暑假培优预习:二次函数中的翻折问题、二次函数中的新定义问题专项训练-2026年八升九暑假数学(人教版)
2026-07-21
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摘要:
**基本信息**
聚焦二次函数翻折与新定义两大难点,通过坐标变换法与定义转化法构建系统性解题体系,衔接概念理解与综合应用。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|二次函数中的翻折问题|3例+3变式|坐标变换法(设点翻折推导表达式)、翻折后图形性质分析(平衡点、交点、最值)|从单一轴向翻折到复合变换(平移+翻折+旋转),从函数表达式推导到图形与直线交点综合应用|
|二次函数中的新定义问题|3例+3变式|定义转化法(新定义译为数学表达式)、方程与函数结合(建立方程求解点坐标及参数范围)|从具体定义(阶梯n点)到抽象定义(精致函数、不动点),从点坐标求解到函数性质(增减性、最值)综合探究|
内容正文:
暑假培优预习:二次函数中的翻折问题、二次函数中的新定义问题专项训练
暑假培优预习:二次函数中的翻折问题、二次函数中的新定义问题专项训练
考点目录
二次函数中的翻折问题
二次函数中的新定义问题
考点一 二次函数中的翻折问题
例1.(25-26九年级下·广东惠州·月考)(1)问题:将函数的图象沿y轴翻折,所得到的图象对应的函数表达式是什么?
解决方法:设翻折后新的函数图象上任意P的坐标为→将点P沿y轴翻折得点(______,______)(点在原函数图象上)→翻折后的图象对应的函数表达式为_____.
(2)将函数(a,b,c为常数,)的图象先向左平移1个单位长度,再沿y轴翻折,最后绕原点旋转,求所得到的图象对应的函数表达式.
例2.(25-26九年级上·湖南长沙·阶段检测)我们约定:若将抛物线(,)在x轴下方的部分沿x轴翻折,其他部分保持不变,得到函数的图象,则称函数为二次函数,(,)的“W”函数,抛物线的顶点经过翻折后得到的点称为其“W”函数图象的“平衡点”.根据该约定,解答下列问题:
(1)二次函数的“W”函数图像如图所示,请你判断下列关于该函数的“W”函数说法是否正确(在题后相应括号中,正确的打“√”,错误的打“×”);
①图象的“平衡点”是,与x轴的交点是和;( )
②当时,函数取最小值1;( )
③当或时,y随x的增大而减小.( )
(2)在同一平面直角坐标系中,若关于x的二次函数图象的顶点为点A,它的“W”函数图象的“平衡点”为点B,函数图象与x轴交于不同两点C,D.当以A,B,C,D为顶点的四边形是正方形时,求实数k的值;
(3)在(2)问条件下,若当时,二次函数的“W”函数的值随x的增大而增大,求实数h的取值范围.
例3.(24-25九年级上·北京·阶段检测)【问题背景】解方程:;
【解决方法】建立函数,
(1)求:该函数与轴的交点及其顶点坐标
(2)设,则可以通过将抛物线的轴下部分沿轴翻折得到该函数,由图象可知,当的取值范围是_________时问题方程有个不同根的时候,所有根的和为_________.
变式1.(2026·河北邯郸·模拟预测)如图1,抛物线:(是常数,)与轴交于点,,点在点的左侧,与轴交于点.
(1)求抛物线的函数表达式,并求其顶点坐标;
(2)求点,的坐标及直线的函数表达式;
(3)如图2,将抛物线在轴上方的部分沿轴向下翻折,与抛物线在轴下方的部分合在一起得到新的图形记作,将直线向下平移个单位,得到直线,若直线与图形有四个不同交点,请直接写出的取值范围.
变式2.(25-26九年级上·湖北荆门·期中)如图,二次函数的图象与轴交于两点,与轴交于点,直线经过两点.
(1)求出该二次函数的解析式;
(2)已知点为直线上的一点,设其横坐标为,过点作轴的垂线与该二次函数的图象相交于点,再过点作轴的垂线与该二次函数的图象相交于另一点.
①当时,求点的横坐标;
②当的长度随的增大而增大时,直接写出的取值范围.
