2021-2022学年北师大版九年级数学下册《2.2二次函数的图象与性质》
同步达标测试(附答案)
一.选择题(共12小题,满分36分)
1.下列三个函数:①y=x+1;②y=;③y=x2.其图象既是轴对称图形,又是中心对称图形的个数有( )
A.0 B.1 C.2 D.3
2.在同一平面直角坐标系中,同一水平线上开口最大的抛物线是( )
A.y=﹣x2 B. C. D.
3.二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,下列结论:①a+b+c>0;②a﹣b+c>0;③abc<0;④2a﹣b=0.其中正确的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
4.若二次函数y=﹣2x2上有两点A(x1,y1),B(x2,y2)在这条抛物线上,且x1>x2>0,则( )
A.y1=y2 B.y1>y2 C.y1<y2 D.无法比较
5.二次函数y=ax2的图象向左平移2个单位,向下平移3个单位,所得新函数表达式为( )
A.y=a(x﹣2)2+3 B.y=a(x﹣2)2﹣3
C.y=a(x+2)2+3 D.y=a(x+2)2﹣3
6.二次函数y=﹣x2﹣8x+c的最大值为0,则c的值等于( )
A.4 B.﹣4 C.﹣16 D.16
7.已知a,b是非零实数,|a|>|b|,在同一平面直角坐标系中,二次函数y1=ax2+bx与一次函数y2=ax+b的大致图象不可能是( )
A. B. C. D.
8.如果二次函数y=x2﹣ax+1,当x≤﹣2时,y随x的增大而减小,且关于z的分式方程=2有正数解,则符合条件的整数a的值有多少个( )
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
9.已知抛物线y=ax2+bx+c(b>a>0)与x轴只有一个交点,以下四个结论:①该抛物线的对称轴在y轴左侧;②关于x的方程ax2+bx+c+2=0有实数根;③a+b+c>0;④的最大值为1.其中结论正确的为( )
A.①②③ B.③④ C.①③ D.①③④
10.若对于任意非零实数a,抛物线y=a(x+2)(x﹣1)总不经过点P(x0﹣3,x0﹣5),则符合条件的点P( )
A.有1个 B.有2个 C.有3个 D.有无穷多个
11.把抛物线y=2(x+4)2﹣2绕原点旋转180°后所得的图象的关系式为( )
A.y=2(x+4)2+2 B.y=﹣2(x﹣4)2+2
C.y=﹣2(x+4)2﹣2 D.y=2(x﹣4)2﹣2
12.当a﹣1≤x≤a时,函数y=x2﹣2x+1的最小值为1,则a的值为( )
A.1 B.2 C.1或2 D.0或3
二.填空题(共8小题,满分24分)
13.抛物线y=2+(m﹣5)的顶点在x轴下方,则m= .
14.若二次函数y=kx2+k2﹣3有最大值1,则k的值是 .
15.已知四个二次函数的图象如图所示,那么a1,a2,a3,a4的大小关系是 .(请用“>”连接排序)
16.如图,在平面直角坐标系中,菱形ABCD的顶点A在x轴负半轴上,顶点B在x轴正半轴上.若抛物线y=ax2﹣10ax+8(a>0)经过点C、D,则点B的坐标为 .
17.抛物线y=ax2+bx+c(a,b,c为常数)的顶点为P,且抛物线经过点A(﹣1,0),B(m,0),C(﹣2,n)(1<m<3,n<0),下列结论:
①abc>0,
②3a+c<0,
③a(m﹣1)+2b>0,
④a=﹣1时,存在点P使△PAB为直角三角形.
其中正确结论的序号为 .
18.如果点A(﹣1,4)、B(m,4)在抛物线y=a(x﹣1)2+h上,那么m的值为 .
19.将二次函数y=x2的图象向上平移2个单位后,所得图象的函数表达式是 .
20.如图,四边形的两条对角线AC、BD所成的锐角为45°,当AC+BD=12时,四边形ABCD的面积最大值是 .
三.解答题(共7小题,满分60分)
21.已知二次函数y=ax2的图象与直线y=2x﹣1交于点P(1,m).
(1)求a,m的值;
(2)写出二次函数的解析式,并指出x在什么范围内时,y随x的增大而增大.
22.已知点A(π,y1)、B(,y2)、C(﹣2,y3)是抛物线y=2(x+1)2﹣3上的三个点.
(1)试比较y1、y2、y3的大小;
(2)已知x满足﹣2≤x≤1,求y的最大值和最小值.
