
A.c=﹣2
B.
C.當(dāng)x=t時(shí),y1+y2=﹣2t
D.不論x取何值,y1+y2=0
【解答】解:∵二次函數(shù)y=a(x+m)2+n=ax2+2am+am2+n,它的“旋轉(zhuǎn)函數(shù)”為y=﹣a(x﹣m)2﹣n=﹣ax2+2am﹣am2﹣n,
∴如果二次函數(shù)y1=a1x2+b1x+c1(a1≠0,a1,b1,c1是常數(shù))與y2=a2x2+b2x+c2(a2≠0,a2,b2,c2是常數(shù))是互為“旋轉(zhuǎn)函數(shù)”,則滿足a1+a2=0,b1=b2,c1+c2=0,
∴y1+y2=(b1+b2)x,
∴如果二次函數(shù)與(b、c是常數(shù))互為“旋轉(zhuǎn)函數(shù)”,則,
解得b=﹣,c=2,
∴y1+y2=(b﹣c)x=﹣x,
∴當(dāng)x=t時(shí),y1+y2=﹣2t,
故A、B、D錯(cuò)誤,不合題意,C正確符合題意.
故選:C.
2.(2023秋?潁東區(qū)期中)定義:[a,b,c]為二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)的特征數(shù).下面給出特征數(shù)為[1,m﹣2,2m+1]的二次函數(shù)的一些結(jié)論:①當(dāng)m=2時(shí),函數(shù)圖象的對(duì)稱軸是y軸;②當(dāng)m=2時(shí),函數(shù)圖象過原點(diǎn);③當(dāng)m<0且x<1時(shí),y隨x的增大而減小;④當(dāng)m=2時(shí),若A(﹣1,y1),B(3,y2),則y1<y2.其中正確結(jié)論的個(gè)數(shù)是( )
A.1B.2C.3D.4
【解答】解:由特征數(shù)的定義可知:特征數(shù)為[1,m﹣2,2m+1]的二次函數(shù)的解析式為y=x2+(m﹣2)x+2m+1,
①當(dāng)m=2時(shí),二次函數(shù)解析式為y=x2+5,函數(shù)圖象的對(duì)稱軸是y軸,故①正確;
②當(dāng)m=2時(shí),二次函數(shù)解析式為y=x2+5,開口向上,點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,5),函數(shù)圖象不過原點(diǎn),故②錯(cuò)誤;
③當(dāng)m<0且x<1時(shí),二次函數(shù)的解析式為y=x2+(m﹣2)x+2m+1,對(duì)稱軸為直線x=﹣=1﹣>1,函數(shù)圖象開口向上,x<1時(shí),y隨x的增大而減小,故③正確;
④當(dāng)m=2時(shí),二次函數(shù)解析式為y=x2+5,y軸為對(duì)稱軸,A(﹣1,y1),B(3,y2),距離對(duì)稱軸越遠(yuǎn),函數(shù)值越大,所以y1<y2,故④正確;
正確的有:①③④三個(gè).
故選:C.
3.(2023秋?南崗區(qū)期中)定義:二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)滿足a+b+c=0,那么我們稱這個(gè)函數(shù)為“和諧”函數(shù);如果二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)滿足a﹣b+c=0,那么我們稱這個(gè)函數(shù)為“美好”函數(shù);如果一個(gè)二次函數(shù)既是“和諧”函數(shù)又是“美好”函數(shù),則此二次函數(shù)的圖象與x軸兩個(gè)交點(diǎn)之間的距離為 2 .
【解答】解:根據(jù)題意二次函數(shù)的圖象經(jīng)過點(diǎn)(1,0),(﹣1,0),
所以二次函數(shù)的圖象與x軸兩個(gè)交點(diǎn)之間的距離為1﹣(﹣1)=2.
故答案為:2.
4.(2024秋?信陽期中)定義:由a,b構(gòu)造的二次函數(shù)y=ax2+(a﹣b)x﹣b叫作一次函數(shù)y=ax﹣b的“滋生函數(shù)”,一次函數(shù)y=ax﹣b叫作二次函數(shù)y=ax2+(a﹣b)x﹣b的“本源函數(shù)”(a,b為常數(shù),且a≠0).若一次函數(shù)y=ax﹣b的“滋生函數(shù)”是y=ax2﹣4x+a+2,則二次函數(shù)y=ax2﹣4x+a+2的“本源函數(shù)”是 y=﹣3x﹣1 .
【解答】解:∵y=ax﹣b的“滋生函數(shù)”是y=ax2﹣4x+a+2,
∴y=ax2﹣4x+a+2=ax2+(a﹣b)x﹣b,即,
解得,
∴y=ax2﹣4x+a+2的“本源函數(shù)”是y=﹣3x﹣1,
故答案為:y=﹣3x﹣1.
5.(2024秋?大連月考)定義:在平面直角坐標(biāo)系中,如果一個(gè)點(diǎn)的縱坐標(biāo)是這個(gè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)的2倍,我們稱這個(gè)點(diǎn)為“友好點(diǎn)”,例如A(a,2a)就是“友好點(diǎn)”;若二次函數(shù)圖象的頂點(diǎn)為“友好點(diǎn)”,則我們稱這個(gè)二次函數(shù)為“友好二次函數(shù)”,例如二次函數(shù)y=(x﹣1)2+2就是“友好二次函數(shù)”.
(1)直線y=4x﹣1上的“友好點(diǎn)”坐標(biāo)為 ;
(2)若“友好二次函數(shù)”y=﹣x2+bx+c的圖象與y軸的交點(diǎn)是“友好點(diǎn)”,求這個(gè)“友好二次函數(shù)”的表達(dá)式;
(3)若“友好二次函數(shù)”的圖象過點(diǎn)(﹣2,8),且頂點(diǎn)在第一象限.
①當(dāng)m﹣1≤x≤m時(shí),這個(gè)“友好二次函數(shù)”的最小值為6,求m的值;
②已知點(diǎn)M(5,4),N(1,n),當(dāng)線段MN與這個(gè)“友好二次函數(shù)”的圖象有且只有一個(gè)公共點(diǎn)時(shí),直接寫出n的取值范圍.
【解答】解:(1)設(shè)直線y=4x﹣1上的“友好點(diǎn)”的坐標(biāo)為(b,2b),
∴2b=4b﹣1,
解得:,
∴,
∴直線y=4x﹣1上的“友好點(diǎn)”坐標(biāo)為,
故答案為:;
(2)∵函數(shù)y=﹣x2+bx+c是“友好二次函數(shù)”,設(shè)它的頂點(diǎn)為(h,2h),
∴y=﹣(x﹣h)2+2h,
由題意知,“友好二次函數(shù)”y=﹣x2+bx+c的圖象與y軸的交點(diǎn)是“友好點(diǎn)”,
∴與y軸交點(diǎn)為(0,0),
將(0,0)代入y=﹣(x﹣h)2+2h得:
0=﹣h2+2h,
解得:h1=0,h2=2,
當(dāng)h=0時(shí),y=﹣x2;
當(dāng)h=2時(shí),y=﹣(x﹣2)2+4=﹣x2+4x,
∴這個(gè)“友好二次函數(shù)”的表達(dá)式為y=﹣x2或y=﹣x2+4x;
(3)“友好二次函數(shù)”的圖象過點(diǎn)(﹣2,8),且頂點(diǎn)在第一象限.設(shè)“友好二次函數(shù)”的解析式為,
∴,
解得h1=2,h2=﹣14,
∵這個(gè)“友好二次函數(shù)”的圖象頂點(diǎn)在第一象限,
∴h>0,
∴h=2,
∴.
①∵“友好二次函數(shù)”,,圖象開口向上,對(duì)稱軸為直線x=2,頂點(diǎn)坐標(biāo)為(2,4),
當(dāng)m≤2時(shí),m﹣1≤x≤m在對(duì)稱軸左側(cè),y隨x的增大而減小,
∴當(dāng)x=m時(shí),函數(shù)有最小值6,
∴,
解得:,,
∵m≤2,
∴,
當(dāng),即2<m≤3時(shí),函數(shù)的最小值為4,
∴不存在最小值為6;
當(dāng)m﹣1>2,即m>3時(shí),在對(duì)稱軸右側(cè),y隨x的增大而增大,
∴當(dāng)x=m﹣1時(shí),函數(shù)有最小值6,
∴,
解得:,,
∵m>3,
∴,
綜上所述,m的值為或;
②.已知點(diǎn)M(5,4),N(1,n),線段MN與這個(gè)“友好二次函數(shù)”的圖象有且只有一個(gè)公共點(diǎn),如圖,
∵N(1,n),
∴點(diǎn)N在直線x=1上運(yùn)動(dòng),
設(shè)直線x=1與“友好二次函數(shù)”交于點(diǎn)C,
當(dāng)x=1時(shí),,
∴,
設(shè)二次函數(shù)的頂點(diǎn)為A,
∴A(2,4),
∵M(jìn)(5,4),
∴當(dāng)點(diǎn)B的坐標(biāo)為(1,4)時(shí),此時(shí)點(diǎn)B、A、M共線且與二次函數(shù)的圖象只有一個(gè)交點(diǎn),
當(dāng)點(diǎn)N在點(diǎn)C上方時(shí),線段MN與拋物線有且只有一個(gè)交點(diǎn);
當(dāng)點(diǎn)N在點(diǎn)B時(shí),線段MN與拋物線有且只有一個(gè)交點(diǎn),
∴當(dāng)線段MN與這個(gè)“友好二次函數(shù)”的圖象有且只有一個(gè)公共點(diǎn)時(shí),n的取值范圍為或n=4.
6.(2024?錦江區(qū)校級(jí)模擬)在平面直角坐標(biāo)系中給出以下定義:點(diǎn)A(m,n),點(diǎn)B(m2,n2),m2=3m,n2=﹣6n,則我們稱B是A的“跳躍點(diǎn)”,若二次函數(shù)y=ax2﹣5ax﹣6a(x≥0)的圖象上恰有兩個(gè)點(diǎn)的“跳躍點(diǎn)“在直線y=﹣2x+36上,則a的取值范圍為 0<a≤1且a≠ .
【解答】解:設(shè)二次函數(shù)圖象上的兩點(diǎn)為點(diǎn)C、D,
由題意得點(diǎn)C(m,n)的“跳躍點(diǎn)”為(3m,﹣6n),
將(3m,﹣6n)代入y=﹣2x+36,得:n=m﹣6,
∴C(m,m﹣6),則點(diǎn)C在直線y=x﹣6上,同理點(diǎn)D也在直線y=x﹣6上,
對(duì)于二次函數(shù)y=ax2﹣5ax﹣6a(x>0),
令y=0,則ax2﹣5ax﹣6a=0,
解得:x=﹣1或x=6,
∴拋物線與x軸交于(﹣1,0)和(6,0),
當(dāng)a>0時(shí),拋物線與直線CD的大致圖象如圖:
聯(lián)立直線CD和拋物線的表達(dá)式得到:
ax2﹣5ax﹣6a=x﹣6,
∴a(x﹣6)(x+1)=x﹣6,
∴(x﹣6)[a(x+1)﹣1]=0,
解得:x=6或x=,
∵a>0,x≥0,
∴1﹣a≥0,
∴a≤1,
對(duì)于ax2﹣5ax﹣6a=x﹣6,化簡(jiǎn)為:ax2﹣(5a+1)x+6﹣6a=0,
而直線CD和拋物線在x≥0時(shí)有兩個(gè)交點(diǎn),故△>0,
∴Δ=(5a+1)2﹣4a(6﹣6a)=49a2﹣14a+1=(7a﹣1)2>0,
∴a≠,
∴0<a≤1且a≠,
當(dāng)a<0時(shí),如圖:
直線CD不可能與拋物線在x≥0時(shí)有兩個(gè)交點(diǎn),故舍,
綜上:0<a≤1且a≠.
7.(2023?鹽城)定義:若一次函數(shù)的圖象與二次函數(shù)的圖象有兩個(gè)交點(diǎn),并且都在坐標(biāo)軸上,則稱二次函數(shù)為一次函數(shù)的軸點(diǎn)函數(shù).
【初步理解】
(1)現(xiàn)有以下兩個(gè)函數(shù):①y=x2﹣1;②y=x2﹣x,其中, ① 為函數(shù)y=x﹣1的軸點(diǎn)函數(shù).(填序號(hào))
【嘗試應(yīng)用】
(2)函數(shù)y=x+c(c為常數(shù),c>0)的圖象與x軸交于點(diǎn)A,其軸點(diǎn)函數(shù)y=ax2+bx+c 與x軸的另一交點(diǎn)為點(diǎn)B.若OB=OA,求b的值.
【拓展延伸】
(3)如圖,函數(shù)y=x+t(t為常數(shù),t>0)的圖象與x軸、y軸分別交于M,C兩點(diǎn),在x軸的正半軸上取一點(diǎn)N,使得ON=OC.以線段MN的長(zhǎng)度為長(zhǎng)、線段MO的長(zhǎng)度為寬,在x軸的上方作矩形MNDE.若函數(shù)y=x+t(t為常數(shù),t>0)的軸點(diǎn)函數(shù)y=mx2+nx+t的頂點(diǎn)P在矩形MNDE的邊上,求n的值.
【解答】解:(1)∵函數(shù)y=x﹣1與x軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(1,0),與y軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0,﹣1),
函數(shù)y=x2﹣1與x軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(1,0),與y軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0,﹣1),
函數(shù)y=x2﹣x與x軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(1,0),與y軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0,0),
∴函數(shù)y=x2﹣1為函數(shù)y=x﹣1的軸點(diǎn)函數(shù),函數(shù)y=x2﹣x不是函數(shù)y=x﹣1的軸點(diǎn)函數(shù),
故答案為:①;
(2)令y=0,得x+c=0,
解得:x=﹣c,
∴A(﹣c,0),
令x=0,得y=c,
∴函數(shù)y=x+c(c為常數(shù),c>0)的圖象與y軸交于點(diǎn)(0,c),
∵其軸點(diǎn)函數(shù)y=ax2+bx+c經(jīng)過點(diǎn)A(﹣c,0),
∴ac2﹣bc+c=0,且c>0,
∴ac﹣b+1=0,即b=ac+1,
∴y=ax2+(ac+1)x+c,
設(shè)B(x′,0),
則x′(﹣c)=,
∴x′=﹣,
∴B(﹣,0),
∴OB=||,OA=c,
∵OB=OA,
∴||=c,
∴ac=±4,
∴b=5或﹣3;
(3)由題意得:M(﹣2t,0),C(0,t),N(t,0),
∵四邊形MNDE是矩形,ME=OM=2t,
∴D(t,2t),E(﹣2t,2t),
當(dāng)m>0時(shí),軸點(diǎn)函數(shù)y=mx2+nx+t的頂點(diǎn)P與點(diǎn)M重合,即P(﹣2t,0),如圖,
∴,
∴n2﹣n=0,且n≠0,
∴n=1;
當(dāng)m<0時(shí),軸點(diǎn)函數(shù)y=mx2+nx+t的頂點(diǎn)P在DE邊上,即P(x,2t),如圖,
∴,
消去m、t,得n2+2n﹣1=0,
解得:n1=﹣1,n2=﹣﹣1,
∵函數(shù)y=mx2+nx+t的對(duì)稱軸在y軸左側(cè),
∴n與m同號(hào),即n<0,
∴n=﹣﹣1;
當(dāng)m<0時(shí),軸點(diǎn)函數(shù)y=mx2+nx+t的頂點(diǎn)P在DN邊上,即P(t,s),如圖,
∴,
∴n=,
綜上所述,n的值為1或﹣﹣1或.
8.(2024?鹽城一模)我們約定:若關(guān)于x的二次函數(shù)與,則稱函數(shù)y1與函數(shù)y2互為“共贏”函數(shù).根據(jù)該約定,解答下列問題:
(1)若關(guān)于x的二次函數(shù)與互為“共贏”函數(shù),則k= ﹣1 ;m= 2 ;n= ﹣3 .
(2)對(duì)于任意非零實(shí)數(shù)r、s,點(diǎn)P(r,t)與點(diǎn)Q(s,t)(r≠s)始終在關(guān)于x的函數(shù)的圖象上運(yùn)動(dòng),函數(shù)y2與y1互為“共贏”函數(shù).
①求函數(shù)y2的圖象的對(duì)稱軸;
②函數(shù)y2的圖象與直線交于A、B兩點(diǎn),且AB長(zhǎng)為,求y2的函數(shù)表達(dá)式;
(3)在同一平面直角坐標(biāo)系中,若關(guān)于x的二次函數(shù)與它的“共贏”函數(shù)y2的圖象頂點(diǎn)分別為點(diǎn)A、點(diǎn)B.若函數(shù)y1,y2的圖象交于不同兩點(diǎn)C,D,且四邊形ACBD為菱形,∠CAD=60°,請(qǐng)求出該菱形面積的取值范圍.
【解答】解:(1) 與為“共贏”函數(shù),
∴a=﹣3=n,b=k=﹣1,c=2=m,
故答案為:﹣1,2,﹣3;
(2)①∵點(diǎn)P(r,t)與點(diǎn)Q(s,t)始終在關(guān)于x的函數(shù) 的圖象上運(yùn)動(dòng),
∴對(duì)稱軸為,
∴s=﹣3r,
∴,
∴對(duì)稱軸為直線x=﹣=;
②聯(lián)立得:
,
∴xA+xB=﹣,xA?xB==﹣.
∵,
∴|xA﹣xB|=1,
∴=1,
∴=1.
∴,
即:(5r+1)(r﹣1)=0,
解得:r=1或r=﹣,
將它們分別代入中得: 1或 .
(3)解:∵,,
∴,.
同理:,.
聯(lián)立, 得:
(a﹣c)x2+2bx+c﹣a=0,
∴.
∵四邊形ACBD是菱形,
∴xC+xD=xA+xB,
∴,
∴(a+c)2=0,
∴c=﹣a,
∴xA=xB,
即:AB∥y軸,
設(shè)a>0,
∵∠CAD=60°,
∴,
∴,
將a=﹣c代入(a﹣c)x2+2bx+c﹣a=0得:
ax2+bx﹣a=0,
∴,
∴,
∵,
∴,
整理得:(b2+4a2)(b2+4a2﹣12)=0,
∵b2+4a2≠0,
∴b2+4a2﹣12=0,
即:b2+4a2=12,
∴,,
∴S=AB?CD?,
∵b2+4a2=12,
∴0<a2≤3,
∴.
∴.
該菱形面積的取值范圍為:.
9.(2023?長(zhǎng)沙)我們約定:若關(guān)于x的二次函數(shù)y1=a1x2+b1x+c1與y2=a2x2+b2x+c2同時(shí)滿足+(b2+b1)2+|c2﹣a1|=0,(b1﹣b2)2023≠0,則稱函數(shù)y1與函數(shù)y2互為“美美與共”函數(shù).根據(jù)該約定,解答下列問題:
(1)若關(guān)于x的二次函數(shù)y1=2x2+kx+3與y2=mx2+x+n互為“美美與共”函數(shù),求k,m,n的值;
(2)對(duì)于任意非零實(shí)數(shù)r,s,點(diǎn)P(r,t)與點(diǎn)Q(s,t)(r≠s)始終在關(guān)于x的函數(shù)y1=x2+2rx+s的圖象上運(yùn)動(dòng),函數(shù)y2與y1互為“美美與共”函數(shù).
①求函數(shù)y2的圖象的對(duì)稱軸;
②函數(shù)y2的圖象是否經(jīng)過某兩個(gè)定點(diǎn)?若經(jīng)過某兩個(gè)定點(diǎn),求出這兩個(gè)定點(diǎn)的坐標(biāo);否則,請(qǐng)說明理由;
(3)在同一平面直角坐標(biāo)系中,若關(guān)于x的二次函數(shù)y1=ax2+bx+c與它的“美美與共”函數(shù)y2的圖象頂點(diǎn)分別為點(diǎn)A,點(diǎn)B,函數(shù)y1的圖象與x軸交于不同兩點(diǎn)C,D,函數(shù)y2的圖象與x軸交于不同兩點(diǎn)E,F(xiàn).當(dāng)CD=EF時(shí),以A,B,C,D為頂點(diǎn)的四邊形能否為正方形?若能,求出該正方形面積的取值范圍;若不請(qǐng)說明理由.
【解答】解:(1)由題意可知,a2=c2,a1=c2,b1=﹣b2≠0,
∴m=3,n=2,k=﹣1.
答:k的值為﹣1,m的值為3,n的值為2.
(2)①∵點(diǎn)P(r,t)與點(diǎn)Q(s,t)(r≠s)始終在關(guān)于x的函數(shù)y1=x2+2rx+s的圖象上運(yùn)動(dòng),
∴對(duì)稱軸為x=,
∴s=﹣3r,
∴,
∴對(duì)稱軸為x=.
答:函數(shù)y2的圖象的對(duì)稱軸為x=﹣.
②,
令3x2+2x=0,
解得,
∴過定點(diǎn)(0,1),().
答:函數(shù)y2的圖象過定點(diǎn)(0,1),().
(3)由題意可知,,
∴,
∴CD=,EF=,
∵CD=EF且b2﹣4ac>0,
∴|a|=|c|.
1°若a=﹣c,則,
要使以A,B,C,D為頂點(diǎn)的四邊形能構(gòu)成正方形,
則△CAD,△CBD為等腰直角三角形,
∴CD=2|yA|,
∴,
∴,
∴b2+4a2=4,
∴,
∵b2=4﹣4a2>0,
∴0<a2<1,
∴S正>2,
2°若a=c,則A、B關(guān)于y軸對(duì)稱,以A,B,C,D為頂點(diǎn)的四邊形不能構(gòu)成正方形,
綜上,當(dāng)a=﹣c時(shí),以A,B,C,D為頂點(diǎn)的四邊形能構(gòu)成正方形,此時(shí)S>2.
10.(2024?張店區(qū)二模)我們定義:二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)與y=﹣ax2+bx﹣c(a≠0)關(guān)于原點(diǎn)O互為“伴隨函數(shù)”.
(1)請(qǐng)直接寫出二次函數(shù)y=x2﹣2x﹣3關(guān)于原點(diǎn)O的“伴隨函數(shù)”的函數(shù)表達(dá)式;
(2)若點(diǎn)P(m,n)在二次函數(shù)y=x2﹣2x﹣3的圖象上,請(qǐng)證明點(diǎn)P′(﹣m,﹣n)在該二次函數(shù)關(guān)于原點(diǎn)O的“伴隨函數(shù)”的函數(shù)圖象上.
【解答】解:(1)∵二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)與y=﹣ax2+bx﹣c(a≠0)關(guān)于原點(diǎn)O互為“伴隨函數(shù)”.
∴二次函數(shù)y=x2﹣2x﹣3關(guān)于原點(diǎn)O互為“伴隨函數(shù)”為y=﹣x2﹣2x+3;
(2)∵點(diǎn)P(m,n)在二次函數(shù)y=x2﹣2x﹣3的圖象上,
∴n=m2﹣2m﹣3,
該二次函數(shù)關(guān)于原點(diǎn)O的“伴隨函數(shù)”的函數(shù)為y=﹣x2﹣2x+3,
當(dāng)x=﹣m時(shí),y=﹣(﹣m)2﹣2(﹣m)+3=﹣m2+2m+3=﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣n,
∴點(diǎn)P′(﹣m,﹣n)在該二次函數(shù)關(guān)于原點(diǎn)O的“伴隨函數(shù)”的函數(shù)圖象上;
11.(2024?鐵東區(qū)二模)定義:若二次函數(shù)圖象與一次函數(shù)圖象交于兩點(diǎn),且其中一個(gè)交點(diǎn)是二次函數(shù)的頂點(diǎn),則稱這兩點(diǎn)間的線段為此二次函數(shù)與一次函數(shù)的“頂點(diǎn)截線段”.
