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人教版数学九上《二次函数》期末专项训练第12讲 二次函数中的交点个数问题专题训练(2份,原卷版+解析版)
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A.﹣3<n≤﹣1或1<n≤B.﹣3<n<﹣1或1≤n≤
C.n≤﹣1或1<n≤D.﹣3<n<﹣1或n≥1
【分析】首先确定出二次函数y=﹣x2+4x+n的相关函数与线段MN恰好有1个交点、2个交点、3个交点时n的值,然后结合函数图象可确定出n的取值范围.
【解答】解:如图1所示:线段MN与二次函数y=﹣x2+4x+n的相关函数的图象恰有1个公共点.
所以当x=2时,y=1,即﹣4+8+n=1,解得n=﹣3.
如图2所示:线段MN与二次函数y=﹣x2+4x+n的相关函数的图象恰有3个公共点.
∵抛物线y=x2﹣4x﹣n与y轴交点纵坐标为1,
∴﹣n=1,解得:n=﹣1.
∴当﹣3<n<﹣1时,线段MN与二次函数y=﹣x2+4x+n的相关函数的图象恰有3个公共点.
如图3所示:线段MN与二次函数y=﹣x2+4x+n的相关函数的图象恰有3个公共点.
∵抛物线y=﹣x2+4x+n经过点(0,1),
∴n=1.
如图4所示:线段MN与二次函数y=﹣x2+4x+n的相关函数的图象恰有2个公共点.
∵抛物线y=x2﹣4x﹣n经过点M(﹣,1),
∴+2﹣n=1,解得:n=.
∴1<n≤时,线段MN与二次函数y=﹣x2+4x+n的相关函数的图象恰有2个公共点.
综上所述,n的取值范围是﹣3<n≤﹣1或1<n≤,
故选:B.
2.在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=ax2+bx﹣4经过点A(﹣4,0),对称轴为直线x=﹣1.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当﹣2<x<3时,求y的取值范围;
(3)抛物线与y轴交于点B,直线AB上有一动点P,将点P向下平移1.5个单位长度,得到点Q,若抛物线与线段PQ只有一个公共点,请直接写出点P的横坐标xp的取值范围.
【分析】(1)由已知可得﹣=﹣1①,16a﹣4b﹣4=0②,解出a,b的值即得抛物线的解析式为y=x2+x﹣4;
(2)由y=x2+x﹣4=(x+1)2﹣,知当x=﹣1时,y最小=﹣,当x=3时,y取,故当﹣2<x<3时,y的取值范围是﹣≤y<;
(3)求出直线AB解析式为y=﹣x﹣4,设P(m,﹣m﹣4),则Q(m,﹣m﹣5.5),当Q在抛物线y=x2+x﹣4上时,﹣m﹣5.5=m2+m﹣4,得m=﹣1或m=﹣3,再结合图象可得﹣1≤xp≤0或﹣4≤xp≤﹣3.
【解答】解:(1)∵抛物线的对称轴为直线x=﹣=﹣1①,
将点A(﹣4,0)代入y=ax2+bx﹣4中,得16a﹣4b﹣4=0②,
由①,②解得a=,b=1,
∴抛物线的解析式为y=x2+x﹣4;
(2)∵y=x2+x﹣4=(x+1)2﹣,
∴抛物线开口向上,顶点坐标为(﹣1,﹣),
∴当x=﹣1时,y最小=﹣,
∵(﹣1)﹣(﹣2)<3﹣(﹣1),
当x=3时,y取最大值,最大值为y=×(3+1)2﹣=,
∴当﹣2<x<3时,y的取值范围是﹣≤y<;
(3)如图:
在y=x2+x﹣4中,令x=0得y=﹣4,
∴B(0,﹣4),
由A(﹣4,0),B(0,﹣4)得直线AB解析式为y=﹣x﹣4,
设P(m,﹣m﹣4),则Q(m,﹣m﹣5.5),
当Q在抛物线y=x2+x﹣4上时,
﹣m﹣5.5=m2+m﹣4,
解得m=﹣1或m=﹣3,
由图可知,当﹣1≤m≤0或﹣4≤m≤﹣3时,线段PQ与抛物线只有一个交点,
∴﹣1≤xp≤0或﹣4≤xp≤﹣3.
3.定义:函数l与l'的图象关于y轴对称,点P(t,0)是x轴上一点,将函数l'的图象位于直线x=t左侧的部分,以x轴为对称轴翻折,得到新的函数w的图象,我们称函数w是函数l的对称折函数,函数w的图象记作F1,函数l的图象位于直线x=t上以及右侧的部分记作F2,图象F1和F2合起来记作图象F.
