内容正文:
暑季研思・九年级上册数学暑期培优专项讲义
5.4二次函数与一元二次方程 知识归纳与题型总结
考点01 二次函数与一元二次方程的关系
一元二次方程是二次函数的函数值时的情况,反映在图象上就是一元二次方程的根为对应二次函数的图象与x轴交点的横坐标.
(1)若抛物线与x轴两交点的横坐标分别为,,则,为一元二次方程的两个根.
(2)二次函数图象与x轴交点个数与对应一元二次方程根的情况的关系:
考向01 求抛物线与x轴的交点坐标
【例1】在平面直角坐标系中,已知二次函数的表达式为(其中k为实数).
(1)当该函数图象经过原点时,求k的值;
(2)当时,将该抛物线向左平移个单位长度得到新的抛物线,两抛物线交于y轴上的点M,求h的值;
(3)设抛物线与x轴的两个交点分别为A、B(点A在点B的左侧),与y轴的交点为C,当的面积为3时,求k的值.
考向02 求抛物线与y轴的交点坐标
【例2】在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于C.若点为直线上的动点,过点P作轴交抛物线于点Q.
(1)若.
①求直线的表达式;
②若,直接写出线段长度的最大值及此时的点P的坐标;
(2)若,且线段的长随着的增大而增大,求m的取值范围.
考向03 已知二次函数的函数值求自变量的值
【例3】如图是一座古拱桥的截面图,拱桥桥洞的上沿是抛物线形状,水面的宽度为,桥洞与水面的最大距离是.经过讨论,同学们得出三种建立平面直角坐标系的方案(如图).
(1)你选择的方案是______(填“方案一”“方案二”或“方案三”),则B点坐标是______;
(2)求出你所选方案中的抛物线的解析式;
(3)因降暴雨水位上升,此时水面宽为多少?
考向04 抛物线与x轴的交点问题
【例4】二次函数的图象如图所示,根据图象回答下列问题:
(1)写出方程的根;
(2)写出不等式的解集;
(3)若方程有且只有一个实数根,写出的值.
考向05 求x轴与抛物线的截线长
【例5】二次函数的图象与轴交于,两点,则线段的长是( )
A.3 B.6 C.9 D.18
【对点1】如图,已知二次函数的图象与正比例函数交于点,与轴交于点,当时,自变量的取值范围是______.
【对点2】如图,某建筑物的截面可以视作由两条线段,和一条曲线围成的封闭的平面图形.已知 ,曲线是以点为顶点的抛物线的一部分, ,点到、的距离分别为 和 ,则的长为________________.
【对点3】如图,二次函数的图象与轴交于点、点,与轴交于点,其中.
(1)求二次函数的解析式;
(2)若点在二次函数图象上,且,求点的坐标;
(3)若M是抛物线对称轴上一点,ACM是等腰三角形,直接写出点M的坐标.
【对点4】如图,抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.将抛物线沿y轴向下平移t个单位,当平移后的抛物线与线段有且只有一个交点时,则t的取值范围是______.
【对点5】如图,抛物线,与直线分别交于A,C和B,D四点,且,,.若点P,Q分别是两抛物线的顶点,且P,Q都在x轴上,则的长是______.
考点02 利用二次函数的图象求一元二次方程的近似解
利用二次函数图象求一元二次方程的近似解的一般步骤
(1)画出二次函数的图象;
(2)确定二次函数的图象与x轴交点的横坐标在哪两个整数之间;
(3)列表,在(2)中的两数之间取值估计,并用计算器估算近似解,则近似解在对应y值正负交替的地方.
通过列表求近似根的具体过程:
在列表求近似根时,近似根就出现在对应的y值正负交替的位置,也就是对x取一系列值,看y对应的哪两个值,由负变成正或由正变成负,此时x的两个对应值之中必有个近似根,比如x由取到时,对应y的值出现,或,,那么,中必有一个是近似根,比较与的大小,若,则说明是近似根;反之,则说明是近似根.从图象上观察,(,)离x轴越近,y值越接近0,而时x的值就是方程的确切根.
考向01 图象法确定一元二次方程的近似根
【例1】如表是二次函数的自变量x与函数值y的部分对应值,那么方程的一个根的取值范围是( )
x
…
1
1.1
1.2
1.3
1.4
…
y
…
0.04
0.59
1.16
…
A. B. C. D.
考向02 根据二次函数图象确定相应方程根的情况
【例2】(多选)已知抛物线(a,b,c为常数,)经过点,,其对称轴在y轴右侧,下列结论正确的是( )
A.抛物线经过点
B.方程有两个不相等的实数根;
C.
D.
【对点1】如表是部分二次函数的自变量x与函数值y的对应值:
x
1
1.1
1.2
1.3
1.4
y
0.04
0.59
1.16
那么方程的一个根在( )范围之间.
A. B. C. D.
【对点2】已知函数的图象如图,那么关于x的方程的根的情况是( )
A.无实数根 B.有两个相等实数根
C.有两个同号不等实数根 D.有两个异号实数根
考点03 二次函数与一元二次不等式的关系
利用二次函数图象解一元二次不等式的步骤:
(1)将一元二次不等式化为的形式;
(2)明确二次项系数a的正负、对称轴在y轴哪侧,并计算的值;
(3)作出不等式对应的二次函数的草图;
(4)二次函数在x轴上方的图象对应的函数值大于零,在x轴下方的图象对应的函数值小于零.
以为例,二次函数与一元二次不等式的关系如下表:
二次函数
的图像
一元二次方程
的根
,
没有实数根
不等式
的解集
的一切实数
全体实数
不等式
的解集
无解
无解
考向01 图象法解一元二次不等式
【例1】抛物线如图所示,抛物线与轴交于点,顶点坐标为,下列结论:①;②;③对于任意实数,都有;④当时,.其中正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
考向02 利用不等式求自变量或函数值的范围
【例2】如图,若二次函数的图象的对称轴为直线,与y轴交于点C,与x轴交于点A、点,则:①二次函数的最大值为;②;③;④当时,;其中正确的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
考向03 根据交点确定不等式的解集
【例3】函数图象是研究函数的重要工具.探究函数性质时,我们经历了列表、描点、连线画出函数图象,然后观察分析图象特征,概括函数性质的过程.请结合已有的学习经验,画出函数的图象,并探究其性质.
列表如下:
x
…
0
1
2
3
4
…
y
…
m
0
n
…
(1)直接写出表中m、n的值,并在平面直角坐标系中画出该函数的图象;
(2)观察函数的图象,判断下列关于该函数性质的命题:
①当时,函数图象关于原点对称;
②时,函数有最小值,最小值为;
③时,函数y的值随x的增大而减小.
