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专题14 【中考压轴题专项训练】二次函数含参问题(解析版+原卷版)-2026中考二轮复习核心考点专题提优拓展训练
展开 这是一份专题14 【中考压轴题专项训练】二次函数含参问题(解析版+原卷版)-2026中考二轮复习核心考点专题提优拓展训练,共7页。试卷主要包含了两线相交问题,最值问题等内容,欢迎下载使用。
近年来中考数学的命题越来越注重与高中数学的衔接。因此含参数的二次函数问题的中考试题也越来越多,含参数的二次函数问题形式多样,函数解析式、点的坐标、取值问题、二次方程及其根都可以含参。题目常常不会直接给出图像,有时也会结合图形变换,这类题对于数形结合和分类讨论等数学思想有较高的考查要求。
类型一 两线相交问题
(1)抛物线与x轴相交
1.(2023秋•江汉区期末)若函数y=ax2﹣2x﹣2的图象在﹣1<x<1的范围内与x轴恰好有一个公共点,则a的取值范围是( )
A.0<a<4B.0<a≤4
C.0≤a≤4或a=﹣0.5D.0<a≤4或a=﹣0.5
【分析】根据y=ax2﹣2x﹣2的图象在﹣1<x<1的范围内与x轴恰好有一个公共点,分四种情况讨论即可得出结论.
【解答】解:①当a=0时,y=﹣2x﹣2,
当y=0时,x=﹣1,
∴y=ax2﹣2x﹣2的图象在﹣1<x<1的范围内与x轴没有公共点;
②当a>0时,根据题意得:a+2−2>0a−2−2<0或a+2−2<0a−2−2>0,
解得0<a<4或无解,
∴0<a<4,
③当a<0时,根据题意得a+2−2>0a−2−2≤0或a+2−2<0a−2−2>0a+2−2<0a−2−2≥0,
解得0<a≤4或无解,
此不等式组无解;
④∵y=ax2﹣2x﹣2的图象在﹣1<x<1的范围内与x轴恰好有一个公共点,
∴Δ=(﹣2)2+8a=0,
解得a=﹣0.5,
此时y=﹣0.5x2﹣2x﹣2,
令y=0,则﹣0.5x2﹣2x﹣2=0,
解得x1=x2=﹣2,不符合题意,
⑤当a=4时,y=4x2﹣2x﹣2,
令y=0,则4x2﹣2x﹣2=0,
解得x=1或x=−12,
∴y=ax2﹣2x﹣2的图象在﹣1<x<1的范围内与x轴恰好有一个公共点,
综上所述,a的取值范围是0<a≤4,
故选:B.
【点睛】本题考查抛物线与x轴的交点,关键是掌握分类讨论思想和抛物线与一元二次方程的关系.
2.(2025秋•西城区校级月考)若二次函数y=x2﹣2x+k的图象与x轴有公共点,则k的取值范围是 k≤1 .
【分析】根据抛物线与x轴的交点问题得到Δ=(﹣2)2﹣4k≥0,然后解不等式即可得到k的值.
【解答】解:∵二次函数y=x2﹣2x+k的图象与x轴有公共点,
∴Δ=(﹣2)2﹣4k≥0,
∴k≤1.
故答案为:k≤1.
【点睛】本题考查了抛物线与x轴的交点:对于二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0),Δ=b2﹣4ac决定抛物线与x轴的交点个数:当Δ=b2﹣4ac>0时,抛物线与x轴有2个交点;当Δ=b2﹣4ac=0时,抛物线与x轴有1个交点;当Δ=b2﹣4ac<0时,抛物线与x轴没有交点.
3.(2022秋•沈河区校级期末)二次函数y=kx2﹣4x+4的图象与x轴有公共点,则k的取值范围是 k≤1且k≠0 .
【分析】先根据二次函数的定义得到k≠0,再根据抛物线与x轴的交点问题得到Δ=(﹣4)2﹣4k×4≥0,然后解不等式即可得到k的值.
【解答】解:∵二次函数y=kx2﹣4x+4的图象与x轴有公共点,
∴Δ=(﹣4)2﹣4k×4≥0,解得k≤1,
又∵y=kx2﹣4x+4是二次函数,
∴k≠0,
∴k的取值范围是k≤1且k≠0.
故答案为:k≤1且k≠0.
