初中数学中考复习 专题11 二次函数综合(解析版)
展开《2020中考数学考前重难点限时训练》
专题11 二次函数综合 解析版
(限时:45分钟)
一、选择题(本大题共8道小题)
1. 若二次函数y=ax2+bx+c(a<0)的图象经过点(2,0),且其对称轴为直线x=-1,则使函数值y>0成立的x的取值范围是 ( )
A.x<-4或x>2 B.-4≤x≤2
C.x≤-4或x≥2 D.-4
[解析]∵二次函数y=ax2+bx+c(a<0)的图象经过点(2,0),且其对称轴为直线x=-1,
∴二次函数的图象与x轴另一个交点为(-4,0),
∵a<0,∴抛物线开口向下,
则使函数值y>0成立的x的取值范围是-4
A.a>3 B.a<3 C.a>5 D.a<5
【答案】D
[解析]∵y=x2-4x+a=(x-2)2+(a-4),向左平移一个单位,再向上平移一个单位后的解析式为y=(x-1)2+(a-3).
令2=(x-1)2+(a-3),即x2-2x+a-4=0,由Δ=4-4(a-4)>0,得a<5.
3. 一次函数y=ax+b与反比例函数y=cx的图象如图所示,则二次函数y=ax2+bx+c的大致图象是 ( )
【答案】A
[解析]∵双曲线y=cx位于第一、三象限,
∴c>0,∴抛物线与y轴交于正半轴.
∵直线y=ax+b经过第一、二和四象限,∴a<0,b>0,即-b2a>0,
∴抛物线y=ax2+bx+c开口向下,对称轴在y轴的右侧.故选A.
4. 如图,利用一个直角墙角修建一个梯形储料场ABCD,其中∠C=120°.若新建墙BC与CD总长为12 m,则该梯形储料场ABCD的最大面积是 ( )
A.18 m2 B.183 m2 C.243 m2 D.4532 m2
【答案】C
[解析]如图,过点C作CE⊥AB于E,设CD=x,
则四边形ADCE为矩形,CD=AE=x,∠DCE=∠CEB=90°,∠BCE=∠BCD-∠DCE=30°,BC=12-x.
在Rt△CBE中,∵∠CEB=90°,∴BE=12BC=6-12x,
∴AD=CE=3BE=63-32x,AB=AE+BE=x+6-12x=12x+6,
∴梯形ABCD的面积=12(CD+AB)·CE=12(x+12x+6)·(63-32x)=-338x2+33x+183=-338(x-4)2+243,
∴当x=4时,S最大=243,即CD长为4 m时,使梯形储料场ABCD的面积最大,最大面积为243 m2,故选C.
5. 已知二次函数y=(x-a-1)(x-a+1)-3a+7(其中x是自变量)的图象与x轴没有公共点,且当x<-1时,y随x的增大而减小,则实数a的取值范围是 ( )
A.a<2 B.a>-1 C.-1【答案】D
[解析]y=(x-a-1)(x-a+1)-3a+7=x2-2ax+a2-3a+6,
∵抛物线与x轴没有公共点,∴Δ=(-2a)2-4(a2-3a+6)<0,解得a<2.
∵抛物线的对称轴为直线x=--2a2=a,抛物线开口向上,而当x<-1时,y随x的增大而减小,
∴a≥-1,∴实数a的取值范围是-1≤a<2.故选D.
6. 从地面竖直向上抛出一小球,小球的高度h(单位:m)与小球运动时间t(单位: s)之间的函数关系如图所示.下列结论:
①小球在空中经过的路程是40 m;
②小球抛出3秒后,速度越来越快;
③小球抛出3秒时速度为0;
④小球的高度h=30 m时,t=1.5 s.
其中正确的是 ( )
A.①④ B.①② C.②③④ D.②③
【答案】D
[解析]①由图象知小球在空中达到的最大高度是40 m,故①错误;
②小球抛出3秒后,速度越来越快,故②正确;
③小球抛出3秒时达到最高点即速度为0,故③正确;
④设函数解析式为:h=a(t-3)2+40,
把O(0,0)代入得0=a(0-3)2+40,解得a=-409,
∴函数解析式为h=-409(t-3)2+40.
