湖北省武汉市2024年中考数学二模试题按知识点分层汇编-03函数
2024-08-08
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内容正文:
湖北省武汉市2024年中考数学二模试题按知识点分层汇编-03函数
一.选择题(共8小题)
1.(2024•江汉区二模)正弦函数在﹣π<x<π的图象如图所示,若点P(m,n)在该函数图象上,且mn=k(k是常数,k>0),则满足条件的点P的个数最多是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
2.(2024•江汉区二模)函数y1、y2在同一平面直角坐标系中的图象如图所示,则在该平面直角坐标系中,函数y=y1+y2的大致图象是( )
A. B.
C. D.
3.(2024•江汉区二模)已知点A(x1,y1)在抛物线y1=nx2﹣2nx+n上,点B(x2,y2)在直线y2=﹣nx+n,当n>0时,下列判断正确的是( )
A.当x1=x2<1时,y1<y2 B.当x1=x2>1时,y1<y2
C.当y1=y2>n时,x1>x2 D.当y1=y2<n时,x1>x2
4.(2024•江岸区二模)《九章算术》记载:今有坦高九尺,瓜生其上,蔓日长六寸;瓠生其下,蔓日长一尺,问几何日相逢?(大意是有一道墙,高9尺,上面种一株瓜,瓜蔓向下伸,每天长6寸,地上种着瓠向上长,每天长1尺,问瓜蔓,瓠蔓要多少天才相遇),如图是瓜蔓与瓠蔓离地面的高度(单位:尺)关于生长时间(单位:天)的函数图象,则由图可知瓜蔓与瓠蔓相遇的时间是第( )天(注:1尺=10寸)
A.3 B. C. D.
5.(2024•江岸区二模)如图,在平面直角坐标系xOy中,画出了函数y=x2﹣4|x|+3的部分图象,若关于x的方程x2﹣4|x|+3=kx有3个不相等的实数根,则k的值为( )
A.或 B.或
C.或 D.﹣4﹣2或﹣4+2
6.(2024•洪山区二模)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于点(x1,0),(2,0),其中0<x1<1,下列四个结论:①abc<0;②a+b+c>0;③2b+3c<0;④不等式的解集为0<x<2.其中正确结论的是( )
A.①② B.②③ C.①③④ D.①④
7.(2024•洪山区二模)如图,点A在反比例函数的图象上,点B在反比例函数的图象上,AB∥y轴,交x轴于点C,连结OA,取OA的中点D,连结BD,则△ADB(阴影部分)的面积为( )
A.16 B.8 C.4 D.2
8.(2024•江汉区二模)已知反比例函数,下列结论不正确的是( )
A.图象必经过点(1,2)
B.在每个象限内,y随x的增大而减小
C.图象在第二、四象限内
D.图象与坐标轴没有交点
二.填空题(共8小题)
9.(2024•江汉区二模)已知反比例函数的图象过经点(3,﹣1),则k的值是 .
10.(2024•江汉区二模)已知抛物线y=a(x﹣2)2+k(a,k为常数)的x与y的部分对应值如表所示:
x
﹣2
1
4
5
t
y
m
n
p
q
m
下列四个结论:
①t=6;
②若ak>0,则该抛物线与x轴没有交点;
③若n>p,则m>q;
④若n•p=0,则m•q>0,
其中正确的结论是 (填写序号).
11.(2024•江岸区二模)抛物线y=ax2+bx+c(a<0,a,b,c为常数)交x轴于点(﹣1,0),且2a+b=0.下列4个结论:①b>0;②抛物线过点(3,0);③a+c>0;④抛物线上有点A(x1,y1),B(x1+4,y2),当y1>0时,y2<0.其中结论正确的是 (填写序号).
12.(2024•江汉区二模)写出一个在每个象限内,y随x的增大而增大的反比例函数: .
13.(2024•江汉区二模)已知抛物线y=x2+bx+c中b,c满足b﹣2c=2.下列四个结论:
①若c=0,则当x<0时,y都随x的增大而减小;
②该抛物线与x轴一定有两个交点;
③当0≤x≤3时,y的最小值为﹣3,则b=﹣2;
④点A(n﹣2,a),B(4,t),C(n,a)都在这个二次函数的图象上,且a<t<c.则n的取值范围是3<n<4.
其中正确的结论是 (填写序号).
14.(2024•江汉区二模)在一次体育课上进行跳绳测试,小明的跳绳平均成绩为每分钟100个,小强的跳绳平均成绩为每分钟150个(单位:个),小明先跳150个,然后小强再跳,如图是小明、小强跳绳的个数关于小强的跳绳时间t的函数图象,则两图象交点P的纵坐标是 .
15.(2024•江汉区二模)抛物线y=ax2+bx+c(a,b,c是常数)经过(1,1),(m,0),(m+2,0),三点,给出下列四个结论:
①a<0;
②若时,y随x增加而减少,则;
③若(m+1,t)在抛物线上,则t>1;
④b2﹣4ac=4a2;
其中正确的结论是 .(填写序号)
16.(2024•江岸区二模)写一个当x>0时,y随x的增大而增大的函数解析式 .