【点睛】本题考查了抛物线与x轴的交点:正确记忆对于二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0),Δ=b2﹣4ac决定抛物线与x轴的交点个数:当Δ=b2﹣4ac>0时,抛物线与x轴有2个交点;当Δ=b2﹣4ac=0时,抛物线与x轴有1个交点;当Δ=b2﹣4ac<0时,抛物线与x轴没有交点是解题关键.
4.(2024•荔城区校级一模)已知A(x1,y1),B(x2,y2)是抛物线y=ax2﹣3x+1上的两点,其对称轴是直线x=x0,若|x1﹣x0|>|x2﹣x0|时,总有y1>y2,同一坐标系中有M(﹣1,﹣2),N(3,2),且抛物线y=ax2﹣3x+1与线段MN有两个不相同的交点,则a的取值范围是 109≤a<2 .
【分析】用待定系数法求出MN的解析式,根据二次函数的性质得出x=3时,y≥2,且−−32a≤3,进一步利用Δ>0求解即可.
【解答】解:设直线MN的解析式为y=kx+b(k≠0),
则−k+b=−23k+b=2,
∴k=1b=−1,
∴MN的解析式为y=x﹣1,
∵A(x1,y1),B(x2,y2)是抛物线y=ax2﹣3x+1上的两点,其对称轴是直线x=x0,若|x1﹣x0|>|x2﹣x0|时,总有y1>y2,
∴a>0,
∵抛物线y=ax2﹣3x+1与线段MN有两个不相同的交点,
∴x=3时,y≥2,且抛物线与直线MN有交点,
∴a≥109,
令x﹣1=ax2﹣3x+1,整理得:ax2﹣4x+2=0,
∵Δ=16﹣8a>0,
∴a<2,
∴109≤a<2,
故答案为:109≤a<2.
【点睛】本题考查二次函数的图象与系数的关系,二次函数的图象上的点的特征等知识,解题的关键是掌握二次函数的性质.
5.(2024春•姑苏区校级月考)在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+4ax+4a+1(a<0)交x轴于A,B两点,若此抛物线在点A,B之间的部分与线段AB所围成的区域内(包括边界)有且只有6个整点(横、纵坐标都是整数的点),则a的取值范围是 −14≤a<−19 .
【分析】根据y=ax2+4ax+4a+1(a<0)可求出顶点坐标和A、B的坐标,再根据题意结合图象列出关于a的不等式组,求解即可得出答案.
【解答】解:∵y=ax2+4ax+4a+1=a(x+2)2+1,
∴顶点坐标为(﹣2,1),
令y=0,得x=﹣2±−aa,
设A(﹣2+−aa,0),B(﹣2−−aa,0),
∵此抛物线在点A,B之间的部分与线段AB所围成的区域内(包括边界)有且只有6个整点(横、纵坐标都是整数的点),且顶点坐标为(﹣2,1),
∴﹣5<﹣2+−aa≤−4,0≤﹣2−−aa<1,
解得:−14≤a<−19,
又∵a<0,
∴−14≤a<−19,
故答案为:−14≤a<−19,
【点睛】本题主要考查了二次函数的综合应用,解题的关键是明确已知条件列出关于a的不等式组.
6.(2025秋•蜀山区校级期中)已知抛物线y=x2﹣(m﹣2)x+m﹣3(m是常数).
(1)求证:无论m取何值,抛物线与x轴总有交点;
(2)若抛物线与x轴的两个交点之间的距离为4,求m的值.
【分析】(1)通过计算判别式并证明其非负,说明抛物线与x轴总有交点;
(2)先求出抛物线与x轴的交点坐标,再根据两点距离公式列方程求解m的值.
【解答】(1)证明:令x2﹣(m﹣2)x+(m﹣3)=0,
则Δ=[﹣(m﹣2)]2﹣4×1×(m﹣3)=(m﹣2)2﹣4(m﹣3)=m2﹣4m+4﹣4m+12=(m﹣4)2
=(m﹣2)2﹣4(m﹣3)
=m2﹣8m+16
=(m﹣4)2,
∵(m﹣4)2≥0,
∴Δ≥0,
∴无论m取何值,抛物线与x轴总有交点;
(2)解:由y=x2﹣(m﹣2)x+m﹣3,
令x2﹣(m﹣2)x+m﹣3=0,
解得x1=1,x2=m﹣3,
∴抛物线与x轴的交点坐标为(1,0)和(m﹣3,0),
∴两个交点之间的距离为|1﹣(m﹣3)|=|4﹣m|,
则|4﹣m|=4,
∴4﹣m=4或4﹣m=﹣4,
解得:m=0或m=8.
