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初中数学苏科版九年级下册5.1 二次函数精品练习题
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1.画二次函数图像的三个步骤:列表、描点、连线.
2.列表时,要注意自变量的取值范围,要取一些具有代表性的点,不要使得自变量所对的函数值过大或过小,以便于描点和全面反映图像情况.
3.由于抛物线是轴对称图形,所以作图选点时,自变量向对称轴两侧对称取值.
4.一般至少要描出五个点(顶点及对称轴两侧相对应的两组坐标点)方可画出草图,连线时要用平滑的曲线顺次连接所描出的各点,即可得到二次函数的图像.
例:在同一直角坐标系中,a≠0,函数y=ax与y=ax2的图象可能正确的有( )个
A.0B.1C.2D.3
【解答】C
【解析】当a>0时,则函数y=ax中,y随x的增大而增大,函数y=ax2开口向上,故①正确,④错误;
当a<0时,则函数y=ax中,y随x的增大而减小,函数y=ax2开口向下,故③不正确,②正确;
∴两函数图象可能是①②,
故选C.
知识点二、二次函数y=ax2(a≠0)的图像和性质
二次函数y=ax2(a≠0)的图像是关于y轴对称的一条抛物线,抛物线与对称轴的交点叫做二次函数的顶点,它的性质如下:
顶点决定抛物线的位置.几个不同的二次函数,如果二次项系数a相同,那么抛物线的开口方向、开口大小完全相同,只是顶点的位置不同. │a│相同,抛物线的开口大小、形状相同,│a│越大,开口越小,图象两边越靠近y轴,│a│越小,开口越大,图象两边越靠近x轴.
例:二次函数y=2x2的顶点坐标是( )
A.(﹣2,0)B.(2,0)C.(0,2)D.(0,0)
【解答】D
【解析】∵y=2x2,
∴顶点坐标为(0,0),
故选D.
知识点三、二次函数y=ax2+c(a≠0)的图象及性质
对于二次函数y=ax2+c(a≠0)来说,当c>0时,可看成是将y=ax2的函数图像沿着y轴向上平移|c|个单位长度得到的;当c<0时,可看成是将y=ax2的函数图像沿着y轴向下平移|c|个单位长度得到的.
例:抛物线y=﹣x2+4的顶点坐标是( )
A.(4,0)B.(0,﹣4)C.(0,4)D.(﹣4,4)
【解答】C
【解析】∵抛物线y=﹣x2+4,
∴该函数的顶点坐标为(0,4),
故选C.
知识点四、二次函数y=a(x-h)2(a≠0)与二次函数y=a(x-h)2+k(a≠0)的图像和性质
1.二次函数y=a(x-h)2(a≠0)的图像和性质
2.二次函数y=a(x-h)2+k(a≠0)的图像和性质
例:抛物线y=3(x﹣2)2+1的顶点坐标是( )
A.(2,1)B.(﹣2,1)C.(﹣2,﹣1)D.(1,2)
【解答】A
【解析】∵y=3(x﹣2)2+1,
∴抛物线顶点坐标为(2,1),
故选A.
知识点五、二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象和性质
1.二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象和性质
2.二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象和性质与a、b、c及b2-4ac的符号之间的关系
例:已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象如图所示,有下列5个结论:①abc>0;②4a+2b+c>0;③(a+c)2>b2;④2c<3b;⑤a+b>m(am+b)(m≠1的实数).其中正确的结论有( )
A.2个B.3个C.4个D.5个
【解答】B
【解析】①由图象可知:a<0,c>0,
∵>0,
∴b>0,
∴abc<0,故此选项错误;
②由对称知,当x=2时,函数值大于0,即y=4a+2b+c>0,故此选项正确;
③当x=﹣1时,y=a﹣b+c<0;当x=1时,y=a+b+c>0,
∴(a﹣b+c)(a+b+c)<0,即(a+c)2﹣b2<0,
∴(a+c)2<b2,故此选项错误;
④当x=3时函数值小于0,y=9a+3b+c<0,且x==1,
即a=,代入得9()+3b+c<0,得2c<3b,故此选项正确;
⑤当x=1时,y的值最大.此时,y=a+b+c,
而当x=m时,y=am2+bm+c,
所以a+b+c>am2+bm+c,
故a+b>am2+bm,即a+b>m(am+b),故此选项正确.
故②④⑤正确.
故选B.
知识点六、二次函数图像的平移规律
平移规律:上加下减,左加右减.