把h=30代入解析式得,30=-409(t-3)2+40,解得t=4.5或t=1.5,
∴小球的高度h=30 m时,t=1.5 s或4.5 s,故④错误,故选D.
7. 在平面直角坐标系中,已知a≠b,设函数y=(x+a)(x+b)的图象与x轴有M个交点,函数y=(ax+1)(bx+1)的图象与x轴有N个交点,则 ( )
A.M=N-1或M=N+1 B.M=N-1或M=N+2
C.M=N或M=N+1 D.M=N或M=N-1
【答案】C
[解析]先把两个函数化成一般形式,若为二次函数,计算当y=0时,关于x的一元二次方程根的判别式,从而确定图象与x轴的交点个数,若为一次函数,则与x轴只有一个交点,据此解答.∵y=(x+a)(x+b)=x2+(a+b)x+ab,∴Δ=(a+b)2-4ab,又∵a≠b,(a+b)2-4ab=(a-b)2>0,∴函数y=(x+a)(x+b)的图象与x轴有2个交点,∴M=2.∵函数y=(ax+1)(bx+1)=abx2+(a+b)x+1,∴当a≠b,ab≠0时,(a+b)2-4ab=(a-b)2>0,函数y=(ax+1)(bx+1)的图象与x轴有2个交点,即N=2,此时M=N;
当ab=0时,不妨令a=0,∵a≠b,∴b≠0,函数y=(ax+1)(bx+1)=bx+1为一次函数,与x轴有一个交点,即N=1,此时M=N+1.综上可知,M=N或M=N+1.故选C.
8. 如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于点(-3,0),其对称轴为直线x=-12.结合图象分析下列结论:①abc>0;②3a+c>0;③当x<0时,y随x的增大而增大;④一元二次方程cx2+bx+a=0的两根分别为x1=-13,x2=12;⑤b2-4ac4a<0;⑥若m,n(m
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
【答案】C
[解析]①由图象可知a<0,b<0,c>0,
∴abc>0,故①正确;
②由于对称轴是直线x=-12,
∴a=b.
∵图象与x轴的一个交点是(-3,0),∴另一个交点是(2,0),
把(2,0)代入解析式可得4a+2b+c=0,
∴6a+c=0,∴3a+c=-3a,
∵a<0,∴-3a>0,∴3a+c>0,故②正确;
③由图象可知当-12
⑤由图象顶点的纵坐标大于0可知,4ac-b24a>0,∴b2-4ac4a<0,正确;
⑥若m,n(m
故选C.
二、填空题(本大题共5道小题)
9. 如图,抛物线y=ax2与直线y=bx+c的两个交点坐标分别为A(-2,4),B(1,1),则方程ax2=bx+c的解是 .
【答案】x1=-2,x2=1
[解析]∵抛物线y=ax2与直线y=bx+c的两个交点坐标分别为A(-2,4),B(1,1),∴y=ax2,y=bx+c的解为x1=-2,y1=4,x2=1,y2=1.即方程ax2=bx+c的解是x1=-2,x2=1.
10. 已知A(0,3),B(2,3)是抛物线y=-x2+bx+c上两点,该抛物线的顶点坐标是 .
【答案】(1,4)
[解析]∵A(0,3),B(2,3)是抛物线y=-x2+bx+c上两点,
∴代入得c=3,-4+2b+c=3,解得b=2,c=3,
∴y=-x2+2x+3=-(x-1)2+4,顶点坐标为(1,4).
11. 已知二次函数y=-(x-1)2+2,当t
[解析]抛物线的对称轴为直线x=1,因为a=-1<0,所以抛物线开口向下,所以当x>1时,y的值随x值的增大而减小,因为t
【答案】0
当直线y=x+m经过原点时与函数y=-x2+2x(x>0),-x(x≤0)的图象有两个不同的交点,再向上平移,有三个交点,∴m>0,∴m的取值范围为0
【答案】25
[解析]当y=0时,-14x2+12x+2=0,解得x1=-2,x2=4,∴点A的坐标为(-2,0).