(3)如图,将二次函数在轴下方的图象沿轴翻折到轴的上方,图象的其余部分不变,得到一个“”形状的新图象,再将直线向上平移个单位长度,得到直线,当直线与这个新图象有个公共点时,求的取值范围.
变式3.(25-26九年级上·山东济南·阶段检测)如图1,二次函数的图象与轴交于,两点,与轴交于点,,直线经过,两点.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)已知为线段上一点,设其横坐标为,过点作轴的垂线与该二次函数的图象相交于点,再过点作轴的垂线与该二次函数的图象相交于另一点.当时,求点的横坐标;
(3)如图2,将二次函数在轴下方的图象沿轴翻折到轴的上方,图象的其余部分不变,得到一个“”形状的新图象,再将直线向上平移个单位长度,得到直线,直接写出当直线与这个新图象分别有2个或3个公共点时,的取值范围或的值.
考点二 二次函数中的新定义问题
例1.(25-26九年级上·河南洛阳·期中)在学习抛物线的过程中,我们积累了一定的经验,请运用已有经验,对抛物线的“阶梯n点”进行研究.
定义:若抛物线上存在一点P,且点P的横、纵坐标之和为n,则称点P为此抛物线的“阶梯n点”.
例如:点在抛物线上,且点P的横、纵坐标之和为1,则点P就叫做此抛物线的“阶梯1点”.
根据以上定义,解决以下问题:
(1)若点P是抛物线的“阶梯6点”,求点P的坐标.
设点P的坐标为,由定义可知:,且,
所以,解得,.
所以点P的坐标为________或(请直接写出点P的另一个坐标).
(2)若点P是抛物线的“阶梯1点”,求点P的坐标;
(3)若抛物线上存在“阶梯3点”P,请直接写出c的取值范围.
例2.(25-26八年级下·福建泉州·期末)定义:关于自变量的函数,对于该函数图象上任意两点,,当时,都有,称该函数为“增函数”,当,时,都有,称该函数为“减函数”.
【例题】证明:函数 (x是任意实数)是“减函数”,
证明:设,则,
因为,所以,
所以,
所以,因此该函数是“减函数”.
(1)根据定义可以判断函数(x是任意实数)是“______函数”(填“增”或者“减”);
(2)根据例题,请判断函数在自变量时是“增函数”还是“减函数”;并说明此时该函数是否存在最大值或最小值,若存在,请求出最大值或最小值,若不存在,请说明理由.
例3.(25-26九年级上·贵州黔南·期中)对于二次函数(a,b,c是常数,且),给出如下新定义:若,则该函数是“精致函数”.例如:“精致函数”,这里,其中,即.
根据该定义,完成下列各题.
(1)填空:二次函数______“精致函数”;(选填“是”或“不是”)
(2)求证:“精致函数”(a,b,c是常数,且)的图象与直线总有两个不相同的交点;
(3)当时,若“精致函数”的最大值与最小值的和为2n,求n的值.
变式1.(2026·河南平顶山·三模)定义:对于一个函数,如果存在自变量时,其对应的函数值,那么我们称该函数为“不动点函数”,点为该函数图象上的一个不动点.例如:在函数中,当时,,则我们称函数为“不动点函数”,点为该函数图象上的一个不动点.某数学兴趣小组围绕该定义,对一次函数和二次函数进行了相关探究.
(1)对一次函数进行探究后,得出下列结论:
①是“不动点函数”,且只有一个不动点;
②是“不动点函数”,且只有一个不动点;
③是“不动点函数”,且有无数个不动点.
以上结论中,你认为正确的是___________(填写正确结论的序号).
该兴趣小组继续对二次函数进行探究,并设计了以下问题,请你解答.
(2)若抛物线的顶点为该函数图象上的一个不动点,求b,c满足的关系式.
(3)在(2)的条件下,当时,对应函数的最大值与最小值的差为5,请求出b,c的值.
变式2.(25-26九年级下·四川成都·阶段检测)【定义与性质】
如图1,记二次函数和的图象分别为抛物线和,且与轴都有两个交点.
定义:若抛物线的顶点为抛物线的顶点关于抛物线与轴交点的对称点,则称是关于点的对称抛物线,简称是的对称抛物线.
