内容正文:
第二十二章 二次函数(单元重点综合测试)
班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________
考试范围:全章的内容; 考试时间:120分钟; 总分:120分
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)
1.某种正方形合金板材的成本y(元)与它的面积成正比,设边长为x厘米:当时,,那么当成本为元时,边长为( )
A.厘米 B.厘米 C.厘米 D.厘米
2.如表中列出的是一个二次函数的自变量与函数的几组对应值,则下列关于这个二次函数的结论中,正确的是( )
0
3
4
0
A.图象的开口向下 B.有最小值
C.图象与轴的一个交点是 D.图象的对称轴是
3.一次函数和二次函数在同一平面直角坐标系中的大致图象可能是( )
A.B.C. D.
4.坐标平面上有两个二次函数的图像,其顶点、皆在轴上,且有一水平线与两图像相交于、、、四点,各点位置如图所示,若,,,则的长度是( )
A.8 B.9 C.10 D.11
5.如图是抛物线的部分图象,其顶点坐标为,且与x轴的一个交点在点和之间.则下列结论:①;②;③;④一元二次方程有两个不相等的实数根;⑤若方程的两根分别为,则.其中正确结论的个数有( )
A.5个 B.4个 C.3个 D.2个
6.如图,在正方形中,点B,C的坐标分别是,,点D在抛物线的图像上,则b的值是( )
A. B. C. D.
7.如图,排球运动员站在点O处练习发球,球从点O正上方2m的A处发出,其运行的高度y(m)与水平距离x(m)满足关系式.已知球网与点O的水平距离为9m,高度为2.43m,球场的边界距点O的水平距离为18m.下列判断正确的是( )
A.球运行的最大高度是2.43m B.球不会过球网
C.球会过球网且不会出界 D.球会过球网且会出界
8.如图,抛物线与抛物线交于点,且分别与轴交于点D,E.过点作轴的平行线,交抛物线于点A,C.则以下结论:
①抛物线H可由抛物线G向右平移3个单位,再向下平移3个单位得到;
②无论x取何值,总是负数;
③当时,随着x的增大,的值先增大后减小;
④四边形为正方形.其中正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
9.设二次函数(,m,k是实数),则( )
A.当时,函数y的最大值为 B.当时,函数y的最大值为
C.当时,函数y的最大值为 D.当时,函数y的最大值为
10.如图,已知点,点.若抛物线(a为常数,)与线段有两个不同的公共点,则a的取值范围是( )
A. B.或
C.或 D.
本题考查了二次函数和一次函数的综合问题,先求出直线的解析式,令,根据有两个交点求出a的取值范围,再分和两种情况讨论即可得到答案;
二、填空题(本大题共6小题,每小题3分,共18分)
11.标准大气压下,质量一定的水的体积与温度之间的关系满足二次函数,则当温度为时,水的体积为 .
12.已知二次函数的图象向左平移两个单位得到抛物线,点,在抛物线上,则 (填“>”或“<”);
13.在单位为1的正方形网格中,存在一平面直角坐标系.二次函数,的图象位于如图位置上,若它们的图象位置关系具有对称性,请描述它们的对称关系: ,求出与直线的交点坐标为 .
14.如图,将抛物线在轴下方部分沿轴翻折,其余部分保持不变,得到图像当直线与图像恰有两个公共点时,的取值范围是 .
15.九(1)班劳动实践基地内有一块面积足够大的平整空地.地上两段围墙于点O(如图),其中上的段围墙空缺.同学们测得m,m,m,m,m.班长买来可切断的围栏m,准备利用已有围墙,围出一块封闭的矩形菜地,则该菜地最大面积是 .
16.如图,二次函数的图象交轴于点(点在点的左侧),交轴于点.现有一长为的线段在直线上移动,且在移动过程中,线段上始终存在点,使得三条线段能与某个等腰三角形的三条边对应相等.若线段左端点的橫坐标为,则的取值范围是 .
三、(本大题共4小题,每小题6分,共24分)
17.已知二次函数的图像以为顶点,且过点.
(1)求该函数图像与坐标轴的交点坐标;
(2)将函数图像向左平移几个单位,该函数图像恰好经过原点.
18.飞机降落后滑行的距离S(单位:m)关于滑行时间t(单位:s)的函数解析式是,当时,;当时,.
(1)求该函数的解析式;
(2)请结合平面直角坐标系中给出的点,画出符合题意的函数图象,并写出飞机降落后滑行到停下来前进了多远?
19.已知一次函数的图像上有两点,它们的横坐标分别是2、,若二次函数的图像经过两点.
(1)求一次函数解析式并在平面直角坐标系内画出两个函数的图像;
(2)若,两点都在二次函数的图像上,试比较与的大小.
