内容正文:
第10讲 二次函数与一元二次方程 (2个知识点+2种题型+分层练习)
知识导图
知识清单
知识点1.抛物线与x轴的交点
求二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)与x轴的交点坐标,令y=0,即ax2+bx+c=0,解关于x的一元二次方程即可求得交点横坐标.
(1)二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)的交点与一元二次方程ax2+bx+c=0根之间的关系.
△=b2﹣4ac决定抛物线与x轴的交点个数.
△=b2﹣4ac>0时,抛物线与x轴有2个交点;
△=b2﹣4ac=0时,抛物线与x轴有1个交点;
△=b2﹣4ac<0时,抛物线与x轴没有交点.
(2)二次函数的交点式:y=a(x﹣x1)(x﹣x2)(a,b,c是常数,a≠0),可直接得到抛物线与x轴的交点坐标(x1,0),(x2,0).
知识点2.图象法求一元二次方程的近似根
利用二次函数图象求一元二次方程的近似根的步骤是:
(1)作出函数的图象,并由图象确定方程的解的个数;
(2)由图象与y=h的交点位置确定交点横坐标的范围;
(3)观察图象求得方程的根(由于作图或观察存在误差,由图象求得的根一般是近似的).
题型强化
题型一.抛物线与x轴的交点
1.(2023秋•荔城区校级期末)已知抛物线与轴的交点为和,点,,,是抛物线上不同于,的两个点,记△的面积为,△的面积为,则下列结论正确的是
A.当时, B.当时,
C.当时, D.当时,
2.(2024•商丘模拟)若函数的图象与轴只有一个交点,那么的值为 .
3.(2024•鄄城县一模)如图,已知抛物线与轴交于点和点,与轴交于点,连接交抛物线的对称轴于点,是抛物线的顶点.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)直接写出点和点的坐标;
(3)若点在第一象限内的抛物线上,且,求点坐标.
题型二.图象法求一元二次方程的近似根
4.(2023秋•沭阳县期末)下表示用计算器探索函数时所得的数值:
0
0.25
0.5
0.75
1
1.31
3
则方程的一个解的取值范围为
A. B. C. D.
5.(2024•硚口区模拟)抛物线,,是常数,经过点,其中.下列结论:①;②关于的一元二次方程一定有一个根在到0之间;③当时,随的增大而增大;④分式的值小于2.其中正确的结论是 (填写序号).
6.(2023秋•林州市期中)已知:由函数的图象知道,当时,,当时,,所以方程有一个根在和0之间.
(1)参考上面的方法,求方程的另一个根在哪两个连续整数之间;
(2)若方程有一个根在0和1之间,求的取值范围.
分层练习
一、单选题
1.抛物线y=x2﹣2x+1与y轴的交点坐标为( )
A.(1,0) B.(0,1) C.(0,0) D.(0,2)
2.将二次函数的图象向上平移,得到的函数图象与x轴只有一个公共点,则平移的距离为( )
A.1个单位长度 B.2个单位长度 C.3个单位长度 D.4个单位长度
3.下表是一组二次函数的自变量与函数值的对应值如下图,那么方程的一个根可能是( )
1
1.1
1.2
1.3
1.4
0.04
0.59
1.16
A.0.03 B.1.19 C.1.22 D.1.31
4.二次函数图象如图,下列结论:①;②;③;④;⑤.其中正确的是( )
A.②③④⑤ B.①②④ C.②③⑤ D.①②③④⑤
5.直线与抛物线的交点个数是( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.互相重合的两个
6.下列关于抛物线的说法正确的是( )
A.抛物线开口向下 B.抛物线经过点
C.抛物线的对称轴是直线 D.抛物线与x轴有两个交点
7.二次函数的图象与x轴交于,则关于x的方程的解为( )
A.1,3 B.1, C.,3 D.1,
8.在平面直角坐标系中,点为坐标原点,抛物线与轴交于点,与轴负半轴交于点,连接.将向左上方平移,得到,且点,落在抛物线的对称轴上,点落在抛物线上,则直线的表达式为( )
A. B. C. D.
9.已知抛物线y=ax2+bx+c的顶点为(-3,-6),有以下结论:①当a>0时,b2>4ac;②当a>0时,ax2+bx+c≥-6;③若点(-2,m) ,(-5,n) 在抛物线上,则m<n;④若关于 x 的一元二次方程ax2+bx+c=-4的一根为-5,则另一根为-1.其中正确的是( )
A.①② B.①③ C.②③④ D.①②④
10.已知抛物线的解析式为(m为常数),有下列说法:①当时,点在抛物线上;②对于任意的实数m,都是方程的一个根;③若,当时,y随x的增大而增大;④已知点,,则当时,抛物线与线段AB有一个交点.其中正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
二、填空题
11.二次函数的图象与y轴的交点坐标是 .
12.抛物线y=x2+3x-10与x轴的交点坐标为 .
13.已知二次函数的图象与坐标轴有三个公共点,则k的取值范围是 .
14.二次函数的图象如图所示,直接写出不等式的解集为 .
