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第11课时 专题二次函数与几何图形的综合问题
第二十二章 二次函数
★二次函数的综合问题中,许多都与几何图形联系起来,面积问题、线段或角的关系问题、特殊三角形的存在性问题、特殊四边形的存在性问题,解题时需要将函数知识、几何知识结合起来,才能解决问题.
类型一:面积问题
例1 如图①,在平面直角坐标系中,抛物线y=-x2+x+c与x轴交于点A和点B,与y轴交于点C(0,),经过点C的直线与抛物线交于另一点E(4,m),点G为抛物线的顶点,抛物线的对称轴与x轴交于点D.
(1)求直线CE的解析式;
解:(1)把C(0,)代入抛物线y=-x2+x+c,得c=,
∴抛物线的解析式为y=-x2+x+,
当x=4时,y=-,
∴E(4,-),
设直线CE的解析式为y=kx+b,
则,解得,
∴直线CE的解析式为y=-x+;
(2)如图②,点P为直线CE上方抛物线上一动点,直线CE与x轴交于点F,连接PF,PC.当四边形OCPF的面积最大时,求点P的坐标以及四边形OCPF面积的最大值.
解:(2)对于y=-x+,
令y=0,得-x+=0,
解得x=,∴F(,0),
如图,过点P作PH∥y轴交CE于点H,
设P(t,-t2+t+),
则H(t,-t+),
∴PH=-t2+t,
∵S△OCF=OC·OF=,
S△CPF=PH·(xF-xC)=-t2+t,
∴S四边形OCPF=S△OCF+S△CPF=-t2+t+=-(t-2)2+,
∵-<0,
∴当t=2时,S四边形OCPF取得最大值,为,此时P(2,).
1.如图1,抛物线y=ax2+bx+3过点A(-1,0),点B(3,0),顶点为C,与y轴相交于点D.点P是该抛物线上一动点,设点P的横坐标为m(0<m<3).
(1)求抛物线的表达式及点C的坐标;
解:(1)将A(-1,0),B(3,0)代入y=ax2+bx+3,
得,解得,
∴抛物线的表达式为y=-x2+2x+3,
∵y=-x2+2x+3=-(x-1)2+4,
∴顶点C的坐标为(1,4);
图1
(2)连接BD,PB,PD,若△PBD的面积为3,求m的值.
解:(2)∵y=-x2+2x+3,令x=0,则y=4,∴D(0,3),
设直线BD的表达式为y=sx+t,
将B(3,0),D(0,3)代入,
得,解得,
∴直线BD的表达式为y=-x+3,
如图,过点P作PQ∥y轴交BD于点Q,
∵点P的横坐标为m,
∴P(m,-m2+2m+3),Q(m,-m+3),∴PQ=-m2+3m,
∴S△PBD=PQ·OB=-m2+m=3,解得m1=1,m2=2,
∴m的值为1或2.
图1
类型二:二次函数与特殊三角形
例2 抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A,B两点,其中点B的坐标为(1,0),与y轴交于点C,直线y=-x-3经过A,C两点.
(1)求抛物线的解析式;
解:(1)对于y=-x-3,
令x=0,则y=-3,令y=0,则x=-3,
∴C(0,-3),A(-3,0),
将A(-3,0),B(1,0),C(0,-3)代入y=ax2+bx+c,
得,解得,
∴抛物线的解析式为y=x2+2x-3;
(2)抛物线的对称轴上是否存在点Q,使得△BCQ为等腰三角形?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,说明理由.
解:(2)存在.
∵抛物线y=x2+2x-3=(x+1)2-4,
∴抛物线的对称轴为直线x=-1,
设Q(-1,m),
由(1)知,B(1,0),C(0,-3),
∴BC2=10,BQ2=m2+4,CQ2=(m+3)2+1=m2+6m+10,
△BCQ为等腰三角形,分3种情况:
①当BQ=BC时,m2+4=10,
解得m1=,m2=-,
∴Q1(-1,),Q2(-1,-);
②当CQ=BC时,m2+6m+10=10,
解得m1=0,m2=-6,
∴Q3(-1,0),Q4(-1,-6),
当Q(-1,-6)时,点B、C、Q三点共线,故舍去;
③当BQ=CQ时,m2+4=m2+6m+10,
解得m=-1,∴Q5(-1,-1),
综上所述,满足条件的点Q的坐标为(-1,)或(-1,-)或(-1,0)或(-1,-1).
2.已知二次函数y=ax2+bx+c的图象过点A(-1,0),B(3,0),且与y轴交于点C(0,-3).
(1)求二次函数的表达式及图象顶点D的坐标;
解:(1)由题意设二次函数的表达式为y=a(x+1)(x-3),
将C(0,-3)代入,得a·(-3)=-3,
解得a=1,
∴二次函数的表达式为y=(x+1)(x-3)=x2-2x-3=(x-1)2-4,
∴D(1,-4);
解:(2)存在.
由(1)知抛物线的对称轴为直线x=1,设E(1,m),
∵A(-1,0),C(0,-3),∴AC2=10,AE2=4+m2,CE2=1+(m+3)2,△ACE为直角三角形,分3种情况:
①当∠EAC=90°时,AE2+AC2=CE2,
∴14+m2=1+(m+3)2,解得m=,∴E1(1,);
②当∠ACE=90°时,AC2+CE2=AE2,
∴11+(m+3)2=4+m2,解得m=-,∴E2(1,-);
(2)在此抛物线的对称轴上是否存在点E,使△ACE为直角三角形?若存在,试求出点E的坐标;若不存在,请说明理由.
③当∠AEC=90°时,AE2+CE2=AC2,
∴5+m2+(m+3)2=10,解得m=-1或-2,
∴E3(1,-1),E4(1,-2),
综上所述,点E的坐标为(1,)或(1,-)或(1,-1)或(1,-2).
类型三:二次函数与特殊四边形
例3 如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于A、B两点,点B的坐标为(3,0),与y轴交于点C(0,-3),点P是直线BC下方抛物线上的一个动点.
(1)求二次函数的解析式;
解:(1)将B(3,0),C(0,-3)代入y=x2+bx+c,
得,解得,
∴二次函数的解析式为y=x2-2x-3;
(2)连接PO,PC,并将△POC沿y轴对折,得到四边形POP'C,则是否存在点P,使四边形POP'C为菱形?若存在,求出此时点P的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(2)存在,
如图,连接PP'交y轴于点E,
∵四边形POP'C为菱形,
∴PP'⊥OC,OE=CE=OC,
∵C(0,-3),∴E(0,-),
∴点P的纵坐标为-,
∵点P在二次函数y=x2-2x-3的图象上,
∴x2-2x-3=-,
解得x=,
∵点P在直线BC下方的抛物线上,
∴0<x<3,∴x=,
∴P(,-).
3.如图2,在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=-x2+2x+3与x轴交于A,B两点,点M在这条抛物线上,点P在y轴上,如果以点P、M、A、B为顶点的四边形是平行四
边形,求点M的坐标.
图2
解:∵抛物线y=-x2+2x+3与x轴交于A,B两点,
∴A(-1,0),B(3,0),
设M(m,n),
①当AB为对角线时,有3-1=m+0,∴m=2,
则n=-22+2×2+3=3,∴M(2,3);
②当AP为对角线时,有-1+0=m+3,∴m=-4,
则n=-(-4)2+2×(-4)+3=-21,
∴M(-4,-21);
③当AM为对角线时,有-1+m=3+0,∴m=4,
则n=-42+2×4+3=-5,∴M(4,-5),
综上所述,满足条件的点M的坐标为(2,3)或(-4,-21)或(4,-5).
图2
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第9课时 专题二次函数的图象与系数的关系
第二十二章 二次函数
★(1)a决定图象的开口方向:当a>0时,图象开口向上;当a<0时,图象开口向下.
(2)c决定图象与y轴交点的位置:当c>0时,图象与y轴的正半轴相交;当c=0时,图象过原点;当c<0时,图象与y轴的负半轴相交.
(3)a、b共同决定图象的对称轴位置:当a、b同号时,对称轴x=-在y轴的左侧;当a、b异号时,对称轴x=-在y轴的右侧;当b=0时,对称轴就是y轴.
特别注意对称轴与直线x=1或x=-1的位置关系.
(4)b2-4ac决定图象与x轴的交点个数:当b2-4ac>0时,图象与x轴有两个交点;当b2-4ac=0时,图象与x轴有一个交点;当b2-4ac<0时,图象与x轴没有交点.
(5)当x=1时,y=a+b+c;当x=-1时,y=a-b+c;当x=2时,y=4a+2b+c;当x=-2时,y=4a-2b+c,这些也是判断图象问题时常用的关系式.
例 抛物线y=ax2+bx+c经过点(-2,0),且对称轴为直线x=1,其部分图象如图所示.对于此抛物线有以下结论:①abc<0;②4ac-b2>0;③9a+3b+c>0;④b+2a=0;⑤若a+b+c>3,则抛物线y=ax2+bx+c-3与x轴无交点.其中正确结论的序号是 .
