专题05二次函数的三种表示方式(教师版含解析)-2022年初升高数学衔接讲义(第1套)
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专题05二次函数的三种表示方式
专题综述课程要求
二次函数是初中数学的一个重要内容,是中考重点考查的内容,也是高考必考内容,同时还是一个研究函数性质的很好的载体,因此做好二次函数的初高中衔接至关重要,初中阶段对二次函数的要求,是立足于用代数方法来研究,比如配方结合顶点式,描述函数图象的某些特征(开口方向、顶点坐标、对称轴、最值)等;再比如待定系数法,通过解方程组的形式来求二次函数的解析式.
高中的函数立足于集合观点,对二次函数的学习要求明显提高,二次函数的研究更侧重于数形结合、分类讨论等思想方法.
课程要求
《初中课程要求》
了解了一些简单函数图象的变换,如左加右减之类的水平平移,还了解了些简单的对称变换
《高中课程要求》
掌握各种平移变换,如左加右减的水平平移,上加下减的垂直平移,还要掌握各种对称变换,特別是关于原点、坐标轴的对称变换
知识精讲
高中必备知识点1:一般式
形如下面的二次函数的形式称为一般式:y=ax2+bx+c(a≠0);
高中必备知识点2:顶点式
形如下面的二次函数的形式称为顶点式:y=a(x-h)2+k (a≠0),其中顶点坐标是(h,k).
高中必备知识点3:交点式
形如下面的二次函数的形式称为交点式:y=a(x-x1) (x-x2) (a≠0),其中x1,x2是二次函数图象与x轴交点的横坐标.
典例剖析
高中必备知识点1:一般式
【典型例题】
已知抛物线y=ax2+bx+c的对称轴为x=﹣1,且过点(﹣3,0),(0,﹣3).
(1)求抛物线的表达式.
(2)已知点(m,k)和点(n,k)在此抛物线上,其中m≠n,请判断关于t的方程t2+mt+n=0是否有实数根,并说明理由.
【答案】(1)y=x2+2x﹣3;(2)方程有两个不相等的实数根.
【解析】
(1)抛物线y=ax2+bx+c的对称轴为x=﹣1,且过点(﹣3,0),(0,3)
9a﹣3b+c=0
解得a=1,b=2,c=﹣3
∴抛物线y=x2+2x﹣3;
(2)∵点(m,k),(n,k)在此抛物线上,
∴(m,k),(n,k)是关于直线x=﹣1的对称点,
∴=﹣1 即m=﹣n﹣2
b2﹣4ac=m2﹣4n=(﹣n﹣2)2﹣4n=n2+4>0
∴此方程有两个不相等的实数根.
【变式训练】
抛物线的图象如下,求这条抛物线的解析式。(结果化成一般式)
【答案】y=-x2+2x+3
【解析】由图象可知抛物线的顶点坐标为(1,4),
设此二次函数的解析式为y=a(x-1)2+4
把点(3,0)代入解析式,得:
4a+4,即a=-1
所以此函数的解析式为y=-(x-1)2+4
故答案是y=-x2+2x+3.
【能力提升】
如图,在平面直角坐标系中,抛物线y1=12x2先向右平移2个单位,再向下平移2个单位,得到抛物线y2.
(1)求抛物线y2的解析式(化为一般式);
(2)直接写出抛物线y2的对称轴与两段抛物线弧围成的阴影部分的面积.
【答案】(1) y=12x-22-2 ;(2)4.
【解析】
(1)∵抛物线y1=12x2的顶点坐标为0,0,把点0,0先向右平移2个单位,再向下平移2个单位后得到的点的坐标为2,-2,
∴抛物线y2的解析式为y=12x-22-2;
(2)∵顶点坐标为2,-2,且抛物线y2的对称轴与两段抛物线弧围成的阴影部分的面积=S矩形OBAC,
∴抛物线y2的对称轴与两段抛物线弧围成的阴影部分的面积=4.
高中必备知识点2:顶点式
【典型例题】
已知二次函数.
⑴用配方法将此二次函数化为顶点式;
⑵求出它的顶点坐标和对称轴方程.
