内容正文:
第五章 二次函数
一、二次函数的概念
1. 定义
一般地,形如 ( 均为常数,)的函数叫做二次函数。
1. 构成三大条件
① 等号右边是整式;
② 自变量 的最高次数为 ;
③ 二次项系数 不能等于 ( 就退化为一次函数)。
1. 自变量取值范围:全体实数
1. 最简形式:(即 )
二、二次函数三种表达式(解析式)
1. 一般式:
适用场景:已知抛物线上任意三组 对应点坐标,代入列三元一次方程组求解系数。
2. 顶点式:
顶点坐标:;对称轴:直线
适用场景:已知顶点坐标、对称轴、函数最值时优先使用。
3. 交点式(两根式):
:抛物线与 轴两个交点的横坐标
适用场景:已知抛物线与 轴两个交点坐标。
⚠️ 前提:抛物线必须与 轴有交点()
三、二次函数 的图像与性质
图像是一条抛物线,属于轴对称图形。
1. 开口方向
· :开口向上,抛物线有最低点,函数有最小值;
· :开口向下,抛物线有最高点,函数有最大值;
· 越大,抛物线开口越窄; 越小,开口越宽。
1. 对称轴
直线
1. 顶点坐标
1. 增减性(单调性)
· :对称轴左侧, 随 增大而减小;对称轴右侧, 随 增大而增大
· :对称轴左侧, 随 增大而增大;对称轴右侧, 随 增大而减小
1. 最值
· , 时,
· , 时,
四、抛物线的平移规律(只针对顶点式)
口诀:左加右减自变量,上加下减常数项
1.
· 向右平移 个单位:
· 向左平移 个单位:
· 向上平移 个单位:整体
· 向下平移 个单位:整体
⚠️ 左右平移只改变括号内 ,上下平移改变整个式子末尾常数。
五、二次函数与一元二次方程的联系
判别式:
1. :抛物线与 轴有2个不同交点,方程 有两个不相等实数根;
1. :抛物线与 轴只有1个交点(顶点在x轴上),方程有两个相等实数根;
1. :抛物线与 轴无交点,一元二次方程无实数根。
补充:
1. 抛物线与 轴交点的横坐标,就是对应一元二次方程的根;
2. 两根依旧满足韦达定理:;
3. 可利用图像求解一元二次不等式解集。
六、根据图像判断系数 及代数式符号
1. :由开口方向直接判定正负;
1. 符号:口诀左同右异
· 对称轴在 轴左侧 同号;
· 对称轴在 轴右侧 异号;
· 对称轴是 轴 ;
1. :抛物线与 轴交点纵坐标
· 交于 轴正半轴 ;
· 交于负半轴 ;
· 过原点 ;
1. 常用代数式:
· 时,;
· 时,;
· 代入图像对应点纵坐标正负判断式子符号。
七、抛物线的对称变换
1. 关于 轴对称:开口反向,顶点横坐标不变,纵坐标取相反数; 变为
1. 关于 轴对称:开口不变,顶点纵坐标不变,横坐标取相反数; 变为
1. 关于原点中心对称: 全部变号(即 变为 , 变为 )
八、二次函数实际应用(必考大题)
1. 最值类问题
最大销售利润、矩形最大面积、用料最省等。
解题步骤:
① 根据题意列出二次函数关系式;
② 确定自变量 的实际取值范围;
③ 求出顶点处最值;
④ 若顶点横坐标不在取值范围内,在区间端点处取最大/最小值。
2. 抛物线轨迹模型
拱桥、喷泉、投篮、飞机滑行等实际抛物线场景。建立平面直角坐标系求解析式,再求解高度、水平距离。
3. 数形结合题型
比较函数值大小、解不等式、图像交点问题、动点与抛物线综合题。
易错点1 二次函数与x轴的交点问题
易错提醒
易错点总结
1. 混淆判别式含义:误以为 Δ=0 是无交点,Δ>0 只有一个交点,符号记反。
2. 求交点坐标时,解方程粗心、漏根、算错对称轴导致坐标错误。
3. 题目说“有交点”,只写 Δ>0,漏掉 Δ=0 的相切情况。
4. 忽略二次项系数 a≠0,含参题型直接漏掉限制条件。
5. 不会区分“两个交点”“两个不相等交点”“至少一个交点”的范围区别。
注意事项总结
1. 铁律背诵:Δ>0 两个交点;Δ=0 一个交点;Δ<0 无交点。
2. “有交点”必须写 Δ≥0;“两个不同交点”才写 Δ>0。
3. 含参题型:先锁死 a≠0,再算判别式范围。
4. 求交点必须解方程,不能凭图像目测坐标。
【对点训练】1.若二次函数的图像与x轴有两个不同的交点,则k的取值范围是_____.
【答案】且
【分析】根据二次函数的定义可得二次项系数不为零,再结合二次函数图象与轴交点个数和判别式的关系,列出不等式组求解即可.