【点睛】本题考查了二次函数的综合应用,掌握抛物线与x轴的交点问题、二次函数与一元二次方程的关系、根的判别式是解题的关键.
7.(2025•建邺区校级四模)已知二次函数y=x2﹣2mx+m2+3(m是常数).
(1)求证:不论m为何值,该函数图象与x轴没有公共点;
(2)把该函数的图象沿y轴向下平移 3 个单位长度后,得到的函数的图象与x轴只有一个公共点?
【分析】(1)求出根的判别式,即可得出答案;
(2)先化成顶点式,根据顶点坐标和平移的性质得出即可.
【解答】(1)证明:∵Δ=(﹣2m)2﹣4×1×(m2+3)=4m2﹣4m2﹣12=﹣12<0,
∴方程x2﹣2mx+m2+3=0没有实数解,
∴不论m为何值,该函数的图象与x轴没有公共点;
(2)解:∵y=x2﹣2mx+m2+3=(x﹣m)2+3,
把函数y=(x﹣m)2+3的图象沿y轴向下平移3个单位长度后,得到函数y=(x﹣m)2 的图象,它的顶点坐标是(m,0),
因此,这个函数的图象与x轴只有一个公共点,
故答案为:3.
【点睛】本题考查了二次函数和x轴的交点问题,根的判别式,平移的性质,二次函数的图象与几何变换的应用,主要考查学生的理解能力和计算能力.题目比较好.有一定的难度.
抛物线与直线y=kx+b相交
8.(2024秋•瑶海区校级期中)已知:二次函数y=x2﹣4x+3a+2(a为常数).
(1)请写出该二次函数图象的对称轴;
(2)若这个二次函数的最小值是7,求a的值;
(3)直角坐标系中,若该二次函数的图象在x≤4的部分与一次函数y=2x﹣1的图象有两个交点,求a的取值范围.
【分析】(1)由x=−b2a求得对称轴;
(2)将对称轴的x值代入函数解析式求得函数的最小值,然后求出a的值;
(3)将函数的交点转化为对应的一元二次方程的两根均小于或等于4求解.
【解答】解:(1)对称轴为直线x=−b2a=−−42=2.
(2)当x=2时,y最小值=22﹣4×2+3a+2=4﹣8+3a+2=3a﹣2,
∵最小值是7,
∴3a﹣2=7,
解得:a=3.
(3)∵该二次函数的图象在x≤4的部分与一次函数y=2x﹣1的图象有两个交点,
∴x2﹣4x+3a+2=2x﹣1在x≤4的范围内有两个不同的实数根,
化简得:x2﹣6x+3a+3=0,
Δ=36﹣4(3a+3)>0,
解得:a<2,
∵x2﹣6x+3a+3=0在x≤4的范围内有两个不同的实数根,
∴x=4时,y=16﹣24+3a+3≥0,
∴a≥53,
∴53≤a<2.
【点睛】本题考查了二次函数的性质、二次函数与一次函数图象的交点与一元二次方程的关系,解题的关键是理解函数图象的交点与对应得到的方程间的关系.
9.(2024秋•荔湾区期末)已知抛物线G:y=ax2+bx+c(a>0)过点A(x1,2),点B(x2,2),点C(1,﹣3a+c).直线l:y=kx+n过点D(2,0),交线段AB于点E,记△ADE的面积为S1,△BDE的面积为S2,且S1=S2+4.
(1)用含a的式子表示b;
(2)求直线l:y=kx+n的解析式;
(3)当x1<x2,c=3a时,已知点F(5,m)在直线l上,若抛物线G与线段DF有且只有一个交点,求a的取值范围.
【分析】(1)将C点坐标代入抛物线解析式即可求解;
(2)将D点坐标代入直线解析式,求k和n的关系,将y=2代入直线解析式,求解E点坐标,根据D到直线AB的距离,可以求出AE和BE的数量关系,代入计算取出k值即可;
(3)根据c=3a,求出C点坐标和抛物线解析式,根据F在直线l上,求出F的坐标,在根据抛物线G与线段DF有且只有一个交点判断F与抛物线的位置关系,代入求解a的取值范围即可.
