专题16 二次函数 拓展提升题分类训练 【暑期培优】 2026年八升九数学暑假培优计划(人教版九年级数学上册,重庆专用)
2026-07-28
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摘要:
**基本信息**
以5类40道题系统整合二次函数代数操作、图像性质、几何综合及新定义运算,突出知识递进与综合应用
**综合设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|代数操作题|8道|结合整式、方程等考查代数变形与推理|从二次函数概念出发,强化抽象能力与运算能力|
|图像与性质综合题|8道|通过图像分析系数关系及函数性质|衔接图像特征与代数表达式,培养几何直观|
|图像与几何动点综合|8道|动态几何中构建函数关系解决问题|融合函数与几何运动,发展推理意识与空间观念|
|几何最值问题|8道|利用二次函数性质求线段、面积最值|深化模型意识,体现数学思维的严谨性|
|定义新运算|8道|结合新运算规则探究函数图像与性质|创新情境下应用函数知识,提升应用意识|
内容正文:
专题16 二次函数拓展提升题分类训练
(5种类型40道)
专题目录
【类型1 二次函数相关代数操作题】 1
【类型2 二次函数图像与性质综合题】 3
【类型3 二次函数图像与几何动点综合】 6
【类型4 利用二次函数解决几何最值问题】 9
【类型5 二次函数相关定义新运算】 11
【类型1 二次函数相关代数操作题】
1.已知整式,其中,为正整数,,,,,为自然数,若,且.下列说法中:
①当时,所有满足条件的整式的和为;
②满足关于的二次函数与轴无交点的共有4个;
③所有满足条件的整式中,多项式一共有28个.
其中正确的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
2.已知函数,函数,其中s为正整数,均为自然数,且满足,其中表示中最大的数,例如.则下列说法中,正确的个数为( )
①若函数的图象经过点,则函数的图象一定经过点;
②若且关于x的方程恰有两个不相等的实数根,则实数k的取值范围为或;
③若,则函数的图象上有4个整数点.(注:横纵坐标均是整数的点为整数点)
A.0 个 B.1 个 C.2 个 D.3 个
3.对于实数,定义新运算,若函数,则下列结论正确的有( )
①方程的解为或;
②关于的方程有三个解,则;
③当时,随增大而增大;
④当时,函数有最大值0.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
4.已知三个函数,下列说法正确的个数有( )
①时,的值为4或;
②对于任意的实数,若,则;
③若则;
④若当式子中的取值为与时,的值相等,则的最大值为.
A.4 B.3 C.2 D.1
5.已知三个函数:,,,下列说法:
①当时,x的值为5或;
②对于任意的实数m,n,若,,则;
③若时,则;
④若当式子中x的取值为与时,的值相等,则a的最大值为8.
以上说法中不正确的个数是( )
A.3 B.2 C.1 D.0
6.现定义对于一个数a,我们把称为a的“邻一数”;若,则;若,则.例如:,.下列说法,其中正确结论有( )个
①若,则;
②当,时,,那么代数式值为4;
③方程的解为或或;
④若函数,当时,x的取值范围是.
A.1 B.2 C.3 D.4
7.现定义对于一个数a,我们把称为a的“邻一数”;若,则;若,则.例如:,.下列说法,其中正确结论有( )个
①若,则;
②当,时,,那么代数式的值为4;
③方程的解为或或;
④若函数,当时,x的取值范围是.
A.0 B.1 C.2 D.3
8.已知三个函数:,,,下列说法:
①当时,的值为6或;
②对于任意的实数m,n,若,,则;
③若时,则;
④若当式子中的取值为与时,的值相等,则a的最大值为8.
以上说法中正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【类型2 二次函数图像与性质综合题】
9.如图是二次函数图象的一部分,该图象过点,对称轴为直线,下列结论:
①;
②;
③;
④,
其中正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
10.如图,已知顶点为的抛物线过.则下列结论:①;②对于任意实数,均有;③;④若,则;⑤.其中结论正确的个数为( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
11.已知二次函数的图象如图所示,对于这个函数有下列四个结论:①;②;③;④.则结论正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
12.如图,已知二次函数图象的对称轴为直线,有下列结论:①;②当时,的值随值的增大而增大;③对于任意实数,都有;④.其中正确的个数是( )
A.个 B.个 C.个 D.个
13.二次函数的图象如图所示,对称轴是直线,下列结论:①;②;③;④;⑤若,则.其中正确的序号是( )
A.①② B.①②⑤ C.②④ D.①③④
14.已知二次函数的图象如图所示,有下列4个结论:;;(的实数);.其中正确的结论有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
15.二次函数的图象如图所示,对称轴是直线.下列结论:①;②;③;④(为实数).其中结论正确的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
16.二次函数的图像如图所示,则下列命题中正确的个数( )
①;②一次函数的图像不经过第四象限;③(是任意实数);④.
A.1 B.2 C.3 D.4
【类型3 二次函数图像与几何动点综合】
17.如图,在中,,,.动点以的速度从点出发,沿折线向终点运动,同时动点也以的速度从点出发,沿边向终点运动.设点,的运动时间为,的面积为,则与的函数图象大致是( )
A. B.
C. D.
18.如图1,在正方形中,是边上一点,动点从处出发沿向目的地运动,同时动点从处出发沿向目的地运动,它们同时到达终点.设为(单位:),的面积为(单位:),关于的函数图象如图2所示,当点在线段上运动时,该时段函数图象的最高点坐标为.下列选项错误的是( )
A. B. C. D.
19.如图1,在矩形中,,,动点P以的速度自A点出发沿折线方向运动,动点Q以的速度自A点出发沿折线方向运动,若点P、Q同时出发,运动时间为t秒,两点相遇时都停止运动,记的面积为,且s与t之间的函数关系的图像如图2所示,则图像中的值为( )
A. B. C. D.
20.如图①,四边形是菱形,,动点E从点A出发以的速度沿着边运动,到达点D停止运动,另一动点F同时从点A出发,以的速度沿着边向点D运动,到达点D停止运动,设点E运动时间为,的面积为,y关于x的函数图象大致如图②所示,则a的值为( )
A. B. C. D.
21.如图1,在等腰中,,动点D从点A开始沿边以每秒1个单位长度的速度运动到点B,同时,动点E从点B开始沿边以相同速度运动到点C,连接,点F为中点.设时间为,为y,y关于t的函数图象如图2所示,下列结论不正确的是( )
A.
