【培优版】2024-2025学年浙教版数学九上1.3二次函数的性质 同步练习
一、选择题
1.(2024·达州)抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于两点,其中一个交点的横坐标大于1,另一个交点的横坐标小于1,则下列结论正确的是( )
A.b+c>1 B.b=2 C.b2+4c<0 D.c<0
【答案】A
【知识点】一元二次方程的根与系数的关系(韦达定理);二次函数图象与系数的关系;二次函数图象与坐标轴的交点问题
【解析】【解答】解:∵抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于两点,分别为(x1,0),(x2,0),且x1<x2,
∴x1-1<0,x2-1>0,
∴(x1-1)(x2-1)<0,
∴x1x2-(x1+x2)+1<0,
由一元二次方程根与系数的关系得:-c-b+1<0,
∴b+c>1.故选项A正确,符合题意;
无法确定b和c的值,故B和D错误;
因为函数与x轴有两个交点,
∴b2-4ac=b2+4c>0,故选项C错误;
故答案为:A.
【分析】抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于两点,分别为(x1,0),(x2,0),且x1<x2,根据题意可得(x1-1)(x2-1)<0,再结合一元二次方程根与系数的关系可判断求解.
2.(2024·新昌模拟)已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0),当y<n时,x的取值范围是t-3<x<1-t,且该二次函数的图象经过点M(3,m2+3),N(d,2m)两点,则d的值不可能是( )
A.-3 B.-1 C.2 D.4
【答案】D
【知识点】二次函数y=ax²+bx+c的图象;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【解答】解:∵ 二次函数y=ax2+bx+c(a≠0),当y<n时,x的取值范围是t-3<x<1-t,
∴抛物线开口向上,对称轴为直线x==-1,
∵ 该二次函数的图象经过点M(3,m2+3),N(d,2m)两点 ,
∴点M(3,m2+3)关于对称轴的对称点为(-5,m2+3),
∴-5<d<3,
∴d不可能为4.
故答案为:D.
【分析】由y<n时,x的取值范围是t-3<x<1-t, 可确定抛物线开口向上及对称轴,再根据二次函数的性质求解即可.
3.(2024·惠城模拟)如图所示,抛物线经过矩形ABCD的三个顶点A,B,D,则点C的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】矩形的性质;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【解答】解:令y=0,则,
解得,
∴B(-6,0),D(2,0),
令x=0,则,
∴,
∵四边形ABCD为矩形,
∴AB=CD,AB//CD,
∵0-6=-6,,
∴点A到点B的坐标变化为向左平移6个单位,再向下平移个单位,
∴点D到点C的坐标变化为向左平移6个单位,再向下平移个单位,
∴2-6=-4,,
∴.
故答案为:C.
【分析】根据函数图象与性质得到点B(-6,0),D(2,0),的坐标,根据矩形的性质得到点A到点B的坐标变化即为点D到点C的坐标变化,据此即可得到答案.
4.(2024·滨江二模)已知二次函数的图象经过点,,.当时,该函数有最大值和最小值,则( )
A.有最大值 B.无最大值 C.有最小值 D.无最小值
【答案】B
【知识点】二次函数的最值
【解析】【解答】解:∵ 二次函数的图象经过点,,
∴ 对称轴==0,即对称轴为y轴
∴=0,则b=0
∴ 二次函数为
把,代入得
解得a=,c=
∴
∵ 当时,该函数有最大值和最小值,
∴ x=m,函数最大值p=; x=m+1,函数最小值q=;
∴
∵ m≥0
∴ p-q最小值为,无最大值.
故答案为B
【分析】本题考查二次函数的区间最值,对称轴,开口方向,点和函数的关系,求出函数开口方向,对称轴是解题关键。由,得对称轴为y轴;代入点坐标,得;根据所给区间,结合开口方向,对称轴,求出 x=m,函数最大值p=; x=m+1,函数最小值q=;计算 ;结合m≥0,可得 p-q最小值为,无最大值.
5.(2019九上·凤山期中)设一元二次方程 的两根分别为 ,且 ,则
满足( )
A. B.
C. D. 且
【答案】D
【知识点】二次函数图象与坐标轴的交点问题
【解析】【解答】解:如图,
令m=0,
则函数y=(x-1)(x-2)的图象与x轴的交点分别为(1,0),(2,0),
故此函数的图象为:
∵m>0,
∴原顶点沿抛物线对称轴向下移动,两个根沿对称轴向两边逐步增大,
∴α<1,β>2.
故答案为:D.
【分析】先令m=0求出函数y=(x-1)(x-2)的图象与x轴的交点,画出函数图象,利用数形结合即可求出α,β的取值范围.
6.(2024·南充模拟)如图,抛物线与x轴交于点A(-6,0).点,是抛物线上两点,当t≤x≤t+3时,二次函数最大值记为,最小值记为,设,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】二次函数的最值;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【解答】解:(1)当点P,Q均在对称轴x=-2左侧时,有-6≤t<-5,,
,则,
∵m随t的增大而减小,-6≤t<-5,∴
(2)当点P在对称轴x=-2左侧,Q在对称轴x=-2右侧时
①若点P距对称轴的距离大于点Q距对称轴的距离时,有-5≤t<-3.5,,
,则,
对称轴:t=-2,在对称轴左侧m随t的增大而减小,∴
②若点P距对称轴的距离小于点Q距对称轴的距离时,
当-3.5≤t≤-3时,,,
则,
对称轴:t=-5,在对称轴左侧m随t的增大而增大,∴
(3)∵-6≤t≤0,∴点P,Q不可能均在对称轴x=-2右侧.
综上可得:,
故答案为:D.
【分析】先求出二次函数的对称轴是直线x=-2,分三种情况讨论:当点P,Q均在对称轴左侧;当点P在对称轴左侧,Q在对称轴右侧时;若点P距对称轴的距离小于点Q距对称轴的距离时,分别根据抛物线的最值列式计算,求解即可.