【详解】解:是二次函数 ,
,
二次函数的图象与轴有两个不同的交点,
一元二次方程有两个不相等的实数根,
即判别式,
,
解不等式得,
∴的取值范围是且.
易错点2 二次函数的平移问题
易错提醒
易错点总结
1. 平移口诀记反:左右平移搞成“左减右加”,大量丢分。
2. 一般式直接平移,不化成顶点式,平移坐标全部错误。
3. 平移后忘记重新整理解析式、看错顶点坐标。
4. 多步平移顺序颠倒,导致最终函数完全错误。
注意事项总结
1. 唯一正确口诀:左加右减(x内部),上加下减(整体)。
2. 所有平移题:必须先配方成顶点式再平移。
3. 平移只改变顶点位置,a 永远不变,开口大小方向不变。
4. 多步平移:先左右、后上下,一步一步操作,不跳步。
【对点训练】2.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 .
易错点3 含参二次函数的图象与性质问题
易错提醒
易错点总结
1. 含参数题型默认是二次函数,不讨论 a=0 退化为一次函数的情况。
2. 对称轴含参,不会分类讨论开口方向、增减性。
3. 参数范围判断不全面,只看判别式,忽略开口、对称轴位置。
4. 误以为参数变化不改变图像性质,导致单调性、最值判断错误。
注意事项总结
1. 含参大题必做分类:a=0(一次函数)、a≠0(二次函数)两类讨论。
2. 对称轴含参,一定要根据开口方向判断增减区间。
3. 所有参数取值,最后必须检验图像合理性。
4. 恒成立问题优先看开口、最值、判别式三重条件。
【对点训练】3.已知二次函数.
(1)随着m的变化,该二次函数图象的顶点P是否都在某条抛物线上?如果是,请求出该抛物线的函数表达式;如果不是,请说明理由.
(2)如果直线经过二次函数图象的顶点P,求此时m的值.
【答案】(1)是,
(2)0或
【分析】(1)根据二次函数的函数表达式求得该函数的顶点坐标P (,),利用代换法即可求得顶点坐标所在的函数表达式;
(2)因为直线经过二次函数图象的顶点P,所以顶点坐标也满足直线方程,故而将其代入直线方程,求解即可;
【详解】(1)解:P是在某条抛物线上,
∵二次函数,m是常数,
∴ ,
∴顶点坐标是.
设 ,
则,
∴ ,
∴所在轨迹的函数表达式是;
(2)解:∵直线经过该二次函数的顶点,
∴ ,
∴,
∴或,
∴若直线经过该二次函数的顶点, m的值是−2或0;
易错点4 区间内二次函数的最值问题
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易错点总结
1. 最大误区:不管自变量范围,直接默认顶点就是最值,忽略区间限制。
2. 不会判断对称轴是否在取值区间内,乱套顶点公式。
3. 闭区间、开区间混淆,取不到端点值依旧带入计算。
4. 只找最小值,漏掉最大值;或只算一端端点,漏算另一端。
注意事项总结
1. 区间最值三步法:
① 判断对称轴是否在定义域内;
② 在区间内:顶点取一个最值,两端端点取另一个最值;
③ 不在区间内:最值全部在区间端点取得。
2. 顶点不一定是区间最值,脱离范围无效。
3. 必须同时比较左右端点函数值,再确定最大、最小。
【对点训练】4.已知函数(b,c为常数)的图象经过点,.
(1)求,的值.
(2)当时,求的最大值.
(3)当时,若的最大值与最小值之差为9,求的取值范围.
【答案】(1),
(2)6
(3)
【分析】(1)通过待定系数法求解.
(2)由抛物线解析式可得抛物线开口方向及对称轴,进而求解.
(3)由抛物线解析式可得时的值为,由(2)中函数最大值可得,再由抛物线的对称性求解.
【详解】(1)解:将,代入,
得,
解得;
(2)解:由(1)得,
抛物线开口向下,对称轴为直线,
当时,时,取最大值,
将代入,
得,
的最大值为6;
(3)解:将代入得,
抛物线经过,
抛物线对称轴为直线,抛物线经过,,
在给定取值范围内,函数需要取最大值6,取最小值,
时,符合题意.