其中正确的是 .(请写出所有正确命题的序号)
(3)结合图象,请直接写出不等式的解集 .
考向04 线段周长问题
【例4】如图,二次函数的图像与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,点B的坐标为,点C的坐标为,直线l经过B、C两点.
(1)求该二次函数的表达式及其图像的顶点坐标;
(2)点P在线段上运动(不与B、C重合),过点P作x轴的垂线与该二次函数的图像相交于点M,再过点M作y轴的垂线与该二次函数的图像相交于另一点N,当时,求点P的坐标;
考向05 面积问题
【例5】如图,抛物线与轴交于两点(点在点的左侧),点在抛物线上且横坐标为6.
(1)求点的坐标;
(2)点在抛物线上且与点关于对称轴对称,连接,在抛物线上是否存在点,使得,若存在,请求出点的坐标,若不存在,请说明理由.
考向06 角度问题
【例6】如图,抛物线与x轴交于,两点,与y轴交于点.
(1)求抛物线及直线的解析式;
(2)直接写出抛物线的顶点坐标和对称轴;
(3)若P为抛物线上一点,当时,求点P的横坐标.
考向07 特殊三角形问题
【例7】在平面直角坐标系中,抛物线的顶点为点,与轴交于点,点关于抛物线对称轴的对称点为,若为直角三角形,则长为_____
考向08 特殊四边形问题
【例8】如图,抛物线经过,,三点
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴上有一点P,使的值最小,请求出最小值及此时P的坐标;
(3)点M为x轴上一动点,在抛物线上是否存在一点N,使以A,C,M,N四点构成的四边形为平行四边形?若存在,直接写出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
考向09 相似三角形问题
【例9】已知二次函数与x轴交于和两点,且(),交y轴于点C,顶点为D.
(1),,
①求该二次函数的对称轴方程及顶点坐标;
②定义:若点P在某函数图象上,且点P的横纵坐标互为相反数,则称点P为这个函数的“零和点”,求证:此二次函数有两个不同的“零和点”;
(2)如图,过D、C两点的直线交x轴于点E,满足,求的值.
考向10 其他问题
【例10】定义:点是轴上一点,将函数的图象位于直线右侧部分,以轴为对称轴翻折,得到新的函数的图象,我们称函数是函数的相关函数,函数的图象记作,函数的图象未翻折部分记作,图象和合起来记作图象.
例如:函数的解析式为,当时,它的相关函数的解析式为 .
(1)如图,函数的解析式为,当时,它的相关函数的解析式为 ;
(2)函数的解析式为().
①已知点、的坐标分别为、,当,且图象与线段只有一个公共点时,结合函数图象,求的取值范围;
②若,点是图象上任意一点,当时,的最大值始终保持不变,求的取值范围(直接写出结果).
一、选择题
1.如图是二次函数图象的一部分,对称轴为,且经过点,下列结论:①,②,③,④当时,,正确的有( )个.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
2.已知二次函数(m是常数),若自变量x取任意实数,函数值y始终为正数,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.如图,二次函数的图象经过点、,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.图象的对称轴是直线
4.抛物线,顶点纵坐标为.若有且只有两个不相等的实数根,则m的取值范围是( )
A. B.或
C.或 D.或
5.在平面直角坐标系中,函数的图象为,关于y轴对称的图象为,则直线(a为常数)与,的交点共有( )
A.2个 B.1个或2个
C.0个或2个或3个或4个 D.无数个
6.已知抛物线与x轴没有交点,将该抛物线向左平移3个单位长度,再向下平移5个单位长度后,得到的抛物线的顶点一定在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
7.下面表格中的数据是二次函数的几组对应值.根据表中的数据我们可以判断:当时,自变量x的取值范围是( )
x
…
0
1
2
3
4
…
y
…
0
0
5
…
A. B.或 C. D.﹣
8.经过点、点的抛物线与轴有两个不同的交点,与轴的交点在轴上方,则当时,的取值范围是( )
A. B. C. D.
9.已知二次函数的图象如图所示,顶点坐标为,与轴交于,两点,其中.则下列结论:
①②③④⑤方程(为常数)有实数根.
其中正确的个数有( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
10.说明:二次函数,也可以由表示,例如:当时,已知二次函数与轴有交点,且的根与的根完全一致,则的根为( )
A. B.2 C.或2 D.以上都不对
二、填空题
11.已知抛物线的对称轴是直线,与x轴交于,B两点,与y轴的交点C在x轴下方,若,则该抛物线的表达式可以是________.(写出一个即可)
12.如图,二次函数的图象与直线有两个交点,交点横坐标分别为1、3,则关于的不等式的解集为___________.
13.如图,抛物线与直线的两个交点坐标分别为,,则不等式的解集是___________ .
14.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴只有一个交点M,与平行于x轴的直线l交于A、B两点.若,则点M到直线l的距离为________.
15.已知抛物线与轴交于点和点,点为抛物线上的一动点,当为直角三角形时,则点的坐标为______.
三、解答题
16.已知二次函数的图象经过点,.
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)求这个函数图象与轴的交点坐标.
17.如图,抛物线与轴相交于,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)连接,点为抛物线上第一象限内一动点,当面积最大时,求点的坐标.
18.如图,二次函数的图象经过坐标原点,与轴交于点.
(1)求二次函数的解析式;
(2)求抛物线的顶点坐标;
(3)在抛物线上存在点,满足,请直接写出点的坐标.
19.已知,二次函数(a,b,c是常数,)的y与x的部分对应值如表:
x
…
2
3
…
y
…
3
0
3
…
(1)求二次函数的解析式.
(2)当时,y的取值范围是 ;当时,x的取值范围是 .
20.如图,已知抛物线与x轴相交于,与y轴相交于点C,直线,垂足为C.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)若直线l与该抛物线的另一个交点为D,求点D的坐标;
(3)设动点在该抛物线上,当时,求m的值.
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5.4二次函数与一元二次方程 知识归纳与题型总结
考点01 二次函数与一元二次方程的关系
一元二次方程是二次函数的函数值时的情况,反映在图象上就是一元二次方程的根为对应二次函数的图象与x轴交点的横坐标.
(1)若抛物线与x轴两交点的横坐标分别为,,则,为一元二次方程的两个根.
(2)二次函数图象与x轴交点个数与对应一元二次方程根的情况的关系:
考向01 求抛物线与x轴的交点坐标
【例1】在平面直角坐标系中,已知二次函数的表达式为(其中k为实数).
