知識點01 二次函數(shù)的圖像與系數(shù)的關(guān)系
與開口方向的關(guān)系。
對稱軸與的關(guān)系;對稱軸在軸左邊或右邊與的符號的關(guān)系;對稱軸與±1的關(guān)系可得以及的關(guān)系。
函數(shù)與軸交點坐標與的關(guān)系。
函數(shù)與軸的交點個數(shù)與的關(guān)系。
是自變量為 1 的函數(shù)值,是自變量為 ﹣1 的函數(shù)值。
是自變量為 2 的函數(shù)值,是自變量為 ﹣2 的函數(shù)值。
是自變量為 3 的函數(shù)值,是自變量為 ﹣3 的函數(shù)值。
【即學(xué)即練1】
1.已知二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)的圖象如圖,有下列5個結(jié)論:
①abc<0;②3a+c>0;③4a+2b+c>0;④2a+b=0;⑤b2>4ac.
其中正確的結(jié)論的有( )
A.2個B.3個C.4個D.5個
【解答】解:開口向下,則a<0,
與y軸交于正半軸,則c>0,
∵﹣>0,
∴b>0,
則abc<0,①正確;
∵﹣=1,
則b=﹣2a,
∵a﹣b+c<0,
∴3a+c<0,②錯誤;
∵x=0時,y>0,對稱軸是直線x=1,
∴當(dāng)x=2時,y>0,
∴4a+2b+c>0,③正確;
∵b=﹣2a,
∴2a+b=0,④正確;
∴b2﹣4ac>0,
∴b2>4ac,⑤正確.
故選:C.
【即學(xué)即練2】
2.如圖,根據(jù)二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖象得到如下結(jié)論:①abc>0 ②2a﹣b=0 ③a+b+c=0 ④3a+c<0 ⑤當(dāng)x>﹣2時,y隨x的增大而增大 ⑥一定存在實數(shù)x0,使得ax+bx0>a﹣b成立.上述結(jié)論,正確的是( )
A.①②⑤B.②③④C.②③⑥D(zhuǎn).③④⑤
【解答】解:∵拋物線開口向上、頂點在y軸左側(cè)、拋物線與y軸交于負半軸,
∴a>0,b>0,c<0,
∴abc<0,故①錯誤;
∵﹣=﹣1,
∴b=2a,
∴2a﹣b=0,故②正確;
∵拋物線過點(﹣3,0),對稱軸為直線x=﹣1,
∴拋物線過點(1,0),
∴a+b+c=0,故③正確;
∴b=2a,a+b+c=0,
∴3a+c=0,故④錯誤;
∵拋物線開口向上,對稱軸是直線x=﹣1,
∴當(dāng)x>﹣1時,y隨x的增大而增大;故⑤錯誤;
∵函數(shù)最小值為a﹣b+c,
∴當(dāng)x0≠﹣1時,則ax+bx0+c>a﹣b+c,即ax+bx0>a﹣b,
∴一定存在實數(shù)x0,使得ax+bx0>a﹣b成立,故⑥正確;
故選:C.
【即學(xué)即練3】
3.已知二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)的圖象如圖所示,現(xiàn)有以下結(jié)論:①abc>0;②2a﹣b+c<0;③4a+2b+c=0;④2a﹣b=0;⑤.其中正確的有( )
A.1個B.2個C.3個D.4個
【解答】解:∵拋物線的開口向下,對稱軸為,與y軸交于正半軸,
∴a<0,b=﹣2a>0,c>0,
∴abc<0,故①錯誤;
∵拋物線與x軸交于點(﹣1,0),
∴a﹣b+c=0,
∴2a﹣b+c=a<0,故②正確;
根據(jù)對稱性,x=2與x=0的函數(shù)值相同,
∴4a+2b+c=c>0,故③錯誤;
∵b=﹣2a,
∴2a+b=0,故④錯誤;
∵拋物線與x軸交于點(﹣1,0),對稱軸為,
∴拋物線與x軸的另一個交點為(3,0),
∴9a+3b+c=0,
∴,故⑤正確;
綜上,正確的有2個;
故選:B.
【即學(xué)即練4】
4.某二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)的部分圖象如圖所示,下列結(jié)論中一定成立的有( )
①abc>0;
②a﹣b+c<0;
③;
④8a+c>0.
A.1個B.2個C.3個D.4個
【解答】解:∵函數(shù)的對稱軸在y軸右側(cè),
∴ab<0,
∵圖象交于y軸的負半軸,
∴c<0,
∴abc>0,故①正確;
∵函數(shù)的對稱軸為x=1,函數(shù)和x軸的一個交點是(3,0),則另外一個交點為(﹣1,0),
∴當(dāng)x=﹣1時,y=a﹣b+c=0,故②錯誤;
∵函數(shù)的對稱軸為x=﹣=1,
∴a=﹣b,故③錯誤;
由②③得,b=﹣2a,a﹣b+c=0,故3a+c=0,而a>0,即5a>0,故8a+c>0,故④正確;
故選:B.
知識點02 二次函數(shù)的最值問題
求線段最值問題:
求圖形的面積最值問題:
將線段的最值與面積的最值統(tǒng)統(tǒng)轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)的最值求解。
【即學(xué)即練1】
5.如圖,在平面直角坐標系中,點A在拋物線y=3x2﹣2x+2上運動,過點A作AC⊥x軸于點C,以AC為對角線作矩形ABCD,連接BD,則對角線BD的最小值為( )
A.2B.4C.D.
【解答】解:∵y=3x2﹣2x+2=3(x﹣)2+,
∴拋物線的頂點坐標為(,),
∵四邊形ABCD為矩形,
∴BD=AC,
而AC⊥x軸,
∴AC的長等于點A的縱坐標,
當(dāng)點A在拋物線的頂點時,點A到x軸的距離最小,最小值為,
∴對角線BD的最小值為.
故選:C.
【即學(xué)即練2】
6.如果一個矩形的周長與面積的差是定值m(2<m<4),我們稱這個矩形為“定差值矩形”.如圖,在矩形ABCD中,AB=x,AD=y(tǒng),2(x+y)﹣xy=,那么這個“定差值矩形”的對角線AC的長的最小值為( )
A.B.C.D.
【解答】解:∵AC2=AB2+BC2,
∴AC2=x2+y2=(x+y)2﹣2xy,
∵2(x+y)﹣xy=,
∴xy=2(x+y)﹣,
∴AC2=x2+y2=(x+y)2﹣2xy=(x+y)2﹣4(x+y)+7=(x+y﹣2)2+3,
∴當(dāng)x+y=2時,AC有最小值為,
故選:C.
【即學(xué)即練3】
7.如圖,在Rt△ABC中,∠B=90°,AB=3cm,BC=4cm.點P從點A出發(fā),以1cm/s的速度沿AB運動:同時,點Q從點B出發(fā),2cm/s的速度沿BC運動.當(dāng)點Q到達點C時,P、Q兩點同時停止運動.設(shè)動點運動的時間為t(s).
(1)當(dāng)t為何值時,△PBQ的面積為2cm2;
(2)求四邊形PQCA的面積S的最小值.