B.连接,有最小值为
C.若点M是边的中点,则的最小值为1
D.连接,则的最小值为
22.如图,在的正方形网格中,动点同时从两点匀速出发,以每秒1个单位长度的速度沿网格线运动至格点停止.动点的运动路线为:;动点的运动路线为:,连接.设动点运动时间为的面积为.则与之间的函数关系用图象表示大致是( )
A. B.
C. D.
23.如图1,在中,,,动点从点开始沿边以每秒个单位长度的速度运动,同时,动点从点开始沿边以相同速度运动,当其中一点停止运动时,另一点同时停止运动,连接,为中点.设时间为,为,关于的函数图象如图2所示,有下列结论:
①当时,;
②;
③连接,有最小值为;
④若点是边的中点,则的最小值为.其中,正确结论的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
24.如图1,在正方形中,动点以的速度自点出发沿方向运动至A点停止,动点以的速度自A点出发沿折线运动至点停止,若点P、Q同时出发运动了秒,记的面积为,且与之间的函数关系的图像如图2所示,则图像中的值为( ).
A.1 B. C. D.2
【类型4 利用二次函数解决几何最值问题】
25.如图,等边三角形的面积为,、分别是、边上的动点,,则的最小值是____.
26.在边长为6的正方形 中,点、分别为对角线、边上的动点,且,则的最小值为_________.
27.如图,在中,,,,为的中点,在边上,在边上,且,连接,为的中点,则的最小值为______.
28.如图,点P和点Q分别是等边三角形的边和上的动点,且,若,则的最小值为_____.
29.已知等边边长为6,点D、E、F分别在、、上,且面积为y,则y的最小值为_______.
30.如图,正方形边长为4,E为边上一点,连接对角线,过点E作交于点F,连接,取的中点为G,则的最小值为___________.
31.如图,点在矩形的对角线上,,且,连接,若,,则的最小值为__________.
32.如图,在中,,,,点D是的中点,点P、Q分别是、上的动点,且,则的最小值为______.
【类型5 二次函数相关定义新运算】
33.定义新运算:对于任意实数a,b,都有,其中等式右边是通常的加法、乘法运算,例如.若y关于x的函数图象与x轴有两个公共点,则实数k的范围是______.
34.已知二次函数,定义新运算:对于任意,称满足等式的解为该函数的“特征值”(其中,,为函数的二次项、一次项、常数项系数),若该函数的“特征值”的取值范围是,则的最小值是________.
35.若定义一种新运算:,例如:@,@.则:
(1)@________;
(2)@与直线(为常数)有个交点,则的取值范围是________.
36.定义新运算:对于任意实数m,n都有,等式右边是常用的加法、减法、乘法及乘方运算.例如:.根据以上知识解决问题:
(1)若x☆3=1,则x的值为_________________.
(2)抛物线的顶点坐标是________________.
(3)若的值小于0,则方程有________________个根.
37.定义新运算:[a,b,c]=a(c<a<b),即[a,b,c]的取值为a,b,c的中位数,例如,[1,2,3]=2,[3,4,8]=4,已知函数y=[x+2,x2+1,﹣x+2]与直线y=x+b有3个交点时,则b的值为____.
38.对于实数a,b,定义新运算“”:ab= ;若关于x的方程恰好有两个不相等的实根,则t的值为_________________.
39.新定义:对于给定的二次函数,我们把形如的函数称为二次函数的“友好关联函数”,运用此定义解决下列问题:
已知二次函数.
(1)请写出这个二次函数的“友好关联函数”的表达式____________;
(2)若点和点在这个二次函数的“友好关联函数”的图象上,请写出直线与该“友好关联函数”图象的交点坐标(除了、两点)____________.
40.新定义:若存在常数,使得点满足,,则称点为“偶点”.如若是“偶点”,则;若抛物线上至少存在一个“偶点”,则的取值范围为_______.
第 1 页 共 112 页
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专题16 二次函数拓展提升题分类训练
(5种类型40道)
专题目录
【类型1 二次函数相关代数操作题】 1
【类型2 二次函数图像与性质综合题】 16
【类型3 二次函数图像与几何动点综合】 24
【类型4 利用二次函数解决几何最值问题】 39
【类型5 二次函数相关定义新运算】 51
【类型1 二次函数相关代数操作题】
1.已知整式,其中,为正整数,,,,,为自然数,若,且.下列说法中:
①当时,所有满足条件的整式的和为;
②满足关于的二次函数与轴无交点的共有4个;
③所有满足条件的整式中,多项式一共有28个.
其中正确的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】B
【分析】根据已知条件(为自然数,为正整数 ),对的可能取值进行分类讨论,分别计算不同值下满足条件的整式的个数,再据此判断三个说法的正误.
【详解】解:当时,
,为正整数,,即(,为自然数).
时,,整式为;
时,,整式为;
时,,整式为;
所有满足条件的整式的和为,故①正确;
当时,
,为正整数,,即(,,为自然数).
、、的取值可能如下表:
3
1
0
3
0
1
2
2
0
2
0
2
2
1
1
1
3
0
1
0
3
1
2
1
1
1
2
根据上表可知,共9种可能,,,,,,,,,,均为多项式,
与轴无交点,即判别式,
,,,,符合题意,共5个,故②错误;
当时:
,为正整数,,即(,,,为自然数).
、、、的取值可能如下表:
3
0
0
0
2
1
0
0
2
0
1
0
2
0
0
1
1
2
0
0
1
0
2
0
1
0
0
2
1
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
此时满足条件的共10个,其中多项式9个.
当时:
,为正整数,,即(,,,,为自然数).
、、、、的取值可能如下表:
2
0
0
0
0
1
1
0
0
0
1
0
1
0
0
1
0
0
1
0
1
0
0
0
1
此时满足条件的共5个,其中多项式4个.
