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全国通用 中考数学 二次函数压轴题专题练习 15定点问题(含答案解析版)
展开这是一份全国通用 中考数学 二次函数压轴题专题练习 15定点问题(含答案解析版),共30页。试卷主要包含了其中,正确的结论有,,有下列结论,x+4m,,已知二次函数y=ax2+等内容,欢迎下载使用。
(1)y=x2﹣2x+m;
(2)y=x2﹣2mx+1;
(3)y=mx2﹣2x+1;
(4)y=mx2﹣2mx﹣3m;
(5)y=mx2﹣2mx﹣3.
【解答】解:(1)y=x2﹣2x+m=(x﹣1)2+m﹣1,其图象如图①所示:
①开口向上,开口方向和开口大小不变;②对称轴直线x=1不变;③顶点坐标(1,m﹣1)随m的变化上下移动;④图象不过定点;⑤函数图象随m的变化上下平移;
(2)y=x2﹣2mx+1=(x﹣m)2+1﹣m2,其图象如图②所示:
①开口向上,开口方向和开口大小不变;②对称轴直线x=m随m的变化左右平移;③顶点坐标(m,1﹣m2)随m的变化而变化;④图象过定点(0,1);⑤函数图象随m的变化上下左右平移;
(3)y=mx2﹣2x+1,其图象如图③所示:
①开口方向和开口大小随m的变化而变化;②对称轴直线x=随m的变化而变化;③顶点坐标随m的变化而变化;④图象过定点(0,1);⑤函数图象随m的变化上下左右平移;
(4)y=mx2﹣2mx﹣3m=m(x﹣3)(x+1),其图象如图④所示:
①开口方向和开口大小随m的变化而变化;②对称轴直线x=1不变;③顶点坐标(1,﹣4m)随m的变化上下平移;④图象过x轴上两定点(﹣1,0)和(3,0);⑤函数图象随m的变化而变化;
(5)y=mx2﹣2mx﹣3=m(x﹣1)2﹣3﹣m,其图象如图⑤所示:
①开口方向和开口大小随m的变化而变化;②对称轴直线x=1不变;③顶点坐标(1,﹣3﹣m)随m的变化上下平移;④图象过定点(0,﹣3)和(2,﹣3);⑤函数图象随m的变化而变化.
对应练习:
1.(2024•呼和浩特二模)二次函数,有下列结论:
①该函数图象过定点(﹣1,2);
②当m=1时,函数图象与x轴无交点;
③函数图象的对称轴不可能在y轴的右侧;
④当时,点P(x1,y1),Q(x2,y2)是曲线上两点,若﹣3<x1<﹣2,,则y1>y2.其中,正确的结论有( )
A.1个B.2个C.3个D.4个
【解答】解:把x=﹣1,y=2代入y=x2+(2m﹣1)x+2m,
左边=2,右边=2,
∴该函数图象过定点(﹣1,2),
故①正确;
当m=1时,y=x2+x+2,
∵b2﹣4ac=1﹣4×2=﹣7<0,
∴函数图象与x轴无交点,故②正确;
抛物线的对称轴为:,
∵,
∴,
∴当时,﹣m<0,对称轴在y轴左侧,
当时,﹣m>0,对称轴在y轴右侧,
故③错误;
∵,
∴,
∵﹣3<x1<﹣2,,
∴P(x1,y1)在对称轴左侧,Q(x2,y2)在对称轴右侧,
∵a=1>0,
∴抛物线开口向上,在对称轴左侧,y随x增大而减小,在对称轴右侧,y随x增大而增大,
∴当x=﹣2时,y1最小=y=4﹣4m+2+2m=﹣2m+6,
当x=0时,y2最大=2m,
此时,y1﹣y2=﹣4m+6,
∵,
∴﹣4m+6>0,
∴y1>y2,
故④正确,
故选:C.
2.已知y关于x的二次函数y=2mx2+(1﹣m)x﹣1﹣m,下列结论中:①当m=﹣1时,函数图象的顶点坐标为(,);②当m≠0时,函数图象总过定点;③当m>0时,函数图象在x轴上截得的线段的长度大于.所有正确结论的序号是( )
A.①②③B.①③C.②③D.①②
【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,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②正确;
③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③正确.
故选:A.
