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中考一轮复习讲义第9讲: 二次函数的的图象、性质和应用
【考纲解读】
考点 考纲内容 要求 命题规律 命题趋势
1、二次函数图像与性质 二次函数图像二次函数性质 CD 3分 填空、选择解答题
2、待定系数法求解析式 确定二次函数表达式 C 10分 解答题
3、二次函数图像与一元二次方程 二次函数与一元二次方程、二次不等式联系 C 3分 选择、填空
4、二次函数应用 二次函数生活中简单应用 D 8分 解答题
【知识梳理】
一、二次函数的基本形式
的性质:
的符号 开口方向 顶点坐标 对称轴 性质
向上 X=h 时,随的增大而增大;时,随的增大而减小;时,有最小值.
向下 X=h 时,随的增大而减小;时,随的增大而增大;时,有最大值.
二、二次函数图象的画法
五点绘图法:利用配方法将二次函数化为顶点式,确定其开口方向、对称轴及顶点坐标,然后在对称轴两侧,左右对称地描点画图.一般我们选取的五点为:顶点、与轴的交点、以及关于对称轴对称的点、与轴的交点,(若与轴没有交点,则取两组关于对称轴对称的点).
画草图时应抓住以下几点:开口方向,对称轴,顶点,与轴的交点,与轴的交点.
三、二次函数图象的平移
1. 平移步骤:
方法一:⑴ 将抛物线解析式转化成顶点式,确定其顶点坐标;
⑵ 保持抛物线的形状不变,将其顶点平移到处,具体平移方法如下:
2. 平移规律
在原有函数的基础上“值正右移,负左移;值正上移,负下移”.
概括成八个字“左加右减,上加下减”.
方法二:
⑴沿轴平移:向上(下)平移个单位,变成
(或)
⑵沿轴平移:向左(右)平移个单位,变成(或)
、、及的符号与图象的关系
⑴a→决定抛物线的开口方向;a>0. 开口向上;a<0,开口向下.
⑵a、b→决定抛物线的对称轴的位置:
a、b同号,对称轴(<0)在y轴的左侧;
a、b异号,对称轴(>0)在y轴的右侧.
简单地说: “左同右异”
⑶c→决定抛物线与y轴的交点(此时点的横坐标x=0)的位置:
c>0,与y轴的交点在y轴的正半轴上;
c=0,抛物线经过原点;
c<0,与y轴的交点在y轴的负半轴上.
⑷b2-4ac→决定抛物线与x轴交点的个数:
①当b2-4ac>0时,抛物线与x轴有两个交点;
②当b2-4ac=0时,抛物线与x轴有一个交点;
③当b2-4ac<0时,抛物线与x轴没有交点.
【典例真题】
考点1:二次函数图像、性质
1、(2021 台湾)若坐标平面上二次函数y=a(x+b)2+c的图形,经过平移后可与y=(x+3)2的图形完全叠合,则a、b、c的值可能为下列哪一组?( )
A.a=1,b=0,c=﹣2 B.a=2,b=6,c=0
C.a=﹣1,b=﹣3,c=0 D.a=﹣2,b=﹣3,c=﹣2
【解答】解:∵二次函数y=a(x+b)2+c的图形,经过平移后可与y=(x+3)2的图形完全叠合,∴a=1.故选:A.
2、(2021 大庆)已知函数y=ax2﹣(a+1)x+1,则下列说法不正确的个数是( )
①若该函数图像与x轴只有一个交点,则a=1;
②方程ax2﹣(a+1)x+1=0至少有一个整数根;
③若<x<1,则y=ax2﹣(a+1)x+1的函数值都是负数;
④不存在实数a,使得ax2﹣(a+1)x+1≤0对任意实数x都成立.
A.0 B.1 C.2 D.3
【解答】解:①当a=0时,y=﹣x+1,此时函数图象与x轴交点为(1,0),故①错误;
②当a=0时,﹣x+1=0,解得x=1;
当a≠0时,ax2﹣(a+1)x+1=(x﹣1)(ax﹣1)=0,
解得x=1或x=,
故②正确;
③当a=0时,y=﹣x+1,若<x<1,则y>0;
当a>0时,函数图象开口向上,若<x<1,则y<0;
当a<0时,函数图象开口向下,若<x<1,则y>0;
故③错误;
④当a<0时,y=ax2﹣(a+1)x+1,Δ=(a﹣1)2≥0,
此时ax2﹣(a+1)x+1≤0对任意实数x都成立,
故④错误;故选:D.
3、(2021 湖北)若抛物线y=x2+bx+c与x轴两个交点间的距离为4.对称轴为直线x=2,P为这条抛物线的顶点,则点P关于x轴的对称点的坐标是( )
A.(2,4) B.(﹣2,4) C.(﹣2,﹣4) D.(2,﹣4)
【解答】解:设抛物线y=x2+bx+c与x轴两个交点坐标为(x1,0),(x2,0),
∵抛物线y=x2+bx+c与x轴两个交点间的距离为4.对称轴为直线x=2,
∴(x1﹣x2)2=(x1+x2)2﹣4x1x2=16,﹣=2,
∴(﹣)2﹣4×=16,b=﹣4,
解得c=0,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣4x=(x﹣2)2﹣4,
∴顶点P的坐标为(2,﹣4),
∴点P关于x轴的对称点的坐标是(2,4),
故选:A.
4、(2021 陕西)下表中列出的是一个二次函数的自变量x与函数y的几组对应值:
x … ﹣2 0 1 3 …
y … 6 ﹣4 ﹣6 ﹣4 …
下列各选项中,正确的是( )
A.这个函数的图象开口向下
B.这个函数的图象与x轴无交点
C.这个函数的最小值小于﹣6
D.当x>1时,y的值随x值的增大而增大
【解答】解:设二次函数的解析式为y=ax2+bx+c,
由题知,
解得,
∴二次函数的解析式为y=x2﹣3x﹣4=(x﹣4)(x+1)=(x﹣)2﹣,
∴(1)函数图象开口向上,
(2)与x轴的交点为(4,0)和(﹣1,0),
(3)当x=时,函数有最小值为﹣,
(4)函数对称轴为直线x=,根据图象可知当x>时,y的值随x值的增大而增大,
故选:C.
5、(2021 苏州)已知抛物线y=x2+kx﹣k2的对称轴在y轴右侧,现将该抛物线先向右平移3个单位长度,再向上平移1个单位长度后,得到的抛物线正好经过坐标原点,则k的值是( )
A.﹣5或2 B.﹣5 C.2 D.﹣2
【解答】解:∵抛物线y=x2+kx﹣k2的对称轴在y轴右侧,
∴x=﹣>0,
∴k<0.
∵抛物线y=x2+kx﹣k2=(x+) ﹣.
∴将该抛物线先向右平移3个单位长度,再向上平移1个单位长度后,得到的抛物线的表达式是:y=(x+﹣3) ﹣+1,
∴将(0,0)代入,得0=(0+﹣3) ﹣+1,
解得k1=2(舍去),k2=﹣5.故选:B.
6、(2020 无锡)二次函数y=ax2﹣3ax+3的图象过点A(6,0),且与y轴交于点B,点M在该抛物线的对称轴上,若△ABM是以AB为直角边的直角三角形,则点M的坐标为 .
【解答】解:∵抛物线的对称轴为x=﹣=,
设点M的坐标为:(,m),
当∠ABM=90°,
过B作BD垂直对称轴于D,
则∠1=∠2,
∴tan∠2=tan∠1==2,
∴=2,
∴DM=3,
∴M(,6),
当∠M′AB=90°时,
∴tan∠3==tan∠1==2,
∴M′N=9,
∴M′(,﹣9),
综上所述,点M的坐标为(,﹣9)或(,6).
故答案为:(,﹣9)或(,6).
7、(2021 泰安)如图是抛物线y=ax2+bx+c的部分图象,图象过点(3,0),对称轴为直线x=1,有下列四个结论:①abc>0;②a﹣b+c=0;③y的最大值为3;④方程ax2+bx+c+1=0有实数根.其中正确的为 (将所有正确结论的序号都填入).
【解答】解:∵抛物线开口向下,
∴a<0,
∵对称轴x=﹣=1,
∴b=﹣2a>0,
∵抛物线与y轴的交点在y轴正半轴,
∴c>0,
∴abc<0,故①错误;
∵抛物线与x轴的交点(3,0),对称轴为直线x=1,
∴抛物线x轴的另一个交点在(﹣1,0),
∴当x=﹣1时,y=a﹣b+c=0,即②正确;
由图象无法判断y的最大值,故③错误;
方程ax2+bx+c+1=0的根的个数,可看作二次函数y=ax2+bx+c与y=﹣1的交点个数,
由图象可知,必然有2个交点,即方程ax2+bx+c+1=0有2个不相等的实数根.
故④正确.
故答案为:②④.
8、(2021 安徽)设抛物线y=x2+(a+1)x+a,其中a为实数.
(1)若抛物线经过点(﹣1,m),则m= ;
(2)将抛物线y=x2+(a+1)x+a向上平移2个单位,所得抛物线顶点的纵坐标的最大值是 .
【解答】解:(1)点(﹣1,m)代入抛物线解析式y=x2+(a+1)x+a,
得(﹣1)2+(a+1)×(﹣1)+a=m,解得m=0.
故答案为:0.
(2)y=x2+(a+1)x+a向上平移2个单位可得,y=x2+(a+1)x+a+2,
∴y=(x+)2﹣(a﹣1)2+2,
∴抛物线顶点的纵坐标n=﹣(a﹣1)2+2,
∵﹣<0,
∴n的最大值为2.故答案为:2.
考点2:待定系数法求解析式
1、(2020 百色)将抛物线y=(x+1)2+1平移,使平移后得到抛物线y=x2+6x+6.则需将原抛物线( )
A.先向左平移1个单位长度,再向上平移5个单位长度
B.先向左平移2个单位长度,再向下平移4个单位长度
C.先向右平移1个单位长度,再向上平移5个单位长度
D.先向右平移2个单位长度,再向上平移4个单位长度
【解答】解:抛物线y=(x+1)2+1的顶点坐标是(﹣1,1),抛物线y=x2+6x+6=(x+3)2﹣3的顶点坐标是(﹣3,﹣3).
