问题 根据下列条件,求关于x的二次函数的解析式:
(1) 当$x=1$时,$y=0$;当$x=0$时,$y=-2$;当$x=2$时,$y=3$.
(2) 抛物线的顶点坐标为$(-1,-2)$且经过点$(1,10)$.
名师指导
由不共线三点的坐标,列出关于$a,b,c$的三元一次方程组就可以求出$a,b,c$的值.已知顶点坐标及另一点坐标可利用$y=a(x-h)^2+k$求出二次函数的解析式.
解题示范 (学生在教师指导下,独立完成)
解:
答案:解:
(1) 设二次函数的解析式为$y=ax^2+bx+c$($a≠0$),
将$x=1,y=0$;$x=0,y=-2$;$x=2,y=3$分别代入解析式,得:
$\begin{cases}a + b + c = 0 \\c = -2 \\4a + 2b + c = 3\end{cases}$
将$c=-2$代入其余两个方程,化简得:
$\begin{cases}a + b = 2 \\2a + b = \dfrac{5}{2}\end{cases}$
解得:$\begin{cases}a=\dfrac{1}{2} \\ b=\dfrac{3}{2}\end{cases}$
∴ 该二次函数的解析式为$y=\dfrac{1}{2}x^2+\dfrac{3}{2}x-2$。
(2) ∵ 抛物线顶点坐标为$(-1,-2)$,
∴ 设二次函数的解析式为$y=a(x+1)^2-2$($a≠0$),
将点$(1,10)$代入解析式,得:
$a·(1+1)^2 - 2 = 10$,
解得$a=3$,
展开得$y=3(x+1)^2-2=3x^2+6x+1$,
∴ 该二次函数的解析式为$y=3x^2+6x+1$。
解析:
【分析】
(1) 已知二次函数经过三个普通点的坐标,无顶点等特殊条件,所以选择设二次函数的一般式$y=ax^2+bx+c(a≠0)$,将三个点的x、y值分别代入一般式,得到关于a、b、c的三元一次方程组,解方程组求出三个系数的值即可得到解析式,其中$x=0$时$y=-2$可直接求出c的值,能简化后续计算。
(2) 已知抛物线的顶点坐标,优先选择顶点式$y=a(x-h)^2+k(a≠0)$求解,将顶点的横、纵坐标对应代入h、k后仅含一个未知系数a,再将另一个已知点的坐标代入顶点式,解一元一次方程求出a的值,最后整理为一般式即可。
【解析】
(1) 设二次函数的解析式为$y=ax^2+bx+c$($a≠0$),
将$x=1,y=0$;$x=0,y=-2$;$x=2,y=3$分别代入解析式,得:
$\begin{cases}a + b + c = 0 \\c = -2 \\4a + 2b + c = 3\end{cases}$
将$c=-2$代入其余两个方程,化简得:
$\begin{cases}a + b = 2 \\2a + b = \dfrac{5}{2}\end{cases}$
解得:$\begin{cases}a=\dfrac{1}{2} \\ b=\dfrac{3}{2}\end{cases}$
∴ 该二次函数的解析式为$y=\dfrac{1}{2}x^2+\dfrac{3}{2}x-2$。
(2)
∵ 抛物线顶点坐标为$(-1,-2)$,
∴ 设二次函数的解析式为$y=a(x+1)^2-2$($a≠0$),
将点$(1,10)$代入解析式,得:
$a·(1+1)^2 - 2 = 10$,
解得$a=3$,
展开得$y=3(x+1)^2-2=3x^2+6x+1$,
∴ 该二次函数的解析式为$y=3x^2+6x+1$。
【答案】
(1) $y=\dfrac{1}{2}x^2+\dfrac{3}{2}x-2$
(2) $y=3x^2+6x+1$
【知识点】
待定系数法求解析式;二次函数一般式;二次函数顶点式
【点评】
本题是二次函数解析式求解的典型基础题,核心考查根据已知条件灵活选择合适的解析式形式简化计算的能力,掌握一般式和顶点式的适用场景是解决这类问题的关键,也是后续学习二次函数相关应用的基础。
【难度系数】
0.8
1. 二次函数$y=ax^2+bx+c(a,b,c$为常数,且$a≠0)$中的$x$与$y$的部分对应值如下表. 下列结论错误的是 (
C
)

A.$a<0$
B.$2a+b=0$