3.(2024•从江县校级一模)小明在学习二次函数知识的时候,发现二次函数图象和一次函数图象的交点个数有3种情况:有2个交点,有1个交点和没有交点,带着这样的结果,小明提问:若过定点(0,1)的一次函数y=kx+b与二次函数y=x2+2x+3的图象有2个交点,则k的取值范围是( )
A.,且k≠0B.
C.D.或
【解答】解:∵一次函数y=kx+b的图象过定点(0,1),
∴b=1,
把y=kx+1代入y=x2+2x+3得:
kx+1=x2+2x+3,
整理得x2+(2﹣k)x+2=0,
Δ=(2﹣k)2﹣8
当Δ=0时,两函数图象有一个交点,
即(2﹣k)2﹣8=0,
解得k=2±2.
∴一次函数y=kx+b与二次函数y=x2+2x+3的图象有2个交点,k的取值范围是k<2﹣2或k>2+2.
故选:D.
4.(2024春•鄞州区校级期末)无论m为何实数,二次函数y=x2+(m﹣1)x+m的图象总是过定点 (﹣1,2) .
【解答】解:∵y=x2+(m﹣1)x+m
=x2+mx﹣x+m,
=m(x+1)+x2﹣x,
∴无论m为何实数,当x+1=0,
即x=﹣1时,y=1﹣(﹣1)=1+1=2,
即图象总是过定点(﹣1,2).
故答案为:(﹣1,2).
5.(2023•无锡)二次函数y=x2+(2m﹣1)x+2m(m≠),有下列结论:
①该函数图象过定点(﹣1,2);
②当m=1时,函数图象与x轴无交点;
③函数图象的对称轴不可能在y轴的右侧;
④当1<m<时,点P(x1,y1),Q(x2,y2)是曲线上两点,若﹣3<x1<﹣2,﹣<x2<0,则y1>y2.
其中,正确结论的序号为 ①②④ .
【解答】解:y=x2+(2m﹣1)x+2m=x2+2mx﹣x+2m=2m(x+1)+x2﹣x,
当x=﹣1时,y=2,
∴该函数图象过定点(﹣1,2),故①正确;
当m=1时,y=x2+x+2,
∵b2﹣4ac=1﹣4×2=﹣7<0,
∴函数图象与x轴无交点,故②正确;
抛物线的对称轴为:x=,
∵m≠,
∴,
∴当m>时,对称轴在y轴左侧,当m<时,对称轴在y轴右侧,故③错误;
∵,
∴﹣1<﹣m<﹣,
∵﹣3<x1<﹣2,﹣<x2<0,
∴P(x1,y1)在对称轴左侧,Q(x2,y2)在对称轴右侧,
∵a=1>0,
∴抛物线开口向上,在对称轴左侧,y随x增大而减小,在对称轴右侧,y随x增大而增大,
∴当x=﹣2时,y1最小=y=4﹣4m+2+2m=﹣2m+6,
当x=0时,y2最大=2m,
此时,y1﹣y2=﹣4m+6,
∵,
∴﹣4m+6>0,
∴y1>y2,故④正确,
故答案为:①②④.
6.(2023秋•淮阴区校级月考)已知二次函数y=x2﹣2mx+2m﹣3(m为常数).
(1)不论m为何值,该函数图象恒过定点 (1,﹣2) ;
(2)已知点A(﹣3,y1),B(2,y2)在二次函数图象上,若y1>y2,求m的取值范围.
【解答】解:(1)∵y=x2﹣2mx+2m﹣3=x2﹣(2x﹣2)m﹣3,
∴当2x﹣2=0,即x=1时,y=x2﹣(2x﹣2)m﹣3=1﹣3=﹣2,此时不论m为何值,该函数图象恒过定点,定点为(1,﹣2),
故答案为:(1,﹣2);
(2)∵y=x2﹣2mx+2m﹣3,
∴二次函数的对称轴为直线,
当m<﹣3时,此时点A(﹣3,y1),B(2,y2)在二次函数的对称轴的右半部分,此时y随x的增大而增大,则y1<y2,不符合题意,舍去;
当m>2时,此时点A(﹣3,y1),B(2,y2)在二次函数的对称轴的左半部分,此时y随x的增大而减小,则y1>y2,符合题意;
当﹣3≤m≤2时,此时点A(﹣3,y1),B(2,y2)在二次函数的对称轴的两侧,由y1>y2得出点A到对称轴的距离大于点B到对称轴的距离,
∴m﹣(﹣3)>2﹣m,
解得:;
综上所述,m的取值范围为.