15.设二次函数(a,b,c是常数,且),如表,列出了x与y的部分对应值:
x
…
﹣2
0
2
4
…
y
…
﹣1.5
2.5
m
﹣1.5
…
则方程的解是 .
16.如图是二次函数与一次函数的图象相交于点、,试确定能使成立的取值范围为 .
17.已知二次函数的图象如图所示,若方程有两个不相等的实数根,则的取值范围是 .
18.如图所示,已知二次函数的图象与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,,对称轴是直线,则下列结论:①;②;③是关于x的一元二次方程的一个根;④若实数,则,其中结论正确的序号是 .
三、解答题
19.已知二次函数.
(1)用配方法将二次函数的表达式化为的形式,并写出顶点坐标;
(2)在平面直角坐标系中画出这个二次函数的图象;
(3)结合图象直接回答:当时,则y的取值范围是____________.
20.已知抛物线经过点和点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求抛物线与x轴的交点A,B的坐标;
(3)求的面积.
21.点在抛物线上,点在点的左侧.
(1)求的值;并在如图中画出函数的图像;
(2)点是抛物线上点之间的曲线段上的动点(包括端点),求的最大值与最小值的差;
(3)将抛物线进行平移(点随之移动),使平移后的抛物线与轴的交点分别为,直接写出点移动的最短距离.
22.在平面直角坐标系中,二次函数的图象与x轴有两个公共点,k取满足条件的最小整数.
(1)求二次函数的解析式;
(2)当时,求x的取值范围.
23.在平面直角坐标系中,若点的横坐标和纵坐标相等或互为相反数,则称点为“美丽点”.例如点,,,…,都是“美丽点”.
(1)直接写出抛物线上的“美丽点”为 .
(2)若二次函数的图象上无“美丽点”,则的取值范围为 .
(3)已知二次函数的图象上只有三个“美丽点”,其中一个“美丽点”是,当时,函数的最小值为,最大值为,求的取值范围.
24.已知关于x的方程ax2+(3a+1)x+3=0.
(1)求证:无论a取任何实数时,该方程总有实数根;
(2)若抛物线y=ax2+(3a+1)x+3的图象与x轴两个交点的横坐标均为整数,且a为正整数,求a值以及此时抛物线的顶点H的坐标;
(3)在(2)的条件下,直线y=﹣x+5与y轴交于点C,与直线OH交于点D.现将抛物线平移,保持顶点在直线OD上.若平移的抛物线与射线CD(含端点C)只有一个公共点,请直接写出它的顶点横坐标h的值或取值范围.
25.如图1,抛物线:的对称轴为直线,且经过点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点是抛物线对称轴上一点,且,求点的坐标;
(3)如图2.将抛物线平移,得到抛物线,其顶点坐标为,点为直线上一点,过点的直线、与抛物线只有一个公共点,求证:直线过定点.
26.在初中阶段的函数学习中,我们经历了列表、描点、连线画函数图象,并结合图象研究函数性质的过程. 以下是我们研究函数性质及其应用的部分过程,请按要求完成下列各题.
(1)函数的自变量的取值范围是 ,并补全下表:
…
-3
-2
0
2
3
5
…
…
2
…
(2)描点、连线,在所给的平面直角坐标系中画出该函数的图象,写出该函数的一条性质.
(3)已知函数的图象如图所示,结合你所画的函数图象,直接写出关于的不等式的解集.(保留1位小数,误差不超过0.2)
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第10讲 二次函数与一元二次方程 (2个知识点+2种题型+分层练习)
知识导图
知识清单
知识点1.抛物线与x轴的交点
求二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)与x轴的交点坐标,令y=0,即ax2+bx+c=0,解关于x的一元二次方程即可求得交点横坐标.
(1)二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)的交点与一元二次方程ax2+bx+c=0根之间的关系.
△=b2﹣4ac决定抛物线与x轴的交点个数.
△=b2﹣4ac>0时,抛物线与x轴有2个交点;
△=b2﹣4ac=0时,抛物线与x轴有1个交点;
△=b2﹣4ac<0时,抛物线与x轴没有交点.
(2)二次函数的交点式:y=a(x﹣x1)(x﹣x2)(a,b,c是常数,a≠0),可直接得到抛物线与x轴的交点坐标(x1,0),(x2,0).
知识点2.图象法求一元二次方程的近似根
利用二次函数图象求一元二次方程的近似根的步骤是:
(1)作出函数的图象,并由图象确定方程的解的个数;
(2)由图象与y=h的交点位置确定交点横坐标的范围;
(3)观察图象求得方程的根(由于作图或观察存在误差,由图象求得的根一般是近似的).
题型强化
题型一.抛物线与x轴的交点
1.(2023秋•荔城区校级期末)已知抛物线与轴的交点为和,点,,,是抛物线上不同于,的两个点,记△的面积为,△的面积为,则下列结论正确的是
A.当时, B.当时,
C.当时, D.当时,
【分析】不妨假设,利用图象法一一判断即可.
【解答】解:不妨假设.
.如图1中,,满足,
,
,故错误.
.当,,满足,
则,故错误.
