第5章 二次函数【单元检测】——2022-2023学年苏科版数学九年级下册单元综合复习(原卷版+解析版)
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一、选择题(本题共10小题,每小题3分,共30分。)
1.(2021·杜尔伯特期末)对于二次函数y=﹣4(x+6)2﹣5的图象,下列说法正确的是( )
A.图象与y轴交点的坐标是(0,﹣5)
B.对称轴是直线x=6
C.顶点坐标为(﹣6,5)
D.当x<﹣6时,y随x的增大而增大
【解析】解:二次函数的顶点式为y=a(x﹣h)2+k,
∴将x=0代入y=﹣4(x+6)2﹣5中,得:y=﹣149,
∴图象与y轴得交点为(0,﹣149),
故A项不合题意;
对称轴为x=﹣6,顶点坐标为(﹣6,﹣5),
故B,C两项不合题意;
a=﹣4<0,图象开口向下,
∴当x<﹣6时,y随x的增大而增大,
故D项符合题意.
故本题选:D.
2.抛物线y=﹣3x2可由y=﹣3(x﹣1)2+5如何平移得到( )
A.先向右平移1个单位,再向下平移5个单位
B.先向左平移1个单位,再向上平移5个单位
C.先向左平移1个单位,再向下平移5个单位
D.先向右平移1个单位,再向上平移5个单位
【解析】解:将抛物线y=﹣3(x﹣1)2+5先向左平移1个单位,再向下平移5个单位即可得到抛物线y=﹣5x2.
故本题选:C.
3.(2022·桐庐月考)下列y关于x的函数中,属于二次函数的是( )
A.y=2x+1B.y=2xC.y=3x2+1D.y=x2+1
【解析】解:A、该函数是一次函数,故本选项不合题意;
B、该函数是反比例函数,故本选项不合题意;
C、该函数是二次函数,故本选项符合题意;
D、该函数不是二次函数,故本选项不合题意.
故本题选:C.
4.(2022·无为月考)将二次函数y=12x2+4x﹣3化成y=a(x+h)2+k的形式,则变化后正确的是( )
A.y=12(x+4)2﹣3B.y=12(x+4)2﹣11
C.y=(x+4)2﹣3D.y=12(x+2)2﹣11
【解析】解:y=12x2+4x﹣3=12(x2+8x+16﹣16)﹣3=12(x+4)2﹣11.
故本题选:B.
5.(2022·长沙期末)抛物线y=2x2﹣4x+c经过三点(﹣4,y1),(﹣2,y2),(12,y3),则y1,y2,y3的大小关系是( )
A.y2>y3>y1B.y1>y2>y3C.y2>y1>y3D.y1>y3>y2
【解析】解:∵y=2x2﹣4x+c=2(x﹣1)2+c﹣2.
∴抛物线开口向上,对称轴是直线x=1.
∴当x<1时,y随x的增大而减小,
∵抛物线y=2x2﹣4x+c经过三点(﹣4,y1),(﹣2,y2),(12,y3),﹣4<﹣2<12<1,
∴y1>y2>y3.
故本题选:B.
6.(2021·雁塔模拟)已知二次函数y=mx2+2mx+1(m≠0)在﹣2≤x≤2时有最小值﹣2,则m=( )
A.3B.﹣3或38C.3或﹣38D.﹣3或﹣38
【解析】解:∵二次函数y=mx2+2mx+1=m(x+1)2﹣m+1,
∴对称轴为直线x=﹣1,
①m>0,抛物线开口向上,
x=﹣1时,有最小值y=﹣m+1=﹣2,
解得:m=3;
②m<0,抛物线开口向下,
∵对称轴为直线x=﹣1,
∴x=2时,有最小值y=4m+4m+1=﹣2,
解得:m=﹣38.
故本题选:C.