7.(2024•浙江模拟)已知二次函数y=(a﹣1)x2+ax﹣1﹣2a(a是实数).
(1)若函数图象经过点A(﹣1,2),求该二次函数的表达式及图象的对称轴.
(2)求证:二次函数图象过定点(1,﹣2).
(3)若a>1时,二次函数的最小值为s,求s的取值范围.
【解答】(1)解:∵二次函数y=(a﹣1)x2+ax﹣1﹣2a(a是实数)图象经过点(﹣1,2),
∴2=(a﹣1)×(﹣1)2+a×(﹣1)﹣1﹣2a,
∴2=a﹣1﹣a﹣1﹣2a,
解得:a=﹣2,
∴y=﹣3x2﹣2x+3,
∴对称轴为直线x=.
(2)证明:把x=1代入二次函数y=(a﹣1)x2+ax﹣1﹣2a,
得y=a﹣1+a﹣1﹣2a=﹣2,
∴二次函数图象过定点(1,﹣2).
(3)解:∵y=(a﹣1)x2+ax﹣1﹣2a
=ax2﹣x2+ax﹣1﹣2a
=(x2+x﹣2)a﹣x2﹣1,
又∵x2+x﹣2=0时,x1=1,x2=﹣2,
当x=1时,y=﹣2;当x=﹣2时,y=﹣5,
∴二次函数过定点(1,﹣2),(﹣2,﹣5).
∵a>1,
∴a﹣1>0,
如图所示,抛物线开口向上,且(﹣2,﹣5)为纵坐标最大的点,
∴s≤﹣5.
8.(2023秋•拱墅区校级月考)已知y关于x的二次函数y=﹣x2+(m﹣4)x+4m,
(1)若二次函数图象与x轴有且只有一个公共点,求m的值;
(2)无论m取何值,函数图象恒过定点A,求点A的坐标.
【解答】解:(1)当y=0,即﹣x2+(m﹣4)x+4m=0,
∵图象与x轴有且只有一个公共点,
∴Δ=(m﹣4)2﹣4×(﹣1)×4m=(m+4)2=0,
解得:m=﹣4;
(2)由y=﹣x2+(m﹣4)x+4m=﹣x2+m(x+4)﹣4x,
当x+4=0,即x=﹣4时,函数图象恒过定点,
此时y=﹣(﹣4)2+m(﹣4+4)﹣4×(﹣4)=0,
∴定点A的坐标为A(﹣4,0).
9.(2023秋•淮阴区校级月考)已知二次函数y=x2﹣2mx+2m﹣3(m为常数).
(1)不论m为何值,该函数图象恒过定点 (1,﹣2) ;
(2)已知点A(﹣3,y1),B(2,y2)在二次函数图象上,若y1>y2,求m的取值范围.
【解答】解:(1)∵y=x2﹣2mx+2m﹣3=x2﹣(2x﹣2)m﹣3,
∴当2x﹣2=0,即x=1时,y=x2﹣(2x﹣2)m﹣3=1﹣3=﹣2,此时不论m为何值,该函数图象恒过定点,定点为(1,﹣2),
故答案为:(1,﹣2);
(2)∵y=x2﹣2mx+2m﹣3,
∴二次函数的对称轴为直线,
当m<﹣3时,此时点A(﹣3,y1),B(2,y2)在二次函数的对称轴的右半部分,此时y随x的增大而增大,则y1<y2,不符合题意,舍去;
当m>2时,此时点A(﹣3,y1),B(2,y2)在二次函数的对称轴的左半部分,此时y随x的增大而减小,则y1>y2,符合题意;
当﹣3≤m≤2时,此时点A(﹣3,y1),B(2,y2)在二次函数的对称轴的两侧,由y1>y2得出点A到对称轴的距离大于点B到对称轴的距离,
∴m﹣(﹣3)>2﹣m,
解得:;
综上所述,m的取值范围为.
10.已知二次函数y=ax2+(a+1)x+1(a≠0).
(1)不论a为何值时,求函数图象所过定点的坐标;
(2)若函数有最大值1,求此时a的值.
