22.2二次函数与一元二次方程预习讲义-2024—2025学年人教版数学九年级上册
2024-09-15
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内容正文:
22.2二次函数与一元二次方程预习讲义-数学九年级上册人教版
【高频考点】+【典型例题】+【跟踪训练】
(
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)
第一部分:高频考点
第二部分:典型例题
第三部分:跟踪训练
【第一部分】
(
高频考点
)
待定系数法求二次函数解析式
(1)二次函数的解析式有三种常见形式:
①一般式:y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0); ②顶点式:y=a(x﹣h)2+k(a,h,k是常数,a≠0),其中(h,k)为顶点坐标; ③交点式:y=a(x﹣x1)(x﹣x2)(a,b,c是常数,a≠0);
(2)用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x轴有两个交点时,可选择设其解析式为交点式来求解.
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).
【第二部分】
(
典型例题
)
1.在平面直角坐标系中,O为坐标原点,抛物线y=x2+bx+c(b、c为常数)与x轴交于A,B(﹣3,0)两点,与y轴交于点C(0,﹣3),点P在抛物线上,设点P的横坐标为m.
(1)求此抛物线对应的函数表达式;
(2)将此抛物线上P、C两点之间的部分(包括P、C两点)记为图象G.图象G的最高点与最低点的纵坐标差为6时,求m的值.
【解答】解:(1)将点B(﹣3,0),C(0,﹣3)代入y=x2+bx+c,得,
解得:,
∴此抛物线对应的函数表达式为y=x2+2x﹣3;
(2)∵y=x2+2x﹣3=(x+1)2﹣4,
∴抛物线的顶点坐标为(﹣1,﹣4),
分两种情况:①当P点在对称轴的右侧时,P点的纵坐标为﹣3+6=3,
∴m2+2m﹣3=3,
解得:或(舍去);
②当P点在对称轴的左侧时,P点的纵坐标为﹣4+6=2,
∴m2+2m﹣3=2,
解得:(舍去)或.
∴m的值为或.
2.如图,抛物线y=ax2+bx﹣3(a≠0)与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0),与y轴交于点C.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)将抛物线y=ax2+bx﹣3(a≠0)先向右平移1个单位长度,再向下平移1个单位长度得到新的抛物线y′,在y′的对称轴上有一点D,坐标平面内有一点E,使得以B,C,D,E为顶点且以BC为边的四边形是矩形,求满足条件的点E的坐标.
【解答】解:(1)把A(﹣1,0)和B(3,0)代入y=ax2+bx﹣3(a≠0),得,
解得:,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3;
(2)由题意可得:y′=(x﹣1)2﹣2(x﹣1)﹣3﹣1=x2﹣4x﹣1=(x﹣2)2﹣5,
∴y′的对称轴为直线x=2,
∴抛物线y=ax2+bx﹣3(a≠0)与y轴交于点C.
∴C(0,﹣3),
∵B(3,0),
∴OC=OB=3,∠BCO=∠CBO=45°,
当BC为矩形一边时,且点D在x轴的下方,过D作DF⊥y轴,如图①所示:
∵D在y′的对称轴为直线x=2,
∴FD=2,
∴CF=FD=2,OF=3+2=5,即点D(2,﹣5),
∴点C向右平移2个单位、向下平移2个单位可得到点D,则点B向右平移2个单位、向下平移2个单位可得到E(5,﹣2);
当BC为矩形一边时,且点D在x轴的上方,如图②所示:
设y′的对称轴为直线x=2与x轴交于F,
∵D在y′的对称轴为直线x=2,
∴FO=2,
∴BF=3﹣2=1,
∵∠CBO=45°,即∠DBO=45°,
∴BF=FD=3﹣2=1,即点D(2,1),
∴点B向左平移1个单位、向上平移1个单位可得到点D,则点C向左平移1个单位、向上平移1个单位可得到点E(﹣1,﹣2);
综上分析可知,点E的坐标为:(5,﹣2)或(﹣1,﹣2).
