2022年初升高数学衔接讲义专题06二次函数的简单应用(教师版含解析).docx
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1、专题06二次函数的简单应用专题综述课程要求二次函数是初中数学的一个重要内容,是中考重点考查的内容,也是高考必考内容,同时还是一个研究函数性质的很好的载体,因此做好二次函数的初高中衔接至关重要,初中阶段对二次函数的要求,是立足于用代数方法来研究,比如配方结合顶点式,描述函数图象的某些特征(开口方向、顶点坐标、对称轴、最值)等;再比如待定系数法,通过解方程组的形式来求二次函数的解析式.高中的函数立足于集合观点,对二次函数的学习要求明显提高,二次函数的研究更侧重于数形结合、分类讨论等思想方法.课程要求初中课程要求要求会通过图象发现些信息,但只停留在会识图的基础之上,而不是应用图象解决问题高中课程要求
2、会灵活应用各种函数的图象,如利用函数图象求值域、解方程、求根的个数、解不等式等知识精讲高中必备知识点1:平移变换问题1 在把二次函数的图象进行平移时,有什么特点?依据这一特点,可以怎样来研究二次函数的图象平移?我们不难发现:在对二次函数的图象进行平移时,具有这样的特点只改变函数图象的位置、不改变其形状,因此,在研究二次函数的图象平移问题时,只需利用二次函数图象的顶点式研究其顶点的位置即可高中必备知识点2:对称变换在把二次函数的图象关于与坐标轴平行的直线进行对称变换时,有什么特点?依据这一特点,可以怎样来研究二次函数的图象平移?我们不难发现:在把二次函数的图象关于与坐标轴平行的直线进行对称变换时
3、,具有这样的特点只改变函数图象的位置或开口方向、不改变其形状,因此,在研究二次函数图象的对称变换问题时,关键是要抓住二次函数的顶点位置和开口方向来解决问题高中必备知识点3:分段函数一般地,如果自变量在不同取值范围内时,函数由不同的解析式给出,这种函数,叫作分段函数典例剖析高中必备知识点1:平移变换【典型例题】如图,抛物线y=ax2+bx-3经过A(-1,0),B(3,0)两点,顶点为D(1)求a和b的值;(2)将抛物线沿y轴方向上下平移,使顶点D落在x轴上求平移后所得图象的函数解析式;若将平移后的抛物线,再沿x轴方向左右平移得到新抛物线,若1x2时,新抛物线对应的函数有最小值2,求平移的方向和
4、单位长度【答案】(1) b=-2a=1;(2)y=x2-2x+1,将抛物线y=(x-1)2向左平移2个单位长度或向右平移1+2个单位长度【解析】(1)将A(-1,0),B(3,0)代入y=ax2+bx-3,得:9s+3b-3=0a-b-3=0,解得:b=-2a=1(2)y=x2-2x-3=(x-1)2-4,抛物线顶点D的坐标为(1,-4)将抛物线沿y轴平移后,顶点D落在x轴上,平移后的抛物线的顶点坐标为(1,0),平移后的抛物线为y=(x-1)2,即y=x2-2x+1若将抛物线y=(x-1)2向左平移k(k0)个单位长度,则新抛物线的解析式为y=(x-1+k)2,当1x2时,新抛物线对应的函数
5、有最小值2,新抛物线必过点(1,2),2=(1-1+k)2,解得:k1=2,k2=-2(舍去);若将抛物线y=(x-1)2向右平移k(k0)个单位长度,则新抛物线的解析式为y=(x-1-k)2,当1x2时,新抛物线对应的函数有最小值2,新抛物线必过点(2,2)2=(2-1-k)2,解得:k1=2+1,k2=-2+1(舍去)将抛物线y=(x-1)2向左平移2个单位长度或向右平移1+2个单位长度【变式训练】已知抛物线y=-13x2,把它向上平移,得到的抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,若ABC是直角三角形,那么原抛物线应向上平移几个单位?【答案】向上平移3个单位【解析】由题意知,ABC必