7.(2021·溧阳期末)如图是王阿姨阿晚饭后步行的路程s(单位:m)与时间t(单位:min)的函数图象.其中曲线段AB是以B为顶点的抛物线一部分,下列说法不正确的是( )
A.25min~50min,王阿姨步行的路程为800m
B.5min~20min,王阿姨步行速度由慢到快
C.线段CD的函数解析式为s=32t+400(25≤t≤50)
D.曲线段AB的函数解析式为s=﹣3(t﹣20)2+1200(5≤t≤20)
【解析】解:A、25min~50min,王阿姨步行的路程为2000﹣1200=800m,故A正确,不合题意;
B、在A点的速度为5255=105m/min,在A到B点的平均速度为:1200-52520-5=67515=45m/min,故B错误,符合题意;
C、设线段CD的函数解析式为s=kt+b,
把(25,1200),(50,2000)代入,得:1200=25k+b2000=50k+b,
解得:k=32b=400,
∴线段CD的函数解析式为S=32t+400(25≤t≤50),故C正确,不合题意;
D、当t=20时,由图象可得s=1200m,即抛物线顶点为(20,1200),
将(5,525)代入s=a(t﹣20)2+1200(5≤t≤20),得:525=a(5﹣20)2+1200,
解得:a=﹣3,
∴曲线段AB的函数解析式为s=﹣3(t﹣20)2+1200(5≤t≤20),故D正确,不合题意.
故本题选:B.
8.(2021·红谷滩期末)在同一平面直角坐标系中,函数y=ax2+bx与y=﹣bx+a的图象可能是( )
A.B.
C.D.
【解析】解:A、对于直线y=﹣bx+a来说,由图象可以判断,a>0,b<0;而对于抛物线y=ax2+bx来说,对称轴x=﹣b2a>0,在y轴的右侧,符合题意,图形正确;
B、对于直线y=﹣bx+a来说,由图象可以判断,a<0,b>0;而对于抛物线y=ax2+bx来说,图象应开口向下,故不合题意,图形错误;
C、对于直线y=﹣bx+a来说,由图象可以判断,a<0,b<0;而对于抛物线y=ax2+bx来说,对称轴=﹣b2a<0,应位于y轴的左侧,故不合题意,图形错误;
D、对于直线y=﹣bx+a来说,由图象可以判断,a>0,b<0;而对于抛物线y=ax2+bx来说,图象应开口向下,故不合题意,图形错误.
故本题选:A.
9.(2022·江都一模)二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的部分图象如图所示,其对称轴为直线x=﹣1,交y轴于点(0,﹣1),有如下结论:①abc<0;②b﹣2a=0;③若A(﹣3,y1),B(2,y2)在该函数的图象上,则y1>y2;④关于x的不等式ax2+bx+c+1>0的解集为x>0或x<﹣2.其中结论正确的是( )
A.①②④B.①②③C.①③④D.①②
【解析】解:∵抛物线开口向上,
∴a>0,
∵抛物线对称轴为直线x=﹣b2a=﹣1,
∴b=2a>0,
∴b﹣2a=0,②正确;
∵抛物线与y轴交点为(0,﹣1),
∴c=﹣1,
∴abc<0,①正确;
∵A(﹣3,y1)到对称轴的距离小于B(2,y2)到对称轴的距离,抛物线开口向上,
∴y1<y2,③错误;
∵抛物线与y轴的交点为(0,﹣1),抛物线对称轴为直线x=﹣1,
∴抛物线与x轴另一交点坐标为(﹣2,﹣1),
∴不等式ax2+bx+c+1>0的解集为x>0或x<﹣2,④正确.
故本题选:A.
10.(2021·蕉岭模拟)已知抛物线y=a(x﹣3)2+254过点C(0,4),顶点为M,与x轴交于A、B两点.如图所示以AB为直径作圆,记作⊙D,下列结论:
①抛物线的对称轴是直线x=3;
②点C在⊙D外;
③在抛物线上存在一点E,能使四边形ADEC为平行四边形;
④直线CM与⊙D相切.
