2024年中考数学压轴题型(浙江专用)压轴题03 二次函数代数类考点压轴题(含解析)
展开01 二次函数图象上点的坐标特征与二次函数图象性质的结合问题
1.(2024•东莞市校级模拟)已知二次函数y=a(x+m﹣1)(x﹣m)(a≠0)的图象上有两点A(x1,y1)和B(x2,y2)(其中x1<x2),则( )
A.若a>0,当x1+x2<1时,a(y1﹣y2)<0
B.若a>0,当x1+x2<1时,a(y1﹣y2)>0
C.若a<0,当x1+x2>﹣1时,a(y1﹣y2)<0
D.若a<0,当x1+x2>﹣1时,a(y1﹣y2)>0
【分析】由二次函数的解析式求得对称轴为直线x=,然后判断y1与y2的大小,即可判断每个选项正误.
【解答】解:∵二次函数y=a(x+m﹣1)(x﹣m)(a≠0),
∴y=0时,x1=1﹣m,x2=m,
∴二次函数y=a(x+m﹣1)(x﹣m)的对称轴为直线x==,
当a>0时,当x1+x2<1时,
∴<,
∴y1>y2,
∴y1﹣y2>0,
∴a(y1﹣y2)>0;
当a<0时,当x1+x2>﹣1时,
∴,
∴当﹣<时,y1<y2,
则a(y1﹣y2)>0;
当>时,y1>y2,
则a(y1﹣y2)<0;
故选:B.
2.(2024•金华一模)已知二次函数.
(1)若点(b﹣2,c)在该函数图象上,则b的值为 2或﹣2 .
(2)若点(b﹣2,y1),(2b,y2),(2b+6,y3)都在该函数图象上,且y1<y2<y3,则b的取值范围为 b>2或﹣3<b<﹣2 .
【分析】(1)把点(b﹣2,c)代入即可求出b的值;
(2)根据题意即可得到|b﹣2﹣b|<|2b﹣b|<|2b+6﹣b|,即2<|b|<|b+6|,解不等式求得即可.
【解答】解:(1)把点(b﹣2,c)代入,得c=(b﹣2)2﹣b(b﹣2)+c,
∴b=±2,
故答案为:2或﹣2;
(2)二次函数的图象开口向上,对称轴是直线x=﹣=b,
∵点(b﹣2,y1),(2b,y2),(2b+6,y3)都在该函数图象上,且y1<y2<y3,
∴|b﹣2﹣b|<|2b﹣b|<|2b+6﹣b|,即2<|b|<|b+6|,
当b>0时,b>2,
当﹣6<b<0时,﹣3<b<﹣2,
当b<﹣6时,不合题意,
∴b>2或﹣3<b<﹣2.
故答案为:b>2或﹣3<b<﹣2.
3.(2024•宁波一模)已知二次函数y=x2﹣2mx+m2+2m﹣4,下列说法中正确的个数是( )
①当m=0时,此抛物线图象关于y轴对称;
②若点A(m﹣2,y1),点B(m+1,y2)在此函数图象上,则y1<y2;
③若此抛物线与直线y=x﹣4有且只有一个交点,则;
④无论m为何值,此抛物线的顶点到直线y=2x的距离都等于.
A.1B.2C.3D.4
【分析】求得抛物线的对称轴即可判断①;求得两点到对称轴的距离即可判断②;令x﹣4=x2﹣2mx+m2+2m﹣4,根据Δ=[﹣(2m+1)]2﹣4(m2+2m)=0,求得m的值即可判断③;求得抛物线顶点坐标得到抛物线的顶点在直线y=2x﹣4上,可知直线y=2x﹣4与直线y=2x平行,求得两直线的距离即可判断④.
【解答】解:①当m=0时,y=x2﹣4,
∴抛物线的对称轴为y轴,
∴此抛物线图象关于y轴对称;
∴①正确;
②∵y=x2﹣2mx+m2+2m﹣4,
∴抛物线开口向上,对称轴为直线x==m,
∵点A(m﹣2,y1),点B(m+1,y2)在此函数图象上,且m﹣(m﹣2)>m+1﹣m,
∴y1>y2;
∴②错误;
③若此抛物线与直线y=x﹣4有且只有一个交点,则令x﹣4=x2﹣2mx+m2+2m﹣4,
整理得x2﹣(2m+1)x+m2+2m=0,
Δ=[﹣(2m+1)]2﹣4(m2+2m)=0,
解得m=,
∴③错误;
④∵y=x2﹣2mx+m2+2m﹣4=(x﹣m)2+2m﹣4,
∴顶点为(m,2m﹣4),
∴抛物线的顶点在直线y=2x﹣4上,
∵直线y=2x﹣4与直线y=2x平行,
∴顶点到直线y=2x的距离都相等,如图,
设直线y=2x﹣4交x轴于A,交y轴于B,点O到AB的距离为OD,则A(2,0),B(0,﹣4),O
∴AB==2,
∵S△AOB=,
∴,
∴OD=,
∴两直线间的距离为,
∴④正确.
故选:B.
4.(2024•鹿城区校级一模)已知A(m,0),B(﹣4,0)为x轴上两点,P(x1,y1),Q(x2,y2)为二次函数y=x2﹣mx+m+2图象上两点,当x<1时,二次函数y随x增大而减小,若﹣2≤x1≤m+1,﹣2≤x2≤m+1时,|y1﹣y2|≤16恒成立,则A、B两点的最大距离为 8 .
【分析】利用二次函数的图象的性质求得m的取值范围,再利用二次函数的性质求得|y1﹣y2|的最大值,最后利用已知条件求得m的最大值,则结论可求.
【解答】解:当x=1时,y=3,
抛物线y=x2﹣mx+m+2的对称轴为直线x=,
∵当x<1时,二次函数y随x增大而减小,
∴≥1,
∴m≥2.
∴m+1>1,
当x=﹣2时,y=6+3m,当x=时,y=﹣+m+2,
∵﹣2≤x1≤m+1,﹣2≤x2≤m+1,
∴|y1﹣y2|的最大值为6+3m﹣(﹣+m+2)=+2m+4,
∵|y1﹣y2|≤16恒成立,
∴+2m+4≤16.
∴﹣12≤m≤4,
∵m≥2,
∴2≤m≤4,
∴m的最大值为4,
∴A、B两点的最大距离为4﹣(﹣4)=8.
故答案为:8.
5.(2024•宁波模拟)设一次函数y1=a(x+m)的图象与x轴交于点A,二次函数的图象与x轴交于A,B两个不同的点,设函数y=y1+y2.
(1)设点Q(0,q)在函数y的图象上,若q>c,求证:am>0.
(2)若函数y2,y的图象在x轴上截得的线段长分别为d1,d2,求d1,d2的数量关系式.
(3)若函数y1的图象分别与函数y2的图象、函数y的图象交于点E(x1,e),F(x2,f),且点E,F不同于点A,求x1﹣x2的值.
【分析】(1)把y1与y2相加得y=ax2+(a+b)x+am+c,把点Q代入y,再计算即可.
(2)设A(t,0),代入y1得y1=a(x﹣t).设B(k,0),又A(t,0)得y2=ax2﹣(at+ak)x+atk,
故y=ax2+(a﹣at﹣ak)x+atk﹣at,设y2=ax2﹣(at+ak)x+atk两根为p、q,再计算即可.
(3)由(2)知y1=a(x﹣t),y2=a(x﹣t)(x﹣k),得a(x﹣t)=a(x﹣t)(x﹣k),计算得x1=k+1.