C.当$x>1$时,$y$的值随$x$的增大而增大
D.表中

盖住的数是0
答案:1. C
解析:
【分析】
拿到本题,我们可按以下思路分析:首先利用二次函数的对称性确定对称轴,二次函数图象上纵坐标相等的两个点关于对称轴对称,据此可求出对称轴;接着结合对称轴公式判断B选项,再根据顶点处函数值的大小判断抛物线开口方向,验证A选项;然后结合开口方向和对称轴判断函数的增减性,验证C选项;最后利用对称性求出被盖住的函数值,验证D选项,即可找出错误结论。
【解析】
首先观察表格中数据,可得x=0和x=2对应的y值相等,均为3,因此二次函数图象的对称轴为直线$x=\frac{0+2}{2}=1$。
验证选项A:对称轴x=1处是函数的顶点,且x=1对应的y值大于其余点的y值,说明抛物线开口向下,因此$a<0$,A结论正确,不符合题意。
验证选项B:二次函数对称轴公式为$x=-\frac{b}{2a}$,已知对称轴为$x=1$,代入得$-\frac{b}{2a}=1$,整理可得$2a+b=0$,B结论正确,不符合题意。
验证选项C:抛物线开口向下,对称轴为$x=1$,因此当$x>1$时,y的值随x的增大而减小,不是增大,C结论错误,符合题意。
验证选项D:根据二次函数的对称性,x=3与x=-1关于对称轴$x=1$对称,因此x=3对应的y值与x=-1对应的y值相等,可得被盖住的数是0,D结论正确,不符合题意。
【答案】
C
【知识点】
二次函数的对称性;二次函数的增减性;二次函数对称轴公式
【点评】
本题是二次函数基础性质的综合考查,解题关键是利用纵坐标相等的点快速确定对称轴,再结合开口方向、增减性、对称性等性质逐一判断选项,需熟练掌握二次函数的基本性质。
【难度系数】
0.7
2. 根据以下条件,求二次函数的解析式:
(1)图象的顶点坐标为$(2,-1)$,且过点$(1,3)$;
(2)图象经过两点$(1,0),(0,-3)$,且对称轴为直线$x=2$.
答案:2. (1) $y=4x^2-16x+15$;
(2) $y=-x^2+4x-3$.
解析:
【分析】
本题考查用待定系数法求二次函数解析式,需根据已知条件选择合适的解析式形式简化计算:
(1)已知顶点坐标,优先选用顶点式$y=a(x-h)^2+k$($a≠0$,$(h,k)$为顶点坐标),代入已知点求出$a$,再化为一般式即可;
(2)已知两点坐标和对称轴,可选用一般式$y=ax^2+bx+c$($a≠0$),结合两点代入得到的方程和对称轴公式$x=-\frac{b}{2a}$,联立求解$a,b,c$的值即可。
【解析】
(1)
∵二次函数图象的顶点坐标为$(2,-1)$
∴设二次函数的解析式为$y=a(x-2)^2-1$($a≠0$)
将点$(1,3)$代入解析式得:
$3=a(1-2)^2 - 1$
解得$a=4$
将解析式展开为一般式:
$y=4(x-2)^2 -1=4(x^2-4x+4)-1=4x^2-16x+15$
(2)设二次函数的解析式为$y=ax^2+bx+c$($a≠0$)
①将点$(0,-3)$代入解析式,得$c=-3$;
②将点$(1,0)$代入解析式,得$a + b + c = 0$;
③由对称轴为直线$x=2$,结合对称轴公式得$-\frac{b}{2a}=2$,整理得$b=-4a$;
把$c=-3$、$b=-4a$代入$a + b + c = 0$,得:
$a - 4a - 3 = 0$
解得$a=-1$,则$b=-4×(-1)=4$
∴二次函数解析式为$y=-x^2+4x-3$
【答案】
(1)$y=4x^2-16x+15$;(2)$y=-x^2+4x-3$
【知识点】
待定系数法求解析式;二次函数顶点式;二次函数对称轴性质
【点评】
本题是二次函数解析式求解的基础题型,解题关键是根据已知条件选择最简便的解析式形式,熟练掌握二次函数不同形式的特点和相关公式即可快速求解。
【难度系数】
0.8
3. 已知抛物线$y=ax^2+bx+c$是由抛物线$y=x^2$平移得到的,且$a:b:c=2:5:1$. 求:
(1)抛物线的函数解析式;
(2)顶点坐标和对称轴;
(3)当$x$取什么值时,$y$随$x$的增大而增大?当$x$取什么值时,$y$随$x$的增大而减小?
