2026年中考数学二轮复习核心考点专题提优拓展训练 专题8 一次函数、反比例函数与二次函数的综合运用
2026-05-07
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 函数 |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.97 MB |
| 发布时间 | 2026-05-07 |
| 更新时间 | 2026-05-07 |
| 作者 | 勾三股四初中数学资料库 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57718523.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题8 一次函数、反比例函数与二次函数的综合运用
第一部分 典例剖析及变式训练
类型一 反比例函数与一次函数的综合运用
【典例1】(2025秋•毕节市期末)如图,在平面直角坐标系中,一次函数y=kx+b的图象分别交x轴、y轴于A、B两点,与反比例函数的图象交于C、D两点,DE⊥x轴于点E,已知C点的坐标是(6,﹣1),DE=3.
(1)求反比例函数与一次函数的解析式;
(2)求△CDE的面积.
(3)根据图象写出使一次函数的值大于反比例函数的值的x的取值范围.
【变式训练】
1.(2024秋•怀宁县期中)如图,一次函数y=﹣2x﹣2的图象分别与x轴,y轴交于A,B两点,与反比例函数的图象交于点C,已知A为线段BC的中点.
(1)求反比例函数的表达式;
(2)若点P是反比例函数的图象上一个动点,PD⊥y轴于点D.设四边形AODP的面积为S,当时,S的最小值.
2.(2026•肥东县模拟)如图,点A(m,1)在双曲线的图象上,另有一直线y2=x+3的图象经过点A.
(1)求出y1的表达式;
(2)画出y2的图象,并根据图象直接写出y1,y2同时大于1时的x的范围.
3.(2026春•海淀区月考)在平面直角坐标系xOy中,一次函数y=kx+b(k≠0)的图象由函数y=x的图象平移得到,且与函数的图象在第一象限交于点A(4,n).
(1)求一次函数的表达式;
(2)已知点T(t,0),过点T作垂直于x轴的直线,交直线y=kx+b(k≠0)于点M(x1,y1),交函数的图象于点N(x2,y2).当y1<y2时,直接写出t的取值范围.
类型二 反比例函数与二次函数的综合运用
【典例2】(2024•庐阳区模拟)在平面直角坐标系中,反比例函数与二次函数y=﹣x2+2kx+1﹣k2(k为常数)的图象如图所示,P(m,﹣6),Q(12,n)是反比例函数图象上的两点.
(1)m= ,n= ;
(2)记反比例函数图象上P、Q两点之间(包含P、Q两点)的部分为PQ,若二次函数的图象与PQ有两个公共点,则k的取值范围是 .
【变式训练】
1.(2025秋•高唐县期末)反比例函数y(k≠0)与二次函数y=x2﹣kx+k在同一平面直角坐标系中的大致图象可能是( )
A. B. C. D.
2.(2025•曲阜市二模)如图,曲线AB是抛物线y=﹣4x2+8x+1的一部分(其中A是抛物线与y轴的交点,B是顶点),曲线BC是反比例函数的图象的一部分,由点C开始不断重复形成一组“波浪线”.若点P(2024,m)在该“波浪线”上,则m的值为( )
A.1 B.5 C. D.2024
3.(2025秋•南海区月考)新定义:若一个点的横坐标与纵坐标之和为6,那么称这个点为“和六点”.已知反比例函数的图象经过点A(2,4),二次函数y=ax2+bx(a≠0)的图象经过该反比例函数图象上的所有“和六点”.
(1)求二次函数的解析式;
(2)已知二次函数与反比例函数的图象交于A,B(点A的横坐标小于点B的横坐标)两点,P为抛物线对称轴上一动点.若△PAB是以P为顶角的等腰三角形,求点P的坐标.
类型三 一次函数与二次函数的综合运用
【典例3】如图,在平面直角坐标系xOy中,一次函数的图象分别与x轴,y轴交于点A、B,点C是线段AB上一点,C与B不重合.以点C为顶点的二次函数f(x)的图象经过点B.将该二次函数的图象平移后得到新抛物线g(x),点B、C的对应点分别是B′、C′,且点B′的坐标为,点C′的纵坐标为﹣2.
(1)求点C的坐标及二次函数f(x)的解析式;
(2)若点P是新抛物线对称轴上一点,且以P、A、C为顶点的三角形与△ABC相似,且相似比不等于1,求点P的坐标;
(3)点D(4,y1)和E(x2,y2)在新抛物线上,且对于任意实数x2,当m<x2≤m+1时,y1>y2,求实数m的取值范围.
【变式训练】
1.已知二次函数y=x2+bx﹣10图象的对称轴是.
(1)求二次函数的解析式;
(2)设直线y=4x+7与抛物线y=x2+bx﹣10交点的横坐标为m.求代数式的值.
类型四 反比例函数与一次函数、二次函数的综合运用
【典例4】(2026春•盐城月考)定义:若一个函数图象上存在横、纵坐标和为0的点,则称该点为这个函数图象的“零点”.
(1)若点P(1,﹣1)是一次函数y=mx+3图象上的“零点”,则m= ;若点Q是反比例函数图象上的“零点”,则点Q的横坐标为 ;
(2)若函数y=2x+m的图象上在﹣3≤x≤1的范围内存在“零点”,求实数m的取值范围;
(3)若二次函数y=ax2﹣ax﹣2a+3的图象上在﹣2≤x≤2的范围内有且只有一个“零点”,求实数a的取值范围.
【变式训练】
1.(2025秋•临淄区期中)一次函数y=ax+b和反比例函数在同一平面直角坐标系中的图象如图所示,则二次函数y=ax2+bx+c的图象可能是( )
A. B. C. D.
2.(2025秋•庐阳区期末)如图,已知反比例函数的图象与二次函数的图象交于A、B、C三点,点A的坐标为,点B的坐标为(﹣2,﹣1),点C的坐标为(﹣1,﹣2).
(1)请求出k、b、c的值;
(2)结合图象,请直接写出不等式的解集是 ;
(3)点D是抛物线AC段上的一点,连接OA、OC、AC、DC、AD,当S△ADC=S△AOC时,请求出此时D点的横坐标.
3.(2024•岳阳县模拟)对于函数y=f(x),若存在实数x0,使得f(x0)=x0,即一个函数图象上存在横坐标与纵坐标相等的点,则称该点是函数y=f(x)的“不动点”.例如,点(1,1)是函数图象的“不动点”.
(1)分别判断函数y=x2+5x+3,y=x+2的图象上是否存在“不动点”?如果存在,求出“不动点”的坐标;如果不存在,说明理由.
(2)设函数,y=﹣x+b(b>0)的图象的“不动点”分别为点A,B,过B作BC⊥x轴,垂足为C.当△ABC为等腰直角三角形时,求a,b的关系式;
(3)若函数y=x2﹣6(x≥m)的图象记为W1,将其沿直线x=m翻折后的图象记为W2,此时W2的解析式为y=(x﹣2m)2﹣6(x<m),当W1,W2两部分组成的图象上恰有2个“不动点”时,求m的取值范围.
4.(2024•鼓楼区三模)两个函数交点的横坐标可视为两个函数联立后方程的根,例如函数y=x+3的图象与函数的图象交点的横坐标可视为方程x2+3x=1的根.
(1)函数y=x+b的图象与函数的图象有两个不同交点,求b取值范围.
(2)已知二次函数y=﹣x2+2mx﹣1(m为常数).
①设直线y=﹣2x+1与抛物线y=﹣x2+2mx﹣1有两个不同交点,求m取值范围.
②已知点A(﹣2,﹣1)、B(2,﹣1),若抛物线y=﹣x2+2mx﹣1与线段AB只有一个公共点,请直接写出m的取值范围.