在數(shù)學(xué)活動(dòng)課上,老師展示圖1,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,拋物線y=﹣x2+bx+c與直線y=﹣x+4交于P,A兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)B,且點(diǎn)P是拋物線y=﹣x2+bx+c的頂點(diǎn)(點(diǎn)P與點(diǎn)C,點(diǎn)D不重合),直線y=﹣x+4分別與x軸,y軸交于D,C兩點(diǎn).老師要求同學(xué)們探究此情境下頂點(diǎn)截線段的長(zhǎng)是否存在規(guī)律?
【形成猜想】
智慧小組同學(xué)分別畫出點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為1,2,3時(shí)的圖象,并量出相應(yīng)的“頂點(diǎn)截線段”長(zhǎng),發(fā)現(xiàn)它們的長(zhǎng)度相等,進(jìn)而形成猜想“頂點(diǎn)截線段”PA的長(zhǎng)是定值.
【進(jìn)行驗(yàn)證】
智慧小組同學(xué)通過計(jì)算求得點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為1,2,3時(shí)“頂點(diǎn)截線段”PA的值,驗(yàn)證了他們的猜想.
(1)當(dāng)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為2時(shí),請(qǐng)你求出拋物線的解析式(化為一般式)及“頂點(diǎn)截線段”PA的長(zhǎng)度.
【推理證明】
(2)智慧小組同學(xué)得到的猜想:二次函數(shù)y=﹣x2+bx+c與一次函數(shù)y=﹣x+4的“頂點(diǎn)截線段”PA的長(zhǎng)度為定值,是否正確?請(qǐng)你判斷,并說明理由.
【拓展延伸】
老師在同學(xué)們分析、探究后,提出下面問題:
(3)點(diǎn)Q為射線CD上一點(diǎn)(點(diǎn)Q與點(diǎn)C,點(diǎn)D不重合),且點(diǎn)Q為二次函數(shù)L1:y=a1x2+b1x+c1與二次函數(shù)L2:y=a2x2+b2x+c2的頂點(diǎn),二次函數(shù)L1和L2與一次函數(shù)y=﹣x+4的“頂點(diǎn)截線段”分別為線段QC,線段QD,二次函數(shù)L2的圖象與x軸另一交點(diǎn)為點(diǎn)E,若a2=3a1,求△CDE的面積.
【解答】解:(1)由題意得,點(diǎn)P(2,2.5),
則拋物線的表達(dá)式為:y=﹣(x﹣2)2+2.5=﹣x2+4x﹣1.5,
聯(lián)立上式和y=﹣x+4得:﹣x+4=﹣x2+4x﹣1.5,
解得:x=2或,
則|xA﹣xP|=,
由直線AP的表達(dá)式知,tan∠CDO=,則cs∠COD=,
設(shè)AP和水平線的夾角為α,則csα=,
則AP==×=;
(2)為定值,理由:
設(shè)點(diǎn)P(t,﹣t+4),
則拋物線的表達(dá)式為:y=﹣(x﹣t)2﹣t+4,
聯(lián)立上式和y=﹣x+4得:﹣x+4=﹣(x﹣t)2﹣t+4,
整理得:4x2﹣(8t+3)x+4t2+3t=0,
則x1+x2=,x1x2=,
則(x1﹣x2)2=(x1+x2)2﹣4x1x2=()2﹣4×=,
即|xP﹣xA|=,
由(1)知,AP=為定值;
(3)由題意畫圖如下:
設(shè)a2=3a1=a,點(diǎn)Q(t,﹣t+4),
則L1的表達(dá)式為:y=a(x﹣t)2﹣t+4,
將點(diǎn)C(0,4)代入上式得:4=a(0﹣t)2﹣t+4,
則at2=t,
∵t≠0,則at=;
則L2的表達(dá)式為:y=3a(x﹣t)2﹣t+4,
將點(diǎn)D(,0)代入上式得:
0=3a(﹣t)2﹣t+4,
則3a(﹣t)2﹣t+4=0,
則3at2+a﹣32at﹣t+4=0,
將at=代入上式得:
t+﹣20=0,
即9t﹣512×﹣120=0,
即9t﹣﹣120=0,
即3t2﹣40t+128=0,
解得:t=8(負(fù)值已舍去),
則xQ﹣xD=8﹣=,則DE=,
則△CDE的面積=DE×CO=4×=.
12.(2023秋?嘉興期中)定義:二次項(xiàng)系數(shù)之和為1,對(duì)稱軸相同,且圖象與y軸交點(diǎn)也相同的兩個(gè)二次函數(shù)互為友好同軸二次函數(shù).例如:y=2x2+4x﹣5的友好同軸二次函數(shù)為y=﹣x2﹣2x﹣5.
(1)函數(shù)y=﹣3x2+3x+1的對(duì)稱軸為 x= ,其友好同軸二次函數(shù)為 y=4x2﹣4x+1 ,兩個(gè)函數(shù)表達(dá)式的二次項(xiàng)系數(shù)的關(guān)系是 和為1 ;
(2)已知二次函數(shù)C1y=ax2+4ax+4(其中a≠0且a≠1且a≠),其友好同軸二次函數(shù)記為C2.
①若函數(shù)C1的圖象與函數(shù)C2的圖象交于A、B兩點(diǎn)(點(diǎn)A的橫坐標(biāo)小于點(diǎn)B的橫坐標(biāo)),求線段AB的長(zhǎng);
②當(dāng)﹣3≤x≤0時(shí),函數(shù)C2的最大值與最小值的差為8,求a的值.
【解答】解:(1)由函數(shù)y=﹣3x2+3x+1的對(duì)稱軸為直線x==﹣,
根據(jù)定義:其友好同軸二次函數(shù)的二次項(xiàng)系數(shù)為1﹣(﹣3)=4,
∵對(duì)稱軸為直線x==,
∴一次項(xiàng)系數(shù)為:,常數(shù)項(xiàng)為:1
∴其友好同軸二次函數(shù)為:y=4x2﹣4x+1,
則二次項(xiàng)系數(shù)之和為1,
故答案為:4x2﹣4x+1;二次項(xiàng)系數(shù)之和為1;
(2)①∵C1y=ax2+4ax+4(其中a≠0且a≠1且a≠),
∴其友好同軸二次函數(shù)C2為y=(1﹣a)x2+4(1﹣a)x+4,
∵函數(shù)C1的圖象與函數(shù)C2的圖象交于A、B兩點(diǎn),
∴ax2+4ax+4=(1﹣a)x2+4(1﹣a)x+4,
即(2a﹣1)x2+4(2a﹣1)x=0,
∴x2+4x=0,
解得:x=0或x=﹣4,
則y=4或y=4,
則A(﹣4,4),B(0,4),
∴AB=4;
②由①知:C2:y=(1﹣a)x2+4(1﹣a)x+4,
則對(duì)稱軸為:x=﹣2,
∵﹣3≤x≤0,
當(dāng)1﹣a>0時(shí),即a<1,
∴開口向上,則x=﹣2時(shí),C2:y取最小值為4a,
∴x=0時(shí),C2:y取最大值為4,
∵函數(shù)C2最大值與最小值的差為8,
∴4﹣4a=8,
解得:a=﹣1,
當(dāng)1﹣a<0時(shí),即 a>1,
∴開口向下,則x=﹣2時(shí),C2:y取最大值為4a,
∵﹣3≤x≤0,
當(dāng)x=0時(shí),C2:y取最小值為4,
∵函數(shù)C2最大值與最小值的差為8,
∴4a﹣4=8,
解得:a=3.
綜上所述:a=﹣1或3.
13.(2020秋?景德鎮(zhèn)期末)定義:若二次函數(shù)y=a1(x﹣h)2+k的圖象記為C1,其頂點(diǎn)為A(h,k),二次函數(shù)y=a2(x﹣k)2+h的圖象記為C2,其頂點(diǎn)為B(k,h),我們稱這樣的兩個(gè)二次函數(shù)互為“反頂二次函數(shù)”.
分類一:若二次函數(shù)C1:y=a1(x﹣h)2+k經(jīng)過C2的頂點(diǎn)B,且C2:y=a2(x﹣k)2+h經(jīng)過C1的頂點(diǎn)A,我們就稱它們互為“反頂伴侶二次函數(shù)”.
(1)所有二次函數(shù)都有“反頂伴侶二次函數(shù)”是 假 命題.(填“真”或“假”)
(2)試求出y=x2﹣4x+5的“反頂伴侶二次函數(shù)”.
(3)若二次函數(shù)C1與C2互為“反頂伴侶二次函數(shù)”,試探究a1與a2的關(guān)系,并說明理由.
分類二:若二次函數(shù)C1:y=a1(x﹣h)2+k可以繞點(diǎn)M旋轉(zhuǎn)180°得到二次函數(shù)C2:y=a2(x﹣k)2+h,我們就稱它們互為“反頂旋轉(zhuǎn)二次函數(shù)”.
①任意二次函數(shù)都有“反頂旋轉(zhuǎn)二次函數(shù)”是 真 命題.(填“真”或“假”)
②互為“反頂旋轉(zhuǎn)二次函數(shù)”的對(duì)稱中心點(diǎn)M有什么特點(diǎn)?
③如圖,C1,C2互為“反頂旋轉(zhuǎn)二次函數(shù)”,點(diǎn)E,F(xiàn)的對(duì)稱點(diǎn)分別是點(diǎn)Q,G,且EF∥GQ∥x軸,當(dāng)四邊形EFQG為矩形時(shí),試探究二次函數(shù)C1,C2的頂點(diǎn)有什么關(guān)系.并說明理由.
【解答】解:分類一:
(1)不是所有二次函數(shù)都有“反頂伴侶二次函數(shù)”,如y=(x﹣3)2+8的頂點(diǎn)(3,8)不在y=﹣(x﹣8)2+3的圖象上,y=(x﹣3)2+8沒有“反頂伴侶二次函數(shù)”,
故答案為:假;
(2)∵y=x2﹣4x+5=(x﹣2)2+1,
∴y=x2﹣4x+5的“反頂伴侶二次函數(shù)”為y=﹣(x﹣1)2+2=﹣x2+2x+1;
即y=x2﹣4x+5的“反頂伴侶二次函數(shù)”為y=﹣x2+2x+1;
(3)∵二次函數(shù)C1:y=a1(x﹣h)2+k的頂點(diǎn)A(h,k)在y=a2(x﹣k)2+h的圖象上,
∴k=a2(h﹣k)2+h,即k﹣h=a2(h﹣k)2,
∵二次函數(shù)C2:y=a2(x﹣k)2+h的頂點(diǎn)B(k,h)在y=a1(x﹣h)2+k的圖象上,
∴h=a1(k﹣h)2+k,即k﹣h=﹣a1(k﹣h)2,
∴a2(h﹣k)2=﹣a1(k﹣h)2,
若k≠h,即則二次函數(shù)C1與C2的頂點(diǎn)不重合時(shí),a2=﹣a1,
∴y=a1(x﹣h)2+k與y=a2(x﹣k)2+h互為“反頂伴侶二次函數(shù)”,a1與a2的關(guān)系是a2=﹣a1;
分類二:
①任意二次函數(shù)都有“反頂旋轉(zhuǎn)二次函數(shù)”,
故答案為:真;
②∵二次函數(shù)C1:y=a1(x﹣h)2+k的頂點(diǎn)為A(h,k),二次函數(shù)y=a2(x﹣k)2+h的頂點(diǎn)為B(k,h),而對(duì)稱中心點(diǎn)M是線段AB的中點(diǎn),
∴M的坐標(biāo)為(,),即M的橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)相等,
∴對(duì)稱中心點(diǎn)M在直線y=x上;
③如圖:
∵EF∥GQ∥x軸,
∴E,F(xiàn)關(guān)于二次函數(shù)C1:y=a1(x﹣h)2+k的對(duì)稱軸直線x=h對(duì)稱,G,Q關(guān)于二次函數(shù)C2:y=a1(x﹣k)2+h的對(duì)稱軸直線x=k對(duì)稱,
設(shè)E(x1,m),F(xiàn)(x2,m),由E,F(xiàn)關(guān)于直線x=h對(duì)稱得x1+x2=2h,
∵四邊形EFQG為矩形,
∴E,G的橫坐標(biāo)相同,F(xiàn),Q的橫坐標(biāo)相同,
設(shè)G(x1,n),Q(x2,n),由G,Q關(guān)于直線x=k對(duì)稱有x1+x2=2k,
∴2h=2k,
∴h=k,
∵二次函數(shù)C1:y=a1(x﹣h)2+k的頂點(diǎn)為(h,k),二次函數(shù)C2:y=a1(x﹣k)2+h的頂點(diǎn)為(k,h),
∴二次函數(shù)C1:y=a1(x﹣h)2+k與二次函數(shù)C2:y=a1(x﹣k)2+h的頂點(diǎn)重合.
14.(2021秋?山西月考)閱讀以下材料,并解決相應(yīng)問題.
小聰在課外學(xué)習(xí)時(shí)遇到這樣一個(gè)問題:
定義:若二次函數(shù)y=a1x2+b1x+c1(a1≠0,a1,b1,c1是常數(shù))與y=a2x2+b2x+c2(a2≠0,a2,b2,c2是常數(shù))滿足a1+a2=0,b1=b2,c1+c2=0,則稱這兩個(gè)函數(shù)互為“旋轉(zhuǎn)函數(shù)”.
求函數(shù)y=2x2﹣3x+1的旋轉(zhuǎn)函數(shù).小聰是這樣思考的.由函數(shù)y=2x2﹣3x+1可知,a1=2,b1=﹣3,c1=1,根據(jù)a1+a2=0,b1=b2,c1+c2=0,求出a2,b2,c2就能確定這個(gè)函數(shù)的旋轉(zhuǎn)函數(shù).
請(qǐng)思考小聰?shù)姆椒ń鉀Q下面問題:
(1)寫出函數(shù)y=x2﹣4x+3的旋轉(zhuǎn)函數(shù);
(2)已知函數(shù)y=2(x﹣1)(x+3)的圖象與x軸交于A,B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)A,B,C關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)分別是A1,B1,C1,試證明:經(jīng)過點(diǎn)A1,B1,C1的二次函數(shù)與y=2(x﹣1)(x+3)互為“旋轉(zhuǎn)函數(shù)”.
【解答】(1)解:由函數(shù)y=x2﹣4x+3知,a1=1,b1=﹣4,c1=3,
∵a1+a2=0,b1=b2,c1+c2=0,
∴a2=﹣1,b2=﹣4,c2=﹣3,
∴y=﹣x2﹣4x﹣3;
(2)證明:化簡(jiǎn)y=2(x﹣1)(x+3)得y=2x2+4x﹣6,
令x=0,則y=﹣6,
令y=0,則2x2+4x﹣6=0,
解得x1=﹣3,x1=1,
∴A、B、C三點(diǎn)的坐標(biāo)分別為A(1,0),B(﹣3,0),C(0,﹣6),
∴A、B、C三點(diǎn)關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的點(diǎn)坐標(biāo)分別為A1(﹣1,0),B1(3,0),C1(0,6),
設(shè)經(jīng)過A1、B1、C1三點(diǎn)的二次函數(shù)解析式為y=ax2+bx+c,
則,
解得,
∴經(jīng)過A1、B1、C1三點(diǎn)的函數(shù)解析式為y=﹣2x2+4x+6,
∵2+(﹣2)=0,4=4,﹣6+6=0,
∴y=﹣2x2+4x+6與原函數(shù)y=2(x﹣1)(x+3)是旋轉(zhuǎn)函數(shù).
15.(2024秋?昆山市期中)定義:若一個(gè)函數(shù)圖象上存在縱坐標(biāo)是橫坐標(biāo)2倍的點(diǎn),則稱該點(diǎn)為這個(gè)函數(shù)圖象的“2倍點(diǎn)”.例如,點(diǎn)(2,4)是函數(shù)y=x+2的圖象的“2倍點(diǎn)”.
(1)一次函數(shù)y=3x+1的圖象的“2倍點(diǎn)”的坐標(biāo)是 (1,3) ,二次函數(shù)y=x2﹣3的圖象的“2倍點(diǎn)”的坐標(biāo)是 (2,6)或(﹣1,﹣2) ;
(2)若關(guān)于x的二次函數(shù)y=x2+3x+2﹣c(c為常數(shù))的圖象在上存在兩個(gè)“2倍點(diǎn)”,求c的取值范圍;
(3)設(shè)關(guān)于x的函數(shù)y=x2+m的圖象上有且只有一個(gè)“2倍點(diǎn)”為點(diǎn)A,關(guān)于x的函數(shù)y=x2﹣2nx﹣x+4n+2(n為常數(shù)且n>1)的圖象上有兩個(gè)“2倍點(diǎn)”分別為點(diǎn)B,點(diǎn)C(點(diǎn)B在點(diǎn)C的左側(cè)),且BC=3AB,求m,n的值.
【解答】解:(1)由新定義知,“2倍點(diǎn)”在函數(shù)y=2x上,
聯(lián)立上式和y=3x+1得:3x+1=2x,則x=﹣1,
故“2倍點(diǎn)”的坐標(biāo)是(﹣1,2);
同理可得:x2﹣3=2x,則x=3或﹣1,
即“2倍點(diǎn)”的坐標(biāo)是(3,6)或(﹣1,﹣2),
故答案為:(﹣1,2);(3,6)或(﹣1,﹣2);
(2)聯(lián)立二次函數(shù)的表達(dá)式和y=2x得:x2+3x+2﹣c=2x,
則Δ=1﹣4(2﹣c)>0,
解得:c>;
(3)聯(lián)立y=2x和y=x2+m得:x2+m=2x,
則Δ=4﹣4m=0,則m=1,
則點(diǎn)A(1,2);
聯(lián)立y=2x和y=x2﹣2nx﹣x+4n+2得:2x=x2﹣2nx﹣x+4n+2,
則x=2或2n+1,
∵n>1,點(diǎn)B在點(diǎn)C的左側(cè),
即點(diǎn)B、C的坐標(biāo)分別為(2,0)、(2n﹣1),
由點(diǎn)A、B、C的坐標(biāo)得:BC=2n﹣1,AB=,
由BC=3AB得:2n﹣1=3,
解得:n=,
即m=1,n=.
16.(2024秋?長(zhǎng)沙期中)在平面直角坐標(biāo)系中,對(duì)“縱橫值”給出如下定義:點(diǎn)A(x,y)是函數(shù)圖象上任意一點(diǎn),縱坐標(biāo)y與橫坐標(biāo)x的差y﹣x稱為點(diǎn)A的“縱橫值”.函數(shù)圖象上所有點(diǎn)的“縱橫值”中的最大值稱為函數(shù)的“最優(yōu)縱橫值”.例如:點(diǎn)A(1,3)在函數(shù)y=2x+1圖象上,點(diǎn)A的“縱橫值”為3﹣1=2,函數(shù)y=2x+1圖象上所有點(diǎn)的“縱橫值”可以表示為y﹣x=2x+1﹣x=x+1,當(dāng)3≤x≤6時(shí),x+1的最大值為6+1=7,所以函數(shù)y=2x+1(3≤x≤6)的“最優(yōu)縱橫值”為7.
根據(jù)定義,解答下列問題:
(1)①點(diǎn)B(﹣5,1)的“縱橫值”為 6 ;
②函數(shù)的“最優(yōu)縱橫值”為 ﹣1 ;
(2)若二次函數(shù)y=﹣x2+bx+c圖象的頂點(diǎn)在直線上,且“最優(yōu)縱橫值”為3,求c的值;
(3)若二次函數(shù)y=﹣(x﹣h)2+k圖象的頂點(diǎn)在直線y=x+9上,當(dāng)﹣1≤x≤4時(shí),二次函數(shù)的“最優(yōu)縱橫值”為7,求h的值.
【解答】解:(1)①點(diǎn)B(﹣5,1)的“縱橫值”為1﹣(﹣5)=6,
故答案為:6;
②∵y=+x,
∴y﹣x=,
∵﹣3≤x≤﹣1,
∴x=﹣3時(shí),y﹣x的最大值是﹣1,
∴函數(shù)y=+x(﹣3≤x≤﹣1),的“最優(yōu)縱橫值”為﹣1;
故答案為:﹣1;
(2)∵二次函數(shù)y=﹣x2+bx+c的頂點(diǎn)在直線x=上,
∴﹣=,
∴b=5,
∴y=﹣x2+5x+c,
∴y﹣x=﹣x2+5x+c﹣x=﹣x2+4x+c=﹣(x﹣2)2+4+c,
∵最優(yōu)縱橫值為3,
∴4+c=3,
∴c=﹣1;
(3)∵二次函數(shù)y=﹣(x﹣h)2+k的頂點(diǎn)在直線y=x+9上,
∴k=h+9,
∴y=﹣(x﹣h)2+h+9,
∴y﹣x=﹣(x﹣h)2+h+9﹣x=﹣(x﹣h+)2+,
∵當(dāng)﹣1?x?4時(shí),二次函數(shù)的最優(yōu)縱橫值為7,
當(dāng)h﹣≥4,即h≥時(shí),則x=4時(shí),有最大值為7,
∴﹣(4﹣h+)2+=7,
解得h=6或h=3(舍去),
當(dāng)h﹣≤﹣1,即h≤﹣時(shí),則x=﹣1時(shí),有最大值為7,
∴﹣(﹣1﹣h+)2+=7,
解得h=﹣2或h=1(舍去).
故h的值為﹣2或6.
17.(2024秋?思明區(qū)校級(jí)月考)【定義與性質(zhì)】
如圖,記二次函數(shù)y=a(x﹣b)2+c和y=﹣a(x﹣p)2+q(a≠0)的圖象分別為拋物線C和C1.定義:若拋物線C1的頂點(diǎn)Q(p,q)在拋物線C上,則稱C1是C的伴隨拋物線.
性質(zhì):①一條拋物線有無數(shù)條伴隨拋物線;
②若C1是C的伴隨拋物線,則C也是C1的伴隨拋物線,即C的頂點(diǎn)P(b,c)在C1上.
【理解與運(yùn)用】
(1)若二次函數(shù)和的圖象都是拋物線的伴隨拋物線,則m= 2 ,n= ±1 .
【思考與探究】
(2)設(shè)函數(shù)y=x2﹣2kx+4k+5的圖象為拋物線C2.
①若函數(shù)y=﹣x2+dx+e的圖象為拋物線C0,且C2始終是C0的伴隨拋物線,求d,e的值;
②若拋物線C2與x軸有兩個(gè)不同的交點(diǎn)(x1,0),(x2,0)(x1<x2),請(qǐng)直接寫出x1的取值范圍.
