1.已知点$(-2,y_1),(3,y_2),(7,y_3)$都在二次函数$y=-(x-2)^2+c$的图象上,则$y_1,y_2,y_3$的大小关系是 (
A.$y_1>y_2>y_3$
B.$y_1>y_3>y_2$
C.$y_2>y_1>y_3$
D.$y_3>y_2>y_1$
C
)A.$y_1>y_2>y_3$
B.$y_1>y_3>y_2$
C.$y_2>y_1>y_3$
D.$y_3>y_2>y_1$
答案
C
解析
【分析】
解决这类比较二次函数值大小的问题,首先从二次函数的顶点式入手分析核心性质:先确定抛物线的开口方向和对称轴,由于该抛物线开口向下,抛物线上的点距离对称轴越近,对应的函数值越大,因此只需计算三个点的横坐标到对称轴的距离,比较距离大小即可得出y值的大小关系,无需计算常数c的具体值。
【解析】
步骤1:分析二次函数的基本性质
二次函数$y=-(x-2)^2+c$中,二次项系数$a=-1<0$,因此抛物线开口向下,对称轴为直线$x=2$。
步骤2:计算各点到对称轴的距离
点$(-2,y_1)$到对称轴$x=2$的距离:$|-2-2|=4$
点$(3,y_2)$到对称轴$x=2$的距离:$|3-2|=1$
点$(7,y_3)$到对称轴$x=2$的距离:$|7-2|=5$
步骤3:根据性质比较函数值大小
开口向下的抛物线,点到对称轴的距离越小,对应的函数值越大。
因为$1<4<5$,所以$y_2>y_1>y_3$。
【答案】
C
【知识点】
二次函数顶点式性质、二次函数增减性
【点评】
本题是二次函数性质的基础常考题,无需代入计算具体函数值,利用抛物线的开口方向和点到对称轴的距离关系即可快速解题,能有效考查对二次函数顶点式性质的掌握程度。
【难度系数】
0.7
解决这类比较二次函数值大小的问题,首先从二次函数的顶点式入手分析核心性质:先确定抛物线的开口方向和对称轴,由于该抛物线开口向下,抛物线上的点距离对称轴越近,对应的函数值越大,因此只需计算三个点的横坐标到对称轴的距离,比较距离大小即可得出y值的大小关系,无需计算常数c的具体值。
【解析】
步骤1:分析二次函数的基本性质
二次函数$y=-(x-2)^2+c$中,二次项系数$a=-1<0$,因此抛物线开口向下,对称轴为直线$x=2$。
步骤2:计算各点到对称轴的距离
点$(-2,y_1)$到对称轴$x=2$的距离:$|-2-2|=4$
点$(3,y_2)$到对称轴$x=2$的距离:$|3-2|=1$
点$(7,y_3)$到对称轴$x=2$的距离:$|7-2|=5$
步骤3:根据性质比较函数值大小
开口向下的抛物线,点到对称轴的距离越小,对应的函数值越大。
因为$1<4<5$,所以$y_2>y_1>y_3$。
【答案】
C
【知识点】
二次函数顶点式性质、二次函数增减性
【点评】
本题是二次函数性质的基础常考题,无需代入计算具体函数值,利用抛物线的开口方向和点到对称轴的距离关系即可快速解题,能有效考查对二次函数顶点式性质的掌握程度。
【难度系数】
0.7
2.在平面直角坐标系中,已知抛物线 $y=\frac{1}{2}(x-h)^2 +k$ 过点 $A(1,1),B(5,1)$.
(1)求该抛物线对应的函数解析式.
(2)已知 $M(x_1,y_1)$ 和 $N(x_2,y_2)$ 是该抛物线上的两点,若对于 $0≤ x_1≤2,a≤ x_2≤ a+1$,都有 $y_1<y_2$,求 $a$ 的取值范围.
(1)求该抛物线对应的函数解析式.
(2)已知 $M(x_1,y_1)$ 和 $N(x_2,y_2)$ 是该抛物线上的两点,若对于 $0≤ x_1≤2,a≤ x_2≤ a+1$,都有 $y_1<y_2$,求 $a$ 的取值范围.
答案
(1)$y=\frac{1}{2}(x-3)^2-1$.
(2)$a<-1$或$a>6$.
(2)$a<-1$或$a>6$.