(1)当该函数图象经过原点时,求k的值;
(2)当时,将该抛物线向左平移个单位长度得到新的抛物线,两抛物线交于y轴上的点M,求h的值;
(3)设抛物线与x轴的两个交点分别为A、B(点A在点B的左侧),与y轴的交点为C,当的面积为3时,求k的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)将代入解析式计算即可得出结果;
(2)当时,,求出点的坐标为,由二次函数图象的平移法则可得新的抛物线的解析式为,将代入,计算即可得出结果;
(3)求出,令,则,,由一元二次方程根与系数的关系可得,,求出,再结合三角形面积公式计算即可得出结果.
【详解】(1)解:∵该函数图象经过原点,
∴将代入解析式得,
解得;
(2)解:当时,,
当时,,
∴,
∵,
∴将该抛物线向左平移个单位长度得到新的抛物线的解析式为,
将代入得,
解得或(不符合题意,舍去),
∴;
(3)解:在中,当时,,
∴,
∵抛物线与x轴的两个交点分别为A、B(点A在点B的左侧),
∴令,则,,
∴,,
∴,
∵的面积为3,
∴,
∴,
当时,解得,
当时,此时无解,
综上所述,.
考向02 求抛物线与y轴的交点坐标
【例2】在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于C.若点为直线上的动点,过点P作轴交抛物线于点Q.
(1)若.
①求直线的表达式;
②若,直接写出线段长度的最大值及此时的点P的坐标;
(2)若,且线段的长随着的增大而增大,求m的取值范围.
【答案】(1)①;②长度的最大值为,;
(2)或
【分析】(1)①先确定抛物线的表达式为,再确定A,B,C三点的坐标,运用待定系数法求直线的表达式即可;②根据题意可得,,得到,利用二次函数的性质,确定最值,求解即可;
(2)可求出,,则可求出,讨论的取值范围,从而根据二次函数的性质确定的增减性,结合题意讨论求解即可, .
【详解】(1)①解:当时,抛物线的表达式为,
在中,当时,,
解得,
∵点A在点B左侧,
;
在中,当时,,
;
设直线的表达式为,
∴,
解得,
∴直线的表达式为;
②解:∵点为直线上的动点,且,
∴由(1)可知点在线段上,且不与点B,点C重合,
如图所示,
在中,当时,,
在中,当时,,
,,
,
∵,且,
∴当,长度有最大值,最大值为,
此时
∴此时.
(2)解:在中,当时,,
∴,即,
解得,
∵点A在点B左侧,
;
在中,当时,,
,
设直线的表达式为,
∴,
解得,
∴直线的表达式为;
在中,当时,,
在中,当时,,
∴,,
;
当时,,则,
∴,
∵,
∴当时,随的增大而减小,不符合题意;
当时,,则,
∴
∵,即,
∴当时,随的增大而增大,
又∵,且线段的长随着的增大而增大,
∴,
解得;
当时,,则,
∴,
∵,
∴当时,随的增大而增大,
又∵,且线段的长随着的增大而增大,
∴;
综上所述,m的取值范围是或;
考向03 已知二次函数的函数值求自变量的值
【例3】如图是一座古拱桥的截面图,拱桥桥洞的上沿是抛物线形状,水面的宽度为,桥洞与水面的最大距离是.经过讨论,同学们得出三种建立平面直角坐标系的方案(如图).
(1)你选择的方案是______(填“方案一”“方案二”或“方案三”),则B点坐标是______;
(2)求出你所选方案中的抛物线的解析式;
(3)因降暴雨水位上升,此时水面宽为多少?
【答案】(1)方案一,;方案二,;方案三,
(2)方案一,;方案二;方案三,
(3)
【分析】(1)根据水面的宽度为,桥洞与水面的最大距离是,求出点坐标;
(2)三种方案中抛物线开口都向下,故抛物线解析式二次项系数为负,根据题意先求出顶点坐标,设解析式为顶点式,再代入(1)中点B坐标,即可求出抛物线解析式;
(3)任意选择三种方案中的一种,根据暴雨水位上升代入对应抛物线解析式,求解即可.
【详解】(1)解:分情况讨论:
选择方案一:
由题意得,;
选择方案二:
由题意得,;
选择方案三:
由对称性可知点与点关于轴对称,,,
又桥洞与水面的最大距离是,,
.
(2)解:分情况讨论:
选择方案一:由题意得抛物线顶点坐标为,
抛物线开口向下,故设抛物线解析式为,
代入,得,
解得,
抛物线解析式为;
选择方案二:由题意得抛物线顶点坐标为,
抛物线开口向下,故设抛物线解析式为,
代入,得,
解得,
抛物线解析式为;
选择方案三:由题意得抛物线顶点坐标为,
抛物线开口向下,故设抛物线解析式为,
代入,得,
解得,
抛物线解析式为.
(3)解:选择方案三中的解析式,
,
暴雨水位上升后,代入,得,
解得或,
水面宽为.
考向04 抛物线与x轴的交点问题
【例4】二次函数的图象如图所示,根据图象回答下列问题:
(1)写出方程的根;
(2)写出不等式的解集;
(3)若方程有且只有一个实数根,写出的值.
【答案】(1),
(2)
(3)
【分析】(1)直接根据函数图象作答即可;
(2)直接根据函数图象作答即可;
(3)直接根据函数图象作答即可.
【详解】(1)解:观察图象可知,方程的根,即为抛物线与轴交点的横坐标,
∴,;
(2)解:观察图象可知:不等式的解集为;
(3)解:由图象可知,时,方程有且只有一个实数根.
考向05 求x轴与抛物线的截线长
【例5】二次函数的图象与轴交于,两点,则线段的长是( )
A.3 B.6 C.9 D.18
【答案】B
【分析】本题先利用轴上点的纵坐标为的性质,求出二次函数与轴的两个交点坐标,再计算两点间的距离即可得到结果.
【详解】解:二次函数图象与轴交点的纵坐标为
令,得方程
解得,
,两点的坐标为和
线段的长为
【对点1】如图,已知二次函数的图象与正比例函数交于点,与轴交于点,当时,自变量的取值范围是______.
【答案】
【分析】过A作轴于C,则当x取值在之间时,即有,所以只要求出C、B两点的坐标,问题即可得到解答.
【详解】解:过A作轴于C,
令,则:,解得:或4,
∴,
∵,轴,
∴
时,
∴自变量的取值范围是.
【对点2】如图,某建筑物的截面可以视作由两条线段,和一条曲线围成的封闭的平面图形.已知 ,曲线是以点为顶点的抛物线的一部分, ,点到、的距离分别为 和 ,则的长为________________.
【答案】
【分析】利用顶点式求出二次函数解析式,进而得出答案,利用时,求出y的值即可得出的长.
【详解】解:由题意知,
∵点是抛物线的顶点,可设抛物线的解析式为:,
点在抛物线上,可得,,
解得:,
因此,;
当时,,
所以,.