所以将点(﹣1,1)向左平移2个单位长度,再向下平移4个单位长度,得到点(﹣3,﹣3).
所以需要将原抛物线先向左平移2个单位长度,再向下平移4个单位长度得到抛物线y=x2+6x+6.
故选:B.
2、(2020 巴中)现有一“祥云”零件剖面图,如图所示,它由一个半圆和左右两支抛物线的一部分组成,且关于y轴对称.其中半圆交y轴于点E,直径AB=2,OE=2;两支抛物线的顶点分别为点A、点B.与x轴分别交于点C、点D;直线BC的解析式为:.则零件中BD这段曲线的解析式为 .
【解答】解:记AB与y轴的交点为F,
∵AB=2,且半圆关于y轴对称,
∴FA=FB=FE=1,
∵OE=2,
∴OF=1,
则右侧抛物线的顶点B坐标为(1,1),
将点B(1,1)代入y=kx+得k+=1,
解得k=,
∴y=x+,
当y=0时,x+=0,
解得x=﹣3,
∴C(﹣3,0),
则D(3,0),
设右侧抛物线解析式为y=a(x﹣1)2+1,
将点D(3,0)代入解析式得4a+1=0,
解得a=﹣,
∴y=﹣(x﹣1)2+1(1≤x≤3).
故答案为:y=﹣(x﹣1)2+1(1≤x≤3).
3、(2021 广东)把抛物线y=2x2+1向左平移1个单位长度,再向下平移3个单位长度,得到的抛物线的解析式为 .
【解答】解:把抛物线y=2x2+1向左平移1个单位长度,再向下平移3个单位长度,得到的抛物线的解析式为:y=2(x+1)2+1﹣3,即y=2x2+4x
故答案为y=2x2+4x.
4、(2021 长春)如图,在平面直角坐标系中,点A(2,4)在抛物线y=ax2上,过点A作y轴的垂线,交抛物线于另一点B,点C、D在线段AB上,分别过点C、D作x轴的垂线交抛物线于E、F两点.当四边形CDFE为正方形时,线段CD的长为 .
【解答】解:把A(2,4)代入y=ax2中得4=4a,
解得a=1,
∴y=x2,
设点C横坐标为m,则CD=CE=2m,
∴点E坐标为(m,4﹣2m),
∴m2=4﹣2m,
解得m=﹣1﹣(舍)或m=﹣1+.
∴CD=2m=﹣2+2.故答案为:﹣2+2.
5、(2021 黑龙江)如图,抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和点B(﹣3,0),与y轴交于点C,连接BC,与抛物线的对称轴交于点E,顶点为点D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求△BOC的面积.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和点B(﹣3,0),
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣2x+3;
(2)由(1)知,y=﹣x2﹣2x+3,
∴点C的坐标为(0,3),
∴OC=3,
∵点B的坐标为(﹣3,0),
∴OB=3,
∵∠BOC=90°,
∴△BOC的面积是==.
6、(2021 宁波)如图,二次函数y=(x﹣1)(x﹣a)(a为常数)的图象的对称轴为直线x=2.
(1)求a的值.
(2)向下平移该二次函数的图象,使其经过原点,求平移后图象所对应的二次函数的表达式.
【解答】解:(1)由二次函数y=(x﹣1)(x﹣a)(a为常数)知,该抛物线与x轴的交点坐标是(1,0)和(a,0).
∵对称轴为直线x=2,
∴=2.
解得a=3;
(2)由(1)知,a=3,则该抛物线解析式是:y=x ﹣4x+3.
∴抛物线向下平移3个单位后经过原点.
∴平移后图象所对应的二次函数的表达式是y=x ﹣4x.
考点3:二次函数图像与不等式、方程
1、(2021 贺州)如图,已知抛物线y=ax2+c与直线y=kx+m交于A(﹣3,y1),B(1,y2)两点,则关于x的不等式ax2+c≥﹣kx+m的解集是( )
A.x≤﹣3或x≥1 B.x≤﹣1或x≥3 C.﹣3≤x≤1 D.﹣1≤x≤3
【解答】解:∵y=kx+m与y=﹣kx+m的图象关于y轴对称,
∴直线y=﹣kx+m与抛物线y=ax2+c的交点A′、B′与点A、B也关于y轴对称,
如图所示:
∵A(﹣3,y1),B(1,y2),
∴A′(3,y1),B(﹣1,y2),
根据函数图象得:不等式ax2+c≥﹣kx+m的解集是﹣1≤x≤3,故选:D.
2、(2021 齐齐哈尔)如图,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)图象的一部分与x轴的一个交点坐标为(1,0),对称轴为直线x=﹣1,结合图象给出下列结论:
①a+b+c=0;
②a﹣2b+c<0;
③关于x的一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的两根分别为﹣3和1;
④若点(﹣4,y1),(﹣2,y2),(3,y3)均在二次函数图象上,则y1<y2<y3;
⑤a﹣b<m(am+b)(m为任意实数).
其中正确的结论有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【解答】解:①∵二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)图象的一部分与x轴的一个交点坐标为(1,0),
∴a+b+c=0,
故①正确;
②∵抛物线的对称轴为直线x=﹣=﹣1,
∴b=2a,
∵抛物线开口向上,与y轴交于负半轴,
∴a>0,c<0,
∴a﹣2b+c=c﹣3a<0,
故②正确;
③由对称得:抛物线与x轴的另一交点为(﹣3,0),
∴关于x的一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的两根分别为﹣3和1,
故③正确;
④∵对称轴为直线x=﹣1,且开口向上,
∴离对称轴越近,y值越小,
∵|﹣4+1|=3,||﹣2+1|=1,|3+1|=4,
∵点(﹣4,y1),(﹣2,y2),(3,y3)均在二次函数图象上,
∴y2<y1<y3,
故④不正确;
⑤∵x=﹣1时,y有最小值,
∴a﹣b+c≤am2+bm+c(m为任意实数),
∴a﹣b≤m(am+b),
故⑤不正确.
所以正确的结论有①②③,共3个.故选:C.
3、(2021 宿迁)已知二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,有下列结论:①a>0;②b2﹣4ac>0;③4a+b=1;④不等式ax2+(b﹣1)x+c<0的解集为1<x<3,正确的结论个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【解答】解:①抛物线开口向上,则a>0,故正确;
②由图象可知:抛物线与x轴无交点,即△<0
∴△=b2﹣4ac<0,故错误;
③由图象可知:抛物线过点(1,1),(3,3),即当x=1时,y=a+b+c=1,
当x=3时,ax2+bx+c=9a+3b+c=3,
∴8a+2b=2,即b=1﹣4a,
∴4a+b=1,故正确;
故正确;
④∵点(1,1),(3,3)在直线y=x上,
由图象可知,当1<x<3时,抛物线在直线y=x的下方,
∴ax2+(b﹣1)x+c<0的解集为1<x<3,故正确;故选:C.
4、(2021 遂宁)已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象如图所示,有下列5个结论:
①abc>0;
②b2<4ac;
③2c<3b;
④a+b>m(am+b)(m≠1);
⑤若方程|ax2+bx+c|=1有四个根,则这四个根的和为2.
其中正确的结论有( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【解答】解:①二次函数图象性质知,开口向下,则a<0.再结合对称轴>0,得b>0.据二次函数图象与y轴正半轴相交得c>0.
∴abc<0.
①错.
②二次函数图象与x轴交于不同两点,则b2﹣4ac>0.
∴b2>4ac.
②错.
③∵,
∴b=﹣2a.
又当x=﹣1时,y<0.
即a﹣b+c<0.
∴2a﹣2b+2c<0.
∴﹣3b+2c<0.
2c<3b.
∴③正确.
④要使a+b>m(am+b)(m≠1)成立,
只须a+b+c>m(am+b)+c成立.
即当x=1时的y值大于当x=m时的y值成立.
由于x=1时函数有最大值,所以上述式子成立.
∴④正确.
⑤将x轴下方二次函数图象翻折到x轴上方,则与直线y=1有四个交点即可.
由二次函数图像的轴对称性知:关于对称轴对称的两个根的和为2,四个根的和为4.故⑤错.综上:③④正确,故选:A.
5、(2020 无锡)二次函数y=ax2+c的图象与直线y=kx+b(k>0)交于点M(﹣2,m)、N(1,n)两点(mn<0),则关于x的不等式ax2+kx+(c﹣b)>0的解集为 .
【解答】解:由题意,可大致画出函数图象如下,
则直线y=kx+b关于y轴对称的直线为y=﹣kx+b,
根据图形的对称性,设点M、N关于y轴的对称点分别为点C、D,
则点C、D的横坐标分别为﹣1,2,
观察函数图象ax2+c>﹣kx+b的解集为﹣1<x<2,
即x的不等式ax2+kx+(c﹣b)>0的解集为﹣1<x<2,
故答案为:﹣1<x<2.
考点4:二次函数综合应用
1、(2021 岳阳)定义:我们将顶点的横坐标和纵坐标互为相反数的二次函数称为“互异二次函数”.如图,在正方形OABC中,点A(0,2),点C(2,0),则互异二次函数y=(x﹣m)2﹣m与正方形OABC有交点时m的最大值和最小值分别是( )
A.4,﹣1 B.,﹣1 C.4,0 D.,﹣1
【解答】解:如图,由题意可得,互异二次函数y=(x﹣m)2﹣m的顶点(m,﹣m)在直线y=﹣x上运动,
在正方形OABC中,点A(0,2),点C(2,0),
∴B(2,2),
从图象可以看出,当函数从左上向右下运动时,当跟正方形有交点时,先经过点A,再逐渐经过点O,点B,点C,最后再经过点B,且在运动的过程中,两次经过点A,两次经过点O,点B和点C,
∴只需算出当函数经过点A及点B时m的值,即可求出m的最大值及最小值.
当互异二次函数y=(x﹣m)2﹣m经过点A(0,2)时,m=0,或m=﹣1;
当互异二次函数y=(x﹣m)2﹣m经过点B(2,2)时,m=或m=.
∴互异二次函数y=(x﹣m)2﹣m与正方形OABC有交点时m的最大值和最小值分别是,﹣1.故选:D.