解析
【分析】
(1) 观察点A、B的坐标特征,两点纵坐标相同,说明A、B关于抛物线的对称轴对称,先通过两点横坐标求出对称轴,得到h的值,再将A点坐标代入解析式即可求出k,得到函数解析式。
(2) 先明确抛物线开口向上、对称轴为x=3的性质,离对称轴越远函数值越大。要满足所有$0≤ x_1≤2$、$a≤ x_2≤ a+1$时都有$y_1<y_2$,只需保证$x_1$对应$y$的最大值小于$x_2$对应$y$的最小值。先求出$0≤x_1≤2$时$y_1$的最大值,再解不等式得到函数值大于该最大值的$x$的取值范围,最后让区间$[a,a+1]$完全落在该取值范围内,即可求出$a$的范围。
【解析】
(1)
∵抛物线过$A(1,1)$、$B(5,1)$,两点纵坐标相等,
∴抛物线的对称轴为直线$x=\frac{1+5}{2}=3$,即$h=3$,
∴抛物线解析式为$y=\frac{1}{2}(x-3)^2 +k$,
将$A(1,1)$代入解析式得:$1=\frac{1}{2}×(1-3)^2 +k$,
计算得$1=2+k$,解得$k=-1$,
∴抛物线的函数解析式为$y=\frac{1}{2}(x-3)^2 -1$。
(2) 由抛物线解析式可知,抛物线开口向上,对称轴为直线$x=3$,
当$0≤x_1≤2$时,该区间在对称轴左侧,$y$随$x$的增大而减小,
∴当$x_1=0$时,$y_1$取得最大值,最大值为$y=\frac{1}{2}×(0-3)^2 -1=\frac{7}{2}$,
要使所有$y_1<y_2$,只需$y_2$的最小值大于$\frac{7}{2}$,
令$\frac{1}{2}(x-3)^2 -1>\frac{7}{2}$,
解得$(x-3)^2>9$,即$x>6$或$x<0$,
即当$x<0$或$x>6$时,函数值都大于$\frac{7}{2}$,
∵区间$[a,a+1]$内的所有$x$都要满足$x<0$或$x>6$,
∴当区间在$x<0$区域时:$a+1<0$,解得$a<-1$;
当区间在$x>6$区域时:$a>6$;
综上,$a$的取值范围是$a<-1$或$a>6$。
【答案】
(1)$y=\frac{1}{2}(x-3)^2-1$
(2)$a<-1$或$a>6$
【知识点】
二次函数顶点式、二次函数对称性、二次函数增减性
【点评】
本题第一问利用对称点求对称轴可简化计算,第二问需要将恒成立问题转化为最值比较,结合函数图象分析区间位置是解题核心,解题时注意不要漏解。
【难度系数】
0.65
(1) 观察点A、B的坐标特征,两点纵坐标相同,说明A、B关于抛物线的对称轴对称,先通过两点横坐标求出对称轴,得到h的值,再将A点坐标代入解析式即可求出k,得到函数解析式。
(2) 先明确抛物线开口向上、对称轴为x=3的性质,离对称轴越远函数值越大。要满足所有$0≤ x_1≤2$、$a≤ x_2≤ a+1$时都有$y_1<y_2$,只需保证$x_1$对应$y$的最大值小于$x_2$对应$y$的最小值。先求出$0≤x_1≤2$时$y_1$的最大值,再解不等式得到函数值大于该最大值的$x$的取值范围,最后让区间$[a,a+1]$完全落在该取值范围内,即可求出$a$的范围。
【解析】
(1)
∵抛物线过$A(1,1)$、$B(5,1)$,两点纵坐标相等,
∴抛物线的对称轴为直线$x=\frac{1+5}{2}=3$,即$h=3$,
∴抛物线解析式为$y=\frac{1}{2}(x-3)^2 +k$,
将$A(1,1)$代入解析式得:$1=\frac{1}{2}×(1-3)^2 +k$,
计算得$1=2+k$,解得$k=-1$,
∴抛物线的函数解析式为$y=\frac{1}{2}(x-3)^2 -1$。
(2) 由抛物线解析式可知,抛物线开口向上,对称轴为直线$x=3$,
当$0≤x_1≤2$时,该区间在对称轴左侧,$y$随$x$的增大而减小,
∴当$x_1=0$时,$y_1$取得最大值,最大值为$y=\frac{1}{2}×(0-3)^2 -1=\frac{7}{2}$,
要使所有$y_1<y_2$,只需$y_2$的最小值大于$\frac{7}{2}$,
令$\frac{1}{2}(x-3)^2 -1>\frac{7}{2}$,
解得$(x-3)^2>9$,即$x>6$或$x<0$,
即当$x<0$或$x>6$时,函数值都大于$\frac{7}{2}$,
∵区间$[a,a+1]$内的所有$x$都要满足$x<0$或$x>6$,
∴当区间在$x<0$区域时:$a+1<0$,解得$a<-1$;
当区间在$x>6$区域时:$a>6$;
综上,$a$的取值范围是$a<-1$或$a>6$。
【答案】
(1)$y=\frac{1}{2}(x-3)^2-1$
(2)$a<-1$或$a>6$
【知识点】
二次函数顶点式、二次函数对称性、二次函数增减性
【点评】
本题第一问利用对称点求对称轴可简化计算,第二问需要将恒成立问题转化为最值比较,结合函数图象分析区间位置是解题核心,解题时注意不要漏解。
【难度系数】
0.65
【例2】已知函数$y=-\frac{1}{2}(x-4)^2 -1$.
