内容正文:
第12讲 二次函数的图象和性质
考点一 二次函数的图象和性质(10年10考)
1.(2020河北15题)如图,现要在抛物线y=x(4-x)上找点P(a,b),针对b的不同取值,所找点P的个数,三人的说法如下,
甲:若b=5,则点P的个数为0;
乙:若b=4,则点P的个数为1;
丙:若b=3,则点P的个数为1.
下列判断正确的是 ( )
A.乙错,丙对
B.甲和乙都错
C.乙对,丙错
D.甲错,丙对
C
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2.(2018河北16题)对于题目“一段抛物线L:y=-x(x-3)+c(0≤x≤3)与直线l:y=x+2有唯一公共点.若c为整数,确定所有c的值.”甲的结果是c=1,乙的结果是c=3或4,则 ( )
A.甲的结果正确
B.乙的结果正确
C.甲、乙的结果合在一起才正确
D.甲、乙的结果合在一起也不正确
3.(2023河北16题)已知二次函数y=-x2+m2x和y=x2-m2(m是常数)的图象与x轴都有两个交点,且这四个交点中每相邻两点间的距离都相等,则这两个函数图象对称轴之间的距离为 ( )
A.2
B.m2
C.4
D.2m2
D
A
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考点二 二次函数图象的变换
4.(2023河北唐山迁安模拟)抛物线y=2x2经过平移得到y=2(x-1)2+3,平移方法是 ( )
A.向左平移1个单位长度,再向下平移3个单位长度
B.向左平移1个单位长度,再向上平移3个单位长度
C.向右平移1个单位长度,再向下平移3个单位长度
D.向右平移1个单位长度,再向上平移3个单位长度
5.如图,一段抛物线:y=-x(x-3)(0≤x≤3),记为C1,它与x轴交于点O,A1;将C1绕点A1旋转180°得C2,交x轴于点A2;将C2绕点A2旋转180°得C3,交x轴于点A3;…如此进行下去,直至得C13.若P(37,m)在第13段抛物线C13上,则m= .
D
2
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6.如图,将抛物线y=x2平移得到抛物线M,抛物线M经过点A(-6,0)和点O(0,0),它的顶点为P,它的对称轴与抛物线y=x2交于点Q.
(1)点P的坐标为 ;
(2)图中阴影部分的面积为 .
(-3,-)
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考点三 二次函数的综合题(10年3考,2024最新考查)
7.(2015河北25题)如图,已知点O(0,0),A(-5,0),B(2,1),抛物线L:y=-(x-h)2+1(h为常数)与y轴的交点为C.
(1)若抛物线L经过点B,求它的函数表达式,
并写出此时抛物线L的对称轴及顶点坐标;
(2)设点C的纵坐标为yC,求yC的最大值,此时抛物线L上有两点(x1,y1),(x2,y2),其中x1>x2≥0,比较y1与y2的大小;
解:把x=2,y=1代入y=-(x-h)2+1,得1=-(2-h)2+1,解得h=2,
∴抛物线L的函数表达式为y=-(x-2)2+1(或y=-x2+4x-3),
对称轴为直线x=2,顶点坐标为(2,1).
解:∵点C的横坐标为0,∴yC=-h2+1,
∴当h=0时,yC有最大值1.
此时,抛物线L的函数表达式为y=-x2+1,对称轴为y轴,当x≥0时,y随着x的增大而减小,
∴当x1>x2≥0时,y1<y2.
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(3)当线段OA被抛物线L只分为两部分,且这两部分的长度之比是1∶4时,求h的值.
解:把OA分成1∶4两部分的点为(-1,0)或(-4,0).
把x=-1,y=0代入y=-(x-h)2+1,
解得h=0或h=-2.
但h=-2时,OA被分为三部分,不合题意,舍去.
同样,把x=-4,y=0代入y=-(x-h)2+1,得h=-5或h=-3(舍去).
∴h的值为0或-5.
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8.(2022河北23题)如图,点P(a,3)在抛物线C:y=4-(6-x)2上,且在C的对称轴右侧.
(1)写出C的对称轴和y的最大值,并求a的值;
(2)坐标平面上放置一透明胶片,并在胶片上描画出点P及C的一段,分别记为P′,C′.平移该胶片,使C′所在抛物线对应的函数恰为y=-x2+6x-9.求点P′移动的最短路程.