性质:①一条抛物线有2条对称抛物线;
②若是的对称抛物线,则也是的对称抛物线,
【理解与运用】
(1)试说明二次函数的其中1条对称抛物线为;
【思考与探究】
(2)设抛物线的函数表达式为.若该抛物线与轴交于,两点(且点在点的右侧).
①若抛物线关于点的对称抛物线与轴的另一个交点为,其中,求的取值范围;
②如图2,抛物线关于点的对称抛物线的顶点为,试问当,满足什么关系时,为等边三角形.
变式3.(25-26九年级上·河南信阳·阶段检测)定义:我们把横、纵坐标相同的点叫做“和谐点”.
(1)求二次函数的“和谐点”的坐标;
(2)已知二次函数
①若该函数只有一个“和谐点”,求的值;
②若该函数在的范围内有两个不同的“和谐点”,则的取值范围是___________;
2
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考点目录
二次函数中的翻折问题
二次函数中的新定义问题
考点一 二次函数中的翻折问题
例1.(25-26九年级下·广东惠州·月考)(1)问题:将函数的图象沿y轴翻折,所得到的图象对应的函数表达式是什么?
解决方法:设翻折后新的函数图象上任意P的坐标为→将点P沿y轴翻折得点(______,______)(点在原函数图象上)→翻折后的图象对应的函数表达式为_____.
(2)将函数(a,b,c为常数,)的图象先向左平移1个单位长度,再沿y轴翻折,最后绕原点旋转,求所得到的图象对应的函数表达式.
【答案】(1),(2)
【分析】本题考查了二次函数的图象与性质,二次函数翻折、平移、旋转的性质,掌握以上知识是关键.
(1)根据点关于y轴的对称性质得到,代入计算即可求解;
(2)根据题意,设最后得到新函数图象的点为,由旋转,翻折,平移的性质得到点是函数(a,b,c为常数,)的一点,代入计算即可求解.
【详解】解:(1)设翻折后新的函数图象上任意P的坐标为,
∴将点P沿y轴翻折得点,
∵点在原函数的图象上,
∴,
∴翻折后的图象对应的函数表达式为,
故答案为:,;
(2)设最后得到新函数图象上的任意点为,
∴点A绕原点旋转后对应点,
再沿y轴翻折后,点B的对应点为,
图象向右移动1个单位长度后,点C的对应点为,
∴点是函数(a,b,c为常数,)上的一点,
∴,
整理得,,
∴所得到的图象对应的函数表达式为.
例2.(25-26九年级上·湖南长沙·阶段检测)我们约定:若将抛物线(,)在x轴下方的部分沿x轴翻折,其他部分保持不变,得到函数的图象,则称函数为二次函数,(,)的“W”函数,抛物线的顶点经过翻折后得到的点称为其“W”函数图象的“平衡点”.根据该约定,解答下列问题:
(1)二次函数的“W”函数图像如图所示,请你判断下列关于该函数的“W”函数说法是否正确(在题后相应括号中,正确的打“√”,错误的打“×”);
①图象的“平衡点”是,与x轴的交点是和;( )
②当时,函数取最小值1;( )
③当或时,y随x的增大而减小.( )
(2)在同一平面直角坐标系中,若关于x的二次函数图象的顶点为点A,它的“W”函数图象的“平衡点”为点B,函数图象与x轴交于不同两点C,D.当以A,B,C,D为顶点的四边形是正方形时,求实数k的值;
(3)在(2)问条件下,若当时,二次函数的“W”函数的值随x的增大而增大,求实数h的取值范围.
【答案】(1)①√;②×;③√
(2)
(3)或
【分析】本题考查了二次函数的图象与性质,二次函数图象与x轴的交点坐标,正方形的判定与性质等,熟练掌握相关知识点,根据题中函数定义求解是解题的关键;
(1)先求出二次函数的顶点、与x轴的交点横坐标,由题中定义可得它的“W”函数图象的“平衡点”,
与x轴的交点坐标,由此可判定①,再结合图象可判定②和③;
(2)先用含的式子表示出线段,的长,再由以A,B,C,D为顶点的四边形是正方形,可得,代入含的式子解方程即可;
(3)先确定二次函数的“W”函数的值随x的增大而增大的图象部分,再分类讨论,综合可得结果.
【详解】(1)二次函数,顶点为,
它的“W”函数图象的“平衡点”为.
