9年级下册北师大版数学 第二章 2 二次函数的图象与性质(4) 逐字稿-6,338字

  师:同学们,大家好!今天这节课我们一起来学习初中数学北师大版九年级下册第二章2.2二次函数的图像与性质第四课时。首先,我们来复习前面所学的知识。

  前面几节课我们学习了形如(y = ax2)、(y = a(x - h)2 + k)它们的图像和性质。其中开口方向,当(a>0),开口向上;(a<0),开口向下。增减性方面,(a>0)时,在对称轴左侧,(y)随(x)的增大而减小;在对称轴右侧,(y)随(x)的增大而增大。(a<0)时,在对称轴左侧,(y)随(x)增大而增大;在对称轴右侧,(y)随(x)的增大而减小。对称轴上,(y = ax2)对称轴是直线(x = 0),即(y)轴,顶点坐标((0,0));(y = ax2 + k)对称轴是直线(x = 0),顶点坐标((0,k));(y = a(x - h)2)对称轴是直线(x = h),顶点坐标((h,0));(y = a(x - h)2 + k)对称轴是直线(x = h),顶点坐标((h,k))。

  接下来复习完全平方公式,((a + b)2 = a2 + 2ab + b2),其中(a)、(b)可以是单项式、多项式、数字,也可以是字母。我们完成以下五道小题:

  第一题,(x2 + 8x)加谁能等于一个式子完全平方的形式?首先观察,一次项是(8x),一次项系数是(8),(8)的一半是(4),(4)的平方是(16),所以(x2 + 8x + 16 = (x + 4)2)。

  第二题,(x2 - 5x)加谁能等于一个式子完全平方的形式?一次项是(-5x),系数是(-5),(-5)的一半是(-2.5),(-2.5)的平方是(6.25),所以(x2 - 5x + 6.25 = (x - 2.5)2)。

  第三题,(x2 - 18x)加谁能等于一个式子完全平方的形式?一次项是(-18x),系数是(-18),(-18)的一半是(-9),(-9)的平方是(81),所以(x2 - 18x + 81 = (x - 9)2)。

  第四题,(x2 + \frac{3}{4}x)加谁能等于一个式子完全平方的形式?一次项是(\frac{3}{4}x),系数是(\frac{3}{4}),(\frac{3}{4})的一半是(\frac{3}{8}),(\frac{3}{8})的平方是(\frac{9}{64}),所以(x2 + \frac{3}{4}x + \frac{9}{64} = (x + \frac{3}{8})2)。

  第五题,(x2 + Bx)加谁能等于一个式子完全平方的形式?一次项是(Bx),系数是(B),(B)的一半是(\frac{B}{2}),(\frac{B}{2})的平方是(\frac{B2}{4}),所以(x2 + Bx + \frac{B2}{4} = (x + \frac{B}{2})2)。

  通过以上(5)道小题,我们发现,当二次项系数为(1)时,左边配上一次项系数一半的平方,就可以将一个二次三项式转化成一个式子完全平方的形式,注意二次项的系数要为(1)。

  有了以上知识储备,我们一起来研究二次函数(y = ax2 + Bx + c)的图像和性质。我们已经认识了形如(y = a(x - h)2 + k)的二次函数的图像和性质,能否利用这些知识来讨论(y = 2x2 - 4x + 5)的图像和性质呢?同学们思考一下。

  那么怎样将(y = 2x2 - 4x + 5)化成(y = a(x - h)2 + k)的形式?我们可以联想配方法,类比一元二次方程的解法,提出二次项的系数。注意二次项的系数不是(1),将括号内配成完全平方的形式,最后化成顶点式。这种方法我们把它叫做配方法,可以将它进行转化。我们将配方后的表达式通常称为配方式或者顶点式。

  通过上面的分析,我们可以将二次函数(y = 2x2 - 4x + 5),二次项提出系数(2),要把二次函数一般式转化为顶点式,和后面的常数没有太大联系,所以只提取前面二次项和一次项的系数,即(2(x2 - 2x) + 5),加上一次项系数一半的平方加(1),再减去一次项系数一半的平方减(1),等于(2(x2 - 2x + 1 - 1) + 5),利用代数式的恒等变形,将这个式子化简,就等于(2(x2 - 2x + 1) - 2 + 5 = 2(x - 1)2 + 3),所以对称轴是直线(x = 1),顶点坐标为((1,3))。注意二次项的系数不是(1)。

  同学们请观看例(1),求二次函数(y = 2x2 - 8x + 7)图像的对称轴和顶点坐标。我们提出二次项的系数(2),(y = 2(x2 - 4x) + 7 = 2(x2 - 4x + 4 - 4) + 7 = 2(x2 - 4x + 4) - 8 + 7),将前三项进行结合,后面的(-4)与(2)相乘得(-8),就等于(2(x - 2)2 - 1)。所以对称轴是(x = 2),顶点坐标为((2,-1))。纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。下面我们用配方法确定下列二次函数图像的对称轴和顶点坐标。

  第一题,(y = 2x2 - 12x + 3),提出二次项的系数(2),(y = 2(x2 - 6x) + 3 = 2(x2 - 6x + 9 - 9) + 3 = 2(x - 3)2 - 18 + 3 = 2(x - 3)2 - 15),所以对称轴是直线(x = 3),顶点坐标为((3,-15))。

  第二题,观察二次项的系数是负数,提出二次项系数(-5)时,要注意后面一次项系数符号的变化,(y = -5(x2 - \frac{16}{5}x) - 319 = -5(x2 - \frac{16}{5}x + 64 - 64) - 319 = -5(x - 8)2 + 320 - 319 = -5(x - 8)2 + 1),所以对称轴是直线(x = 8),顶点坐标是((8,1))。

  通过上面的练习,我们知道对于一个二次函数,各项系数是数字的,如何找出对称轴和顶点坐标。假如各项系数换成字母形式,如何找出它们的对称轴和顶点坐标?请同学们观看例(2),求二次函数(y = ax2 + Bx + c)图像的对称轴和顶点坐标。同样的道理,我们把二次函数(y = ax2 + Bx + c)右边进行配方,提出二次项的系数(a),得到(a(x2 + \frac{b}{a}x) + c = a[(x2 + 2×\frac{b}{2a}x + (\frac{b}{2a})2 - (\frac{b}{2a})2)] + c),通过计算整理化简得(a(x + \frac{b}{2a})2 + \frac{4ac - b2}{4a})。因此二次函数(y = ax2 + Bx + c)图像的顶点坐标是((-\frac{b}{2a}, \frac{4ac - b2}{4a})),对称轴是直线(x = -\frac{b}{2a}),这个结果通常称为顶点坐标公式。

  下面我们用描点法画二次函数(y = 2x2 - 4x + 5)的图像,我们以自变量的取值为横坐标,相应的因变量的取值为纵坐标,通过列表、描点、连线得出函数图像。观察图像可知,二次函数(y = 2x2 - 4x + 5)的图像开口向上,对称轴是直线(x = 1),顶点坐标是((1,3)),顶点是最低点。在对称轴左侧,抛物线从左到右下降;在对称轴右侧,抛物线从左到右上升,即当(x<1)时,(y)随(x)的增大而减小;当(x>1)时,(y)随(x)的增大而增大。当(x = 1)时,(y)有最小值(3)。当(x = 1)左右对称取值时对应的函数值相等。下面我们再来研究二次函数(y = 2x2 - 8x + 7)的图像。

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