例如:如图,函数l的解析式为y=x+1,当t=1时,它的对称折函数w的解析式为y=x﹣1(x<1).
(1)函数l的解析式为y=2x﹣1,当t=﹣2时,它的对称折函数w的解析式为 y=2x+1(x<﹣2) ;
(2)函数l的解析式为y=x2﹣x﹣1,当﹣4≤x≤2且t=0时,求图象F上点的纵坐标的最大值和最小值;
(3)函数l的解析式为y=ax2﹣2ax﹣3a(a≠0).
①若a=1,直线y=t﹣1与图象F有两个公共点,求t的取值范围;
②当﹣5≤x≤3,且t=2时,图象F上有4个点到x轴的距离等于2,直接写出a的取值范围.
【分析】(1)先由函数l与l'的图象关于y轴对称,写出函数l'的解析式,再根据对称折函数的定义写出对称折函数w的解析式即可;
(2)由题意得F的解析式,由自变量的取值范围﹣4≤x≤2,结合二次函数的性质分段可得出图象F上点的纵坐标的最大值和最小值;
(3)①先写出当a=1时,图象F的解析式,分两种情况计算:ⅰ:当t﹣1=﹣4时,t=﹣3,ⅱ:当点(t,t﹣1)落在y=x2﹣2x﹣3(x≥t)上时,t﹣1=t2﹣2t﹣3,即可求得t的取值范围;②写出图象F的解析式,再分两种情况分别求解:当a>0时,当a<0时,当x=2时、当x=﹣1时、当x=﹣5时,根据图象F上有4个点到x轴的距离等于2,分别得出关于a的不等式,求解即可.
【解答】解:(1)∵函数l的解析式为y=2x﹣1,函数l与l'的图象关于y轴对称,
∴函数l'的解析式为y=﹣2x﹣1,
∴t=﹣2时,它的对称折函数w的解析式为y=2x+1(x<﹣2).
故答案为:y=2x+1(x<﹣2);
(2)由题意得F的解析式为:
y=,
∴当x=﹣4时,y=﹣3;
当x=﹣1时,;
当x=1时,;
当x=2时,y=1,
∴图象F上的点的纵坐标的最大值为,最小值为y=﹣3;
(3)①当a=1时,图象F的解析式为:y=.
ⅰ:当t﹣1=﹣4时,t=﹣3,
∴当t=﹣3时,直线y=t﹣1与图象F有两个公共点;
ⅱ:当点(t,t﹣1)落在y=x2﹣2x﹣3(x≥t)上时,t﹣1=t2﹣2t﹣3,解得,,
当点(t,t﹣1)落在y=﹣x2﹣2x+3(x<t)上时,t﹣1=﹣t2﹣2t+3,
解得t3=﹣4(舍),t4=1,
∵t﹣1=4,
∴t=5;
∴当或时,直线y=t﹣1与图象F有两个公共点;
综上所述:当t=﹣3,或时,直线y=t﹣1与图象F有两个公共点;
②图象F的解析式为:y=,
∵当x=3时,y=0,y=ax2﹣2ax﹣3a的对称轴为x=1,
∴y=﹣ax2﹣2ax+3a的对称轴为x=﹣1,
当a>0时,
当x=2时,y=﹣3a>﹣2,解得a<;
当x=﹣1时,y=4a>2,解得a>;
当x=﹣5时,y=﹣12a<﹣2,解得a>;
∴<a<;
当a<0时,
当x=2时,y=﹣3a<2,解得a>﹣;
当x=﹣1时,y=4a<﹣2,解得a<﹣;
当x=﹣5时,y=﹣12a>2,解得a<﹣;
∴﹣<a<﹣;
综上所述或.
4.定义:平面直角坐标系xOy中,点P(a,b),点Q(c,d),若c=ka,d=﹣kb,其中k为常数,且k≠0,则称点Q是点P的“k级变换点”.例如,点(﹣4,6)是点(2,3)的“﹣2级变换点”.
(1)函数y=﹣的图象上是否存在点(1,2)的“k级变换点”?若存在,求出k的值;若不存在,说明理由;
(2)点A(t,t﹣2)与其“k级变换点”B分别在直线l1,l2上,在l1,l2上分别取点(m2,y1),(m2,y2).若k≤﹣2,求证:y1﹣y2≥2;
(3)关于x的二次函数y=nx2﹣4nx﹣5n(x≥0)的图象上恰有两个点,这两个点的“1级变换点”都在直线y=﹣x+5上,求n的取值范围.
