2.【问题初探】(1)综合与实践活动课上,张老师给出了一个问题:已知二次函数 $y=x^2+2x-3$,当 $-2≤ x≤2$ 时,$y$ 的取值范围为 ______。
①小伟同学经过分析后,将原二次函数配方成 $y=a(x-h)^2+k$ 的形式,确定抛物线的对称轴为直线 $x=h$,通过 $-2,h$ 和 $2$ 的大小关系,分别确定了最大值和最小值,进而求出 $y$ 的取值范围;
②小军同学画出如图的函数图像,通过观察图像确定了 $y$ 的取值范围;
请你根据上述两名同学的分析写出 $y$ 的取值范围是 ______。
【类比分析】
(2)张老师发现两名同学分别从“数”和“形”的角度分析、解决问题,为了让同学们更好感悟“数形结合”思想,张老师将前面的问题变式为下面的问题,请你解答:已知二次函数 $y=-x^2+2x-3$,当 $-2≤ x≤2$ 时,求 $y$ 的取值范围。
【学以致用】
(3)已知二次函数 $y=-x^2+6x-5$,当 $a≤ x≤ a+3$ 时,二次函数的最大值为 $y_1$,最小值为 $y_2$,若 $y_1-y_2=3$,求 $a$ 的值。

①小伟同学经过分析后,将原二次函数配方成 $y=a(x-h)^2+k$ 的形式,确定抛物线的对称轴为直线 $x=h$,通过 $-2,h$ 和 $2$ 的大小关系,分别确定了最大值和最小值,进而求出 $y$ 的取值范围;
②小军同学画出如图的函数图像,通过观察图像确定了 $y$ 的取值范围;
请你根据上述两名同学的分析写出 $y$ 的取值范围是 ______。
【类比分析】
(2)张老师发现两名同学分别从“数”和“形”的角度分析、解决问题,为了让同学们更好感悟“数形结合”思想,张老师将前面的问题变式为下面的问题,请你解答:已知二次函数 $y=-x^2+2x-3$,当 $-2≤ x≤2$ 时,求 $y$ 的取值范围。
【学以致用】
(3)已知二次函数 $y=-x^2+6x-5$,当 $a≤ x≤ a+3$ 时,二次函数的最大值为 $y_1$,最小值为 $y_2$,若 $y_1-y_2=3$,求 $a$ 的值。
答案
$-4\leqslant y\leqslant5$ ; $-4\leqslant y\leqslant5$ ; 解$:(2)$∵$y=-x^2+2x - 3=-(x^2-2x + 1 - 1)-3=-(x - 1)^2-2,$ ∴当$x = 1$时,$y$取得最大值为$-2。$$ $当$x=-2$时,$y=-(-2)^2+2×(-2)-3=-4-4 - 3=-11;$$ $当$x = 2$时,$y=-2^2+2×2-3=-4 + 4 - 3=-3,$ ∴当$-2\leqslant x\leqslant 2$时,$y$的取值范围为$-11\leqslant y\leqslant -2。$$ (3)$∵$y=-x^2+6x - 5=-(x^2-6x + 9 - 9)-5=-(x - 3)^2+4,$ ∴抛物线的对称轴为直线$x = 3。$$ ①$若$a + 3\leqslant 3,$即$a\leqslant 0$时,$ $当$x = a$时,$y$有最小值,∴$y_{2}=-(a - 3)^2+4,$$ $当$x = a + 3$时,$y$有最大值,∴$y_{1}=-(a + 3 - 3)^2+4=-a^2+4,$ ∴$-a^2+4-[-(a - 3)^2+4]=3,$$ -a^2+4+(a - 3)^2-4 = 3,$$ -a^2+a^2-6a + 9 = 3,$$ -6a=-6,$$ $解得$a = 1($舍去$);$$ ②$若$a\geqslant 3$时,$ $当$x = a + 3$时,$y$有最小值,∴$y_{2}=-(a + 3 - 3)^2+4=-a^2+4,$$ $当$x = a$时,$y$有最大值,∴$y_{1}=-(a - 3)^2+4,$ ∴$-(a - 3)^2+4-[-a^2+4]=3,$$ -(a^2-6a + 9)+4 + a^2-4 = 3,$$ -a^2+6a - 9 + 4 + a^2-4 = 3,$$ 6a=12,$$ $解得$a = 2($舍去$);$$ ③$若$0<a<3$时$,$$ $当$\frac {3}{2}<a<3$时,$ $当$x = a + 3$时,$y$有最小值,∴$y_{2}=-(a + 3 - 3)^2+4=-a^2+4,$$ $当$x = 3$时,$y$有最大值,∴$y_{1}=-(3 - 3)^2+4 = 4,$ ∴$4-[-a^2+4]=3,$$ 4 + a^2-4 = 3,$$ $解得$a=\sqrt {3}$或$a = -\sqrt {3}($舍去$);$$ $当$0<a<\frac {3}{2}$时,$ $当$x = a$时,$y$有最小值,∴$y_{2}=-(a - 3)^2+4,$$ $当$x = 3$时,$y$有最大值,∴$y_{1}=-(3 - 3)^2+4 = 4,$ ∴$4-[-(a - 3)^2+4]=3,$$ 4+(a - 3)^2-4 = 3,$$ (a - 3)^2=3,$$ a - 3=\pm \sqrt {3},$$ $解得$a = 3-\sqrt {3}$或$a = 3+\sqrt {3}($舍去$)。$ 综上所述,$a$的值为$\sqrt {3}$或$3-\sqrt {3}。$
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