内容正文:
第27章 二次函数
复习要点
1.结合实际情境理解二次函数定义,会列实际问题二次函数关系式,确定自变量取值范围;
2.掌握二次函数三种解析式(一般式、顶点式、交点),熟练配方法互化;
3.熟练掌握抛物线开口、对称轴、顶点、增减性、最值及图像平移规律;
4.会用待定系数法,根据不同条件求二次函数表达式;
5.理解二次函数与一元二次方程的联系,会用判别式判断抛物线与x轴交点个数;
6.建立数形结合、数学建模思想,解决面积、利润、抛物轨迹类实际应用题.
复习重难点
重点:二次函数概念与三种解析式;图像性质与平移;待定系数法求解析式;二次函数与一元二次方程;实际最值应用.
难点:配方法变形;图像平移易错点;限定自变量范围求最值;图像数形综合题;实际问题建模.
知识点二次函数的概念
1.二次函数的概念
形如___________________________________的函数叫作二次函数.二次函数自变量的取值范围是______________.
要点速测
1.下列式子哪些是二次函数?如果是,请指出其二次项系数,一次项系数和常数项.
(1);(2);(3);(4);(5);(6).
2.若函数是关于x的二次函数,则a的值为_____.
知识点二次函数图像与性质
二次函数 的性质:
若________,当时,函数值随着自变量的增大而减小;当时,函数值随着自变量的增大而增大;当时,函数值取到最_____值,最小值为_____.
若________,当时,函数值随着自变量的增大而增大;当时,函数值随着自变量的增大而减小;当时,函数值取到最_____值,最大值为_____.
要点速测
1.二次函数的图像大致是( )A. B.
C.D.
2.已知二次函数y=x2−2x−3的自变量x1,x2,x3对应的函数值分别为y1,y2,y3.当−1<x1<0,1<x2<2,x3>3时,y1,y2,y3三者之间的大小关系是( )
A. B. C. D.
知识点二次函数图像的平移
抛物线平移得到抛物线的两种方法:
(1)先向____ 或向____平移个单位长度,得到抛物线,再向____或向____平移个单位长度,得到抛物线
(2)先向______或向______平移个单位长度,得到抛物线,再向_____或向______平移个单位长度,得到抛物线.
要点速测
1.二次函数的图像是由抛物线向___________平移___________个单位长度得到的;此函数图像开口向___________,对称轴是___________,当___________时,y有最___________值,是___________.
2.如下图,点在抛物线上,且在对称轴的右侧.
(1)m的值为_______.
(2)坐标平面上放置一透明胶片,并在胶片上描画出点P及抛物线C的一段,分别记为.平移该胶片,使所在抛物线对应的函数恰为.求点移动的最短路程.
知识点根据二次函数图像判断式子符号
代数式(决定因素)
图像特征
符号判定
a(开口方向)
抛物线开口向________
抛物线开口向________
b(对称轴位置、a的正负)
对称轴在y轴________,即
________
对称轴在y轴________,即
________
c(抛物线与y轴交点位置)
交于________
________
交于y轴________
________
交于y轴________
________
要点速测
1.二次函数的图象如图所示,那么关于此二次函数的下列四个结论:① ;②;③ ;④ ,其中,正确的有( ).
A.个 B.个 C.个 D.个
2.如图,抛物线 与x轴交于点,顶点坐标,与y轴的交点在,之间(包含端点),下列结论:① ;② ;③对于任意实数m,总成立;④关于x的方程 有两个不相等的实数根.其中正确结论的个数为( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
知识点二次函数的对称性
抛物线的轴对称变换规律:
新抛物线与原抛物线的位置关系
函数图像的关系
二次项系数的关系
顶点坐标的关系
关于轴对称
形状_______,开口方向________
关于轴对称
形状________开口方向________
要点速测
1.已知抛物线经过点,点,在此抛物线上,当,时,恒成立,则下列说法错误的是( )
A.抛物线的对称轴是直线
B.抛物线经过点
C.抛物线开口向上
D.抛物线的顶点坐标为
2.如图,抛物线与轴交于点,与轴的负半轴交于点,点是对称轴上的一个动点,连接,,则的最小值为( )
A.2 B. C. D.
知识点二次函数与一元二次方程的关系
抛物线与轴交点的个数可由相应的一元二次方程的判别式确定:
(1)当时,抛物线与轴有_______交点;
(2)当时,抛物线与轴有且只有_______交点;
(3)当时,抛物线与轴_______交点.
反过来,由抛物线与轴交点的个数,也可以确定相应的一元二次方程判别式的值的符号:
(1)当抛物线与轴有两个交点时,_______;
(2)当抛物线与轴有且只有一个交点时,_______;
(3)当抛物线与轴没有交点时,_______.
要点速测
1.如图是二次函数的部分图象,则不等式的解集是_____.
2.抛物线经过点,,,直经过点B,C,则:
(1)该抛物线的对称轴为直线______;
(2)关于x的方程的解为______;
(3)关于x的不等式的解为______;
(4)若关于x的方程在的范围内有两个不相等实数根,则k的取值范围是______.
题型1 二次函数图像与各项系数符号
▌例1 二次函数的图象如图所示,则点所在的象限是( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
解题要点:根据抛物线的开口方向判断的符号,根据对称轴的位置判断的符号,根据抛物线与轴的交点位置判断的符号,从而确定点所在的象限.
▌迁移练1-1已知二次函数的图象如图所示,则直线不经过( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
▌迁移练1-2若二次函数的图象如图所示,则反比例函数与正比例函数在同一平面直角坐标系中的大致图象是( )
A. B. C. D.
题型2 一次函数、二次函数图像综合判断
▌例2 函数与在同一平面直角坐标系中的图象可能是( )
A. B.C. D.
解题要点: 先看两个函数与 y 轴交点是否一致(必须相同),再看a对抛物线开口、直线斜率的符号要求必须统一,不统一直接排除;再验证是否都过((1,0)这个定点。
▌迁移练2-1若二次函数的图象如图所示,则一次函数图象大致是( )
A. B.C. D.
▌迁移练2-2若函数的图象如图所示,则一次函数的图象不经过第______象限.
题型3 根据二次函数的图像判断式子的符号
▌例3 如图,抛物线与轴交于点和点,与轴交于点.下列说法:①;②抛物线的对称轴为直线;③当时,;④当时,随的增大而增大;⑤(为任意实数),其中正确的个数是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
解题要点: 先看两个函数与 y 轴交点是否一致(必须相同),再看a对抛物线开口、直线斜率的符号要求必须统一,不统一直接排除;再验证是否都过((1,0)这个定点。
▌迁移练3-1如图,已知二次函数的图象与x轴交于点,与y轴的交点B在和之间(不包括这两点),对称轴为直线.下列结论:①;②;③;④;⑤.其中正确结论有______(填写所有正确结论的序号).
解题要点: 先根据抛物线开口、与 y 轴交点确定 a、c 正负,再用 x 轴交点算出对称轴,推出 b 的符号,判断 abc 正负;利用两交点间图像在 x 轴上方判断给定区间函数值正负;结合开口方向和对称轴判断增减变化;根据开口向下顶点为最大值,消去常数 c 得到恒成立不等式.
题型4 二次函数的应用
▌例4在美化校园的活动中,某兴趣小组想借助如图所示的直角墙角(两边足够长),用长的栅栏围成一个矩形花园(栅栏只围,两边),设,花园的面积为.
(1)当为何值时,花园面积有最大值?最大值为多少?
(2)若在墙角处有一棵树与墙,的距离分别是和,要将这棵树围在花园内(含边界,不考虑树的粗细),当花园面积最大时,的长为多少?
解题要点:本题考查二次函数的应用,理解题意,列出函数关系式是解题关键.
(1)利用矩形的面积公式列出关系式,然后化为顶点式即可求解;
(2)根据题意,求出的取值范围,利用二次函数的性质进行求解即可.