解:∵抛物线开口向下, ∴a<0,
∵抛物线对称轴为直线x=-=1,
∴b=-2a>0,即2a+b=0,④正确;
∵抛物线与y轴的交点在x轴上方,
∴c>0, ∴abc<0,①正确;
∵抛物线与x轴有2个交点,
∴b2-4ac>0,即4ac-b2<0,②不正确;
∵抛物线经过(-2,0),对称轴为直线x=1,
∴抛物线经过(4,0),
∴当x=3时,y=9a+3b+c>0,③正确;
∵抛物线对称轴为直线x=1,
∴抛物线顶点坐标为(1,a+b+c),
∵a+b+c>3,
∴抛物线向下平移3个单位得到的抛物线y=ax2+bx+c-3的顶点在x轴上方,
∴抛物线y=ax2+bx+c-3与x轴有2个交点,⑤不正确,
故答案为:①③④.
1.已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象如图1所示,有下列结论:①abc>0;②-b<a+c;③4a+2b+c>0;④b2-4ac>0,其中正确的有( C )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
图1
C
2.二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的部分图象如图2所示,图象过点(-1,0),对称轴为直线x=1,下列结论:①a-b+c=0;
②a>b;③2a+b=0;④当y>0时,-1<x<3,其中正确的有( C )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
图2
C
3.二次函数y=ax2+bx+c的图象如图3所示,有下列结论:①abc<0;②2a+b=0;③3b-2c<0;④am2+bm a+b(m为实数),其中正确的有( C )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
图3
C
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第5课时 二次函数y=a(x-h)2+k的图象与性质(三)
第二十二章 二次函数
★二次函数y=a(x-h)2+k的图象与抛物线y=ax2形状相同,只是位置不同,可由抛物线y=ax2平移得到,当h>0时,先 向右 平移|h|个单位;当h<0时,先 向左 平移|h|个单位;当k>0时,再 向上 平移|k|个单位;当k<0时,再 向下 平移|k|个单位.
★二次函数y=a(x-h)2+k的图象性质:①当a>0时,开口 向上 ,当a<0时,开口 向下 ;②对称轴是直线 x=h ;③顶点坐标是 (h,k) .
若a>0,当x<h时,y随x的增大而减小;当x>h时,y随x的增大而增大;
若a<0,当x<h时,y随x的增大而增大;当x>h时,y随x的增大而减小.
向右
向左
向上
向下
向上
向下
x=h
(h,k)
例1 在同一坐标系内,画出函数y=2x2和y=2(x-1)2+1的图象,并指出其开口方向、对称轴和顶点坐标,结合图象说出它们的关系.
解:如图所示,
函数y=2x2图象的开口向上,对称轴是y轴,顶点坐标为(0,0);
函数y=2(x-1)2+1图象的开口向上,对称轴是直线x=1,顶点坐标为(1,1);
函数y=2(x-1)2+1的图象是由函数y=2x2的图象向上平移1个单位长度,再向右平移1个单位长度得到的.
1.抛物线y=(x+1)2+1的对称轴是 直线x=-1 .
2.抛物线y=-x2向左平移1个单位,再向下平移1个单位后的抛物线的解析式是
y=-(x+1)2-1 .
3.二次函数y=2(x-4)2+2图象的顶点坐标是 (4,2) .
直线x=-1
y=-(x+1)2-1
(4,2)
(1)用列表描点法,画出这个函数的图象;
解:(1)列表如下:
x … -1 0 1 2 3 …
y … 0 3 4 3 0 …
描点、连线,如图所示;
4.已知二次函数y=-(x-1)2+4,
(2)直接写出当y>0时,x的取值范围.
解:(2)由图可知,当y>0时,x的取值范围为-1<x<3.
例2 某公园要修建一个截面抛物线形的拱门,其最大高度为4.5米,宽度OP为6米,现以地面(OP所在的直线)为x轴建立如图所示的平面直角坐标系.
(1)求抛物线的解析式;
解:(1)由题意知抛物线的顶点坐标为(3,4.5),
设抛物线的解析式为y=a(x-3)2+4.5,
∵抛物线过点(6,0),
∴0=9a+4.5,解得a=-,
∴抛物线的解析式为y=-(x-3)2+4.5=-x2+3x(0≤x≤6);
(2)公园想在抛物线拱门距地面3米处钉两个钉子以便拉一条横幅,请计算该横幅的宽度.
解:(2)当y=3时,-x2+3x=3,
解得:x1=3-,x2=3+,
∴该横幅的宽度为3+-3+=2米.
5.如图,抛物线y=(x-1)2-4的图象与x轴交于A、B两点,与y轴交于点D,抛物线的顶点为C,连接AD,BD,AC,BC.
(1)求△ABD的面积;
(1)令x=0,得y=-3,
∴D(0,-3),∴OD=3,
∴S△ABD=AB·OD=×4×3=6;
解:令y=0,得x=3或-1,
∴A(-1,0),B(3,0),
∴AB=4,
(2)求△ABC的面积.
(2)由y=(x-1)2-4知,顶点C的坐标为(1,-4),
∴S△ABC=AB·|yC|=×4×4=8.
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第7课时 二次函数y=ax2+bx+c的图象与性质(二)
第二十二章 二次函数
★待定系数法求二次函数的表达式的步骤:
① 先设出二次函数的一般形式 ;
② 代入解析式得出方程或方程组 ;
③ 解方程或方程组求出待定系数a,b,c的值 ;
④ 写出该函数的解析式 .
★在二次函数待定系数法的应用过程中,应根据条件灵活选取适当的函数形式,主要的形式有两种:
先设出二次函数的一般形式
代入解析式得出方程或方程组
解方程或方程组求出待定系数a,b,c的值
写出该函数的解析式
①一般式: y=ax2+bx+c ;
②顶点式: y=a(x-h)2+k .
y=ax2+bx+c
y=a(x-h)2+k
例1 已知二次函数y=ax2+bx+c的图象经过A(0,3)、B(1,0)、C(-1,8)三点.
(1)求二次函数的解析式;
【分析】(1)把A、B、C三点的坐标代入得到关于a、b、c的方程组,然后解方程组求出a、b、c的值即可得到二次函数的解析式;
解:(1)把A(0,3)、B(1,0)、C(-1,8)代入y=ax2+bx+c,
得,解得,
∴二次函数的解析式为y=x2-4x+3;
(2)如果这个二次函数的图象与x轴的另一个交点为D,求△ABD的面积.
【分析】(2)令y=0,解出x的值,即可确定点D的坐标,然后根据三角形面积公式求解.
(2)当y=0时,x2-4x+3=0,
解得:x1=1,x2=3,∴D(3,0),
∴S△ABD=×3×(3-1)=3.
1.抛物线y=2x2-4x+c经过点(2,-3),则c的值为( C )
A.-1 B.-2 C.-3 D.2
2.已知二次函数y=ax2+4x+c,当x=-2时,函数值是-1;当x=1时,函数值是5,则此二次函数的表达式为( A )
A.y=2x2+4x-1 C.y=-2x2+4x+1
B.y=x2+4x-2 D.y=2x2+4x+1
C
A
3.抛物线与x轴交于A(-1,0)、B(3,0)两点,与y轴交于点C(0,3),则抛物线的函数关系式为 y=-x2+2x+3 .
4.抛物线y=ax2+bx+c经过A(-2,7),B(0,-1),C(3,2)三点,则抛物线y=ax2+bx+c的解析式为 y=x2-2x-1 .
y=-x2+2x+3
y=x2-2x-1
5.已知抛物线y=x2+px+q,当x=1时,y=4;当x=2时,y=-5.
(1)求抛物线的解析式;
解:(1)∵当x=1时,y=4,当x=2时,y=-5,
∴,解得,
∴抛物线的解析式为y=x2-12x+15;
(2)求抛物线的顶点坐标和对称轴.
解:(2)∵y=x2-12x+15=(x-6)2-21,
∴抛物线的顶点坐标是(6,-21),对称轴为直线x=6.
例2 “已知二次函数y=x2+bx+c的图象经过点A(c,-2),■■■,求证:这个二次函数图象的对称轴是直线x=3.”题目中的矩形框部分是一段墨水污染了无法辨认的文字.
(1)根据已知和结论中现有的信息,你能否求出题中的二次函数解析式?若能,请写出求解过程;若不能,请说明理由;
【分析】(1)先根据对称轴公式求出b的值,再把点A的坐标代入解析式中得到关于c的一元二次方程,解该方程即可求出c的值,从而求得二次函数的解析式;
解:(1)能.由对称轴x=-=3,
解得b=-3,
∵图象经过点A(c,-2),
∴c2-3c+c=-2,解得c=2,
∴二次函数解析式为y=x2-3x+2;
(2)请你根据已有的信息,在原题中的矩形框中,填上一个适当的条件,把原题补充完整.
【分析】(2)根据(1)中所求的函数解析式可写出图象上另一个点的坐标.
∴二次函数解析(2)补:点B(0,2).(答案不唯一)
6.二次函数y=ax2+bx+c,当x=2时,y取得最大值,为-4,且它的图象还经过点(1,-7),则二次函数的表达式为( A )
A.y=-3x2+12x-16
B.y=-3x2+12x-8
C.y=3x2+12x-16
D.y=3x2+12x-8
A
7.已知一个二次函数的图象与抛物线y=-2x2+3的开口大小、方向完全相同,且顶点坐标为(2,-1),则该二次函数的表达式为 y=-2x2+8x-9 .
