(共44张PPT)
数 学
专题五 二次函数综合题
类型一 函数性质综合题
(2024.25)
例1 (2024广西)课堂上,数学老师组织同学们围绕关于x的二次函数y=x2+2ax+a-3的最值问题展开探究.
【经典回顾】二次函数求最值的方法.
(1)老师给出a=-4,求二次函数y=x2+2ax+a-3的最小值.
①请你写出对应的函数解析式;
②求当x取何值时,函数y有最小值,并写出此时y的值;
解:①把a=-4代入y=x2+2ax+a-3,得y=x2+2×(-4)x+(-4)-3=x2-8x-7;
②∵y=x2-8x-7=(x-4)2-23,∴当x=4时,y有最小值,最小值为-23;
【举一反三】老师给出更多a的值,同学们即求出对应的函数在x取何值时,y的最小值.记录结果,并整理成下表:
【探究发现】老师:“请同学们结合学过的函数知识,观察表格,谈谈你的发现.”
甲同学:“我发现,老师给了a值后,我们只要取x=-a, 就能得到y的最小值.”
乙同学:“我发现,y的最小值随a值的变化而变化,当a由小变大时,y的最小值先增大后减小,所以我猜想y的最小值中存在最大值.”
(2)请结合函数解析式y=x2+2ax+a-3,解释甲同学的说法是否合理?
解:y=x2+2ax+a-3=(x+a)2-a2+a-3,∵抛物线的开口向上,∴当x=-a时,y有最小值.∴甲的说法合理;
(3)你认为乙同学的猜想是否正确?若正确,请求出此最大值;若不正确,说明理由.
【思路引导】①代入a的值即可求出解析式;②利用顶点坐标公式即可求解;
【思路引导】化简解析式,根据二次函数最值性质判断;
【思路引导】当x=-a时,化简解析式,根据二次函数最值性质判断.
2.已知抛物线y=ax2+bx+c(a>0)的对称轴为直线x=t.
(1)当t=2时,
①写出b与a满足的等量关系;
②当函数图象经过点(1,3),(x1,y1),(x1+2,y2)时,求y1+y2的最小值;
(2)已知点A(-1,m),B(3,n),C(x0,p)在该抛物线上,若对于3<x0<4,都有m>p>n,直接写出t的取值范围.
解:(1)①b=-4a;
②∵函数图象经过点(1,3),∴a+b+c=3,∵b=-4a,∴c=3a+3,∴抛物线的解析式为y=ax2-4ax+3a+3.
∵点(x1,y1),(x1+2,y2)在抛物线y=ax2-4ax+3a+3(a>0)上,∴y1=ax12-4ax1+3a+3,y2=a(x1+2)2-4a(x1+2)+3a+3,
∴y1+y2=2ax12-4ax1+2a+6=2a(x1-1)2+6,
∵a>0,∴y1+y2的最小值为6;
3.(2024深圳)为了测量抛物线的开口大小,某数学兴趣小组将两把含有刻度的直尺垂直放置,并分别以水平放置的直尺和竖直放置的直尺为x,y轴建立如图所示平面直角坐标系,该数学小组选择不同位置测量数据如下表所示,设BD的读数为x,CD读数为y,抛物线的顶点为C.
(1)列表:
x 0 2 3 4 5 6
y 0 1 2.25 4 6.25 9
描点:请将表格中的(x,y)描在图②中;
连线:请用平滑的曲线在图②将上述点连接,并求出y与x的关系式;
(2)如图③,在平面直角坐标系中,抛物线y=a(x-h)2+k的顶点为C,该数学兴趣小组用水平和竖直直尺测量其水平跨度为AB,竖直跨度为CD,且AB=m,CD=n,为了求出该抛物线的开口大小,该数学兴趣小组有如下两种方案,请选择其中一种方案,并完善过程.
方案一:将二次函数y=a(x-h)2+k平移,使得顶点C与原点O重合,此时抛物线解析式为y=ax2.
①此时点B′的坐标为___________;
②将点B′坐标代入y=ax2中,解得a=____(用含m,n的式子表示);
方案二:设C点坐标为(h,k).
①此时点B的坐标为_____________________;
②将点B坐标代入y=a(x-h)2+k中解得a=____(用含m,n的式子表示);
(3)【应用】如图④,已知平面直角坐标系xOy中有A,B两点,AB=4,且AB∥x轴,二次函数C1:y1=2(x+h)2+k和C2:y2=a(x+h)2+b都经过A,B两点,且C1和C2的顶点P,Q距线段AB的距离之和为10.若AB∥x轴且AB=4,求a的值.
类型二 利用函数解决几何问题
(2023.24,北部湾5年2考)
例2 (2023广西)如图,△ABC是边长为4的等边三角形,点D,E,F分别在边AB,BC,CA上运动,满足AD=BE=CF.
(1)求证:△ADF≌△BED;
(2)设AD的长为x,△DEF的面积为y,求y关于x的函数解析式;
(3)结合(2)所得的函数,描述△DEF的面积随AD的增大如何变化.
【思路引导】由题意易得AF=BD,∠A=∠B=60°,然后根据SAS可进行求证;
【思路引导】易证△ADF≌△BED≌△CFE,观察图形可知S△DEF=S△ABC-3S△ADF,分别求出△ABC的面积和△ADF的面积,进而可求解;
【思路引导】由(2)和二次函数的性质可进行求解.
类型三 以抛物线为背景
(北部湾5年3考)
考向1 线段问题
6.(2022北部湾)已知抛物线y=-x2+2x+3与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧).
(1)求点A,点B的坐标;
(2)如图,过点A的直线l:y=-x-1与抛物线的另一个交点为C,点P为抛物线对称轴上的一点,连接PA,PC,设点P的纵坐标为m,当PA=PC时,求m的值;
(3)将线段AB先向右平移1个单位长度,再向上平移5个单位长度,得到线段MN,若抛物线y=a(-x2+2x+3)(a≠0)与线段MN只有一个交点,请直接写出a的取值范围.
解:(1)A(-1,0),B(3,0);
(2)易知抛物线对称轴为x=1,∴设P(1,m),
由-x2+2x+3=-x-1得x1=-1,x2=4,当x=4时,y=-5,
∴C(4,-5).
由PA2=PC2得22+m2=(4-1)2+(m+5)2,解得m=-3;
解:(1)点A(-2,0),点B(4,0);
(3)在(2)中PD+PE 取得最大值的条件下,将该抛物线沿水平方向向左平移5个单位长度,F为点P的对应点,平移后的抛物线与y轴交于点G,M为平移后的抛物线的对称轴上一点.在平移后的抛物线上确定一点N,使得以F,G,M,N为顶点的四边形是平行四边形,直接写出所有符合条件的点N的坐标.