内容正文:
抢分必刷小卷·辽宁数学
二
次
函
数
综
合
题
针对训练
类型 1 新定义函数综合题(2024 真卷 23 题、2024 省模考 23 题)
1. 定义:已知一次函数 l1:y = ax+b(a≠0)和一次函数 l2:y =mx+n(m≠0),若函数 l3:y = (ax+b) ·(mx+
n),则称函数 l3 是一次函数 l1,l2 的累积函数.
已知函数 l3 是一次函数 l1:y=
1
2
x+1 与一次函数 l2:y= -x+n 的累积函数.
(1)若函数 l3 的图象恰好经过点( -1,0),求函数 l3 的解析式;
(2)若函数 l3 的图象顶点为 P,当点 P 的纵坐标最小时,求此时顶点 P 的坐标;
(3)当一次函数 l1,l2 的图象与函数 l3 的图象的公共点有且只有三个时,求此时 n 的值.
解:(1)已知函数 l3 是一次函数 l1:y=
1
2
x+1 与一次函数 l2:y=-x+n 的累积函数,
依题意得函数 l3 解析式为 y=(
1
2
x+1)(-x+n),
∵函数 l3 的图象恰好经过点(-1,0),∴0=(-
1
2
+1)(1+n),解得 n=-1,
∴ y=-( 1
2
x+1)(x+1)= - 1
2
x2- 3
2
x-1;
(2)∵ y=( 1
2
x+1)(-x+n)= - 1
2
x2+ n
2
x-x+n,
∴对称轴为直线 x=- b
2a
=-
n
2
-1
2×(- 1
2
)
= n
2
-1,
顶点纵坐标为 y=4ac
-b2
4a
=
4×(- 1
2
)n-( 1
2
n-1) 2
4×(- 1
2
)
= n
2
8
+ n
2
+ 1
2
= 1
8
(n+2) 2,
∴当 n=-2 时,y 取得最小值,最小值为 0,则横坐标为- 2
2
-1=-2,
∴当点 P 的纵坐标最小时,此时顶点 P 的坐标为(-2,0);
(3)依题意知直线 l1 恒过点(-2,0),l2 恒过点(n,0),l3 恒过点(-2,0)和(n,0),又因为一次函数 l1 和 l2 的
图象与函数 l3 的图象的公共点有且只有 3 个,所以直线 l1,l2 的交点在函数 l3 的图象上,
联立
y= 1
2
x+1,
y=-x+n,
ì
î
í
ïï
ïï
解得
x=2n
-2
3
,
y=n
+2
3
,
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
代入 y=( 1
2
x+1)(-x+n)得n
+2
3
=( 1
2
×2n-2
3
+1)(-2n
-2
3
+n),解得 n=-2 或 n=1.
74
抢分必刷小卷·辽宁数学
二
次
函
数
综
合
题
2. 定义:在平面直角坐标系中,如果一个点的纵坐标是这个点的横坐标的 2 倍,我们称这个点为“友好
点”,例如 A(a,2a)就是“友好点”;若二次函数图象的顶点为“友好点”,则我们称这个二次函数为“友
好二次函数”,例如二次函数 y= (x-1) 2 +2 就是“友好二次函数” .
(1)直线 y= 1
2
x+1 上的“友好点”坐标为 ;
(2)如图,点 A 是反比例函数 y= 8
x
(x>0)图象上的“友好点”,点 B 在线段 OA 的延长线上,BC⊥x 轴于
点 C,BC 交反比例函数 y= 8
x
(x>0)图象于点 D,若 BC= 6,求点 D 的坐标;
(3)若“友好二次函数”y = -x2 +bx+c 的图象与 y 轴的交点是“友好点”,求这个“友好二次函数”的表
达式;
(4)若“友好二次函数”y= 1
4
x2 +bx+c 的图象过点( -2,8),且顶点在第一象限,当 m-1≤x≤m 时,这个
“友好二次函数”的最大值与最小值的差为 d,请直接写出 d 关于 m 的函数表达式和自变量 m 的取
值范围.