解:∵抛物线C:y=4-(6-x)2=-(x-6)2+4,
∴抛物线的顶点为Q(6,4),
∴抛物线的对称轴为直线x=6,y的最大值为4,
当y=3时,3=-(x-6)2+4,∴x=5或7.
∵点P在对称轴的右侧,∴P(7,3),∴a=7.
解:∵平移后的抛物线的解析式为y=-(x-3)2,
∴平移后的顶点为Q′(3,0).
∵平移前抛物线的顶点为Q(6,4),
∴点P′移动的最短路程为QQ′==5.
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9.(2024河北26题)如图,抛物线C1:y=ax2-2x过点(4,0),顶点为Q.抛物线C2:y=-(x-t)2+t2-2(其中t为常数,且t>2),顶点为P.
(1)直接写出a的值和点Q的坐标;
解:∵抛物线C1:y=ax2-2x过点(4,0),顶点为Q,
∴16a-8=0,解得a=,
∴抛物线C1的解析式为y=x2-2x=(x-2)2-2,
∴Q(2,-2).
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(2)嘉嘉说:无论t为何值,将C1的顶点Q向左平移2个单位长度后一定落在C2上.
淇淇说:无论t为何值,C2总经过一个定点.
请选择其中一人的说法进行说理.
解:选择嘉嘉的说法说理如下:
把Q(2,-2)向左平移2个单位长度得到对应点的坐标为(0,-2),
当x=0时,C2:y=-(x-t)2+t2-2=-t2+t2-2=-2,
∴(0,-2)在C2上,∴嘉嘉的说法正确;
选择淇淇的说法说理如下:
C2:y=-(x-t)2+t2-2=-x2+xt-2,
当x=0时,y=-2,
∴C2:y=-(x-t)2+t2-2过定点(0,-2),∴淇淇的说法正确.
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(3)当t=4时,
①求直线PQ的解析式;
解:当t=4时,C2:y=-(x-t)2+t2-2=-(x-4)2+6,
∴顶点P(4,6),而Q(2,-2).
设直线PQ的解析式为y=ex+f,∴解得
∴直线PQ的解析式为y=4x-10.
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②作直线l∥PQ,当l与C2的交点到x轴的距离恰为6时,求l与x轴交点的横坐标.
解:如图,当C2:y=-(x-4)2+6=-6(等于6两直线重合不符合题意),
∴x=4±2,
∴交点J(4-2,-6),交点K(4+2,-6).
由直线l∥PQ,设直线l为y=4x+b,
当直线过点J(4-2,-6)时,
4(4-2)+b=-6,解得b=8-22,
∴直线l为y=4x+8-22,
当y=4x+8-22=0时,x=-2,
此时直线l与x轴交点的横坐标为-2.
同理,当直线l过点K(4+2,-6)时,
直线l为y=4x-8-22,
当y=4x-8-22=0时,x=+2,
此时直线l与x轴交点的横坐标为+2.
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(4)设C1与C2的交点A,B的横坐标分别为xA,xB,且xA<xB,点M在C1上,横坐标为m(2≤m≤xB).点N在C2上,横坐标为n(xA≤n≤t),若点M是到直线PQ的距离最大的点,最大距离为d,点N到直线PQ的距离恰好也为d,直接用含t和m的式子表示n.
解:∵C1:y=(x-2)2-2,C2:y=-(x-t)2+t2-2,
∴C2是由C1通过旋转180°,再平移得到的,两个函数图象的形状相同,
如图,连接AB交PQ于点L,连接AQ,BQ,AP,BP,
∴四边形APBQ是平行四边形.
当点M是到直线PQ的距离最大的点,最大距离为d,点N到直线PQ的距离恰好也为d,此时M与B重合,N与A重合,
∵P(2,-2),Q(t,t2-2),
∴L的横坐标为,M(m,m2-2m),N(n,-(n-t)2+t2-2),
∴L的横坐标为,∴=,
解得n=2+t-m.
