12. 在同一平面直角坐标系中,画出下列函数的图像,并指出它们有何共同点与不同点.
(1)$y=2x^2$;
(2)$y=-2x^2$.
(1)$y=2x^2$;
(2)$y=-2x^2$.
答案
解:
1. 用描点法绘制图像:
① 列表计算对应函数值:
| $x$ | $\dots$ | $-2$ | $-1$ | $0$ | $1$ | $2$ | $\dots$ |
|-----|---------|------|------|-----|-----|-----|---------|
| $y=2x^2$ | $\dots$ | $8$ | $2$ | $0$ | $2$ | $8$ | $\dots$ |
| $y=-2x^2$ | $\dots$ | $-8$ | $-2$ | $0$ | $-2$ | $-8$ | $\dots$ |
② 在同一平面直角坐标系中描出各组对应点,分别用平滑曲线顺次连接各点,得到两个函数的抛物线图像。
2. 共同点:
两个函数的图像都是抛物线,对称轴均为y轴,顶点都为坐标原点$(0,0)$。
3. 不同点:
① 开口方向不同:$y=2x^2$的图像开口向上,$y=-2x^2$的图像开口向下;
② 增减性不同:对于$y=2x^2$,当$x<0$时$y$随$x$增大而减小,当$x>0$时$y$随$x$增大而增大;对于$y=-2x^2$,当$x<0$时$y$随$x$增大而增大,当$x>0$时$y$随$x$增大而减小;
③ 最值不同:$y=2x^2$在$x=0$处取得最小值0,函数值恒非负;$y=-2x^2$在$x=0$处取得最大值0,函数值恒非正;
④ 两个函数的图像关于x轴对称。
1. 用描点法绘制图像:
① 列表计算对应函数值:
| $x$ | $\dots$ | $-2$ | $-1$ | $0$ | $1$ | $2$ | $\dots$ |
|-----|---------|------|------|-----|-----|-----|---------|
| $y=2x^2$ | $\dots$ | $8$ | $2$ | $0$ | $2$ | $8$ | $\dots$ |
| $y=-2x^2$ | $\dots$ | $-8$ | $-2$ | $0$ | $-2$ | $-8$ | $\dots$ |
② 在同一平面直角坐标系中描出各组对应点,分别用平滑曲线顺次连接各点,得到两个函数的抛物线图像。
2. 共同点:
两个函数的图像都是抛物线,对称轴均为y轴,顶点都为坐标原点$(0,0)$。
3. 不同点:
① 开口方向不同:$y=2x^2$的图像开口向上,$y=-2x^2$的图像开口向下;
② 增减性不同:对于$y=2x^2$,当$x<0$时$y$随$x$增大而减小,当$x>0$时$y$随$x$增大而增大;对于$y=-2x^2$,当$x<0$时$y$随$x$增大而增大,当$x>0$时$y$随$x$增大而减小;
③ 最值不同:$y=2x^2$在$x=0$处取得最小值0,函数值恒非负;$y=-2x^2$在$x=0$处取得最大值0,函数值恒非正;
④ 两个函数的图像关于x轴对称。
13. 函数$y=ax^2(a≠0)$与直线$y=2x-3$相交于点$(1,b)$.
(1)求$a$和$b$的值;
(2)求抛物线的表达式,并求顶点坐标和对称轴;
(3)求抛物线与直线$y=-2$的两交点及顶点所构成的三角形的面积.
(1)求$a$和$b$的值;
(2)求抛物线的表达式,并求顶点坐标和对称轴;
(3)求抛物线与直线$y=-2$的两交点及顶点所构成的三角形的面积.
答案
13. (1) 根据题意,得
$\begin{cases} b=a×1^2, \\ b=2×1-3. \end{cases}$,得$\begin{cases} a=-1, \\ b=-1. \end{cases}$
(2) 根据(1)问结果,得抛物线的表达式为$y=-x^2$,其顶点坐标为(0,0),对称轴为y轴。
(3) 由$-2=-x^2$,得$x_1=\sqrt{2}$,$x_2=-\sqrt{2}$,所以两交点坐标为$(\sqrt{2},-2),(-\sqrt{2},-2)$。
$S_△=\frac{1}{2}×2\sqrt{2}×2=2\sqrt{2}$。
$\begin{cases} b=a×1^2, \\ b=2×1-3. \end{cases}$,得$\begin{cases} a=-1, \\ b=-1. \end{cases}$
(2) 根据(1)问结果,得抛物线的表达式为$y=-x^2$,其顶点坐标为(0,0),对称轴为y轴。
(3) 由$-2=-x^2$,得$x_1=\sqrt{2}$,$x_2=-\sqrt{2}$,所以两交点坐标为$(\sqrt{2},-2),(-\sqrt{2},-2)$。
$S_△=\frac{1}{2}×2\sqrt{2}×2=2\sqrt{2}$。
有一座抛物线形拱桥,正常水位时桥下水面宽度为20 m,拱顶距离水面4 m.
(1)在如图所示平面直角坐标系中,求出该抛物线的表达式;
(2)在正常水位的基础上,当水位上升h(m)时,桥下水面的宽度为d(m),将d表示为h的函数表达式;
(3)设正常水位时桥下的水深为2 m,为保证过往船只顺利航行,桥下水面宽度不得小于18 m,求:水深超过多少米时,就会影响过往船只在桥下顺利航行?

(1)在如图所示平面直角坐标系中,求出该抛物线的表达式;
(2)在正常水位的基础上,当水位上升h(m)时,桥下水面的宽度为d(m),将d表示为h的函数表达式;
(3)设正常水位时桥下的水深为2 m,为保证过往船只顺利航行,桥下水面宽度不得小于18 m,求:水深超过多少米时,就会影响过往船只在桥下顺利航行?
答案
思维与拓展2 (1) 设抛物线的表达式为$y=ax^2$,且过点(10,-4),代入表达式,得$-4=a×10^2$,$a=-\frac{1}{25}$,故$y=-\frac{1}{25}x^2$。
(2) 设水位上升h m时,水面与抛物线交于点$(\frac{d}{2},h-4)$,则$h-4=-\frac{1}{25}×\frac{d^2}{4}$,解得$d=10\sqrt{4-h}$。
(3) 因为当d=18时,$18=10\sqrt{4-h}$,h=0.76,0.76+2=2.76。所以当水深超过2.76 m时,会影响过往船只在桥下顺利航行。
(2) 设水位上升h m时,水面与抛物线交于点$(\frac{d}{2},h-4)$,则$h-4=-\frac{1}{25}×\frac{d^2}{4}$,解得$d=10\sqrt{4-h}$。
(3) 因为当d=18时,$18=10\sqrt{4-h}$,h=0.76,0.76+2=2.76。所以当水深超过2.76 m时,会影响过往船只在桥下顺利航行。
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