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九上数学 · 二次函数 y=ax²+bx+c 图像与性质(抛物线)

七下你学会"两条线交于一点",八上认清"一条直线的脾气",八下见识了"双曲线的长相"。九上,函数家族的封顶角色登场——二次函数,画出来是一条 U 形(或拱形)的抛物线;而抛物线"踩"到 x 轴上的脚印,正好是一元二次方程的根。
北师大版 · 九上 数形结合 二次函数 y=ax²+bx+c 抛物线 · 方程根
生活锚点抛出去的篮球、喷泉的水柱、桥拱的弧线——它们在空中划过的,都是抛物线。

配音成片 · 梁声纹版

本段配音成片与上方数形结合讲解一一对应,建议先看讲解再看成片。

ONE一句话主线

七下是"两条线的交点",八上是"一条线的脾气",八下是"另一条曲线的长相"。九上把它们收口:二次函数画成抛物线,抛物线与 x 轴的交点的横坐标,就是对应一元二次方程的根。
九上整章的"数形结合"只讲清了一件事:
二次函数 y = ax² + bx + c(a≠0) ↔ 平面上一抛物线(碗形或拱形);
它的对称轴是 x = −b/(2a),顶点是整条曲线的最高/最低点;
而方程 ax² + bx + c = 0 的根 ⇄ 抛物线与 x 轴的交点横坐标;
交点个数由判别式 Δ = b² − 4ac 决定——Δ>0 两个、Δ=0 一个、Δ<0 没有。

TWO动手看:拖动 a / b / c 看抛物线

拖动下面三个滑块改 a(开口与宽窄)、b、c,看抛物线怎么变;或点预设按钮,直接看"标准碗 / 开口向下 / 两交点(Δ>0)/ 相切(Δ=0)/ 无交点(Δ<0)"几种典型。
解析式:

THREE代数 ↔ 几何:抛物线的两种说法

左边是"式"里 ax²+bx+c 的角色,右边是"图"里它长什么样。会翻译,就掌握了二次函数的钥匙。
代数侧(算)
式子
y = ax²+bx+c
a≠0;二次项是灵魂
→
对称公式
x = −b/(2a)
对称轴;顶点横坐标是它
→
判别式 Δ
b² − 4ac
管实根个数根的裁判
几何侧(看)
图像
抛物线
碗形或拱形,左右对称
→
对称轴
一条竖直线
对折重合;顶点在轴上
→
与x轴交点
方程根
交点横坐标=ax²+bx+c=0的根数形结合
翻译口诀
y=ax²+bx+c ⇄ 抛物线 · a 定开口与宽窄 · x=−b/2a 定对称轴与顶点 · Δ>0两交点 / Δ=0一切点 / Δ<0无交点(即方程根的三种情况)
为什么好用? 一次函数画成"线"、反比例画成"两支曲线",二次函数画成"一条弯的抛物线"。而抛物线压到 x 轴上的那几个点,正好把"方程有没有根、有几个根"这件事,变成一眼能看出来的"脚印"。这是初中数形结合的最高潮。

FOUR抛物线四条铁律

a、b、c 三个字母,决定了抛物线的全部脾气。
铁律一
a ≠ 0,图像是抛物线
a 的符号定开口:a>0 开口向上(碗),a<0 开口向下(拱)。|a| 越大,抛物线越瘦;|a| 越小,越胖。
铁律二
对称轴 x = −b/(2a)
抛物线沿这条竖直线左右对称。顶点一定落在这条轴上,横坐标是 −b/(2a)。
铁律三
顶点是最高 / 最低点
a>0 时顶点是最低点,a<0 时顶点是最高点。顶点纵坐标 = c − b²/(4a)。
铁律四
与 x 轴交点 = 方程根
解 ax²+bx+c=0,看判别式 Δ=b²−4ac:Δ>0 两个交点(两实根)、Δ=0 一个切点(一根)、Δ<0 不碰 x 轴(无实根)。
函数图像开口方向与 x 轴交点数对应方程根
y = kx + b直线↗ / ↘1(除非平行)唯一解
y = k/x (k≠0)双曲线·两支无(分象限)0(永不碰轴)—(无 x 项)
y = ax²+bx+c (a>0)抛物线·碗向上0 / 1 / 2Δ 决定根数
y = ax²+bx+c (a<0)抛物线·拱向下0 / 1 / 2Δ 决定根数

FIVE把它放进"数形主线"的时间轴

七上到九上,认知链一直没断:把"数"摁成"点",把"关系"连成"线",七下让"两线对话",八上看清"一条线的脾气",八下认识"另一条曲线的长相",九上终于把这所有的线、曲线,收口成"抛物线 + 方程根"。
七上
一个数 → 点 数轴
把抽象的数摁到数轴上一个确定的位置。
七下
两条线 → 交点 方程组图像解法
两个条件的"公共部分"= 两条线的交点 = 方程组的解。
八上
一条线 → 脾气 一次函数性质
单独一条 y=kx+b,方向、陡缓、起点被 k、b 一眼锁定。
八下
双曲线 → 长相对照 反比例函数
把 y=k/x 与一次函数同台:一个连贯碰轴,一个分裂不碰轴。主线第一次出现"非直线"图像。
九上
抛物线 → 方程根 二次函数
画成一条弯曲的抛物线;抛物线与 x 轴交点的横坐坐标,就是一元二次方程 ax²+bx+c=0 的根。数形结合在此收口大成。
九上+
曲线 → 区域 不等式·二次函数应用
抛物线把平面分成上、下区域;不等式的解,是它"圈出"的那块。主线继续往前。

给学生的三句提醒