【解答】解:(1)∵y=ax2+(a+1)x+1=(ax+1)(x+1),
∴不论a为何值时,函数图象所过定点的坐标(0,1),(﹣1,0);
(2)∵函数有最大值1,
∴=1,
解得a=﹣1.
所以此时a的值为﹣1.
11.(2024秋•赣州月考)已知二次函数y=(a﹣1)x2+ax﹣1﹣2a(a是实数).
(1)若函数图象经过点A(﹣1,2),求该二次函数的表达式及图象的对称轴.
(2)求证:二次函数图象过定点(1,﹣2).
【解答】解:(1)把A(﹣1,2)代入函数得:2=a﹣1﹣a﹣1﹣2a,
∴a=﹣2,
∴y=﹣3x2﹣2x+3,
∴对称轴为直线;
(2)证明:在y=(a﹣1)x2+ax﹣1﹣2a中,当x=1时,y=a﹣1+a﹣1﹣2a=﹣2,
∴二次函数图象过定点(1,﹣2).
例2.(2024•永州二模)定义:对于一个函数,当自变量x=x0时,函数值y=x0,则实数x0叫做这个函数的一个不动点值.根据定义完成下列问题:
(1)求出反比例函数的不动点值;
(2)若二次函数y=ax2+b有﹣1和2两个不动点值.
①求该二次函数的表达式;
②将该二次函数图象平移,使其顶点为(t,2t+2),若平移后图象所对应函数总有两个不同的不动点值x1,x2,记,求z的取值范围;
③若该二次函数图象与y轴交于点M,过点M作MA⊥MB分别交抛物线于A,B两点.(点A在y轴左侧),试探究直线AB是否恒过定点.如过定点,请求出该定点坐标.不过定点,请说明理由.
【解答】解:(1)当x=x0,y=x0时,,
解得x0=±1,
∴反比例函数的不动点值为1和﹣1;
(2)①∵二次函数y=ax2+b有﹣1和2两个不动点值,
将(﹣1,﹣1),(2,2)代入解析式得,
解得,
∴二次函数的表达式为y=x2﹣2;
②根据题意可得y=(x﹣t)2+2t+2,
∵平移后图象所对应函数总有两个不同的不动点值x1,x2,
∴,
即(x﹣t)2+2t+2=x,
∴x2﹣(2t+1)x+2t+2+t2=0,
∴Δ=b2﹣4ac=(2t+1)2﹣4×(2t+2+t2)>0,
即,
∵x1,x2为方程x2﹣(2t+1)x+2t+2+t2=0的两个不相等的实数根,
∴x1+x2=2t+1,x1x2=2t+2,
∴,
∵当时,z随x的增大而减小,
当,,
∴z>.
③如图所示,过点M作x轴的平行线EF,过点A作AE⊥EF于点E,过点B作BF⊥EF于点F,
则∠AEM=∠MFB=90°,
设点A的坐标为(m,m2﹣2),
则AE=m2﹣2﹣(﹣2)=m2,EM=0﹣m=﹣m,
设点B的坐标为(n,n2﹣2),
则BF=n2﹣2﹣(﹣2)=n2,FM=n﹣0=n,
∵∠AME+∠BMF=180°﹣∠AMB=90°,∠MBF+∠BMF=180°﹣∠BFM=90°,
∴∠AME=∠MBF,
∴△AME∽△MBF,
∴,
∴,
∴mn=﹣1,
∴,
设直线AB的解析式为y=kx+b,
∴,
解得,
即直线AB的解析式为,
当x=0时,y=﹣1,即过定点(0,﹣1).
对应练习:1.(2024春•开福区校级月考)如图,在平面直角坐标系中,二次函数图象与x轴交于A(﹣1,0)、B(3,0),与y轴交于点C(0,3).
(1)求二次函数的解析式;
(2)若平行于x轴的直线与抛物线交于M、N两点,与抛物线的对称轴交于H点,若点H到x轴的距离是线段MN的,求线段MN的长;
(3)抛物线的顶点为D,过定点Q的直线y=kx﹣k+3与二次函数交于E、F,△DEF外接圆的圆心在一条抛物线上运动,求该抛物线的解析式.