当时,,解得,,
它的“W”函数图象与x轴的交点是和,故说法①正确;
由图知,当或时,函数取最小值0,故说法②错误;
由图知,当或时,y随x的增大而减小,故说法③正确;
故答案为:①√;②×;③√.
(2)由关于x的二次函数可得其图象顶点A的坐标为,
由对称可得它的“W”函数图象的“平衡点”B的坐标为,
,
当时,,
解方程得,,
,
由对称可得线段AB与线段CD互相垂直平分,
当以A,B,C,D为顶点的四边形是正方形时,,
即,解得,,
,
.
(3)当时,,
解得,,
如图,作抛物线的对称轴交抛物线的“W函教”图象于点B,分两种情况:
①由图象可知,在图象CB段,“W”函数的值随x的增大而增大,
则,
解得.
②由图象可知,在图象点D的右侧,“W”函数的值随x的增大而增大,
则,
解得.
综上所述,实数h的取值范围为或.
例3.(24-25九年级上·北京·阶段检测)【问题背景】解方程:;
【解决方法】建立函数,
(1)求:该函数与轴的交点及其顶点坐标
(2)设,则可以通过将抛物线的轴下部分沿轴翻折得到该函数,由图象可知,当的取值范围是_________时问题方程有个不同根的时候,所有根的和为_________.
【答案】(1)该函数与轴的交点坐标为:,;顶点坐标为:,
(2),4.
【分析】本题主要考查了二次函数的综合题,根据二次函数的图象和性质求解即可.
(1)把二次函数化成顶点式,可求出顶点坐标,令,可求出函数与轴的交点坐标.
(2)画出函数图像可求解,根据函数图象可求解.
【详解】(1)解:,
∴该函数的顶点坐标为:,
令,则,
即,
解得:,,
∴该函数与轴的交点坐标为:,.
(2)∵,则可以通过将抛物线在轴下部分沿轴翻折得到该函数,如下图:
∵,
∴函数的顶点坐标为:,对称轴,
∴翻折后的顶点坐标变成,
令,根据函数与坐标轴的交点,,以及定点坐标结合函数图象可知当时,方程有个实数根.
由图象可知,当问题方程有个不同根的时候,由二次函数的对称性质以及对称轴可知,个不同根的和为,
故答案为:,4.
变式1.(2026·河北邯郸·模拟预测)如图1,抛物线:(是常数,)与轴交于点,,点在点的左侧,与轴交于点.
(1)求抛物线的函数表达式,并求其顶点坐标;
(2)求点,的坐标及直线的函数表达式;
(3)如图2,将抛物线在轴上方的部分沿轴向下翻折,与抛物线在轴下方的部分合在一起得到新的图形记作,将直线向下平移个单位,得到直线,若直线与图形有四个不同交点,请直接写出的取值范围.
【答案】(1);顶点坐标为
(2),,
(3)
【分析】(1)由待定系数法即可求解;
(2)先求出抛物线与轴交点,再由待定系数法求解一次函数解析式;
(3)先求出翻折后的解析式,设出平移后的直线解析式,找出两个临界状态,一个是直线经过点,一个是直线与抛物线相切时,即可求解.
【详解】(1)解:由题意得:将代入.
,
则,
则.
抛物线解析式为
即.
顶点坐标为;
(2)解:当时,,
,.
点,.
设直线的表达式为.将,点代入得
,
解得
直线的函数表达式为;
(3)解:将直线向下平移个单位所得直线的解析式为,
当直线过点时,,
解得;
将抛物线位于轴上方的部分关于轴对称,
得到新的图形的解析式为.
当直线与抛物线相切时,
令,
整理得,
.
解得
当时,直线与新的图形有四个不同交点.
的取值范围为.
【点睛】本题考查了二次函数的图象与性质,翻折的性质,涉及待定系数法求函数解析式,一次函数图象的平移问题等知识点.
变式2.(25-26九年级上·湖北荆门·期中)如图,二次函数的图象与轴交于两点,与轴交于点,直线经过两点.
(1)求出该二次函数的解析式;
(2)已知点为直线上的一点,设其横坐标为,过点作轴的垂线与该二次函数的图象相交于点,再过点作轴的垂线与该二次函数的图象相交于另一点.
