30.2二次函数的图像和性质第1课时二次函数y=ax2的图像和性质1．会用描点法画出y＝ax2的图像，理解抛物线的概念．2．掌握形如y＝ax2的二次函数图像和性质，并会应用．一、情境导入自由落体公式h＝gt2(g为常量)，h与t之间是什么关系呢？它是什么函数？它的图像是什么形状呢？二、合作探究探究点一：二次函数y＝ax2的图像【类型一】图像的识别已知a≠0，在同一直角坐标系中，函数y＝ax与y＝ax2的图像有可能是(　　)解析：本题进行分类讨论：(1)当a＞0时，函数y＝ax2的图像开口向上，函数y＝ax图像经过一、三象限，故排除选项B；(2)当a＜0时，函数y＝ax2的图像开口向下，函数y＝ax图像经过二、四象限，故排除选项D；又因为在同一直角坐标系中，函数y＝ax与y＝ax2的图像必有除原点(0，0)以外的交点，故选择C.方法总结：分a＞0与a＜0两种情况加以讨论，并且结合一些特殊点，采取“排除法”．【类型二】实际问题中图像的识别已知h关于t的函数关系式为h＝gt2(g为正常数，t为时间)，则函数图像为(　　)解析：根据h关于t的函数关系式为h＝gt2，其中g为正常数，t为时间，因此函数h＝gt2图像是受一定实际范围限制的，图像应该在第一象限，是抛物线的一部分，故选A. 方法总结：在识别二次函数图像时，应该注意考虑函数的实际意义．探究点二：二次函数y＝ax2的性质【类型一】利用图像判断二次函数的增减性作出函数y＝－x2的图像，观察图像，并利用图像回答下列问题：(1)在y轴左侧图像上任取两点A(x1，y1)，B(x2，y2)，使x2<x1<0，试比较y1与y2的大小；(2)在y轴右侧图像上任取两点C(x3，y3)，D(x4，y4)，使x3＞x4＞0，试比较y3与y4的大小；(3)由(1)、(2)你能得出什么结论？解析：根据画出的函数图像来确定有关数值的大小，是一种比较常用的方法．解：(1)图像如图所示，由图像可知y1＞y2，(2)由图像可知y3<y4；(3)在y轴左侧，y随x的增大而增大，在y轴右侧，y随x的增大而减小．方法总结：解有关二次函数的性质问题，最好利用数形结合思想，在草稿纸上画出抛物线的草图进行观察和分析以免解题时产生错误．【类型二】二次函数的图像与性质的综合题已知函数y＝(m＋3)xm2＋3m－2是关于x的二次函数．(1)求m的值；(2)当m为何值时，该函数图像的开口向下？(3)当m为何值时，该函数有最小值？(4)试说明函数的增减性．解析：(1)由二次函数的定义可得故可求m的值．(2)图像的开口向下，则m＋3＜0；(3)函数有最小值，则m＋3＞0；(4)函数的增减性由函数的开口方向及对称轴来确定．解：(1)根据题意，得解得∴当m＝－4或m＝1时，原函数为二次函数．(2)∵图像开口向下，∴m＋3＜0，∴m＜－3，∴m＝－4.∴当m＝－4时，该函数图像的开口向下．(3)∵函数有最小值，∴m＋3＞0，m＞－3，∴m＝1，∴当m＝1时，原函数有最小值．(4)当m＝－4时，此函数为y＝－x2，开口向下，对称轴为y轴，当x＜0时，y随x的增大而增大；当x＞0时，y随x的增大而减小．当m＝1时，此函数为y＝4x2，开口向上，对称轴为y轴，当x＜0时，y随x的增大而减小；当x＞0时，y随x的增大而增大．方法总结：二次函数的最值是顶点的纵坐标，当a＞0时，开口向上，顶点最低，此时纵坐标为最小值；当a＜0时，开口向下，顶点最高， 此时纵坐标为最大值．考虑二次函数的增减性要考虑开口方向和对称轴两方面的因素，因此最好画图观察．探究点三：确定二次函数y＝ax2的表达式【类型一】利用图像确定y＝ax2的解析式一个二次函数y＝ax2(a≠0)的图像经过点A(2，－2)关于坐标轴的对称点B，求其关系式．解析：坐标轴包含x轴和y轴，故点A(2，－2)关于坐标轴的对称点不是一个点，而是两个点．点A(2，－2)关于x轴的对称点B1(2，2)，点A(2，－2)关于y轴的对称点B2(－2，－2)．解：∵点B与点A(2，－2)关于坐标轴对称，∴B1(2，2)，B2(－2，－2)．当y＝ax2的图像经过点B1(2，2)时，2＝a×22，∴a＝，∴y＝x2；当y＝ax2的图像经过点B1(－2，－2)时，－2＝a×(－2)2，∴a＝－，∴y＝－x2.∴二次函数的关系式为y＝x2或y＝－x2.方法总结：当题目给出的条件不止一个答案时，应运用分类讨论的方法逐一进行讨论，从而求得多个答案．【类型二】二次函数y＝ax2的图像与几何图形的综合应用已知二次函数y＝ax2(a≠0)与直线y＝2x－3相交于点A(1，b)，求：(1)a，b的值；(2)函数y＝ax2的图像的顶点M的坐标及直线与抛物线的另一个交点B的坐标．解析：直线与函数y＝ax2的图像交点坐标可利用方程求解．解：(1)∵点A(1，b)是直线与函数y＝ax2图像的交点，∴点A的坐标满足二次函数和直线的关系式，∴∴(2)由(1)知二次函数为y＝－x2，顶点M(即坐标原点)的坐标为(0，0)，由－x2＝2x－3，解得x1＝1，x2＝－3，∴y1＝－1，y2＝－9，∴直线与抛物线的另一个交点B的坐标为(－3，－9)．【类型三】二次函数y＝ax2的实际应用如图所示，有一抛物线形状的桥洞．桥洞离水面最大距离OM为3m，跨度AB＝6m.(1)请你建立适当的直角坐标系，并求出在此坐标系下的抛物线的关系式；(2)一艘小船上平放着一些长3m，宽2m且厚度均匀的矩形木板，要使小船能通过此桥洞，则这些木板最高可堆放多少米？解析：可令O为坐标原点，平行于AB的直线为x轴，建立平面直角坐标系，则可设此抛物线函数关系式为y＝ax2.由题意可得B点的坐标为(3，－3)，由此可求出抛物线的函数关系式，然后利用此抛物线的函数关系式去探究其他问题．解：(1)以O点为坐标原点，平行于线段AB的直线为x轴，建立如图所示的平面直角坐标系，设抛物线的函数关系式为y＝ax2.由题意可得B点坐标为(3，－3)，∴－3＝a×32， 解得a＝－，∴抛物线的函数关系式为y＝－x2.(2)当x＝1时，y＝－×12＝－.∵OM＝3，∴木板最高可堆放3－＝(米)．方法总结：解决实际问题时，要善于把实际问题转化为数学问题，即建立数学模型解决实际问题的思想．三、板书设计教学过程中，强调学生自主探索和合作交流，在操作中探究二次函数y＝ax2的图像与性质，体会数学建模的数形结合的思想方法.