20.在平面直角坐标系中,抛物线交x轴于,两点,交y轴于点C,点在抛物线上.
(1)求抛物线的表达式及顶点坐标;
(2)若此抛物线点P右侧的部分(不含点P)上恰好有三个点到x轴的距离均为2,请直接写出m的取值范围.
四、(本大题共3小题,每小题8分,共24分)
21.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线的解析式是,直线的解析式是,点,点是在该抛物线上的动点,连接,过作.
(1)求证:;
(2)设点,求的最小值及此时点的坐标.
22.甲、乙两汽车出租公司均有辆汽车对外出租,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元,那么辆汽车可以全部租出,如果每辆汽车的月租费每增加元,那么将少租出辆汽车,另外,公司为每辆租出的汽车支付月维护费元.
乙公司经理:我公司每辆汽车月租费元,无论是否租出汽车,公司均需一次性支付月维护费共计元.
说明:①汽车数量为整数;②月利润月租车费月维护费;
在两公司租出的汽车数量相等且都为(单位:辆,)的条件下,甲的利润用表示(单位:元),乙的利润用(单位:元)表示,根据上述信息,解决下列问题:
(1)分别表示出甲、乙的利润,什么情况下甲、乙的利润相同?
(2)甲公司最多比乙公司利润多多少元?
(3)甲公司热心公益事业,每租出辆汽车捐出元()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,且仅当两公司租出的汽车均为辆时,甲公司剩余的月利润与乙公司月利润之差最大,求的取值范围.
23.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,设的读数为x,读数为y,抛物线的顶点为C.
(1)(Ⅰ)列表:
①
②
③
④
⑤
⑥
x
0
2
3
4
5
6
y
0
1
2.25
4
6.25
9
(Ⅱ)描点:请将表格中的描在图2中;
(Ⅲ)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所示,在平面直角坐标系中,抛物线的顶点为C,该数学兴趣小组用水平和竖直直尺测量其水平跨度为,竖直跨度为,且,,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:将二次函数平移,使得顶点C与原点O重合,此时抛物线解析式为.
①此时点的坐标为________;
②将点坐标代入中,解得________;(用含m,n的式子表示)
方案二:设C点坐标为
①此时点B的坐标为________;
②将点B坐标代入中解得________;(用含m,n的式子表示)
(3)【应用】如图4,已知平面直角坐标系中有A,B两点,,且轴,二次函数和都经过A,B两点,且和的顶点P,Q距线段的距离之和为10,求a的值.
五、(本大题共2小题,每小题12分,共24分)
24.中新社上海3月21日电(记者缪璐)21日在上海举行的2023年全国跳水冠军赛女子单人10米跳台决赛中,陈芋汐以416.25分的总分夺得冠军,全红婵位列第二,掌敏洁获得铜牌.在精彩的比赛过程中,全红婵选择了一个极具难度的270C(向后翻腾三周半抱膝).如图2所示,建立平面直角坐标系.如果她从点起跳后的运动路线可以看作抛物线的一部分,从起跳到入水的过程中,她的竖直高度(单位:米)与水平距离(单位:米)近似满足函数关系式.
(1)在平时训练完成一次跳水动作时,全红蝉的水平距离与竖直高度的几组数据如下:
水平距离
0
3
3.5
4
4.5
竖直高度
10
10
10
6.25
根据上述数据,直接写出的值为________,直接写出满足的函数关系式:________;
(2)比赛当天的某一次跳水中,全红婵的竖直高度与水平距离近似满足函数关系,记她训练的入水点的水平距离为,比赛当天入水点的水平距离为,请通过计算比较与的大小;
(3)在(2)的情况下,全红婵起跳后到达最高点开始计时,若点到水平面的距离为,则她到水面的距离与时间之间近似满足,如果全红婵在达到最高点后需要1.6秒的时间才能完成极具难度的270C动作,请通过计算说明,她当天的比赛能否成功完成此动作?
23.综合与实践
问题提出
某兴趣小组开展综合实践活动,如图1,在正方形中,分别是上一点,且.点从点出发,沿正方形的边顺时针运动;点同时从点出发,沿正方形的边逆时针运动.若两动点的运动速度相同,都为每秒1个单位长度,相遇时两点都停止运动,设点运动的时间为秒,的面积为,探究与的关系.
初步感知
根据运动的变化,绘制了如图2所示的图象,按不同的函数解析式,图象可分为四段,还有最后一段未画出.
(1)的长为______,的长为______.
(2)的值为______,的最大值为______.
延伸探究
(3)请求出图2中未画出的最后一段图象对应的函数解析式,并将图象补充完整.
(4)求的值,并求出当时,的取值范围.