2、(2021 襄阳)从喷水池喷头喷出的水珠,在空中形成一条抛物线,如图所示,在抛物线各个位置上,水珠的竖直高度y(单位:m)与它距离喷头的水平距离x(单位:m)之间满足函数关系式y=﹣2x2+4x+1喷出水珠的最大高度是 m.
【解答】解:∵y=﹣2x2+4x+1=﹣2(x﹣1)2+3,
∴当x=1时,y有最大值为3,
∴喷出水珠的最大高度是3m,故答案为:3.
3、(2021 宿迁)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(4,0),与y轴交于点C.连接AC,BC,点P在抛物线上运动.
(1)求抛物线的表达式;(2)如图①,若点P在第四象限,点Q在PA的延长线上,当∠CAQ=∠CBA+45°时,求点P的坐标;
(3)如图②,若点P在第一象限,直线AP交BC于点F,过点P作x轴的垂线交BC于点H,当△PFH为等腰三角形时,求线段PH的长.
【解答】解:(1)∵A(﹣1,0),B(4,0)是抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴的两个交点,且二次项系数a=,
∴根据抛物线的两点式知,y=.
(2)根据抛物线表达式可求C(0,2),即OC=2.
∴==2,
∵∠AOC=∠COB=90°,
∴△AOC~△COB,
∴∠ACO=∠CBO,
∴∠QAB=∠QAC+∠CAO=∠CBA+45°+∠CAO=∠ACO+∠CAO+45°=135°,
∴∠BAP=180°﹣∠QAB=45°,
设P(m,n),且过点P作PD⊥x轴于D,则△ADP是等腰直角三角形,
∴AD=PD,即m+1=﹣n,
又∵P在抛物线上,
∴,
联立两式,解得m=6(﹣1舍去),此时n=﹣7,
∴点P的坐标是(6,﹣7).
(3)设PH与x轴的交点为Q,P(a,),
则H(a,),PH=,
若FP=FH,则∠FPH=∠FHP=∠BHQ=∠BCO,
∴tan∠APQ=tan∠BCO=,
∴AQ=2PQ,
即a+1=2(),
解得a=3(﹣1舍去),此时PH=.
若PF=PH,过点F作PM⊥y轴于点M.
∴∠PFH=∠PHF,
∵∠CFA=∠PFH,∠QHB=∠PHF,
∴∠CFA=∠QHB,
又∵∠ACF=∠BQH=90°,
∴△ACF~△BQH,
∴CF=AC=,
在Rt△CMF中,MF=1,CM=,
F(1,),
∴AF:,
联立抛物线解析式,解得x=(﹣1舍去),此时 PH=.
若HF=HP,过点C作CE∥AB交AP于点E,
∵∠CAF+∠CFA=90°,
∠PAQ+∠HPF=90°,
∠CFA=∠HFP=∠HPF,
∴∠CAF=∠PAQ,
即 AP平分∠CAB,
∴CE=CA=,
∴E(,2),
∴AE:,
联立抛物线解析式,解得x=5﹣(﹣1舍去).
此时 PH=.
∴当FP=FH时,PH=;
当PF=PH时,PH=;
当HF=HP时,PH=;
4、(2021 随州)如今我国的大棚(如图1)种植技术已十分成熟.小明家的菜地上有一个长为16米的蔬菜大棚,其横截面顶部为抛物线型,大棚的一端固定在离地面高1米的墙体A处,另一端固定在离地面高2米的墙体B处,现对其横截面建立如图2所示的平面直角坐标系.已知大棚上某处离地面的高度y(米)与其离墙体A的水平距离x(米)之间的关系满足y=﹣x2+bx+c,现测得A,B两墙体之间的水平距离为6米.
(1)直接写出b,c的值;
(2)求大棚的最高处到地面的距离;
(3)小明的爸爸欲在大棚内种植黄瓜,需搭建高为米的竹竿支架若干,已知大棚内可以搭建支架的土地平均每平方米需要4根竹竿,则共需要准备多少根竹竿?
【解答】解:(1)b═,c═1.
(2)由y══,
可知当x═时,y有最大值,
故大棚最高处到地面的距离为米;
(3)令y═,则有═,
解得x1═,x2═,
又∵0≤x≤6,
∴大棚内可以搭建支架的土地的宽为6﹣═(米),
又大棚的长为16米,
∴需要搭建支架部分的土地面积为16×═88(平方米),
故共需要88×4═352(根)竹竿,
答:共需要准备352根竹竿.
5、(2021 达州)渠县是全国优质黄花主产地,某加工厂加工黄花的成本为30元/千克,根据市场调查发现,批发价定为48元/千克时,每天可销售500千克,为增大市场占有率,在保证盈利的情况下,工厂采取降价措施,批发价每千克降低1元,每天销量可增加50千克.
(1)写出工厂每天的利润W元与降价x元之间的函数关系.当降价2元时,工厂每天的利润为多少元?
(2)当降价多少元时,工厂每天的利润最大,最大为多少元?
(3)若工厂每天的利润要达到9750元,并让利于民,则定价应为多少元?
【解答】解:(1)由题意得:
W=(48﹣30﹣x)(500+50x)=﹣50x2+400x+9000,
x=2时,W=(48﹣30﹣2)(500+50×2)=9600(元),
答:工厂每天的利润W元与降价x元之间的函数关系为W=﹣50x2+400x+9000,当降价2元时,工厂每天的利润为9600元;
(2)由(1)得:W=﹣50x2+400x+9000=﹣50(x﹣4)2+9800,
∵﹣50<0,
∴x=4时,W最大为9800,
即当降价4元时,工厂每天的利润最大,最大为9800元;
(3)﹣50x2+400x+9000=9750,
解得:x1=3,x2=5,
∵让利于民,
∴x1=3不合题意,舍去,
∴定价应为48﹣5=43(元),
答:定价应为43元.
6、(2021 南充)如图,已知抛物线y=ax2+bx+4(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和B,与y轴交于点C,对称轴为直线x=.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,若点P是线段BC上的一个动点(不与点B,C重合),过点P作y轴的平行线交抛物线于点Q,连接OQ,当线段PQ长度最大时,判断四边形OCPQ的形状并说明理由;
(3)如图2,在(2)的条件下,D是OC的中点,过点Q的直线与抛物线交于点E,且∠DQE=2∠ODQ.在y轴上是否存在点F,得△BEF为等腰三角形?若存在,求点F的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)由题意得:,解得,
故抛物线的表达式为y=x2﹣5x+4①;
(2)对于y=x2﹣5x+4,令y=x2﹣5x+4=0,解得x=1或4,令x=0,则y=4,
故点B的坐标为(4,0),点C(0,4),
设直线BC的表达式为y=kx+t,则,解得,
故直线BC的表达式为y=﹣x+4,
设点P的坐标为(x,﹣x+4),则点Q的坐标为(x,x2﹣5x+4),
则PQ=(﹣x+4)﹣(x2﹣5x+4)=﹣x2+4x,
∵﹣1<0,
故PQ有最大值,当x=2时,PQ的最大值为4=CO,
此时点Q的坐标为(2,﹣2);
∵PQ=CO,PQ∥OC,
故四边形OCPQ为平行四边形;
(3)∵D是OC的中点,则点D(0,2),
由点D、Q的坐标,同理可得,直线DQ的表达式为y=﹣2x﹣2,
过点Q作QH⊥x轴于点H,
则QH∥CO,故∠AQH=∠ODA,
而∠DQE=2∠ODQ.
∴∠HQA=∠HQE,
则直线AQ和直线QE关于直线QH对称,
故设直线QE的表达式为y=2x+r,
将点Q的坐标代入上式并解得r=﹣6,
故直线QE的表达式为y=2x﹣6②,
联立①②并解得(不合题意的值已舍去),
故点E的坐标为(5,4),
设点F的坐标为(0,m),
由点B、E的坐标得:BE2=(5﹣4)2+(4﹣0)2=17,
同理可得,当BE=BF时,即16+m2=17,解得m=±1;
当BE=EF时,即25+(m﹣4)2=17,方程无解;
当BF=EF时,即16+m2=25+(m﹣4)2,解得m=;
故点F的坐标为(0,1)或(0,﹣1)或(0,).
7、(2021 泰安)二次函数y=ax2+bx+4(a≠0)的图象经过点A(﹣4,0),B(1,0),与y轴交于点C,点P为第二象限内抛物线上一点,连接BP、AC,交于点Q,过点P作PD⊥x轴于点D.
(1)求二次函数的表达式;
(2)连接BC,当∠DPB=2∠BCO时,求直线BP的表达式;
(3)请判断:是否有最大值,如有请求出有最大值时点P的坐标,如没有请说明理由.
【解答】解:(1)∵二次函数y=ax2+bx+4(a≠0)的图象经过点A(﹣4,0),B(1,0),
∴,
解得:,
∴该二次函数的表达式为y=﹣x2﹣3x+4;
(2)如图,设BP与y轴交于点E,
∵PD∥y轴,
∴∠DPB=∠OEB,
∵∠DPB=2∠BCO,
∴∠OEB=2∠BCO,
∴∠ECB=∠EBC,
∴BE=CE,
设OE=a,则CE=4﹣a,
∴BE=4﹣a,
在Rt△BOE中,由勾股定理得:BE2=OE2+OB2,
∴(4﹣a)2=a2+12,
解得:a=,
∴E(0,),
设BE所在直线表达式为y=kx+e(k≠0),
∴,
解得:,
∴直线BP的表达式为y=﹣x+;
(3)有最大值.
如图,设PD与AC交于点N,
过点B作y轴的平行线与AC相交于点M,
设直线AC表达式为y=mx+n,
∵A(﹣4,0),C(0,4),
∴,
解得:,
∴直线AC表达式为y=x+4,
∴M点的坐标为(1,5),
∴BM=5,
∵BM∥PN,
∴△PNQ∽△BMQ,
∴==,
设P(a0,﹣a02﹣3a0+4)(﹣4<a0<0),则N(a0,a0+4),
∴===,
∴当a0=﹣2时,有最大值,
此时,点P的坐标为(﹣2,6).
8、(2020 百色)如图,抛物线的顶点为A(0,2),且经过点B(2,0).以坐标原点O为圆心的圆的半径r=,OC⊥AB于点C.
(1)求抛物线的函数解析式.
(2)求证:直线AB与⊙O相切.
