22.1.4 二次函数 y=ax2 +bx+c的图像和性质(题型专攻)-2022-2023学年九年级数学上册章节同步实验班培优题型变式训练(人教版)(解析+原卷)
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22.1.4 二次函数 y=ax2 +bx+c的图像和性质
题型导航
二
次
函
数
二次函数的图像和性质
题型1
二次函数的图像与各项系数符号问题
题型2
待定系数法求二次函数解析式
题型3
二次函数图像的平移
题型4
一次函数与二次函数综合问题
题型5
利用二次函数的对称性求最短路径
题型6
题型变式
【题型1】二次函数的图像和性质
1.(2022·河南新乡·二模)二次函数y=−x2+4x+7的顶点坐标和对称轴分别是( )
A.,x=2 B.,x=2 C.,x=-2 D.,x=2
【答案】A
【解析】
【分析】
将题目中函数解析式化为顶点式,从而可以得到该函数的顶点坐标和对称轴,本题得以解决.
【详解】
解:∵y=-x2+4x+7
=-(x-2)2+11,
∴该函数的顶点坐标是(2,11),对称轴是直线x=2.
故选:A.
【点睛】
本题考查二次函数的性质,解答本题的关键是明确二次函数的性质,利用二次函数的顶点式解答.
【变式1-1】
2.(2022·浙江温州·模拟预测)若抛物线与x轴只有一个交点,且过点,,则n的值为_______.
【答案】4
【解析】
【分析】
根据A、B的坐标易得抛物线的对称轴,再通过设顶点式,代入坐标,可得n的值.
【详解】
过点,
是抛物线的对称轴.
抛物线与x轴只有一个交点.
顶点坐标为:
设抛物线的解析式为:
把代入,得:
解得:.
故答案为:4.
【点睛】
本题考查了抛物线与x轴的交点、抛物线的解析式,解决问题的关键在于找到顶点坐标,根据顶点坐标设解析式.
【题型2】二次函数的图像与各项系数符号问题
1.(2022·贵州遵义·二模)已知二次函数(a,b,c为常数,)的部分图象如图所示,则下列结论正确的有______.(填序号)
①;②;③;④若当时,,则有.
【答案】②④##④②
【解析】
【分析】
根据开口方向确定的正负,根据对称轴的位置确定的正负,根据抛物线与轴的交点确定的正负,由此判断①;由抛物线的对称轴为可求得与的等量关系,由此判断②;根据与时函数值的正负判断③;由与时的函数值正负求出的取值范围,由此判断④.
【详解】
解:抛物线开口向下,对称轴在轴左侧,与轴交于正半轴,
,,,
,,,
,①错误;
抛物线的对称轴为直线,
,即,
,②正确;
由图可知,当时,,当时,,
,即,
,③错误;
若当时,,则,
又,
该抛物线的表达式为,
由图可知,当时,;当时,.
,解得,④正确.
故答案为:②④.
【点睛】
本题考查了二次函数的图象与性质,熟练掌握二次函数的图象特征是解题的关键.
【变式2-1】
2.(2022·山东菏泽·九年级期中)如图,若二次函数的图象的对称轴为直线,与轴交于点,与轴交于点、点,则下列结论:①;②二次函数的最大值为;③;④;⑤当时,.⑥;其中正确的结论有________.
【答案】②⑤⑥
【解析】
【分析】
根据对称轴在轴的右侧,与轴相交在正半轴,可判定①;
由顶点坐标即可判断②;
由即可判断③;
由抛物线与轴有两个交点即可判断④;
有抛物线与轴交点的横坐标即可判断⑤;
由对称轴方程得到,由时函数值为即可判断⑥.
【详解】
解:二次函数对称轴在轴的右侧,与轴相交在正半轴,,故①不正确;
二次函数的图象的对称轴为直线,
顶点坐标为,且开口向下,二次函数的最大值为,
故②正确;
抛物线过,
时,,即,
故③不正确;
抛物线与轴有两个交点,
,
故④正确;
对称轴为直线,,
,
有图象可知,时,,
故⑤正确;
,即,
而时,,即,
,
,
故⑥正确,
故答案为:②⑤⑥.