【对点3】如图,二次函数的图象与轴交于点、点,与轴交于点,其中.
(1)求二次函数的解析式;
(2)若点在二次函数图象上,且,求点的坐标;
(3)若M是抛物线对称轴上一点,ACM是等腰三角形,直接写出点M的坐标.
【答案】(1)
(2)点的坐标为或或
(3)点M的坐标为或或或或.
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)先根据,得出,根据,求出,得出,代入二次函数解析式,进而求出点的坐标即可;
(3)先求出抛物线的对称轴为直线,设点M的坐标为,得出,,,分三种情况:当时,当时,当时,分别列出方程,求解即可.
【详解】(1)解:依题意,把,代入中,
得,
,
二次函数解析式为;
(2)解:∵,
,
,
,
即
,
,
当时,
解得:,
即;
当时,
解得或,
即或;
综上所述,点的坐标为或或.
(3)解:∵,
∴抛物线的对称轴为直线,
∴设点M的坐标为,
∵,,
∴,
,
,
当时,,
即,
解得:,
此时点M坐标为:;
当时,,
即,
解得:,
此时点M坐标为:或;
当时,,
即,
解得:,
此时点M坐标为:或;
综上分析可知:点M的坐标为或或或或.
【对点4】如图,抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.将抛物线沿y轴向下平移t个单位,当平移后的抛物线与线段有且只有一个交点时,则t的取值范围是______.
【答案】或
【分析】当t向下平移3个单位时,抛物线与线段开始有两个交点,当抛物线向下平移个单位时,抛物线与线段有且只有一个交点,即可求解.
【详解】解:如图,当t向下平移3个单位时,抛物线与线段开始有两个交点,
如图,当抛物线向下平移3到4个单位(不含3和4个单位)时,抛物线与有两个交点,
当抛物线向下平移4个单位时,抛物线与线段有且只有一个交点,
综上所述,t的取值范围是或.
【对点5】如图,抛物线,与直线分别交于A,C和B,D四点,且,,.若点P,Q分别是两抛物线的顶点,且P,Q都在x轴上,则的长是______.
【答案】
【分析】根据题意求出的长,根据对称性可求出点A到抛物线的对称轴的距离为,点D到抛物线的对称轴的距离为,据此可得答案.
【详解】解:∵,,,
∴,
∴;
∵抛物线,与直线分别交于A,C和B,D四点,
∴点A和点C关于抛物线的对称轴对称,点B与点D关于抛物线的对称轴对称,
∴点A到抛物线的对称轴的距离为,点D到抛物线的对称轴的距离为,
∴.
考点02 利用二次函数的图象求一元二次方程的近似解
利用二次函数图象求一元二次方程的近似解的一般步骤
(1)画出二次函数的图象;
(2)确定二次函数的图象与x轴交点的横坐标在哪两个整数之间;
(3)列表,在(2)中的两数之间取值估计,并用计算器估算近似解,则近似解在对应y值正负交替的地方.
通过列表求近似根的具体过程:
在列表求近似根时,近似根就出现在对应的y值正负交替的位置,也就是对x取一系列值,看y对应的哪两个值,由负变成正或由正变成负,此时x的两个对应值之中必有个近似根,比如x由取到时,对应y的值出现,或,,那么,中必有一个是近似根,比较与的大小,若,则说明是近似根;反之,则说明是近似根.从图象上观察,(,)离x轴越近,y值越接近0,而时x的值就是方程的确切根.
考向01 图象法确定一元二次方程的近似根
【例1】如表是二次函数的自变量x与函数值y的部分对应值,那么方程的一个根的取值范围是( )
x
…
1
1.1
1.2
1.3
1.4
…
y
…
0.04
0.59
1.16
…
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】观察表中数据得到抛物线与x轴的一个交点在和点之间,根据抛物线与x轴的交点问题可得到方程一个根的取值范围.
【详解】解:∵时,;
时,;
∴抛物线与x轴的一个交点在和点之间,
∴方程有一个根在之间.
故选:A.
考向02 根据二次函数图象确定相应方程根的情况
【例2】(多选)已知抛物线(a,b,c为常数,)经过点,,其对称轴在y轴右侧,下列结论正确的是( )
A.抛物线经过点
B.方程有两个不相等的实数根;
C.
D.
【答案】BCD
【分析】根据抛物线的性质得到,即.求出.则,即可判断C选项;当时,,即可判断A选项;方程可化为,其判别式,证明,即可判断B选项;求出,证明,即可判断D选项.
【详解】解:∵抛物线经过点,
∴.
∵抛物线经过点,
∴,即.
∵抛物线对称轴在轴右侧,
∴.
若,则,此时,不符合题意,
∴.
由,,得,即.
∵,
∴,
∴,故C正确.
当时,,
∵,
∴的值不恒为2,故A错误.
方程可化为,
其判别式,
∵,即,
∴,
∴方程有两个不相等的实数根,故B正确.
,
∵,
∴,
∴,
即,故D正确.
【对点1】如表是部分二次函数的自变量x与函数值y的对应值:
x
1
1.1
1.2
1.3
1.4
y
0.04
0.59
1.16
那么方程的一个根在( )范围之间.
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用二次函数和一元二次方程的关系.
【详解】解:观察表格可知:当时;当时,,
∴方程的一个根在范围是.
故选:B.
【对点2】已知函数的图象如图,那么关于x的方程的根的情况是( )
A.无实数根 B.有两个相等实数根
C.有两个同号不等实数根 D.有两个异号实数根
【答案】C
【分析】根据的图象与有两个交点,且交点的横坐标都在y轴右侧可得出答案.
【详解】解:由函数图象可得:的图象与有两个交点,且交点的横坐标都在y轴右侧,
∴关于x的方程即有两个同号不等实数根,
考点03 二次函数与一元二次不等式的关系
利用二次函数图象解一元二次不等式的步骤:
(1)将一元二次不等式化为的形式;
(2)明确二次项系数a的正负、对称轴在y轴哪侧,并计算的值;
(3)作出不等式对应的二次函数的草图;
(4)二次函数在x轴上方的图象对应的函数值大于零,在x轴下方的图象对应的函数值小于零.
以为例,二次函数与一元二次不等式的关系如下表:
二次函数
的图像
一元二次方程
的根
,
没有实数根
不等式
的解集
的一切实数
全体实数
不等式
的解集
无解
无解
考向01 图象法解一元二次不等式
【例1】抛物线如图所示,抛物线与轴交于点,顶点坐标为,下列结论:①;②;③对于任意实数,都有;④当时,.其中正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】本题主要考查了二次函数图象的性质、二次函数图象与系数的关系、二次函数图象与不等式的关系等知识点,灵活运用二次函数的性质成为解题的关键.