【解答】解:(1)∵二次函数图象与x轴交于A(﹣1,0)、B(3,0),
∴设抛物线解析式为y=a(x+1)(x﹣3),
把C(0,3)代入y=a(x+1)(x﹣3)可得3=a×1×(﹣3),
解得a=﹣1,
∴二次函数的解析式y=﹣(x+1)(x﹣3)=﹣x2+2x+3;
(2)根据题意设设点H纵坐标为h,M(m,h),N(n,h),
则m、n是﹣x2+2x+3=h两根;
∴m+n=2,mn=h﹣3,Δ=22﹣4(h﹣3)≥0即h≤4,
∵点H到x轴的距离是线段MN的,
∴;
∴;
∴;
解得;
∴;
(3)y=﹣x2+2x+3对称轴为直线DK:x=1,顶点D(1,4),
过E作EK⊥DK于K,过F作FG⊥DK于G,
设E(e,﹣e2+2e+3)、F(f,﹣f2+2f+3),
∴,
,
∵直线y=kx﹣k+3与二次函数交于E、F,
∴e、f是kx﹣k+3=﹣x2+2x+3两根,整理得x2+(k﹣2)x﹣k=0,
∴e+f=2﹣k,ef=﹣k,
∴(e﹣1)(f﹣1)=ef﹣(e+f)+1=﹣k﹣2+k+1=﹣1,
∴,
∴tan∠DEK=tan∠FDG,
∴∠DEK=∠FDG,
∵∠DEK+∠EDK=90°,
∴∠FDG+∠EDK=90°,即∠FDE=90°,
∴△DEF外接圆的圆心为线段EF的中点R,
∵E(e,ke﹣k+3)、F(f,kf﹣k+3),
∴EF的中点R坐标为,
∵e+f=2﹣k,
∴
令,消去k得y=﹣2x2+4x+1,
∴△DEF外接圆的圆心在一条抛物线上运动,求该抛物线的解析式为y=﹣2x2+4x+1.
2.(2023秋•梁溪区期末)已知二次函数y=ax2﹣(a+b)x+b(a、b是常数,a≠0).
(1)若M(﹣4,m)(m>0)在该二次函数的图象上,当a<0时,试判断代数式a+b的正负性;
(2)已知对于任意的常数a、b(a≠0),二次函数的图象始终过定点P,求证:一次函数y=(k2+3)x+3k(x≥1)图象上所有的点都高于点P.
【解答】(1)解:由题意,y=ax2﹣(a+b)x+b=(ax﹣b)(x﹣1),
又M(﹣4,m)(m>0)在该二次函数的图象上,
∴(﹣4a﹣b)×(﹣5)>0.
∴﹣4a﹣b<0.
∴﹣4a<b.
∴﹣4a+a<a+b.
∴a+b>﹣3a.
又a<0,
∴a+b>﹣3a>0,即a+b为正.
(2)证明:由(1)y=ax2﹣(a+b)x+b=(ax﹣b)(x﹣1),
∴对于任意的常数a、b,都有当x=1时,y=0.
∴二次函数始终过定点P(1,0).
对于一次函数y=(k2+3)x+3k(x≥1),
∴当x=1时,y=k2+3+3k
=k2+3k++
=(k+)2+.
∴对于任意的k,当x=1时都有y≥>0.
∴一次函数y=(k2+3)x+3k(x≥1)图象上所有的点都高于点P(1,0).
3.(2024•雅安模拟)已知二次函数y=x2+bx+c图象C交x轴于点(﹣1,0)和(3,0)两点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)将抛物线C1向上平移n个单位得抛物线C2,点P为抛物线C2的顶点,C(0,4),过C点作x轴的平行线交抛物线C2于点A,点B为y轴上的一动点,若存在∠ABP=90°有且只有一种情况,求此时n的值;
(3)如图2,恒过定点(1,1)的直线QN交抛物线C1于点Q,N两点,过Q点的直线y=﹣2x+t的直线交抛物线C1于M点,作直线MN,求MN恒过的定点坐标.