易错点5 二次函数的图象与系数a、b、c之间的关系
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易错点总结
1. 对称轴“左同右异”记反,a、b 符号判断错误。
2. 看错y轴交点,c 符号判断失误。
3. 不会判断 a+b+c、a-b+c、4a+2b+c 等特殊代数式正负。
4. 乱用 Δ 符号,不会结合图像判断式子大小。
注意事项总结
1. a 看开口,c 看y轴交点,ab 看对称轴(左同右异)。
2. 特殊值口诀:x=1⇒y=a+b+c;x=-1⇒ y=a-b+c;x=2⇒ y=4a+2b+c
3. 图像在x轴上方则 y>0,下方则 y<0,严格看图判符号。
4. 出现直接看与x轴交点个数。
【对点训练】5.二次函数的部分图象如图所示,对称轴为,且图象经过点.下列说法:①;②;③若,是抛物线上的两点,则;④(其中);⑤.其中正确的结论是( )
A.①②③ B.①③⑤ C.②④⑤ D.①②④
【答案】D
【分析】抛物线开口向下,且交轴于正半轴及对称轴为,推导出,,以及与之间的关系:,即可判断①;根据二次函数图象经过点,及对称轴为,可得出抛物线经过,再把点代入解析式,结合即可判断②⑤;再由二次函数的对称性,当时,距离对称轴越远所对应的越小,即可判断③;由抛物线开口向下,对称轴是直线,可知当时,有最大值,即可判断④.
【详解】解:∵抛物线开口向下,
∴,
∵抛物线对称轴为直线,
∴,即,
∴,
∵抛物线与轴的交点在轴的上方,
∴,
∴,故①正确,符合题意;
∵抛物线经过,对称轴为直线,
∴抛物线经过,
即,故②正确,⑤不正确;
∵,且开口向下,
∴到对称轴的距离小于到对称轴的距离,
∴,故③不正确,不符合题意;
∵抛物线开口向下,对称轴是直线,
当时,抛物线取得最大值,
当时,,且,
∴,故④正确,符合题意;
综上所述,正确的结论是①②④.
易错点6 二次函数中的线段长与周长问题
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易错点总结
1. 抛物线上动点坐标表示错误,含t式子写错,导致线段全部算错。
2. 竖线段、横线段不会用坐标直接相减,乱用距离公式。
3. 求周长最值时,不会利用对称点转化线段,思路卡死。
4. 线段长度不加绝对值,出现负数、漏解。
注意事项总结
1. 竖线段长:;横线段长:,永远为正。
2. 动点题第一步:设点坐标,再表示线段。
3. 周长最值套路:定点+动点,用轴对称转化最短路径。
4. 所有线段结果必须为正数,负数直接舍去。
【对点训练】6.已知抛物线的图象与x轴交于点和点C,与y轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)设点P为抛物线的对称轴上一动点,当的周长最小时,求点P的坐标;
【答案】(1);
(2)P点坐标为.
【分析】(1)利用待定系数法即可求解;
(2)求得抛物线的对称轴,连接与对称轴的交点即为P点,此时的周长最小,利用待定系数法求得直线的解析式,据此求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线的图象经过点和点,
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为:;
(2)解:对于抛物线,
对称轴为,
令,
解得,
∴,
如图所示,
连接与对称轴的交点即为P点,
∵点C与点A关于直线对称,
∴最小.
∵的长是个定值,
∴的周长最小,
设直线的解析式为,
由点和点可得:
,
解得,
∴直线解析式为;
当时,,
∴P点坐标为.
易错点7 二次函数中的面积问题
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易错点总结
1. 三角形乱找底和高,不会用铅垂高水平宽公式。
2. 割补法不会操作,多减、少减区域,面积偏差。
3. 动点面积最值忘记自变量范围,顶点解超范围不取舍。
4. 多个动点、不规则图形不会拆分基础图形。
注意事项总结
1. 二次函数面积万能公式:S=×铅垂高×水平宽(必考)。
2. 不规则图形一律用:外框矩形减周围三角形。
3. 面积最值求出顶点后,必须检验x是否在取值区间。
4. 分段动点必须分段求面积函数,不笼统计算。
【对点训练】7.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.
易错点8 二次函数中的特殊图形存在性问题
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易错点总结
1. 等腰三角形、直角三角形、平行四边形、矩形、菱形、正方形存在性,不分类讨论直接漏解。
2. 等腰三角形只算一种腰相等情况,漏掉两外两种情况。
3. 直角三角形只默认一个直角顶点,不换顶点讨论。
4. 平行四边形分不清“定点、动点”,坐标平移公式用错。
5. 求出点坐标不验证是否在抛物线上、是否符合题意。
注意事项总结
1. 存在性题型铁律:无图必多解,必须全分类。
2. 等腰三角形:三条边轮流做底边,三情况讨论。
3. 直角三角形:三个顶点轮流做直角顶点,三情况讨论。
4. 平行四边形:利用中点坐标公式/平移法求动点坐标。
5. 所有解最后必须检验:点在抛物线上、符合图形结构,舍无效解。
【对点训练】8.如图,抛物线经过点、,与直线交于B、D两点,点P是抛物线上一动点,记点P的横坐标为t.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当点P位于直线下方时,求面积的最大值及此时点P的坐标;
(3)过点P作x轴的垂线交x轴于点H,若是等腰直角三角形,求点P的坐标.