由y1=a(x﹣t),y=a(x﹣t)+ax2﹣(at+ak)x+atk,得a(x﹣t)=a(x﹣t)+ax2﹣(at+ak)x+atk,计算得x2=k.故x1﹣x2=k+1﹣k=1.
【解答】解:(1)∵y1=a(x+m),,
∴y=y1+y2=a(x+m)+ax2+bx+c=ax2+(a+b)x+am+c,
∵点Q(0,q)在函数y的图象上,
∴q=am+c,
即q﹣c=am,
∵q>c,
∴am>0.
(2)设A(t,0),代入y1=a(x+m)得:
0=a(t+m),
∵a≠0,
∴t+m=0,
∴m=﹣t,
y1=a(x﹣t).
设B(k,0),又A(t,0),
∴y2=a(x﹣t)(x﹣k)=ax2﹣(at+ak)x+atk,
∴y=a(x﹣t)+ax2﹣(at+ak)x+atk=ax2+(a﹣at﹣ak)x+atk﹣at,
设y2=ax2﹣(at+ak)x+atk两根为p、q,
∴p+q==t+k,pq==tk,
∴=(p﹣q)2=(p+q)2﹣4pq=(t+k)2﹣4tk=t2+k2﹣2tk,
即=t2+k2﹣2tk=(t﹣k)2,
∴d1=,
设y=ax2+(a﹣at﹣ak)x+atk﹣at两根为r、s,
∴r+s==k+t﹣1,rs==kt﹣t,
∴=(r﹣s)2=(r+s)2﹣4rs=(k+t﹣1)2﹣4(kt﹣t)=k2+t2﹣2tk﹣2k+2t+1,
∴﹣=|(t2+k2﹣2tk)﹣(k2+t2﹣2tk﹣2k+2t+1)|=|2(k﹣t)﹣1|=±2d1﹣1,
答:d1,d2的数量关系式是:﹣=±2d1﹣1.
(3)由(2)知y1=a(x﹣t),y2=a(x﹣t)(x﹣k),
得a(x﹣t)=a(x﹣t)(x﹣k),
∴a(x﹣t)(x﹣k)﹣a(x﹣t)=0,
∴a(x﹣t)(x﹣k﹣1)=0,
∴x=t,x=k+1,
即A(t,0),x1=k+1.
由y1=a(x﹣t),y=a(x﹣t)+ax2﹣(at+ak)x+atk,
得a(x﹣t)=a(x﹣t)+ax2﹣(at+ak)x+atk,
∴ax2﹣(at+ak)x+atk=0,
∴x2﹣(t+k)x+tk=0,
∴(x﹣t)(x﹣k)=0,
∴x=t,x=k,
即A(t,0),x2=k.
∴x1﹣x2=k+1﹣k=1.
02 抛物线与一元二次方程的综合
1.(2024•杭州模拟)设函数y1=x2+bx+c的图象与x轴交点的横坐标分别为α1,β1,函数y2=x2+dx+e的图象与x轴交点的横坐标分别为α2,β2.当x=α2和β2时,函数y1的值分别为A1,B1;当x=α1和β1时,函数y2的值分别为A2,B2,则( )
A.A1B1=A2B2B.A1+B1=A2+B2
C.A1B2=A2B1D.A1+B2=A2+B1
【分析】利用抛物线与x轴的交点的横坐标与一元二次方程的根的关系,根据一元二次方程的根与系数的关系得到α1+β1=﹣b,α1•β1=c,α2+β2=﹣d,α2•β2=e,分别求得A1,B1,A2,B2,利用因式分解的应用整理即可得出结论.
【解答】解:∵α1、β1是方程x2+bx+c=0的两根,α2、β2是方程x2+dx+e=0的两根,
∴α1+β1=﹣b,α1•β1=c,α2+β2=﹣d,α2•β2=e.
∵当x=α2和β2时,函数y1的值分别为A1,B1,
∴A1=+bα2+c=﹣(α1+β1)α2+α1•β1=(α2﹣α1)(α2﹣β1),
B1=+bβ2+c=﹣(α1+β1)β2+α1•β1=(β2﹣α1)(β2﹣β1).
∵当x=α1和β1时,函数y2的值分别为A2,B2,
A2=+dα1+e=﹣(α2+β2)α1+α2•β2=(α1﹣α2)(α1﹣β2),
B2=+dβ1+e=﹣(α2+β2)β1+α2•β2=(β1﹣α2)(β1﹣β2),
∴A1B1=(α2﹣α1)(α2﹣β1)(β2﹣α1)(β2﹣β1),
A2B2=(α1﹣α2)(α1﹣β2)(β1﹣α2)(β1﹣β2)=(α2﹣α1)(α2﹣β1)(β2﹣α1)(β2﹣β1),
∴A1B1=A2B2.
故选:A.
2.(2023•杭州模拟)已知二次函数y=x2+bx+c的图象经过点(2.c).
(1)若该二次函数图象与x轴的一个交点是(﹣1,0).
①求二次函数的表达式:
②当t≤x≤2﹣t时,函数最大值为M,最小值为N.若M﹣N=3,求t的值;
(2)对于该二次函数图象上的两点A(x1,y1),B(3,y2),当m≤x1≤m+1时,始终有y1≥y2.求m的取值范围.
【分析】(1)①利用待定系数法求二次函数解析式;
②利用配方法得到y=(x﹣1)2﹣4,则抛物线的对称轴为直线x=1,顶点坐标为(1,﹣4),再利用t≤x≤2﹣t得t≤1,所以2﹣t≥1,根据二次函数的性质,当t≤x≤2﹣t时,x=1时,函数有最小值﹣4,当x=t或t=2﹣t时,函数有最大值,即M=t2﹣2t﹣3,则t2﹣2t﹣3﹣(﹣4)=3,然后解方程即可;
(2)先利用二次函数y=x2+bx+c的图象经过点(2.c)得到b=﹣2,则可求出抛物线的对称轴为直线x=1,根据二次函数的性质,点A到对称轴的距离大于或等于B点到对称轴的距离,即|x1﹣1|≥|3﹣1|,解得x1≤﹣1或x1≥3,然后利用m≤x1≤m+1得到m+1≤﹣1或m≥3,从而得到m的范围.
【解答】解:(1)①把(2,c),(﹣1,0)分别代入y=x2+bx+c得,
解得,
∴抛物线解析式为y=x2﹣2x﹣3;
②∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
∴抛物线的对称轴为直线x=1,顶点坐标为(1,﹣4),
∵t≤x≤2﹣t,
∴t≤2﹣t,
解得t≤1,
∴2﹣t≥1,
∴当t≤x≤2﹣t时,x=1时,函数有最小值﹣4,即N=﹣4,
当x=t或t=2﹣t时,函数值相等,此时函数有最大值,即M=t2﹣2t﹣3,
∵M﹣N=3,
∴t2﹣2t﹣3﹣(﹣4)=3,
解得t1=1+(舍去),t2=1﹣,
∴t的值为1﹣;
(2)∵二次函数y=x2+bx+c的图象经过点(2.c),
∴4+2b+c=c,
解得b=﹣2,
∴y=x2﹣2x+c,抛物线的对称轴为直线x=1,
∵A(x1,y1),B(3,y2)在抛物线上,且y1≥y2,
∴点A到对称轴的距离大于或等于B点到对称轴的距离,
∴|x1﹣1|≥|3﹣1|,
∴x1≤﹣1或x1≥3,
∵m≤x1≤m+1,
∴m+1≤﹣1或m≥3,
解得m≤﹣2或m≥3.