【点睛】
本题考查了二次函数的图象与系数的关系、二次函数图象与轴的交点等知识点,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
【题型3】待定系数法求二次函数的解析式
1.(2022·山东德州·二模)已知,y与x的部分对此值如下表:
x
……
-2
-1
0
2
……
y
……
-3
-4
-3
5
……
则一元二次方程的解为__________.
【答案】,
【解析】
【分析】
根据题意将,,代入,列出方程组,求出、、,再求解方程.
【详解】
解:依题意有:将,,代入,
得:,
解得:,
,
解得:,,
故答案为:,.
【点睛】
本题考查了待定系数法求二次函数的解析式、求解一元二次方程,解题的关键是利用待定系数法求解出解析式.
【变式3-1】
2.(2022·安徽·三模)已知抛物线,其中为实数.
(1)若抛物线经过点,则________;
(2)该抛物线经过点,已知点,,若抛物线与线段有交点,则的取值范围为________.
【答案】 4
【解析】
【分析】
(1)将点(1,4)代入解析式求解即可;
(2)将代入抛物线,可得,化简解析式为顶点式,根据题意分两种情况进行讨论分析求解即可.
【详解】
解:(1)将点(1,4)代入解析式可得:
4=a+b-a,
解得b=4,
故答案是:4;
(2)将代入抛物线,
可得,则,
∵抛物线与线段BC有交点,
∴在对称轴上,在对称轴右侧.
当时,如图所示:
,无解;
当时,如图所示:
,
解得,
故答案为:①4;②.
【点睛】
题目主要考查二次函数的基本性质及分类讨论思想,理解题意,熟练掌握二次函数的基本性质是解题关键.
【题型4】二次函数图像的平移
1.(2022·山西大同·二模)把函数的图像向左平移1个单位长度,平移后图像的函数解析式为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
抛物线在平移时开口方向不变,a不变,根据图像平移的口诀“左加右减、上加下减”即可解答.
【详解】
解:∵y=x2−2x+3=(x−1)2+2,
∴把函数y=x2−2x+3y的图像向左平移1个单位长度,平移后图像的函数解析式为:y=[(x−1)+1]2+2=x2+2,
故选:A.
【点睛】
本题考查了二次函数图像与几何变换,解题的关键是熟练掌握图像平移时函数表达式的变化特点.
【变式4-1】
2.(2022·江苏·东海县教育局教研室二模)把抛物线的图像向右平移1个单位,再向上平移3个单位后,所得图像的函数表达式是______.
【答案】
【解析】
【分析】
利用函数图象的平移法则“左加右减、上加下减”进行分析即可.
【详解】
解:将抛物线的图象向右平移个单位,得到函数的图象,再向上平移个单位,得到函数的图象.
故答案为:.
【点睛】
本题考查了函数图象的平移变换,熟练掌握函数图象的平移规则是解题的关键.
【题型5】一次函数与二次函数综合问题
1.(2022·广西梧州·九年级期末)如图,直线y=kx+h和抛物线交于、两点,则关于x的不等式的解集是______.
【答案】
【解析】
【分析】
根据图象直线在抛物线上方的部分即可得出答案.
【详解】
解:由知,
即图象上直线在抛物线上方的部分,
由图象可知x的取值范围,
故答案为:.
【点睛】
本题主要考查二次函数与不等式的关系,关键是要会把数和形有机结合.
【变式5-1】
2.(2021·河南许昌·九年级期中)如图,直线y=kx+b(k≠0)与抛物线y=ax2(a≠0)交于A、B两点,且点A的横坐标是﹣2,点B的横坐标为6则以下结论:①抛物线y=ax2(a≠0)的图象的顶点一定是原点;②x<0时,直线y=kx+b(k≠0)与抛物线y=ax²(a≠0)的函数值都随着x的增大而减小;③AB的长度可以等于8;④△OAB不可能成为等边三角形;⑤当﹣6<x<2时,ax2+kx<b,其中正确的结论是 _____.(填序号)
【答案】①④⑤
【解析】
【分析】
①由顶点坐标公式判断即可;
②根据图象得到一次函数y=kx+b当y的值随的x的增大而增大,抛物线当x大于0时y的值随的x的增大而增大,本选项错误;
③AB长不可能为8,由A、B的横坐标求出AB为8时,直线AB与x轴平行,即k=0,与已知矛盾;
④△OAB不可能为等边三角形,因为OA与OB不可能相等,本选项正确;
⑤直线y=-kx+b与y=kx+b关于y轴对称,作出对称后的图象,故y=-kx+b与抛物线交点横坐标分别为-6与2,找出一次函数图象在抛物线上方时x的范围判断即可.