【答案】(1)
(2)的面积的最大值为8,
(3)或
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)过点P作轴,交于点E,先表示,,得出,故,再利用二次函数的性质求解即可;
(3)因为,且是等腰直角三角形,得,由(2)知,所以,,则,再解出方程,即可作答.
【详解】(1)解:抛物线经过点、,
,
解得
抛物线的解析式为,
(2)解:抛物线的解析式为与直线交于B、D两点.
,
解得,,
把代入,得,
点D的坐标为,
如图1,过点P作轴,交于点E,
则,,
,
点B的坐标是
,
当时,的面积的最大值为8,
此时.
(3)解:如图2,过点P作x轴的垂线交x轴于点H,
轴于H,
,
是等腰直角三角形,
,
由(2)知,
点H的坐标为,
由(1)可知,
,,
,
或,
即或,
当时,
解得或(舍去),
此时;
当时,
解得或(舍去),
此时,
综上,点P的坐标为或.
一、单选题
1.已知a、b为实数,下列四个函数图像中,不可能是y关于x函数的图像的为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了二次函数的图像位置与系数的关系,配方法的应用,正确熟练掌握知识点是解决本题的关键.对于二次函数,当同号,对称轴在y轴左侧,当异号,对称轴在y轴右侧,先对二次项系数进行配方,然后分类讨论.
【详解】解:
当时,,故D符合题意;
当a,b均不为0时,,
而一次项系数为,
∴对称轴在y轴左侧;
当或时,,而一次项系数为,
∴对称轴在y轴左侧,因此C不符合题意,
故选:C.
2.当时,函数的最小值为1,则的值为( )
A.0 B.2 C.0或2 D.或2
【答案】D
【分析】先对函数配方得到开口方向和对称轴,再根据对称轴与给定的的取值范围的位置关系分类讨论,即可求出的值.
【详解】解:,
∴抛物线开口向上,对称轴为直线,顶点处函数最小值为.
当时,函数的最小值为1,
分两种情况讨论:
①如图1,当时,即时,
最小值在处取得,
∴,即,解得或,
∵,
∴.
②如图2,当时,
最小值在处取得,
∴,解得或,
∵,
∴.
综上,的值为或.
3.已知二次函数,下列说法正确的是( )
A.抛物线的开口向下 B.当时,随的增大而增大
C.二次函数的最小值为 D.抛物线的对称轴是
【答案】D
【分析】先将二次函数化为顶点式,然后根据二次项系数判断开口方向,利用对称轴公式和顶点坐标公式分析对称轴、增减性与最值.
【详解】解:.
∵ ,
∴ 抛物线开口向上,最小值为,A、C错误.
抛物线对称轴为,D正确.
∵ 开口向上,当时随的增大而增大, 又,
∴ 当时,并非随的增大而一直增大,B错误.
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.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.
6.已知二次函数(为常数),若点,,都在该函数的图象上,则,,的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据解析式可得函数图象的开口方向向下和对称轴,则可得到离对称轴越远,函数值越小,求出三个点到对称轴的距离,比较即可得到答案.
【详解】解:∵二次函数解析式为,
∴该二次函数的图象开口向下,对称轴为直线,
∴离对称轴越远,函数值越小,
∵,
∴.
7.已知抛物线的对称轴为直线,则关于的方程的根可能是( )
A.0,4 B.1,5 C.1, D.,5
【答案】D
【分析】先根据抛物线对称轴公式求出的值,再整理得到一元二次方程,结合的非负性验证选项得到结果.
【详解】解:∵抛物线的对称轴为直线,
∴,解得,
将代入方程得,
整理得,
设方程的两根为,,
则,,
∵,
∴.
A、∵,不满足,故此选项不符合题意;
B、∵,不满足,故此选项不符合题意;
C、∵,不满足,故此选项不符合题意;
D、∵,,令,得,存在,符合条件,故此选项符合题意.
二、填空题
8.已知点,,都在函数的图象上,则、、的大小关系是___________.
【答案】/
【分析】根据函数表达式可知抛物线开口向下,对称轴,在对称轴处,函数取得最大值,分别计算点、点、点横坐标到对称轴距离进行比较即可.
【详解】解:由函数表达式可知,函数图象为抛物线,抛物线开口向下,对称轴为直线,
当时,随着增大而增大,当时,随着增大而减小,在对称轴处,函数取得最大值,
∴距离对称轴越近的点,函数值越大,距离对称轴越远的点,函数值越小,
分别计算,点,三点的横坐标到对称轴的距离:
点的横坐标为,到对称轴的距离为,
点的横坐标为 ,到对称轴的距离为,
点的横坐标为 ,到对称轴的距离为,
∴.
9.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴正半轴交于点和点,抛物线的顶点为点C,的面积为________.
【答案】2
【分析】根据A、B坐标求出,进而将抛物线化为顶点式,得到顶点的坐标为,即的高为,根据三角形面积公式计算即可.