【解答】解:(1)二次函數(shù)和的圖象都是拋物線的伴隨拋物線,
∴點(diǎn)在的伴隨拋物線上,
代入得:,,
解得:m=2,n=±1,
故答案為:2;±1;
(2)①y=x2﹣2kx+4k+5=x2﹣2kx+k2﹣k2+4k+5=(x﹣k)2﹣k2+4k+5,
∴頂點(diǎn)坐標(biāo)為:(k,﹣k2+4k+5),
∵函數(shù)y=﹣x2+dx+e的圖象為拋物線C0,且C2始終是C0的伴隨拋物線,
∴﹣k2+4k+5=﹣k2+dk+e,
整理得:4k+5=dk+e,
∴d=4,e=5;
②∵C2與x軸有兩個(gè)不同的交點(diǎn)(x1,0),(x2,0),
由①得:函數(shù)y=﹣x2+4x+5的圖象為拋物線C0,且C2始終是C0的伴隨拋物線,
∴頂點(diǎn)坐標(biāo)(k,﹣k2+4k+5)在y=﹣x2+4x+5=﹣(x﹣2)2+9圖象上滑動(dòng),
頂點(diǎn)為(2,9),
當(dāng)﹣x2+4x+5=0時(shí),
解得:x=﹣1或x=5,
拋物線與x軸交(﹣1,0)(5,0)兩個(gè)點(diǎn),
當(dāng)頂點(diǎn)在(﹣1,0)下方時(shí),拋物線有兩個(gè)交點(diǎn),x1<﹣1,
∵若C1是C的伴隨拋物線,則C也是C1的伴隨拋物線,即C的頂點(diǎn)P(b,c)在C1上.
∴(2,9)在 C2上,
當(dāng)頂點(diǎn)在(5,0)下方時(shí),2<x1<5;
綜上可得:2<x1<5或x1<﹣1.
18.(2024秋?獻(xiàn)縣月考)定義:如果二次函數(shù)(a1≠0,a1=2,b1,c1為常數(shù))與(a2≠0,a2,b2,c2為常數(shù))滿足a1+a2=0,且過相同的兩個(gè)點(diǎn),那么這兩個(gè)函數(shù)l1,l2稱為“可對(duì)稱函數(shù)”.
二次函數(shù)與它的“可對(duì)稱函數(shù)”l2均過點(diǎn)A(﹣1,0),B(3,0).
(1)求l2的函數(shù)表達(dá)式;
(2)設(shè)二次函數(shù)l1,l2的頂點(diǎn)分別為D,E,在(1)的條件下.
①如圖1,將拋物線l2向右平移,當(dāng)點(diǎn)E落在拋物線l1上時(shí),設(shè)交點(diǎn)為G,連接DG,求DG的長(zhǎng)度;
②如圖2,連接AD,過點(diǎn)E作EF∥AD交圖象l1于點(diǎn)F,直接寫出點(diǎn)F的坐標(biāo).
【解答】(1)二次函數(shù)與它的“可對(duì)稱函數(shù)”l2均過點(diǎn)A(﹣1,0),B(3,0),將點(diǎn)A,點(diǎn)B的坐標(biāo)代入二次函數(shù)解析式得:
,
解得,
∴,
設(shè),將點(diǎn)A,點(diǎn)B的坐標(biāo)代入得:
,
解得,
∴;
(2)①y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴E點(diǎn)坐標(biāo)為(1,4),
當(dāng)y=4時(shí),x2﹣2x﹣3=4,
解得,(不合題意,舍去),
∴G點(diǎn)坐標(biāo)為.
∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
∴D點(diǎn)坐標(biāo)為(1,﹣4),
過點(diǎn)G作GH∥y軸,DH∥x軸,GH與DH交于點(diǎn)H,如圖1,
∴∠DHG=90°,GH=4﹣(﹣4)=8,,
在Rt△DHG中,;
②設(shè)直線AD的解析式為y=cx+d,將點(diǎn)A,點(diǎn)D的坐標(biāo)代入得:
,
解得,
∴直線AD的解析式為y=﹣2x﹣2,
∵EF∥AD,
∴直線EF的解析式為y=﹣2x+k,把(1,4)代入得﹣2+k=4,
解得:k=6,
∴直線EF的解析式為y=﹣2x+6,
聯(lián)立,
解得或,
∴F(3,0)或(﹣3,12).
19.(2024秋?西湖區(qū)校級(jí)月考)新定義:如果二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)的圖象經(jīng)過點(diǎn)(﹣2,0),那么稱此二次函數(shù)的圖象為“定點(diǎn)拋物線”.
(1)試判斷二次函數(shù)y=﹣3x2﹣3x+6的圖象是否為“定點(diǎn)拋物線”;
(2)若定點(diǎn)拋物線y=x2+(m+1)x+2﹣k與直線y=x只有一個(gè)公共點(diǎn),求m的值;
(3)若一次函數(shù)y=(2﹣n)x+4﹣2n的圖象與定點(diǎn)拋物線y=﹣x2﹣x+2的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為x1和x2,且x1<3<x2,求n的取值范圍.
【解答】解:(1)由題意,∵當(dāng)x=﹣2時(shí),對(duì)于二次函數(shù)y=﹣3x2﹣3x+6,
∴y=﹣3×4+6+6=0.
∴該二次函數(shù)過(﹣2,0).
∴二次函數(shù)y=﹣3x2﹣3x+6的圖象是“定點(diǎn)拋物線”.
(2)由題意,∵定點(diǎn)拋物線y=x2+(m+1)x+2﹣k與直線y=x只有一個(gè)公共點(diǎn),
∴可得方程x=x2+(m+1)x+2﹣k,即x2+mx+2﹣k=0滿足Δ=m2﹣4(2﹣k)=0.
又y=x2+(m+1)x+2﹣k為定點(diǎn)拋物線,
∴4﹣2(m+1)+2﹣k=0,則k=4﹣2m.
∴m2﹣4(﹣2+2m)=0.
∴m=4±2.
(3)令﹣x2﹣x+2=(2﹣n)x+4﹣2n,
則(x+2)(x﹣1)=(n﹣2)(x+2),
∴(x+2)(x﹣1﹣n+2)=(x+2)(x﹣n+1)=0.
∴交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為﹣2和n﹣1.
∵x1<3<x2,
∴n﹣1>3.
∴n>4.
20.(2024秋?諸暨市校級(jí)月考)定義:若一個(gè)函數(shù)圖象上存在縱坐標(biāo)是橫坐標(biāo)的﹣2倍的點(diǎn),則稱該點(diǎn)為這個(gè)函數(shù)圖象的“逆倍點(diǎn)”.
(1)若點(diǎn)M(a,﹣2a)是二次函數(shù)y=x2+2x的圖象上的“逆倍點(diǎn)”,則a= 0或﹣4 .
(2)若點(diǎn)P(p,2)是二次函數(shù)y=x2+bx+c的圖象上唯一的“逆倍點(diǎn)”,求這個(gè)二次函數(shù)的表達(dá)式;
(3)若二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a,b是常數(shù),a>0)的圖象過點(diǎn)(0,2),且圖象上存在兩個(gè)不同的“逆倍點(diǎn)”A(x1,﹣2x1),B(x2,﹣2x2),且滿足﹣1<x1<1,|x1﹣x2|=2,如果z=b2+4b+1,請(qǐng)求出z的取值范圍.
【解答】解:(1)將點(diǎn)M的坐標(biāo)代入二次函數(shù)表達(dá)式得:﹣2a=a2+2a,
解得:a=0或﹣4,
故答案為:0或﹣4;
(2)點(diǎn)P(p,﹣2)是二次函數(shù)y=x2+bx+c的圖象上唯一的“逆倍點(diǎn)”,
即拋物線y=x2+bx+c與直線y=﹣2x的唯一交點(diǎn)為P(﹣1,2),
∴方程x2+bx+c=﹣2x的根為:x1=x2=﹣1,
即方程x2+(b+2)x+c=0可寫為(x+1)2=0,
∴x2+(b+2)x+c=x2+2x+1.
∴b=0,c=1,
∴二次函數(shù)的表達(dá)式為y=x2+1;
(3)∵二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a,b是常數(shù),a>0)的圖象過點(diǎn)(0,2),
∴c=2,
∴y=ax2+bx+2,
∵圖象上存在兩個(gè)不同的“逆倍點(diǎn)”A(x1,﹣2x1),B(x2,﹣2x2),
∴﹣2x1=+bx1+2,﹣2x2=+bx2+2,
∴+(b+2)x1+2=0,+(b+2)x2+2=0,
∴x1、x2是方程ax2+(b+2)x+2=0的兩個(gè)實(shí)數(shù)根,
∴x1+x2=﹣,x1?x2=,
∵|x1﹣x2|=2,
∴(x1﹣x2)2=4,
∴(x1+x2)2﹣4x1x2=(﹣)2﹣4×=4,
∴b2+4b+4﹣8a=4a2,
∴z=b2+4b+1=4(a+1)2﹣7,
∵|x1﹣x2|=2,
∴x1﹣x2=﹣2或x2﹣x1=2,
∵﹣1<x1<1,
∴﹣3<x2<﹣1或1<x2<3,
∴﹣3<x1?x2<3,
∴﹣3<<3,
∵a>0,
∴a>,
∴4(a+1)2﹣7<4×(+1)2﹣7=,
∴z>.
21.(2024秋?番禺區(qū)校級(jí)月考)我們定義:把y2=ax叫做函數(shù)y=ax2的伴隨函數(shù).比如:y2=x就是y=x2的伴隨函數(shù).?dāng)?shù)形結(jié)合是學(xué)習(xí)函數(shù)的一種重要方法,對(duì)于二次函數(shù)y=ax2(a≠0的常數(shù)),若點(diǎn)(m,n)在函數(shù)y=ax2的圖象上,則點(diǎn)(﹣m,n)也在其圖象上,即從數(shù)的角度可以知道它的圖象關(guān)于y軸對(duì)稱.解答下列問題:
(1)y2=x的圖象關(guān)于 x 軸對(duì)稱;
(2)①直接寫出函數(shù)y=4x2的伴隨函數(shù)的表達(dá)式 y2=4x ;
②在如圖①所示的平面直角坐標(biāo)系中畫出y=4x2的伴隨函數(shù)的大致圖象;
(3)若直線y=kx﹣3k(k≠0)與y=4x2的伴隨函數(shù)圖象交于A、B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的上方),連接OA、OB,且△ABO的面積為12,求k的值;
【解答】解:(1)∵點(diǎn)(m,n)和點(diǎn)(m,﹣n)都在y2=x的圖象上,
∴y2=x的圖象關(guān)于x軸對(duì)稱,
故答案為:x;
(2)①由伴隨函數(shù)的定義可得:函數(shù)y=4x2的伴隨函數(shù)的表達(dá)式y(tǒng)2=4x;
②在y2=4x中,
當(dāng)x=0時(shí),y=0;
當(dāng)x=1時(shí),y=±2,
當(dāng)x=4時(shí),y=±4,
描點(diǎn)連線繪制函數(shù)圖象如下:
故答案為:y2=4x;
(3)由,消去x得到ky2﹣4y﹣12k=0,
∴,y1?y2=﹣12,
∴,
在y=kx﹣3k中,令y=0,則kx﹣3k=0,
解得x=3,
∴C(3,0),
∴,即,
解得:k=±1.
22.(2023秋?洪澤區(qū)校級(jí)期中)小明在課外學(xué)習(xí)時(shí)遇到這樣一個(gè)問題:
定義:如果二次函數(shù)(a1≠0,a1,b1,c1是常數(shù))與(a2≠0,a2,b2,c2是常數(shù))滿足a1+a2=0,b1=b2,c1+c2=0,則稱這兩個(gè)函數(shù)互為“旋轉(zhuǎn)函數(shù)”.求y=﹣x2+3x﹣2函數(shù)的“旋轉(zhuǎn)函數(shù)”.
小明是這樣思考的:由y=﹣x2+3x﹣2函數(shù)可知a1=﹣1,b1=3,c1=﹣2,根據(jù)a1+a2=0,b1=b2,c1+c2=0求出a2,b2,c2,就能確定這個(gè)函數(shù)的“旋轉(zhuǎn)函數(shù)”.
請(qǐng)參考小明的方法解決下面的問題:
(1)寫出函數(shù)y=﹣x2+3x﹣2的“旋轉(zhuǎn)函數(shù)”;
(2)若函數(shù)與互為“旋轉(zhuǎn)函數(shù)”,求(m+n)2023的值;
(3)已知函數(shù)的圖象與x軸交于A、B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)A、B、C關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)分別是A1、B1、C1.試證明經(jīng)過點(diǎn)A1、B1、C1的二次函數(shù)與函數(shù)互為“旋轉(zhuǎn)函數(shù)”.
【解答】(1)解:∵a1=﹣1,b1=3,c1=﹣2,
∴﹣1+a2=0,b2=3,﹣2+c2=0,
∴a2=1,b2=3,c2=2,
∴函數(shù)y=﹣x2+3x﹣2的“旋轉(zhuǎn)函數(shù)”為y=x2+3x+2;
(2)解:根據(jù)題意得,﹣3+n=0,解得m=﹣4,n=3,
∴(m+n)2023=(﹣4+3)2023=﹣1;
(3)證明:當(dāng)x=0時(shí),,則C(0,﹣2),
當(dāng)y=0時(shí),,
解得x1=1,x2=﹣4,
則A(1,0),B(﹣4,0),
∵點(diǎn)A、B、C關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)分別是A1,B1,C1,
∴A1(﹣1,0),B1(4,0),C1(0,2),
設(shè)經(jīng)過點(diǎn)A1,B1,C1的二次函數(shù)解析式為y=a2(x+1)(x﹣4),
把C1(0,2)代入得a2?1?(﹣4)=2,
解得,
∴經(jīng)過點(diǎn)A1,B1,C1的二次函數(shù)解析式為,
而,
∴,,c1+c2=﹣2+2=0,
∴經(jīng)過點(diǎn)A1、B1、C1的二次函數(shù)與函數(shù)互為“旋轉(zhuǎn)函數(shù)”.
23.(2023秋?天寧區(qū)校級(jí)月考)定義:在平面直角坐標(biāo)系xOy中,函數(shù)圖象上到一條坐標(biāo)軸的距離等于a(a≥0),到另一條坐標(biāo)軸的距離不大于a的點(diǎn)叫做該函數(shù)圖象的“a級(jí)方點(diǎn)”.例如,點(diǎn)(2,3)為雙曲線的“3級(jí)方點(diǎn)”,點(diǎn)為直線的“級(jí)方點(diǎn)”.
(1)下列函數(shù)中,其圖象的“1級(jí)方點(diǎn)”恰有兩個(gè)的是 ①③ (只填序號(hào));
①y=x;
②;
③.
(2)已知y關(guān)于x的二次函數(shù)y=﹣(x﹣a+1)2+3(a﹣1)2﹣3(a﹣1)+2,
①當(dāng)a=2時(shí),該函數(shù)圖象的“2級(jí)方點(diǎn)”的坐標(biāo)是 (2,1)或(0,2)或(﹣1,﹣2) ;
②當(dāng)該函數(shù)圖象的“a級(jí)方點(diǎn)”恰有三個(gè)時(shí),求a的值.
【解答】解:(1)函數(shù)圖象的“1級(jí)方點(diǎn)”是指函數(shù)圖象上落在以原點(diǎn)為中心,邊長(zhǎng)為2且一邊平行于x軸的正方形上的點(diǎn),
①直線y=x與正方形有兩個(gè)交點(diǎn)(1,1)和(﹣1,﹣1);
②反比例函數(shù)與正方形沒有交點(diǎn);
③拋物線與正方形有兩個(gè)交點(diǎn)和.
故答案為:①③;
(2)①把a(bǔ)=2代入y=﹣(x﹣a+1)2+3(a﹣1)2﹣3(a﹣1)+2得:
y=﹣(x﹣1)2+3(2﹣1)2﹣3(2﹣1)+2=﹣(x﹣1)2+2,
∵函數(shù)圖象的“2級(jí)方點(diǎn)”是指函數(shù)圖象上落在以原點(diǎn)為中心,邊長(zhǎng)為4且一邊平行于x軸的正方形上的點(diǎn),
∴把x=2代入y=﹣(x﹣1)2+2得:y=1,
把x=﹣2代入y=﹣(x﹣1)2+2得:y=﹣7,
把y=2代入y=﹣(x﹣1)2+2得:2=﹣(x﹣1)2+2,
解得:x=0,
把y=﹣2代入y=﹣(x﹣1)2+2得:﹣2=﹣(x﹣1)2+2,
解得:x=3或x=﹣1,
∴當(dāng)a=2時(shí),該函數(shù)圖象的“2級(jí)方點(diǎn)”的坐標(biāo)是(2,1)或(0,2)或(﹣1,﹣2).
②∵二次函數(shù)y=﹣(x﹣a+1)2+3(a﹣1)2﹣3(a﹣1)+2,
∴拋物線的開口向下,頂點(diǎn)為[a﹣1,3(a﹣1)2﹣3(a﹣1)+2],
當(dāng)拋物線頂點(diǎn)在y=a時(shí),拋物線恰有三個(gè)“a級(jí)方點(diǎn)”,如圖,
則3(a﹣1)2﹣3(a﹣1)+2=a,
解得;
②當(dāng)拋物線經(jīng)過點(diǎn)(a,a)時(shí),拋物線恰有三個(gè)“a級(jí)方點(diǎn)”,
則﹣1+3(a﹣1)2﹣3(a﹣1)+2=a,
解得(不合題意,舍去),
∴a的值為2,,.
24.(2023秋?鯉城區(qū)校級(jí)月考)在平面直角坐標(biāo)系中,如果一個(gè)點(diǎn)的縱坐標(biāo)恰好是橫坐標(biāo)的倍,那么我們就把這個(gè)點(diǎn)定義為“萌點(diǎn)”.
(1)若一次函數(shù)y=kx+2k﹣1的圖象上有一個(gè)“萌點(diǎn)”的橫坐標(biāo)是﹣3,求k值;
(2)若二次函數(shù)的圖象上沒有“萌點(diǎn)”,求k的取值范圍.
【解答】解:(1)∵一次函數(shù)y=kx+2k﹣1的圖象上有一個(gè)“萌點(diǎn)”的橫坐標(biāo)是﹣3,
∴該“萌點(diǎn)”坐標(biāo)為,
∴,
解得:;
(2)設(shè)點(diǎn)是二次函數(shù)的圖象上任意一點(diǎn),
∴,
即,
根據(jù)題意可知,點(diǎn)不是二次函數(shù)圖象上的點(diǎn),
∴一元二次方程沒有實(shí)數(shù)解,
∴,
解得:.
25.(2023秋?姑蘇區(qū)校級(jí)月考)定義:將函數(shù)C的圖象繞點(diǎn)P(0,n)旋轉(zhuǎn)180°,得到新的函數(shù)C1的圖象,我們稱函數(shù)C1是函數(shù)C關(guān)于點(diǎn)P的相關(guān)函數(shù).例如:當(dāng)n=1時(shí),函數(shù)關(guān)于點(diǎn)P(0,1)的相關(guān)函數(shù)為.
(1)當(dāng)n=0時(shí),
①二次函數(shù)y=x2關(guān)于點(diǎn)P的相關(guān)函數(shù)為 y=﹣x2 ;
②點(diǎn)A(2,3)在二次函數(shù)y=ax2﹣2ax+a(a≠0)關(guān)于點(diǎn)P的相關(guān)函數(shù)的圖象上,求a的值;
(2)函數(shù)關(guān)于點(diǎn)P的相關(guān)函數(shù)是,則n= ﹣ ;
(3)當(dāng)﹣1≤x≤2時(shí),二次函數(shù)y=﹣2x2+4nx﹣n2的相關(guān)函數(shù)的最小值為﹣1,求n的值.
【解答】解:(1)①n=0時(shí),點(diǎn)P(0,0),則相關(guān)函數(shù)為:y=﹣x2,
故答案為:y=﹣x2;
②二次函數(shù)y=ax2﹣2ax+a的頂點(diǎn)為:(1,0),
∴新函數(shù)的頂點(diǎn)為(﹣1,0),
則新函數(shù)的表達(dá)式為:y=﹣a(x+1)2,
將點(diǎn)A的坐標(biāo)代入上式并解得:;
(2)兩個(gè)函數(shù)的頂點(diǎn)分別為:、(0,,
由中點(diǎn)公式得:,
解得:;
故答案為:﹣;
(3)函數(shù)y=﹣2x2+4nx﹣n2=﹣2(x﹣n)2+n2,
∴頂點(diǎn)坐標(biāo)為(n,n2),
則相關(guān)函數(shù)頂點(diǎn)坐標(biāo)為(﹣n,2n﹣n2),
則相關(guān)函數(shù)的表達(dá)式為y=2(x+n)2+2n﹣n2,
①當(dāng)﹣n<﹣1,即n>1時(shí),
函數(shù)在x=﹣1時(shí),取得最小值,
即2(﹣1+n)2+2n﹣n2=﹣1,
無解,故舍去;
②當(dāng)﹣1≤﹣n≤2,即﹣2≤n≤1時(shí),
函數(shù)在頂點(diǎn)處取得最小值,即2n﹣n2=﹣1,
解得(舍)或,
③當(dāng)﹣n>2,即n<﹣2時(shí),
函數(shù)在x=2時(shí),取得最小值,
即2(2+n)2+2n﹣n2=﹣1,
解得n=﹣1(舍)或﹣9;
綜上,或﹣9.
26.(2023秋?石峰區(qū)月考)定義:已知y是x的函數(shù),若函數(shù)圖象上存在一點(diǎn)P(a,a+2),則稱點(diǎn)P為函數(shù)圖象上的“沉毅點(diǎn)”.例如:直線y=3x﹣2上存在的“沉毅點(diǎn)”是P(2,4).
(1)判斷直線y=﹣x+4上是否有“沉毅點(diǎn)”?若有,直接寫出其坐標(biāo);若沒有,請(qǐng)說明理由;
(2)若拋物線y=x2+3x+2﹣k上存在兩個(gè)“沉毅點(diǎn)”A(x1,y1)和B(x2,y2)且|x1﹣x2|=2,求k的值;
(3)若二次函數(shù)的圖象上存在唯一的“沉毅點(diǎn)”,且當(dāng)﹣2≤m≤3時(shí),n的最小值為t+4,求t的值.
【解答】解:(1)有,理由如下:
將點(diǎn)P的坐標(biāo)代入函數(shù)表達(dá)式得:a+2=﹣a+4,
解得:a=1,
即直線y=﹣x+4上有“沉毅點(diǎn)”,是(1,3);
(2)由題意得方程x2+3x+2﹣k=x+2有兩個(gè)根,即方程x2+2x﹣k=0有兩個(gè)根,
∴Δ=4+4k>0,
∴k>﹣1,
∴,
∴,,
∵|x1﹣x2|=2,
∴,
∴,
∴,
∴4(k+1)=4,
解得:k=0;
(3)∵二次函數(shù)的圖象上存在唯一的“沉毅點(diǎn)”,
∴二次方程有兩個(gè)相同的根,
變形為,
∴,
∴n=(m﹣t)2﹣t+2,
該函數(shù)圖象開口向上,對(duì)稱軸為直線m=t,
①當(dāng)對(duì)稱軸是直線m=t≥3時(shí),函數(shù)在m=3時(shí),取得最小值t+4,
即:n=(3﹣t)2﹣t+2=t+4,
解得:t1=7,t2=1(舍去);
②當(dāng)對(duì)稱軸是m=t≤﹣2時(shí),函數(shù)在m=﹣2時(shí),取得最小值t+4,
即:n=(﹣2﹣t)2﹣t+2=t+4,
∴(t+1)2=﹣1,此方程無解;
③當(dāng)對(duì)稱軸是﹣2<m=t<3時(shí),函數(shù)在m=t時(shí),取得最小值t+4,
即:n=(t﹣t)2﹣t+2=t+4,
解得:t=﹣1.
