专题4 二次函数的几何变换—浙教版数学九年级上册培优专训
一、单选题
1.(2023九上·铁山期中)在平面直角坐标系中,将抛物线 先向左平移3个单位长度,再向下平移4个单位长度,所得到的抛物线的表达式为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】二次函数图象的几何变换
【解析】【解答】解:∵抛物线 先向左平移3个单位长度,再向下平移4个单位长度,
∴所得到的抛物线的表达式为,
故答案为:D.
【分析】利用函数图象(解析式)平移的特征:左加右减,上加下减分析求解即可.
2.(2025九上·海曙期末)为使抛物线C1:y=3(x-1)2+2与抛物线C2:y=3(x+1)2-2重合,下列平移能实现的是( )
A.把C1先向左平移2个单位长度,再向下平移4个单位长度
B.把C1先向左平移2个单位长度,再向上平移4个单位长度
C.把C1先向右平移2个单位长度,再向下平移4个单位长度
D.把C1先向右平移2个单位长度,再向上平移4个单位长度
【答案】A
【知识点】二次函数图象的平移变换
【解析】【解答】解:抛物线 的顶点坐标为(1,2)
抛物线 的顶点坐标为
∵点(1,2)先向左平移2个单位,再向下平移4个单位可得到点(
∴把抛物线 先向左平移2个单位,再向下平移4个单位可得到抛物线
故答案为:A.
【分析】根据平移规律“上加下减,左加右减”解题即可.
3.(2024九上·上城期末)已知二次函数y=﹣x2+x+6,将该二次函数在x轴上方的图象沿x轴翻折到x轴下方,图象的其余部分不变,得到一个新的函数图象(如图所示),当直线y=﹣x+m与新图象有3个交点时,m的值是( )
A. B.﹣2 C.﹣2或3 D.﹣6或﹣2
【答案】D
【知识点】二次函数图象的几何变换;二次函数图象与坐标轴的交点问题;二次函数与一次函数的综合应用;二次函数图象的对称变换
【解析】【解答】解:直线在如图位置时,有3个交点,
y=-x2+x+6,令y=0得x=3或-2,则A(-2,0)
A代入y=-x+m得0=2+m,m=-2;
翻折到x轴下方部分对应函数为:y=x2-x-6,
联立得x2-6-m=0,
由△=4(6+m)=0得m=-6;
综上,m=-2或-6
故答案为:D.
【分析】由题意作出3个交点时的直线位置,一种经过点A,另一种和翻折下来的图形相切,写出翻折后的函数解析式,并和直线联立,根据△=0求解即可.
4.(2023九上·杭州期中)在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于,两点,其中。将此抛物线向上平移,与x轴交于,两点,其中,下面结论正确的是( )
A.当时,,
B.当时,,
C.当时,
D.当时,,
【答案】A
【知识点】二次函数图象的几何变换;二次函数图象与坐标轴的交点问题
【解析】【解答】解:当m>0时,抛物线开口向上,对称轴为x=-2,平移后的对称轴不变,所以所以结合图像易知,;
同理,当m<0时,抛物线开口向下,对称轴为x=-2,平移后的对称轴不变,所以结合图像易知,.
故答案为:A.
【分析】抛物线上纵坐标相等的点离对称轴的距离相等,上下平移对称轴不变,所以不论抛物线开口向上还是向下,再结合图像即可判断得解。
5.(2024九下·花溪月考)在同一坐标平面内,图象不可能由函数y=2x2+1的图象通过平移变换、轴对称变换得到的函数是( )
A.y=2(x+1)2-1 B.y=2x2+3
C.y=-2x2-1 D.y=x2-1
【答案】D
【知识点】二次函数图象与系数的关系;二次函数图象的几何变换
【解析】【解答】解:由于抛物线的形状由二次项的系数a决定,所以两个函数表达式中的a要相同或互为相反数才可以通过平移变换、轴对称变换得到,A、B选项的二次项系数为2;C选项的二次项系数为-2;D选项的二次项系数为与原二次函数的二次项系数不相等,故D不能由原函数平移而得到.
故答案为:D.
【分析】根据图形平移的性质可得,平移后的图形与原图形大小、形状、开口相同,再根据抛物线的形状由二次项的系数a决定的进行分析即可.
6.在平面直角坐标系中,抛物线 y= 与 x 轴相交于(a,0),(b,0)两点,其中aA.a+b=c+d,b-ad-c
C.a+bd-c
【答案】A
【知识点】二次函数图象的平移变换
【解析】【解答】解:∵ 抛物线 y=-(x+ 向上平移后,对称轴不变,
即a+b=c+d①.如图,
平移前抛物线与x轴的两个交点之间的距离小于平移后抛物线与x轴的两个交点之间的距离,即b- a故答案为:A .
【分析】方法归纳:
抛物线上纵坐标相等的点与对称轴的关系若点(a,n)和点(b,n)(a≠b)在抛物线y=a(x-m)2+k(a≠0)上,则抛物线的对称轴可以表示为直线,根据这个关系,可得=m,特别地,当n=0,这两个点为抛物线与x轴的交点.
7.(2024九上·拱墅期末)将抛物线位于轴左侧的部分沿轴翻折,其余部分不变,翻折得到的图象和原来不变的部分构成一个新图象,若直线与新图象有且只有2个公共点,则的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】D
【知识点】二次函数图象的几何变换;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: ,
令y=0,则x2+x-6=0,解得x=-3,y=2,
抛物线与x轴交点为(-3,0),(2,0),
由题意可得翻折后y轴左侧的抛物线为,
当直线经过点(0,-6) 时,得t=-6,此时直线与新图象有且只有2个公共点,
然后将直线向上平移过程中直至经过(0,6)之前,始终与新图象有且只有2个公共点,
把(0,6)代入中得t=6,
∴-6≤t<6时,直线与新图象有且只有2个公共点,
联立与,令y值相等,得=,
整理为2x2+3x+2t-12=0,
△=32+4×2(2t-12)=0,解得t=,
当t=,直线与新图象有且只有2个公共点,
∴或.