三.解答题(共8小题)
17.(2024•江汉区二模)如图1,是矩形电子屏中某光点P的运动轨迹示意图,光点从屏边缘点A处发出,运行路线近似抛物线的一部分,光点到底部的竖直高度记为y,光点运行的水平距离记为x,测得如下数据:
水平距离x
0
1
2
4
竖直高度y
2
3
3
0
(1)观察表格,直接写出抛物线的顶点坐标;
(2)求抛物线的解析式;
(3)如图2,电子屏一边OB=6,中间位置CD为一挡板,挡板高为2.5,当光点既能跨过挡板,又能击中边OB上任意一点时,挡板CD就会发光.为了使挡板发光,请计算光点P的初始高度OA的取值范围.(说明:电子屏足够高,能够保证光点P始终保持抛物线运动)
18.(2024•江岸区二模)某广场建了一座圆形音乐喷水池,在池中心竖直安装一根水管OA,安装在水管顶端A处的圆形喷头向四周喷水,且各个方向喷出的抛物线形水柱形状相同.如图1,以池中心O点为坐标原点,水平方向为x轴,OA所在的直线为y轴,建立平面直角坐标系.x轴上的点C,D为水柱的落水点,若落地直径CD=8m,使喷出的抛物线形水柱在与池中心的水平距离为处达到最高.
(1)求图1中右边抛物线的解析式;
(2)计划在图1中的线段OD上的点B处竖立一座雕像,雕像高,若想雕像不碰到水柱,请求出线段OB的取值范围;
(3)圆形水池的直径为12m,喷水造型会随着音乐节奏起伏而变化,从而产生一组不同的抛物线(如图2),若右侧抛物线顶点始终在直线上,当喷出的抛物线水柱最大高度为时,水柱会喷到圆形水池之外吗?请说明理由.
19.(2024•江岸区二模)如图,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(1,0)和B(3,0),与y轴正半轴交于点C.
(1)直接写出抛物线的解析式为: ;
(2)如图1,连接AC,D为x轴上方抛物线上的点,且满足S△ACD=6,求D点坐标;
(3)如图2,M为对称轴右侧第一象限内抛物线上一点,N为抛物线上另一点,分别连接AM、MN、AN,且∠NMA=2∠MAB,抛物线对称轴为直线l,线段AM、MN与直线l分别交于点P、Q,延长NA交直线l于点R,若满足3PQ=2PR,求直线AM的解析式.
20.(2024•江汉区二模)有一台乒乓球桌和自动发球机如图1所示,其侧面示意图如图2,发球机出口P到球桌MN的距离MP=a.现以点M为原点,MN所在直线为x轴建立平面直角坐标系,x(dm)表示球与点M之间的水平距离,y(dm)表示球到桌面的高度.在“直发式”和“间发式”两种模式下,球的运动轨迹均近似为抛物线,“直发式”模式下,球从P处发出,落到桌面A处,其解析式为;“间发式”模式下,球从P处发出,先落在桌面B处,再从B处弹起落到桌面C处.两种模式皆在同一高度发球,PB段抛物线可以看作是由PA段抛物线向左平移得到.
(1)当a=4时,
①求b的值;
②求点A,B之间的距离;
(2)已知BC段抛物线的最大高度为,且它的形状与PA段抛物线相同.若落点C恰好与落点A重合,求a的值.
21.(2024•江汉区二模)抛物线y=x2+bx+c(a>0)交x轴于点A,B(4,0),与y轴交于点C(0,﹣2).
(1)直接写出b,c的值和A点的坐标;
(2)如图(1),点D是第四象限抛物线上一点,连接CD,BC,若∠OCD+∠ABC=180°,求D点的坐标;
(3)如图(2),将(2)中的抛物线平移到顶点在原点的位置,点M,N是平移后抛物线上两点,且∠MON=90°,作OH⊥MN于点H,求当∠HCO最大时,H点的坐标.
22.(2024•洪山区二模)如图,二次函数y=﹣x2+bx+c的图象与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C.点A的坐标为(﹣3,0),且OA=OC.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若P为y轴上的一个动点,连接PB,则PC+PB的最小值为 ;
(3)连结BC,M是抛物线上的一点,且满足∠MAB=2∠OCB,求点M的坐标.
23.(2024•江汉区二模)公路上正在行驶的甲车发现前方20m处沿同一方向行驶的乙车后,开始减速,减速后甲车行驶的路程s(单位:m)、速度v(单位:m/s)与时间t(单位:s)的关系分别可以用二次函数和一次函数表示,其图象如图所示.
(1)直接写出s关于t的函数关系式 和v关于t的函数关系式 (不要求写出t的取值范围)
(2)当甲车减速至9m/s时,它行驶的路程是多少?
(3)若乙车以10m/s的速度匀速行驶,两车何时相距最近,最近距离是多少?
24.(2024•江汉区二模)如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,D(0,﹣3),抛物线y=﹣2x2+6x+8与y轴交于C点,交x轴于A、B两点(A在B的左边),E为抛物线第一象限上一动点.
(1)直接写出A,B两点坐标;
(2)连接BD,过E作EF⊥x轴交BD于F,当DF=CE时,求点E的横坐标;
(3)连接ED,平移至MN,使M,E对应,使M,N分别与D,E对应,且M,N均落在抛物线上,连接EM,判断并证明直线EM是否经过一个定点.
湖北省武汉市2024年中考数学二模试题按知识点分层汇编-03函数
参考答案与试题解析
一.选择题(共8小题)
1.(2024•江汉区二模)正弦函数在﹣π<x<π的图象如图所示,若点P(m,n)在该函数图象上,且mn=k(k是常数,k>0),则满足条件的点P的个数最多是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【解答】解:因为点P坐标为(m,n),且mn=k(k是常数,k>0),
所以点P在函数y的图象上.