(1)函数图象的开口
(2)当$x>4$时,$y$随$x$的增大而
(3)当$x$取什么值时,函数能取到最值?是最大值还是最小值?函数的最值是多少?
(4)怎样平移抛物线$y=-\frac{1}{2}x^2$可以得到抛物线$y=-\frac{1}{2}(x-4)^2 -1$?
|思路分析|
思考1:对于二次函数$y=a(x-h)^2 +k$,其图象的对称轴、顶点坐标分别是什么?
思考2:
思考3:抛物线平移遵循
解:
(1)函数图象的开口
向下
,对称轴是直线$x=4$
,顶点坐标为$(4,-1)$
.(2)当$x>4$时,$y$随$x$的增大而
减小
.(3)当$x$取什么值时,函数能取到最值?是最大值还是最小值?函数的最值是多少?
(4)怎样平移抛物线$y=-\frac{1}{2}x^2$可以得到抛物线$y=-\frac{1}{2}(x-4)^2 -1$?
|思路分析|
思考1:对于二次函数$y=a(x-h)^2 +k$,其图象的对称轴、顶点坐标分别是什么?
思考2:
开口方向
决定了函数有最大值还是最小值,顶点的纵坐标
就是这个最值.思考3:抛物线平移遵循
左加右减,上加下减
的规则.解:
答案
思考1:对称轴是直线$x=h$,顶点坐标是$(h,k)$.
思考2:开口方向 纵坐标
思考3:左加右减,上加下减
解:(1)向下 $x=4$ $(4,-1)$
(2)减小
(3)当$x=4$时,函数能取到最大值,最大值为$-1$.
(4)抛物线$y=-\frac{1}{2}x^2$先向右平移4个单位长度,再向下平移1个单位长度,就可以得到抛物线$y=-\frac{1}{2}(x-4)^2-1$.
思考2:开口方向 纵坐标
思考3:左加右减,上加下减
解:(1)向下 $x=4$ $(4,-1)$
(2)减小
(3)当$x=4$时,函数能取到最大值,最大值为$-1$.
(4)抛物线$y=-\frac{1}{2}x^2$先向右平移4个单位长度,再向下平移1个单位长度,就可以得到抛物线$y=-\frac{1}{2}(x-4)^2-1$.
解析
【分析】
本题考查二次函数顶点式$y=a(x-h)^2+k$的图象与性质,解题时先明确参数$a、h、k$的意义,再逐步分析各小问:
1. 先定位参数:给定函数$y=-\frac{1}{2}(x-4)^2 -1$是标准顶点式,其中$a=-\frac{1}{2}$,$h=4$,$k=-1$。
2. 解(1)问:$a$的正负决定开口方向,$a<0$开口向下;对称轴为直线$x=h$,顶点坐标为$(h,k)$,直接代入参数即可。
3. 解(2)问:开口向下时,对称轴右侧($x>h$)$y$随$x$增大而减小,左侧反之,结合$h=4$即可判断。
4. 解(3)问:开口方向决定最值类型,开口向下时函数有最大值,最大值为顶点的纵坐标$k$,在$x=h$处取得。
5. 解(4)问:抛物线平移遵循“左加右减、上加下减”的规则,对比平移前后的函数式,自变量的变化对应左右平移,常数项的变化对应上下平移。
【解析】
首先解答思路分析的三个思考问题:
思考1:对于二次函数$y=a(x-h)^2 +k$,对称轴是直线$x=h$,顶点坐标是$(h,k)$。
思考2:开口方向决定了函数有最大值还是最小值,顶点的纵坐标就是这个最值。
思考3:抛物线平移遵循左加右减,上加下减的规则。
再逐问解答:
(1) 函数中$a=-\frac{1}{2}<0$,因此图象开口向下;对称轴是直线$x=h=4$,顶点坐标为$(h,k)=(4,-1)$。
(2) 因为函数开口向下,在对称轴右侧$y$随$x$的增大而减小,因此当$x>4$时,$y$随$x$的增大而减小。
(3) 由于函数开口向下,函数存在最大值,在顶点处取得最值:当$x=4$时,函数取到最大值,最大值为顶点纵坐标$-1$。
(4) 对比$y=-\frac{1}{2}x^2$与$y=-\frac{1}{2}(x-4)^2 -1$:将原抛物线的自变量$x$替换为$x-4$,对应向右平移4个单位长度;再整体减去1,对应向下平移1个单位长度,即可得到目标抛物线。
【答案】
思考1:对称轴是直线$x=h$,顶点坐标是$(h,k)$.