正确的结论是( )
A.①③B.①④C.①③④D.①②③④
【解析】解:由抛物线y=a(x﹣3)2+254可知:抛物线的对称轴x=3,故①正确;
∵抛物线y=a(x﹣3)2+254过点C(0,4),
∴4=9a+254,解得:a=﹣14,
∴抛物线的解析式为y=﹣14(x﹣3)2+254,
令y=0,则﹣14(x﹣3)2+254=0,解得:x=8或x=﹣2,
∴A(﹣2,0),B(8,0);
∴AB=10,
∴AD=5,
∴OD=3,
∵C(0,4),
∴CD=OC2+OD2=5,
∴CD=AD,
∴点C在圆上,故②错误;
过点C作CE∥AB,交抛物线于E,
将y=4代入y=﹣14(x﹣3)2+254,得:4=﹣14(x﹣3)2+254,
解得:x=0或x=6,
∴CE=6,
∴AD≠CE,
∴四边形ADEC不是平行四边形,故③错误;
由抛物线y=a(x﹣3)2+254可知:M(3,254),
∵C(0,4),
∴直线CM为:y=34x+4,直线CD为:y=﹣43x+4,
∴CM⊥CD,
∵CD=AD=5,
∴直线CM与⊙D相切,故④正确;
故本题选:B.
二、填空题(本题共8小题,每小题3分,共24分。)
11.(2022·香坊月考)若函数y=(m﹣2)x6-m2﹣mx﹣1是关于x的二次函数,则m= .
【解析】解:∵函数y=(m﹣2)x6-m2﹣mx﹣1是关于x的二次函数,
∴6﹣m2=2且m﹣2≠0,
解得:m=﹣2.
故本题答案为:﹣2.
12.(2021·平阳月考)若抛物线y=2x2﹣px+4p+1中不论p取何值都过定点A,则点A坐标为 .
【解析】解:∵不论p取何值,抛物线恒过某定点P,
∴令p=0,则y=2x2+1,令p=1,则y=2x2﹣x+5,
联立方程得:y=2x2+1y=2x2-x+5,解得:x=4y=33,
∴A的坐标为(4,33).
故本题答案为:(4,33).
13.(2022·天心三模)已知二次函数y=ax2﹣2ax+c(a≠0)的图象与x轴的一个交点为(﹣2,0),则关于x的一元二次方程ax2﹣2ax+c=0的两根之积是 .
【解析】解:∵二次函数y=ax2﹣2ax+c的对称轴为直线x=﹣-2a2a=1,
二次函数的图象与x轴的一个交点为(﹣2,0),
∴二次函数的图象与x轴的另一个交点为(4,0),
∴关于x的一元二次方程ax2﹣2ax+c=0的两根为x1=﹣2,x2=4,
∴关于x的一元二次方程ax2﹣2ax+c=0的两根之积为﹣8.
故本题答案为:﹣8.
14.(2021·甘州期末)若抛物线y=x2﹣(2k+1)x+k2+2与x轴有两个交点,则整数k的最小值是 .
【解析】解:由题意得:(2k+1)2﹣4(k2+2)>0,解得:k>74,故整数k的最小值是2.
故本题答案为:2.
15.(2022·鼓楼一模)若二次函数y=ax2﹣bx+2有最大值6,则y=﹣a(x+1)2+b(x+1)+2的最小值为 .
【解析】解:把二次函数y=ax2﹣bx+2的图象作关于x轴的对称变换,所得图象的解析式为y=﹣ax2+bx﹣2,再向左平移1个单位,向上平移4个单位为y=﹣a(x+1)2+b(x+1)+2,
∵二次函数y=ax2﹣bx+2有最大值6,
∴y=﹣ax2+bx﹣2的最小值为﹣6,
∴y=﹣a(x+1)2+b(x+1)+2的最小值为:﹣6+4=﹣2.
故本题答案为:﹣2.
16.(2021·兴化模拟)如图,抛物线y=ax2+c与直线y=mx+n交于A(﹣2,﹣3),B(3,q)两点,则不等式ax2﹣mx+c<n的解集是 .
【解析】解:∵抛物线y=ax2+c与直线y=mx+n交于A(﹣2,﹣3),B(3,q)两点,
观察函数图象可知:当﹣2<x<3时,直线y=mx+n在抛物线y=ax2+c的上方,
∴不等式ax2+c<mx+n的解集为﹣2<x<3,
即不等式ax2﹣mx+c<n的解集为﹣2<x<3.
故本题答案为:﹣2<x<3.