第二部分 专题提优训练
1.(2026•惠山区一模)如图,直线AB与x轴交于点C,与反比例函数的图象交于A、B两点,过点A作AD⊥y轴,垂足为点D,若S△ACD=5,则a的值为( )
A.﹣4 B.﹣9 C.6 D.11
2.(2022秋•永年区月考)在平面直角坐标系中,我们把横纵坐标都是整数的点叫做整点,已知二次函数y=﹣x2+bx(b>0)和反比例函数y(x>0)的图象如图所示,它们与x轴正半轴围成的封闭图形(不包括边界)的整点个数为4,则b的取值范围是( )
A.b B.b≤4 C.b D.4<b
3.(2025秋•清城区期末)二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象如图所示,则一次函数y=ax+b和反比例函数在同一平面直角坐标系中的图象可能是( )
A. B. C. D.
4.(2025•江北区模拟)如图,直线y=ax(a≠0)与反比例函数的图象交于A、B两点,点C为反比例函数图象上另一点,连接AC,点D为线段AC的中点,若点B、点C的横坐标分别为﹣1和﹣3,S△ABD=4,则k值是 .
5.(2025秋•瑶海区期末)如图,二次函数y1的顶点坐标为(2,﹣2),与y轴交于(0,﹣4),与反比例函数y2的图象交点横坐标为﹣1.
(1)求二次函数和反比例函数解析式;
(2)根据图象:直接写出y2>y1的解集.
6.已知抛物线y=ax2﹣4ax+3a交x轴于A,B两点,其中点A在点B的左边,直线y=﹣ax+3a与y轴交于点C,其中a>0.
(1)点A的坐标为 ,点B的坐标为 ;
(2)过点P(t,0)作x轴的垂线,交抛物线y=ax2﹣4ax+3a于点M,交直线y=﹣ax+3a于点N.
①若a=1,t=2,求MN的长度;
②在点P从坐标原点O向点D(3a,0)运动的过程中(点P不与点O、D重合),若的值与t无关,求a的取值范围.
7.(2025秋•天河区期末)已知平面直角坐标系中,直线AB与反比例函数y(x>0)的图象交于点A(1,3)和点B(3,n),与x轴交于点C,与y轴交于点D.
(1)求反比例函数的表达式及n的值;
(2)将△OCD沿直线AB翻折,点O落在第一象限内的点E处,EC与反比例函数的图象交于点F.
①请求出点F的坐标;
②将线段BF绕点B旋转,在旋转过程中,求线段OF的最大值.
8.(2025秋•长沙县期末)【自主定义】某数学兴趣小组研究发现:在平面直角坐标系中,某些点的纵坐标y比横坐标x的3倍还大a(a为常数),即纵坐标y与横坐标x满足关系式y=3x+a(a为常数),则称此点为“3倍大a点”,例如(1,3+a),(3,9+a)都是“3倍大a点”.
【感知判定】(1)若a=2时,判断下列点是否为“3倍大2点”(在后面括号内填“是”或“否”);
①(m,3m+2)( )
②(﹣1,1)( )
【知识应用】(2)若a=1时,“3倍大1点”为(x,3x+1),则一次函数y=4x+3的图象上的“3倍大1点”的坐标为 ;
(3)若反比例函数存在“3倍大a点”,求a2的取值范围;
【拓展延伸】(4)若a=1时,二次函数y=﹣x2﹣2x+c在﹣3≤x≤1的范围内,图象上有且只有1个“3倍大1点”,求c的取值范围.
9.(2026•西岗区模拟)已知y1和y2都是自变量x的函数,若当x>0时,y2=y1,当x≤0时,y2=﹣y1,则称函数y2为函数y1的“关联函数”.
例如:函数y1=x﹣1,则称y2为函数y1=x﹣1的“关联函数”,图1、图2分别为y1、y2的图象.
(1)若点M(m,4)在函数y1=2x﹣3的“关联函数”y2的图象上,求m的值;
(2)点P是反比例函数图象上的一点,且纵坐标为2,过点P作PQ∥x轴,交的“关联函数”y2的图象于点Q,当PQ=3时,则k= .
(3)二次函数的图象过(﹣1,0),(3,0)两点,
①当﹣1≤x≤n时,y2的取值范围是﹣4n﹣1≤y≤3,求n的值;
②若点P在y2的图象上,且P点的横坐标为t(t≤3),点Q坐标为(1﹣3t,0),以PQ为对角线构造矩形,且矩形的边与坐标轴平行.当y2的图象在矩形内部的点纵坐标y随x的增大而增大或y随x的增大而减小时,直接写出t的取值范围.
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专题8 一次函数、反比例函数与二次函数的综合运用
第一部分 典例剖析及变式训练
类型一 反比例函数与一次函数的综合运用
【典例1】(2025秋•毕节市期末)如图,在平面直角坐标系中,一次函数y=kx+b的图象分别交x轴、y轴于A、B两点,与反比例函数的图象交于C、D两点,DE⊥x轴于点E,已知C点的坐标是(6,﹣1),DE=3.
(1)求反比例函数与一次函数的解析式;
(2)求△CDE的面积.
(3)根据图象写出使一次函数的值大于反比例函数的值的x的取值范围.
【分析】(1)用待定系数法求出反比例函数表达式,进而求出点D的坐标,再利用待定系数法求出一次函数表达式即可求解;
(2)根据即可求得;
(3)观察函数图象即可求解.
【解答】解:(1)由题意可得:a=6×(﹣1)=﹣6,
∴反比例函数的关系式为,
∵点D在反比例函数上,且DE=3,
∴y=3,代入得:,解得x=﹣2,
∴点D的坐标为(﹣2,3).
∵C、D两点在直线y=kx+b上,则,解得,
∴;
(2);
(3)由图象可知:当x<﹣2或0<x<6时,一次函数的值大于反比例函数的值.
【点睛】本题考查反比例函数的性质,正确进行计算是解题关键.
【变式训练】
1.(2024秋•怀宁县期中)如图,一次函数y=﹣2x﹣2的图象分别与x轴,y轴交于A,B两点,与反比例函数的图象交于点C,已知A为线段BC的中点.
(1)求反比例函数的表达式;
(2)若点P是反比例函数的图象上一个动点,PD⊥y轴于点D.设四边形AODP的面积为S,当时,S的最小值.
【分析】(1)由一次函数解析式求出A、B的坐标,进而求得C点坐标,代入可求得k的值;
(2)设,则,由于的值在x<0时,y随x的增大而增大,S随的值的增大而增大,即可得出S随x的增大而增大.再由点C(﹣2,2),则当时,﹣2≤x<0,所以当x=﹣2时,S值最小,把x=﹣2代入计算即可求解.
【解答】解:(1)在y=﹣2x﹣2中,当x=0时,y=﹣2,当y=0时,x=﹣1,
∴A(﹣1,0),B(0,﹣2).
∵A为线段BC的中点,
∴﹣1×2﹣0=﹣2,0×2﹣(﹣2)=2,
∴C(﹣2,2).
∵反比例函数的图象过点C,
∴k=﹣2×2=﹣4,
∴;
(2)解:∵点P是反比例函数的图象上一个动点,
∴设,
∴.
设,则S=a+2,
∴S随a的增大而增大.
在中,﹣2<0,
∴x<0时,a随x的增大而增大,
∴S随x的增大而增大.
由(1)知,C(﹣2,2),
∴当时,﹣2≤x<0,
∴当x=﹣2时,S值最小,最小值为.
即当时,S最小值为3.
【点睛】本题是反比例函数与一次函数的交点问题,考查了一次函数图象上点的坐标特征,待定系数法求反比例函数的解析式,一次函数的性质,反比例函数的性质,熟知函数的性质是解题的关键.
2.(2026•肥东县模拟)如图,点A(m,1)在双曲线的图象上,另有一直线y2=x+3的图象经过点A.