当x=0时,y=-14x2+12x+2=2,∴点C的坐标为(0,2).
当y=2时,-14x2+12x+2=2,解得x1=0,x2=2,
∴点D的坐标为(2,2).
设直线AD的解析式为y=kx+b(k≠0),
将A(-2,0),D(2,2)代入y=kx+b,得-2k+b=0,2k+b=2,解得k=12,b=1,
∴直线AD的解析式为y=12x+1.
当x=0时,y=12x+1=1,∴点E的坐标为(0,1).
当y=1时,-14x2+12x+2=1,解得x1=1-5,x2=1+5,
∴点P的坐标为(1-5,1),点Q的坐标为(1+5,1),
∴PQ=1+5-(1-5)=25.
三、解答题(本大题共3道小题)
14. 如图,抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于A,B两点(A在B的左侧),与y轴交于点N,过A点的直线l:y=kx+n与y轴交于点C,与抛物线y=-x2+bx+c的另一个交点为D,已知A(-1,0),D(5,-6),P点为抛物线y=-x2+bx+c上一动点(不与A,D重合).
(1)求抛物线和直线l的解析式;
(2)当点P在直线l上方的抛物线上时,过P点作PE∥x轴交直线l于点E,作PF∥y轴交直线l于点F,求PE+PF的最大值;
(3)设M为直线l上的点,探究是否存在点M,使得以点N,C,M,P为顶点的四边形为平行四边形.若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) y=-x2+3x+4, y=-x-1;(2)18;(3) (2+14,-3-14),(2-14,-3+14),(4,-5),(-4,3).
[解析] (1)将点A,D的坐标代入y=kx+n得:
-k+n=0,5k+n=-6,解得:k=-1,n=-1,
故直线l的表达式为y=-x-1.
将点A,D的坐标代入抛物线表达式,
得-1-b+c=0,-25+5b+c=-6, 解得b=3,c=4.
故抛物线的表达式为:y=-x2+3x+4.
(2)∵直线l的表达式为y=-x-1,
∴C(0,-1),则直线l与x轴的夹角为45°,即∠OAC=45°,
∵PE∥x轴,∴∠PEF=∠OAC=45°.
又∵PF∥y轴,∴∠EPF=90°,∴∠EFP=45°.则PE=PF.
设点P坐标为(x,-x2+3x+4),
则点F(x,-x-1),
∴PE+PF=2PF=2(-x2+3x+4+x+1)=-2(x-2)2+18,
∵-2<0,∴当x=2时,PE+PF有最大值,其最大值为18.
(3)由题意知N(0,4),C(0,-1),∴NC=5,
①当NC是平行四边形的一条边时,有NC∥PM,NC=PM.
设点P坐标为(x,-x2+3x+4),则点M的坐标为(x,-x-1),
∴|yM-yP|=5,即|-x2+3x+4+x+1|=5,
解得x=2±14或x=0或x=4(舍去x=0),
则点M坐标为(2+14,-3-14)或(2-14,-3+14)或(4,-5);
②当NC是平行四边形的对角线时,线段NC与PM互相平分.
由题意,NC的中点坐标为(0,32),
设点P坐标为(m,-m2+3m+4),
则点M(n',-n'-1),
∴0=m+n'2,32=-m2+3m+4-n'-12,
解得:n'=0或-4(舍去n'=0), 故点M(-4,3).
综上所述,存在点M,使得以N,C,M,P为顶点的四边形为平行四边形,点M的坐标分别为:
(2+14,-3-14),(2-14,-3+14),(4,-5),(-4,3).
15. 如图,抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C(0,-2),点A的坐标是(2,0),P为抛物线上的一个动点,过点P作PD⊥x轴于点D,交直线BC于点E,抛物线的对称轴是直线x=-1.
(1)求抛物线的函数表达式.
(2)若点P在第二象限内,且PE=14OD,求△PBE的面积.