6、为等腰直角三角形,设平移后的抛物线为y=-13x2+k,则C(0,k),A(-k,0),B(k,0),代(k,0)入抛物线方程得:0=-13k2+k,k=0(舍去),k=3所以向上平移3个单位【能力提升】已知抛物线yx(x2)+2(1)用配方法把这个抛物线的表达式化成ya(x+m)2+k的形式,并写出它的项点坐标;(2)将抛物线yx(x2)+2上下平移,使顶点移到x轴上,求新抛物线的表达式【答案】(1)y(x1)2+1,它的顶点坐标为:(1,1);(2)图象向下平移1个单位得到:y(x1)2【解析】(1)y=x(x2)+2=x22x+2=(x1)2+1,它的顶点坐标为:(1,1);(2)将抛物
7、线y=x(x2)+2上下平移,使顶点移到x轴上,图象向下平移1个单位得到:y=(x1)2高中必备知识点2:对称变换【典型例题】如图,抛物线y=ax-2x+c(a0)与x轴,y轴分别交于点A,B,C三点,已知点(-2,0),C(0,-8),点D是抛物线的顶点.(1)求抛物线的解析式及顶点D的坐标;(2)如图,抛物线的对称轴与x轴交于点E,第四象限的抛物线上有一点P,将EB直线EP折叠,使点B的对应点B落在抛物线的对称轴上,求点P的坐标;【答案】(1)y=x22x8;D(1,9);(2)P(1+372,1-372)【解析】(1)将点A、点C的坐标代入抛物线的解析式得:&4a+4+c=0&c=-8,
8、解得:a=1,c=8抛物线的解析式为y=x22x8y=(x1)29,D(1,9)(2)将y=0代入抛物线的解析式得:x22x8=0,解得x=4或x=2,B(4,0)y=(x1)29,抛物线的对称轴为x=1,E(1,0)将EBP沿直线EP折叠,使点B的对应点B落在抛物线的对称轴上,EP为BEF的角平分线BEP=45设直线EP的解析式为y=x+b,将点E的坐标代入得:1+b=0,解得b=1,直线EP的解析式为y=x+1将y=x+1代入抛物线的解析式得:x+1=x22x8,解得:x=1-372或x=1+372点P在第四象限,x=1+372y=1-372P(1+372,1-372)【变式训练】已知二次
9、函数的图象的顶点坐标为(3,-2),且与y轴交于(0,52).(1)求函数的解析式;(2)若点(p,m)和点(q,n)都在该抛物线上,若pq5,判断m和n的大小.【答案】(1)y=12(x-3)2-2.(2)mn.【解析】(1)由题意设函数的解析式为y=a(x-3)2-2,根据题意得9a-2=52 解得a=12,所以函数解析式是y=12(x-3)2-2.(2)因为a=120,所以抛物线开口向上,又因为二次函数的对称轴是直线x=3.所以当x3时,y随x增大而增大,因为pq53,所以mn.【能力提升】已知抛物线y=a(x-3)2+2经过点(1,-2)(1)求a的值;(2)若点A(m,y1)、B(n
10、,y2)(mn3)都在该抛物线上,试比较y1与y2的大小【答案】(1)a=-1;(2)y1y2【解析】(1)、抛物线y=a(x-3)2+2经过点(1,-2), -2=a(1-3)2+2,解得a=-1;(2)、函数y=-(x-3)2+2的对称轴为x=3, A(m,y1)、B(n,y2)(mn3)在对称轴左侧,又抛物线开口向下, 对称轴左侧y随x的增大而增大, mn3, y1y2高中必备知识点3:分段函数【典型例题】函数,则的值是_【答案】0【解析】函数f(x),f(1)110,f(f(1)f(0)0故答案为:0【变式训练】已知函数f(x)=x+1,x1x2-ax,x1,若f(f(0)=2,则a=