【第三部分】
(
跟踪训练
)
一.选择题(共8小题)
1.在平面直角坐标系中,若抛物线y=x2+bx+c与x轴只有一个公共点,且过点A(m,n),B(m﹣12,n),则n的值为( )
A.48 B.36 C.24 D.12
2.已知抛物线y=x2+bx+c与x轴正半轴交于A,B两点,且均在(1,0)左侧,当x=0时,y=a;当x=2时,y=d,则ad的值可能为( )
A. B.1 C. D.2
3.如图,二次函数y=﹣x2+bx+3的图象与x轴相交于点A(﹣1,0)和点B,下列说法正确的是( )
A.
B.点B的坐标为(4,0)
C.当时,y的值随x值的增大而减小
D.抛物线的顶点坐标为(1,4)
4.一元二次方程ax2+bx+c=0的两个根为﹣3和﹣1,则二次函数y=ax2+bx+c的对称轴是( )
A.x=﹣2 B.x=2 C.x=﹣3 D.x=﹣1
5.关于二次函数y=﹣x2﹣4x﹣5,下列说法正确的是( )
A.函数图象与x轴有两个交点
B.当x>﹣2时,y随x的增大而减小
C.函数值的最大值为﹣5
D.图象顶点坐标为(2,﹣1)
6.在二次函数y=ax2+bx+c,x与y的部分对应值如下表:
x
…
﹣2
0
2
3
…
y
…
8
0
0
3
…
则下列说法:①图象经过原点;②图象开口向下;③当x>1时,y随x的增大而增大;④图象经过点(﹣1,3);⑤方程ax2+bx+c=0有两个不相等的实数根.其中正确的是( )
A.①②③④ B.①②③⑤ C.①②④⑤ D.①③④⑤
7.已知关于x的方程ax2=|x|﹣1有四个不同的实数解x1,x2,x3,x4,设x1<x2<x3<x4,则下列结论不正确的是( )
A.x1+x2+x3+x4=0
B.x2<﹣1
C.x1•x2•x3•x4>17
D.若﹣1<m<x3,则am2>|m|﹣1
8.如图,抛物线y=ax2+bx+c经过点A(﹣3,0),顶点为M(﹣1,m),且抛物线与y轴的交点B在(0,﹣2)和(0,﹣3)之间(不含端点)则下列结论:①当﹣3≤x≤1时,y≤0;②|ax2+bx+c|﹣1=m 有两个实数根;③当△ABM的面积为时,;④当△ABM 为直角三角形时,在△AOB 内存在唯一一点P,使得 PA+PO+PB 的值最小,最小值的平方为 ,其中正确的结论是( )
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
二.填空题(共5小题)
9.若二次函数y=2x2﹣x+m的图象与x轴有交点,则m的取值范围是 .
10.二次函数y=x2﹣2x+m与x轴的一个交点为(﹣1,0),则关于x的一元二次方程x2﹣2x+m=0的解为 .
11.已知二次函数y=﹣x2+x+6及一次函数y=﹣x+m,将该二次函数在x轴上方的图象沿x轴翻折到x轴下方,图象的其余部分不变,得到一个新函数(如图所示),当直线y=﹣x+m与新图象有4个交点时,m的取值范围是 .
12.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2﹣4x+3与y轴交于点A,与x轴的一个交点为点B,点B在抛物线对称轴左侧,线段CD在对称轴上,CD=2,则四边形ABCD周长的最小值为 .
13.如图,抛物线交x轴于点A(a,0)和B(b,0),点A在点B左侧,交y轴于点C(0,c),抛物线的顶点为D.给出下面四个结论:
①y≥c﹣2;
②当y<0时,a<x<b;
③抛物线上有点P(x1,y1)和Q(x2,y2),若x1<x2,且x1+x2>4,则y1>y2;
④当时,对于抛物线上两点M(m,n1),N(m+2,n2),若n1<0,则n2>0.
上述结论中,所有正确结论的序号是 .
三.解答题(共5小题)
14.已知抛物线y=2x2﹣3x+m(m为常数)与x轴交于A,B两点,且线段AB的长为.
(1)求m的值;
(2)若该抛物线的顶点为P,求△ABP的面积.