【分析】(1)求出(1,2)的“k级变换点”的坐标,即可求解;
(2)求出点A、B所在的直线表达式,即可求解;
(3)先求出点A、B所在的直线为y=x﹣5,当n>0时,画出抛物线和直线AB的大致图象,求出点A的横坐标为x,得到x+5=,即可求解;当n<0时,当x≥0时,直线AB不可能和抛物线在x≥0时有两个交点,即可求解.
【解答】(1)解:存在,理由:
由题意得,(1,2)的“k级变换点”为:(k,﹣2k),
将(k,﹣2k)代入反比例函数表达式得:﹣4=k(﹣2k),
解得:k=±;
(2)证明:由题意得,点B的坐标为:(kt,﹣kt+2k),
由点A的坐标知,点A在直线y=x﹣2上,同理可得,点B在直线y=﹣x+2k,
则y1=m2﹣2,y2=﹣m2+2k,
则y1﹣y2=m2﹣2+﹣m2﹣2k=m2﹣2k﹣2,
∵k≤﹣2,则﹣2k﹣2+m2≥2,
即y1﹣y2≥2;
(3)解:设在二次函数上的点为点A、B,
设点A(s,t),则其“1级变换点”坐标为:(s,﹣t),
将(s,﹣t)代入y=﹣x+5得:﹣t=﹣s+5,
则t=s﹣5,
即点A在直线y=x﹣5上,
同理可得,点B在直线y=x﹣5上,
即点A、B所在的直线为y=x﹣5;
由抛物线的表达式知,其和x轴的交点为:(﹣1,0)、(5,0),其对称轴为x=2,
当n>0时,
抛物线和直线AB的大致图象如下:
直线和抛物线均过点(5,0),则点A、B必然有一个点为(5,0),设该点为点B,另外一个点为点A,如上图,
联立直线AB和抛物线的表达式得:y=nx2﹣4nx﹣5n=x﹣5,
设点A的横坐标为x,则x+5=,
∵x≥0,
则﹣5≥0,
解得:n≤1,
此外,直线AB和抛物线在x≥0时有两个交点,故Δ=(﹣4n﹣1)2﹣4n(5﹣5n)=(6n﹣1)2>0,
故n≠,
即0<n≤1且n≠;
当n<0时,
当x≥0时,直线AB不可能和抛物线在x≥0时有两个交点,
故该情况不存在,
综上,0<n≤1且n≠1/6.
5.已知二次函数y=x2+bx+k的图象的对称轴为直线x=2,将二次函数y=x2+bx+k的图象中y轴左侧部分(x<0)沿x轴翻折,将这部分图象与原抛物线剩余部分的图象组成的图象记为G.
(1)求b的值.
(2)当k=﹣1时:
①直接写出图象G对应的函数解析式;
②过点(0,﹣2)作直线l平行于x轴,求出直线l与图象G的交点的横坐标.
(3)已知两点A(﹣1,﹣1),B(5,﹣1),当线段AB与图象G恰有两个公共点时,直接写出k的取值范围.
【分析】(1)根据抛物线的对称轴x=﹣,即可求得b的值;
(2)①根据抛物线沿x轴翻折可得y=﹣x2+4x+1(x<0),即可求得y=;
②当y=﹣2,x<0时,﹣x2+4x+1=﹣2,可得x=2﹣;当y=﹣2,x≥0时,x2﹣4x﹣1=﹣2,可得x=2±;
(3)通过画函数的图象,分类讨论求解即可.
【解答】解:(1)∵抛物线y=x2+bx+k的对称轴为直线x=2,
∴﹣=2,
∴b=﹣4;
(2)当k=﹣1时,y=x2﹣4x﹣1,
①将二次函数y=x2+bx+k的图象中y轴左侧部分(x<0)沿x轴翻折,所得抛物线的解析式为y=﹣x2+4x+1(x<0),
∴图象G对应的函数解析式为y=;
②当y=﹣2时,﹣x2+4x+1=﹣2,
解得:x=2±,
∵x<0,
∴x=2﹣;
当y=﹣2时,x2﹣4x﹣1=﹣2,
解得:x=2±,
∵x≥0,
∴x=2±;
综上所述,直线l与图象G的交点的横坐标为2﹣或2±.