(3)已知P为抛物线上一动点,线段PO交⊙O于点M.当以M,O,A,C为顶点的四边形是平行四边形时,求PM的长.
【解答】解:(1)∵抛物线的顶点为A(0,2),
∴可设抛物线的解析式为:y=ax2+2,
∵抛物线经过点B(2,0),
∴4a+2=0,
解得:a=﹣,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2+2;
(2)证明:∵A(0,2),B(2,0),
∴OA=OB=2,
∴AB=2,
∵OC⊥AB,
∴ OA OB= AB OC,
∴×2×2=×2 OC,
解得:OC=,
∵⊙O的半径r=,
∴OC是⊙O的半径,
∴直线AB与⊙O相切;
(3)∵点P在抛物线y=﹣x2+2上,
∴可设P(x,﹣x2+2),
以M,O,A,C为顶点的四边形是平行四边形时,
可得:AC=OM=,CM=OA=2,
∵点C是AB的中点,
∴C(1,1),M(1,﹣1),
设直线OM的解析式为y=kx,将点M(1,﹣1)代入,
得:k=﹣1,
∴直线OM的解析式为y=﹣x,
∵点P在OM上,
∴﹣x2+2=﹣x,
解得:x1=1+,x2=1﹣,
∴y1=﹣1﹣,y2=﹣1+,
∴P1(1+,﹣1﹣),P2(1﹣,﹣1+),
如图,当点P位于P1位置时,
OP1===(1+)=+,
∴P1M=OP1﹣OM=+﹣=,
当点P位于P2位置时,同理可得:OP2=﹣,
∴P2M=OP2﹣OM=﹣﹣=﹣2;
综上所述,PM的长是或﹣2.
9、(2020 遂宁) ( http: / / www.m / math / report / detail / 09c19a00-a0cd-4b4b-bab4-20c266104307" \t "http: / / www.m / math / ques / detail / _blank )阅读以下材料,并解决相应问题:
小明在课外学习时遇到这样一个问题:
定义:如果二次函数y=a1x2+b1x+c1(a1≠0,a1、b1、c1是常数)与y=a2x2+b2x+c2(a2≠0,a2、b2、c2是常数)满足a1+a2=0,b1=b2,c1+c2=0,则这两个函数互为“旋转函数”.求函数y=2x2-3x+1的旋转函数,小明是这样思考的,由函数y=2x2-3x+1可知,a1=2,b1=-3,c1=1,根据a1+a2=0,b1=b2,c1+c2=0,求出a2,b2,c2就能确定这个函数的旋转函数.
请思考小明的方法解决下面问题:
(1)写出函数y=x2-4x+3的旋转函数.
(2)若函数y=5x2+(m-1)x+n与y=-5x2-nx-3互为旋转函数,求(m+n)2020的值.
(3)已知函数y=2(x-1)(x+3)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A1、B1、C1,试求证:经过点A1、B1、C1的二次函数与y=2(x-1)(x+3)互为“旋转函数”.
【解答】解:(1)由y=x2-4x+3函数可知,a1=1,b1=-4,c1=3,
∵a1+a2=0,b1=b2,c1+c2=0,
∴a2=-1,b2=-4,c2=-3,
∴函数y=x2-4x+3的“旋转函数”为y=-x2-4x-3;
(2)∵y=5x2+(m-1)x+n与y=-5x2-nx-3互为“旋转函数”,
∴
m 1= nn 3=0
,
解得:
m= 2n=3
,
∴(m+n)2020=(-2+3)2020=1.
(3)证明:当x=0时,y=2(x-1)(x+3)=-6,
∴点C的坐标为(0,-6).
当y=0时,2(x-1)(x+3)=0,
解得:x1=1,x2=-3,
∴点A的坐标为(1,0),点B的坐标为(-3,0).
∵点A,B,C关于原点的对称点分别是A1,B1,C1,
∴A1(-1,0),B1(3,0),C1(0,6).
设过点A1,B1,C1的二次函数解析式为y=a(x+1)(x-3),
将C1(0,6)代入y=a(x+1)(x-3),得:6=-3a,
解得:a=-2,
过点A1,B1,C1的二次函数解析式为y=-2(x+1)(x-3),即y=-2x2+4x+6.
∵y=2(x-1)(x+3)=2x2+4x-6,
∴a1=2,b1=4,c1=-6,a2=-2,b2=4,c2=6,
∴a1+a2=2+(-2)=0,b1=b2=4,c1+c2=6+(-6)=0,
∴经过点A1,B1,C1的二次函数与函数y=2(x-1)(x+3)互为“旋转函数”.
【真题演练】
1、(2021 东营)一次函数y=ax+b(a≠0)与二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)在同一平面直角坐标系中的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:A、∵二次函数图象开口向下,对称轴在y轴左侧,
∴a<0,b<0,
∴一次函数图象应该过第二、三、四象限,A不可能;
B、∵二次函数图象开口向上,对称轴在y轴右侧,
∴a>0,b<0,
∴一次函数图象应该过第一、二、四象限,B不可能;
C、∵二次函数图象开口向下,对称轴在y轴左侧,
∴a<0,b<0,
∴一次函数图象应该过第二、三、四象限,C可能;
D、∵二次函数图象开口向下,对称轴在y轴左侧,
∴a<0,b<0,
∴一次函数图象应该过第二、三、四象限,D不可能.故选:C.
2、(2021 鄂州)二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象的一部分如图所示.已知图象经过点(﹣1,0),其对称轴为直线x=1.下列结论:
①abc<0;
②4a+2b+c<0;
③8a+c<0;
④若抛物线经过点(﹣3,n),则关于x的一元二次方程ax2+bx+c﹣n=0(a≠0)的两根分别为﹣3,5.
上述结论中正确结论的个数为( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【解答】解:∵抛物线的开口向下,
∴a<0.
∵抛物线与y轴的正半轴相交,
∴c>0.
∵抛物线的对称轴为直线x=1,
∴﹣,
∴b=﹣2a,b>0.
∵抛物线经过点(﹣1,0),
∴a﹣b+c=0.
①∵a<0,b>0,c>0,
∴abc<0.
故①正确;
②∵b=﹣2a,
∴4a+2b+c=4a+2×(﹣2a)+c=4a﹣4a+c=c>0.
故②错误;
③∵a﹣b+c=0,
∴a﹣(﹣2a)+c=0,即3a+c=0.
∴8a+c=3a+c+5a=5a<0.
故③正确;
④∵抛物线经过点(﹣3,n),其对称轴为直线x=1,
∴根据对称性,抛物线必经过点(5,n),
∴当y=n时,x=﹣3或5.
∵y=ax2+bx+c(a≠0),
∴当ax2+bx+c=n(a≠0)时,x=﹣3或5.
即关于x的一元二次方程ax2+bx+c﹣n=0(a≠0)的两根分别为﹣3,5.
故④正确;
综上,正确的结论有:①③④.故选:C.
3、(2021 随州)如图,已知抛物线y=ax2+bx+c的对称轴在y轴右侧,抛物线与x轴交于点A(﹣2,0)和点B,与y轴的负半轴交于点C,且OB=2OC,则下列结论:①>0;②2b﹣4ac=1;③a=;④当﹣1<b<0时,在x轴下方的抛物线上一定存在关于对称轴对称的两点M,N(点M在点N左边),使得AN⊥BM,其中正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【解答】解:∵A(﹣2,0),OB=2OC,
∴C(0,c),B(﹣2c,0).
由图象可知,a>0,b<0,c<0.
①:∵a>0,b<0,
∴a﹣b>0,
∴.故①错误;
②:把B(﹣2c,0)代入解析式,得:
4ac2﹣2bc+c=0,又c≠0,
∴4ac﹣2b+1=0,
即2b﹣4ac=1,故②正确;
③:∵抛物线与x轴交于点A(﹣2,0)和点B(﹣2c,0),
∴x1=﹣2和x2=﹣2c为相应的一元二次方程的两个根,
由韦达定理可得:x1 x2==(﹣2)×(﹣2c)=4c,
∴a=.故③正确;
④:如图,
∵a=,2b﹣4ac=1,
∴c=2b﹣1.
故原抛物线解析式为y=x2+bx+(2b﹣1),顶点坐标为(﹣2b,﹣b2+2b﹣1).
∵C(0,2b﹣1),OB=2OC,
∴A(﹣2,0),B(2﹣4b,0).
∴对称轴为直线x=﹣2b.
要使AN⊥BM,由对称性可知,∠APB=90°,且点P一定在对称轴上,
∵△APB为等腰直角三角形,
∴PQ==[2﹣4b﹣(﹣2)]=2﹣2b,
∴P(﹣2b,2b﹣2),且有2b﹣2>﹣b2+2b﹣1,
整理得:b2>1,
解得:b>1或b<﹣1,这与﹣1<b<0矛盾,故④错误.
综上所述,正确的有②③,一共2个,
故选:B.
4、(2021 江西)在同一平面直角坐标系中,二次函数y=ax2与一次函数y=bx+c的图象如图所示,则二次函数y=ax2+bx+c的图象可能是( )
A. B. C. D.
【解答】解:观察函数图象可知:a>0,b>0,c<0,
∴二次函数y=ax2+bx+c的图象开口向上,对称轴x=﹣<0,与y轴的交点在y轴负半轴.故选:D.
5、(2021 济宁)如图,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴的正半轴交于点A,对称轴为直线x=1.下面结论:
①abc<0;
②2a+b=0;
③3a+c>0;
④方程ax2+bx+c=0(a≠0)必有一个根大于﹣1且小于0.
其中正确的是 .(只填序号)
【解答】解:由图象可得,
a<0,b>0,c>0,
则abc<0,故①正确;
∵﹣=1,
∴b=﹣2a,
∴2a+b=0,故②正确;
∵函数图象与x轴的正半轴交点在点(2,0)和(3,0)之间,对称轴是直线x=1,
∴函数图象与x轴的另一个交点在点(0,0)和点(﹣1,0)之间,故④正确;
∴当x﹣1时,y=a﹣b+c<0,
∴y=a+2a+c<0,
∴3a+c<0,故③错误;
故答案为:①②④.
6、(2020 连云港)加工爆米花时,爆开且不糊的粒数的百分比称为“可食用率”.在特定条件下,可食用率y与加工时间x(单位:min)满足函数表达式y=﹣0.2x2+1.5x﹣2,则最佳加工时间为 min.