(1)求出y1的表达式;
(2)画出y2的图象,并根据图象直接写出y1,y2同时大于1时的x的范围.
【分析】(1)先求出点A的坐标,再据此求出y1的表达式即可;
(2)根据题意,画出y2的图象,再利用数形结合的数学思想即可解决问题.
【解答】解:(1)将点A(m,1)代入y2=x+3得,
m+3=1,
解得m=﹣2,
所以点A的坐标为(﹣2,1).
将点A坐标代入得,
k=(﹣2)×1=﹣2,
所以y1的表达式为;
(2)如图所示,
由函数图象可知,
当﹣2<x<0时,一次函数和反比例函数的图象都在直线y=1的上方,即y1,y2同时大于1,
所以y1,y2同时大于1时的x的取值范围是﹣2<x<0.
【点睛】本题主要考查了反比例函数与一次函数的交点问题,熟知反比例函数及一次函数的图象与性质是解题的关键.
3.(2026春•海淀区月考)在平面直角坐标系xOy中,一次函数y=kx+b(k≠0)的图象由函数y=x的图象平移得到,且与函数的图象在第一象限交于点A(4,n).
(1)求一次函数的表达式;
(2)已知点T(t,0),过点T作垂直于x轴的直线,交直线y=kx+b(k≠0)于点M(x1,y1),交函数的图象于点N(x2,y2).当y1<y2时,直接写出t的取值范围.
【分析】(1)先求出点A的坐标,据此进一步求出一次函数的表达式即可;
(2)利用数形结合的数学思想即可解决问题.
【解答】解:(1)由题知,
将点A坐标代入y得,
n,
所以点A坐标为(4,1).
因为一次函数y=kx+b的图象由函数y=x的图象平移得到,
所以k=1,
将点A坐标代入y=x+b得,
4+b=1,
解得b=﹣3,
所以一次函数的表达式为y=x﹣3;
(2)如图所示,
由x﹣3得,
x1=﹣1,x2=4,
所以两个函数图象的交点坐标为(﹣1,﹣4)和(4,1).
由函数图象可知,
当t<﹣1或0<t<4时,一次函数的图象在反比例函数图象的下方,即满足y1<y2,
所以t的取值范围是t<﹣1或0<t<4.
【点睛】本题主要考查了反比例函数与一次函数图象的交点问题,熟知反比例函数及一次函数的图象与性质是解题的关键.
类型二 反比例函数与二次函数的综合运用
【典例2】(2024•庐阳区模拟)在平面直角坐标系中,反比例函数与二次函数y=﹣x2+2kx+1﹣k2(k为常数)的图象如图所示,P(m,﹣6),Q(12,n)是反比例函数图象上的两点.
(1)m= 2 ,n= ﹣1 ;
(2)记反比例函数图象上P、Q两点之间(包含P、Q两点)的部分为PQ,若二次函数的图象与PQ有两个公共点,则k的取值范围是 2k≤12 .
【分析】(1)把P(m,﹣6),Q(12,n)代入反比例函数解析式即可求得;
(2)把P、Q分别代入y=﹣x2+2kx+1﹣k2(k为常数),求得k的值,根据图象即可求得.
【解答】解:(1)∵P(m,﹣6),Q(12,n)是反比例函数图象上的两点,
∴﹣6m=12n=﹣12,
解得m=2,n=﹣1,
故答案为:2,﹣1;
(2)∵二次函数y=﹣x2+2kx+1﹣k2,
∵Δ=(2k)2﹣4×(﹣1)×(1﹣k2)=4>0,
∴抛物线y=﹣x2+2kx+1﹣k2(k为常数)与x轴有两个交点,
把Q(12,﹣1)代入y=﹣x2+2kx+1﹣k2(k为常数)得.﹣144+24k+1﹣k2=﹣1,
解得,k=12或k=12(较大值舍去),
把P(2,﹣6)代入y=﹣x2+2kx+1﹣k2(k为常数)得.﹣4+4k+1﹣k2=﹣6,
解得k=2或k=2(较小值,舍去),
∴二次函数的图象与PQ有两个公共点,则k的取值范围是2k≤12.
故答案为:2k≤12.
【点睛】本题考查了反比例函数图象上点的坐标特征,反比例函数图象与系数的关系,二次函数图象上点的坐标特征,图象上点的坐标适合解析式是解题的关键.
【变式训练】
1.(2025秋•高唐县期末)反比例函数y(k≠0)与二次函数y=x2﹣kx+k在同一平面直角坐标系中的大致图象可能是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据k的取值范围分当k>0时和当k<0时两种情况进行讨论,根据反比例函数图象与性质,二次函数图象和性质进行判断即可.
【解答】解:当k>0时,反比例函数y(k≠0)的图象经过第一、三象限,二次函数y=x2﹣kx+k图象的对称轴为直线x在y轴右侧,并与y轴交于正半轴,则A、B选项不符合题意;
当k<0时,反比例函数y(k≠0)的图象经过第二、四象限,二次函数y=x2﹣kx+k图象的对称轴为直线x在y轴左侧,并与y轴交于负半轴,则C选项都符合题意;
故选:C.
【点睛】本题考查反比例函数的性质及二次函数的性质,解题的关键是根据题意对k的取值进行分类讨论(当k>0时和当k<0时),注意运用数形结合的思想方法,充分观寻找图象中的关键点,结合函数解析式进行求解.
2.(2025•曲阜市二模)如图,曲线AB是抛物线y=﹣4x2+8x+1的一部分(其中A是抛物线与y轴的交点,B是顶点),曲线BC是反比例函数的图象的一部分,由点C开始不断重复形成一组“波浪线”.若点P(2024,m)在该“波浪线”上,则m的值为( )
A.1 B.5 C. D.2024
【分析】首先将抛物线的解析式配成顶点式得到点B的坐标,然后令抛物线中的x=0算出对应的函数值,可得点A的坐标;利用待定系数法求出反比例函数图象的解析式,将x=5代入反比例函数解析式算出对应的函数值得到点C的坐标,从而发现5个单位为一个循环,进而即可得出点P的纵坐标与x=4时对应的函数值相等,于是将x=4代入算出对应的函数值即可得到m的值.
【解答】解:由条件可得:y=1,
∴A(0,1),
∵,
将x=1代入抛物线y=﹣4x2+8x+1,可得:y=5,
∴B(1,5),
由条件可知k=5,
将x=5代入可得:x=1,
∴C(5,1),
∵由点C开始不断重复形成一组“波浪线”
又∵2024÷5=404…4,
∴P点纵坐标和x=4时对应的函数值相等,
∴将x=4代入得,
∴;
故选:C.
【点睛】本题考查了二次函数的性质、反比例函数图象上点的坐标特征、找规律等知识点,找到规律,正确求出点坐标是解答本题的关键.
3.(2025秋•南海区月考)新定义:若一个点的横坐标与纵坐标之和为6,那么称这个点为“和六点”.已知反比例函数的图象经过点A(2,4),二次函数y=ax2+bx(a≠0)的图象经过该反比例函数图象上的所有“和六点”.
(1)求二次函数的解析式;
(2)已知二次函数与反比例函数的图象交于A,B(点A的横坐标小于点B的横坐标)两点,P为抛物线对称轴上一动点.若△PAB是以P为顶角的等腰三角形,求点P的坐标.
【分析】(1)先利用待定系数法求出反比例函数解析式为y,设反比例函数上的“和六点”为(m,),根据“和六点”的定义建立方程求出反比例函数上的“和六点”坐标,进而利用待定系数法求出抛物线解析式即可;
(2)先求出对称轴,再设出点P坐标,根据AP=BP,利用两点距离计算公式建立方程求解即可.
【解答】解:(1)∵反比例函数的图象经过点A(2,4),
∴k=2×4=8.