试卷第2页,共36页
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第二十二章 二次函数(单元重点综合测试)
班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________
考试范围:全章的内容; 考试时间:120分钟; 总分:120分
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)
1.某种正方形合金板材的成本y(元)与它的面积成正比,设边长为x厘米:当时,,那么当成本为元时,边长为( )
A.厘米 B.厘米 C.厘米 D.厘米
【答案】B
【分析】本题考查了待定系数法求函数解析式的运用,求出函数的解析式是解答本题的关键.设,由待定系数法就可以求出解析式,把代入函数解析式就可以求出结论.
【详解】解:设,
当时,,
,,
,
当成本为元时,
有,
,
.
故选:B.
2.如表中列出的是一个二次函数的自变量与函数的几组对应值,则下列关于这个二次函数的结论中,正确的是( )
0
3
4
0
A.图象的开口向下 B.有最小值
C.图象与轴的一个交点是 D.图象的对称轴是
【答案】C
【分析】本题考查了待定系数法求二次函数解析式,二次函数的图象和性质等知识点,学会根据表格中的信息求得函数的解析式是解题的关键.
由表格中的几组数求得二次函数的解析式,然后通过函数的性质即可得出结果.
【详解】解:设二次函数的解析式为(、、为常数,),
由题意可知,
解得,
二次函数的解析式为
,
函数的图象开口向上,顶点为,图象与轴的交点分别为和,
图象的对称轴是,函数有最小值,
选项A、B、D不符合题意,选项C符合题意.
故选:C.
3.一次函数和二次函数在同一平面直角坐标系中的大致图象可能是( )
A.B.C. D.
【答案】B
【分析】本题考查抛物线和直线的性质,本题可先由一次函数图象得到字母系数的正负,再与二次函数的图象相比是否一致.
【详解】解:A、由抛物线可知,,,得,由直线可知,,故本选项不符合题意;
B、由抛物线可知,,得,由直线可知,,故本选项符合题意;
C、由抛物线可知,,,得,由直线可知,,故本选项不符合题意;
D、由抛物线可知,,得,由直线可知,,故本选项不符合题意.
故选:B
4.坐标平面上有两个二次函数的图像,其顶点、皆在轴上,且有一水平线与两图像相交于、、、四点,各点位置如图所示,若,,,则的长度是( )
A.8 B.9 C.10 D.11
【答案】B
【分析】本题考查了二次函数的图像与性质,线段长度的相关计算,熟练掌握以上知识点是解题的关键.由,,的长度以及根据二次函数的对称性可以知道,和,和,和横坐标的差,从而推出和的横坐标之差,得到的长度.
【详解】由、、、四点在同一水平线,可以知道四点纵坐标相同
,,,
,
又
.
故选:B.
5.如图是抛物线的部分图象,其顶点坐标为,且与x轴的一个交点在点和之间.则下列结论:①;②;③;④一元二次方程有两个不相等的实数根;⑤若方程的两根分别为,则.其中正确结论的个数有( )
A.5个 B.4个 C.3个 D.2个
【答案】B
【分析】本题主要考查了二次函数图象与其系数的关系,二次函数的性质等等,根据开口向下得到,再根据顶点坐标结合对称轴公式得到,即,则可判断②;由对称性可得当时,,则可判断②;根据函数图象可知抛物线与直线有两个交点,则可判断④;根据二次函数与一元二次方程之间的关系可判断④.
【详解】解:∵抛物线开口向下,
∴,
∵顶点坐标为,
∴抛物线对称轴为直线,
∴,即,
∴,②错误;
∵当时,抛物线对称轴为直线,
∴当时,,①正确;
∵抛物线顶点纵坐标为n,
∴,
∴,③正确;
由图象可得抛物线与直线有两个交点,
∴有两个不相等的实数根,④正确;
∵抛物线对称轴为直线,方程的两根分别为,,
∴,
∴,⑤正确.
故选:B.
6.如图,在正方形中,点B,C的坐标分别是,,点D在抛物线的图像上,则b的值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查二次函数与几何的综合应用,作轴,轴,证明,进而求出点坐标,代入解析式进行求解即可.
【详解】解:如图所示,作轴,轴,则:,
四边形是正方形,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∵点B,C的坐标分别是,,
∴,
∴,
∴,
∵点D在抛物线的图像上,
∴,
∴;
故选B.
7.如图,排球运动员站在点O处练习发球,球从点O正上方2m的A处发出,其运行的高度y(m)与水平距离x(m)满足关系式.已知球网与点O的水平距离为9m,高度为2.43m,球场的边界距点O的水平距离为18m.下列判断正确的是( )
A.球运行的最大高度是2.43m B.球不会过球网
C.球会过球网且不会出界 D.球会过球网且会出界
【答案】D
【分析】本题主要考查了二次函数的实际应用.根据顶点式的特点可知球运行的最大高度为,由此即可判断A;求出当时,y的值,再与进行比较即可判断B;求出当时,y的值,再与0比较即可判断C、D.