【解答】解:根据题意:y=﹣0.2x2+1.5x﹣2,
当x=﹣=3.75时,y取得最大值,
则最佳加工时间为3.75min.
故答案为:3.75.
7、(2021 盐城)学习了图形的旋转之后,小明知道,将点P绕着某定点A顺时针旋转一定的角度α,能得到一个新的点P′,经过进一步探究,小明发现,当上述点P在某函数图象上运动时,点P′也随之运动,并且点P′的运动轨迹能形成一个新的图形.
试根据下列各题中所给的定点A的坐标、角度α的大小来解决相关问题.
【初步感知】
如图1,设A(1,1),α=90°,点P是一次函数y=kx+b图象上的动点,已知该一次函数的图象经过点P1(﹣1,1).
(1)点P1旋转后,得到的点P1′的坐标为 ;
(2)若点P′的运动轨迹经过点P2′(2,1),求原一次函数的表达式.
【深入感悟】
如图2,设A(0,0),α=45°,点P是反比例函数y=﹣(x<0)的图象上的动点,过点P′作二、四象限角平分线的垂线,垂足为M,求△OMP′的面积.
【灵活运用】
如图3,设A(1,﹣),α=60°,点P是二次函数y=x2+2x+7图象上的动点,已知点B(2,0)、C(3,0),试探究△BCP′的面积是否有最小值?若有,求出该最小值;若没有,请说明理由.
【解答】解:【初步感知】
(1)如图1,∵P1(﹣1,1),A(1,1),
∴P1A∥x轴,P1A=2,
由旋转可得:P1′A∥y轴,P1′A=2,
∴P1′(1,3);
故答案为:(1,3);
(2)∵P2′(2,1),
由题意得P2(1,2),
∵P1(﹣1,1),P2(1,2)在原一次函数图象上,
∴设原一次函数解析式为y=kx+b,
则,
解得:,
∴原一次函数解析式为y=x+;
【深入感悟】
设双曲线与二、四象限平分线交于N点,则:
,
解得:,
∴N(﹣1,1),
①当x≤﹣1时,
作PQ⊥x轴于Q,
∵∠QAM=∠POP′=45°,
∴∠PAQ=∠P′AN,
∵PM⊥AM,
∴∠P′MA=∠PQA=90°,
∴在△PQA和△P′MA中,
,
∴△PQA≌△P′MA(AAS),
∴S△P′MA=S△PQA==,
即S△OMP′=;
②当﹣1<x<0时,
作PH⊥y轴于点H,
∵∠POP′=NOY=45°,
∴∠PON=∠P′OY,
∴∠MP′O=90°﹣∠MOY﹣∠P′OY=45°﹣∠P′OY,
∵∠POH=∠POP′﹣∠P′OY=45°﹣∠P′OY,
∴∠POH=∠MP′O,
在△POH和△OP′M中,
,
∴△POH≌△OP′M(AAS),
∴S△P′MO=S△PHO==,
综上所述,△OMP′的面积为;
【灵活运用】
如图4,连接AB,AC,将B,C绕点A逆时针旋转60°得B′,C′,作AH⊥x轴于点H,
∵A(1,﹣),B(2,0),C(3,0),
∴OH=BH=1,BC=1,
∴OA=AB=OB=2,
∴△OAB为等边三角形,此时B′与O重合,即B′(0,0),
连接C′O,∵∠CAC′=∠BAB′=60°,
∴∠CAB=∠C′AB′,
在△C′AO和△CAB中,
,
∴△C′AO≌△CAB(SAS),
∴C′O=CB=1,∠C′OA=∠CBA=120°,
∴作C′G⊥y轴于G,
在Rt△C′GO中,∠C′OG=90°﹣∠C′B′C=30°,
∴C′G=OC′=,
∴OG=,
∴C′(,),此时OC′的函数表达式为:y=x,
设过P且与B′C′平行的直线l解析式为y=x+b,
∵S△BCP′=S△B′C′P,
∴当直线l与抛物线相切时取最小值,
则,
即x+b=x2+2x+7,
∴x2+x+7﹣b=0,
当△=0时,得b=,
∴y=x+,
设l与y轴交于点T,
∵S△B′C′T=S△B′C′P,
∴S△B′C′P=×B′T×C′G=××=.
8、(2021 扬州)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于点A(﹣1,0)、B(3,0),与y轴交于点C.
(1)b= ,c= ;
(2)若点D在该二次函数的图象上,且S△ABD=2S△ABC,求点D的坐标;
(3)若点P是该二次函数图象上位于x轴上方的一点,且S△APC=S△APB,直接写出点P的坐标.
【解答】解:(1)∵点A和点B在二次函数y=x2+bx+c图像上,
则,解得:,
故答案为:﹣2,﹣3;
(2)连接BC,由题意可得:
A(﹣1,0),B(3,0),C(0,﹣3),y=x2﹣2x﹣3,
∴S△ABC==6,
∵S△ABD=2S△ABC,设点D(m,m2﹣2m﹣3),
∴|yD|=2×6,即×4×|m2﹣2m﹣3|=2×6,
解得:m=或,代入y=x2﹣2x﹣3,
可得:y值都为6,
∴D(,6)或(,6);
(3)设P(n,n2﹣2n﹣3),
∵点P在抛物线位于x轴上方的部分,
∴n<﹣1或n>3,
当点P在点A左侧时,即n<﹣1,
可知点C到AP的距离小于点B到AP的距离,
∴S△APC<S△APB,不成立;
当点P在点B右侧时,即n>3,
∵△APC和△APB都以AP为底,若要面积相等,
则点B和点C到AP的距离相等,即BC∥AP,
设直线BC的解析式为y=kx+p,
则,解得:,
则设直线AP的解析式为y=x+q,将点A(﹣1,0)代入,
则﹣1+q=0,解得:q=1,
则直线AP的解析式为y=x+1,将P(n,n2﹣2n﹣3)代入,
即n2﹣2n﹣3=n+1,
解得:n=4或n=﹣1(舍),
n2﹣2n﹣3=5,
∴点P的坐标为(4,5).
9、(2021 苏州)如图,二次函数y=x2﹣(m+1)x+m(m是实数,且﹣1<m<0)的图象与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),其对称轴与x轴交于点C.已知点D位于第一象限,且在对称轴上,OD⊥BD,点E在x轴的正半轴上,OC=EC,连接ED并延长交y轴于点F,连接AF.
(1)求A、B、C三点的坐标(用数字或含m的式子表示);
(2)已知点Q在抛物线的对称轴上,当△AFQ的周长的最小值等于时,求m的值.
【解答】解:(1)令y=x2﹣(m+1)x+m=0,解得x=1或m,
故点A、B的坐标分别为(m,0)、(1,0),
则点C的横坐标为(m+1),即点C的坐标为(,0);
(2)由点C的坐标知,CO==CE,
故BC=OB﹣CO=1﹣(m+1)=,
∵∠BDC+∠DBC=90°,∠BDC+∠ODC=90°,
∴∠DBC=∠ODC,
∴tan∠DBC=tan∠ODC,即CD2=CO BC=(m+1)(1﹣m)=,
∵点C是OE中点,则CD为三角形EOF的中线,
则FO2=(2CD)2=4CD2=1﹣m2,
在Rt△AOF中,AF2=AO2+OF2=m2+1﹣m2=1,
∵点B是点A关于函数对称轴的对称点,连接FB交对称轴于点Q,则点Q为所求点,
理由:△AFQ的周长=AF+FQ+AQ=1+QF+BQ=1+BF为最小,
即1+BF=,
则BF2=OF2+OB2=1﹣m2+1=(﹣1)2,解得m=,
∵﹣1<m<0,
故m=﹣.
10、(2021 扬州)甲、乙两汽车出租公司均有50辆汽车对外出租,下面是两公司经理的一段对话:
甲公司经理:如果我公司每辆汽车月租费3000元,那么50辆汽车可以全部租出.如果每辆汽车的月租费每增加50元,那么将少租出1辆汽车.另外,公司为每辆租出的汽车支付月维护费200元.乙公司经理:我公司每辆汽车月租费3500元,无论是否租出汽车,公司均需一次性支付月维护费共计1850元.
说明:①汽车数量为整数;②月利润=月租车费﹣月维护费;③两公司月利润差=月利润较高公司的利润﹣月利润较低公司的利润.
在两公司租出的汽车数量相等的条件下,根据上述信息,解决下列问题:
(1)当每个公司租出的汽车为10辆时,甲公司的月利润是 元;当每个公司租出的汽车为 辆时,两公司的月利润相等;
(2)求两公司月利润差的最大值;
(3)甲公司热心公益事业,每租出1辆汽车捐出a元(a>0)给慈善机构,如果捐款后甲公司剩余的月利润仍高于乙公司月利润,且当两公司租出的汽车均为17辆时,甲公司剩余的月利润与乙公司月利润之差最大,求a的取值范围.
【解答】解:(1)[(50﹣10)×50+3000]×10﹣200×10=48000元,
当每个公司租出的汽车为10辆时,甲公司的月利润是48000元;
设每个公司租出的汽车为x辆,
由题意可得:[(50﹣x)×50+3000]x﹣200x=3500x﹣1850,
解得:x=37或x=﹣1(舍),
∴当每个公司租出的汽车为37辆时,两公司的月利润相等;
(2)设两公司的月利润分别为y甲,y乙,月利润差为y,
则y甲=[(50﹣x)×50+3000]x﹣200x,
y乙=3500x﹣1850,
当甲公司的利润大于乙公司时,0<x<37,
y=y甲﹣y乙=[(50﹣x)×50+3000]x﹣200x﹣(3500x﹣1850)
=﹣50x2+1800x+1850,
当x==18时,利润差最大,且为18050元;
当乙公司的利润大于甲公司时,37<x≤50,
y=y乙﹣y甲=3500x﹣1850﹣[(50﹣x)×50+3000]x+200x
=50x2﹣1800x﹣1850,
∵对称轴为直线x==18,
当x=50时,利润差最大,且为33150元;
综上:两公司月利润差的最大值为33150元;
(3)∵捐款后甲公司剩余的月利润仍高于乙公司月利润,
则利润差为y=﹣50x2+1800x+1850﹣ax=﹣50x2+(1800﹣a)x+1850,
对称轴为直线x=,
∵x只能取整数,且当两公司租出的汽车均为17辆时,月利润之差最大,
∴,
解得:50<a<150.