①当时,求点的横坐标;
②当的长度随的增大而增大时,直接写出的取值范围.
(3)如图,将二次函数在轴下方的图象沿轴翻折到轴的上方,图象的其余部分不变,得到一个“”形状的新图象,再将直线向上平移个单位长度,得到直线,当直线与这个新图象有个公共点时,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)①或或或;②或
(3)
【分析】()利用一次函数求出点的坐标,再利用待定系数法解答即可求解;
()①由题意得,,即得,根据对称轴为直线,可得,即得,解方程即可求解;②由,分当或时和当时,结合二次函数的性质解答即可求解;
()根据折叠可得翻折上来的部分抛物线解析式为,再分别求出直线与新图象恰好有个公共点时的值,进而即可求解.
【详解】(1)解:在中,令得,令得,
∴,,
将,代入 得,
,
解得,
∴二次函数的解析式为;
(2)解:①如图,
∵点为直线上的一点,其横坐标为,
∴,,
∴,
∵抛物线的对称轴为直线,
∴,
∵,
∴,
∴或 ,
解得或或或,
∴点横坐标为或或或,
②由①知,,
当或时,,
∴关于的抛物线开口向上,对称轴为直线,
∴当时,的长度随的增大而增大,
又∵或,
∴当时,的长度随的增大而增大;
当时,,
∴关于的抛物线开口向下,对称轴为直线,
∴当时,的长度随的增大而增大,
又∵,
∴时,的长度 随的增大而增大;
综上,当或时,的长度随的增大而增大;
(3)解:在中,令得,
解得或,
∴,,
∵,
∴抛物线的顶点为,
∴将抛物线的图象在轴下方的部分沿轴翻折到轴上方,则翻折上来的部分抛物线顶点为,
∴翻折上来的部分抛物线解析式为,
直线向上平移个单位长度得到直线,
当直线经过点或与相切时,直线与新图象恰好有三个不同的交点, 如图:
①当直线经过点时, 把代入得,,
解得;
②当直线与相切时,即直线与抛物线只有一个交点,此时方程只有一个解,
即方程的判别式,
∴,
解得;
综上,直线与这个新图象有个公共点时,的取值范围为.
【点睛】本题考查了待定系数法求二次函数解析式,二次函数几何应用,折叠的性质,一次函数的平移,掌握二次函数的图象和性质是解题的关键.
变式3.(25-26九年级上·山东济南·阶段检测)如图1,二次函数的图象与轴交于,两点,与轴交于点,,直线经过,两点.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)已知为线段上一点,设其横坐标为,过点作轴的垂线与该二次函数的图象相交于点,再过点作轴的垂线与该二次函数的图象相交于另一点.当时,求点的横坐标;
(3)如图2,将二次函数在轴下方的图象沿轴翻折到轴的上方,图象的其余部分不变,得到一个“”形状的新图象,再将直线向上平移个单位长度,得到直线,直接写出当直线与这个新图象分别有2个或3个公共点时,的取值范围或的值.
【答案】(1)二次函数的解析式为
(2)点P的横坐标为或
(3)当直线与这个新图象有2个公共点时:或;有3个公共点时:或
【分析】(1)由、得,再用待定系数法可得二次函数的解析式;
(2)根据题意得直线l的表达式,进而表示出,,根据两点之间距离公式得到,再求出,由,列绝对值方程求解即可得到答案;
(3)根据题意,得到翻折变换后的函数表达式,由题意作出图象,得到当直线经过点A或与相切时,直线与新图象恰好有三个不同的交点;当直线经过点B时,直线与新图象恰好有一个交点,分类讨论求解即可得到答案.