【解答】解:(1)由题意得:,
解得:
∴y=x2﹣2x﹣3;
(2)∵y=x2﹣2x﹣3向上平移n个单位得新抛物线,
∴y=(x﹣1)2﹣4+n,
∵点P为抛物线的顶点,
∴P(1,n﹣4),
∵C(0,4),CA∥x轴,
∴CA⊥y轴,
过点P作PT⊥y轴于点T,
∵∠ABP=90°,
∴△ABC∽△APT,
∵存在∠ABP=90°有且只有一种情况,
∴△ABC≌△APT,
∴CB=PT=1,
∴B(0,3),
∴AC=BT=3,
∴A(3,4),
∴A点在抛物线上,
∴n=4;
(3)∵MN恒过定点,
∴y=﹣2x+t中t为任意值都满足条件,
令t=1,
联立﹣2x+1=x2﹣2x﹣3,
∴x=2或x=﹣2,
∴Q(﹣2,5),M(2,﹣3),
设过定点(1,1)的直线QN解析式为y=k(x﹣1)+1,
将点Q入,得5=k(﹣2﹣1)+1,
∴k=﹣,
∴y=﹣x+,
联立x2﹣2x﹣3=﹣x+,
∴x=﹣2或x=,
∴N(,﹣),
由点M、N
∴y=x﹣;
令t=6,y=﹣2x+6,
联立﹣2x+6=x2﹣2x﹣3,
∴x=3或x=﹣3,
∴Q(﹣3,12),M(3,0),
设过定点(1,1)的直线NQ解析式为y=k(x﹣1)+1,
将点Q代入得12=k(﹣3﹣1)+1,
∴k=﹣,
∴y=﹣x+,
联立x2﹣2x﹣3=﹣x+,
∴x=﹣3或x=,
∴N(,﹣),
由点M、N的坐标得,MN的解析式为y=x﹣,
联立x﹣=x﹣,
解得x=,
直线MN经过定点(,﹣).
4.(2024春•亭湖区校级月考)【阅读理解】函数过定点的含义就是:不管参数(即待定系数)取什么值,函数都过的这个点就是定点;如函数y=kx+1经过定点(0,1),因为无论k取什么值,函数一定经过点(0,1),因此函数经过的定点就是(0,1);
因此,我们可以把函数过定点的问题转化为与参数无关的问题进行解决.
【尝试运用】(1)二次函数y=kx2﹣2kx+1的图象必经过定点坐标为 (2,1)或(0,1) ;
(2)试说明抛物线y=mx2+(1﹣2m)x+1﹣3m一定经过非坐标轴上的一点P,并求出点P的坐标;
【思维拓展】
(3)如图1,若A、B是抛物线y=x2上的动点,OA⊥OB,且它们的横坐标分别为a、b,连接A、B.
①证明:直线AB过定点D;
②如图2,BE∥AF∥x轴,EF∥y轴,若,BE=n.要使过原点O的直线恰好平分四边形ABEF面积,请直接写出n的最小值,及此时这条直线的解析式.
【解答】(1)解:如函数y=kx+1经过定点(0,1),因为无论k取什么值,函数一定经过点(0,1),因此函数经过的定点就是(0,1);据此可得:
y=kx2﹣2kx+1=kx(x﹣2)+1,
当x(x﹣2)=0时,无论k取什么值都有y=1,
∴图象必经过定点(2,1)或(0,1),
故答案为:(2,1)或(0,1);
(2)解:由y=mx2+(1﹣2m)x+1﹣3m=mx2+x﹣2mx+1﹣3m
=mx2﹣2mx﹣3m+x+1
=m(x2﹣2x﹣3)+x+1
当x2﹣2x﹣3=0时,
解得:x1=3,x2=﹣1,
∴无论k取什么值都会经过定点(3,4),(﹣1,0),
∵P是非坐标轴上的点,
∴P(3,4);
(3)①证明:若A、B是抛物线y=x2上的动点,OA⊥OB,且它们的横坐标分别为a、b,
过A作AE⊥x轴于点E,过B作BF⊥x轴于点F,如图1,
∴∠AEO=∠OFB=90°,
∴∠AOE+∠EAO=90°,
∵OA⊥OB,
∴∠AOB=90°,
∴∠AOE+∠BOF=90°,
∴∠EAO=∠FOB,
∴△EAO∽△FOB,
∴,即,
∴ab(ab+1)=0,
∵ab≠0,
∴ab+1=0,
设直线AB解析式为y=kx+m,
∴,
∵ab≠0
∴,
∴直线AB解析式为y=(a+b)x+1,
则AB经过定点D(0,1);
②要使过原点O的直线恰好平分四边形ABEF面积,n的最小值为0,此时这条直线的解析式.理由如下:
由①AB经过定点D(0,1),直线AB解析式为y=(a+b)x+1,
∵,
∴直线AB解析式为,
联立,
解得,,
∴,B(2,4),
∵BE∥AF∥x轴,EF∥y轴,BE=n,
∴,,
∴四边形ABEF面积为,
设平分四边形ABEF面积的直线为y=dx,且交AF于点H,
∴,,,
∴n最小值可以为0,此时四边形ABEF为△ABG,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴H点横坐标为,
∴,代入y=dx得,
则解析式为,
∴n的最小值为0,此时这条直线的解析式.