(3)y=x2﹣4x+k关于x轴对称的抛物线解析式为y=﹣x2+4x﹣k(x<0),
如图1,当y=﹣x2+4x﹣k(x<0)经过点A时,﹣1﹣4﹣k=﹣1,
解得:k=﹣4,
∴y=x2﹣4x﹣4(x≥0),当x=5时,y=1,
∴y=x2﹣4x﹣4(x≥0)与线段AB有一个交点,
∴k=﹣4时,当线段AB与图象C恰有两个公共点;
如图2,当y=x2﹣4x+k(x≥0)经过点(0,﹣1)时,k=﹣1,
此时图象C与线段AB有三个公共点,
∴﹣4≤k<﹣1时,线段AB与图象C恰有两个公共点;
如图3,当y=﹣x2+4x﹣k(x<0)经过点(0,﹣1)时,k=1,
此时图象C与线段AB有两个公共点,
当y=x2﹣4x+k(x≥0)的顶点在线段AB上时,k﹣4=﹣1,
解得m=3,
此时图象C与线段AB有一个公共点,
∴1≤k<3时,线段AB与图象C恰有两个公共点;
综上所述:﹣4≤k<﹣1或1≤k<3时,线段AB与图象C恰有两个公共点.
6.【定义】在平面直角坐标系中,有一条直线x=m,对于任意一个函数图象,把该图象在直线x=m上的点以及直线x=m右边的部分向上平移n个单位长度(n>0),再把直线x=m左边的部分向下平移n个单位长度,得到一个新的函数图象,则这个新函数叫做原函数关于直线x=m的“n分移函数”,例如:函数y=x关于直线x=0的“1分移函数”为y=.
【概念理解】(1)①已知点P1(3,3)、P2(3,4)、P3(0,﹣4),其中在函数y=x﹣2关于直线x=2的“2分移函数”图象上的点有 P1,P3 ;
②已知点M(3,4)在函数y=(k≠0)关于直线x=2的“1分移函数”图象上,求k的值;
【拓展探究】(2)若二次函数y=﹣x2+2x+6关于直线x=3的“n分移函数”与x轴有三个公共点,是否存在n,使得这三个公共点的横坐标之和为3+2,若存在请求出n的值,若不存在,请说明理由;
【深度思考】(3)已知A(,0),B(0,2),C(4,0),D(0,﹣2),若函数y=x2﹣bx(b>0)关于直线x=0的“3分移函数”图象与四边形ABCD的边恰好有4个公共点,请直接写出b的取值范围.
【分析】(1)①先求出函数y=x﹣2关于直线x=2的“2分移函数”,代入点P1(3,3)、P2(3,4)、P3(0,﹣4)分别验证;
②因为3>2,所以把点M(3,4)代入y=+1;
(2)设函数图象与x轴的三个公共点的横坐标分别为x1、x2、x3且x1<x2<3≤x3,(x1,0)与(x2,0)关于直线为x=1对称,可以得到x1+x2=2,求出x3,把(x3,0)代入y=﹣x2+2x+6+n得n;
(3)左侧图象与四边形ABCD的边只有一个交点时,b=,由此分三类分别讨论.
【解答】解:(1)①函数y=x﹣2关于直线x=2的“2分移函数”为y=,代入点P1(3,3)、P2(3,4)、P3(0,﹣4)分别验证,得到在图象上的点有P1,P3.
故答案为:P1,P3;
②x≥2时“1分移函数”的表达式为y=+1,把点M(3,4)代入得4=+1,即k=9;
(2)二次函数y=﹣x2+2x+6关于直线x=3的“n分移函数”为y=,当x=1时,y=7﹣n;把x=3代入y=﹣x2+2x+6﹣n得y=3﹣n,图象与x轴有三个公共点,必须满足,
∴3<n<7,
设函数图象与x轴的三个公共点的横坐标分别为x1、x2、x3且x1<x2<3≤x3,
∵y=﹣x2+2x+6﹣n的对称轴直线为x=1,
∴(x1,0)与(x2,0)关于直线为x=1对称,
∴x1+x2=2,
∵三个公共点的横坐标之和为3+2,
∴x3=1+2,
把(1+2,0)代入y=﹣x2+2x+6+n得n=5;
(3)函数y=x2﹣bx(b>0)关于直线x=0的“3分移函数”为y=,
∵y=x2﹣bx+3=(x﹣)2﹣+3,
∴顶点为(,﹣+3),
把x=4代入y=x2﹣bx+3=19﹣4b,把A(,0)代入y=x2﹣bx﹣3得b=,
①当b=时,﹣+3=﹣<﹣2,且19﹣4b=﹣3<0,此时共三个交点,不满足题意;
②当b>时,﹣+3<﹣<﹣2,且19﹣4b<﹣3<0,此时共四个交点,满足题意;
③当0<b<时,b越大顶点的纵坐标﹣+3越小,
设直线CD的表达式为y=kx﹣2,代入C(4,0)得k=,
∴y=x﹣2,
y=x﹣2与y=x2﹣bx+3联立得,
∴x﹣2=x2﹣bx+3,
∴x2﹣(b+)x+5=0,
∴Δ=(b+)2﹣20=0,
∴b=2﹣或b=﹣2﹣(舍),
图象与四边形ABCD的边恰好有4个公共点,应满足:
,
∴2﹣<b<,
综上,b的取值范围为b>或2﹣<b<.