1.上下平移(上加下减):抛物线y=a(x-h)2+k向上平移m(m>0)个单位长度,所得到的抛物线方程为y=a(x-h)2+k+m;抛物线y=a(x-h)2+k向下平移m(m>0)个单位长度,所得到的抛物线方程为y=a(x-h)2+k-m.
2.左右平移(左加右减):抛物线y=a(x-h)2+k向左平移n(n>0)个单位长度,所得到的抛物线方程为y=a(x-h+n)2+k;抛物线y=a(x-h)2+k向右平移n(n>0)个单位长度,所得到的抛物线方程为y=a(x-h-n)2+k.
例:若函数y=﹣x2的图象经过两次平移得到函数y=﹣x2+4x﹣5的图象,则下列平移正确的是( )
A.先向左平移2个单位,再向下平移1个单位
B.先向左平移2个单位,再向上平移1个单位
C.先向上平移1个单位,再向右平移2个单位
D.先向下平移1个单位,再向左平移2个单位
【解答】D
【解析】根据题意y=﹣x2+4x﹣5=﹣(x﹣2)2﹣1,按照“左加右减,上加下减”的规律,它可以由二次函数y=﹣x2先向下平移1个单位,再向右平移2个单位得到.
故选D.
巩固练习
一.选择题
1.将抛物线y=3(x+2)2﹣1向右平移2个单位长度再向上平移3个单位长度,所得到的抛物线为( )
A.y=3x2+2B.y=3(x+4)2+2
C.y=3(x+5)2﹣3D.y=3x2﹣4
【解答】A
【解析】将抛物线y=3(x+2)2﹣1向右平移2个单位长度再向上平移3个单位长度,所得抛物线解析式为y=3(x+2﹣2)2﹣1+3,即y=3x2+2;
故选A.
2.点M(2,9)在二次函数y=ax2+bx+3的图象上,则2a+b的值为( )
A.1B.2C.3D.4
【解答】C
【解析】∵点M(2,9)在二次函数y=ax2+bx+3的图象上,
∴4a+2b+3=9,
∴2a+b=3,
故选C.
3.点P1(﹣2,y1),P2(2,y2),P3(4,y3)均在二次函数y=﹣x2+2x+c的图象上,则y1,y2,y3的大小关系是( )
A.y2>y3>y1B.y2>y1=y3C.y1=y3>y2D.y1=y2>y3
【解答】B
【解析】∵y=﹣x2+2x+c=﹣(x﹣1)2+1+c,
∴图象的开口向下,对称轴是直线x=1,
A(﹣2,y1)关于对称轴的对称点为(4,y1),
∵2<4,
∴y2>y1=y3,
故选B.
4.在同一坐标系中,二次函数y=ax2+bx与一次函数y=ax﹣a的图象可能是( )
A.B.
C.D.
【解答】A
【解析】由一次函数y=ax﹣a=a(x﹣1)可知,直线经过点(1,0),故A可能是正确的,
故选A.
5.如图是二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)图象的一部分,对称轴为x=12,且经过点(2,0).下列说法:①abc<0;②﹣2b+c=0;③4a+2b+c<0:④若(-52,y1),(52,y2)都在抛物线上,则y1<y2;⑤14a+12b>m(am+b)(其中m≠12).其中说法正确的是( )
A.①②④⑤B.③④C.①③D.①②⑤
【解答】A
【解析】∵抛物线开口向下,
∴a<0,
∵抛物线对称轴为直线x=-b2a=12,
∴b=﹣a>0,
∵抛物线与y轴的交点在x轴上方,
∴c>0,
∴abc<0,所以①正确;
∵对称轴为x=12,且经过点(2,0),
∴抛物线与x轴的另一个交点为(﹣1,0),
∴ca=-1×2=﹣2,
∴c=﹣2a,
∴﹣2b+c=2a﹣2a=0,所以②正确;
∵抛物线经过点(2,0)
∴x=2时,y=0,
∴4a+2b+c=0,所以③错误;
∵点(-52,y1)离对称轴要比点(52,y2)离对称轴要远,
∴y1<y2,所以④正确.
∵抛物线的对称轴为直线x=12,
∴当x=12时,y有最大值,
∴14a+12b+c>am2+bm+c(其中m≠12),
∴14a+12b>m(am+b)(其中m≠12),所以⑤正确;
故选A.