▌迁移练4-1综合与实践
小刚家的新家装修到了安装射灯,设计沙发背景墙的阶段,他和爸爸到了装饰城,看到了如图1中的某种型号的射灯投射下的背景样板墙,4盏射灯的光照的区域“覆盖”了整个墙面.光照的区域边缘可近似的看为抛物线,相同型号的射灯光照区域的形状完全一样.小刚抽象出了如图2中的示意图,测量后得到相关数据,左侧第一盏灯最高点C距离地面高度为290cm,与左墙面的水平距离为30cm,光线与墙的交点A距离地面245cm,点B,D,E均为两条光线的交点,点F且A,B,D,E,F在同一高度的水平线上.
(1)数学建模
如图3,以墙面OA所在的直线为y轴,垂直于OA的地面所在直线为x轴,建立的平面直角坐标系,设光线距离地面的高度为,距墙面OA水平距离为,求y与x之间的函数关系式.
(2)问题解决
小刚家沙发背景墙和装饰城的样板墙高度一致,墙面长为420cm,按照样板墙的方式安装射灯,请帮小刚计算需要安装的射灯数量至少为多少时,光照区域才能如样板墙那样实现全“覆盖”?
(3)如图4,小刚妈妈还计划在这每一盏射灯的光照区域内安装一幅矩形的家庭照片,照片的底部安装高度距离地面145cm,请直接写出如图4中,左侧第一盏灯的光照区域内矩形照片的周长的最大值.
解题关键:(1)已知抛物线顶点坐标,根据抛物线顶点式(其中为顶点坐标)设出抛物线解析式,然后因为点在抛物线上,将点A的坐标代入所设解析式,就可以求出a的值,进而确定y与x之间的函数关系式.
(2)要确定射灯数量,需先求出一盏灯的光照区域水平跨度,令,代入(1)中求出的抛物线函数关系式,得到关于x的一元二次方程,求解方程得到两个x的值,两值之差就是一盏灯的光照区域水平跨度,再用墙面总长度除以一盏灯的光照区域水平跨度,就可得到至少需要的射灯数量.
(3)令,代入抛物线函数关系式求出对应的x的值,得到光照区域在高度为处的水平位置,设矩形照片一边长与x有关,进而表示出矩形另一边的长度,从而得到矩形周长关于t的函数表达式,最后根据二次函数的性质,求出该函数的最大值,即矩形照片的最大周长.
难点一 二次函数与一元二次方程综合
本质关系:设二次函数解析式为:,令函数值 ,即可得到一元二次方程:。
几何核心意义:抛物线与 x 轴交点的横坐标,就是对应一元二次方程 的实数根。
拓展结论:抛物线 与水平直线 的交点横坐标,是方程 的实数根。
难点精练
1.如图,已知二次函数的图像与轴交于,两点.
(1)求的值;
(2)若点在该二次函数的图像上,且的面积为,求点的坐标.
2.如图,关于的二次函数的图象与轴相交于点和点,与轴相交于点.
(1)求二次函数的表达式.
(2)求线段的长.
(3)在轴上是否存在一点,使为等腰三角形?直接写出点的坐标.
3.如图,已知二次函数的图象与x轴交于点、,与y轴交于点C.点P是抛物线上一点,其横坐标为,且点P不与点C重合.
(1)写出点C的坐标为______;线段的长为______.
(2)写出的面积______.
(3)抛物线上存在点P,使的面积等于的面积,利用上面的计算结果,求点P的坐标.
4.已知二次函数(为常数).该函数图像与x轴交于两点(点在点左侧),与轴交于点.
(1)求线段的长度为;
(2)若二次函数图像对称轴为直线,点是直线上方二次函数的图像上的两个动点,过点作轴的平行线交轴于点,交直线于点,连接.
①图中二次函数的表达式为______;
②已知点的横坐标比点的横坐标大2,的面积为,求的面积(用含的代数式表示).
基础达标
一、单选题
1.已知抛物线 经过点,.若 ,且 ,则的取值可以是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
2.函数与在同一平面直角坐标系中的图象可能是( )
A. B.C. D.
3.抛物线的顶点坐标为( )
A. B. C. D.
4.如图是抛物线的示意图,则的值可以是( )
A.0 B.2 C. D.
5.二次函数的,,,那么其图象必过( )
A.第二、三、四象限 B.第一、三、四象限
C.第一、二象限 D.第一、二、三象限
二、填空题
6.函数是关于的二次函数,则______.
7.若二次函数的图象开口向上,则直线不经过第______ 象限.
8.已知二次函数图像经过,则______.
9.抛物线与x轴交于A,B两点,且,则m的值为_______.
10.已知二次函数的图象如图所示,则下列结论:①;②是方程的一个根;③当时,;④当或时,.其中错误的是________.(填序号)
三、解答题
11.活动课上,老师给同学们发放了一些函数的相关数据,让大家根据这些数据完成函数的图象和性质的探究,以下是小杰拿到的数据和探究过程,请补充完整:
(1)下表是两个函数的几组对应值:
…
…
…
…
…
…
上述表格中:__________;
(2)通过分析数据,发现可以用函数刻画与,与之间的关系.在同一平面直角坐标系中,已经画出与的函数图象,请画出与的函数图象;
(3)通过观察图象可知,当时,的取值范围__________.
12.某公园雕塑的顶端点A处安装有喷水装置,喷出的水呈抛物线形.测得雕塑的高度为,当喷出的水柱与的水平距离为时,达到最大高度.以点O为原点,所在直线为y轴建立平面直角坐标系(如图).
(1)求水柱所在抛物线的函数表达式;
(2)求水柱落地点与雕塑的水平距离.
能力进阶
一、单选题
1.如图,某男生掷实心球,实心球飞行高度(米)与水平距离(米)之间的关系式为,则此次实心球训练的成绩为( )
A.米 B.米 C.米 D.米
2.关于抛物线,下列说法错误的是( )
A.该抛物线一定经过点
B.该抛物线顶点纵坐标的最小值为1
C.若点、在该抛物线上,则m的值为3
D.当时,该抛物线与x轴的两个交点之间的距离为4
3.将抛物线向左平移2个单位,向上平移1个单位,所得抛物线的表达式是( )
A. B. C. D.
4.二次函数自变量与函数值的对应关系如下表,一元二次方程的根中较大的根的范围是( )
0
0.5
1
1.5
0.13
0.38
0.53
0.58
0.53
0.38
A. B.
C. D.
5.已知抛物线与直线有唯一的交点,则的取值范围是( ).
A. B.
C.或 D.或
二、填空题
6.某食品加工厂专门生产爆米花,在生产过程中,爆开且不糊的粒数的百分比称为“可食用率”.为了提升产品品质、降低生产成本,技术人员研究发现,在特定生产条件下,可食用率与加工时间(单位:分钟)满足函数表达式,为了让爆米花的可食用率达到最高,最佳加工时间为_________分钟.
7.已知点,在抛物线上,且,则__________(填“>”“<”或“=”).
8.如图,关于的二次函数的图像为抛物线,直线与抛物线交于,两点,过抛物线的顶点作轴的平行线,过,分别作的垂线,垂足为,.若四边形为正方形,则_________.
9.景区喷泉以出水口为原点建立坐标系,水柱高度(单位:米)与水平距离(单位:米)满足:.在水柱最高点正下方修建矩形观景通道,通道顶部距离水柱竖直高度不少于2米,通道宽度米,求通道顶部距离地面的最大高度:_______.
10.已知抛物线的对称轴是直线,抛物线与x轴的一个交点在点和点之间,其部分图像如上图所示,下列结论:①y的最大值为3;②;③当时,y随x的增大而减小;④.其中正确的序号为__________.
三、解答题
11.如图,已知二次函数图象经过点和.
(1)求该二次函数的表达式及图象的顶点坐标;
(2)当时,求函数的取值范围;
(3)当时,利用图象,直接写出的取值范围.
12.抛物线过点,与y轴交于点C.对称轴与x轴交于点D.