【解答】解:(1)由題意得:PB=(3﹣t)cm,BQ=2tcm,
S△PBQ=BQ?PB=×2t×(3﹣t)=﹣t2+3t(0≤t≤2),
∵S△PBQ=﹣t2+3t=2,
解得t=1或t=2,
∴當(dāng)t=1s或2s時,△PBQ的面積為2cm2;
(2)∵S=﹣(﹣t2+3t)=t2﹣3t+6=(t﹣)2+(0≤t≤2),
∵a=1,
∴t=﹣=s時,S有最小值,最小值為cm2.
【即學(xué)即練4】
8.如圖,在矩形ABCD中,AB=2,BC=4,E,F(xiàn),G,H四點一次是邊AB,BC,CD,DA上一點(不與各頂點重合),且AE=AH=CG=CF,記四邊形EFGH面積為S(圖中陰影),AE=x.
(1)求S關(guān)于x的函數(shù)表達式,并直接寫出自變量的取值范圍.
(2)求x為何值時,S的值最大,并寫出S的最大值.
【解答】解:(1)在矩形ABCD中,∠A=∠B=∠C=∠D,AB=CD,AD=BC,
∵AE=AH=CG=CF,
∴BE=DG,BF=DH,
∴△AEH≌△CFG(SAS),△EBF≌△HDG(SAS),
所以S=S矩形ABCD﹣2S△AEH﹣2S△EFB=2×4﹣2×x2﹣2×(4﹣x)(2﹣x)=﹣2x2+6x(0<x<2).
(2)S=﹣2x2+6x=﹣2(x﹣)2+.
所以當(dāng)x=時,S的值最大,最大值為.
【即學(xué)即練5】
9.如圖,四邊形ABCD中,AD∥BC,BD⊥DC,∠C=45°,BD平分∠ABC.
(1)求證:AB⊥BC;
(2)已知AD=AB=4,BC=8,點P,Q分別是線段AD,BC上的點,BQ=2AP,
過點P作PR∥AB交BD于R,記y表示△PRQ的面積,x表示線段AP的長度.如果
在一個直角三角形中,它的兩個銳角都是45°,那么它的兩條直角邊的長度相等,請你根據(jù)題目條件,寫出表示變量y與x關(guān)系的關(guān)系式.
(3)當(dāng)x= 時,y取得最大值 .
【解答】(1)證明:∵∠C=45°,∠BDC=90°,
∴∠DBC=180°﹣45°﹣90°=45°,
∵BD平分∠ABC,
∴∠ABD=∠DBC=45°,
∴∠ABC=90°;
∴AB⊥BC;
(2)解:y=(4﹣x)x=﹣x2+2x;
(3)解:當(dāng)x=2時,y取得最大值2,
y=﹣x2+2x
=﹣(x2﹣4x+4)+2
=﹣(x﹣2)2+2,
故當(dāng)x=2時,y取得最大值2.
故答案為:2,2.
【即學(xué)即練6】
10.如圖,拋物線與x軸交于A(4,0),B兩點,與y軸正半軸交于點C(0,4),點P為直線AC上方拋物線上一動點.
(1)求拋物線的解析式:
(2)如圖1,若PQ⊥AC,垂足為Q,當(dāng)PQ的長度為最大值時,求此時點P的坐標;
(3)如圖2,若PQ⊥AC,垂足為Q,且AQ=3PQ,求此時點P的坐標.
【解答】解:(1)將點A(4,0),C(0,4)代入,
∴,
解得,
∴;
(2)如圖1,連接PC,PA,
當(dāng)PQ的長度最大時,△PAC的面積最大,
作PD∥y軸,交直線AC于點D,
設(shè)直線AC的解析式為y=kx+b′,
代入點A(4,0),C(0,4),
可得:,解得:,
得到直線AC的解析式為y=﹣x+4,
設(shè)點,則D(t,﹣t+4),
∴,
∴,
∴當(dāng)t=2時,△PAC面積最大,
∵A(4,0),C(0,4),
∴利用勾股定理可得,
又∵,
∴△PAC面積最大時,PQ也最大,
即t=2,
此時,點P的坐標為(2,4);
(3)過點P作PH⊥x軸,垂足為H,交AC于點G,
∵OC=OA=4,
∴∠OCA=∠OAC=45°,
∵PQ⊥AC,PH⊥x軸,
∴∠HGA=∠OAC=45°,
∴∠HGA=∠PGQ=45°=∠QPG,
∴GQ=PQ,GH=AH,
∴,,
∵AQ=3PQ,GQ=PQ,
∴AG=2PQ,
∴,即,
∴GH=PG,
∴G點是PH的中點,
設(shè),G(t,﹣t+4),
∴,
解得t=2或t=4(舍),
∴P點坐標為:(2,4).
知識點03 二次函數(shù)的存在性問題
存在等腰三角形:
設(shè)出所求點的坐標,利用兩點間的距離公式表示出三角形的三邊,分別選取其中兩邊為腰,利用腰相等建立方程求解。
存在直角三角形:
設(shè)出所求點的坐標,利用兩點之間的距離公式表示出三角形的三邊的平方,在利用各自為斜邊的平方等于兩直角邊的平方的和建立方程求解。
存在平行四邊形:
設(shè)出所求點的坐標,結(jié)合已知點討論各自為對角線時的情況。利用中點坐標公式,平行四邊形對角線的性質(zhì)——相互平分建立方程求解。即兩條對角線兩邊端點求得的中點坐標相等。
【即學(xué)即練1】
11.?如圖,在平面直角坐標系中,已知拋物線y=ax2﹣2x+c與直線y=kx+b都經(jīng)過A(0,﹣3),B(3,0)兩點,該拋物線的頂點為C.
(1)求此拋物線和直線AB的解析式;
(2)設(shè)直線AB與該拋物線的對稱軸交于點E,在線段EB上是否存在一點M,過點M作x軸的垂線交拋物線于點N,使四邊形CEMN是平行四邊形?若存在,求出點M的坐標;若不存在,請說明理由.
(3)設(shè)點P是直線AB下方拋物線上的一動點,當(dāng)△PAB面積最大時,求出點P的坐標,并求出△PAB面積的最大值.
【解答】解:(1)∵拋物線y=ax2﹣2x+c經(jīng)過A(0,﹣3)、B(3,0)兩點,


∴拋物線的解析式為y=x2﹣2x﹣3,
∵直線y=kx+b經(jīng)過A(0,﹣3)、B(3,0)兩點,

解得
∴直線AB的解析式為y=x﹣3;
(2)∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
∴拋物線的頂點C的坐標為(1,﹣4),
∵CE∥y軸,
∴E(1,﹣2),
∴CE=2,
如圖,點M在x軸下方,四邊形CEMN為平行四邊形,則CE=MN,
設(shè)M(a,a﹣3),則N(a,a2﹣2a﹣3),
∴MN=a﹣3﹣(a2﹣2a﹣3)=﹣a2+3a,
∴﹣a2+3a=2,
解得:a=2,a=1(舍去),
∴M(2,﹣1),
綜合可得M點的坐標為(2,﹣1).
(3)如圖,作PG∥y軸交直線AB于點G,
設(shè)P(m,m2﹣2m﹣3),則G(m,m﹣3),
∴PG=m﹣3﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+3m,
∴S△PAB=S△PGA+S△PGB==,
∴當(dāng)m=時,△PAB面積的最大值是,
∴此時P點坐標為(,﹣).