6.在平面直角坐标系中,将函数y=﹣x2的图象先向右平移1个单位,再向上平移5个单位后,得到的图象的函数表达式是( )
A.y=﹣(x+1)2+5B.y=﹣(x﹣1)2+5
C.y=﹣(x+1)2﹣5D.y=﹣(x﹣1)2﹣5
【解答】B
【解析】∵函数y=﹣x2的图象先向右平移1个单位,再向上平移5个单位,
∴平移后的抛物线的顶点坐标为(1,5),
∴平移后得到的函数关系式为y=﹣(x﹣1)2+5.
故选B.
7.已知抛物线y=x2+(2m﹣6)x+m2﹣3与y轴交于点A,与直线x=4交于点B,当x>2时,y值随x值的增大而增大.记抛物线在线段AB下方的部分为G(包含A、B两点),M为G上任意一点,设M的纵坐标为t,若t≥﹣3,则m的取值范围是( )
A.m≥32B.32≤m≤3C.m≥3D.1≤m≤3
【解答】A
【解析】当对称轴在y轴的右侧时,2m-6<0-2m-62≤24(m2-3)-(2m-6)24≥-3,
解得32≤m<3,
当对称轴是y轴时,m=3,符合题意,
当对称轴在y轴的左侧时,2m﹣6>0,解得m>3,
综上所述,满足条件的m的值为m≥32.
故选A.
8.已知二次函数y=x2+(a+2)x+a(a为常数)的图象顶点为P(m,n),下列说法正确的是( )
A.点P可以在任意一个象限内
B.点P只能在第四象限
C.n可以等于-12
D.n≤﹣1
【解答】D
【解析】二次函数y=x2+(a+2)x+a(a为常数)的图象顶点P(m,n),
∴m=-a+22,n=4a-(a+2)24=-a2+44,
∵a2≥0,
∴a2+4≥4,
∴n=-a2+44≤-1,
故选D.
9.已知抛物线y=a(x﹣h)2﹣7,点A(1,﹣5)、B(7,﹣5)、C(m,y1)、D(n,y2)均在此抛物线上,且|m﹣h|>|n﹣h|,则y1与y2的大小关系是( )
A.y1<y2B.y1>y2C.y1=y2D.不能确定
【解答】B
【解析】∵点A(1,﹣5)、B(7,﹣5)均在此抛物线上,
∴h=1+72=4,
∴抛物线的顶点坐标为(4,﹣7),
∴a>0,开口向上,
∵C(m,y1)、D(n,y2)均在此抛物线上,且|m﹣h|>|n﹣h|,
∴y1>y2,
故选B.
10.已知抛物线y=﹣x2+mx+2m,当x<1时,y随x的增大而增大,则抛物线的顶点在( )
A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限
【解答】A
【解析】∵抛物线y=﹣x2+mx+2m=﹣(x-m2)2+m24+2m,当x<1时,y随x的增大而增大,
∴该抛物线的对称轴是直线x=m2,开口向下,
∴m2≥1,
即m≥2,
∴m24+2m>0,
∴该抛物线的顶点(m2,m24+2m)在第一象限,
故选A.
11.已知二次函数y=x2,当a≤x≤b时m≤y≤n,则下列说法正确的是( )
A.当n﹣m=1时,b﹣a有最小值
B.当n﹣m=1时,b﹣a有最大值
C.当b﹣a=1时,n﹣m无最小值
D.当b﹣a=1时,n﹣m有最大值
【解答】B
【解析】方法1、①当b﹣a=1时,当a,b同号时,如图1,
过点B作BC⊥AD于C,
∴∠BCD=90°,
∵∠ADE=∠BED=90°,
∴∠ADE=∠BCD=∠BED=90°,
∴四边形BCDE是矩形,
∴BC=DE=b﹣a=1,CD=BE=m,
∴AC=AD﹣CD=n﹣m,
在Rt△ACB中,tan∠ABC=ACBC=n﹣m,
∵点A,B在抛物线y=x2上,且a,b同号,
∴45°≤∠ABC<90°,
∴tan∠ABC≥1,
∴n﹣m≥1,
当a,b异号时,m=0,
当a=-12,b=12时,n=14,此时,n﹣m=14,
∴14≤n﹣m<1,
即n﹣m≥14,
即n﹣m无最大值,有最小值,最小值为14,故选项C,D都错误;
②当n﹣m=1时,如图2,
当a,b同号时,过点N作NH⊥MQ于H,
同①的方法得,NH=PQ=b﹣a,HQ=PN=m,
∴MH=MQ﹣HQ=n﹣m=1,
在Rt△MHN中,tan∠MNH=MHNH=1b-a,
∵点M,N在抛物线y=x2上,
∴m≥0,
当m=0时,n=1,
∴点N(0,0),M(1,1),
∴NH=1,
此时,∠MNH=45°,
∴45°≤∠MNH<90°,
∴tan∠MNH≥1,
∴1b-a≥1,
当a,b异号时,m=0,
∴n=1,
∴a=﹣1,b=1,
即b﹣a=2,
∴b﹣a无最小值,有最大值,最大值为2,故选项A错误;
故选B.