【答案】(1);(2)(1,2),直线
【解析】
(1)
(2)∵
∴顶点坐标为(1,2),对称轴方程为直线.
【变式训练】
已知二次函数的图象的顶点是(﹣1,2),且经过(1,﹣6),求这个二次函数的解析式.
【答案】二次函数的解析式为y=﹣2(x+1)2+2.
【解析】
∵二次函数的图象的顶点是(﹣1,2),
∴设抛物线顶点式解析式y=a(x+1)2+2,将(1,﹣6)代入得,a(1+1)2+2=﹣6,
解得a=﹣2,所以,这个二次函数的解析式为y=﹣2(x+1)2+2.
【能力提升】
二次函数的图象经过点,,.
(1)求此二次函数的关系式;
(2)求此二次函数图象的顶点坐标;
(3)填空:把二次函数的图象沿坐标轴方向最少平移 个单位,使得该图象的顶点在原点.
【答案】(1);(2)(1,-4);(3)5
【解析】
(1)设,把点,,代入得
,解得
∴;
(2)∵
∴函数的顶点坐标为(1,-4);
(3)∵|1-0|+|-4-0|=5
∴二次函数的图象沿坐标轴方向最少平移5个单位,使得该图象的顶点在原点.
高中必备知识点3:交点式
【典型例题】
已知在平面直角坐标系中,二次函数 y=x2+2x+2k﹣2 的图象与 x 轴有两个交点.
(1)求 k 的取值范围;
(2)当 k 取正整数时,请你写出二次函数 y=x2+2x+2k﹣2 的表达式,并求出此二次函数图象与 x 轴的两个交点坐标.
【答案】(1)k<32;(2)(﹣2,0)和(0,0).
【解析】
(1)∵图象与x轴有两个交点,
∴方程x2+2x+2k-2=0有两个不相等的实数根,
∴△=b2-4ac>0,即4-42k-2>0, 解得 k<32.
(2)∵k 为正整数,k<32.
∴k=1.
∴y=x2+2x
令 y=0,得 x2+2x=0,解得 x1=-2,x2=0,
∴交点为(﹣2,0)和(0,0).
【变式训练】
已知二次函数的图象经过点(3,-8),对称轴是直线x=-2,此时抛物线与x轴的两交点间距离为6.
(1)求抛物线与x轴两交点坐标;
(2)求抛物线的解析式.
【答案】(1)(-5,0),(1,0);(2)y=-12x2-2x+52.
【解析】
(1) ∵因为抛物线对称轴为直线x=-2,且图象与x轴的两个交点的距离为6,
∴点A、B到直线x=-2的距离为3,
∴A为(-5,0),B为(1,0);
(2)设y=a(x+5)(x-1).∵点(3,-8)在抛物线上,
∴-8=a(3+5)(3-1),a=-12,∴y=-12x2-2x+52.
【能力提升】
已知二次函数y=x2﹣4x+3.
(1)求该二次函数与x轴的交点坐标和顶点;
(2)在所给坐标系中画出该二次函数的大致图象,并写出当y<0时,x的取值范围.
【答案】(1)二次函数与x轴的交点坐标为(1,0)(3,0),抛物线的顶点坐标为(2,﹣1);
(2)图见详解;当y<0时,1<x<3.
【解析】
(1)当y=0时,x2﹣4x+3=0,解得x1=1,x2=3,
所以该二次函数与x轴的交点坐标为(1,0)(3,0);
因为y=x2﹣4x+3=x2﹣4x+4﹣1=(x﹣2)2﹣1,
所以抛物线的顶点坐标为(2,﹣1);
(2)函数图象如图:
由图象可知,当y<0时,1<x<3.
对点精练
1.已知抛物线(,,是常数,)经过点,其对称轴为直线.有下列结论:①;②;③关于的方程有两个不等的实数根.其中,正确结论的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
解:∵抛物线的对称轴为直线x2,
∴b=﹣4a,即4a+b=0,所以①正确;
∵抛物线与x轴的一个交点坐标为(﹣1,0),
∴x=﹣3时,y<0,
∴9a﹣3b+c<0,即9a+c<3b,所以②错误;
∵
∴
由题意得:过点(0,-3)作x轴的平行线,如图所示.