03 二次函数图象交点问题
1.(2024•德阳模拟)现有y是关于x的二次函数y=2mx2+(1﹣m)x﹣1﹣m,则下列描述正确的是 ①②③ .
①当m=﹣1时,函数图象的顶点坐标为(,);
②当m>0时,函数图象在x轴上截得的线段的长度大于;
③当m≠0时,函数图象总过定点;
④若函数图象上任取不同的两点P1(x1,y1)、P2(x2,y2),则当m<0时,函数在x>时一定能使<0成立.
【分析】①把m=﹣1代入y=2mx2+(1﹣m)x﹣1﹣m,再化为顶点式即可;
②求得与x轴的交点,进而求得|x1﹣x2|的值,即可判断;
③由y=2mx2+(1﹣m)x﹣1﹣m=(2x2﹣x﹣1)m+x﹣1,可知当2x2﹣x﹣1=0时,y的值与m无关,然后求出x,y的对应值即可;
④m<0时,抛物线的对称轴:x=>0,抛物线开口向下,只有当对称轴在x=右侧时,y才随x的增大而减小,即可求解.
【解答】解:①当m=﹣1时,y=﹣2x2+2x=﹣2(x﹣)2+,
∴顶点坐标为(,),
故①正确;
②当m>0时,由y=0得:Δ=(1﹣m)2﹣4×2m(﹣1﹣m)=(3m+1)2,
∴x=,
∴x1=1,x2=﹣﹣,
∴|x1﹣x2|=+>,
∴函数图象截x轴所得的线段长度大于,
故②正确;
③当m≠0时,y=2mx2+(1﹣m)x﹣1﹣m=(2x2﹣x﹣1)m+x﹣1,
当2x2﹣x﹣1=0时,y的值与m无关,
此时x1=1,x2=﹣,
当x1=1,y=0;当x2=﹣时,y2=﹣,
∴函数图象总经过两个定点(1,0),(﹣,﹣),
故③正确;
④m<0时,抛物线的对称轴:x=>0,抛物线开口向下,
故x>时,只有当对称轴在x=右侧时,y才随x的增大而减小,即<0成立,
故④错误.
故答案为:①②③.
2.(2023•永嘉县校级二模)某游乐园要建造一个直径为20m的圆形喷水池,使喷水刚好落在水池边缘,计划在喷水池的周边安装一圈喷水头,使喷出的水柱距池中心4m处达到最高,高度为6m.以水平方向为轴,喷水池中心为原点建立直角坐标系如图,若要在喷水池中心的正上方设计挡板(AB,AC),使各方向喷出的水柱擦挡板后,汇合于喷水池中心装饰物M处,挡板AB所在直线的表达式为,则抛物线l的表达式为 y=﹣(x﹣4)2+6(0≤x≤10) ,n的值为 .
【分析】由题意可写出当x>0时,抛物线的顶点式解析式,用待定系数法求得其解析式,令x=0,求得y值,则可得这个装饰物的高度;根据直线AB与抛物线相切,得到判别式Δ=0,解方程求出n.
【解答】解:由题意可得,当x>0时,抛物线的解析式为y=a(x﹣4)2+6(0≤x≤10),
把(10,0)代入得:0=a(10﹣4)2+6,
解得:a=﹣,
∴抛物线的解析式为y=﹣(x﹣4)2+6(0≤x≤10);
根据题意知,直线AB与抛物线相切,
∴x+n=﹣(x﹣4)2+6,
整理得:x2﹣5x﹣20+6n=0,
∴Δ=52﹣4×(﹣20+6n)=0,
解得:n=,
故答案为:y=﹣(x﹣4)2+6(0≤x≤10);.
3.(2024•西湖区校级模拟)已知和(a≠b且ab≠0)是同一直角坐标系中的两条抛物线.
(1)当a=1,b=﹣3时,求抛物线的顶点坐标;
(2)判断这两条抛物线与x轴的交点的总个数,并说明理由;
(3)如果对于抛物线上的任意一点P(m,n)均有n≤2a+2b.当y2≥0时,求自变量x的取值范围.
【分析】(1)把a,b的值代入配方找顶点即可解题;
(2)分别令y1=0,y2=0,解方程求出方程的解,然后根据条件确定交点的个数即可解题;
(3)现根据题意得到a<0,且,然后得到b=﹣3a>0,借助图象求出不等式的解集即可.
【解答】解:(1)当a=1,b=﹣3时,,
∴顶点坐标为(1,﹣4);
(2)3个,理由为:
令y1=0,则ax2+(a+b)x+b=0,
即(ax+b)(x+1)=0,
解得:,x2=﹣1,
令y2=0,则bx2+(a+b)x+a=0,
即(bx+a)(x+1)=0,
解得:,x2=﹣1,
又∵a≠b且ab≠0,
∴两条抛物线与x轴的交点总个数为3个;
(3)∵抛物线上的任意一点P(m,n)均有n≤2a+2b,
∴a<0,且,
整理得:b=﹣3a>0,
∴的开口向上,且抛物线与x轴交点的横坐标为,x2=﹣1,
如图所示,借助图象可知当x≥或x≤﹣1时,y2≥0.
4.(2024•浙江一模)已知抛物线y=x2﹣2mx+m2﹣2与直线x=﹣2交于点P.
(1)若抛物线经过(﹣1,﹣2)时,求抛物线解析式;
(2)设P点的纵坐标为yp,当yp取最小值时,抛物线上有两点(x1,y1),(x2,y2),x1<x2<﹣2,比较y1与y2的大小;
(3)若线段AB两端点坐标分别是A(0,2),B(2,2),当抛物线与线段AB有公共点时,求出m的取值范围.
【分析】(1)将(﹣1,﹣2)代入解析式求解.
(2)将x=﹣2代入解析式求出点P纵坐标,通过配方可得yp取最小值时m的值,再将二次函数解析式化为顶点式求解.
(3)分别将点A,B坐标代入解析式求解.
【解答】解:(1)将(﹣1,﹣2)代入y=x2﹣2mx+m2﹣2得﹣2=1+2m+m2﹣2,
解得m=﹣1,
∴y=x2+2x﹣1.
(2)将x=﹣2代入y=x2﹣2mx+m2﹣2得yP=m2+4m+2=(m+2)2﹣2,
∴m=﹣2时,yp取最小值,
∴y=x2+4x+2=(x+2)2﹣2,
∴x<﹣2时,y随x增大而减小,
∵x1<x2<﹣2,
∴y1>y2.
(3)∵y=x2﹣2mx+m2﹣2=(x﹣m)2﹣2,
∴抛物线顶点坐标为(m,﹣2),
∴抛物线随m值的变化而左右平移,
将(0,2)代入y=x2﹣2mx+m2﹣2得m2﹣2=2,
解得m=2或m=﹣2,
将(2,2)代入y=x2﹣2mx+m2﹣2得2=4﹣4m+m2﹣2,
解得m=0或m=4,
∴﹣2≤m≤0时,抛物线对称轴在点A左侧,抛物线与线段AB有交点,
2≤m≤4时,抛物线对称轴在点A右侧,抛物线与线段AB有交点.
∴﹣2≤m≤0或2≤m≤4.
5.(2024•浙江模拟)在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+c(a,b,c为常数,且a≠0)经过A(﹣2,﹣4)和B(3,1)两点.
(1)求b和c的值(用含a的代数式表示);
(2)若该抛物线开口向下,且经过C(2m﹣3,n),D(7﹣2m,n)两点,当k﹣3<x<k+3时,y随x的增大而减小,求k的取值范围;
(3)已知点M(﹣6,5),N(2,5),若该抛物线与线段MN恰有一个公共点时,结合函数图象,求a的取值范围.
