内容正文:
第17讲 二次函数的应用 优等生讲义
(知识梳理+典例+压轴+练习)2026-2027北师大版九年级数学上册
📌 思维导图
🎯 课程目标
能根据实际问题情境列出二次函数关系式,明确自变量取值范围
掌握利用二次函数求利润最大、面积最大等最值问题的方法
能建立适当的平面直角坐标系解决抛物线型实际问题(拱桥、喷水池等)
理解二次函数与一元二次方程的关系,能利用图象求方程的近似解
能解决二次函数与几何图形结合的综合题,掌握分类讨论与数形结合思想
📚 知识梳理
☆ 1.利用二次函数解决实际问题的一般步骤
审题:明确变量与常量,找出等量关系,设出自变量和因变量
建模:根据等量关系列出二次函数解析式,注意自变量取值范围
求解:利用二次函数的顶点式或配方法求最值,结合图象分析
检验:检验所求结果是否符合实际意义(如长度、时间不能为负)
概念辨析例题:某商品进价40元,售价60元时每天可卖出30个,每降价1元每天多卖2个。设降价x元,求每天利润y与x的函数关系式。
解析:每件利润为(60-x-40)=(20-x)元,销售量为(30+2x)个,利润=每件利润×销售量。
☆ 2.利润最值问题
基本公式:总利润=每件利润×销售量
涨价时销售量减少,降价时销售量增加,需正确表示变化量
求最值时务必检查顶点横坐标是否在自变量取值范围内,不在范围内时最值在端点处取得
概念辨析例题:某商品进价30元,售价40元时每天卖200个,每涨价1元少卖10个。涨价多少元时利润最大?
解析:设涨价x元,利润y=(10+x)(200-10x)=-10(x-5)2+2250。顶点x=5在范围内,故x=5时最大。
☆ 3.抛物线型实际问题
拱桥、喷水池、投篮等问题:建立平面直角坐标系,将实际问题转化为二次函数图象问题
通常以顶点或水面中点为原点建立坐标系,简化计算
利用待定系数法求解析式,再根据题意求特定点坐标或最值
概念辨析例题:抛物线形拱桥,拱顶离水面4m时水面宽8m。建立坐标系求抛物线解析式。
解析:设y=ax2,将水面端点(4,-4)代入得a=-。
☆ 4.二次函数综合题
面积最值:用坐标表示线段长度,建立面积关于某变量的二次函数
相似三角形存在性:分类讨论对应边关系,结合相似比列方程
图形平移与翻折:平移规律「左加右减、上加下减」,翻折改变开口方向
新定义问题:紧扣定义,将新定义转化为已知的二次函数性质问题
概念辨析例题:抛物线y=x2+bx+c过A(-1,0)、B(3,0),求解析式及顶点坐标。
解析:由交点式得y=(x+1)(x-3)=x2-2x-3,配方得y=(x-1)2-4。
📋 知识总结表
核心概念
定义/公式
注意事项
二次函数最值
a>0时x=-取最小值;a<0时取最大值
注意顶点横坐标是否在自变量取值范围内
利润问题
总利润=每件利润×销售量
涨价减销量、降价增销量,正确表示变化量
拱桥问题
建立坐标系→待定系数法求解析式→代入求值
通常以拱顶或水面中点为原点简化计算
面积最值
S=×底×高,用坐标表示线段
注意分类讨论,动点位置变化时解析式可能改变
图形平移
左加右减(对x)、上加下减(对y)
平移后a不变,只改变顶点位置
存在性问题
假设存在→列方程→检验解是否符合条件
相似三角形要分类讨论对应关系
⚠️ 核心考点
【考点1】根据实际问题列二次函数关系式(第1-11题)
找准变量关系:利润=每件利润×销售量,注意降价/涨价后销量变化的表达式
增长率问题:经过n次增长,y=a(1±x)n
几何动点问题:用时间t表示各线段长度,再根据面积/距离公式列函数
注意自变量的实际取值范围(如x≥0、整数限制等)