.,
,在轴的上方,且离轴的距离比离轴的距离大,
,故正确.
.如图2中,,满足,但是,故④错误.
故结论正确的是:.
同理,时,结论正确的是:.
故答案为:.
【点评】本题考查抛物线与轴的交点,二次函数图象上的点的特征等知识,解题的关键是学会利用图象法解决问题,属于中考选择题中的压轴题.
2.(2024•商丘模拟)若函数的图象与轴只有一个交点,那么的值为 0或2或 .
【分析】当时,函数为一次函数与轴有一个交点,当时,△时,抛物线与轴只有一个交点.
【解答】解:当时,函数为,其图象与轴只有一个交点.
当时,△,即.
解得:.
当,或时,函数的图象与轴只有一个交点.
故答案为:0或2或.
【点评】本题主要考查的是抛物线与轴的交点问题、一次函数图象上点的坐标特征,分类讨论是解题的关键.
3.(2024•鄄城县一模)如图,已知抛物线与轴交于点和点,与轴交于点,连接交抛物线的对称轴于点,是抛物线的顶点.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)直接写出点和点的坐标;
(3)若点在第一象限内的抛物线上,且,求点坐标.
【分析】(1)根据点、的坐标,利用待定系数法即可求出抛物线的解析式;
(2)代入求出值,由此可得出点的坐标,根据抛物线的解析式,利用二次函数的性质即可求出顶点的坐标;
(3)设点的坐标为,,,根据三角形的面积公式结合,即可得出关于的一元一次方程,解之即可得出值,再代入值求出值,取其正值即可得出结论.
【解答】解:(1)将、代入,
,解得:,
抛物线的解析式为.
(2)当时,,
点的坐标为;
抛物线的解析式为,
顶点的坐标为.
(3)设点的坐标为,,,
,,
,
,
,
,
解得:(不合题意,舍去),,
点的坐标为.
【点评】本题考查了抛物线与轴的交点、二次函数的性质、二次函数图象上点的坐标特征、待定系数法求二次函数解析式、二次函数图象上点的坐标特征以及三角形的面积,解题的关键是:(1)根据点的坐标,利用待定系数法求出抛物线解析式;(2)利用二次函数性质求出顶点的坐标;(3)根据三角形的面积公式结合求出点的纵坐标.
题型二.图象法求一元二次方程的近似根
4.(2023秋•沭阳县期末)下表示用计算器探索函数时所得的数值:
0
0.25
0.5
0.75
1
1.31
3
则方程的一个解的取值范围为
A. B. C. D.
【分析】根据函数解析式找出对称轴,即可知何时随的增大而增大,本题易解.
【解答】解:二次函数中,
抛物线开口方向向上,
对称轴,
时随的增大而增大,
当时,,当时,,
方程的一个正根:,
故选:.
【点评】解答此题的关键是求出对称轴,然后由图象解答,锻炼了学生数形结合的思想方法.
5.(2024•硚口区模拟)抛物线,,是常数,经过点,其中.下列结论:①;②关于的一元二次方程一定有一个根在到0之间;③当时,随的增大而增大;④分式的值小于2.其中正确的结论是 ①②④ (填写序号).
【分析】将点坐标代入抛物线解析式可得根据即可判断①;根据根与系数的关系判断②;抛物线对称轴,可以确定对称轴位置,即可判断③;将时,,即,裂项变形即可判断④.
【解答】解:①将点坐标代入抛物线解析式得:,
,
,故结论①正确;
②令,则,两根之和,,两根之积,,
、均小于0,
当时,,,抛物线开口向下,
抛物线有1个根在到0之间,即有1个根在到0之间,②正确;
③,,
,
,
,
,结论③错误;
④当时,,即,
,
,
,
,
,④正确.
故答案为:①②④.
【点评】本题考查了二次函数图象上点的坐标特征,熟练掌握二次函数性质是解答本题的关键.
6.(2023秋•林州市期中)已知:由函数的图象知道,当时,,当时,,所以方程有一个根在和0之间.
(1)参考上面的方法,求方程的另一个根在哪两个连续整数之间;
(2)若方程有一个根在0和1之间,求的取值范围.
【分析】(1)计算和时,的值,确定其所在范围是;
(2)根据题意得到,解得即可.
【解答】解:(1)利用函数的图象可知,
当时,,当时,,
所以方程的另一个根在2和3之间;
(2)函数的图象的对称轴为直线,
由题意,得,
解得.
【点评】本题主要考查利用图象法求一元二次方程的近似值、二次函数图象上的点的坐标等知识的综合应用.
分层练习
一、单选题
1.抛物线y=x2﹣2x+1与y轴的交点坐标为( )
A.(1,0) B.(0,1) C.(0,0) D.(0,2)
【答案】B
【分析】令x=0求得y的值,即为抛物线与y轴交点的纵坐标.
【详解】令x=0,y=0-0+1=1
∴与y轴交点坐标为(0,1)
故选:B
【点睛】本题考查根据抛物线解析式求解与坐标轴交点坐标,注意抛物线中,与y轴交点的坐标为(0,c).