【详解】解:∵,,
∴,
∵抛物线与x轴交于A、B,
∴,
即顶点的坐标为,
∴的高为,
∴.
10.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.
三、解答题
11.近年来随着人们生活方式的改变,租车出行成为一种新选择,本溪某租车公司根据去年运营经验得出:每天租车的车辆数(辆)与每辆车每天的租金(元)满足关系式(,且为的整数倍),公司需要为每辆租出的车每天支出各种费用共元,设租车公司每天的利润为元.
(1)求与的函数关系式.(利润租金支出)
(2)公司在“十一黄金周”的前天每天都获得了最大利润,但是后天执行了物价局的新规定:每辆车每天的租金不超过元.请确定这天公司获得的总利润最多为多少元?
【答案】(1)(,且为的整数倍)
(2)这天公司获得的总利润最多为元
【分析】(1)根据利润等于每辆车的利润乘以租出的车辆数,列式计算即可;
(2)根据二次函数的性质分别求出前天和后天的利润最大值,然后相加即可得出获得的总利润最大值.
【详解】(1)解:根据题意得
(,且为的整数倍);
(2)解:,
,
前天:当时,取得最大值,最大值为,
当时,随着的增大而增大,后天每辆车每天的租金不超过元,
后天:当时,的最大值为,
(元).
答:这天公司获得的总利润最多为元.
12.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交,B两点,与y轴交于点,抛物线的顶点为点E.
(1)求抛物线的解析式;
(2)经过B,C两点的直线交抛物线的对称轴于点D,点P为直线上方抛物线上的一个动点,当的面积最大时,求点P的坐标;
(3)点N在抛物线对称轴上,点M在x轴上,是否存在这样的点M与点N,使以M,N,C,B为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点M的坐标(不写求解过程);若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)或或
【分析】(1)由点的坐标,利用待定系数法即可求出抛物线的解析式;
(2)利用二次函数图象上点的坐标特征可求出点B的坐标,利用配方法可求出顶点E的坐标,由点的坐标,利用待定系数法可求出直线的解析式,利用一次函数图象上点的坐标特征可得出点D的坐标;设,直线解析式为,得出直线解析式为,依据,利用二次函数的性质解答即可得解;
(3)设点M的坐标为(m,0),点N的坐标为,分四边形为平行四边形、四边形为平行四边形及四边形为平行四边形三种情况,利用平行四边形的性质找出关于m的一元一次方程,解之即可得出结论.
【详解】(1)解:将代入得:
,
解得:,
∴抛物线的解析式为.
(2)解:当时,有,
解得:,
∴点B的坐标为.
,
∴点E的坐标为.
设过两点的直线解析式为,
将代入,得:
,
解得:,
∴直线的解析式为.
∴D点纵坐标为,
.
如图,与交于点M,
设,直线解析式为,代入得:
,
解得:,
∴直线解析式为,
∴点M的纵坐标为:,
,
,
∴当时,最大,
的纵坐标为:,
∴此时点P的坐标为;
(3)解:存在这样的点M与点N,使以为顶点的四边形是平行四边形,理由如下:
设点M的坐标为,点N的坐标为.
分三种情况考虑:
①如图2,当四边形为平行四边形时,得:,
解得:,
∴此时点M的坐标为;
②如图3,当四边形为平行四边形时,得:,
解得:,
∴此时点M的坐标为;
③如图4,当四边形为平行四边形时,得:,
解得:,
∴此时点的坐标为.
综上所述:存在这样的点M与点N,使以为顶点的四边形是平行四边形,点M的坐标为或或.
【点睛】本题考查了待定系数法求二次函数解析式、二次函数图象上点的坐标特征、待定系数法求一次函数解析式、一次函数图象上点的坐标特征、三角形的面积以及平行四边形的性质,解题的关键是:(1)根据点的坐标,利用待定系数法求出二次函数解析式;(2)利用一次函数图象上点的坐标特征及配方法,求出点的坐标;(3)分四边形为平行四边形、四边形为平行四边形及四边形为平行四边形三种情况求出点M的坐标.
13.已知抛物线的顶点为,且经过点.
(1)求该抛物线对应的函数的解析式;
(2)将该抛物线向下平移个单位,设得到的抛物线的顶点为A,与x轴的两个交点为B,C,若是以为斜边的等腰直角三角形,求m的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由待定系数法求解即可;
(2)先求出平移后的抛物线表达式,即可求解顶点,再令,求解抛物线与轴坐标,再由等腰直角三角形的性质求解.
【详解】(1)解:设抛物线的解析式为:,且经过点,
∴,
∴,
∴抛物线的解析式为:;
(2)解:将向下平移个单位得:,
∴
令,
解得或,
∴,(B、C坐标互换亦可)
∴,
过点A作于H,
∵是以为斜边的等腰直角三角形,
∴
∴,
∴
解得或(舍去).