第 2 题图
解:(1)( 2
3
, 4
3
);【解法提示】依题意知,“友好点”在直线 y=2x 上,
联立得
y=2x,
y= 1
2
x+1,
ì
î
í
ïï
ïï
解得
x= 2
3
,
y= 4
3
,
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
∴直线 y= 1
2
x+1 上的“友好点”坐标为( 2
3
, 4
3
) .
(2)联立得
y=2x,
y= 8
x
,
ì
î
í
ïï
ïï
解得
x=2,
y=4{ 或
x=-2,
y=-4,{ ∵点 A 是反比例函数 y =
8
x
(x>0)图象上的“友好点”且在第一象
限,∴点 A 的坐标为(2,4) .
设直线 OA 的解析式为 y=kx,将 A(2,4)代入得 4=2k,解得 k=2,∴直线 OA 的解析式为 y=2x,
∵点 B 在线段 OA 的延长线上,∴点 B 在直线 y=2x 上,
设 B(b,2b),∵BC⊥x 轴于点 C,BC= 6,∴2b = 6,解得 b = 3,∴点 B 的坐标为(3,6),∵BC 交反比例函数
y= 8
x
(x>0)图象于点 D,∴点 D 的横坐标为 3,将 x=3 代入 y= 8
x
得 y= 8
3
,∴D(3, 8
3
);
(3)∵函数 y=-x2+bx+c 是“友好二次函数”,设它的图象顶点为(h,2h),∴ y = -(x-h) 2+2h,∵ “友好二次
函数”y=-(x-h) 2+2h 的图象与 y 轴的交点是“友好点”,∴与 y 轴交点为(0,0),将(0,0)代入 y=-(x-h) 2
+2h 中,得 0=-h2+2h,解得 h1 =0,h2 =2,当 h=0 时,y=-x2;当 h=2 时,y=-(x-2) 2+4=-x2+4x,∴这个“友
好二次函数”的表达式为 y=-x2 或 y=-x2+4x;
(4)d=
- 1
2
m+ 5
4
(m≤2),
1
4
(m-3) 2(2<m≤ 5
2
),
1
4
(m-2) 2( 5
2
<m≤3),
1
2
m- 5
4
(m>3) .
ì
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ï
ï
ï
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ï
ï
ï
【详解详析见本册 P68】
84
参考答案及重难题解析·辽宁数学
抢
分
必
刷
小
卷
二、通关双压轴
压轴专题一 二次函数综合题
例 解:(1)y2 = xy1 = x·
1
2
x=
1
2
x2 ;
(2)如解图①,∵ y2 = xy1 = x·
3
x
= 3,
设 A(m,
3
m
),B(m,3),
∵ 点 B 在点 A 的上方,
当 AB= 2 时,即 3-
3
m
= 2,解得 m= 3.
∴ A(3,1);
(3)①∵ y2 = xy1 = x( -x+4)= -x2 +4x,
∴ A(m,-m+4),B(m,-m2 +4m) .
如果点 B 与点 A 重合,那么-m+4 = -m2 +4m.
整理得 m2 -5m+4 = 0,
解得 m= 1 或 m= 4;
②由①可知,直线 y = -x+4 与抛物线 y = -x2 +4x 有两个交点
(1,3)和(4,0),
函数 y2 = -x2 +4x 的图象是开口向下的抛物线,对称轴是直线
x= 2.
∵ BC∥x 轴,∴ B,C 两点关于直线 x= 2 对称.
如解图②,当点 B 在点 C 右侧时,
2<m<4,BC= 2(m-2)= 2m-4,
如解图③,当点 B 在点 C 左侧时,
1<m<2,BC= 2(2-m)= 4-2m,
由点 B 在点 A 的上方,
得 BA= ( -m2 +4m) -( -m+4)= -m2 +5m-4,
∴ 当 2<m<4 时,
y= 2[(2m-4) +( -m2 +5m-4)] = -2m2 +14m-16,
当 1<m<2 时,
y= 2[(4-2m) +( -m2 +5m-4)] = -2m2 +6m.