【解答】解:(1)令x=1,则y=a+b+c=﹣3a+c,
∴b=﹣4a;
(2)∵直线l:y=kx+n过点D(2,0),
∴0=2k+n,
∴n=﹣2k,
∵抛物线的对称轴为直线x=−b2a=2,A,B的纵坐标相等,
∴x1+x2=4,
对于直线l:y=kx﹣2k,令y=2,则x=2k+2k,
∴E(2k+2k,2),
∵D(2,0),AB所在直线为:y=2,
∴D到AB的距离为2,
∴S1﹣S2=|12×2×AE−12×2×BE|=|AE﹣BE|=4,
∴|2k+2k−x1﹣(x2−2k+2k)|=4,
解得:k=±1,
∴直线l的解析式为:y=x﹣2或y=﹣x+2;
(3)∵c=3a,
∴C(1,0),y=ax2﹣4ax+3a,
∵F在直线l上,
∴F(5,3),
∵对称轴为直线x=2,
∴抛物线与x轴另一个交点为(3,0),
∴当抛物线G与线段DF有且只有一个交点时,F在抛物线下方,
∴25a﹣20a+3a≥3,
∴a≥38.
【点睛】本题主要考查了二次函数的性质,二次函数上点的坐标特征等,根据三角形面积公式得出AE和BE的数量关系是本题解题的关键.
10.(2025•定海区一模)在平面直角坐标系中,设二次函数y=ax2+bx+2(a,b是常数,a≠0).
(1)若a=2时,图象经过点(1,1),求二次函数的表达式.
(2)写出一组a,b的值,使函数y=ax2+bx+2的图象与x轴只有一个公共点,并求此二次函数的顶点坐标.
(3)已知,二次函数y=ax2+bx+2的图象和直线y=ax+4b都经过点(2,m),求证:a2+b2≥12.
【分析】(1)把a=2代入二次函数的关系式,再把x=1,y=1代入求出b的值,进而确定二次函数的关系式;
(2)令y=0,则ax2+bx+2=0,当Δ=0时,求得b2=8a,据此写出一组a,b的值,化成顶点式即可求得顶点坐标;
(3)根据题意得到4a+2b+2=2a+4b,整理得b=a+1,则a2+b2=2a2+2a+1=2(a+12)2+12,根据二次函数的性质即可得到a2+b2≥12.
【解答】(1)解:把a=2代入得,y=2x2+bx+2,
∵当x=1时,y=1,
∴1=2+b+2,
∴b=﹣3,
∴二次函数的关系式为y=2x2﹣3x+2;
(2)解:令y=0,则ax2+bx+2=0,
当Δ=0时,则b2﹣8a=0,
∴b2=8a,
∴若a=2,b=4时,函数y=ax2+bx+2的图象与x轴只有一个公共点,
∴此时函数为y=2x2+4x+2=2(x+1)2,
∴此函数的顶点坐标为(﹣1,0);
(3)证明:∵二次函数y=ax2+bx+2的图象和直线y=ax+4b都经过点(2,m),
∴4a+2b+2=2a+4b,
∴2a+2=2b,
∴b=a+1,
∴a2+b2
=a2+(a+1)2
=2a2+2a+1
=2(a+12)2+12,
∴a2+b2≥12.
【点睛】本题考查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,二次函数的性质,待定系数法求二次函数的解析式,解题的关键:(1)熟知待定系数法;(2)求得b=a+1;(3)熟知二次函数的性质.
类型二 最值问题
名师点金:含参二次函数最值问题一定要根据自变量取值范围确定。
11.(2025秋•沈河区期末)已知二次函数y=12x2−x(−1≤x≤t−1),当x=﹣1时,函数取得最大值;当x=1时,函数取得最小值,则t的取值范围是( )
A.0<t≤2B.0<t≤4C.2≤t≤4D.t≥2
【分析】根据题意,可知二次函数开口向上,对称轴为x=1,那么当x=1时,函数取得最小值,结合x=﹣1时取得最大值,可判断t的取值范围.