根据图象开口向下可知,与轴的交点在原点上方可知,据此可判断①;因为抛物线与轴交于,对称轴为直线,所以另一交点为,则、两式相减可得,可判断②;抛物线顶点坐标为,开口向下,则为最大值,对于任意实数,都有,据此可判断③;由图象可得当时,,据此可判定④.
【详解】解:∵抛物线的开口向下,
∴,
∵与轴的交点在原点上方可,
∴,
∴,即①正确;
∵抛物线与轴交于,对称轴为直线,
∴抛物线与x轴的另一交点为,
∴当时,;当时,,
∴两式相减可得,即②正确;
∵抛物线顶点坐标为,开口向下,
∴为最大值,
∴对于任意实数,都有,即③错误;
④由图象可得,当时,,即④正确.
综上,正确的有3个.
故选C.
考向02 利用不等式求自变量或函数值的范围
【例2】如图,若二次函数的图象的对称轴为直线,与y轴交于点C,与x轴交于点A、点,则:①二次函数的最大值为;②;③;④当时,;其中正确的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【分析】函数图象开口向下,则在对称轴处函数有最大值,结合对称轴为直线可判断①;根据点B的坐标可判断②;根据二次函数与x轴有两个交点可判断③;根据对称性求出点A的坐标,结合函数图象可判断④.
【详解】解:∵二次函数的图象开口向下,
∴在对称轴处函数有最大值,
∵对称轴为直线,
∴把代入得,
∴函数的最大值为,故①正确;
∵二次函数与交于点,
∴当时,,故②错误;
∵二次函数与x轴交于点A、点,
∴关于x的一元二次方程有两个不相等的实数根,
∴,故③正确;
由对称性可知,点A的坐标为,
∴由函数图象可知,当时,,故④正确;
综上所述,正确的有①③④,共3个.
考向03 根据交点确定不等式的解集
【例3】函数图象是研究函数的重要工具.探究函数性质时,我们经历了列表、描点、连线画出函数图象,然后观察分析图象特征,概括函数性质的过程.请结合已有的学习经验,画出函数的图象,并探究其性质.
列表如下:
x
…
0
1
2
3
4
…
y
…
m
0
n
…
(1)直接写出表中m、n的值,并在平面直角坐标系中画出该函数的图象;
(2)观察函数的图象,判断下列关于该函数性质的命题:
①当时,函数图象关于原点对称;
②时,函数有最小值,最小值为;
③时,函数y的值随x的增大而减小.
其中正确的是 .(请写出所有正确命题的序号)
(3)结合图象,请直接写出不等式的解集 .
【答案】(1),,
(2)①②③
(3)或
【分析】(1)将x的值代入函数解析式求出m、n,描点,连线画出函数图像即可;
(2)利用奇函数性质判断原点对称,观察图象最低点判断最小值,观察图象升降判断增减性;
(3)把不等式问题转化为两个函数图象上下位置关系,求出交点横坐标,写出对应x的范围.
【详解】(1)解:把代入得,
把代入得,
,,
函数的图象略;
(2)解:观察函数的图象,
①当时,函数图象关于原点对称,正确;
②时,函数有最小值,最小值为,正确;
③时,函数y的值随x的增大而减小,正确;
(3)解:如图,
由图象可知,函数与直线的交点为、、,
不等式的解集为或,
不等式的解集为或.
考向04 线段周长问题
【例4】如图,二次函数的图像与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,点B的坐标为,点C的坐标为,直线l经过B、C两点.
(1)求该二次函数的表达式及其图像的顶点坐标;
(2)点P在线段上运动(不与B、C重合),过点P作x轴的垂线与该二次函数的图像相交于点M,再过点M作y轴的垂线与该二次函数的图像相交于另一点N,当时,求点P的坐标;
【答案】(1),顶点坐标
(2)点P的坐标为或
【分析】(1)用待定系数法求函数的解析式,然后配方成顶点式即可;
(2)首先求出直线的解析式为,设,则,,则,,由题意可得方程,求解方程即可.
【详解】(1)解:将点,代入
∴
解得
∴
∵
∴顶点坐标;
(2)解:设直线的解析式为
将,代入得,
解得
∴直线的解析式为
如图,设,,则
∵抛物线对称轴为直线,轴
∴点M和点N关于对称轴对称
∴
∴,,
∵
∴
∴或
当时,整理得
解得,(舍去)
∴;
当时,整理得
解得(舍去),
∴;
综上所述,点P点坐标为或.
考向05 面积问题
【例5】如图,抛物线与轴交于两点(点在点的左侧),点在抛物线上且横坐标为6.
(1)求点的坐标;
(2)点在抛物线上且与点关于对称轴对称,连接,在抛物线上是否存在点,使得,若存在,请求出点的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1),
(2)存在点,使得点满足要求,点的坐标为或或或
【分析】将代入,即可得点的坐标,将代入,即可得点的坐标;
由点的坐标,可得的面积与抛物线的对称轴,从而得的面积及D点坐标,得,再根据的面积即可求得点的坐标.
【详解】(1)解:令,则,
解得或
,
点的横坐标为6,
当时,
;
(2)解:如图,
,抛物线的对称轴为,
点在抛物线上且与点关于对称轴对称,,对称轴为,
,点到轴的距离为
,
,
,即,
当点在上方时,,即,
解得或,
,
当点在下方时,,即
,
综上,存在点,使得点满足要求,点的坐标为或或或.
考向06 角度问题
【例6】如图,抛物线与x轴交于,两点,与y轴交于点.
(1)求抛物线及直线的解析式;
(2)直接写出抛物线的顶点坐标和对称轴;
(3)若P为抛物线上一点,当时,求点P的横坐标.
【答案】(1)抛物线的解析式为,直线的解析式为;
(2)顶点坐标为,对称轴为直线;
(3)点的横坐标为.
【分析】(1)已知抛物线与轴交于、,可设交点式,再利用与轴交点求出;利用待定系数法求直线解析式即可.
(2)把抛物线解析式化为顶点式,或直接利用顶点横坐标公式,代入求纵坐标.
(3)延长交x轴于点,由可得,设点的坐标为,利用两点距离公式求出m,再用待定系数法求出直线的解析式,最后与抛物线联立求解.
【详解】(1)解:抛物线与轴交于、,
设其解析式为,
抛物线与轴交于点,令得,
又此时,
,
解得:,
,
点的坐标为,
设直线解析式为,
把、,代入,得
解得,
直线的解析式为.
(2)解:,
抛物线的顶点坐标为,对称轴为直线.