故答案为:D.
【分析】先求出翻折后的抛物线解析式,当直线在(0,6)和(0,-6)之间平移中始终与新图象有且只有2个公共点 ,其中不包含点(0,6),当直线与新图象y轴左侧部分只有一个交点时,也满足直线与新图象有且只有2个公共点,据此解答即可.
8.(2023·商河模拟)已知二次函数的表达式为,将其图象向右平移个单位,得到二次函数的图象,使得当时,随x增大而增大;当时,随x增大而减小.则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】二次函数图象的几何变换;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【解答】∵把向右平移个单位,得到二次函数的图象,
∴
∴新图象的对称轴为直线,
∵当时,随x增大而增大;当时,随x增大而减小,且抛物线开口向下,
∴,
解得,
故答案为:D.
【分析】先求出平移后的解析式,再利用二次函数的性质求解即可。
9.(2025九上·宁波期末)小甬同学用计算机软件绘制函数 的图象后,将其对称轴左侧的图象作关于 轴对称的图象,得到新的图象 (如图所示).若点 , 都在图象 上,这 20 个点的横坐标从 0.1 开始依次增加 0.1 ,则 的值是( )
A.-1 B.0 C. D.1
【答案】C
【知识点】探索规律-函数上点的规律;二次函数图象的对称变换
【解析】【解答】解:∵函数 的对称轴是,∴当将其对称轴左侧的图象作关于 轴对称的图象,得到的函数关系式是,即图像G对应的函数关系式是
,观察并计算发现,当x=1时,y=0,并且,
即当x=0.1对应的y1值和当x=1.9对应的y19值,y1+y19=0,同理,y2+y18=0,y3+y17=0,y4+y16=0,y5+y15=0,y6+y14=0,y7+y13=0,y8+y12=0,y9+y11=0,
y20=,
因此.
故答案为:C。
【分析】本题首先画出并计算出G的函数图形和函数关系式,然后找到 的值的规律,最后发现,因为x值关于1对称,因此关于1对称的两个函数值之和是0,最后只需要计算出y20即可。
10.(2024九上·浙江月考)如图,已知在平面直角坐标系中,一段抛物线,记为抛物线,它与轴交于点,;将抛物线绕点旋转得抛物线,交轴于点,;将抛物线绕点,旋转得抛物线,交轴于点,;……如此进行下去,得到一条“波浪线”,若点在此“波浪线”上,则的值为( )
A. B. C.9 D.5
【答案】B
【知识点】二次函数图象与坐标轴的交点问题;探索规律-函数上点的规律;二次函数图象的对称变换
【解析】【解答】解:对于,当时,,
解得:,
∴.
∵,
∴.
由题意可知,,
∴可设:,
将代入,得:,
解得:,
∴.
由题意又可知整个函数图象每隔个单位长度,函数值就相等,
∵,
∴m的值等于时的纵坐标,
∴.
故答案为:B.
【分析】令抛物线解析式中的y=0,算出对应的自变量x的值可求出,将抛物线的解析式配成顶点式可得,由旋转的性质从而可求出,,进而利用待定系数法求出C2的解析式,再根据整个函数图象每隔个单位长度,函数值就相等,由,即可知m的值等于时的纵坐标,从而即可得出答案.
二、填空题
11.(2023九上·朝阳月考)将抛物线向右平移个单位,再向上平移个单位后所得到的抛物线的解析式为 .
【答案】
【知识点】二次函数图象的几何变换
【解析】【解答】将抛物线向右平移个单位后的解析式为,再将向上平移个单位后的解析式为,
故答案为:.
【分析】根据函数解析式平移的特征:左加右减,上加下减求解即可。
12.(2021·阳信模拟)将抛物线 向上平移3个单位长度后,经过点 ,则8a-4b-11的值是 .
【答案】-5
【知识点】二次函数图象的几何变换
【解析】【解答】解:将抛物线 向上平移3个单位长度后,
表达式为: ,
∵经过点 ,代入,
得: ,
则 = =2×3-11=-5.
故答案为:-5.
【分析】根据二次函数的平移后的表达式,再将点 ,代入,得: ,最后将 变形求值即可。
13.(2024九上·义乌月考)如图所示,抛物线y=x2+2x﹣3顶点为Q,交x轴于点E、F两点(F在E的右侧),T是x轴正半轴上一点,以T为中心作抛物线y=x2+2x﹣3的中心对称图形,交x轴于点K、L两点(L在K的右侧),已知∠FQL=45°,则新抛物线的解析式为 .
【答案】y=﹣x2+18x﹣77
【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与二次函数y=a(x-h)²+k的转化;中心对称的性质;二次函数图象的对称变换
【解析】【解答】解:∵y=x2+2x﹣3=(x+1)2﹣4,
∴Q(﹣1,﹣4),
当y=0时,x2+2x﹣3=0,解得x1=﹣3,x2=1,
∴E(﹣3,0),F(1,0),
作QP⊥x轴于P,过F点作FM⊥FQ交QL于M.作MN⊥x轴于N,如图,
∵∠FQL=45°,
∴△QFM为等腰直角三角形,
∴FQ=FM,
∵∠PFQ+∠PQF=90°,∠PFQ+∠MFN=90°,
∴∠PQF=∠MFN,
∴△PQF≌△NFM(AAS),
∴PQ=FN=4,MN=PF=2,
∴M(5,﹣2),
设直线QL的解析式为y=kx+b,
把Q(﹣1,﹣4),M(5,﹣2)代入得
,
解得,
∴直线QL的解析式为y,
当y=0时,0,解得x=11,
∴L(11,0),
∵点E(﹣3,0)和点L(11,0)关于T对称,
∴T点坐标为(4,0),
∵点F与点K关于T点对称,∴K(7,0),
∵新抛物线与抛物线y=x2+2x﹣3关于T对称,
∴新抛物线的解析式为y=﹣(x﹣7)(x﹣11),
即y=﹣x2+18x﹣77.