14.如图,在平面直角坐标系中,直线与轴,轴分别交于,两点,抛物线经过,两点,与轴的另一交点为.
(1)求抛物线解析式及点坐标;
(2)若点为轴下方抛物线上一动点,连接、、,当点运动到某一位置时,四边形面积最大,求此时点的坐标及四边形的面积.
【答案】(1),
(2)当时,四边形面积最大,最大面积等于
【分析】(1)由直线求出点、坐标,用待定系数法求抛物线解析式,进而求得点坐标;
(2)过点作轴于点, 设,则,根据,列出关于的二次函数解析式,根据二次函数的性质解答即可.
【详解】(1)解:直线,时,,
,
时,解得:,
,
抛物线经过,两点,
∴,
解得:,
∴抛物线解析式为,
当时,
解得:,,
∴;
(2)如图,过点作轴于点,
,,,
,,
,
点为轴下方抛物线上的点,
设,
,
,
,
当,即时,四边形面积最大,最大面积等于.
15.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.
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第五章 二次函数
一、二次函数的概念
1. 定义
一般地,形如_________________________( 均为常数,)的函数叫做二次函数。
1. 构成三大条件
① 等号右边是___________;
② 自变量 的最高次数为 ___________;
③ 二次项系数 不能等于 ( 就退化为一次函数)。
1. 自变量取值范围:全体实数
1. 最简形式:(即 )
二、二次函数三种表达式(解析式)
1. 一般式:______________________
适用场景:已知抛物线上任意三组 对应点坐标,代入列三元一次方程组求解系数。
2. 顶点式:______________________
顶点坐标:;对称轴:直线
适用场景:已知顶点坐标、对称轴、函数最值时优先使用。
3. 交点式(两根式):______________________
:抛物线与 轴两个交点的横坐标
适用场景:已知抛物线与 轴两个交点坐标。
⚠️ 前提:抛物线必须与 轴有交点()
三、二次函数 的图像与性质
图像是一条抛物线,属于轴对称图形。
1. 开口方向
· :开口___________,抛物线有最低点,函数有最___________值;
· :开口___________,抛物线有最高点,函数有最___________值;
· 越大,抛物线开口越窄; 越小,开口越宽。
1. 对称轴:直线___________
1. 顶点坐标______________________
1. 增减性(单调性)
· :对称轴左侧, 随 增大而_________;对称轴右侧, 随 增大而_________
· :对称轴左侧, 随 增大而_________;对称轴右侧, 随 增大而_________
1. 最值
· , 时,
· , 时,
四、抛物线的平移规律(只针对顶点式)
口诀:左_______右_______自变量,上_______下_______常数项
1.
· 向右平移 个单位:
· 向左平移 个单位:
· 向上平移 个单位:整体
· 向下平移 个单位:整体
⚠️ 左右平移只改变括号内 ,上下平移改变整个式子末尾常数。
五、二次函数与一元二次方程的联系
判别式:
1. :抛物线与 轴有___________,方程 有两个不相等实数根;
1. :抛物线与 轴只有___________(顶点在x轴上),方程有两个相等实数根;
1. :抛物线与 轴___________,一元二次方程无实数根。
补充:
1. 抛物线与 轴交点的横坐标,就是对应一元二次方程的根;
2. 两根依旧满足韦达定理:;
3. 可利用图像求解一元二次不等式解集。
六、根据图像判断系数 及代数式符号
1. :由开口方向直接判定正负;
1. 符号:口诀左同右异
· 对称轴在 轴左侧 ___________;
· 对称轴在 轴右侧 ___________;
· 对称轴是 轴 ;
1. :抛物线与 轴交点纵坐标
· 交于 轴正半轴 ;
· 交于负半轴 ;
· 过原点 ;
1. 常用代数式:
· 时,;
· 时,;
· 代入图像对应点纵坐标正负判断式子符号。
七、抛物线的对称变换
1. 关于 轴对称:开口___________,顶点横坐标不变,___________坐标取相反数; 变为
1. 关于 轴对称:开口___________,顶点纵坐标不变,___________坐标取相反数; 变为
1. 关于原点中心对称: 全部变号(即 变为 , 变为 )
八、二次函数实际应用(必考大题)
1. 最值类问题
最大销售利润、矩形最大面积、用料最省等。
解题步骤:
① 根据题意列出二次函数关系式;
② 确定自变量 的实际取值范围;
③ 求出顶点处最值;
④ 若顶点横坐标不在取值范围内,在区间端点处取最大/最小值。
2. 抛物线轨迹模型
拱桥、喷泉、投篮、飞机滑行等实际抛物线场景。建立平面直角坐标系求解析式,再求解高度、水平距离。
3. 数形结合题型
比较函数值大小、解不等式、图像交点问题、动点与抛物线综合题。
易错点1 二次函数与x轴的交点问题
易错提醒
易错点总结
1. 混淆判别式含义:误以为 Δ=0 是无交点,Δ>0 只有一个交点,符号记反。
2. 求交点坐标时,解方程粗心、漏根、算错对称轴导致坐标错误。
3. 题目说“有交点”,只写 Δ>0,漏掉 Δ=0 的相切情况。
4. 忽略二次项系数 a≠0,含参题型直接漏掉限制条件。
5. 不会区分“两个交点”“两个不相等交点”“至少一个交点”的范围区别。
注意事项总结
1. 铁律背诵:Δ>0 两个交点;Δ=0 一个交点;Δ<0 无交点。
2. “有交点”必须写 Δ≥0;“两个不同交点”才写 Δ>0。
3. 含参题型:先锁死 a≠0,再算判别式范围。
4. 求交点必须解方程,不能凭图像目测坐标。
【对点训练】1.若二次函数的图像与x轴有两个不同的交点,则k的取值范围是_____.