7.(2024九上·青县期末)如图,把二次函数的图象在x轴上方的部分沿着x轴翻折,得到的新函数叫做的“陷阱”函数.小明同学画出了的“陷阱”函数的图象,如图所示并写出了关于该函数的4个结论,其中正确结论的个数为( )
①图象具有对称性,对称轴是直线; ②由图象得,,;③该“陷阱”函数与y轴交点坐标为;④的“陷阱”函数与的“陷阱”函数的图象是完全相同的.
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【知识点】二次函数图象与坐标轴的交点问题;二次函数y=ax²+bx+c的图象;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【解答】解:①∵二次函数的图象与x轴的交点为:,,
∴二次函数图象的对称轴为直线,故此说法正确;
②由函数图象可知,原二次函数的顶点坐标为,
∴该二次函数的解析式为:,
把代入得:,
解得:,
∴
,
∴,,,故原说法错误;
③把代入得:,
∴原函数与y轴的交点坐标为,
∵把二次函数的图象在x轴上方的部分沿着x轴翻折,得到的新函数叫做的“陷阱”函数,
∴该“陷阱”函数与y轴交点坐标为,故此说法正确;
④∵,
∴的图象与的图象关于x轴对称,
∴的“陷阱”函数与的“陷阱”函数的图象是完全相同,故此说法正确;
综上分析可知,正确的结论有3个,
故答案为:C
【分析】①根据二次函数与坐标轴的交点问题结合题意进行判断即可求解;②根据题意求出原函数的解析式,进而即可求解;③先根据题意运用二次函数与坐标轴的交点问题求出原函数与y轴的交点,然后得出新的函数与y轴的交点坐标进行判断即可;④先结合题意得到的图象与的图象关于x轴对称,进而即可求解。
8.(2024九上·祁东期末)二次函数的顶点坐标为,其部分图象如图所示,下列结论:①;②③若点,点是函数图象上的两点,则;④关于x的方程无实数根;其中正确结论有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【知识点】二次函数图象与系数的关系;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【解答】解:二次函数开口往下,
,
对称轴为直线,
,
抛物线与y轴交于正半轴,
,
,故①正确;
抛物线的对称轴为,与x轴的交点在和之间,与x轴的另一个交点在和之间,
当时,,即故②正确;
关于直线的对称点为,且
故③错误
抛物线的顶点坐标为,
抛物线与直线只有一个交点,
抛物线与直线无交点,
方程无实数根,故④正确
综上所述:一共有①②④正确;
故选:C
【分析】利用二次函数的图象与系数的关系可得a、b、c的正负,再利用二次函数的性质逐项判断即可。
二、填空题
9.(2023九上·期中)已知二次函数(m为常数)的图象与x轴有交点,且当x<-3时,y随x的增大而增大,则m的取值范围是
【答案】
【知识点】二次函数图象与系数的关系;二次函数图象与坐标轴的交点问题;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【解答】解:二次函数(m为常数)的图象与x轴有交点 ,则令得则解得,又因为当x<-3时,y随x的增大而增大 ,且,函数开口向下,则对称轴直线方程:,综上所述
故答案为:.
【分析】本题主要考查二次函数图象的性质.令得则解得又因为当x<-3时,y随x的增大而增大 ,且,函数开口向下,则对称轴直线方程:.
10.(2023九上·杭州开学考)如图,在纸片中,,,,点,分别在、边上,连接,将沿翻折,使点落在点的位置,且四边形是菱形.
(1)若点在边上时,则菱形的边长为 ;
(2)连接,则的长的最小值为 .
【答案】(1)
(2)1
【知识点】二次函数的最值;勾股定理;菱形的性质
【解析】【解答】解:,,,
,,
四边形是菱形,,是等边三角形,,
,又,
设菱形的边长为a,
当点在边上时, 则,即,求得,
设或其延长线交AC于点M,则,,,,当a=1时, 的长的最小值为1.
故答案为:;1.
【分析】由,,得到,根据四边形是菱形,得到,所以,设菱形的边长为a,当点在边上时, 由,求出菱形的边长;
设或其延长线交AC于点M,结合得到,根据二次函数性质求其最小值.
11.(2023八下·南通期末)如图,在正方形ABCD中,,点E为对角线AC上的动点,以DE为边作正方形DEFG.点H是CD上一点,且,连接GH,则GH的最小值为 .
【答案】
【知识点】二次函数的最值;勾股定理;三角形全等的判定-ASA
【解析】【解答】解:过点E和点G,分别作CD的垂线,交点分别为M,N;
易证得,;
分别设EM,DM长度为x,y,则由点E为对角线AC上的动点可知,y=8-x ①;
根据勾股定理可知,② ;
将①式代入②式,可得;
根据二次函数性质,GH的最小值为:x=时,此时GH=;
故答案为:.
【分析】过点E和点G,分别作CD的垂线,易证得,,EM,DM长度设为x,y,再根据勾股定理将用x表示HG,则根据二次函数性质,即可得解.
12.(2023·白碱滩模拟)如图是抛物线图象的一部分,抛物线的顶点坐标为,与x轴的一个交点为,点A和点B均在直线上.①;②;③抛物线与x轴的另一个交点为;④方程有两个不相等的实数根;⑤不等式的解集为.上述五个结论中,其中正确的结论是 (填写序号即可).
【答案】①⑤
【知识点】二次函数图象与系数的关系;二次函数图象与坐标轴的交点问题;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【解答】 ①∵顶点的横坐标∴b=-2a即2a+b=0,结论正确
②;,根据顶点的纵坐标,∴C可以大于0,也可以小于0,
∴结论不正确
③抛物线与x轴的另一个交点为;对称轴是x=1,另外一个交点显然不是(-4,0),而应该是(-2,0),结论不正确
④方程有两个不相等的实数根;方程对应的函数图象是把图中抛物线向上平移3个单位,此时与x轴有一个交点,故结论不正确
⑤不等式的解集为 ,由图可知直线在抛物线上方,就是AB段内,描述正确。
故填: ①⑤
【分析】根据二次函数抛物线的性质、顶点公式进行分析判定。
三、综合题
13.(2021·镇海模拟)如图,在一次足球比赛中,守门员在地面 处将球踢出,一运动员在离守门员8米的 处发现球在自己头上的正上方4米处达到最高点 ,球落地后又一次弹起.据实验测算,足球在空中运行的路线是一条抛物线,在草坪上弹起后的抛物线与原来的抛物线形状相同,最大高度减少到原来最大高度的一半.