1.(2025秋•西和县期末)“直播带货”已经成为一种热门的销售方式,某直播代销某一品牌的电子产品(这里代销指厂家先免费提供货源,待货物销售后再进行结算,未售出的由厂家负责处理).经调查发现每件售价99元时,日销售量为300件,当每件电子产品每下降1元时,日销售量会增加3件.已知每售出1件电子产品,该主播需支付厂家和其他费用共50元,设每件电子产品售价为x(元),主播每天的利润为w(元),则w与x之间的函数解析式为( )
A.w=(99﹣x)[300+3(x﹣50)]
B.w=(x﹣50)[300+3(x﹣99)]
C.w=(x﹣50)[300+3(99﹣x)]
D.w=(x﹣50)[300﹣3(99﹣x)]
2.(2025秋•金湾区期末)公安部门提醒市民,骑车出门必须严格遵守“一盔一带”的规定.经销商统计某品牌头盔,7月份售出1500个,若每月的销售量比上一月份增加相同的百分率x,请问9月份的销售量y关于每月增加的百分率x的函数解析式是( )
A.y=1500(1+x)2 B.y=1500+(1﹣x)2
C.y=(1+x)2+1500 D.y=x2+1500
3.(2026•富锦市一模)某商店销售一批龙东特色农产品,每件进价为10元,若按每件15元出售,每天可售出200件;若每件提价1元,每天的销售量就减少10件,设每件售价为x元(x≥15),每天的利润为y元,则y与x的函数关系式为( )
A.y=(x﹣10)(200﹣10x) B.y=(x﹣10)(350﹣10x)
C.y=(x﹣15)(200﹣10x) D.y=(x﹣15)(350﹣10x)
4.(2026春•兴宁区校级期末)参加会议的人两两彼此握手,一共握了y次手,那么y与参加会议人数x之间的函数关系式是( )
A.y=x(x﹣1) B.y=x(x﹣2)
C. D.
5.(2025秋•城关区期末)兰州是全国有名的“瓜果城”,某水果店销售一批白兰瓜,若每斤盈利10元,每天可售出50斤.经市场调查发现,若每斤降价1元,每天可多售出10斤.设每斤降价x元,每天盈利为y元,则y与x的函数关系式为( )
A.y=(10+x)(50﹣10x) B.y=(10﹣x)(50+10x)
C.y=(10﹣x)(50﹣10x) D.y=(10+x)(50+10x)
6.(2025秋•稷山县校级期末)如图所示,拱桥的形状是抛物线,其函数关系式为,当水面离桥顶的高度为米时,水面的宽度为( )
A.8米 B.9米 C.10米 D.11米
7.(2025•雷州市二模)如图,抛物线y=x2﹣4x+3与y轴交于点A,与x轴交于点B、E,线段CD在抛物线的对称轴上移动(点C在点D下方),且CD=BE.当AD+BC的值最小时,点C的坐标是( )
A.(2,1) B. C. D.
8.(2024秋•思明区校级期中)水平地面上一个小球被推开后向前滑行,滑行的距离s与时间t的函数关系如图所示(图为抛物线的一部分,其中P是该抛物线的顶点),则下列说法正确的是( )
A.小球滑行6秒停止
B.小球滑行12秒停止
C.小球向前滑行的速度不变
D.小球向前滑行的速度越来越大
9.(2026•平定县一模)宏海公司对某种海产品进行推广,在网络平台上直播销售.已知该海产品的成本价格为每千克40元.经过调研,当销售单价为每千克60元时,每天能售出500千克.销售单价每降低1元,每天的销售量将增加10千克.若设该种海产品销售单价为每千克x元,公司每天直播销售的利润为y元,则y与x的函数关系式为____________________ .
10.(2025秋•长丰县期末)一台机器原价为60万元,如果每年价格的下降率为x,两年后这台机器的价格为y万元,则y关于x的函数关系式为_______________ .