【即學(xué)即練2】
12.如圖1所示,已知直線y=kx+m與拋物線y=ax2+bx+c分別交于x軸和y軸上同一點,交點分別是點B(6,0)和點C(0,6),且拋物線的對稱軸為直線x=4.
(1)請分別求出k,m,a,b的值;
(2)如圖2,點Q是線段BC上一點,且,點M是y軸上一個動點,求線段MQ+MA的最小值;
(3)在拋物線的對稱軸上是否存在點P,使△PBC是直角三角形?若存在請直接寫出P點坐標,不存在請說明理由.
?
【解答】解:(1)∵直線y=kx+m過點B(6,0)和點C(0,6),
∴,
∴,
∴y=﹣x+6,
∵拋物線y=ax2+bx+c過點B(6,0)和點C(0,6),對稱軸為直線x=4,
∴,
∴,
∴y=x2﹣4x+6,
∴k=﹣1,m=6,a=,b=﹣4;
(2)過點Q作QN⊥y軸,垂足為N,作A(2,0)關(guān)于y軸的對稱點A'(﹣2,0),
∵OB=OC=6,
∴△OBC是等腰直角三角形,
∴∠OCB=45°,
∴△CNQ是等腰直角三角形,
∴NQ=CN==4,
∴ON=OC﹣CN=2,
∴Q(4,2),
∴MQ+MA=MQ+MA'≥QA'==2,
∴MQ+MA的最小值為2.
(3)∵拋物線的對稱軸為直線x=4,
∴設(shè)P點坐標為(4,y),
∵C(0,6),B(6,0),
∴PC2=16+(y﹣6)2=y(tǒng)2﹣12y+52,
∴PC2=4+y2,
∴PC2=72,
∴當(dāng)∠PBC=90°時,y2﹣12y+52=4+y2+72,解得y=﹣2,
當(dāng)∠PCB=90°時,4+y2=y(tǒng)2﹣12y+52+72,解得y=10,
當(dāng)∠BPC=90°時,y2﹣12y+52+4+y2=72,解得y=3±,
∴P點坐標為(4,﹣2)或(4,10)或(4,3+)或(4,3﹣).
【即學(xué)即練3】
13.如圖,在平面直角坐標系中,直線AB和拋物線交于點A(﹣4,0),B(0,4),且拋物線的對稱軸為直線x=﹣1.
(1)求拋物線的解析式;
(2)點N在第四象限的拋物線上,且△NAB是以AB為底的等腰三角形,求N點的坐標;
(3)點P是直線AB上方拋物線上的一動點,當(dāng)點P在何處時,點P到直線AB的距離最大,并求出最大距離.
【解答】解:(1)設(shè)拋物線與x軸的另一個交點為C,
∵對稱軸x=﹣1,A(﹣4,0),
∴C(2,0),
設(shè)拋物線解析式為y=a(x+4)(x﹣2),把B(0,4)代入得到a=﹣,
∴拋物線的解析式為y=﹣(x+4)(x﹣2),即y=﹣x2﹣x+4.
(2)如圖1中,
∵A(﹣4,0),B(0,4),
∴直線AB的解析式為y=x+4,
∴線段AB的中垂線的解析式為y=﹣x,設(shè)直線y=﹣x交拋物線于N,則NA=BN.
由解得或(舍棄),
∴點N坐標(2,﹣2).
(3)如圖2中,設(shè)P(m,﹣m2﹣m+4),
∵S△PAB=S△PAO+S△PBO﹣S△AOB
∴S△PAB=×4×(﹣m2﹣m+4)+×4×(﹣m)﹣×4×4=﹣m2﹣4m=﹣(m+2)2+4,
∵﹣1<0,
∴m=﹣2時,△PAB面積最大,最大值為4,設(shè)P到AB的距離為h,則此時h最大,
∴?AB?h=4,
∴h=.
∴當(dāng)P(﹣2,4)設(shè),點P到AB的距離最大,最大值為.
【即學(xué)即練4】
14.如圖,直線y=﹣2x+4與x軸交于點A,與y軸交于點B,拋物線y=﹣2x2+bx+c經(jīng)過A、B兩點.
(1)求拋物線的解析式;
(2)P為直線AB上的動點,當(dāng)點P繞原點O旋轉(zhuǎn)180°的對應(yīng)點Q在拋物線上時,求點P的坐標;
(3)M為直線AB上的動點,N為拋物線上的動點,當(dāng)以點O,A,M,N為頂點的四邊形是平行四邊形時,請直接寫出點M的坐標.
【解答】解:(1)∵直線y=﹣2x+4與x軸交于點A,與y軸交于點B,
∴A(2,0),B(0,4),
把A、B兩點坐標代入y=﹣2x2+bx+c,
得到,解得,
∴拋物線的解析式為y=﹣2x2+2x+4.
(2)設(shè)P(m,﹣2m+4)則Q(﹣m,2m﹣4),
把點Q坐標代入y=﹣2x2+2x+4中,
得2m﹣4=﹣2m2﹣2m+4,
解得m=﹣1,
∴點P坐標為(﹣1+,6﹣2)或(﹣1﹣,6+2).
(3)設(shè)M(m,﹣2m+4),由題意A(2,0),
①當(dāng)OA為平行四邊形OAMN的邊時,MN=0A=2,則N(m﹣2,﹣2m+4),
把點N坐標代入y=﹣2x2+2x+4中,
得﹣2m+4=﹣2(m﹣2)2+2(m﹣2)=4,
整理得m2﹣6m+6=0,
解得m=3±,
∴點M坐標為(3+,﹣2﹣2)或(3﹣,﹣2+2).
②當(dāng)OA為對角線時,
∵OA與MN互相平分,OA的中點(1,0),
∴N(2﹣m,2m﹣4),
把N點坐標代入y=﹣2x2+2x+4,
得到2m﹣4=﹣2(2﹣m)2=2(2﹣m)+4,
整理得m2﹣2m﹣2=0,
解得m=1,
∴點M坐標為(1+,2﹣2)或(1﹣,2+2).
綜上所述滿足條件的點M坐標為(3+,﹣2﹣2)或(3﹣,﹣2+2)或(1+,2﹣2)或(1﹣,2+2).
【即學(xué)即練5】
15.如圖,點A在x軸正半軸上,點C在y軸正半軸上,OA=2OC,將矩形OABC繞原點O逆時針旋轉(zhuǎn)90°,得到矩形ODEF.拋物線y=ax2+bx+c經(jīng)過F、D、B三個點,其頂點在直線y=x﹣上,直線L:y=kx+m經(jīng)過點E和點A,點P是拋物線y=ax2+bx+c上第一象限任意一點,過點P作x軸的垂線交直線L于點M.
(1)求abc的值;
(2)設(shè)P點橫坐標為t,求線段PM的長(用t的代數(shù)式表示);
(3)以A、B、P、M四個點為頂點的四邊形會是平行四邊形嗎?如果會,寫出點P的坐標,如果不會,請說明理由.
【解答】解:(1)由題意可設(shè)F(﹣m,0),則D(0,2m),B(2m,m),
把D、F、B三點坐標代入y=ax2+bx+c可得,
解得,
∴拋物線解析式為y=﹣x2+x+2m,
∴拋物線的頂點坐標為(m,),
∵頂點在直線y=x﹣上,
∴m=×﹣,
∴m=2,
∴a=﹣,b=,c=4,
∴拋物線解析式為y=﹣x2+x+4,
∴abc=﹣.