15.已知关于x的二次函数y=3x2﹣(3+k)x+k(k为正整数).
(1)当k=1,求二次函数的对称轴和顶点坐标.
(2)是否存在一个k值,使得二次函数y=3x2﹣(3+k)x+k(k为正整数)与x轴的交点的横坐标都为整数,如果存在,请求出k的值,如果不存在,请说明理由.
16.已知抛物线y=ax(x﹣1)+3(a≠0).
(1)求出抛物线的对称轴和顶点坐标(用含字母a的式子表示);
(2)若该抛物线与x轴交于点A(x1,0),B(x2,0)(点B在点A的右侧),且x2﹣x1=2,求a的值;
(3)当a<0时,该抛物线上的任意两点P(x3,y3),Q(x4,y4),若满足x3=﹣1,y3>y4,求x4的取值范围.
17.已知:如图,抛物线W1的表达式为,图象与y轴交于点C,将抛物线W1沿y轴正方向平移后得到抛物线W2,抛物线W2交y轴于点E,交x轴于点A,B,(点A在点B的左侧),点E的坐标为(0,2).
(1)直接写出抛物线W2的表达式及点A,B的坐标.
(2)点P为抛物线W1上一动点,横坐标为m(m<4),过点P作PQ∥y轴交W2于点Q,连接BP,BQ,△PBQ的面积为S,用含m的式子表示△PBQ的面积S,并求出当S=20时,点P的坐标.
18.如图,已知二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴交于A,B两点(A在B的左侧),与y轴的交点为C(0,3),且顶点坐标为D(2,4).
(1)求二次函数的表达式;
(2)若抛物线上有一点E(4,m),将线段AE沿着y轴向上平移,使平移后的线段A′E′与该抛物线恒有公共点,设点A′的纵坐标为n,求n的取值范围;
(3)当q+1≤x≤q+3时,二次函数的最大值与最小值的差为2,求q的值.
22.2二次函数与一元二次方程预习讲义-数学九年级上册人教版
参考答案与试题解析
一.选择题(共8小题)
1.在平面直角坐标系中,若抛物线y=x2+bx+c与x轴只有一个公共点,且过点A(m,n),B(m﹣12,n),则n的值为( )
A.48 B.36 C.24 D.12
【解答】解:由题意b2﹣4c=0,
∴b2=4c,
又∵抛物线过点A(m,n),B(m﹣12,n),
∴A、B关于直线x=﹣对称,
∴A(﹣+6,n),B(﹣﹣6,n),
把点A坐标代入y=x2+bx+c,
n=(﹣+6)2+b(﹣+6)+c=﹣b2+36+c,
∵b2=4c,
∴n=36.
故选:B.
2.已知抛物线y=x2+bx+c与x轴正半轴交于A,B两点,且均在(1,0)左侧,当x=0时,y=a;当x=2时,y=d,则ad的值可能为( )
A. B.1 C. D.2
【解答】解:由题意,设A(x1,0),B(x2,0),
∴x2+bx+c=(x﹣x1)(x﹣x2).
令x=0得a=x1x2,
令x=2得d=(2﹣x1)(2﹣x2),
∴ad=x1x2(2﹣x1)(2﹣x2)=[1﹣(1﹣x1)2][1﹣(x2﹣1)2],
∵0<x1<x2<1,
∴0<1﹣(1﹣x1)2<1,0<1﹣(x2﹣1)2<1,
∴0<ad<1,
故选:A.
3.如图,二次函数y=﹣x2+bx+3的图象与x轴相交于点A(﹣1,0)和点B,下列说法正确的是( )
A.
B.点B的坐标为(4,0)
C.当时,y的值随x值的增大而减小
D.抛物线的顶点坐标为(1,4)
【解答】解:把A(﹣1,0)代入y=﹣x2+bx+3得﹣1﹣b+3=0,
解得b=2,所以A选项不符合题意;
∴抛物线解析式为y=﹣x2+2x+3,
当y=0时,﹣x2+2x+3=0,
解得x1=﹣1,x2=3,
∴B点坐标为(3,0),所以B选项不符合题意;
∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴抛物线的对称轴为直线x=1,抛物线的顶点坐标为(1,4),所以D选项符合题意;
∴当x>1时,y的值随x值的增大而减小,所以C选项不符合题意.