方法2、当n﹣m=1时,
当a,b在y轴同侧时,a,b都越大时,a﹣b越接近于0,但不能取0,即b﹣a没有最小值,
当a,b异号时,当a=﹣1,b=1时,b﹣a=2最大,
当b﹣a=1时,当a,b在y轴同侧时,a,b离y轴越远,n﹣m越大,但取不到最大,
当a,b在y轴两侧时,当a=-12,b=12时,n﹣m取到最小,最小值为14,
因此,只有选项B正确,
故选B.
12.二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象如图所示,对称轴为直线x=-13,有下列结论:①abc>0; ②b+2c>0;③a+5b+2c<0.其中,正确结论的个数是( )
A.3个B.2个C.1个D.0个
【解答】A
【解析】抛物线开口向下,因此a<0,对称轴在y轴的左侧,a、b同号,故b<0,与y轴的交点在y轴的正半轴,因此c>0,
故abc>0,因此①正确,
对称轴为x=-13,即-b2a=-13,即2a=3b,也就是a=32b,
由图象可知,当x=﹣1时,y=a﹣b+c>0,即32b﹣b+c>0,因此有b+2c>0,所以②正确,
当x=﹣2时,y=4a﹣2b+c<0,(1)
当x=1时,y=a+b+c<0,(2)
(1)+(2)得,5a﹣b+2c<0,
又2a=3b,则4a=6b,
∴5a﹣b+2c=a+4a﹣b+2c=a+5b+2c<0,
因此③正确,
故选A.
13.已知点A(a﹣m,y1),B(a﹣n,y2),C(a+b,y3)都在二次函数y=x2﹣2ax+1的图象上,若0<m<b<n,则y1、y2,y3的大小关系是( )
A.y1<y2<y3B.y1<y3<y2C.y3<y1<y2D.y2<y3<y1
【解答】B
【解析】抛物线开口向上,对称轴为x=a,
点A、B的情况:n>m,故点B比点A离对称轴远,故y2>y1;
点A、C的情况:m<b,故点C比点A离对称轴远,故y3>y1;
点B、C的情况:b<n,故点B比点C离对称轴远,故y2>y3;
故y1<y3<y2,
故选B.
14.在平面直角坐标系xOy中,已知点M,N的坐标分别为(﹣1,2),(2,1),若抛物线y=ax2﹣x+2(a≠0)与线段MN有两个不同的交点,则a的取值范围是( )
A.a≤﹣1或14≤a<13B.﹣1≤a<0或14≤a<13
C.a≤14或a>13D.a≤﹣1或a≥14
【解答】A
【解析】∵抛物线的解析式为y=ax2﹣x+2①.
观察图象可知,当a<0时,x=﹣1时,y≤2时,且--12a≥-12,满足条件,可得a≤﹣1;
当a>0时,x=2时,y≥1,且抛物线与直线MN有交点,且--12a≤2满足条件,
∴a≥14,
∵直线MN的解析式为y=-13x+53②,
联立①②并整理得:3ax2﹣2x+1=0,
∵△>0,
∴a<13,
∴14≤a<13满足条件,
综上所述,满足条件的a的值为a≤﹣1或14≤a<13,
故选A.
15.已知二次函数y=(x+m﹣2)(x﹣m)+2,点A(x1,y1),B(x2,y2)(x1<x2)是其图象上两点,( )
A.若x1+x2>2,则y1>y2B.若x1+x2<2,则y1>y2
C.若x1+x2>﹣2,则y1>y2D.若x1+x2<﹣2,则y1<y2
【解答】B
【解析】如图,
当x=m或x=﹣m+2时,y=2,
∴抛物线的对称轴x=m-m+22=1,
∴当x1+x2<2时,点A与点B在对称轴的左侧或点A在对称轴的左侧,点B在对称轴的右侧,且点A离对称轴的距离比点B离对称轴的距离大,
观察图象可知,此时y1>y2,
故选B.
二.填空题
16.已知两点A(﹣2,y1)、B(4,y2)均在抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)上,点C(x0,y0)是该抛物线的顶点,若y0>y1>y2,则x0的取值范围是 .
