内容正文:
专题04 二次函数图像与系数之间关系的三种考法
【考法一、二次函数与系数之间关系】
例.二次函数的部分图象如图所示,其对称轴为直线,且与x轴的一个交点坐标为.下列结论:①;②;③;④.其中正确结论的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
变式1.如图,抛物线与轴交于两点、,其中.下列四个结论:①;②;③;④点,都在抛物线上,则有;⑤不等式的解集为.其中正确结论的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
变式2.如图,抛物线经过点.下列结论:①;②;③若抛物线上有点,则;④方程的解为,其中正确的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
变式3.下表记录了二次函数中两个变量与的三组对应值:
2
8
1
点,在该函数图象上.若当时,,下列四个结论:
①;②;③;④若记二次函数的图象为图形,存在直线与图形有两个交点,则.
上述结论中,所有正确结论的序号是 .
变式4.二次函数的部分图象如图所示,图象过点,对称轴为直线,抛物线与y轴交点在和之间(不与重合).下列结论:①;②;③;④当时,;⑤a的取值范围为.其中正确结论有 (填序号)
【考法二、二次函数与一次函数系数关系】
例.在同一平面直角坐标系中,函数和函数(k是常数,且)的图象可能是( )
A. B.
C. D.
变式1.函数与的图象可能是( )
A. B.
C. D.
变式2.已知a,b是非零实数,且,在同一个坐标系中,二次函数与一次函数的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【考法三、二次函数与反比例函数系数关系】
例.二次函数与反比例函数且在同一平面直角坐标系中的大致图象是( )
A. B.
C. D.
变式1.二次函数与在同一平面直角坐标系中的图象大致是( )
A. B.
C. D.
变式2.函数和在同一平面直角坐标系中图象可能是( )
A. B.
C. D.
【课后练习】
1.已知在同一直角坐标系中,二次函数与反比例函数的图像如图所示,则一次函数的图像大致可能是( )
A. B.
C.D.
2.如图,抛物线与轴交于点,其对称轴为直线,结合图象给出下列结论:
①;
②;
③,是抛物线上两点,则;
④若关于x的一元二次方程没有实数根,则;
⑤对于任意实数m,总有.
其中正确的结论有( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
3.如图,抛物线()的对称轴为直线,抛物线与x轴的一个交点坐标为),下列结论:①;②;③当时,x的取值范围是;④点,都在抛物线上,则有.其中结论正确的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
4.如图,二次函数的图象经过点,且与轴的交点的横坐标分别为,,其中,.下列结论:①;②;③;④对任意,都成立,其中正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
5.已知二次函数的图象如图所示,则反比例函数与一次函数在同一平面直角坐标系内的图象可能是( )
A. B.
C. D.
6.如图,二次函数的图象经过点,且与轴交点的横坐标分别为、,其中,,下列结论:
;;;;.
其中正确的是 (填序号)
7.如图,抛物线与x轴交于点,,交y轴的正半轴于点C,对称轴交抛物线于点D,交x轴于点E,则下列结论:①;②(m为任意实数);③若点P为对称轴上的动点,则有最大值,最大值为;④若m是方程的一个根,则一定有成立.其中正确的序号有 .
8.如图,二次函数()的图象过点,且与x轴相交于,两点,其中,.现给出以下结论:①;②;③;④方程的解为,.其中正确的是 .(写出所有正确结论的序号)
9.如图,抛物线与轴交于点和点,以下结论正确的是 .(填写序号)
①;②;③;④当时,;⑤为任意实数,则,⑥若,且,则.
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专题04 二次函数图像与系数之间关系的三种考法
【考法一、二次函数与系数之间关系】
例.二次函数的部分图象如图所示,其对称轴为直线,且与x轴的一个交点坐标为.下列结论:①;②;③;④.其中正确结论的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】D
【分析】本题考查二次函数图象与系数的关系,抛物线与x轴的交点.关键是掌握二次函数的性质.根据对称轴、开口方向、与轴的交点位置即可判断、、与0的大小关系,然后将由对称轴可知,图象过代入二次函数中可得,再由图象与轴有两个交点及系数的特点即可判断.