【解答】解:∵y=12x2−x=12(x−1)2−12,
∴对称轴为x=1,开口向上,顶点(1,−12)为最小值点,
当x=﹣1时,y=32,
∵当x=1时取得最小值,
∴﹣1≤1≤t﹣1,
∴t≥2,
∵当x=﹣1时取得最大值,
∴32≥12(t−1)2−(t−1),
令u=t﹣1,则32≥12u2−u,
解得﹣1≤u≤3,
即﹣1≤t﹣1≤3,
∴0≤t≤4,
∵t≥2,
∴2≤t≤4.
故选:C.
【点睛】本题考查二次函数的图象与性质,二次函数的最值问题,掌握其相关知识点是解题的关键.
12.(2026•南昌县校级模拟)已知二次函数y=x2+ax+b的图象与x轴只有一个交点,且图象过(1,m)和(2t,m)两点,设s=t+3m,则( )
A.s的最小值为512B.s的最小值为712
C.s的最大值为512D.s的最大值为712
【分析】由题意可得要想求s=t+3m的最值,就要找到t与m的关系,由二次函数的图象与x轴只有一个交点可得b=a24,由抛物线的对称性可得1+2t2=−a2,进而可用含t的代数式表示a、b,再代入(1,m),即可找到t与m的关系,最后利用二次函数的性质可求出s的最值.
【解答】解:∵二次函数y=x2+ax+b的图象与x轴只有一个交点,
∴Δ=a2﹣4b=0,即b=a24,
由题意可得:
∴1+2t2=−a2,
∴a=﹣2t﹣1,b=(−2t−1)24=(2t+1)24,
∴y=x2+(−2t−1)x+(2t+1)24,
代入(1,m)得:m=12+(−2t−1)+(2t+1)24=t2−t+14,
∴s=t+3m=t+3(t2−t+14)=3t2−2t+34=3(t−13)2+512≥512,
∴当t=13时,s有最小值512.
故选:A.
【点睛】本题考查二次函数的图象与性质,二次函数的图象与x轴交点,二次函数的最值,正确进行计算是解题关键.
13.(2025秋•萧县校级月考)已知一次函数y=3x+6﹣2m.
(1)若该函数图象与y轴的交点位于y轴的正半轴,则m的取值范围是m<3 .
(2)当﹣2≤x≤3时,函数y有最大值﹣4,则m的值为 192 .
【分析】(1)根据题意得不等式,解不等式即可得到结论;
(2)根据题意得方程,解方程即可得到答案.
【解答】解:(1)由条件可知6﹣2m>0,
解得:m<3;
故答案为:m<3;
(2)在一次函数y=3x+6﹣2m中,
∵k=3>0,
∴y随x的增大而增大,
∴当﹣2≤x≤3时,函数y有最大值﹣4,
∴当x=3时,y=﹣4,
代入y=3x+6﹣2m得:﹣4=9+6﹣2m,
解得:m=192.
故答案为:192.
【点睛】本题考查了一次函数图象与坐标轴的交点问题、根据一次函数增减性求参数,解题关键是熟练掌握如何根据一次函数增减性求参数.
类型三 有自变量的范围及函数值的大小关系求参数的范围
14.(2025•西湖区校级开学)已知二次函数y=a(x﹣1)(x﹣5)(a<0),且当﹣1≤x≤4时,函数最大值与最小值的差为2,则a的值为 −18 .
【分析】由a<0可知二次函数图象开口向下,将二次函数化为顶点式y=a(x﹣3)2﹣4a,得出顶点坐标为(3,﹣4a),对称轴为x=3,再根据二次函数的性质得出当x=﹣1时,函数有最小值12a,结合题意列出方程,即可求出a的值.
【解答】解:∵二次函数y=a(x﹣1)(x﹣5)中,a<0,
∴抛物线开口向下,
∵y=a(x﹣1)(x﹣5)
=ax2﹣6ax+5a
=a(x﹣3)2﹣4a,
∴抛物线的顶点坐标为(3,﹣4a),对称轴为直线x=3,
∴函数最大值为﹣4a,
∵|﹣1﹣3|=4,|4﹣3|=1,且4>1,
∴当x=﹣1时,函数有最小值,最小值为16a﹣4a=12a,
由题意得,﹣4a﹣12a=2,
解得:a=−18.
故答案为:−18.
【点睛】本题考查了二次函数的最值问题,熟练掌握二次函数的图象与性质是解题的关键.