【分析】(1)把A(﹣2,﹣4)和B(3,1)代入y=ax2+bx+c,即可求解;
(2)先求出对称轴为:直线x=2,结合开口方向和增减性列出不等式即可求解;
(3)分a>0时,a<0时,结合图象即可求解.
【解答】解:(1)把A(﹣2,﹣4)和B(3,1)代入y=ax2+bx+c,
得:,
解得:;
(2)∵抛物线经过C(2m﹣3,n),D(7﹣2m,n)两点,
∴抛物线的对称轴为:直线,
∵抛物线开口向下,
当k﹣3<x<k+3时,y随x的增大而减小,
∴k﹣3≥2,即k≥5;
(3)①当a>0时,x=﹣6,y≥5,即a×(﹣6)2+(1﹣a)×(﹣6)﹣6a﹣2≥5,
解得:,抛物线不经过点 N,
如图①,抛物线与线段MN只有一个交点,结合图象可知:;
②当a<0时,若抛物线的顶点在线段MN上时,则==5,
解得:a1=﹣1,a2=,
当a1=﹣1时,==1,
此时,定点横坐标满足﹣6≤﹣≤2,符合题意;
当a1=﹣1时,如图②,抛物线与线段MN只有一个交点,
如图③,
当a2=时,==13,
此时顶点横坐标不满足﹣6≤≤2,不符合题意,舍去;
若抛物线与线段MN有两个交点,且其中一个交点恰好为点 N时,把N(2,5)代入y=ax2+(1﹣a)x﹣6a﹣2,得:
5=a×22+(1﹣a)×2﹣6a﹣2,
解得:a=,
当a=时,如图④,抛物线和线段MN有两个交点,且其中一个交点恰好为点 N,
结合图象可知:a<时,抛物线与线段MN有一个交点,
综上所述:a的取值范围为:a≥或a=﹣1或a<
04 含参数类二次函数有关参数的取值范围的问题
1.(2023•丽水)已知点(﹣m,0)和(3m,0)在二次函数y=ax2+bx+3(a,b是常数,a≠0)的图象上.
(1)当m=﹣1时,求a和b的值;
(2)若二次函数的图象经过点A(n,3)且点A不在坐标轴上,当﹣2<m<﹣1时,求n的取值范围;
(3)求证:b2+4a=0.
【分析】(1)当m=﹣1时,二次函数y=ax2+bx+3图象过点(1,0)和(﹣3,0),用待定系数法可得a的值是﹣1,b的值是﹣2;
(2)y=ax2+bx+3图象过点(﹣m,0)和(3m,0),可知抛物线的对称轴为直线x=m,而y=ax2+bx+3的图象过点A(n,3),(0,3),且点A不在坐标轴上,可得m=,根据﹣2<m<﹣1,即得﹣4<n<﹣2;
(3)由抛物线过(﹣m,0),(3m,0),可得﹣=m,b=﹣2am,把 (﹣m,0),(3m,0)代入y=ax2+bx+3变形可得am2+1=0,故b2+4a=(﹣2am)2+4a=4a(am2+1)=4a×0=0.
【解答】(1)解:当m=﹣1时,二次函数y=ax2+bx+3图象过点(1,0)和(﹣3,0),
∴,
∴解得,
∴a的值是﹣1,b的值是﹣2;
(2)解:∵y=ax2+bx+3图象过点(﹣m,0)和(3m,0),
∴抛物线的对称轴为直线x=m,
∵y=ax2+bx+3的图象过点A(n,3),(0,3),且点A不在坐标轴上,
∴由图象的对称性得n=2m,
∴m=,
∵﹣2<m<﹣1,
∴﹣2<<﹣1,
∴﹣4<n<﹣2;
(3)证明:∵抛物线过(﹣m,0),(3m,0),
∴抛物线对称轴为直线x==m,
∴﹣=m,
∴b=﹣2am,
把(﹣m,0),(3m,0)代入y=ax2+bx+3得:
,
①×3+②得:12am2+12=0,
∴am2+1=0,
∴b2+4a=(﹣2am)2+4a=4a(am2+1)=4a×0=0.
2.(2023•浙江)在二次函数y=x2﹣2tx+3(t>0)中.
(1)若它的图象过点(2,1),则t的值为多少?
(2)当0≤x≤3时,y的最小值为﹣2,求出t的值;
(3)如果A(m﹣2,a),B(4,b),C(m,a)都在这个二次函数的图象上,且a<b<3.求m的取值范围.
【分析】(1)将(2,1)代入y=x2﹣2tx+3即可得t=;
(2)抛物线y=x2﹣2tx+3对称轴为 x=t.若0<t≤3,有t2﹣2t2+3=﹣2,若t>3,有9﹣6t+3=﹣2,解方程并检验可得t的值为;
(3)根据A(m﹣2,a),C(m,a)都在这个二次函数的图象上,可得二次函数y=x2﹣2tx+3的对称轴直线x=t即为直线x==m﹣1,由t>0,得m>1,因m﹣2<m,知A在对称轴左侧,C在对称轴右侧,抛物线y=x2﹣2tx+3与y轴交点为(0,3),其关于对称轴直线x=m﹣1的对称点为(2m﹣2,3),由b<3,知4<2m﹣2,m>3;①当A(m﹣2,a),B(4,b)都在对称轴左侧时,y随x的增大而减小,有4<m﹣2,可得m满足的条件为m>6;②当A(m﹣2,a)在对称轴左侧,B(4,b)在对称轴右侧时,B(4,b)到对称轴直线x=m﹣1距离大于A(m﹣2,a)到对称轴直线x=m﹣1的距离,故4﹣(m﹣1)>m﹣1﹣(m﹣2),得:m<4,m满足的条件是3<m<4.
【解答】解:(1)将(2,1)代入y=x2﹣2tx+3得:
1=4﹣4t+3,
解得:t=;
(2)抛物线y=x2﹣2tx+3对称轴为 x=t.
若0<t≤3,当x=t时函数取最小值,
∴t2﹣2t2+3=﹣2,
解得t=;
若t>3,当x=3时函数取最小值,
∴9﹣6t+3=﹣2,
解得 (不符合题意,舍去);
综上所述,t的值为;
(3)∵A(m﹣2,a),C(m,a)都在这个二次函数的图象上,
∴二次函数y=x2﹣2tx+3的对称轴直线x=t即为直线x==m﹣1,
∴t=m﹣1,
∵t>0,
∴m﹣1>0,
解得m>1,
∵m﹣2<m,
∴A在对称轴左侧,C在对称轴右侧,
在y=x2﹣2tx+3中,令x=0得y=3,
∴抛物线y=x2﹣2tx+3与y轴交点为(0,3),
∴(0,3)关于对称轴直线x=m﹣1的对称点为(2m﹣2,3),
∵b<3,
∴4<2m﹣2,
解得m>3;
①当A(m﹣2,a),B(4,b)都在对称轴左侧时,
∵y随x的增大而减小,且a<b,
∴4<m﹣2,
解得m>6,
此时m满足的条件为m>6;
②当A(m﹣2,a)在对称轴左侧,B(4,b)在对称轴右侧时,
∵a<b,
∴B(4,b)到对称轴直线x=m﹣1距离大于A(m﹣2,a)到对称轴直线x=m﹣1的距离,
∴4﹣(m﹣1)>m﹣1﹣(m﹣2),
解得:m<4,
此时m满足的条件是3<m<4,
综上所述,3<m<4或m>6.