8.已知二次函数y=-2x2+mx+m的图象如图1所示,且OA=OC,则m= .
图1
y=-2x2+8x-9
9.已知抛物线y=ax2+bx+c经过点A(-2,7)、B(6,7)、C(3,-8),则其对称轴为 直线x=2 ,该抛物线的解析式为 y=x2-4x-5 .
10.求图象经过点A(1,0),B(0,-3),且对称轴是直线x=2的二次函数的解析式.
解:设二次函数的解析式为y=ax2+bx+c,
由题意得,解得,
∴二次函数的解析式为y=-x2+4x-3.
直线x=2
y=x2-4x-5
11.如图2,已知抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(-1,0),B(3,0),与y轴交于点C(0,3).
(1)求该抛物线的解析式;
解:(1)由题意得:
,解得,
∴y=-x2+2x+3;
图2
(2)点E是线段BC上方的抛物线上一个动点,求△BEC面积的最大值;
解:(2)如图,作EF∥y轴交BC于点F,
∵B(3,0),C(0,3),∴直线BC的解析式为y=-x+3,
设E(m,-m2+2m+3),则F(m,-m+3),
∴EF=-m2+2m+3+m-3=-m2+3m,
∴S△BEC=EF·OB=(-m2+3m)×3=-(m-)2+,
∴当m=时,△BEC的面积取最大值,为;
图2
(3)点P是抛物线的对称轴上一个动点,当△APC是直角三角形时,求点P的坐标.
解:(3)设P(1,n),
∵A(-1,0)、C(0,3),∴AC2=10,AP2=4+n2,
CP2=1+(n-3)2=n2-6n+10,
①当∠PAC=90°时,AC2+AP2=CP2,
即10+4+n2=n2-6n+10,解得n=-,∴P(1,-);
②当∠ACP=90°时,AC2+CP2=AP2,
即10+n2-6n+10=4+n2,解得n=,∴P(1,);
③当∠APC=90°时,AP2+CP2=AC2,
即4+n2+n2-6n+10=10,
解得n=1或2,∴P(1,1)或P(1,2),
∴综上所述,符合条件的点P的坐标是(1,-)或(1,)或(1,1)或(1,2).
图2
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第12课时 实际问题与二次函数(一)
第二十二章 二次函数
★列二次函数解决与几何图形有关的最值问题,应设图形一边长为 自变量 ,根据几何图形有关的 公式 列出函数关系式,再利用二次函数的性质求得最值,要注意函数自变量的 取值范围 .
自变量
公式
取值范围
例 用6米的铝合金型材料做个如图所示的“日”字形矩形窗框,应做成长、宽各多少米,才能使做成的矩形窗框透光面积S(平方米)最大?最大透光面积是多少?设矩形窗框的宽为x米.(铝合金型材料宽度忽略不计)
解:由题意得窗框的长为=(3-x)米,
则S=x(3-x)=-(x-1)2+,
∴当x=1时,Smax=,
∴应做成长为米、宽为1米,才能使透光面积最大,最大透光面积是平方米.
1.用20cm长的绳子围成一个矩形,若这个矩形的一边长为xcm,面积是Scm2,则S与x之间的函数关系式为( C )
A.S=x(20-x) B.S=x(20-2x)
C.S=x(10-x) D.S=2x(10-x)
2.如图1是一边靠围墙,其他三边用总长为40米的铁栏杆围成的一个矩形花圃,设矩形的边AB为x米,面积为S平方米,若要使矩形面积最大,则x的值为( A )
A.10 B.15 C.20 D.25
图1
C
A
3.如图2,农贸市场拟建两间矩形储藏室,储藏室的一面靠墙(墙长30m),中间用一面墙隔开,已知建筑材料可建墙的长度为42m,则这两间矩形储藏室的总占地面积的最大值为 147 m2.
图2
147
4.如图3是某小区一边利用足够长的墙,另三边用18米的篱笆围成的一个四边形花坛ABCD,其中∠ABC=∠BCD=90°,且BC=2AB.设AB边的长为x米,四边形ABCD的面积为S平方米.
(1)请直接写出S与x之间的函数关系式;(不要求写出自变量x的取值范围)
解:(1)由题意得BC=2x米,CD=(18-3x)米,
∴S=(x+18-3x)·2x=-2x2+18x;
图3
(2)当x的值为多少时,四边形ABCD的面积最大?最大面积是多少?
解:(2)S=-2x2+18x=-2(x-)2+,
∵-2<0,∴当x=时,S的值最大,最大面积是平方米.
5.如图4,在△ABC中,∠B=90°,AB=12米,BC=24米,动点P从点A开始沿边AB向点B以2米/秒的速度移动(不与点B重合),动点Q从点B开始沿BC向点C以4米/秒的速度移动(不与点C重合).如果点P、Q分别从点A、B同时出发,设移动时间为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,并直接写出自变量x的取值范围;
解:(1)由题意得,PB=(12-2x)米,BQ=4x米,
∵S△ABC=×12×24=144,
S△PBQ=PB·BQ=·4x(12-2x),
∴y=S△ABC-S△PBQ=4x2-24x+144,
由,解得x<6,
∴0<x<6,
∴y=4x2-24x+144(0<x<6);
图4
(2)当x的值为多少时,y的值最小?最小值是多少?
解:(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.
图4
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第3课时 二次函数y=a(x-h)2+k的图象与性质(一)
第二十二章 二次函数
★二次函数y=ax2+k的图象与抛物线y=ax2的开口方向、大小 完全相同 ,对称轴都是 y轴 ,只是位置不同,可由抛物线y=ax2上下平移得到.
当k>0时,抛物线y=ax2向上平移|k|个单位,得到y=ax2+k的图象;当k<0时,抛物线y=ax2向下平移|k|个单位,得到y=ax2+k的图象.
★抛物线y=ax2+k的性质:若a>0,则开口 向上 ,对称轴是y轴,顶点坐标为 (0,k) ,当x>0时,y随x的增大而 增大 ,当x<0时,y随x的增大而 减小 ;若a<0,则开口 向下 ,对称轴是y轴,顶点坐标为 (0,k) ,当x>0时,y随x的增大而 减小 ,当x<0时,y随x的增大而 增大 .
完全相同
y轴
向上
(0,k)
增大
减
小
向下
(0,k)
减小
增大
例1 画出函数y=-x2+2与y=x2-2的图象,并指出其开口方向、对称轴和顶点坐标,及两个图象之间的关系.
解:如图所示,
函数y=-x2+2的图象开口向下、顶点坐标为(0,2),对称轴是y轴;函数y=x2-2的图象开口向上、顶点坐标为(0,-2),对称轴是y轴.
这两个图象之间的关系:形状和大小相同,开口方向相反,两个图象关于x轴对称.
1.函数y=x2+1的图象大致是( B )
A
B
C
D
2.下列函数的图象开口向上的有( D )
①y=-5x2+1;②y=x2+2;③y=-3+x2;④y=x2+2.
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
B
D
3.函数y=x2,y=x2+3,y=x2-2.
(1)画出图象;
解:(1)如图所示;
(2)指出开口方向、对称轴和顶点坐标;
解:(2)y=x2的图象开口向上,对称轴为y轴,顶点坐标为(0,0);
y=x2+3的图象开口向上,对称轴为y轴,顶点坐标为(0,3);
y=x2-2的图象开口向上,对称轴为y轴,顶点坐标为(0,-2);
(3)试说出函数y=x2+5的图象的开口方向、对称轴和顶点坐标.
解:(3)y=x2+5的图象的开口向上,对称轴为y轴,顶点坐标为(0,5).
例2 (1)把抛物线y=x2向下平移4个单位,所得的抛物线为 ;
答案:(1)y=x2-4;
(2)把抛物线y=x2-3向上平移5个单位,所得的抛物线为 .
答案:(2)y=x2+2.
4.要将抛物线y=x2平移得到抛物线y=x2+5,则下列平移方法正确的是( A )
A.向上平移5个单位
B.向下平移5个单位
C.向左平移5个单位
D.向右平移5个单位
A
5.把抛物线y=2x2-1向上平移一个单位长度后,所得抛物线的解析式为 y=2x2 .
y=2x2
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第6课时 二次函数y=ax2+bx+c的图象与性质(一)
第二十二章 二次函数
★二次函数y=ax2+bx+c通过配方可化为 y=a(x+)2+ ,因此,抛物线y=ax2+bx+c的对称轴是直线 x=- ,顶点坐标是 (-, .
★二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)图象的性质:
y=a(x+)2+
x=-
(-, )
(1)若a>0,则开口 向上 ,当 x<- 时,y随x的增大而减小;当 > - 时,y随x的增大而增大;当 x=- 时,y有最 小 值,为 ;
向上
x<-
x>-
x=-
小
(2)若a<0,则开口 向下 ,当 x>- 时,y随x的增大而减小;当 x<- 时,y随x的增大而增大;当 x=- 时,y有最 大 值,为 .
向下
x>-
x
<-
x=-
大
例1 已知二次函数y=-x2+6x-10.