如图所示,
函数y(k>0)的图象与正弦函数的图象最多有4个交点.
故选:C.
2.(2024•江汉区二模)函数y1、y2在同一平面直角坐标系中的图象如图所示,则在该平面直角坐标系中,函数y=y1+y2的大致图象是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:设y1=a1x2+b1x+c1,y2=a2x2+b2x+c2,
由图象知,a1>0,b1<0,c1>0,a2>0,b2<0,c2<0,|c2|>|c1|,
∴a1+a2>0,b1+b2<0,c1+c2<0,
∵y=y1+y2=(a1+a2)x2+(b1+b2)x+(c1+c2),0,
∴函数y=y1+y2的图象开口向上,对称轴也在y轴的右侧,开口比函数y1、y2的开口都小,与y轴的交点在y轴的负半轴上,
∴只有选项A符合题意,
故选:A.
3.(2024•江汉区二模)已知点A(x1,y1)在抛物线y1=nx2﹣2nx+n上,点B(x2,y2)在直线y2=﹣nx+n,当n>0时,下列判断正确的是( )
A.当x1=x2<1时,y1<y2 B.当x1=x2>1时,y1<y2
C.当y1=y2>n时,x1>x2 D.当y1=y2<n时,x1>x2
【解答】解:∵y1=nx2﹣2nx+n=n(x2﹣2x+1)=n(x﹣1)2,y2=﹣nx+n=﹣n(x﹣1),
∴抛物线y1=nx2﹣2nx+n与直线y2=﹣nx+n都恒过定点(1,0),与y轴的交点都为(0,n).
画出大致图象如下:
由图可知,当x1=x2<0时,y1>y2,当0<x1=x2<1时,y1<y2,当x1=x2>1时,y1>y2,当y1=y2>n时,x1>x2,
当y1=y2<n时,若x1<1,则x1<x2;若x1>1,则x1>x2.
故C选项正确,符合题意.
故选:C.
4.(2024•江岸区二模)《九章算术》记载:今有坦高九尺,瓜生其上,蔓日长六寸;瓠生其下,蔓日长一尺,问几何日相逢?(大意是有一道墙,高9尺,上面种一株瓜,瓜蔓向下伸,每天长6寸,地上种着瓠向上长,每天长1尺,问瓜蔓,瓠蔓要多少天才相遇),如图是瓜蔓与瓠蔓离地面的高度(单位:尺)关于生长时间(单位:天)的函数图象,则由图可知瓜蔓与瓠蔓相遇的时间是第( )天(注:1尺=10寸)
A.3 B. C. D.
【解答】解:设瓜蔓与瓠蔓相遇的时间是t天,
则6t+10t=90,
解得:t=5,
故选:D.
5.(2024•江岸区二模)如图,在平面直角坐标系xOy中,画出了函数y=x2﹣4|x|+3的部分图象,若关于x的方程x2﹣4|x|+3=kx有3个不相等的实数根,则k的值为( )
A.或 B.或
C.或 D.﹣4﹣2或﹣4+2
【解答】解:由函数y=x2﹣4|x|+3可知,x>0和x<0时的函数图象关于y轴对称,函数图象如图所示:
当k>0时,x2+4x+3=kx,即x2+(4﹣k)x+3=0,
当直线y=kx与函数y=x2﹣4|x|+3的图象有三个交点时,
∴Δ=(4﹣k)2﹣12=0,
∴k=4﹣2或k=4+2(不符合题意,舍去),
∴k=4﹣2.
当k<0时,x2﹣4x+3=kx,即x2﹣(4+k)x+3=0,
当直线y=kx与函数y=x2﹣4|x|+3的图象有三个交点时,
∴Δ=(4+k)2﹣12=0,
∴k=﹣4+2或k=﹣4﹣2(不符合题意,舍去),
∴k=﹣4+2.
综上所述,关于x的方程x2﹣4|x|+3=kx有3个不相等的实数根,则k的值为4﹣2或﹣4+2.
故选:C.
6.(2024•洪山区二模)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于点(x1,0),(2,0),其中0<x1<1,下列四个结论:①abc<0;②a+b+c>0;③2b+3c<0;④不等式的解集为0<x<2.其中正确结论的是( )
A.①② B.②③ C.①③④ D.①④
【解答】解:由题意可得,a>0,c>0,,
∴b<0,
∴abc<0,
故结论①正确,符合题意;
由图可知,当x=1时,y<0,
∴a+b+c<0,
故结论②不正确,不符合题意;
将(2,0)代入y=ax2+bx+c,
得4a+2b+c=0,
∴b=﹣2ac,a,
∵a+b+c<0,
∴a﹣2ac+c<0,
∴2a﹣c>0,
∴2()﹣c>0,
∴﹣b0,
即2b+3c<0,
故结论③正确,符合题意;
设y1=ax2+bx+c,y2,
可知y1=ax2+bx+c与y2的图象都过点(0,c),(2,0),如图,
由图可知,y1<y2时,0<x<2,
∴不等式的解集为0<x<2,
故结论④正确,符合题意.
综上所述,正确结论的是①③④.
故选:C.