17.(2022·相城自招)设max{x,y}表示x,y两个数中的最大值.例如“max{1,3}=3,max{﹣2,0,14}=14”.则关于x的函数y=max{2x,﹣x﹣2,﹣x2}的最小值为 .
【解析】解:如图,将y=2x,y=﹣x﹣2和y=﹣x2画在同一个坐标系中,
易得点A的坐标为(﹣1,﹣1),点B的坐标为(0,0),
由题意可知:关于x的函数y=max{2x,﹣x﹣2,﹣x2},即y=2x,y=﹣x﹣2和y=﹣x2的不同范围内的部分图形,
①当x≤﹣1时,y=﹣x﹣2,当x=﹣1时,有最小值为﹣1;
②当﹣1≤x≤0时,y=﹣x2,当x=﹣1时,有最小值为﹣1;
③当x>0时,y=2x,当x=0时,有最小值为0.
综上,关于x的函数y=max{2x,﹣x﹣2,﹣x2}的最小值为﹣1.
故本题答案为:﹣1.
18.对于一个函数,如果它的自变量x与函数值y满足:当﹣1≤x≤1时,﹣1≤y≤1,则称这个函数为“闭函数”.例如:y=x,y=﹣x均是“闭函数”.已知y=ax2+bx+c(a≠0)是“闭函数”,且抛物线经过点A(1,﹣1)和点B(﹣1,1),则a的取值范围是 .
【解析】解:∵抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过点A(1,﹣1)和点B(﹣1,1),
∴a+b+c=﹣1 ①,a﹣b+c=1 ②,
①+②得:a+c=0,即a与c互为相反数,
①﹣②得:b=﹣1;
∴抛物线表达式为y=ax2﹣x﹣a(a≠0),
∴对称轴为x=12a,
(1)当a<0时,抛物线开口向下,且x=12a<0,
∵抛物线y=ax2﹣x﹣a(a≠0)经过点A(1,﹣1)和点B(﹣1,1),
画图可知,当12a≤﹣1时符合题意,此时﹣12≤a<0,
(2)当a>0时,抛物线开口向上,且x=12a>0,
画图可知,当12a≥1时符合题意,此时0<a≤12,
综上,a的取值范围是﹣12≤a<0或0<a≤12.
故本题答案为:﹣12≤a<0或0<a≤12.
三、解答题(本题共8小题,共66分。)
19.(2022·通州月考)(6分)已知:抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴的一个交点坐标为(﹣1,0),与y轴的交点坐标为(0,3).
(1)求抛物线的解析式;
(2)求抛物线的顶点坐标.
【解析】解:(1)把(﹣1,0),(0,3)代入y=﹣x2+bx+c,
得:-1-b+c=0c=3,
解得:b=2c=3,
∴抛物线解析式为y=﹣x2+2x+3;
(2)y=﹣x2+2x+3=﹣(x2﹣2x+1﹣1)+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴抛物线的顶点坐标为(1,4).
20.(2022·南通月考)(6分)已知关于x的一元二次方程mx2+(1﹣5m)x﹣5=0(m≠0).
(1)求证:无论m为任何非零实数,此方程总有两个实数根;
(2)若抛物线y=mx2+(1﹣5m)x﹣5与x轴交于A(x1,0)、B(x2,0)两点,请用含有m的代数式表示x1和x2;
(3)在(2)的条件下若|x1﹣x2|=6,求m的值.
【解析】(1)证明:∵Δ=(1﹣5m)2﹣4m×(﹣5)=(5m+1)2,
∵m≠0,
∴(5m+1)2≥0,即Δ≥0,
∴无论m为任何非零实数,此方程总有两个实数根;
(2)解:当y=0时,mx2+(1﹣5m)x﹣5=0,
∴x=5m-1±5m+12m,
∴x1=5,x2=﹣1m;
(3)解:∵x1=5,x2=﹣1m,
而|x1﹣x2|=6,
∴|5+1m|=6,
①当5+1m=6,解得:m=1;
②当5+1m=﹣6,解得:m=﹣111.
综上,m的值为1或﹣111.