(1)利用配方法将它化为y=a(x-h)2+k的形式;
解:(1)y=-x2+6x-10=-(x2-12x+36)+18-10=-(x-6)2+8;
(2)写出其图象的开口方向、对称轴和顶点坐标;
解:(2)二次函数图象开口向下,对称轴为直线x=6,顶点坐标为(6,8);
(3)画出其图象,并写出其图象与二次函数y=-x2的图象的关系.
解:(3)函数图象如图所示,
函数y=-x2的图象向右平移6个单位,再向上平移8个单位即可得到函数y=-x2+6x-10的图象.
1.与抛物线y=2x2+3x+1形状相同的抛物线的解析式为( D )
A.y=1+x2 B.y=(2x+1)2
C.y=(x-1)2 D.y=-2x2
2.抛物线y=2x2-4x-2的对称轴是( A )
A.直线x=1 B.直线x=-1
C.直线x=0 D.直线y=1
3.将二次函数y=-x2-x+3化成y=a(x-h)2+k的形式是 y=-(x+2)2+ ,该函数图象的顶点坐标是 (-2,4) .
D
A
y=-(x+2)2+4
(-2,4)
4.通过配方,确定抛物线y=-2x2+4x+6的开口方向、对称轴、顶点坐标,再描点、连线、画图.
解:y=-2x2+4x+6=-2(x-1)2+8,
抛物线开口向下,对称轴为直线x=1,顶点坐标为(1,8),
当x=-1或3时,y=0,
当x=0或2时,y=6,
描点,连线,画图如图所示.
例2 如图,已知二次函数y=x2+ax+3的图象经过点P(-2,3).
(1)求a的值和图象的顶点坐标;
【分析】(1)把P(-2,3)代入y=x2+ax+3中,即可求出a,再写出顶点坐标;
解:(1)把P(-2,3)代入y=x2+ax+3,
得4-2a+3=3,解得a=2,
∴y=x2+2x+3=(x+1)2+2,
∴图象的顶点坐标为(-1,2);
【分析】(2)把m=2代入解析式即可求n的值,由点Q到y轴的距离小于2,可得-2<m<2,结合图象求n的取值范围.
解: (2)①当m=2时,n=22+2×2+3=11;
②∵点Q到y轴的距离小于2,
∴|m|<2,∴-2<m<2,
由图可得,2≤n<11.
(2)点Q(m,n)在该二次函数图象上.
①当m=2时,求n的值;
②若点Q到y轴的距离小于2,请根据图象直接写出n的取值范围.
5.一次函数y=kx-3的图象与二次函数y=x2+2x+c的图象交于点A(2,1),则k,c的值分别为( C )
A.2,7 B.-1,7
C.2,-7 D.-1,-7
6.二次函数y=ax2+x+c2(a≠0)的大致图象可能是( A )
A
B
C
D
C
A
7.已知抛物线y=x2-4x+h的顶点A在直线y=-4x-1上,则点A的坐标为 ( 2, .
8.已知抛物线y=x2-x+5.
(2,-9)
(1)求该抛物线的顶点坐标;
解:(1)∵y=x2-x+5= (x-1)2+,
∴该抛物线的顶点坐标是(1,);
(2)判断点P(-2,5)是否在该抛物线上,请说明理由.
解:(2)点P(-2,5)不在该抛物线上,
理由:当x=-2时,
y=×(-2)2-(-2)+5=9,
∴点P(-2,5)不在该抛物线上.
9.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2-2x过A(-1,m),B(4,n)两点.
(1)求直线AB的解析式;
解:(1)把x=-1和x=4分别代入抛物线解析式y=x2-2x,
得m=3,n=8,
∴A(-1,3),B(4,8),
设直线AB的解析式为y=kx+b,
把A(-1,3),B(4,8)代入,
得,解得,
∴直线AB的解析式为y=x+4;
②设平移后抛物线与y轴交于点C,且S△ABC=3S△ABO.
(2)平移抛物线,求同时满足以下两个条件的平移后的抛物线的解析式:
①平移后抛物线的顶点在直线AB上;
解:(2)当x=0时,y=0+4=4,
∴直线AB与y轴的交点坐标为(0,4),
设平移后抛物线的顶点坐标为(t,t+4),
则平移后的抛物线的解析式为y=(x-t)2+t+4,
当x=0时,y=(0-t)2+t+4=t2+t+4,∴C(0,t2+t+4),
∵S△ABC=3S△ABO,
S△ABO=×4×(4+1)=10,
∴S△ABC=·|t2+t+4-4|·(4+1)=30,
∴|t2+t|=12,
∵方程t2+t=-12没有实数解,
∴t2+t=12,解得:t1=-4,t2=3,
∴平移后的抛物线的解析式为y=(x+4)2或y=(x-3)2+7.
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第15课时 《二次函数》单元小结与复习
第二十二章 二次函数
例1 已知二次函数y=ax2+bx+c的y与x的部分对应值如表:
x -1 0 2 3 4
y 5 0 -4 -3 0
下列结论:①抛物线的开口向上;②抛物线的对称轴为直线x=2;③当0<x<4时,y>0;④抛物线与x轴的两个交点间的距离是4;⑤若A(x1,2),B(x2,3)是抛物线上的两点,则x1<x2,其中正确的个数是( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
解:设抛物线的解析式为y=ax(x-4),把(-1,5)代入,得5=a×(-1)×(-1-4),
解得a=1,
∴抛物线的解析式为y=x2-4x,①正确;
抛物线的对称轴为直线x=2,②正确;
∵抛物线与x轴的交点坐标为(0,0),(4,0),
∴当0<x<4时,y<0,③错误;
抛物线与x轴的两交点的距离是4,④正确;
若A(x1,2),B(x2,3)是抛物线上的两点,则x2<x1或x1<x2,⑤错误.故选B.
1.二次函数y=x2+2x+2的图象是一条抛物线,则下列说法不正确的是( B )
A.抛物线开口向上
B.抛物线的顶点坐标是(1,1)
C.抛物线与x轴没有交点
D.当x>-1时,y随x的增大而增大
B
2.将抛物线y=5(x-1)2+1先向上平移2个单位长度,再向右平移3个单位长度,所得抛物线的解析式为( C )
A.y=5(x+2)2+3
B.y=5(x-4)2-1
C.y=5(x-4)2+3
D.y=5(x-3)2+4
3.若点A(1,y1),B(2,y2)在抛物线y=-(x+1)2+2上,则下列结论正确的是( A )
A.2>y1>y2 B.2>y2>y1
C.y1>y2>2 D.y2>y1>2
C
A
4.已知二次函数y=ax2+bx+c的图象如图1所示,对称轴为直线x=1,有下列结论:①abc<0;②b2>4ac;③4a+2b+c<0;④2a+b=0.其中正确的结论有 ①②④ .(填序号)
图1
①②
④
例2 如图,已知抛物线经过A(-3,0),B(0,3)两点,且其对称轴为直线x=-1.
(1)求此抛物线的解析式;
解:(1)由题意,设抛物线的解析式为y=a(x-1)(x+3),
把B(0,3)代入,得3=-3a,
解得a=-1,
∴抛物线的解析式为y=-x2-2x+3;
(2)若点P是抛物线上点A与点B之间的动点(不包括点A,点B),求△PAB面积的最大值,并求出此时点P的坐标.
解:(2)设直线AB的解析式为y=kx+b,
将A(-3,0),B(0,3)代入,
得,解得,
∴直线AB的解析式为y=x+3,
如图,作PM∥y轴交AB于点M,
设P(x,-x2-2x+3),则M(x,x+3),
∴PM=-x2-2x+3-(x+3)=-x2-3x,
∴S△PAB=(-x2-3x)×3=-(x+)2+,
∴当x=-时,S△PAB的值最大,为,
∴△PAB面积的最大值为,此时点P的坐标为(-,).
5.如图2,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A、B两点,点A在x轴的负半轴,点B在x轴的正半轴,与y轴交于点C,且CO=2AO,CO=BO,AB=3,则下列判断中正确的是( C )
A.此抛物线的解析式为y=x2+x-2
B.当x>0时,y随着x的增大而增大
C.此抛物线与直线y=-只有一个交点
D.在此抛物线上的某点M,使△MAB的面积等于4,这样的点共有三个
图2
C
6.如图3,二次函数y=x2与一次函数y=2x+1的图象相交于A、B两点,点C是线段AB上一动点,点D是抛物线上一动点,且CD平行于y轴,在移动过程中CD的最大长度为 2 .
图3
2
例3 贫困户老王在精准扶贫工作队的帮扶下,在一片土地上种植了优质水果蓝莓,经核算,种植成本为18元/千克.今年正式上市销售,通过30天的试销发现:第1天卖出20千克,以后每天比前一天多卖4千克,销售价格y(元/千克)与时间x(天)之间满足如表所示的关系:(x为整数)
时间x(天) 1≤x<20 20≤x≤30
销售价格y(元/千克) -0.5x+38 25
(1)试销中销售量p(千克)与时间x(天)之间的函数关系式为 ;
解:(1)p=4x+16;
(2)求销售蓝莓第几天时,当天利润w(元)最大?最大利润是多少元?