易错点2 二次函数的平移问题
易错提醒
易错点总结
1. 平移口诀记反:左右平移搞成“左减右加”,大量丢分。
2. 一般式直接平移,不化成顶点式,平移坐标全部错误。
3. 平移后忘记重新整理解析式、看错顶点坐标。
4. 多步平移顺序颠倒,导致最终函数完全错误。
注意事项总结
1. 唯一正确口诀:左加右减(x内部),上加下减(整体)。
2. 所有平移题:必须先配方成顶点式再平移。
3. 平移只改变顶点位置,a 永远不变,开口大小方向不变。
4. 多步平移:先左右、后上下,一步一步操作,不跳步。
【对点训练】2.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.
易错点3 含参二次函数的图象与性质问题
易错提醒
易错点总结
1. 含参数题型默认是二次函数,不讨论 a=0 退化为一次函数的情况。
2. 对称轴含参,不会分类讨论开口方向、增减性。
3. 参数范围判断不全面,只看判别式,忽略开口、对称轴位置。
4. 误以为参数变化不改变图像性质,导致单调性、最值判断错误。
注意事项总结
1. 含参大题必做分类:a=0(一次函数)、a≠0(二次函数)两类讨论。
2. 对称轴含参,一定要根据开口方向判断增减区间。
3. 所有参数取值,最后必须检验图像合理性。
4. 恒成立问题优先看开口、最值、判别式三重条件。
【对点训练】3.已知二次函数.
(1)随着m的变化,该二次函数图象的顶点P是否都在某条抛物线上?如果是,请求出该抛物线的函数表达式;如果不是,请说明理由.
(2)如果直线经过二次函数图象的顶点P,求此时m的值.
易错点4 区间内二次函数的最值问题
易错提醒
易错点总结
1. 最大误区:不管自变量范围,直接默认顶点就是最值,忽略区间限制。
2. 不会判断对称轴是否在取值区间内,乱套顶点公式。
3. 闭区间、开区间混淆,取不到端点值依旧带入计算。
4. 只找最小值,漏掉最大值;或只算一端端点,漏算另一端。
注意事项总结
1. 区间最值三步法:
① 判断对称轴是否在定义域内;
② 在区间内:顶点取一个最值,两端端点取另一个最值;
③ 不在区间内:最值全部在区间端点取得。
2. 顶点不一定是区间最值,脱离范围无效。
3. 必须同时比较左右端点函数值,再确定最大、最小。
【对点训练】4.已知函数(b,c为常数)的图象经过点,.
(1)求,的值.
(2)当时,求的最大值.
(3)当时,若的最大值与最小值之差为9,求的取值范围.
易错点5 二次函数的图象与系数a、b、c之间的关系
易错提醒
易错点总结
1. 对称轴“左同右异”记反,a、b 符号判断错误。
2. 看错y轴交点,c 符号判断失误。
3. 不会判断 a+b+c、a-b+c、4a+2b+c 等特殊代数式正负。
4. 乱用 Δ 符号,不会结合图像判断式子大小。
注意事项总结
1. a 看开口,c 看y轴交点,ab 看对称轴(左同右异)。
2. 特殊值口诀:x=1⇒y=a+b+c;x=-1⇒ y=a-b+c;x=2⇒ y=4a+2b+c
3. 图像在x轴上方则 y>0,下方则 y<0,严格看图判符号。
4. 出现直接看与x轴交点个数。
【对点训练】5.二次函数的部分图象如图所示,对称轴为,且图象经过点.下列说法:①;②;③若,是抛物线上的两点,则;④(其中);⑤.其中正确的结论是( )
A.①②③ B.①③⑤ C.②④⑤ D.①②④
易错点6 二次函数中的线段长与周长问题
易错提醒
易错点总结
1. 抛物线上动点坐标表示错误,含t式子写错,导致线段全部算错。
2. 竖线段、横线段不会用坐标直接相减,乱用距离公式。
3. 求周长最值时,不会利用对称点转化线段,思路卡死。
4. 线段长度不加绝对值,出现负数、漏解。
注意事项总结
1. 竖线段长:;横线段长:,永远为正。
2. 动点题第一步:设点坐标,再表示线段。
3. 周长最值套路:定点+动点,用轴对称转化最短路径。
4. 所有线段结果必须为正数,负数直接舍去。
【对点训练】6.已知抛物线的图象与x轴交于点和点C,与y轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)设点P为抛物线的对称轴上一动点,当的周长最小时,求点P的坐标;
易错点7 二次函数中的面积问题
易错提醒
易错点总结
1. 三角形乱找底和高,不会用铅垂高水平宽公式。
2. 割补法不会操作,多减、少减区域,面积偏差。
3. 动点面积最值忘记自变量范围,顶点解超范围不取舍。
4. 多个动点、不规则图形不会拆分基础图形。
注意事项总结
1. 二次函数面积万能公式:S=×铅垂高×水平宽(必考)。
2. 不规则图形一律用:外框矩形减周围三角形。
3. 面积最值求出顶点后,必须检验x是否在取值区间。
4. 分段动点必须分段求面积函数,不笼统计算。
【对点训练】7.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.
