2026年新编基础训练黄山书社九年级数学全一册沪科版第17页答案
1.已知二次函数$y=x^2+2x-3$,分别求出在下列条件下函数的最值:
(1)$-2≤ x≤2$;
(2)$0≤ x≤2$;
(3)$-4≤ x≤-3$。

答案

解:先将二次函数解析式配方得:
$y=x^2+2x-3=(x+1)^2-4$
该函数图象开口向上,对称轴为直线$x=-1$,顶点坐标为$(-1,-4)$。
(1) 当$-2≤ x≤ 2$时,对称轴$x=-1$在取值范围内:
当$x=-1$时,$y$取得最小值,$y_{\mathrm{min}}=-4$;
分别计算区间端点的函数值:
当$x=-2$时,$y=(-2+1)^2-4=-3$;
当$x=2$时,$y=(2+1)^2-4=5$;
比较得$y_{\mathrm{max}}=5$。
(2) 当$0≤ x≤ 2$时,对称轴$x=-1$在取值范围左侧,函数在该区间内$y$随$x$的增大而增大:
当$x=0$时,$y$取得最小值,$y_{\mathrm{min}}=0^2+2×0-3=-3$;
当$x=2$时,$y$取得最大值,$y_{\mathrm{max}}=2^2+2×2-3=5$。
(3) 当$-4≤ x≤ -3$时,对称轴$x=-1$在取值范围右侧,函数在该区间内$y$随$x$的增大而减小:
当$x=-4$时,$y$取得最大值,$y_{\mathrm{max}}=(-4)^2+2×(-4)-3=5$;
当$x=-3$时,$y$取得最小值,$y_{\mathrm{min}}=(-3)^2+2×(-3)-3=0$。
综上:
(1) 最小值为$-4$,最大值为$5$;
(2) 最小值为$-3$,最大值为$5$;
(3) 最小值为$0$,最大值为$5$。

解析

【分析】
解决定区间内二次函数的最值问题,首先需要将二次函数解析式配方,确定其开口方向、对称轴及顶点坐标;再判断对称轴和给定x取值区间的位置关系:若对称轴在区间内,开口向上时最小值在顶点处取得,最大值需要比较区间两个端点的函数值;若对称轴在区间的左侧或右侧,函数在区间上具备单调性,最值直接在区间的两个端点处取得,最后代入计算即可得到对应最值。
【解析】
先将二次函数解析式配方得:
$y=x^2+2x-3=(x+1)^2-4$
该函数图象开口向上,对称轴为直线$x=-1$,顶点坐标为$(-1,-4)$。
(1) 当$-2≤ x≤ 2$时,对称轴$x=-1$在取值范围内:
开口向上,顶点处函数值最小,当$x=-1$时,$y$取得最小值,$y_{\mathrm{min}}=-4$;
分别计算区间端点的函数值:
当$x=-2$时,$y=(-2+1)^2-4=-3$;
当$x=2$时,$y=(2+1)^2-4=5$;
比较得$y_{\mathrm{max}}=5$。
(2) 当$0≤ x≤ 2$时,对称轴$x=-1$在取值范围左侧,区间在对称轴右侧,函数在该区间内$y$随$x$的增大而增大:
当$x=0$时,$y$取得最小值,$y_{\mathrm{min}}=0^2+2×0-3=-3$;
当$x=2$时,$y$取得最大值,$y_{\mathrm{max}}=2^2+2×2-3=5$。
(3) 当$-4≤ x≤ -3$时,对称轴$x=-1$在取值范围右侧,区间在对称轴左侧,函数在该区间内$y$随$x$的增大而减小:
当$x=-4$时,$y$取得最大值,$y_{\mathrm{max}}=(-4)^2+2×(-4)-3=5$;
当$x=-3$时,$y$取得最小值,$y_{\mathrm{min}}=(-3)^2+2×(-3)-3=0$。
【答案】
(1) 最小值为$-4$,最大值为$5$;
(2) 最小值为$-3$,最大值为$5$;
(3) 最小值为$0$,最大值为$5$。
【知识点】
二次函数配方;二次函数图象性质;定区间二次函数最值求解
【点评】
本题是二次函数最值的基础典型题,解题核心是判断对称轴与给定区间的位置关系,结合函数单调性比较顶点、区间端点的函数值即可得到结果,掌握该方法可快速解决同类定区间二次函数最值问题。
【难度系数】
0.7
2. 已知抛物线$y=(x+m)^2+b$经过$A(-1,0)$,$B(3,0)$两点.
(1)求抛物线对应的函数表达式和顶点坐标;
(2)当$0<x<3$时,求$y$的取值范围.

答案

(1)抛物线对应的函数表达式为$y=(x-1)^2-4$,其顶点坐标为$(1,-4)$.
(2)$-4≤y<0$

解析

【分析】
(1) 已知抛物线的顶点式表达式且经过两个已知点,解题时可先将两点坐标分别代入抛物线解析式,得到关于参数m、b的二元一次方程组,解方程组求出m、b的值即可确定函数表达式;再根据顶点式的特征直接得出顶点坐标。
(2) 求指定区间内y的取值范围,先根据二次项系数判断抛物线开口方向,再结合对称轴分析函数在区间内的增减性,找到区间内的最小值和最大值边界,即可确定y的取值范围。
【解析】
(1) 把$A(-1,0)$、$B(3,0)$分别代入$y=(x+m)^2+b$,可得方程组:
$\begin{cases}(-1+m)^2 + b = 0 \\(3+m)^2 + b = 0\end{cases}$
用第二个方程减去第一个方程消去b,得:
$(3+m)^2 - (-1+m)^2 = 0$
展开计算:$9+6m+m^2 - (1-2m+m^2) = 0$
化简得:$8+8m=0$,解得$m=-1$
将$m=-1$代入$(-1+m)^2 + b = 0$,得:$(-1-1)^2 + b = 0$,解得$b=-4$
因此抛物线的函数表达式为$y=(x-1)^2-4$,根据顶点式$y=a(x-h)^2+k$的顶点为$(h,k)$,可得顶点坐标为$(1,-4)$。
(2) 由函数表达式可知抛物线二次项系数$a=1>0$,因此抛物线开口向上,对称轴为直线$x=1$。
当$x=1$时,$y$取得最小值$-4$,且$x=1$在$0<x<3$的区间内,因此最小值可取。
再分析区间端点的函数值:当$x=3$时,$y=0$,当$x=0$时,$y=(0-1)^2-4=-3$,结合抛物线的增减性:在$0<x<1$时$y$随$x$增大而减小,在$1<x<3$时$y$随$x$增大而增大,可知区间内$y$的最大值趋近于0但取不到。
因此当$0<x<3$时,$y$的取值范围是$-4≤y<0$。
【答案】
(1) 抛物线对应的函数表达式为$y=(x-1)^2-4$,其顶点坐标为$(1,-4)$;
(2) $-4≤y<0$
【知识点】
1. 二次函数解析式求解
2. 二次函数顶点坐标
3. 二次函数区间最值
【点评】
本题是二次函数的基础题型,既考查了利用待定系数法求函数解析式的基本方法,又考查了结合开口方向、对称轴分析函数增减性,进而求解指定区间内函数值范围的核心能力,是二次函数性质应用的典型习题。
【难度系数】
0.8