(1)求足球第一次落地之前的运动路线的函数表达式及第一次落地点 和守门员(点 )的距离;
(2)运动员(点 )要抢到第二个落点 ,他应再向前跑多少米?(假设点 、 、 、 在同一条直线上,结果保留根号)
【答案】(1)解:设足球第一次落地之前的运动路线的函数表达式为 ,根据其顶点为 ,过点 得
,
解得: ,
.
当 时, ,
解得: (舍去)或 ,
答:足球第一次落地之前的运动路线的函数表达式为 ,第一次落地点 和守门员(点 的距离为16米
(2)解:设第一次落地之后的运动路线的函数表达式为 ,由题意,得
,
解得 或 (舍去),
.
当 时,
.
解得: 或 .
他应从第一次落地点 再向前跑的距离为:
米.
答:他应再向前跑 米
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;二次函数图象与坐标轴的交点问题
【解析】【分析】(1)由条件可得点M ,根据顶点式可得 ,且过点 可得抛物线解析式,代入y=0可得结果;
(2)设第二次顶点为(m,2)可得 ,且过点B,可得解析式,再令y=0可得结果.
14.(2021九上·台山期末)如图,二次函数的图象与x轴交于A、B两点(点A在点B的右侧),与y轴交于点C.
(1)求点A、B、C的坐标;
(2)若点M在抛物线的对称轴上,且△MAC的周长最小,求点M的坐标;
(3)若点P在x轴上,且△PBC为等腰三角形,请求出所有符合条件的点P的坐标.
【答案】(1)解:令
解得,
∴A , B
令,得,
∴C
∴点A的坐标为,点B的坐标为,点C的坐标为
(2)解:如图,过点C作对称轴l,与抛物线交于点E,连接AE交l于点M
∵点C与点E关于直线l对称,点M在对称轴l上
∴,
∴△MAC的周长
∴当且仅当E、M、A三点共线时,△MAC的周长最小
设直线AE的解析式为,
将坐标代入得
解得
∴直线AE的解析式为
令,得
∴点M坐标为.
(3)解:设P点的坐标为
∵,
∴,,
当△PBC是等腰三角形时,分三种情况求解:
①当时,由题意可得
解得
∴P的坐标为;
②当时,由题意可得
解得或
∴P的坐标为或;
③当时,由题意可得
解得或(不合题意,舍去)
∴P的坐标为;
综上所述,P点的坐标为 或 或 或.
【知识点】二次函数图象与坐标轴的交点问题;等腰三角形的性质;勾股定理;轴对称的应用-最短距离问题;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【分析】(1)由,可求出x=0时y值,y=0时x的值,继而得出A、B、C的坐标;
(2)过点C作对称轴l,与抛物线交于点E,连接AE交l于点M,可得MC=ME,由△MAC的周长,可知当且仅当E、M、A三点共线时,△MAC的周长最小 ,求出直线AE的解析式,并求出x=-1时y值,即得点M坐标;
(3)分三种情况:①当时 , ②当时 , ③当时, 据此分别解答即可.
15.(2023·南充)如图1,抛物线()与轴交于,两点,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P在抛物线上,点Q在x轴上,以B,C,P,Q为顶点的四边形为平行四边形,求点P的坐标;
(3)如图2,抛物线顶点为D,对称轴与x轴交于点E,过点的直线(直线除外)与抛物线交于G,H两点,直线,分别交x轴于点M,N.试探究是否为定值,若是,求出该定值;若不是,说明理由.
【答案】(1)解:抛物线与x轴交于两点,
,
解得,
故抛物线的解析式为.
(2)解:①如图,过作轴,交抛物线于,过作,交轴于,
四边形是平行四边形,
,
,
解得:,,
;
②如图,在轴的负半轴上取点,过作,交抛物线于,同时使,连接、,过作轴,交轴于,
四边形是平行四边形,
,
在和中,
,
(),
,
,
,
解得:,,
;
如上图,根据对称性:,
③当为平行四边形的对角线时,由①知,点Q在点B的左边,且时,也满足条件,此时点P的坐标仍为;
综上所述:的坐标为或或.
(3)解:是定值,
理由:如图,直线经过,
可设直线的解析式为,
、在抛物线上,
可设,,
,
整理得:,
,,
,
当时,,
,
设直线的解析式为,则有
,
解得,
直线的解析式为,
当时,,
解得:,
,
,
同理可求:,
;
当与对调位置后,同理可求;
故的定值为.
【知识点】待定系数法求一次函数解析式;待定系数法求二次函数解析式;二次函数图象与坐标轴的交点问题;平行四边形的性质;一次函数的性质;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【分析】(1)根据待定系数法求二次函数的解析式即可求解;
(2)分类讨论:①过作轴,交抛物线于,过作,交轴于,先根据平行四边形的性质即可得到,进而即可列出一元二次方程,解方程即可得到点P的坐标;②在轴的负半轴上取点,过作,交抛物线于,同时使,连接、,过作轴,交轴于,先根据平行四边形的性质即可得到,再根据三角形全等的判定与性质即可得到,,进而即可列出一元二次方程,解方程即可得到点P的坐标;③当为平行四边形的对角线时,由①知,点Q在点B的左边,且时,也满足条件,此时点P的坐标仍为,最后总结即可求解;
(3)是定值,先根据题意求出点D的坐标,设直线的解析式为,运用待定系数法求一次函数即得到直线GD的解析式,再运用一次函数的性质即可得到点M的坐标,进而得到EM的长,同理即可得到EN的长,进而即可求解。
四、实践探究题
16.定义:若两个二次函数的图象关于轴对称,则称互为“对称二次函数”.