【详解】(1)解:,,
,
将,代入,
得:,
解得,
二次函数的解析式为;
(2)解:设直线l:,直线经过,两点,
将,代入,
得:,解得,
直线l的表达式为,
如图所示,
点P为线段上一点,设其横坐标为t,则,
,,
,
抛物线的对称轴为直线,
,
,
,
或,
则或,
解得或或或,
,
点P的横坐标为或;
(3)解:在中,
令得,
解得或,
,,
,
抛物线的顶点为,
将抛物线的图象在x轴下方的图象沿x轴翻折到x轴的上方,
则翻折上来的部分抛物线顶点为,
翻折上来的部分抛物线解析式为,
直线向上平移n个单位长度得到直线:,
如图所示,
当直线经过点A或与相切时,直线与新图象恰好有三个不同的交点;
当直线经过点B时,直线与新图象恰好有一个交点,
①当直线经过点时,把代入:
得:,解得,
即当时,直线与这个新图象有3个公共点;
②当直线:与相切时,
只有一组公共解,即方程的判别式为0,
,解得,
即当时,直线与这个新图象有3个公共点;
③当直线经过点时,把代入:
得:,解得,
即当时,直线与这个新图象有1个公共点;
④如图所示,当时,直线与这个新图象有4个公共点;
⑤如图所示,当时,直线与这个新图象有2个公共点;
⑥如图所示,当时,直线与这个新图象有2个公共点;
⑦如图所示,当时,直线与这个新图象没有公共点;
综上所述,当直线与这个新图象有2个公共点时:或;有3个公共点时:或.
【点睛】本题考查二次函数的综合应用,涉及待定系数法求函数表达式、两点之间距离公式、解绝对值方程、翻折变换、一元二次方程与二次函数的关系等知识,解题的关键是用含字母的代数式表示相关点坐标和相关线段的长度.
考点二 二次函数中的新定义问题
例1.(25-26九年级上·河南洛阳·期中)在学习抛物线的过程中,我们积累了一定的经验,请运用已有经验,对抛物线的“阶梯n点”进行研究.
定义:若抛物线上存在一点P,且点P的横、纵坐标之和为n,则称点P为此抛物线的“阶梯n点”.
例如:点在抛物线上,且点P的横、纵坐标之和为1,则点P就叫做此抛物线的“阶梯1点”.
根据以上定义,解决以下问题:
(1)若点P是抛物线的“阶梯6点”,求点P的坐标.
设点P的坐标为,由定义可知:,且,
所以,解得,.
所以点P的坐标为________或(请直接写出点P的另一个坐标).
(2)若点P是抛物线的“阶梯1点”,求点P的坐标;
(3)若抛物线上存在“阶梯3点”P,请直接写出c的取值范围.
【答案】(1)
(2)或
(3)
【分析】本题主要考查了二次函数与一元二次方程的关系:
(1)根据新定义可得到关于x的方程,解出方程,即可;
(2)设点P的坐标为,根据新定义可得到关于m的方程,解出方程,即可;
(3)设点P的坐标为,根据新定义可得到关于s的方程,利用根的判别式解答即可.
【详解】(1)解:设点P的坐标为,由定义知:,且,
所以,解得,.
所以点P的坐标为或;
故答案为:
(2)解:设点P的坐标为,
由定义知:,且,
∴,
解得:,
∴点P的坐标为或;
(3)解:设点P的坐标为,
由定义知:,且,
∴,
整理得:,
∴,
解得:.
例2.(25-26八年级下·福建泉州·期末)定义:关于自变量的函数,对于该函数图象上任意两点,,当时,都有,称该函数为“增函数”,当,时,都有,称该函数为“减函数”.
【例题】证明:函数 (x是任意实数)是“减函数”,
证明:设,则,
因为,所以,
所以,
所以,因此该函数是“减函数”.
(1)根据定义可以判断函数(x是任意实数)是“______函数”(填“增”或者“减”);
(2)根据例题,请判断函数在自变量时是“增函数”还是“减函数”;并说明此时该函数是否存在最大值或最小值,若存在,请求出最大值或最小值,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)增
(2)函数()是增函数,存在最小值,最小值为,不存在最大值,理由如下:
设,则,
∵,
∴,,
∴
∴,即该函数是“增函数”,
∵在时是“增函数”,
∴随的增大而增大,
∴当时,有最小值,最小值为,并且不存在最大值.
【分析】(1)先设,运算,再根据,推出,据题意即可判断;
(2)设,运算,再根据,,推出,即可判断在自变量时为增函数,最后根据函数的性质辨别最值即可.
【详解】(1)设,则,
∵,
∴,
∴
∴,即该函数是“增函数”.
(2)略
例3.(25-26九年级上·贵州黔南·期中)对于二次函数(a,b,c是常数,且),给出如下新定义:若,则该函数是“精致函数”.例如:“精致函数”,这里,其中,即.