故答案为y=﹣x2+18x﹣77.
【分析】先求出顶点的坐标,然后令求得点的坐标,作QP⊥x轴于P,过F点作FM⊥FQ交QL于M.作MN⊥x轴于N,得到△PQF≌△NFM(AAS),即可求出点的坐标,得到直线QL的解析式,得到L,T的坐标,根据中心对称的性质得到K(7,0),再利用待定系数法求函数解析式即可.
14.(2021九上·杭州期末)如图,抛物线y=﹣x2+2x+m+1(m为常数)交y轴于点A,与x轴的一个交点在2和3之间,顶点为B.
①抛物线y=﹣x2+2x+m+1与直线y=m+2有且只有一个交点;
②若点M(﹣2,y1)、点N( ,y2)、点P(2,y3)在该函数图象上,则y1<y2<y3;
③将该抛物线向左平移2个单位,再向下平移2个单位,所得抛物线解析式为y=﹣(x+1)2+m;
④点A关于直线x=1的对称点为C,点D、E分别在x轴和y轴上,当m=1时,四边形BCDE周长的最小值为 .
其中正确判断的序号是 .
【答案】①③④
【知识点】二次函数图象的几何变换;轴对称的应用-最短距离问题;二次函数与一次函数的综合应用;二次函数图象上点的坐标特征;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【解答】解:①把y=m+2代入y=﹣x2+2x+m+1中,得x2﹣2x+1=0,
∵△=4﹣4=0,
∴此方程两个相等的实数根,
则抛物线y=﹣x2+2x+m+1与直线y=m+2有且只有一个交点,故①正确;
②∵抛物线的对称轴为x=1,
∴点P(2,y3)关于x=1的对称点为 ,
∵a=﹣1<0,
∴当x<1时,y随x增大而增大,
又∵﹣2<0 ,且点M(﹣2,y1)、点N( ,y2)、点 在该函数图象上,
∴y2>y3>y1,故②错误;
③将该抛物线向左平移2个单位,再向下平移2个单位所得抛物线的解析式为: ,
即y=﹣(x+1)2+m,故③正确;
④当m=1时,抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+2,
∴A(0,2),C(2,2),B(1,3),
作点B关于y轴的对称点 ,
作C点关于x轴的对称点 ,
连接 ,与x轴、y轴分别交于D、E点, 相交于 ,如图所示:
则 ,
根据两点之间线段最短,知 最短,而BC的长度一定,
∴此时,四边形BCDE周长的最小值为 ,
即 ,
故④正确;
故答案为:①③④.
【分析】①把y=m+2代入y=-x2+2x+m+1中,可得△=0,据此判断即可;
②由抛物线的对称轴为x=1,可得点P(2,y3)关于x=1的对称点为 ,由于a=﹣1<0,
可得当x<1时,y随x增大而增大,据此判断②;③根据抛物线的平移可得,将其进行整理,然后判断即可;
④因BC边一定,只要其他三边和最小便可,作点B关于y轴的对称点B′,作C点关于x轴的对称点C′,连接连接 ,与x轴、y轴分别交于D、E点, 相交于 ,如图所示:可得此时,四边形BCDE周长的最小值为 ,利用勾股定理求值即可,然后判断即可.
15.(2021·庐阳模拟)已知函数 与y轴交于点C,顶点为D.直线 交x轴于点E,点F在直线 上,且橫坐标为4,现在,将抛物线沿其对称轴上下平移,使抛物线与线段 总有公共点.抛物线向上最多可以平移 个单位长度,向下最多可以平移 个单位长度.
【答案】36;
【知识点】待定系数法求一次函数解析式;二次函数图象的几何变换
【解析】【解答】解:∵函数 与y轴交于点C,顶点为D,
∴点C的坐标为(0,4),点D的坐标为(1, ),
设直线CD的解析式为y=kx+b,
∴ ,
∴ ,
∴直线CD的解析式为 ,
当y=0时, ,
解得x= -8,
∴点E(-8,0),
当x=4时,y= ,
∴点F(4,6),
设最多上移n个单位,此时解析式为 ,
∴当x=-8时, ,
∵抛物线与直线有公共点,
∴y≤0
∴ ≤0,
∴n≤36,
∴抛物线最多上移36个单位,
设向下最多可以平移m个单位,根据题意,得 ,
∴ ,
整理,得 ,
当△=0时,有一个公共点,
∴ ,
解得m= ;
故答案为:36;
【分析】求得直线CD的解析式,根据平移规律,设出平移后的解析式,利用解析式联立方程组,转化为一元二次方程的根的判别式问题,不等式的解集,求解即可
三、综合题
16.如图,已知抛物线 交x轴于A,B两点,将该抛物线位于x轴下方的部分沿x轴翻折,其余部分不变,得到的新图象记为“图象W”,图象W 交y 轴于点C.
(1)写出“图象W”位于线段AB 上方部分(-1(2)若直线y=-x+b与“图象W”有三个交点,请结合图象,直接写出b 的值.
【答案】(1)解: “图象W”上点的坐标为(x,y),则关于x轴对称的点的坐标为(x,-y),
又∵(x,-y)在抛物线 上,
∴,即
(2)解:由图象得直线y=-x+b与“图象W”有三个交点时,存在两种情况:①当直线y=-x+b 过点C时,与“图象W”有三个交点,此时b=2;
②当直线y=-x+b 与“图象W”位于线段AB 上方部分(-1【知识点】利用二次函数图象判断一元二次方程根的情况;一次函数图象的平移变换;二次函数图象的对称变换
【解析】【分析】(1)设“图象W”上点的坐标为(x,y),得到关于x轴对称的点的坐标,代入解析式计算解答;
(2)分为直线y=-x+b 过点C或“图象W”位于线段AB 上方部对应的函数图象有唯一公共点两种情况,利用根的判别式计算解答即可.