∵该直线y=-3与抛物线有两个交点,
∴方程有两个不相等的实数根,结论③正确;
故选:C.
2.如图是二次函数(,,是常数,)图象的一部分,与轴的交点在和之间,对称轴是直线.对于下列说法中,错误的是( )
A. B.
C. D.(为实数)
【答案】C
解:A、∵对称轴在y轴右侧,
∴a、b异号,
∴ab<0,故正确,不符合题意;
B、∵对称轴x=-=1,
∴2a+b=0;故正确,不符合题意;
C、∵2a+b=0,
∴b=-2a,
∵当x=-1时,y=a-b+c<0,
∴a-(-2a)+c=3a+c<0,故错误,符合题意;
D、根据图示知,当x=1时,有最大值;
当m≠1时,有am2+bm+c<a+b+c,
所以a+b≥m(am+b)(m为实数).
故正确,不符合题意.
故选:C.
3.已知抛物线与x轴有两个交点,现有如下结论:①此抛物线过定点;②若抛物线开口向下,则m的取值范围是;③若时,有,,则m的取值范围是.其中正确结论的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】D
解:把函数变形,由m为任意数
∴,
解得,
抛物线过定点,
①此抛物线过定点正确;
∵抛物线与x轴有两个交点,
,
,
解得且,
∵抛物线开口向下,
∴,
解得,
又∵且,
∴;
②若抛物线开口向下,则m的取值范围是正确,
若时,,抛物线开口向上,
抛物线与x轴有两个交点,
,
∴当x=-2,,y,当x=-1,y,
即,
解得,
,
∴当x=1,,y,当x=2,y,
即,
解得,
∴有,,则m的取值范围是.
③若时,有,,则m的取值范围是正确,
所以正确结论的个数有3个.
故选择D.
4.二次函数为常数,且)中的x与y的部分对应值如表:
x
-1
0
1
3
y
-1
3
5
3
下列结论: ①;②当时,的值随值的增大而减小;③当时,函数有最值;④是方程的一个根;⑤ 当时,.其中结论正确的有( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【答案】C
解:根据x与y的部分对应值可知:
当x=-1时,y=-1,即a-b+c=-1;
当x=0时,y=3,即c=3;
当x=1时,y=5,即a+b+c=5;
∴,解得:,
∴二次函数的解析式为y=-x2+3x+3.
①ac=-1×3=-3<0,故本选项正确;
②对称轴为直线x==,a=-1<0,
∴当x>时,y的值随x值的增大而减小,故本选项错误;
③∵对称轴为直线x=,
∴当x=1.5时,函数有最值,故本选项正确;
④方程ax2+(b-1)x+c=0可化为方程ax2+bx+c=x,
由表格数据可知,x=3时,y=3,则3是方程ax2+bx+c=x的一个根,从而也是方程ax2+(b-1)x+c=0的一个根,故本选项正确;
⑤不等式ax2+(b-1)x+c>0可化为:ax2+bx+c>x,即y>x,
∵由表格可知,(-1,-1),(3,3)均在直线y=x上,又抛物线y=ax2+bx+c开口向下,
∴当-1<x<3时,y>x,故本选项正确;
综上,只有②错误.
故选:C.
5.如图是抛物线,其顶点坐标为,且与x轴的一个交点在点和之间,下列结论:
①;
②;
③;
④;
⑤关于x的方程的另一个解在和之间,
其中正确结论的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】D
∵抛物线开口向下,
∴,
∵对称轴直线,
∴,
∴,
故①②正确;
∵抛物线的对称轴为直线,
∴点与关于直线对称,
∵时,,
∴时,,即,
故③正确;
∵抛物线,其顶点坐标为,
∴,
故④正确;
∵抛物线的对称轴为直线,抛物线与x轴的一个交点在和之间,
∴抛物线与x轴的另一个交点在和之间,
∴关于x的方程的另一个解在和之间,
故⑤错误;
∴正确结论的有①②③④共4个,
故选:D.