11.(2025•西宁三模)如图,在平面直角坐标系中,点A和点C分别在x轴和y轴的正半轴上,OA=6cm,OC=4cm,以OA,OC为邻边作矩形OABC.点M从点A出发,以1cm/s的速度沿AO向点O运动,同时点N从点C出发,以1cm/s的速度沿CB向点B运动.过点N作NP⊥BC交OB于点P,连接MP.设运动时间为t秒,记△OMP的面积为S,求S与t的函数解析式____________________ .
【考点2】二次函数的应用(第12-29题)
拱桥问题:建立坐标系,利用已知点求解析式,再代入求值
喷水池/投篮问题:以顶点为原点或对称轴为y轴简化计算
利润最大/面积最大:化为顶点式求最值,检验顶点是否在取值范围内
多段抛物线问题:分别求各段解析式,注意分界点处的衔接
12.(2025秋•沈丘县期末)坐落于开封清明上河园中的虹桥是一座抛物线型拱桥,被列为中国十大名桥之一.按如图所示建立平面直角坐标系,得到抛物线解析式为,正常水位时水面宽AB为16m,当水位上升3m时,水面宽CD为( )
A.4m B.8m C.10m D.12m
13.(2025秋•礼县期末)如图,某拱桥的形状可看作是抛物线的一部分,其函数表达式为.当水面到桥顶的距离OH为4m时,水面的宽度AB为( )
A.4m B.8m C.10m D.12m
14.(2026•龙岗区校级模拟)某湖面上有一座抛物线型拱桥,按如图所示的方式建立平面直角坐标系,得到抛物线的函数解析式为,正常水位时,水面宽AB为16m,此时拱顶O到水面AB的距离为( )
A.4m B.3m C.2m D.1m
15.(2026•南京模拟)某足球运动员将足球沿与地面成一定角度的方向踢出,如果不考虑空气阻力,足球飞行的高度h(单位:m)与足球飞行的时间t(单位:s)之间具有二次函数关系,其部分图象如图所示,则足球从踢出到落地所需的时间是 _____ s.
16.(2025秋•浦东新区期末)广场上音乐喷泉中的喷头与地面齐平,喷出的水线呈一条抛物线,水线上水珠的高度y(米)关于水珠与喷头的水平距离x(米)的函数解析式是.那么水珠从喷出到落地时的水平距离为_____ 米.
17.(2025秋•栖霞市期末)要修一个圆形喷水池,在池中心竖直安装一根水管,水管的顶端安一个喷水头,使喷出的抛物线形水柱在与池中心的水平距离为1m处达到最高,高度为3m,水柱落地处离池中心3m,水管高度应为__________________ m.
18.(2025秋•杨浦区期末)已知抛物线形拱桥的横截面示意图,当拱顶离水面4米时,水面宽8米.如图建立平面直角坐标系xOy,如果水面上升3米,那么水面宽度减少_____ 米.
19.(2025•龙华区三模)如图,壮壮同学投掷实心球,出手(点P处)的高度OP是,出手后实心球沿一段抛物线运行,到达最高点时,水平距离是5m,高度是4m.若实心球落地点为M,则OM=___________________ m.
20.(2024秋•慈溪市期末)某宾馆有120间标准房,当标准房价格为100元时,每天都客满,市场调查表明单间房价在100~150元之间(含100元,150元)浮动时,每提高10元,日均入住数减少6间.如果不考虑其他因素,该宾馆将标准房价格提高到 ________ 元时,客房的日营业收入最大.
21.(2024秋•淮北期中)某池塘的截面如图所示,池底呈抛物线形,以水平地面为x轴,垂直于水平地面且位于池塘中心的线为y轴建立平面直角坐标系,池塘的宽AB=30m,池底最深处距离水平地面5m,原来的水面宽24m,若池塘中水面的宽度减少为原来的一半,则最深处到水面的距离变为 ___________________ .