7.如图1,已知抛物线y=ax2+bx+6与轴交于点A(2,0)和点B,与y轴交于点C,∠ABC=45°.
(1)求抛物线的解析式.
(2)如图2,点E为第二象限抛物线上一动点,EF⊥x轴与BC交于F,求EF的最大值,并说明此时△BCE的面积是否最大.
(3)已知点D(﹣3,10),E(2,10),连接DE.若抛物线y=ax2+bx+6向上平移k(k>0)个单位长度时,与线段DE只有一个公共点,请求出k的取值范围.
【分析】(1)由∠ABC=45°得OB=OC=6,求出点B( 1﹣6,0),用待定系数法即可求解;
(2)可得直线BC的解析式为y=x+6.设F(m,m+6),则E(m,﹣m2﹣2m+6),EF=(−m2−2m+6)−(m+6)=−m2−3m=−(m+3)2+,根据二次函数的性质得EF的最大值是,由S△BCE=EF•OB=3EF,可得此时△BCE的面积是最大;
(3)抛物线向上平移过程中抛物线顶点落在DE上满足题意,分别求出抛物线经过点D,E时k的值,可得抛物线顶点在DE上时k的取值范围.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+6与y轴交于C,
∴C(0,6),
∵∠ABC=45°,
∴OB=OC=6,
∴点B(﹣6,0),
将A(2,0),B(﹣6,0)代入抛物线得,
,解得,
∴抛物线解析式为y=﹣x2﹣2x+6;
(2)∵C(0,6),B(﹣6,0),
∴直线BC的解析式为y=x+6.
设F(m,m+6),
则E(m,﹣m2﹣2m+6),
∴EF=(−m2−2m+6)−(m+6)=−m2−3m=−(m+3)2+,
当m=−3时,EF的最大值是,
则S△BCE=EF•OB=3EF,
∴此时△BCE的面积是最大.
(3)抛物线y=﹣x2﹣2x+6=﹣(x+2)2+8向上平移k个单位后解析式为y=﹣(x+2)2+8+k,
∴抛物线顶点坐标为(﹣2,8+k),
①当抛物线顶点落在DE上时,8+k=10,
解得k=2,
②当抛物线经过点D(﹣3,10)时,10=﹣(﹣3+2)2+8+k,
解得k=,
当抛物线经过E(2,10)时,10=﹣(2+2)2+8+k,
解得k=10,
∴<k≤10时,满足题意.
综上所述,k=2或<k≤10.
8.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线的图象与x轴交于点A,B两点,点A坐标为(3,0),点B坐标为(﹣1,0),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)若将直线AC绕点A顺时针旋转,交抛物线于一点P,交y轴于点D,使∠BAP=∠BAC,求直线AP函数解析式;
(3)在(2)条件下若将线段AC平移(点A,C的对应点M,N),若点M落在抛物线上且点N落在直线AP上,求点M的坐标.
【分析】(1)用待定系数法即可求解;
(2)由∠BAP=∠BAC,则点C、D关于x轴对称,得到点D(0,2),进而求解;
(3)由题意知,M、N、A、C组成的几何图形为平行四边形,则点C向右平移3个单位向上平移2个单位得到点A,同样M(N)向右平移3个单位向上平移2个单位得到N(M),即可求解.
【解答】解:(1)设抛物线的解析式为:y=a(x﹣3)(x+1)=a(x2﹣2x﹣3)=ax2﹣2ax﹣3a,
∴﹣2a=﹣,
解得:a=,
则抛物线的解析式为:y=x2﹣x﹣2;
(2)由抛物线的解析式知,点C(0,﹣2),
∵∠BAP=∠BAC,则点C、D关于x轴对称,
∴点D(0,2),
设直线PA的解析式为:y=kx+2,
将点A的坐标代入上式得:0=3k+2,
解得:k=﹣,
∴直线AP的解析式为:y=﹣x+2;
(3)设点M(m,m2﹣m﹣2),点N(n,﹣n+2),
由题意知,M、N、A、C组成的几何图形为平行四边形,
则点C向右平移3个单位向上平移2个单位得到点A,同样M(N)向右平移3个单位向上平移2个单位得到N(M),
则,
解得:m=4或﹣3或1(舍去),
即点M的坐标为(4,)或(﹣3,8).