6.二次函数的最大值为,且中只有两点不在该二次函数图象上,下列关于这两点的说法正确的是( )
A.这两点一定是M和N B.这两点一定是Q和R
C.这两点可能是M和Q D.这两点可能是P和Q
【答案】C
解:∵二次函数y=ax2+bx+c的最大值为a﹣b+c,
∴抛物线开口向下,对称轴为x=﹣1,
A. 若M和N不在该二次函数图象上,则由题意知P(1,m),Q(2,n),R(3,n+1)一定在图象上,而x>﹣1时y随x增大而减小,这与Q(2,n),R(3,n+1)矛盾,故A不符合题意;
B. 若Q和R不在该二次函数图象上,则M(﹣4,c)一定在图象上,而抛物线与y轴交点(0,c)一定在图象上,这样抛物线对称轴为,这与抛物线对称轴为x=﹣1矛盾,故B不符合题意;
C. M和Q可能不在该二次函数图象上,故C符合题意;
D. 若P和Q不在该二次函数图象上,则M(﹣4,c)一定在图象上,同B理由,故D不符合题意.
故选:C.
7.二次函数的图象与一次函数的图象没有交点,则b的取值范围是( )
A. B. C.或 D.
【答案】C
对于一次函数,
当时,,
当时,,
二次函数的对称轴为,
由题意,分以下三种情况:
(1)当时,
若两个函数的图象没有交点,则当时,二次函数的函数值大于6;或当时,二次函数的函数值小于0,
即或,
不等式可化为,
利用因式分解法解方程得:,
由二次函数的性质可知,当时,或(舍去),
同理可得:不等式无解,
综上,此时的取值范围为;
(2)当时,
若两个函数的图象没有交点,则无解,
即关于的方程无解,
则方程的根的判别式,
解得,
则此时的取值范围为;
(3)当时,
当时,二次函数的函数值为,
所以二次函数的图象与一次函数的图象没有交点,
则此时的取值范围为;
综上,的取值范围为或,
故选:C.
8.函数(a,b,c为常数,)的图象与x轴交于点,顶点坐标为,其中.有下列结论:①;②函数在和处的函数值相等;③点,在函数的图象上,若,则.其中,正确结论的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
∵抛物线的顶点坐标为
∴抛物线的对称轴为直线x=-1
∵抛物线的图象与x轴交于点
设抛物线与x轴的另一个交点坐标为(x,0),则-1-x=2+1
∴x=-4
即抛物线与x轴的两个交点的坐标分别为和
故抛物线的解析式为
∵n>0,即抛物线的顶点在x轴的上方,且抛物线与x轴有两个交点
∴a<0
∴b=2a<0,c=-8a>0
∴abc>0
故①正确
当x=1时,y=-5a;当x=-2时,y=-8a
∵a<0
∴-5a<-8a
故②错误
当x=-3时,y=-5a;当x=1时,y=-5a
∵当时,函数值随自变量的增大而增大;当时,函数值随自变量的增大而减小
∴当时,
∵当时,函数值随自变量的增大而减小
∴
∴
故③正确
从而正确的结论有两个.
故选:C.
9.如图是二次函数(,,是常数,)图象的一部分,与轴的交点在点和之间,对称轴是直线,对于下列说法:①;②;③3;④当时,;⑤(为实数).其中正确的是( )
A.①②③ B.①②⑤ C.②③④ D.③④⑤
【答案】B
解:∵抛物线开口向下,
∴a<0,
∵对称轴x1,
∴b=﹣2a>0,
∵抛物线与y轴的交点在y轴正半轴,
∴c>0,
∴abc<0,故①正确;
∵抛物线与x轴的交点A在点(2,0)(3,0)之间,对称轴为x=1,
∴抛物线x轴的另一个交点在(﹣1,0)和(0,0)之间,
∴当x=﹣1时,y=a﹣b+c<0,即a+c<b,即②正确,④错误;
抛物线与x轴的交点A在点(2,0)(3,0)之间,
∴9a+3b+c<0,
又b=﹣2a,
∴9a﹣6a+c=3a+c<0,故③错误;
由图可知,当x=1时,函数有最大值,
∴对于任意实数m,有am2+bm+c≤a+b+c,即a+b≥m(am+b),故⑤正确.
综上,正确的有①②⑤.
故选:B.