綜上所述,t的值為7或﹣1.
27.(2022?荔城區(qū)校級(jí)開學(xué))定義:若一個(gè)函數(shù)圖象上存在橫、縱坐標(biāo)相等的點(diǎn),則稱該點(diǎn)為這個(gè)函數(shù)圖象的“等值點(diǎn)”.
(1)若二次函數(shù)y=x2+bx+2的圖象上存在唯一的“等值點(diǎn)”,求b的值;
(2)若將函數(shù)y=﹣x2+2的圖象在x軸下方的部分沿x軸翻折,翻折后的部分與圖象其余部分組成新的圖象,求該圖象上的所有“等值點(diǎn)”的坐標(biāo);
(3)若將函數(shù)y=﹣x2+2的圖象在直線y=m下方的部分沿直線y=m翻折,翻折后的部分與圖象的其余部分組成新的圖象,當(dāng)該圖象上恰好有三個(gè)“等值點(diǎn)”時(shí),請(qǐng)直接寫出的m值.
【解答】解:(1)根據(jù)題意得:方程x=x2+bx+2只有一個(gè)實(shí)數(shù)根,
整理得:x2+(b﹣1)x+2=0,
∴Δ=(b﹣1)2﹣4×2=0,
解得:;
(2)對(duì)于y=﹣x2+2,
當(dāng)y=0時(shí),0=﹣x2+2,
∴,
∴拋物線與x軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為,,
∴翻折后的函數(shù)解析式為或或,
當(dāng)x=x2﹣2時(shí),解得:x1=2,x2=﹣1(舍去),
當(dāng)x=﹣x2+2時(shí),解得:x1=1,x2=﹣2(舍去),
∴該圖象上的所有“等值點(diǎn)”的坐標(biāo)為(2,2),(1,1);
(3)該圖象上恰好有三個(gè)“等值點(diǎn)”時(shí),即可理解為翻折后的部分與圖象的其余部分組成新的圖象與直線y=x有三個(gè)交點(diǎn),
當(dāng)x=﹣x2+2時(shí),解得:x1=1,x2=﹣2,
∴函數(shù)y=﹣x2+2的圖象上的“等值點(diǎn)”的坐標(biāo)為(﹣2,﹣2),(1,1),
如圖,當(dāng)m=﹣2時(shí),該圖象與直線y=x有三個(gè)交點(diǎn),即該圖象上恰好有三個(gè)“等值點(diǎn)”
∴m=﹣2符合題意,
如圖,當(dāng)m<﹣2時(shí),該圖象與直線y=x有四個(gè)交點(diǎn),即該圖象上恰好有四個(gè)“等值點(diǎn)”
∴m<﹣2不符合題意,
如圖,當(dāng)m>﹣2時(shí),該圖象與直線y=x的交點(diǎn)少于三個(gè),即該圖象上的“等值點(diǎn)”少于三個(gè),
∴m>﹣2不符合題意,
綜上所述,當(dāng)該圖象上恰好有三個(gè)“等值點(diǎn)”時(shí),m=﹣2.
28.(2024?岳麓區(qū)校級(jí)三模)若定義縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)平方的差為常數(shù)的點(diǎn)為“晨點(diǎn)”.
(1)當(dāng)這個(gè)常數(shù)為1時(shí),下列函數(shù)存在“晨點(diǎn)”的請(qǐng)劃“√”,不存在的請(qǐng)劃“×”.
①y=x﹣3( × );
②( √ );
③y=﹣x2( × ).
(2)若二次函數(shù)y=﹣x2+4ax+a有且只有一個(gè)“晨點(diǎn)”,且點(diǎn)(2,5)關(guān)于該二次函數(shù)的“晨點(diǎn)”的對(duì)稱點(diǎn)恰好也是“晨點(diǎn)”,求這個(gè)二次函數(shù)的解析式;
(3)已知A(a,0),B(b,0),其中a<0<b,“晨點(diǎn)”C在y軸上,直線AC和直線BC上的另一個(gè)“晨點(diǎn)”分別為D,E,若四邊形ABDE能組成平行四邊形,且有四邊形ABDE面積不超過4,則四邊形周長(zhǎng)是否存在最大值,如果存在,請(qǐng)求出最大值,如果不存在請(qǐng)說明理由.
【解答】解:(1)①y﹣x2=x﹣3﹣x2=1,即:x2﹣x+4=0,
∵Δ=(﹣1)2﹣4×1×4=﹣15<0,
∴x2﹣x+4=0無實(shí)根,
∴y=x﹣3不存在常數(shù)為1的“晨點(diǎn)”;
②y﹣x2=8﹣x2=1,即:,當(dāng)x>0時(shí),函數(shù)y=2隨x增大而減小,y=x2+1隨x增大而增大,必然存在交點(diǎn),
∴ 存在常數(shù)為1的“晨點(diǎn)”,
③y﹣x2=﹣x2﹣x2=1,即:2x2+1=0,
∵Δ=﹣4×1×1=﹣4<0,
∴2x2+1=0無實(shí)根,
∴y=﹣x2不存在常數(shù)為1的“晨點(diǎn)”,
故答案為:×;√;×,
(2)設(shè)常數(shù)為b,則:y﹣x2=﹣x2+4ax+a﹣x2=b,即:2x2﹣4ax+b﹣a=0,整理得:2(x﹣a)2﹣2a2+b﹣a=0,
∵二次函數(shù)y=﹣x2+4ax+a有且只有一個(gè)“晨點(diǎn)”,
∴方程2(x﹣a)2﹣2a2+b﹣a=0只有一個(gè)實(shí)根,當(dāng)x=a,且b=2a2+a時(shí),y=﹣a2+4a?a+a=3a2+a,
∴該二次函數(shù)的“晨點(diǎn)”坐標(biāo)為(a,3a2+a),
設(shè)點(diǎn)(2,5)關(guān)于該二次函數(shù)的“晨點(diǎn)”的對(duì)稱點(diǎn)坐標(biāo) 為(m,n),則:,即:,
∵(m,n)也是“晨點(diǎn)”,
∴n﹣m2=b,代入得:b=6a2+2a﹣5﹣(2a﹣2)2=2a2+10a﹣9,
∴b=2a2+10a﹣9=2a2+a,解得:a=1,
故答案為:y=﹣x2+4x+1;
(3)設(shè)C(0,c),
∵C(0,c)是“晨點(diǎn)”,
∴常數(shù)為:c﹣02=c,
設(shè)直線AC的解析式為:y=k1x+b1,則:,解得 ,
∴直線AC的解析式為:y=﹣x+c,
設(shè)直線BC的解析式為:y=k2x+b2,則:,解得:,
∴直線BC的解析式為:y=﹣,
∵直線AC和直線BC上的另一個(gè)“晨點(diǎn)”分別為D,E,設(shè) ,,則:﹣,﹣,整理得:d(d+)=0,,
∵d≠0,e≠0,
∴d=﹣,e=﹣,
∴ (﹣,+c),
當(dāng)四邊形ABDE能組成平行四邊形時(shí),
,整理得,,
∵a﹣b≠0,
∴ab+c=0,且a+b=0,
∴a=﹣b,c=﹣ab,
則:A(﹣b,0),B(b,0),D(b,2b2),E(﹣b,2b2),
∴ABDE是矩形,
∴AB=DE=b﹣(﹣b)=2b,BD=AE=2b2﹣0=2b2,
∴,解得:b≤1,
∴四邊形ABDE的周長(zhǎng)為:2(AB+BD)=2(2b+2b2)=4b2+4b≤8,
∴四邊形ABDE的周長(zhǎng)最大值為8.
29.二次函數(shù)y=a(x﹣h)2+k(a≠0)的圖象是拋物線,定義一種變換,先作這條拋物線關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的拋物線y′,再將得到的對(duì)稱拋物線y′向上平移m(m>0)個(gè)單位,得到新的拋物線ym,我們稱ym叫做二次函數(shù)y=a(x﹣h)2+k(a≠0)的m階變換.
(1)二次函數(shù)y=2(x+3)2﹣2的頂點(diǎn)關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)為 (3,2), ,這個(gè)拋物線的2階變換的解析式為 y=﹣2(x﹣3)2+4 ;
(2)若二次函數(shù)M的5階變換的關(guān)系式為.
①二次函數(shù)M的解析式為 y=﹣(x﹣1)2+1 ;
②若二次函數(shù)M的頂點(diǎn)為點(diǎn)A,與x軸相交的兩個(gè)交點(diǎn)中右側(cè)交點(diǎn)為B,P是y軸上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),請(qǐng)求出使△PAB周長(zhǎng)最小時(shí),點(diǎn)P的坐標(biāo).
【解答】解:(1)二次函數(shù)y=2(x+3)2﹣2的頂點(diǎn)坐標(biāo)為(﹣3,﹣2),
∴該點(diǎn)關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)為(3,2),
作這條拋物線關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的拋物線y′,
則有y′=﹣2(x﹣3)2+2,
將拋物線y′=﹣2(x﹣3)2+2向上平移2個(gè)單位長(zhǎng)度,
可得,
所以原拋物線的2階變換的解析式為y=﹣2(x﹣3)2+4,
故答案為:(3,2),y=﹣2(x﹣3)2+4;
(2)①將拋物線向下平移5個(gè)單位得到,
此時(shí)該拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)為(﹣1,﹣1),
該點(diǎn)關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)為(1,1),
即二次函數(shù)M的頂點(diǎn)坐標(biāo)為(1,1),
∴二次函數(shù)M的解析式為y=﹣(x﹣1)2+1.
故答案為:y=﹣(x﹣1)2+1;
②如圖,
對(duì)于拋物線M:y=﹣(x﹣1)2+1,
其頂點(diǎn)坐標(biāo)A的坐標(biāo)為(1,1),
令y=0,可有﹣(x﹣1)2+1=0,
解得x1=0,x2=2,
∵與x軸相交的兩個(gè)交點(diǎn)中右側(cè)交點(diǎn)為B,
∴B(2,0),
作點(diǎn)B關(guān)于y軸的對(duì)稱點(diǎn)B′,則B′(﹣2,0),
∴BP=B′P,
∴△PAB周長(zhǎng)=AB+BP+AP=AB+AP+B′P,
∴當(dāng)點(diǎn)A、P、B′三點(diǎn)共線時(shí),△PAB的周長(zhǎng)最小,
設(shè)直線AB′的解析式為y=kx+b,
將點(diǎn)A(1,1),B′(﹣2,0)代入,
可得,解得,
∴直線AB′的解析式為,
令x=0,則有,
∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為.
30.(2023秋?秦淮區(qū)校級(jí)月考)【定義】在平面直角坐標(biāo)系中,有一條直線x=m,對(duì)于任意一個(gè)函數(shù)圖象,把該圖象在直線x=m上的點(diǎn)以及直線x=m右邊的部分向上平移n個(gè)單位長(zhǎng)度(n>0),再把直線x=m左邊的部分向下平移n個(gè)單位長(zhǎng)度,得到一個(gè)新的函數(shù)圖象,則這個(gè)新函數(shù)叫做原函數(shù)關(guān)于直線x=m的“n分移函數(shù)”.例如:函數(shù)y=x關(guān)于直線x=0的“1分移函數(shù)”為y=.
【概念理解】
(1)已知點(diǎn)P1(3,3)、P2(3,4)、P3(0,﹣4),其中在函數(shù)y=x﹣2關(guān)于直線x=2的“2分移函數(shù)”圖象上的點(diǎn)有 P1,P3 ;
【拓展探究】
(2)若二次函數(shù)y=﹣x2+2x+6關(guān)于直線x=3的“n分移函數(shù)”與x軸有三個(gè)公共點(diǎn),是否存在n,使得這三個(gè)公共點(diǎn)的橫坐標(biāo)之和為,若存在請(qǐng)求出n的值,若不存在,請(qǐng)說明理由.
【深度思考】
(3)已知,B(0,2),C(4,0),D(0,﹣2),若函數(shù)y=x2﹣bx(b>0)關(guān)于直線x=0的“3分移函數(shù)”圖象與四邊形ABCD的邊恰好有4個(gè)公共點(diǎn),請(qǐng)直接寫出b的取值范圍.
【解答】解:(1)函數(shù)y=x﹣2關(guān)于直線x=2的“2分移函數(shù)”為y=,代入點(diǎn)P1(3,3)、P2(3,4)、P3(0,﹣4)分別驗(yàn)證,得到在圖象上的點(diǎn)有P1,P3.
故答案為:P1,P3;
(2)二次函數(shù)y=﹣x2+2x+6關(guān)于直線x=3的“n分移函數(shù)”為y=,當(dāng)x=1時(shí),y=7﹣n;把x=3代入y=﹣x2+2x+6﹣n得y=3﹣n,圖象與x軸有三個(gè)公共點(diǎn),必須滿足,
∴3<n<7,
設(shè)函數(shù)圖象與x軸的三個(gè)公共點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為x1、x2、x3且x1<x2<3≤x3,
∵y=﹣x2+2x+6﹣n的對(duì)稱軸為直線x=1,
∴(x1,0)與(x2,0)關(guān)于直線x=1對(duì)稱,
∴x1+x2=2,
∵三個(gè)公共點(diǎn)的橫坐標(biāo)之和為3+2,
∴x3=1+2,
把(1+2,0)代入y=﹣x2+2x+6+n得n=5;
(3)函數(shù)y=x2﹣bx(b>0)關(guān)于直線x=0的“3分移函數(shù)”為y=,
∵y=x2﹣bx+3=(x﹣)2﹣+3,
∴頂點(diǎn)為(,﹣+3),
把x=4代入y=x2﹣bx+3=19﹣4b,把A(,0)代入y=x2﹣bx﹣3得b=,
①當(dāng)b=時(shí),﹣+3=﹣<﹣2,且19﹣4b=﹣3<0,此時(shí)共三個(gè)交點(diǎn),不滿足題意;
②當(dāng)b>時(shí),﹣+3<﹣<﹣2,且19﹣4b<﹣3<0,此時(shí)共四個(gè)交點(diǎn),滿足題意;
③當(dāng)0<b<時(shí),b越大頂點(diǎn)的縱坐標(biāo)﹣+3越小,
設(shè)直線CD的表達(dá)式為y=kx﹣2,代入C(4,0)得k=,
∴y=x﹣2,
y=x﹣2與y=x2﹣bx+3聯(lián)立得,
∴x﹣2=x2﹣bx+3,
∴x2﹣(b+)x+5=0,
∴Δ=(b+)2﹣20=0,
∴b=2﹣或b=﹣2﹣(舍),
圖象與四邊形ABCD的邊恰好有4個(gè)公共點(diǎn),應(yīng)滿足:
,
∴2﹣<b<,
綜上,b的取值范圍為b>或2﹣<b<.
31.(2023?同安區(qū)二模)定義:對(duì)于給定的二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0),把形如y=的函數(shù)稱為二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)的對(duì)聯(lián)函數(shù).如圖,已知矩形ABCD的頂點(diǎn)坐標(biāo)分別為A(1,1),B(1,3),C(﹣3,3),D(﹣3,1).
(1)已知二次函數(shù)y=x2﹣2x+c,若點(diǎn)Q(0,4)在這個(gè)二次函數(shù)圖象上,求該二次函數(shù)的對(duì)聯(lián)函數(shù);
(2)在(1)的條件下,求出這個(gè)二次函數(shù)的對(duì)聯(lián)函數(shù)圖象與矩形ABCD的邊的交點(diǎn)坐標(biāo);
(3)當(dāng)二次函數(shù)y=x2﹣bx(b>0)的對(duì)聯(lián)函數(shù)的圖象與矩形ABCD只有2個(gè)交點(diǎn)時(shí),求b的取值范圍.
【解答】解:(1)把點(diǎn)Q(0,4)代入二次函數(shù)y=x2﹣2x+c,解得c=4,
∴二次函數(shù)為y=x2﹣2x+4,
∴二次函數(shù)y=x2﹣2x+4(a≠0)的對(duì)聯(lián)函數(shù)為y=.
(2)把y=1和y=3分別代入對(duì)聯(lián)函數(shù)y=x2﹣2x+4=(x﹣1)2+3和y=﹣x2﹣2x+4=﹣(x+1)2+5,
y=x2﹣2x+4=(x﹣1)2+3,
y=1時(shí),x2﹣2x+4=1無實(shí)數(shù)根.
y=3時(shí),x2﹣2x+4=3,得x=1.
∴交點(diǎn)為點(diǎn)B(1,3),
y=1和y=3分別代入y=﹣x2﹣2x+4=﹣(x+1)2+5,
﹣x2﹣2x+4=1,﹣x2﹣2x+4=3,
解得:x=1和﹣3,x=﹣1+,x=﹣1﹣,
∴交點(diǎn)坐標(biāo)為(﹣3,1)(1,1)(﹣1+,3)(﹣1﹣,3).
綜上所述:這個(gè)二次函數(shù)的對(duì)聯(lián)函數(shù)圖象與矩形ABCD的邊的交點(diǎn)坐標(biāo)為(1,3)、(﹣3,1)、(1,1)、(﹣1+,3)、(﹣1﹣,3).
(3))y=x2﹣bx=(x﹣)2﹣把點(diǎn)A(1,1)時(shí),代入的b=0,不合題意.當(dāng)b>0時(shí),圖象向右下方平移,此時(shí)與矩形ABCD沒有交點(diǎn).
對(duì)聯(lián)函數(shù)y=﹣x2﹣bx=﹣(x+)2+,當(dāng)=1時(shí),拋物線與矩形ABCD的AD邊有一個(gè)交點(diǎn),此時(shí)b=2;
當(dāng)y=﹣x2﹣bx=﹣(x+)2+與BC邊相切時(shí),此時(shí)=3,可得b=2.當(dāng)b>2時(shí).拋物線向上平移到過點(diǎn)C時(shí)與矩形ABCD的邊有三個(gè)交點(diǎn).此時(shí)b=4,
當(dāng)b>4時(shí),拋物線與矩形ABCD的CB和AD邊各有一個(gè)交點(diǎn).
∴b的取值范圍是2<b<2和b>4.
32.定義:如果二次函數(shù)是常數(shù))與是常數(shù))滿足a1+a2=0,b1=b2,c1+c2=0,則這兩個(gè)函數(shù)互為“旋轉(zhuǎn)函數(shù)”.
(1)寫出函數(shù)y=x2﹣4x+3的旋轉(zhuǎn)函數(shù).
(2)若函數(shù)y=5x2+(m﹣1)x+n與y=﹣5x2﹣nx﹣3互為旋轉(zhuǎn)函數(shù),求(2m+n)2025的值.
(3)已知函數(shù)y=2(x﹣1)(x+3)的圖象與x軸交于A,B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)A,B,C關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)分別是A1、B1、C1,試求證:經(jīng)過點(diǎn)A1,B1,C1的二次函數(shù)與y=2(x﹣1)(x+3)互為“旋轉(zhuǎn)函數(shù)”.
【解答】(1)解:由題意,設(shè)所求旋轉(zhuǎn)函數(shù)為y=ax2+bx+c,
∴.
∴.
∴所求旋轉(zhuǎn)函數(shù)的解析式為:y=﹣x2﹣4x﹣3.
(2)解:由題意得,,
∴.
∴(2m+n)2025=(﹣4+3)2025=(﹣1)2025=﹣1.
(3)證明:由題意得,A(1,0),B(3,0),C(0,﹣6),
∴A1(﹣1,0),B1(﹣3,0),C1(0,6).
又y=2(x﹣1)(x+3)=2x2+4x﹣6,
且經(jīng)過點(diǎn)A1,B1,C1的二次函數(shù)為y=﹣2(x+1)(x﹣3)=﹣2x2+4x+6,
∵,
∴兩個(gè)函數(shù)互為“旋轉(zhuǎn)函數(shù)”.
33.(2024?長(zhǎng)沙模擬)定義:如果實(shí)數(shù)m,n滿足m2﹣2n=t,n2﹣2m=t,且m≠n,t為常數(shù),那么稱點(diǎn)P(m,n)為“改革創(chuàng)新點(diǎn)”,例如點(diǎn)(﹣2,0)是“改革創(chuàng)新點(diǎn)”.
(1)(1,1),(5,﹣3),(﹣3,1)三個(gè)點(diǎn)中,點(diǎn) (﹣3,1) 是“改革創(chuàng)新點(diǎn)”;
(2)設(shè)函數(shù)(x<0),y=x﹣b(b>0)的圖象的“改革創(chuàng)新點(diǎn)”分別為點(diǎn)A,B,過點(diǎn)B作BC⊥x軸,垂足為C.當(dāng)△ABC的面積為3時(shí),求b的值;
(3)若點(diǎn)Q(a,b)是“改革創(chuàng)新點(diǎn)”,用含t的表達(dá)式表示ab,并求二次函數(shù)y=t2﹣3t+3的函數(shù)值y的取值范圍.
【解答】解:(1)由題意,對(duì)于(1,1),12﹣2×1=﹣1,12﹣2×1=﹣1,1=1,
∴(1,1)不是“改革創(chuàng)新點(diǎn)”.
對(duì)于(5,﹣3),52﹣2×(﹣3)=31,(﹣3)2﹣2×5=﹣1,31≠﹣1,5≠﹣3,
∴(5,﹣3)不是“改革創(chuàng)新點(diǎn)”.
對(duì)于(﹣3,1),(﹣3)2﹣2×1=7,12﹣2×(﹣3)=7,﹣3≠1,
∴(﹣3,1)是“改革創(chuàng)新點(diǎn)”.
故答案為:(﹣3,1).
(2)由題意,∵m2﹣2n=t,n2﹣2m=t,
∴m2﹣2n=n2﹣2m.
∴m2﹣n2+2m﹣2n=0.
∴(m﹣n)(m+n+2)=0.
∵m≠n,
∴m﹣n≠0.
∴m+n+2=0.
∴n=﹣m﹣2.
又m≠n,
∴m≠﹣1,n≠﹣1.
∴“改革創(chuàng)新點(diǎn)”(m,n)在直線y=﹣x﹣2(x≠﹣1)上.
∴A、B分別為y=﹣x﹣2與函數(shù)y=﹣及y=x﹣b的交點(diǎn).
聯(lián)列方程組,
∴或(x<0,舍去).
∴A(﹣3,1).
又聯(lián)列方程組,
∴.
∴B(b﹣1,﹣b﹣1).
過點(diǎn)A作AM⊥直線BC于M,
∴AM=|xB﹣xA|=|b+2|=b+2(∵b>0,∴b+2>0.)
∵b>0,
∴﹣b<0.
∴﹣b﹣1<﹣1.
∴yB=﹣b﹣1<﹣1<1.
∴CB=|yB|=﹣yB=b+1.
∴S△ABC=CB?AM=(b+1)(b+2)=3.
∴b=2或b=﹣8(舍去).
∴此時(shí)xB=b﹣1=0,B在y軸上.
∴C與O重合,M在y軸上.
∴b=2.
(3)由題意可得,a+b=﹣2,
∴(a+b)2=4.
又2t=t+t=a2﹣2b+b2﹣2a=a2+b2﹣2(a+b)
=a2+b2+4,
∴a2+b2=2t﹣4.
又∵(a+b)2=a2+2ab+b2=4,
∴2ab=4﹣(a2+b2)=4﹣(2t﹣4)=8﹣2t.
∴ab=4﹣t.
∵a+b=﹣2,
∴b=﹣2﹣a.