17.(2022九上·平阳月考)如图,将抛物线P1:y=x2+2x+m平移后得到抛物线P2:y=x2﹣5x+n,两抛物线与y轴分别交于点C,D.抛物线P1,P2的交点E的横坐标是1,过点E作x轴的平行线,分别交抛物线P1,P2于点A,B.
(1)求抛物线P1的对称轴和点A的横坐标.
(2)求线段AB和CD的长度.
【答案】(1)解:抛物线的对称轴为直线,
轴,
又A、E两点关于对称轴对称,E点横坐标为1,
点A的横坐标为;
故抛物线P1的对称轴为直线和点A的横坐标为.
(2)解:抛物线的对称轴为直线,
轴,
点B与点E关于对称轴对称,
点B的横坐标为4,
;
点E是抛物线与抛物线的交点,
,
,
,
令,
则,
;
故线段AB和CD的长度均为7.
【知识点】二次函数图象的几何变换;二次函数y=ax²+bx+c的图象
【解析】【分析】(1)由抛物线的解析式可得对称轴为直线x=-1,根据A、E两点关于对称轴对称可得点A的横坐标;
(2)由抛物线P2的解析式可得对称轴,结合B、E关于对称轴对称可得点B的横坐标为4,则AB=7,由E是两抛物线的交点可得n-m=7,令x=0,求出y,表示出C、D的坐标,进而可得CD的值.
18.(2023·秦皇岛模拟)定义:如果二次函数,(,、、是常数)与,、、是常数)满足,,,则这两个函致互为“旋转函数”.例如:求函数的“旋转函数”,由函数可知,,,.根据,,求出、、就能确定这个函数的“旋转函数”.
请思考并解决下面问题:
(1)写出函数的“旋转函数”;
(2)若函数与互为“旋转函数”,求的值;
(3)已知函数的图象与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,点A、B、C关于原点的对称点分别是、、,试求证:经过点、、的二次函数与互为“旋转函数”.
【答案】(1)解:根据题意得,
解得
故解析式为:
(2)解:根据题意得
∴
∴
(3)解:根据题意得,,
∴,,
又
且经过点,,的二次函数为
∵
∴两个函数互为“旋转函数”.
【知识点】二次函数图象的几何变换;待定系数法求二次函数解析式;定义新运算
【解析】【分析】(1)根据“旋转函数”的定义可得,再求出a、b、c的值即可;
(2)根据“旋转函数”的定义可得,求出m、n的值,再将m、n的值代入计算即可;
(3)先求出,,,再求出经过点,,的二次函数为,最后利用“旋转函数”的定义求解即可。
19.特例感知
(1)如图①,对于抛物线 下列结论正确的序号是 .
①抛物线y1,y2,y3都经过点C(0,1).
②抛物线 y2,y3的对称轴由抛物线 y1的对称轴依次向左平移个单位得到.
③抛物线y1,y2,y3与直线y=1的交点中,相邻两点之间的距离相等.
(2)形成概念
把满足 (n为正整数)的抛物线称为“系列平移抛物线”.
知识应用
在(2)中,如图②.
①“系列平移抛物线”的顶点依次为 用含 n的代数式表示顶点 Pn的坐标,并写出该顶点纵坐标y与横坐标x之间的关系式.
②“系列平移抛物线”存在“系列整数点”(横、纵坐标均为整数的点):( 其横坐标分别为-k-1,-k-2,-k-3,…,-k-n(k为正整数),判断相邻两点之间的距离是否都相等,若相等,直接写出相邻两点之间的距离;若不相等,说明理由.
③在②中,直线 y=1分别交“系列平移抛物线”于点. ,连接CnAn, 判断 是否平行,并说明理由.
【答案】(1)①②③
(2)【答案】解:
②相邻两点之间的距离都相等.
理由:根据题意得
∴Cn, Cn-1两点之间的铅直高度
Cn, Cn-1两点之间的水平距离=-k-n+1-(-k-n)=1.
∴由勾股定理得
③CnAn与 Cn-1An-1不平行.
理由:根据题意得C
过 Cn, Cn-1分别作直线y=1的垂线,垂足为D,E,连接CnAn, Cn-1An-1,所以D(-k-n,1),E(-k-n+1,1).
在 Rt△DAnCn中,
在 Rt 中,
【知识点】二次函数图象的几何变换;二次函数图象上点的坐标特征;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【解答】解:将x=0分别代入y1,y2,y3,均为1,
则都经过(0,1),
故①正确;
y1,y2,y3的对称轴依次为x=,x=-1,x=,
∴ y2,y3的对称轴由抛物线 y1的对称轴依次向左平移个单位得到 ,
故②正确;
③当y=1时,则-x2-x+1=1,可得x=0或x=-1;-x2-2x+1=1,可得x=0或x=-2;-x2-3x+1=1,可得x=0或x=-3;所以相邻两点之间的距离都是1,
故③正确;
故答案为:①②③
【分析】(1)①当x=0时,分别代入抛物线y1,y2,y3,即可得y1=y2=y3=1;
②y2=-x2-2x+1,y3=-x2-3x+1的对称轴分别为x=-1,x=,y1=-x2-x+1的对称轴x=,
③当y=1时,则-x2-x+1=1,可得x=0或x=-1;-x2-2x+1=1,可得x=0或x=-2;-x2-3x+1=1,可得x=0或x=-3;所以相邻两点之间的距离都是1,
(2)①的顶点为(),可得y=x2+1;
②横坐标分别为-k-1,-k-2,-k-3,…,-k-n(k为正整数),当x=-k-n时,y=-k2-nk+1,纵坐标分别为-k2-k+1,-k2-2k+1,-k2-3k+1,…,-k2-nk+1,相邻两点间距离分别为
③当y=1时,-x2-nx+1=1,可求A1(-1,1),A2(-2,1),A3(-3,1),…,An(-n,1),
C1(-k-1,-k2-k+1),C2(-k-2,-k2-2k+1),C3(-k-3,-k2-3k+1),…,Cn(-k-n,-k2-nk+1).