(3)解:、、,
,,,
在中,,
延长交x轴于点,
,
∴,
设点的坐标为,
,
解得,
点的坐标为,
设直线的解析式为,
直线过点,
,
又直线过点,
,
解得:,
直线的解析式为,
点在抛物线上,
,
解得:(为点,舍去)或,
点的横坐标为.
考向07 特殊三角形问题
【例7】在平面直角坐标系中,抛物线的顶点为点,与轴交于点,点关于抛物线对称轴的对称点为,若为直角三角形,则长为_____
【答案】
【分析】先求出抛物线顶点A、点B、点C的坐标,根据点A在BC的垂直平分线上得到,确定直角顶点为A,利用等腰直角三角形的性质求出的值,再用勾股定理计算的长度即可.
【详解】解:将代入得,
因此,
抛物线的对称轴为直线,
∵点是点关于对称轴的对称点,
∴,
∴,
将代入抛物线解析式得顶点的纵坐标为,
因此,
∵点在的垂直平分线上,
∴,
若为直角三角形,则直角顶点只能为,
如图,设中点为,连接,
则,,
由等腰直角三角形性质得,
即,
整理得,
当时,,此时三点重合,舍去,
因此,所以,即,
由勾股定理得,
代入得.
考向08 特殊四边形问题
【例8】如图,抛物线经过,,三点
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴上有一点P,使的值最小,请求出最小值及此时P的坐标;
(3)点M为x轴上一动点,在抛物线上是否存在一点N,使以A,C,M,N四点构成的四边形为平行四边形?若存在,直接写出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2);
(3)存在;或或
【分析】(1)根据待定系数法,可得函数解析式;
(2)连接,交抛物线的对称轴于点P,连接,根据轴对称的性质得出,根据两点之间线段最短,得出此时最小,即最小,求出此时点P的坐标即可;
(3)分三种情况:当为对角线时,当为对角线时,当为对角线时,分别根据中点坐标公式,列出方程组,解方程组即可.
【详解】(1)解:设抛物线的解析式为,
∵,,三点在抛物线上,
,
解得:,
抛物线的解析式为:.
(2)解:连接,交抛物线的对称轴于点P,连接,如图所示:
根据轴对称可知:,
∴,
∵两点之间线段最短,
∴此时最小,即最小,且最小值为:
抛物线的解析式为,
其对称轴为直线:,
设直线的解析式为,
,,
,
解得,
直线的解析式为.
当时,.
;
(3)解:存在.
设点M的坐标为,点N的坐标为,
①当为对角线时,根据中点坐标公式可得:
,
解得:(舍去)或,
此时点N的坐标为;
②当为对角线时,根据中点坐标公式可得:
解得:或,
∴此时点N的坐标为或;
③当为对角线时,根据中点坐标公式可得:
解得:(舍去)或,
此时点N的坐标为;
综上所述,点的坐标为或或.
考向09 相似三角形问题
【例9】已知二次函数与x轴交于和两点,且(),交y轴于点C,顶点为D.
(1),,
①求该二次函数的对称轴方程及顶点坐标;
②定义:若点P在某函数图象上,且点P的横纵坐标互为相反数,则称点P为这个函数的“零和点”,求证:此二次函数有两个不同的“零和点”;
(2)如图,过D、C两点的直线交x轴于点E,满足,求的值.
【答案】(1)①对称轴为直线,顶点坐标为;
②证明:设,
令,则,整理得,
∵
∴方程有两个不相等的实数根,
故存在两个点P,且点P的横纵坐标互为相反数,
故此二次函数有两个不同的“零和点”;
(2)
【分析】(1)先由已知得到,①根据二次函数的性质求解即可;②设,令,得到,证明该方程有两个不相等的实数根即可解答;
(2)先由题意得到且,顶点D的坐标为,,,再求得直线的表达式为得到,证明得到,则,则整理得,进而求解即可.
【详解】(1)解:当,,时,,
①该二次函数的对称轴为直线,顶点坐标为;
(2)解:∵二次函数与x轴交于和两点,且(),交y轴于点C,顶点为D.
∴且,顶点D的坐标为,
令,由得,,
设直线的表达式为,
则,解得,
∴直线的表达式为,
令,由得,则,
∵,,
∴,
∴,即,
∴,
则,
即
整理,得,
∵,
∴.
考向10 其他问题
【例10】定义:点是轴上一点,将函数的图象位于直线右侧部分,以轴为对称轴翻折,得到新的函数的图象,我们称函数是函数的相关函数,函数的图象记作,函数的图象未翻折部分记作,图象和合起来记作图象.
例如:函数的解析式为,当时,它的相关函数的解析式为 .
(1)如图,函数的解析式为,当时,它的相关函数的解析式为 ;
(2)函数的解析式为().
①已知点、的坐标分别为、,当,且图象与线段只有一个公共点时,结合函数图象,求的取值范围;
②若,点是图象上任意一点,当时,的最大值始终保持不变,求的取值范围(直接写出结果).
【答案】(1)
(2)或或;或
【分析】(1)根据相关函数的定义即可求解;
(2)根据题意先求出图象的函数解析式,再分类讨论:当图象的顶点在线段下方,图象与线段只有一个公共点时;当图象的顶点在线段上时,图象与线段无交点时;当图象在其对称轴左侧的部分与线段只有一个公共点时;结合图象即可求解;
根据题意先求出解析式,根据点是图象上任意一点,当时,的最大值始终保持不变,列不等式求解即可.
【详解】(1)解:由相关函数的定义可知,当时,的相关函数的解析式为;
(2)解:函数的解析式为,,
图象的函数解析式为,
把代入,得;
把代入,得,即图象与轴的交点坐标为;
把代入,得.
图象的顶点坐标为.
当图象的顶点在线段下方,图象与线段只有一个公共点时,如图1:
由题意,得,
解得.
当图象的顶点在线段上时,图象与线段无交点时,如图2:
∵图象的顶点坐标为,
∴,此时,图象与轴的交点坐标为,即图象在线段上方,符合题意;
当图象在其对称轴左侧的部分与线段只有一个公共点时,如图3:
由题意,得,
解得.
综上所述,的取值范围是或或;
,
,
令,则,
解得,,
与轴交于,,
,
的顶点坐标为,
点是图象上任意一点,当时,的最大值始终保持不变,
当的最大值始终为时,,
解得;
当的最大值为时,,
解得,
的取值范围是或.
一、选择题
1.如图是二次函数图象的一部分,对称轴为,且经过点,下列结论:①,②,③,④当时,,正确的有( )个.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】D
【分析】根据二次函数的图象和性质,逐项判断,即可.
【详解】解:①∵二次函数的图象开口向下,二次函数的图象交y轴的正半轴于一点,
∴,
∵对称轴是直线,
∴,
∴,
∴.故①正确;
②∵抛物线与x轴有两个交点,
∴,故②正确;
③∵对称轴为,且经过点,
∴抛物线与x轴的另一个交点为,
∴,故③正确;
④观察图象得:当时,,故④正确;
综上所述,正确的结论是①②③④,共4个.