∴ab=a(﹣2﹣a)=﹣(a2+2a)=﹣(a+1)2+1.
∵s≠b≠﹣1,
∴(a+1)2≠0.
∴(a+1)2>0.
∴﹣(a+1)2<0.
∴ab<1.
∴4﹣t<1.
∴t>3.
∴y=t2﹣3t+3=t2﹣3t++=(t﹣)2+.
∵t>3,
∴t﹣>.
∴(t﹣)2>.
∴y=(t﹣)2+>+=3.
∴y>3.
綜上所述,ab=4﹣t,y>3.
34.(2024?龍崗區(qū)校級(jí)模擬)【定義】在平面直角坐標(biāo)系中,對(duì)“縱橫值”給出如下定義:
點(diǎn)A(x,y)是函數(shù)圖象上任意一點(diǎn),縱坐標(biāo)y與橫坐標(biāo)x的差“y﹣x”稱為點(diǎn)A的“縱橫值”.
函數(shù)圖象上所有點(diǎn)的“縱橫值”中的最大值稱為函數(shù)的“最優(yōu)縱值”.
【舉例】已知點(diǎn)A(1,3)在函數(shù)y=2x+1圖象上.
點(diǎn)A(1,3)的“縱橫值”為y﹣x=3﹣1=2;
函數(shù)y=2x+1圖象上所有點(diǎn)的“縱橫值”可以表示為y﹣x=2x+1﹣x=x+1,當(dāng)3≤x≤6時(shí),x+1的最大值為6+1=7,所以函數(shù)y=2x+1(3≤x≤6)的“最優(yōu)縱橫值”為7.
【問題】根據(jù)定義,解答下列問題:
(1)①點(diǎn)B(﹣6,2)的“縱橫值”為 8 ;
②求出函數(shù)y=+x(2≤x≤4)的“最優(yōu)縱橫值”;
(2)若二次函數(shù)y=﹣x2+bx+c的頂點(diǎn)在直線x=上,且最優(yōu)縱橫值為5,求c的值;
(3)若二次函數(shù)y=﹣x2+(2b+1)x﹣b2+3,當(dāng)﹣1≤x≤4時(shí),二次函數(shù)的最優(yōu)縱橫值為2,直接寫出b的值.
【解答】解:(1)①∵B(﹣6,2),
∴2﹣(﹣6)=8,
∴點(diǎn)B(﹣6,2)的“縱橫值”為8,
故答案為:8;
②y﹣x=+x﹣x=,
∵2≤x≤4,
∴1≤y≤2,
∴函數(shù)y=+x(2≤x≤4)的“最優(yōu)縱橫值”為2;
(2)∵拋物線的頂點(diǎn)在直線x=上,
∴b=3,
∴y=﹣x2+3x+c,
∴y﹣x=﹣x2+2x+c=﹣(x﹣1)2+c+1,
∵最優(yōu)縱橫值為5,
∴c+1=5,
解得c=4;
(3)∵y﹣x=﹣x2+2bx﹣b2+3=﹣(x﹣b)2+3,
∴當(dāng)x=b時(shí),y﹣x有最大值3,
當(dāng)b>4時(shí),﹣16+8b﹣b2+3=2,解得b=5或b=3(舍);
當(dāng)b<﹣1時(shí),﹣1﹣2b﹣b2+3=2,解得b=0(舍)或b=﹣2;
綜上所述:b的值為5或﹣2.
35.(2024春?雨花區(qū)期末)定義:若一個(gè)函數(shù)圖象與直線y=﹣x有交點(diǎn),該函數(shù)就稱為“零和函數(shù)”,兩個(gè)函數(shù)圖象的交點(diǎn)稱為“零和點(diǎn)”,例如:y=x+2圖象與y=﹣x的交點(diǎn)是(﹣1,1),則y=x+2是“零和函數(shù)”,交點(diǎn)(﹣1,1)是“零和點(diǎn)”.
(1)以下兩個(gè)函數(shù):①y=2x﹣1,②y=x2+x+4,是“零和函數(shù)”的是 ① (填寫序號(hào));
(2)一個(gè)“零和函數(shù)”y=x2+mx+n(m,n均為常數(shù))圖象與x軸有交點(diǎn)(2,0),頂點(diǎn)恰好是“零和點(diǎn)”,求該二次函數(shù)的解析式;
(3)若二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a,b,c均為常數(shù),且a<0)的圖象上有兩個(gè)不同的“零和點(diǎn)”A(x1,y1)和B(x2,y2),且,該二次函數(shù)的圖象與y軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)是,若已知,求M的取值范圍.
【解答】解:(1)若一個(gè)函數(shù)圖象與直線y=﹣x有交點(diǎn),該函數(shù)就稱為“零和函數(shù)”,兩個(gè)函數(shù)圖象的交點(diǎn)稱為“零和點(diǎn)”,據(jù)此聯(lián)立得:
,
解得,即函數(shù)y=2x﹣1的圖象與直線y=﹣x有交點(diǎn),為,由“零和函數(shù)”定義可得①是“零和函數(shù)”;
聯(lián)立,
則x2+2x+4=0,由Δ=22﹣4×1×4=﹣12<0,得方程組無解,即函數(shù)y=x2+x+4的圖象與直線y=﹣x無交點(diǎn),由“零和函數(shù)”定義可得②不是“零和函數(shù)”;
故答案為:①;
(2)一個(gè)“零和函數(shù)”y=x2+mx+n(m,n均為常數(shù))圖象與x軸有交點(diǎn)(2,0),頂點(diǎn)恰好是“零和點(diǎn)”,
∴的頂點(diǎn)為,
∴,
∵y=x2+mx+n(m,n均為常數(shù))圖象與x軸有交點(diǎn)(2,0),
∴4+2m+n=0,
聯(lián)立,
則m2+10m+16=0,即(m+2)(m+8)=0,解得m=﹣2或m=﹣8,∵y=x2+mx+n是“零和函數(shù)”,
∴或,
∴該二次函數(shù)的解析式y(tǒng)=x2﹣2x或y=x2﹣8x+12;
(3)∵二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a,b,c均為常數(shù),且a<0)的圖象上有兩個(gè)不同的“零和點(diǎn)”A(x1,y1)和B(x2,y2),
∴聯(lián)立,
則﹣x=ax2+bx+c,即ax2+(b+1)x+c=0,
∴,,
∵,
∴,
∵二次函數(shù)的圖象與y軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)是,
∴,則(b+1)2=5a2﹣15a,
∴
=
=
=
=a﹣a2+3a+5
=﹣a2+4a+5
=﹣(a﹣2)2+9,
∵有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根,
∴Δ=(b+1)2+30a>0,
∴b2+2b+1+30a>0,
∴( 5a2﹣15a﹣1)+1+30a>0,
∴a2+3a>0,
∴a(a+3)>0,
∵題中已知條件a<0,
∴a<﹣3,
∴M的取值范圍是M<﹣16,
∴當(dāng)a<0時(shí),M隨著a的增大而增大,即M的取值范圍是M<﹣16.
36.(2024春?長(zhǎng)沙期末)對(duì)某一個(gè)函數(shù)給出如下定義:對(duì)于函數(shù)y,若當(dāng)a≤x≤b,函數(shù)值y的取值范圍是m≤y≤n,且滿足n﹣m=t(b﹣a),則稱此函數(shù)為“t系郡園函數(shù)”.
(1)已知正比例函數(shù)y=ax(1≤x≤4)為“1系郡園函數(shù)”,則a的值為多少?
(2)已知二次函數(shù)y=﹣x2+2ax+a2,當(dāng)1≤x≤3時(shí),y是“t系郡園函數(shù)”,求t的取值范圍;
(3)已知一次函數(shù)y=kx+1(a≤x≤b且k>0)為“2系郡園函數(shù)”,P(x,y)是函數(shù)y=kx+1上的一點(diǎn),若不論m取何值二次函數(shù)y=mx2+(m﹣2)x﹣2m+1的圖象都不經(jīng)過點(diǎn)P,求滿足要求的點(diǎn)P的坐標(biāo).
【解答】解:(1)在正比例函數(shù)y=ax中,令x=1得y=a,令x=4得y=4a,
①當(dāng)a>0時(shí),4a>a,
∴4a﹣a=1×(4﹣1),
解得a=1,
②當(dāng)a<0時(shí),a>4a,
∴a﹣4a=1×(4﹣1),
∴a=﹣1,
綜上所述,a的值是±1;
(2)二次函數(shù) y=﹣x2+2ax+a2 的對(duì)稱軸為直線x=a,
當(dāng)x=1時(shí),y=a2+2a﹣1,
當(dāng)x=3時(shí),y=a2+6a﹣9,
當(dāng)x=a,y=2a2;
①當(dāng)a≥3時(shí),n=a2+6a﹣9,m=a2+2a﹣1,
∵y是“t系郡園函數(shù)”,
∴(3﹣1)t=n﹣m=(a2+6a﹣9)﹣(a2+2a﹣1)=4a﹣8,
∴t=2a﹣4,
∵a≥3,
∴2a﹣4≥2,
∴t≥2;
②當(dāng)2≤a<3時(shí),n=2a2,m=a2+2a﹣1,
∴(3﹣1)t=n﹣m=2a2﹣(a2+2a﹣1)=a2﹣2a+1,
∴,
∵2≤a<3,
∴;
③當(dāng)1<a<2時(shí),n=2a2,m=a2+6a﹣9,
∴2t=n﹣m=a2﹣6a+9,
∴,
∴;
④當(dāng)a≤1時(shí),n=a2+2a﹣1,m=a2+6a﹣9,
∴2t=n﹣m=﹣4a+8,
∴t=﹣2a+4,
∴t≥2,
綜上所述,t的取值范圍為;
(3)∵一次函數(shù)y=kx+1(a≤x≤b且k>0)為“2系郡園函數(shù)”,
∴(kb+1)﹣(ka+1)=2(b﹣a),
解得k=2,
∴一次函數(shù)解析式為y=2x+1,
∵y=mx2+(m﹣2)x﹣2m+1=m(x2+x﹣2)﹣2x+1,
∴當(dāng)x2+x﹣2=0 時(shí),y是定值,即函數(shù)圖象過定點(diǎn),
由x2+x﹣2=0得:x1=1,x2=﹣2,
∴y1=﹣1,y2=5,
∴拋物線過定點(diǎn)(1,﹣1),(﹣2,5),
在y=2x+1中,令x=1得y=3,令x=﹣2得y=﹣3,
∴直線y=2x+1過點(diǎn)(1,3),(﹣2,﹣3),
∴P為(1,3),(﹣2,﹣3),
由待定系數(shù)法知,過點(diǎn) (1,﹣1),(﹣2,5)的直線為y=﹣2x+1,
聯(lián)立,
解得,
∴兩直線y=﹣2x+1,y=2x+1相交于(0,1),
∴拋物線也不會(huì)過點(diǎn)(0,1),
∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為(1,3),(﹣2,﹣3),(0,1).
37.(2024?焦作模擬)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,正方形OABC的邊長(zhǎng)為n(n為正整數(shù)),點(diǎn)A在x軸正半軸上,點(diǎn)C在y軸正半軸上.若點(diǎn)M(x,y)在正方形OABC的邊上,且x,y均為整數(shù),定義點(diǎn)M為正方形OABC的“LS點(diǎn)”.
若某函數(shù)的圖象與正方形OABC只有兩個(gè)交點(diǎn),且交點(diǎn)均是正方形OABC的“LS點(diǎn)”,定義該函數(shù)為正方形OABC的“LS函數(shù)”.
例如:如圖1,當(dāng)n=2時(shí),某函數(shù)的圖象C1經(jīng)過點(diǎn)(0,1)和(2,2),則該函數(shù)是正方形OABC的“LS函數(shù)”.
(1)當(dāng)n=1時(shí),若一次函數(shù)y=kx+t(k≠0)是正方形OABC的“LS函數(shù)”,則一次函數(shù)的表達(dá)式是 y=x(答案不唯一) (寫出一個(gè)即可);
(2)如圖2,當(dāng)n=3時(shí),正方形OABC的“整點(diǎn)函數(shù)的圖象經(jīng)過BC邊上的點(diǎn)D,與邊AB相交于點(diǎn)E,請(qǐng)直接寫出m的值 3或6 .
(3)當(dāng)n=4時(shí),二次函數(shù)y=ax2+bx+4的圖象經(jīng)過點(diǎn)B.若該函數(shù)是正方形OABC的“LS函數(shù)”,求a的取值范圍;
【解答】解:(1)當(dāng)t=0時(shí),y=kx,
當(dāng)k=1時(shí),一次函數(shù)的表達(dá)式是y=x,
該函數(shù)和正方形的交點(diǎn)為(0,0)、(1,1),符合題意,
故答案為:y=x(答案不唯一);
(2)當(dāng)反比例函數(shù)過點(diǎn)B(3,3)時(shí),此時(shí)m=3×3=9,
故符合題意的m<9,
則點(diǎn)D、E的坐標(biāo)分別為:(m,3)、(3,m),
要使D、E點(diǎn)的坐標(biāo)均為整數(shù)且m<9,
則m的值為3或6,
故答案為:3或6;
(3)∵n=4,
∴B(4,4)代入拋物線表達(dá)式得:4=16a+4b+4,則b=﹣4a,
∴y=ax2﹣4ax+4,
∴頂點(diǎn)(2,4﹣4a),
圖象過B(4,4)和C(0,4)為L(zhǎng)S函數(shù)
①當(dāng)a<0時(shí),頂點(diǎn)恒在BC上方,
∴一定是LS函數(shù);
②當(dāng)a>0時(shí)為L(zhǎng)S函數(shù).
∴,
∴0<a<1,
綜上,a<1且a≠0.
38.(2024?本溪二模)定義:在平面直角坐標(biāo)系中,圖象上任意一點(diǎn)P(x,y)的縱坐標(biāo)y與橫坐標(biāo)x的差即y﹣x的值稱為點(diǎn)P的“坐標(biāo)差”,例如:點(diǎn)A(3,7)的“坐標(biāo)差”為7﹣3=4,而圖象上所有點(diǎn)的“坐標(biāo)差”中的最大值稱為該圖象的“特征值”.
理解:
(1)求二次函數(shù)y=﹣x2+7x+1的圖象的“特征值”;
運(yùn)用:(2)若二次函數(shù)y=﹣x2﹣bx+c(c≠0)的“特征值”為﹣1,點(diǎn)B與點(diǎn)C分別是此二次函數(shù)的圖象與x軸,y軸的交點(diǎn),且點(diǎn)B與點(diǎn)C的“坐標(biāo)差”相等,求此二次函數(shù)解析式;
拓展:(3)如圖,矩形ODEF,點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)E的坐標(biāo)為(7,4),點(diǎn)D在x軸上,點(diǎn)F在y軸上,二次函數(shù)y=﹣x2+px+q的圖象的頂點(diǎn)在“坐標(biāo)差”為3的函數(shù)圖象1上.
①當(dāng)二次函數(shù)y=﹣x2+px+q的圖象與矩形的邊只有三個(gè)交點(diǎn)時(shí),求此二次函數(shù)的解析式;
②當(dāng)二次函數(shù)y=﹣x2+px+q的圖象與矩形的邊有四個(gè)交點(diǎn)時(shí),請(qǐng)直接寫出p的取值范圍.
參考公式:y=ax2+bx+c(c≠0)=a(x+)2+.
【解答】解:(1)∵y﹣x=﹣x2﹣7x+1﹣x=﹣(x﹣3)2+10,
∴y=﹣x2﹣7x+1的“特征值”為10;
(2)由題意得:點(diǎn)C的坐標(biāo)為(0,c),
∵點(diǎn)B和點(diǎn)C的“坐標(biāo)差”相等,
∴點(diǎn)B的坐標(biāo)為(﹣c,0),
將點(diǎn)B、C的坐標(biāo)代入拋物線表達(dá)式y(tǒng)=﹣x2﹣bx+c得:b=c﹣1,
則y=﹣x2﹣(c﹣1)x+c,
∵y=﹣x2﹣bx+c(c≠0)的“特征值”為﹣1,
∴y﹣x=﹣x2﹣(c﹣1)x+c﹣x=﹣(x+c)2+,
則=﹣1,解得:c=﹣2,
∴b=﹣3,
∴解析式為y=﹣x2+3x﹣2;
(3)①∵“坐標(biāo)差”為3的一次函數(shù),
∴y﹣x=3,
∴y=x+3,
∴設(shè)y=﹣x2+px+q為:y=﹣(x﹣m)2+m+3,
∵直線y=x+3與EF交于點(diǎn)M(1,4),
第一種情況:為拋物線頂點(diǎn)當(dāng)為M時(shí),拋物線與矩形有三個(gè)交點(diǎn).
把(1,4)代入y=﹣(x﹣m)2+m+3,
解得:m1=1,m2=2(不合題意舍去),
∴m=1,
∴解析式為y=﹣(x﹣1)2+4=﹣x2+2x+3;
第二種情況:當(dāng)拋物線經(jīng)過點(diǎn)E時(shí),拋物線與矩形有三個(gè)交點(diǎn).
把(7,4)代入y=﹣(x﹣m)2+m+3,
解得:m1=5,m2=10(不合題意舍去)
∴m=5,
∴解析式為y=﹣(x﹣5)2+8=﹣x2+10x﹣17;
②∵當(dāng)m=1時(shí),p=2,當(dāng)m=5時(shí),p=10,
∴2<p<10.
39.(2024?丹東二模)定義:在平面直角坐標(biāo)系中,函數(shù)R的圖象經(jīng)過Rt△ABC的兩個(gè)頂點(diǎn),則函數(shù)R是Rt△ABC的“勾股函數(shù)”,函數(shù)R經(jīng)過直角三角形的兩個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(x1,y1),(x2,y2),且x1<x2,當(dāng)自變量x滿足x1≤x≤x2時(shí),此時(shí)函數(shù)R的最大值記為ymax,最小值記為ymin,h=,則h是Rt△ABC的“DX”值.
已知:在平面直角坐標(biāo)系中,Rt△ABC,∠ACB=90°,BC∥y軸.
(1)如圖,若點(diǎn)C坐標(biāo)為(1,1),AC=BC=4.
①一次函數(shù)y1=﹣x+6是Rt△ABC的“勾股函數(shù)”嗎?若是,說明理由并求出Rt△ABC的“DX”值,若不是,請(qǐng)說明理由;
②是否存在反比例函數(shù)y2=(k≠0)是Rt△ABC的“勾股函數(shù)”,若存在,求出k值,不存在,說明理由.
(2)若點(diǎn)A的坐標(biāo)為(2,2),點(diǎn)B的坐標(biāo)為(1,m),二次函數(shù)y3=x2+bx+c是Rt△ABC的“勾股函數(shù)”.
①若二次函數(shù)y3=x2+bx+c經(jīng)過A,C兩點(diǎn),則Rt△ABC的“DX”值h= ;
②若二次函數(shù)y3=x2+bx+c經(jīng)過A,B兩點(diǎn),且與Rt△ABC的邊有第三個(gè)交點(diǎn),求m的取值范圍;
③若二次函數(shù)y3=x2+bx+c經(jīng)過A,B兩點(diǎn),且Rt△ABC的“DX”值h=,求m的值.
【解答】解:(1)①一次函數(shù)y1=﹣x+6是Rt△ABC的“勾股函數(shù)”,
由∠ACB=90°,BC∥y軸,點(diǎn)C坐標(biāo)為(1,1),AC=BC=4,可得:
點(diǎn)A的坐標(biāo)為(5,1),點(diǎn)B的坐標(biāo)為(1,5),
∵(5,1)和(1,5)這兩點(diǎn)都在直線y1=﹣x+6上,
∴一次函數(shù)y1=﹣x+6是Rt△ABC的“勾股函數(shù)”,
∵﹣1<0,
∴一次函數(shù)y1=﹣x+6的函數(shù)值y隨x的增大而減小,
∴當(dāng)1≤x≤5時(shí),ymax=5,ymin=1,
∴h==2,
∴Rt△ABC的“DX”值為2;
②存在,理由如下:
∵點(diǎn)A的坐標(biāo)為(5,1),點(diǎn)B的坐標(biāo)為(1,5),
∴1×5=5×1=5,
∴點(diǎn)A和點(diǎn)B在同一個(gè)反比例函數(shù)y2=圖象上,
∴反比例函數(shù)y2=是Rt△ABC的“勾股函數(shù)”,且k=5;
(2)①∵點(diǎn)A的坐標(biāo)為(2,2),點(diǎn)B的坐標(biāo)為(1,m),∠ACB=90°,BC∥y軸,
∴C(1,2),
∵二次函數(shù)y3=x2+bx+c經(jīng)過A,C兩點(diǎn),
∴,
解得:,
∴y3=x2﹣3x+4=(x﹣)2+,1≤x≤2,此時(shí)函數(shù)y3的最大值為ymax=2,最小值為ymin=,
∴h===,即Rt△ABC的“DX”值為,
故答案為:;
②∵二次函數(shù)y3=x2+bx+c經(jīng)過A,B兩點(diǎn),
∴將A(2,2),B(1,m)代入y3=x2+bx+c得:,
解得:,
∴y3=x2﹣(m+1)x+2m,
∴拋物線的對(duì)稱軸為:直線x=﹣=,
∵二次函數(shù)y3=x2+bx+c與Rt△ABC的邊有第三個(gè)交點(diǎn),
∴點(diǎn)B在AC上方,對(duì)稱軸在點(diǎn)A、C之間,
∴,
∴2<m<3;
③由y3=x2﹣(m+1)x+2m,可得其頂點(diǎn)坐標(biāo)為:(,),
第一種情況,點(diǎn)B在點(diǎn)A上方,即m>2,
(i)當(dāng)點(diǎn)B和點(diǎn)A在對(duì)稱軸左側(cè),即≥2,解得m≥3,
此時(shí)y3隨x的增大而減小,
∴ymax=y(tǒng)B=m,ymin=y(tǒng)A=2,
∴h=,
∴m2=,
解得:m1=m2=4,
(ii)當(dāng)對(duì)稱軸在點(diǎn)A和點(diǎn)C之間,即2<m<3,
此時(shí)yB最大,頂點(diǎn)y值最小,
∴h=,
∴m2=,
解得:m1=2+(舍去),m2=2﹣(舍去),
∵2<m<3,
∴m1,m2都舍掉;
第二種情況,點(diǎn)B在點(diǎn)A下方,即m<2,
(i)當(dāng)點(diǎn)B和點(diǎn)A在對(duì)稱軸右側(cè),即≤1,解得m≤1,
此時(shí)y3隨x的增大而增大,
∴ymax=y(tǒng)A=2,ymin=y(tǒng)B=m最小,
,∴h=,
∴m2=,
解得:m1=﹣4+4(舍去),m2=﹣4﹣4,
∴m=﹣4﹣4;
(ii)當(dāng)對(duì)稱軸在點(diǎn)A和點(diǎn)C之間,即1<m<2,
此時(shí)yA最大,頂點(diǎn)y值最小,
∴h=,
∴m2=,
解得:m1=6+3(舍去),m2=6﹣3,
m=6﹣3;
綜上所述,m=4,﹣4﹣4,6﹣3.
40.(2024春?海門區(qū)校級(jí)月考)對(duì)某一個(gè)函數(shù)給出如下定義;當(dāng)自變量x滿足m≤x≤n(m,n為實(shí)數(shù),m<n)時(shí),函數(shù)y有最大值,且最大值為2n﹣2m,則稱該函數(shù)為理想函數(shù).