(1)求抛物线的解析式及点D的坐标;
(2)如图,连接、,在直线上方的抛物线上找点P,使得,求出P点的坐标.
13.在同一平面直角坐标系画了三个函数的图象,这三个函数为,,,请完成以下问题:
(1)看图说话:
①与轴交点坐标为______;与轴交点坐标为________;与轴的交点坐标为和,方程的两根为_________;________.
②抛物线的顶点坐标为________;抛物线的顶点坐标为________.
③这三个函数的图象都可看作由抛物线经过平移而得到;若将抛物线先向_______平移______个单位,再向_______平移______个单位得到的图象;
(2)若抛物线,,的顶点分别为,,,连,,,则直接写出的面积________.
14.在平面直角坐标系中,抛物线经过点,对称轴为.
(1)求b的值,并用含a的式子表示c;
(2)已知M是抛物线上的点,M的横坐标为t,抛物线的顶点为M,且可以由抛物线平移得到(特别地,当M是的顶点时,即为).若无论t为何值,抛物线都不经过点O,求a的取值范围.
15.平面直角坐标系中,直线与抛物线交于轴上的点和点.
(1)求和的值;
(2)A为直线下方抛物线上一点,连接,求的面积的最大值;
(3)当点为抛物线的顶点时(如图2),将沿着直线翻折得到,求与抛物线的另一个交点的坐标.
16.【问题背景】气温变化会直接影响冷饮的市场需求.某饮品店为优化备货策略,计划通过建立数学模型,刻画当日最高气温与冷饮销量之间的关联,为经营决策提供数据支撑.
【数据收集】该饮品店统计了5天的经营数据,记录了当天最高气温与对应冷饮销量,并用散点趋势图直观呈现两个变量的关系(如图).
【建立模型】
由散点分布可知,所有散点大致落在一条呈上升趋势的直线附近,因此可以用直线模型刻画销量和最高气温的关系.设解析式为:.小明选取能代表整体趋势的两个点和确定直线,目的是让这条直线经过尽可能多的点.
(1)任务1:请你根据小明的方法,求出这条直线的解析式;
【模型优化】小朱同学提出:以残差的平方和作为总误差,总误差最小时的直线即为最优拟合直线(残差实际观测销量模型函数值).若将代入解析式,可得:,因此初步模型为:.
(2)任务2:①求这组数据的总误差(用含的式子表示);
②当________时,这组数据的总误差取得最小值;
【模型应用】
(3)任务3:饮品店每日的备货量由模型预测销量确定,每售出1杯冷饮可获利6元,未售出的每杯亏损3元.若某日当地最高气温为,实际当日冷饮需求量为173杯,请你通过计算判断:这两种模型中,哪种模型能让饮品店当日获得更高利润.
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第27章 二次函数
复习要点
1.结合实际情境理解二次函数定义,会列实际问题二次函数关系式,确定自变量取值范围;
2.掌握二次函数三种解析式(一般式、顶点式、交点),熟练配方法互化;
3.熟练掌握抛物线开口、对称轴、顶点、增减性、最值及图像平移规律;
4.会用待定系数法,根据不同条件求二次函数表达式;
5.理解二次函数与一元二次方程的联系,会用判别式判断抛物线与x轴交点个数;
6.建立数形结合、数学建模思想,解决面积、利润、抛物轨迹类实际应用题.
复习重难点
重点:二次函数概念与三种解析式;图像性质与平移;待定系数法求解析式;二次函数与一元二次方程;实际最值应用.
难点:配方法变形;图像平移易错点;限定自变量范围求最值;图像数形综合题;实际问题建模.
知识点 二次函数概念
二次函数的概念
形如的函数叫作二次函数.二次函数自变量的取值范围是一切实数
1.下列式子哪些是二次函数?如果是,请指出其二次项系数,一次项系数和常数项.
(1);(2);(3);(4);(5);(6).
【详解】解:(1)是二次函数,二次项系数是、一次项系数是0,常数项是0;
(2),是二次函数,二次项系数是、一次项系数是0,常数项是;
(3)不是二次函数;
(4),是二次函数,二次项系数是5、一次项系数是,常数项是3;
(5)是二次函数,二次项系数是2、一次项系数是,常数项是4;
(6)不是二次函数.
2.若函数是关于x的二次函数,则a的值为_____.
【详解】解:∵函数是关于x的二次函数,
∴且,
∴且,
即且,
∴或.
故答案为:0或.
知识点二次函数图像与性质
二次函数 的性质:
若,当时,函数值随着自变量的增大而减小;当时,函数值随着自变量的增大而增大;当时,函数值取到最小值,最小值为.
若,当时,函数值随着自变量的增大而增大;当时,函数值随着自变量的增大而减小;当时,函数值取到最大值,最大值为.
要点速测
1.二次函数的图像大致是( )A. B.
C.D.
【详解】解:二次函数的顶点式为,
,顶点坐标为,
二次函数图像是开口向上,以顶点坐标为的抛物线,
故选:D.
2.已知二次函数y=x2−2x−3的自变量x1,x2,x3对应的函数值分别为y1,y2,y3.当−1<x1<0,1<x2<2,x3>3时,y1,y2,y3三者之间的大小关系是( )
A. B. C. D.
【详解】解:y=x2−2x−3=(x-1)2-4,
∴对称轴为直线x=1,
令y=0,则(x-1)2-4=0,
解得x=-1或3,
∴抛物线与x轴的交点坐标为(-1,0),(3,0),
二次函数y=x2−2x−3的图象如图:
由图象知.
故选:B.
知识点二次函数图像的平移
抛物线平移得到抛物线的两种方法:
(1)先向左或向右平移个单位长度,得到抛物线,再向上或向下平移个单位长度,得到抛物线
(2)先向上或向下平移个单位长度,得到抛物线,再向左或向右平移个单位长度,得到抛物线.
要点速测
1.二次函数的图像是由抛物线向___________平移___________个单位长度得到的;此函数图像开口向___________,对称轴是___________,当___________时,y有最___________值,是___________.
【答案】 右 4 下 直线 4 大 0
【分析】本题考查了二次函数的图象与几何变换,二次函数的性质,二次函数的最值, 根据左加右减的平移规律可知如何平移,根据题目中的函数解析式,可以写出它们的开口方向、对称轴和是否有最高点或最低点,本题得以解决.
【详解】解:二次函数的图像是由抛物线向右平移4个单位长度得到的;此函数图像开口向下,对称轴是直线,当时,y有最大值,是0.
故答案为:右;4;下;直线;4;大;0.
2.如下图,点在抛物线上,且在对称轴的右侧.
(1)m的值为_______.
(2)坐标平面上放置一透明胶片,并在胶片上描画出点P及抛物线C的一段,分别记为.平移该胶片,使所在抛物线对应的函数恰为.求点移动的最短路程.
【答案】(1)7
(2)
【分析】本题主要考查了二次函数的性质、二次函数的平移、勾股定理等知识点,灵活运用相关知识成为解题的关键.
(1)将代入得到,解得,再根据点P
在对称轴的右侧可得;
(2)先求出平移后抛物线的顶点坐标为;再求出平移前抛物线的顶点坐标,然后确定平移方式,最后运用勾股定理求解即可.
【详解】(1)解:将代入可得:
,解得:.
点P在对称轴的右侧,
,
.
(2)解:平移后的抛物线的表达式为,
平移后的顶点的坐标为.
抛物线上,
∴平移前抛物线的顶点的坐标为,
胶片的平移过程为先向左平移3个单位,再向下平移4个单位,
点移动的最短路程.
知识点根据二次函数图像判断式子符号
代数式(决定因素)
图像特征
符号判定
a(开口方向)
抛物线开口向上
抛物线开口向下
b(对称轴位置、a的正负)
对称轴在y轴右侧,即
a、b异号
对称轴在y轴左侧,即
a、b同号
c(抛物线与y轴交点位置)
交于原点
交于y轴正半轴
交于y轴负半轴
要点速测
1.二次函数的图象如图所示,那么关于此二次函数的下列四个结论:① ;②;③ ;④ ,其中,正确的有( ).