3.(2023•杭州)设二次函数y=ax2+bx+1(a≠0,b是实数).已知函数值y和自变量x的部分对应取值如下表所示:
(1)若m=4,
①求二次函数的表达式;
②写出一个符合条件的x的取值范围,使得y随x的增大而减小.
(2)若在m,n,p这三个实数中,只有一个是正数,求a的取值范围.
【分析】(1)①利用待定系数法即可求得;
②利用二次函数的性质得出结论;
(2)根据题意m≤0,由﹣=1,得出b=﹣2a,则二次函数为y=ax2﹣2ax+1,得出m=a+2a+1≤0,解得a≤﹣.
【解答】解:(1)①由题意得,
解得,
∴二次函数的表达式是y=x2﹣2x+1;
②∵y=x2﹣2x+1=(x﹣1)2,
∴抛物线开口向上,对称轴为直线x=1,
∴当x<1时,y随x的增大而减小;
(2)∵x=0和x=2时的函数值都是1,
∴抛物线的对称轴为直线x=﹣=1,
∴(1,n)是顶点,(﹣1,m)和(3,p)关于对称轴对称,
若在m,n,p这三个实数中,只有一个是正数,则抛物线必须开口向下,且m≤0,
∵﹣=1,
∴b=﹣2a,
∴二次函数为y=ax2﹣2ax+1,
∴m=a+2a+1≤0,
∴a≤﹣.
4.(2023•临平区二模)在直角坐标系中,设函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0).
(1)已知a=1.
①若函数的图象经过(0,3)和(﹣1,0)两点,求函数的表达式;
②若将函数图象向下平移两个单位后与x轴恰好有一个交点,求b+c的最小值.
(2)若函数图象经过(﹣2,m),(﹣3,n)和(x0,c),且c<n<m,求x0的取值范围.
【分析】(1)①利用待定系数法求出b,c的值,即可得出函数的表达式.
②写出平移后的函数解析式,根据函数图象向下平移两个单位后与x轴恰好有一个交点,利用判别式Δ=0,即b2﹣4(c﹣2)=0,整理为,进而求出b+c,再配方,结合二次函数的性质即可求解.
(2)判定a<0,由c<n<m,则|x0﹣x0|>|x0+3|>|x0+2|,即可求解.
【解答】解:(1)∵a=1,
∴y=x2+bx+c.
①将(0,3)和(﹣1,0)两点代入y=x2+bx+c.得,
,
解得:.
∴y=x2+4x+3.
答:函数的表达式y=x2+4x+3.
②函数向下平移两个单位得y=x2+bx+c﹣2,此时该函数与x轴恰好有一个交点,
∴Δ=0,
即b2﹣4(c﹣2)=0,
b2﹣4c+8=0,
,
∴b+c=b+=,
∴当b=﹣2时,b+c的最小值为1.
答:b+c的最小值为1;
(2)当x=0时,y=ax2+bx+c=c,即抛物线和y轴的交点为:(0,c),
而(x0,c),则抛物线的对称轴为x=x0,
当a>0时,抛物线开口向上,
∵函数图象经过(﹣2,m),(﹣3,n)且n<m,
∴x=﹣3比直线x=﹣2离抛物线对称轴更近,
∴抛物线的对称轴在x=﹣的左侧,
则c>m和题设矛盾,故a<0,
∵c<n<m,
则|x0﹣x0|>|x0+3|>|x0+2|,
解得:﹣5<x0<﹣3.
综上,满足条件的x0=0或﹣5<x0<﹣3.
05 区间范围内二次函数的最值问题
1.(2024•拱墅区二模)已知二次函数的图象经过原点O和点A(8+t,0),其中t≥0.
(1)当t=0时.
①求y关于x的函数表达式,并求出当x为何值时,y有最大值,最大值为多少?
②当x=m和x=n时(m≠n),函数值相等,求m,n之间的关系式.
(2)当t>0时,在0≤x≤8范围内,y是否存在最大值18?若存在,求出相应的t和x的值,若不存在,请说明理由.
【分析】(1)①把O(0,0),A(8,0)代入y=﹣x2+bx+c得,可求出y关于x的函数表达式为y=﹣x2+2x;而y=﹣x2+2x=﹣(x﹣4)2+4,故当x为4时,y有最大值,最大值为4;
②根据当x=m和x=n时(m≠n),函数值相等,可得﹣(m﹣4)2+4=﹣(n﹣4)2+4,即可求出m+n=8;
(2)把二次函数的图象经过原点O和点A(8+t,0),,可求出y=﹣x2+x=﹣(x﹣)2+,故抛物线y=﹣x2+x的对称轴为直线x=;①当≥8,即t≥8时,﹣×82+×8=18,解得t的值即可知当t的值为9,x的值为8时,y取得最大值18;②当<8,即0<t<8时,有=18,可解得:t=﹣12﹣8(小于0,舍去)或t=12﹣8(大于8,舍去).
【解答】解:(1)当t=0时,A(8,0),
①把O(0,0),A(8,0)代入y=﹣x2+bx+c得:
,
解得:,
∴y关于x的函数表达式为y=﹣x2+2x;
∵y=﹣x2+2x=﹣(x﹣4)2+4,
∴当x为4时,y有最大值,最大值为4;
②∵当x=m和x=n时(m≠n),函数值相等,
∴﹣(m﹣4)2+4=﹣(n﹣4)2+4,
∴(m﹣n)(m+n﹣8)=0,
∵m﹣n≠0,
∴m+n=8;
(2)在0≤x≤8范围内,y存在最大值18,理由如下:
∵二次函数的图象经过原点O和点A(8+t,0),
∴,
解得,
∴y=﹣x2+x=﹣(x﹣)2+,
∴抛物线y=﹣x2+x的对称轴为直线x=;
①当≥8,即t≥8时,
x=8,y=﹣x2+x取得最大值,
∴﹣×82+×8=18,
解得:t=9,
∴当t的值为9,x的值为8时,y取得最大值18;
②当<8,即0<t<8时,
y=﹣x2+x在顶点处取最大值,
∴=18,
解得:t=﹣12﹣8(小于0,舍去)或t=12﹣8(大于8,舍去),
综上所述,当t的值为9,x的值为8时,y取得最大值18.
2.(2024•东城区校级模拟)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=x2﹣2tx+t2﹣t.
(1)求抛物线的顶点坐标(用含t的代数式表示);
(2)点P(x1,y1),Q(x2,y2)在抛物线上,其中t﹣1≤x1≤t+2,x2=1﹣t.
①若y1的最小值是﹣2,求y1的最大值;
②若对于x1,x2,都有y1<y2,求出t的取值范围.
【分析】(1)将抛物线的解析式配成顶点式,即可写成答案;
(2)①先确定出当x=t时,y1的最小值为t,进而求出t,再判断出当x=t+2时,y1取最大值,即可求出答案;
②先由y1<y2得出(x2﹣x1)(x2+x1﹣2t)>0,进而得出或,最后分两种情况,利用t﹣1≤x1≤t+2,x2=1﹣t,即可求出答案.