【详解】
解:①抛物线y=ax2,利用顶点坐标公式得:顶点坐标为(0,0),本选项正确;
②根据图象得:一次函数y=kx+b当y的值随的x的增大而增大;
抛物线y=ax2(a≠0)当x>0时y的值随的x的增大而增大,则x>0时,直线与抛物线函数值都随着x的增大而增大,本选项错误;
③由A、B横坐标分别为-2,6,若AB=8,可得出直线AB与x轴平行,即k=0,
与已知k≠0矛盾,故AB不可能为8,本选项错误;
④若OA=OB,得到直线AB与x轴平行,即k=0,与已知k≠0矛盾,
∴OA≠OB,即△AOB不可能为等边三角形,本选项正确;
⑤直线y=-kx+b与y=kx+b关于y轴对称,如图所示:
可得出直线y=-kx+b与抛物线交点C、D横坐标分别为-6,2,
由图象可得:当-6<x<2时,ax2<-kx+b,即ax2+kx<b,本选项正确;
则正确的结论有①④⑤.
故答案为:①④⑤.
【点睛】
本题考查了二次函数综合题,涉及的知识有:抛物线顶点坐标公式,一次函数与二次函数的增减性,关于y轴对称点的性质,利用了数形结合的思想,熟练对称性质及数形结合思想是判断命题⑤的关键.
【题型6】利用二次函数的对称性求最短路径
1.(2022·四川省渠县中学二模)如图,抛物线y=-x2+2x+1交x轴于A,B两点,交y轴于点C,点D为抛物线的顶点,点C关于抛物线的对称轴的对称点为点E,点G,F分别在x轴和y轴上,则四边形EDFG周长的最小值为______.
【答案】
【解析】
【分析】
根据抛物线解析式求得点D(1,2)、点E(2,1),作点D关于y轴的对称点D′(-1,2)、作点E关于x轴的对称点E′(2,-1),从而得四边形EDFG的周长=DE+DF+FG+GE=DE+D′F+FG+GE′,当点D′、F、G、E′四点共线时,周长最短,据此根据两点间的距离公式可得答案.
【详解】
解:如图,
在y=-x2+2x+1中,当x=0时,y=1,即点C(0,1),
∵y=-x2+2x+1=-(x-1)2+2,
∴对称轴为x=1,顶点D(1,2),
则点C关于对称轴的对称点E的坐标为(2,1),
作点D关于y轴的对称点D′(-1,2),作点E关于x轴的对称点E′(2,-1),
连接D′、E′,D′E′与x轴的交点G、与y轴的交点F即为使四边形EDFG的周长最小的点,
四边形EDFG的周长=DE+DF+FG+GE
=DE+D′F+FG+GE′
=DE+D′E′
=,
∴四边形EDFG的周长的最小值为:.
故答案是:.
【点睛】
本题主要考查抛物线与x轴的交点、轴对称-最短路线问题,根据轴对称的性质得出点F、G的位置是解题的关键.
【变式6-1】
2.(2021·四川绵阳·一模)如图,抛物线与x轴分别交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于C,在其对称轴上有一动点M,连接MA、MC、AC,则当△MAC的周长最小时,点M的坐标是_____.
【答案】(2,)##
【解析】
【分析】
点A关于函数对称轴的对称点为点B,连接CB交函数对称轴于点M,则点M为所求点,即可求解.