1 / 1专题4 二次函数的几何变换—浙教版数学九年级上册培优专训
一、单选题
1.(2023九上·铁山期中)在平面直角坐标系中,将抛物线 先向左平移3个单位长度,再向下平移4个单位长度,所得到的抛物线的表达式为( )
A. B.
C. D.
2.(2025九上·海曙期末)为使抛物线C1:y=3(x-1)2+2与抛物线C2:y=3(x+1)2-2重合,下列平移能实现的是( )
A.把C1先向左平移2个单位长度,再向下平移4个单位长度
B.把C1先向左平移2个单位长度,再向上平移4个单位长度
C.把C1先向右平移2个单位长度,再向下平移4个单位长度
D.把C1先向右平移2个单位长度,再向上平移4个单位长度
3.(2024九上·上城期末)已知二次函数y=﹣x2+x+6,将该二次函数在x轴上方的图象沿x轴翻折到x轴下方,图象的其余部分不变,得到一个新的函数图象(如图所示),当直线y=﹣x+m与新图象有3个交点时,m的值是( )
A. B.﹣2 C.﹣2或3 D.﹣6或﹣2
4.(2023九上·杭州期中)在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于,两点,其中。将此抛物线向上平移,与x轴交于,两点,其中,下面结论正确的是( )
A.当时,,
B.当时,,
C.当时,
D.当时,,
5.(2024九下·花溪月考)在同一坐标平面内,图象不可能由函数y=2x2+1的图象通过平移变换、轴对称变换得到的函数是( )
A.y=2(x+1)2-1 B.y=2x2+3
C.y=-2x2-1 D.y=x2-1
6.在平面直角坐标系中,抛物线 y= 与 x 轴相交于(a,0),(b,0)两点,其中aA.a+b=c+d,b-ad-c
C.a+bd-c
7.(2024九上·拱墅期末)将抛物线位于轴左侧的部分沿轴翻折,其余部分不变,翻折得到的图象和原来不变的部分构成一个新图象,若直线与新图象有且只有2个公共点,则的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.或
8.(2023·商河模拟)已知二次函数的表达式为,将其图象向右平移个单位,得到二次函数的图象,使得当时,随x增大而增大;当时,随x增大而减小.则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
9.(2025九上·宁波期末)小甬同学用计算机软件绘制函数 的图象后,将其对称轴左侧的图象作关于 轴对称的图象,得到新的图象 (如图所示).若点 , 都在图象 上,这 20 个点的横坐标从 0.1 开始依次增加 0.1 ,则 的值是( )
A.-1 B.0 C. D.1
10.(2024九上·浙江月考)如图,已知在平面直角坐标系中,一段抛物线,记为抛物线,它与轴交于点,;将抛物线绕点旋转得抛物线,交轴于点,;将抛物线绕点,旋转得抛物线,交轴于点,;……如此进行下去,得到一条“波浪线”,若点在此“波浪线”上,则的值为( )
A. B. C.9 D.5
二、填空题
11.(2023九上·朝阳月考)将抛物线向右平移个单位,再向上平移个单位后所得到的抛物线的解析式为 .
12.(2021·阳信模拟)将抛物线 向上平移3个单位长度后,经过点 ,则8a-4b-11的值是 .
13.(2024九上·义乌月考)如图所示,抛物线y=x2+2x﹣3顶点为Q,交x轴于点E、F两点(F在E的右侧),T是x轴正半轴上一点,以T为中心作抛物线y=x2+2x﹣3的中心对称图形,交x轴于点K、L两点(L在K的右侧),已知∠FQL=45°,则新抛物线的解析式为 .
14.(2021九上·杭州期末)如图,抛物线y=﹣x2+2x+m+1(m为常数)交y轴于点A,与x轴的一个交点在2和3之间,顶点为B.
①抛物线y=﹣x2+2x+m+1与直线y=m+2有且只有一个交点;
②若点M(﹣2,y1)、点N( ,y2)、点P(2,y3)在该函数图象上,则y1<y2<y3;
③将该抛物线向左平移2个单位,再向下平移2个单位,所得抛物线解析式为y=﹣(x+1)2+m;
④点A关于直线x=1的对称点为C,点D、E分别在x轴和y轴上,当m=1时,四边形BCDE周长的最小值为 .
其中正确判断的序号是 .
15.(2021·庐阳模拟)已知函数 与y轴交于点C,顶点为D.直线 交x轴于点E,点F在直线 上,且橫坐标为4,现在,将抛物线沿其对称轴上下平移,使抛物线与线段 总有公共点.抛物线向上最多可以平移 个单位长度,向下最多可以平移 个单位长度.
三、综合题
16.如图,已知抛物线 交x轴于A,B两点,将该抛物线位于x轴下方的部分沿x轴翻折,其余部分不变,得到的新图象记为“图象W”,图象W 交y 轴于点C.
(1)写出“图象W”位于线段AB 上方部分(-1(2)若直线y=-x+b与“图象W”有三个交点,请结合图象,直接写出b 的值.
17.(2022九上·平阳月考)如图,将抛物线P1:y=x2+2x+m平移后得到抛物线P2:y=x2﹣5x+n,两抛物线与y轴分别交于点C,D.抛物线P1,P2的交点E的横坐标是1,过点E作x轴的平行线,分别交抛物线P1,P2于点A,B.
(1)求抛物线P1的对称轴和点A的横坐标.
(2)求线段AB和CD的长度.
18.(2023·秦皇岛模拟)定义:如果二次函数,(,、、是常数)与,、、是常数)满足,,,则这两个函致互为“旋转函数”.例如:求函数的“旋转函数”,由函数可知,,,.根据,,求出、、就能确定这个函数的“旋转函数”.
请思考并解决下面问题:
(1)写出函数的“旋转函数”;
(2)若函数与互为“旋转函数”,求的值;
(3)已知函数的图象与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,点A、B、C关于原点的对称点分别是、、,试求证:经过点、、的二次函数与互为“旋转函数”.
19.特例感知
(1)如图①,对于抛物线 下列结论正确的序号是 .