A.个 B.个 C.个 D.个
【答案】D
【分析】①根据图象的开口方向即可判断,②根据图象与轴交点坐标即可判断;③根据图象与轴的交点的个数即可判断;④根据对称点,判断对称轴,再根据对称轴公式求出的关系即可判断.
【详解】关于①,由图可知二次函数开口向下,即,故①符合题意;
关于②,由图可知二次函数与轴交于正半轴,即,故②符合题意;
关于③,由图可知二次函数与轴有两个交点,即,故③符合题意;
关于④,由图可知二次函数与轴有两个交点分别为,,则对称轴为直线,因为,所以,即,故④符合题意;
综上,共有4个符合题意.
2.如图,抛物线 与x轴交于点,顶点坐标,与y轴的交点在,之间(包含端点),下列结论:① ;② ;③对于任意实数m,总成立;④关于x的方程 有两个不相等的实数根.其中正确结论的个数为( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【分析】由题意可知抛物线开口向上,结合对称轴及点 坐标可得 ,利用的范围求的范围,利用顶点纵坐标为最小值判断不等式及方程根的情况.
【详解】解:由图可知,抛物线开口向上, , 对称轴为直线 ,
∴ ,
∴ ,
故①错误;
∵抛物线过点 ,
∴ ,即 ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
故②正确;
∵抛物线开口向上,对称轴为直线,
∴当时, 有最小值 ,
∴对于任意实数,都有 ,
∴ ,即 ,
故③正确;
抛物线顶点坐标为 ,且开口向上,
∴ 的最小值为,
∴直线 与抛物线 没有交点,
∴关于的方程 没有实数根,
故④错误.
综上所述,正确的结论有②,共2个.
知识点二次函数的对称性
新抛物线与原抛物线的位置关系
函数图像的关系
二次项系数的关系
顶点坐标的关系
关于轴对称
形状相同,开口方向相反
关于轴对称
形状和开口方向都相同
抛物线的轴对称变换规律:
要点速测
1.已知抛物线经过点,点,在此抛物线上,当,时,恒成立,则下列说法错误的是( )
A.抛物线的对称轴是直线
B.抛物线经过点
C.抛物线开口向上
D.抛物线的顶点坐标为
【答案】D
【分析】本题考查了把化成顶点式,二次函数的图象与性质,解题关键是求出对称轴.
先将点代入抛物线解析式中,求得与的关系式,求出对称轴,可判断A;
利用对称性可求出点的对称点,从而可判断B;利用对称性可求出点的对称点,根据当,时,恒成立,分两种情况画出草图,可判断C;根据上述解析,得出当时,,求出的值,可判断D.
【详解】解:∵抛物线经过点,
∴,解得:,
∴抛物线的对称轴为,
故A正确;
点关于对称轴的对称点为,故B正确;
∵抛物线的对称轴为,点在此抛物线上,且,
∴点关于对称轴的对称点为,且,
当,时,由题意描点,结合点关于对称轴的对称点可知抛物线开口向上,
当,时,由题意描点,不符合二次函数图象,此种情况不存在,
则抛物线开口向上,故C正确;
∵当时,,当时,,
∴当时,,
∴,
解得:,
∴,
∴抛物线的顶点坐标为,故D错误,
故选:D.
2.如图,抛物线与轴交于点,与轴的负半轴交于点,点是对称轴上的一个动点,连接,,则的最小值为( )
A.2 B. C. D.
【答案】D
【分析】设抛物线与轴的另一个交点为,连接,,根据解析式求得的坐标,根据轴对称的性质得出,继而得出取得最小值,最小值为的长,勾股定理即可求解.
【详解】解:如图所示,设抛物线与轴的另一个交点为,连接,,
∵,令,
即,
解得:,
∴,
令,解得,
∴,
∵点是对称轴上的一个动点,
∴,
∵
∴当三点共线时,取得最小值,最小值为的长,
即,
故选:D.
【点睛】本题考查了根据二次函数对称性求线段和的最值,掌握二次函数对称性是解题的关键.
知识点二次函数与一元二次方程的关系
抛物线与轴交点的个数可由相应的一元二次方程的判别式确定:
(1)当时,抛物线与轴有两个交点;
(2)当时,抛物线与轴有且只有一个交点;
(3)当时,抛物线与轴没有交点.
反过来,由抛物线与轴交点的个数,也可以确定相应的一元二次方程判别式的值的符号:
(1)当抛物线与轴有两个交点时,;
(2)当抛物线与轴有且只有一个交点时,;
(3)当抛物线与轴没有交点时,.
要点速测
1.如图是二次函数的部分图象,则不等式的解集是_____.
【答案】或
【分析】本题考查了利用二次函数图象解不等式,会利用二次函数图象解不等式是解题的关键.
由二次函数的图象的对称性得抛物线与轴的一个交点为,由轴的下方的图象对应的函数值小于,即可求解.
【详解】解:由图像得,对称轴为直线,抛物线与轴的一个交点为,
∴抛物线与轴的一个交点为,
∴轴的下方的图像对应的函数值小于,
∴当或时,;
∴不等式的解集是或,
故答案为:或.
2.抛物线经过点,,,直线经过点B,C,则:
(1)该抛物线的对称轴为直线______;
(2)关于x的方程的解为______;
(3)关于x的不等式的解为______;
(4)若关于x的方程在的范围内有两个不相等实数根,则k的取值范围是______.
【答案】(1)
(2),
(3)
(4)
【分析】(1)根据对称点即可求解对称轴;
(2)先由待定系数法求解抛物线的表达式,再解一元二次方程即可;
(3)先求出直线的表达式,然后得到不等式,再转化求解即可;
(4)方程即,整理得,设,把问题转化为函数图象在的范围内有两个不同的交点求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线经过点,,
∴对称轴为直线,即;
(2)解:∵抛物线经过点,,,
∴
解得
∴
∴关于x的方程即为,
解得;
(3)解:∵直线经过点,,
∴
解得
∴直线为
∴不等式为
整理得,
即
∴或
解不等式组,无解;
解不等式组,得,
∴解集为
∴不等式的解集为;
(4)解:方程即,
整理得,
∴方程在范围内有两个不相等实数根,
设,
∴,
解得;
而对称轴在范围内,符合要求,
如图:
当时,;
当时,
即
由①得
由②得
∴,
综上:.
题型1 二次函数图像与各项系数符号
▌例1 二次函数的图象如图所示,则点所在的象限是( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】B
【详解】解:观察函数图象可知: 抛物线开口向下,
,
对称轴在轴左侧,即,
,
,
∵抛物线与轴交于正半轴,
,,
点在第二象限.
▌迁移练1-1已知二次函数的图象如图所示,则直线不经过( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】B
【分析】本题考查二次函数的图象与系数的关系,一次函数图象经过象限与系数的关系.利用二次函数的图象可以判定系数a、b、c的正负号,再判定直线不经过的象限.
【详解】解:由图可知,抛物线开口向下,对称轴在y轴左侧,与y轴的交点位于y轴的正半轴,
,,,
,
,,
直线经过第一、三、四象限,不经过第二象限,
故选B.
▌迁移练1-2若二次函数的图象如图所示,则反比例函数与正比例函数在同一平面直角坐标系中的大致图象是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了二次函数、反比例函数、正比例函数的图象与性质,判断出的符号是解题的关键.由已知二次函数的图象开口方向可以知道的取值范围,对称轴可以确定的取值范围,然后就可以确定反比例函数与正比例函数在同一坐标系内的大致图象.
【详解】解:∵的图象开口向上,
∴,
∵对称轴在轴的右侧,
∴,
∴,
∴反比例函数在第一、三象限,正比例函数在第二、四象限,
故选:D.
题型2 一次函数、二次函数图像综合判断
▌例2 函数与在同一平面直角坐标系中的图象可能是( )
A. B.C. D.
【答案】D
【分析】联立函数得,解得或,得到二次函数与一次函数相交于点和,即可得出答案.