(1)已知二次函数,则它的“对称二次函数”的顶点坐标为 .
(2)已知关于的二次函数和,其中的图象经过点.若与互为“对称二次函数”,求函数的表达式;
(3)在(2)的条件下,当时,的最小值为-2,请直接写出的值.
【答案】(1)
(2)解:∵的图象经过点,
∴1=-2×22+4m×2+3m-2
解得:m=1,
∴y1=-2x2+4x+1=-2(x-1)2+3,
∵与互为“对称二次函数”,
∴y1+y2=-2x2+4x+1+ax2+bx+c=(a-2)x2+(b+4)x+c+1=2x2-4x-1,
即
解得:a=4,b=-8,c=-2,
∴y2=4x2-8x-2;
(3)解:的值为2或-1.
【知识点】二次函数的最值;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【解答】(1)∵,
∴它的顶点坐标为,
∴它的“对称二次函数”的顶点坐标为,
故答案为:.
(3)由(2)可知y2=4x2-8x-2=4(x-1)2-6,
∴函数开口向上,对称轴为x=1,
当n≤1≤n+1时,0≤n≤1,最小值为-6;
当n+1<1时,n<0,最小值为-2=4(n+1-1)2-6,解得n=-1;
当n>1时,最小值为-2=4(n-1)2-6,解得n=2;
∴n的值为2或-1.
【分析】(1)二次函数化为顶点式即可求解;
(2)利用 经过点(2,1)解得m=1,再根据与互为“对称二次函数”,即可解答;
(3)根据(2)的条件及结论,得出二次函数向上开口,对称轴为x=1,再分别从n≤1≤n+1、n+1<1、n>1分别解题即可.
17.(2023九上·南关月考)法国数学家韦达在研究一元二次方程时发现:如果关于x的一元二次方程(,)的两个实数根分别为、,那么,.习惯上把这个结论称作“韦达定理”.
(1)方程的两个实数根分别为、,求和的值.
(2)方程的两个实数根分别为、,求的值.
(3)若、为关于x的方程的两个实数根,求的最小值.
【答案】(1)解:,.
(2)解:,.
(3)解:∵方程有两个实数根,
∴,.
∵,,
∴
.
∵,
∴时,有最小值,最小值为.
【知识点】一元二次方程根的判别式及应用;一元二次方程的根与系数的关系(韦达定理);二次函数的最值
【解析】【分析】(1)一元二次方程ax2+bx+c=0的根与系数的关系:,据此求解;
(2)根据根与系数的关系得 ,,再把所求的代数式变形后,整体代入求值;
(3)先根据根的判别式大于等于零求得的取值范围,然后根据根与系数的关系来求 关于m的表达式,通过配方求表达式的 最小值.
18.根据以下素材,探索完成任务。
运用二次函数研究电缆架设问题
素材1 电缆在空中架设时,两端挂起的电缆下垂都可以近似地看成抛物线的形状.如图,在一个斜坡 BD上按水平距离间隔90m架设两个塔柱,每个塔柱固定电缆的位置离地面高度为20m(AB=CD=20m),按如图所示的方式建立平面直角坐标系(x轴在水平方向上).点A,O,E 在同一水平线上,经测量,AO=60m,斜坡BD的坡比为1:10.
素材2 若电缆下垂的安全高度是13.5m,即电缆距离坡面铅直高度的最小值不小于13.5m时,符合安全要求,否则存在安全隐患. (说明:直线GH⊥x轴且分别与直线BD和抛物线相交于点H,G.点G 距离坡面的铅直高度为GH 的长)
任务1 确定电缆形状 求点 D 的坐标及下垂电缆的抛物线的函数表达式.
任务2 判断电缆安全 上述这种电缆的架设是否符合安全要求? 请说明理由.
任务3 探究安装方法 工程队想在坡比为1:8的斜坡上架设电缆,两个塔柱的高度仍为20m,电缆抛物线的形状与任务1相同.若电缆下垂恰好符合安全高度要求,则两个塔柱的水平距离应为多少米?
【答案】解:任务1:如图,作,易证四边形ABFE是矩形,
,
, 斜坡BD的坡比为1:10 ,
,,
,
,
,
,
设抛物线关系式为,
得,解得,
抛物线关系式为,
点D(30,-11),下垂电缆的抛物线的函数表达式为.
任务2:设直线BD的关系式为,
得,解得,
直线BD的关系式为,
设,
,
当时,,
这种电缆的架设不符合安全要求.
任务3:如图,建立直角坐标系,
设,
,
直线BD的关系式为,
,
,
抛物线关系式为,
设,
,
电缆下垂恰好符合安全高度要求,
,解得,
抛物线关系式为,
代入点,得,
解得,
,
两个塔柱的水平距离应为米.
【知识点】二次函数的最值;待定系数法求二次函数解析式;一次函数的性质;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【分析】任务1:作,易证四边形ABFE是矩形,利用矩形的性质分别求得各点坐标,再通过待定系数法求得抛物线关系式.
任务2:设直线BD的关系式为,通过待定系数法求得直线BD的关系式,设,用x表示出GH的长度,再利用二次函数的性质求得当时,GH有最小值小于13.5m,故这种电缆的架设不符合安全要求.
任务3:如图,以点B为原点重新建立直角坐标系,设,则,从而得到直线BD的关系式为,及点A、C的坐标,又电缆抛物线的形状与任务1相同,可得抛物线关系式为,设,表示出GH的长度,再利用二次函数的性质求得GH的最小值,进而解得a的值,最后求得两个塔柱的水平距离.