【详解】解:①由图可知:
故①正确;
②由题意可知:
,故②正确;
③对称轴为直线,且与轴的一个交点坐标为.
与轴的另一个交点坐标为,
将代入,得,
故③正确;
④,
故④正确;
∴正确结论的个数是4个.
故选:D.
变式1.如图,抛物线与轴交于两点、,其中.下列四个结论:①;②;③;④点,都在抛物线上,则有;⑤不等式的解集为.其中正确结论的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【分析】本题考查了抛物线图像综合,根据抛物线开口向上,;对称轴在原点的右边,,得到,,判断;结合图像,;根据对称轴,增减性,数形结合思想计算判断即可.
【详解】∵抛物线开口向上,
∴;
∵对称轴在原点的右边,,
∴,
∵抛物线与y轴交点位于坐标轴上,
∴,
∴;
故①正确;
结合图像,;
故②错误;
∵抛物线与轴交于两点、,其中.
∴,,
∴,,
∴,,
∴,,
∴,
∴,
故③正确;
∵点,都在抛物线上,
∴,
∴,
∵,
∴
∴;
故④正确;
设直线,根据题意,直线经过点和,
故直线与的交点为点和,
画草图如下,
故不等式的解集为.
故⑤正确;
故选D.
变式2.如图,抛物线经过点.下列结论:①;②;③若抛物线上有点,则;④方程的解为,其中正确的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【分析】本题考查了二次函数的图象与性质,解一元二次方程,由二次函数的图象可判断出各个系数的符号,即可判断①,由对称轴即可判断②,根据增减性即可判断③;解一元二次方程即可判断④,从而得解,熟练掌握二次函数的性质是解此题的关键.
【详解】解:抛物线开口向下,与轴交于正半轴,对称轴在轴左侧,
,,,
,故①正确,符合题意;
抛物线经过点,
对称轴为直线,
,
,
把代入解析式得:,
,故②错误,不符合题意;
抛物线开口向下,,,,,
,故③正确,符合题意;
,,
方程可变为:,即,
,
,故④正确,符合题意;
综上所述,正确的有①③④,共3个,
故选:C.
变式3.下表记录了二次函数中两个变量与的三组对应值:
2
8
1
点,在该函数图象上.若当时,,下列四个结论:
①;②;③;④若记二次函数的图象为图形,存在直线与图形有两个交点,则.
上述结论中,所有正确结论的序号是 .
【答案】②③④
【分析】本题主要考查二次函数的图象及性质,根据到对称轴距离比较二次函数值大小求出,再根据二次函数的性质逐个判断即可.
【详解】解:由表格数据可知,该二次函数对称轴为直线,点关于对称轴的对称的点为
若时,开口向上,离对称轴越近值越小,
∵,
∴,
当时,,解得,不合题意;
当时,,解得,,符合题意;
当时,,解得,,符合题意;
若时,开口向下,离对称轴越近值越大,
∵,
∴,
当时,,解得,不合题意;
当时,,解得,不符合题意;
当时,,解得,不符合题意;
∴,当时;当,,
∴①错误,②正确;
∵时,开口向上,当时函数值随增大而增大,
当代入得,当时,
∴,即正确;
故故③正确;
∵当时二次函数有最低点,
∴当时函数值随增大而增大,此时记二次函数的图象为图形,存在直线与图形最多有一个交点,
∴时存在直线与图形有两个交点,
∵,
∴,故④正确.
综上②③④正确.
故答案为:②③④.