答案:3. (1) $y=x^2+\frac{5}{2}x+\frac{1}{2}$;
(2) $(-\frac{5}{4},-\frac{17}{16})$,直线$x=-\frac{5}{4}$;
(3) $x>-\frac{5}{4}$,$x<-\frac{5}{4}$.
解析:
【分析】
解题的突破口是抛物线平移时二次项系数不变,首先由该抛物线由$y=x^2$平移得到,可直接确定$a=1$;再结合$a:b:c=2:5:1$的比例关系,即可求出$b$、$c$的值,得到函数解析式。后续求顶点坐标、对称轴可直接利用二次函数顶点坐标公式求解;判断增减性则结合抛物线开口方向和对称轴分析即可。
【解析】
(1)
∵ 抛物线$y=ax^2+bx+c$由$y=x^2$平移得到,平移不改变二次项系数,
∴ $a=1$,
又
∵ $a:b:c=2:5:1$,
∴ $b=\frac{5}{2}a=\frac{5}{2}×1=\frac{5}{2}$,$c=\frac{1}{2}a=\frac{1}{2}×1=\frac{1}{2}$,
∴ 抛物线的函数解析式为$y=x^2+\frac{5}{2}x+\frac{1}{2}$。
(2)对于二次函数$y=ax^2+bx+c$,对称轴为直线$x=-\frac{b}{2a}$,顶点坐标为$(-\frac{b}{2a},\frac{4ac-b^2}{4a})$,
将$a=1$,$b=\frac{5}{2}$,$c=\frac{1}{2}$代入得:
对称轴:$x=-\frac{\frac{5}{2}}{2×1}=-\frac{5}{4}$,
顶点纵坐标:$\frac{4×1×\frac{1}{2}-(\frac{5}{2})^2}{4×1}=\frac{2-\frac{25}{4}}{4}=-\frac{17}{16}$,
∴ 顶点坐标为$(-\frac{5}{4},-\frac{17}{16})$,对称轴为直线$x=-\frac{5}{4}$。
(3)
∵ $a=1>0$,
∴ 抛物线开口向上,
∴ 在对称轴右侧,$y$随$x$的增大而增大;在对称轴左侧,$y$随$x$的增大而减小,
即当$x>-\frac{5}{4}$时,$y$随$x$的增大而增大;当$x<-\frac{5}{4}$时,$y$随$x$的增大而减小。
【答案】
(1)$y=x^2+\frac{5}{2}x+\frac{1}{2}$;
(2)顶点坐标为$(-\frac{5}{4},-\frac{17}{16})$,对称轴为直线$x=-\frac{5}{4}$;
(3)当$x>-\frac{5}{4}$时$y$随$x$的增大而增大,当$x<-\frac{5}{4}$时$y$随$x$的增大而减小。
【知识点】
二次函数平移性质;二次函数图象与性质;二次函数顶点与对称轴
【点评】
本题围绕二次函数的基础性质设置考点,解题关键是抓住平移前后二次项系数不变的特点求出解析式,再结合二次函数的基本性质依次求解后续问题,是对二次函数核心基础知识点的综合考查。
【难度系数】
0.8