21.(2022·沂南一模)(8分)已知二次函数y=ax2+4ax+3a(a为常数).
(1)若二次函数的图象经过点(2,3),求函数y的表达式.
(2)若a>0,当x<m3时,此二次函数y随着x的增大而减小,求m的取值范围.
(3)若二次函数在﹣3≤x≤1时有最大值3,求a的值.
【解析】解:(1)把(2,3)代入y=ax2+4ax+3a,得:3=4a+8a+3a,
解得:a=15,
∴函数y的表达式y=15x2+45x+35;
(2)∵抛物线得对称轴为直线x=4a-2a=﹣2,a>0,
∴抛物线开口向上,当x≤﹣2时,二次函数y随x的增大而减小,
∵x<m3时,此二次函数y随着x的增大而减小,
∴m3≤﹣2,即m≤﹣6;
(3)由题意得:y=a(x+2)2﹣a,
∵二次函数在﹣3≤x≤1时有最大值3,
①当a>0 时,开口向上,
∴当x=1时,y有最大值8a,
∴8a=3,
∴a=38;
②当a<0 时,开口向下,
∴当x=﹣2时,y有最大值﹣a,
∴﹣a=3,
∴a=﹣3.
综上,a=38或a=﹣3.
22.(2022·江阴月考)(6分)据统计,某景区仅有A,B两个景点,售票处出示的三种购票方式如表所示:
据预测,六月份选择甲、乙、丙三种购票方式的人数分别有2万、3万和2万.并且当甲、乙两种门票价格不变时,丙种门票价格每下降1元,将有600人原计划购买甲种门票的游客和400人原计划购买乙种门票的游客改为购买丙种门票.
①若丙种门票价格下降10元,求景区六月份的门票总收入;
②问:将丙种门票价格下降多少元时,景区六月份的门票总收入有最大值?最大值是多少万元?
【解析】解:①由题意得:
100×(2﹣10×0.06)+80×(3﹣10×0.04)+(160﹣10)×(2+10×0.06+10×0.04)=798(万元),
答:景区六月份的门票总收入为798万元;
②设丙种门票价格降低x元,景区六月份的门票总收入为W万元,
由题意得:W=100(2﹣0.06x)+80(3﹣0.04x)+(160﹣x)(2+0.06x+0.04x),
化简得:W=﹣0.1(x﹣24)2+817.6,
∵﹣0.1<0,
∴当x=24时,W取最大值,为817.6万元,
答:当丙种门票价格下降24元时,景区六月份的门票总收入有最大值,最大值是817.6万元.
23.(2022·南通月考)(8分)如图,已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过A(﹣1,0),B(3,0).C(0,﹣3)三点,直线l是抛物线的对称轴.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)设点M是直线l上的一个动点,当点M到点A,点C的距离之和最短时,求点M的坐标.
【解析】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过A(﹣1,0),B(3,0).C(0,﹣3)三点,
∴0=a-b+c0=9a+3b+c-3=0+0+c,解得:a=1b-2c=-3,
∴抛物线的函数解析式为:y=x2﹣2x﹣3;
(2)如图,
点A是关于直线l成轴对称,MA+MC=BM+MC,
当且仅当点B、M、C三点共线时,MB+MC取到最小值,即为点M到点A,点C的距离之和最短,
设直线BC的解析式为:y=kx+m,
∵直线BC经过点C(0,﹣3),点B(3,0),
∴-3=0+m0=3k+m,解得:k=1m=-3,
∴直线BC的解析式为:y=x﹣3,
∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
∴直线l为:x=1,
联立方程得:x=1y=x-3,解得:x=1y=-2,
∴点M的坐标为(1,﹣2).
24.(2022·常熟模拟)(10分)如图,在平面直角坐标系xOy中,A、B为x轴上两点,C为y轴上一点,抛物线y=mx2﹣2mx﹣3m(m<0)经过A、C、B三点,点D是抛物线的顶点.
(1)求A、B两点的坐标;
(2)求证:S△AOC=12S△BCD;
(3)当△BCD为直角三角形时,求m的值.