当时:
,为正整数,,即(,,,,,为自然数).
只能是,,,,,,此时满足条件的共1个.
所有满足条件的共1个,为单项式.
所有满足条件的共个,其中多项式共个,故③错误;
综上,正确的有①共1个.
2.已知函数,函数,其中s为正整数,均为自然数,且满足,其中表示中最大的数,例如.则下列说法中,正确的个数为( )
①若函数的图象经过点,则函数的图象一定经过点;
②若且关于x的方程恰有两个不相等的实数根,则实数k的取值范围为或;
③若,则函数的图象上有4个整数点.(注:横纵坐标均是整数的点为整数点)
A.0 个 B.1 个 C.2 个 D.3 个
【答案】D
【分析】本题考查了函数的综合问题.
先求出,则,①根据函数经过点,得到,即,,此时,当时,,则函数的图象一定经过点;②根据要求可知,,即,根据根的判别式计算即可;③由可知,得到,找出所有整数点即可.
【详解】解:∵s为正整数,
∴,
∵表示中最大的数,
∴,
①∵函数经过点,
∴.
∵,
∴,,
此时,则,
∴,
当时,,则函数的图象一定经过点,①正确;
②∵,均为自然数,,
∴,此时,则,
则,,
∴,
即,
∵关于x的方程恰有两个不相等的实数根,
∴,
解得:或,②正确;
③∵,
∴,
解得:(负值舍去),
即,
∴,,
即,
由可知,。因为均为整数,
∴和也为整数,则必须为整数,
∴是2的整数因数,即的可能取值为
当时,,即;
当时,,即;
当时,,即;
当时,,即;
即整数点:,共4个,③正确;
综上所述,正确的个数为3个.
故选:D.
3.对于实数,定义新运算,若函数,则下列结论正确的有( )
①方程的解为或;
②关于的方程有三个解,则;
③当时,随增大而增大;
④当时,函数有最大值0.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【分析】根据新定义运算法则,列出一元二次方程,解出即可得出符合题意的解,即可判断结论①;根据新定义运算法则,得出二次函数,然后根据函数解析式得出二次函数图象,即可判断结论②;根据新定义运算法则,结合二次函数的性质,即可判断结论③④,综合即可得出答案.
【详解】解:在方程中,
当时,即,则,
解得:或,
当时,即,则,
解得:或(都不符合题意,舍去),
∴综上所述,方程的解为或,故结论①正确;
当时,即,则,即,
当时,即,则,即,
如图,当时,方程没有三个解,故结论②错误;
函数中,
当时,则,即,结合图象可知:随增大而增大,故结论③正确;
当时,函数,当时,函数有最小值,最小值为,故结论④错误,
综上所述,正确结论为①③,有2个正确结论.
故选:B
【点睛】本题考查了新定义运算、二次函数的图象与性质,解本题的关键在理解新定义运算法则,并熟练掌握二次函数的图象与性质.
4.已知三个函数,下列说法正确的个数有( )
①时,的值为4或;
②对于任意的实数,若,则;
③若则;
④若当式子中的取值为与时,的值相等,则的最大值为.
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】B
【分析】本题主要考查了整式的混合运算,分式的混合运算,利用二次函数的性质解决最值问题,解题的关键是掌握各运算法则.
分别验证四个说法的正确性:
①解分式方程,检验根是否有效;
②利用完全平方公式变形,代入已知条件计算;
③解方程并代入表达式化简,判断结果;
④构造二次函数,利用顶点式求最大值.
【详解】①:由得,化简为,解得或,均满足,故①正确,符合题意;
②:,由,,得,故,故②正确,符合题意;
③:由得,解得,,则,,,,代入化简得,,与题目结果不符,故③错误,不符合题意;
④:令,当和时,,即,解得,其最大值为顶点处,故④正确,符合题意;
综上,正确的有①、②、④,共3个,
故选:B.
5.已知三个函数:,,,下列说法:
①当时,x的值为5或;
②对于任意的实数m,n,若,,则;
③若时,则;
④若当式子中x的取值为与时,的值相等,则a的最大值为8.
以上说法中不正确的个数是( )
A.3 B.2 C.1 D.0
【答案】C
【分析】解可化为一元二次方程的分式方程即可判断①,通过平方差公式对进行变形得到,在通过完全平方公式的变形得到的值即可判断②,解可化为一元二次方程的分式方程求得,再代入化简,即可判断③,令,,,根据,得到关于的二次函数,利用二次函数的性质,即可判断④.
【详解】解;①当时,则,
∴,
解得或.
经检验,和都是原方程的解,故①说法正确;
②
,
,,
∴,
∴,
∴或
,故②错误;
③∵,
∴,
整理得:,
∴,
∵时,,
∴,
,故③正确;
④,令,
当式子中x的取值为与时,的值相等,
∴令,,则,
,
整理得:,
∵当式子中x的取值为与时,的值相等,
∴对于b的不同的很多值都可以满足的值相等,
∴(满足时,只有特定的两个值),
∴,
,
的最大值为8,故④正确;
∴错误的有1个,
故选:C.
【点睛】本题考查了解可化为一元二次方程的分式方程,完全平方公式的变形,因式分解,二次函数的最值,熟练掌握知识点并灵活运用是解题的关键.
6.现定义对于一个数a,我们把称为a的“邻一数”;若,则;若,则.例如:,.下列说法,其中正确结论有( )个
①若,则;
②当,时,,那么代数式值为4;
③方程的解为或或;
④若函数,当时,x的取值范围是.
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】本题考查新定义,代数式求值,解一元一次方程,利用函数图象求不等式解集.理解并运用新定义是解题的关键.
当,时,根据“邻一数”定义,可得,可判定①;当,时,根据“邻一数”定义,可得,代入计算即可判定②;当时,可解得,当时,可解得,当时,解得,舍去,可判定③;根据“邻一数”定义,得,画出函数图象,根据图象求出x的取值范围,即可判定④.
【详解】解:①当,时,则,,
∴,
∴若,则错误,故①错误;
②当,时,
∵,
∴,即,
∴,故②正确;
③∵,
当时,
,解得;
当时,
,解得;
当时,
,解得,舍去;
∴方程的解为或,故 ③错误;
④∵,
其图象为:
由图象可得:当时,,故④正确.