变式4.二次函数的部分图象如图所示,图象过点,对称轴为直线,抛物线与y轴交点在和之间(不与重合).下列结论:①;②;③;④当时,;⑤a的取值范围为.其中正确结论有 (填序号)
【答案】③④⑤
【分析】本题考查了二次函数图象与系数的关系:对于二次函数,二次项系数决定抛物线的开口方向和大小:当时,抛物线向上开口;当时,抛物线向下开口;一次项系数和二次项系数共同决定对称轴的位置:当与同号时(即,对称轴在轴左;当与异号时(即,对称轴在轴右;常数项决定抛物线与轴交点位置:抛物线与轴交于.根据抛物线的开口方向、与轴的交点、对称轴可判断①;由抛物线与轴的交点及抛物线的对称性可判断②,对称轴为直线,即可判断③;由抛物线与轴有两个交点,且对称轴为直线,即可判断④.由抛物线与y轴交点在和之间(不与重合).判断⑤;
【详解】解:∵二次函数的部分图象如图所示,
∴开口向下,
∵图象过点,对称轴为直线,
∴
∴
∵抛物线与y轴交点在和之间(不与重合).
∴
∴
故①错误;
∵
∴
故③正确;
∵如图:
则图象过点,抛物线开口向下
把代入
∴,∴
故②错误;
∵则图象过点,对称轴为直线
∴抛物线与轴的另一个交点为
∵抛物线开口向下
∴当时,
故④正确的;
把代入,得
∵
∴,∴
∵,∴
故⑤正确的
故答案为:③④⑤.
【考法二、二次函数与一次函数系数关系】
例.在同一平面直角坐标系中,函数和函数(k是常数,且)的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了一次函数与二次函数图象的综合判断.熟练掌握函数图象与系数的关系,是解决问题的关键.对于一次函数,当时,图象必过一、三象限;当时,图象必过二、四象限;当时,图象必过一、二象限;当时,图象必过三、四象限;对于二次函数,当时,开口向上;当时,开口向下;当a,b同号时,对称轴位于y轴左侧;当a,b异号时,对称轴位于y轴右侧.
分别根据一次函数和二次函数的图象与系数的关系进行判断即可.
【详解】解:A、由一次函数的图象可知,;
由二次函数图象开口向下可知,,
∴,矛盾,
∴A不正确;
B、由一次函数的图象可知,;
由二次函数图象开口向上可知,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵对称轴为直线,在y轴左侧,
∴B不正确;
C、由一次函数的图象可知,;
由二次函数图象开口向上可知,,
∴,矛盾,
∴C不正确;
D、由一次函数的图象可知,;
由二次函数图象开口向上可知,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵对称轴为直线,在y轴左侧,
∴D正确.
故选:D.
变式1.函数与的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查二次函数和一次函数的性质,解题的关键是根据a,b与0的大小关系以及交点情况进行讨论.
根据二次函数开口向上,对称轴在y轴右侧判断出a,b与0的大小关系,进而推出一次函数图像经过第一、三、四象限,再利用二次函数与一次函数交点情况即可作出判断.
【详解】解:由四个选项可知,二次函数开口均向上,对称轴在y轴右侧,
∴,,
∴一次函数图像应该经过第一、三、四象限,
当时,即,,
当时,即,
则二次函数与一次函数在x轴上有一交点,且为
A.一次函数图像经过第一、二、四象限,故本选项不符合题意.
B.一次函数图像经过第一、三、四象限,且有一交点在x轴上,故本选项符合题意.
C.一次函数图像经过第一、三、四象限,但交点均不在x轴上,故本选项不符合题意.
D.一次函数图像经过第二、三、四象限,故本选项不符合题意.
故选:B.
变式2.已知a,b是非零实数,且,在同一个坐标系中,二次函数与一次函数的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据二次函数y=ax2+bx与一次函数y=ax+b(a≠0)可以求得它们的交点坐标,然后根据一次函数的性质和二次函数的性质,由函数图象可以判断a、b的正负情况,从而可以解答本题.
【详解】解:.
故二次函数y=ax2+bx与一次函数y=ax+b(a≠0)在同一平面直角坐标系中的交点在x轴上为(,0)或点(1,a+b).
在A中,由一次函数图象可知a>0,b>0,二次函数图象可知,a>0,b>0,
∵
∴0,
∴(,0)比(1,a+b)更靠近原点,故选项A不可能;
在B中,由一次函数图象可知a>0,b>0,二次函数图象可知,a>0,b>0,
∵
∴0,
∴(,0)比(1,a+b)更靠近原点,故选项B有可能;
在C中,由一次函数图象可知a<0,b>0,二次函数图象可知,a<0,b>0,由|a|>|b|,则a+b<0,故选项C不可能;
在D中,由一次函数图象可知a<0,b>0,二次函数图象可知,a<0,b>0,由|a|>|b|,则a+b<0,故选项D不可能;
故选:B.