7.(2024•洪山区二模)如图,点A在反比例函数的图象上,点B在反比例函数的图象上,AB∥y轴,交x轴于点C,连结OA,取OA的中点D,连结BD,则△ADB(阴影部分)的面积为( )
A.16 B.8 C.4 D.2
【解答】解:∵点A在反比例函数的图象上,
∴S△AOC,
∵点B在反比例函数的图象上,
∴S△BOC2,
∴S△AOB=S△AOC﹣S△BOC=6﹣2=4,
∵D是OA的中点,
∴S阴影S△AOB2.
故选:D.
8.(2024•江汉区二模)已知反比例函数,下列结论不正确的是( )
A.图象必经过点(1,2)
B.在每个象限内,y随x的增大而减小
C.图象在第二、四象限内
D.图象与坐标轴没有交点
【解答】解:A、∵当x=1时,y=2,
∴函数图象必经过点(1,2),故不符合题意;
B、∵k=2>0,
∴在每个象限内,y随x的增大而减小,不符合题意;
C、∵k=2>0,
∴图象在第一、三象限内,符合题意;
D、图象与坐标轴没有交点,不符合题意.
故选:C.
二.填空题(共8小题)
9.(2024•江汉区二模)已知反比例函数的图象过经点(3,﹣1),则k的值是 ﹣3 .
【解答】解:∵反比例函数y的图象经过点(3,﹣1),
∴﹣1,
解得,k=﹣3,
故答案为:﹣3.
10.(2024•江汉区二模)已知抛物线y=a(x﹣2)2+k(a,k为常数)的x与y的部分对应值如表所示:
x
﹣2
1
4
5
t
y
m
n
p
q
m
下列四个结论:
①t=6;
②若ak>0,则该抛物线与x轴没有交点;
③若n>p,则m>q;
④若n•p=0,则m•q>0,
其中正确的结论是 ①②④ (填写序号).
【解答】解:①由表可知,抛物线的对称轴为直线x=2,
∵x=1和x=5时对应的函数值相等,
∴x=5和x=t时对应的函数值相等,
∴t=6,故①正确;
②∵a>0,
∴抛物线开口向上,抛物线的对称轴为直线 x=2,
∴.当x=2时,函数的最小值为k,
∴ak>0,
∴该抛物线与x轴没有交点,故②正确;
③∵n>p,
∴x=3时对应的函数值大于x=4时对应的函数值,
∴x=1时对应的函数值大于x=5时对应的函数值,
∴m>q,故③正确;
④∵n•p=0,
∴n=0或p=0,
∴x=3或x=4时对应的函数值为0,
∴.x=1或x=5时对应的函数值大于0,或x=1或x=5时对应的函数值小于0,
∴m>0或m<0,q>0或 q<0,
∴m•q>0或m•q<0,故④错误.
综上所述,正确的结论有①②③.
故答案为:①②③.
11.(2024•江岸区二模)抛物线y=ax2+bx+c(a<0,a,b,c为常数)交x轴于点(﹣1,0),且2a+b=0.下列4个结论:①b>0;②抛物线过点(3,0);③a+c>0;④抛物线上有点A(x1,y1),B(x1+4,y2),当y1>0时,y2<0.其中结论正确的是 ①②③④ (填写序号).
【解答】解:①∵2a+b=0,
∴b=﹣2a,
∵a<0,
∴b>0.
∴①的结论正确;
②2a+b=0,
∴b=﹣2a,
∴抛物线的对称轴为直线x1,
∵抛物线关于直线x=1对称,
∵抛物线y=ax2+bx+c(a<0,a,b,c为常数)交x轴于点(﹣1,0),(﹣1,0)与(3,0)关于x=1对称,
∴抛物线过点(3,0).
∴②的结论正确;
③∵抛物线y=ax2+bx+c(a<0,a,b,c为常数)交x轴于点(﹣1,0),且2a+b=0,
∴,
∴3a+c=0,
∵a<0,
∴3a<a,
∴a+c>0.
∴③的结论正确;
④∵抛物线y=ax2+bx+c(a<0,a,b,c为常数)交x轴于点(﹣1,0),(3,0),
∴当﹣1<x<3时,y>0,
∵抛物线上有A(x1,y1),y1>0,
∴﹣1<x1<3.
∴3<x1+4<7,
∴点B(x1+4,y2)在点(3,0)的右侧,
∴点B(x1+4,y2)在x轴的下方,
∴y2<0.
∴④的结论正确.
综上,结论正确的是:①②③④.
故答案为:①②③④.
12.(2024•江汉区二模)写出一个在每个象限内,y随x的增大而增大的反比例函数: y(答案不唯一) .
【解答】解:只要使反比例系数小于0即可.如y,答案不唯一.
故答案为:y(答案不唯一)
13.(2024•江汉区二模)已知抛物线y=x2+bx+c中b,c满足b﹣2c=2.下列四个结论:
①若c=0,则当x<0时,y都随x的增大而减小;
②该抛物线与x轴一定有两个交点;
③当0≤x≤3时,y的最小值为﹣3,则b=﹣2;
④点A(n﹣2,a),B(4,t),C(n,a)都在这个二次函数的图象上,且a<t<c.则n的取值范围是3<n<4.
其中正确的结论是 ②③ (填写序号).
【解答】解:由题意,若c=0,
∴b=2.
∴抛物线的对称轴是直线x1.
又∵抛物线开口向上,
∴当x<﹣1时,y随x的增大而减小,当x>﹣1时,y随x的增大而增大,故①错误;
∵b﹣2c=2,
∴b=2c+2.