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—— 基础过关练 ——
1.(2024河北邯郸模拟)抛物线y=-2(x+2)2-1的顶点坐标为 ( )
A.(2,-1)
B.(-2,-1)
C.(2,1)
D.(-2,1)
2.(2023贵州)已知,二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,则点P(a,b)所在的象限是 ( )
A.第一象限
B.第二象限
C.第三象限
D.第四象限
B
D
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3.(2023湖南株洲)如图,直线l为二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象的对称轴,则下列说法正确的是 ( )
A.b恒大于0
B.a,b同号
C.a,b异号
D.以上说法都不对
C
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4.(2024陕西)已知一个二次函数y=ax2+bx+c的自变量x与函数y的几组对应值如下表:
则下列关于这个二次函数的结论正确的是( )
A.图象的开口向上
B.当x>0时,y的值随x值的增大而减小
C.图象经过第二、三、四象限
D.图象的对称轴是直线x=1
x … -4 -2 0 3 5 …
y … -24 -8 0 -3 -15 …
D
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5.(2024河北张家口一模)图为函数y=x2-1,y=x2+6x+8,y=x2-6x+8,y=x2-12x+35在同一平面直角坐标系中的图象,其中最有可能是y=x2-6x+8的图象的序号是 ( )
A.①
B.②
C.③
D.④
6.(2024山东滨州)将抛物线y=-x2先向右平移1个单位长度,再向上平移2个单位长度,则平移后抛物线的顶点坐标为 .
7.(2024上海)对于一个二次函数y=a(x-m)2+k(a≠0)中存在一点P(x′,y′),使得x′-m=y′-k≠0,则称2|x′-m|为该抛物线的“开口大小”,那么抛物线y=-x2+x+3“开口大小”为 .
C
(1,2)
4
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8.已知函数y=-x2+bx+c(b,c为常数)的图象经过点(0,-3),(-6,-3).
(1)求b,c的值;
(2)求该抛物线的顶点坐标;
(3)当-4≤x≤0时,求y的最大值;
解:把(0,-3),(-6,-3)代入y=-x2+bx+c,
得解得
解:由(1)知,该抛物线的解析式为y=-x2-6x-3,
则y=-x2-6x-3=-(x2+6x+3)=-[(x+3)2-6]=-(x+3)2+6,
于是可得该抛物线的顶点坐标为(-3,6).
解:∵y=-x2-6x-3=-(x+3)2+6,
又∵-4≤x≤0,∴当x=-3时,y取最大值,最大值为6.
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(4)当m≤x≤0时,y的最大值与最小值之和为2,求m的值.
解:①当-3<m≤0时,
当x=0时,y有最小值为-3,
当x=m时,y有最大值为-m2-6m-3,
∴-m2-6m-3+(-3)=2,
∴m=-2或m=-4(舍去).
②当m≤-3时,
当x=-3时,y有最大值为6,
∵y的最大值与最小值之和为2,∴y有最小值为-4,
∴-(m+3)2+6=-4,
∴m=-3-或m=-3+(舍去).
综上所述,m的值为-2或-3-.
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9.(2024安徽)已知抛物线y=-x2+bx(b为常数)的顶点横坐标比抛物线y=-x2+2x的顶点横坐标大1.
(1)求b的值;
(2)点A(x1,y1)在抛物线y=-x2+2x上,点B(x1+t,y1+h)在抛物线y=-x2+bx上.
(ⅰ)若h=3t,且x1≥0,t>0,求h的值;
解:∵抛物线y=-x2+bx的顶点横坐标为,y=-x2+2x的顶点横坐标为1,
∴-1=1,∴b=4.
解:∵点A(x1,y1)在抛物线y=-x2+2x上,∴y1=-+2x1.
∵点B(x1+t,y1+h)在抛物线y=-x2+4x上,
∴y1+h=-(x1+t)2+4(x1+t),-+2x1+h=-(x1+t)2+4(x1+t),
∴h=-t2-2x1t+2x1+4t.
∵h=3t,∴3t=-t2-2x1t+2x1+4t,∴t(t+2x1)=t+2x1.
∵x1≥0,t>0,∴t+2x1>0,∴t=1,h=3.
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(ⅱ)若x1=t-1,求h的最大值.
解:将x1=t-1代入h=-t2-2x1t+2x1+4t,
得h=-3t2+8t-2=-3(t-)2+.
∵-3<0,
∴当t=,即x1=时,h取得最大值.