【点睛】本题考查二次函数的图象、一次函数的图象,解题的关键是明确二次函数与一次函数图象的特点.
【考法三、二次函数与反比例函数系数关系】
例.二次函数与反比例函数且在同一平面直角坐标系中的大致图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】本题主要考查了二次函数与反比例函数图象的性质,熟练掌握相关性质与函数图象的关系是解决本题的关键.
根据二次函数与反比例函数图象的性质进行判断即可得解.
【详解】A.由二次函数图象可知, ,时,
∴
∴反比例函数的图象应该分别位于二 、四象限,故选项错误;
B. 由二次函数图象可知, ,时,∴
∴反比例函数的图象应该分别位于一 、三象限,故选项错误;
C. 由二次函数图象可知, ,时,∴
∴反比例函数的图象应该分别位于二 、四象限,故选项正确;
D. 由二次函数图象可知, ,时,∴
∴反比例函数的图象应该分别位于一 、三象限,故选项错误;
故选:C.
变式1.二次函数与在同一平面直角坐标系中的图象大致是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】本题考查二次函数图象与反比例函数图象的性质,熟练掌握系数与函数图象的关系是解题的关键;
分和讨论二次函数和反比例函数图象所在的象限,然后选择答案即可.
【详解】当时,时,二次函数,图象开口向下,且对称轴,反比例函数在第一,三象限且为减函数,故A选项正确,B选项不正确;
当时,时,二次函数图象开口向上,且对称轴,反比例函数在第一,三象限且为减函数,故C选项不正确,
当时,时,二次函数图象开口向下,且对称轴,反比例函数在第二,四象限且上升趋势,故D选项不正确,
故选:A.
变式2.函数和在同一平面直角坐标系中图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】本题考查二次函数图象与系数的关系、反比例函数图象与系数的关系,先根据二次函数图象得到字母系数的正负,再判断反比例函数图象即可求解.
【详解】解:由二次函数解析式得,对称轴为,
A、当,抛物线开口方向向下,双曲线的两个分支分别位于第二、四象限,抛物线与y轴交于正半轴,本图象符合题意;故正确;
B、当,抛物线开口方向向上,双曲线的两个分支分别位于第一、三象限,抛物线与y轴交于负半轴,本图象不符合题意;故错误;
C、当,抛物线开口方向向下,双曲线的两个分支分别位于第二、四象限,抛物线与y轴交于正半轴,本图象不符合题意;故错误;
D、当,抛物线开口方向向下,双曲线的两个分支分别位于第二、四象限,抛物线与y轴交于正半轴,本图象不符合题意;故错误;故选:A.
【课后练习】
1.已知在同一直角坐标系中,二次函数与反比例函数的图像如图所示,则一次函数的图像大致可能是( )
A. B.
C.D.
【答案】C
【分析】本题考查考查二次函数和反比例函数与系数的关系,正确判断函数的图像和系数的关系是解题的关键;根据二次项系数决定抛物线的开口方向,,共同决定了对称轴的位置,常数项决定了抛物线与轴的交点位置,根据反比例函数图像判断系数即可求解;
【详解】解:根据二次函数图像可知:,,则,二次函数交轴正半轴,故,
反比例函数过二,四象限,故;
则一次函数,,
,则
故一次函数过一,二,三象限;故选:C
2.如图,抛物线与轴交于点,其对称轴为直线,结合图象给出下列结论:
①;
②;
③,是抛物线上两点,则;
④若关于x的一元二次方程没有实数根,则;
⑤对于任意实数m,总有.
其中正确的结论有( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【答案】C
【分析】根据抛物线的开口方向、对称轴、顶点坐标、增减性以及与轴轴的交点,综合判断即可.