【详解】解:∵抛物线解析式为,
∴球运行的最大高度为,故A说法错误,不符合题意;
在中,当时,,
∴球会过球网,故B说法错误,不符合题意;
在中,当时,则,
∴球会过球网且会出界,故C说法错误,不符合题意,D说法正确,符合题意;
故选D.
8.如图,抛物线与抛物线交于点,且分别与轴交于点D,E.过点作轴的平行线,交抛物线于点A,C.则以下结论:
①抛物线H可由抛物线G向右平移3个单位,再向下平移3个单位得到;
②无论x取何值,总是负数;
③当时,随着x的增大,的值先增大后减小;
④四边形为正方形.其中正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】①先求抛物线的解析式,再根据抛物线的顶点坐标,判断平移方向和平移距离即可判断②;②根据非负数的相反数或者直接由图像判断即可;③先根据题意得出时,观察图像可知,然后计算,进而根据一次函数的性质即可判断;④分别计算出的坐标,根据正方形的判定定理进行判断即可.
【详解】①抛物线与抛物线交于点,
,
即,
解得,
抛物线,
抛物线的顶点,抛物线的顶点为,
将向右平移3个单位,再向下平移3个单位即为,
即抛物线H可由抛物线G向右平移3个单位,再向下平移3个单位得到,
故①正确;
②,
,
,
无论取何值,总是负数,
故②正确;
③,
将代入抛物线,
解得,
,
将代入抛物线,
解得,
,
,从图像可知抛物线的图像在抛物线图像的上方,
当,随着的增大,的值减小,
故③不正确;
④设与轴交于点,
,
,
由③可知
,,
,,
当时,,
即,
,,
四边形是平行四边形,
,
四边形是正方形,
故④正确,
综上所述,正确的有①②④,
故选:C.
【点睛】本题考查了二次函数图像与性质,一次函数的性质,平移,正方形的判定定理,解题的关键是综合运用以上知识.
9.设二次函数(,m,k是实数),则( )
A.当时,函数y的最大值为 B.当时,函数y的最大值为
C.当时,函数y的最大值为 D.当时,函数y的最大值为
【答案】C
【分析】此题考查了二次函数的图象和性质、求二次函数的最值,求出二次函数与x轴的交点坐标是.得到二次函数的对称轴是直线.根据开口方向进一步求出最值即可.
【详解】解:由题意,令,
∴,
∴.
∴二次函数与x轴的交点坐标是.
∴二次函数的对称轴是:直线.
∵,
∴y有最大值.
当,y最大,
即
当时,函数y的最大值为;
当时,函数y的最大值为.
综上,C选项正确.
故选:C.
10.如图,已知点,点.若抛物线(a为常数,)与线段有两个不同的公共点,则a的取值范围是( )
A. B.或
C.或 D.
【答案】B
【分析】
本题考查了二次函数和一次函数的综合问题,先求出直线的解析式,令,根据有两个交点求出a的取值范围,再分和两种情况讨论即可得到答案;
【详解】解:设所在直线为,
∵,,
∴,
解得:,
∴,
当时,
∵二次函数与线段有两个不同的公共点,
∴,
解得:,
①当时,
此时函数的开口向上,
∴,,
解得:,
②当时
此时函数的开口向下,
∴,,
解得:,
综上所述得:,,
故选:B.
二、填空题(本大题共6小题,每小题3分,共18分)
11.标准大气压下,质量一定的水的体积与温度之间的关系满足二次函数,则当温度为时,水的体积为 .
【答案】106
【分析】本题考查二次函数的应用,细心计算是解题的关键.
将代入解析式求值即可.
【详解】解:,
当时,,
水的体积为.
故答案为:106.
12.已知二次函数的图象向左平移两个单位得到抛物线,点,在抛物线上,则 (填“>”或“<”);
【答案】
【分析】本题主要考查了二次函数图象的平移以及二次函数的性质,由平移的规律可得出抛物线的解析式为,再利用二次函数图象的性质可得出答案.
【详解】解:,
∵二次函数的图象向左平移两个单位得到抛物线,
∴抛物线的解析式为,
∴抛物线开口向上,对称轴为,
∴当时,y随x的增大而增大,
∵,
∴,
故答案为:.
13.在单位为1的正方形网格中,存在一平面直角坐标系.二次函数,的图象位于如图位置上,若它们的图象位置关系具有对称性,请描述它们的对称关系: ,求出与直线的交点坐标为 .
【答案】 关于点成中心对称 ,
【分析】本题主要考查了二次函数的图像和性质,以及二次函数与一次函数的交点等知识.