2.将二次函数的图象向上平移,得到的函数图象与x轴只有一个公共点,则平移的距离为( )
A.1个单位长度 B.2个单位长度 C.3个单位长度 D.4个单位长度
【答案】C
【分析】设将二次函数y=2x2+4x−1的图象向上平移m个单位长度,得平移后的抛物线解析式为:y=2x2+4x−1+m,然后根据平移后的函数图象与x轴只有一个公共点,可得b2-4ac=0,解方程即可求得结果.
【详解】解:设将二次函数y=2x2+4x−1的图象向上平移m个单位长度,
∴平移后的抛物线解析式为:y=2x2+4x−1+m,
若平移后的函数图象与x轴只有一个公共点,
则b2-4ac=0,
即:42-4×2(-1+m)=0,
解得:m=3.
故选:C.
【点睛】本题主要考查的是二次函数的图象与几何变换和抛物线与x轴交点问题,熟练掌握二次函数图像平移规律:“上加下减,左加右减”,以及b2-4ac>0时,抛物线与x轴有两个交点;b2-4ac=0时,抛物线与x轴有一个交点;b2-4ac<0时,抛物线与x轴没有交点;是解题关键.
3.下表是一组二次函数的自变量与函数值的对应值如下图,那么方程的一个根可能是( )
1
1.1
1.2
1.3
1.4
0.04
0.59
1.16
A.0.03 B.1.19 C.1.22 D.1.31
【答案】B
【分析】观察表格,得到函数值0在与之间,因此可判断根的取值范围,即可解答.
【详解】解:函数值0在与之间,
的一个根在1.1与1.2之间,四个选项只有1.19符合.
故选:B.
【点睛】本题考查了根据二次函数确定一元二次方程的根,熟知两者之间的关系是解题的关键.
4.二次函数图象如图,下列结论:①;②;③;④;⑤.其中正确的是( )
A.②③④⑤ B.①②④ C.②③⑤ D.①②③④⑤
【答案】C
【分析】根据二次函数的图象与性质进行求解即可.
【详解】解:由图可得,抛物线开口向下,与y轴交于正半轴,对称轴为,
∴,,
∴,即,
∴,故①错误;
∵,
∴,故②正确;
由图可得,当时,,
把代入解析式得,,
∴,故③正确;
把代入解析式得,,
由图象可得,当时,,
∴,故④错误;
由图象可得,抛物线与x轴有两个交点,
∴当时,,有两个不相等的实数根,
∴,故⑤正确;
故选:C.
5.直线与抛物线的交点个数是( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.互相重合的两个
【答案】C
【详解】试题分析:根据直线与二次函数交点的求法得出一元二次方程的解,即可得出交点个数,由题意,可得,即,判别式>0,故有两个交点,本题选C.
考点:二次函数的交点问题
6.下列关于抛物线的说法正确的是( )
A.抛物线开口向下 B.抛物线经过点
C.抛物线的对称轴是直线 D.抛物线与x轴有两个交点
【答案】D
【分析】本题考查了二次函数的图象和性质,根据时,函数开口向上,时,函数开口向下,二次函数的对称轴为直线,以及二次函数与一元二次方程的关系,逐个判断即可.
【详解】解:A、∵,∴抛物线开口向上,A不正确,不符合题意;
B、当时,,∴抛物线不经过点,故B不正确,不符合题意;
C、抛物线的对称轴是直线,故C不正确,不符合题意;
D、∵,∴抛物线与x轴有两个交点,故D正确,符合题意;
故选:D.
7.二次函数的图象与x轴交于,则关于x的方程的解为( )
A.1,3 B.1, C.,3 D.1,
【答案】D
【分析】把方程变形为,根据一元二次方程的两根即为二次函数与x轴交点的横坐标即可.
【详解】解:∵,
∴,
又二次函数的图象与x轴交于,
∴方程的两根为,
即方程的解为,
故选:D
【点睛】本题考查二次函数与一元二次方程的关系,熟练掌握一元二次方程的两根即为二次函数与x轴交点的横坐标是解答本题的关键.
8.在平面直角坐标系中,点为坐标原点,抛物线与轴交于点,与轴负半轴交于点,连接.将向左上方平移,得到,且点,落在抛物线的对称轴上,点落在抛物线上,则直线的表达式为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查二次函数的图象和与坐标轴的交点坐标、图形的平移和待定系数法求一次函数表达式等知识点,先求出、两点的坐标和对称轴,先确定三角形向左平移了个单位长度,求得的坐标,再确定三角形向上平移个单位,求得点的坐标,用待定系数法即可求解.
【详解】解:当时,,解得,,
当时,,
,,
对称轴为直线,
经过平移,落在抛物线的对称轴上,点落在抛物线上,
三角形向左平移个单位,即的横坐标为,
当时,,
,三角形向上平移个单位,
此时,
,
设直线的表达式为,
代入,,
可得
解得:,
故直线的表达式为,
故选:B.