15.(2026•高新区校级模拟)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=ax2﹣2a2x(a≠0).
(1)当a=1时,求抛物线的顶点坐标;
(2)若抛物线的顶点在直线y=﹣x上,求a的值;
(3)已知M(x1,y1)和N(x2,y2)是抛物线上的两点.若对于x1=3a,3≤x2≤4,都有y1<y2,求a的取值范围.
【分析】(1)依据题意,将a=1代入即可求出抛物线的顶点坐标;
(2)抛物线顶点在直线y=﹣x上,则有﹣a3=﹣a,解方程即可;
(3)求得抛物线的对称轴,然后分类讨论,列出关于a的不等式,解不等式即可.
【解答】解:(1)当a=1时,则y=x2﹣2x,
∵y=x2﹣2x=(x﹣1)2﹣1,
∴顶点坐标为(1,﹣1);
(2)∵y=ax2﹣2a2x=a(x﹣a)2﹣a3,
∴顶点坐标为(a,﹣a3),
∵若抛物线的顶点在直线y=﹣x上,
∴﹣a3=﹣a,
∵a≠0,
∴a=1或a=﹣1;
(3)∵抛物线y=ax2﹣2a2x=a(x﹣a)2﹣a3,
∴抛物线的对称轴是直线x=a,
∵M(x1,y1)和N(x2,y2)是抛物线上的两点,x1=3a,3≤x2≤4,
∴y1=a(3a)2﹣2a2•3a=3a3,
①当a>0时,
∵对于x1=3a,3≤x2≤4,都有y1<y2,
∴x=3时,y2有最小值y=9a﹣6a2,
9a﹣6a2>3a3,
∵a≠0,
∴a2+2a﹣3<0,即(a+3)(a﹣1)<0,
解得﹣3<a<1,
∴0<a<1;
②当a<0时,
∵对于x1=3a,3≤x2≤4,都有y1<y2,
∴x=4时,y2有最小值y=16a﹣8a2,
16a﹣8a2>3a3,
∵a≠0,
∴3a2+8a﹣16>0,即(3a﹣4)(a+4)>0,
解得a<﹣4或a>43,
∴a<﹣4,
综上,0<a<1或a<﹣4.
【点睛】本题主要考查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,一次函数图象上点的坐标特征,熟练掌握二次函数的图象和性质是解题关键.
16.(2024•海淀区校级模拟)在平面直角坐标系xOy中,M(x1,y1),N(x2,y2)是抛物线y=ax2+bx+c(a>0)上的任意两点,设该抛物线的对称轴为直线x=t.
(1)若对于x1=3,x2=4,有y1=y2,求t的值;
(2)若对于2<x1<3,3<x2<4,都有y1<y2,求t的取值范围.
【分析】(1)依据题意,根据二次函数的性质求得对称轴即可得解;
(2)依据题意,根据题意判断出离对称轴更近的点,从而得出(x1,y1)与(x2,y2)的中点在对称轴的右侧,再根据对称性即可解答.
【解答】解:(1)由题意,∵对于x1=3,x2=4,有y1=y2,
∴9a+3b+c=16a+4b+c,
∴7a+b=0,
∴ba=−7.
∵对称轴为直线x=−b2a=72,
∴t=72.
(2)∵2<x1<3,3<x2<4,
∴52<x1+x22<72,x1<x2,
又y1<y2,a>0,
∴(x1,y1)离对称轴更近,x1<x2,则(x1,y1)与(x2,y2)的中点在对称轴的右侧,
∴x1+x22>t,
∴t≤52.
【点睛】本题主要考查二次函数的性质,解题时要能熟练掌握并理解二次函数的对称性是关键.
17.(2024秋•丰台区校级期中)在平面直角坐标系xOy中,点(1,m),(3,n)在抛物线y=ax2+bx+4(a>0)上,设抛物线的对称轴为x=t.
(1)当m=n时,直接写出抛物线与y轴交点的坐标及t的值;
(2)若m<n<4,求t的取值范围.
【分析】(1)当x=0时,求得y=4,即可求得抛物线与y轴交点的坐标为(0,4),二次函数的对称性即可求得t;
(2)再根据m<n<4,可确定出对称轴的取值范围.