11、(2021 嘉兴)已知二次函数y=﹣x2+6x﹣5.
(1)求二次函数图象的顶点坐标;
(2)当1≤x≤4时,函数的最大值和最小值分别为多少?
(3)当t≤x≤t+3时,函数的最大值为m,最小值为n,若m﹣n=3,求t的值.
【解答】解:(1)∵y=﹣x2+6x﹣5=﹣(x﹣3)2+4,
∴顶点坐标为(3,4);
(2)∵a=﹣1<0,
∴抛物线开口向下,
∵顶点坐标为(3,4),
∴当x=3时,y最大值=4,
∵当1≤x≤3时,y随着x的增大而增大,
∴当x=1时,y最小值=0,
∵当3<x≤4时,y随着x的增大而减小,
∴当x=4时,y最小值=3.
∴当1≤x≤4时,函数的最大值为4,最小值为0;
(3)当t≤x≤t+3时,对t进行分类讨论,
①当t+3<3时,即t<0,y随着x的增大而增大,
当x=t+3时,m=﹣(t+3)2+6(t+3)﹣5=﹣t2+4,
当x=t时,n=﹣t2+6t﹣5,
∴m﹣n=﹣=﹣t2+4﹣(﹣t2+6t﹣5)=﹣6t+9,
∴﹣6t+9=3,解得t=1(不合题意,舍去),
②当0≤t<3时,顶点的横坐标在取值范围内,
∴m=4,
i)当0≤t≤时,在x=t时,n=﹣t2+6t﹣5,
∴m﹣n=4﹣(﹣t2+6t﹣5)=t2﹣6t+9,
∴t2﹣6t+9=3,解得t1=3﹣,t2=3+(不合题意,舍去);
ii)当<t<3时,在x=t+3时,n=﹣t2+4,
∴m﹣n=4﹣(﹣t2+4)=t2,
∴t2=3,解得t1=,t2=﹣(不合题意,舍去),
③当t≥3时,y随着x的增大而减小,
当x=t时,m=﹣t2+6t﹣5,
当x=t+3时,n=﹣(t+3)2+6(t+3)﹣5=﹣t2+4,
.m﹣n=﹣t2+6t﹣5﹣(﹣t2+4)=6t﹣9,
∴6t﹣9=3,解得t=2(不合题意,舍去),
综上所述,t=3﹣或.
12、(2021 自贡)如图,抛物线y=(x+1)(x﹣a)(其中a>1)与x轴交于A、B两点,交y轴于点C.
(1)直接写出∠OCA的度数和线段AB的长(用a表示);
(2)若点D为△ABC的外心,且△BCD与△ACO的周长之比为:4,求此抛物线的解析式;
(3)在(2)的前提下,试探究抛物线y=(x+1)(x﹣a)上是否存在一点P,使得∠CAP=∠DBA?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)定义抛物线y=(x+1)(x﹣a),令y=0,可得x=﹣1或a,
∴B(﹣1,0),A(a,0),
令x=0,得到y=﹣a,
∴C(0,﹣a),
∴OA=OC=a,OB=1,
∴AB=1+a.
∵∠AOC=90°,
∴∠OCA=45°.
(2)∵△AOC是等腰直角三角形,
∴∠OAC=45°,
∵点D是△ABC的外心,
∴∠BDC=2∠CAB=90°,DB=DC,
∴△BDC也是等腰直角三角形,
∴△DBC∽△OAC,
∴=,
∴=,
解得a=2或﹣2(舍弃),
∴抛物线的解析式为y=(x+1)(x﹣2)=x2﹣x﹣2.
(3)作点C关于抛物线的对称轴x=的对称点C′,连接AC′.
∵C(0,﹣2),C′(1,﹣2),
∴PC∥AB,
∵BC,AC′关于直线x=对称,
∴CB=AC′,
∴四边形ABCP是等腰梯形,
∴∠CBA=∠C′AB,
∵∠DBC=∠OAC=45°,
∴∠ABD=∠CAC′,
∴当点P与点C′重合时满足条件,
∴P(1,﹣2).
作点P关于直线AC的对称点E(0,﹣1),则∠EAC=∠PAC=∠ABD,作直线AE交抛物线于P′,点P′满足条件,
∵A(2,0),E(0,﹣1),
∴直线AE的解析式为y=x﹣1,
由,解得或,
∴P′(﹣,﹣),
综上所述,满足条件的点P的坐标为(1,﹣2)或(﹣,﹣).
13、我们不妨约定:在平面直角坐标系中,若某函数图象上至少存在不同的两点关于y轴对称,则把该函数称之为“T函数”,其图象上关于y轴对称的不同两点叫做一对“T点”.根据该约定,完成下列各题.
若点A(1,r)与点B(s,4)是关于x的“T函数”y=
则r= ;s= ,t=
(将正确答案填在相应的横线上);
(2)关于x的函数y=kx+p(k,p是常数)是“T函数”吗?如果是,指出它有多少对“T点”如果不是,请说明理由;
(3)若关于x的“T函数”y=ax2+bx+c(a>0,且a,b,c是常数)经过坐标原点O,且与直线l:y=mx+n(m≠0,n>0,且m,n是常数)交于M(x1,y1),N(x2,y2)两点,当x1,x2满足(1-x1)-1+x2=1时,直线l是否总经过某一定点?若经过某一定点,求出该定点的坐标;否则,请说明理由.
【解答】解:(1)∵A,B关于y轴对称,
∴s=-1,r=4,
∴A的坐标为(1,4),
把A(1,4)代入是关于x的“T函数”中,得:t=4,
故答案为r=4,s=-1,t=4;
(2)当k=0时,有y=p,
此时存在关于y轴对称得点,
∴y=kx+p是“T函数”,
当k≠0时,不存在关于y轴对称的点,
∴y=kx+p不是“T函数”;
(3)∵y=ax2+bx+c过原点,
∴c=0,
∵y=ax2+bx+c是“T函数”,
∴b=0,
∴y=ax2,
联立直线l和抛物线得:
∴m=-n,
∴y=mx+n=mx-m,
当x=1时,y=0,
∴直线l必过定点(1,0)
14、(2021 遂宁)如图,已知二次函数的图象与x轴交于A和B(﹣3,0)两点,与y轴交于C(0,﹣3),对称轴为直线x=﹣1,直线y=﹣2x+m经过点A,且与y轴交于点D,与抛物线交于点E,与对称轴交于点F.
(1)求抛物线的解析式和m的值;
(2)在y轴上是否存在点P,使得以D、E、P为顶点的三角形与△AOD相似,若存在,求出点P的坐标;若不存在,试说明理由;
(3)直线y=1上有M、N两点(M在N的左侧),且MN=2,若将线段MN在直线y=1上平移,当它移动到某一位置时,四边形MEFN的周长会达到最小,请求出周长的最小值(结果保留根号).
【解答】解:(1)∵抛物线的对称轴x=﹣1,与x轴的交点为A,B(﹣3,0),
∴A(1,0),
∴可以假设抛物线的解析式为y=a(x+3)(x﹣1),
把C(0,﹣3)代入得到,a=1,
∴抛物线的解析式为y=x2+2x﹣3.
∵直线y=﹣2x+m经过点A(1,0),
∴0=﹣2+m,
∴m=2.
(2)如图1中,
∵直线AF的解析式为y=﹣2x+2交y轴于D,与抛物线交于点E,
∴D(0,2),
由,解得即点A,或,
∴E(﹣5,12),
过点E作EP⊥y轴于P.
∵∠EPD=∠AOD=90°,∠EDP=∠ODA,
∴△EDP∽△ADO,
∴P(0,12).
过点E作EP′⊥DE交y轴于P′,
同法可证,△P′DE∽△ADO,
∴∠P′=∠DAO,
∴tan∠P′=tan∠DAO,
∴=,
∴=,
∴PP′=2.5,
∴P′(0,14.5),
综上所述,满足条件的点P的坐标为(0,12)或(0,14.5).
(3)∵E,F为定点,
∴线段EF的长为定值,
∴当EM+FN的和最小时,四边形MEFN的周长最小,
如图2中,画出直线y=1,将点F向左平移2个单位得到F′,
作点E关于直线y=1的对称点E′,连接E′F′与直线y=1交于点M,过点F作FN∥E′F′交直线y=1于点N,
由作图可知,EM=E′M,FN=F′M,
∵E′,M,F′三点共线,
∴EM+FN=E′M+F′M=E′F′,此时EM+FN的值最小,
∵点F为直线y=﹣2x+2与x=﹣1的交点,
∴F(﹣1,4),
∴F′(﹣3,4),
∵E(﹣5,12),
∴E′(﹣5,﹣10),
如图,延长FF′交线段EE′于W,
∵FF′∥直线y=1,
∴FW⊥EE′,
在Rt△WEF中,EF===4,
在Rt△E′F′W中,E′F′===10,
∴四边形MEFN的周长的最小值=ME+FN+EF+MN=E′F′+EF+MN=10+4+2.
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中考一轮复习讲义第9讲: 二次函数的的图象、性质和应用
【考纲解读】
考点 考纲内容 要求 命题规律 命题趋势
1、二次函数图像与性质 二次函数图像二次函数性质 CD 3分 填空、选择解答题
2、待定系数法求解析式 确定二次函数表达式 C 10分 解答题
3、二次函数图像与一元二次方程 二次函数与一元二次方程、二次不等式联系 C 3分 选择、填空
4、二次函数应用 二次函数生活中简单应用 D 8分 解答题
【知识梳理】
一、二次函数的基本形式
的性质:
的符号 开口方向 顶点坐标 对称轴 性质
向上 X=h 时,随的增大而增大;时,随的增大而减小;时,有最小值.
向下 X=h 时,随的增大而减小;时,随的增大而增大;时,有最大值.
二、二次函数图象的画法
五点绘图法:利用配方法将二次函数化为顶点式,确定其开口方向、对称轴及顶点坐标,然后在对称轴两侧,左右对称地描点画图.一般我们选取的五点为:顶点、与轴的交点、以及关于对称轴对称的点、与轴的交点,(若与轴没有交点,则取两组关于对称轴对称的点).