(1)根据抛物线图像可求出顶点坐标为,开口向下;抛物线顶点坐标为,开口向上,根据点坐标与二次函数的图像可得出答案.
(2)用待定系数法求出抛物线的函数解析式,再令,进一步求解即可求出与直线的交点坐标.
【详解】解:由图象可得抛物线顶点坐标为,开口向下;
抛物线顶点坐标为,开口向上,
∵点与点关于点对称,
∴抛物线与抛物线关于点成中心对称.
设抛物线解析式为,
由图象可得抛物线经过,
将代入得,
解得,
∴,
令,
解得,,
将代入得,
把代入得,
∴与直线的交点坐标为,,
故答案为:,.
14.如图,将抛物线在轴下方部分沿轴翻折,其余部分保持不变,得到图像当直线与图像恰有两个公共点时,的取值范围是 .
【答案】或
【分析】本题考查了抛物线与x轴的交点:把求二次函数 (a,b,c是常数,)与x轴的交点坐标问题转化为解关于x的一元二次方程,也考查了抛物线与直线的交点问题.解决本题的关键是利用数形结合的思想的运用.通过解方程得到A、B的坐标,利用二次函数的性质得到顶点的坐标,可写出图象沿x轴翻折所得图象的解析式为,然后求出直线与相切b的值,直线过A和过B点所对应的b的值,再利用图象可判断直线与此图象有且只有两个公共点时b的取值范围.
【详解】解:当时,,解得,则,
,
则顶点坐标为,
把图象沿x轴翻折所得图象的解析式为,
如图,
当直线与相切时,直线与新函数图象有三个交点,此时有两个相等的实数解,
方程整理得,,
解得,
∴当时,直线与图像恰有两个公共点,
当直线过时,,解得,
当直线过时,,解得,
所以,当时,直线与此图象有且只有两个公共点.
综上可知,当直线与图像恰有两个公共点时,的取值范围是或.
故答案为:或.
15.九(1)班劳动实践基地内有一块面积足够大的平整空地.地上两段围墙于点O(如图),其中上的段围墙空缺.同学们测得m,m,m,m,m.班长买来可切断的围栏m,准备利用已有围墙,围出一块封闭的矩形菜地,则该菜地最大面积是 .
【答案】
【分析】本题考查了二次函数的应用.要利用围墙和围栏围成一个面积最大的封闭的矩形菜地,那就必须尽量使用原来的围墙,观察图形,利用和才能使该矩形菜地面积最大,分情况,利用矩形的面积公式列出二次函数,利用二次函数的性质求解即可.
【详解】解:要使该矩形菜地面积最大,则要利用和构成矩形,
设矩形在射线上的一段长为,矩形菜地面积为,
当时,如图,
则在射线上的长为
则,
∵,
∴当时,随的增大而增大,
∴当时,的最大值为;
当时,如图,
则矩形菜园的总长为,
则在射线上的长为
则,
∵,
∴当时,随的增大而减少,
∴当时,的值均小于;
综上,矩形菜地的最大面积是;
故答案为:.
16.如图,二次函数的图象交轴于点(点在点的左侧),交轴于点.现有一长为的线段在直线上移动,且在移动过程中,线段上始终存在点,使得三条线段能与某个等腰三角形的三条边对应相等.若线段左端点的橫坐标为,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】本题考查了二次函数的性质,两点距离公式,轴对称的性质,三角形三边关系,先求出点A,点B,点C坐标,分三种情况讨论,由两点间距离公式和三角形三边关系可求解.
【详解】解:∵二次函数的图象交轴于点(点在点的左侧),交轴于点
当时,,
当时,,
解得:
∴,对称轴为直线
如图所示,
∵线段上始终存在点,使得三条线段能与某个等腰三角形的三条边对应相等
∴或或,
∵段在直线上移动,
∴点的纵坐标为,
设
①若,
∴
解得:
∴
∴
∵
∴不能构成三角形,舍去;
②若,
∴
解得:
∴
∵
∴能构成三角形,
③若
∴
解得:
∴
∵,
∴能组成三角形;
∵点在长为的线段上,
∴线段左端点的横坐标为的取值范围为,即
故答案为:.
三、(本大题共4小题,每小题6分,共24分)
17.已知二次函数的图像以为顶点,且过点.
(1)求该函数图像与坐标轴的交点坐标;
(2)将函数图像向左平移几个单位,该函数图像恰好经过原点.
【答案】(1)与轴的交点坐标为;与轴的交点坐标为
(2)向左平移1个单位,该函数图象恰好经过原点
【分析】本题考查了二次函数的图象和性质,待定系数法求二次函数的解析式:在利用待定系数法求二次函数关系式时,要根据题目给定的条件,选择恰当的方法设出关系式,从而代入数值求解.一般地,当已知抛物线上三点时,常选择一般式,用待定系数法列三元一次方程组来求解;当已知抛物线的顶点或对称轴时,常设其解析式为顶点式来求解;当已知抛物线与轴有两个交点时,可选择设其解析式为交点式来求解.