【解答】解:(1)∵当x=0时,y=4,
∴抛物线与y轴交点的坐标为(0,4),
∵点(1,m),(3,n)在抛物线y=ax2+bx+4(a>0)上,m=n,
∴点(1,m),(3,n)关于对称轴对称,
∴抛物线的对称轴为直线x=1+32=2;
∴t=2;
(2)∵m<n<4,
∴a+b+4<9a+3b+4<4,
解得﹣4a<b<﹣3a,
∴3a<﹣b<4a,
∴3a2a<−b2a<4a2a
即32<t<2.
【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,解题关键是根据数形结合求解.
18.(2025•平谷区二模)已知抛物线y=﹣x2+2tx,若点P(﹣1,y1),Q(t2,y2),M(m,y3)在抛物线上.
(1)该抛物线的对称轴为 直线x=t (用含t的式子表示);
(2)若当m=2时,y3=0,则t的值为 1 ;
(3)若对于2≤m≤3时,都有y1<y3<y2,求t的取值范围.
【分析】(1)利用对称轴公式求得即可;
(2)根据抛物线的对称性求得对称轴为直线x=t=1;
(3)根据题意点P(﹣1,y1),Q(t2,y2)在对称轴的左侧,M(m,y3)在对称轴的右侧或都在对称轴的左侧,求得点P(﹣1,y1)关于对称轴的对称点为(2t+1,y1),Q(t2,y2)于对称轴的对称点为(3t2,y2),由y1<y3<y2,即可得出3t2<m<2t+1或t2>m,从而得出3t2<22t+1>3或t2>3,解得1<t<43或t>6.
【解答】解:(1)∵抛物线y=﹣x2+2tx,
∴抛物线的对称轴为直线x=−2t2×(−1)=t;
故答案为:直线x=t;
(2)当m=2时,y3=0,则M(2,0),
∵抛物线y=﹣x2+2tx经过原点,
∴对称轴为直线x=t=0+22=1,
∴t=1.
故答案为:1;
(3)点P(﹣1,y1),Q(t2,y2),M(m,y3)在抛物线上,对称轴为直线x=t,
∴点P(﹣1,y1)关于对称轴的对称点为(2t+1,y1),Q(t2,y2)于对称轴的对称点为(3t2,y2),
∵抛物线开口向下,对于2≤m≤3时,都有y1<y3<y2,
∴点P(﹣1,y1),Q(t2,y2)在对称轴的左侧,M(m,y3)在对称轴的右侧或都在对称轴的左侧,
∴3t2<m<2t+1或t2>m,
∴3t2<22t+1>3或t2>3,
∴1<t<43或t>6.
【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,熟知二次函数的对称性和增减性是解题的关键.
19.(2024秋•海淀区校级期中)在平面直角坐标系xOy中,点M(1,m),N(3,n)在抛物线y=ax2+bx+c(a>0)上,抛物线的对称轴为直线x=t.
(1)若m=n,则t= 2 ;
(2)若t>2,比较m,n的大小,并说明理由;
(3)已知点P(x0,p)也在该抛物线上,若﹣1<x0<0,都有m<p<n,求t的取值范围.
【分析】(1)由二次函数的对称性即可得解;
(2)比较大小,主要看离对称轴的远近或者利用增减性比较,当2<t≤3时,点M和点N一个轴左一个轴右,找其中一点对称点作比较即可,当t>3时,点M和点N都在对称轴左侧,直接利用增减性即可得解;
(3)利用作差法,由对称轴可得b=﹣2at,从而得出y=ax2﹣2atx+c,所以m=a﹣2at+c,n=9a﹣6at+c,p=ax02−2atx0+c,然后利用作差法建立不等式求解即可.
【解答】解:(1)当m=n时,点M和点N关于对称轴对称,
∴t﹣1=3﹣t,
解得t=2,
故答案为:2;
(2)①当2<t≤3时,
∵N(3,n),
∴点N关于对称轴对称的点N'为(2t﹣3,n),
此时M和N'均在对称轴左侧,
∵2<t≤3,
∴1<2t﹣3≤3,
∵a>0,
∴当x<t时,y随x增大而减小,
∴m>n;
②当t>3时,点M和点N都在对称轴左侧,
∵a>0,
∴当x<t时,y随x增大而减小,
∵1<3,
∴m>n;
综上,m>n;
(3)∵−b2a=t,
∴b=﹣2at,
∴y=ax2﹣2atx+c,
∴m=a﹣2at+c,n=9a﹣6at+c,p=ax02−2atx0+c,
∵m<p<n,
∴p−n<0p−m>0,
∵p﹣n=a(x02−9)﹣2at(x0﹣3)=a(x0﹣3)(x0+3﹣2t)<0,
p﹣m=a(x02−1)﹣2at(x0﹣1)=a(x0﹣1)(x0+1﹣2t)>0,
∵﹣1<x0<0,
∴x0﹣3<0,x0﹣1<0,
∵a>0,
∴x0+3−2t>0x0+1−2t<0,
∴x0+1<2t<x0+3,
∵﹣1<x0<0,
∴0<x0+1<1,2<x0+3<3,
∴1≤2t≤2,
解得12≤t≤1.