(1)當(dāng)m=﹣1,n=2時(shí),在①y=x+3;②y=﹣2x+4中, ② 是理想函數(shù);
(2)當(dāng)n=3m+2時(shí),反比例函數(shù)y=是理想函數(shù),求實(shí)數(shù)m的值;
(3)已知二次函數(shù)y=x2﹣nx+m2+2m﹣3是理想函數(shù),且最大值為2m+4.將該函數(shù)圖象向左平移個(gè)單位長(zhǎng)度所得圖象記為C,(x1,y1),(x2,y2)是圖象C上兩個(gè)不同的點(diǎn).若x1+x2=4,求證:y1+y2>﹣6.
【解答】(1)解:①,
∵>0,
∴y隨x的增大而增大,
當(dāng)﹣1≤x≤2時(shí),最小值為,最大值為,
則2n﹣2m=4+2=6≠4,
故①不是理想函數(shù);
②y=﹣2x+4,
∵k=﹣2<0,
∴y隨x的增大而減小,
當(dāng)﹣1≤x≤2時(shí),最小值為y=﹣2×2+4=0,最大值為y=﹣2×(﹣1)+4=6,
則2n﹣2m=4+2=6,
故②是理想函數(shù);
故答案為:②.
(2)解:∵m≤x≤3m+2,
∴m<3m+2,
∴m>﹣1,
當(dāng)m>0時(shí),6m>0,
當(dāng)0<m≤x≤3m+2時(shí),y隨著x的增大而減小,
則當(dāng)x=m時(shí),最大值為6,
∴2(3m+2)﹣2m=6,
即,
當(dāng)時(shí),6m<0,
當(dāng)m≤x≤3m+2<0時(shí),y隨著x的增大而增大,
則當(dāng)x=3m+2時(shí),最大值為,
∴,
即6m2+7m+4=0,此方程無實(shí)根,
當(dāng)時(shí),3m+2>0,函數(shù)y沒有最大值,不合題意,舍去,
綜上所述,m的值為;
(3)證明:∵最大值為2m+4,
∴2n﹣2m=2m+4,
即n=2m+2,
∴m<x<2m+2.
∵m<n,
∴m<2m+2,
即m>﹣2,
此時(shí)y=x2﹣2(m+1)x+m2+2m﹣3=[x﹣(m+1)]2﹣4,
對(duì)稱軸為直線x=m+1,
當(dāng)2m+2≤m+1,即﹣2<m≤﹣1時(shí),
則當(dāng)x=m時(shí),y取最大值2m+4,
∴﹣3=2m+4,
∴,
而﹣2<m≤﹣1,
故(不合題意,舍去),
當(dāng)m<m+1<2m+2,
即m>﹣1時(shí),
①若2m+2﹣(m+1)≥(m+1)﹣m,
即m≥0時(shí),則當(dāng)x=2m+2時(shí),y取最大值,,
解得,
∵m≥0,
∴;
②2m+2﹣(m+1)<(m+1)﹣m,
即﹣1<m<0時(shí),則當(dāng)x=m時(shí),y取最大值,,
∴(不合題意,舍去),
綜上,m的值為,
此時(shí),,
則圖象C的解析式為y=(x﹣1)2﹣4,
∵(x1,y1),(x2,y2)是圖象C上兩個(gè)不同的點(diǎn),
∴,,
∵x1+x2=4,
∴x2=4﹣x1,
∴=,
∵x1≠x2,x1+x2=4,
∴x1≠2,
∴,,
∴y1+y2>﹣6.
41.(2024春?越秀區(qū)校級(jí)月考)定義:平面直角坐標(biāo)系xOy中,點(diǎn)P(a,b),點(diǎn)Q(c,d),若c=ka,d=﹣kb,其中k為常數(shù),且k≠0,則稱點(diǎn)Q是點(diǎn)P的“k級(jí)變換點(diǎn)”.
例如,點(diǎn)(﹣4,6)是點(diǎn)(2,3)的“﹣2級(jí)變換點(diǎn)”
(1)函數(shù)的圖象上是否存在點(diǎn)(1,﹣1)的“k級(jí)變換點(diǎn)”?若存在,求出k的值;若不存在,說明理由;
(2)動(dòng)點(diǎn)A(t,t﹣2)與其“k級(jí)變換點(diǎn)”B分別在直線l1,l2上,在l1,l2上分別取點(diǎn)(m2,y1),(m2,y2).若k≤﹣3,求證:y1﹣y2≥4;
(3)關(guān)于x的二次函數(shù)y=nx2﹣nx﹣6n(x≥0)的圖象上恰有兩個(gè)點(diǎn),這兩個(gè)點(diǎn)的“1級(jí)變換點(diǎn)”都在直線y=﹣x+3上,求n的取值范圍.
【解答】解:(1)不存在,理由如下:
根據(jù)定義可知(1,﹣1)的k級(jí)變換點(diǎn)為(k,k),
將點(diǎn)(k,k)代入函數(shù),得k2=﹣9,
無解,所以不存在;
(2)點(diǎn)A(t,t﹣2)的“k級(jí)變換點(diǎn)”為B(kt,﹣kt+2k),
∴直線l1和直線l2的關(guān)系式為y=x﹣2,y=﹣x+2k,
當(dāng)x=m2時(shí),,
∵k≤﹣3,
∴﹣2k﹣2≥4.
∵2m2≥0,
∴2m2﹣2k﹣2≥4,
∴y1﹣y2≥4;
(3)二次函數(shù)y=nx2﹣nx﹣6n(x≥0)的圖象的點(diǎn)的“1級(jí)變換點(diǎn)”都在函數(shù)y=﹣nx2+nx+6n的圖象上,
即﹣nx2+nx+6n=﹣x+3,
整理,得nx2﹣(n+1)x+3﹣6n=0,
b2﹣4ac=(n+1)2﹣4n(3﹣6n)=n2+2n+1﹣12n+24n2=25n2﹣10n+1=(5n﹣1)2≥0,
函數(shù)y=﹣nx2+nx+6n,(x≥0)的圖象和直線y=﹣x+3有公共點(diǎn),
由y=﹣n(x2﹣x﹣6)=﹣n(x﹣3)(x+2)的公共點(diǎn)是(3,0).
當(dāng)n>0時(shí),(5n﹣1)2≠0,得,
又,
解得,
∴且;
當(dāng)n<0,x≥0時(shí),兩個(gè)圖象僅有一個(gè)公共點(diǎn),不合題意,舍去.
所以n的取值范圍是且.
42.(2024?株洲模擬)定義:對(duì)于函數(shù),當(dāng)自變量x=x0,函數(shù)值y=x0時(shí),則x0叫做這個(gè)函數(shù)的不動(dòng)點(diǎn).
(1)直接寫出反比例函數(shù)y=的不動(dòng)點(diǎn)是 (1,1),(﹣1,﹣1) .
(2)如圖,若二次函數(shù) y=ax2+bx 有兩個(gè)不動(dòng)點(diǎn),分別是0與3,且該二次函數(shù)圖象的頂點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,4).
①求該二次函數(shù)的表達(dá)式;
②連接OP,M是線段OP上的動(dòng)點(diǎn)(點(diǎn)M不與點(diǎn)O,P重合),N是該二次函數(shù)圖象上的點(diǎn),在x軸正半軸上是否存在點(diǎn)Q(m,0)滿足∠MOQ=∠MPN=∠NMQ,若存在,求m的最
大值;若不存在,請(qǐng)說明理由.
閱讀材料:在平面直角坐標(biāo)系中,若點(diǎn)E和點(diǎn)F的坐標(biāo)分別為 (x1,y1) 和 (x2,y2),則點(diǎn)E和點(diǎn)F的距離為|EF|=.
【解答】解:(1)把函數(shù)值y=x0代入,
得,
解得x0=±1,
故答案為:(1,1),(﹣1,﹣1).
(2)①二次函數(shù)y=ax2+bx有兩個(gè)不動(dòng)點(diǎn)0與3,
∴點(diǎn)(0,0)、(3,3)在二次函數(shù)y=ax2+bx的圖象上,
將(3,3),P(2,4)代入得,
解得,
∴二次函數(shù)的表達(dá)式為y=﹣x2+4x;
②存在,
如圖,延長(zhǎng)PN交x軸于點(diǎn)A,
設(shè)A(n,0),
∵∠MOQ=∠MPN,
∴OA=PA,
則,
解得n=5,
∴A(5,0),
設(shè)直線PA的表達(dá)式為y=kx+t,
將A(5,0),P(2,4)代入得,
解得,
∴直線PA的表達(dá)式為,
同理直線OP的表達(dá)式為y=2x,
聯(lián)立,
解得,,
則N(),
設(shè)點(diǎn)M(x,2x)(0<x<2),
由O(0,0),P(2,4),N(),
可得,,PN=,
∵∠PMQ=∠MOQ+∠MQO=∠NMQ+∠PMN,∠MOQ=∠MPN=∠NMQ,
∴∠MQO=∠PMN.
∴△MOQ∽△NPM,
則,
整理得OQ×PN=OM×PM,
∴,
整理得,
∵,
∴當(dāng)x=1時(shí),,
∴在x軸正半軸上存在點(diǎn)Q(m,0),且m的最大值為.
43.(2024春?海州區(qū)校級(jí)月考)我們定義:點(diǎn)P在一次函數(shù)y=ax+b上,點(diǎn)Q在反比例函數(shù)上,若存在P、Q兩點(diǎn)關(guān)于y軸對(duì)稱,我們稱二次函數(shù)y=ax2+bx+c為一次函數(shù)和y=ax+b反比例函數(shù)的“向光函數(shù)”,點(diǎn)P稱為“幸福點(diǎn)”.例如:點(diǎn)P(﹣1,﹣2)在y=x﹣1上,點(diǎn)Q(1,﹣2)在上,P、Q兩點(diǎn)關(guān)于y軸對(duì)稱,此時(shí)二次函數(shù)y=x2﹣x﹣2為一次函數(shù)y=x﹣1和反比例函數(shù)的“向光函數(shù)”,點(diǎn)P(﹣1,﹣2)是“幸福點(diǎn)”.
(1)判斷一次函數(shù)y=x+1和反比例函數(shù)是否存在“向光函數(shù)”,若存在,請(qǐng)求出“幸福點(diǎn)”坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理;
(2)若一次函數(shù)y=x﹣k與反比例函數(shù)只有一個(gè)“幸福點(diǎn)”,求其“向光函數(shù)”的解析式;
(3)已知一次函數(shù)y=ax+b與反比例函數(shù)有兩個(gè)“幸福點(diǎn)”A、B(A在B左側(cè)),其“向光函數(shù)”y=ax2+bx+c與軸x交于C、D兩點(diǎn)(C在D左側(cè)),若有以下條件:
①a+b+c=0②“向光函數(shù)”經(jīng)過點(diǎn)(﹣3,4),③a>b>0,記四邊形ACBD的面積為S,求的取值范圍.
【解答】解:(1)一次函數(shù)y=x+1和反比例函數(shù)存在“向光函數(shù)”,理由如下:
點(diǎn)P在一次函數(shù)y=ax+b上,點(diǎn)Q在反比例函數(shù)上,若存在P、Q兩點(diǎn)關(guān)于y軸對(duì)稱,我們稱二次函數(shù)y=ax2+bx+c為一次函數(shù)和y=ax+b反比例函數(shù)的“向光函數(shù)”,點(diǎn)P稱為“幸福點(diǎn)”.設(shè)“幸福點(diǎn)”坐標(biāo)為P(m,n),則Q(﹣m,n),
∴,
解并檢驗(yàn)得:,,
∴一次函數(shù)y=x+2和反比例函數(shù)是存在“向光函數(shù)”,“幸福點(diǎn)”坐標(biāo)為(1,2),(﹣2,﹣1);
(2)∵一次函數(shù)y=x﹣k關(guān)于y軸對(duì)稱的直線函數(shù)解析式為y=﹣x﹣k,而且一次函數(shù)y=x﹣k與反比例函數(shù)只有一個(gè)“幸福點(diǎn)”,
所以y=﹣x﹣k與反比例函數(shù)只有一個(gè)交點(diǎn),
∴y=﹣x﹣k③,,
整理得:x2+kx+(k+3)=0,
Δ=k2﹣4(k+3)=0,
解得:k1=﹣2,k2=6,
當(dāng)k=﹣2時(shí),則一次函數(shù)y=x+2與反比例函數(shù)只有一個(gè)“幸福點(diǎn)”,向光函數(shù)”的解析式為:y=x2+2x+1,
當(dāng)k=6時(shí),則一次函數(shù)y=x﹣6與反比例函數(shù)只有一個(gè)“幸福點(diǎn)”,向光函數(shù)”的解析式為:y=x2﹣6x+9,
∴“向光函數(shù)”的解析式為:y=x2+2x+1或y=x2﹣6x+9.
(3)已知一次函數(shù)y=ax+b與反比例函數(shù)有兩個(gè)“幸福點(diǎn)”A、B(A在B左側(cè)),其“向光函數(shù)”y=ax2+bx+c與軸x交于C、D兩點(diǎn)(C在D左側(cè)),
∴A、B關(guān)于y軸對(duì)稱的點(diǎn)A′、B′一定在y=﹣ax+b上,且是y=﹣ax+b與的交點(diǎn)坐標(biāo),
∴,
整理得:ax2﹣bx+c=0,
又∵“向光函數(shù)”為y=ax2+bx+c,
∴y=ax2﹣bx+c與“向光函數(shù)”為y=ax2+bx+c關(guān)于y軸對(duì)稱,
∴xB﹣xA=xA′﹣xB′,
∵“向光函數(shù)”y=ax2+bx+c與x軸交于C、D兩點(diǎn)(C在D左側(cè)),若有以下條件:①a+b+c=0②“向光函數(shù)”經(jīng)過點(diǎn)(﹣3,4),③a>b>0,
∴D(1,0),c<0,
∴,
∴,
即“向光函數(shù)”為y=ax2+(2a﹣1)x+(1﹣3a),
又∵a>b>0,
∴,
∴,
又∵“向光函數(shù)”y=ax2+bx+c與x軸交于C、D兩點(diǎn)(C在D左側(cè)),y=ax2﹣bx+c與“向光函數(shù)”為y=ax2+bx+c關(guān)于y軸對(duì)稱,
∴ax2﹣(2a﹣1)x+(1﹣3a)=0,
∴x1=﹣1,,
∴xB′=﹣1,,
∴xB=1,,
∴B(1,3a﹣1),,
令“向光函數(shù)”y=ax2+bx+c中,y=0得0=ax2+bx+c即0=ax2+(2a﹣1)x+(1﹣3a),
解得x1=1,,
∴xD=1,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴的取值范圍是:.
44.(2024?龍崗區(qū)校級(jí)模擬)【定義】若一個(gè)點(diǎn)的縱坐標(biāo)是橫坐標(biāo)的3倍,則稱這個(gè)點(diǎn)為“三倍點(diǎn)”,如:A(﹣2,﹣6),B(0,0),C(1,3)等都是“三倍點(diǎn)”.
【背景】已知二次函數(shù)y=﹣x2﹣x+c(c為常數(shù)),
(1)若記“三倍點(diǎn)”D的橫坐標(biāo)為t,則點(diǎn)D的坐標(biāo)可表示為 (t,3t) ;
(2)若該函數(shù)經(jīng)過點(diǎn)(1,﹣6);
①求出該函數(shù)圖象上的“三倍點(diǎn)”坐標(biāo);
②在﹣3≤x≤1范圍中,記二次函數(shù)y=﹣x2﹣x+c的最大值為M,最小值為N,求M﹣N的值;
(3)在﹣3≤x≤1的范圍內(nèi),若二次函數(shù)y=﹣x2﹣x+c的圖象上至少存在一個(gè)“三倍點(diǎn)”,直接寫出c的取值范圍.
【解答】解:(1)根據(jù)定義:若一個(gè)點(diǎn)的縱坐標(biāo)是橫坐標(biāo)的3倍,則稱這個(gè)點(diǎn)為“三倍點(diǎn)”,可得D(t,3t),
故答案為:(t,3t);
(2)①將點(diǎn)(1,﹣6)代入y=﹣x2﹣x+c,得:﹣6=﹣1﹣1+c,
解得:c=﹣4,
∴y=﹣x2﹣x﹣4,
將(t,3t)代入,得:3t=﹣t2﹣t﹣4,
解得:t1=t2=﹣2,
∴函數(shù)y=﹣x2﹣x﹣4圖象上的“三倍點(diǎn)”坐標(biāo)為(﹣2,﹣6);
②∵y=﹣x2﹣x﹣4=﹣(x+)2﹣,
∴M=﹣,
當(dāng)x=﹣3時(shí),y=﹣(﹣3)2﹣(﹣3)﹣4=﹣10,
當(dāng)x=1時(shí),y=﹣1﹣1﹣4=﹣6,
∴N=﹣10,
∴M﹣N=﹣﹣(﹣10)=;
(3)由題意得,三倍點(diǎn)所在的直線為y=3x,
在﹣3≤x≤1的范圍內(nèi),二次函數(shù)y=﹣x2﹣x+c的圖象上至少存在一個(gè)“三倍點(diǎn)”,
即在﹣3≤x≤1的范圍內(nèi),二次函數(shù)y=﹣x2﹣x+c和y=3x至少有一個(gè)交點(diǎn),
令3x=﹣x2﹣x+c,整理得:x2+4x﹣c=0,
則Δ=b2﹣4ac=16+4c≥0,
解得:c≥﹣4;
把x=﹣3代入y=﹣x2﹣x+c得y=﹣6+c,代入y=3x得y=﹣9,
∴﹣9≥﹣6+c,
解得:c≤﹣3;
把x=1代入y=﹣x2﹣x+c得y=﹣2+c,代入y=3x得y=3,
∴3≥﹣2+c,
解得:c≤5,
綜上,c的取值范圍為:﹣4≤c≤5.
45.(2024?鹽城二模)定義:在平面直角坐標(biāo)系中有兩個(gè)函數(shù)的圖象,如果在這兩個(gè)圖象上分別取點(diǎn)(x,y1),(x,y2)(x為自變量取值范圍內(nèi)的任意數(shù)),都有點(diǎn)(x,y1)和點(diǎn)(x,y2)關(guān)于點(diǎn)(x,x)成中心對(duì)稱(這三個(gè)點(diǎn)可以重合),那么稱這兩個(gè)函數(shù)互為“中心對(duì)稱函數(shù)”.例如:y1=x和y2=互為“中心對(duì)稱函數(shù)”.
(1)如果點(diǎn)(x,y1)和點(diǎn)(x,y2)關(guān)于點(diǎn)(x,x)成中心對(duì)稱,那么三個(gè)數(shù)x,y1,y2滿足的等量關(guān)系是 y1+y2=2x ;
(2)已知函數(shù):①y=﹣2x和y=2x;②y=﹣x+3和y=3x﹣3;③y=3x2+4x﹣1和y=﹣3x2﹣2x+1,其中互為“中心對(duì)稱函數(shù)”的是 ②③ (填序號(hào));
(3)已知函數(shù)y=3x﹣4的“中心對(duì)稱函數(shù)”的圖象與反比例函數(shù)(m>0)的圖象在第一象限有兩個(gè)交點(diǎn)C,D,且△COD的面積為4.
①求m的值; 3 ;
②反比例函數(shù)的“中心對(duì)稱函數(shù)”的圖象在第一象限內(nèi)是否存在最低點(diǎn),若存在,直接寫出反比例函數(shù)的“中心對(duì)稱函數(shù)”的函數(shù)表達(dá)式和該函數(shù)圖象在第一象限內(nèi)最低點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)簡(jiǎn)要說明理由.
(4)已知三個(gè)不同的點(diǎn)M(t,m),N(5,n),P(1,m)都在二次函數(shù)y=﹣ax2+(2﹣b)x﹣c(a,b,c為常數(shù),且a>0)的“中心對(duì)稱函數(shù)”的圖象上,且滿足m<n<c.如果t2恒成立,求w的取值范圍.
【解答】解:(1)∵點(diǎn)(x,y1)和點(diǎn)(x,y2)關(guān)于點(diǎn)(x,x)成中心對(duì)稱,
∴點(diǎn)(x,x)是端點(diǎn)為點(diǎn)(x,y1)和點(diǎn)(x,y2)的線段的中點(diǎn),
∴=x,
∴y1+y2=2x;
故答案為:y1+y2=2x;
(2)①∵﹣2x+2x≠2x,
∴y=﹣2x和y=2x不是“中心對(duì)稱函數(shù)”;
②∵(﹣x+3)+(3x﹣3)=2x,
∴y=﹣x+3和y=3x﹣3是“中心對(duì)稱函數(shù)”;
③∵(3x2+4x﹣1)+(﹣3x2﹣2x+1)=2x,
∴y=3x2+4x﹣1和y=﹣3x2﹣2x+1是“中心對(duì)稱函數(shù)”;
故答案為:②③;
(3)①∵2x﹣(3x﹣4)=﹣x+4,
∴函數(shù)y=3x﹣4的“中心對(duì)稱函數(shù)”為y=﹣x+4,
如圖,設(shè)C,D的坐標(biāo)分別為 (x1,y1),(x2,y2),
由﹣x+4=得x2﹣4x+m=0,
∴x1,x2是方程x2﹣4x+m=0的兩根,
∴x1+x2=4,x1?x2=m,且y1+y2=(﹣x1+4)+(﹣x2+4)=8﹣(x1+x2)=8﹣4=4,
∴S△COD=(y1+y2)?|x2﹣x1|=2|x2﹣x1|=2=2,
∵△COD的面積為4,
∴2=4,
解得m=3;
經(jīng)檢驗(yàn),m=3是原方程的解,
故答案為:3;
②反比例函數(shù)y=﹣的“中心對(duì)稱函數(shù)”的圖象在第一象限內(nèi)存在最低點(diǎn),理由如下:
∵2x﹣(﹣)=2x+,
∴反比例函數(shù)y=﹣的“中心對(duì)稱函數(shù)”為y=2x+,
∵x>0,
∴2x+=(﹣)2+2?=(﹣)2+2≥2,
∴2x+的最小值為2,此時(shí)﹣=0,即x=,
∴該函數(shù)圖象在第一象限內(nèi)最低點(diǎn)坐標(biāo)為(,2);
(4)∵2x﹣[﹣ax2+(2﹣b)x﹣c]=ax2+bx+c,
∴二次函數(shù)y=﹣ax2+(2﹣b)x﹣c的“中心對(duì)稱函數(shù)”為y=ax2+bx+c,
∵N(5,n),P(1,m)在函數(shù) y=ax2+bx+c的上,
∴m=a+b+c,n=25a+5b+c,
∵m<n<c,
∴a+b+c<25a+5b+c<c,
∴a+b<25a+5b<0,
∴b>﹣6a且b<﹣5a,
∵a>0,
∴5<﹣<6,
∵M(jìn)(t,m),P(1,m)的縱坐標(biāo)相等,
∴拋物線對(duì)稱軸為直線x=,
∵拋物線y=ax2+bx+c的對(duì)稱軸為直線x=﹣,
∴﹣=,
∴﹣=t+1,
∴5<t+1<6,
設(shè)h=﹣t2﹣t+=﹣(t+1)2+3,
當(dāng)t+1=5時(shí),h=﹣;
當(dāng)t+1=6時(shí),h=﹣15,
∴﹣15<h<﹣,
∵t2恒成立,
∴w≥﹣.