11、_【答案】-1【解析】f0=1,f1=1-a=2,故a=-1,填-1【能力提升】函数fx=2x-1,-1x3,fx-4,x3,则f9=_【答案】1.【解析】由题意得f(9)=f(9-4)=f(5)=f(5-4)=f(1)=21-1=1故答案为:1对点精练1如图,菱形的对角线与相交于点,点在上运动过点作交于,交于点,将沿翻折得到,若,与重叠部分的面积为,下列图象能正确反映与的函数关系的是( )ABCD【答案】A解:分情况讨论:当翻折后点G在点O的左侧时(如图),即2x4,EFAC,BEF=BAC,BFE=BCA,BEFBAC,即BN=EF=4-x,由四边形ABCD是菱形,BDAC,又EFAC,E
12、FBD,翻折后,重叠部分;当翻折后点G在点O的右侧时(如图),即0x2,翻折后,重叠部分y=S梯形HIEF,ON=x,BN=4-x,GN=BN=4-x,OG=4-2x,又EFAC,同理可得GHIGEF,HI=OG=4-2x,综上所述,故选:A2如图,在中,是边上的中线,将沿射线方向以每秒个单位长度的速度平移,平移后的三角形记为,设与重叠部分的面积为,平移运动的时间为,当点与点重合时,停止运动,则下列图象能反映与之间函数关系的是( )ABCD【答案】A当时 ,平移了个单位长度,即,中,是边上的中线与是等腰三角形沿射线方向平移后的三角形记为是的中位线即时,故可得C、D错误,故舍去当,如图: 可见当
13、时,函数图像为开口向上的抛物线,则A符合题意,B为一次函数不符合题意 故选A3如图,在矩形ABCD中,AD=6,AB=10,一个三角形的直角顶点E是边AB上的一动点,一直角边过点D,另一直角边与BC交于F,若AE=x,BF=y,则y关于x的函数关系的图象大致为()ABCD【答案】A解:如图,连接,设,则,;为直角三角形,即,解得,根据函数关系式可看出中的函数图象与之对应故选:A4一次足球训练中,小明从球门正前方将球射向球门,球射向球门的路线呈抛物线,当球飞行的水平距离为时,球达到最高点,此时球离地面已知球门高是,若足球能射入球门,则小明与球门的距离可能是( )ABCD【答案】A解:如图,建立直
14、角坐标系,设抛物线解析式为y=+3将(0,0)代入解析式得a,抛物线解析式为y=,当x10时,y,2.44,满足题意,故选:A5如图,矩形中,抛物线的顶点在矩形内部或其边上,则的取值范围是( )ABCD【答案】D解:抛物线的顶点坐标M为(m,-m1),-1m0,故选:D6如图是抛物线形拱桥,当拱顶离水面2m时,水面宽4m,若水面下降2.5m,那么水面宽度为()mA3B6C8D9【答案】B解:建立平面直角坐标系,设横轴x通过AB,纵轴y通过AB中点O且通过C点,则通过画图可得知O为原点,抛物线以y轴为对称轴,且经过A,B两点,OA和OB可求出为AB的一半2米,抛物线顶点C坐标为(0,2),设顶点
15、式yax2+2,把A点坐标(2,0)代入得a0.5,抛物线解析式为y0.5x2+2,当水面下降2.5米,通过抛物线在图上的观察可转化为:当y2.5时,对应的抛物线上两点之间的距离,也就是直线y2.5与抛物线相交的两点之间的距离,可以通过把y2.5代入抛物线解析式得出:2.50.5x2+2,解得:x3,水面宽度为3(3)6(m)故选:B7已知二次函数的图象与轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),顶点C,点C关于轴的对称点为D点,若四边形为正方形,则的值为( )ABCD【答案】C解:二次函数的图象与轴交于A、B两点,抛物线的对称轴为直线,设顶点C的坐标为,四边形为正方形,或,把C点的坐标代入得:或