(1)设顶点式,然后把代入求出的值即可得出二次函数解析式;通过解方程可得抛物线与轴的交点坐标,通过计算自变量为0时的函数值可得到抛物线与轴的交点坐标;
(2)由于抛物线与轴的交点坐标为,把点向左平移1个单位到原点,所以把抛物线解析式向左平移1个单位,该函数图象恰好经过原点.
【详解】(1)解:设抛物线解析式为,
把代入得,解得,
所以抛物线解析式为;
当时,,
则抛物线与轴的交点坐标为;
当时,,解得,
则抛物线与轴的交点坐标为;
(2)解:因为抛物线与轴的交点坐标为,
所以把抛物线解析式向左平移1个单位,该函数图象恰好经过原点.
18.飞机降落后滑行的距离S(单位:m)关于滑行时间t(单位:s)的函数解析式是,当时,;当时,.
(1)求该函数的解析式;
(2)请结合平面直角坐标系中给出的点,画出符合题意的函数图象,并写出飞机降落后滑行到停下来前进了多远?
【答案】(1)
(2)图见解析,米
【分析】本题考查二次函数的应用,解题的关键是读懂题意,掌握二次函数的性质及应用.
(1)用待定系数法即可得函数的解析式;
(2)把(1)中解析式化为顶点式即可得飞机停下来前进了多少米,描点连线即可画出函数图象.
【详解】(1)解:当时,,当时,,,
解得:,
;
(2),
时,最大为,即汽车刹车后到停下来前进了米,
在中,当时,当时,,当时,,当时,,
描点画出符合题意的函数图象如下:
19.已知一次函数的图像上有两点,它们的横坐标分别是2、,若二次函数的图像经过两点.
(1)求一次函数解析式并在平面直角坐标系内画出两个函数的图像;
(2)若,两点都在二次函数的图像上,试比较与的大小.
【答案】(1),见详解
(2)当,即时,;当,即时,;当,即时,
【分析】本题主要考查了二次函数的图像与性质、待定系数法求一次函数解析式、画一次函数和二次函数图像等知识,熟练掌握相关知识是解题关键.
(1)首先确定点的坐标,然后利用待定系数法求一次函数解析式即可;结合函数解析式,在坐标系中绘制一次函数和二次函数图像即可;
(2)根据题意,可知,,可得,然后分情况讨论,即可获得答案.
【详解】(1)解:对于二次函数,
令,可得,即,
令,可得,即,
将点,代入一次函数,
可得,解得,
∴该一次函数解析式为;
在平面直角坐标系内画出两个函数的图像,如下图所示:
(2)∵,两点都在二次函数的图像上,
∴,,
∴,
当,即时,;
当,即时,;
当,即时,.
20.在平面直角坐标系中,抛物线交x轴于,两点,交y轴于点C,点在抛物线上.
(1)求抛物线的表达式及顶点坐标;
(2)若此抛物线点P右侧的部分(不含点P)上恰好有三个点到x轴的距离均为2,请直接写出m的取值范围.
【答案】(1),顶点坐标为
(2)
【分析】本题考查了二次函数的图象和性质,待定系数法求二次函数解析式,利用数形结合的思想解决问题是关键.
(1)利用待定系数法,将,两点代入解析式得到方程组,求出、的值,从而确定抛物线的表达式,再将其化为顶点式,得到顶点坐标即可;
(2)分别求出和时的函数值,进而得出四点坐标,再根据点P右侧的部分(不含点P)上恰好有三个点到x轴的距离均为2,得出点在点和点之间的抛物线上(包含点,不包含点),即可得到m的取值范围.
【详解】(1)解:抛物线交x轴于,两点,
,解得:,
抛物线的表达式为,
,
顶点坐标为;
(2)解:如图,
令,则,
解得:或,
,;
令,则,
解得:或,
,,
点P右侧的部分(不含点P)上恰好有三个点到x轴的距离均为2,
点在点和点之间的抛物线上(包含点,不包含点),
.
四、(本大题共3小题,每小题8分,共24分)
21.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线的解析式是,直线的解析式是,点,点是在该抛物线上的动点,连接,过作.
(1)求证:;
(2)设点,求的最小值及此时点的坐标.
【答案】(1)见解析
(2)的最小值为,此时点的坐标为
【分析】本题考查抛物线的性质,两点间距离公式,线段的最值问题等:
(1)设点P的坐标为,根据两点间距离公式求出,可证;
(2)由可得,当E,P,N共线时,等号成立.