2.已知二次函数(m是常数),若自变量x取任意实数,函数值y始终为正数,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】抛物线与x轴交点个数由的符号确定,当时,抛物线与x轴有2个交点;当时,抛物线与x轴有1个交点;当时,抛物线与x轴没有交点,据此可进行判断,从而求出m的取值范围.
【详解】解:∵,
∴二次函数图象开口向上,
∵当x取任意实数时,都有,
∴,则,
解得:.
3.如图,二次函数的图象经过点、,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.图象的对称轴是直线
【答案】B
【详解】解:由函数图象知抛物线与轴交点在原点下方,则,故选项A不符合题意;
当时,,即,故选项B符合题意;
由图象知抛物线与轴有两个不同的交点,则,故选项C不符合题意;
图象的对称轴是直线,故选项D不符合题意.
4.抛物线,顶点纵坐标为.若有且只有两个不相等的实数根,则m的取值范围是( )
A. B.或
C.或 D.或
【答案】C
【分析】先根据题意画出的图象,即可得出有两个不相等的实数根时,m的取值范围.
【详解】解:由题意得,将此抛物线在x轴下方的部分沿x轴往上翻折,得到一个新的函数图象的顶点的纵坐标为5,
∴的图象是x轴上方部分(包含与x轴的两个交点),
由图象可知,当时,有两个不相等的实数根,在x轴上方时,只有时,有两个不相等的实数根,
∴或.
5.在平面直角坐标系中,函数的图象为,关于y轴对称的图象为,则直线(a为常数)与,的交点共有( )
A.2个 B.1个或2个
C.0个或2个或3个或4个 D.无数个
【答案】C
【分析】设点是上的一点,则点是上的一点,据此可推出对应的函数解析式为,画出,的图象,结合函数图象可得答案.
【详解】解:设点是上的一点,则点是上的一点,
∴,
∴对应的函数解析式为;
∵,
∴当时,函数取得最小值,
当时,函数取得最小值;
如图所示,
由函数图象可知,当时,直线(a为常数)与,的交点为0个,
当时,直线(a为常数)与,的交点为2个,
当时,直线(a为常数)与,的交点为4个,
当时,直线(a为常数)与,的交点为3个,
当时,直线(a为常数)与,的交点为2个,
综上所述,直线(a为常数)与,的交点共有0个或2个或3个或4个.
6.已知抛物线与x轴没有交点,将该抛物线向左平移3个单位长度,再向下平移5个单位长度后,得到的抛物线的顶点一定在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】C
【分析】先根据抛物线与x轴无交点求出a的取值范围,再求出原抛物线顶点坐标,根据平移规律得到平移后顶点坐标,通过判断坐标符号确定顶点所在象限.
【详解】解:∵抛物线与x轴没有交点,
∴,
解得:,
原抛物线顶点横坐标为,纵坐标为,
即原顶点坐标为,
根据平移规律,得平移后顶点坐标为,
∵,
∴,则,
又,则,
∴平移后顶点的横纵坐标均为负数,因此顶点在第三象限.
7.下面表格中的数据是二次函数的几组对应值.根据表中的数据我们可以判断:当时,自变量x的取值范围是( )
x
…
0
1
2
3
4
…
y
…
0
0
5
…
A. B.或 C. D.﹣
【答案】B
【分析】本题先根据表格中的对应值,得到二次函数的对称轴,与x轴的交点坐标,判断开口方向,再结合二次函数的图像性质确定时自变量的取值范围.
【详解】解:由表格数据可知,和时值相等,均为,
二次函数的对称轴为直线,顶点坐标为,二次函数与轴的交点为和,
顶点纵坐标,且抛物线与x轴有两个交点,
抛物线开口向上,
根据开口向上的二次函数图像性质,可得当时,自变量的取值范围是或.
8.经过点、点的抛物线与轴有两个不同的交点,与轴的交点在轴上方,则当时,的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了二次函数的性质及坐标特点,先求对称轴直线,直线,列方程求出,代入原抛物线关系式,根据抛物线与轴有两个公共点及抛物线与轴的交点在轴的上方列不等式,,求出,最后根据抛物线的递增情况求的取值范围.
【详解】
解:∵、,
∴抛物线对称轴是直线,
∵抛物线对称轴是直线,
,
∴抛物线,
∵抛物线与轴有两个公共点,
,
,
,
则或,
解得,或,
∵抛物线与轴的交点在轴的上方,
,
,
,
则,
把代入,
得,
,且对称轴是直线,
当时,随着的增大而增大;当时,随着的增大而减小,
,且,
,
则当时,,
当时,,
.
9.已知二次函数的图象如图所示,顶点坐标为,与轴交于,两点,其中.则下列结论:
①②③④⑤方程(为常数)有实数根.
其中正确的个数有( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
【答案】B
【分析】根据抛物线开口向下,顶点坐标为,与y轴交于正半轴,得到,,,即可判断①②③;根据抛物线的顶点坐标为得到,根据当时,,当时,,即可判断④;讨论抛物线与直线的交点情况即可判断⑤.
【详解】解∶∵抛物线开口向下,顶点坐标为,与y轴交于正半轴,
∴,,,
∴,
∴,故①错误;
∵,
∴,故②错误;
∵,,
∴,
∴,故③正确;
∵抛物线的顶点坐标为,
∴当时,,即,
∴,
由图象可得当时,,即,
∴,
∴,
由图象可得当时,,即,
∴,
∴,
∴,故④正确;
∵方程可化为,
∴该方程的解为抛物线与直线的交点的横坐标,
∵直线,
∴该直线过定点,且过第二、三、四象限,
∴抛物线与直线必有交点,
∴方程(为常数)有实数根.故⑤正确.
综上所述,正确的结论是③④⑤,共3个.
10.说明:二次函数,也可以由表示,例如:当时,已知二次函数与轴有交点,且的根与的根完全一致,则的根为( )
A. B.2 C.或2 D.以上都不对
【答案】A
【分析】由两方程根完全一致,推出若是的根,则也是的根,结合二次函数最多2个实根求解.
【详解】解:设是的任意一个根,
∵与的根完全一致,
∴是的根,
∴,
又∵,
∴,即也是的根,
∵ 一元二次方程最多有2个不同的实根,
∴ 对任意根,只能等于或另一个根,
若,解得;
若存在两个不同的根,则,
解得,与两个不同根矛盾;
∴有两个相等的实数根为.