故选:D.
4.一元二次方程ax2+bx+c=0的两个根为﹣3和﹣1,则二次函数y=ax2+bx+c的对称轴是( )
A.x=﹣2 B.x=2 C.x=﹣3 D.x=﹣1
【解答】解:∵一元二次方程ax2+bx+c=0的两个根为﹣3和﹣1,
∴x1+x2=﹣=﹣4.
∴对称轴为直线x=﹣=×(﹣)=×(﹣4)=﹣2.
故选:A.
5.关于二次函数y=﹣x2﹣4x﹣5,下列说法正确的是( )
A.函数图象与x轴有两个交点
B.当x>﹣2时,y随x的增大而减小
C.函数值的最大值为﹣5
D.图象顶点坐标为(2,﹣1)
【解答】解:A、由于Δ=(﹣4)2﹣4×(﹣1)×(﹣5)=﹣4<0,所以该函数图象与x轴没有交点,故本选项不符合题意;
B、由y=﹣x2﹣4x﹣5=﹣(x+2)2﹣1知,该抛物线对称轴是直线x=﹣2,且开口向下,则当x>﹣2时,y随x的增大而减小,故本选项符合题意;
C、由y=﹣x2﹣4x﹣5=﹣(x+2)2﹣1知,函数值的最大值为﹣1,故本选项不符合题意;
D、由y=﹣x2﹣4x﹣5=﹣(x+2)2﹣1知,图象顶点坐标为(﹣2,﹣1),故本选项不符合题意;
故选:B.
6.在二次函数y=ax2+bx+c,x与y的部分对应值如下表:
x
…
﹣2
0
2
3
…
y
…
8
0
0
3
…
则下列说法:①图象经过原点;②图象开口向下;③当x>1时,y随x的增大而增大;④图象经过点(﹣1,3);⑤方程ax2+bx+c=0有两个不相等的实数根.其中正确的是( )
A.①②③④ B.①②③⑤ C.①②④⑤ D.①③④⑤
【解答】解:∵由图表可以得出当x=0或2时,y=0,x=3时,y=3,
∴,
解得:,
∴y=x2﹣2x,
∵c=0,
∴图象经过原点,故①正确;
∵a=1>0,
∴抛物线开口向上,故②错误;
∵抛物线的对称轴是直线x=1,
∴x>1时,y随x的增大而增大,故③正确;
把x=﹣1代入得,y=3,
∴图象经过点(﹣1,3),故④正确;
∵抛物线y=ax2+bx+c与x轴有两个交点(0,0)、(2,0),
∴ax2+bx+c=0有两个不相等的实数根,故⑤正确;
故选:D.
7.已知关于x的方程ax2=|x|﹣1有四个不同的实数解x1,x2,x3,x4,设x1<x2<x3<x4,则下列结论不正确的是( )
A.x1+x2+x3+x4=0
B.x2<﹣1
C.x1•x2•x3•x4>17
D.若﹣1<m<x3,则am2>|m|﹣1
【解答】解:由题意,∵关于x的方程ax2=|x|﹣1有四个不同的实数解x1,x2,x3,x4,
∴y=ax2与y=的交点有四个不同的实数解x1,x2,x3,x4.
如图所示,画出y=ax2与y=的图象,易得a>0.
∵y=ax2与y=的图象都关于y轴对称,
∴x2=﹣x3,x1=﹣x4.
∴x1+x2+x3+x4=0,故A正确,不合题意.
∵y=与x轴交点为(1,0),(﹣1,0),
∴x2<﹣1,故B正确,不合题意.
当x>0时,y=ax2与y=﹣x﹣1的交点横坐标为x3,x4,
即方程ax2﹣x+1=0有两个大于0的解,
∴x=>0.
∴.
∴0<a<.
即x3x4=,x1•x2•x3•x4=<16,故C错误,符合题意.
由图象,当﹣1<m<x3,显然am2>|m|﹣1,故D正确,不合题意.