1 / 1【培优版】2024-2025学年浙教版数学九上1.3二次函数的性质 同步练习
一、选择题
1.(2024·达州)抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于两点,其中一个交点的横坐标大于1,另一个交点的横坐标小于1,则下列结论正确的是( )
A.b+c>1 B.b=2 C.b2+4c<0 D.c<0
2.(2024·新昌模拟)已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0),当y<n时,x的取值范围是t-3<x<1-t,且该二次函数的图象经过点M(3,m2+3),N(d,2m)两点,则d的值不可能是( )
A.-3 B.-1 C.2 D.4
3.(2024·惠城模拟)如图所示,抛物线经过矩形ABCD的三个顶点A,B,D,则点C的坐标为( )
A. B. C. D.
4.(2024·滨江二模)已知二次函数的图象经过点,,.当时,该函数有最大值和最小值,则( )
A.有最大值 B.无最大值 C.有最小值 D.无最小值
5.(2019九上·凤山期中)设一元二次方程 的两根分别为 ,且 ,则
满足( )
A. B.
C. D. 且
6.(2024·南充模拟)如图,抛物线与x轴交于点A(-6,0).点,是抛物线上两点,当t≤x≤t+3时,二次函数最大值记为,最小值记为,设,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.(2024九上·青县期末)如图,把二次函数的图象在x轴上方的部分沿着x轴翻折,得到的新函数叫做的“陷阱”函数.小明同学画出了的“陷阱”函数的图象,如图所示并写出了关于该函数的4个结论,其中正确结论的个数为( )
①图象具有对称性,对称轴是直线; ②由图象得,,;③该“陷阱”函数与y轴交点坐标为;④的“陷阱”函数与的“陷阱”函数的图象是完全相同的.
A.1 B.2 C.3 D.4
8.(2024九上·祁东期末)二次函数的顶点坐标为,其部分图象如图所示,下列结论:①;②③若点,点是函数图象上的两点,则;④关于x的方程无实数根;其中正确结论有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
二、填空题
9.(2023九上·期中)已知二次函数(m为常数)的图象与x轴有交点,且当x<-3时,y随x的增大而增大,则m的取值范围是
10.(2023九上·杭州开学考)如图,在纸片中,,,,点,分别在、边上,连接,将沿翻折,使点落在点的位置,且四边形是菱形.
(1)若点在边上时,则菱形的边长为 ;
(2)连接,则的长的最小值为 .
11.(2023八下·南通期末)如图,在正方形ABCD中,,点E为对角线AC上的动点,以DE为边作正方形DEFG.点H是CD上一点,且,连接GH,则GH的最小值为 .
12.(2023·白碱滩模拟)如图是抛物线图象的一部分,抛物线的顶点坐标为,与x轴的一个交点为,点A和点B均在直线上.①;②;③抛物线与x轴的另一个交点为;④方程有两个不相等的实数根;⑤不等式的解集为.上述五个结论中,其中正确的结论是 (填写序号即可).
三、综合题
13.(2021·镇海模拟)如图,在一次足球比赛中,守门员在地面 处将球踢出,一运动员在离守门员8米的 处发现球在自己头上的正上方4米处达到最高点 ,球落地后又一次弹起.据实验测算,足球在空中运行的路线是一条抛物线,在草坪上弹起后的抛物线与原来的抛物线形状相同,最大高度减少到原来最大高度的一半.
(1)求足球第一次落地之前的运动路线的函数表达式及第一次落地点 和守门员(点 )的距离;
(2)运动员(点 )要抢到第二个落点 ,他应再向前跑多少米?(假设点 、 、 、 在同一条直线上,结果保留根号)
14.(2021九上·台山期末)如图,二次函数的图象与x轴交于A、B两点(点A在点B的右侧),与y轴交于点C.
(1)求点A、B、C的坐标;
(2)若点M在抛物线的对称轴上,且△MAC的周长最小,求点M的坐标;
(3)若点P在x轴上,且△PBC为等腰三角形,请求出所有符合条件的点P的坐标.
15.(2023·南充)如图1,抛物线()与轴交于,两点,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P在抛物线上,点Q在x轴上,以B,C,P,Q为顶点的四边形为平行四边形,求点P的坐标;
(3)如图2,抛物线顶点为D,对称轴与x轴交于点E,过点的直线(直线除外)与抛物线交于G,H两点,直线,分别交x轴于点M,N.试探究是否为定值,若是,求出该定值;若不是,说明理由.
四、实践探究题
16.定义:若两个二次函数的图象关于轴对称,则称互为“对称二次函数”.
(1)已知二次函数,则它的“对称二次函数”的顶点坐标为 .
(2)已知关于的二次函数和,其中的图象经过点.若与互为“对称二次函数”,求函数的表达式;
(3)在(2)的条件下,当时,的最小值为-2,请直接写出的值.
17.(2023九上·南关月考)法国数学家韦达在研究一元二次方程时发现:如果关于x的一元二次方程(,)的两个实数根分别为、,那么,.习惯上把这个结论称作“韦达定理”.
(1)方程的两个实数根分别为、,求和的值.
(2)方程的两个实数根分别为、,求的值.
(3)若、为关于x的方程的两个实数根,求的最小值.
18.根据以下素材,探索完成任务。
运用二次函数研究电缆架设问题
素材1 电缆在空中架设时,两端挂起的电缆下垂都可以近似地看成抛物线的形状.如图,在一个斜坡 BD上按水平距离间隔90m架设两个塔柱,每个塔柱固定电缆的位置离地面高度为20m(AB=CD=20m),按如图所示的方式建立平面直角坐标系(x轴在水平方向上).点A,O,E 在同一水平线上,经测量,AO=60m,斜坡BD的坡比为1:10.
素材2 若电缆下垂的安全高度是13.5m,即电缆距离坡面铅直高度的最小值不小于13.5m时,符合安全要求,否则存在安全隐患. (说明:直线GH⊥x轴且分别与直线BD和抛物线相交于点H,G.点G 距离坡面的铅直高度为GH 的长)
任务1 确定电缆形状 求点 D 的坐标及下垂电缆的抛物线的函数表达式.