解:(2)①当1≤x<20时,w=(-0.5x+38-18)(4x+16)=-2(x-18)2+968,
∴此时当x=18时,w的值最大,为968;
②当20≤x≤30时,w=(25-18)(4x+16)=28x+112,
∴此时当x=30时,w的值最大,为952,
综上所述,第18天时,当天利润最大,最大利润是968元;
(3)求试销的30天中,当天利润不低于870元的天数共有几天?
解:(3)当1≤x<20时,令-2(x-18)2+968=870,解得x1=25,x2=11,
∵-2<0,∴当11≤x<20时,w≥870,
∵x为正整数,
∴有9天利润不低于870元;
当20≤x≤30时,令28x+112≥870,
解得:x≥27,∴27≤x≤30,
∵x为正整数,
∴有3天利润不低于870元,
∴9+3=12天,
综上所述,当天利润不低于870元的天数共有12天.
7.如图4,某幢建筑物从2.25米高的窗口A用水管向外喷水,喷的水流呈抛物线型(抛物线所在平面与墙面垂直),若抛物线的最高点M离墙1米,离地面3米,则水流下落点B离墙的距离OB的长为( B )
A.2.5米 B.3米
C.3.5米 D.4米
图4
B
8.从地面竖直向上先后抛出两个小球,小球的高度h(米)与运动时间t(秒)之间的函数关系式为h=-(t-3)2+40,若后抛出的小球经过2.5秒比先抛出的小球高米,则抛出两个小球的间隔时间是( B )
A.1秒 B.1.5秒
C.2秒 D.2.5秒
B
9.某超市对进价为10元/千克的某种苹果的销售情况进行统计,发现每天销售量y(千克)与销售价x(元/千克)之间的函数关系如图5所示,则最大利润是( C )
A.180元 B.190元
C.200元 D.220元
图5
C
10.如图6,△OAB的OA边在x轴上,其中点B的坐标为(3,4),且OB=BA.
(1)求经过A,B,O三点的抛物线的解析式;
解:(1)∵B(3,4),且OB=BA,∴A(6,0),
设抛物线的解析式为y=ax(x-6),
将(3,4)代入,得4=-9a,
∴a=-,∴y=-x(x-6)=-(x-3)2+4;
图6
(2)将(1)中的抛物线沿x轴平移,设点A,B的对应点分别为点A',B',已知四边形ABB'A'为菱形,求平移后抛物线的解析式.
解:(2)∵B(3,4),A(6,0),∴BA=5,
∵四边形ABB'A'为菱形,
∴BB'=BA=5,
∴抛物线向右或向左平移5个单位,
①若抛物线沿x轴向右平移,
∴平移后抛物线的解析式为:
y=-(x-8)2+4;
②若抛物线沿x轴向左平移,
∴平移后抛物线的解析式为:y=-(x+2)2+4.
图6
11.如图7,用一段长为30米的篱笆围成一个一边靠墙的矩形苗圃园,已知墙长为18米,设这个苗圃园垂直于墙的一边长为x米.
(1)若苗圃园的面积为72平方米,求x的值;
解:(1)由题意可得,x(30-2x)=72,
解得:x1=3,x2=12,
当x=3时,30-2x=24米>18米,不符合题意,舍去,
当x=12时,30-2x=6米,符合题意,
∴x的值为12;
图7
(2)若平行于墙的一边长不小于8米,则当x取何值时,这个苗圃园的面积最大?最大面积是多少?
解:(2)设这个苗圃园的面积为S平方米,
则S=x(30-2x)=-2(x-)2+,
∵8≤30-2x≤18,解得6≤x≤11,
∴当x=时,S取最大值,为,
图7
答:当x的值为时,这个苗圃园的面积最大,最大面积是平方米.
12.如图8,在平面直角坐标系中,矩形OABC的顶点A,C分别在x轴,y轴的正半轴上,且OA=4,OC=3,若抛物线经过O,A两点,且顶点在BC边上,对称轴交AC于点D,动点P在抛物线对称轴上,动点Q在抛物线上.
(1)求抛物线的解析式;
解:(1)由题意得:A(4,0),C(0,3),
∴抛物线的顶点坐标为(2,3),
设抛物线的解析式为y=a(x-2)2+3,
把(0,0)代入,得0=a(0-2)2+3,
解得a=-,
∴抛物线的解析式为y=-(x-2)2+3=-x2+3x;
图8
(2)求当PO+PC的值最小时,点P的坐标;
解:(2)如图,连接PA,
图8
∵点P在抛物线的对称轴上,
∴PA=PO,∴PO+PC=PA+PC,
∴当点P与点D重合时,PO+PC的值最小,即最小值为AC的长,
设直线AC的解析式为y=kx+b,
根据题意,得,解得,
∴直线AC的解析式为y=-x+3,
当x=2时,y=,∴D(2,),
∴当PO+PC的值最小时,P(2,);
(3)是否存在以A,C,P,Q为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点P,Q的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(3)存在.
由(1)知A(4,0),C(0,3),设P(2,m),Q(n,-n2+3n),
①当AC为对角线时,有,解得,
∴P(2,0),Q(2,3);
②当AP为对角线时,有,解得,
∴P(2,-6),Q(6,-9);
图8
③当AQ为对角线时,有,解得,
∴P(2,-12),Q(-2,-9),
综上所述,P(2,0),Q(2,3)或P(2,-6),Q(6,-9)或P(2,-12),Q(-2,-9).
图8
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第13课时 实际问题与二次函数(二)
第二十二章 二次函数
★利润问题常见等量关系:
(1)单件利润=单件售价- 单件成本 =单件进价× 单件利润率 ;
(2)总利润=单件利润× 销售件数 =总售价- 总成本 .
★在解决最大利润问题中能利用二次函数的 顶点坐标 确定利润的最大值,把最大利润问题转化为求函数的 顶点坐标 问题.
单件成本
单件利润率
销售件数
总成本
顶点坐标
顶点坐标
例1 某商品的进价为每件40元,现在的售价为每件60元,每星期可卖出300件.市场调查反映:如调整价格,每涨价1元,每星期要少卖出10件;每降价1元,每星期可多卖出20件.如何定价才能使利润最大?
解:设涨价x元,利润为y元,
则y=(60+x-40)(300-10x)=-10x2+100x+6000=-10(x-5)2+6250,
∵-10<0,∴当x=5,即每件售价为65元时,利润最大,为6250元;
设降价a元,利润为w元,
则w=(60-a-40)(300+20a)=-20a2+100a+6000=-20(a-2.5)2+6125,
∵-20﹤0,∴当a=2.5,即每件售价为57.5元时,利润最大,为6125元,
综上所述,当售价为每件65元时,利润最大.
1.出售某种文具盒,若每个可获利x元,一天可售出(6-x)个,当一天出售该种文具盒的总利润最大时,x的值为( C )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.某商店经营某种商品,每天获利y(元)与售价x(元/件)之间满足关系式y=-x2+80x-1000,则每天最多可获利 600 元,此时,售价是 40 元/件.
C
600
40
(1)若第二期甲种手机售完后的利润为8400元,为尽量节约成本,则甲种手机比第一期要增加多少部?
解:(1)由题意得(50+x)(160-2x)=8400,
解得x1=10,x2=20,
∵要减少成本,∴甲种手机比第一期要增加10部;
(2)当x为何值时,第二期进的甲种手机售完后获得的利润W(元)最大?最大利润是多少?
解:(2)由题意得W=(50+x)(160-2x)=-2(x-15)2+8450,
∵-2<0,∴当x=15时,第二期进的甲种手机售完后获得的利润最大,最大利润是8450元.
3.某手机专营店,第一期进了甲种手机50部.根据售后统计,甲种手机的平均利润是160元/部.调研发现:甲种手机每多进1部,平均利润减少2元/部.该店计划第二期进的甲种手机比第一期增加x部.
例2 某水产养殖户进行小龙虾养殖.已知每千克小龙虾养殖成本为6元,在整个销售旺季的80天里,日销售量y(kg)与时间第t天之间的函数关系式为y=2t+100(1≤t≤80,t为整数),销售单价p(元/kg)与时间第t天之间满足一次函数关系如表:
时间第t天 1 2 3 … 80
销售单价p(元/kg) 49.5 49 48.5 … 10
(1)直接写出销售单价p(元/kg)与时间第t天之间的函数关系式;
解:(1)设销售单价p(元/kg)与时间第t天之间的函数关系式为p=kt+b,
将(1,49.5),(2,49)代入,
得,解得:,
∴销售单价p(元/kg)与时间第t天之间的函数关系式为p=-t+50;
(2)在整个销售旺季的80天里,哪一天的日销售利润最大?最大利润是多少?
解:(2)设每天获得的利润为w元,由题意得:w=(-t+50-6)(2t+100)=-t2+38t+4400=-(t-19)2+4761,
∵-1<0,
∴当t=19时,w的值最大,为4761,
答:第19天的日销售利润最大,最大利润是4761元.
4.某旅行社要接团去外地旅游,经计算所获营业额y(元)与旅行团人数x(人)之间满足关系式y=-2x2+200x+2500,要使所获营业额最大,则此旅行团应有( C )
A.30人 B.40人 C.50人 D.55人
5.将进货单价为70元的某种商品按零售价100元一个售出时,每天能卖出20个.若这种商品的零售价在一定范围内每降价1元,其日销售量就增加1个,则销售此商品每天能获取的最大利润是 625元 .