①抛物线y1,y2,y3都经过点C(0,1).
②抛物线 y2,y3的对称轴由抛物线 y1的对称轴依次向左平移个单位得到.
③抛物线y1,y2,y3与直线y=1的交点中,相邻两点之间的距离相等.
(2)形成概念
把满足 (n为正整数)的抛物线称为“系列平移抛物线”.
知识应用
在(2)中,如图②.
①“系列平移抛物线”的顶点依次为 用含 n的代数式表示顶点 Pn的坐标,并写出该顶点纵坐标y与横坐标x之间的关系式.
②“系列平移抛物线”存在“系列整数点”(横、纵坐标均为整数的点):( 其横坐标分别为-k-1,-k-2,-k-3,…,-k-n(k为正整数),判断相邻两点之间的距离是否都相等,若相等,直接写出相邻两点之间的距离;若不相等,说明理由.
③在②中,直线 y=1分别交“系列平移抛物线”于点. ,连接CnAn, 判断 是否平行,并说明理由.
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】二次函数图象的几何变换
【解析】【解答】解:∵抛物线 先向左平移3个单位长度,再向下平移4个单位长度,
∴所得到的抛物线的表达式为,
故答案为:D.
【分析】利用函数图象(解析式)平移的特征:左加右减,上加下减分析求解即可.
2.【答案】A
【知识点】二次函数图象的平移变换
【解析】【解答】解:抛物线 的顶点坐标为(1,2)
抛物线 的顶点坐标为
∵点(1,2)先向左平移2个单位,再向下平移4个单位可得到点(
∴把抛物线 先向左平移2个单位,再向下平移4个单位可得到抛物线
故答案为:A.
【分析】根据平移规律“上加下减,左加右减”解题即可.
3.【答案】D
【知识点】二次函数图象的几何变换;二次函数图象与坐标轴的交点问题;二次函数与一次函数的综合应用;二次函数图象的对称变换
【解析】【解答】解:直线在如图位置时,有3个交点,
y=-x2+x+6,令y=0得x=3或-2,则A(-2,0)
A代入y=-x+m得0=2+m,m=-2;
翻折到x轴下方部分对应函数为:y=x2-x-6,
联立得x2-6-m=0,
由△=4(6+m)=0得m=-6;
综上,m=-2或-6
故答案为:D.
【分析】由题意作出3个交点时的直线位置,一种经过点A,另一种和翻折下来的图形相切,写出翻折后的函数解析式,并和直线联立,根据△=0求解即可.
4.【答案】A
【知识点】二次函数图象的几何变换;二次函数图象与坐标轴的交点问题
【解析】【解答】解:当m>0时,抛物线开口向上,对称轴为x=-2,平移后的对称轴不变,所以所以结合图像易知,;
同理,当m<0时,抛物线开口向下,对称轴为x=-2,平移后的对称轴不变,所以结合图像易知,.
故答案为:A.
【分析】抛物线上纵坐标相等的点离对称轴的距离相等,上下平移对称轴不变,所以不论抛物线开口向上还是向下,再结合图像即可判断得解。
5.【答案】D
【知识点】二次函数图象与系数的关系;二次函数图象的几何变换
【解析】【解答】解:由于抛物线的形状由二次项的系数a决定,所以两个函数表达式中的a要相同或互为相反数才可以通过平移变换、轴对称变换得到,A、B选项的二次项系数为2;C选项的二次项系数为-2;D选项的二次项系数为与原二次函数的二次项系数不相等,故D不能由原函数平移而得到.
故答案为:D.
【分析】根据图形平移的性质可得,平移后的图形与原图形大小、形状、开口相同,再根据抛物线的形状由二次项的系数a决定的进行分析即可.
6.【答案】A
【知识点】二次函数图象的平移变换
【解析】【解答】解:∵ 抛物线 y=-(x+ 向上平移后,对称轴不变,
即a+b=c+d①.如图,
平移前抛物线与x轴的两个交点之间的距离小于平移后抛物线与x轴的两个交点之间的距离,即b- a故答案为:A .
【分析】方法归纳:
抛物线上纵坐标相等的点与对称轴的关系若点(a,n)和点(b,n)(a≠b)在抛物线y=a(x-m)2+k(a≠0)上,则抛物线的对称轴可以表示为直线,根据这个关系,可得=m,特别地,当n=0,这两个点为抛物线与x轴的交点.
7.【答案】D
【知识点】二次函数图象的几何变换;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: ,
令y=0,则x2+x-6=0,解得x=-3,y=2,
抛物线与x轴交点为(-3,0),(2,0),
由题意可得翻折后y轴左侧的抛物线为,
当直线经过点(0,-6) 时,得t=-6,此时直线与新图象有且只有2个公共点,
然后将直线向上平移过程中直至经过(0,6)之前,始终与新图象有且只有2个公共点,
把(0,6)代入中得t=6,
∴-6≤t<6时,直线与新图象有且只有2个公共点,
联立与,令y值相等,得=,
整理为2x2+3x+2t-12=0,
△=32+4×2(2t-12)=0,解得t=,
当t=,直线与新图象有且只有2个公共点,
∴或.
故答案为:D.
【分析】先求出翻折后的抛物线解析式,当直线在(0,6)和(0,-6)之间平移中始终与新图象有且只有2个公共点 ,其中不包含点(0,6),当直线与新图象y轴左侧部分只有一个交点时,也满足直线与新图象有且只有2个公共点,据此解答即可.
8.【答案】D
【知识点】二次函数图象的几何变换;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【解答】∵把向右平移个单位,得到二次函数的图象,
∴
∴新图象的对称轴为直线,
∵当时,随x增大而增大;当时,随x增大而减小,且抛物线开口向下,
∴,
解得,
故答案为:D.