【详解】(1)证明:点是在该抛物线上的动点,
设点P的坐标为,
,
;
,直线的解析式是,
,
;
(2)解:,
点在抛物线的上方,
由(1)知,
,当E,P,N共线时,等号成立,如图:
,当时,,
的最小值为,此时点的坐标为.
22.甲、乙两汽车出租公司均有辆汽车对外出租,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元,那么辆汽车可以全部租出,如果每辆汽车的月租费每增加元,那么将少租出辆汽车,另外,公司为每辆租出的汽车支付月维护费元.
乙公司经理:我公司每辆汽车月租费元,无论是否租出汽车,公司均需一次性支付月维护费共计元.
说明:①汽车数量为整数;②月利润月租车费月维护费;
在两公司租出的汽车数量相等且都为(单位:辆,)的条件下,甲的利润用表示(单位:元),乙的利润用(单位:元)表示,根据上述信息,解决下列问题:
(1)分别表示出甲、乙的利润,什么情况下甲、乙的利润相同?
(2)甲公司最多比乙公司利润多多少元?
(3)甲公司热心公益事业,每租出辆汽车捐出元()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,且仅当两公司租出的汽车均为辆时,甲公司剩余的月利润与乙公司月利润之差最大,求的取值范围.
【答案】(1);;当每个公司租出的汽车为辆时,两公司的月利润相等
(2)甲公司最多比乙公司利润多18050元
(3)
【分析】(1)设每个公司租出的汽车为辆,根据月利润相等得到方程,解之即可得到结果;
(2)设两公司的月利润分别为,,月利润差为,由(1)可得和的表达式,再列出关于的表达式,根据二次函数的性质,结合的范围求出最值即可;
(3)根据题意得到利润差为,得到对称轴,再根据两公司租出的汽车均为辆,结合为整数可得关于的不等式,即可求出的范围.
【详解】(1)解:设每个公司租出的汽车为辆,
由题意可得:,
而,
两公司的月利润相等可得:,
解得:或舍,
当每个公司租出的汽车为辆时,两公司的月利润相等;
(2)解:设两公司的月利润分别为,,月利润差为,
则,
,
当甲公司的利润大于乙公司时,,
,
∴当时,函数有最大值18050,
∴甲公司最多比乙公司利润多18050元;
(3)解:∵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,
对称轴为直线,
只能取整数,且当两公司租出的汽车均为16辆时,月利润之差最大,
∴,
解得:.
【点睛】本题考查了二次函数的实际应用,二次函数的图象和性质,解题时要读懂题意,列出二次函数关系式,尤其(3)中要根据为整数得到的不等式.
23.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,设的读数为x,读数为y,抛物线的顶点为C.
(1)(Ⅰ)列表:
①
②
③
④
⑤
⑥
x
0
2
3
4
5
6
y
0
1
2.25
4
6.25
9
(Ⅱ)描点:请将表格中的描在图2中;
(Ⅲ)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所示,在平面直角坐标系中,抛物线的顶点为C,该数学兴趣小组用水平和竖直直尺测量其水平跨度为,竖直跨度为,且,,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:将二次函数平移,使得顶点C与原点O重合,此时抛物线解析式为.
①此时点的坐标为________;
②将点坐标代入中,解得________;(用含m,n的式子表示)
方案二:设C点坐标为
①此时点B的坐标为________;
②将点B坐标代入中解得________;(用含m,n的式子表示)
(3)【应用】如图4,已知平面直角坐标系中有A,B两点,,且轴,二次函数和都经过A,B两点,且和的顶点P,Q距线段的距离之和为10,求a的值.
【答案】(1)图见解析,;
(2)方案一:①;②;方案二:①;②;
(3)a的值为或.
【分析】(1)描点,连线,再利用待定系数法求解即可;
(2)根据图形写出点或点B的坐标,再代入求解即可;
(3)先求得,,的顶点坐标为,再求得顶点距线段的距离为,得到的顶点距线段的距离为,得到的顶点坐标为或,再分类求解即可.
【详解】(1)解:描点,连线,函数图象如图所示,
观察图象知,函数为二次函数,
设抛物线的解析式为,
由题意得,
解得,
∴y与x的关系式为;
(2)解:方案一:①∵,,
∴,
此时点的坐标为;
故答案为:;
②由题意得,
解得,
故答案为:;
方案二:①∵C点坐标为,,,
∴,
此时点B的坐标为;
故答案为:;
②由题意得,
解得,
故答案为:;
(3)解:根据题意和的对称轴为,
则,,的顶点坐标为,
∴顶点距线段的距离为,
∴的顶点距线段的距离为,
∴的顶点坐标为或,
当的顶点坐标为时,,
将代入得,解得;
当的顶点坐标为时,,
将代入得,解得;
综上,a的值为或.
