师:这节课开始,我们一起学习一类新的函数。在这之前,先复习一下什么是函数。一般来说,在某个变化过程中有两个变量(x)、(y),如果对于(x)的每一个确定的值,(y)都有唯一的值与它对应,那么就称(y)是(x)的函数,其中(x)是自变量。我们已经学过哪些函数呢?有一次函数和正比例函数,它们的图像均为直线。

  下面来看两幅图。公园里喷水池喷出来的水柱形成一道道曲线;篮球场上,三分线、罚球线离篮筐远近不同,起跳高度不同,篮球出手角度也有细微区别。实际上,喷出的水柱、出手的球在空中划过的曲线都符合同一类函数的图像。通过本章学习,大家会对上述情境有更深入的理解。生活中有很多实际问题都可以抽象归纳为数学模型,通过对数学模型的研究,反过来解决实际问题。那么这一章我们要学习的数学模型是什么呢?先来看几个简单的问题。

  问题一:正方体的(6)个面是全等的正方形,设正方体棱长为(x),表面积为(y),那么(y)与(x)有什么关系呢?我们知道正方体每个面面积为棱长的平方,正方体有上下、左右、前后(6)个面,所以表面积(y = 6x2)。显然,对于棱长(x)的每一个值,表面积(y)都有一个对应值,即(y)是(x)的函数。

  问题二:(n)个球队参加比赛,每两队之间进行一场比赛,比赛场次数(m)与球队数(n)有什么关系呢?每个球队都要与除自己以外的(n - 1)个球队比赛,一共有(n)个球队,就要比(n×(n - 1))场,但甲队与乙队比赛和乙队与甲队比赛是同一场比赛,所以还要再除以(2)。因此,总共场次数(m = \frac{1}{2}n×(n - 1)),化简后为(m = \frac{1}{2}n2 - \frac{1}{2}n)。所以这个式子表示的是比赛场次(m)与球队(n)的关系。对于(n)的每一个值,(m)都有一个对应值,也就是说(m)是(n)的函数。

  问题三:某种产品现在年产量是(20)吨,计划今后两年增加产量。如果每一年都比上一年的产量增加(x)倍,那么一年后产量就是(20)吨加上增加的(20x)吨,即(20(1 + x))吨,再过一年到第二年就要再乘一个((1 + x)),所以两年后的产量(y = 20(1 + x)2),化简后(y = 20x2 + 40x + 20)。这个式子表示了两年后产量(y)与计划增产倍数(x)之间的关系。对于(x)的每一个值,(y)都有一个对应值,所以(y)是(x)的函数。

  观察问题(1 - 3)的函数关系式,它们有什么共同点呢?跟我们之前学的一次函数有什么不同?从指数看,这里自变量最高次都为二次;从外形看,都是形如(y = ax2 + bx + c)的形式;从系数看,(a)、(b)、(c)都是常数,但(a ≠ 0),(b)、(c)没有限定。因此,我们把这一类函数叫做二次函数。请大家仿照一次函数,给二次函数下个定义。

  生:二次函数是指形如(y = ax2 + bx + c)的函数,(x)是自变量,其中(a)、(b)、(c)为常数,(a ≠ 0)。

  师:非常好。另外,(ax2)是二次项,(a)叫做二次项系数;(bx)是一次项,(b)是一次项系数;(c)是常数项。所以二次函数的一般形式为(y = ax2 + bx + c),其中(a)、(b)、(c)为常数,(a ≠ 0)。那么二次函数还有哪些特殊形式呢?

  生:当一次项系数(b = 0)时,解析式为(y = ax2 + c);当常数项(c = 0)时,解析式为(y = ax2 + bx);当一次项系数和常数项都为(0)时,解析式为(y = ax2)。

  师:很好。学习了二次函数的概念之后,下面来看一道例题。判断下列函数中哪些是二次函数?若是二次函数,请指出二次项系数、一次项系数和常数项。

  第一道题(s = 3 - 2t2),它虽然没有一次项,但有二次项(-2t2),二次项系数为(-2),不为(0),符合二次函数定义。

  第二题(y = x2 + x3 + 25),对于自变量(x)来说,最高次为三次,超过二次,且三次项系数不为(0),所以不是二次函数。

  第三题(y = 3(x - 1)2 + 1),化简可得(y = 3(x2 - 2x + 1) + 1 = 3x2 - 6x + 4),含有二次项,且二次项系数不为(0),是二次函数。

  第四题(y = \frac{1}{x2} + x),这里(x2)在分母位置,不是整式,不符合二次函数一般形式(y = ax2 + bx + c),不是二次函数。

  再看四道题目:

  第五题(v = \sqrt{3}r2),虽没有一次项和常数项,但有二次项(\sqrt{3}r2),二次项系数为(\sqrt{3}),不为(0),符合二次函数定义。

  第六题(y = 22 + 2x),这里是(2)的平方,(2)是常数,平方后还是常数,自变量(x)最高次是一次,不是二次函数。

  第七题(y = (x + 3)2 - x2),用完全平方公式展开得(y = x2 + 6x + 9 - x2 = 6x + 9),(x)最高次数为一,不是二次函数。

  第八题(y = mx2 + nx),由于没有对(m)进行限制,(m)有可能等于(0),只有(m ≠ 0)时,才是二次函数,所以不一定是二次函数。

  下面把二次函数列出来,看它们的二次项系数、一次项系数和常数项分别是什么。

  第一题(s = 3 - 2t2),按(t)降幂排列为(s = -2t2 + 3),二次项系数是(-2),一次项系数是(0),常数项为(3)。

  第三题(y = 3(x - 1)2 + 1),化简为(y = 3x2 - 6x + 4),二次项系数为(3),一次项系数为(-6),常数项为(4)。

  第五题(v = \sqrt{3}r2),可理解为(v = \sqrt{3}r2 + 0r + 0),二次项系数为(\sqrt{3}),一次项系数和常数项均为(0)。

  由此可见,判断一个函数是二次函数,需确认它含有二次项,且二次项系数不为(0)。在书写二次项系数、一次项系数和常数项时,要把二次函数化简成一般形式(y = ax2 + bx + c),再对应写各项系数,注意各项系数的符号。能够识别二次函数之后,下面用二次函数的概念来解题。

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《9年级上册人教版数学 22.1二次函数的图象和性质(第1课时) 逐字稿-5,057字 第3版》.docx
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