综上,y=
-2m2 +6m(1<m<2),
-2m2 +14m-16(2<m<4);{
图①
图②
图③
例题解图
③t2 -t1 = 4 或 3-2 2 . 【解法提示】情形一:如解图④,如果 EF
和 MN 平行且相等,那这两条平行线间的距离等于两个顶点
之间的竖直高度,或者等于 P、Q 两点间的竖直高度. 当 m= 2
时,y= -2m2 +6m= 4,∴ P(2,4) . 当 m = 4 时,y = - 2m2 + 14m-
16 = 8,∴ Q(4,8) .
∴ t2 -t1 = 8-4 = 4.
情形二,如解图⑤(局部,变形处理),
点 M 是抛物线 y= -2m2 +6m 的顶点.
由 M(
3
2
,
9
2
),得 N(
7-2 2
2
,
9
2
),
∴ MN=EF=
7-2 2
2
- 3
2
= 2- 2 ,
∴ 点 F 的横坐标 xF =
3
2
+2
- 2
2
= 5
- 2
2
,
于是可得 yF =
3+4 2
2
,
∴ t2 -t1 = yN-yF =
9
2
-3
+4 2
2
= 3-2 2 .
综上,t2 -t1 的值为 4 或 3-2 2 .
图④
图⑤
例题解图
1.解:(1)已知函数 l3 是一次函数 l1 :y =
1
2
x+1 与一次函数 l2 :
y= -x+n 的累积函数,
依题意得函数 l3 解析式为 y= (
1
2
x+1)( -x+n),
∵ 函数 l3 的图象恰好经过点( -1,0),
∴ 0 = ( -
1
2
+1)(1+n),解得 n= -1,
∴ y= -(
1
2
x+1)(x+1)= -
1
2
x2 -
3
2
x-1;
(2)∵ y= (
1
2
x+1)( -x+n)= -
1
2
x2 +
n
2
x-x+n,
∴ 对称轴为直线 x= -
b
2a
= -
n
2
-1
2×( -
1
2
)
= n
2
-1,
顶点纵坐标为 y =
4ac-b2
4a
=
4×( -
1
2
)n-(
1
2
n-1) 2
4×( -
1
2
)
= n
2
8
+ n
2
+
1
2
= 1
8
(n+2) 2 ,
∴ 当 n= -2 时,y 取得最小值,最小值为 0,则横坐标为-
2
2
-1
04
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= -2,
∴ 当点 P 的纵坐标最小时,此时顶点 P 的坐标为( -2,0);
(3)依题意知直线 l1 恒过点( -2,0),l2 恒过点(n,0),l3 恒过
点( -2,0)和(n,0),又因为一次函数 l1 和 l2 的图象与函数 l3
的图象的公共点有且只有 3 个,所以直线 l1 ,l2 的交点在函数
l3 的图象上,
联立
y=
1
2
x+1,
y= -x+n,
{ 解得
x=
2n-2
3
,
y=
n+2
3
,
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
代入 y= (
1
2
x+1) ( -x+n) 得
n+2
3
= (
1
2
× 2n
-2
3
+ 1) ( -
2n-2
3
+
n),
解得 n= -2 或 n= 1.
2.解:(1)(
2
3
,
4
3
);【解法提示】依题意知,“友好点”在直线y=
2x 上,联立得
y= 2x,
y=
1
2
x+1,{ 解得
x=
2
3
,
y=
4
3
,
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
∴ 直线 y=
1
2
x+1 上的
“友好点”坐标为(
2
3
,
4
3
) .
(2)联立得
y= 2x,
y=
8
x
,{ 解得 x= 2,y= 4{ 或 x= -2,y= -4,{
∵ 点 A 是反比例函数 y=
8
x
(x>0)图象上的“友好点”且在第
一象限,
∴ 点 A 的坐标为(2,4) .