根据该定义,完成下列各题.
(1)填空:二次函数______“精致函数”;(选填“是”或“不是”)
(2)求证:“精致函数”(a,b,c是常数,且)的图象与直线总有两个不相同的交点;
(3)当时,若“精致函数”的最大值与最小值的和为2n,求n的值.
【答案】(1)是
(2)见解析
(3)
【分析】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到新定义、二次函数的图象和性质,理解新定义和数形结合是解题的关键.
(1)分别求出,,即可求解;
(2)由题意可得,即可求解;
(3)先求出该函数图象的对称轴为直线,顶点为.然后分3种情况讨论.
【详解】(1)∵,
∴,
∴,,
∴,
∴二次函数是“精致函数”.
故答案为:是;
(2)∵是“精致函数”,
∴
当时,,
.
∵,
∴,
∴“精致函数”的图象与直线总有两个不相同的交点.
(3)∵是“精致函数”,
∴,
解得,
∴,
∴该函数图象的对称轴为直线,顶点为.
分以下3种情况讨论:
①当,即时,
∴当时,;
当时,.
∵函数最大值与最小值的和为2n,
∴,
整理,得,
解得或(舍去).
②当,即时,
∴当时,;当时,.
∵函数的最大值与最小值的和为2n,
∴,
解得(舍去).
③当时,
∴当时,;
当时,.
∵函数的最大值与最小值的和为2n,
∴,
整理,得,
解得(舍去),(舍去).
综上所述,n的值为.
变式1.(2026·河南平顶山·三模)定义:对于一个函数,如果存在自变量时,其对应的函数值,那么我们称该函数为“不动点函数”,点为该函数图象上的一个不动点.例如:在函数中,当时,,则我们称函数为“不动点函数”,点为该函数图象上的一个不动点.某数学兴趣小组围绕该定义,对一次函数和二次函数进行了相关探究.
(1)对一次函数进行探究后,得出下列结论:
①是“不动点函数”,且只有一个不动点;
②是“不动点函数”,且只有一个不动点;
③是“不动点函数”,且有无数个不动点.
以上结论中,你认为正确的是___________(填写正确结论的序号).
该兴趣小组继续对二次函数进行探究,并设计了以下问题,请你解答.
(2)若抛物线的顶点为该函数图象上的一个不动点,求b,c满足的关系式.
(3)在(2)的条件下,当时,对应函数的最大值与最小值的差为5,请求出b,c的值.
【答案】(1)②③
(2)
(3)b,c的值分别为,或,
【分析】(1)根据新定义逐一进行判断即可;
(2)一般式化为顶点式,求出顶点坐标,根据新定义即可得出对应的关系式;
(3)分3种情况进行讨论求解即可.
【详解】(1)解:①当时,,故不是“不动点函数”;
②把点代入,得,解得,
∴是“不动点函数”,且只有一个不动点;
③对于任意一个的值,点都在直线上,故是“不动点函数”,且有无数个不动点.
综上:正确的是②③;
(2)解:∵,
∴顶点坐标为,
∵抛物线的顶点为该函数图象上的一个不动点,
∴,即.
(3)解:由(2),得.
∴函数图象为开口向上的抛物线,顶点坐标为.
分以下三种情况讨论:
①当时,由二次函数的性质,可知当时,y随x的增大而增大,
∴当时,y有最小值,;当时,y有最大值,.
∴,解得.
∵,
∴符合题意.
将代入,得.
∴,.
②当时,由二次函数的性质,可知当时,y随x的增大而减小.
∴当时,y有最大值,;当时,y有最小值,.
∴,解得,
∵,
∴符合题意,
将代入,得,
∴,.
③当时,函数在时取最小值,.
Ⅰ.当时,函数在时取最大值,.
∴,即,解得.
∵,
∴不符合题意.
Ⅱ.当时,函数在时取最大值,,
∴,即,解得.
∵,
∴不符合题意,
综上所述,b,c的值分别为,或,.
变式2.(25-26九年级下·四川成都·阶段检测)【定义与性质】
如图1,记二次函数和的图象分别为抛物线和,且与轴都有两个交点.