综上,正确的有②④,共2个,
故选:B.
7.现定义对于一个数a,我们把称为a的“邻一数”;若,则;若,则.例如:,.下列说法,其中正确结论有( )个
①若,则;
②当,时,,那么代数式的值为4;
③方程的解为或或;
④若函数,当时,x的取值范围是.
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【分析】当,时,根据“邻一数”定义,可得,可判定①;当,时,根据“邻一数”定义,可得,代入计算即可判定②;当时,可解得,当时,可解得,当时,解得,舍去,可判定③;根据“邻一数”定义,得,画出函数图象,根据图象求出x的取值范围,即可判定④.
【详解】解:①当,时,则,,
∴,
∴若,则错误,故①错误;
②当,时,
∵,
∴,即,
∴,故②正确;
③∵,
当时,
,解得;
当时,
,解得;
当时,
,解得,舍去;
∴方程的解为或,故 ③错误;
④∵,
其图象为:
由图象可得:当时,,故④正确.
综上,正确的有②④,共2个,
故选:C.
【点睛】本题考查新定义,代数式求值,解一元一次方程,利用函数图象求不等式解集.理解并运用新定义是解题的关键.
8.已知三个函数:,,,下列说法:
①当时,的值为6或;
②对于任意的实数m,n,若,,则;
③若时,则;
④若当式子中的取值为与时,的值相等,则a的最大值为8.
以上说法中正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】解可化为一元二次方程的分式方程即可判断①,通过完全平方公式对进行变形,即可判断②,解可化为一元二次方程的分式方程求得,,再代入化简,即可判断③,令,,,根据,得到关于的二次函数,利用二次函数的性质,即可判断④.
【详解】解:①即,
整理得:,
解得:或,
经检验,或是原方程的解,
故①正确;
②
,
,,
,
故②正确;
③即,
整理得:,
解得:,
经检验,是原方程的解,
,,
,
故③错误;
④,令,
的取值为与时,的值相等,令,,
,
,
整理得:,
,
的最大值为8,
故④正确;
综上,正确的有3个,
故选:C.
【点睛】本题考查了解可化为一元二次方程的分式方程,完全平方公式的变形,因式分解,二次函数的最值,熟练掌握知识点并灵活运用是解题的关键.
【类型2 二次函数图像与性质综合题】
9.如图是二次函数图象的一部分,该图象过点,对称轴为直线,下列结论:
①;
②;
③;
④,
其中正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【分析】根据抛物线的性质逐项判断即可,由抛物线的开口判断a的符号,结合对称轴可判断b的符号及b与2a的关系;还可结合图象上点的坐标特征进行判断.
本题考查二次函数的图象与性质,根据二次函数的图象判断式子符号,熟练运用二次函数的性质,代入特殊点判断不等式的符号是解题的关键.
【详解】解:∵抛物线开口向下,
∴,
∵抛物线与y轴交点在x轴上方,
∴,
∵对称轴,
∴,
∴;故①错误;
由图象知当时,,
∴,
∴;故②正确;
∵对称轴为,
∴,
∴;故③正确;
∵点关于对称轴的对称点是,
∴,
∴,
即;故④正确;
故选:C.
10.如图,已知顶点为的抛物线过.则下列结论:①;②对于任意实数,均有;③;④若,则;⑤.其中结论正确的个数为( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【答案】B
【分析】本题考查二次函数图象与系数的关系,二次函数的图像及性质,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.根据开口方向,对称轴,与轴的交点,即可判断的符号,即可判断①,根据顶点坐标求得最值,即可判断②,把代入,得,故③正确,由关于直线对称的点为,进而得若,则或,故④错误;由抛物线的顶点为,,得,再由,得,故⑤正确.
【详解】解:抛物线开口向上,
∴,
∵对称轴为直线,
∴,,
∵抛物线与轴交于负半轴,
∴,
∴,故①正确;
抛物线的顶点坐标为,即时,函数有最小值,
,
∴对于任意的,均有,故②错误;
抛物线过,
∴,故③正确;
∵抛物线过,关于直线对称的点为,
∴若,则或,故④错误;
抛物线的顶点为,,
∴,
∴,
∵,
∴,
解得,故⑤正确.
∴正确的个数为
故选:.
11.已知二次函数的图象如图所示,对于这个函数有下列四个结论:①;②;③;④.则结论正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【分析】由抛物线的开口方向和对称轴可判断①和②,当时,,判断③,利用判断④,即可得出结论.
【详解】解:抛物线开口向下,
,
抛物线与x轴交点为,
∴抛物线对称轴为,
,
,
∴,故②正确,
,
故①正确;
由图象得,当时,,
,故③正确,
∵,
∴
故④错误;
综上所述,正确的是①②③,有3个.
12.如图,已知二次函数图象的对称轴为直线,有下列结论:①;②当时,的值随值的增大而增大;③对于任意实数,都有;④.其中正确的个数是( )
A.个 B.个 C.个 D.个
【答案】B
【分析】根据图象判断系数的符号,判断①,增减性判断②,最值判断③,特殊点结合对称轴,判断④即可.
【详解】解:抛物线的开口向下,对称轴为直线,与轴交于正半轴,
∴,
∴,当时,的值随值的增大而增大;故②错误;
∴,故①错误,
∵抛物线的开口向下,对称轴为直线,
∴当时,取最大值为,
∴对于任意实数,都有,即都有;故③正确;
∵,
∴,
由图象可知,当时,,故,故④正确;
综上,正确的个数有2个.
13.二次函数的图象如图所示,对称轴是直线,下列结论:①;②;③;④;⑤若,则.其中正确的序号是( )
A.①② B.①②⑤ C.②④ D.①③④
【答案】B
【分析】由抛物线的开口向下知,与轴的交点在正半轴上得到,由对称轴为,可对①②进行分析判断;把代入解析式,根据函数图象可对③进行判断;当时,,再根据对称轴可对④进行判断;根据函数的性质可对⑤进行判断.