9.在平面直角坐标系中,坐标原点为点O,抛物线y=x2+bx+c(b,c为常数)的对称轴为直线x=1,且经过点A(﹣2,5),点P在该抛物线上,其横坐标为m.
(1)求此抛物线对应的函数表达式;
(2)当点P与点A关于抛物线的对称轴对称时,求△AOP的面积;
(3)已知点M(x1,y1),点N(x2,y2)是抛物线上的点,若对于2m<x1<2m+1,2m+2<x2<2m+3,都有y1≠y2,直接写出m的取值范围;
(4)设抛物线上点P与点A之间的部分(含端点)为图象G,当直线y=1﹣4m与图象G只有一个公共点时,直接写出m的取值范围.
【分析】(1)根据对称轴公式可求出b,再将点A(2,﹣5)代入抛物线解析式,解之可得c的值,由此可得出结论;
(2)由抛物线的对称性可得出点P的坐标,及AP∥x轴,再根据三角形的面积公式可得出结论;
(3)由题意可知,这两个范围段内不存在关于对称轴对称的点,依据图形可深刻理解;
(4)需要分类讨论,分点P在点A的左上方、在点A与顶点之间、在顶点与点A关于对称轴的对称点之间、点A关于对称轴的对称点的右上方四种情况,结合横纵坐标的情况,列出不等式组,即可求解.
【解答】解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c(b,c为常数)的对称轴为直线x=1,
∴﹣=1,
∴b=﹣2,
把A(﹣2,5)代入y=x2﹣2x+c中得:5=4+4+c,
解得:c=﹣3,
∴y=x2﹣2x﹣3;
(2)∵点P与点A(﹣2,5)关于抛物线的对称轴对称,
∴P(4,5),
∴AP∥x轴,AP=4﹣(﹣2)=6,
∴S△AOP=AP•|yP|=×6×5=15;
(3)设点B的横坐标为2m,点C的横坐标为2m+3,
点B关于对称轴直线x=1的对称点为B′,则其横坐标为2﹣2m;如图(3)﹣1,
此时2m+2≥2﹣2m,
解得m≥0;
点C关于对称轴直线x=1的对称点为C′,则其横坐标为﹣1﹣2m,如图(3)﹣2,
此时2m+1≤﹣1﹣2m,
解得m≤﹣;
综上,符合题意的m的取值范围为m≤﹣或m≥0;
(4)当点P在点A的左上方时,
∵抛物线上点P与点A之间的部分(含端点)为图象G,直线y=1﹣4m与图象G只有一个公共点,A(﹣2,5),P(m,m2﹣2m﹣3),
∴,
解得m≤﹣1﹣;
当点P在点A与顶点之间(含顶点)时,
∵抛物线上点P与点A之间的部分(含端点)为图象G,直线y=1﹣4m与图象G只有一个公共点,A(﹣2,5),P(m,m2﹣2m﹣3),
∴,
解得﹣1<m≤1;
当点P在顶点与点A关于对称轴的对称点之间时,
∵抛物线上点P与点A之间的部分(含端点)为图象G,直线y=1﹣4m与图象G只有一个公共点,顶点坐标为(1,﹣4),点A关于对称轴的坐标为(4,5),P(m,m2﹣2m﹣3),
∴或1﹣4m=﹣4,
解得1<m<﹣1或m=;
当点P在点A关于对称轴的对称点右上方(含对称点)时,
∵抛物线上点P与点A之间的部分(含端点)为图象G,直线y=1﹣4m与图象G只有一个公共点,顶点坐标为(1,﹣4),点A关于对称轴的坐标为(4,5),P(m,m2﹣2m﹣3),
∴或1﹣4m=﹣4,
解得无解或m=;
综上,m的取值范围为:m≤﹣1﹣或﹣1≤m<﹣1或m=.
10.【阅读理解】:
关于x的函数y=mx﹣2m﹣3(m为常数,且m≠0),经过某个定点,请求出定点的坐标.