定义:若抛物线的顶点为抛物线的顶点关于抛物线与轴交点的对称点,则称是关于点的对称抛物线,简称是的对称抛物线.
性质:①一条抛物线有2条对称抛物线;
②若是的对称抛物线,则也是的对称抛物线,
【理解与运用】
(1)试说明二次函数的其中1条对称抛物线为;
【思考与探究】
(2)设抛物线的函数表达式为.若该抛物线与轴交于,两点(且点在点的右侧).
①若抛物线关于点的对称抛物线与轴的另一个交点为,其中,求的取值范围;
②如图2,抛物线关于点的对称抛物线的顶点为,试问当,满足什么关系时,为等边三角形.
【答案】(1)见解析
(2)①;②当时,为等边三角形
【分析】本题考查了二次函数的图象与性质、等边三角形的性质与判定、特殊角的三角函数值,理解新定义并掌握二次函数的图象与性质是解题的关键.
(1)先求出二次函数的顶点为,与轴的交点为和,得出点关于点的对称点为,再根据新定义得出是的对称抛物线,即可解答;
(2)①根据对称抛物线的定义可知,点是抛物线与轴的交点,得出,再根据对称抛物线的性质可知,对称抛物线上的点关于点的对称点在抛物线上,得出,结合即可求出的取值范围;②过点作轴于点,连接、、,根据对称抛物线的性质可得点、分别是、的中点,推出是等边三角形,再利用等边三角形的性质、二次函数的性质和锐角三角函数的知识即可求出,的关系式.
【详解】(1)证明:令,
解得:,,
二次函数与轴的交点为和,
又的顶点为,
点关于点的对称点为,
由题意得,是的对称抛物线,
二次函数的其中1条对称抛物线为.
(2)解:①由对称抛物线的定义可知,点是抛物线与轴的交点,
代入得,,
,
,
由对称抛物线的性质可得,对称抛物线上的点关于点的对称点在抛物线上,
点关于点的对称点为,
代入点到得,,
整理得:,
,
,
;
②如图,过点作轴于点,连接、、,
是等边三角形,
,
抛物线关于点的对称抛物线的顶点为,且点是抛物线的顶点,
点是的中点,
同理,点是的中点,
是的中位线,且,
,,
是等边三角形,
又轴,
,,
设,,
令,则,
,,且,
,
又,
,
,
二次函数,
抛物线的顶点,
,
在中,,
,
,
解得:或(舍去),
当时,为等边三角形.
变式3.(25-26九年级上·河南信阳·阶段检测)定义:我们把横、纵坐标相同的点叫做“和谐点”.
(1)求二次函数的“和谐点”的坐标;
(2)已知二次函数
①若该函数只有一个“和谐点”,求的值;
②若该函数在的范围内有两个不同的“和谐点”,则的取值范围是___________;
【答案】(1)
(2)①,;②
【分析】本题考查了二次函数的其他应用,新定义,一元二次方程的判别式,二次函数的图象性质,解不等式组,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
(1)理解“和谐点”的定义,进行列式计算,即可作答.
(2)①先得,结合该函数只有一个“和谐点”,则,得出方程,得,解得,;
②同理得,令,当时,则,则,结合函数中的,得开口方向向上,的的取值范围为或;又因为该函数在的范围内有两个不同的“和谐点”,把代入令,得;把代入,得;因为函数的,得函数开口向上,故且,得且,由对称轴在和之间得到,从而得到得,即可作答.
【详解】(1)解:依题意,令,
则,
则,
解得;
即二次函数的“和谐点”的坐标分别是;
(2)解:①依题意,令,
则,
∴,
∵该函数只有一个“和谐点”,
∴,
解得:,
∴,;
②依题意,令,
则,
∴,
∵该函数在的范围内有两个不同的“和谐点”,
∴,
令,
当时,则
∴,
∵函数中的,
∴开口方向向上,
∴的的取值范围为或;
∵该函数在的范围内有两个不同的“和谐点”,
令,
∴把代入令,得;
整理得,
把代入,得;
整理得,
∵函数的,
∴函数开口向上,
∴且,
∴且,
即,
∵函数
∴对称轴为直线,
∵在的范围内有两个不同的“和谐点”
∵
∴③,
∴综合①②③得:
即的取值范围是
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