9.已知抛物线y=ax2+bx+c的顶点为(-3,-6),有以下结论:①当a>0时,b2>4ac;②当a>0时,ax2+bx+c≥-6;③若点(-2,m) ,(-5,n) 在抛物线上,则m<n;④若关于 x 的一元二次方程ax2+bx+c=-4的一根为-5,则另一根为-1.其中正确的是( )
A.①② B.①③ C.②③④ D.①②④
【答案】D
【分析】①利用抛物线与x轴的交点个数可对①进行判断;
②利用抛物线的顶点坐标可对②进行判断;
③由顶点坐标得到抛物线的对称轴为直线x=﹣3,则根据二次函数的增减性可对③进行判断;
④根据抛物线的对称性:得到抛物线y=ax2+bx+c上的对称点(﹣1,﹣4),则可对④进行判断.
【详解】①如图1,当a>0,顶点为(﹣3,﹣6)时,与x轴有两个交点,所以△>0,即b2>4ac;故①正确;
②如图1,当a>0时,则y≥﹣6,∴ax2+bx+c≥﹣6;故②正确;
③∵抛物线的对称轴为直线x=﹣3,∴点(﹣2,m)与(﹣4,m)是对称点,当a>0时,x<﹣3时,y随x的增大而减小,当a<0时,x<﹣3时,y随x的增大而增大,而点(﹣2,m),(﹣5,n)在抛物线上,所以m与n的大小不能确定;故③错误;
④如图2,若关于x的一元二次方程ax2+bx+c=﹣4的一根为﹣5,由对称性可得:另一根为﹣1.所以④正确.
其中正确的是:①②④.
故选D.
【点睛】本题考查了二次函数图象与系数的关系,二次函数图象上点的坐标特征,抛物线与x轴的交点,二次函数与不等式的关系.
10.已知抛物线的解析式为(m为常数),有下列说法:①当时,点在抛物线上;②对于任意的实数m,都是方程的一个根;③若,当时,y随x的增大而增大;④已知点,,则当时,抛物线与线段AB有一个交点.其中正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【分析】将,代入解析式可判定①,将代入解析式可得,可判断②,由抛物线解析式可得抛物线开口方向及对称轴,从而判断③,由的取值范围可判断抛物线对称轴的位置,从而判断④.
【详解】解:当时,,
将代入得得,
不在抛物线上,故①错误.
,
当时,,
都是方程的根,故②正确.
,
抛物线开口向上,对称轴为直线,
当时,,
当时,随增大而增大,故③错误.
点,关于直线对称,
当时,,
抛物线对称轴在直线与点之间,
抛物线开口向上,顶点坐标为,
抛物线与线段有2个交点,故④错误.
∴正确的有1个,
故选A.
【点睛】本题考查二次函数的性质,解题关键是掌握二次函数图象与系数的关系,掌握二次函数与方程及不等式的关系.
二、填空题
11.二次函数的图象与y轴的交点坐标是 .
【答案】(0,4)
【分析】根据题目中的函数解析式,令 ,求出相应的y的值,即可解答本题.
【详解】解:∵,
∴当时,,
即二次函数的图象与y轴的交点坐标为(0, 4),
故答案为:(0, 4).
【点睛】本题考查了二次函数图象上点的坐标特征,解答本题的关键是明确题意,找出所求问题需要的条件,知道抛物线与y轴的交点,横坐标为0.
12.抛物线y=x2+3x-10与x轴的交点坐标为 .
【答案】(2,0)和(-5,0).
【分析】抛物线与x轴交点的纵坐标为0,代入解析式即可求出横坐标.
【详解】解当y=0时,x2+3x-10=0,
∴x=2或x=-5,
∴与x轴的交点坐标是(2,0)、(-5,0).
故填空答案:(2,0)和(-5,0).
【点睛】本题考查了抛物线与坐标轴的交点坐标与解析式的关系,利用解析式中自变量与函数值分别为0即可求出与坐标轴交点的坐标.
13.已知二次函数的图象与坐标轴有三个公共点,则k的取值范围是 .
【答案】且
【分析】本题考查二次函数与轴的交点,根据,且解出的范围即可求出答案.解题的关键是正确列出进行计算.
【详解】解:由题意可知:且,
解得:且,
故答案为:且.
14.二次函数的图象如图所示,直接写出不等式的解集为 .
【答案】
【分析】根据二次函数图像找到x轴上方图像x取值范围即可得到答案.
【详解】解:由二次函数图像可得,
当时,,
故答案为:.
【点睛】本题考查根据二次函数图像解一元二次不等式,解题的关键是熟练掌握二次函数与一元二次不等式的关系.
15.设二次函数(a,b,c是常数,且),如表,列出了x与y的部分对应值:
x
…
﹣2
0
2
4
…
y
…
﹣1.5
2.5
m
﹣1.5
…
则方程的解是 .
【答案】,
【分析】利用中对应值可判断点 与点 为二次函数图象上的对称点,从而得到抛物线的对称轴为直线 ,然后利用抛物线的对称性得到 ,所以方程 的解为 .