二、填空题
11.已知抛物线的对称轴是直线,与x轴交于,B两点,与y轴的交点C在x轴下方,若,则该抛物线的表达式可以是________.(写出一个即可)
【答案】(答案不唯一)
【分析】根据二次函数的对称性可知交点B的坐标为,则有,然后可得,进而可得,最后问题可求解.
【详解】解:的图象经过,对称轴为直线,
交点B的坐标为,
可设表达式为,
,
∴,
二次函数与y轴交点在x轴下方,
,
,
当时,,即时,
,
该二次函数的表达式可以是(答案不唯一).
12.如图,二次函数的图象与直线有两个交点,交点横坐标分别为1、3,则关于的不等式的解集为___________.
【答案】
【分析】将不等式变形为,即求二次函数图象在一次函数图象上方(包括交点)时自变量的取值范围.
【详解】解:关于的不等式可变形为,
该不等式的解集即为二次函数的图象在一次函数的图象上方(包括交点)时自变量的取值范围,
由图象可知,二次函数与一次函数交点的横坐标分别为,,
当时,二次函数的图象在一次函数的图象上方,
关于的不等式的解集为.
13.如图,抛物线与直线的两个交点坐标分别为,,则不等式的解集是___________ .
【答案】
【分析】观察函数图象,二次函数的图象不在一次函数的图象上方时自变量的取值范围,即为不等式的解集.
【详解】解:∵抛物线与直线的两个交点坐标分别为,,
∴由图象可得,不等式的解集是.
14.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴只有一个交点M,与平行于x轴的直线l交于A、B两点.若,则点M到直线l的距离为________.
【答案】
【分析】由题意知,对称轴为直线,,两点的纵坐标相同,设为,有,点A的横坐标是,点的横坐标是,由,可知,计算求解即可.
【详解】解:∵与轴只有一个交点,
∴,对称轴为直线,
∵抛物线与平行于轴的直线交于,两点,
∴,两点的纵坐标相同,设为,
则时,,
解得:,
∴点A的横坐标是,点的横坐标是,
∵,
∴,
解得:.
即点M到直线l的距离为.
15.已知抛物线与轴交于点和点,点为抛物线上的一动点,当为直角三角形时,则点的坐标为______.
【答案】或
【分析】由题意易得,设,然后根据两点间距离公式可得,,,进而根据勾股定理进行分类讨论求解即可.
【详解】解:令时,则有,解得,
不妨令点在点的左侧,
∴,
设,
∴,
,
,
当为直角三角形,且时,根据勾股定理得:,
∴,
解得,此时点T与点重合,故不符合题意;
当时,同理可得:,
解得:,此时点T与点重合,故不符合题意;
当时,同理可得:,
解得,
∵不符合题意,
∴或,
∴当时,则;
当时,则;
综上所述:当为直角三角形时,点的坐标为或.
三、解答题
16.已知二次函数的图象经过点,.
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)求这个函数图象与轴的交点坐标.
【答案】(1);
(2)这个函数图象与轴的交点坐标为,.
【分析】(1)用待定系数法求解即可;
(2)令求解即可.
【详解】(1)解:把,代入得:
,
解得,
这个二次函数的表达式为;
(2)解:令,则,
解得,,
这个函数图象与轴的交点坐标为,.
17.如图,抛物线与轴相交于,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)连接,点为抛物线上第一象限内一动点,当面积最大时,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)连接,,过点P作轴交于H,先求得直线的表达式为,设,则,,可得,根据二次函数的性质求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线与轴相交于,与轴交于点,
∴,解得,
∴抛物线的解析式是;
(2)解:如图,连接,,过点P作轴交于H,
设直线的表达式为,
将,代入,得,解 得,
∴直线的表达式为,
设,则,,
∴,
∴,
∵,,
∴当时,最大,此时,
∴当面积最大时,点的坐标为.
18.如图,二次函数的图象经过坐标原点,与轴交于点.
(1)求二次函数的解析式;
(2)求抛物线的顶点坐标;
(3)在抛物线上存在点,满足,请直接写出点的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)或或
【分析】(1)把点和原点的坐标代入函数解析式,利用待定系数法求二次函数解析式即可得出答案;
(2)把二次函数的解析式化为顶点式,即可得解;
(3)根据三角形的面积公式求出点到的距离,然后分点在轴的上方与下方两种情况解答即可.
【详解】(1)解:将点,代入得,
,解得,
二次函数的解析式为;
(2)解:∵,
抛物线的顶点坐标为;
(3)解:,
,
设点到轴的距离为,则,
解得,
当点在轴上方时,,
解得,
点的坐标为;
当点在轴下方时,,
解得,,
点的坐标为或;
综上所述,点的坐标是或或.
19.已知,二次函数(a,b,c是常数,)的y与x的部分对应值如表:
x
…
2
3
…
y
…
3
0
3
…
(1)求二次函数的解析式.
(2)当时,y的取值范围是 ;当时,x的取值范围是 .
【答案】(1)
(2);或
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)先将解析式化成顶点式,再结合二次函数的性质解答即可.
【详解】(1)解:由题意,结合表格数据可得,
.
∴.
∴二次函数的解析式为;
(2)解:由题意,∵,
∴当时,y取最小值为.
又∵当时,;当时,,
∴当时,.
令,则或,
又∵抛物线的开口向上,
∴当时,或.
20.如图,已知抛物线与x轴相交于,与y轴相交于点C,直线,垂足为C.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)若直线l与该抛物线的另一个交点为D,求点D的坐标;
(3)设动点在该抛物线上,当时,求m的值.
【答案】(1)
(2)点D的坐标为
(3)或
【分析】(1)用待定系数法即可求解;
(2)证明,则,即,即可求解;
(3)延长交直线l于点,当时,证明为等腰直角三角形,利用,即可求出点的坐标,再利用点的坐标,求出直线的解析式,再与抛物线解析式联立即可求出m的值.
【详解】(1)解:将点A、B的坐标代入抛物线的表达式得:
,解得:
∴抛物线的表达式为;
(2)解:过点D作轴于点E,
而直线轴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,,
∴,
设点,则,,
∴,解得(舍去)或,
当时,,
故点D的坐标为;
(3)设直线l的表达式为
将,代入得:
,解得:
∴直线l的表达式为,
延长交直线l于点M,设点,
∵,直线,
∴为等腰直角三角形,则,
∴,解得或,
∴点M的坐标为或,
当M的坐标为时,设直线的表达式为,如图所示:
将,代入得:
,解得:,
∴直线的表达式为,
令,解得:(舍去)或,
∴点P的横坐标;
当M的坐标为时,设直线的表达式为,如图所示:
将,代入得:
,解得:,
∴直线的表达式为,
令,解得:(舍去)或,
∴点P的横坐标;
综上,或.
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