【解答】x0<1.
【解析】∵点C(x0,y0)是该抛物线的顶点.且y0>y1>y2,
∴抛物线开口向下,
∴函数值越大,该点离对称轴的距离就越近
∴x0﹣(﹣2)<|4﹣x0|,
∴x0<1.
故答案为x0<1.
17.函数y=2x2﹣3x+1的对称轴是 ,有最 值.
【解答】直线x=34,小,
【解析】∵函数y=2x2﹣3x+1可化为y=2(x-34)2-18,
∴函数y=2x2﹣3x+1的对称轴是直线x=34,有最小值,
故答案为直线x=34,小.
18.设A(﹣2,y1),B(1,y2),C(2,y3)是抛物线y=﹣x2﹣2x+2上的三点,则y1,y2,y3的大小关系为 .
【解答】y1>y2>y3.
【解析】∵抛物线y=﹣x2﹣2x+2=﹣(x+1)2+3,开口向下,对称轴为直线x=﹣1,
而C(2,y3)离直线x=﹣1的距离最远,A(﹣2,y1)点离直线x=﹣1最近,
∴y1>y2>y3.
故答案为y1>y2>y3.
19.已知抛物线y=ax2+bx与直线y=mx+n相交于点A(-52,10),B(1,3),则关于x的方程ax2+bx=mx+n的解为 .
【解答】x1=-52,x2=1
【解析】∵抛物线y=ax2+bx与直线y=mx+n相交于点A(-52,10),B(1,3),
∴关于x的方程ax2+bx=mx+n的解为x1=-52,x2=1.
故答案为x1=-52,x2=1.
20.把抛物线y=x2向上平移2个单位,所得的抛物线的函数关系式为 .
【解答】y=x2+2.
【解析】∵抛物线y=x2向上平移2个单位后的顶点坐标为(0,2),
∴所得抛物线的解析式为y=x2+2.
故答案为y=x2+2.
21.将抛物线y=2x2的图象向上平移1个单位长度后,所得抛物线的解析式为 .
【解答】y=2x2+1.
【解析】∵抛物线y=2x2的图象向上平移1个单位,
∴平移后的抛物线的解析式为y=2x2+1.
故答案为y=2x2+1.
22.当m﹣2≤x≤m时,函数y=x2﹣4x+4的最小值为4,则m的值为 .
【解答】0或6.
【解析】∵二次函数y=x2﹣4x+4=(x﹣2)2,
∴该函数的对称轴是直线x=2,
∵当m﹣2≤x≤m时,函数y=x2﹣4x+4的最小值为4,且x=0和x=4时,y=4,
①当m≤0,得m=0时,当m﹣2≤x≤m时,函数y=x2﹣4x+4的最小值为4;
②当m﹣2≥4,得m=6时,当m﹣2≤x≤m时,函数y=x2﹣4x+4的最小值为4;
由上可得,m的值是0或6,
故答案为0或6.
23.二次函数y=﹣(x+1)2﹣2的最大值是 .
【解答】﹣2.
【解析】∵y=﹣(x+1)2﹣2中﹣1<0,
∴函数的图象开口向下,函数有最大值,
当x=﹣1时,函数的最大值是﹣2,
故答案为﹣2.
24.若实数x,y满足x+y2=3,设s=x2+8y2,则s的取值范围是 .
【解答】s≥9.
【解析】由x+y2=3,得:y2=﹣x+3≥0,
∴x≤3,
代入s=x2+8y2得:s=x2+8y2=x2+8(﹣x+3)=x2﹣8x+24=(x﹣4)2+8,
当x=3时,s=(3﹣4)2+8=9,
∴s≥9;
故答案为s≥9.
25.将抛物线y=ax2+bx﹣1向上平移3个单位长度后,经过点(﹣2,5),则8a﹣4b﹣11的值是 .
【解答】﹣5
【解析】将抛物线y=ax2+bx﹣1向上平移3个单位长度后,
表达式为:y=ax2+bx+2,
∵经过点(﹣2,5),代入得:4a﹣2b=3,
则8a﹣4b﹣11=2(4a﹣2b)﹣11=2×3﹣11=﹣5,
故答案为﹣5.
26.二次函数y=ax2﹣3ax+3的图象过点A(6,0),且与y轴交于点B,点M在该抛物线的对称轴上,若△ABM是以AB为直角边的直角三角形,则点M的坐标为 或 .