【详解】
解:点A关于函数对称轴的对称点为点B,连接CB交函数对称轴于点M,则点M为所求点,
连接AC,由点的对称性知,MA=MB,
△MAC的周长=AC+MA+MC=AC+MB+MC=CA+BC为最小,
令y=x2-x+5=0,解得x=1或x=3,令x=0,则y=5,
故点A、B、C的坐标分别为(1,0)、(3,0)、(0,5),
则函数的对称轴为x=(1+3)=2,
设直线BC的表达式为y=kx+b,则
,解得,
故直线BC的表达式为y=-x+5,
当x=2时,y=-x+5=,
故点M的坐标为(2,).
故答案为:
【点睛】
本题考查的是抛物线与x轴的交点,主要考查函数图像上点的坐标特征、点的对称性等,利用轴对称确定最短路线是解题的关键.
专项训练
一.选择题
1.(2022·安徽·模拟预测)已知抛物线经过点,且该抛物线的对称轴经过点A,则该抛物线的解析式为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
根据抛物线图象性质可得A点是抛物线顶点坐标,再根据顶点坐标公式进行求解即可.
【详解】
∵抛物线经过点,且该抛物线的对称轴经过点A,
∴函数的顶点坐标是,
∴,
解得,
经检验均符合
∴该抛物线的解析式为.
故选D.
【点睛】
本题主要考查抛物线的性质和顶点坐标公式,解决本题的关键是要熟练掌握抛物线的性质和顶点坐标公式.
2.(2021·广东深圳·中考真题)二次函数的图象与一次函数在同一平面直角坐标系中的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
先分析二次函数的图像的开口方向即对称轴位置,而一次函数的图像恒过定点,即可得出正确选项.
【详解】
二次函数的对称轴为,一次函数的图像恒过定点,所以一次函数的图像与二次函数的对称轴的交点为,只有A选项符合题意.
故选A.
【点睛】
本题考查了二次函数的图像与性质、一次函数的图像与性质,解决本题的关键是能推出一次函数的图像恒过定点,本题蕴含了数形结合的思想方法等.
3.(2020·浙江温州·九年级阶段练习)已知二次函数y = ax2 + bx + c(a≠0)的图象如图所示,则下列结论:①4a + 2b + c > 0 ;②y随x的增大而增大;③方程ax2 + bx + c = 0两根之和小于零;④一次函数y = ax + bc的图象一定不过第二象限,其中正确的个数是( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
【答案】D
【解析】
【分析】
根据函数的图象可知x=2时,函数值的正负性;并且可知与x轴有两个交点,即对应方程有两个实数根;函数的增减性需要找到其对称轴才知具体情况;由函数的图象还可知b、c的正负性,一次函数y=ax+bc所经过的象限进而可知正确选项.
【详解】
∵当x=2时,y=4a+2b+c,对应的y值为正,即4a+2b+c>0,故①正确;
∵因为抛物线开口向上,在对称轴左侧,y随x的增大而减小;在对称轴右侧,y随x的增大而增大,故②错误;
∵由二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象可知:函数图象与x轴有两个不同的交点,即对应方程有两个不相等的实数根,且正根的绝对值较大,∴方程ax2+bx+c=0两根之和大于零,故③错误;
∵由图象开口向上,知a>0,与y轴交于负半轴,知c<0,由对称轴,知b<0,
∴bc>0,
∴一次函数y=ax+bc的图象一定经过第二象限,故④错误;
综上,正确的个数为1个,
故选:D.
【点睛】
本题考查了二次函数的图象与系数的关系以及一次函数的图象,利用了数形结合的思想,此类题涉及的知识面比较广,能正确观察图象是解本题的关键.
4.(2021·江苏苏州·中考真题)已知抛物线的对称轴在轴右侧,现将该抛物线先向右平移3个单位长度,再向上平移1个单位长度后,得到的抛物线正好经过坐标原点,则的值是( )
A.或2 B. C.2 D.
【答案】B
【解析】
【分析】
根据二次函数图象左加右减,上加下减的平移规律进行解答即可.
【详解】
解:函数向右平移3个单位,得:;
再向上平移1个单位,得:+1,
∵得到的抛物线正好经过坐标原点
∴+1即
解得:或
∵抛物线的对称轴在轴右侧
∴>0
∴<0
∴
故选:B.