故选:C.
8.如图,抛物线y=ax2+bx+c经过点A(﹣3,0),顶点为M(﹣1,m),且抛物线与y轴的交点B在(0,﹣2)和(0,﹣3)之间(不含端点)则下列结论:①当﹣3≤x≤1时,y≤0;②|ax2+bx+c|﹣1=m 有两个实数根;③当△ABM的面积为时,;④当△ABM 为直角三角形时,在△AOB 内存在唯一一点P,使得 PA+PO+PB 的值最小,最小值的平方为 ,其中正确的结论是( )
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
【解答】解:①∵抛物线y=ax2+bx+c经过点A(﹣3,0),顶点为M(﹣1,m),
∴抛物线y=ax2+bx+c的对称轴为直线x=﹣1,
∴抛物线y=ax2+bx+c与x轴的另一个交点坐标为(1,0),
∵抛物线y=ax2+bx+c的开口向上,
∴当﹣3≤x≤1时,y≤0,
故①正确;
②方程|ax2+bx+c|﹣1=m 可变形为方程|ax2+bx+c|=m+1,
因此|ax2+bx+c|﹣1=m 有两个实数根相当于函数y=|ax2+bx+c|的图象与函数y=m+1的图象有两个交点,
画出函数图象如下:
故②正确;
③将(﹣3,0),(1,0)代入y=ax2+bx+c,
得,
解得:,
∴y=ax2+2ax﹣3a=a(x+1)2﹣4a,
∴抛物线的顶点为M(﹣1,﹣4a),
设抛物线对称轴交x轴于H,如图,
则H(﹣1,0),
∴AH=﹣1﹣(﹣3)=2,MH=4a,OH=1,
∵B(0,﹣3a),
∴OB=3a,
∴S△ABM=S△AMH+S梯形BMHO﹣S△AOB=•AH•MH+•(MH+OB)•OH﹣OA•OB=×2×4a+×(4a+3a)×1﹣×3×3a=3a,
∵S△ABM=,
∴3a=
∴a=,
故③正确;
④如图,过点A、M分别作y轴、x轴的平行线交于点C,连接AM、AB、BM,
则四边形ACDO是矩形,
∴∠C=∠BDM=∠AOB=90°,
∵A(﹣3,0),B(0,﹣3a),M(﹣1,﹣4a),
∴AC=OD=4a,OA=CD=3,OB=3a,BD=a,DM=1,CM=2,
∵△ABM为直角三角形,有三种情况:∠BAM=90°或∠AMB=90°或∠ABM=90°,
显然∠BAM<90°,
∴只能∠AMB=90°或∠ABM=90°,
若∠AMB=90°,则∠AMC+∠BMD=90°,
∵AC∥OD,OA∥DC,
∴四边形ACDO是平行四边形,
∵∠AOD=90°,
∴四边形ACDO是矩形,
∴∠C=∠BDM=∠AOB=90°,
∴∠AMC+∠MAC=90°,
∴△AMC∽△MBD,
∴=,即,
∴a2=,
∵a>0,
∴a=;
若∠ABM=90°,则∠ABO+∠MBD=90°,
∵∠AOB=∠BDM=90°,
∴∠ABO+∠BAO=90°,
∴∠MBD=∠BAO,
∴△ABO∽△BMD,
∴,即,
∴a2=1,
∵a>0,
∴a=1;
∵点B在(0,﹣2)与(0,﹣3)之间(不含端点),
∴﹣3<﹣3a<﹣2,
解得<a<1,
∴a=,
∴OB=,AB2=,
如图,将△BPA绕点B逆时针旋转60°得到△BP′A′,连接PP′,过点A′作A′T⊥x轴于点T,作A′Q⊥y轴于点Q,
∴BP=BP′,PA=P′A′,∠PBP′=∠ABA′=60°,
∴△PBP′和△ABA′是等边三角形,
∴BP=PP′,AA′2=A′B2=AB2=,
∴PA+PO+PB=P′A′+PO+PP′≥OA′,
∴当点O、P、P′、A′共线时,PA+PO+PB值最小,最小值为OA′,
此时∠APB=∠APO=∠BPO=120°,
设A′(m,n),
则A′T=﹣n,AT=﹣3﹣m,A′Q=﹣m,BQ=﹣n﹣,
在Rt△AA′T中,
由勾股定理,得AT2+A′T2=AA′2,
在Rt△BA′Q中,
由勾股定理,得BQ2+A′Q2=A′B2,
即,
解得,
∴OA′2=m2+n2=()2+()2=≠,
故④错误;
综上,正确的有①②③.