【解答】(32,﹣9)或(32,6)
【解析】∵抛物线的对称轴为x=-122×(-16)=32,
设点M的坐标为:(32,m),
当∠ABM=90°,
过B作BD垂直对称轴于D,
则∠1=∠2,
∴tan∠2=tan∠1=63=2,
∴DMBD=2,
∴DM=3,
∴M(32,6),
当∠M′AB=90°时,
∴tan∠3=M'NAN=tan∠1=63=2,
∴M′N=9,
∴M′(32,﹣9),
综上所述,点M的坐标为(32,﹣9)或(32,6).
故答案为(32,﹣9)或(32,6).
27.抛物线y=ax2+bx+c(a>0)过点(﹣2,0)和点(0,﹣6),且顶点在第四象限,则a的取值范围是 .
【解答】0<a<32
【解析】将点(﹣2,0)和点(0,﹣6)代入函数表达式得:0=4a-2b+cc=-6,解得:b=2a-3c=-6,
故抛物线的表达式为:y=ax2+(2a﹣3)x﹣6,
函数的顶点坐标为(3-2a2a,-4a2+12a+94a),
∵抛物线顶点在第四象限,
∴3-2a2a>0且-4a2+12a+94a<0,
解得:0<a<32,
故答案为0<a<32.
三.解答题
28.已知二次函数y=2(x﹣1)2﹣3.
(1)写出二次函数图象的开口方向和对称轴;
(2)函数y有最大值还是最小值?并求出这个最大(小)值.
【解答】(1)开口向上,对称轴为直线x=1;(2)y的最小值为﹣3.
【解析】(1)在y=2(x﹣1)2﹣3中,
∵a=2>0,
∴二次函数的图象开口向上,且对称轴为直线x=1;
(2)∵二次函数开口向上,
∴函数y有最小值,
∵其顶点坐标为(1,﹣3),
∴y的最小值为﹣3.
29.已知y=(k+1)xk2-2是关于x的二次函数.
(1)求满足条件的k的值;
(2)k为何值时,抛物线有最低点?求出这个最低点.当x为何值时,y的值随x值的增大而增大?
(3)k为何值时,函数有最大值?最大值是多少?当x为何值时,y的值随x值的增大而减小?
【解答】(1)±2;(2)当k=2时,抛物线有最低点,其最低点坐标为(0,0),当x>0时,y随x的增大而增大;(3)当k=﹣2时,抛物线有最大值,其最大值为0,当x>0时,y随x的增大而减小.
【解析】(1)根据二次函数的定义得k2-2=2k+1≠0,
解得k=±2.
∴当k=±2时,原函数是二次函数.
(2)根据抛物线有最低点,可得抛物线的开口向上,
∴k+1>0,即k>﹣1,
根据第(1)问得,k=2.
∴该抛物线的解析式为y=3x2,
∴抛物线的最低点为(0,0),
∴当x>0时,y随x的增大而增大,
故当k=2时,抛物线有最低点,其最低点坐标为(0,0),当x>0时,y随x的增大而增大;
(3)根据二次函数有最大值,可得抛物线的开口向下,
∴k+1<0,即k<﹣1,
根据第(1)问得:k=﹣2.
∴该抛物线的解析式为y=﹣x2,
其函数最大值为0,
∴当k=﹣2时,函数有最大值为0.当x>0时,y随x的增大而减小.
故当k=﹣2时,抛物线有最大值,其最大值为0,当x>0时,y随x的增大而减小.
30.已知抛物线C:y=x2+mx+n(m,n为常数).
(1)如图,若抛物线C的顶点坐标为P(1,2),求m,n的值;
(2)在(1)的条件下,设点Q(a,b)在抛物线C上,且点Q离y轴的距离不大于2,直接写出b的取值范围;
(3)将抛物线C向左平移2个单位得到抛物线C1,将抛物线C向右平移2个单位得到抛物线C2,若C1与C2的交点坐标为(1,3),求抛物线C的函数解析式.
【解答】(1)m=﹣2,n=3;(2)2≤b≤11;(3)y=x2﹣2x.
【解析】(1)∵抛物线C:y=x2+mx+n(m,n为常数)顶点坐标为P(1,2),
∴-m2=1,4n-m24=2,
解得m=﹣2,n=3;
(2)在(1)的条件下,抛物线C为:y=x2﹣2x+3,
∵点Q(a,b)在抛物线C上,且离y轴的距离不大于2,
∴﹣2≤xQ≤2,
由图象可知,2≤yQ≤11
即2≤b≤11.