∴Δ=b2﹣4c=(2c+2)2﹣4c
=4c2+8c+4﹣4c
=4c2+4c+4
=4(c)2+3,
又对于任意的实数c,(c)2+3≥3,
∴Δ=b2﹣4c=4(c)2+3≥3>0,
∴抛物线与x轴一定有两个交点,故②正确;
∵抛物线为y=x2+bx+c=x2+bxc=(x)2c,
又b=2c+2,
∴y=(x+c+1)2﹣c2﹣c﹣1.
又当0≤x≤3时,y的最小值为﹣3,
∴分以下三种情形.
①当x=0时,y取最小值为c=﹣3,
∴y=(x﹣2)2﹣7,故此时当x=2时取最小值﹣7,这与最小值﹣3矛盾,
∴不合题意;
②当x=3时,y的最小值=9+3b+c=9+3(2c+2)+c=﹣3,
∴c.
∴y=(x)2,故此时当x时取最小值,这与最小值﹣3矛盾,
∴不合题意;
③当x=﹣c﹣1时,y取最小值=﹣c2﹣c﹣1=﹣3.
∴c=1或﹣2.
∴若c=1,则y=(x+2)2﹣3,
又当0≤x≤3时,
∴当x=0时,y取最小值为1,不合题意;
若c=﹣2,则y=(x﹣1)2﹣3.
又当0≤x≤3时,
∴当x=1时,y取最小值为﹣3,符合题意;
综上,c=﹣2,b=2c+2=﹣2.
∴当0≤x≤3时,y的最小值为﹣3,则b=﹣2,故③正确;
∵点A(n﹣2,a),C(n,a)都在这个二次函数的图象上,
∴抛物线为y=(x+c+1)2﹣c2﹣c﹣1的对称轴是直线xn﹣1=﹣c﹣1.
∴c=﹣n.
∴b=2c+2=﹣2n+2.
∴抛物线为y=x2+(﹣2n+2)x﹣n.
又B(4,t)在抛物线上,
∴t=42+4(﹣2n+2)﹣n.
∴t=24﹣9n.
由题意,a=(n﹣2)2+(n﹣2)(﹣2n+2)﹣n=﹣n2+n,
a=n2+n(﹣2n+2)﹣n=﹣n2+n,
又a<t<c,
∴﹣n2+n<24﹣9n<﹣n.
∴3<n<4或n>6,故④错误.
综上,正确的有②③.
14.(2024•江汉区二模)在一次体育课上进行跳绳测试,小明的跳绳平均成绩为每分钟100个,小强的跳绳平均成绩为每分钟150个(单位:个),小明先跳150个,然后小强再跳,如图是小明、小强跳绳的个数关于小强的跳绳时间t的函数图象,则两图象交点P的纵坐标是 450 .
【解答】解:由题意知,小明跳绳个数y小明与小强的跳绳时间t的函数解析式为y小明=150+100t,
小强跳绳个数y小强与小强的跳绳时间t的函数解析式为y小强=150t,
联立方程组,
解得,
∴P(3,450),
∴点P的纵坐标是450,
故答案为:450.
15.(2024•江汉区二模)抛物线y=ax2+bx+c(a,b,c是常数)经过(1,1),(m,0),(m+2,0),三点,给出下列四个结论:
①a<0;
②若时,y随x增加而减少,则;
③若(m+1,t)在抛物线上,则t>1;
④b2﹣4ac=4a2;
其中正确的结论是 ④ .(填写序号)
【解答】解:①当m>1时,
∵抛物线经过(1,1),
∴抛物线开口向上,
∴a>0,
故①不符合题意.
②当x时,
(m+m+2),
∴m,
故②不符合题意.
③∵抛物线对称轴为直线x(m+m+2)=m+1,
当m>1时,
t<1,
故③不符合题意.
④把(1,1),(m,0),(m+2,0)代入得:
,
③﹣②得:b=﹣2a(m+1)④,
②﹣①得:a(m2﹣1)+b(m﹣1)=0⑤,
④代入⑤得:a,
∴b,
c,
∵b2﹣4ac=()2﹣4,
4a2=4×()2,
∴b2﹣4ac=4a2;
故答案为:④.
16.(2024•江岸区二模)写一个当x>0时,y随x的增大而增大的函数解析式 y=x或y或y=x2等 .
【解答】解:若为一次函数,∵当x>0时,y随x的增大而增大,∴k>0,如y=x;
若为反比例函数,∵当x>0时,y随x的增大而增大,∴k<0,如y;
若为二次函数,∵当x>0时,y随x的增大而增大,∴a>0,对称轴y0,如y=x2;
∴当x>0时,y随x的增大而增大的函数解析式为y=x或y或y=x2等(此题答案不唯一).