∴反比例函数的解析式为,
设反比例函数上的“和六点”为,
∴.
解得m1=2,m2=4.
∴反比例函数图象上的“和六点”为(2,4),(4,2).
∵二次函数y=ax2+bx(a≠0)的图象经过(2,4),(4,2).
∴,
解得,
∴二次函数的解析式为y.
(2)由抛物线的表达式知,其对称轴为直线,
设点,
由(1)知,点B(4,2),
由点A、B、P的坐标得,,,
∵△PAB是以P为顶角的等腰三角形,
∴PA=PB,
∴(m﹣4)2(m﹣2)2,
解得:m,
∴点P(,).
【点睛】本题属于二次函数综合题,主要考查了二次函数与反比例函数综合,两点距离计算公式,等腰三角形的定义,正确理解题意求出反比例函数上的“和六点”的坐标是解题的关键.
类型三 一次函数与二次函数的综合运用
【典例3】如图,在平面直角坐标系xOy中,一次函数的图象分别与x轴,y轴交于点A、B,点C是线段AB上一点,C与B不重合.以点C为顶点的二次函数f(x)的图象经过点B.将该二次函数的图象平移后得到新抛物线g(x),点B、C的对应点分别是B′、C′,且点B′的坐标为,点C′的纵坐标为﹣2.
(1)求点C的坐标及二次函数f(x)的解析式;
(2)若点P是新抛物线对称轴上一点,且以P、A、C为顶点的三角形与△ABC相似,且相似比不等于1,求点P的坐标;
(3)点D(4,y1)和E(x2,y2)在新抛物线上,且对于任意实数x2,当m<x2≤m+1时,y1>y2,求实数m的取值范围.
【分析】(1)先求出点B的坐标进而得出OB的长度;过点C作CH⊥y轴于点H,由平移的性质可得,原抛物线中B,C两点的纵坐标的差与新抛物线中B',C'两点的纵坐标的差相等,据此可得点C的坐标,最后利用抛物线顶点式将点B,C代入即可求得抛物线表达式;
(2)由原抛物线对称轴得到新抛物线的对称轴,在△AB'C中得到三边的长度,根据△PAC与ΔAB′C的相似比不为1,可得出当PC⊥AC符合题意,利用余弦的定义求得PA的长度,进而得出点P的坐标;
(3)先求出平移后的新抛物线解析式,将点D代入求出其坐标,由m<x2≤m+1时,y1>y2恒成立,可设,求得点F的横坐标,进而得出m的取值范围.
【解答】解:(1)令x=0,,
∴B(0,4),
∴OB=4,
过点C作CH⊥y轴于点H,
∵,点C的纵坐标为﹣2,
∴yB﹣yC=2,
∵将原二次函数的图象平移后得到新抛物线,点B′,C分别是B,C的对应点,
∴yB﹣yC=yB'﹣yC'=2,即BH=2,
∵yB=4,
∴yC=2,
将yC=2代入,得,
∴,
∵点C为二次函数f(x)的顶点,
∴设二次函数的解析式为,
将B(0,4)代入得:,
解得:,
∴二次函数;
(2)二次函数f(x)的对称轴为x,
∵向右移个单位长度得到二次函数g(x)的对称轴,
∴二次函数g(x)的对称轴为,
如图,在△AB′C 中,,
∴B′C∥y轴,
在Rt△CBA中,,BC=2,
∴,
∴,
∵B′C∥AP,
∴∠BCA=∠CAP,即,
∵△PAC与△ABC的相似比不为1,
当PC⊥PA时,易证得△PAC≌ΔB′CA(AAS),不符合题意,
当PC⊥AC时,,
∴,
∴点P的坐标为;
(3)由(2)知,,
将点D(4,y1)代入得:,
∴,
设,则,
m<x2≤m+1时,y1>y2恒成立,
∴2≤m<m+1<4,
∴2≤m<3.
【点睛】本题考查二次函数的图象及性质,熟练掌握二次函数的图象及性质,三角形相似的判定及性质是解题的关键.
【变式训练】
1.已知二次函数y=x2+bx﹣10图象的对称轴是.
(1)求二次函数的解析式;
(2)设直线y=4x+7与抛物线y=x2+bx﹣10交点的横坐标为m.求代数式的值.
【分析】(1)根据对称轴公式进行求解即可;
(2)令x2+3x﹣10=4x+7,得到x2﹣x﹣17=0,进而得到m2﹣m﹣17=0,变形为(m+4)2﹣9(m+4)+3=0,进而得到,利用完全平方公式求出,根据,进行求解即可.
【解答】解:(1)由条件可知,
∴b=3,
∴y=x2+3x﹣10;
(2)令x2+3x﹣10=4x+7,
∴x2﹣x﹣17=0,
由条件可知m2﹣m﹣17=0,
∴m2+8m+16﹣9m﹣36+3=0,
∴(m+4)2﹣9(m+4)+3=0,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
【点睛】本题考查了二次函数的性质,熟练掌握求二次函数解析式是关键.
类型四 反比例函数与一次函数、二次函数的综合运用
【典例4】(2026春•盐城月考)定义:若一个函数图象上存在横、纵坐标和为0的点,则称该点为这个函数图象的“零点”.
(1)若点P(1,﹣1)是一次函数y=mx+3图象上的“零点”,则m= ﹣4 ;若点Q是反比例函数图象上的“零点”,则点Q的横坐标为 ;
(2)若函数y=2x+m的图象上在﹣3≤x≤1的范围内存在“零点”,求实数m的取值范围;
(3)若二次函数y=ax2﹣ax﹣2a+3的图象上在﹣2≤x≤2的范围内有且只有一个“零点”,求实数a的取值范围.
【分析】(1)利用待定系数法求解m的值即可;根据“零点”的定义可得,解之即可得到答案;
(2)设函数y=2x+m的图像上的“零点”的坐标为(a,﹣a),则﹣a=2 a+m,可得,根据a的取值范围即可求出m的取值范围;
(3)分a<0和a>0两种情况,画出示意图求出临界情况a的值即可得到答案.
【解答】解:(1)∵点P(1,﹣1)是一次函数y=mx+3图像上的“零点”,将点P的坐标代入得:
﹣1=m+3,
解得:m=﹣4;
∵点Q是反比例函数图像上的“零点”,
∴xQ+yQ=0,
∴,
解得(经检验,是分式方程的解,且符合题意),
故答案为:﹣4;;
(2)设函数y=2x+m的图像上的“零点”的坐标为(a,﹣a),代入得:
﹣a=2a+m,
解得:,
∵函数y=2x+m的图像上在﹣3≤x≤1的范围内存在“零点”,
∴﹣3≤a≤1,
∴,
∴﹣3≤m≤9;
(3)由“零点”的定义可知所有的“零点”都在直线y=﹣x上,
当x=﹣2时,得:y=2,
当x=2时,得:y=﹣2,
当x=﹣1时,得:y=1,
设E(﹣2,2),F(2,﹣2),
∵二次函数y=ax2﹣ax﹣2a+3的图像上在﹣2≤x≤2的范围内有且只有一个“零点”,
∴二次函数y=ax2﹣ax﹣2a+3的图像与线段EF有且只有一个交点;
当a<0时,
如图1,当二次函数y=ax2﹣ax﹣2a+3的图像恰好经过点E时,则4a+2a﹣2a+3=2,
解得:,
在y=ax2﹣ax﹣2a+3中,当x=2时,得:y=4a﹣2a﹣2a+3=3,
∵﹣2<3,
∴二次函数y=ax2﹣ax﹣2a+3的图像一定不会经过F点,
∴故当时,一定满足二次函数y=ax2﹣ax﹣2a+3的图像与线段EF有且只有一个交点,符合题意;
在y=ax2﹣ax﹣2a+3中,当x=﹣2时,得:y=4a+2a﹣2a+3=4a+3;
如图2,当点(﹣2,4a+3)在点E下方时,则4a+3<2,
解得:,
此时一定满足二次函数y=ax2﹣ax﹣2a+3的图像与线段EF有且只有一个交点,符合题意;
如图3,当点(﹣2,4a+3)在点E上方时,则4a+3>2,
解得:,
此时二次函数y=ax2﹣ax﹣2a+3的图像与线段EF没有交点,不符合题意;
当a>0时,
如图4,当直线y=﹣x与二次函数y=ax2﹣ax﹣2a+3的图像有且只有一个交点时,
联立得:,
整理得:ax2﹣(a﹣1)x﹣2a+3=0,
∴Δ=[﹣(a﹣1)]2﹣4a(﹣2a+3)=9a2﹣14a+1=0,,且x1=x2,
解得:,,
当时,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,不符合题意;
当时,
∵,
∴,
∴,
∴
∴,即,
∴,符合题意;
如图5,当时,二次函数y=ax2﹣ax﹣2a+3的图像与线段EF有两个交点,不符合题意;
综上所述,或.