23.y=﹣2x2+4x+1,且2≤x≤4,求y的最大值,如有最小值,再求出最小值.
24.有这样一个问题:探究函数y=的图象与性质.
小东根据学习函数的经验,对函数y=的图象与性质进行了探究.
下面是小东的探究过程,请补充完成:
(1)化简函数解析式,当x≥﹣1时,y= ,当x<﹣1时y= ;
(2)根据(1)中的结果,请在所给坐标系中画出函数y=的图象;
(3)结合函数图象,写出该函数的一条性质: .
(4)结合画出的函数图象,解决问题:若关于x的方程ax+1=的只有一个实数根,直接写出实数a的取值范围: .
25.在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+3a过点A(﹣1,0).
(1)求抛物线的对称轴;
(2)直线y=x+4与y轴交于点B,与该抛物线对称轴交于点C.如果该抛物线与线段BC有交点,结合函数的图象,求a的取值范围.
26.如图,在△ABC中,∠B=90°,AB=12米,BC=24米,动点P从点A开始沿边AB向B以2米/秒的速度运动(不与点B重合),动点Q从点B开始沿BC向C以4米/秒的速度运动(不与点C重合).如果P、Q分别从A、B同时出发,设运动时间为x秒,四边形APQC的面积为y平方米.
(1)求y与x之间的函数关系式,直接写出自变量x的取值范围;
(2)求当x为多少时,y有最小值,最小值是多少?
27.已知直线l与抛物线y=ax2﹣2x+c(a>0)的一个公共点A恰好在x轴上,点B(4,m)在抛物线上.
(Ⅰ)用含a的代数式表示c.
(Ⅱ)抛物线在A,B之间的部分(不包含点A,B)记为图形G,请结合函数图象解答:若图形G在直线l下方,求a的取值范围.
参考答案
一.选择题(共12小题,满分36分)
1.解:①y=x+1图象是一条直线,是轴对称图形,是中心对称图形,故①符合题意;
②图象是双曲线,故②符合题意;
③图象是抛物线,是轴对称图形,不是中心对称图形,故③不符合题意;
故选:C.
2.解:∵>1>>﹣,
∴|﹣|>|﹣1|>|﹣|>|﹣|,
∴同一水平线上开口最大的抛物线是y=﹣x2.
故选:B.
3.解:①由图示知,当x=1时,y>0,即a+b+c>0.故①正确;
②由图示知,当x=﹣1时,y<0,即a﹣b+c<0.故②错误;
③由图示知,抛物线开口方向向下,则a<0.
对称轴x=﹣=1,则b=﹣2a>0.
抛物线与y轴交于正半轴,则c>0,
所以abc<0.
故③正确;
④由图示知,对称轴x=﹣=1,则b=﹣2a,所以2a+b=0.故④错误.
综上所述,正解的结论有:①③,共2个.
故选:B.
4.解:∵二次函数y=﹣2x2,
∴当x<0时,y随x的增大增大,当x>0时,y随x的增大而减小,
∵二次函数y=﹣2x2上有两点A(x1,y1),B(x2,y2)在这条抛物线上,且x1>x2>0,
∴y1<y2,
故选:C.
5.解:∵二次函数y=ax2的图象向左平移2个单位,向下平移3个单位,
∴新函数的顶点坐标为(﹣2,﹣3),
∴新函数表达式为y=a(x+2)2﹣3.
故选:D.
6.解:y=﹣x2﹣8x+c=﹣(x﹣4)2+16+c,
∵最大值为0,
∴16+c=0,
解得c=﹣16.
故选:C.
7.解:解得或.
故二次函数y=ax2+bx与一次函数y=ax+b(a≠0)在同一平面直角坐标系中的交点在x轴上为(﹣,0)或点(1,a+b).
在A中,由一次函数图象可知a>0,b>0,二次函数图象可知,a>0,b>0,﹣<0,a+b>0,故选项A有可能;
在B中,由一次函数图象可知a>0,b<0,二次函数图象可知,a>0,b<0,由|a|>|b|,则a+b>0,故选项B有可能;
在C中,由一次函数图象可知a<0,b<0,二次函数图象可知,a<0,b<0,a+b<0,故选项C有可能;
在D中,由一次函数图象可知a<0,b>0,二次函数图象可知,a<0,b>0,由|a|>|b|,则a+b<0,故选项D不可能;
故选:D.