【详解】解:①抛物线的对称轴是直线,
,
,故①正确;
②抛物线开口向下,与轴交于正半轴,
,,
,
,
,故②正确;
③把代入解析式,,根据图象时,,
,故③错误;
④当时,,
,
,故④错误;
⑤当时,为最大值,
,
,
故,故⑤正确.
14.已知二次函数的图象如图所示,有下列4个结论:;;(的实数);.其中正确的结论有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【分析】抛物线的开口方向可以确定的符号,抛物线与轴的交点可以判断的符号,对称轴是.将取特殊值可得与题干中结论一样的代数式.
【详解】解:①当,,
由图象可知,此时,
∴,即,正确;
②当,,
由图象可知,该函数关于对称,
∴与时,值相等.
∵,,
∴,,即,正确;
③当,值最大,此时,
当时,,
∴,错误;
④∵二次函数的对称轴是,
∴,即,正确.
综上,①②④正确.
15.二次函数的图象如图所示,对称轴是直线.下列结论:①;②;③;④(为实数).其中结论正确的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】①由抛物线开口方向得到,对称轴在轴右侧,得到与异号,又抛物线与轴负半轴相交,得到,可得出,选项①错误;②把代入中得,所以②正确;③当时,,即, 当时,,即,即可判断选项③正确;④由对称轴为直线,即时,有最小值,可得结论,即可得到④正确.
【详解】解:①∵抛物线开口向上,
∴,
∵抛物线的对称轴在轴右侧,
∴,
∵抛物线与轴交于负半轴,
∴,
∴,①错误;
②当时,,
∴,
∵,
∴,
把代入中得,所以②正确;
③由图象可知,当时,,即,
当时,,即,
, 即,所以③正确
④∵抛物线的对称轴为直线,
∴时,函数的最小值为,
∴,
即,所以④正确.
综上所述,结论正确的有②③④,共3个.
16.二次函数的图像如图所示,则下列命题中正确的个数( )
①;②一次函数的图像不经过第四象限;③(是任意实数);④.
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【分析】根据二次函数的图象和性质逐项判断即可.
【详解】解:由二次函数图象知,抛物线开口向上,,
由抛物线与轴的交点于轴下方可得,
抛物线对称轴为直线,则,
,
①错误;
,,
∴一次函数的图象经一、三、四象限,
故②错误;
当时,最小,
,
故③错误;
由图象可知,当时,,
对称轴为直线,
当时,
,
,
故④正确.
【类型3 二次函数图像与几何动点综合】
17.如图,在中,,,.动点以的速度从点出发,沿折线向终点运动,同时动点也以的速度从点出发,沿边向终点运动.设点,的运动时间为,的面积为,则与的函数图象大致是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】首先,得到,然后,根据,,,分三种情况分别求出对应的S关于t的函数表达式,再分别判断在对应取值范围内对应的函数图象即可得出答案.
【详解】解:∵,
∴,
根据题意知,,
①当时,,
∴当时,S随t的增大而增大;
②当时,,
如图1,过P作于D,
∵,
∴,
∴,
∴,即,解得,
∴,
∵,
∴此时,抛物线开口向下;
③如图2,当时,,
∵,
∴S随t的增大而减小,
综上,选项A符合题意,故选A .
18.如图1,在正方形中,是边上一点,动点从处出发沿向目的地运动,同时动点从处出发沿向目的地运动,它们同时到达终点.设为(单位:),的面积为(单位:),关于的函数图象如图2所示,当点在线段上运动时,该时段函数图象的最高点坐标为.下列选项错误的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先设正方形边长为,根据动点从到的路程为、动点从沿到的路程为且二者同时到达终点,得出的速度是的倍,即的运动路程为;再分三段讨论的运动位置:当在上运动时,写出的面积表达式,代入、求出的长度,即可判断选项;当在上运动时,写出对应的面积表达式,代入、和已求得的,求出正方形边长,即可判断选项B;当在上运动时,此时在线段上,写出面积的二次函数表达式并化为顶点式,得到顶点坐标即该时段函数图象的最高点,即可判断选项C和D.
【详解】解:设正方形边长为,则动点从到的路程为,动点从沿到的路程为,
∵二者同时到达终点,
∴点的速度是点的倍,即的运动路程为,
当在上运动(即)时,的纵坐标为,
的面积,
将,代入,得
,
解得,
∴选项A正确,该选项不符合题意;
当在上运动(即)时,的纵坐标为,
的面积,
将,,代入,得
,
解得,即正方形边长,
∴选项B正确,该选项不符合题意;
当在上运动(即)时,的纵坐标为,
此时在线段上,,
的面积,
这是开口向下的二次函数,顶点坐标为,
∴,,
∴选项C正确,该选项不符合题意;
选项D错误,该选项符合题意.
19.如图1,在矩形中,,,动点P以的速度自A点出发沿折线方向运动,动点Q以的速度自A点出发沿折线方向运动,若点P、Q同时出发,运动时间为t秒,两点相遇时都停止运动,记的面积为,且s与t之间的函数关系的图像如图2所示,则图像中的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】第一阶段在上、在上,由为直角三角形直接求出,令得,第二阶段,用割补法求出,由顶点式知该阶段恒成立;第三阶段都在上,令得,从而.
【详解】解:当时,在上,在上,,
,
由图知时,,
,
解得,
,
令,
解得,即,
当时,在上,
在上,,
,
,
,
,
当时取最大值4,当时,
当时,恒成立,
当时,在上,
在上,,
,
,
,
令,
解得,即,
.
20.如图①,四边形是菱形,,动点E从点A出发以的速度沿着边运动,到达点D停止运动,另一动点F同时从点A出发,以的速度沿着边向点D运动,到达点D停止运动,设点E运动时间为,的面积为,y关于x的函数图象大致如图②所示,则a的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查动点问题的函数图象,根据拐点得到各个自变量范围内的函数解析式是解决本题的关键.
