内容正文:
题型五 二次函数性质综合题
类型一 函数性质计算
(1)若抛物线与x轴有两个交点,求k的取值范围;
【思维引导】由抛物线的图象与一元二次方程的关系可知,当一元二次方程有两个不相等的实数根时,所对应的抛物线与x轴有两个交点,利用一元二次方程根的判别式即可求解.
典例精讲
一题多设问
已知抛物线y=x2+(2k-1)x+k2-1.
例1
解:(1)令y=x2+(2k-1)x+k2-1=0,∵抛物线与x轴有两个交点,∴(2k-1)2-4(k2-1)=-4k+5>0,解得k< ;
(2)若直线y=1与抛物线只有一个交点,求k的值;
【思维引导】直线y=1与抛物线只有一个交点,说明直线y=1过抛物线的顶点,即抛物线的最小值是1,再根据抛物线的最值公式列方程求解.
(2)∵直线y=1与抛物线只有一个交点,∴直线y=1过抛物线的顶点.∴y=x2+(2k-1)x+k2-1的最小值为1.∴ =1.解得k= ;
(3)若抛物线过点P(-2,t)、Q(4,t),求k的值;
【思维引导】由点P和点Q的纵坐标相同可知两点关于抛物线的对称轴对称,据此可求出抛物线的对称轴,再结合抛物线对称轴的公式列方程即可求解.
(3)∵点P(-2,t)、Q(4,t)的纵坐标相同,∴点P(-2,t)与点Q(4,t)关于抛物线的对称轴对称.∴抛物线的对称轴为直线x= =1.∴ =1.解得k=- ;
(4)若x<3时,y随x的增大而减小,求k的取值范围;
【思维引导】抛物线开口向上,当x<3时,y随x的增大而减小,说明抛物线的对称轴为直线x=3或在直线x=3的右侧,据此可列不等式求解.
(4)∵抛物线开口向上,当x<3时,y随x的增大而减小,∴抛物线的对称轴为直线x=3或在直线x=3的右侧,∴ ≥3.解得k≤- ;
(5)若点M(-3,m),N(2,n)在抛物线上,当m<n时,求k的取值范围;
【思维引导】因为抛物线开口向上,故离抛物线的对称轴越远的点的纵坐标越大,再利用两点的中点横坐标将上述远近关系转换求解.
(5)∵抛物线的开口向上,m<n,∴点M离对称轴的距离比点N离对称轴的距离近.∴ < .解得k>1;
(6)当-1≤x≤1时,y的最大值为2,求k的值.
【思维引导】抛物线开口向上,所以最大值肯定在区间端点处取得,且在离对称轴较远的端点处取得,因为抛物线的对称轴不定,需讨论在哪个端点处取得最大值.
(6)当抛物线的对称轴在y轴左侧时, <0,解得k> .此时当x=1时,y最大,即1+2k-1+k2-1=2.整理,得k2+2k-3=0.解得k=-3(舍去)或k=1;
当抛物线的对称轴在y轴右侧时, >0,解得k< .此时,当x=-1时,y最大,即1-(2k-1)+k2-1=2.整理,得k2-2k-1=0.解得k=1+ (舍去)或k=1- .当抛物线的对称轴为y轴时, =0,解得k= ,此时,当x=±1时,y最大,最大值为1+( )2-1= ,不合题意.综上所述,k的值是1或1- .
1. (2023北京)在平面直角坐标系xOy中,点(1,m)和点(3,n)在抛物线y=ax2+bx(a>0)上.
(1)若m=3,n=15,求该抛物线的对称轴;
针对训练
解:(1)∵m=3,n=15,
∴将点(1,3)和点(3,15)分别代入y=ax2+bx中,得
解得
∴抛物线的解析式为y=x2+2x,
∴该抛物线的对称轴为直线x= =-1;
(2)已知点(-1,y1),(2,y2),(4,y3)在该抛物线上.若mn<0,比较y1,y2,y3的大小,并说明理由.
(2)∵a>0,mn<0,抛物线过(0,0),∴m<0,n>0,∴抛物线的对称轴 <x< ,∴点(-1,y1)到对称轴的距离 <d1< ,
点(2,y2)到对称轴的距离 <d2< ,点(4,y3)到对称轴的距离 <d3< ,∴d2<d1<d3.∵a>0,∴抛物线上的点距离对称轴越近,y值越小,∴y2<y1<y3.
2. (2023云南逆袭卷)已知二次函数y=ax2+bx+1(a≠0).
(1)若二次函数图象的对称轴为直线x=1,且图象经过点(-1,4),求二次函数的解析式;
解:(1)∵二次函数图象的对称轴为直线x=1,∴-