【点睛】本题属于二次函数综合题,主要考查了待定系数法求函数解析式,二次函数的图象及性质,二次函数与一元二次方程的关系,一元二次方程根与系数的关系,不等式性质等知识点,熟练掌握根与系数关系,理解应用新定义是解题的关键.
【变式训练】
1.(2025秋•临淄区期中)一次函数y=ax+b和反比例函数在同一平面直角坐标系中的图象如图所示,则二次函数y=ax2+bx+c的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据一次函数的图象的性质先确定出a、b的取值范围,然后根据反比例函数的性质确定出c的取值范围,最后根据二次函数的性质即可做出判断.
【解答】解:∵一次函数y=ax+b经过第一、二、四象限,
∴a<0,b>0,
∵反比例函数y的图象在第二、四象限,
∴c>0,
∴二次函数y=ax2+bx+c的图象的开口向下,对称轴直线x在y轴右侧,图象与y轴的正半轴相交,
∴选项B符合题意.
故选:B.
【点睛】本题考查了反比例函数的图象、一次函数的图象以及二次函数的图象与系数的关系,根据反比例函数图象和一次函数图象经过的象限,找出a<0、b>0、c>0是解题的关键.
2.(2025秋•庐阳区期末)如图,已知反比例函数的图象与二次函数的图象交于A、B、C三点,点A的坐标为,点B的坐标为(﹣2,﹣1),点C的坐标为(﹣1,﹣2).
(1)请求出k、b、c的值;
(2)结合图象,请直接写出不等式的解集是 ﹣2<x<﹣1或0<x<4 ;
(3)点D是抛物线AC段上的一点,连接OA、OC、AC、DC、AD,当S△ADC=S△AOC时,请求出此时D点的横坐标.
【分析】(1)把点A的坐标代入反比例函数解析式,求出k的值,把点B的坐标(﹣2,﹣1),点C的坐标(﹣1,﹣2)代入二次函数解析式,求出b、c的值即可;
(2)根据函数图象直接得出不等式的解集即可;
(3)过点D作DE∥y轴,交AC于点E,设AC交y轴于点F,求出直线AC的解析式为,得出,设点D的坐标为,则点E的坐标为,求出,得出,根据S△ADC=S△AOC,得出,解方程即可.
【解答】解:(1)反比例函数的图象与二次函数的图象交于A、B、C三点,点A的坐标为,点B的坐标为(﹣2,﹣1),点C的坐标为(﹣1,﹣2).将点A的坐标代入得:
,
解得:k=2;
把点B,点C的坐标分别代入得:
,
解得:;
(2)不等式的解集是﹣2<x<﹣1或0<x<4;理由如下:
根据函数图象可得:当﹣2<x<﹣1或0<x<4时,反比例函数图象在二次函数上面,
∴不等式的解集是﹣2<x<﹣1或0<x<4,
故答案为:﹣2<x<﹣1或0<x<4;
(3)如图,过点D作DE∥y轴,交AC于点E,设AC交y轴于点F,
设直线AC的解析式为y=kx+b(k≠0),将点A,点C的坐标分别代入得:
,
解得:,
∴直线AC的解析式为,
把x=0代入得:,
∴,
∴,
∴,
根据解析(1)可得:抛物线的解析式为,
设点D的坐标为,则点E的坐标为,
∴,
∴,
∵S△ADC=S△AOC,
∴,
解得:m1=1,m2=2.
【点睛】本题属于二次函数综合题,主要考查了二次函数的图象和性质,求一次函数解析式,求二次函数解析式,解一元二次方程,解题的关键是熟练掌握二次函数的图象和性质.
3.(2024•岳阳县模拟)对于函数y=f(x),若存在实数x0,使得f(x0)=x0,即一个函数图象上存在横坐标与纵坐标相等的点,则称该点是函数y=f(x)的“不动点”.例如,点(1,1)是函数图象的“不动点”.
(1)分别判断函数y=x2+5x+3,y=x+2的图象上是否存在“不动点”?如果存在,求出“不动点”的坐标;如果不存在,说明理由.
(2)设函数,y=﹣x+b(b>0)的图象的“不动点”分别为点A,B,过B作BC⊥x轴,垂足为C.当△ABC为等腰直角三角形时,求a,b的关系式;
(3)若函数y=x2﹣6(x≥m)的图象记为W1,将其沿直线x=m翻折后的图象记为W2,此时W2的解析式为y=(x﹣2m)2﹣6(x<m),当W1,W2两部分组成的图象上恰有2个“不动点”时,求m的取值范围.
【分析】(1)在y=x2+5x+3中,令y=x得x=﹣1或x=﹣3,故函数y=x2+5x+3图象上的“不动点”坐标为(﹣1,﹣1)和(﹣3,﹣3);在y=x+2中,令y=x得x=x+2,故函数y=x+2的图象上不存在“不动点”;
(2)求出A(,),B(,),C(,0),可得AB2=2()2=2a2b,AC2=()2+a=2ab,BC2;①若AB为斜边,则A在x轴上,与A为y图象上的“不动点“矛盾,这种情况不存在;;②AC为斜边时,,这种情况不存在;③BC为斜边,,可得b2=16a;
(3)W1,W2两部分组成的图象上恰有2个“不动点”,即是W1,W2两部分组成的图象与直线y=x恰有2个交点;求出函数y=x2﹣6的图象上的“不动点”坐标为(3,3)和(﹣2,﹣2);画出图形可得当﹣2<m<3时,W1,W2两部分组成的图象与直线y=x恰有2个交点,即W1,W2两部分组成的图象上恰有2个“不动点”;当抛物线y=(x﹣2m)2﹣6与直线y=x只有一个交点时可得m=﹣3.125,画出图形可得当m<﹣3.125时,W1,W2两部分组成的图象上恰有2个“不动点”.
【解答】解:(1)在y=x2+5x+3中,令y=x得x=x2+5x+3,
解得x=﹣1或x=﹣3,
∴函数y=x2+5x+3图象上的“不动点”坐标为(﹣1,﹣1)和(﹣3,﹣3);
在y=x+2中,令y=x得x=x+2,方程无解,
∴函数y=x+2的图象上不存在“不动点”;
(2)在y中,令y=x得x,
解得x或x,
∵x>0,
∴A(,),
在y=﹣x+b中,令y=x得x=﹣x+b,
解得x,
∴B(,);
∵过B作BC⊥x轴,垂足为C,
∴C(,0),
∴AB2=2()2=2a2b,AC2=()2+a=2ab,BC2;
①若AB为斜边,∠C=90°,则A在x轴上,与A为y图象上的“不动点“矛盾,这种情况不存在;
②AC为斜边时,
∴,
整理得,
∵a>0,b>0,
∴这种情况不存在;
③BC为斜边.