8.解:∵=2
∴1+1﹣az=2(2﹣z)
∴(2﹣a)z=2
∴z=
关于z的分式方程有正数解
∴>0
∴2﹣a>0
∴a<2
但该分式方程当z=2时显然是增根,故当a=1时不符合题意,舍去.
∵二次函数y=x2﹣ax+1,当x≤﹣2时,y随x的增大而减小
∴其对称轴x=﹣≥﹣2
∴a≥﹣4
∴﹣4≤a<2,且a≠1
符合条件的整数a的值有﹣4、﹣3、﹣2、﹣1、0,共5个
故选:C.
9.解:∵b>a>0,
∴x=﹣<0,
∴抛物线的对称轴在y轴左侧,①正确;
∵抛物线y=ax2+bx+c(b>a>0)与x轴只有一个交点,
∴b2﹣4ac=0,
∴b2﹣4a(c+2)=b2﹣4ac﹣8a<0,
∴关于x的方程ax2+bx+c+2=0无实数根,②错误;
∵a>0,抛物线的对称轴在y轴左侧,
∴x=1时,y>0,
∴a+b+c>0,③正确;
x=﹣1时,y≥0,
∴a﹣b+c≥0,
∴b﹣a≤c,
∴≤1,即的最大值为1,④正确;
故选:D.
10.解:对于任意非零实数a,抛物线y=a(x+2)(x﹣1)一定过点(﹣2,0),(1,0),
当x0﹣3=﹣2时,x0﹣5=﹣4,
当x0﹣3=1时,x0﹣5=﹣1,
即对于任意非零实数a,抛物线y=a(x+2)(x﹣1)总不经过点(﹣2,﹣4),(1,﹣1),
当x0﹣5=0时,x0=5,此时x0﹣3=2,当x=2时,y=4a,
∵a为非零实数,则4a≠0,
∴对于任意非零实数a,抛物线y=a(x+2)(x﹣1)总不经过点(2,0),
故选:C.
11.解:由抛物线y=2(x+4)2﹣2可知,抛物线的顶点坐标是(﹣4,﹣2),其关于原点对称的坐标为(4,2)
故绕原点旋转180°后得到的图象为:y=﹣2(x﹣4)2+2,
故选:B.
12.解:当y=1时,有x2﹣2x+1=1,
解得:x1=0,x2=2.
∵当a﹣1≤x≤a时,函数有最小值1,
∴a﹣1=2或a=0,
∴a=3或a=0,
故选:D.
二.填空题(共8小题,满分24分)
13.解:∵抛物线是二次函数的图象,
∴m2﹣4m﹣3=2,解得m=﹣1或m=5,
又顶点在x轴下方,
∴m﹣5<0,即m<5,
∴m=﹣1.
14.解:∵二次函数y=kx2+k2﹣3有最大值1,
∴k<0,k2﹣3=1,
解得,k=﹣2,
故答案为:﹣2.
15.解:如图所示:①y=a1x2的开口小于②y=a2x2的开口,则a1>a2>0,
③y=a3x2的开口大于④y=a4x2的开口,开口向下,则a4<a3<0,
故a1>a2>a3>a4.
故答案为:a1>a2>a3>a4
16.解:∵抛物线y=ax2﹣10ax+8=a(x﹣5)2﹣25a+8,
∴该抛物线的顶点的横坐标是x=5,当x=0时,y=8,
∴点D的坐标为:(0,8),
∴OD=8,
∵抛物线y=ax2﹣10ax+8(a>0)经过点C、D,CD∥AB∥x轴,
∴CD=5×2=10,
∴AD=10,
∵∠AOD=90°,OD=8,AD=10,
∴AO===6,
∵AB=10,
∴OB=10﹣AO=10﹣6=4,
∴点B的坐标为(4,0),
故答案为:(4,0)
17.解:将A(﹣1,0),B(m,0),C(﹣2,n)代入解析式y=ax2+bx+c,
∴对称轴x=,
∴﹣=m﹣1,
∵1<m<3,
∴ab<0,
∵n<0,
∴a<0,
∴b>0,
∵a﹣b+c=0,
∴c=b﹣a>0
①abc<0;错误;
②当x=3时,y<0,
∴9a+3b+c=9a+3(a+c)+c=12a+4c=4(3a+c)<0,②正确;
③a(m﹣1)+2b=﹣b+2b=b>0,③正确;
④a=﹣1时,y=﹣x2+bx+c,
∴P(,b+1+),
若△PAB为直角三角形,则△PAB为等腰直角三角形,
∴AP的直线解析式是y=x+1,
∴b+1+=+1,
∴b=﹣2或0,
∵b>0,
∴不存在点P使△PAB为直角三角形.
