师:亲爱的同学,你好,很高兴能和你一起分享今天的数学课堂。上课前,请准备好上海科学技术出版社九年级上册数学课本,以及本节课配套的学习任务单和学习用品。现在,我们开始上课。
经过前面的学习,我们能根据二次函数(y = ax2 + bx + c)的解析式,明确它的图像与性质。那么反过来,根据抛物线的图像与性质,能否推导出二次函数的解析式呢?请同学们思考一下,在解决函数解析式时,我们以往有哪些经验?
比如说,已知一次函数的图像经过点((3,5))与(( - 4, - 9)),求这个一次函数的表达式。我们可以设该一次函数的表达式为(y = kx + b),因为一次函数图像经过这两点,所以可得到二元一次方程组(\begin{cases}3k + b = 5 \ - 4k + b = - 9 \end{cases})。解这个方程组,可得(k = 2),(b = - 1)。所以该一次函数的表达式为(y = 2x - 1)。
由此可知,当给出一组一次函数图像上的两点坐标时,就能求出这个一次函数的表达式。那么对于二次函数的表达式,一般有什么形式?需要什么条件才能求出它的表达式呢?
二次函数的表达式一般有一般形式(y = ax2 + bx + c)。我们可以利用二次函数图像上不同三点的已知坐标,得出二次函数的表达式。
二次函数的表达式还有顶点式(y = a(x + h)2 + k)。我们可以借助二次函数图像上的顶点坐标、对称轴或最值等相关信息,得出二次函数的表达式。
比如说,已知一个二次函数的图像经过(( - 1,10))、((1,4))、((2,7))这三个点,该如何求出这个二次函数的表达式呢?同学们可以先思考,是选用顶点式还是一般式?因为这三个点未涉及顶点、对称轴或最值等相关信息,所以我们选用一般形式。设该二次函数的表达式为(y = ax2 + bx + c)。
因为函数图像经过这三个点,所以可得到一个三元一次方程组(\begin{cases}a - b + c = 10 \ a + b + c = 4 \ 4a + 2b + c = 7 \end{cases})。解这个方程组,可得(a = 2),(b = - 3),(c = 5)。所以该二次函数的表达式为(y = 2x2 - 3x + 5)。
请同学们思考一下,若已知二次函数图像上任意不同三点的坐标,我们通常设所求二次函数的表达式为一般式(y = ax2 + bx + c)。实际上,对于不同三组的函数值,我们也可以用同样的思路与方法。
比如,有一个二次函数,当(x = 0)时,(y = - 1);当(x = - 2)时,(y = 0);当(x = \frac{1}{2})时,(y = 0)。那么,该如何求出这个二次函数的表达式呢?同学们思考一下,我们是选用一般式还是顶点式?由于没有明显的对称轴或顶点信息,我们选用一般形式,设该二次函数的表达式为(y = ax2 + bx + c)。
将(x = 0),(y = - 1);(x = - 2),(y = 0);(x = \frac{1}{2}),(y = 0)分别代入所设函数表达式,可得到关于(a)、(b)、(c)的三元一次方程组(\begin{cases}c = - 1 \ 4a - 2b + c = 0 \ \frac{1}{4}a + \frac{1}{2}b + c = 0 \end{cases})。解这个方程组,可得(a = 1),(b = \frac{3}{2}),(c = - 1)。所以该二次函数的表达式为(y = x2 + \frac{3}{2}x - 1)。
如果已知条件中包含顶点的相关信息,比如,若抛物线的顶点为(( - 2,5)),且经过点((1, - 4)),求这个二次函数的表达式。此时还是选用一般形式吗?因为已知条件包含顶点,我们首选二次函数的顶点式(y = a(x + h)2 + k)。
设该二次函数的表达式为(y = a(x + h)2 + k),因为抛物线顶点为(( - 2,5)),所以(h = 2),(k = 5),即(y = a(x + 2)2 + 5)。
又因为抛物线经过点((1, - 4)),将其代入可得(- 4 = a(1 + 2)2 + 5),解这个含(a)的一元一次方程,可得(a = - 1)。所以该二次函数的表达式为(y = - (x + 2)2 + 5),即(y = - x2 - 4x + 1)。
在这里,请同学们思考一下,若已知二次函数图像的顶点坐标,我们通常设所求二次函数的表达式为顶点式(y = a(x + h)2 + k)。
有时候,已知某些特定的函数性质时,我们要根据相关函数性质选用合适的形式。比如说,已知一个二次函数的图像经过点((4, - 3)),并且当(x = 3)时,有最大值为(4),如何确定这个二次函数的解析式?
我们根据题干中的最值信息,考虑选用顶点式(y = a(x + h)2 + k)。设该二次函数的表达式为(y = a(x + h)2 + k),因为当(x = 3)时,有最大值(4),所以抛物线的顶点为((3,4)),可得(h = - 3),(k = 4),那么(y = a(x - 3)2 + 4)。