三.解答题(共8小题)
17.(2024•江汉区二模)如图1,是矩形电子屏中某光点P的运动轨迹示意图,光点从屏边缘点A处发出,运行路线近似抛物线的一部分,光点到底部的竖直高度记为y,光点运行的水平距离记为x,测得如下数据:
水平距离x
0
1
2
4
竖直高度y
2
3
3
0
(1)观察表格,直接写出抛物线的顶点坐标;
(2)求抛物线的解析式;
(3)如图2,电子屏一边OB=6,中间位置CD为一挡板,挡板高为2.5,当光点既能跨过挡板,又能击中边OB上任意一点时,挡板CD就会发光.为了使挡板发光,请计算光点P的初始高度OA的取值范围.(说明:电子屏足够高,能够保证光点P始终保持抛物线运动)
【解答】解:(1)观察表格数据,可知当x=1和x=2时,函数值相等,
∴对称轴为直线x,
∴抛物线的顶点坐标为(,);
(2)设抛物线解析式为y=a(x)2,
将(0,2)代入得,2=a•()2,
解得:a,
∴抛物线解析式为y(x)2x2x+2;
(3)当光点恰好经过点D时,设抛物线的解析式为y(x)2h,
此时,D(3,2.5),
当x=3时,y(x)2h=2.5,解得h=0.5,
∴抛物线的解析式为y(x)20.5x2x,
∴初始高度OA;
当光点恰好经过点B时,设抛物线的解析式为y(x)2h,
此时,B(6,0),
同理可得:当x=6时,h=7,
∴抛物线的解析式为yx2x+9,
∴初始高度OA=9;
∴OA的取值范围为OA≤9.
18.(2024•江岸区二模)某广场建了一座圆形音乐喷水池,在池中心竖直安装一根水管OA,安装在水管顶端A处的圆形喷头向四周喷水,且各个方向喷出的抛物线形水柱形状相同.如图1,以池中心O点为坐标原点,水平方向为x轴,OA所在的直线为y轴,建立平面直角坐标系.x轴上的点C,D为水柱的落水点,若落地直径CD=8m,使喷出的抛物线形水柱在与池中心的水平距离为处达到最高.
(1)求图1中右边抛物线的解析式;
(2)计划在图1中的线段OD上的点B处竖立一座雕像,雕像高,若想雕像不碰到水柱,请求出线段OB的取值范围;
(3)圆形水池的直径为12m,喷水造型会随着音乐节奏起伏而变化,从而产生一组不同的抛物线(如图2),若右侧抛物线顶点始终在直线上,当喷出的抛物线水柱最大高度为时,水柱会喷到圆形水池之外吗?请说明理由.
【解答】解:(1)由题意得,抛物线的顶点为(,),
∴可设抛物线为y=a(x)2.
又抛物线过(4,0),
∴a(4)20.
∴a.
∴右边抛物线的解析式为y(x)2.
(2)由题意,∵BE,
∴当y时,(x)2.
∴x1,x2,
∵0,
∴当x时,y,
即当0<x时,雕像不碰到水柱,
∴线段OB的取值范围为0<x.
(3)水柱会喷到圆形水池之外,理由:
∵水柱最大高度为m,右侧抛物线顶点始终在直线yx上,
∴x.
解得x=3,
∴水柱达到最大高度时抛物线的对称轴为直线x=3,
∵抛物线过点A(0,2),
∴点A关于直线x=3的对称点为(6,2)在抛物线上,
∴当x=6时,y=2>0,
∵水池的半径为6m,
∴水柱会喷到圆形水池之外.
19.(2024•江岸区二模)如图,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(1,0)和B(3,0),与y轴正半轴交于点C.
(1)直接写出抛物线的解析式为: y=x2﹣4x+3 ;
(2)如图1,连接AC,D为x轴上方抛物线上的点,且满足S△ACD=6,求D点坐标;
(3)如图2,M为对称轴右侧第一象限内抛物线上一点,N为抛物线上另一点,分别连接AM、MN、AN,且∠NMA=2∠MAB,抛物线对称轴为直线l,线段AM、MN与直线l分别交于点P、Q,延长NA交直线l于点R,若满足3PQ=2PR,求直线AM的解析式.
【解答】解:(1)把A(1,0)和B(3,0)代入y=ax2+bx+3,
得,
解得,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣4x+3,
故答案为:y=x2﹣4x+3;
(2)设D(m,m2﹣4m+3),
当x=0时,y=3,
∴C(0,3),
∴OC=3,
当m>3时,如图,
∵S△ACD=S△OCD+S△OAD﹣S△OAC,
∴,
解得m=4或m=﹣3(舍),
∴m2﹣4m+3=3,
∴D(4,3),
当m<0时,如图,
∵S△ACD=S△OAD﹣S△OCD﹣S△OAC,
∴,
解得m=4(舍)或m=﹣3,
∴m2﹣4m+3=24,
∴D(﹣3,24),
综上所述,D(4,3)或D(﹣3,24);
(3)延长NM交x轴于E,过M作MF⊥x轴于F,如图,
∵抛物线的解析式为y=x2﹣4x+3,
∴对称轴为直线x=2,
设直线AM的直线解析式为y=kx+b,
把A(1,0)代入y=kx+b,
得b=﹣k,
∴直线AM的直线解析式为y=kx﹣k,
当x=2时,y=2k﹣k=k,
∴P(2,k),
联立,
得kx﹣k=x2﹣4x+3,
即(x﹣1)(k﹣x+3)=0,
解得x1=1,x2=k+3,
当x=k+3 时,y=k(k+3)﹣k=k2+2k,
∴M(k+3,k2+2k),
∵∠NMA=2∠MAB,
∴∠MEA=∠MAB,
∴ME=MA,
∴MF⊥x,
∴AF=EF,F(k+3,0),
∴E(2k+5,0),
设直线MQ的解析式为y=k1x+b1,
把E(2k+5,0),M(k+3,k2+2k),
代入得,
解得,
∴直线MQ的解析式为y=﹣kx+2k2+5k,
当x=2时,y=﹣2k+2k2+5k=2k2+3k,
∴Q(2,2k2+3k),
∴PQ=2k2+3k﹣k=2k2+2k,
联立,
得﹣kx+2k2+5k=x2﹣4x+3,
即(x+2k﹣1)(x﹣k﹣3)=0,
解得x1=﹣2k+1,x2=k+3,
当x=﹣2k+1时,y=﹣k(﹣2k+1)+2k2+5k=4k2+4k,
∴N(﹣2k+1,4k2+4k),
设直线AN的解析式为y=k2x+b2,
把N(﹣2k+1,4k2+4k),A(1,0)代入,
得,
解得,
直线AN解析式为y=(﹣2k﹣2)x+2k+2,
当x=2时,y=﹣2k﹣2,
∴R(2,﹣2k﹣2),
∴PR=k﹣(﹣2k﹣2)=3k+2,
∵3PQ=2PR,
∴3(2k2+2k)=2(3k+2),
解得或,
∵M为对称轴右侧第一象限内抛物线上一点,
∴k>0,
∴,
∴直线AM的解析式为.