C
625元
(1)求出销售量y(万件)与销售单价x(元)之间的函数关系式;
解:(1)设y与x之间的函数关系式为y=kx+b(k≠0),
由题意得,解得,
∴y与x之间的函数关系式为y=-2x+40;
6.某电子厂商投产一种新型电子产品,每件制造成本为10元,试销过程中发现,每月销售量y(万件)与销售单价x(元)之间的关系可以近似地看作一次函数,且当x=12时,y=16;当x=16时,y=8.
(2)若每月的利润为Q(万元),求出利润Q(万元)与销售单价x(元)之间的函数关系式,并求当销售单价为多少元时,厂商每月能获得的利润最大?
解:(2)由题意得:Q=(x-10)(-2x+40)=-2(x-15)2+50,
∵-2<0,∴当x=15时,Q的值最大,为50,
∴Q与x之间的函数关系式为Q=-2x2+60x-400,
当销售单价为15元时,厂商每月能获得的利润最大.
7.草莓是云南多地盛产的一种水果,今年某水果销售店在草莓销售旺季试销售成本为每千克18元的草莓,规定试销期间销售单价不低于成本单价,也不高于每千克40元.经试销发现,销售量y(kg)与销售单价x(元/kg)之间符合的一次函数关系的图象如图所示.
(1)求y与x之间的函数解析式;
解:(1)设y与x之间的函数解析式为y=kx+b,
将(20,300)、(30,280)代入,
得:,解得:,
∴y=-2x+340(18≤x≤40);
(2)设该水果销售店试销草莓获得的利润为W元,求W的最大值.
解:(2)根据题意,得W=(x-18)(-2x+340)
=-2(x-94)2+11552,
∵-2<0,
∴当x<94时,W随x的增大而增大,
∴当x=40时,W的值最大,为5720.
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第1课时 二次函数
第二十二章 二次函数
★二次函数定义:经化简后,形如y= ax2+bx+c (a,b,c是常数,a≠0)的函数叫做x的二次函数,其中,x是 自变量 , a 叫做二次项系数, b 叫做一次项系数, c 叫做常数项.
看一个函数是不是二次函数的关键是看二次项系数是否为0.
ax2+bx+c
自变量
a
b
c
例1 下列函数中:①y=1-x2;②y=;③y=x(x-3);④y=ax2+bx+c;⑤y=2x+1,y是x的二次函数的有 .(填序号)
【分析】根据二次函数的定义进行判断.
答案:①③.
1.下列函数属于二次函数的是( B )
A.y=x B.y=2x2-1
C.y= D.y=x2++1
2.若函数y=xm-1+mx+3是二次函数,则m的值为( A )
A.3 B.-3 C.2 D.3或-3
3.如果y=(k-3)x2+k(x-3)是二次函数,那么k需满足的条件是 k≠3 .
4.二次函数y=x2+4x-3中,当x=-1时,y的值是 -6 .
5.指出二次函数y=3x-5x2+1的二次项系数、一次项系数及常数项.
解:二次项系数为-5,一次项系数为3,常数项为1.
B
A
k≠3
-6
例2 用一根长为800cm的木条做一个矩形窗框,若宽为x cm,写出它的面积y(cm2)与x(cm)之间的函数关系式,并判断y是否是x的二次函数.
【分析】根据矩形的周长与面积公式,得出y与x之间的函数关系式,再判断函数的类型.
解:∵矩形的周长为800cm,宽为xcm,
∴矩形的长为cm,
∴y=x·=-x2+400x(0<x<400),
∴y是x的二次函数.
6.在边长为2的正方形中挖去一个边长为x(0<x<2)的小正方形,设剩余部分的面积为y,则y关于x的函数解析式为( B )
A.y=x2 B.y=4-x2
C.y=x2-4 D.y=4-2x
7.共享单车为市民出行带来了方便,某单车公司第一个月投放a辆单车,计划第三个月投放y辆单车,设该公司第二、三两个月投放单车数量的月平均增长率为x,那么y与x之间的函数关系式是 ( A )
A.y=a(1+x)2 B.y=a(1-x)2
C.y=(1-x)2+a D.y=x2+a
B
A
8.某工厂计划为一批长方体形状的产品涂上油漆,长方体的长和宽相等,高比长多0.5m,若长方体的长和宽用x(m)表示,长方体需涂油漆的表面积S(m2)可表示为 S=6x2+2x .
9.如果梯形的上底为5cm,下底和高均为xcm,那么梯形的面积S(cm2)与高x(cm)之间的函数关系式为 S= ,其中 x 是自变量, S 是 x 的 二次 函数.
S=6x2+2x
S=
x
S
x
二次
(1)求S与x之间的函数关系式及自变量x的取值范围;
解:(1)S=(24-3x)x=-3x2+24x,
∵24-3x>0,且x>0,
∴0<x<8,
∴S与x之间的函数关系式为:S=-3x2+24x(0<x<8);
(2)若墙的最大可用长度为9米,求此时自变量x的取值范围.
解:(2)由题意得,0<24-3x≤9,
解得5≤x<8.
10.如图,在一面靠墙的空地上用长为24米的篱笆,围成中间隔有一道篱笆的矩形花圃,设花圃的宽AB为x米,面积为S平方米.
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第4课时 二次函数y=a(x-h)2+k的图象与性质(二)
第二十二章 二次函数
★二次函数y=a(x-h)2的图象与抛物线 y=ax2 形状相同,只是位置不同,可由抛物线y=ax2左右平移得到:当h>0时,抛物线向 右 平移|h|个单位,得到y=a(x-h)2的图象;当h<0时,抛物线向 左 平移|h|个单位,得到y=
a(x-h)2的图象.
★抛物线y=a(x-h)2的性质:若a>0,则开口 向上 ,对称轴是 直线x ,顶点坐标为 (h,0) ,当x>h时,y随x的增大而 增大 ,当x<h时,y随x的增大而 减小 ;若a<0,则开口 向下 ,对称轴是 直线x=h ,顶点坐标为 (h,0) ,当x>h时,y随x的增大而 减小 ,当x<h时,y随x的增大而
.
y=ax2
右
左
向上
直线x=h
(h,0)
增大
减小
向下
直线x=h
(h,0)
减小
增大
例1 画出函数y=-(x+2)2与y=-(x-1)2的图象,并写出其开口方向、对称轴与顶点坐标.
解:列表:
x … -4 -3 -2 -1 0 …
y=-(x+2)2 … -1 -0.25 0 -0.25 -1 …
x … -1 0 1 2 3 …
y=-(x-1)2 … -1 -0.25 0 -0.25 -1 …
描点,连线,如图所示:
开口都是向下,函数y=-(x+2)2图象的对称轴为直线x=-2,顶点坐标为(-2,0);函数y=-(x-1)2图象的对称轴为直线x=1,顶点坐标为(1,0).
1.函数y=-(x-1) 2的大致图象为( D )
A
B
C
D
2.已知函数y=2(x-3)2,当x<m时,y随x的增大而减小,当x>m时,y随x的增大而增大,则m= 3 .
D
3
(1)y=2(x+1)2;
解:(1)函数图象的开口向上,对称轴为直线x=-1,顶点坐标为(-1,0);
解: (2)函数图象的开口向下,对称轴为直线x=5,顶点坐标为(5,0).
(2)y=-4(x-5)2.
3.确定下列函数图象的开口方向、对称轴及顶点坐标.
例2 已知一条抛物线的开口方向和形状与y=3x2相同,顶点与抛物线y=(x+2)2相同.
(1)这条抛物线的解析式为 ;
答案:(1)y=3(x+2)2;
(2)将这条抛物线向右平移4个单位,得到的新抛物线的解析式为 ;
答案:(2)y=3(x-2)2;
(3)与这条抛物线的顶点相同,开口方向相反的抛物线的解析式为 ;
答案:(3)y=-3(x+2)2;
(4)将这条抛物线沿y轴对折,所得到的新抛物线解析式为 .
答案:(4)y=3(x-2)2.
4.将函数y=-2(x+2)2的图象向右平移2个单位,得到抛物线的解析式为 y=- .
5.将抛物线y=ax2向右平移后所得抛物线的顶点的横坐标为3,且新抛物线经过点(-1,-4),求a的值.
解:由题意得,新抛物线的解析式为y=a(x-3)2,
∵新抛物线经过点(-1,-4),
∴-4=a×(-1-3)2,
解得a=-.
y=-2x2
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第14课时 实际问题与二次函数(三)
第二十二章 二次函数
★用函数的思想方法解决抛物线型的生活实际问题的方法:(1)建立恰当的 平面直角坐标系 ;(2)根据已知条件看抛物线上某些特殊点的坐标,求出 二次函数的关系式 ;(3)根据所求得的函数关系式解决有关问题.
同一问题,所建立的直角坐标系不同,所得抛物线的解析式也 不同 .
平面直角坐标系
二次函数的关系式
不同
例1 图①是泰州某河上一座古拱桥的截面图,拱桥桥洞上沿是抛物线形状,抛物线两端点与水面的距离都是1m,拱桥的跨度为10m,桥洞与水面的最大距离是5m,桥洞两侧壁上各有一盏距离水面4m的景观灯.若把拱桥的截面图放在平面直角坐标系中(如图②).