【解答】解:(1)∵y=x2﹣2tx+t2﹣t=(x﹣t)2﹣t,
∴抛物线的顶点坐标为(t,﹣t);
(2)①∵y=x2﹣2tx+t2﹣t=(x﹣t)2﹣t,
∴抛物线的对称轴为x=t,
∵1>0,
∴抛物线开口向上,
∵t﹣1≤x1≤t+2,
∴当x=t时,y1的最小值为﹣t,
∵y1的最小值是﹣2,
∴t=2,
∵|t﹣1﹣t|=1,|t+2﹣t|=2,
∴当x=t+2时,y1最大=(t+2﹣t)2﹣t=4﹣t=4﹣2=2,
即y1的最大值为2;
②∵点P(x1,y1),Q(x2,y2)在抛物线y=(x﹣t)2﹣t上,
∴y1=(x1﹣t)2﹣t,y2=(x2﹣t)2﹣t,
∵对于x1,x2,都有y1<y2,
∴y2﹣y1=(x2﹣t)2﹣t﹣(x1﹣t)2+t=(x2﹣t)2﹣(x1﹣t)2=(x2﹣x1)(x2+x1﹣2t)>0,
∴或,
Ⅰ、当时,
由①知,x2>x1,
∵t﹣1≤x1≤t+2,x2=1﹣t,
∴1﹣t>t+2,
∴t<﹣,
由②知,x2+x1>2t,
∵t﹣1≤x1≤t+2,x2=1﹣t,
∴0≤x2+x1≤3,
∴2t<0,
∴t<0,
即t<﹣;
Ⅱ、当时,
由③知,x2<x1,
∵t﹣1≤x1≤t+2,x2=1﹣t,
∴1﹣t<t﹣1,
∴t>1,
由④知,x2+x1<2t,
∵t﹣1≤x1≤t+2,x2=1﹣t,
∴0≤x2+x1≤3,
∴2t>3,
∴t>,
即t>;
即满足条件的t的取值范围为t<﹣或t>.
3.(2024•镇海区校级模拟)若二次函数y1=a1x2+b1x+c1与y2=a2x2+b2x+c2的图象关于点P(1,0)成中心对称图形,我们称y1与y2互为“中心对称”函数.
(1)求二次函数y=x2+6x+3的“中心对称”函数的解析式;
(2)若二次函数y=ax2+2ax+c(a>0)的顶点在它的“中心对称”函数图象上,且当时,y最大值为2,求此二次函数解析式;
(3)二次函数y1=ax2+bx+c(a<0)的图象顶点为M,与x轴负半轴的交点为A、B,它的“中心对称”函数y2的顶点为N,与x轴的交点为C、D,从左往右依次是A、B、C、D,若AB=2BP,且四边形AMDN为矩形,求b2﹣4ac的值.
【分析】(1)由新定义即可求解;
(2)求出c=﹣7a,得到抛物线的表达式为:y=﹣a(x﹣3)2+a﹣c=a(x2+2x﹣7),即可求解;
(3)由MH2=AH•DH,即可求解.
【解答】解:(1)y=x2+6x+3=(x+3)2﹣6,
则该函数的顶点坐标为:(﹣3,﹣6),
则该顶点关于(1,0)的对称点为(5,6),
则“中心对称”函数的解析式为:y=﹣(x﹣5)2+6;
(2)由抛物线的表达式知,其对称轴为直线x=﹣1,则顶点坐标为:(﹣1,c﹣a),
则“中心对称”函数的顶点坐标为:(3,a﹣c),
则“中心对称”函数的表达式为:y=﹣a(x﹣3)2+a﹣c,
将(﹣1,c﹣a)代入上式得:c﹣a=﹣a(﹣1﹣3)2+a﹣c,
解得:c=﹣7a,
则抛物线的表达式为:y=﹣a(x﹣3)2+a﹣c=a(x2+2x﹣7),
当时,即﹣5≤x≤2,
则抛物线在x=﹣5时,取得最大值为2,
即a(25﹣10﹣7)=2,
解得:a=,
则抛物线的表达式为:y=x2+x﹣;
(3)如下图:
设点A、D的横坐标分别为:x1,x2,Δ=b2﹣4ac,
则点M的坐标为:(﹣,),x1=,
根据点的对称性,点D的横坐标x2=2﹣x1,
由点A、H的坐标得,AB=﹣,
则BP=1﹣,
若AB=2BP,即=2﹣×2,
整理得:2a+b=2,
当四边形AMDN为矩形时,则∠AMD=90°,设左侧抛物线的对称轴交x轴于点H,
在Rt△ADM中,tan∠MDH==tan∠AMH=,
则MH2=AH•DH,
而MH=﹣,AH=﹣﹣()=,DH=(2﹣xA﹣xH),
则(﹣)2=×(2﹣xA﹣xH),
整理得:=(2b+4a+),
将2a+b=2代入上式得:=×(5),
解得:Δ=20,
即b2﹣4ac=20.
4.(2024•镇海区校级模拟)已知函数y=x2+bx+3b(b为常数).
(1)若图象经过点(﹣2,4),判断图象经过点(2,4)吗?请说明理由;
(2)设该函数图象的顶点坐标为(m,n),当b的值变化时,求m与n的关系式;
(3)若该函数图象不经过第三象限,当﹣6≤x≤1时,函数的最大值与最小值之差为16,求b的值.
【分析】(1)把点(﹣2,4)代入y=x2+bx+3b中,即可得到函数表达式,然后把点(2,4)代入判断即可;
(2)利用顶点坐标公式得到﹣=m,=n,然后消去b可得到n与m的关系式.
(3)由抛物线不经过第三象限可得b的取值范围,分别讨论x=﹣6与x=1时y为最大值求解.
【解答】解:(1)把点(﹣2,4)代入y=x2+bx+3b中得:
4﹣2b+3b=4,
解得b=0,
∴此函数表达式为:y=x2,
当x=2时,y=4,
∴图象经过点(2,4);
(2)∵抛物线函数y=x2+bx+3b(b为常数)的顶点坐标是 (m,n),
∴﹣=m,=n,
∴b=﹣2m,
把b=﹣2m代入=n得n==﹣m2﹣6m.
即n关于m的函数解析式为n=﹣m2﹣6m.
(3)把x=0代入y=x2+bx+3b得y=3b,
∵抛物线不经过第三象限,
∴3b≥0,即b≥0,
∵y=x2+bx+3b=(x+)2﹣+3b,
∴抛物线顶点(﹣,﹣+3b),
∵﹣≤0,
∴当﹣+3b≥0时,抛物线不经过第三象限,
解得b≤12,
∴0≤b≤12,﹣6≤﹣≤0,
∴当﹣6≤x≤1时,函数最小值为y=﹣+3b,
把x=﹣6代入y=x2+bx+3b得y=36﹣3b,
把x=1代入y=x2+bx+3b得y=1+4b,
当36﹣3b﹣(﹣+3b)=16时,
解得b=20(不符合题意,舍去)或b=4.
当1+4b﹣(﹣+3b)=16时,
解得b=6或b=﹣10(不符合题意,舍去).
综上所述,b=4或6.
1.对于二次函数y=ax2+bx+c,定义函数是它的相关函数.若一次函数y=x+1与二次函数y=x2﹣4x+c的相关函数的图象恰好两个公共点,则c的值可能是( )
A.﹣1B.0C.D.2
【分析】画出一次函数y=x+1与二次函数y=x2﹣4x+c的相关函数的图象,利用数形结合的思想解答即可.
【解答】解:直线y=x+1与y轴的交点为(0,1),
二次函数y=x2﹣4x+c的相关函数为y=,
一次函数y=x+1与函数y=恰有两个交点,如图所示:
由图象知,当c≥1时,y=x+1与y=x2﹣4x+c(≥0)恰有两个交点,
∴方程x2﹣4x+c=x+1有两个不相等的实数根,
即x2﹣5x+c﹣1=0,
Δ=(﹣5)2﹣4(c﹣1)>0,
∴c<,
∴c的取值范围为1≤c<,
∴c可能的值为2,
故选:D.