46.(2024?開福區(qū)校級(jí)一模)定義:有兩個(gè)內(nèi)角和為45°的三角形為“美好三角形”.
(1)判斷下列三角形是否為“美好三角形”,如果是,請(qǐng)?jiān)趯?duì)應(yīng)的橫線內(nèi)畫“√”,如果不是,請(qǐng)?jiān)趯?duì)應(yīng)的橫線內(nèi)畫“×”;
①有一個(gè)角為30°的直角三角形; ×
②有一個(gè)角為45°的直角三角形; ×
③有一個(gè)角為135°的三角形; √
(2)如圖①,直線:y=x與雙曲線:y=(x>0)相交于點(diǎn)M,點(diǎn)N在x的正半軸上,若△MNO是“美好三角形”,求出此時(shí)點(diǎn)N的坐標(biāo);
(3)如圖②,二次函數(shù):y=ax2+bx+c的頂點(diǎn)為A,與x軸交于B,C兩點(diǎn),D在△ABC內(nèi)部,連接,AO,AD,BD,CD,當(dāng)△AOC、△DBC、△ADB均為“美好三角形”,此時(shí)△DBC的面積為S1,△ADC的面積為S2,△ADB的面積為S3,當(dāng)S3=m時(shí),求S1和S2的表達(dá)式(用含m的式子表示)
【解答】解:(1)①∵有一個(gè)角為30°的直角三角形,三個(gè)內(nèi)角分別為30°,60°,90°,
則30°+60°≠45°,60°+90°≠45°,90°+30°≠45°,
∴該三角形不是“美好三角形”.
故答案為:×;
②有一個(gè)角為45°的直角三角形,三個(gè)內(nèi)角分別為45°,45°,90°,
則45°+45°≠45°,45°+90°≠45°,
∴該三角形不是“美好三角形”.
故答案為:×;
③有一個(gè)角為135°的三角形,其余兩個(gè)內(nèi)角的和為180°﹣135°=45°,
∴該三角形是“美好三角形”.
故答案為:√.
(2)聯(lián)立與,
解得x=3,
將x=3代入,
得y=1,
∴點(diǎn)M坐標(biāo)為(3,1),
若△MNO是“美好三角形”,
當(dāng)∠ON'M=135°時(shí),過M作MH⊥ON,則∠MNH=180°﹣135°=45°,
∴N′H=MH=1,
∴ON'=3﹣1=2,
∴N'(2,0);
當(dāng)∠OMN=135°時(shí),過N作NP⊥OM,則∠PMN=180°﹣135°=45°,
∴PM=PN,,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴N(5,0),
綜上,點(diǎn)N的坐標(biāo)為(2,0)或(5,0);
(3)∵二次函數(shù)y=ax2+bx+c與x軸交于B,C兩點(diǎn),頂點(diǎn)為A,
∴AB=AC,
如圖,過點(diǎn)D作DP⊥BC,DH⊥AB,DQ⊥AC,
當(dāng)△AOC、△DBC、△ADB均為“美好三角形”時(shí),∠ACB=∠ABC=45°,∠CDB=∠ADB=135°,
∴∠BAC=90°,,
∴∠4+∠5=45°,∠1+∠5=45°,∠1+∠2=45°,∠2+∠3=45°,
∴∠1=∠4,∠1=∠3.
∴△CDB∽△BDA,
∴,
∴,
∵△DBC的面積為S1,△ADC的面積為S2,△ADB的面積為S3,S3=m,
∴S1=S△CDB=2S△BDA=2m,
∵∠DPB=∠DQC=90°,∠1=∠4,
∴△BPD∽△CQD,
∴,
∴,
∵,,
∴S△ACD=2S△ADB,
∴S2=2S3=2m,
綜上,S1=2m,S2=2m.
47.(2024?遼寧模擬)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,等腰直角三角形OAB的直角邊長(zhǎng)為n(n為正整數(shù),且n≥2),點(diǎn)A在x軸正半軸上,點(diǎn)B在y軸正半軸上.若點(diǎn)M(x,y)在等腰直角三角形OAB邊上,且x,y均為整數(shù),定義點(diǎn)M為等腰直角三角形OAB的“整點(diǎn)”.
若某函數(shù)的圖象與等腰直角三角形OAB只有兩個(gè)交點(diǎn)且交點(diǎn)均是等腰直角三角形OAB的“整點(diǎn)”,定義該函數(shù)為等腰直角三角形OAB的“整點(diǎn)函數(shù)”.
(1)如圖1,當(dāng)n=2時(shí),一次函數(shù)y=kx+t是等腰直角三角形OAB的“整點(diǎn)函數(shù)”,則符合題意的一次函數(shù)的表達(dá)式為 y=﹣x+1(答案不唯一) (寫出一個(gè)即可);
(2)如圖2,當(dāng)n=3時(shí),函數(shù)的圖象經(jīng)過C(1,2),判斷該函數(shù)是否為“整點(diǎn)函數(shù)”,并說明理由;
(3)當(dāng)n=4時(shí),二次函數(shù)y=ax2+bx+2經(jīng)過AB的中點(diǎn),若該函數(shù)是“整點(diǎn)函數(shù)”,求a的取值范圍;
(4)在(3)的條件下P(a+1,y1),Q(a+2,y2)是二次函數(shù)y=ax2+bx+2圖象上兩點(diǎn),若點(diǎn)P、Q之間的圖象(包括點(diǎn)P、Q)的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)縱坐標(biāo)的差為3|a|,求a的值
【解答】解:(1)當(dāng)n=2時(shí),A(2,0),B(0,2),
∴OB的中點(diǎn)坐標(biāo)為(0,1),OA的中點(diǎn)坐標(biāo)為(1,0),
當(dāng)一次函數(shù)y=kx+t圖象過(1,0),(0,1)時(shí),其解析式為y=﹣x+1,此時(shí)直線y=﹣x+1與圖象與等腰直角三角形OAB只有兩個(gè)交點(diǎn)且交點(diǎn)均是等腰直角三角形OAB的“整點(diǎn)”,
∴一次函數(shù)y=﹣x+1是等腰直角三角形OAB的“整點(diǎn)函數(shù)”,
故答案為:y=﹣x+1(答案不唯一);
(2)該函數(shù)是等腰直角三角形OAB的“整點(diǎn)函數(shù)”,
理由:把C(1,2)代入y=得,m=2,
∴y=,
∵A(3,0),B(0,3),
∴直線AB的解析式為y=﹣x+3,
令=﹣x+3,
解得x1=1,x2=2,
當(dāng)x=2時(shí),y=1,
∴y=與線段AB有兩個(gè)交點(diǎn),且都是整數(shù),分別為(1,2),(2,1),
∴該函數(shù)是否為“整點(diǎn)函數(shù)”;
(3)當(dāng)n=4時(shí),A(4,0),B(0,4),
∴AB的中點(diǎn)坐標(biāo)為(2,2),
∵y=ax2+bx+2經(jīng)過AB的中點(diǎn),
∴2=4a+2b+2,
∴b=﹣2,
∴y=ax2﹣2a+2,
當(dāng)a>0時(shí),∵拋物線的頂點(diǎn)為(1,2﹣a),
∴2﹣a>0,
∴a<2,
∴0<a<2,
若a<0,則拋物線與x軸正半軸的交點(diǎn)在點(diǎn)A的右側(cè),即當(dāng)x=4時(shí),y>0,
∴16a﹣8a+2>0,a>﹣,
∴﹣<a<0,
綜上所述,a的取值范圍為0<a<2或﹣<a<0;
(4)∵拋物線的對(duì)稱軸為直線x=﹣,
①當(dāng)﹣<a<0時(shí),則頂點(diǎn)(1,2﹣a)為最高點(diǎn),Q為最低點(diǎn),
∴2﹣a﹣[a(a+2)2﹣2a(a+2)+2]=﹣3a,
解得a=1±(不合題意舍去),
②當(dāng)0<a<2時(shí),a+1>1,
∴拋物線的開口向上,在對(duì)稱軸的右側(cè),y隨x的增大而增大,
∴最高點(diǎn)為Q,最低點(diǎn)為P,
∴a(a+2)2﹣2a(a+2)+2﹣[a(a+1)2﹣2a(a+1)+2]=3a,
解得a1=0(不合題意舍去),a2=1,
綜上所述,a=1.
48.(2024?鹽都區(qū)校級(jí)一模)定義:當(dāng)m≤x≤n(m,n為常數(shù),m<n)時(shí),函數(shù)y最大值與最小值之差恰好為3n﹣3m,我們稱函數(shù)y是在m≤x≤n上的“雅正函數(shù)”,“3n﹣3m”的值叫做該“雅正函數(shù)”的“雅正值”.
【初步理解】
(1)試判斷下列函數(shù)是在1≤x≤2上的“雅正函數(shù)”為 ②③ .(填序號(hào))
①y=﹣2x+3;②;③y=﹣x2+2024.
【嘗試應(yīng)用】
(2)若一次函數(shù)y=k1x+b(k1,b為常數(shù),k1>0)和反比例函數(shù)(k2為常數(shù),k2<0)都是在﹣3≤x≤﹣1上的“雅正函數(shù)”,求k1?k2的值.
【拓展延伸】
(3)若二次函數(shù)y=x2﹣mx﹣n是在m≤x≤n(m,n為常數(shù),m>0)上的“雅正函數(shù)”,雅正值是3.
①求m、n的值;
②若該二次函數(shù)圖象與x軸交于點(diǎn)A,B(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C.點(diǎn)D為二次函數(shù)y=x2﹣mx﹣n圖象上一點(diǎn),且點(diǎn)D的橫坐標(biāo)為﹣2,點(diǎn)F、點(diǎn)H是線段BD上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)(點(diǎn)F在點(diǎn)H的左側(cè)),分別過點(diǎn)F、點(diǎn)H作y軸的平行線交拋物線于點(diǎn)E、點(diǎn)G,如果BD=tFH,其中t為常數(shù).試探究:是否存在常數(shù)t,使得S△DEF+S△BHG為定值.如果存在,請(qǐng)求出t的值;如果不存在,請(qǐng)說明理由.
【參考公式:a3+b3=(a+b)(a2﹣ab+b2)】
【解答】解:(1)由題意得:3n﹣3m=3(2﹣1)=3,
對(duì)于①當(dāng)x=1時(shí),y取得最大值為﹣2x+3=1,當(dāng)x=2時(shí),取得最小值為﹣1,則最大值與最小值之差為2≠3,不符合題意;
對(duì)于②當(dāng)x=1時(shí),y取得最大值為y==6,當(dāng)x=2時(shí),取得最小值為3,則最大值與最小值之差為3=3,符合題意;
對(duì)于③當(dāng)x=1時(shí),y取得最大值為y=﹣x2+2024=2020,當(dāng)x=2時(shí),取得最小值為2023,則最大值與最小值之差為3=3,符合題意;
故答案為:②③;
(2)3n﹣3m=3(﹣1+3)=6,
對(duì)于反比例函數(shù),當(dāng)x=﹣1時(shí),y取得最大值為=﹣k2,當(dāng)x=﹣3時(shí),y取得最小值為﹣k2,
則﹣k2+k2=6,
解得:k2=﹣9;
對(duì)于一次函數(shù),
同理可得:﹣k1+b+3k1﹣b=6,
解得:k1=3,
∴k1?k2=﹣27;
(3)①由拋物線的表達(dá)式知,其對(duì)稱軸為直線x=m>0,
當(dāng)x=n時(shí),y取得最大值為:y=n2﹣mn﹣n,
當(dāng)x=m時(shí),y取得最小值為:y=m2﹣m2﹣n=﹣n,
則n2﹣mn﹣n+n=3n﹣3m=3,
解得:m=2,n=3;
②由題意可知,,F(xiàn)(﹣2+a,5﹣a),E(﹣2+a,a2﹣6a+5),H(3﹣b,b),G(3﹣b,b2﹣4b),
∴EF=﹣a2+5a,HG=﹣b2+5b,
∵FH=BD,
∴,
則
=
=
=
=,
∵t為常數(shù),
∴S△DEF+S△BHG為常數(shù),
則,
∴t=3.
49.(2024?楚雄市二模)定義:對(duì)于一次函數(shù)y=kx+m(k,m是常數(shù),k≠0)和二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a,b,c是常數(shù),a≠0),如果k=2a,m=b,那么一次函數(shù)y=kx+m叫做二次函數(shù)y=ax2+bx+c的牽引函數(shù),二次函數(shù)y=ax2+bx+c叫做一次函數(shù)y=kx+m的原函數(shù).
(1)若二次函數(shù)(a是常數(shù),a≠0的圖象與其牽引函數(shù)的圖象有且只有一個(gè)交點(diǎn),求a的值;
(2)已知一次函數(shù)y=2x﹣2m是二次函數(shù)y=ax2+bx+m2+1的牽引函數(shù),在二次函數(shù)y=ax2+bx+m2+1上存在兩點(diǎn)A(m﹣1,y1),B(m+2,y2).若M(2,y3)也是該二次函數(shù)圖象上的點(diǎn),記二次函數(shù)圖象在點(diǎn)A,M之間的部分為圖象G(包括M,A兩點(diǎn)),記圖象G上任意一點(diǎn)縱坐標(biāo)的最大值與最小值的差為t,且t≥|y2﹣y1|,求m的取值范圍.
【解答】解:(1)由題意,得二次函數(shù)的牽引函數(shù)為,
聯(lián)立,
得,
∵二次函數(shù)(a是常數(shù),a≠0)的圖象與其牽引函數(shù)的圖象有且只有一個(gè)交點(diǎn),
∴,
解得或.
(2)由題意可知原函數(shù)的解析式為y=x2﹣2mx+m2+1,
∴當(dāng)x=m﹣1時(shí),y=2,當(dāng)x=m+2時(shí),y=5,
即A(m﹣1,2),B(m+2,5),原函數(shù)圖象的對(duì)稱軸為直線x=m,原函數(shù)圖象的頂點(diǎn)坐標(biāo)為(m,1),
∴t≥|y2﹣y1|=3,
當(dāng)x=2時(shí),,
∴M(2,m2﹣4m+5).
①如答圖①,當(dāng)點(diǎn)M在點(diǎn)A的左側(cè),即m﹣1>2,m>3時(shí),y隨x的增大而減小,
∴M點(diǎn)的縱坐標(biāo)最大,A點(diǎn)的縱坐標(biāo)最小,
∴t=m2﹣4m+5﹣2=m2﹣4m+3≥3,
解得m≥4或m≤0(舍去).
②當(dāng)點(diǎn)M在點(diǎn)A與二次函數(shù)圖象的頂點(diǎn)之間時(shí),t<2﹣1,即t<1,而t≥3,不符合題意;
③如答圖②,當(dāng)點(diǎn)M在二次函數(shù)圖象的對(duì)稱軸右側(cè),即m<2時(shí),
當(dāng)y3≤2時(shí),A點(diǎn)的縱坐標(biāo)最大,二次函數(shù)圖象頂點(diǎn)的縱坐標(biāo)最小,
∴t=2﹣1=1,不符合題意;
當(dāng)y3>2時(shí),M點(diǎn)的縱坐標(biāo)最大,二次函數(shù)圖象頂點(diǎn)的縱坐標(biāo)最小,
∴t=m2﹣4m+5﹣1=m2﹣4m+4≥3,
解得:(舍去)或.
綜上所述,m≥4或.
50.(2024?集美區(qū)二模)定義:對(duì)于二次函數(shù)y=ax2+bx+c,當(dāng)自變量x滿足p≤x≤q時(shí),函數(shù)值y的取值范圍也為p≤y≤q,則稱二次函數(shù)y=ax2+bx+c是p≤x≤q上的“等域函數(shù)”.
已知拋物線y=ax2+bx+c與y軸交于點(diǎn)A,過點(diǎn)A作x軸的平行線,交拋物線于另一點(diǎn)B.
(1)若b=﹣2,且拋物線經(jīng)過點(diǎn)(1,0),(0,1).
①求a,c的值;
②若y=ax2+bx+c是0≤x≤t(t>2)上的“等域函數(shù)”,求t的值;
(2)在a<b<c的情況下,記點(diǎn)B的橫坐標(biāo)為xB,經(jīng)過點(diǎn)B的直線y=﹣ax+m與拋物線交于點(diǎn)C(xC,yC).若,是否存在二次函數(shù)y=ax2+bx+c是xB≤x≤xC或xC≤x≤xB上的“等域函數(shù)”的情形?若存在,求出拋物線的函數(shù)解析式;若不存在,請(qǐng)說明理由.
【解答】解:(1)①當(dāng)b=﹣2時(shí),
∵拋物線y=ax2+bx+c經(jīng)過點(diǎn)(1,0),(0,1),
∴,
解得;
②∵a=1,b=﹣2,c=1,
∴y=x2﹣2x+1=(x﹣1)2,
∵t>2,
∴(t﹣1)2>1,
∴在0≤x≤t上,當(dāng)x=t時(shí),函數(shù)取得最大值(t﹣1)2;
當(dāng)x=1時(shí),函數(shù)取得最小值0;
若y=(x﹣1)2是0≤x≤t的“等域函數(shù)”,
∴(t﹣1)2=t,
解得或(舍去),
∴;
(2)∵拋物線y=ax2+bx+c與y軸交于點(diǎn)A,過點(diǎn)A作軸的平行線,交拋物線于點(diǎn)B,
∴點(diǎn)B的坐標(biāo)為,
∵點(diǎn)B在直線y=﹣ax+m上,
∴b+m=c,
即m=c﹣b,
∴y=﹣ax+c﹣b,
∵經(jīng)過點(diǎn)B的直線y=﹣ax+c﹣b與拋物線交于點(diǎn)C,B,
聯(lián)立,
∴ax2+bx+c=﹣ax+c﹣b,
即ax2+(a+b)x+b=0,
∴(ax+b)(x+1)=0,
∴,xC=﹣1,
∵直線y=﹣ax+c﹣b與y軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)為c﹣b,其中b<c,
∴S△BOC=,
又∵S△BOC=,
∴,
∴|xB﹣xC|=3,
當(dāng)xB>xC時(shí),則xB﹣xC=3,
解得xB=2,即b=﹣2a,
∵a<b,
∴a<0,此時(shí)函數(shù)解析式為y=ax2﹣2ax+c,
∵函數(shù)在﹣1≤x≤1上隨x的增大而增大,在1≤x≤2上隨x的增大而減少,
∴當(dāng)x=﹣1時(shí),ymin=a+2a+c=﹣1,
當(dāng)x=1時(shí),ymax=a﹣2a+c=2,
解得,,,不滿足a<b<c,
∴y=ax2﹣2ax+c不是在﹣1≤x≤2上的“等域函數(shù)”;
②當(dāng)xB<xC時(shí),則xB﹣xC=﹣3,
解得xB=﹣4,即b=4a,
∵a<b,
∴a>0,此時(shí)函數(shù)解析式為y=ax2+4ax+c,
∵函數(shù)在﹣4≤x≤﹣2上隨x的增大而減少,在﹣2≤x≤﹣1上隨x的增大而增大,
∴當(dāng)x=﹣2時(shí),ymin=4a﹣8a+c=﹣4,
當(dāng)x=﹣4時(shí),ymax=16a﹣16a+c=﹣1,
解得,b=3,c=﹣1,不滿足a<b<c,
∴y=ax2﹣2ax+c不是在﹣4≤x≤﹣1上的“等域函數(shù)”;
綜上,不存在二次函數(shù)y=ax2+bx+c是xB≤x≤xC或xC≤x≤xB上的“等域函數(shù)”的情形.
51.(2024?燈塔市校級(jí)模擬)在平面直角坐標(biāo)系中,對(duì)“縱橫值”給出如下定義:點(diǎn)A(x,y)是函數(shù)圖象上任意一點(diǎn),縱坐標(biāo)y與橫坐標(biāo)x的差“y﹣x”稱為點(diǎn)A的“縱橫值”.函數(shù)圖象上所有點(diǎn)的“縱橫值”中的最大值稱為函數(shù)的“最優(yōu)縱橫值”.
例如:點(diǎn)A(1,3)在函數(shù)y=2x+1圖象上,點(diǎn)A的“縱橫值”為3﹣1=2,函數(shù)y=2x+1圖象上所有點(diǎn)的“縱橫值”可以表示為y﹣x=2x+1﹣x=x+1,當(dāng)3?x?6時(shí),x+1的最大值為6+1=7,所以函數(shù)y=2x+1(3?x?6)的“最優(yōu)縱橫值”為7.
根據(jù)定義,解答下列問題:
(1)①點(diǎn)B(﹣6,2)的“縱橫值”為 8 ;
②函數(shù)的“最優(yōu)縱橫值”為 ﹣1 ;
(2)若二次函數(shù)y=﹣x2+bx+c的頂點(diǎn)在直線上,且最優(yōu)縱橫值為5,求c的值;
(3)若二次函數(shù)y=﹣(x﹣h)2+k的頂點(diǎn)在直線y=x+9上,當(dāng)﹣1?x?4時(shí),二次函數(shù)的最優(yōu)縱橫值為7求h的值.
【解答】解:(1)①點(diǎn)B(﹣6,2)的“縱橫值”為 2﹣(﹣6)=8,
故答案為:8;
②∵y=,
∴y﹣x=﹣x=,
∵﹣4≤x≤﹣2,
∴x=﹣4時(shí),y﹣x的最大值是﹣1,
∴函數(shù)的“最優(yōu)縱橫值”為﹣1;
故答案為:﹣1;
(2)∵二次函數(shù)y=﹣x2+bx+c的頂點(diǎn)在直線上,
∴﹣=,
∴b=3,
∴y=﹣x2+3x+c,
∴y﹣x=﹣x2+3x+c﹣x=﹣x2+2x+c=﹣(x﹣1)2+1+c,
∵最優(yōu)縱橫值為5,
∴1+c=5,
∴c=4;
(3)∵二次函數(shù)y=﹣(x﹣h)2+k的頂點(diǎn)在直線y=x+9上,
∴k=h+9,
∴y=﹣(x﹣h)2+h+9,
∴y﹣x=﹣(x﹣h)2+h+9﹣x=﹣(x﹣h+)2+,
∵當(dāng)﹣1?x?4時(shí),二次函數(shù)的最優(yōu)縱橫值為7,
當(dāng)h﹣≥4,即h≥時(shí),則x=4時(shí),有最大值為7,
∴﹣(4﹣h+)2+=7,
解得h=6或h=3(舍去),
當(dāng)h﹣≤﹣1,即h≤﹣時(shí),則x=﹣1時(shí),有最大值為7,
∴﹣(﹣1﹣h+)2+=7,
解得h=﹣2或h=1(舍去).
故h的值為﹣2或6.
52.(2024?河?xùn)|區(qū)一模)定義:若一個(gè)點(diǎn)的縱坐標(biāo)是橫坐標(biāo)的3倍,則稱這個(gè)點(diǎn)為“三倍點(diǎn)”,如:A(1,3),B(﹣2,﹣6),C(0,0)等都是“三倍點(diǎn)”.已知二次函數(shù)y=﹣x2﹣x+c(c為常數(shù)).
(1)若該函數(shù)經(jīng)過點(diǎn)(1,﹣6),求出該函數(shù)圖象上的“三倍點(diǎn)”坐標(biāo);
(2)在(1)的條件下,當(dāng)t≤x≤t+2時(shí),求出該函數(shù)的最小值;
(3)在﹣3<x<1的范圍內(nèi),若二次函數(shù)y=﹣x2﹣x+c的圖象上至少存在一個(gè)“三倍點(diǎn)”,求出c的取值范圍.