5.(2024秋•西湖区校级月考)已知二次函数y=mx2﹣2(m+1)x+4(m为非零实数).
(1)当m=2时,求二次函数图象与x轴的交点坐标;
(2)不论m为何值,该函数图象都会经过两个定点,求这两个定点坐标;
(3)若二次函数有最小值,求证:当x≤1时,y随x的增大而减小.
【解答】(1)解:当m=2时,y=2x2﹣6x+4,
当y=0时,即2x2﹣6x+4=0,
解得x1=1,x2=2,
∴二次函数图象与x轴交于(1,0)和(2,0 );
(2)解:y=mx2﹣2(m+1)x+4=mx2﹣2mx﹣2x+4=mx(x﹣2)﹣2x+4,
∵函数图象都会经过两个定点,
∴x=0或2,
两个定点为(0,4),(2,0);
(3)证明:∵若二次函数有最小值,
∴m>0,
∵对称轴为直线x=﹣=1+,
∴x≤1在对称轴的左侧,开口向上,y随x的增大而减小.
6.(2024秋•高新区校级月考)已知二次函数y=mx2+2x﹣4m﹣2(m为常数,m≠0).
(1)当m=1时,求该函数的图象的顶点坐标;
(2)当m取不同的值时,该函数的图象总经过一个或几个定点,求出所有定点的坐标;
(3)已知A(m,2),B(4,2).若该函数的图象与线段AB恰有1个公共点,直接写出m的取值范围.
【解答】解:(1)将m=1代入二次函数y=mx2+2x﹣4m﹣2(m为常数,m≠0)中可得:
y=x2+2x﹣6=(x+1)2﹣7,
∴顶点坐标为(﹣1,﹣7);
(2)∵y=mx2+2x﹣4m﹣2=m(x2﹣4)+2x﹣2,
∴当x2﹣4=0时,即x=±2时,y的值与m无关,
∴当x=2时,y=2,x=﹣2时,y=﹣6,
∴定点坐标为(2,2),(﹣2,﹣6).
(3)当y=2时,2=mx2+2x﹣4m﹣2,
mx2+2x﹣4m﹣4=0,
Δ=4﹣4m(﹣4m﹣4)=4(2m+1)2,
当Δ=0时,该图象与AB恰有一个公共点,是定点(2,2),
∴4(2m+1)2=0,
∴.
当Δ>0时,x1=2,,
∴两交点坐标为(2,2),,2).
①m>0时,抛物线开口向上,过(2,2),(﹣2,﹣6)两点,
∴.
(m,2)在(2,2)的左边,
∴该函数的图象与线段AB恰有1个公共点.是定点(2,2),
∴此时:0<m≤2
②m<0时,抛物线开口向下,过点(2,2)在线段AB上,
∴抛物线与直线AB的另一个交点在B的右侧,
∴x=4时,y>2,
16m+8﹣4m﹣2>2,
∴.
∴,该函数的图象与线段AB恰有1个公共点.
∴当0<m≤2或或时,该函数的图象与线段AB恰有1个公共点.
7.(2024•鼓楼区校级模拟)已知抛物线y=x2﹣2x﹣3与x轴交于点A,B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.
(1)直接写出A,B,C三点的坐标;
(2)如图2,M、N是抛物线上异于B,C的两个动点,若直线BN与直线CM的交点始终在直线y=2x﹣9上,求证:直线MN必经过一个定点,并求该定点坐标.