2.如图,抛物线y=﹣﹣x+c(﹣6≤x≤0)与x轴交于点A(﹣6,0).点P(t,y1),Q(t+3,y2)是抛物线上两点,当t≤x≤t+3时,二次函数最大值记为y最大值,最小值记为y最小值,设m=y最大值﹣y最小值,则m的取值范围是( )
A.B.C.≤m≤1D.
【分析】首先根据抛物线解析式求得对称轴方程;然后分类讨论:当点P,Q均在对称轴x=﹣2左侧时,当点P在对称轴x=﹣2左侧,Q在对称轴x=﹣2右侧,利用抛物线的性质作答即可.
【解答】解:抛物线y=﹣﹣x+c(﹣6≤x≤0)的对称轴为:x=﹣=﹣2.
当点P,Q均在对称轴x=﹣2左侧时,有﹣6≤t<﹣5,,
,
则,
∵m随t的增大而减小,﹣6≤t<﹣5,
∴.
当点P在对称轴x=﹣2左侧,Q在对称轴x=﹣2右侧时,
①若点P距对称轴的距离大于点Q距对称轴的距离时,有﹣5≤t<﹣3.5,,
,
则,
对称轴:t=﹣2,在对称轴左侧m随t的增大而减小,
∴
②若点P距对称轴的距离小于点Q距对称轴的距离时,
当﹣3.5≤t≤﹣3时,,,
则,
对称轴t=﹣5,在对称轴左侧m随t的增大而增大,
∴;
∵﹣6≤t≤0,
∴点P,Q不可能均在对称轴x=﹣2右侧.
综上可得:,
故选:D.
3.已知抛物线y=﹣x2﹣2mx+3与直线y=2x+10m在﹣4<x<0范围内有唯一公共点,则m的取值范围为( )
A.或B.或
C.或D.或
【分析】本题考查了一次函数和二次函数的交点问题,当y=﹣x2﹣2mx+3与直线y=2x+10m在﹣4<x<0范围内有唯一公共点时,Δ=0,进一步分析求解即可.
【解答】解:∵y=﹣x2﹣2mx+3与直线y=2x+10m在﹣4<x<0范围内有唯一公共点,
∴令﹣x2﹣2mx+3=2x+10m,
即x2+(2m+2)x﹣3+10m=0,
当Δ=0时,则(2m+2)2﹣4(﹣3+10m)=0,
解得m1=4+2,m2=4﹣2,
当m=4+2时,
x2+(10+4)x+37+20=0,
解得:x1=x2=﹣5﹣2<﹣4(不合题意,舍去);
当m=4﹣2时,x2+(10﹣4)x+37﹣20=0,
解得:x1=x2=﹣5+2满足要求,
所以m=4﹣2;
当Δ>0时,y=x2+(2m+2)x﹣3+10m在﹣4<x<0范围内有一个根,
则x=﹣4与x=0时的两个函数值必须异号,
当x=﹣4时,y=2m+5,
当x=0时,y=10m﹣3,
∴(10m﹣3)(2m+5)<0,
∵(10m﹣3)(2m+5)=0时,
m=或m=﹣且开口向上,
则(10m﹣3)•(2m+5)≤0的解为﹣,
综上所述:m=4﹣2或﹣.
故选:A.
4.定义:若抛物线的顶点与x轴的两个交点构成的三角形是直角三角形,则这种抛物线就称为:“美丽抛物线”.如图,直线l:y=x+b经过点M(0,),一组抛物线的顶点B1(1,y1),B2(2,y2),B3(3,y3),…Bn(n,yn)(n为正整数),依次是直线l上的点,这组抛物线与x轴正半轴的交点依次是:A1(x1,0),A2(x2,0),A3(x3,0),…An+1(xn+1,0)(n为正整数).若x1=d(0<d<1),当d为( )时,这组抛物线中存在美丽抛物线.
A.或B.或C.或D.
【分析】由抛物线的对称性可知,所构成的直角三角形必是以抛物线顶点为直角顶点的等腰三角形,所以此等腰三角形斜边上的高等于斜边的一半.又0<d<1,所以等腰直角三角形斜边的长小于2,所以等腰直角三角形斜边的高一定小于1,即抛物线的定点纵坐标必定小于1.
【解答】解:直线l:y=x+b经过点M(0,),则b=;
∴直线l:y=x+.
由抛物线的对称性知:抛物线的顶点与x轴的两个交点构成的直角三角形必为等腰直角三角形;
∴该等腰三角形的高等于斜边的一半.
∵0<d<1,
∴该等腰直角三角形的斜边长小于2,斜边上的高小于1(即抛物线的顶点纵坐标小于1);
∵当x=1时,y1=×1+=<1,
当x=2时,y2=×2+=<1,
当x=3时,y3=×3+=>1,
∴美丽抛物线的顶点只有B1、B2.
①若B1为顶点,由B1(1,),则d=1﹣=;
②若B2为顶点,由B2(2,),则d=1﹣[(2﹣)﹣1]=,
综上所述,d的值为或时,存在美丽抛物线.
故选:B.
5.已知二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象经过点(﹣2,y1),(m﹣3,n),(﹣1,0),(3,y2),(7﹣m,n).则下列四个结论①y1>y2;②5a+c=0;③方程ax2+bx+c=0的解为x1=﹣1,x2=5;④对于任意实数t,总有at2+bt+c≥﹣3a中,正确结论是 ①②③ (填写序号).
【分析】利用抛物线的对称性可求得抛物线的对称轴,利用对称轴方程可得a,b的关系,用待定系数法将(﹣1,0)代入,可得c与a的关系,利用配方法可求得抛物线的顶点坐标,由此可画出函数的大致图象,利用图象可判定①正确;将a,b关系式代入a﹣b+c=0可得②正确;令y=0解方程即可判定③正确;利用函数的最小值可判定④不正确.
【解答】解:∵a>0,
∴抛物线y=ax2+bx+c开口向上.
∵二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象经过点(m﹣3,n),(7﹣m,n),
∴抛物线y=ax2+bx+c的对称轴为直线x==2.
∴﹣=2.
∴b=﹣4a.
∵二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象经过点(﹣1,0),
∴a﹣b+c=0.
∴a﹣(﹣4a)+c=0.
∴5a+c=0.
∴c=﹣5a.
∴二次函数的解析式为:y=ax2﹣4ax﹣5a.
∵y=ax2﹣4ax﹣5a=a(x﹣2)2﹣9a,
∴它的大致图象如图:
由图象可知:y1>y2,
∴①的说法正确;
∵a﹣b+c=0,b=﹣4a,
∴5a+c=0.
∴②的说法正确;
令y=0,则ax2+bx+c=0.
∵b=﹣4a,c=﹣5a,
∴ax2﹣4ax﹣5a=0.
∵a>0,
即x2﹣4x﹣5=0.
解得:x1=﹣1,x2=5,
∴方程ax2+bx+c=0的解为x1=﹣1,x2=5.
∴③的说法正确;
∵y=ax2﹣4ax﹣5a=a(x﹣2)2﹣9a,a>0,
∴当x=2时,y有最小值为﹣9a,
∴对于任意实数t,总有at2+bt+c≥﹣9a.
∴④的说法不正确.
综上,正确结论是:①②③,
故答案为:①②③.
6.定义:若一个函数图象上存在横、纵坐标相等的点,则称该点为这个函数图象的“等值点”.例如,点(﹣1,﹣1)是函数y=2x+1的图象的“等值点”.