设直线 OA 的解析式为 y= kx,将 A(2,4)代入得 4 = 2k,
解得 k= 2,
∴ 直线 OA 的解析式为 y= 2x,
∵ 点 B 在线段 OA 的延长线上,
∴ 点 B 在直线 y= 2x 上,
设 B(b,2b),
∵ BC⊥x 轴于点 C,BC= 6,
∴ 2b= 6,解得 b= 3,
∴ 点 B 的坐标为(3,6),
∵ BC 交反比例函数 y=
8
x
(x>0)图象于点 D,
∴ 点 D 的横坐标为 3,
将 x= 3 代入 y=
8
x
得 y=
8
3
,∴ D(3,
8
3
);
(3)∵ 函数 y= -x2 +bx+c 是“友好二次函数”,设它图象的顶
点为(h,2h),
∴ y= -(x-h) 2 +2h,
∵ “友好二次函数”y= -( x-h) 2 + 2h 的图象与 y 轴的交点是
“友好点”,
∴ 与 y 轴交点为(0,0),
将(0,0)代入 y= -(x-h) 2 +2h 中,得 0 = -h2 +2h,
解得 h1 = 0,h2 = 2,
当 h= 0 时,y= -x2 ;
当 h= 2 时,y= -(x-2) 2 +4 = -x2 +4x,
∴ 这个“友好二次函数”的表达式为 y= -x2 或 y= -x2 +4x;
(4)d=
- 1
2
m+
5
4
(m≤2),
1
4
(m-3) 2(2<m≤
5
2
),
1
4
(m-2) 2(
5
2
<m≤3),
1
2
m-
5
4
(m>3) .
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
ï
ï
ï
ï
ïï
【解法提示】设“友好二次函
数”的解析式为 y=
1
4
(x-h) 2 +2h,且图象过点( -2,8),∴ 8 =
1
4
( -2-h) 2 +2h,解得 h1 = 2,h2 = -14,
∵ 这个“友好二次函数”的图象顶点在第一象限,
∴ h>0,∴ h= 2,∴ y=
1
4
(x-2) 2 +4,
∵ “友好二次函数”y=
1
4
(x-2) 2 +4,
1
4
>0,图象开口向上,对
称轴为直线 x= 2,顶点坐标为(2,4),当 m≤2 时,m-1≤x≤m
在对称轴左侧,y 随 x 的增大而减小,∴ 当 x =m 时,函数有最
小值
1
4
(m-2) 2 +4,当 x=m-1 时,函数的最大值为
1
4
(m-1-
2) 2 +4 =
1
4
(m-3) 2 +4,∴ d =
1
4
(m-3) 2 +4-
1
4
(m-2) 2 -4 =
1
4
(5-2m)= -
1
2
m+
5
4
;
当 m-1>2,即 m>3 时,在对称轴右侧,y 随 x 的增大而增大,
∴ 当 x=m-1 时,函数有最小值
1
4
(m-3) 2 +4,当 x =m 时,函
数的最大值为
1
4
(m-2) 2 +4,∴ d=
1
4
(m-2) 2 +4-
1
4
(m-3) 2
-4 =
1
4
(2m-5)=
1
2
m-
5
4
;当 m- 1≤2≤m 时,当
m-1+m
2
> 2
时,即 m>
5
2
,此时当 x =m 时,函数的最大值为
1
4
(m- 2) 2 +
4,函数的最小值为 4,∴ d=
1
4
(m-2) 2 ;当
m-1+m
2
<2 时,即 m
<
5
2
,当 x=m-1 时,函数的最大值为
1
4
(m-3) 2 +4,函数的最
小值为 4,∴ d=
1
4
(m-3) 2 ,
综上所述,d=
- 1
2
m+
5
4
(m≤2),
1
4
(m-3) 2(2<m≤
5
2
),
1
4
(m-2) 2(
5
2
<m≤3),
1
2
m-
5
4
(m>3) .
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
ï
ï
ï
ï
ïï
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