【点睛】
此题主要考查了函数图象的平移,要求熟练掌握平移的规律:左加右减,上加下减.
5.(2021·江苏徐州·中考真题)在平面直角坐标系中,将二次函数的图像向左平移2个单位长度,再向上平移1个单位长度,所得抛物线对应的函数表达式为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
先求出平移后抛物线的顶点坐标,进而即可得到答案.
【详解】
解:∵的顶点坐标为(0,0)
∴将二次函数的图像向左平移2个单位长度,再向上平移1个单位长度,所得抛物线的顶点坐标为(-2,1),
∴所得抛物线对应的函数表达式为,
故选B
【点睛】
本题主要考查二次函数的平移规律,找出平移后二次函数图像的顶点坐标或掌握“左加右减,上加下减”,是解题的关键.
6.(2021·江苏苏州·一模)若关于x的二次函数y=ax2+bx的图象经过定点(1,1),且当x<﹣1时y随x的增大而减小,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
根据题意开口向上,且对称轴−≥−1,a+b=1,即可得到−≥−1,从而求解.
【详解】
由二次函数y=ax2+bx可知抛物线过原点,
∵抛物线定点(1,1),且当x<-1时,y随x的增大而减小,
∴抛物线开口向上,且对称轴−≥−1,a+b=1,
∴a>0,b=1﹣a,
∴﹣≥﹣1,
∴,
故选:D.
【点睛】
本题考查了二次函数图象与系数的关系,二次函数图象上点的坐标特征,根据题意得关于a的不等式组是解题的关键.
二、填空题
7.(2022·广东·九年级专题练习)二次函数的图象开口向下,则m__________.
【答案】
【解析】
【分析】
根据二次函数的图象开口向下可得,求解即可.
【详解】
解:∵二次函数的图象开口向下,
∴,
解得:,
故答案为:.
【点睛】
本题考查了二次函数图像与系数的关系,熟知一元二次方程,开口向上;,开口向下是解本题的关键.
8.(2021·全国·九年级课时练习)如图,这是二次函数y=x2﹣2x﹣3的图象,根据图象可知,函数值小于0时x的取值范围为_____.
【答案】﹣1<x<3.
【解析】
【分析】
根据图象直接可以得出答案
【详解】
如图,从二次函数y=x2﹣2x﹣3的图象中可以看出
函数值小于0时x的取值范围为:﹣1<x<3
【点睛】
此题重点考察学生对二次函数图象的理解,抓住图象性质是解题的关键
9.(2021·山东菏泽·中考真题)定义:为二次函数()的特征数,下面给出特征数为的二次函数的一些结论:①当时,函数图象的对称轴是轴;②当时,函数图象过原点;③当时,函数有最小值;④如果,当时,随的增大而减小,其中所有正确结论的序号是______.
【答案】①②③.
【解析】
【分析】
利用二次函数的性质根据特征数,以及的取值,逐一代入函数关系式,然判断后即可确定正确的答案.
【详解】
解:当时,
把代入,可得特征数为
∴,,,
∴函数解析式为,函数图象的对称轴是轴,故①正确;
当时,
把代入,可得特征数为
∴,,,
∴函数解析式为,
当时,,函数图象过原点,故②正确;
函数
当时,函数图像开口向上,有最小值,故③正确;
当时,函数图像开口向下,
对称轴为:
∴时,可能在函数对称轴的左侧,也可能在对称轴的右侧,故不能判断其增减性,故④错误;
综上所述,正确的是①②③,
故答案是:①②③.
【点睛】
本题考查了二次函数的图像与性质,二次函数的对称轴等知识点,牢记二次函数的基本性质是解题的关键.
10.(2021·广东·广州市南武中学九年级期中)二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)图象上部分点的坐标(x,y)对应值列表如下:
x
…
-3
-2
-1
0
1
…
y
…
-4
-3
-4
-7
-12
…
则该图象的对称轴是___________
【答案】
【解析】
【分析】
根据二次函数的图象具有对称性和表格中的数据,可以计算出该函数图象的对称轴.
【详解】
解:由表格可得,当x取-3和-1时,y值相等,
该函数图象的对称轴为直线,
故答案为:.