易得点E运动的路程为,点F运动的路程为.当点E在线段上,点F在线段上时,过点F作于点P,求得的长度,然后根据面积公式可得与关系式;当点E在线段上,点F在线段上时,过点B作于点Q,则为中边上的高,求得的长度,根据面积公式可得与之间的关系式;当点E在线段上,点F在线段上时,过点E作于点,利用三角形的面积公式可得与的关系式,然后根据各个函数解析式结合函数图象判断可得各个自变量的范围,进而求解即可.
【详解】解:点E的速度是,点F的速度为,运动时间为,
点E运动的路程为,点F运动的路程为.
当点E在线段上,点F在线段上时,
如图,过点F作于点P,
.
,
.
.
.
.
,
∴此段函数图象为开口向上的二次函数图象,
由题中的函数图象可得,当时符合,
∴当时,点E在点B上,
∴,
当点E在线段上,点F在线段上时,
如图,过点B作于点Q,则为中边上的高.
.
,
.
,
.
.
,
此段函数图象为随的增大而增大的正比例函数图象,
由题中的函数图象可得,当时符合,
③当点E在线段上,点F在线段上时,
如图,过点E作于点,
.
四边形是菱形,
.
,
.
.
由题意得:.
.
.
,
∴此段函数图象为开口向下的二次函数图象,
由题中的函数图象可得,当时符合,
∴当时,
,
∴a的值为.
故选:B.
21.如图1,在等腰中,,动点D从点A开始沿边以每秒1个单位长度的速度运动到点B,同时,动点E从点B开始沿边以相同速度运动到点C,连接,点F为中点.设时间为,为y,y关于t的函数图象如图2所示,下列结论不正确的是( )
A.
B.连接,有最小值为
C.若点M是边的中点,则的最小值为1
D.连接,则的最小值为
【答案】C
【详解】解:由题意得,
∴当时,,,
在中,,
∴,即,
解得(负值已舍),
∴,故选项A正确,不符合题意;
∵中,是斜边上的中点,
∴,
∵,即,
∴,
∵,
∴当时,取最小值,此时最小值为8,即的最小值为,
∴有最小值为,故选项B正确,不符合题意;
以点为原点,建立如图所示的平面直角坐标系:
那么,,,,
∵和分别为和的中点,
∴,,
,
,
时,取最小值,此时最小值为,故选项C错误,符合题意;
∵已知,,,设,
∴,,
消去得,
∴点在直线上运动,
作点关于直线的对称点,
∴的最小值为的长,
∴的最小值,故选项D正确,不符合题意.
22.如图,在的正方形网格中,动点同时从两点匀速出发,以每秒1个单位长度的速度沿网格线运动至格点停止.动点的运动路线为:;动点的运动路线为:,连接.设动点运动时间为的面积为.则与之间的函数关系用图象表示大致是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】分0≤t≤1、1<t<2、2≤t≤3三种情况,分别求出函数表达式即可求解.
【详解】①0≤t≤1时,如图,
S=PQAP=t,
当t=1时,S=1,
该函数为一次函数;
②1<t<2时,如图,建立如图所示的坐标系,
则点P、Q的坐标分别为(t-1,1)、(2,t),设直线PQ交GE于点H,
设直线PQ的表达式为:,则,
解得,
故直线PQ的表达式为:,
当时,,
∴;
该函数为开口向下的抛物线;
③当2≤t≤3时,如图,
PF=t-2,GQ = 3- t,
∴PE= t-2+1 =t-1,
同理可得:S=PEGQ=(t-1)( 3- t)=;
该函数为开口向下的抛物线;
故选:A.
【点睛】本题考查了动点图象问题,涉及到一次函数和二次函数等知识,此类问题关键是:弄清楚不同时间段,图象和图形的对应关系,进而求解.
23.如图1,在中,,,动点从点开始沿边以每秒个单位长度的速度运动,同时,动点从点开始沿边以相同速度运动,当其中一点停止运动时,另一点同时停止运动,连接,为中点.设时间为,为,关于的函数图象如图2所示,有下列结论:
①当时,;
②;
③连接,有最小值为;
④若点是边的中点,则的最小值为.其中,正确结论的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】从图2可知,当时,,,即可判断①;不妨设,由时,,,根据,可得到此时的长度,从而算得,判断②;由,可知最小值,最小,根据,可得到,利用二次函数,可求得的最值,判断③;以点为原点,建立平面直角坐标系,表示出和的坐标,利用两点距离公式,表示出,利用二次函数,可求得的最值,判断④,最后得到答案.
【详解】解:从图2可知,当时,,
为
当时,,故①错误;
动点从点开始沿边以每秒个单位长度的速度运动,同时,动点从点开始沿边以相同速度运动,设时间为,
当时,,
在中,,
,当时,,
,故②正确;
中,是斜边上的中点,
时,取最小值,此时最小值为2
的最小值为,
有最小值为,故③正确;
以点为原点,建立如图所示的平面直角坐标系:
那么,,,,
和分别为和的中点
,
时,取最小值,此时最小值为,故④正确;
正确的有②③④,三个
故选:C.
【点睛】本题考查了二次函数的最值问题,二次函数的图象与性质,直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,勾股定理,两点距离公式,熟练掌握以上知识点是解题的关键.
24.如图1,在正方形中,动点以的速度自点出发沿方向运动至A点停止,动点以的速度自A点出发沿折线运动至点停止,若点P、Q同时出发运动了秒,记的面积为,且与之间的函数关系的图像如图2所示,则图像中的值为( ).
A.1 B. C. D.2
【答案】B
【分析】本题考查了动点问题的函数图象,分类讨论,正确求出函数解析式是解答本题的关键.设正方形的边长为,当点Q在上时,求得.当时,有最大值,配合图象可得方程,即可求得;当点Q在上时,可求得,把代入即可得到答案.
【详解】设正方形的边长为,则,,,
,
当时,有最大值,
即 ,
解得,
,
当点Q在上时,
如图,,
当时,,
故选:B.
【类型4 利用二次函数解决几何最值问题】
25.如图,等边三角形的面积为,、分别是、边上的动点,,则的最小值是____.
【答案】
【分析】过点B作,,垂足分别为H、F,设,则,,利用勾股定理表示出,由此即可求出的最小值.