【详解】解:由表中对应值得二次函数图象经过点和,
∴点与点为二次函数图象上的对称点,
∴抛物线的对称轴为直线,
∵点 与 关于直线对称,
即 时, ,
∴ ,
∴方程的解为.
故答案为:.
【点睛】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.也考查了二次函数的性质.
16.如图是二次函数与一次函数的图象相交于点、,试确定能使成立的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据图象找到直线在抛物线上方的的取值范围即可.
【详解】解:由图象可知:当时,直线在抛物线的上方;
∴使不等式成立的取值范围为:;
故答案为:.
【点睛】本题考查利用函数的思想解决不等式的解集问题.解题的关键是确定两个图象的位置关系,谁在上方,谁的函数值就大.
17.已知二次函数的图象如图所示,若方程有两个不相等的实数根,则的取值范围是 .
【答案】
【详解】分析:先移项,整理为一元二次方程,让根的判别式大于0求值即可.
详解:由图象可知:二次函数y=ax2+bx+c的顶点坐标为(1,5),
∴=5,即b2-4ac=-20a,
∵ax2+bx+c=k有两个不相等的实数根,
∴方程ax2+bx+c-k=0的判别式△>0,即b2-4a(c-k)=b2-4ac+4ak=-20a+4ak=-4a(5-k)>0
∵抛物线开口向下
∴a<0
∴5-k>0
∴k<5.
故答案为k<5.
点睛:本题主要考查了抛物线与x轴的交点问题,以及数形结合法;二次函数中当b2-4ac>0时,二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴有两个交点.
18.如图所示,已知二次函数的图象与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,,对称轴是直线,则下列结论:①;②;③是关于x的一元二次方程的一个根;④若实数,则,其中结论正确的序号是 .
【答案】①③/③①
【分析】本题考查了二次函数的图象与性质,一元二次方程的根与二次函数的关系等知识.熟练掌握二次函数的图象与性质,一元二次方程的根与二次函数的关系是解题的关键.
由题意知,当时,,可判断①的正误;当时,,即,,,可知是关于x的一元二次方程的一个根,可判断③的正误;将代入可得,可判断②的正误;当时,随的增大而增大,当时,,即,整理得,,可判断④的正误.
【详解】解:由题意知,当时,,①正确,故符合要求;
当时,,即,
∵,
∴,
∵对称轴是直线,
∴,
∴是关于x的一元二次方程的一个根,③正确,故符合要求;
将代入得,,整理得,,
∴,②错误,故不符合要求;
∵当时,随的增大而增大,
∴当时,,
整理得,,④错误,故不符合要求;
故答案为:①③.
三、解答题
19.已知二次函数.
(1)用配方法将二次函数的表达式化为的形式,并写出顶点坐标;
(2)在平面直角坐标系中画出这个二次函数的图象;
(3)结合图象直接回答:当时,则y的取值范围是____________.
【答案】(1),顶点坐标为
(2)见解析
(3)
【分析】本题考查了二次函数的图象和性质,熟练掌握数形结合思想的应用是解题的关键.
(1)利用配方法把二次函数解析式配成顶点式;
(2)利用描点法画出二次函数图象;
(3)利用二次函数的图象求解.
【详解】(1)解:,
∴抛物线顶点坐标为;
(2)解:列表:
x
0
1
2
3
5
y
5
2
1
2
5
根据描点法画二次函数图象如下:
;
(3)解:由图象可知:当时,.
故答案是:.
20.已知抛物线经过点和点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求抛物线与x轴的交点A,B的坐标;
(3)求的面积.
【答案】(1)
(2)点,点
(3)
【分析】本题考查待定系数法求二次函数的解析式,二次函数与图形面积综合.
(1)将点和点代入即可求出解析式;
(2)令,解出的x的值即可得到点A、B的坐标;
(3)根据点坐标求得,代入面积公式计算即可.
【详解】(1)解:把点和点代入得
解得,
所以抛物线的解析式为:.
(2)把代入,
得,
解得,
∵点A在点B的左边,
∴点,点.
(3)解:连接,
由题意得,
21.点在抛物线上,点在点的左侧.
(1)求的值;并在如图中画出函数的图像;
(2)点是抛物线上点之间的曲线段上的动点(包括端点),求的最大值与最小值的差;
(3)将抛物线进行平移(点随之移动),使平移后的抛物线与轴的交点分别为,直接写出点移动的最短距离.
【答案】(1);;作图见解析
(2)
(3)
【分析】(1)根据题意,将点的坐标代入表达式即可得到的值;并在如图中画出函数的图像即可;
(2)由(1)中所求得到,结合二次函数图像与性质求出的最大值与最小值,作差即可得到答案;
(3)根据题意,得到平移过程,从而求出点移动的最短距离.
【详解】(1)解:点在抛物线上,
,解得或;,解得;
点在点的左侧,
,;
画出函数的图像,如图所示:
(2)解:点是抛物线上点之间的曲线段上的动点(包括端点),
,
的对称轴是,开口向下,
当时,有最大值为1;当时,有最小值为;
的最大值与最小值的差为;
(3)解:平移后的抛物线与轴的交点分别为,
平移后的函数表达式为,
由平移到,只需要向上平移3个单位长度即可,
点移动的最短距离为.