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—— 素养提升练 ——
1.(2024福建)已知二次函数y=x2-2ax+a(a≠0)的图象经过A(,y1),B(3a,y2)两点,则下列判断正确的是 ( )
A.可以找到一个实数a,使得y1>a
B.无论实数a取什么值,都有y1>a
C.可以找到一个实数a,使得y2<0
D.无论实数a取什么值,都有y2<0
2.(2024四川乐山)已知二次函数y=x2-2x(-1≤x≤t-1),当x=-1时,函数取得最大值;当x=1时,函数取得最小值,则t的取值范围是 ( )
A.0<t≤2
B.0<t≤4
C.2≤t≤4
D.t≥2
C
C
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3.(2024河北石家庄裕华区二模)已知a>0,设函数y1=a(x-1)2,y2=a(x-2)2,y3=a(x-3)2.直线x=m的图象与函数y1,y2,y3的图象分别交于点A(m,c1),B(m,c2),C(m,c3),下列说法正确的是 ( )
A.若m<1,则c2<c3<c1
B.若1<m<2,则c1<c2<c3
C.若2<m<3,则c3<c2<c1
D.若m>3,则c3<c2<c1
D
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4.(2024山东烟台)已知二次函数y=ax2+bx+c的y与x的部分对应值如表:
下列结论:
①abc>0;
②关于x的一元二次方程ax2+bx+c=9有两个相等的实数根;
③当-4<x<1时,y的取值范围为0<y<5;
④若点(m,y1),(-m-2,y2)均在二次函数图象上,则y1=y2;
⑤满足ax2+(b+1)x+c<2的x的取值范围是x<-2或x>3.
其中正确结论的序号为 .
x -4 -3 -1 1 5
y 0 5 9 5 -27
①②④
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5.(2024山东威海)已知抛物线y=x2+bx+c(b<0)与x轴交点的坐标分别为(x1,0),(x2,0),且x1<x2.
(1)若抛物线y1=x2+bx+c+1(b<0)与x轴交点的坐标分别为(x3,0),(x4,0),且x3<x4,试判断下列每组数据的大小(填写“<”“=”或“>”):
①x1+x2 x3+x4;②x1-x3 x2-x4;③x2+x3 x1+x4;
(2)若x1=1,2<x2<3,求b的取值范围;
=
<
>
解:∵x1=1,2<x2<3,
∴3<x2+x1<4,
∴3<-b<4,
∴-4<b<-3.
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(3)当0≤x≤1时,y=x2+bx+c(b<0)最大值与最小值的差为,求b的值.
解:抛物线y=x2+bx+c(b<0)顶点坐标为(-,),对称轴为直线x=->0,
当x=0时,y=c;当x=1时,y=1+b+c.
①当->1,即b<-2时c-1-b-c=,b=-(舍去);
②当在x=0取得最大值,在顶点取得最小值时,
有c-=,解得b=(舍去)或b=-;
③当在x=1取得最大值,在顶点取得最小值时,
有1+b+c-=,解得b=-(舍去)或b=-,
综上所述,b的值为-或-.
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6.(一题练透)(2024四川凉山州)如图,抛物线y=-x2+bx+c与直线y=x+2相交于A(-2,0),B(3,m)两点,与x轴相交于另一点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是直线AB上方抛物线上的一个动点(不与A,B重合),过点P作直线PD⊥x轴于点D,交直线AB于点E,当PE=2ED时,求点P的坐标;
解:把B(3,m)代入y=x+2,得m=3+2=5,
∴B(3,5),
把A(-2,0),B(3,5)代入y=-x2+bx+c,得解得
∴抛物线的解析式为y=-x2+2x+8.
解:设P(t,-t2+2t+8),则E(t,t+2),D(t,0),
∵PE=2DE,∴-t2+2t+8-(t+2)=2(t+2),
解得t=1或t=-2(此时P不在直线AB上方,舍去);
∴点P的坐标为(1,9).
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(3)抛物线上是否存在点M,使△ABM的面积等于△ABC面积的一半?若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
解:抛物线上存在点M,使△ABM的面积等于△ABC面积的一半.
如图,过点M作MK∥y轴交直线AB于点K,连接MB,
在y=-x2+2x+8中,令y=0得0=-x2+2x+8,解得x=-2或x=4,
∴A(-2,0),C(4,0),∴AC=6.
∵B(3,5),∴S△ABC=×6×5=15.
设M(n,-n2+2n+8),则K(n,n+2),
∴MK=|-n2+2n+8-(n+2)|=|-n2+n+6|,
∴S△ABM=MK·|xB-xA|=|-n2+n+6|×5=|-n2+n+6|.
∵△ABM的面积等于△ABC面积的一半,
∴|-n2+n+6|=×15,∴|-n2+n+6|=3,
∴-n2+n+6=3或-n2+n+6=-3,解得n=或n=,
∴点M的坐标为(,)或(,)或(,)或(,).
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$$