④错误;
故答案为②③.
18.解:由点A(﹣1,4)、B(m,4)在抛物线y=a(x﹣1)2+h上,得
(﹣1,4)与(m,4)关于对称轴x=1对称,
m﹣1=1﹣(﹣1),
解得m=3,
故答案为:3.
19.解:∵二次函数y=x2的图象向上平移2个单位,
∴平移后的抛物线顶点坐标为(0,2),
∴所得图象的函数表达式是y=x2+2.
故答案为:y=x2+2.
20.解:∵AC与BD所成的锐角为45°,
∴根据四边形面积公式,得四边形ABCD的面积S=AC×BD×sin45°,
设AC=x,则BD=12﹣x,
所以S=x(12﹣x)×=﹣(x﹣6)2+9,
所以当x=6,S有最大值9.
故答案为:9.
三.解答题(共7小题,满分60分)
21.解:(1)点P(1,m)在y=2x﹣1的图象上
∴m=2×1﹣1,解得m=1,把(1,1)代入y=ax2
∴a=1
(2)二次函数表达式:y=x2
因为函数y=x2的开口向上,对称轴为y轴,当x>0时,y随x的增大而增大.
22.解:(1)抛物线y=2(x+1)2﹣3的对称轴为直线x=﹣1,
∵a=2>0,
∴x≤﹣1时,y随x的增大而减小,x≥﹣1时,y随x的增大而增大,
∴y2<y3<y1;
(2)∵﹣2≤x≤1,
∴当x=﹣1时,y有最小值,x=1时,y有最大值,
∴y最小=﹣3,
y最大=2(1+1)2﹣3=5.
23.解:当x=2时,y=1,
当x=2时,y=﹣15,
又∵y=﹣2x2+4x+1=﹣2(x﹣1)2+3.
∴x=1时,y最大值=3,
综上所述若2≤x≤4时,y=﹣2x2+4x+1的最大值是1、最小值是﹣15.
24.解:(1)化简函数y=,
当x≥﹣1时,y==x,当x<﹣1时y==﹣1
故答案为x,﹣1;
(2)图象如图所示.
(3)函数有最小值﹣1,函数无最大值,x≥﹣1时,y随x的增大而增大(此题答案不唯一)
故答案为 函数有最小值﹣1,函数无最大值,x≥﹣1时,y随x的增大而增大.
(3)由图象可知,当a≤0或a≥1时,函数y=ax+1与y=的只有一个交点,即关于x的方程ax+1=的只有一个实数根.
故答案为a≤0或a≥1.
25.解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+3a过点A(﹣1,0),
∴a﹣b+3a=0,
∴b=4a,
∴抛物线的解析式为y=ax2+4ax+3a,
∴抛物线的对称轴为x=﹣=﹣2;
(2)∵直线y=x+4与y轴交于点B,与该抛物线对称轴交于点C,
∴B(0,4),C(﹣2,2),
∵抛物线y=ax2+bx+3a经过点A(﹣1,0)且对称轴x=﹣2,
由抛物线的对称性可知抛物线也一定过A的对称点(﹣3,0),
①a>0时,如图1,
将x=0代入抛物线得y=3a,
∵抛物线与线段BC恰有一个公共点,
∴3a≥4,
解得a≥,
②a<0时,如图2,
将x=﹣2代入抛物线得y=﹣a,
∵抛物线与线段BC恰有一个公共点,
∴﹣a≥2,
解得a≤﹣2;
综上所述,a≥或a≤﹣2.
26.解:(1)根据题意知S=S△ABC﹣S△PBQ
=×12×24﹣×4x×(12﹣2x)
=4x2﹣24x+144,
由12﹣2x>0得x<6,
∴0<x<6;
(2)y=4x2﹣24x+144=4(x﹣3)2+108.
∵4>0
∴当x=3时,y取得最小值,最小值为108.
27.解:(Ⅰ)当y=0时,x+1=0,解得x=﹣2,则A点坐标为(﹣2,0),
把A(﹣2,0)代入y=ax2﹣2x+c得4a+4+c=0,
所以c=﹣4a﹣4;
(Ⅱ)当x=4时,y=ax2﹣2x+c=16a﹣8﹣4a﹣4=12a﹣12,则B(4,12a﹣12),
当x=4时,y=x+1=3,
因为图形G在直线l下方,
所以12﹣12a<3,
解得a<,
所以a的取值范围为0<a<.