【点睛】
本题考查二次函数的性质、二次函数图象上点的坐标特征,解题的关键是明确题意,利用二次函数的对称性解答.
11.(2020·山东泰安·中考真题)已知二次函数(是常数,)的与的部分对应值如下表:
0
2
6
0
6
下列结论:
①;
②当时,函数最小值为;
③若点,点在二次函数图象上,则;
④方程有两个不相等的实数根.
其中,正确结论的序号是__________________.(把所有正确结论的序号都填上)
【答案】①③④
【解析】
【分析】
先根据表格中的数据利用待定系数法求出抛物线的解析式,进而可直接判断①;由抛物线的性质可判断②;把点和点代入解析式求出y1、y2即可③;当y=﹣5时,利用一元二次方程的根的判别式即可判断④,进而可得答案.
【详解】
解:由抛物线过点(﹣5,6)、(2,6)、(0,﹣4),可得:
,解得:,
∴二次函数的解析式是,
∴a=1>0,故①正确;
当时,y有最小值,故②错误;
若点,点在二次函数图象上,则,,∴,故③正确;
当y=﹣5时,方程即,∵,∴方程有两个不相等的实数根,故④正确;
综上,正确的结论是:①③④.
故答案为:①③④.
【点睛】
本题以表格的形式考查了待定系数法求二次函数的解析式、二次函数的性质以及一元二次方程的根的判别式等知识,属于常考题型,熟练掌握二次函数与一元二次方程的基本知识是解题的关键.
12.(2018·全国·九年级单元测试)小亮同学在探究一元二次方程的近似解时,填好了下面的表格:
根据以上信息请你确定方程的一个解的范围是________.
【答案】
【解析】
【分析】
观察表格可知,随x的值逐渐增大,ax2+bx+c的值在3.24~3.25之间由负到正,故可判断ax2+bx+c=0时,对应的x的值在3.24<x<3.25之间.
【详解】
根据表格可知,ax2+bx+c=0时,对应的x的值在3.24
本题考查了一元二次方程的知识点,解题的关键是根据表格求出一元二次方程的近似根.
三、解答题
13.(2021·广东·华南师大附中九年级阶段练习)已知抛物线.
(1)该抛物线的对称轴为 ;
(2)若该抛物线的顶点在x轴上,求抛物线的解析式;
(3)设点M(m,),N(2,)在该抛物线上,若>,求m的取值范围.
【答案】(1)直线x=-1;(2)或;(3)当a>0时,m<-4或m>2;当a<0时,-4<m<2.
【解析】
【分析】
(1)利用二次函数的对称轴公式即可求得.
(2)根据题意可知顶点坐标,再利用待定系数法即可求出二次函数解析式.
(3)分类讨论当a>0时和a<0时二次函数的性质,即可求出m的取值范围.
【详解】
(1)利用二次函数的对称轴公式可知对称轴.
故答案为:.
(2)∵抛物线顶点在x轴上,对称轴为,
∴顶点坐标为(-1,0).
将顶点坐标代入二次函数解析式得:,
整理得:,
解得:.
∴抛物线解析式为或.
(3)∵抛物线的对称轴为直线x=-1,
∴N(2,y2)关于直线x=-1的对称点为(-4,y2).
根据二次函数的性质分类讨论.
(ⅰ)当a>0时,抛物线开口向上,若y1>y2,即点M在点N或的上方,则m<-4或m>2;
(ⅱ)当a<0时,抛物线开口向下,若y1>y2,即点M在点N或的上方,则-4<m<2.
【点睛】
本题为二次函数综合题,掌握二次函数的性质是解答本题的关键.
14.(2019·全国·九年级单元测试)已知抛物线y=mx2-2mx-3.
(1)若抛物线的顶点的纵坐标是-2,求此时m的值;
(2)已知当m≠0时,无论m为其他何值,每一条抛物线都经过坐标系中的两个定点,求出这两个定点的坐标.
【答案】(1)-1;(2) (0,-3)与(2,-3).
【解析】
【分析】
(1)根据抛物线的顶点的纵坐标是−2,可以求得m的值;
(2)根据当m≠0时,无论m为其他何值,每一条抛物线都经过坐标系中的两个定点,可以求得这两个定点的坐标.