(2)(1)可知A(4,0),E(﹣2,4),設(shè)直線AE的解析式為y=kx+b,則有,解得,
∴直線AE的解析式為y=﹣x+,
∵P(t,﹣t2+t+4),M(t,﹣t+),
∴PM=﹣t2+t+4﹣(﹣t+)=﹣t2+t+(0<t<).
(3)會是平行四邊形.
理由:當(dāng)PM=AB=2時,
﹣t2+t+=2,
解得t=或4(舍棄),
∴t=時,點P坐標(,).
題型01 二次函數(shù)的圖像與系數(shù)的關(guān)系
【典例1】
已知二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖象如圖所示,給出下列結(jié)論:
①abc<0;
②4a﹣2b+c>0;
③a﹣b>m(am+b)(m為任意實數(shù));
④若點(﹣3,y1)和點(3,y2)在該圖象上,則y1>y2;
其中正確的結(jié)論是( )
A.①②B.①④C.②③D.②④
【解答】解:∵二次函數(shù)開口向下,且與y軸的交點在x軸上方,
∴a<0,c>0,
∵對稱軸為x=﹣1,
∴﹣=﹣1,
∴b=2a<0,
∴abc>0,
故①錯誤;
∵拋物線的對稱軸是直線x=﹣1,x=0時,y=c>0,
∴當(dāng)x=﹣2時,y>0,
∴4a﹣2b+c>0,
∴②正確;
∵拋物線開口向下,對稱軸為:x=﹣1,
∴當(dāng)x=﹣1時,y有最大值a﹣b+c,
∴當(dāng)x=m時,函數(shù)值不大于a﹣b+c,
∴a﹣b+c≥am2+bm+c.
∴a﹣b≥m(am+b)(m為任意實數(shù)),
∴③錯誤;
點(﹣3,y1)到對稱軸的距離為:﹣1﹣(﹣3)=2,
(3,y2)到對稱軸的距離為:3﹣(﹣1)=4,
∵拋物線開口向下,
∴y1>y2,
∴④正確.
故選:D.
【典例2】
拋物線y=ax2﹣2ax+c(a,c是常數(shù)且a≠0,c>0)經(jīng)過點A(3,0).下列四個結(jié)論:
①該拋物線一定經(jīng)過B(﹣1,0);
②2a+c>0;
③點P1(t+2022,y1),P2(t+2023,y2),在拋物線上,且y1>y2,則t>﹣2021;
④若m,n(m<n)是方程ax2+2ax+c=p的兩個根,其中p>0,則﹣3<m<n<1.
其中正確的個數(shù)有( )
A.1個B.2個C.3個D.4個
【解答】解:①∵拋物線經(jīng)過點A(3,0),
∴9a﹣6a+c=0,
∴3a+c=0,
當(dāng)x=﹣1時,a+2a+c=0,
∴3a+c=0,
∴該拋物線一定經(jīng)過B(﹣1,0),
故此項正確;
②由①得:c=﹣3a,
∵c>0,
∴﹣3a>0,
∴a<0,
∵3a+c=0,
∴2a+c=﹣a,
∴2a+c>0,
故此項正確;
③拋物線的對稱軸為直線x=﹣=1,
當(dāng)t=﹣2021時,P1(1,y1),P2(2,y2),
∵a<0,
∴y1>y2,
∴t=﹣2021也符合題意與t>﹣2021矛盾,
故此項錯誤.
④∵拋物線y=ax2﹣2ax+c,對稱軸為直線x=﹣1,拋物線y=ax2+2ax+c對稱軸為直線x=﹣1,
∴拋物線y=ax2﹣2ax+c圖象向左平移2個單位得到拋物線y=ax2+2ax+c的圖象,
∵拋物線y=ax2﹣2ax+c經(jīng)過點(﹣1,0),(3,0),
∴拋物線y=ax2+2ax+c經(jīng)過點(﹣3,0),(1,0),
∵m,n(m<n)是方程ax2﹣2ax+c=p的兩個根,
∴m,n是拋物線y1=ax2+2ax+c與直線y=p交點的橫坐標,
∵p>0,
∴﹣3<m<n<1,
故此項正確,
故選:C.
【典例3】
已知二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0),圖象的一部分如圖所示,該函數(shù)圖象經(jīng)過點(﹣2,0),對稱軸為直線.對于下列結(jié)論:①abc<0;②b2﹣4ac>0;③a+b+c=0;④(其中);⑤若A(x1,y1)和B(x2,y2)均在該函數(shù)圖象上,且x1>x2>1,則y1>y2.其中正確結(jié)論的個數(shù)共有( )個.
A.2B.3C.4D.5
【解答】解:①由圖可知:∵圖象開口向下,對稱軸在y軸左側(cè),圖象與y軸相交于正半軸,
∴a<0,b<0,c>0,
∴abc>0,故①不正確;
②∵函數(shù)圖象與x軸有兩個交點,
∴b2﹣4ac>0,故②正確;
③∵該函數(shù)圖象經(jīng)過點(﹣2,0),
對稱軸為直線,
∴該函數(shù)與x軸另一個交點坐標為(1,0),
∴當(dāng)x=1時,y=a+b+c=0,故③正確;
④∵對稱軸為直線,函數(shù)開口向下,
∴當(dāng)時,y有最大值,
把代入得:,
把x=m代入得:y=am2+bm+c,
∵,
∴,則,故④正確;
⑤∵函數(shù)開口向下,
∴離對稱軸越遠函數(shù)值越小,
∵對稱軸為直線,x1>x2>1,
∴y1<y2,故⑤不正確,
綜上:正確的有②③④.
故選:B.
【典例4】
如圖是二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)的部分圖象,頂點坐標為(﹣1,﹣2).下列結(jié)論:①b>0;②方程ax2+bx+c+2=0有兩個相等的實數(shù)根;③a+b+c>0;④a﹣c=2.其中所有正確結(jié)論的序號是( )
A.①②③④B.②③④C.①③④D.①②③
【解答】解:∵拋物線開口向上,
∴a>0,
∵拋物線頂點坐標為(﹣1,﹣2),
∴﹣=﹣1,
∴b=2a>0,①正確;
∵拋物線頂點坐標為(﹣1,﹣2),
∴方程ax2+bx+c=﹣2有兩個相等的實數(shù)根,
∴方程ax2+bx+c+2=0有兩個相等的實數(shù)根,②正確;
由圖象可得x=﹣3時,y>0,
∵拋物線對稱軸為直線x=﹣1,
∴x=1時,y=a+b+c>0,③正確.
∵拋物線頂點坐標為(﹣1,﹣2),
∴a﹣b+c=a﹣2a+c=﹣a+c=﹣2,
∴a﹣c=2,④正確.
故選:A.
【典例5】
如圖,是二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a,b,c是常數(shù),a≠0)圖象的一部分,與x軸的交點在點(2,0)和(3,0)之間,對稱軸是直線x=1.對于下列說法:①ab<0;②3a+c>0;③2a+b=0;④a+b≥m(am+b)(m為實數(shù));⑤當(dāng)﹣1<x<3時,y>0,其中正確結(jié)論為( )
A.2個B.3個C.4個D.5個
【解答】解:①∵對稱軸在y軸右側(cè),
∴a、b異號,
∴ab<0,故正確;
②∵對稱軸x=﹣=1,
∴2a+b=0;故正確;
③∵2a+b=0,
∴b=﹣2a,
∵當(dāng)x=﹣1時,y=a﹣b+c<0,
∴a﹣(﹣2a)+c=3a+c<0,故錯誤;
④根據(jù)圖示知,當(dāng)x=1時,有最大值;
當(dāng)m≠1時,有am2+bm+c<a+b+c,
所以a+b≥m(am+b)(m為實數(shù)).
