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【摘要】图形的平移、轴对称、旋转常见于直线形中,在曲线形——圆中也偶有所见.然而,也有以二次函数图像为背景的图形变换,它的一些性质与直线形的图形变换有许多相通之处.
【关键词】二次函数;图像;变换
直线形的图形变换性质对于抛物线的变换同样适用,只不过抛物线的旋转在初中阶段只能研究旋转k•180°(k为自然数)的情形.
二次函数y=a(x+m)2+k的图像被平移、轴对称、旋转时,图像的形状不变,而开口方向要么相同,要么相反,即二次项系数|a|不变,变化的只是它的位置,即关键是顶点(-m,k)位置的改变.对于抛物线的几种变换,可以归结为:一看顶点位置,二看开口方向.
下面列举抛物线的平移、轴对称、旋转问题的求解策略.
一、抛物线的平移
一般地,抛物线的平移有以下规律:
其中:m——正左、负右;k——正上、负下.
例1 已知y=2x2的图像是抛物线,若抛物线不动,把x轴、y轴分别向上、向右平移2个单位,那么在新坐标系下抛物线的解析式是().
A.y=2(x-2)2+2
B.y=2(x+2)2-2
C.y=2(x-2)2-2
D.y=2(x+2)2+2
解析 反其道而行之,即将y=2x2的图像分别向下和向左平移2个单位即可.选B.
二、抛物线的轴对称
我们知道,抛物线y=a(x+m)2+k的顶点坐标为(-m,k),抛物线在对称过程中仅仅是顶点坐标改变,方向相同或相反.由于点(-m,k)关于x轴的对称点为(m,k),关于y轴的对称点为(m,k).所以,可得抛物线y=a(x+m)2+k关于x轴对称(开口方向相反)的图像是y=-a(x+m)2-k,关于y轴对称(开口方向相同)的图像是y=a(x-m)2+k.
例2 作抛物线A关于x轴对称的抛物线B,再将抛物线B向左平移2个单位,向上平移1个单位,得到的抛物线C的函数解析式是y=2(x+1)2-1,则抛物线A所对应的函数表达式是().
A.y=-2(x+3)2-2
B.y=-2(x+3)2+2
C.y=-2(x-1)2-2
D.y=-2(x-1)2+2
解析 将抛物线C:y=2(x+1)2-1向下平移1个单位,再向右平移2个单位,得抛物线B:y=2(x-1)2-2;再将B关于x轴对称,得抛物线A:y=-2(x-1)2+2.故选D.
更一般地,抛物线y=a(x+m)2+k关于直线y=e(与x轴平行)对称的抛物线为y=-a(x+m)2+(2e-k);抛物线y=a(x+m)2+k关于直线x=f(与y轴平行)对称的抛物线为y=a[(x-(2f+m)]2+k.
三、抛物线的旋转
这里仅讨论抛物线旋转180°的情形.绕某点旋转180°,即关于某点中心对称.已知点(-m,k)关于原点的对称点为(m,-k),所以抛物线y=a(x+m)2+k绕原点旋转180°后所得的抛物线为y=-a(x-m)2-k.
例3 将抛物线y=x2-2x+3绕原点旋转180°,则所得的抛物线的函数解析式为.
解析 将抛物线y=x2-2x+3化为y=(x-1)2+2,其顶点坐标为(1,2).顶点(1,2)绕原点旋转180°后为(-1,-2),所以,旋转后的抛物线为y=-(x+1)2-2.
实际上,抛物线的旋转中心不仅限于坐标原点,而具有更一般的规律.(-m,k)关于点(e,f)的中心对称点是(2e+m,2f-k),所以y=a(x+m)2+k关于点(e,f)的中心对称的抛物线为y=-a[x-(2e+m)]2+(2f-k).具体如y=(x-1)2+2关于点(2,3)中心对称所得的抛物线为y=-(x-3)2+4.
综上可见,抛物线的图像变换遵循一般直线形的变换规律,而又有其自身的特点.只有深入理解直线形图形变换的规律和性质,才能在分析抛物线的图像变换时做到有效迁移,求解问题时有的放矢,左右逢源,真正地做到具体情况具体分析,举一隅而三反.