10.已知抛物线y=-x2+(6-2m)x-m2+3的对称轴在y轴的右侧,当x>2时,y的值随着x值的增大而减小,点P是抛物线上的点,设P的纵坐标为t,若t≤3,则m的取值范围是( )
A.m≥ B.≤m<3 C.m<3 D.1≤m<3
【答案】B
解:∵抛物线y=-x2+(6-2m)x-m2+3的对称轴在y轴的右侧,
∴,
∴m<3,
∵当x>2时,y的值随着x值的增大而减小,
∴,
∴1≤m,
∵y=-x2+(6-2m)x-m2+3=-(x+m-3)2-6m+12,抛物线上的点P的纵坐标t≤3,
∴当x=3-m时,y≤3,
即-6m+12≤3,
∴m≥,
综上所述,满足条件的m的值为≤m<3.
故选:B.
11.已知二次函数y=4x2﹣mx+5,当x≤﹣2时,y随x的增大而减小;当x≥﹣2时,y随x的增大而增大,则当x=1时,y的值为_____.
【答案】25
解:当时,随的增大而减小;当时,随的增大而增大,
对称轴,解得,
,那么当时,函数的值为25.
故答案为25.
12.抛物线一定经过非坐标轴上的一点,则点的坐标为___________.
【答案】(5,6)
解:y=mx2+(1-4m)x+1-5m=(x2-4x-5)m+x+1,
令x2-4x-5=0,解得x=-1或x=5,
当x=-1时,y=0;
当x=5时,y=6;
∴非坐标轴上的点P的坐标为(5,6).
故答案为:(5,6).
13.抛物线图象与轴无交点,则的取值范围为;
【答案】.
解:∵抛物线图象与轴无交点,
∴该抛物线开口向下,且,
即: ,解之得:,
故答案为:.
14.抛物线y=ax2+ax+2(a≠0)的对称轴是直线_____.
【答案】
解:∵抛物线y=ax2+bx+c的对称轴方程x=,
∴抛物线y=ax2+ax+2(a≠0)的对称轴是x=.
即对称轴是x= .
故答案为:x=.
15.二次函数的图象如图所示,则下列四个结论:
①;②;③;④.其中正确的有______.(填写番号)
【答案】③④
解:由图象知,二次函数的图象开口向下,,故①错误;
由图象知,二次函数的图象与轴交于正半轴,,故②错误;
当时,由图可知,,,故③正确;
由图可知,二次函数图象与轴有两个不同的交点,,故④正确,
故其中正确的有③④,
故答案为:③④.
16.从,,,2,5中任取一数作为a的值,能使抛物线的开口向下的概率为__________.
【答案】
根据使抛物线的开口向下的条件是,
∴只有,-1符合条件.
∴使抛物线的开口向下的概率为.
故答案为:.
17.抛物线y=ax2+bx+c的对称轴为直线x=﹣1,图象过(1,0)点,部分图象如图所示,下列判断:①abc>0;②b2﹣4ac>0;③5a﹣2b+c<0;④若点(﹣0.5,y1),(﹣2,y2)均在抛物线上,则y1>y2,其中正确判断的序号是_____.
【答案】②③.
①由图象可知:a>0,c<0,对称轴:x=<0,
∴b>0,
∴abc<0,故①错误.
②由抛物线的对称性可知:△>0,即b2﹣4ac>0,故②正确.
③∵=﹣1,
∴b=2a,
令x=1代入,y=a+b+c=0,
∴a+2a+c=0,
∴c=﹣3a,
∴5a﹣2b+c=5a﹣4a﹣3a=﹣2a<0,故③正确.
④(﹣0.5,y1)与(﹣1.5,y1)关于直线x=﹣1对称,
由于﹣1.5>﹣2,
∴y1<y2,故④错误.
故答案为:②③.
18.二次函数,当时,的最小值为1,则的取值范围是________.
【答案】
∵二次函数,,
∴函数图像开口向下,对称轴,
①当,即时,
当时,y随x的增大而减小,
,
当时,或,不符合题意;
②当时,
时,y随x的增大而增大,x=0时,恒成立,此时都满足题意;
时,,,
即当时,y在随x的增大而增大,
∴x=0时,,符合题意,
则此情况下;
③当时,即,当时,,
当时,,
∵的最小值为1,
∴,,
此时,
综上:.
