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课时测评5 二次函数及其性质
(时间:60分钟 满分:85分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(1—10题,每小题5分,共50分)
1.若二次函数g(x)满足g(1)=1,g(-1)=5,且图象过原点,则g(x)的解析式为( )
A.g(x)=2x2-3x B.g(x)=3x2-2x
C.g(x)=3x2+2x D.g(x)=-3x2-2x
答案:B
解析:二次函数g(x)满足g(1)=1,g(-1)=5,且图象过原点,设二次函数为g(x)=ax2+bx(a≠0),可得则a=3,b=-2,所求的二次函数为g(x)=3x2-2x.故选B.
2.函数y=ax+b和y=ax2+bx+c在同一平面直角坐标系内的图象可以是( )
答案:C
解析:若a>0,则一次函数y=ax+b为增函数,二次函数y=ax2+bx+c的图象开口向上,故可排除A,D;对于B,由直线可知a>0,b>0,从而-<0,而二次函数的对称轴在y轴的右侧,故排除B.故选C.
3.已知函数f(x)=ax2+bx+c的图象如图所示,则下列结论错误的是( )
A.b>0
B.c>0
C.ff
D.不等式<0的解集是∪(3,+∞)
答案:A
解析:由题图知抛物线开口向上,所以a>0,抛物线与y轴交点纵坐标为正,所以c>0,因为-1+2=3,所以b<0,由根与系数的关系得1×2=2,即b=-3a<0,c=2a>0,对称轴x,则ff,故A错误,B、C正确;不等式<0 可化为(ax-3a)(-3ax+2a)(2ax+a)<0,即(x-3)(3x-2)(2x+1)>0,解得-<x< 或x>3.所以不等式的解集是∪,故D正确.故选A.
4.已知a,b,c∈R,函数f(x)=ax2+bx+c,若f(0)=f(4)>f(1),则( )
A.a>0,4a+b=0 B.a<0,4a+b=0
C.a>0,2a+b=0 D.a<0,2a+b=0
答案:A
解析:由f(0)=f(4),得f(x)图象的对称轴为直线x=-2,所以4a+b=0,又f(0)=f(4)>f(1),所以f(x)的图象开口向上,a>0.故选A.
5.已知函数f(x)=x2-4x+1的定义域为[1,t],在该定义域内函数的最大值与最小值之和为-5,则实数t的取值范围是( )
A.(1,3] B.[2,3]
C.(1,2] D.(2,3)
答案:B
解析:易知f(x)=x2-4x+1的图象是一条开口向上,对称轴为直线x=2的抛物线,当x=1时,y=-2,当x=2时,y=-3,由y=-2,得x=1或x=3,因为f(x)在定义域内的最大值与最小值之和为-5,所以2≤t≤3.故选B.
6.(多选)二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,则下列结论中,正确的是( )
A.a+b+c>0
B.a-b+c<0
C.abc>0
D.b=2a
答案:AB
解析:由图象可知,当x=1时,y=a+b+c>0,故A正确;当x=-1时,y=a-b+c<0,故B正确;函数图象的开口向下,a<0,对称轴->0,即b>0,当x=0时,y=c>0,则abc<0,故C错误;若b=2a,则对称轴--1,与图象不符,故D错误.故选AB.
7.(多选)已知函数f(x)=x2-2x+a有两个零点x1,x2,以下结论正确的是( )
A.a<1
B.若x1x2≠0,则+
C.f(-1)=f(3)
D.函数y=f(|x|)有四个零点
答案:ABC
解析:二次函数对应二次方程根的判别式Δ=(-2)2-4a=4-4a>0,a<1,故A正确;由根与系数的关系得,x1+x2=2,x1x2=a,+,故B正确;因为f(x)的对称轴为x=1,点(-1,f(-1)),(3,f(3))关于对称轴对称,故C正确;当a=0时,y=f(|x|)=x2-2|x|有3个零点,故D不正确.故选ABC.
8.已知二次函数f(x)的图象经过点(4,3),且图象被x轴截得的线段长为2,并且对任意x∈R,都有f(2-x)=f(2+x),则f(x)的解析式为 .
答案:f(x)=x2-4x+3
解析:因为f(2-x)=f(2+x)对任意x∈R恒成立,所以f(x)图象的对称轴为直线x=2.又因为f(x)的图象被x轴截得的线段长为2,所以f(x)=0的两根为1和3,设f(x)=a(x-1)(x-3)(a≠0),因为f(x)的图象过点(4,3),所以3a=3,所以a=1,所以所求函数的解析式为f(x)=(x-1)(x-3),即f(x)=x2-4x+3.
9.(开放题)请写出一个函数f 使之同时具有如下性质:
(1)函数f为偶函数;(2)f的值域为[0,+∞).
答案:(答案不唯一).
解析:根据题意,要求函数f为偶函数,则函数f关于直线x=2对称,而f的值域为[0,+∞),f可以为二次函数,如f(答案不唯一).
10.(多空题)已知a,b是常数且a≠0,f(x)=ax2+bx且f(2)=0,且使方程f(x)=x有等根,则:(1)f(x)的解析式为 ;(2)若f(x)的定义域和值域分别为[m,n]和[2m,2n],则m= ,n= .