【点睛】本题主要考查二次函数的综合应用,抛物线的平移等,理解题意,综合运用这些知识点是解题关键.
五、(本大题共2小题,每小题12分,共24分)
24.中新社上海3月21日电(记者缪璐)21日在上海举行的2023年全国跳水冠军赛女子单人10米跳台决赛中,陈芋汐以416.25分的总分夺得冠军,全红婵位列第二,掌敏洁获得铜牌.在精彩的比赛过程中,全红婵选择了一个极具难度的270C(向后翻腾三周半抱膝).如图2所示,建立平面直角坐标系.如果她从点起跳后的运动路线可以看作抛物线的一部分,从起跳到入水的过程中,她的竖直高度(单位:米)与水平距离(单位:米)近似满足函数关系式.
(1)在平时训练完成一次跳水动作时,全红蝉的水平距离与竖直高度的几组数据如下:
水平距离
0
3
3.5
4
4.5
竖直高度
10
10
10
6.25
根据上述数据,直接写出的值为________,直接写出满足的函数关系式:________;
(2)比赛当天的某一次跳水中,全红婵的竖直高度与水平距离近似满足函数关系,记她训练的入水点的水平距离为,比赛当天入水点的水平距离为,请通过计算比较与的大小;
(3)在(2)的情况下,全红婵起跳后到达最高点开始计时,若点到水平面的距离为,则她到水面的距离与时间之间近似满足,如果全红婵在达到最高点后需要1.6秒的时间才能完成极具难度的270C动作,请通过计算说明,她当天的比赛能否成功完成此动作?
【答案】(1)11.25,
(2)
(3)她当天的比赛不能成功完成此动作
【分析】本题考查二次函数的实际应用,解题的关键是正确的求出函数解析式.
(1)通过表格数据结合待定系数法求出解析式,即可求解;
(2)分别求出两个解析式当时,x的值,进行比较即可;
(3)先求出c的值,再求出时的y值,进行判断即可.
【详解】(1)解:根据表格得:函数图象过点,
∴,
∴,
∴,
解得:,
∴;
故答案为:;
(2)解:对于
当时,
解得:,(不合题意,舍去)
∴米
对于,
当时,
解得:,(不合题意,舍去)
∴
∵
∴;
(3)解:
∴点坐标为
∴
∴
当时,
∵
即她在水面上无法完成此动作
∴她当天的比赛不能成功完成此动作
23.综合与实践
问题提出
某兴趣小组开展综合实践活动,如图1,在正方形中,分别是上一点,且.点从点出发,沿正方形的边顺时针运动;点同时从点出发,沿正方形的边逆时针运动.若两动点的运动速度相同,都为每秒1个单位长度,相遇时两点都停止运动,设点运动的时间为秒,的面积为,探究与的关系.
初步感知
根据运动的变化,绘制了如图2所示的图象,按不同的函数解析式,图象可分为四段,还有最后一段未画出.
(1)的长为______,的长为______.
(2)的值为______,的最大值为______.
延伸探究
(3)请求出图2中未画出的最后一段图象对应的函数解析式,并将图象补充完整.
(4)求的值,并求出当时,的取值范围.
【答案】(1);;(2);;(3),画图见解析;(4),当时,.
【分析】(1)当时,,可得,由当时,运动到,可得;
(2)由图象可得:当时,与重合,如图,此时,的面积最大,可得,当时,与重合,如图,此时的运动时间为,可得;
(3)当时,再运动,两点相遇,停止运动,可得函数图象过,且函数图象过,说明是的一次函数,设,再利用待定系数法求解解析式即可;
(4)当时,如图,可得,解方程可得答案,当时,如图,图象在的上方,此时第三段图象上存在,如图,此时,可得,再解方程可得答案.
【详解】解:(1)由函数图象可得:当时,,
∴,而,
∴,
∴;
∴,
由函数图象可得:当时,运动到,
∴,
(2)由图象可得:当时,与重合,如图,
此时,的面积最大,
∴,
当时,与重合,如图,
此时的运动时间为,
∴,,,
∴;
(3)∵时,
∴再运动,两点相遇,停止运动,
∴函数图象过,
而当时,,
∴函数图象过,
由此时三角形的高不变,
∴是的一次函数,设,
∴,
解得:,
∴;
画图如下:
(4)当时,如图,
∴,
∴,
整理得:,
解得:或(舍去),
当时,如图,图象在的上方,
此时第三段图象上存在,如图,此时,
∴,,,,
∴,
整理得:,
解得:或(舍去),
结合图象可得:当时,.
【点睛】本题考查的是动态问题的函数图象,一元二次方程的解法,正方形的性质,利用图象法解二次不等式,二次函数的图象与性质,理解图象的含义是解本题的关键.
试卷第2页,共36页
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