任务2 判断电缆安全 上述这种电缆的架设是否符合安全要求? 请说明理由.
任务3 探究安装方法 工程队想在坡比为1:8的斜坡上架设电缆,两个塔柱的高度仍为20m,电缆抛物线的形状与任务1相同.若电缆下垂恰好符合安全高度要求,则两个塔柱的水平距离应为多少米?
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】一元二次方程的根与系数的关系(韦达定理);二次函数图象与系数的关系;二次函数图象与坐标轴的交点问题
【解析】【解答】解:∵抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于两点,分别为(x1,0),(x2,0),且x1<x2,
∴x1-1<0,x2-1>0,
∴(x1-1)(x2-1)<0,
∴x1x2-(x1+x2)+1<0,
由一元二次方程根与系数的关系得:-c-b+1<0,
∴b+c>1.故选项A正确,符合题意;
无法确定b和c的值,故B和D错误;
因为函数与x轴有两个交点,
∴b2-4ac=b2+4c>0,故选项C错误;
故答案为:A.
【分析】抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于两点,分别为(x1,0),(x2,0),且x1<x2,根据题意可得(x1-1)(x2-1)<0,再结合一元二次方程根与系数的关系可判断求解.
2.【答案】D
【知识点】二次函数y=ax²+bx+c的图象;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【解答】解:∵ 二次函数y=ax2+bx+c(a≠0),当y<n时,x的取值范围是t-3<x<1-t,
∴抛物线开口向上,对称轴为直线x==-1,
∵ 该二次函数的图象经过点M(3,m2+3),N(d,2m)两点 ,
∴点M(3,m2+3)关于对称轴的对称点为(-5,m2+3),
∴-5<d<3,
∴d不可能为4.
故答案为:D.
【分析】由y<n时,x的取值范围是t-3<x<1-t, 可确定抛物线开口向上及对称轴,再根据二次函数的性质求解即可.
3.【答案】C
【知识点】矩形的性质;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【解答】解:令y=0,则,
解得,
∴B(-6,0),D(2,0),
令x=0,则,
∴,
∵四边形ABCD为矩形,
∴AB=CD,AB//CD,
∵0-6=-6,,
∴点A到点B的坐标变化为向左平移6个单位,再向下平移个单位,
∴点D到点C的坐标变化为向左平移6个单位,再向下平移个单位,
∴2-6=-4,,
∴.
故答案为:C.
【分析】根据函数图象与性质得到点B(-6,0),D(2,0),的坐标,根据矩形的性质得到点A到点B的坐标变化即为点D到点C的坐标变化,据此即可得到答案.
4.【答案】B
【知识点】二次函数的最值
【解析】【解答】解:∵ 二次函数的图象经过点,,
∴ 对称轴==0,即对称轴为y轴
∴=0,则b=0
∴ 二次函数为
把,代入得
解得a=,c=
∴
∵ 当时,该函数有最大值和最小值,
∴ x=m,函数最大值p=; x=m+1,函数最小值q=;
∴
∵ m≥0
∴ p-q最小值为,无最大值.
故答案为B
【分析】本题考查二次函数的区间最值,对称轴,开口方向,点和函数的关系,求出函数开口方向,对称轴是解题关键。由,得对称轴为y轴;代入点坐标,得;根据所给区间,结合开口方向,对称轴,求出 x=m,函数最大值p=; x=m+1,函数最小值q=;计算 ;结合m≥0,可得 p-q最小值为,无最大值.
5.【答案】D
【知识点】二次函数图象与坐标轴的交点问题
【解析】【解答】解:如图,
令m=0,
则函数y=(x-1)(x-2)的图象与x轴的交点分别为(1,0),(2,0),
故此函数的图象为:
∵m>0,
∴原顶点沿抛物线对称轴向下移动,两个根沿对称轴向两边逐步增大,
∴α<1,β>2.
故答案为:D.
【分析】先令m=0求出函数y=(x-1)(x-2)的图象与x轴的交点,画出函数图象,利用数形结合即可求出α,β的取值范围.
6.【答案】D
【知识点】二次函数的最值;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【解答】解:(1)当点P,Q均在对称轴x=-2左侧时,有-6≤t<-5,,
,则,
∵m随t的增大而减小,-6≤t<-5,∴
(2)当点P在对称轴x=-2左侧,Q在对称轴x=-2右侧时
①若点P距对称轴的距离大于点Q距对称轴的距离时,有-5≤t<-3.5,,
,则,
对称轴:t=-2,在对称轴左侧m随t的增大而减小,∴
②若点P距对称轴的距离小于点Q距对称轴的距离时,
当-3.5≤t≤-3时,,,
则,
对称轴:t=-5,在对称轴左侧m随t的增大而增大,∴
(3)∵-6≤t≤0,∴点P,Q不可能均在对称轴x=-2右侧.
综上可得:,
故答案为:D.
【分析】先求出二次函数的对称轴是直线x=-2,分三种情况讨论:当点P,Q均在对称轴左侧;当点P在对称轴左侧,Q在对称轴右侧时;若点P距对称轴的距离小于点Q距对称轴的距离时,分别根据抛物线的最值列式计算,求解即可.