20.(2024•江汉区二模)有一台乒乓球桌和自动发球机如图1所示,其侧面示意图如图2,发球机出口P到球桌MN的距离MP=a.现以点M为原点,MN所在直线为x轴建立平面直角坐标系,x(dm)表示球与点M之间的水平距离,y(dm)表示球到桌面的高度.在“直发式”和“间发式”两种模式下,球的运动轨迹均近似为抛物线,“直发式”模式下,球从P处发出,落到桌面A处,其解析式为;“间发式”模式下,球从P处发出,先落在桌面B处,再从B处弹起落到桌面C处.两种模式皆在同一高度发球,PB段抛物线可以看作是由PA段抛物线向左平移得到.
(1)当a=4时,
①求b的值;
②求点A,B之间的距离;
(2)已知BC段抛物线的最大高度为,且它的形状与PA段抛物线相同.若落点C恰好与落点A重合,求a的值.
【解答】解:(1)①由题意,当a=4时,
∴P(0,4).
将P代入y(x﹣10)2+b中得,
4(0﹣10)2+b,
∴b=6.
②由①得“直发式”模式下函数解析式为y(x﹣10)2+6,
∴令y=0,则0(x﹣10)2+6,
∴x=10+10.
∴A(10+10,0).
又由题意可得“间发式”模式的解析式为y(x﹣10+m)2+6(m>0),
同样过P(0,4),
∴4(0﹣10+m)2+6.
∴m=20.
∴“间发式”模式的解析式为y(x+10)2+6.
∴令y=0,则0(x+10)2+6,
∴x=﹣10+10.
∴B(﹣10+10,0).
∴AB=10+10(﹣10+10)=20(dm).
答:点A,B之间的距离20dm.
(2)由题意,∵抛物线为y(x﹣10)2+b,
∴对称轴是直线x=10.
∴点P(0,a)关于对称轴对称的点为(20,a).
∴AB=PQ=20.
设B(m,0),
又∵A、C重合,
∴C(m+20,0).
故可设BC段抛物线为y(x﹣m)(x﹣m﹣20),
又抛物线在线段BC的中点时有最高点,此时BC的中点横坐标为m+10,
∴y最大值为(m+10﹣m)(m+10﹣m﹣20).
∴b=4.
∴PA段解析式为y(x﹣10)2+4.
令x=0,
∴y=2,即PM=2.
∴a=2.
21.(2024•江汉区二模)抛物线y=x2+bx+c(a>0)交x轴于点A,B(4,0),与y轴交于点C(0,﹣2).
(1)直接写出b,c的值和A点的坐标;
(2)如图(1),点D是第四象限抛物线上一点,连接CD,BC,若∠OCD+∠ABC=180°,求D点的坐标;
(3)如图(2),将(2)中的抛物线平移到顶点在原点的位置,点M,N是平移后抛物线上两点,且∠MON=90°,作OH⊥MN于点H,求当∠HCO最大时,H点的坐标.
【解答】解:(1)将B、C点代入y=x2+bx+c,
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为y=x2x﹣2;
当y=0时,x2x﹣2=0,
解得x或x=4,
∴A(,0);
(2)过点D作DE⊥y轴交于E点,设D(t,t2t﹣2),
∵∠OCD+∠ABC=180°,∠OCD+∠CDE=180°,
∴∠ABC=∠CDE,
∴tan∠ABC=tan∠DCE,即,
解得t,
∴D(,﹣5);
(3)由平移可知平移后的函数解析式为y=x2,
设直线MN的解析式为y=kx+m,
当kx+m=x2时,xM+xN=k,xM•xN=﹣m,
过M点作MG⊥x轴交于G点,过N作NF⊥x轴交于F点,
∵∠MON=90°,
∴△OMG∽△NOF,
∴,
∴﹣xM•xN=yM•yN,
∴xM•xN=﹣1,
∴m=1,
∴直线MN的解析式为y=kx+1,
∵OH⊥MN,
∴点H在以I 为圆心, 为半径的圆上,
当IH⊥CH 时,∠HCO 最大,
∵HI,CI,
∴HC,
∵sin∠HCI,
∴xH,
∴H(,);
根据对称性可知(,)也符合题意;
综上所述:H点的坐标为 .
22.(2024•洪山区二模)如图,二次函数y=﹣x2+bx+c的图象与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C.点A的坐标为(﹣3,0),且OA=OC.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若P为y轴上的一个动点,连接PB,则PC+PB的最小值为 2 ;
(3)连结BC,M是抛物线上的一点,且满足∠MAB=2∠OCB,求点M的坐标.