16、,解得:,故选:C8在中考体育训练期间,小宇对自己某次实心球训练的录像进行分析,发现实心球飞行高度y(米)与水平距离x(米)之间的关系式为,由此可知小宇此次实心球训练的成绩为()A米B8米C10米D2米【答案】B解:当y0时,即0,解得:x12(舍去),x28,所以小宇此次实心球训练的成绩为8米,故选:B9已知中,正方形中,和在同一直线上,将向右平移,则和正方形重叠部分的面积y与点B移动的距离x之间的函数图象大致是( )ABCD【答案】C依题意可得当0x2时,和正方形重叠部分为等腰直角EBCBE=xy=当2x4时,和正方形重叠部分为五边形CMEFN,如图所示由题意可得SCHM=,SCGN=,S
17、五边形CMEFN=22-=当4x6时,AF=6-x,y=y=故函数图象如下图所示:故选C10如图,正方形的边长为a,点E在边上运动(不与点A,B重合),点F在射线上,且,与相交于点G,连接、则下列结论:;的周长为;的面积的最大值是;当时,G是线段的中点其中正确结论的个数是()A2B3C4D5【答案】B解:如图1中,在BC上截取BHBE,连接EHBEBH,EBH90,EHBE,AFBE,AFEH,DAMEHB45,BAD90,FAEEHC135,BABC,BEBH,AEHC,FAEEHC(SAS),EFEC,AEFECB,ECHCEB90,AEFCEB90,FEC90,ECFEFC45,故正确,
18、如图2中,延长AD到H,使得DHBE,则CBECDH(SAS),ECBDCH,ECHBCD90,ECGGCH45,CGCG,CECH,GCEGCH(SAS),EGGH,GHDGDH,DHBE,EGBEDG,故错误,AEG的周长AEEGAGAEAHADDHAEAEEBADABAD2a,故错误,设BEx,则AEax,AFx,SAEF(ax)xx2ax(x2axa2a2)(xa)2a2,0,xa时,AEF的面积的最大值为a2故正确,当BEa时,设DGx,则EGxa,在RtAEG中,则有(xa)2(ax)2(a)2,解得:x,AGGD,故正确,正确,正确结论的个数是3个,故选B11飞机着陆后滑行的距离
19、(单位:)关于滑行的时间(单位:)的函数解析式是,飞机着陆后滑行_米才能停下来【答案】600解:由函数解析式是可化为,当t=20时,滑行距离s最大,最大距离为600,飞机着陆后滑行600米才能停下来;故答案为60012如图,在足够大的空地上有一段长为a米的旧墙,张大爷利用旧墙和篱笆围城一个矩形菜园ABCD,已知矩形菜园的一边靠墙,另三边一共用了100米篱笆,若a=30米,则矩形菜园ABCD面积的最大值为_【答案】1050平方米解:设BC=x米,则S=(100-x)=(x-50)2+1250(0x30),对称轴为x=50,x=a=30时,S的最大值是1050答:当a=30米时,矩形菜园ABCD面
20、积的最大值为1050平方米故答案为:1050平方米13如图,抛物线yx24与x轴交于 A、B两点,P是以点C(0,3)为圆心,2为半径的圆上的动点,Q是线段PA的中点,连接OQ,则线段OQ的最小值是_【答案】解:连接BP,如图,当y0时,x240,解得x14,x24,则A(4,0),B(4,0),Q是线段PA的中点,OQ为ABP的中位线,OQBP,当BP最小时,OQ最小,连接BC交圆于P时,PB最小,BC5,BP的最小值523,线段OQ的最小值为故答案为:14如图,在RtACB中,ACB90,ACBC,D是AB上的一个动点,连接CD,将BCD绕点C顺时针旋转90得到ACE,连接DE,则ADE面
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