(1)分别判断函数y=x+2,y=x2﹣x的图象上是否存在“等值点”?如果存在,求出“等值点”的坐标;如果不存在,说明理由;
(2)设函数(x>0),y=﹣x+b的图象的“等值点”分别为点A,B,过点B作BC⊥x轴,垂足为C.当△ABC的面积为3时,求b的值;
(3)若函数y=x2﹣2(x≥m)的图象记为W1,将其沿直线x=m翻折后的图象记为W2,当W1,W2两部分组成的图象上恰有2个“等值点”时,请直接写出m的取值范围.
【分析】(1)根据“等值点”的定义建立方程求解即可得出答案;
(2)先根据“等值点”的定义求出函数y=(x>0)的图象上有两个“等值点”A(,),同理求出B(b,b),根据△ABC的面积为3可得×|b|×|﹣b|=3,求解即可;
(3)先求出函数y=x2﹣2的图象上有两个“等值点”(﹣1,﹣1)或(2,2),再利用翻折的性质分类讨论即可.
【解答】解:(1)在y=x+2中,令x=x+2,得0=2不成立,
∴函数y=x+2的图象上不存在“等值点”;
在y=x2﹣x中,令x2﹣x=x,
解得:x1=0,x2=2,
∴函数y=x2﹣x的图象上有两个“等值点”(0,0)或(2,2);
(2)在函数y=(x>0)中,令x=,
解得:x=,
∴A(,),
在函数y=﹣x+b中,令x=﹣x+b,
解得:x=b,
∴B(b,b),
∵BC⊥x轴,
∴C(b,0),
∴BC=|b|,
∵△ABC的面积为3,
∴×|b|×|﹣b|=3,
当b<0时,b2﹣2﹣24=0,
解得b=﹣2,
当0≤b<2时,b2﹣2+24=0,
∵Δ=(﹣2)2﹣4×1×24=﹣84<0,
∴方程b2﹣2+24=0没有实数根,
当b≥2时,b2﹣2﹣24=0,
解得:b=4,
综上所述,b的值为﹣2或4;
(3)令x=x2﹣2,
解得:x1=﹣1,x2=2,
∴函数y=x2﹣2的图象上有两个“等值点”(﹣1,﹣1)或(2,2),
①当m<﹣1时,W1,W2两部分组成的图象上必有2个“等值点”(﹣1,﹣1)或(2,2),
W1:y=x2﹣2(x≥m),
W2:y=(x﹣2m)2﹣2(x<m),
令x=(x﹣2m)2﹣2,
整理得:x2﹣(4m+1)x+4m2﹣2=0,
∵W2的图象上不存在“等值点”,
∴Δ<0,
∴(4m+1)2﹣4(4m2﹣2)<0,
∴m<﹣,
②当m=﹣1时,有3个“等值点”(﹣2,﹣2)、(﹣1,﹣1)、(2,2),
③当﹣1<m<2时,W1,W2两部分组成的图象上恰有2个“等值点”,
④当m=2时,W1,W2两部分组成的图象上恰有1个“等值点”(2,2),
⑤当m>2时,W1,W2两部分组成的图象上没有“等值点”,
综上所述,当W1,W2两部分组成的图象上恰有2个“等值点”时,m<﹣或﹣1<m<2.
7.定义:点P(m,m)是平面直角坐标系内一点,将函数l的图象位于直线x=m左侧部分,以直线y=m为对称轴翻折,得到新的函数l′的图象,我们称函数l′的函数是函数l的相关函数,函数l′的图象记作F1,函数l的图象未翻折的部分记作F2,图象F1和F2合起来记作图象F.
例如:函数l的解析式为y=x2﹣1,当m=1时,它的相关函数l′的解析式为y=﹣x2+3(x<1).
(1)如图,函数l的解析式为y=﹣x+2,当m=﹣1时,它的相关函数l′的解析式为y= y=x﹣4(x<﹣1) .
(2)函数l的解析式为y=﹣,当m=0时,图象F上某点的纵坐标为﹣2,求该点的横坐标.
(3)已知函数l的解析式为y=x2﹣4x+3,
①已知点A、B的坐标分别为(0,2)、(6,2),图象F与线段AB只有一个公共点时,结合函数图象,求m的取值范围;
②若点C(x,n)是图象F上任意一点,当m﹣2≤x≤5时,n的最小值始终保持不变,求m的取值范围(直接写出结果).
【分析】(1)运用“相关函数”的定义结合待定系数法解答即可;
(2)先写出图象F的解析式,再分别将y=﹣2代入,解得x值,即可得出该点的横坐标;
(3)①先根据“相关函数”的定义得出图象F的解析式,再运用二次函数图象和性质分类讨论:当F2经过点(m,2)时,当F1经过点(m,2)时,当F1经过点A(0,2)时,当F1经过点B(6,2)时,综合得出结论即可;
②由n的最小值始终保持不变,结合抛物线对称轴为直线x=2,可得出m≤2,再由m﹣2≤x≤5,结合二次函数增减性列不等式求解即可.
【解答】解:(1)根据题意,将函数l的解析式为y=﹣x+2的图象沿直线y=﹣1翻折,设所得函数l′的解析式为y=kx+b,
在y=﹣x+2(x<﹣1)取两点(﹣2,3),(﹣4,4),可得到这两点关于直线y=﹣1的对称点(﹣2,﹣5)和(﹣4,﹣6),
把(﹣2,﹣5)和(﹣4,﹣6)分别代入y=kx+b,
得:,
解得:,
∴函数l′的解析式为y=x﹣4(x<﹣1).
(2)根据题意,可得图象F的解析式为:y=,
当y=﹣2时,=﹣2,=﹣2,
解得:x=,x=﹣,
∴该点的横坐标为或﹣;
(3)①根据题意,得图象F的解析式为:y=,
当F2经过点(m,2)或当y=2时,x2﹣4x+3=2,
解得:m=x=2±;
当F1经过点(m,2)或当y=2时,﹣(m﹣2)2+2m+1=2,
解得:m=1或5;
当F1经过点A(0,2)时,﹣(﹣2)2+2m+1=2,
解得:m=;
当F1经过点B(6,2)时,﹣(6﹣2)2+2m+1=2,
解得:m=;
随着m的增大,图象F2的左端点先落在AB上(两个交点),F1的端点落在AB上(一个交点),图象F1经过点A(两个交点),图象F2的左端点再次落在AB上(一个交点),图象F1的端点落在AB上(无交点),图象F1经过点B(一个交点),
∴m的取值范围为:2﹣<m≤1,<m≤2+或5<m≤.
②∵n的最小值始终保持不变,
∴m≤2,
∵m﹣2≤x≤5,
∴﹣(m﹣2﹣2)2+2m+1≥﹣1,整理得:(m﹣5)2﹣11≤0,
令(m﹣5)2﹣11=0,
解得:m1=5﹣,m2=5+,
∴5﹣≤m≤2.
应对此类问题,严格谨记以下几个关键考点:
①二次函数 SKIPIF 1 < 0 的对称轴公式: SKIPIF 1 < 0 、
②顶点公式 SKIPIF 1 < 0 、
③增减性的应用:当 SKIPIF 1 < 0 时,函数有最小值,抛物线上的各点,谁离对称轴越近,谁的y越小;当 SKIPIF 1 < 0 时,函数有最大值,抛物线上的各点,谁离对称轴越近,谁的y越大。
二次函数牵涉到的计算主要都是一元二次方程的计算,而一元二次方程的根的判别式、韦达定理等性质也可以在二次函数的题目中应用。
求交点就是联立解析式。
x
…
﹣1
0
1
2
3
…
y
…
m
1
n
1
p
…
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