19.二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的部分图象如图所示,图象过点(﹣1,0),对称轴为直线x=2,下列结论:(1)4a+b=0;(2)9a+c>﹣3b;(3)7a﹣3b+2c>0;(4)若点A(﹣3,y1)、点B(﹣,y2)、点C(7,y3)在该函数图象上,则y1<y3<y2;(5)若方程a(x+1)(x﹣5)=﹣3的两根为x1和x2,且x1<x2,则x1<﹣1<5<x2,其中正确的结论有_____.
【答案】(1)(2)(5)
∵x=﹣=2,
∴4a+b=0,故(1)正确.
∵抛物线与x轴的一个交点为(-1,0),对称轴为直线x=2,
∴另一个交点为(5,0),
∵抛物线开口向下,
∴当x=3时,y>0,即9a+3b+c>0,
∴9a+c>﹣3b,故(2)正确.
∵抛物线与x轴的一个交点为(﹣1,0),
∴a﹣b+c=0
∵b=﹣4a,
∴a+4a+c=0,即c=﹣5a,
∴7a﹣3b+2c=7a+12a﹣10a=9a,
∵抛物线开口向下,
∴a<0,
∴7a﹣3b+2c<0,故(3)错误;
∵抛物线的对称轴为x=2,C(7,y3)在抛物线上,
∴点(﹣3,y3)与C(7,y3)关于对称轴x=2对称,
∵A(﹣3,y1)在抛物线上,
∴y1=y3,
∵﹣3<﹣,在对称轴的左侧,抛物线开口向下,
∴y随x的增大而增大,
∴y1=y3<y2,故(4)错误.
方程a(x+1)(x﹣5)=0的两根为x=﹣1或x=5,
过y=﹣3作x轴的平行线,直线y=﹣3与抛物线的交点的横坐标为方程的两根,
∵x1<x2,抛物线与x轴交点为(-1,0),(5,0),
∴依据函数图象可知:x1<﹣1<5<x2,故⑤正确.
故答案为:(1)(2)(5)
20.抛物线的顶点为,与轴的一个交点在点和之间,则以下结论:①;②;③;④方程有两个不相等的实数根,其中正确结论为__________.
【答案】②③
解:∵抛物线与轴有两个交点,
∴,所以①错误,不符合题意;
∵顶点为,
∴抛物线的对称轴为直线,
∵抛物线与轴的一个交点在点和之间,
∴抛物线与轴的另一个交点在点和之间,
∴当时,,
∴,所以②正确,符合题意;
∵抛物线的顶点为,
∴,
∵抛物线的对称轴为直线,
∴,
∴,即,所以③正确,符合题意;
∵当时,二次函数有最大值为,
即只有时,,
∴方程有两个相等的实数根,所以④错误,不符合题意.
故答案为:②③.
21.在平面直角坐标系中,已知抛物线.
(1)当时,
①抛物线的对称轴为______;
②若在抛物线上有两点,,且,则的取值范围是______;
(2)抛物线的对称轴与轴交于点,点与点关于轴对称,将点向右平移3个单位得到点,若抛物线与线段恰有一个公共点,结合图象,求的取值范围.
【答案】(1)①1;②或;(2)或.
(1)①抛物线的对称轴为:,
故答案为:1;
(2)根据抛物线图象特征,在对称轴的左侧,y随x的增大而增大,在对称轴的右侧,y随x的增大而减小,故在抛物线上有两点,,且,则的取值范围是或,
故答案为:或;
(2)抛物线的对称轴为:,且对称轴与x轴交于点M,
点与点关于轴对称,
M向右平移3个单位得到点,
,
依题意,抛物线G与线段AB恰有一个公共点,
把点代入抛物线,可得,
把点代入抛物线,可得,
把点代入抛物线,可得,
根据所画图象可知抛物线G与线段AB的交点恰有一个时,或.
22.平面直角坐标系中,函数(为常数)的图象与轴交于点.
(1)直接写出点坐标.
(2)当此函数图象经过点时,求此函数表达式,并写出函数随增大而增大时的取值范围.