【点睛】本题主要考查了二次函数的图象和性质、解一元一次不等式等内容,熟练掌握相关知识是解题的关键.
20.(2026•北京二模)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=ax2﹣2ax(a≠0).
(1)若点A(1,﹣1)在抛物线上,
①求a的值;
②过点P(0,t)且与y轴垂直的直线交抛物线于E,F两点,且点E为线段PF的中点,求t的值;
(2)点B(1﹣2a,y1),C(﹣1,y2)是抛物线上的两点,且y1>y2.若抛物线在点B,C之间的部分(含点B,C)上存在两点M(x1,m),N(x2,n)(点M,N不重合),使得m=n,求a的取值范围.
【分析】(1)①把点A(1,﹣1)代入y=ax2﹣2ax(a≠0)计算即可;
②分t>0、t=0、t<0三种情况讨论求解即可;
(2)求得对称轴为直线x=1,再分当a>0时,抛物线开口向上,当x<1时,y随x的增大而减小;当a<0时,抛物线开口向下,当x<1时,y随x的增大而增大,当x>1时,y随x的增大而减小;两种情况讨论求解即可.
【解答】解:(1)①∵点A(1,﹣1)在抛物线y=ax2﹣2ax(a≠0)上,将点A的坐标代入得:
﹣1=a﹣2a,
解得:a=1;
②由①可得抛物线的解析式为y=x2﹣2x,
分三种情况讨论:
当t>0时,如图1,点E不在线段PF上,故不成立;
当t=0时,点E与点P重合,也不成立;
当t<0时,如图2,
∵点E为线段PF的中点,且P(0,t),
∴设E(x0,t),则F(2x0,t),
∴x02−2x0=(2x0)2−2×2x0,
解得:x0=23或x0=0(不合题意,舍去),
∴t=(23)2−2×23=−89;
(2)∵y=ax2﹣2ax(a≠0),
∴对称轴为直线x=1,
(ⅰ)当a>0时,抛物线开口向上,当x<1时,y随x的增大而减小;
此时,1﹣2a<1,
∴点B(1﹣2a,y1)在对称轴左侧,
∵﹣1<1,
∴点C(﹣1,y2)在对称轴左侧,如图3,
∵y1>y2,
∴1﹣2a<﹣1,
∴a>1;
∵在对称轴同侧的两点之间的部分不可能存在纵坐标相等的情况,
∴抛物线在点B,C之间的部分(含点B,C)上不存在两点M(x1,m),N(x2,n),使得m=n;
(ⅱ)当a<0时,抛物线开口向下,当x<1时,y随x的增大而增大,当x>1时,y随x的增大而减小;
此时,1﹣2a>1,
∴点B(1﹣2a,y1)在对称轴右侧,
∵﹣1<1,
∴点C(﹣1,y2)在对称轴左侧,
如图4,
点C关于对称轴的对称点C′(3,y2)在对称轴右侧(关于抛物线对称轴对称的两点到对称轴的距离相等,且纵坐标相等),
∵y1>y2,点C′和点B在对称轴同侧,
∴1﹣2a<3,
∴a>﹣1,
此时,抛物线在点B、C之间的部分(含点B、C)上存在两点M(x1,m),N(x2,n),使得m=n(当点B、C分别位于对称轴异侧时,在抛物线上点B、C之间的部分关于对称轴对称的对应点均满足m=n),
综上所述,a的取值范围为﹣1<a<0.
【点睛】本题属于二次函数综合题,主要考查了待定系数法求函数解析式,二次函数的图象与性质,分类讨论是解答本题的关键.
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