【详解】解:联立得:,
∴,
∴,
解得:或,
当时,,当时,,
∴二次函数与一次函数相交于点和,
∴只有D选项图象符合题意.
▌迁移练2-1若二次函数的图象如图所示,则一次函数图象大致是( )
A. B.C. D.
【答案】C
【分析】先由二次函数图像开口向下得出,再根据对称轴在轴右侧推出,最后结合一次函数的特征,判断图像即可.
【详解】解:∵开口方向:抛物线开口向下,
∴,
∵从图中可知对称轴在轴右侧,
∴根据对称轴公式,得,
∵,
∴ ,
分析一次函数的图像:
,说明直线从左上到右下;
,说明直线与轴交于正半轴;
故符合这两个特征的是选项C.
▌迁移练2-2若函数的图象如图所示,则一次函数的图象不经过第______象限.
【答案】四
【分析】本题考查了二次函数和一次函数的图象与性质.熟悉二次函数的性质求出a与b的正负是解题的关键.
通过观察二次函数图象的开口方向和对称轴位置来确定a、b的正负,再根据一次函数中a、b的正负判断其图象经过的象限即可.
【详解】解:观察二次函数的图象,
可知图象开口向上.即.
由图象可知对称轴,即,
又因为已经得出,且,
则.
对于一次函数,其中,,
一次函数的图象经过第一、二、三象限,不经过第四象限.
故答案为:四.
题型3 根据二次函数的图像判断式子的符号
▌例3如图,抛物线与轴交于点和点,与轴交于点.下列说法:①;②抛物线的对称轴为直线;③当时,;④当时,随的增大而增大;⑤(为任意实数),其中正确的个数是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【分析】根据抛物线开口向下,与y轴交于正半轴,可得,根据和点可得抛物线的对称轴为直线,即可判断②;推出,即可判断①;根据函数图象即可判断③④;根据当时,抛物线有最大值,即可得到,即可判断⑤.
【详解】解:∵抛物线开口向下,与y轴交于正半轴,
∴,
∵抛物线与x轴交于点和点,
∴抛物线对称轴为直线,故②正确;
∴,
∴,
∴,故①错误;
由函数图象可知,当时,抛物线在x轴上方,
∴当时,,故③正确;
∵抛物线对称轴为直线且开口向下,
∴当时,y随x的增大而减小,即当时,y随x的增大而减小,故④错误;
∵抛物线对称轴为直线且开口向下,
∴当时,抛物线有最大值,
∴,
∴,故⑤正确;
综上所述,正确的有②③⑤,共个.
▌迁移练3-1如图,已知二次函数的图象与x轴交于点,与y轴的交点B在和之间(不包括这两点),对称轴为直线.下列结论:①;②;③;④;⑤.其中正确结论有______(填写所有正确结论的序号).
【答案】①③⑤
【分析】根据抛物线开口方向、对称轴位置、与轴交点位置判断、、的符号及关系;利用抛物线的对称性求出与轴的另一个交点,进而判断时的函数值符号;利用顶点纵坐标与的大小关系及的取值范围判断不等式;将、用表示,结合的范围求的范围;计算,根据的范围即可比较与的大小.
【详解】解:①∵抛物线开口向上,
∴,
∵对称轴为直线,
∴,
即,
∵抛物线与轴交点在轴负半轴,
∴,
∴,故①正确;
②∵抛物线与轴交于点,对称轴为直线,
∴抛物线与轴的另一个交点为,
∴当时,,
即,故②错误;
③∵抛物线开口向上,对称轴为直线,
∴当时,函数取得最小值,
∵时,,且,
∴,
∴,
∵,
∴,故③正确;
④∵抛物线过点,
∴,
∵,
∴,即,
∵,
∴,
∴,故④错误;
⑤∵,,
∴,
∵,
∴,
即,故⑤正确;
综上所述,正确结论有①③⑤.
题型4 二次函数的应用
▌例4在美化校园的活动中,某兴趣小组想借助如图所示的直角墙角(两边足够长),用长的栅栏围成一个矩形花园(栅栏只围,两边),设,花园的面积为.
(1)当为何值时,花园面积有最大值?最大值为多少?
(2)若在墙角处有一棵树与墙,的距离分别是和,要将这棵树围在花园内(含边界,不考虑树的粗细),当花园面积最大时,的长为多少?
【答案】(1)当时,花园面积最大,为100平方米;
(2)当花园面积最大时,的长为8米.
【详解】(1)解:由题意,得:,
∴当时,花园面积最大,为100平方米;
(2)由题意,得,
解得;
∵,
∴时,随着的增大而增大,
∴当时,有最大值,
∴当花园面积最大时,的长为8米.
▌迁移练4-1综合与实践
小刚家的新家装修到了安装射灯,设计沙发背景墙的阶段,他和爸爸到了装饰城,看到了如图1中的某种型号的射灯投射下的背景样板墙,4盏射灯的光照的区域“覆盖”了整个墙面.光照的区域边缘可近似的看为抛物线,相同型号的射灯光照区域的形状完全一样.小刚抽象出了如图2中的示意图,测量后得到相关数据,左侧第一盏灯最高点C距离地面高度为290cm,与左墙面的水平距离为30cm,光线与墙的交点A距离地面245cm,点B,D,E均为两条光线的交点,点F且A,B,D,E,F在同一高度的水平线上.
(1)数学建模
如图3,以墙面OA所在的直线为y轴,垂直于OA的地面所在直线为x轴,建立的平面直角坐标系,设光线距离地面的高度为,距墙面OA水平距离为,求y与x之间的函数关系式.
(2)问题解决
小刚家沙发背景墙和装饰城的样板墙高度一致,墙面长为420cm,按照样板墙的方式安装射灯,请帮小刚计算需要安装的射灯数量至少为多少时,光照区域才能如样板墙那样实现全“覆盖”?
(3)如图4,小刚妈妈还计划在这每一盏射灯的光照区域内安装一幅矩形的家庭照片,照片的底部安装高度距离地面145cm,请直接写出如图4中,左侧第一盏灯的光照区域内矩形照片的周长的最大值.
【答案】(1)
(2)7
(3)
【详解】(1)解:已知抛物线顶点,
设抛物线解析式为,
因为点在抛物线上,把代入,
可得:,
解得,
所以y与x之间的函数关系式为.
(2)解:因为抛物线关于对称轴对称,
且相邻两抛物线在水平方向上的距离相等,
令,则,
解得,
解得,,即一盏灯的光照区域水平跨度为,
墙面长,则需要安装的射灯数量至少为(盏).
(3)解:令,则,
,
解得,
设矩形照片的一边长为m,其对应的横坐标为x,
则另一边长为,
矩形周长,
由抛物线对称性,设x到对称轴的距离为t,即,则,
此时,矩形另一边,
矩形周长,
对于二次函数,其中,,
根据二次函数顶点公式,
当时,.
【点睛】本题考查了二次函数的实际应用,将实际的射灯照明问题转化为数学模型,运用了二次函数的顶点式,通过已知顶点设出表达式,求出二次函数的顶点式是解决本题的关键.
难点一 二次函数与一元二次方程综合
本质关系:设二次函数解析式为:,令函数值 ,即可得到一元二次方程:。
几何核心意义:抛物线与 x 轴交点的横坐标,就是对应一元二次方程 的实数根。
拓展结论:抛物线 与水平直线 的交点横坐标,是方程 的实数根。
难点精练
1.如图,已知二次函数的图像与轴交于,两点.
(1)求的值;
(2)若点在该二次函数的图像上,且的面积为,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题主要考查二次函数与几何图形的综合,掌握待定系数法求解析式,解一元二次方程的方法是解题的关键.
(1)运用待定系数法即可求解;
(2)根据题意设,结合几何图形面积计算方法可得点的纵坐标,代入后解一元二次方程即可求解.