【解析】(1)解:y=mx2﹣2mx﹣3m=m(x﹣3)(x+1),
∵m≠0,
∴当y=0时,x1=﹣1,x2=3,
∴A(﹣1,0),B(3,0);
(2)证明:∵y=mx2﹣2mx﹣3m=m(x﹣1)2﹣4m,
∴顶点D坐标(1,﹣4m),
∵当x=0时,y=﹣3m,
∴C(0,﹣3m),
∴OA=1,OC=﹣3m,OB=3,
∴S△AOC=12OA•OC=﹣3m2,
如图,连接DO,
∴S△BCD=S△OCD+S△OBD﹣S△BCO=12×(﹣3m)•1+12×3×(﹣4m)﹣12×3×(﹣3m)=2×(﹣3m2),
∴S△AOC=12S△BCD;
(3)解:由(1),(2)知:点D(1,﹣4m),C(0,﹣3m),B(3,0),
∴CD2=(0﹣1)2+(﹣3m+4m)2=m2+1,
DB2=(3﹣1)2+(0+4m)2=16m2+4,
BC2=(3﹣0)2+(0+3m)2=9m2+9,
当△BCD为直角三角形时,分两种情况:
①当∠BCD=90°时,有CD2+BC2=BD2,
解得m1=﹣1,m2=1(∵m<0,∴m=1舍去);
②当∠BDC=90°时,有CD2+DB2=BC2,
解得m1=﹣22,m2=22(∵m<0,∴m=22舍去).
综上,m=﹣1或﹣22时,△BDM为直角三角形.
25.(2022·沭阳模拟)(11分)如图1,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=x2+2x﹣3与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.
(1)求点A的坐标;
(2)如图2,连接AC,点D为线段AC下方抛物线上一动点,过点D作DE∥y轴交线段AC于E点,连接EO、AD,记△ADC的面积为S1,△AEO的面积为S2,求S1﹣S2的最大值及此时点D的坐标;
(3)如图3,连接CB,并将抛物线沿射线CB方向平移210个单位长度得到新抛物线,动点N在原抛物线的对称轴上,点M为新抛物线与y轴的交点,当△AMN为以AM为腰的等腰三角形时,请直接写出点N的坐标.
【解析】解:(1)∵抛物线y=x2+2x﹣3与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),
令y=0,得:x2+2x﹣3=0,解得:x1=﹣3,x2=1,
∵点A在点B的左侧,
∴点A的坐标为(﹣3,0);
(2)如图,延长DE交x轴于点K,
∵抛物线y=x2+2x﹣3与y轴交于点C,
∴C(0,﹣3),
设直线AC的函数表达式为y=kx+n(k≠0),
∵A(﹣3,0),C(0,﹣3),
∴n=-3-3k+n=0,
解得:k=-1n=-3,
∴直线AC的函数表达式为y=﹣x﹣3,
设D(t,t2+2t﹣3),其中﹣3<t<0,
∴E((t,﹣t﹣3),K(t,0),
∴DE=﹣t2﹣3t,KE=t+3,
∵S1=S△ADC=12DE•OA=32(﹣t2﹣3t)=﹣32t2﹣92t,
S2=S△AEO=12EK•OA=32(t+3)=32t+92,
∴S1﹣S2=﹣32t2﹣92t﹣(32t+92=﹣32t2﹣6t﹣92)=﹣32(t+2)2+32,
∴当t=﹣2时,S1﹣S2取得最大值,最大值为32,
此时点D的坐标为(﹣2,﹣3);
(3)∵C(0,﹣3),B(1,0),
∴BC=10,
∵抛物线沿射线CB方向平移210个单位长度,
∴抛物线向右平移2个单位长度,向上平移6个单位长度,
∴平移后的抛物线解析式为y=(x+1﹣2)2﹣4+6=(x﹣1)2+2,
当x=0时,y=3,
∴M(0,3),
∵原抛物线的对称轴为直线x=﹣1,
设N(﹣1,n),
①当AM=AN时,9+9=4+n2,
∴n=±14,
∴N(﹣1,14)或N(﹣1,﹣14);
②当AM=MN时,9+9=1+(3﹣n)2,
∴n=3+17或n=3﹣17,
∴N(﹣1,3+17)或N(﹣1,3﹣17).