思考2:开口方向 纵坐标
思考3:左加右减,上加下减
解:(1)向下 $x=4$ $(4,-1)$
(2)减小
(3)当$x=4$时,函数能取到最大值,最大值为$-1$.
(4)抛物线$y=-\frac{1}{2}x^2$先向右平移4个单位长度,再向下平移1个单位长度,就可以得到抛物线$y=-\frac{1}{2}(x-4)^2-1$.
【知识点】
二次函数顶点式的性质;二次函数的增减性与最值;二次函数图象平移规律
【点评】
本题是二次函数顶点式的基础考查题,核心是掌握顶点式中各参数对应的图象性质,以及平移规则的灵活运用,熟练掌握基础概念即可快速解题。
【难度系数】
0.8
本题考查二次函数顶点式$y=a(x-h)^2+k$的图象与性质,解题时先明确参数$a、h、k$的意义,再逐步分析各小问:
1. 先定位参数:给定函数$y=-\frac{1}{2}(x-4)^2 -1$是标准顶点式,其中$a=-\frac{1}{2}$,$h=4$,$k=-1$。
2. 解(1)问:$a$的正负决定开口方向,$a<0$开口向下;对称轴为直线$x=h$,顶点坐标为$(h,k)$,直接代入参数即可。
3. 解(2)问:开口向下时,对称轴右侧($x>h$)$y$随$x$增大而减小,左侧反之,结合$h=4$即可判断。
4. 解(3)问:开口方向决定最值类型,开口向下时函数有最大值,最大值为顶点的纵坐标$k$,在$x=h$处取得。
5. 解(4)问:抛物线平移遵循“左加右减、上加下减”的规则,对比平移前后的函数式,自变量的变化对应左右平移,常数项的变化对应上下平移。
【解析】
首先解答思路分析的三个思考问题:
思考1:对于二次函数$y=a(x-h)^2 +k$,对称轴是直线$x=h$,顶点坐标是$(h,k)$。
思考2:开口方向决定了函数有最大值还是最小值,顶点的纵坐标就是这个最值。
思考3:抛物线平移遵循左加右减,上加下减的规则。
再逐问解答:
(1) 函数中$a=-\frac{1}{2}<0$,因此图象开口向下;对称轴是直线$x=h=4$,顶点坐标为$(h,k)=(4,-1)$。
(2) 因为函数开口向下,在对称轴右侧$y$随$x$的增大而减小,因此当$x>4$时,$y$随$x$的增大而减小。
(3) 由于函数开口向下,函数存在最大值,在顶点处取得最值:当$x=4$时,函数取到最大值,最大值为顶点纵坐标$-1$。
(4) 对比$y=-\frac{1}{2}x^2$与$y=-\frac{1}{2}(x-4)^2 -1$:将原抛物线的自变量$x$替换为$x-4$,对应向右平移4个单位长度;再整体减去1,对应向下平移1个单位长度,即可得到目标抛物线。
【答案】
思考1:对称轴是直线$x=h$,顶点坐标是$(h,k)$.
思考2:开口方向 纵坐标
思考3:左加右减,上加下减
解:(1)向下 $x=4$ $(4,-1)$
(2)减小
(3)当$x=4$时,函数能取到最大值,最大值为$-1$.
(4)抛物线$y=-\frac{1}{2}x^2$先向右平移4个单位长度,再向下平移1个单位长度,就可以得到抛物线$y=-\frac{1}{2}(x-4)^2-1$.
【知识点】
二次函数顶点式的性质;二次函数的增减性与最值;二次函数图象平移规律
【点评】
本题是二次函数顶点式的基础考查题,核心是掌握顶点式中各参数对应的图象性质,以及平移规则的灵活运用,熟练掌握基础概念即可快速解题。
【难度系数】
0.8
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