画草图时应抓住以下几点:开口方向,对称轴,顶点,与轴的交点,与轴的交点.
三、二次函数图象的平移
1. 平移步骤:
方法一:⑴ 将抛物线解析式转化成顶点式,确定其顶点坐标;
⑵ 保持抛物线的形状不变,将其顶点平移到处,具体平移方法如下:
2. 平移规律
在原有函数的基础上“值正右移,负左移;值正上移,负下移”.
概括成八个字“左加右减,上加下减”.
方法二:
⑴沿轴平移:向上(下)平移个单位,变成
(或)
⑵沿轴平移:向左(右)平移个单位,变成(或)
、、及的符号与图象的关系
⑴a→决定抛物线的开口方向;a>0. 开口向上;a<0,开口向下.
⑵a、b→决定抛物线的对称轴的位置:
a、b同号,对称轴(<0)在y轴的左侧;
a、b异号,对称轴(>0)在y轴的右侧.
简单地说: “左同右异”
⑶c→决定抛物线与y轴的交点(此时点的横坐标x=0)的位置:
c>0,与y轴的交点在y轴的正半轴上;
c=0,抛物线经过原点;
c<0,与y轴的交点在y轴的负半轴上.
⑷b2-4ac→决定抛物线与x轴交点的个数:
①当b2-4ac>0时,抛物线与x轴有两个交点;
②当b2-4ac=0时,抛物线与x轴有一个交点;
③当b2-4ac<0时,抛物线与x轴没有交点.
【典例真题】
考点1:二次函数图像、性质
1、(2021 台湾)若坐标平面上二次函数y=a(x+b)2+c的图形,经过平移后可与y=(x+3)2的图形完全叠合,则a、b、c的值可能为下列哪一组?( )
A.a=1,b=0,c=﹣2 B.a=2,b=6,c=0
C.a=﹣1,b=﹣3,c=0 D.a=﹣2,b=﹣3,c=﹣2
2、(2021 大庆)已知函数y=ax2﹣(a+1)x+1,则下列说法不正确的个数是( )
①若该函数图像与x轴只有一个交点,则a=1;
②方程ax2﹣(a+1)x+1=0至少有一个整数根;
③若<x<1,则y=ax2﹣(a+1)x+1的函数值都是负数;
④不存在实数a,使得ax2﹣(a+1)x+1≤0对任意实数x都成立.
A.0 B.1 C.2 D.3
3、(2021 湖北)若抛物线y=x2+bx+c与x轴两个交点间的距离为4.对称轴为直线x=2,P为这条抛物线的顶点,则点P关于x轴的对称点的坐标是( )
A.(2,4) B.(﹣2,4) C.(﹣2,﹣4) D.(2,﹣4)
4、(2021 陕西)下表中列出的是一个二次函数的自变量x与函数y的几组对应值:
x … ﹣2 0 1 3 …
y … 6 ﹣4 ﹣6 ﹣4 …
下列各选项中,正确的是( )
A.这个函数的图象开口向下
B.这个函数的图象与x轴无交点
C.这个函数的最小值小于﹣6
D.当x>1时,y的值随x值的增大而增大
5、(2021 苏州)已知抛物线y=x2+kx﹣k2的对称轴在y轴右侧,现将该抛物线先向右平移3个单位长度,再向上平移1个单位长度后,得到的抛物线正好经过坐标原点,则k的值是( )
A.﹣5或2 B.﹣5 C.2 D.﹣2
6、(2020 无锡)二次函数y=ax2﹣3ax+3的图象过点A(6,0),且与y轴交于点B,点M在该抛物线的对称轴上,若△ABM是以AB为直角边的直角三角形,则点M的坐标为 .
7、(2021 泰安)如图是抛物线y=ax2+bx+c的部分图象,图象过点(3,0),对称轴为直线x=1,有下列四个结论:①abc>0;②a﹣b+c=0;③y的最大值为3;④方程ax2+bx+c+1=0有实数根.其中正确的为 (将所有正确结论的序号都填入).
8、(2021 安徽)设抛物线y=x2+(a+1)x+a,其中a为实数.
(1)若抛物线经过点(﹣1,m),则m= ;
(2)将抛物线y=x2+(a+1)x+a向上平移2个单位,所得抛物线顶点的纵坐标的最大值是 .
考点2:待定系数法求解析式
1、(2020 百色)将抛物线y=(x+1)2+1平移,使平移后得到抛物线y=x2+6x+6.则需将原抛物线( )
A.先向左平移1个单位长度,再向上平移5个单位长度
B.先向左平移2个单位长度,再向下平移4个单位长度
C.先向右平移1个单位长度,再向上平移5个单位长度
D.先向右平移2个单位长度,再向上平移4个单位长度
2、(2020 巴中)现有一“祥云”零件剖面图,如图所示,它由一个半圆和左右两支抛物线的一部分组成,且关于y轴对称.其中半圆交y轴于点E,直径AB=2,OE=2;两支抛物线的顶点分别为点A、点B.与x轴分别交于点C、点D;直线BC的解析式为:.则零件中BD这段曲线的解析式为 .
3、(2021 广东)把抛物线y=2x2+1向左平移1个单位长度,再向下平移3个单位长度,得到的抛物线的解析式为 .
4、(2021 长春)如图,在平面直角坐标系中,点A(2,4)在抛物线y=ax2上,过点A作y轴的垂线,交抛物线于另一点B,点C、D在线段AB上,分别过点C、D作x轴的垂线交抛物线于E、F两点.当四边形CDFE为正方形时,线段CD的长为 .
5、(2021 黑龙江)如图,抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和点B(﹣3,0),与y轴交于点C,连接BC,与抛物线的对称轴交于点E,顶点为点D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求△BOC的面积.
6、(2021 宁波)如图,二次函数y=(x﹣1)(x﹣a)(a为常数)的图象的对称轴为直线x=2.
(1)求a的值.
(2)向下平移该二次函数的图象,使其经过原点,求平移后图象所对应的二次函数的表达式.
考点3:二次函数图像与不等式、方程
1、(2021 贺州)如图,已知抛物线y=ax2+c与直线y=kx+m交于A(﹣3,y1),B(1,y2)两点,则关于x的不等式ax2+c≥﹣kx+m的解集是( )
A.x≤﹣3或x≥1 B.x≤﹣1或x≥3 C.﹣3≤x≤1 D.﹣1≤x≤3
2、(2021 齐齐哈尔)如图,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)图象的一部分与x轴的一个交点坐标为(1,0),对称轴为直线x=﹣1,结合图象给出下列结论:
①a+b+c=0;
②a﹣2b+c<0;
③关于x的一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的两根分别为﹣3和1;
④若点(﹣4,y1),(﹣2,y2),(3,y3)均在二次函数图象上,则y1<y2<y3;
⑤a﹣b<m(am+b)(m为任意实数).
其中正确的结论有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
3、(2021 宿迁)已知二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,有下列结论:①a>0;②b2﹣4ac>0;③4a+b=1;④不等式ax2+(b﹣1)x+c<0的解集为1<x<3,正确的结论个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
4、(2021 遂宁)已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象如图所示,有下列5个结论:
①abc>0;
②b2<4ac;
③2c<3b;
④a+b>m(am+b)(m≠1);
⑤若方程|ax2+bx+c|=1有四个根,则这四个根的和为2.
其中正确的结论有( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
5、(2020 无锡)二次函数y=ax2+c的图象与直线y=kx+b(k>0)交于点M(﹣2,m)、N(1,n)两点(mn<0),则关于x的不等式ax2+kx+(c﹣b)>0的解集为 .
考点4:二次函数综合应用
1、(2021 岳阳)定义:我们将顶点的横坐标和纵坐标互为相反数的二次函数称为“互异二次函数”.如图,在正方形OABC中,点A(0,2),点C(2,0),则互异二次函数y=(x﹣m)2﹣m与正方形OABC有交点时m的最大值和最小值分别是( )
A.4,﹣1 B.,﹣1 C.4,0 D.,﹣1
2、(2021 襄阳)从喷水池喷头喷出的水珠,在空中形成一条抛物线,如图所示,在抛物线各个位置上,水珠的竖直高度y(单位:m)与它距离喷头的水平距离x(单位:m)之间满足函数关系式y=﹣2x2+4x+1喷出水珠的最大高度是 m.
3、(2021 宿迁)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(4,0),与y轴交于点C.连接AC,BC,点P在抛物线上运动.
(1)求抛物线的表达式;(2)如图①,若点P在第四象限,点Q在PA的延长线上,当∠CAQ=∠CBA+45°时,求点P的坐标;
(3)如图②,若点P在第一象限,直线AP交BC于点F,过点P作x轴的垂线交BC于点H,当△PFH为等腰三角形时,求线段PH的长.
4、(2021 随州)如今我国的大棚(如图1)种植技术已十分成熟.小明家的菜地上有一个长为16米的蔬菜大棚,其横截面顶部为抛物线型,大棚的一端固定在离地面高1米的墙体A处,另一端固定在离地面高2米的墙体B处,现对其横截面建立如图2所示的平面直角坐标系.已知大棚上某处离地面的高度y(米)与其离墙体A的水平距离x(米)之间的关系满足y=﹣x2+bx+c,现测得A,B两墙体之间的水平距离为6米.
(1)直接写出b,c的值;
(2)求大棚的最高处到地面的距离;
(3)小明的爸爸欲在大棚内种植黄瓜,需搭建高为米的竹竿支架若干,已知大棚内可以搭建支架的土地平均每平方米需要4根竹竿,则共需要准备多少根竹竿?
5、(2021 达州)渠县是全国优质黄花主产地,某加工厂加工黄花的成本为30元/千克,根据市场调查发现,批发价定为48元/千克时,每天可销售500千克,为增大市场占有率,在保证盈利的情况下,工厂采取降价措施,批发价每千克降低1元,每天销量可增加50千克.
(1)写出工厂每天的利润W元与降价x元之间的函数关系.当降价2元时,工厂每天的利润为多少元?
(2)当降价多少元时,工厂每天的利润最大,最大为多少元?
(3)若工厂每天的利润要达到9750元,并让利于民,则定价应为多少元?