故正確.
⑤如圖,當(dāng)﹣1<x<3時,y不只是大于0.
故錯誤.
故選:B.
題型02 二次函數(shù)的綜合應(yīng)用
【典例1】
如圖,拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)與x軸交于A,B兩點,與y軸交于點C,拋物線的對稱軸交x軸于點D,已知A(﹣2,0),B(4,0),C(0,8).
(1)求拋物線的解析式;
(2)在拋物線的對稱軸上是否存在點P,使△PCD是等腰三角形?如果存在,求出點P的坐標;如果不存在,請說明理由;
(3)點E是線段BC上的一個動點,過點E作x軸的垂線與拋物線相交于點F,求△CBF的最大面積及此時點E的坐標.
【解答】解:(1)由題意得:
,
解得:.
∴拋物線解析式為y=﹣x2+2x+8;
(2)存在使△PCD是等腰三角形,理由:
∵y=﹣x2+2x+8=﹣(x﹣1)2+9,
∴拋物線對稱軸為直線x=1,
∴D(1,0),且C(0,8),
∴OD=1,OC=8.
∴CD==,
當(dāng)PC=CD時,如圖,
過點C作CE⊥DP于點E,則DE=PE,
∵DE=OC=8,
∴PD=2DE=16,
∴P(1,16);
當(dāng)PD=CD=時,此時有兩解,如圖,
則有P1(1,﹣)或P2(1,);
當(dāng)PC=PD時,過點P作PF⊥CD于點F,如圖,
∵點P在對稱軸上,
∴可設(shè)P(1,m),則PD=m,
∵PC=PD,PF⊥CD,
∴DF=CD=.
∵PD∥OC,
∴∠OCD=∠FDP.
∵∠DOC=∠PFD=90°,
∴△COD∽△DFP.
∴.
∴,
∴m=.
∴P(1,).
綜上,P點坐標為(1,16)或(1,)或(1,)或(1,);
(3)設(shè)直線EF交x軸于點H,如圖,
∵B(4,0),
∴OB=4.
設(shè)直線BC的解析式為y=kx+n,則:

解得:.
∴直線BC的解析式為y=﹣2x+8.
∵EF⊥x軸,
∴設(shè)E(p,﹣2p+8),則F(p,﹣p2+2p+8),
∴EH=﹣2p+8,F(xiàn)H=﹣p2+2p+8.
∴EF=FH﹣EH=﹣p2+4p.
∴S△BCF=S△FCE+S△FBE
=EF×BO
=(﹣p2+4p)×4
=﹣2p2+8p
=﹣2(p﹣2)2+8.
∵﹣2<0,
∴當(dāng)p=2時,S△BCF,有最大值8,
此時點E的坐標為(2,4).
∴當(dāng)E運動到BC的中點時,△CBF的面積最大,最大面積為8,此時E點坐標為(2,4).
【典例2】
如圖,拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)與x軸交于點A(﹣1,0),點B(3,0),與y軸交于點C(0,﹣3),點D為直線OD與拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)在x軸下方的一個交點,點P為此拋物線上的一個動點.
(1)求此拋物線的解析式;
(2)若直線OD為,求點D的坐標;
(3)在(2)的條件下,當(dāng)點P在直線OD下方時,求△POD面積的最大值.
【解答】解:(1)由拋物線y=ax2+bx+c與y軸的交點為C(0,﹣3)可知:
c=﹣3,
把點A(﹣1,0),點B(3,0)代入拋物線y=ax2+bx﹣3可得:
,
解得:,
故拋物線的解析式為:y=x2﹣2x﹣3;
(2)由題意可得方程組:
,
解得:或,
又∵點D為直線OD與拋物線y=ax2+bx+c在x軸下方的一個交點.
∴點D的坐標為(2,﹣3);
(3)設(shè)點P(m,m2﹣2m﹣3),
①當(dāng)點P在第三象限時,
設(shè)直線PD與y軸交于點G,設(shè)點P(m,m2﹣2m﹣3),
將點P、D的坐標代入一次函數(shù)表達式:y=sx+t并解得:
直線PD的表達式為:y=mx﹣3﹣2m,則OG=3+2m,
S△POD=OG×(XD﹣XP)=,
②當(dāng)點P在第四象限時,
設(shè)PD交y軸于點M,
同理可得:S△POD=OM×(XD﹣XP)=,
綜上,S△POD=,
∵﹣1<0,故S△POD有最大值,當(dāng)時,其最大值為.
【典例3】
如圖,在平面直角坐標系中,一次函數(shù)y=kx+b與二次函數(shù)y=﹣x2+mx+n交于點A(3,0),B(0,3)兩點.
(1)求一次函數(shù)y=kx+b和二次函數(shù)y=﹣x2+mx+n的解析式.
(2)點P是二次函數(shù)圖象上一點,且位于直線AB上方,過點P作y軸的平行線,交直線AB于點Q,當(dāng)△PAB面積最大時,求點P的坐標.
(3)點M在二次函數(shù)圖象上,點N在二次函數(shù)圖象的對稱軸上,若以點A、B、M、N為頂點的四邊形是平行四邊形時,求點M的坐標.
【解答】解:(1)將點A、B的坐標代入二次函數(shù)表達式得:
,解得:,
即二次函數(shù)表達式為:y=﹣x2+2x+3;
將點A、B的坐標代入一次函數(shù)表達式得:
,解得:,
故一次函數(shù)表達式為:y=﹣x+3;
(2)過點P作PH∥y軸交AB于點H,
設(shè)點P(x,﹣x2+2x+3),則點H(x,﹣x+3),
則△PAB面積=S△PHA+S△PHB=PH×OA=(﹣x2+2x+3+x﹣3)=﹣(x2﹣3x),
∵<0,故△PAB面積有最大值,此時點P(,);
(3)由拋物線的表達式知,其對稱軸為x=1,設(shè)點N(1,t),設(shè)點M的坐標為:(m,﹣m2+2m+3),
當(dāng)AB為對角線時,由中點坐標公式得:3=m+1,
解得:m=2,則點M(2,3);
當(dāng)AM或AN為對角線時,由中點坐標公式得:3+m=1或3+1=m,
解得:m=﹣2或4,即點M的坐標為:(﹣2,﹣5)或(4,﹣5);
綜上,點M的坐標為:(﹣2,﹣5)或(4,﹣5)或(2,3).
【典例4】
如圖,在平面直角坐標系中,拋物線y=﹣x2+bx+c與x軸交于點A(﹣1,0),B(6,0),與y軸交于點C.且直線y=mx+n過點B,與y軸交于點D,點C與點D關(guān)于x軸對稱,點P是線段OB上一動點,過點P作x軸的垂線交拋物線于點M,交直線BD于點N.
(1)求拋物線的函數(shù)解析式;
(2)連接MB、MD,當(dāng)△MDB的面積最大時,求點P的坐標;
(3)在(2)的條件下,在y軸上是否存在點Q,使得以Q,M,N三點為頂點的三角形是直角三角形?若存在,直接寫出點Q的坐標;若不存在,說明理由.