【详解】
解:(1)∵y=mx2-2mx-3=m(x-1)2-m-3,抛物线的顶点的纵坐标是-2,
∴-m-3=-2,
解得m=-1,
即m的值是-1;
(2)∵当m≠0时,无论m为其他何值,每一条抛物线都经过坐标系中的两个定点,
当m=1时,y=x2-2x-3;当m=2时,y=2x2-4x-3,
∴x2-2x-3=2x2-4x-3.
∴x2-2x=0.
∴x1=0,x2=2.
∴这两个定点为(0,-3)与(2,-3).
【点睛】
本题考查二次函数的性质、二次函数图象上点的坐标特征,解答本题的关键是明确题意,利用数形结合的思想和二次函数的性质解答.
15.(2021·河南新乡·一模)二次函数与轴分别交于点和点,与轴交于点,直线的解析式为,轴交直线于点.
(1)求二次函数的解析式;
(2)为线段上一动点,过点且垂直于轴的直线与抛物线及直线分别交于点、.直线与直线交于点,当时,求值.
【答案】(1);(2)的值为,,.
【解析】
【分析】
(1)由直线BC求出B、C的坐标,再代入二次函数的解析式,求出b、c的值,得出二次函数的解析式;
(2)用含有m的代数式表示点E和点F的坐标,用相似三角形对应边成比例的性质列方程,求出m的值.
【详解】
(1)直线的解析式
点,点
和在抛物线上
,解得:
二次函数的解析式为:
(2)二次函数与轴交于点、
点
轴交直线于点
点
轴,轴
,
轴交直线于点,点
点的坐标为,点的坐标为
①若点在原点右侧,如图1,则,
即,解得:,;
②若点在原点左侧,如图2,则
即,解得:,(舍去);
综上所述,的值为,,.
【点睛】
本题考查二次函数与几何的综合问题,熟练掌握二次函数的性质是本题的解题关键,解题时结合一次函数的性质,利用相似三角形的性质列方程,灵活应用函数图像上点的坐标特征.
16.(2021·河北石家庄·九年级期末)如图,抛物线与轴交于两点,与轴交于点,且,.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点是抛物线上一点.
①在抛物线的对称轴上,求作一点,使得的周长最小,并写出点的坐标;
②连接并延长,过抛物线上一点(点不与点重合)作轴,垂足为,与射线交于点,是否存在这样的点,使得,若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)①连接交抛物线对称轴于点,则点即为所求,点的坐标为;②存在;点的坐标为或.
【解析】
【分析】
(1)由,得到A(-2,0),C(3,0),即可写出抛物线的交点式.
(2)①因为关于对称轴对称,所以,由两点之间线段最短,知连接交抛物线对称轴于点,则点即为所求,先用待定系数法求出解析式,将对称轴代入得到点坐标.
②设点,根据抛物线的解析式、直线的解析式,写出Q、M的坐标,分当在上方、下方两种情况,列关于m的方程,解出并取大于-2的解,即可写出的坐标.
【详解】
(1)∵,,
结合图象,得A(-2,0),C(3,0),
∴抛物线可表示为:,
∴抛物线的表达式为;
(2)①∵关于对称轴对称,
∴,
∴连接交抛物线对称轴于点,则点即为所求.
将点,的坐标代入一次函数表达式,
得直线的函数表达式为.
抛物线的对称轴为直线,
当时,,
故点的坐标为;
②存在;设点,则,.
当在上方时,
,,,解得(舍)或;
当在下方时,
,,,解得(舍)或,
综上所述,的值为或5,
点的坐标为或.
【点睛】
本题考查了二次函数与一次函数综合问题,熟练掌握待定系数法求解析式、最短路径问题是解题的基础,动点问题中分类讨论与数形结合转化为方程问题是解题的关键.
17.(2021·河南驻马店·二模)如图所示,抛物线的对称轴为直线,抛物线与轴交于、两点,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)连结,在第一象限内的抛物线上,是否存在一点,使的面积最大?最大面积是多少?
【答案】(1);(2)存在,当时,面积最大为16,此时点点坐标为.