7.【答案】C
【知识点】二次函数图象与坐标轴的交点问题;二次函数y=ax²+bx+c的图象;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【解答】解:①∵二次函数的图象与x轴的交点为:,,
∴二次函数图象的对称轴为直线,故此说法正确;
②由函数图象可知,原二次函数的顶点坐标为,
∴该二次函数的解析式为:,
把代入得:,
解得:,
∴
,
∴,,,故原说法错误;
③把代入得:,
∴原函数与y轴的交点坐标为,
∵把二次函数的图象在x轴上方的部分沿着x轴翻折,得到的新函数叫做的“陷阱”函数,
∴该“陷阱”函数与y轴交点坐标为,故此说法正确;
④∵,
∴的图象与的图象关于x轴对称,
∴的“陷阱”函数与的“陷阱”函数的图象是完全相同,故此说法正确;
综上分析可知,正确的结论有3个,
故答案为:C
【分析】①根据二次函数与坐标轴的交点问题结合题意进行判断即可求解;②根据题意求出原函数的解析式,进而即可求解;③先根据题意运用二次函数与坐标轴的交点问题求出原函数与y轴的交点,然后得出新的函数与y轴的交点坐标进行判断即可;④先结合题意得到的图象与的图象关于x轴对称,进而即可求解。
8.【答案】C
【知识点】二次函数图象与系数的关系;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【解答】解:二次函数开口往下,
,
对称轴为直线,
,
抛物线与y轴交于正半轴,
,
,故①正确;
抛物线的对称轴为,与x轴的交点在和之间,与x轴的另一个交点在和之间,
当时,,即故②正确;
关于直线的对称点为,且
故③错误
抛物线的顶点坐标为,
抛物线与直线只有一个交点,
抛物线与直线无交点,
方程无实数根,故④正确
综上所述:一共有①②④正确;
故选:C
【分析】利用二次函数的图象与系数的关系可得a、b、c的正负,再利用二次函数的性质逐项判断即可。
9.【答案】
【知识点】二次函数图象与系数的关系;二次函数图象与坐标轴的交点问题;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【解答】解:二次函数(m为常数)的图象与x轴有交点 ,则令得则解得,又因为当x<-3时,y随x的增大而增大 ,且,函数开口向下,则对称轴直线方程:,综上所述
故答案为:.
【分析】本题主要考查二次函数图象的性质.令得则解得又因为当x<-3时,y随x的增大而增大 ,且,函数开口向下,则对称轴直线方程:.
10.【答案】(1)
(2)1
【知识点】二次函数的最值;勾股定理;菱形的性质
【解析】【解答】解:,,,
,,
四边形是菱形,,是等边三角形,,
,又,
设菱形的边长为a,
当点在边上时, 则,即,求得,
设或其延长线交AC于点M,则,,,,当a=1时, 的长的最小值为1.
故答案为:;1.
【分析】由,,得到,根据四边形是菱形,得到,所以,设菱形的边长为a,当点在边上时, 由,求出菱形的边长;
设或其延长线交AC于点M,结合得到,根据二次函数性质求其最小值.
11.【答案】
【知识点】二次函数的最值;勾股定理;三角形全等的判定-ASA
【解析】【解答】解:过点E和点G,分别作CD的垂线,交点分别为M,N;
易证得,;
分别设EM,DM长度为x,y,则由点E为对角线AC上的动点可知,y=8-x ①;
根据勾股定理可知,② ;
将①式代入②式,可得;
根据二次函数性质,GH的最小值为:x=时,此时GH=;
故答案为:.
【分析】过点E和点G,分别作CD的垂线,易证得,,EM,DM长度设为x,y,再根据勾股定理将用x表示HG,则根据二次函数性质,即可得解.
12.【答案】①⑤
【知识点】二次函数图象与系数的关系;二次函数图象与坐标轴的交点问题;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【解答】 ①∵顶点的横坐标∴b=-2a即2a+b=0,结论正确
②;,根据顶点的纵坐标,∴C可以大于0,也可以小于0,
∴结论不正确
③抛物线与x轴的另一个交点为;对称轴是x=1,另外一个交点显然不是(-4,0),而应该是(-2,0),结论不正确
④方程有两个不相等的实数根;方程对应的函数图象是把图中抛物线向上平移3个单位,此时与x轴有一个交点,故结论不正确
⑤不等式的解集为 ,由图可知直线在抛物线上方,就是AB段内,描述正确。
故填: ①⑤
【分析】根据二次函数抛物线的性质、顶点公式进行分析判定。
13.【答案】(1)解:设足球第一次落地之前的运动路线的函数表达式为 ,根据其顶点为 ,过点 得
,
解得: ,
.
当 时, ,
解得: (舍去)或 ,
答:足球第一次落地之前的运动路线的函数表达式为 ,第一次落地点 和守门员(点 的距离为16米
(2)解:设第一次落地之后的运动路线的函数表达式为 ,由题意,得
,
解得 或 (舍去),
.
当 时,
.
解得: 或 .
他应从第一次落地点 再向前跑的距离为:
米.
答:他应再向前跑 米
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;二次函数图象与坐标轴的交点问题
【解析】【分析】(1)由条件可得点M ,根据顶点式可得 ,且过点 可得抛物线解析式,代入y=0可得结果;
(2)设第二次顶点为(m,2)可得 ,且过点B,可得解析式,再令y=0可得结果.
14.【答案】(1)解:令
解得,
∴A , B
令,得,
∴C
∴点A的坐标为,点B的坐标为,点C的坐标为
(2)解:如图,过点C作对称轴l,与抛物线交于点E,连接AE交l于点M
∵点C与点E关于直线l对称,点M在对称轴l上
∴,
∴△MAC的周长
∴当且仅当E、M、A三点共线时,△MAC的周长最小
设直线AE的解析式为,
将坐标代入得
解得
∴直线AE的解析式为
令,得
∴点M坐标为.
(3)解:设P点的坐标为
∵,
∴,,
当△PBC是等腰三角形时,分三种情况求解:
①当时,由题意可得
解得
∴P的坐标为;
②当时,由题意可得
解得或
∴P的坐标为或;
③当时,由题意可得
解得或(不合题意,舍去)
∴P的坐标为;
综上所述,P点的坐标为 或 或 或.
【知识点】二次函数图象与坐标轴的交点问题;等腰三角形的性质;勾股定理;轴对称的应用-最短距离问题;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【分析】(1)由,可求出x=0时y值,y=0时x的值,继而得出A、B、C的坐标;
(2)过点C作对称轴l,与抛物线交于点E,连接AE交l于点M,可得MC=ME,由△MAC的周长,可知当且仅当E、M、A三点共线时,△MAC的周长最小 ,求出直线AE的解析式,并求出x=-1时y值,即得点M坐标;
(3)分三种情况:①当时 , ②当时 , ③当时, 据此分别解答即可.