【解答】解:(1)把A(﹣1,0)、B(6,0)代入y=﹣x2+bx+c中得:

解得:,
∴拋物線的解析式為y=﹣x2+5x+6;
(2)如圖:
在拋物線y=﹣x2+5x+6中,當(dāng)x=0時,y=6,
∴C的坐標為(0,6),
∵點C與點D關(guān)于x軸對稱,
∴點D的坐標為(0,﹣6),
∵點B的坐標為(6,0),
∴直線BD的解析式為y=x﹣6,
設(shè)P(m,0),則M(m,﹣m2+5m+6),N(m,m﹣6),
∴MN=﹣m2+4m+12,
∴S△MDB=MN?|xB﹣xD|=(﹣m2+4m+12)×6=﹣3m2+12m+36=﹣3(m﹣2)2+48,
∵﹣3<0,
∴當(dāng)m=2時,S△MDB最大,
此時,P點的坐標為(2,0);
(3)存在點Q,使得以Q,M,N三點為頂點的三角形是直角三角形,理由如下:
由(2)知P坐標為(2,0),
∴M(2,12),N(2,﹣4),
①當(dāng)∠QMN=90°時,如圖:
∴QM∥x軸,
∴Q(0,12);
②當(dāng)∠MNQ=90°時,如圖:
∴NQ∥x軸,
∴Q(0,﹣4);
③當(dāng)∠MQN=90°時,如圖:
設(shè)Q(0,n),則QM2+QN2=MN2,
即4+(12﹣n)2+4+(n+4)2=(12+4)2,
解得,n=4±2,
∴Q(0,4+2)或(0,4﹣2).
綜上,存在以Q,M,N三點為頂點的三角形是直角三角形,Q點坐標為(0,12)或(0,﹣4)或(0,4+2)或(0,4﹣2).
【典例5】
如圖,在平面直角坐標系中,已知拋物線y=ax2+bx+2(a≠0)與x軸交于A(﹣1,0),B(3,0)兩點,與y軸交于點C,連接BC.
(1)求該拋物線的解析式;
(2)點P為直線BC上方的拋物線上一點,過點P作y軸的垂線交線段BC于M,過點P作x軸的垂線交線段BC于N,求△PMN的周長的最大值.
(3)若點N為拋物線對稱軸上一點,拋物線上是否存在點M,使得以B,C,M,N為頂點的四邊形是平行四邊形?若存在,請求出所有滿足條件的點M的坐標;若不存在,請說明理由.
【解答】解:(1)將點A(﹣1,0),B(3,0)代入y=ax2+bx+2得,
,
解得,
∴該拋物線的解析式為y=﹣;
(2)如圖,拋物線y=﹣與y軸交點C(0,2),
∵PM⊥y軸,PN⊥x軸,
∴PM∥OB,∠MPN=∠BOC=90°,
∴∠PMN=∠CBO,
∴△PMN∽△OBC,
設(shè)直線BC的解析式為y=mx+n,
則,
∴,
∴直線BC的解析式為y=﹣+2,
設(shè)P(x,﹣),則N(x,﹣+2),
∴PN=﹣,
對稱軸為:直線x=,
∵2≤x<3,
∴x=2時,PN的最大值為,
∴=,
∴△PMN周長的最大值為,
(3)存在,
由題意得,B(3,0),C(0,2),
設(shè)N(1,n),M(x,y),
①當(dāng)四邊形CMNB是平行四邊形時,
,
∴x=﹣2,
∴M(﹣2,﹣);
②當(dāng)四邊形CNBM是平行四邊形時,
,
∴x=2,
∴M(2,2);
③當(dāng)四邊形CNMB是平行四邊形時,
,
∴x=4,
∴M(4,﹣),
綜上所述,M(2,2)或(4,﹣)或(﹣2,﹣).
1.將拋物線y=2x2向左平移3個單位,所得拋物線的解析式是( )
A.y=2(x+3)2B.y=2(x﹣3)2C.y=2x2+3D.y=2x2﹣3
【解答】解:將拋物線y=2x2向左平移3個單位,得y=2(x+3)2;
故所得拋物線的解析式為y=2(x+3)2.
故選:A.
2.二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a、b、c為常數(shù),a≠0)的x與y的部分對應(yīng)值如下表:
下列各選項中,正確的是( )
A.這個函數(shù)的圖象開口向下
B.a(chǎn)bc>0
C.這個函數(shù)的最大值為10
D.關(guān)于x的一元二次方程ax2+bx+c=0無解
【解答】解:A、由圖表中數(shù)據(jù)可得出:對稱軸為直線x=1,而x=1時,函數(shù)有最小值y=1,所以二次函數(shù)y=ax2+bx+c開口向上,a>0,故A錯誤;
B、∵﹣=1,a>0,
∴b=﹣2a<0,
∵x=0時,y=c=2,
∴abc<0,故B錯誤;
C、∵拋物線開口向上,對稱軸為直線x=1,
∴當(dāng)x>1時,y隨x增大而增大,故C錯誤;
D、∵拋物線開口向上,函數(shù)有最小值y=1,
∴拋物線與x軸沒有交點,
∴關(guān)于x的一元二次方程ax2+bx+c=0無解,故D正確.
故選:D.
3.已知拋物線y=2(x﹣2)2+1,A(﹣3,y1),B(3,y2),C(4,y3)是拋物線上三點,則y1,y2,y3由小到大依序排列是( )
A.y1<y2<y3B.y2<y1<y3C.y3<y2<y1D.y2<y3<y1
【解答】解:∵二次函數(shù)y=2(x﹣2)2+1,中a=2>0
∴拋物線開口向上,對稱軸為x=﹣=2,
∵B(3,y2),C(4,y3)中橫坐標均大于2,
∴它們在對稱軸的右側(cè)y3>y2.
A(﹣3,y1)中橫坐標小于2,
∵它在對稱軸的左側(cè),它關(guān)于x=2的對稱點為2×2﹣(﹣3)=7,
A點的對稱點是D(7,y1)
7>4>3,
∵a>0時,拋物線開口向上,在對稱軸的右側(cè)y隨x的增大而增大,
∴y1>y3>y2.
故選:D.
4.一次函數(shù)y=ax﹣1(a≠0)與二次函數(shù)y=ax2﹣x(a≠0)在同一平面直角坐標系中的圖象可能是( )
A.B.
C.D.
【解答】解:由,解得或,
∴一次函數(shù)y=ax﹣1(a≠0)與二次函數(shù)y=ax2﹣x(a≠0)的交點為(1,a﹣1),(,0),
A、由拋物線可知,a>0,由直線可知,a<0,故本選項錯誤,不符合題意;
B、由拋物線可知,a>0,由直線可知,a>0,由一次函數(shù)y=ax﹣1(a≠0)與二次函數(shù)y=ax2﹣x(a≠0)可知,兩圖象交于點(1,a﹣1),則交點在y軸的右側(cè),故本選項錯誤,不符合題意;
C、由拋物線可知,a<0,由直線可知,a<0,兩圖象的一個交點在x軸上,另一個交點在第四選項,故本選項正確,符合題意;
D、由拋物線可知,a<0,由直線可知,a>0,a的取值矛盾,故本選項錯誤,不合題意;
故選:C.