故选:A.
二.填空题(共5小题)
9.若二次函数y=2x2﹣x+m的图象与x轴有交点,则m的取值范围是 m≤ .
【解答】解:∵二次函数y=2x2﹣x+m的图象与x轴有交点,
∴Δ=(﹣1)2﹣4×2×m≥0,
解得m≤,
即m的取值范围为m≤.
故答案为:m≤.
10.二次函数y=x2﹣2x+m与x轴的一个交点为(﹣1,0),则关于x的一元二次方程x2﹣2x+m=0的解为 x1=﹣1,x2=3 .
【解答】解:二次函数y=x2﹣2x+m的对称轴是,
(﹣1,0)关于x=1的对称点为(3,0),
∴一元二次方程x2﹣2x+m=0的解为x1=﹣1,x2=3,
故答案为x1=﹣1,x2=3.
11.已知二次函数y=﹣x2+x+6及一次函数y=﹣x+m,将该二次函数在x轴上方的图象沿x轴翻折到x轴下方,图象的其余部分不变,得到一个新函数(如图所示),当直线y=﹣x+m与新图象有4个交点时,m的取值范围是 ﹣6<m<﹣2 .
【解答】解:如图,当y=0时,﹣x2+x+6=0,解得x1=﹣2,x2=3,则A(﹣2,0),B(3,0),
将该二次函数在x轴上方的图象沿x轴翻折到x轴下方的部分图象的解析式为y=(x+2)(x﹣3),
即y=x2﹣x﹣6(﹣2≤x≤3),
当直线y=﹣x+m经过点A(﹣2,0)时,2+m=0,解得m=﹣2;
当直线y=﹣x+m与抛物线y=x2﹣x﹣6(﹣2≤x≤3)有唯一公共点时,方程x2﹣x﹣6=﹣x+m有相等的实数解,解得m=﹣6,
所以当直线y=﹣x+m与新图象有4个交点时,m的取值范围为﹣6<m<﹣2.
故答案为:﹣6<m<﹣2.
12.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2﹣4x+3与y轴交于点A,与x轴的一个交点为点B,点B在抛物线对称轴左侧,线段CD在对称轴上,CD=2,则四边形ABCD周长的最小值为 2+2 .
【解答】解:在y=x2﹣4x+3中,
令x=0,则y=3,
∵A(0,3),
令x2﹣4x+3=0,解得x=1或x=3,
∴B(1,0),
∴AB==,
∴四边形ABCD的周长=AB+BC+CD+AD=+2+BC+AD,
∴BC+AD最小时,四边形ABCD周长最小,
∵y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,
∴抛物线的对称轴为直线x=2,
作点A(0,3)关于函数对称轴直线x=2的对称点A'(4,3),则AD=A′D,
将B(1,0)上移2个单位长度得B′(1,2),则四边形BB'DC是平行四边形,
∴B′D=BC,
∴BC+AD=B′D+DA′,
当A′、D、B′三点共线时,BC+AD=B′D+DA′最小,周长也最小,
此时A'(4,3),B'(1,2),
∴B′D+DA′最小为A'B'==,即B′D+DA′最小为,
∴四边形ABCD周长的最小值为是2+2.
故答案为:2+2.
13.如图,抛物线交x轴于点A(a,0)和B(b,0),点A在点B左侧,交y轴于点C(0,c),抛物线的顶点为D.给出下面四个结论:
①y≥c﹣2;
②当y<0时,a<x<b;
③抛物线上有点P(x1,y1)和Q(x2,y2),若x1<x2,且x1+x2>4,则y1>y2;
④当时,对于抛物线上两点M(m,n1),N(m+2,n2),若n1<0,则n2>0.