15.【答案】(1)解:抛物线与x轴交于两点,
,
解得,
故抛物线的解析式为.
(2)解:①如图,过作轴,交抛物线于,过作,交轴于,
四边形是平行四边形,
,
,
解得:,,
;
②如图,在轴的负半轴上取点,过作,交抛物线于,同时使,连接、,过作轴,交轴于,
四边形是平行四边形,
,
在和中,
,
(),
,
,
,
解得:,,
;
如上图,根据对称性:,
③当为平行四边形的对角线时,由①知,点Q在点B的左边,且时,也满足条件,此时点P的坐标仍为;
综上所述:的坐标为或或.
(3)解:是定值,
理由:如图,直线经过,
可设直线的解析式为,
、在抛物线上,
可设,,
,
整理得:,
,,
,
当时,,
,
设直线的解析式为,则有
,
解得,
直线的解析式为,
当时,,
解得:,
,
,
同理可求:,
;
当与对调位置后,同理可求;
故的定值为.
【知识点】待定系数法求一次函数解析式;待定系数法求二次函数解析式;二次函数图象与坐标轴的交点问题;平行四边形的性质;一次函数的性质;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【分析】(1)根据待定系数法求二次函数的解析式即可求解;
(2)分类讨论:①过作轴,交抛物线于,过作,交轴于,先根据平行四边形的性质即可得到,进而即可列出一元二次方程,解方程即可得到点P的坐标;②在轴的负半轴上取点,过作,交抛物线于,同时使,连接、,过作轴,交轴于,先根据平行四边形的性质即可得到,再根据三角形全等的判定与性质即可得到,,进而即可列出一元二次方程,解方程即可得到点P的坐标;③当为平行四边形的对角线时,由①知,点Q在点B的左边,且时,也满足条件,此时点P的坐标仍为,最后总结即可求解;
(3)是定值,先根据题意求出点D的坐标,设直线的解析式为,运用待定系数法求一次函数即得到直线GD的解析式,再运用一次函数的性质即可得到点M的坐标,进而得到EM的长,同理即可得到EN的长,进而即可求解。
16.【答案】(1)
(2)解:∵的图象经过点,
∴1=-2×22+4m×2+3m-2
解得:m=1,
∴y1=-2x2+4x+1=-2(x-1)2+3,
∵与互为“对称二次函数”,
∴y1+y2=-2x2+4x+1+ax2+bx+c=(a-2)x2+(b+4)x+c+1=2x2-4x-1,
即
解得:a=4,b=-8,c=-2,
∴y2=4x2-8x-2;
(3)解:的值为2或-1.
【知识点】二次函数的最值;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【解答】(1)∵,
∴它的顶点坐标为,
∴它的“对称二次函数”的顶点坐标为,
故答案为:.
(3)由(2)可知y2=4x2-8x-2=4(x-1)2-6,
∴函数开口向上,对称轴为x=1,
当n≤1≤n+1时,0≤n≤1,最小值为-6;
当n+1<1时,n<0,最小值为-2=4(n+1-1)2-6,解得n=-1;
当n>1时,最小值为-2=4(n-1)2-6,解得n=2;
∴n的值为2或-1.
【分析】(1)二次函数化为顶点式即可求解;
(2)利用 经过点(2,1)解得m=1,再根据与互为“对称二次函数”,即可解答;
(3)根据(2)的条件及结论,得出二次函数向上开口,对称轴为x=1,再分别从n≤1≤n+1、n+1<1、n>1分别解题即可.
17.【答案】(1)解:,.
(2)解:,.
(3)解:∵方程有两个实数根,
∴,.
∵,,
∴
.
∵,
∴时,有最小值,最小值为.
【知识点】一元二次方程根的判别式及应用;一元二次方程的根与系数的关系(韦达定理);二次函数的最值
【解析】【分析】(1)一元二次方程ax2+bx+c=0的根与系数的关系:,据此求解;
(2)根据根与系数的关系得 ,,再把所求的代数式变形后,整体代入求值;
(3)先根据根的判别式大于等于零求得的取值范围,然后根据根与系数的关系来求 关于m的表达式,通过配方求表达式的 最小值.
18.【答案】解:任务1:如图,作,易证四边形ABFE是矩形,
,
, 斜坡BD的坡比为1:10 ,
,,
,
,
,
,
设抛物线关系式为,
得,解得,
抛物线关系式为,
点D(30,-11),下垂电缆的抛物线的函数表达式为.
任务2:设直线BD的关系式为,
得,解得,
直线BD的关系式为,
设,
,
当时,,
这种电缆的架设不符合安全要求.
任务3:如图,建立直角坐标系,
设,
,
直线BD的关系式为,
,
,
抛物线关系式为,
设,
,
电缆下垂恰好符合安全高度要求,
,解得,
抛物线关系式为,
代入点,得,
解得,
,
两个塔柱的水平距离应为米.
【知识点】二次函数的最值;待定系数法求二次函数解析式;一次函数的性质;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【分析】任务1:作,易证四边形ABFE是矩形,利用矩形的性质分别求得各点坐标,再通过待定系数法求得抛物线关系式.
任务2:设直线BD的关系式为,通过待定系数法求得直线BD的关系式,设,用x表示出GH的长度,再利用二次函数的性质求得当时,GH有最小值小于13.5m,故这种电缆的架设不符合安全要求.
任务3:如图,以点B为原点重新建立直角坐标系,设,则,从而得到直线BD的关系式为,及点A、C的坐标,又电缆抛物线的形状与任务1相同,可得抛物线关系式为,设,表示出GH的长度,再利用二次函数的性质求得GH的最小值,进而解得a的值,最后求得两个塔柱的水平距离.
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