(3)在(2)的条件下,若M为直线BC上一点,在x轴的上方,是否存在点M,使△BDM是以BD为腰的等腰三角形?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) y=14x2+12x-2;(2) 58;(3) -20+255,55或-285,45.
[解析] (1)由题意得点A的坐标是(2,0),抛物线的对称轴是直线x=-1,则点B(-4,0),
设函数表达式为:y=a(x-2)(x+4)=a(x2+2x-8),
将C(0,-2)的坐标代入,得-8a=-2,
解得:a=14,
故抛物线的表达式为:y=14x2+12x-2.
(2)易得直线BC的表达式为:y=-12x-2.
设点D(x,0),
则点P(x,14x2+12x-2),点E(x,-12x-2),
∵PE=14OD,点P在直线BC上方,
∴PE=(14x2+12x-2+12x+2)=14(-x),
解得:x=0或-5(舍去x=0),则点D(-5,0).
故S△PBE=12×PE×BD=12×14OD×BD=12×54×1=58.
(3)由题意得△BDM是以BD为腰的等腰三角形,存在:BD=BM和BD=DM两种情况,
易得BD=1.
①当BD=BM,M点在线段CB的延长线上时,过点M作MH⊥x轴于点H,
易得△MHB∽△COB,则MHMB=COBC,
即MH1=225,解得MH=55.
令y=-12x-2=55,解得x=-20+255,
故点M-20+255,55.
②当BD=DM'时,
设点M'x,-12x-2,其中x<-4.则M'D2=[x-(-5)]2+-12x-2-02=1.
整理得x2+485x+1125=0.
解得x1=-4(舍去),x2=-285.
当x=-285时,-12x-2=45.故点M'-285,45.
综上所述,点M坐标为-20+255,55或-285,45.
16. 如图,二次函数y=-x2+4x+5的图象的顶点为D,对称轴是直线l,一次函数y=25x+1的图象与x轴交于点A,且与直线DA关于l的对称直线交于点B.
(1)点D的坐标是 .
(2)直线l与直线AB交于点C,N是线段DC上一点(不与点D,C重合),点N的纵坐标为n.过点N作直线与线段DA,DB分别交于点P,Q,使得△DPQ与△DAB相似.
①当n=275时,求DP的长;
②若对于每一个确定的n的值,有且只有一个△DPQ与△DAB相似,请直接写出n的取值范围 .
【答案】(1) (2,9) ; (2) ①954或352 ,②95
(2)由题意可知点C2,95,A-52,0,点A关于对称轴对称的点为132,0,借助直线AD的解析式求得B(5,3);①当n=275时,N2,275,可求DA=952,DB=35,DN=185,CD=365.当PQ∥AB时,△DPQ∽△DAB,DP=954;当PQ与AB不平行时,DP=352;②当PQ∥AB,
DB=DP时,DB=35,DN=245,所以N2,215,则有且只有一个△DPQ与△DAB相似时,
95
(2)∵对称轴为直线x=2,
∴y=25×2+1=95,
∴C2,95.
由已知可求得A-52,0,
点A关于直线x=2对称的点的坐标为132,0,
则直线AD关于直线x=2对称的直线的解析式为y=-2x+13,
令-2x+13=25x+1,得x=5,25×5+1=3,
∴B(5,3).
①当n=275时,N2,275,
由D(2,9),A-52,0,B(5,3),C2,95,可得DA=952,DB=35,DN=185,CD=365.
当PQ∥AB时,△DPQ∽△DAB,
∵PQ∥AB,∴△DAC∽△DPN,
∴DPDA=DNDC,
∴DP=954;
当PQ与AB不平行时,△DPQ∽△DBA,
易得△DNP∽△DCB,
∴DPDB=DNDC,
∴DP=352.
综上所述,DP=954或352.
②95
∴DN=245,
∴N2,215,
易知在N2,215与C2,95之间时,有且只有一个△DPQ与△DAB相似.
∴有且只有一个△DPQ与△DAB相似时,
95
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