上述结论中,所有正确结论的序号是 ①②④ .
【解答】解:由题意,∵抛物线为y=x2﹣2x+c=(x﹣2)2+c﹣2,
又a=>0,
∴当x=2时,y取最小值为c﹣2.
∴y≥c﹣2,故①正确.
∵抛物线交x轴于点A(a,0)和B(b,0),
又抛物线开口向上,
∴结合图象,当y<0时,a<x<b,故②正确.
∵抛物线为y=x2﹣2x+c=(x﹣2)2+c﹣2,
∴抛物线的对称轴是直线x=2.
又∵x1<x2,且x1+x2>4,
∴P(x1,y1)到对称轴的距离小于Q(x2,y2)到对称轴的距离.
∴y1<y2,
故③错误.
当c=时,y=x2﹣2x+c=x2﹣2x+,
令y=0,则x2﹣2x+=0,
∴x1=1,x2=3.
∴A(1,0),B(3,0).
若n1<0,则1<m<3,
∴3<m+2<5.
∴n2>0.
故④正确.
综上,正确的有:①②④.
故答案为:①②④.
三.解答题(共5小题)
14.已知抛物线y=2x2﹣3x+m(m为常数)与x轴交于A,B两点,且线段AB的长为.
(1)求m的值;
(2)若该抛物线的顶点为P,求△ABP的面积.
【解答】解:(1)设抛物线与x轴交点的横坐标为x1,x2,
∴关于x的方程2x2﹣3x+m=0,
∴△=(﹣3)2﹣8m=9﹣8m>0,
解得m<,
∵x1+x2=,x1•x2=,
∴AB=|x1﹣x2|==,
又∵AB=,
∴=,
∴m=1;
(2)∵m=1,
∴y=2x2﹣3x+1,
∴==﹣,
∵AB=,
∴S△ABP=×=.
15.已知关于x的二次函数y=3x2﹣(3+k)x+k(k为正整数).
(1)当k=1,求二次函数的对称轴和顶点坐标.
(2)是否存在一个k值,使得二次函数y=3x2﹣(3+k)x+k(k为正整数)与x轴的交点的横坐标都为整数,如果存在,请求出k的值,如果不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)由题意,当k=1时,y=3x2﹣4x+1,
∴y=3x2﹣4x+1=3(x﹣)2﹣.
∴二次函数的对称轴是直线x=,顶点坐标为(,﹣).
(2)由题意,∵y=3x2﹣(3+k)x+k=(3x﹣k)(x﹣1),
∴当y=0时,可得0=(3x﹣k)(x﹣1).
∴x=或x=1.
又二次函数与x轴的交点横坐标都为整数,
∴也为整数.
∴k=3(答案不唯一,3的正整数倍).
16.已知抛物线y=ax(x﹣1)+3(a≠0).
(1)求出抛物线的对称轴和顶点坐标(用含字母a的式子表示);
(2)若该抛物线与x轴交于点A(x1,0),B(x2,0)(点B在点A的右侧),且x2﹣x1=2,求a的值;
(3)当a<0时,该抛物线上的任意两点P(x3,y3),Q(x4,y4),若满足x3=﹣1,y3>y4,求x4的取值范围.
【解答】解:(1)∵y=ax(x﹣1)+3=ax2﹣ax+3=a(x﹣)2﹣a+3,
∴该抛物线的对称轴为x=,顶点坐标为(,﹣);
(2)令y=ax2﹣ax+3=0,则方程ax2﹣ax+3=0有两个实数根,
∴Δ=a2﹣12a>0,则a>12或a<0,
当a>12时,
∴,,
∵x2﹣x1=2,
∴﹣=2,解得a=﹣4(舍去),a=0(舍去),
当a<0时,
∴,,
∵x2﹣x1=2,
∴﹣=2,解得a=﹣4.
(3)∵y=a(x﹣)2﹣a+3,a<0,
∴该抛物线的对称轴为x=,开口向下,
∴当x<时,y随x的增大而增大,当x>时,y随x的增大而减小,
当x4<时,由y3>y4,得x4<﹣1,
当x4>时,由抛物线的对称性可得x=2和x3=﹣1的函数值相同,又y3>y4,则x4>2,
综上,x4的取值范围为x4<﹣1或x4>2.