【分析】先求出平移后的解析式,再利用二次函数的性质求解即可。
9.【答案】C
【知识点】探索规律-函数上点的规律;二次函数图象的对称变换
【解析】【解答】解:∵函数 的对称轴是,∴当将其对称轴左侧的图象作关于 轴对称的图象,得到的函数关系式是,即图像G对应的函数关系式是
,观察并计算发现,当x=1时,y=0,并且,
即当x=0.1对应的y1值和当x=1.9对应的y19值,y1+y19=0,同理,y2+y18=0,y3+y17=0,y4+y16=0,y5+y15=0,y6+y14=0,y7+y13=0,y8+y12=0,y9+y11=0,
y20=,
因此.
故答案为:C。
【分析】本题首先画出并计算出G的函数图形和函数关系式,然后找到 的值的规律,最后发现,因为x值关于1对称,因此关于1对称的两个函数值之和是0,最后只需要计算出y20即可。
10.【答案】B
【知识点】二次函数图象与坐标轴的交点问题;探索规律-函数上点的规律;二次函数图象的对称变换
【解析】【解答】解:对于,当时,,
解得:,
∴.
∵,
∴.
由题意可知,,
∴可设:,
将代入,得:,
解得:,
∴.
由题意又可知整个函数图象每隔个单位长度,函数值就相等,
∵,
∴m的值等于时的纵坐标,
∴.
故答案为:B.
【分析】令抛物线解析式中的y=0,算出对应的自变量x的值可求出,将抛物线的解析式配成顶点式可得,由旋转的性质从而可求出,,进而利用待定系数法求出C2的解析式,再根据整个函数图象每隔个单位长度,函数值就相等,由,即可知m的值等于时的纵坐标,从而即可得出答案.
11.【答案】
【知识点】二次函数图象的几何变换
【解析】【解答】将抛物线向右平移个单位后的解析式为,再将向上平移个单位后的解析式为,
故答案为:.
【分析】根据函数解析式平移的特征:左加右减,上加下减求解即可。
12.【答案】-5
【知识点】二次函数图象的几何变换
【解析】【解答】解:将抛物线 向上平移3个单位长度后,
表达式为: ,
∵经过点 ,代入,
得: ,
则 = =2×3-11=-5.
故答案为:-5.
【分析】根据二次函数的平移后的表达式,再将点 ,代入,得: ,最后将 变形求值即可。
13.【答案】y=﹣x2+18x﹣77
【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与二次函数y=a(x-h)²+k的转化;中心对称的性质;二次函数图象的对称变换
【解析】【解答】解:∵y=x2+2x﹣3=(x+1)2﹣4,
∴Q(﹣1,﹣4),
当y=0时,x2+2x﹣3=0,解得x1=﹣3,x2=1,
∴E(﹣3,0),F(1,0),
作QP⊥x轴于P,过F点作FM⊥FQ交QL于M.作MN⊥x轴于N,如图,
∵∠FQL=45°,
∴△QFM为等腰直角三角形,
∴FQ=FM,
∵∠PFQ+∠PQF=90°,∠PFQ+∠MFN=90°,
∴∠PQF=∠MFN,
∴△PQF≌△NFM(AAS),
∴PQ=FN=4,MN=PF=2,
∴M(5,﹣2),
设直线QL的解析式为y=kx+b,
把Q(﹣1,﹣4),M(5,﹣2)代入得
,
解得,
∴直线QL的解析式为y,
当y=0时,0,解得x=11,
∴L(11,0),
∵点E(﹣3,0)和点L(11,0)关于T对称,
∴T点坐标为(4,0),
∵点F与点K关于T点对称,∴K(7,0),
∵新抛物线与抛物线y=x2+2x﹣3关于T对称,
∴新抛物线的解析式为y=﹣(x﹣7)(x﹣11),
即y=﹣x2+18x﹣77.
故答案为y=﹣x2+18x﹣77.
【分析】先求出顶点的坐标,然后令求得点的坐标,作QP⊥x轴于P,过F点作FM⊥FQ交QL于M.作MN⊥x轴于N,得到△PQF≌△NFM(AAS),即可求出点的坐标,得到直线QL的解析式,得到L,T的坐标,根据中心对称的性质得到K(7,0),再利用待定系数法求函数解析式即可.
14.【答案】①③④
【知识点】二次函数图象的几何变换;轴对称的应用-最短距离问题;二次函数与一次函数的综合应用;二次函数图象上点的坐标特征;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【解答】解:①把y=m+2代入y=﹣x2+2x+m+1中,得x2﹣2x+1=0,
∵△=4﹣4=0,
∴此方程两个相等的实数根,
则抛物线y=﹣x2+2x+m+1与直线y=m+2有且只有一个交点,故①正确;
②∵抛物线的对称轴为x=1,
∴点P(2,y3)关于x=1的对称点为 ,
∵a=﹣1<0,
∴当x<1时,y随x增大而增大,
又∵﹣2<0 ,且点M(﹣2,y1)、点N( ,y2)、点 在该函数图象上,
∴y2>y3>y1,故②错误;
③将该抛物线向左平移2个单位,再向下平移2个单位所得抛物线的解析式为: ,
即y=﹣(x+1)2+m,故③正确;
④当m=1时,抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+2,
∴A(0,2),C(2,2),B(1,3),
作点B关于y轴的对称点 ,
作C点关于x轴的对称点 ,
连接 ,与x轴、y轴分别交于D、E点, 相交于 ,如图所示:
则 ,
根据两点之间线段最短,知 最短,而BC的长度一定,
∴此时,四边形BCDE周长的最小值为 ,
即 ,
故④正确;
故答案为:①③④.
【分析】①把y=m+2代入y=-x2+2x+m+1中,可得△=0,据此判断即可;
②由抛物线的对称轴为x=1,可得点P(2,y3)关于x=1的对称点为 ,由于a=﹣1<0,
可得当x<1时,y随x增大而增大,据此判断②;③根据抛物线的平移可得,将其进行整理,然后判断即可;
④因BC边一定,只要其他三边和最小便可,作点B关于y轴的对称点B′,作C点关于x轴的对称点C′,连接连接 ,与x轴、y轴分别交于D、E点, 相交于 ,如图所示:可得此时,四边形BCDE周长的最小值为 ,利用勾股定理求值即可,然后判断即可.