【详解】解:抛物线开口向上,则,对称轴,则,,,
所以①正确;
抛物线对称轴为,与轴的一个交点为,则另一个交点为,于是有,联立,解得,
,
所以②正确;
抛物线的解析式为,
,是抛物线上两点,
,
,即,
所以③错误;
若关于x的一元二次方程没有实数根,
,
,
,
,
,
所以④正确;
抛物线与轴有两个不同交点,因此关于的一元二次方程有两个不相等的实数根,所以④正确;
对于任意实数m,总有
故⑤正确.
综上所述,正确的结论有:①②④⑤.
故选:C.
【点睛】本题考查二次函数的图象和性质,掌握二次函数的图象与系数之间的关系是正确判断的前提.
3.如图,抛物线()的对称轴为直线,抛物线与x轴的一个交点坐标为),下列结论:①;②;③当时,x的取值范围是;④点,都在抛物线上,则有.其中结论正确的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【分析】根据抛物线的开口,对称轴,特殊值x=-1可判断①②正确,根据图像可得,当y>0时,是x轴上方的图像,可判断③错误,求出,,结合①②的结论即可判断出④正确.
【详解】∵抛物线的开口向下,a<0,对称轴为x=1,
∴,
∴,
∵抛物线交于y轴正半轴,
∴c>0,
∴,故①正确;
∵抛物线与x轴交于(-1,0),
∴当x=-1时,,
∵,
∴将代入,得3a+c=0,故②正确;
根据图像可得,当y>0时,是x轴上方的图像,抛物线过点(-1,0),对称轴为x=1,
根据抛物线的对称性可得,抛物线过点(3,0),
∴y>0时,有,故③错误;
∵抛物线与x轴的两个交点为:(-1,0),(3,0),对称轴为x=1,
当x=-2时,,
当x=2时,,
∵,3a+c=0,a<0,
∴,,
∴,故④正确,
故选:C.
【点睛】本题考查了二次函数的图像和性质,解决这类题需要掌握:a看抛物线开口方向,b往往看对称轴,c看抛物线与y轴的交点,以及抛物线的对称性以及代入特殊点等.
4.如图,二次函数的图象经过点,且与轴的交点的横坐标分别为,,其中,.下列结论:①;②;③;④对任意,都成立,其中正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【分析】本题考查二次函数图象与性质,根据二次函数图象与性质逐项判断即可得到相关不等式的关系,熟记二次函数图象与性质是解决问题的关键.
【详解】解:由图象可知,抛物线开口向下,则,①错误;
由图象可知,抛物线对称轴,结合①中可得,即,②正确;
如图所示:
当时,,③正确;
,,
,
由①知,则,即,则,
,即,④正确;
综上所述,题中结论正确的是②③④,共3个,
故选:C.
5.已知二次函数的图象如图所示,则反比例函数与一次函数在同一平面直角坐标系内的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了函数图象与系数的关系,由二次函数图象判定系数大小、由系数正负决定一次函数与反比例函数的图象,牢记各函数图象的性质是解题的关键.
【详解】解:由二次函数的图象开口向下
对称轴在轴左侧,由左同右异得
函数图象与轴交点位于轴正半轴
则反比例函数的图象位于一、三象限
一次函数图象的图象位于二、三、四象限
所以选项符合题意.
故选:.
6.如图,二次函数的图象经过点,且与轴交点的横坐标分别为、,其中,,下列结论:
;;;;.
其中正确的是 (填序号)
【答案】
【分析】本题考查了二次函数的图象与性质,由抛物线开口向下则,又抛物线的对称轴为直线,则,由抛物线交轴于正半轴,则,即可判断;由对称轴对称轴的取值范围,可得的正负,即可判断;由抛物线经过得(),由图知,当时,得(),由图知,当时,,得(),联立()、()、()便可求得的取值范围,即可判断;由抛物线的对称轴,,得,进而得,即可判断;由当得,由得,进而得的取值范围,即可判断;熟练掌握二次函数的图象与性质是解题的关键.