5.如圖,排球運動員站在點O處練習(xí)發(fā)球,將球從O點正上方2m的A處發(fā)出,把球看成點,其運行的高度y(m)與運行的水平距離x(m)滿足關(guān)系式y(tǒng)=a(x﹣k)2+h.已知球與O點的水平距離為6m時,達到最高2.6m,球網(wǎng)與O點的水平距離為9m.高度為2.43m,球場的邊界距O點的水平距離為18m,則下列判斷正確的是( )
A.球不會過網(wǎng)B.球會過球網(wǎng)但不會出界
C.球會過球網(wǎng)并會出界D.無法確定
【解答】解:∵球與O點的水平距離為6m時,達到最高2.6m,
∴拋物線為y=a(x﹣6)2+2.6過點,
∵拋物線y=a(x﹣6)2+2.6過點(0,2),
∴2=a(0﹣6)2+2.6,
解得:a=﹣,
故y與x的關(guān)系式為:y=﹣(x﹣6)2+2.6,
當(dāng)x=9時,y=﹣(x﹣6)2+2.6=2.45>2.43,
所以球能過球網(wǎng);
當(dāng)y=0時,﹣(x﹣6)2+2.6=0,
解得:x1=6+2>18,x2=6﹣2(舍去)
故會出界.
故選:C.
6.若二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖象經(jīng)過A(x1,y1)、B(x2,y2)、C(2﹣m,n)、D(m,n)(y1≠n)則下列命題正確的是( )
A.若a>0且|x1﹣1|>|x2﹣1|,則y1<y2
B.若a<0且y1<y2,則|1﹣x1|<|1﹣x2|
C.若|x1﹣1|>|x2﹣1|且y1>y2,則a<0
D.若x1+x2=2(x1≠x2),則AB∥CD
【解答】解:∵拋物線過點D(m,n),C(2﹣m,n)兩點,
∴拋物線的對稱軸為x==1,
若a>0且|x1﹣1|>|x2﹣1|,則y1>y2,故選項A錯誤,
若a<0且y1<y2,則|1﹣x1|>|1﹣x2|,故選項B錯誤,
若|x1﹣1|>|x2﹣1|且y1>y2,則a>0,故選項C錯誤,
若x1+x2=2(x1≠x2),則AB∥CD,故選項D正確.
故選:D.
7.拋物線y=ax2+bx+c的對稱軸是直線x=﹣2.拋物線與x軸的一個交點在點(﹣4,0)和點(﹣3,0)之間,其部分圖象如圖所示.①b﹣4a=0;②a+b+c>0;③c<3a;④b2+2b>4ac.所述4個結(jié)論中正確的是( )
A.①②B.①④C.②③D.①③④
【解答】解:∵拋物線的對稱軸為,
∴b=4a,
∴4a﹣b=0,
故①正確;
由圖象可知,當(dāng)x=1時,y<0,
即a+b+c<0.
故②不正確;
由圖象可知,當(dāng)x=﹣1時,y>0,
即a﹣b+c>0,
∵b=4a,
∴﹣3a+c>0,即c>3a.
故③不正確;
∵拋物線的頂點坐標為(﹣2,3),
∴,
∴4ac﹣b2=12a.
∵b=4a,
∴4ac﹣b2=3b,
∴b2﹣4ac+2b=﹣b>0,
∴b2+2b>4ac.
故④正確.
故選:B.
8.如圖,拋物線y=ax2+bx+c與x軸交于點(﹣1,0),對稱軸為x=1.下列結(jié)論:①abc>0;②b2>4ac;③若關(guān)于x的方程ax2+bx+c+1=0一定有兩個不相等的實數(shù)根;④a<.其中結(jié)論正確的個數(shù)有( )
A.1個B.2個C.3個D.4個
【解答】解:∵拋物線開口向上,
∴a>0,
∵拋物線交y軸于負半軸,
∴c<0,
∵﹣>0,
∴b<0,
∴abc>0,故①正確.
∵拋物線的對稱軸是直線x=1,
∴﹣=1,
∴2a+b=0,故②正確.
∵拋物線y=ax2+bx+c與y軸的交點在(0,﹣1)的下方,
∴拋物線y=ax2+bx+c與直線y=﹣1一定有兩個交點,
∴關(guān)于x的方程ax2+bx+c+1=0一定有兩個不相等的實數(shù)根,故③正確;
∵x=﹣=1,
∴b=﹣2a,
∵x=﹣1時,y=0,即a﹣b+c=0,
∴a+2a+c=0,即c=﹣3a,
而c<﹣1,
∴﹣3a<﹣1,
∴a>,故④錯誤.
故選:C.
9.點A(2,y1),B(a,y2)在二次函數(shù)y=x2﹣2x+3的圖象上.若y1<y2,寫出一個符合條件的a的值 .
【解答】解:∵y=x2﹣2x+3,
∴拋物線開口向上,對稱軸為直線x=﹣=1,
∴點A(2,y1)關(guān)于直線x=1的對稱點為(0,y1),
∵點A(2,y1),B(a,y2)在二次函數(shù)y=x2﹣2x+3的圖象上.且y1<y2,
∴a>2或a<0,
故a的值可以是3,
故答案為:3(答案不唯一).
10.關(guān)于x的函數(shù)y=(k﹣2)x2﹣(2k﹣1)x+k的圖象與x軸有兩個交點,則k的取值范圍是 .
【解答】解:根據(jù)題意得:,
解得k>﹣且k≠2.
故答案為:k>﹣且k≠2.
11.一座拱橋的輪廓是拋物線型(如圖所示),橋高為8米,拱高6米,跨度20米.相鄰兩支柱間的距離均為5米,則支柱MN的高度為 米.
【解答】解:建直角坐標系,如圖:
根據(jù)題目條件,A、B、C的坐標分別是(﹣10,0)、(10,0)、(0,6).
將B、C的坐標代入y=ax2+c,得:
,解得:a=﹣,c=6.
∴拋物線的表達式是y=﹣x2+6(﹣10≤x≤10);
在y=﹣x2+6(﹣10≤x≤10)中,令x=5得y=﹣×52+6=4.5,
∴支柱MN的長度是8﹣4.5=3.5(米);
故答案為:3.5.
12.拋物線y=ax2+bx+c交x軸于A(﹣1,0),B(3,0),交y軸的負半軸于C,頂點為D.下列結(jié)論:①2a+b=0;②2c<3b;③當(dāng)m≠1時,a+b<am2+bm;④當(dāng)△ABD是等腰直角三角形時,則a=;⑤當(dāng)△ABC是等腰三角形時,a的值有3個.其中結(jié)論正確的是 .(填序號)
【解答】解:設(shè)拋物線解析式為y=a(x+1)(x﹣3),
即y=ax2﹣2ax﹣3a,
∵b=﹣2a,
∴2a+b=2a﹣2a=0,所以①正確;
∵c=﹣3a,
∴2c﹣3b=﹣6a+6a=0,所以②錯誤;
∵y=ax2﹣2ax﹣3a=a(x﹣1)2﹣4a,
∴拋物線的對稱軸為直線x=1,
∴當(dāng)x=1時,y有最小值,
∴a+b+c<am2+bm+c(m≠1),
即a+b<am2+bm(m≠1),所以③正確;
過D點作DE⊥AB于E點,如圖,
∵D(1,﹣4a),
∴DE=4a,
∵△ABD是等腰直角三角形,
∴DE=AB,
即4a=×4,
解得a=,所以④正確;
∵A(﹣1,0),B(3,0),C(0,﹣3a),
∴AC2=1+9a2,BC2=9+9a2,AB2=16,
當(dāng)AC=AB時,1+9a2=16,解得a1=,a2=﹣(舍去),
當(dāng)BC=AB時,9+9a2=16,解得a1=,a2=﹣(舍去),
綜上所述,a的值為或,所以⑤錯誤.