易错点8 二次函数中的特殊图形存在性问题
易错提醒
易错点总结
1. 等腰三角形、直角三角形、平行四边形、矩形、菱形、正方形存在性,不分类讨论直接漏解。
2. 等腰三角形只算一种腰相等情况,漏掉两外两种情况。
3. 直角三角形只默认一个直角顶点,不换顶点讨论。
4. 平行四边形分不清“定点、动点”,坐标平移公式用错。
5. 求出点坐标不验证是否在抛物线上、是否符合题意。
注意事项总结
1. 存在性题型铁律:无图必多解,必须全分类。
2. 等腰三角形:三条边轮流做底边,三情况讨论。
3. 直角三角形:三个顶点轮流做直角顶点,三情况讨论。
4. 平行四边形:利用中点坐标公式/平移法求动点坐标。
5. 所有解最后必须检验:点在抛物线上、符合图形结构,舍无效解。
【对点训练】8.如图,抛物线经过点、,与直线交于B、D两点,点P是抛物线上一动点,记点P的横坐标为t.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当点P位于直线下方时,求面积的最大值及此时点P的坐标;
(3)过点P作x轴的垂线交x轴于点H,若是等腰直角三角形,求点P的坐标.
一、单选题
1.已知a、b为实数,下列四个函数图像中,不可能是y关于x函数的图像的为( )
A.B.C. D.
2.当时,函数的最小值为1,则的值为( )
A.0 B.2 C.0或2 D.或2
3.已知二次函数,下列说法正确的是( )
A.抛物线的开口向下 B.当时,随的增大而增大
C.二次函数的最小值为 D.抛物线的对称轴是
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.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
6.已知二次函数(为常数),若点,,都在该函数的图象上,则,,的大小关系是( )
A. B. C. D.
7.已知抛物线的对称轴为直线,则关于的方程的根可能是( )
A.0,4 B.1,5 C.1, D.,5
二、填空题
8.已知点,,都在函数的图象上,则、、的大小关系是___________.
9.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴正半轴交于点和点,抛物线的顶点为点C,的面积为________.
10.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___________ .
三、解答题
11.近年来随着人们生活方式的改变,租车出行成为一种新选择,本溪某租车公司根据去年运营经验得出:每天租车的车辆数(辆)与每辆车每天的租金(元)满足关系式(,且为的整数倍),公司需要为每辆租出的车每天支出各种费用共元,设租车公司每天的利润为元.
(1)求与的函数关系式.(利润租金支出)
(2)公司在“十一黄金周”的前天每天都获得了最大利润,但是后天执行了物价局的新规定:每辆车每天的租金不超过元.请确定这天公司获得的总利润最多为多少元?
12.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交,B两点,与y轴交于点,抛物线的顶点为点E.
(1)求抛物线的解析式;
(2)经过B,C两点的直线交抛物线的对称轴于点D,点P为直线上方抛物线上的一个动点,当的面积最大时,求点P的坐标;
(3)点N在抛物线对称轴上,点M在x轴上,是否存在这样的点M与点N,使以M,N,C,B为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点M的坐标(不写求解过程);若不存在,请说明理由.
13.已知抛物线的顶点为,且经过点.
(1)求该抛物线对应的函数的解析式;
(2)将该抛物线向下平移个单位,设得到的抛物线的顶点为A,与x轴的两个交点为B,C,若是以为斜边的等腰直角三角形,求m的值.
14.如图,在平面直角坐标系中,直线与轴,轴分别交于,两点,抛物线经过,两点,与轴的另一交点为.
(1)求抛物线解析式及点坐标;
(2)若点为轴下方抛物线上一动点,连接、、,当点运动到某一位置时,四边形面积最大,求此时点的坐标及四边形的面积.
15.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;
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