【解答】解:(1)∵点A的坐标为(﹣3,0),且OA=OC,
则点C(0,3),
则,解得:,
则抛物线的表达式为:y=﹣x2﹣2x+3;
(2)由点A、C的坐标知,∠ACO=∠CAO=45°,
过点P作PH⊥AC于点H,则PHPC,
故当B、P、H共线时,PC+PB=PB+PH=BH最小,
此时BH=AB•sin∠CAO=42,
故答案为:2;
(3)取点N(﹣1,0),连接CN,过点B作BT⊥CN于点T,连接BC,
则∠MAB=2∠OCB=∠BCN,
由点B、C、N的坐标得,BN=2,BCCT,
则S△BCNCO×BNCN×BT,
即3×2BT,则BT,
则sin∠BCNsin∠MAB,
则tan∠MAB,
则直线AM的表达式为:y=±(x+3),
联立上式和抛物线的表达式得:﹣x2﹣2x+3(x+3)或﹣x2﹣2x+3(x+3),
解得:x=﹣3(舍去)或或,
则点M的坐标为:(,)或(,).
23.(2024•江汉区二模)公路上正在行驶的甲车发现前方20m处沿同一方向行驶的乙车后,开始减速,减速后甲车行驶的路程s(单位:m)、速度v(单位:m/s)与时间t(单位:s)的关系分别可以用二次函数和一次函数表示,其图象如图所示.
(1)直接写出s关于t的函数关系式 st2+16t 和v关于t的函数关系式 v=﹣t+16 (不要求写出t的取值范围)
(2)当甲车减速至9m/s时,它行驶的路程是多少?
(3)若乙车以10m/s的速度匀速行驶,两车何时相距最近,最近距离是多少?
【解答】解:(1)由图可知:二次函数图象经过原点,
设二次函数表达式为s=at2+bt,一次函数表达式为v=kt+c,
∵二次函数经过(2,30),(4,56),
∴,解得:,
∴二次函数表达式为st2+16t.
∵一次函数经过(0,16),(8,8),
∴,解得:,
∴一次函数表达式为v=﹣t+16.
故答案为:st2+16t,v=﹣t+16;
(2)∵v=﹣t+16,
∴当 v =9时,
﹣t+16=9,解得 t =7,
∵st2+16t,
∴当 t =7时, s×72+16×7=87.5,
∴当甲车减速至9 m / s 时,它行驶的路程是87.5 m ;
(3)∵当 t =0时,甲车的速度为16 m / s ,
∴当0< v <10时,两车之间的距离逐渐变大,
当10< v <16时,两车之间的距离逐渐变小,
∴当 v =10 m / s 时,两车之间距离最小,
将 v =10代入v=﹣t+16中,得 t =6,
将 t =6代入st2+16t中,得s=78,
此时两车之间的距离为:10×6+20﹣78=2(m),
∴6秒时两车相距最近,最近距离是2m.
24.(2024•江汉区二模)如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,D(0,﹣3),抛物线y=﹣2x2+6x+8与y轴交于C点,交x轴于A、B两点(A在B的左边),E为抛物线第一象限上一动点.
(1)直接写出A,B两点坐标;
(2)连接BD,过E作EF⊥x轴交BD于F,当DF=CE时,求点E的横坐标;
(3)连接ED,平移至MN,使M,E对应,使M,N分别与D,E对应,且M,N均落在抛物线上,连接EM,判断并证明直线EM是否经过一个定点.
【解答】解:(1)当y=0时,=﹣2x2+6x+8=0,
解得:x1=4,x2=﹣1,
∴A(﹣1,0),B(4,0);
(2)当x=0时,y=8,
∴C(0,8),
∵D(0,﹣3),
设直线BD的解析式为:y=kx+b,
∴,
解得:,
∴BD的解析式为:yx﹣3,
设点E的横坐标为x,则点E的坐标为(x,﹣2x2+6x+8),
∵EF⊥x轴,
∴F(x,x﹣3),
∵CE=DF,
∴CE2=DF2,
∴(x﹣0)2+(﹣2x2+6x+8﹣8)2=(x﹣0)2+(x﹣3+3)2,
解得:x1=0(舍),x2,x3,
∴点E的横坐标是或;
(3)直线EM经过一个定点(0,2.5),理由如下:
设点M的坐标为(a,﹣2a2+6a+8),点E的坐标为(t,﹣2t2+6t+8),
由平移得:DE∥MN,DE=MN,
∵D(0,﹣3),
∴N(a+t,﹣2a2+6a+8+3﹣2t2+6t+8),
即点N的坐标为(a+t,﹣2a2+6a+19﹣2t2+6t),
∵点N在抛物线上,
∴﹣2a2+6a+19﹣2t2+6t=﹣2(a+t)2+6(a+t)+8,
∴at,
设直线EM的解析式为:y=k1x+b1,
,
②﹣①得:(a﹣t)k1=﹣2a2+6a+8+2t2﹣6t﹣8,
(a﹣t)k1=2(t﹣a)(t+a)+6(a﹣t),
∵a≠t,
∴k1=﹣2t﹣2a+6③,
把③代入①得:(﹣2t﹣2a+6)t+b1=﹣2t2+6t+8,
∴b1=2.5,
∴直线EM的解析式为:y=(﹣2t﹣2a+6)x+2.5,
∴直线EM经过一个定点(0,2.5).
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