【详解】(1)解:二次函数的图像与轴交于,两点,
∴,
解得,,
∴;
(2)解:由(1)可知二次函数解析式为:,,,
∴,
设,
∴,
∴,
∴,
∴当时,,无解,不符合题意,舍去;
当时,,;
∴.
2.如图,关于的二次函数的图象与轴相交于点和点,与轴相交于点.
(1)求二次函数的表达式.
(2)求线段的长.
(3)在轴上是否存在一点,使为等腰三角形?直接写出点的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,或或或
【分析】本题是二次函数的综合题型,其中涉及到运用待定系数法求二次函数,等腰三角形的性质,轴对称的性质等知识,运用数形结合、分类讨论及方程思想是解题的关键.
(1)代入和,解方程组即可;
(2)令,求出点B的坐标,利用两点间距离公式求解即可;
(3)当为等腰三角形时分三种情况进行讨论:①;②;③.
【详解】(1)解:解:把和代入,
解得:,,
二次函数的表达式为:;
(2)解:令抛物线,则,
解得或,
根据题意:,
,
;
(3)解:,
点在轴上,当为等腰三角形时分三种情况进行讨论:如图,
①当时,,
又∵,
,;
②当时,,
;
③当时,
此时与重合,
;
综上所述,点的坐标为:或或或.
3.如图,已知二次函数的图象与x轴交于点、,与y轴交于点C.点P是抛物线上一点,其横坐标为,且点P不与点C重合.
(1)写出点C的坐标为______;线段的长为______.
(2)写出的面积______.
(3)抛物线上存在点P,使的面积等于的面积,利用上面的计算结果,求点P的坐标.
【答案】(1);4
(2)6
(3)P的坐标或或
【分析】(1)将代入,求得出C点坐标,令求出,,即可得到线段的长;
(2)由(1)得到,,然后利用三角形面积公式求解即可;
(3)设,利用的面积等于的面积列方程求解即可.
此题主要考查了抛物线与x轴的交点,三角形面积求法,二次函数图象上点的坐标性质等知识,注意分类讨论得出是解题关键.
【详解】(1)解:∵,
∴当时,,
∴点C的坐标为,
当时,,
解得或,
∴,,
∴;
(2)解:∵点C的坐标为,
∴,
∵,
∴的面积;
(3)解:设,
∵的面积等于的面积,
∴,
解得或或(舍去),
∴P的坐标或或.
4.已知二次函数(为常数).该函数图像与x轴交于两点(点在点左侧),与轴交于点.
(1)求线段的长度为;
(2)若二次函数图像对称轴为直线,点是直线上方二次函数的图像上的两个动点,过点作轴的平行线交轴于点,交直线于点,连接.
①图中二次函数的表达式为______;
②已知点的横坐标比点的横坐标大2,的面积为,求的面积(用含的代数式表示).
【答案】(1)
(2)①②
【分析】本题考查了二次函数的图象和性质,待定系数法求函数解析式,抛物线与轴的交点,三角形面积,熟练掌握相关知识得是解题的关键.
(1)令,则,解得,得到,即可得到答案;
(2)①根据题意得到,得到,即可得到答案;
②由抛物线解析式得到,得到,求出直线的解析式为,设点的横坐标为,则点的横坐标为,得到,,,,求出的面积,得到的面积.
【详解】(1)解:令,则,
解得,
;
(2)解:①抛物线的对称轴为直线,
,,
抛物线解析式为,
故答案为:;
②抛物线解析式为,
,
令,则,
解得或,
点在点左侧,
,
设直线的解析式为,
将代入得,解得,
直线的解析式为,
设点的横坐标为,则点的横坐标为,
,,,,
,
的面积,
的面积.
基础达标
一、单选题
1.已知抛物线 经过点,.若 ,且 ,则的取值可以是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【分析】先将A、 B两点横坐标代入抛物线解析式,得到 关于n的表达式,再结合 和 的条件列不等式,求出n的取值范围,即可判断符合条件的选项.
【详解】解:∵ 抛物线 经过点 , ,
∴将 代入解析式得 ,
将 代入解析式得 ,
∵ , 且 ,
∴ ,
∴
解得
观察选项,只有符合该范围.
2.函数与在同一平面直角坐标系中的图象可能是( )
A. B.C. D.
【答案】D
【分析】联立函数得,解得或,得到二次函数与一次函数相交于点和,即可得出答案.
【详解】解:联立得:,
∴,
∴,
解得:或,
当时,,当时,,
∴二次函数与一次函数相交于点和,
∴只有D选项图象符合题意.
3.抛物线的顶点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】二次函数顶点式的顶点坐标为.
【详解】解:抛物线顶点坐标为.
4.如图是抛物线的示意图,则的值可以是( )
A.0 B.2 C. D.
【答案】B
【详解】解:∵抛物线开口向上,
∴
∴的值可以是2.
5.二次函数的,,,那么其图象必过( )
A.第二、三、四象限 B.第一、三、四象限
C.第一、二象限 D.第一、二、三象限
【答案】C
【分析】根据题意可以判断出该抛物线的开口方向、顶点坐标在y轴的哪一侧,交y轴的位置,从而可以判断出该函数图象一定经过哪几个象限即可.
【详解】解:∵二次函数的,
∴该函数图象开口向上,
又∵,,
∴,顶点在y轴左侧,经过y轴正半轴,
∴该二次函数的图象必过第一、二象限.
二、填空题
6.函数是关于的二次函数,则______.
【答案】
【分析】根据二次函数的定义,二次函数需满足自变量的最高次数为,且二次项系数不为,据此列出关系式解答即可求解.
【详解】解:∵函数是关于的二次函数,
∴且,
解得.
7.若二次函数的图象开口向上,则直线不经过第______ 象限.
【答案】四
【分析】先根据二次函数的开口方向确定a的取值范围,再利用一次函数的图象与性质判断直线经过的象限,即可得到答案.
【详解】解:∵二次函数的图象开口向上,
∴,
∴直线经过第一、二、三象限,即不经过第四象限.
8.已知二次函数图像经过,则______.
【答案】2026
【分析】将已知点的坐标代入二次函数解析式,得到与的关系式,再将所求代数式变形,整体代入计算即可.
【详解】解:将点代入,得 ,
整理得,即,
∴.
9.抛物线与x轴交于A,B两点,且,则m的值为_______.
【答案】或
【分析】设,,可得是一元二次方程的两个根,利用根与系数的关系表示与,结合的条件,建立关于的一元二次方程,求解即可得到的值.
【详解】解:设,,
令,得
,
由根与系数的关系得,,
,
∵,
∴,
两边平方得,
整理得,
因式分解得,
解得或.
10.已知二次函数的图象如图所示,则下列结论:①;②是方程的一个根;③当时,;④当或时,.其中错误的是________.(填序号)
【答案】③
【详解】解:函数图象与轴有两个交点,
,故①正确;
二次函数与轴的交点为,,
是方程的一个根,故②正确;
由图可知,当时,,当或时,,故③错误,④正确.
三、解答题
11.活动课上,老师给同学们发放了一些函数的相关数据,让大家根据这些数据完成函数的图象和性质的探究,以下是小杰拿到的数据和探究过程,请补充完整:
(1)下表是两个函数的几组对应值:
…
…
…
…
…
…
上述表格中:__________;
(2)通过分析数据,发现可以用函数刻画与,与之间的关系.在同一平面直角坐标系中,已经画出与的函数图象,请画出与的函数图象;
(3)通过观察图象可知,当时,的取值范围__________.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)观察表格中数据特点即可;
(2)描点连线即可;
(3)当时,即在上方的图像所对应的的取值.
【详解】(1)解:观察表格中数据特点,关于对称的自变量所对应的的值相同,
∴与时,的值相同为3,
故;
(2)解:略;
(3)解:通过观察图象可知,当时,的取值范围.
12.某公园雕塑的顶端点A处安装有喷水装置,喷出的水呈抛物线形.测得雕塑的高度为,当喷出的水柱与的水平距离为时,达到最大高度.以点O为原点,所在直线为y轴建立平面直角坐标系(如图).