综上,N点坐标为(﹣1,14)或(﹣1,﹣14)或(﹣1,3+17)或(﹣1,3﹣17).
26.(2022·开州期中)(11分)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c经过点A(﹣1,0),B(52,0),直线y=x+12与抛物线交于C、D两点,与坐标轴交于E、F两点.点P是抛物线在第四象限内图象上的一个动点.过点P作PG⊥CD,垂足为G,PQ∥y轴,交x轴于点Q.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当2PG+PQ取得最大值时,求点P的坐标和2PG+PQ的最大值;
(3)将抛物线向右平移134个单位得到新抛物线,M为新抛物线对称轴上的一点,点N是平面内一点.当(2)中2PG+PQ最大时,直接写出所有使得以点A,P,M,N为顶点的四边形是菱形的点N的坐标.
【解析】解:(1)把A(﹣1,0),B(52,0)代入y=x2+bx+c,
得:1-b+c=0254+52b+c=0,
解得:b=-32c=-52,
∴该抛物线的解析式为y=x2﹣32x﹣52;
(2)如图1,延长PQ交直线CD于点H,
∵直线y=x+12与坐标轴交于E、F两点.
∴E(﹣12,0),F(0,12),
∴OE=OF=12,
∵∠EOF=90°,
∴∠EFO=45°,
∵PQ∥y轴,即PQ∥EF,
∴∠PHG=∠EFO=45°,
∵PG⊥CD,
∴PH=2PG,
设P(t,t2﹣32t﹣52),则H(t,t+12),Q(t,0),
∴PH=t+12﹣(t2﹣32t﹣52)=﹣t2+52t+3,PQ=﹣(t2﹣32t﹣52)=﹣t2+32t+52,
∴2PG+PQ=PH+PQ=﹣t2+52t+3+(﹣t2+32t+52)=﹣2t2+4t+112=﹣2(t﹣1)2+152,
∵﹣2<0,
∴当t=1时,2PG+PQ取得最大值152,此时,点P的坐标为(1,﹣3);
(3)存在点N,使以点A,P,M,N为顶点的四边形为菱形,理由如下:
∵A(﹣1,0),B( 52,0),
∵原抛物线的对称为:直线x=34,
∴新抛物线的对称轴为:直线x=4,并设对称轴与x轴的交点为T;
由(2)知P(1,﹣3),
∴AP=-1-12+0--32=13.
设点M的坐标为(4,s),点N的坐标为(m,n),
(一)当AP为菱形的边时,
①如图,以点P为圆心,AP长为半径作圆,交直线x=4于点M1,M2,过点P作PR⊥y轴交直线x=4于点R,
此时PM1=PM2=AP=13,PR=3,
由勾股定理可得:M1R=M2R=2,
∴M1T=1,M2T=5,
∴M1(4,﹣1),M2(4,﹣5),
∵A(﹣1,0),P(1,﹣3),
∴点A向下平移3个单位长度,向右平移2个单位长度可得到点P,
∴点M1(4,﹣1)向上平移3个单位长度,向左平移2个单位长度可得到点N1(2,2),
点M2(4,﹣5)向上平移3个单位长度,向左平移2个单位长度可得到点N2(2,﹣2);
②以点A为圆心,AP长为半径作圆,
∵AT=5,且5>13,
∴此圆与直线x=4无交点;此时不存在点N,不能构成菱形.
(二)当AP为菱形的对角线时,MN为另一对角线,AP与MN互相垂直平分,如图,
设MN与直线x=4的交点为M3,
∵点A(﹣1,0),P(1,﹣3),
∴直线AP的解析式为:y=﹣32x﹣32,AP的中点为(0,﹣32),
∴直线MN的解析式为:y=23x﹣32.
∴M3(4,76),
由中点坐标公式可知:N3(﹣4,﹣256).
综上,点N的坐标为N1(2,2),N2(2,﹣2),N3(﹣4,﹣256).购票方式
甲
乙
丙
可游玩景点
A
B
A和B
门票价格
100元/人
80元/人
160元/人
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