6、(2021 南充)如图,已知抛物线y=ax2+bx+4(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和B,与y轴交于点C,对称轴为直线x=.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,若点P是线段BC上的一个动点(不与点B,C重合),过点P作y轴的平行线交抛物线于点Q,连接OQ,当线段PQ长度最大时,判断四边形OCPQ的形状并说明理由;
(3)如图2,在(2)的条件下,D是OC的中点,过点Q的直线与抛物线交于点E,且∠DQE=2∠ODQ.在y轴上是否存在点F,得△BEF为等腰三角形?若存在,求点F的坐标;若不存在,请说明理由.
7、(2021 泰安)二次函数y=ax2+bx+4(a≠0)的图象经过点A(﹣4,0),B(1,0),与y轴交于点C,点P为第二象限内抛物线上一点,连接BP、AC,交于点Q,过点P作PD⊥x轴于点D.
(1)求二次函数的表达式;
(2)连接BC,当∠DPB=2∠BCO时,求直线BP的表达式;
(3)请判断:是否有最大值,如有请求出有最大值时点P的坐标,如没有请说明理由.
8、(2020 百色)如图,抛物线的顶点为A(0,2),且经过点B(2,0).以坐标原点O为圆心的圆的半径r=,OC⊥AB于点C.
(1)求抛物线的函数解析式.
(2)求证:直线AB与⊙O相切.
(3)已知P为抛物线上一动点,线段PO交⊙O于点M.当以M,O,A,C为顶点的四边形是平行四边形时,求PM的长.
9、(2020 遂宁) ( http: / / www.m / math / report / detail / 09c19a00-a0cd-4b4b-bab4-20c266104307" \t "http: / / www.m / math / ques / detail / _blank )阅读以下材料,并解决相应问题:
小明在课外学习时遇到这样一个问题:
定义:如果二次函数y=a1x2+b1x+c1(a1≠0,a1、b1、c1是常数)与y=a2x2+b2x+c2(a2≠0,a2、b2、c2是常数)满足a1+a2=0,b1=b2,c1+c2=0,则这两个函数互为“旋转函数”.求函数y=2x2-3x+1的旋转函数,小明是这样思考的,由函数y=2x2-3x+1可知,a1=2,b1=-3,c1=1,根据a1+a2=0,b1=b2,c1+c2=0,求出a2,b2,c2就能确定这个函数的旋转函数.
请思考小明的方法解决下面问题:
(1)写出函数y=x2-4x+3的旋转函数.
(2)若函数y=5x2+(m-1)x+n与y=-5x2-nx-3互为旋转函数,求(m+n)2020的值.
(3)已知函数y=2(x-1)(x+3)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A1、B1、C1,试求证:经过点A1、B1、C1的二次函数与y=2(x-1)(x+3)互为“旋转函数”.
【真题演练】
1、(2021 东营)一次函数y=ax+b(a≠0)与二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)在同一平面直角坐标系中的图象可能是( )
A. B.
C. D.
2、(2021 鄂州)二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象的一部分如图所示.已知图象经过点(﹣1,0),其对称轴为直线x=1.下列结论:
①abc<0;
②4a+2b+c<0;
③8a+c<0;
④若抛物线经过点(﹣3,n),则关于x的一元二次方程ax2+bx+c﹣n=0(a≠0)的两根分别为﹣3,5.
上述结论中正确结论的个数为( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
3、(2021 随州)如图,已知抛物线y=ax2+bx+c的对称轴在y轴右侧,抛物线与x轴交于点A(﹣2,0)和点B,与y轴的负半轴交于点C,且OB=2OC,则下列结论:①>0;②2b﹣4ac=1;③a=;④当﹣1<b<0时,在x轴下方的抛物线上一定存在关于对称轴对称的两点M,N(点M在点N左边),使得AN⊥BM,其中正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
4、(2021 江西)在同一平面直角坐标系中,二次函数y=ax2与一次函数y=bx+c的图象如图所示,则二次函数y=ax2+bx+c的图象可能是( )
A. B. C. D.
5、(2021 济宁)如图,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴的正半轴交于点A,对称轴为直线x=1.下面结论:
①abc<0;
②2a+b=0;
③3a+c>0;
④方程ax2+bx+c=0(a≠0)必有一个根大于﹣1且小于0.
其中正确的是 .(只填序号)
6、(2020 连云港)加工爆米花时,爆开且不糊的粒数的百分比称为“可食用率”.在特定条件下,可食用率y与加工时间x(单位:min)满足函数表达式y=﹣0.2x2+1.5x﹣2,则最佳加工时间为 min.
7、(2021 盐城)学习了图形的旋转之后,小明知道,将点P绕着某定点A顺时针旋转一定的角度α,能得到一个新的点P′,经过进一步探究,小明发现,当上述点P在某函数图象上运动时,点P′也随之运动,并且点P′的运动轨迹能形成一个新的图形.
试根据下列各题中所给的定点A的坐标、角度α的大小来解决相关问题.
【初步感知】
如图1,设A(1,1),α=90°,点P是一次函数y=kx+b图象上的动点,已知该一次函数的图象经过点P1(﹣1,1).
(1)点P1旋转后,得到的点P1′的坐标为 ;
(2)若点P′的运动轨迹经过点P2′(2,1),求原一次函数的表达式.
【深入感悟】
如图2,设A(0,0),α=45°,点P是反比例函数y=﹣(x<0)的图象上的动点,过点P′作二、四象限角平分线的垂线,垂足为M,求△OMP′的面积.
【灵活运用】
如图3,设A(1,﹣),α=60°,点P是二次函数y=x2+2x+7图象上的动点,已知点B(2,0)、C(3,0),试探究△BCP′的面积是否有最小值?若有,求出该最小值;若没有,请说明理由.
8、(2021 扬州)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于点A(﹣1,0)、B(3,0),与y轴交于点C.
(1)b= ,c= ;
(2)若点D在该二次函数的图象上,且S△ABD=2S△ABC,求点D的坐标;
(3)若点P是该二次函数图象上位于x轴上方的一点,且S△APC=S△APB,直接写出点P的坐标.
9、(2021 苏州)如图,二次函数y=x2﹣(m+1)x+m(m是实数,且﹣1<m<0)的图象与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),其对称轴与x轴交于点C.已知点D位于第一象限,且在对称轴上,OD⊥BD,点E在x轴的正半轴上,OC=EC,连接ED并延长交y轴于点F,连接AF.
(1)求A、B、C三点的坐标(用数字或含m的式子表示);
(2)已知点Q在抛物线的对称轴上,当△AFQ的周长的最小值等于时,求m的值.
10、(2021 扬州)甲、乙两汽车出租公司均有50辆汽车对外出租,下面是两公司经理的一段对话:
甲公司经理:如果我公司每辆汽车月租费3000元,那么50辆汽车可以全部租出.如果每辆汽车的月租费每增加50元,那么将少租出1辆汽车.另外,公司为每辆租出的汽车支付月维护费200元.乙公司经理:我公司每辆汽车月租费3500元,无论是否租出汽车,公司均需一次性支付月维护费共计1850元.
说明:①汽车数量为整数;②月利润=月租车费﹣月维护费;③两公司月利润差=月利润较高公司的利润﹣月利润较低公司的利润.
在两公司租出的汽车数量相等的条件下,根据上述信息,解决下列问题:
(1)当每个公司租出的汽车为10辆时,甲公司的月利润是 元;当每个公司租出的汽车为 辆时,两公司的月利润相等;
(2)求两公司月利润差的最大值;
(3)甲公司热心公益事业,每租出1辆汽车捐出a元(a>0)给慈善机构,如果捐款后甲公司剩余的月利润仍高于乙公司月利润,且当两公司租出的汽车均为17辆时,甲公司剩余的月利润与乙公司月利润之差最大,求a的取值范围.
11、(2021 嘉兴)已知二次函数y=﹣x2+6x﹣5.
(1)求二次函数图象的顶点坐标;
(2)当1≤x≤4时,函数的最大值和最小值分别为多少?
(3)当t≤x≤t+3时,函数的最大值为m,最小值为n,若m﹣n=3,求t的值.
12、(2021 自贡)如图,抛物线y=(x+1)(x﹣a)(其中a>1)与x轴交于A、B两点,交y轴于点C.
(1)直接写出∠OCA的度数和线段AB的长(用a表示);
(2)若点D为△ABC的外心,且△BCD与△ACO的周长之比为:4,求此抛物线的解析式;
(3)在(2)的前提下,试探究抛物线y=(x+1)(x﹣a)上是否存在一点P,使得∠CAP=∠DBA?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
13、我们不妨约定:在平面直角坐标系中,若某函数图象上至少存在不同的两点关于y轴对称,则把该函数称之为“T函数”,其图象上关于y轴对称的不同两点叫做一对“T点”.根据该约定,完成下列各题.
若点A(1,r)与点B(s,4)是关于x的“T函数”y=
则r= ;s= ,t=
(将正确答案填在相应的横线上);
(2)关于x的函数y=kx+p(k,p是常数)是“T函数”吗?如果是,指出它有多少对“T点”如果不是,请说明理由;
(3)若关于x的“T函数”y=ax2+bx+c(a>0,且a,b,c是常数)经过坐标原点O,且与直线l:y=mx+n(m≠0,n>0,且m,n是常数)交于M(x1,y1),N(x2,y2)两点,当x1,x2满足(1-x1)-1+x2=1时,直线l是否总经过某一定点?若经过某一定点,求出该定点的坐标;否则,请说明理由.
14、(2021 遂宁)如图,已知二次函数的图象与x轴交于A和B(﹣3,0)两点,与y轴交于C(0,﹣3),对称轴为直线x=﹣1,直线y=﹣2x+m经过点A,且与y轴交于点D,与抛物线交于点E,与对称轴交于点F.
(1)求抛物线的解析式和m的值;
(2)在y轴上是否存在点P,使得以D、E、P为顶点的三角形与△AOD相似,若存在,求出点P的坐标;若不存在,试说明理由;
(3)直线y=1上有M、N两点(M在N的左侧),且MN=2,若将线段MN在直线y=1上平移,当它移动到某一位置时,四边形MEFN的周长会达到最小,请求出周长的最小值(结果保留根号).
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