15.【答案】36;
【知识点】待定系数法求一次函数解析式;二次函数图象的几何变换
【解析】【解答】解:∵函数 与y轴交于点C,顶点为D,
∴点C的坐标为(0,4),点D的坐标为(1, ),
设直线CD的解析式为y=kx+b,
∴ ,
∴ ,
∴直线CD的解析式为 ,
当y=0时, ,
解得x= -8,
∴点E(-8,0),
当x=4时,y= ,
∴点F(4,6),
设最多上移n个单位,此时解析式为 ,
∴当x=-8时, ,
∵抛物线与直线有公共点,
∴y≤0
∴ ≤0,
∴n≤36,
∴抛物线最多上移36个单位,
设向下最多可以平移m个单位,根据题意,得 ,
∴ ,
整理,得 ,
当△=0时,有一个公共点,
∴ ,
解得m= ;
故答案为:36;
【分析】求得直线CD的解析式,根据平移规律,设出平移后的解析式,利用解析式联立方程组,转化为一元二次方程的根的判别式问题,不等式的解集,求解即可
16.【答案】(1)解: “图象W”上点的坐标为(x,y),则关于x轴对称的点的坐标为(x,-y),
又∵(x,-y)在抛物线 上,
∴,即
(2)解:由图象得直线y=-x+b与“图象W”有三个交点时,存在两种情况:①当直线y=-x+b 过点C时,与“图象W”有三个交点,此时b=2;
②当直线y=-x+b 与“图象W”位于线段AB 上方部分(-1【知识点】利用二次函数图象判断一元二次方程根的情况;一次函数图象的平移变换;二次函数图象的对称变换
【解析】【分析】(1)设“图象W”上点的坐标为(x,y),得到关于x轴对称的点的坐标,代入解析式计算解答;
(2)分为直线y=-x+b 过点C或“图象W”位于线段AB 上方部对应的函数图象有唯一公共点两种情况,利用根的判别式计算解答即可.
17.【答案】(1)解:抛物线的对称轴为直线,
轴,
又A、E两点关于对称轴对称,E点横坐标为1,
点A的横坐标为;
故抛物线P1的对称轴为直线和点A的横坐标为.
(2)解:抛物线的对称轴为直线,
轴,
点B与点E关于对称轴对称,
点B的横坐标为4,
;
点E是抛物线与抛物线的交点,
,
,
,
令,
则,
;
故线段AB和CD的长度均为7.
【知识点】二次函数图象的几何变换;二次函数y=ax²+bx+c的图象
【解析】【分析】(1)由抛物线的解析式可得对称轴为直线x=-1,根据A、E两点关于对称轴对称可得点A的横坐标;
(2)由抛物线P2的解析式可得对称轴,结合B、E关于对称轴对称可得点B的横坐标为4,则AB=7,由E是两抛物线的交点可得n-m=7,令x=0,求出y,表示出C、D的坐标,进而可得CD的值.
18.【答案】(1)解:根据题意得,
解得
故解析式为:
(2)解:根据题意得
∴
∴
(3)解:根据题意得,,
∴,,
又
且经过点,,的二次函数为
∵
∴两个函数互为“旋转函数”.
【知识点】二次函数图象的几何变换;待定系数法求二次函数解析式;定义新运算
【解析】【分析】(1)根据“旋转函数”的定义可得,再求出a、b、c的值即可;
(2)根据“旋转函数”的定义可得,求出m、n的值,再将m、n的值代入计算即可;
(3)先求出,,,再求出经过点,,的二次函数为,最后利用“旋转函数”的定义求解即可。
19.【答案】(1)①②③
(2)【答案】解:
②相邻两点之间的距离都相等.
理由:根据题意得
∴Cn, Cn-1两点之间的铅直高度
Cn, Cn-1两点之间的水平距离=-k-n+1-(-k-n)=1.
∴由勾股定理得
③CnAn与 Cn-1An-1不平行.
理由:根据题意得C
过 Cn, Cn-1分别作直线y=1的垂线,垂足为D,E,连接CnAn, Cn-1An-1,所以D(-k-n,1),E(-k-n+1,1).
在 Rt△DAnCn中,
在 Rt 中,
【知识点】二次函数图象的几何变换;二次函数图象上点的坐标特征;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【解答】解:将x=0分别代入y1,y2,y3,均为1,
则都经过(0,1),
故①正确;
y1,y2,y3的对称轴依次为x=,x=-1,x=,
∴ y2,y3的对称轴由抛物线 y1的对称轴依次向左平移个单位得到 ,
故②正确;
③当y=1时,则-x2-x+1=1,可得x=0或x=-1;-x2-2x+1=1,可得x=0或x=-2;-x2-3x+1=1,可得x=0或x=-3;所以相邻两点之间的距离都是1,
故③正确;
故答案为:①②③
【分析】(1)①当x=0时,分别代入抛物线y1,y2,y3,即可得y1=y2=y3=1;
②y2=-x2-2x+1,y3=-x2-3x+1的对称轴分别为x=-1,x=,y1=-x2-x+1的对称轴x=,
③当y=1时,则-x2-x+1=1,可得x=0或x=-1;-x2-2x+1=1,可得x=0或x=-2;-x2-3x+1=1,可得x=0或x=-3;所以相邻两点之间的距离都是1,
(2)①的顶点为(),可得y=x2+1;
②横坐标分别为-k-1,-k-2,-k-3,…,-k-n(k为正整数),当x=-k-n时,y=-k2-nk+1,纵坐标分别为-k2-k+1,-k2-2k+1,-k2-3k+1,…,-k2-nk+1,相邻两点间距离分别为
③当y=1时,-x2-nx+1=1,可求A1(-1,1),A2(-2,1),A3(-3,1),…,An(-n,1),
C1(-k-1,-k2-k+1),C2(-k-2,-k2-2k+1),C3(-k-3,-k2-3k+1),…,Cn(-k-n,-k2-nk+1).
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