【点睛】本题考查二次函数综合,涉及求抛物线上点的坐标、作抛物线图像、二次函数最值、二次函数平移等知识,读懂题意,数形结合,熟练掌握二次函数图像与性质是解决问题的关键.
22.在平面直角坐标系中,二次函数的图象与x轴有两个公共点,k取满足条件的最小整数.
(1)求二次函数的解析式;
(2)当时,求x的取值范围.
【答案】(1)
(2)或
【分析】本题主要考查了二次函数与一元二次方程之间的关系,二次函数与不等式之间的关系:
(1)根据题意可得关于x的方程有两个不相等的实数根,利用判别式求出,再由k取满足条件的最小整数,得到,则二次函数解析式为;
(2)根据(1)所求得到,进而得到,则或,解两个不等式组即可得到答案.
【详解】(1)解:∵二次函数的图象与x轴有两个公共点,
∴关于x的方程有两个不相等的实数根,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵k取满足条件的最小整数,
∴,
∴二次函数解析式为;
(2)解:∵,
∴,
∴,
∴或,
解不等式组得,,解不等式组得,,
∴或,
∴时,x的取值范围为或.
23.在平面直角坐标系中,若点的横坐标和纵坐标相等或互为相反数,则称点为“美丽点”.例如点,,,…,都是“美丽点”.
(1)直接写出抛物线上的“美丽点”为 .
(2)若二次函数的图象上无“美丽点”,则的取值范围为 .
(3)已知二次函数的图象上只有三个“美丽点”,其中一个“美丽点”是,当时,函数的最小值为,最大值为,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)将和分别代入求解即可;
(2)将和分别代入,再根据二次函数的图象上无“美丽点”,可得,计算即可;
(3)将代入可得,再由的图象上只有三个“美丽点”,可得对应的一元二次方程必有一个两个相等的实数根,可求得、,进而可求得取值范围.
【详解】(1)解:当时,有,
,
或,
当时,有,
,
或,
“美丽点”为,
故答案为:;
(2)解:当时,有,
的图象上无“美丽点”,
,
,
,
当时,有,
的图象上无“美丽点”,
,
,
,
的取值范围为:,
故答案为:;
(3)解:一个“美丽点”是,
,
,
的图象上只有三个“美丽点”,
对应的一元二次方程必有一个有两个相等的实数根,
当时,有,
,
化简得:,
,此方程无解,
当时,有,
,
化简得:,
,
,
,
原二次函数为,
,
,
当时,二次函数有最大值为,
当时,,
关于抛物线的对称轴直线的对称点为,
当时,函数的最小值为,最大值为,
的取值范围为:.
【点睛】本题主要考查了函数的新定义问题以及函数图象上点的坐标特征、二次函数的最值,能正确理解题意是解决本题的关键.
24.已知关于x的方程ax2+(3a+1)x+3=0.
(1)求证:无论a取任何实数时,该方程总有实数根;
(2)若抛物线y=ax2+(3a+1)x+3的图象与x轴两个交点的横坐标均为整数,且a为正整数,求a值以及此时抛物线的顶点H的坐标;
(3)在(2)的条件下,直线y=﹣x+5与y轴交于点C,与直线OH交于点D.现将抛物线平移,保持顶点在直线OD上.若平移的抛物线与射线CD(含端点C)只有一个公共点,请直接写出它的顶点横坐标h的值或取值范围.
【答案】(1)证明过程见详解.
(2)a=1,(﹣2,﹣1)
(3)h=或﹣≤h<2
【分析】(1)分别讨论当a=0和a≠0的两种情况,分别对一元一次方程和一元二次方程的根进行判断;
(2)令y=0,则 ax2+(3a+1)x+3=0,求出两根,再根据抛物线y=ax2+(3a+1)x+3的图象与x轴两个交点的横坐标均为整数,且a为正整数,求出a的值,即可求顶点坐标;
(3)分两种情况讨论,通过特殊位置可求h的范围,由平移的抛物线与直线CD(含端点C)只有一个公共点,联立方程组可求h的值,即可求解.
【详解】(1)解:当a=0时,原方程化为x+3=0,此时方程有实数根 x=﹣3.
当a≠0时,原方程为一元二次方程.
∵∆=(3a+1)2﹣12a=9a2﹣6a+1=(3a﹣1)2≥0.
∴此时方程有两个实数根.
综上,不论a为任何实数时,方程 ax2+(3a+1)x+3=0总有实数根.
(2)∵令y=0,则 ax2+(3a+1)x+3=0.
解得 x1=﹣3,x2=﹣.
∵抛物线y=ax2+(3a+1)x+3的图象与x轴两个交点的横坐标均为整数,且a为正整数,
∴a=1.
∴抛物线的解析式为y=x2+4x+3=(x+2)2﹣1.
∴顶点H坐标为(﹣2,﹣1);
(3)∵点O(0,0),点H(﹣2,﹣1)
∴直线OH的解析式为:y=x,
∵现将抛物线平移,保持顶点在直线OD上.