(1)求水柱所在抛物线的函数表达式;
(2)求水柱落地点与雕塑的水平距离.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)由题目所给条件可得点的坐标和抛物线顶点坐标,设出其顶点式,把点代入求解即可得到该抛物线的函数表达式;
(2)题意为求点的坐标,令(1)中求得的函数表达式值为求解即可.
【详解】(1)解:由题可得,点的坐标为,该抛物线的顶点为,
设该抛物线的顶点式为,
把点代入得,解得,
该抛物线的函数表达式为;
(2)解:令得,
两边同时乘以得,
因式分解得,
解得,,
点的坐标为,
水柱落地点与雕塑的水平距离为.
能力进阶
一、单选题
1.如图,某男生掷实心球,实心球飞行高度(米)与水平距离(米)之间的关系式为,则此次实心球训练的成绩为( )
A.米 B.米 C.米 D.米
【答案】B
【分析】本题考查了二次函数的应用中函数式中变量与函数表达的实际意义.此次实心球训练的成绩就是抛物线与轴交点的横坐标,即当时,求的值即可.
【详解】当实心球落地时,,
即,
解得,,
因为水平距离不能为负数,
所以舍去,
则此次实心球训练的成绩为米,
故选:.
2.关于抛物线,下列说法错误的是( )
A.该抛物线一定经过点
B.该抛物线顶点纵坐标的最小值为1
C.若点、在该抛物线上,则m的值为3
D.当时,该抛物线与x轴的两个交点之间的距离为4
【答案】B
【分析】把代入计算,得出,故该抛物线一定经过点;对于选项,将抛物线解析式化为顶点式,求顶点纵坐标关于的表达式的最小值;对于选项,利用抛物线对称性,由点和求出对称轴,进而求的值;先得出抛物线的解析式,再求出抛物线与x轴的交点的横坐标,再列式计算,即可作答.
【详解】解:将代入抛物线解析式,得,
∴该抛物线一定经过点,
故A选项不符合题意;
∵,
∴,
∴顶点纵坐标为,
∵,
∴顶点纵坐标的最小值为,不是,
故B选项符合题意;
∵点和纵坐标相同,
∴抛物线对称轴为直线,
又抛物线对称轴为,
∴,
得,
故C选项不符合题意;
当时,抛物线解析式为,
令,得,
解得,,
即两个交点之间的距离为,
故D选项不符合题意.
3.将抛物线向左平移2个单位,向上平移1个单位,所得抛物线的表达式是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先将原抛物线配方为顶点式,再按二次函数平移规律“上加下减常数项,左加右减自变量”,可得到结果.
【详解】解:∵
∴向左平移2个单位,自变量加2,得 ,
再向上平移1个单位,常数项加1,得 ,
∴所得抛物线的表达式为 .
4.二次函数自变量与函数值的对应关系如下表,一元二次方程的根中较大的根的范围是( )
0
0.5
1
1.5
0.13
0.38
0.53
0.58
0.53
0.38
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了图象法求一元二次方程的近似根.根据表格找出y的值接近0时对应的x的值的取值范围,从而分析求解.
【详解】解:由表格可得:
当时,;
当时,,当时,,
二次函数图像的对称轴为直线,
当时,,
设一元二次方程的根为,,且,
∴,,
即一元二次方程的根中较大的根的范围是,
故选:D.
5.已知抛物线与直线有唯一的交点,则的取值范围是( ).
A. B.
C.或 D.或
【答案】D
【分析】联立抛物线与直线解析式,整理得到一元二次方程;分两种情况讨论:方程在区间内有两个相等实数根(判别式),此时抛物线与直线相切,仅有一个交点;方程在区间内有两个不相等实数根,但只有一根落在区间内,利用函数端点值符号判断临界范围.
【详解】解:①当抛物线与直线有唯一交点时,方程有且只有一个实数根.
可转化为,当时,,
如图所示.
②方程可转化为.
由题意,可知在的取值范围内,抛物线与直线有唯一的交点.
当直线过点时,;当直线过点时,,
如图所示.
由图象,可知符合条件的的取值范围为.
综上所述,的取值范围为或.
二、填空题
6.某食品加工厂专门生产爆米花,在生产过程中,爆开且不糊的粒数的百分比称为“可食用率”.为了提升产品品质、降低生产成本,技术人员研究发现,在特定生产条件下,可食用率与加工时间(单位:分钟)满足函数表达式,为了让爆米花的可食用率达到最高,最佳加工时间为_________分钟.
【答案】3.75
【分析】根据二次函数的最值问题进行求解即可.
【详解】解:∵,且,
∴当时,y取得最大值,
∴最佳加工时间为3.75分钟.
7.已知点,在抛物线上,且,则__________(填“>”“<”或“=”).
【答案】>
【分析】先判断抛物线的开口方向与对称轴,再利用二次函数的增减性比较和的大小.
【详解】对于抛物线,
二次项系数,
因此抛物线开口向下,对称轴为直线,
根据二次函数的性质,当时,随的增大而减小,
,
.
8.如图,关于的二次函数的图像为抛物线,直线与抛物线交于,两点,过抛物线的顶点作轴的平行线,过,分别作的垂线,垂足为,.若四边形为正方形,则_________.
【答案】5
【分析】先求出抛物线的顶点坐标,再由正方形的性质以及已知条件求出,然后代入抛物线的表达式解方程即可.
【详解】解:,
∴顶点为,
∵四边形为正方形,过抛物线的顶点作轴的平行线,过,分别作的垂线,垂足为,,
∴,关于抛物线的对称轴对称,
∴,
将点代入,则,
整理得,,
解得,(舍),
∴.
9.景区喷泉以出水口为原点建立坐标系,水柱高度(单位:米)与水平距离(单位:米)满足:.在水柱最高点正下方修建矩形观景通道,通道顶部距离水柱竖直高度不少于2米,通道宽度米,求通道顶部距离地面的最大高度:_______.
【答案】米
【分析】由题意易得该二次函数的顶点坐标为,对称轴为直线,然后可得,当通道顶部到水柱的竖直距离均等于2米时,通道顶端到地面有最大高度,进而问题可求解.
【详解】解:∵喷出水的竖直高度y(单位:米)与距出水口的水平距离x(单位:米)近似满足函数关系,
∴该二次函数的顶点坐标为,对称轴为直线,
∵在喷泉水柱最高处的正下方搭建矩形通道,
∴矩形关于抛物线的对称轴对称,
∵通道宽为2米,
∴,即,
∵通道顶部到水柱的竖直距离均不小于2米,
∴,即,
即当通道顶部到水柱的竖直距离均等于2米时,通道顶端到地面有最大高度,
当时,则有,
∴通道顶端到地面的最大高度为(米).
10.已知抛物线的对称轴是直线,抛物线与x轴的一个交点在点和点之间,其部分图像如上图所示,下列结论:①y的最大值为3;②;③当时,y随x的增大而减小;④.其中正确的序号为__________.
【答案】①②③④
【分析】根据图象得到抛物线开口向下,顶点纵坐标为3,对称轴是直线,抛物线与x轴的另一个交点在点和点之间,然后逐项判断即可.
【详解】解:由图象可得,抛物线开口向下,顶点纵坐标为3
∴y的最大值为3,故①正确;
∵对称轴是直线,抛物线与x轴的一个交点在点和点之间,
∴抛物线与x轴的另一个交点在点和点之间,
∴当时,,故②正确;
∵抛物线开口向下,对称轴是直线,
∴当时,y随x的增大而减小,故③正确;
∵对称轴是直线,
∴
∴,故④正确.
综上所述,正确的序号为①②③④.
三、解答题
11.如图,已知二次函数图象经过点和.
(1)求该二次函数的表达式及图象的顶点坐标;
(2)当时,求函数的取值范围;
(3)当时,利用图象,直接写出的取值范围.