【详解】解:过点B作,,垂足分别为H、F,
∵是等边三角形,
∴,,
∴,
∴,,
∴,
又∵,
∴,
∴,
设,则,,
∴,,
∴在中,,
∴,
∵,
∴当时,取最小值为,此时取最小值.
26.在边长为6的正方形 中,点、分别为对角线、边上的动点,且,则的最小值为_________.
【答案】
【分析】过点作于点,交于点,证明是等腰直角三角形,四边形是矩形,设,求得,,在中,由勾股定理得,最后利用二次函数的性质求解即可.
【详解】解:过点作于点,交于点,
∵四边形是正方形,边长为6,
∴,,,
∵,
∴是等腰直角三角形,四边形是矩形,
∴,,,
设,则,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,,
在中,
由勾股定理得
,
∵,,
∴当时,有最小值,
∴的最小值为.
27.如图,在中,,,,为的中点,在边上,在边上,且,连接,为的中点,则的最小值为______.
【答案】
【分析】以点为原点,所在直线为坐标轴建立平面直角坐标系,设,则,分别表示出的坐标,根据勾股定理得出的关系式,进而根据二次函数的性质求得最值,即可求解.
【详解】解:如图,以点为原点,所在直线为坐标轴建立平面直角坐标系,
依题意,,,
∴
设,则
∵
∴,则
∴,即
∴
设
∵,
∴抛物线的开口向上,有最小值,
∴当时,取得最小值,最小值为
∴的最小值为
28.如图,点P和点Q分别是等边三角形的边和上的动点,且,若,则的最小值为_____.
【答案】1
【分析】在上取一点D,使得,连接,,证明,,从而得出,再过点P作交于点H,设,,利用勾股定理和解30度直角三角形求得的表达式,结合二次函数的最值问题即可得出的最小值.
【详解】解:∵是等边三角形,,
∴,,
如图,在上取一点D,使得,连接,,
∵,
∴,
∵,,
∴,
又∵,在上,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
同理可证得:,
∴,
∴,即是等边三角形,
过点P作交于点H,
设,则,
∵,
∴,
在中,,
∴,
在中,
,
∴,
∵,
∴当时,有最小值为1,
∴的最小值也为1.
29.已知等边边长为6,点D、E、F分别在、、上,且面积为y,则y的最小值为_______.
【答案】
【分析】过点A作于点H,过E作于点G,利用勾股定理可求得,则,同理可求得,然后通过证明,,利用列出y关于x的函数解析式,根据二次函数的性质求解即可.
【详解】解:如图,过点A作于点H,过E作于点G,
∴,
∵是等边三角形且边长为6,
∴,,
∵,
∴,
在中,,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,即,
∵在和中,
,
∴,
同理可证,
∴,
∴
,
即
∴当时,y有最小值,为.
30.如图,正方形边长为4,E为边上一点,连接对角线,过点E作交于点F,连接,取的中点为G,则的最小值为___________.
【答案】
【分析】延长,交于点,取的中点,连接,先证明.得到,,根据三角形中位线定理,可得到,,设,则,,,,,可得.
【详解】
如图所示,延长,交于点,取的中点,连接.
因为,
所以.
所以,
所以
所以.
所以.
因为的中点为点,
所以.
又因为,
所以.
所以,.
因为的中点为点,的中点为点,
所以,.
所以.
因为正方形,
所以
所以为等腰直角三角形,
所以.
所以.
设,则,,,,,
所以.
所以.
当时,取得最小值,即的最小值为,
所以的最小值为.
故答案为:
31.如图,点在矩形的对角线上,,且,连接,若,,则的最小值为__________.
【答案】/
【分析】本题考查了矩形的性质,勾股定理,二次函数最值问题.设,利用勾股定理得出,求出最小值.
【详解】解:设,
∵四边形是矩形,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴
,
∵,
∴当时,有最小值,
∴最小值为,
故答案为:.
32.如图,在中,,,,点D是的中点,点P、Q分别是、上的动点,且,则的最小值为______.
【答案】
【分析】作于点,设,根据含30度角的直角三角形的性质,求出,,进而求出点与点重合时,的长,当点在点左侧,得到,勾股定理得到,利用二次函数求最值,当点在点右侧得到的长比重合时要大,且,得到,即可得出结果.
【详解】解:作于点,设,
∵,,,
∴,
∴,
∵点D是的中点,
∴,
∵,,
∴,,
当点与点重合时,则:,
解得,
∴,
当点在点的左侧时,如图,
则:,
∴
,
∴抛物线的开口向上,当时,
有最小值为,
∴的最小值为;
当点在点的右侧时,如图,
此时的长比重合时要大,且,
∴,
∵,
∴的最小值为.
【类型5 二次函数相关定义新运算】
33.定义新运算:对于任意实数a,b,都有,其中等式右边是通常的加法、乘法运算,例如.若y关于x的函数图象与x轴有两个公共点,则实数k的范围是______.
【答案】且
【详解】解:由新运算定义,得
,
∵y关于x的函数图象与x轴有两个公共点,
∴关于x的方程有两个不相等的实数根.
∴,且.
解得且,
故答案为:且.
34.已知二次函数,定义新运算:对于任意,称满足等式的解为该函数的“特征值”(其中,,为函数的二次项、一次项、常数项系数),若该函数的“特征值”的取值范围是,则的最小值是________.
【答案】
【分析】先根据二次函数解析式确定二次项、一次项、常数项系数,代入新运算等式求出特征值关于的表达式,再根据特征值的取值范围列出一元一次不等式组,求解得到的取值范围,即可得出的最小值.
【详解】解:二次函数中二次项系数,一次项系数,常数项系数,
将代入等式得:,
整理得,
解得,
∵特征值满足,
∴,
∴,
∴的最小值是.
35.若定义一种新运算:,例如:@,@.则:
(1)@________;
(2)@与直线(为常数)有个交点,则的取值范围是________.
【答案】
【分析】根据新运算的规定,利用分类讨论的思想方法对每个选项进行逐一判断即可得出结论.