(3)当时,若函数(为常数)图象最低点到直线的距离为3,求的值.
【答案】(1);(2),;(3)或.
解:(1)当时,,
所以;
(2)将点代入,得,
解得,
所以,
抛物线的开口向上,其对称轴为,
当时,随的增大而增大;
(3)抛物线的对称轴为直线,顶点坐标为,
由题意,分以下三种情况:
①如图,当时,则对称轴在轴右侧,
当时,此函数图象的最低点就是顶点,
最低点到直线的距离为3,
,
解得或(不符题设,舍去);
②如图,当时,则对称轴在轴左侧,
当时,此函数图象的最低点就是点,
最低点到直线的距离为3,
,
解得或(不符题设,舍去);
③如图,当时,则对称轴为轴,直线为直线,
当时,此函数图象的最低点就是点,
则最低点到直线的距离为1(不符题意,舍去);
综上,的值为或.
23.已知函数(,为常数).当时,,当时,,请对该函数及其图象进行探究:
(1)___________,___________;
(2)请在给出的平面直角坐标系中画出该函数图象,并结合所画图象,写出该函数的一条性质.
(3)已知函数的图象如图所示,结合图象,直接写出不等式的解集.
【答案】(1)2,;(2)见解析;(3)或
解:(1)由题意得:,解得,
故答案为2,;
(2)由(1)知函数的表达式为,
当时,,当时,;
根据函数表达式画出函数图象如下:
从图象看,当时,随的增大而增大,当时,随的增大而减小(答案不唯一);
(3)从图象看两个函数交于点、,
联立和得:,解得(负值已舍去),
即点的横坐标为,
从函数图象看,不等式的解集为或.
24.已知二次函数(是常数).
(1)若该函数图像与轴有两个不同的公共点,求的取值范围;
(2)求证:不论为何值,该函数图像的顶点都在函数的图像上;
(3),是该二次函数图像上的点,当时,都有,则的取值范围是___________.
【答案】(1);(2)见解析;(3)或
解:(1)令,则,
∵,,,
∴,
∵该函数图像与轴有两个不同的公共点,
∴该方程有两个不相等的实数根,
∴,即,
解得.
∴当时,该函数图像与轴有两个不同的公共点.
(2)由,得顶点坐标为,
将代入,得,
∴不论为何值,该函数的图像的顶点都在函数的图像上.
(3)或
由(2)可知该抛物线顶点为,
当时,,
∴时,随的增大而减少,
又∵该函数开口向下,对称轴为直线,
∴如图,得出,
当时,,
要使恒成立,则,
∴,或,
结合,
∴或.
25.已知抛物线.
(1)求此抛物线的对称轴;
(2)若此抛物线的顶点在直线上,求抛物线的解析式;
(3)若点与点在此抛物线上,且,求a的取值范围.
【答案】(1);(2)或;(3)当<时,>或< 当>时,<<
解:(1)
抛物线的对称轴为:
(2) 的对称轴为直线
顶点的横坐标为-1,
纵坐标为:,
又顶点在上,
解得:
所以抛物线的解析式为:或
(3)关于抛物线对称轴对称的点的坐标为:
当<时,抛物线的开口向下,
点与点在此抛物线上,且,如图,
>或<
当>时,抛物线的开口向上,如图,
同理可得:点与点在此抛物线上,且,
此时:<<
26.已知抛物线.
(1)求该抛物线的对称轴;
(2)若该抛物线的顶点在x轴上,求其解析式;
(3)当时,若为该抛物线上三点,且总有,请结合图象直接写出m的取值范围.
【答案】(1)抛物线的对称轴为直线x=1;(2)抛物线为yx2+x或y=x2-2x+1;(3) 且m≠-1
解:(1)∵抛物线y=ax2﹣2ax﹣2+3a2=a(x﹣1)2+3a2﹣a﹣2.
∴抛物线的对称轴为直线x=1;
(2)∵抛物线的顶点在x轴上,
∴3a2﹣a﹣2=0,
解得a或a=1,
∴抛物线为yx2+x或y=x2-2x+1;
(3)∵抛物线的对称轴为x=1,
∴关于x=1对称点的坐标为
∵a>0,对称轴为x=1
∴为顶点坐标,即 为最小值;
∵总有,m-1<m+2
∴ 且
解得 且m≠-1
27.在平面直角坐标系中,已知抛物线与直线有且只有一个公共点.