∴设平移后的抛物线顶点坐标为(h,h),
∴解析式为:y=(x﹣h)2+h,
∵直线y=﹣x+5与y轴交于点C,
∴点C坐标为(0,5)
当抛物线经过点C时,
∴5=(0﹣h)2+h,
∴h1=﹣,h2=2,
∴当﹣≤h<2时,平移的抛物线与射线CD(含端点C)只有一个公共点;
当平移的抛物线与直线CD(含端点C)只有一个公共点,
联立方程组可得,
∴x2+(1﹣2h)x+h2+h﹣5=0,
∴∆=(1﹣2h)2﹣4(h2+h﹣5)=0,
∴h=,
∴抛物线y=(x﹣)2+与射线CD的唯一交点为(3,2),符合题意;
综上所述:平移的抛物线与射线CD(含端点C)只有一个公共点,顶点横坐标h=或﹣≤h<2.
【点睛】此题考查了根的判别式、二次函数与x轴的交点问题、二次函数与不等式的关系;解题的关键是第(3)题要根据CD是射线,分情况讨论.
25.如图1,抛物线:的对称轴为直线,且经过点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点是抛物线对称轴上一点,且,求点的坐标;
(3)如图2.将抛物线平移,得到抛物线,其顶点坐标为,点为直线上一点,过点的直线、与抛物线只有一个公共点,求证:直线过定点.
【答案】(1)
(2)点的坐标为或
(3)见解析
【分析】(1)由的对称轴为直线,可得,根据经过点,得到,联立,即可求解;
(2)在中,令,求得点,点,则,令,则,得到点,,,由是抛物线对称轴上一点,可设点的坐标为,从而得到,,根据,可得,即,求出即可求解;
(3)由题意得:,设过点的直线的解析式为,与抛物线解析式联立,利用过点的直线、与抛物线只有一个公共点,得到与的关系式,则直线的解析式为,直线的解析式为,分别与抛物线联立,设点的横坐标为,则是方程的根,利用根与系数的关系得到,,则、是方程的两根,即,整理得:,于是得到点、是抛物线与直线的交点,由此即可得证.
【详解】(1)解:的对称轴为直线,
,
将点代入中得: ,
联立,
解得:,
抛物线的解析式为;
(2)令,则,
解得:,,
点,点,
,
令,则,
点,
,
,
是抛物线对称轴上一点,
设点的坐标为,
则,,
,
在中,,
即,
解得:或,
点的坐标为或;
(3)证明:将抛物线平移,得到抛物线,其顶点坐标为,
抛物线的解析式为:,
点为直线上一点,
设点,
设过点的直线的解析式为,
,
,
过点P 的直线的解析式为,
,
,
即,
过点的直线、与抛物线只有一个公共点,
,
,
,,
则直线的解析式为,
则直线的解析式为,
联立得:
,
设点的横坐标为,则是方程的根,
过点的直线与抛物线只有一个公共点,
方程有两个相等的实根,
,
;
,
设点的横坐标为,则是方程的根,
过点的直线与抛物线只有一个公共点,
方程有两个相等的实根,
,
,
,,
、是方程的两根,
,
,
即:点、的坐标满足方程组,
点、是抛物线与直线的交点,
,
直线过定点.
【点睛】本题主要考查了二次函数的性质,二次函数图像上点的坐标特征,一次函数的性质,一元二次方程根与系数的关系,抛物线与直线的交点,直角三角形的性质,利用点的坐标表示出相应线段的长度是解题的关键.
26.在初中阶段的函数学习中,我们经历了列表、描点、连线画函数图象,并结合图象研究函数性质的过程. 以下是我们研究函数性质及其应用的部分过程,请按要求完成下列各题.
(1)函数的自变量的取值范围是 ,并补全下表:
…
-3
-2
0
2
3
5
…
…
2
…
(2)描点、连线,在所给的平面直角坐标系中画出该函数的图象,写出该函数的一条性质.
(3)已知函数的图象如图所示,结合你所画的函数图象,直接写出关于的不等式的解集.(保留1位小数,误差不超过0.2)
【答案】(1);补全的表格见解析;(2)函数图像见解析;图像性质:函数图像不对称;(3)-2.2≤x≤1.2或1.3≤x≤2.4.
【分析】(1)根据分母不能为0,即可求出x的取值范围;把对应的x值分别代入函数中,求出相应的y值填入表格即可;
(2)根据(1)中表格中的数据,描点连线即可,观察作出的图像,即可得到其性质;
(3)求不等式的解集,就是求在之下时x的范围,观察图像即可得到答案.
【详解】解:(1)∵,
∴,
∴函数的自变量的取值范围是;
当x=-1,0,3,4时,对应的y值分别为:,0,,,
则补全下表:
(2)图像如下:
函数的性质:该函数图像不对称;
(3)由图像可知,当时,即在之下,
∴的解集为:-2.2≤x≤1.2或1.3≤x≤2.4.
【点睛】本题考查二次函数图像与性质,二次函数与不等式,描点作图,正确作出图形是解题的关键.
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