17.已知:如图,抛物线W1的表达式为,图象与y轴交于点C,将抛物线W1沿y轴正方向平移后得到抛物线W2,抛物线W2交y轴于点E,交x轴于点A,B,(点A在点B的左侧),点E的坐标为(0,2).
(1)直接写出抛物线W2的表达式及点A,B的坐标.
(2)点P为抛物线W1上一动点,横坐标为m(m<4),过点P作PQ∥y轴交W2于点Q,连接BP,BQ,△PBQ的面积为S,用含m的式子表示△PBQ的面积S,并求出当S=20时,点P的坐标.
【解答】解:(1)∵将抛物线W1沿y轴正方向平移后得到抛物线W2,
∴抛物线W2的形状,开口方向,对称轴均没有变化.
∵抛物线W2过点E(0,2).
∴抛物线W2的表达式为:y=﹣x2+x+2.
∴﹣x2+x+2=0,
解得:x1=﹣1,x2=4.
∴点A的坐标为(﹣1,0),点B的坐标为(4,0);
(2)设QP交x轴于点D.
由题意得:PQ=EC=2﹣(﹣3)=5.
S=PQ•BD
=×5×(4﹣m)
=10﹣m.
当S=20时,
10﹣m=20.
解得:m=﹣4.
当m=﹣4时,y=﹣×(﹣4)2+×(﹣4)﹣3=﹣17.
∴点P的坐标为(﹣4,﹣17).
18.如图,已知二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴交于A,B两点(A在B的左侧),与y轴的交点为C(0,3),且顶点坐标为D(2,4).
(1)求二次函数的表达式;
(2)若抛物线上有一点E(4,m),将线段AE沿着y轴向上平移,使平移后的线段A′E′与该抛物线恒有公共点,设点A′的纵坐标为n,求n的取值范围;
(3)当q+1≤x≤q+3时,二次函数的最大值与最小值的差为2,求q的值.
【解答】解:(1)设抛物线的解析式为:y=a(x﹣2)2+4,
把C(0,3)代入,得4a+4=3,
解得,a=﹣,
∴二次函数的表达式为:y=﹣,
即y=﹣+x+3;
(2)把E(4,m)代入y=﹣+x+3,得m=3,
∴E(4,3),
令0=﹣+x+3,
解得x1=﹣2,x2=6,
∴A(﹣2,0),
∴直线AE为y=,
∵点A′的纵坐标为n,
∴使平移后的直线解析式为y=,
令,整理得x2﹣2x﹣8+4n=0,
∵平移后的线段A′E′与该抛物线恒有公共点,
∴Δ=(﹣2)2﹣4×(﹣8+4n)≥0,
解得n,
∴n的取值范围是0<n≤;
(3)∵二次函数y=ax2+bx+c的顶点坐标为D(2,4),
∴对称轴是直线x=2,
①当q+3≤2,即q≤﹣1时,二次函数y=ax2+bx+c在x=q+3取最大值,x=q+1时取最小值,
∴﹣(q+3﹣2)2+4﹣[﹣(q+1﹣2)2+4]=2,
解得q=﹣2,
②当q+1≥2,即q≥1时,二次函数y=ax2+bx+c在x=q+1取最大值,x=q+3时取最小值,
∴﹣(q+1﹣2)2+4﹣[﹣(q+3﹣2)2+4]=2,
解得q=2,
③当q+1<2<q+2,即0<q<1时,二次函数y=ax2+bx+c在x=2取最大值,x=q+3时取最小值,
∴4﹣[﹣(q+3﹣2)2+4]=2,
解得q=﹣1±2(舍去),
④当q+2<2<q+3,即﹣1<q<0时,二次函数y=ax2+bx+c在x=2取最大值,x=q+1时取最小值,
∴4﹣[﹣(q+1﹣2)2+4]=2,
解得q=1±2(舍去).
综上所述,q的值是﹣2或2.
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