∴,
∴b2=16a;
综上所述,a,b的关系式为b2=16a;
(3)W1,W2两部分组成的图象上恰有2个“不动点”,即是W1,W2两部分组成的图象与直线y=x恰有2个交点;
在y=x2﹣6中,令y=x得x=x2﹣6,
解得x=3或x=﹣2,
∴函数y=x2﹣6的图象上的“不动点”坐标为(3,3)和(﹣2,﹣2);
如图:
由图可知,当﹣2<m<3时,W1,W2两部分组成的图象与直线y=x恰有2个交点,即W1,W2两部分组成的图象上恰有2个“不动点”;
当抛物线y=(x﹣2m)2﹣6与直线y=x只有一个交点时,方程x=(x﹣2m)2﹣6有两个相等实数根,
∴x2﹣(4m+1)x+4m2﹣6=0的Δ=0,即16m2+8m+1﹣16m2=24=0,
解得m=﹣3.125,
如图:
由图可知,当m<﹣3.125时,W1,W2两部分组成的图象与直线y=x恰有2个交点,即W1,W2两部分组成的图象上恰有2个“不动点”;
综上所述,当﹣2<m<3或m<﹣3.125时W1,W2两部分组成的图象上恰有2个“不动点”.
【点睛】本题考查二次函数的综合应用,涉及新定义,解题的关键是读懂题意,利用数形结合思想解决问题.
4.(2024•鼓楼区三模)两个函数交点的横坐标可视为两个函数联立后方程的根,例如函数y=x+3的图象与函数的图象交点的横坐标可视为方程x2+3x=1的根.
(1)函数y=x+b的图象与函数的图象有两个不同交点,求b取值范围.
(2)已知二次函数y=﹣x2+2mx﹣1(m为常数).
①设直线y=﹣2x+1与抛物线y=﹣x2+2mx﹣1有两个不同交点,求m取值范围.
②已知点A(﹣2,﹣1)、B(2,﹣1),若抛物线y=﹣x2+2mx﹣1与线段AB只有一个公共点,请直接写出m的取值范围.
【分析】(1)根据题意关于x的方程x+b有两个不相等的实数解,则Δ=b2+4>0,然后解不等式即可.
(2)根据题意关于x的方程﹣2x+1=﹣x2+2mx﹣1有两个不相等的实数解,则Δ=(2m+1)2﹣4(m2+m﹣2﹣b)>0,然后解不等式即可.
(3)确定函数y=﹣x2+2mx﹣1过定点(﹣1,0),设定点为C(0,﹣1),而A(﹣2,﹣1)、B(2,﹣1),即点A、B、C在同一直线上,当m>0时,如图实线部分,新函数图象与线段AB只有一个公共点,则函数不过点B,即m>1;当m<0时,同理可得:m<﹣1,即可求解.
【解答】解:(1)∵函数y=x+b的图象与函数的图象有两个不同交点,
∴关于x的方程x+b有两个不相等的实数解,
方程整理得x2+bx﹣1=0,
根据题意得Δ=b2+4>0,
解得b为任意数.
(2)①直线y=﹣2x+1与抛物线y=﹣x2+2mx﹣1有两个不同交点,
∴关于x的方程﹣2x+1=﹣x2+2mx﹣1有两个不相等的实数解,
整理得x2﹣(2m+2)x+2=0,
根据题意得Δ=(2m+2)2﹣4×1×2>0,
解得m或m.
②∵y=﹣x2+2mx﹣1,
∴当x=0时,y=﹣1,
∴函数过定点(0,﹣1);
设定点为C(0,﹣1),而A(﹣2,﹣1)、B(2,﹣1),即点A、B、C在同一直线上,
而抛物线的对称轴为直线xm,
当m>0时,如图实线部分,函数图象与线段AB只有一个公共点,则函数不过点B,即m>1,
当m<0时,同理可得:m<﹣1,
从图象看,当m=0时,也符合题意,
故m的取值范围为:m>1或m<﹣1或m=0.
【点睛】此题考查了反比例函数图象上点的坐标特征,抛物线与x轴的交点,二次函数图象上点的坐标特征,一次函数图象与系数的关系,函数与方程的关系,解本题的关键是画出图象,分析抛物线与线段AB只有一个交点是解本题的难点.
第二部分 专题提优训练
1.(2026•惠山区一模)如图,直线AB与x轴交于点C,与反比例函数的图象交于A、B两点,过点A作AD⊥y轴,垂足为点D,若S△ACD=5,则a的值为( )
A.﹣4 B.﹣9 C.6 D.11
【分析】连接AO,利用反比例函数系数k的几何意义进行计算即可.
【解答】解:连接AO,
∵S△ACD=5且AD⊥y轴,
∴S△AOD=S△ACD=5,
∴,
解得a=11或﹣9.
又∵a<0,
∴a=﹣9.
故选:B.
【点睛】本题主要考查了反比例函数与一次函数的交点问题、反比例函数系数k的几何意义,熟知反比例函数系数k的几何意义是解题的关键.
2.(2022秋•永年区月考)在平面直角坐标系中,我们把横纵坐标都是整数的点叫做整点,已知二次函数y=﹣x2+bx(b>0)和反比例函数y(x>0)的图象如图所示,它们与x轴正半轴围成的封闭图形(不包括边界)的整点个数为4,则b的取值范围是( )
A.b B.b≤4 C.b D.4<b
【分析】由题意知在反比例函数y(x>0)与坐标轴围成的范围内的整点有:(1,1)、(1,2)(1,3)、(2,1)、(3,1),当整点是(1,1)、(1,2)(1,3)、(2,1),当整点是(1,1)、(1,2)、(2,1)、(3,1),分别进行求解.
【解答】解:根据整点的定义,在反比例函数y(x>0)与坐标轴围成的范围内的整点有:(1,1)、(1,2)(1,3)、(2,1)、(3,1),
∴它们围成的封闭图形(不包括边界)的整点个数为4的情况只有两种,
①当整点是(1,1)、(1,2)(1,3)、(2,1),
当x=1时,y>3,则﹣1+b>3,解得b>4,
当x=2时,y>1,则﹣4+2b>1,解得b,
当x=3时,y≤1,则﹣9+3b≤1,解得b,
∵b>4与b矛盾,
∴这种情况不成立;
②当整点是(1,1)、(1,2)、(2,1)、(3,1),
当x=1时,2<y≤3,则2<﹣1+b≤3,解得3<b<4,
当x=3时,y>1,则﹣9+3b>1,解得b,
∴b≤4,
故选:B.
【点睛】本题主要考查了反比例函数和二次函数图象上点的坐标的特征,解题的关键是找出整点的坐标,同时渗透了分类讨论的数学思想.
3.(2025秋•清城区期末)二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象如图所示,则一次函数y=ax+b和反比例函数在同一平面直角坐标系中的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据二次函数图象得出a>0,b<0,c<0,即可解答.
【解答】解:由条件可知a>0,b<0,c<0,
∴一次函数y=ax+b经过一、三、四象限,反比例函数位于二、四象限,
故选:A.
【点睛】本题考查了二次函数的图象,一次函数的图象,反比例函数的图象,解题的关键是熟练掌握二次函数的图象、一次函数的图象以及反比例函数的图象与系数的关系.
4.(2025•江北区模拟)如图,直线y=ax(a≠0)与反比例函数的图象交于A、B两点,点C为反比例函数图象上另一点,连接AC,点D为线段AC的中点,若点B、点C的横坐标分别为﹣1和﹣3,S△ABD=4,则k值是 ﹣3 .