【解答】(1)解:对于y=x2﹣2x﹣3,令y=0,则0=x2﹣2x﹣3,
∴x1=﹣1,x2=3,
∴点A(﹣1,0),点B(3,0),
令x=0,则y=﹣3,
∴点C(0,﹣3);
(2)证明:如图2,设点M(xM,yM),N(xN,yN),
直线MN:y=k′x+b′,直线CM:y=k1x+b1,直线BN:y=k2x+b2,
将点C(0,﹣3)代入直线CM的解析式得:b1=﹣3,
将点B(3,0)代入直线BN的解析式得:b2=﹣3k2,
联立直线MN与抛物线的解析式得:,
整理得:x2﹣(k′+2)x﹣b′﹣3=0,
则xM+xN=k′+2,xM•xN=﹣b′﹣3,
同理:xM+xC=k1+2,xN+xB=k2+2,
∵xC=0,xB=3,
∴xM=k1+2,xN=k2﹣1,
∴k′=xM+xN﹣2=k1+2+k2﹣1﹣2=k1+k2﹣1,
b′=﹣xM•xN﹣3=﹣(k1+2)(k2﹣1)﹣3=﹣k1k2﹣2k2+k1+2﹣3=﹣k1k2﹣2k2+k1﹣1,
联立直线CM与直线BN的解析式得:,
解得:,
∵直线BN与直线CM的交点始终在直线y=2x﹣9上,
∴2×﹣9=,
化简得:k1k2=3k1﹣2,
∴b′=﹣k1k2﹣2k2+k1﹣1=﹣3k1+2﹣2k2+k1﹣1=﹣2k1﹣2k2+1=﹣2(k1+k2)+1=﹣2(k′+1)+1=﹣2k′﹣1,
∴直线MN:y=k′x﹣2k′﹣1=k′(x﹣2)﹣1,
∴不论k′为何值,均有x=2时,y=﹣1,
即:直线MN恒过定点P(2,﹣1).
8.(2024•永州二模)定义:对于一个函数,当自变量x=x0时,函数值y=x0,则实数x0叫做这个函数的一个不动点值.根据定义完成下列问题:
(1)求出反比例函数的不动点值;
(2)若二次函数y=ax2+b有﹣1和2两个不动点值.
①求该二次函数的表达式;
②将该二次函数图象平移,使其顶点为(t,2t+2),若平移后图象所对应函数总有两个不同的不动点值x1,x2,记,求z的取值范围;
③若该二次函数图象与y轴交于点M,过点M作MA⊥MB分别交抛物线于A,B两点.(点A在y轴左侧),试探究直线AB是否恒过定点.如过定点,请求出该定点坐标.不过定点,请说明理由.
【解答】解:(1)当x=x0,y=x0时,,
解得x0=±1,
∴反比例函数的不动点值为1和﹣1;
(2)①∵二次函数y=ax2+b有﹣1和2两个不动点值,
将(﹣1,﹣1),(2,2)代入解析式得,
解得,
∴二次函数的表达式为y=x2﹣2;
②根据题意可得y=(x﹣t)2+2t+2,
∵平移后图象所对应函数总有两个不同的不动点值x1,x2,
∴,
即(x﹣t)2+2t+2=x,
∴x2﹣(2t+1)x+2t+2+t2=0,
∴Δ=b2﹣4ac=(2t+1)2﹣4×(2t+2+t2)>0,
即,
∵x1,x2为方程x2﹣(2t+1)x+2t+2+t2=0的两个不相等的实数根,
∴x1+x2=2t+1,x1x2=2t+2,
∴,
∵当时,z随x的增大而减小,
当,,
∴z>.
③如图所示,过点M作x轴的平行线EF,过点A作AE⊥EF于点E,过点B作BF⊥EF于点F,
则∠AEM=∠MFB=90°,
设点A的坐标为(m,m2﹣2),
则AE=m2﹣2﹣(﹣2)=m2,EM=0﹣m=﹣m,
设点B的坐标为(n,n2﹣2),
则BF=n2﹣2﹣(﹣2)=n2,FM=n﹣0=n,
∵∠AME+∠BMF=180°﹣∠AMB=90°,∠MBF+∠BMF=180°﹣∠BFM=90°,
∴∠AME=∠MBF,
∴△AME∽△MBF,
∴,
∴,
∴mn=﹣1,
∴,
设直线AB的解析式为y=kx+b,
∴,
解得,
即直线AB的解析式为,
当x=0时,y=﹣1,即过定点(0,﹣1).
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