图① 图②
(1)求抛物线的解析式;
解:(1)抛物线的顶点坐标为(5,5),
设抛物线的解析式是y=a(x-5)2+5,把(0,1)代入,
得25a+5=1,解得a=-,
∴y=-(x-5)2+5(0≤x≤10);
(2)求两盏景观灯之间的水平距离.
解:(2)由题意知:两盏景观灯的纵坐标都是4,∴-(x-5)2+5=4,
解得x=或,
∴两盏景观灯之间的水平距离为-=5米.
图①
图②
1.如图1,是一抛物线形拱桥,桥下有小河,当水面在AB位置时,拱顶O高出水面2米,水面宽4米,则当水面下降1米后,水面宽为( C )
A.6米
B.米
C.2米
D.4米
图1
C
2.如图2,某大学的校门是一抛物线形的水泥建筑物,大门的宽度为8米,两侧距地面4米高处各挂有一个挂校名横匾用的铁环,两铁环的水平距离为6米,则校门的高度是多少?(精确到0.1米)
图2
解:如图,以地面为x轴,大门左边与地面的交点为原点建立平面直角坐标系,则抛物线过O(0,0),E(8,0),A(1,4),B(7,4)四点,
设该抛物线的解析式为y=ax2+bx,代入E(8,0),A(1,4),
得,解得,∴抛物线的解析式为y=-x2+x,
当x=4时,y=-+=≈9.1,
答:校门的高度约是9.1米.
例2 某学校九年级的一场篮球比赛中,如图,队员甲正在投篮,已知球出手时离地面高m,与篮框中心的水平距离为7m,当球出手后水平距离为4m时到达最大高度4m,设篮球运行的轨迹为抛物线,篮框距地面3m.
(1)建立如图所示的平面直角坐标系,问此球能否准确投中?
解:(1)根据题意,球的出手点、最高点和篮框的坐标分别为(0,),(4,4),(7,3),
设抛物线的解析式为y=a(x-4)2+4,
将(0,)代入,解得a=-,
∴抛物线的解析式为y=-(x-4)2+4,
当x=7时,y=-(7-4)2+4=3,
∴点(7,3)在抛物线上,
∴此球一定能投中;
(2)此时,如果对方队员乙在甲前1m处跳起盖帽拦截,已知乙的最大摸高为3.1m,那么他能否拦截成功?
解:(2)能拦截成功.理由如下:
将x=1代入y=-(x-4)2+4,
得y=3,
∵3m<3.1m,∴他能拦截成功.
3.如图3,小敏在今年的校运动会跳远比赛中跳出了满意一跳,函数h=3.5t-4.9t2可以描述他跳跃时重心高度h(m)随时间t(s)的变化,则他起跳后到重心最高时所用的时间约是( D )
A.0.71s B.0.70s
C.0.63s D.0.36s
图3
D
4.如图4,小明的父亲在相距2米的两棵树间拴了一根绳子,给小明做了一个简易的秋千.拴绳子的地方距地面高都是2.5米,绳子自然下垂呈抛物线状,身高1米的小明距较近的那棵树0.5米时,头部刚好接触到绳子.
(1)选取合适的点作为原点,建立直角坐标系,求出抛物线的解析式;
解:(1)如图,以地面为x轴,两棵树间距离的中点为原点,建立直角坐标系,
设抛物线的解析式为y=ax2+c,
将(-0.5,1)、(1,2.5)代入,
得,解得 ,
∴抛物线的解析式为y=2x2+0.5;
图4
(2)求绳子的最低点距地面的距离.
解:(2)当x=0时,y=0.5,
∴绳子的最低点离地面的距离为0.5米.
图4
5.长沙为构建“魅力雨花,和谐雨花,人文雨花”,规划在圭塘河上修建一座观光人行桥(如图①),此工程由桥梁工程与桥上拱形工程组成,桥上拱形工程包含三组完全相同的拱形,观光人行桥的正规图如图②所示,已知桥面上三组拱桥都为相同的抛物线y=-(x-k)2+t的一部分,拱高(抛物线最高点到桥面的距离)为16米,三条抛物线依次与桥面AB相交于点A,C,D,B.
①
②
图5
(1)求桥长AB;
解:(1)如图,以线段AC的中垂线为y轴,桥面AB为x轴,建立平面直角坐标系,
∵抛物线的顶点坐标为(0,16),∴y=-x2+16,
令y=0,解得x1=16,x2=-16,
∴A(-16,0),C(16,0),∴AC=32米,∴AB=3AC=96米,
答:桥长AB为96米;
①
②
图5
(2)已知一组桥拱的造价为a万元,桥面每米的平均造价为b万元.若一组桥拱的造价为整个桥面造价的,这座观光桥的总造价为504万元,求a,b的值.
解:(2)由题意得,解得,
即a的值为72,b的值为3.
①
②
图5
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第2课时 二次函数y=ax2的图象与性质
第二十二章 二次函数
★函数y=ax2的图象是 抛物线 ,它关于 y轴 对称,它的顶点坐标是 (0,0) ,|a|越大,抛物线的开口 越小 .
★当a>0时,抛物线y=ax2开口 向上 ,在对称轴的左边,y随x的增大而 减小 ;在对称轴的右边,y随x的增大而 增大 , (0,0) 是抛物线上位置最低的点.
★当a<0时,抛物线y=ax2开口 向下 ,在对称轴的左边,y随x的增大而 增大 ;在对称轴的右边,y随x的增大而 减小 , (0,0) 是抛物线上位置最高的点.
抛物线
y轴
(0,0)
越小
向上
减
小
增大
(0,0)
向下
增
大
减小
(0,0)
例1 在同一直角坐标系中画出下列函数的图象,并说出其开口方向和开口大小.
(1)y=4x2;(2)y=-4x2;(3)y=x2.
解:列表:
x … -1 - 0 1 …
y=4x2 … 4 1 0 1 4 …
y=-4x2 … -4 -1 0 -1 -4 …
x … -4 -2 0 2 4 …
y=x2 … 4 1 0 1 4 …
描点、连线如图所示,
函数y=4x2和y=x2的图象开口向上,函数y=-4x2的图象开口向下,函数y=4x2和y=-4x2的图象开口大小相同,函数y=x2的图象开口较大.
1.二次函数y=-x2的大致图象是( D )
A
B
C
D
2.两个二次函数的图象如图所示,其中一个是y=x2,另一个是y=ax2,则a的取值可能为( A )
A.1 B. C. D.-
D
A
3.先画出函数y=3x2与y=-3x2的图象,然后结合图象回答下列问题:
(1)函数y=3x2的最小值是多少?
(1)函数y=3x2的最小值是0;
(2)函数y=-3x2的最大值是多少?
(2)函数y=-3x2的最大值是0;
(3)怎样判断函数y=ax2有最大值还是最小值?
解:函数图象如图所示,
(3)当a>0时,y=ax2有最小值,
当a<0时,y=ax2有最大值.
例2 已知y=(2-a)是二次函数,且当x>0时,y随x的增大而增大,求a的值.
解:由题意得:a2-7=2且2-a≠0,
解得:a=±3,
∵当x>0时,y随x的增大而增大,
∴2-a>0,即a<2,
∴a=-3.
4.对于函数y=-x2的图象,下列说法不正确的是( D )
A.开口向下
B.顶点为(0,0)
C.对称轴为直线x=0
D.y随x的增大而减小
D
5.若函数y=(m-1)是二次函数,且其图象开口向下,则m= -2 .
-2
(1)求当x=-2时,y的值;
解:(1)把x=3,y=3代入y=ax2得,a=,
∴二次函数的表达式为y=x2,
∴当x=-2时,y=×(-2)2=;
(2)写出它的图象的对称轴、顶点坐标和开口方向.
解:(2)函数y=x2图象的对称轴是y轴,顶点坐标是(0,0),
∵y=x2,a=>0,
∴图象开口向上.
6.已知二次函数y=ax2,当x=3时,y=3.
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第10课时 专题二次函数与几何变换
第二十二章 二次函数
★二次函数中的几何变换包括抛物线的平移、旋转、轴对称(翻折),以及以二次函数为基架的几何图形的平移、旋转、轴对称,解题时既要应用二次函数的图象与性质,又要考虑几何变换的相应知识.
类型一:抛物线的平移、对称
例1 把抛物线y=2x2-4x+1向右平移2个单位,再把所得的抛物线沿x轴翻折,求此时对应的抛物线的解析式.
解:∵y=2x2-4x+1=2(x-1)2-1,
∴抛物线的顶点坐标为(1,-1),
∴抛物线向右平移2个单位后的顶点坐标为(3,-1),
∵把所得的抛物线沿x轴翻折,
∴新抛物线的顶点坐标为(3,1),
∴新抛物线的解析式为y=-2(x-3)2+1.
1.将某抛物线向左平移3个单位,再向上平移2个单位,得到抛物线y=2(x+3)2+4,则原抛物线的解析式为( A )
A.y=2x2+2 B.y=2(x+6)2+2
C.y=2x2+6 D.y=2(x+6)2+6
2.已知抛物线y=-2x2+2x-3,将此抛物线沿y轴对折,得到新抛物线的解析式为 y=-2x2-2x-3 .