【详解】解:∵抛物线开口向下,
∴,
∵抛物线的对称轴为直线,
∴,
∵抛物线交轴于正半轴,
∴,
∴,
故不正确;
∵抛物线与轴交点的横坐标分别为、,其中,,
∴,
∵对称轴,
∴,
∴,
∴,
故正确;
∵抛物线经过,
∴(),
由图知,当时,,
∴(),
由图知,当时,,
∴(),
联立()()得,
联立()()得,
∴,
∴,
故错误;
∵抛物线的对称轴,
∴抛物线的顶点纵坐标应该大于,
∴,
∵,
∴,
∴,
故正确;
当时,,
当时,,
∴,
∴,
故正确;
综上:正确的结论是,
故答案为:.
7.如图,抛物线与x轴交于点,,交y轴的正半轴于点C,对称轴交抛物线于点D,交x轴于点E,则下列结论:①;②(m为任意实数);③若点P为对称轴上的动点,则有最大值,最大值为;④若m是方程的一个根,则一定有成立.其中正确的序号有 .
【答案】①②④
【分析】利用待定系数法,二次函数的相纸,两点之间线段最短逐一判断即可.
【详解】解:抛物线开口向下,
,
抛物线与x轴交于点,,
对称轴为直线,
,
抛物线交y轴的正半轴,
,
,故①正确;
对称轴为直线,开口向下,
时,y有最大值,最大值为,
(m为任意实数)
即,故②正确;
对称轴交y轴的正半轴于点C,
,
由对称性可知,
,故③不正确;
抛物线与x轴交于点,
,
,
,
,
,
m是方程的一个根,
,
当时,,
当时,,
若m是方程的一个根,则一定有成立,故④正确;
故答案为:①②④.
【点睛】本题考查二次函数图象和性质,解决本题关键是运用二次函数图像上点的坐标特征、抛物线与x轴交点进行计算.
8.如图,二次函数()的图象过点,且与x轴相交于,两点,其中,.现给出以下结论:①;②;③;④方程的解为,.其中正确的是 .(写出所有正确结论的序号)
【答案】①②③④
【分析】由抛物线的开口方向判断出;由抛物线与y轴的交点判断c与0的关系;根据对称轴在y轴的右侧,可得a,b异号,从而可得;根据对称轴的位置判断①;根据顶点的纵坐标大于2判断②;根据图象经过点,且和时,判断③;将与联立,判断④.
【详解】解:∵抛物线的开口向下,
∴,
∵抛物线与x轴相交于,两点,其中,,
∴,
∴,故①正确;
∵抛物线的顶点的纵坐标大于2,
∴,
∴,即,故②正确;
∵()的图象过点,
∴,
由图象知,当时,,当时,,
∴,,
由,,得,
∴,
由,,得,
∴,故③正确;
由,,得,
∴,
∴,
∴方程的解为,.故④正确;
综上所述,正确的结论是①②③④.
故答案为:①②③④.
【点睛】本题考查二次函数的图象和性质,涉及到抛物线的对称轴、顶点坐标、与x轴的交点、与一元二次方程的关系等,有一定难度,熟练运用数形结合思想是解题的关键.
9.如图,抛物线与轴交于点和点,以下结论正确的是 .(填写序号)
①;②;③;④当时,;⑤为任意实数,则,⑥若,且,则.
【答案】①③⑥
【分析】本题考查了二次函数的图象和性质,根据二次函数图象的对称轴位置和抛物线开口方向确定①②⑤,根据时的值判定③,由抛物线图象和性质判定④,利用因式分解可判定⑥.
【详解】解:抛物线开口向上,则,
抛物线与轴交于点和点,
对称轴为直线,
则,
,即,故②不正确;
抛物线开口向上,
∴,
,
抛物线与轴的交点在负半轴,则,
,故①正确;
抛物线过点,
又
,即,故③正确;
抛物线与轴交于点和点,
当时,由图象可得或,故④不正确;
对称轴为直线,,
当时,抛物线有最小值,
当为任意实数,则,
即,故⑤不正确;
若,且,
∴,
,
整理得,
∵,
∴,
∴,故⑥正确.
综上,正确的有①③⑥.
故答案为:①③⑥.
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