【解析】
【分析】
(1)用待定系数法解答便可;
(2)设点的坐标为,连结、、.根据对称性求出点B的坐标,根据得到二次函数关系式,最后配方求解即可.
【详解】
解:(1)∵抛物线过点,
∴.
∵抛物线的对称轴为直线,
∴可设抛物线为.
∵抛物线过点,
∴,解得.
∴抛物线的解析式为,即.
(2)存在,设点的坐标为,连结、、.
∵点A、关于直线对称,且
∴.
∴
.
∵
∴当时,面积最大为16,此时点点坐标为.
【点睛】
本题主要考查了二次函数的图象与性质,待定系数法,三角形面积公式以及二次函数的最值求法,根据图形得出由此得出二次函数关系式是解答此题的关键.
18.(2021·全国·九年级专题练习)如图,抛物线F:的顶点为P,抛物线:与y轴交于点A,与直线OP交于点B.过点P作PD⊥x轴于点D,平移抛物线F使其经过点A、D得到抛物线F′:,抛物线F′与x轴的另一个交点为C.
(1)当a = 1,b=-2,c = 3时,求点C的坐标(直接写出答案);
(2)若a、b、c满足了,
①求b:b′的值;
②探究四边形OABC的形状,并说明理由.
【答案】(1)C(3,0);(2)①2:3;②矩形,理由见解析
【解析】
【分析】
(1)由于抛物线F′由抛物线F平移所得,开口方向和开口大小都无变化,因此a=a′=1;由于两条抛物线都与y轴交于A点,那么c=c′=3.然后可根据抛物线F的坐标求出其顶点坐标,即可得出D点的坐标,然后将D的坐标代入抛物线F′中,即可求出抛物线F′的解析式,进而可求出C点的坐标.
(2)①与(1)的方法类似,在求出D的坐标后,将D的坐标代入抛物线F′中,即可得出关于b,b′的关系式即可得出b,b′的比例关系.
②探究四边形OABC的形状,无非是平行四边形,菱形,矩形这几种.那么首先要证的是四边形OABC是个平行四边形,已知了OABC,只需看A,B的纵坐标是否相等,即OA是否与BC的长相等.根据抛物线F的解析式可求出P点的坐标,然后用待定系数法可求出OP所在直线的解析式.进而可求出抛物线F与直线OP的交点B的坐标,然后判断B的纵坐标是否与A点相同,如果相同,则四边形OABC是矩形(∠AOC=90°),如果B,A点的纵坐标不相等,那么四边形AOCB是个直角梯形.
【详解】
解:(1) ∵a = 1,b=-2,c = 3
∴=
∴P(1,2)
∵过点P作PD⊥x轴于点D,
∴D(1,0)
由于抛物线F′由抛物线F平移所得,开口方向和开口大小都无变化,因此a=a′=1;由于两条抛物线都与y轴交于A点,那么c=c′=3.
∴抛物线F′:,
代入D(1,0)得0=1+b’+3
解得b’=-4
∴=
∴点C的坐标为(3,0);
(2)①抛物线,令x=0,则y=c,
∴A点坐标(0,c).
∵,
∴,
∴点P的坐标为(,).
∵PD⊥x轴于D,∴点D的坐标为(,0).
根据题意,得a=a′,c= c′,
∴抛物线F′的解析式为.
又∵抛物线F′经过点D(,0),
∴.
∴.
又∵,
∴.
∴b:b′=.
②由①得,抛物线F′为.
令y=0,则.
∴.
∵点D的横坐标为
∴点C的坐标为(,0).
设直线OP的解析式为.
∵点P的坐标为(),
∴,
∴,
∴.
∵点B是抛物线F与直线OP的交点,
∴.
∴.
∵点P的横坐标为,
∴点B的横坐标为.
把代入,得.
∴点B的坐标为.
∴BCOA,ABOC.(或BCOA,BC =OA),
∴四边形OABC是平行四边形.
又∵∠AOC=90°,
∴四边形OABC是矩形.
【点睛】
本题着重考查了待定系数法求二次函数的性质、函数的平移变换、探究矩形的构成情况等重要知识点.
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