内容正文:
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题组十二 有关函数性质的探究题
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1.已知抛物线y=ax2-(b+2)x-a+b+6(a<0,a,b均为常数)过点(3,4).
(1)求a,b之间的数量关系及该抛物线的对称轴;
(2)若函数y的最大值为5,求该抛物线与y轴的交点坐标;
(3)当自变量x满足0≤x≤3时,记函数y的最大值为m,最小值为n,求证:3m+n=16.
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(1)解:∵抛物线y=ax2-(b+2)x-a+b+6(a<0,a,b均为常数)过点(3,4),
∴9a-3b-6-a+b+6=4,∴b=4a-2,
∴-==2,∴抛物线的对称轴为直线x=2.
(2)解:∵b=4a-2,
∴y=ax2-4ax+3a+4=a(x-2)2-a+4,
∴抛物线与y轴的交点为(0,3a+4).
∵函数y的最大值为5,∴-a+4=5,
∴a=-1,∴3a+4=1,
∴该抛物线与y轴的交点坐标是(0,1).
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(3)证明:∵y=a(x-2)2-a+4(a<0),
∴抛物线开口向下,
∴当自变量x满足0≤x≤3时,函数y的最大值是当x=2时的函数值,故m=-a+4,
函数y的最小值是当x=0时的函数值,故n=3a+4,
∴3m+n=-3a+12+3a+4=16.
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2.如图,已知点C为二次函数y=x2-4x+1的顶点,P(0,n)为y轴正半轴上一点,过点P作y轴的垂线交函数图象于点A,B(点A在点B的左侧).点M在射线PB上,且满足PM=1+n.过点M作MN⊥AB交抛物线于点N,记点N的纵坐标为yN.
(1)求顶点C的坐标;
(2)①若n=3,求MB的值;
②当0<n≤4时,求yN的取值范围.
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解:(1)∵y=x2-4x+1=(x-2)2-3,
∴顶点C的坐标为(2,-3).
(2)①当n=3时,则PM=1+3=4.
令y=3,则x2-4x+1=3,
解得x1=2+,x2=2-,
∴B(2+,3),∴MB=BP-PM=2+-4=-2.
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②∵xN=xM=1+n,
∴yN=(n-1)2-3(0<n≤4),
∴当n=1时,yN的最小值为-3,
当n=4时,yN的最大值为6,
∴-3≤yN≤6.
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3.(2024·浙江)已知二次函数y=x2+bx+c(b,c为常数)的图象经过点A(-2,5),对称轴为直线x=-.
(1)求二次函数的表达式;
(2)若点B(1,7)向上平移2个单位长度,向左平移m(m>0)个单位长度后,恰好落在y=x2+bx+c的图象上,求m的值;
(3)当-2≤x≤n时,二次函数y=x2+bx+c的最大值与最小值的差为 ,求n的取值范围.
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解:(1)∵二次函数的表达式为y=x2+bx+c,
∴抛物线的对称轴为直线x=-=-,
∴b=1,∴抛物线的表达式为y=x2+x+c.
又∵图象经过点A(-2,5),
∴4-2+c=5,∴c=3,
∴二次函数的表达式为y=x2+x+3.
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(2)∵点B(1,7)向上平移2个单位长度,向左平移m个单位长度(m>0),
∴平移后的点的坐标为(1-m,9).
又∵点(1-m,9)在y=x2+x+3的图象上,
∴9=(1-m)2+(1-m)+3,
解得m=4或m=-1(舍去),∴m=4.
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(3)∵y=x2+x+3=(x+)2+,
∴当x=-时,y取最小值,最小值为.
①当n<-时,y随x的增大而减小,
∴当x=-2时,y取最大值,最大值为4-2+3=5,当x=n时,y取最小值为n2+n+3,
∴最大值与最小值的差为5-(n2+n+3)=,
∴n=-,不合题意;
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②当-≤n≤1时,
∴当x=-时,y取最小值,最小值为,
当x=-2时,y取最大值,最大值为4-2+3=5,
∴最大值与最小值的差为5-=,符合题意;
③当n>1时,y取最大值为n2+n+3,
∴最大值与最小值的差为n2+n+3-=,
∴n=-2或n=1,不符合题意.
综上所述,n的取值范围为-≤n≤1.
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