【详解】解:,
@,
②当时,即或,
@,
或,
此时的图象为抛物线的位于轴的下方的部分,并且关于直线 的对称,故无论为何值,@与直线为常数不可能有个交点;
当时,即,
@,
,
此时的图象如图所示:
当,时,,当时,,
@与直线为常数有个交点,
.
综上,@与直线为常数有个交点,则.
故答案为:;
【点睛】本题主要考查了一元二次方程的解法,抛物线的性质,一元一次不等式的解法,分类讨论的思想方法,实数的运算,利用分类讨论的方法解答是解题的关键.
36.定义新运算:对于任意实数m,n都有,等式右边是常用的加法、减法、乘法及乘方运算.例如:.根据以上知识解决问题:
(1)若x☆3=1,则x的值为_________________.
(2)抛物线的顶点坐标是________________.
(3)若的值小于0,则方程有________________个根.
【答案】 x1=1,x2=2 (,−) 2
【分析】(1)利用新定义运算法则列出方程x2-3x+3=1,然后解方程即可;
(2)利用新定义运算法则列出方程,然后利用配方法写出顶点式解析式,可以直接得到答案;
(3)由2☆a的值小于0知22-2a+a<0,解之求得a>4.再在方程-2x2-bx+a=0中由Δ=(-b)2+8a≥8a>0可得答案.
【详解】解:(1)根据题意,得x2-3x+3=1,
移项、合并同类项,得x2-3x+2=0,
整理,得(x,-1)(x-2)=0,
解得x1=1,x2=2;
故答案为:x1=1,x2=2;
(2)根据题意知,y=(2-x)2-(2-x)(-1)+(-1)
=x2-5x+5=(x-)2-.
所以,顶点坐标(,−);
故答案为:(,−);
(3)∵2☆a的值小于0,
∴22-2a+a<0,
解得a>4.
在方程-2x2-bx+a=0中,
∵Δ=(-b)2+8a≥8a>0,
∴方程-2x2-bx+a=0有两个不相等的实数根.
故答案为:2.
【点睛】本题主要考查了一元一次方程的解,二次函数的性质,抛物线与x轴的交点,解题的关键是掌握新定义运算法则,难度不大.
37.定义新运算:[a,b,c]=a(c<a<b),即[a,b,c]的取值为a,b,c的中位数,例如,[1,2,3]=2,[3,4,8]=4,已知函数y=[x+2,x2+1,﹣x+2]与直线y=x+b有3个交点时,则b的值为____.
【答案】或b=2
【分析】画出函数的数y=[x+2,x2+1,−x+2]的图象,观察图象,利用图象法解决问题即可.
【详解】解:由题意:函数y=[x+2,x2+1,−x+2]的图象如图所示(图中实线).
由,解得或,
∴A(,),
直线y=x+2交y轴于B(0,2),
观察图象可知:当直线经过点A或点B时,函数y=[x+2,x2+1,−x+2]与直线有3个交点,
∴或b=2,
∴b=或b=2,
故答案为:或b=2.
【点睛】本题考查中位数,函数的图象等知识,解题的关键是理解题意,学会利用图象法解决问题,属于中考填空题中的压轴题.
38.对于实数a,b,定义新运算“”:ab= ;若关于x的方程恰好有两个不相等的实根,则t的值为_________________.
【答案】2.25或0
【分析】令y=,并画出函数的图象,根据函数图象的交点个数就是对应的方程根的个数,即可得到直线y=t与函数y的图象的位置关系,进而即可求解.
【详解】∵当时,即:时,,
当时,即:时,,
∴令y==,
画出函数图象,从图象上观察当关于x的方程恰好有两个不相等的实根时,函数y的图象与直线y=t有两个不同的交点,即直线y=t过抛物线y=的顶点或直线y=t与x轴重合.
∴t=2.25或t=0.
故答案是:2.25或0.
【点睛】本题主要考查函数图象的交点与方程的根的关系,掌握二次函数的图象和性质,学会画二次函数的图象,理解函数图象的交点个数就是对应的方程根的个数,是解题的关键.
39.新定义:对于给定的二次函数,我们把形如的函数称为二次函数的“友好关联函数”,运用此定义解决下列问题:
已知二次函数.
(1)请写出这个二次函数的“友好关联函数”的表达式____________;
(2)若点和点在这个二次函数的“友好关联函数”的图象上,请写出直线与该“友好关联函数”图象的交点坐标(除了、两点)____________.
【答案】
【分析】(1)充分理解“友好关联函数”的定义,再结合二次函数,进行分析,即可作答;
(2)理解题意,再进行分类讨论,确定;同理确定,再由待定系数法确定直线的函数解析式为,再分两种情况分析:当时,当时,联立两个函数求解即可.
【详解】解:(1)∵的函数称为二次函数的“友好关联函数”.且二次函数.
∴这个二次函数的“友好关联函数”的表达式;
(2)∵,
∴点在函数上,
∴,
∴点;
当时,把代入,得,
解得或(舍去);
当时,把代入,得,
整理得:,
,
∴方程无解;
∴;
设直线的函数解析式为,
代入得:,解得:,
∴,
当时,联立得:
解得:(与点B重合,舍去)或(不符合题意,舍去);
当时,联立得:
解得:(与点A重合,舍去)或,
∴直线与该“友好关联函数”图象的交点坐标为.
40.新定义:若存在常数,使得点满足,,则称点为“偶点”.如若是“偶点”,则;若抛物线上至少存在一个“偶点”,则的取值范围为_______.
【答案】
【分析】本题考查新定义问题,二次函数图象上点的坐标特征,二次函数的性质,解题关键是根据新定义推导出“偶点”在直线上,将原问题转化为直线与给定区间上的抛物线存在交点,进而求解的取值范围.
【详解】解:根据“偶点”定义,点满足 , ,且,
将两式相减得:,
变形得:,
整理得:,
,
,即,
因此所有“偶点”都在直线上,
∴,解得,
抛物线上至少存在一个“偶点”,
即直线与抛物线在范围内至少有一个交点,
联立方程得:,
整理得: ,其中,
是关于的二次函数,开口向上,对称轴为直线,
当时,,
当时,,
当时,,
当时,的最小值为,最大值为,
∵,
因此的取值范围为.
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