(3)将抛物线C向左平移2个单位得到抛物线C1为y=(x+2)2+m(x+2)+n;将抛物线C向右平移2个单位得到抛物线C2为y=(x﹣2)2+m(x﹣2)+n;
由(x+2)2+m(x+2)+n=(x﹣2)2+m(x﹣2)+n,解得x=-12m,
∴若C1与C2的交点坐标为(1,3),
∴-12m=1,解得m=﹣2,
把点(1,3)代入y=(x+2)2﹣2(x+2)+n得3=9﹣6+n,
∴n=0,
∴抛物线C的函数解析式为y=x2﹣2x.
31.已知抛物线y=ax2﹣4ax﹣5(a>0).
(I)当a=1时,求抛物线的顶点坐标及对称轴;
(II)①试说明无论a为何值,抛物线一定经过两个定点,并求出这两个定点的坐标;
②将该抛物线沿这两个定点所在直线翻折,得到抛物线C1,直接写出C1的解析式;
(III)若(II)中抛物线C1的顶点到x轴的距离为2,求a的值.
【解答】(I)顶点为(2,﹣9),对称轴为x=2;(II)(0,﹣5),(4,﹣5);y=﹣ax2+4ax﹣5;(3)a=74或34
【解析】(1)当a=1时,抛物线解析式为y=x2﹣4x﹣5=(x﹣2)2﹣9,
∴顶点为(2,﹣9),对称轴为x=2;
(2)①抛物线C1解析式为:y=ax2﹣4ax﹣5,
整理得:y=ax(x﹣4)﹣5;
∵当ax(x﹣4)=0时,y恒定为﹣5;
∴抛物线C1一定经过两个定点(0,﹣5),(4,﹣5);
②这两个点连线为y=﹣5;
将抛物线C1沿y=﹣5翻折,得到抛物线C2,开口方向变了,但是对称轴没变;
∴抛物线C2解析式为:y=﹣ax2+4ax﹣5,
(3)抛物线C2的顶点到x轴的距离为2,
则x=2时,y=2或者﹣2;
当y=2时,2=﹣4a+8a﹣5,解得,a=74;
当y=﹣2时,﹣2=﹣4a+8a﹣5,解得,a=34;
∴a=74或34.
32.二次函数y=ax2+bx+c,其图象都在x轴及其上方,设t=a+2b+12ca,则t的最值为多少?
【解答】t最小值为23,无最大值.
【解析】由题意得:a>0且△=b2﹣4ac≤0,
即(ba)2≤4ac,
故t=a+2b+12ca=1+2ba+12ca≥1+2ba+3(ba)2=3(ba+13)2+23≥23,
当且仅当ba=-13时等号成立,
而(ba+13)2,无最大值,故t无最大值,
故t最小值为23,无最大值.
33.已知抛物线y=﹣2x2+(m﹣2)x+(n﹣2020)(m,n为常数).
(1)若抛物线的的对称轴为直线x=1,且经过点(0,﹣1),求m,n的值;
(2)若抛物线上始终存在不重合的两点关于原点对称,求n的取值范围;
(3)在(1)的条件下,存在正实数a,b(a<b),当a≤x≤b时,恰好有1b≤y≤1a,请直接写出a,b的值.
【解答】(1)m=6,n=2019;(2)n>2020;(3)a=1,b=1+32
【解析】(1)根据题意得,-m-22×(-2)=1,n﹣2020=﹣1,
∴m=6,n=2019;
(2)设抛物线线上关于原点对称且不重合的两点坐标分别是(x0,y0),(﹣x0,﹣y0),
代入解析式可得:y0=-2x02+(m-2)x0+(n-2020)-y0=-2x02-(m-2)x0+(n-2020),
∴两式相加可得:﹣4x02+2(n﹣2020)=0.
∴n=2x02+2020,
∴n的取值范围为:n>2020;
(3)由(1)可知抛物线为y=﹣2x2+4x﹣1=﹣2(x﹣1)2+1,
∴y≤1,
∵0<a<b,当a≤x≤b时,恰好有1b≤y≤1a,
∴1a≤1,即a≥1.
∴1≤a<b.
∵抛物线的对称轴是x=1,且开口向下,
∴当a≤x≤b时,y随x的增大而减小.
∴当x=a时,y最大值=﹣2a2+4a﹣1.
当x=b时,y最小值=﹣2b2+4b﹣1.
又1b≤y≤1a,
∴1b=-2b2+4b-1①1a=-2a2+4a-1②.