【解答】解:(1)把(1,﹣6)代入y=﹣x2﹣x+c得c=﹣4,
∴拋物線解析式為y=﹣x2﹣x﹣4,
設(shè)該函數(shù)圖象上的“三倍點(diǎn)”坐標(biāo)為(t,3t),
把(t,3t)代入y=﹣x2﹣x﹣4,
得﹣t2﹣t﹣4=3t,
整理得t2+4t+4=0,
解得t=﹣2,
∴“三倍點(diǎn)”坐標(biāo)為(﹣2,﹣6);
(2)由(1)可知y=﹣x2﹣x﹣4,
①當(dāng)即時(shí),
,
②當(dāng)即時(shí),
,
綜上,①當(dāng)時(shí),,
②當(dāng)時(shí),.
(3)由題意得,三倍點(diǎn)所在的直線為y=3x,
在﹣3<x<1的范圍內(nèi),二次函數(shù)y=﹣x2﹣x+c的圖象上至少存在一個(gè)“三倍點(diǎn)”,
即在﹣3<x<1的范圍內(nèi),二次函數(shù)y=﹣x2﹣x+c和y=3x至少有一個(gè)交點(diǎn),
令3x=﹣x2﹣x+c,整理得,x2+4x﹣c=0,
則Δ=b2﹣4ac=16+4c≥0,解得c≥﹣4;
把x=﹣3代入y=﹣x2﹣x+c得y=﹣6+c,代入y=3x得y=﹣9,
∴﹣9>﹣6+c,解得c<﹣3;
把x=1代入y=﹣x2﹣x+c得y=﹣2+c,代入y=3x得y=3,
∴3>﹣2+c,解得c<5,
綜上,c的取值范圍為:﹣4≤c<5.
53.(2024?新邵縣二模)定義:在平面直角坐標(biāo)系xOy中,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(a,b),點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(c,d).若c=ka,d=﹣kb,其中k為常數(shù),且k≠0,則稱點(diǎn)Q是點(diǎn)P的“k級(jí)變換點(diǎn)”.例如,點(diǎn)(﹣4,6)是點(diǎn)(2,3)的“﹣2級(jí)變換點(diǎn)”.
(1)函數(shù)的圖象上是否存在點(diǎn)(1,2)的“k級(jí)變換點(diǎn)”?若存在,求出k的值;若不存在,說明理由.
(2)點(diǎn)與其“k級(jí)變換點(diǎn)”B分別在直線l1,l2上,在l1,l2上分別取點(diǎn),若y1﹣y2≥3,求證:k≤﹣2.
(3)關(guān)于x的二次函數(shù)y=nx2﹣4nx﹣5n(x≥0)的圖象上恰有兩個(gè)點(diǎn),這兩個(gè)點(diǎn)的“1級(jí)變換點(diǎn)”都在直線y=﹣x+5上,求n的取值范圍.
【解答】(1)解:函數(shù)的圖象上存在點(diǎn)(1,2)的“k級(jí)變換點(diǎn)”
根據(jù)“k級(jí)變換點(diǎn)”定義,點(diǎn)(1,2)的“k級(jí)變換點(diǎn)”為(k,﹣2k),
把點(diǎn)(k,﹣2k)代入中,
得k?(﹣2k)=﹣18,解得k=±3.
(2)證明:∵點(diǎn)B為點(diǎn)的“k級(jí)變換點(diǎn)”,
∴點(diǎn)B的坐標(biāo)為.
∴直線l1,l2的解析式分別為和.
當(dāng)x=m2時(shí),,
∵y1﹣y2≥3,
∴,
∴,
∵m2≥0,
∴k≤﹣2.
(3)由題意得,二次函數(shù)y=nx2﹣4nx﹣5n(x≥0)的圖象上的點(diǎn)的“1級(jí)變換點(diǎn)”都在函數(shù)y=﹣nx2+4nx+5n(x≥0)的圖象上.
令﹣nx2+4nx+5n=﹣x+5,整理得nx2﹣(4n+1)x+5﹣5n=0.
∵Δ=[﹣(4n+1)]2﹣4n(5﹣5n)=36n2﹣12n+1=(6n﹣1)2≥0,
∴函數(shù)y=﹣nx2+4nx+5n的圖象與直線y=﹣x+5必有公共點(diǎn).
由y=﹣nx2+4nx+5n=﹣n(x﹣5)(x+1)得該公共點(diǎn)為(5,0).
①當(dāng)n>0時(shí),由(6n﹣1)2≠0得.
又5n≤5得n≤1,
∴0<n≤1且.
②當(dāng)n<0,x≥0時(shí),兩圖象僅有一個(gè)公共點(diǎn),不合題意,舍去.
綜上,n的取值范圍為0<n≤1且.
54.(2024?洛陽二模)定義:在平面直角坐標(biāo)系xOy中,當(dāng)點(diǎn)N在圖形M上,且點(diǎn)N的縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)相等時(shí),則稱這個(gè)點(diǎn)為圖形M的“夢(mèng)之點(diǎn)”.
(1)點(diǎn)G(﹣3,﹣3)是反比例函數(shù)圖象上的一個(gè)“夢(mèng)之點(diǎn)”,則該函數(shù)圖象上的另一個(gè)“夢(mèng)之點(diǎn)”H的坐標(biāo)是 (3,3) ;
(2)如圖,已知點(diǎn)A,B是拋物線上的“夢(mèng)之點(diǎn)”,點(diǎn)C是拋物線的頂點(diǎn),連接AC,AB,BC,判斷△ABC的形狀,并說明理由;
(3)在0<x<2的范圍內(nèi),若二次函數(shù)y=x2﹣2mx+m2+m的圖象上至少存在一個(gè)“夢(mèng)之點(diǎn)”,則m的取值范圍是 ﹣1<m<2 .
【解答】解:(1)∵點(diǎn)G(﹣3,﹣3)是反比例函數(shù)圖象上的一個(gè)“夢(mèng)之點(diǎn)”,
∴﹣3=,
解得k=9,
∴反比例函數(shù)為y1=,
令y1=x,則x=,
解得x=3或x=﹣3,
經(jīng)檢驗(yàn),x=3或x=﹣3是原方程的解,
∴該函數(shù)圖象上的另一個(gè)“夢(mèng)之點(diǎn)”H的坐標(biāo)是 (3,3);
故答案為:(3,3);
(2)△ABC是直角三角形,理由如下:
∵y=﹣x2+x+=﹣(x﹣1)2+5,
∴拋物線的頂點(diǎn)C(1,5),
在y=﹣x2+x+中,令y=x得x=﹣x2+x+,
解得x=3或x=﹣3,
∴B(﹣3,﹣3),A(3,3),
∴AB2=72,AC2=8,BC2=80,
∴AB2+AC2=BC2,
∴∠BAC=90°,
∴△ABC是直角三角形;
(3)在y=x2﹣2mx+m2+m中,令y=x得x=x2﹣2mx+m2+m,
解得x=m或x=m+1,
∴二次函數(shù)y=x2﹣2mx+m2+m的圖象的“夢(mèng)之點(diǎn)”為(m,m)或(m+1,m+1),
∵0<x<2,
∴0<m<2或0<m+1<2,
∴0<m<2或﹣1<m<1,
∴當(dāng)﹣1<m<2時(shí),二次函數(shù)y=x2﹣2mx+m2+m的圖象上至少存在一個(gè)“夢(mèng)之點(diǎn)”;
故答案為:﹣1<m<2.
55.(2024?婁星區(qū)一模)定義:在平面直角坐標(biāo)系中,圖形G上點(diǎn)P(x,y)的縱坐標(biāo)y與其橫坐標(biāo)x的差y﹣x稱為點(diǎn)P的“坐標(biāo)差”,而圖形G上所有點(diǎn)的“坐標(biāo)差”中的最大值稱為圖形G的“特征值”.
(1)①點(diǎn)A(4,7)的“坐標(biāo)差”為 3 ;
②拋物線y=﹣x2+3x+6的“特征值”為 7 ;
(2)某二次函數(shù)y=﹣x2+bx+c(c≠0)的“特征值”為﹣1,且b+c=1,求此二次函數(shù)的解析式;
(3)二次函數(shù)y=﹣x2+px+q的圖象的頂點(diǎn)在“坐標(biāo)差”為2的一次函數(shù)的圖象上,四邊形DEFO是矩形,點(diǎn)E的坐標(biāo)為(7,3),點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)D在x軸上,點(diǎn)F在y軸上,當(dāng)二次函數(shù)y=﹣x2+px+q的圖象與矩形的邊只有三個(gè)交點(diǎn)時(shí),求此二次函數(shù)的解析式及特征值.
【解答】解:(1)①∵A(4,7),7﹣4=3,
∴“坐標(biāo)差”為3,
故答案為:3;
②y﹣x=﹣=﹣x2+3x+6﹣x=﹣x2+2x+6=﹣(x﹣1)2+7,
特征值是7;
故答案為:7;
(2)∵b=1﹣c,
∴y=﹣x2+(1﹣c)x+c,
∵二次函數(shù)y=﹣x2+(1﹣c)x+c的“特征值”為﹣1.
∴y﹣x=﹣x2+(1﹣c)x+c﹣x=﹣x2﹣cx+c,
∴,
∴c=﹣2,
∴b=3,
∴二次函數(shù)的解析式為y=﹣x2+3x﹣2;
(3)“坐標(biāo)差”為2的一次函數(shù)為y=x+2,
∵二次函數(shù)y=﹣x2+px+q的圖象的頂點(diǎn)在直線y=x+2上,
∴設(shè)二次函數(shù)為y=﹣(x﹣m)2+m+2,
二次函數(shù)的圖象與矩形有三個(gè)交點(diǎn),如圖①、②,
①拋物線頂點(diǎn)在直線y=x+2與FE的交點(diǎn)上時(shí)(如圖①),
令y=3,則x=1,得交點(diǎn)為(1,3),
把(1,3)代入y=﹣(x﹣m)2+m+2,得3=﹣(1﹣m)2+m+2,
解得m1=1,m2=2(舍去),
∴二次函數(shù)的解新式為y=﹣(x﹣1)2+3,
∴,特征值是;
②拋物線右側(cè)部分經(jīng)過點(diǎn)E時(shí)(如圖②),
把E(7,3)代入y=﹣(x﹣m)2+m+2,得3=﹣(7﹣m)2+m+2,
解得m1=5,m2=10(舍去),
二次函數(shù)的解析或?yàn)閥=﹣(x﹣5)2+7,
∴,特征值是.
∴綜上,二次函數(shù)的解析式為y=﹣(x﹣1)2+3或y=﹣(x﹣5)2+7,“特征值”均為.
56.(2024秋?寶山區(qū)校級(jí)月考)新定義:在平面直角坐標(biāo)系中,函數(shù)自變量與因變量乘積最大時(shí)的點(diǎn)坐標(biāo)成為該函數(shù)的“最值點(diǎn)”.
(1)如圖,若拋物線M經(jīng)過(3,0)和點(diǎn)A(1,0)和(0,3),則M上是否存在最值點(diǎn)?若存在,請(qǐng)求出最值點(diǎn),若不存在,請(qǐng)說明理由.
(2)若直線y=kx+b交拋物線于A,B(4,3)兩點(diǎn),則直線不低于拋物線時(shí),請(qǐng)直接寫出自變量x的取值范圍.
(3)求直線y=﹣的最值點(diǎn).
【解答】解:(1)M上不存在最值點(diǎn);理由如下:
由拋物線M經(jīng)過(3,0)和點(diǎn)A(1,0),設(shè)拋物線M解析式為y=a(x﹣3)(x﹣1),
把(0,3)代入得:3=3a,
解得a=1,
∴拋物線M解析式為y=(x﹣3)(x﹣1);
∴xy=x(x﹣3)(x﹣1),
當(dāng)x>3時(shí),xy的值隨x的增大而增大,
∴xy沒有最大值,
∴M上不存在最值點(diǎn);
(2)∵A(1,0),B(4,3),
∴觀察圖象可得,直線不低于拋物線時(shí),自變量x的取值范圍是1≤x≤4;
(3)∵y=﹣,
∴xy=x(﹣x+)=﹣(x﹣)2+,
∵﹣<0,
∴當(dāng)x=時(shí),xy取最大值,
此時(shí)y=﹣×+=,
∴直線y=﹣的最值點(diǎn)為(,).
57.(2020秋?綦江區(qū)校級(jí)月考)對(duì)于二次函數(shù)y=x2﹣4x+3和一次函數(shù)y=﹣x+1,我們把y=t(x2﹣4x+3)+(1﹣t)(﹣x+1)稱為這兩個(gè)函數(shù)的“再生二次函數(shù)”,其中t是不為零的實(shí)數(shù),其圖象記作拋物線E.現(xiàn)有點(diǎn)A(1,0)和拋物線E上的點(diǎn)B(2,n),請(qǐng)完成下列任務(wù):
【嘗試】
(1)當(dāng)t=2時(shí),拋物線y=t(x2﹣4x+3)+(1﹣t)(﹣x+1)的頂點(diǎn)坐標(biāo)為 (,) .
(2)判斷點(diǎn)A是否在拋物線E上;
(3)求n的值.
【發(fā)現(xiàn)】通過(2)和(3)的演算可知,對(duì)于t取任何不為零的實(shí)數(shù),拋物線E總過定點(diǎn),定點(diǎn)的坐標(biāo)為 (1,0)和(2,﹣1) .
【應(yīng)用】二次函數(shù)y=﹣3x2+5x﹣2是二次函數(shù)y=x2﹣4x+3和一次函數(shù)y=﹣x+1的一個(gè)“再生二次函數(shù)”嗎?如果是,求出t的值;如果不是,說明理由.
【解答】解:【嘗試】
(1)t=2時(shí),y=2(x2﹣4x+3)+(1﹣2)(﹣x+1)=2x2﹣7x+5,
函數(shù)的對(duì)稱軸為:x=,故頂點(diǎn)的坐標(biāo)為:(,),
故答案為:(,);
(2)當(dāng)x=1時(shí),y=t(x2﹣4x+3)+(1﹣t)(﹣x+1)=0,
故點(diǎn)A在拋物線E上;
(3)x=2時(shí),n=y(tǒng)=t(x2﹣4x+3)+(1﹣t)(﹣x+1)=﹣1;
【發(fā)現(xiàn)】通過(2)和(3)的演算可知,對(duì)于t取任何不為零的實(shí)數(shù),拋物線E總過定點(diǎn),
定點(diǎn)坐標(biāo)為:(1,0)和(2,﹣1),
故答案為:(1,0)和(2,﹣1);
【應(yīng)用】不是,理由:
由題意得:令y=﹣3x2+5x﹣2=t(x2﹣4x+3)+(1﹣t)(﹣x+1),
化簡(jiǎn)并整理得:t=﹣3且3t+1=﹣5,
顯然t不存在,
故二次函數(shù)y=﹣3x2+5x﹣2不是二次函數(shù)y=x2﹣4x+3和一次函數(shù)y=﹣x+1的一個(gè)“再生二次函數(shù)”.
58.(2024春?工業(yè)園區(qū)校級(jí)月考)我們約定:若關(guān)于x的二次函數(shù)與同時(shí)滿足a1≠0,a2≠0,|a1+a2|++(c1+c2)2=0,則稱函數(shù)y1與y2“回旋”函數(shù).根據(jù)該約定,解答下列問題:
(1)求二次函數(shù)y=x2﹣4x+3的“回旋”函數(shù)的解析式;
(2)若關(guān)于x的二次函數(shù)y=ax2+2ax+c的頂點(diǎn)在它的“回旋”函數(shù)圖象上,且時(shí),﹣4≤y2≤4,求a,c的值;
(3)關(guān)于x的函數(shù)(a>0)的圖象頂點(diǎn)M,與x軸的交點(diǎn)為A,B,當(dāng)它的“回旋”函數(shù)y2的頂點(diǎn)為N,與x軸的交點(diǎn)為C、D,從右到左依次是A、B、C、D,若AC=3BC,是否存在b使得AMDN為矩形?
【解答】解:(1)∵|a1+a2|++(c1+c2)2=0,
∴a1+a2=0,b1﹣b2=0,c1+c2=0,
∴a1=﹣a2,b1=b2,c1=﹣c2,
根據(jù)“回旋”函數(shù)的定義得:二次函數(shù)y=x2﹣4x+3的“回旋”函數(shù)的解析式y(tǒng)=﹣x2﹣4x﹣3;
(2)根據(jù)“回旋”函數(shù)的定義:二次函數(shù)y1=ax2+2ax+c的“回旋”函數(shù)的解析式為y2=﹣ax2+2ax﹣c,
∵y1=ax2+2ax+c=a(x+1)2+c﹣a,
∴頂點(diǎn)坐標(biāo)為(﹣1,c﹣a),
∵關(guān)于x的二次函數(shù)y1=ax2+2ax+c的頂點(diǎn)在它的“回旋”函數(shù)y2圖象上,
∴c﹣a=﹣a﹣2a﹣c,
解得:a=﹣c,
∴二次函數(shù)y1=ax2+2ax+c的“回旋”函數(shù)的解析式為y2=﹣ax2+2ax+a=﹣a(x﹣1)2+2a,
由題意得,當(dāng)≤x≤時(shí),﹣4≤y2≤4,
即當(dāng)﹣1≤x≤2時(shí),﹣4≤y2≤4,
若a>0,
則當(dāng)x=1時(shí),y2=﹣a(1﹣1)2+2a=2a=4,
解得:a=2,
∴c=﹣2;
若a<0,
則當(dāng)x=1時(shí),y2=﹣a(1﹣1)2+2a=2a=﹣4,
解得:a=﹣2,
∴c=2;
綜上所述,a=2,c=﹣2或a=﹣2,c=2;
(3)如圖,
設(shè)點(diǎn)A、B、C、D的橫坐標(biāo)分別為:x1,x2,x3,x4,
∵y1=ax2+bx+c=a(x+)2+,
∴點(diǎn)M的坐標(biāo)為(﹣,),且x1=,x2=,
根據(jù)“回旋”函數(shù)的定義:y2=﹣ax2+bx﹣c=﹣a(x﹣)2+,
∴點(diǎn)N的坐標(biāo)為(,),且x3=,x4=,
∴AC=x1﹣x3=﹣,BC=x2﹣x3=﹣,
∵AC=3BC,
∴﹣=﹣×3,
∴=﹣,
當(dāng)四邊形AMDN是矩形時(shí),則∠ADN=90°,設(shè)左側(cè)拋物線的對(duì)稱軸交x軸于點(diǎn)H,
在Rt△ADN中,tan∠NDH==tan∠ANH=,
∴NH2=AH?DH,
而NH=,
AH=﹣=,
同理可得:DH=,
()2=×,
將=﹣代入,得:b=0(舍去)或b=6(舍去)或b=﹣6,
即當(dāng)b=﹣6時(shí),四邊形AMDN為矩形.
59.(2024秋?東陽市月考)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,若點(diǎn)P的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)相等,則稱點(diǎn)P為完美點(diǎn).已知二次函數(shù)y=ax2+4x+c(a≠0).
(1)當(dāng)a=1,c=2時(shí),請(qǐng)求出該函數(shù)的完美點(diǎn);
(2)已知二次函數(shù)y=ax2+4x+c(a≠0)的圖象上有且只有一個(gè)完美點(diǎn),請(qǐng)求出該函數(shù);
(3)在(2)的條件下,當(dāng)0≤x≤m時(shí),函數(shù)的最小值為﹣3,最大值為1,求m的取值范圍.
【解答】解:(1)當(dāng)a=1,c=2時(shí),y=x2+4x+2,
令y=x,則 x2+3x+2=0,
解得:x1=﹣1,x2=﹣2,
∴該函數(shù)的完美點(diǎn)為P1(﹣1,﹣1),P2(﹣2,﹣2);
(2)令ax2+4x+c=x,即ax2+3x+c=0,由題意可得,圖象上有且只有一個(gè)完美點(diǎn),∴Δ=9﹣4ac=0,則4ac=9.
又方程根為x=﹣=﹣=,
∴a=﹣1,c=﹣,
該二次函數(shù)的解析式為y=﹣x2+4x﹣;
(3)∵y=﹣x2+4x﹣﹣=﹣x2+4x﹣3=﹣(x﹣2)2+1,
∴該二次函數(shù)圖象如圖所示,頂點(diǎn)坐標(biāo)為(2,1),
與y軸交點(diǎn)為(0,﹣3),根據(jù)對(duì)稱規(guī)律,點(diǎn)(4,﹣3)也是該二次函數(shù)圖象上的點(diǎn).在x=2左側(cè),y隨x的增大而增大;在x=2右側(cè),y隨x的增大而減小;
∵當(dāng)0≤x≤m 時(shí),函數(shù)y=﹣x2+4x﹣3的最小值為﹣3,最大值為1,
∴2≤m≤4.
60.(2023秋?開福區(qū)校級(jí)期末)定義:若直線l:y=kx+b與函數(shù)G交于A(x1,y1)、B(x2,y2)兩點(diǎn),將|AB|叫做函數(shù)G在直線l上的弦長(zhǎng),且,其中|xA﹣xB|叫做函數(shù)G在直線l上的截距.
(1)求出y=ax2﹣5ax+6a在x軸上的截距;
(2)若直線過定點(diǎn),拋物線在該直線上的弦長(zhǎng)等于8,求直線的解析式;
(3)若二次函數(shù)y=x2+(a+17)x+38﹣a與反比例函數(shù)在第一象限交于點(diǎn)A,在第三象限交于B、C兩點(diǎn).
①若B、C兩點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)均為整數(shù),請(qǐng)直接寫出整數(shù)a的值;
②若﹣1<a<2,求該二次函數(shù)在直線BC上的截距的取值范圍.
【解答】解:(1)令y=ax2﹣5ax+6a=0,
解得:x=2或3,
則截距=|3﹣2|=1;
(2)設(shè)直線的表達(dá)式為:y=kx+,
聯(lián)立直線和拋物線的表達(dá)式得:kx+=x2﹣,即x2﹣2kx﹣1=0,
則x1+x2=2k,x1x2=﹣1,
則弦長(zhǎng)=|x1﹣x2|=×=×=8,
解得:k=±,
則直線的表達(dá)式為:y=±x+;
(3)①聯(lián)立兩個(gè)函數(shù)表達(dá)式得:x2+(a+17)x+38﹣a=,
整理得:(x﹣1)[x2+(a+18)x+56]=0,
∵兩個(gè)函數(shù)在第三象限交于B、C兩點(diǎn),則x2+(a+18)x+56=0,
∵若B、C兩點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)均為整數(shù),
則x=﹣1或﹣56,則a+18=57,解得:a=39;
則x=﹣2或﹣28,則a+18=30,解得:a=12;
則x=﹣4或﹣14,則a+18=18,解得:a=0;
則x=﹣7或﹣8,則a+18=15,解得:a=﹣3;
綜上,a=39或12或﹣3或0;
②由①知,xB+xC=﹣(a+18),xBxC=56,
設(shè)二次函數(shù)在直線BC上的截距=|xB﹣xC|===,
∵﹣1<a<2,
則<|xB﹣xC|<4.
聲明:試題解析著作權(quán)屬所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布日期:2024/11/16 14:13:01;用戶:馮琳老師;郵箱:rFmNt1sLcmaqKdlDgZ60wM9skA@;學(xué)號(hào):22208507
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