方法一:先将等式化为(x﹣2)m=y+3的形式,再根据0m=0时有m无数多个解,求得定点的坐标为(2,﹣3);
方法二:当m=1时,y=x﹣5;当m=2时,y=2x﹣7;
解方程组解得,
∴求得定点的坐标为(2,﹣3)
【模仿练习】
关于x的二次函数 y=mx2+(2m+1)x+1( 为常数,且m≠0),是否经过定点,如果是,请选择一种方法求出定点的坐标;如果不是,请说明理由.
【尝试应用】某“数学兴趣小组”根据学习函数的经验,对函数y=﹣(x﹣1)(|x|﹣3)的图象和性质进行了探究,探究过程如下,请补充完整:
(1)计算x与y的几组对应值,其中m= ﹣4 ;
列表如下:
(2)如图,在直角坐标系中用描点法画出了函数y=﹣(x﹣1)(|x|﹣3)这个图象;
(3)若直线y=tx﹣2t+2与函数y=﹣(x﹣1)(|x|﹣3)(2<x≤4)的图象只有一个交点,请结合函数图象,求出t的取值范围.
【分析】【模仿练习】将二次函数整理为:y﹣x﹣1=m(x2+2x),即可求解;
【尝试应用】(1)当x=﹣1时,y=﹣(x﹣1)(|x|﹣3)=﹣4=m,故答案为:﹣4;
(2)根据表格数据描点、连线、绘制函数图象即可;
(3)当直线在l和q之间及在p位置时,两个函数只有一个交点,进而求解.
【解答】解:【模仿练习】
过定点,理由:
将二次函数整理为:y﹣x﹣1=m(x2+2x),
则当x=0或﹣2时,y=1或﹣1,
即过定点(0,1)、(﹣2,﹣1);
【尝试应用】
(1)当x=﹣1时,y=﹣(x﹣1)(|x|﹣3)=﹣4=m,
故答案为:﹣4;
(2)根据表格数据描点、连线、绘制函数图象如下:
(3)当2<x≤4时,函数表达式为:y=﹣(x﹣1)(x﹣3)=﹣x2+4x﹣3,如下图,
由直线y=tx﹣2t+2得:y=t(x﹣2)+2,
则该直线过点(2,2),如下图,
设直线p和该抛物线有一个交点,直线l为:x=2,直线q过点(2,2)和(4,﹣3),
故当直线在l和q之间及在p位置时,两个函数只有一个交点,
①由(2,2)和(4,﹣3)得,直线q的表达式为:y=﹣(x﹣2)+2,即t=﹣;
②直线p和抛物线只有一个交点,
则联立y=﹣x2+4x﹣3和y=t(x﹣2)+2并整理得:
x2+(t﹣4)x﹣2t+5=0,
则Δ=(t﹣4)2﹣4(5﹣2t)=0,
解得:t=﹣2(不合题意的值已舍去);
综上,﹣<t<0和t=﹣2.
11.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+mx+3与x轴交于A,B两点(点A在点B的左边),与y轴交于点C,且OB=OC.抛物线的对称轴交抛物线于点D,交直线BC于点E.
(1)求抛物线的解析式及点A的坐标;
(2)P(n,0)是x轴上一动点,过点P作PQ∥y轴交直线BC于点F,交抛物线于点G.
①是否存在点P,使以D、E、F、G为顶点的四边形是平行四边形,若存在,求n的值,若不存在,请说明理由;
②如图2,点M在直线PQ上(点M在x轴上方),且PM=3.5个单位长度,若线段PM与直线BC和抛物线都有交点,请直接写出n的取值范围.
【分析】(1)待定系数法求出函数解析式,令y=0,求出x的值即可;
(2)①求出D点坐标,E点坐标,进而得到当D、E、F、G为顶点的四边形是平行四边形时,DE∥GF且DE=GF,分点G在点F的上方和点G在点F的下方,两种情况进行求解即可;
②求出当y=3.5时,对应的直线BC的自变量的值以及抛物线对应的点的横坐标,利用数形结合的思想,进行求解即可.