A
y=-2x2-2x-3
类型二:二次函数与几何变换综合题
例2 如图,在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=-x2+bx+c经过点A(-1,0)和点B(0,),顶点为C,点D在其对称轴上且位于点C下方,将线段DC绕点D按顺时针方向旋转90°,点C落在抛物线上的点P处.
(1)求抛物线的解析式;
解:(1)把A(-1,0)和B(0,)代入y=-x2+bx+c,
得,解得,
∴抛物线的解析式为y=-x2+2x+;
(2)求线段CD的长;
解:(2)∵y=-(x-2)2+,
∴C(2,),抛物线的对称轴为直线x=2,
如图1,设CD=t,则D(2,-t),
由题意得∠PDC=90°,DP=DC=t,
∴P(2+t,-t),
把P(2+t,-t)代入y=-x2+2x+,
得-(2+t)2+2(2+t)+=-t,
解得t1=0(舍去),t2=2,
∴D(2,),CD=2;
(3)将抛物线平移,使其顶点C移到原点O的位置,此时点P落在点E的位置,如果点M在y轴上,且以O、D、E、M为顶点的四边形面积为8,求点M的坐标.
解:(3)由(2)知,P(4,),D(2,),
∵抛物线顶点C(2,)平移到原点O的位置,
∴抛物线向左平移2个单位,向下平移个单位,
∴E(2,-2),
如图2,以O、D、E、M为顶点的四边形是梯形,
∴S梯形=(OM+)×2=8,
解得OM=,
∴点M的坐标为(0,)或(0,-).
3.如图,在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=-x2+bx+c经过点A(-1,0)和点B(0,3),顶点为C,点D在其对称轴上,且位于点C下方,将线段DC绕点D按顺时针方向旋转90°,点C落在抛物线上的点P处.
(1)求抛物线的解析式;
解:(1)把A(-1,0)和B(0,3)代入y=-x2+bx+c,
得,解得,
∴抛物线的解析式为y=-x2+2x+3;
(2)求点P的坐标;
解:(2)∵y=-(x-1)2+4,
∴C(1,4),抛物线的对称轴为直线x=1,
如图1,设CD=t,则D(1,4-t),
由题意得∠PDC=90°,DP=DC=t,
∴P(1+t,4-t),
把P(1+t,4-t)代入y=-x2+2x+3,
得-(1+t)2+2(1+t)+3=4-t,
解得t1=0(舍去),t2=1,∴P(2,3);
(3)将抛物线平移,使其顶点落在原点O,此时点P落在点E的位置,在y轴上是否存在点M,使得MP+ME的值最小?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(3)存在,
由(2)知,P(2,3),C(1,4),
∵抛物线顶点C(1,4)平移到原点O的位置,
∴抛物线向左平移1个单位,向下平移4个单位,
∴E(1,-1),
如图2,作点E关于y轴的对称点F,连接PF交y轴于点M,连接ME,此时MP+ME=MP+MF=PF的值最小,则F(-1,-1),
设直线PF的解析式为y=kx+n,
将P(2,3)、F(-1,-1)代入,
得,解得,
∴直线PF的解析式为y=x+,
∴点M的坐标为(0,).
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第8课时 二次函数与一元二次方程
第二十二章 二次函数
★二次函数y=ax2+bx+c的图象与 x 轴的交点的 横 坐标是一元二次方程ax2+bx+c=0的根.
抛物线与x轴交点的纵坐标为 0 ,在求抛物线与x轴的交点坐标时,可令y= 0 ,得到一元二次方程 ax2+bx+c=0(a≠0) .若此方程的解为x1、x2,则抛物线y=ax2+bx+c与 x 轴的交点坐标为 (x1,0) , (x2,0) .
反过来,若知道抛物线y=ax2+bx+c与x轴的交点坐标为(x1,0),(x2,0),则对应一元二次方程 ax2+bx+c=0(a≠0) 的根为x1,x2.
★抛物线y=ax2+bx+c与x轴的交点情况:
当b2-4ac>0时,抛物线与x轴有 2 个交点;
当b2-4ac=0时,抛物线与x轴有 1 个交点;
当b2-4ac<0时,抛物线与x轴 没有 交点.
x
横
0
0
ax2+bx+c=0(a≠0)
x
(x1,0)
(x2,0)
ax2+bx+c=0(a≠0)
2
1
没有
例1 已知y=x2-kx+3k-9是y关于x的二次函数.
(1)求证:无论k为何值,该二次函数的图象与x轴都有交点;
【分析】(1)计算出Δ的值为非负数即可证明;
(1)证明:当y=0时,x2-kx+3k-9=0,
∵Δ=(-k)2-4(3k-9)=(k-6)2≥0,
∴无论k为何值,该二次函数的图象与x轴都有交点;
(2)若该函数图象的顶点在坐标轴上,试确定k的值.
【分析】(2)需要分顶点坐标在x轴和y轴上两种情况进行讨论.
(2)解:分两种情况:
①二次函数y=x2-kx+3k-9图象的顶点在x轴上,
则Δ=(k-6)2=0,解得k=6;
②二次函数y=x2-kx+3k-9图象的顶点在y轴上,
则-=0,解得k=0,
综上所述,当该函数图象的顶点在坐标轴上时,k的值为6或0.
1.抛物线y=x2+2x与x轴的交点坐标是( C )
A.(0,0)
B.(2,0)
C.(0,0),(-2,0)
D.(0,0),(2,0)
2.若抛物线y=x2-6x+m与x轴只有一个交点,则m的值为( D )
A.-6 B.6 C.3 D.9
3.抛物线y=x2+3x-1与x轴的交点有 2 个.
4.已知抛物线y=x2-4x+3,则该抛物线与y轴的交点坐标是 (0,3) ,与x轴的交点坐标是 (1,0),(3,0) .
C
D
2
(0,3)
(1,0),(3,0)
5.已知抛物线y=x2+bx+c经过点A(0,-8),B(-2,0).
(1)求此抛物线的解析式;
(1)解:将A(0,-8)、B(-2,0)代入y=x2+bx+c,得,解得,
∴抛物线的解析式为y=x2-2x-8;
(2)求证:该抛物线与x轴一定有两个交点.
(2)证明:当y=0时,x2-2x-8=0,
∵Δ=(-2)2-4×1×(-8)=36>0,
∴该抛物线与x轴一定有两个交点.
例2 已知二次函数y=-x2-2x+2.
(1)填表,并在如图所示的平面直角坐标系中画出这个二次函数的图象;
x … -4 -3 -2 -1 0 1 2 …
y … -6 -1 2 3 2 - 1 -6 …
【分析】(1)根据函数解析式可完成表格,再根据表格中x、y的对应值可画函数图象;
解:(1)如表所示,所画图象如题图所示;
-6
-1
2
3
2
-1
-6
(2)结合函数图象,直接写出方程-x2-2x+2=0的近似解在哪两个连续整数之间.
【分析】(2)根据二次函数图象与x轴交点的横坐标是相应的一元二次方程的解,可得一元二次方程的近似根.
(2)由图象可知,方程-x2-2x+2=0的两个近似根分别在-3~-2之间和0~1之间.
6.根据如表所示的对应值:
x 3 4 5
y=ax2+bx+c 0.5 -0.5 -1
判断关于x的方程ax2+bx+c=0的一个根的范围是( D )
A.x<3 B.x<2
C.4<x<5 D.3<x<4
D
7.已知关于x的二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,则方程ax2+bx+c=0的解是 x1=-1,x2=3 .
x1=-1,x2=3
8.画出函数y=x2-4的图象.
(1)求抛物线与x轴的交点坐标;
解:(1)函数y=x2-4的图象如图所示,
∴抛物线与x轴的交点坐标为(-2,0),(2,0);
(2)当x为何值时,y>0?当x为何值时,y<0?
解:(2)当x<-2或x>2时,y>0;
当-2<x<2时,y<0.
9.已知关于x的函数y=-x2-2ax++3.
(1)当a=1时,求满足y≥的x的取值范围;
解:(1)当a=1时,函数y=-x2-2x+,
令y=,即-x2-2x+=,
解得:x1=-3,x2=1,
∵a=-1<0,∴抛物线开口向下,
∴满足y≥的x的取值范围是-3≤x≤1;
(2)若关于x的方程-x2-2ax++3=0的两个根满足x2-=1,求实数a的值;
解:(2)由根与系数的关系得:x1+x2=-2a,x1x2=--3,
∵x2-=1,∴x1x2-x2=x1,
∴x1x2=x1+x2,
∴--3=-2a,解得a=2;
(3)当0≤x≤1时,函数y=-x2-2ax++3的最大值为5,求实数a的值.
解:(3)∵y=-x2-2ax++3=-(x+a)2+a2++3,
∴函数图象的对称轴为直线x=-a,
①若0≤-a≤1,即-1≤a≤0,
则当x=-a时,y有最大值5,此时a2++3=5,
解得a=(舍去);
②若-a<0,即a>0,
则当x=0时,y有最大值5,此时+3=5,
解得a=4;
③若-a>1,即a<-1,
则当x=1时,y有最大值5,此时-1-2a++3=5,
解得a=-2,
综上所述,实数a的值为4或-2.
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