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
【关键词】二次函数;图像;变换
直线形的图形变换性质对于抛物线的变换同样适用,只不过抛物线的旋转在初中阶段只能研究旋转k•180°(k为自然数)的情形.
二次函数y=a(x+m)2+k的图像被平移、轴对称、旋转时,图像的形状不变,而开口方向要么相同,要么相反,即二次项系数|a|不变,变化的只是它的位置,即关键是顶点(-m,k)位置的改变.对于抛物线的几种变换,可以归结为:一看顶点位置,二看开口方向.
下面列举抛物线的平移、轴对称、旋转问题的求解策略.
一、抛物线的平移
一般地,抛物线的平移有以下规律:
其中:m——正左、负右;k——正上、负下.
例1 已知y=2x2的图像是抛物线,若抛物线不动,把x轴、y轴分别向上、向右平移2个单位,那么在新坐标系下抛物线的解析式是().
A.y=2(x-2)2+2
B.y=2(x+2)2-2
C.y=2(x-2)2-2
D.y=2(x+2)2+2
解析 反其道而行之,即将y=2x2的图像分别向下和向左平移2个单位即可.选B.
二、抛物线的轴对称
我们知道,抛物线y=a(x+m)2+k的顶点坐标为(-m,k),抛物线在对称过程中仅仅是顶点坐标改变,方向相同或相反.由于点(-m,k)关于x轴的对称点为(m,k),关于y轴的对称点为(m,k).所以,可得抛物线y=a(x+m)2+k关于x轴对称(开口方向相反)的图像是y=-a(x+m)2-k,关于y轴对称(开口方向相同)的图像是y=a(x-m)2+k.
例2 作抛物线A关于x轴对称的抛物线B,再将抛物线B向左平移2个单位,向上平移1个单位,得到的抛物线C的函数解析式是y=2(x+1)2-1,则抛物线A所对应的函数表达式是().
A.y=-2(x+3)2-2
B.y=-2(x+3)2+2
C.y=-2(x-1)2-2
D.y=-2(x-1)2+2
解析 将抛物线C:y=2(x+1)2-1向下平移1个单位,再向右平移2个单位,得抛物线B:y=2(x-1)2-2;再将B关于x轴对称,得抛物线A:y=-2(x-1)2+2.故选D.
更一般地,抛物线y=a(x+m)2+k关于直线y=e(与x轴平行)对称的抛物线为y=-a(x+m)2+(2e-k);抛物线y=a(x+m)2+k关于直线x=f(与y轴平行)对称的抛物线为y=a[(x-(2f+m)]2+k.
三、抛物线的旋转
这里仅讨论抛物线旋转180°的情形.绕某点旋转180°,即关于某点中心对称.已知点(-m,k)关于原点的对称点为(m,-k),所以抛物线y=a(x+m)2+k绕原点旋转180°后所得的抛物线为y=-a(x-m)2-k.
例3 将抛物线y=x2-2x+3绕原点旋转180°,则所得的抛物线的函数解析式为.
解析 将抛物线y=x2-2x+3化为y=(x-1)2+2,其顶点坐标为(1,2).顶点(1,2)绕原点旋转180°后为(-1,-2),所以,旋转后的抛物线为y=-(x+1)2-2.
实际上,抛物线的旋转中心不仅限于坐标原点,而具有更一般的规律.(-m,k)关于点(e,f)的中心对称点是(2e+m,2f-k),所以y=a(x+m)2+k关于点(e,f)的中心对称的抛物线为y=-a[x-(2e+m)]2+(2f-k).具体如y=(x-1)2+2关于点(2,3)中心对称所得的抛物线为y=-(x-3)2+4.
综上可见,抛物线的图像变换遵循一般直线形的变换规律,而又有其自身的特点.只有深入理解直线形图形变换的规律和性质,才能在分析抛物线的图像变换时做到有效迁移,求解问题时有的放矢,左右逢源,真正地做到具体情况具体分析,举一隅而三反.
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文