【答案】(1),
(2)
(3)或
【分析】(1)利用待定系数法求出对应的函数的表达式,再把表达式化为顶点式求出顶点坐标即可;
(2)根据(1)所求可得函数的增减性和对称轴,求出时的函数值,结合顶点坐标即可得到答案;
(3)由对称性可得点在该函数的图象上,再结合函数图象即可得到答案.
【详解】(1)解:∵二次函数图象经过点和,
∴,
∴,
∴该二次函数的表达式为,
∴顶点坐标为;
(2)解:由(1)得该二次函数的表达式为,
∴二次函数的图象开口向上,对称轴为直线,
∴离对称轴越远,函数值越大,
当时,,且,
∴当时,函数的最大值小于7,
∵顶点坐标为,即当时,函数的最小值为,
∴当时,;
(3)解:由(2)可知,对称轴为直线,
∵,
∴由对称性可知,点在该函数的图象上,
由函数图象可知,当时,或.
12.抛物线过点,与y轴交于点C.对称轴与x轴交于点D.
(1)求抛物线的解析式及点D的坐标;
(2)如图,连接、,在直线上方的抛物线上找点P,使得,求出P点的坐标.
【答案】(1),
(2)点P坐标为
【分析】(1)用待定系数法求解即可;
(2)过点B作交延长线于点E,可证,则可求点E坐标,然后求直线的解析式,联立方程组,解方程组即可求点P的坐标.
【详解】(1)解:∵抛物线过点,
∴,
解得,
∴抛物线解析式为,
对称轴为直线,
∴对称轴与x 轴的交点D坐标为.
(2)解:过点B作交延长线于点E,
当时,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴,
在和中,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴点E坐标为,
设直线解析式为,
把,代入得,
,
解得,
∴直线解析式为,
联立方程组,
解得,
∴点P坐标为.
13.在同一平面直角坐标系画了三个函数的图象,这三个函数为,,,请完成以下问题:
(1)看图说话:
①与轴交点坐标为______;与轴交点坐标为________;与轴的交点坐标为和,方程的两根为_________;________.
②抛物线的顶点坐标为________;抛物线的顶点坐标为________.
③这三个函数的图象都可看作由抛物线经过平移而得到;若将抛物线先向_______平移______个单位,再向_______平移______个单位得到的图象;
(2)若抛物线,,的顶点分别为,,,连,,,则直接写出的面积________.
【答案】(1)①,,;②,;③左,,下,
(2)
【分析】本题主要考查了二次函数的图象和性质,抛物线的顶点坐标,图象的平移以及图象围成的三角形的面积等知识点,解题的关键是掌握二次函数的图象和性质.
(1)①根据函数解析式求图象和坐标轴的交点坐标即可,根据二次函数和一元二次方程的关系求出方程的根即可;
②根据顶点坐标公式求解即可;
③根据顶点的坐标,确定平移即可;
(2)假设与轴交于点,求出直线的解析式,然后求出点坐标,最后利用三角形的面积公式求解即可.
【详解】(1)解:①∵,,
∴与轴交点坐标为,即;
当时,,
解得,
∴与轴交点坐标为;
∵与轴的交点坐标为和,
∴方程的两根为,;
故答案为:,,;
②抛物线的顶点横坐标为,顶点纵坐标为,
∴顶点坐标为;
抛物线的顶点横坐标为,顶点纵坐标为,
∴顶点坐标为;
故答案为:,;
③∵,
∴若将抛物线先向左平移个单位,再向下平移个单位得到的图象;
故答案为:左,,下,;
(2)解:如图所示,假设与轴交于点,根据题意可得,,
设直线的解析式为,
将,代入解析式得,
,
解得,
∴,
当时,,
解得,
∴,
∴,
故答案为:.
14.在平面直角坐标系中,抛物线经过点,对称轴为.
(1)求b的值,并用含a的式子表示c;
(2)已知M是抛物线上的点,M的横坐标为t,抛物线的顶点为M,且可以由抛物线平移得到(特别地,当M是的顶点时,即为).若无论t为何值,抛物线都不经过点O,求a的取值范围.
【答案】(1),
(2)且
【分析】(1)利用抛物线过直接得,再套用对称轴公式,化简求出;
(2)先写出顶点为的平移后抛物线,代入原点得到关于的一元二次方程,方程无实数根则判别式,解不等式得到范围.
【详解】(1)解:抛物线经过点,
.
抛物线的对称轴为,
.
;
(2)解:设点,
是抛物线上的点,
.
由题意,抛物线,
设抛物线与y轴交于点,则.
无论t为何值,抛物线都不经过点O,
无论t为何值,都有,
关于t的方程没有实数根.
,即.
,
化简得:,
解得:,
且.
15.平面直角坐标系中,直线与抛物线交于轴上的点和点.
(1)求和的值;
(2)A为直线下方抛物线上一点,连接,求的面积的最大值;
(3)当点为抛物线的顶点时(如图2),将沿着直线翻折得到,求与抛物线的另一个交点的坐标.
【答案】(1),
(2)
(3)
【分析】(1)运用待定系数法即可求得答案;
(2)设,过点作轴交直线于点,如图1,可得,运用二次函数性质即可求得答案;
(3)根据轴对称性质可求得点的坐标,利用待定系数法求得直线的解析式,联立方程组即可求得交点的坐标.
【详解】(1)解:把代入得:,
解得:,
,
抛物线过点,
,
解得:;
(2)解:由(1)可得:抛物线解析式为,
当时,,
,
设,过点作轴交直线于点,如图1,则,
,
,
当时,取得最大值;
(3)解:,
抛物线的顶点坐标为,
如图2,连接,
对于直线,令,则,解得,
∴,
,
,
∴
,
,
,
点与点关于直线对称,
直线垂直平分线段,
三点共线,,
,
,
,
设直线的解析式为,把代入得:
解得:,
直线的解析式为,
联立,得,
解得:(舍去)或,
当时,,
.
16.【问题背景】气温变化会直接影响冷饮的市场需求.某饮品店为优化备货策略,计划通过建立数学模型,刻画当日最高气温与冷饮销量之间的关联,为经营决策提供数据支撑.
【数据收集】该饮品店统计了5天的经营数据,记录了当天最高气温与对应冷饮销量,并用散点趋势图直观呈现两个变量的关系(如图).
【建立模型】
由散点分布可知,所有散点大致落在一条呈上升趋势的直线附近,因此可以用直线模型刻画销量和最高气温的关系.设解析式为:.小明选取能代表整体趋势的两个点和确定直线,目的是让这条直线经过尽可能多的点.
(1)任务1:请你根据小明的方法,求出这条直线的解析式;
【模型优化】小朱同学提出:以残差的平方和作为总误差,总误差最小时的直线即为最优拟合直线(残差实际观测销量模型函数值).若将代入解析式,可得:,因此初步模型为:.
(2)任务2:①求这组数据的总误差(用含的式子表示);
②当________时,这组数据的总误差取得最小值;
【模型应用】
(3)任务3:饮品店每日的备货量由模型预测销量确定,每售出1杯冷饮可获利6元,未售出的每杯亏损3元.若某日当地最高气温为,实际当日冷饮需求量为173杯,请你通过计算判断:这两种模型中,哪种模型能让饮品店当日获得更高利润.
【答案】(1);
(2)①这组数据的总误差为;②当时,这组数据的总误差取得最小值;
(3)最优拟合模型利润更高.
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)①先提取5组散点坐标:,,,,根据题意列式计算即可求解;
②利用二次函数的性质求解即可;
(3)分小明模型和最优拟合模型两种情况讨论,即可求解.
【详解】(1)解:将和代入,得:
,解得,
∴这条直线的解析式为;
(2)解:①先提取5组散点坐标:,,,,
∵,
∴
;
②∵,
∴开口向上,
∴最小值在时,取得最小值;
(3)解:小明模型:,时,
预测备货量(杯),
实际需求173杯,
备货170杯全部售出,利润(元),
最优拟合模型:,,
代入,
得
,
备货取整数176杯,实际需求173杯,
未售出(杯),
则(元),
,
∴最优拟合模型利润更高.
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