【解答】解:(1)依题意:点C的坐标为(0,3),即OC=3,
∵OB=OC,
∴OB=3,即点B的坐标为(3,0),
将点B(3,0)代入抛物线y=﹣x2+mx+3中,
∴﹣32+3m+3=0,
解得m=2,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2+2x+3;
令﹣x2+2x+3=0,
解得:x=﹣1或x=3,
∴点A的坐标为(﹣1,0);
(2)①存在点P,使以D、E、F、G为顶点的四边形是平行四边形,n的值为2或n=,理由如下:
设直线BC的解析式为:y=kx+b(k≠0),
∵B(3,0),C(0,3),
∴,
解得:,
∴直线BC的解析式为y=﹣x+3,
∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴D(1,4),
∴E(1,2),DE=2,
假设存在点P(n,0),使以D、E、F、G为顶点的四边形是平行四边形,则DE∥GF且DE=GF,
∴DE=GF=2,
若点G在点F的上方,
﹣n2+2n+3﹣(﹣n+3)=2,即n2﹣3n+2=0,
得n=1(舍)或n=2,
若点G在点F的下方,
(﹣n+3)﹣(﹣n2+2n+3)=2,即n2﹣3n﹣2=0,
得n=,
综上,存在三个满足条件的点P,n=2或n=;
②∵直线BC:y=﹣x+3,
当y=3.5时:3.5=﹣x+3,
解得:x=﹣0.5,
∵抛物线:y=﹣x2+2x+3,
当y=3.5时:3.5=﹣x+2x+3,
解得:x=1±;
如图:线段PM与直线BC和抛物线都有交点时,
n的取值范围为:﹣0.5≤n≤1﹣或1+≤n≤3.
12.如图,已知抛物线C1:y=x2+bx+c的顶点为P,与x轴交于点A,B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C(0,﹣3),∠BAC=45°.
(1)求抛物线C1的解析式;
(2)判断△ACP是否为直角三角形,并说明理由;
(3)将抛物线C1经过适当平移后得到抛物线C2:y=x2﹣2tx+p,点(1,m),(3,n),(x0,m)(x0≠1)都在抛物线C2上.若m<n<p,求t的取值范围及x0的取值范围;
(4)在(3)的条件下,作直线AC的平行线l1和l2.直线l1经过原点,与抛物线C2交于点E,F,直线l2与抛物线C2有唯一公共点G.若S△GEF=2,求l2的解析式.
【分析】(1)先求A点坐标,再用待定系数法求函数的解析式即可;
(2)求出P点坐标,再由勾股定理逆定理进行判断即可;
(3)由对称性可知t=(1+x0),再将点(1,m),(3,n)代入函数解析式可得,由m<n<p,得到,即可求<t<2,再由<(1+x0)<2,求出2<x0<3;
(4)先求直线AC的解析式,再求直线l1的解析式为y=﹣x,当﹣x=x2﹣2tx+p时,由韦达定理可得xE+xF=2t﹣1,xE•xF=p,则|xE﹣xF|=,设直线l2的解析式为y=﹣x+s,由题意可知﹣x+s=x2﹣2tx+p的方程有两个相等的实数根时,即Δ=(1﹣2t)2﹣4p+4s=0①,求出直线l1和l2间的距离为|s|,则S△GEF=×EF×|s|=•|s|=2,将①代入,可求s=﹣2,则直线l2的解析式为y=﹣x﹣2.
【解答】解:(1)∵C(0,﹣3),
∴OC=3,
∵∠BAC=45°,
∴OA=3,
∴A(﹣3,0),
将C(0,﹣3),A(﹣3,0)代入y=x2+bx+c,
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为y=x2+2x﹣3;
(2)△ACP是直角三角形,理由如下:
∵y=x2+2x﹣3=(x+1)2﹣4,
∴P(﹣1,﹣4),
∴AC=3,AP=2,CP=,
∴AP2=AC2+CP2,
∴△ACP是直角三角形;
(3)∵点(1,m),(x0,m)在抛物线C2上,
∴t=(1+x0),
∵点(1,m),(3,n)在抛物线C2上,
∴,
∵m<n<p,
∴,
∴,
∴<t<2,
∴<(1+x0)<2,
解得2<x0<3;
(4)设直线AC的解析式为y=kx﹣3,
∴﹣3k﹣3=0,
解得k=﹣1,
∴直线AC的解析式为y=﹣x﹣3,
∴直线l1的解析式为y=﹣x,
当﹣x=x2﹣2tx+p时,xE+xF=2t﹣1,xE•xF=p,
∴|xE﹣xF|=,
设直线l2的解析式为y=﹣x+s,
当﹣x+s=x2﹣2tx+p的方程有两个相等的实数根时,直线l2与抛物线C2有唯一公共点G,
∴Δ=(1﹣2t)2﹣4p+4s=0①,
∵直线l1和l2间的距离为|s|,
∴S△GEF=×EF×|s|=×|xE﹣xF|×|s|=•|s|=2,
将①代入,可得•(﹣s)=2,
解得s=﹣2,
∴直线l2的解析式为y=﹣x﹣2.
x
…
﹣4
﹣3
﹣2
﹣1
0
1
2
3
4
…
y
…
5
0
﹣3
m
﹣3
0
1
0
﹣3
…
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