将①整理,得2b3﹣4b2+b+1=0,
变形,得2b2(b﹣1)﹣(2b+1)(b﹣1)=0.
∴(b﹣1)(2b2﹣2b﹣1)=0.
∵b>1,
∴2b2﹣2b﹣1=0.
解得b1=1-32(舍去),b2=1+32.
同理,由②得到:(a﹣1)(2a2﹣2a﹣1)=0.
∵1≤a<b,
∴2a2﹣2a﹣1=0.
解得a1=1,a2=1-32(舍去),a3=1+32(舍去).
综上所述,a=1,b=1+32.
34.如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=-16x2+bx+c过点A(0,4)和C(8,0),P(t,0)是x轴正半轴上的一个动点,M是线段AP的中点,将线段MP绕点P顺时针旋转90°得线段PB,过点B作x轴的垂线,过点A作y轴的垂线,两直线交于点D.
(1)求b、c的值;
(2)当t为何值时,点D落在抛物线上.
【解答】(1)b=56,c=4;(2)当t为3时,点D落在抛物线上
【解析】(1)把A(0,4)和C(8,0)代入y=-16x2+bx+c得c=4-323+8b+c=0,
解得b=56,c=4;
(2)作MN⊥x轴于点N,如图,
∵M是线段AP的中点,
∴MN=2,
∵AD⊥BE,BE⊥x轴,
∴DE=OA=4,
∵线段MP绕点P顺时针旋转90°得线段PB,
∴PM=PB,∠MPB=90°,
∵∠MPN+∠BPE=90°,∠MPN+∠PMN=90°,
∴∠PMN=∠BPE,
在△PMN和△BPE中
∠PNM=∠BEP∠PMN=∠BPEPM=BP,
∴△PMN≌△BPE,
∴PE=MN=2,
∴OE=2+t,
∴D(2+t,4),
∵抛物线的对称轴为直线x=-562×(-16)=52,
而点A、点D为对称点,
∴D点坐标为(5,4),
∴2+t=5,解得t=3,
即当t为3时,点D落在抛物线上.
函数
y=ax2
a的符号
a>0
a<0
图像
开口方向
向上
向下
对称轴
y轴
y轴
顶点坐标
(0,0)
函数的增减性
x>0时,y随x的增大而增大;x<0时,y随x的增大而减小
x>0时,y随x的增大而减小;x<0时,y随x的增大而增大
最值
当x=0时,函数图像有最低点,有最小值0
当x=0时,函数图像有最高点,有最大值0
函数
y=ax2+c(a≠0)
a的符号
a>0
a<0
图像
c>0
c<0
开口方向
向上
向下
对称轴
y轴
y轴
顶点坐标
(0,c)
(0,c)
函数的增减性
当x<0时,y随x的增大而减小;当x>0时,y随x的增大而增大
当x<0时,y随x的增大而增大;当x>0时,y随x的增大而减小
最值
当x=0时,y有最小值c
当x=0时,y有最大值c
的符号
开口方向
顶点坐标
对称轴
性质
向上
x=h
时,随的增大而增大;时,随的增大而减小;时,有最小值.
向下
x=h
时,随的增大而减小;时,随的增大而增大;时,有最大值.
的符号
开口方向
顶点坐标
对称轴
性质
向上
x=h
时,随的增大而增大;时,随的增大而减小;时,有最小值.
向下
x=h
时,随的增大而减小;时,随的增大而增大;时,有最大值.
函数
二次函数(a、b、c为常数,a≠0)
图象
开口方向
向上
向下
对称轴
直线
直线
顶点坐标
增减性
在对称轴的左侧,即当时,y随x的增大而减小;在对称轴的右侧,即当时,y随x的增大而增大.简记:左减右增
在对称轴的左侧,即当时,y随x的增大而增大;在对称轴的右侧,即当时,y随x的增大而减小.简记:左增右减
最大(小)值
抛物线有最低点,当时,y有最小值,
抛物线有最高点,当时,y有最大值,
项目
字母
字母的符号
图象的特征
a
a>0
开口向上
a<0
开口向下
b
ab>0(a,b同号)
对称轴在y轴左侧
ab<0(a,b异号)
对称轴在y轴右侧
c
c=0
图象过原点
c>0
与y轴正半轴相交
c<0
与y轴负半轴相交
b2-4ac
b2-4ac=0
与x轴有唯一交点
b2-4ac>0
与x轴有两个交点
b2-4ac<0
与x轴没有交点
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