【分析】根据一次函数及反比例函数的对称性得出点A和点B关于点O对称,再由点D为AC中点及△ABD的面积得出△ABC的面积,过点C作x轴的平行线交AB于点M,用k表示出点M的坐标,再根据△BCM与△ACM的面积之和为△ABC的面积建立方程即可解决问题.
【解答】解:∵直线y=ax(a≠0)与反比例函数的图象交于A、B两点,
∴点A和点B关于点O对称.
∵点B的横坐标为﹣1,
∴点A的横坐标为1,
则点B的坐标可表示为(﹣1,﹣k),点A的坐标可表示为(1,k).
又∵点D为线段AC的中点,且S△ABD=4,
∴S△ABC=2S△ABD=8.
过点C作x轴的平行线,交AB于点M,
∵点B坐标可表示为(﹣1,﹣a),也可表示为(﹣1,﹣k),
∴a=k.
∵点C坐标为(﹣3,),
则将y代入y=ax得,
x,
∴点M的横坐标为,
∴CM.
∵S△BCM+S△ACM=S△ABC,
∴,
解得k=﹣3,
∴k的值为﹣3.
故答案为:﹣3.
【点睛】本题主要考查了反比例函数与一次函数的交点问题,熟知反比例函数及一次函数的图象与性质是解题的关键.
5.(2025秋•瑶海区期末)如图,二次函数y1的顶点坐标为(2,﹣2),与y轴交于(0,﹣4),与反比例函数y2的图象交点横坐标为﹣1.
(1)求二次函数和反比例函数解析式;
(2)根据图象:直接写出y2>y1的解集.
【分析】(1)根据已知条件设二次函数的解析式为:,把(0,﹣4)代入得关于a的方程,解方程求出a,从而求出二次函数的解析式,再设反比例函数的解析式为:,把x=﹣1代入二次函数的解析式,求出交点坐标,然后把交点坐标代入,求出k即可;
(2)根据交点坐标和两个函数的特征,观察图象进行解答即可.
【解答】解;(1)∵二次函数y1的顶点坐标为(2,﹣2),
∴设二次函数的解析式为:,
∵二次函数与y轴交于(0,﹣4),
∴把(0,﹣4)代入得:
4a﹣2=﹣4,
4a=﹣2,
,
∴二次函数的解析式为:;
设反比例函数的解析式为:,
∵二次函数的图象与反比例函数y2的图象交点横坐标为﹣1,
∴把x=﹣1代入二次函数的解析式为:
,
∴交点坐标为:,
把代入得:k,
∴反比例函数的解析式为:;
(2)根据图象与交点横坐标为﹣1,结合两个函数的图象特征:
当x<﹣1时,反比例函数图象在二次函数图象上方;
当0<x<2时,反比例函数图象也在二次函数图象上方;
∴y2>y1的解集为:x<﹣1或0<x<2.
【点睛】本题主要考查了反比例函数和二次函数的综合应用,解题关键是熟练掌握理由待定系数法求函数的解析式.
6.已知抛物线y=ax2﹣4ax+3a交x轴于A,B两点,其中点A在点B的左边,直线y=﹣ax+3a与y轴交于点C,其中a>0.
(1)点A的坐标为 (1,0) ,点B的坐标为 (3,0) ;
(2)过点P(t,0)作x轴的垂线,交抛物线y=ax2﹣4ax+3a于点M,交直线y=﹣ax+3a于点N.
①若a=1,t=2,求MN的长度;
②在点P从坐标原点O向点D(3a,0)运动的过程中(点P不与点O、D重合),若的值与t无关,求a的取值范围.
【分析】(1)在y=ax2﹣4ax+3a中,令y=0求出x的值即可得到答案;
(2)①由a=1,t=2可得M(2,﹣1),N(2,1),即可求出MN的长度为2;
②求出M(t,at2﹣4at+3a),N(t,﹣at+3a),可得MN=|at2﹣4at+3a﹣(﹣at+3a)|=|at2﹣3at|=|a|•|t|•|t﹣3|,而a>0,t>0,故MN=at|t﹣3|,得a|t﹣3|+at•a|t﹣3|+at,分两种情况讨论可得答案.
【解答】解:(1)在y=ax2﹣4ax+3a中,令y=0得0=ax2﹣4ax+3a,
解得x=1或x=3,
∵点A在点B的左边,
∴A(1,0),B(3,0),
故答案为:(1,0),(3,0);
(2)①当a=1,t=2时,P(2,0),抛物线为y=x2﹣4x+3,直线为y=﹣x+3,
在y=x2﹣4x+3中,令x=2得y=﹣1,
∴M(2,﹣1),
在y=﹣x+3中,令x=2得y=1,
∴N(2,1),
∴MN=|1﹣(﹣1)|=2,
∴MN的长度为2;
②在y=ax2﹣4ax+3a中,令x=t得y=at2﹣4at+3a,在y=﹣ax+3a中,令x=t得y=﹣at+3a,
∴M(t,at2﹣4at+3a),N(t,﹣at+3a),
∴MN=|at2﹣4at+3a﹣(﹣at+3a)|=|at2﹣3at|=|a|•|t|•|t﹣3|,
根据题意,a>0,t>0,
∴MN=at|t﹣3|,
∵OP=t,BP=|3﹣t|,
∴a|t﹣3|+at•a|t﹣3|+at,
当t≤3时,a|t﹣3|+at=3a﹣at+at=3a,
∴的值与t无关,符合题意,此时3a≤3,
∴a≤1;
当t>时,a|t﹣3|+at=at﹣3a+at=2at﹣3a,
∴的值与t有关,不符合题意;
∴a的范围是0<a≤1.
【点睛】本题考查二次函数的综合应用,解题的关键是用含字母的式子表示相关点的坐标和相关线段的长7.(2025秋•天河区期末)已知平面直角坐标系中,直线AB与反比例函数y(x>0)的图象交于点A(1,3)和点B(3,n),与x轴交于点C,与y轴交于点D.
(1)求反比例函数的表达式及n的值;
(2)将△OCD沿直线AB翻折,点O落在第一象限内的点E处,EC与反比例函数的图象交于点F.
①请求出点F的坐标;
②将线段BF绕点B旋转,在旋转过程中,求线段OF的最大值.
【分析】(1)利用待定系数法,将A(1,3)代入解析式中即可求出解析式,再将x=3代入即可求出n的值;
(2)①求出DC的直线解析式,推出线段DO和DC的长,利用翻折性质即可知F点的横坐标再代入解析式中即可求出坐标;
②由题意可知;线段BF绕点B旋转过程中,F始终在以B点为圆心,BF为半径的圆上,结合图象即可求出最大值.
【解答】解:(1)将A(1,3)代入y(x>0)中得,
3,
解得:k=3,
∴反比例函数解析式为:y,
∵B(3,n)在反比例函数y上,
∴n1;
(2)①设直线DC的解析式为:y=kx+b(k≠0),图象经过点A(1,3)、B(3,1),将其代入得:
,
解得:,
∴直线DC的解析式为:y=﹣x+4,
令y=0,则0=﹣x+4,解得x=4,
令x=0,则y=4,
∴OD=OC=4,
又∵将△OCD沿直线AB翻折,点落在第一象限内的点E处,
∴DE=4,
即F点的横坐标为4,且在反比例函数的图象上,
∴当x=4时,y,
故F点坐标为(4,);
②由①可知,B(3,1),F(4,),
∴BF,OB,
由题意可知;线段BF绕点B旋转过程中,F始终在以B点为圆心,BF为半径的圆上,当BF旋转到线段OB的延长线上时,如图所示,OF′为线段OF的最大值,
∴OFmax=OB+BF′,
综上,线段BF绕点B在旋转过程中,线段OF的最大值为.
【点睛】本题考查反比例函数的综合性质,熟练掌握反比例函数的基本性质,结合图形灵活思考综合运用是解题之关键.