故答案為:①③④.
13.如圖,拋物線y=ax2+bx+c與x軸交于A(3,0)、B(﹣1,0)兩點,與y軸交于點C(0,3),其頂點為點D,連結(jié)AC.
(1)求這條拋物線所對應(yīng)的二次函數(shù)的表達式及頂點D的坐標;
(2)在拋物線的對稱軸上取一點E,點F為拋物線上一動點,使得以點A、C、E、F為頂點、AC為邊的四邊形為平行四邊形,求點F的坐標.
【解答】解:(1)∵拋物線y=ax2+bx+c經(jīng)過A(3,0)、B(﹣1,0),C(0,3),
∴,
解得,
∴拋物線的解析式為y=﹣x2+2x+3,
∵y=﹣(x﹣1)2+4,
∴頂點D的坐標為(1,4);
(2)設(shè)直線AC的解析式為y=kx+b,
把A(3,0),C(0,3)代入,得,
∴,
∴直線AC的解析式為y=﹣x+3,
過點F作FG⊥DE于點G,
∵以A,C,E,F(xiàn)為頂點的四邊形是以AC為邊的平行四邊形,
∴AC=EF,AC∥EF,
∵OA∥FG,
∴∠OAC=∠GFE,
∴△OAC≌△GFE(AAS),
∴OA=FG=3,
設(shè)F(m,﹣m2+2m+3),則G(1,﹣m2+2m+3),
∴FG=|m﹣1|=3,
∴m=﹣2或m=4,
當(dāng)m=﹣2時,﹣m2+2m+3=﹣5,
∴F1(﹣2,﹣5),
當(dāng)m=4時,﹣m2+2m+3=﹣5,
∴F2(4,﹣5)
綜上所述,滿足條件點F的坐標為(﹣2,﹣5)或(4,﹣5);
14.如圖,在平面直角坐標系中,已知點C(0,4),點A、B在x軸上,并且OA=OC=4OB,動點P在過A、B、C三點的拋物線上.
(1)求拋物線的函數(shù)表達式;
(2)在直線AC上方的拋物線上,是否存在點P,使得△PAC的面積最大?若存在,求出P點坐標及△PAC面積的最大值;若不存在,請說明理由.
(3)在x軸上是否存在點Q,使得△ACQ是等腰三角形?若存在,請直接寫出點Q的坐標;若不存在,請說明理由.
【解答】解:(1)∵C(0,4),
∴OC=4,
∵OA=OC=4OB,
∴OA=4,OB=1,
∴A(4,0),B(﹣1,0),
設(shè)拋物線解析式為y=a(x+1)(x﹣4),
把C(0,4)代入得a?1?(﹣4)=4,解得a=﹣1,
∴拋物線解析式為y=﹣(x+1)(x﹣4),
即y=﹣x2+3x+4;
(2)作PD∥y軸,如圖,
易得直線AC的解析式為y=﹣x+4,
設(shè)P(x,﹣x2+3x+4)(0<x<4),則D(x,﹣x+4),
∴PD=﹣x2+3x+4﹣(﹣x+4)=﹣x2+4x,
∴S△PAC=?PD?4=﹣2x2+8x=﹣2(x﹣2)2+8,
當(dāng)x=2時,S△PAC有最大值,最大值為8,此時P點坐標為(2,6);
(3)存在.
∵OA=OC=4,
∴AC=4,
∴當(dāng)QA=QC時,Q點在原點,即Q(0,0);
當(dāng)CQ=CA時,點Q與點A關(guān)于y軸對稱,則Q(﹣4,0);
當(dāng)AQ=AC=4時,Q點的坐標(4+4,0)或(4﹣4,0),
綜上所述,Q點的坐標為(0,0)或(﹣4,0)或(4+4,0)或(4﹣4,0).
15.平面直角坐標系中,拋物線與x軸交于A,B(4,0)兩點,與y軸交于點C.
(1)求拋物線的解析式,并直接寫出點A,C的坐標;
(2)在拋物線的對稱軸上是否存在點P,使△BCP是直角三角形?若存在,請直接寫出點P的坐標,若不存在,請說明理由;
(3)如圖,點M是直線BC上的一個動點,連接AM,OM,是否存在點M使AM+OM最小,若存在,請求出點M的坐標,若不存在,請說明理由.
【解答】解:(1)將B(4,0)代入,
即,
解得:,
∴,
令x=0,則,
令y=0,則,
解得:x1=4,x2=﹣2,A(﹣2,0),C(0,4);
(2)存在點P,使△BCP是直角三角形,
∵,對稱軸為直線x=1,
設(shè)P(1,n),
∵B(4,0),C(0,4),
∴BC2=42+42=32,BP2=(4﹣1)2+n2,PC2=12+(4﹣n)2,
①當(dāng)∠BCP=90°時,BP2=BC2+PC2,
∴(4﹣1)2+n2=32+12+(4﹣n)2,
解得:n=5;
②當(dāng)∠CBP=90°時,PC2=BC2+BP2,
∴12+(4﹣n)2=(4﹣1)2+n2+32
解得:n=﹣3;
③當(dāng)∠BPC=90°時,BC2=BP2+PC2,32=(4﹣1)2+n2+12+(4﹣n)2
解得:或,
綜上所述:P(1,5),(1,﹣3),(1,2+),(1,2﹣);
(3)存在點M使AM+OM最小,理由如下:
作O點關(guān)于BC的對稱點Q,連接AQ交BC于點M,連接BQ,
由對稱性可知,OM=QM,
∴AM+OM=AM+QM≥AQ,
當(dāng)A、M、Q三點共線時,AM+OM有最小值,
∵B(4,0),C(0,4),
∴OB=OC,
∴∠CBO=45°,
由對稱性可知∠QBM=45°,
∴BQ⊥BO,
∴Q(4,4),
設(shè)直線AQ的解析式為y=kx+b,
∴,
解得:,
∴直線AQ的解析式,
設(shè)直線BC的解析式為y=mx+4,
∴4m+4=0,
∴m=﹣1,
∴直線BC的解析式為y=﹣x+4,
聯(lián)立方程組,
解得:,
∴M(,).
課程標準
學(xué)習(xí)目標
①二次函數(shù)的圖像與系數(shù)之間的關(guān)系
②二次函數(shù)的最值問題
③二次函數(shù)的存在性問題
能通過二次函數(shù)的圖像與系數(shù)的關(guān)系解決二次函數(shù)選擇填空的壓軸題目。
能夠利用二次函數(shù)的頂點式求實際問題中的最值問題。以及三角形四邊形的面積最值問題。
利用二次函數(shù)與幾何的關(guān)系,解決二次函數(shù)中的存在性問題。
x

0
1
2
3
4

y

2
1
2
5
10

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