答案:(1)f(x)=-x2+x (2)-2 0
解析:(1)由f(x)=ax2+bx,且f(2)=0,则4a+2b=0,又方程f(x)=x有等根,即ax2+(b-1)x=0有等根,得b=1,从而a=-,
所以f(x)=-x2+x.
(2)假定存在符合条件的m,n,由(1)知f(x)=-x2+x=-(x-1)2+≤,则有2n≤,即n≤.又f(x)图象的对称轴为直线x=1,则f(x)在[m,n]上单调递增,于是得即解方程组得m=-2,n=0,所以存在m=-2,n=0,使函数f(x)在[-2,0]上的值域为[-4,0].
(11、12题,每小题5分,共10分)
11.已知函数f(x)=x2-2(a-1)x+a,若对于区间[-1,2]上任意两个不相等的实数x1,x2,都有f(x1)≠f(x2),则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,0] B.[0,3]
C.(-∞,0]∪[3,+∞) D.[3,+∞)
答案:C
解析:二次函数f(x)=x2-2(a-1)x+a图象的对称轴为直线x=a-1,因为对于任意x1,x2∈[-1,2]且x1≠x2,都有f(x1)≠f(x2),即f(x)在区间[-1,2]上是单调函数,所以a-1≤-1或a-1≥2,所以a≤0或a≥3,即实数a的取值范围为(-∞,0]∪[3,+∞).故选C.
12.已知函数f在上的最大值为A,在上的最大值为B,若A≥2B,则实数m的取值范围是 .
答案:
解析:由函数f,作出f(x)的图象如图①:
由题意得f(1)=f(3)=f(5)=2,当1<m≤5时,函数f在上的最大值为2,即A=2,要使A≥2B,则B≤1,令f(x)=1,解得x1=3-,x2=2,x3=4,x4=3+,由图②可得,要使函数f在上的最大值为B,且B≤1,则或解得3-≤m≤.
当m>5时,由图③可得,f在上的最大值A=fm2-6m+7>0,在上单调递增,最大值B=f>fA>0,A≥2B不可能成立.综上,实数m的取值范围是.
13.(15分)(2025·江西南昌开学考)已知函数ftx2+x-3t+1,.
(1)若f在上单调递增,求实数t的取值范围;(5分)
(2)若t>0,设函数f在区间上的最大值为g,求g的表达式,并求出g的最小值.(10分)
解:(1)当t=0时,fx+1,则f在上单调递增,满足条件;
当t≠0时,ftx2+x-3t+1的对称轴为x=-,要使f在上单调递增,则解得-≤t<0.
综上,若f在上单调递增,则实数t的取值范围为.
(2)当t>0时,ftx2+x-3t+1的对称轴为x=-<0,所以f(x)在(-∞,-)上单调递减,在(-,+∞)上单调递增;
当-≥-1,即t≥时,f(x)max=g(t)=f(-2)=t-1;
当-≤-2,即0<t≤时,f(x)max=g(t)=f(-1)=-2t;
当-2<-<-1,即<t<时,f(-2)=t-1,f(-1)=-2t;
当t-1=-2t时,即t时,
f(x)max=g(t)=f(-1)=f(-2)=-;
当t-1>-2t,即<t<时,
f(x)max=g(t)=f(-2)=t-1;
当t-1<-2t,即<t<时,
f(x)max=g(t)=f(-1)=-2t.
综上,g
所以当t时,g(t)min=g()=-.
(14、15题,每小题5分,共10分)
14.已知函数f2ax2-2 024x-2 025,对任意t∈R,在区间上存在两个实数x1,x2,使≥1成立,则实数a的取值范围是( )
A.
B.
C.∪∪[1,+∞)
D.∪∪
答案:D
解析:存在两个实数x1,x2,使≥1⇔f-f≥1,当a=0时,f-2 024x-2 025,f-f2×2 024>1,显然符合;当a≠0时,f2ax2-2 024x-2 025与y=2ax2的图象完全“全等”,即可以通过平移完全重合.因为t-1≤x≤t+1且t∈R,即用一个区间宽度为2的任意区间去截取函数图象,使得图象的最高点与最低点间的纵坐标之差大于等于1,因此取纵坐标之差最小的状态为f2ax2,当a>0时,此时f-2a-0≥1,故a≥;当a<0时,此时-f0-2a≥1,故a≤-.综上,实数a的取值范围是∪∪.故选D.
15.(多选)对任意的x∈R,函数fax2-3x+的值域是,则下列结论中正确的是( )
A.a>0
B.a2b=9
C.a2+4b的最小值是12
D.a2+ab+3a+b的最小值是6-6
答案:ABC
解析:因为函数fax2-3x+的值域是,所以a>0,且f0,即-+0,所以a2b=9,故A,B正确;由a2b=9,得b>0,则a2+4b=a2+≥212,当且仅当a2,即a时取等号,所以a2+4b的最小值是12,故C正确;由a2b=9,得b>0,ab>0,则a2+ab+3a+b=a2+++3a≥2+26+6,当且仅当即a时取等号,所以a2+ab+3a+b的最小值是6+6,故D错误.故选ABC.
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