8.(2025秋•长沙县期末)【自主定义】某数学兴趣小组研究发现:在平面直角坐标系中,某些点的纵坐标y比横坐标x的3倍还大a(a为常数),即纵坐标y与横坐标x满足关系式y=3x+a(a为常数),则称此点为“3倍大a点”,例如(1,3+a),(3,9+a)都是“3倍大a点”.
【感知判定】(1)若a=2时,判断下列点是否为“3倍大2点”(在后面括号内填“是”或“否”);
①(m,3m+2)( 是 )
②(﹣1,1)( 否 )
【知识应用】(2)若a=1时,“3倍大1点”为(x,3x+1),则一次函数y=4x+3的图象上的“3倍大1点”的坐标为 (﹣2,﹣5) ;
(3)若反比例函数存在“3倍大a点”,求a2的取值范围;
【拓展延伸】(4)若a=1时,二次函数y=﹣x2﹣2x+c在﹣3≤x≤1的范围内,图象上有且只有1个“3倍大1点”,求c的取值范围.
【分析】(1)根据“3倍大2点”进行判断即可;
(2)根据题意可得当a=1,“3倍大1点”为(x,3x+1),则“3倍大1点”在y=3x+1上,联立函数解析式并解方程组即可求出答案;
(3)根据题意联立函数解析式得到一元二次方程,根据根的判别式即可求出答案;
(4)分两种情况讨论,设y1=3x+1,;①抛物线与直线相切;②当x=﹣3时,y1<y2,且当x=1时,y1>y2,此时二次函数图象上有且只有1个“3倍大1点”,解不等式,即可求解.
【解答】解:(1)当a=2时,得:y=3x+2,
①当x=m时,代入y=3x+2得:y=3m+2,
∴(m,3m+2)是“3倍大2点”,
故答案为:是;
②当x=﹣1时,代入y=3x+2得:y=3×(﹣1)+2=﹣1,
∴(﹣1,1)不是“3倍大2点”;
故答案为:否;
(2)当a=1,“3倍大1点”为(x,3x+1),则“3倍大1点”在y=3x+1上,
联立:,
解得:,
∴一次函数的图象上的“3倍大1点”的坐标为(﹣2,﹣5),
故答案为:(﹣2,﹣5);
(3)由条件可知“3倍大a点”在y=3x+a上,
当反比例函数存在“3倍大a点”,
∴有解,
整理得:3x2+ax+3=0,
∴Δ=b2﹣4ac=a2﹣4×3×3≥0,
解得:a2≥36;
(4)由题意可知,“3倍大1点”在直线y1=3x+1上,
∵二次函数在﹣3≤x≤1的范围内,图象上有且只有1个“3倍大1点”,
①当3x+1=﹣x2﹣2x+c时,得:x2+5x+1﹣c=0,
∴Δ=25﹣4(1﹣c)=21+4c=0,
解得:;
②当x=﹣3时,y1<y2且当x=1时,y1>y2,
依题意得:,
解得:﹣5<c<7;
若c=7时,得:y=x2+5x+1﹣7,
解得:x1=﹣6,x2=1,
∴与x轴的两个交点的横坐标分别为﹣6,1,
综上所述,﹣5<c≤7或.
【点睛】本题属于二次函数综合题,主要考查了一次函数、反比例函数,二次函数的性质,理解新定义是解题的关键.
9.(2026•西岗区模拟)已知y1和y2都是自变量x的函数,若当x>0时,y2=y1,当x≤0时,y2=﹣y1,则称函数y2为函数y1的“关联函数”.
例如:函数y1=x﹣1,则称y2为函数y1=x﹣1的“关联函数”,图1、图2分别为y1、y2的图象.
(1)若点M(m,4)在函数y1=2x﹣3的“关联函数”y2的图象上,求m的值;
(2)点P是反比例函数图象上的一点,且纵坐标为2,过点P作PQ∥x轴,交的“关联函数”y2的图象于点Q,当PQ=3时,则k= ±3 .
(3)二次函数的图象过(﹣1,0),(3,0)两点,
①当﹣1≤x≤n时,y2的取值范围是﹣4n﹣1≤y≤3,求n的值;
②若点P在y2的图象上,且P点的横坐标为t(t≤3),点Q坐标为(1﹣3t,0),以PQ为对角线构造矩形,且矩形的边与坐标轴平行.当y2的图象在矩形内部的点纵坐标y随x的增大而增大或y随x的增大而减小时,直接写出t的取值范围.
【分析】(1)根据题意写出y2的解析式,代入求值即可;
(2)画出图形,根据反比例函数的性质即可解答;
(3)①利用二次函数的性质,分类讨论即可解答;
②画出t不同取值范围时的图象,逐一判断解答即可.
【解答】解:(1)函数y1=2x﹣3的“关联函数”y2的解析式为,
把M(m,4)代入y2=2x﹣3(x>0),
可得可得2m﹣3=4,
解得;
把M(m,4)代入y2=﹣2x+3(x≤0),
可得﹣2m+3=4,
解得,
综上,或;
(2)如图,当k>0时,
根据反比例函数的性质可得点P,Q关于y轴对称,
∵PQ=3,
∴点P横坐标为,
∴;
如图,当k>0时,
同理可得点P横坐标为,
∴;
综上所述,k=±3,
故答案为:±3;
(3)①∵二次函数的图象过(﹣1,0),(3,0)两点,
∴二次函数的解析式为,
∴,
当x=﹣1时,y2=0,
当n≤0时,
中,y2随x的增大而增大,
∵当x=﹣1时,y2=0,
∴﹣4n﹣1=0,
解得,
当时,,故不成立;
当0<n≤1时,y2在x=n时取最小值,
可得﹣4n﹣1=n2﹣2n﹣3,
解得(舍去),
当n>1时,y2在x=1时取最小值,
即﹣4n﹣1=12﹣2×1﹣3,
解得(不成立,舍去),
综上所述,;
②若点P在y2的图象上,且P点的横坐标为t(t≤3),点Q坐标为(1﹣3t,0),以PQ为对角线构造矩形,且矩形的边与坐标轴平行.当y2的图象在矩形内部的点纵坐标y随x的增大而增大或y随x的增大而减小时,直接写出t的取值范围.
如图,当t≥3时,1﹣3t≤﹣8,
此时,以PQ为对角线的矩形PNQM中,在矩形内部的存在y2的图象有两段,故t>3不成立;
如图,当2≤t<3时,﹣8<1﹣3t≤﹣5,
此时,以PQ为对角线的矩形PNQM中,在矩形内部的存在y2的图象点纵坐标y随x的增大而增大,故2≤t<3成立;
如图,﹣5<1﹣3t<﹣1,即时,
此时,以PQ为对角线的矩形PNQM中,在矩形内部存在两段y2图象,故不成立;
如图,﹣1≤1﹣3t<t,即时,
此时,以PQ为对角线的矩形PNQM中,在矩形内部存在y2点纵坐标y随x的增大而减小,故成立;
如图,当时,
此时,以PQ为对角线的矩形PNQM中不存在y2图象,故不成立;
当1<1﹣3t≤3时,即时,
此时,以PQ为对角线的矩形PNQM中不存在y2图象,故不成立;
当时,﹣3<1﹣3t<4,
此时,以PQ为对角线的矩形PNQM中不存在y2图象,在矩形内部存在y2点纵坐标y随x的增大而增大,故成立;
当t≤﹣1时,1﹣3t≥4,
此时,以PQ为对角线的矩形PNQM中,在矩形内部的存在y2的图象有两段,故t≤﹣1不成立;
综上所述,2≤t<3或或.
【点睛】本题属于二次函数综合题,主要考查了一次函数的性质,反比例函数的性质,二次函数与几何综合,熟知三种函数的性质,分类讨论是解题的关键.
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