函数的解析式,一般先化成顶点式,再按上(+)下(-),左(+)右(-)方式写出平移后的解析式,令x=0或y=0代入可求.线段和(或差)的最值问题,利用两点之间线段最短,找对称点解决.

解:因为平移后抛物线y=-(x-1)2+4,当y=0时,x1=3,x2=-1;当x=0时,y=3,所以A(-1,0)、B(3,0)、C(0,3).连接BC交对称轴x=1于点P,因为A、B关于对称轴对称,则P为求作的点,所以PA+PC=PB+PC=BC=[32].

延展四 Q为直线BC上方的抛物线y=

-(x-1)2+4上任意一点,求△BCQ面积的最大值及此时Q点的坐标.

【分析】在平面直角坐标系中研究一些图形面积时,可采用割补法将复杂、不规则的图形分割成若干个三角形计算.分割方法一般采用横向或纵向比较容易计算.

解:过Q作x轴垂线交直线BC于点M.

设直线BC的解析式为y=kx+b,则有[k=-1,b=3,]故直线BC的解析式为y=-x+3.

设Q点的横坐标是m,得Q(m,-m2+2m+3),M(m,-m+3),所以QM=-m2+3m(0

S△BQC=S△QMC+S△QMB=[12]QM·OB=[12](-m2+3m)·3=[-32](m-[32])2+[278],所以当m=[32]时,△BCQ的最大面积是[278],此时Q的坐标为([32],[154]).

(作者单位:江苏省宿迁市湖滨新区实验中学)

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