(1)直接写出抛物线的顶点的坐标,并求出与的关系式;
(2)若点为抛物线上一点,当时,均满足,求的取值范围;
(3)过抛物线上动点(其中)作轴的垂线,设与直线交于点,若、两点间的距离恒大于等于1,求的取值范围.
【答案】(1),;(2);(3)或
解:(1)由题意得D在直线y=-3上且D在二次数对称轴x=1上,
∴D(1-3),将其代入得-3=a-2a+c,化简得c=a-3;
(2)当a>0时,二次函数图象开口向上,
如图,抛物线的开口向上,当,即,
此时:当时,满足,
当时,函数值最大,则
解得:,不合题意,舍去
当<<时,则<<,如图,
此时:当时,满足,
当时,函数值最大,则
解得:,不合题意,舍去
当时,则,如图,
此时:当时,满足,
当时,函数值最大,
则
恒成立,
当a<0时,二次函数图象开口向下,此时函数有最大值,不满足,此情况不存在;
综上;
(3)|MN|≥1即,即
①(x≥3恒成立要求a>0,其对称轴为x,
只需要求x=3时即9a-3a-a≥1,
解得;
②(x≥3恒成立要求a﹤0),
只需要求x=3时即9a-3a-a≤-1,
解得.
28.已知抛物线经过点和点,顶点为.
(1)求、的值;
(2)若的坐标为,当时,二次函数有最大值,求的值;
(3)直线与直线、直线分别相交于、,若抛物线与线段(包含、两点)有两个公共点,求的取值范围.
【答案】(1)2;-1 (2)-3或4 (3)或
解:(1)由于抛物线经过点,点
所以,,所以
(2)因为抛物线为,又顶点坐标为
所以,所以
∵,
∴抛物线开口向下,对称轴,
∵时,有最大值,
∴当时,有,
∴或,
①在左侧,随的增大而增大,
∴时,有最大值,
∴;
②在对称轴右侧,随增大而减小,
∴时,有最大值;
综上所述:或;
(3)与直线、直线分别相交于、,
∴,
①时,时,,即;
②时,时,,即,
直线的解析式为,
抛物线与直线联立:,
∴,
,∴,
∴的取值范围为或.
29.在平面直角坐标系中,函数y=x2-2ax-1(a为常数)的图象与y轴交于点A.
(1)求点A的坐标.
(2)当此函数图象经过点(1,2)时,求此函数的表达式,并写出函数值y随x的增大而增大时x的取值范围.
(3)当x≤0时,若函数y=x2-2ax-1(a为常数)的图象的最低点到直线y=2a的距离为2,求a的值.
【答案】(1);(2),当时,随的增大而增大;(3)或a=-1-.
(1)当时,,所以.
(2)将点代入,得.
解得
所以(如图1所示)
抛物线的开口向上,对称轴为.
因此当时,随的增大而增大.
(3)抛物线的对称轴为,顶点坐标为.
如图2,如果,那么对称轴在轴右侧,最低点就是.
已知最低点到直线的距离为2,
所以.
解得.
如图3,如果,那么对称轴在轴左侧,顶点就是最低点.
所以.
整理,得.
解得,或(舍去正值).
综上:或.
30.已知二次函数y=ax2+bx+c的图象经过A(n,b),B(m,a)且m﹣n=1.
(1)当b=a时,直接写出函数图象的对称轴;
(2)求b和c(用只含字母a、n的代数式表示);
(3)当a<0时,函数有最大值﹣1,b+c≥a,n≤,求a的取值范围.
【答案】(1);(2);(3)
(1)函数的对称轴为直线,
∵,
∴;
(2)∵二次函数经过A(n,b),B(m,a),
则,
整理得:,
∵,
∴,
∴,
将代入得:;
(3)∵,
∴,即,
当时,;
而,故,
∵(),
∴,
∴,且,
∴,
化简得:,
∴,
∵,当时,随的增大而增大,
当时,,
当时,,
∴.
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