22.(2026•河南模拟)如图为生活中常见的多功能锅,锅和锅盖都是抛物线面,经过锅心和盖心的纵断面是两段抛物线组合而成封闭图形,不妨简称为“锅线”,若某食堂有一口锅,其锅口直径为6dm,锅深3dm,锅盖高1dm(锅口直径与锅盖直径视为相同),建立直角坐标系如图①所示,如果把锅纵断面的抛物线记为C1,把锅盖纵断面的抛物线记为C2.
(1)写出C1和C2的解析式:____________________ ;
(2)如果烹饪时锅内的水位高度是0.48dm,则此时水面的直径为________ dm;
(3)如果将一个底面直径为3.6dm,高度为2.8dm的圆柱形器皿放入炒菜锅内蒸食物,锅盖能否正常盖上?请通过计算说明理由.
23.(2026•英山县校级自主招生)16世纪中叶,我国发明了一种新式火箭“火龙出水”,它是二级火箭的始祖,火箭第一级运行路径形如抛物线,当火箭运行一定水平距离时,自动引发火箭第二级,火箭第二级沿直线运行.某科技小组运用信息技术模拟火箭运行过程.如图,以发射点为原点,地平线为x轴,垂直于地面的直线为y轴,建立平面直角坐标系,分别得到抛物线y=ax2+x和直线.其中,当火箭运行的水平距离为9km时,自动引发火箭的第二级.
(1)若火箭第二级的引发点的高度为3.6km.
①直接写出a,b的值;
②火箭在运行过程中,有两个位置的高度比火箭运行的最高点低1.35km,求这两个位置之间的距离.
(2)直接写出a满足什么条件时,火箭落地点与发射点的水平距离超过15km.
24.(2026•长宁区二模)某地一商场为减少能源消耗,计划为商场外墙与屋顶加建隔热层,加建成本w1(万元)与隔热层厚度x(厘米)满足关系式w1=20x.加建后该商场预计每年的能源消耗费用w2(万元)与隔热层厚度x(厘米)满足关系式.如果设该商场加建隔热层的成本与未来5年的能源消耗费用之和为y(万元).
(1)求y与x的关系式;
(2)已知该商场未来5年的相关计划费用p(万元)满足p=y+x2﹣x,那么当192≤p≤208时,求隔热层厚度x(厘米)的取值范围.
25.(2026•周至县一模)某游乐园要建造一个直径为26m的圆形喷水池,计划在喷水池的周边安装一圈喷水头,使喷出的水柱距池中心5m处达到最高,高度为8m.
(1)以水平方向为x轴,喷水池中心为原点建立直角坐标系,求在y轴右侧抛物线的函数表达式;
(2)要在喷水池的中心设计一个装饰物,使各方向喷出的水柱在此汇合,求这个装饰物的设计高度.
26.(2025春•鼓楼区校级期末)根据以下素材,探索完成任务.
素材1
我校生态实验园拟搭建大棚的横截面如图所示,上部分的顶棚是抛物线形状,下部分是由两根立柱AC和BD组成,立柱高为1m,顶棚最高点距离地面AB是4m,AB的长为20m.
素材2
现打算在AB的中点F处安装一款自动喷灌器EF,从喷水口E喷出的水流可以看成抛物线,其形状与y=﹣0.04x2的图象相同,EF=3m,此时水流刚好喷到立柱的端点D处.
问题解决
任务1
确定顶棚的形状
以顶棚最高点为坐标原点建立平面直角坐标系,求出顶棚部分抛物线的表达式.
任务2
探索喷水的高度
问EF处喷出的水流在距离F点水平距离为多少米时达到最高,最高点距离地面多少米?
27.(2026•兰州校级一模)一名运动员在距篮下4m处跳起投篮,球运行的路线是抛物线,当球运行的水平距离为2.5m时,达到最大高度3.5m,然后准确落入篮圈.已知篮圈中心到地面的距离为3.05m.
(1)建立如图所示的直角坐标系,求抛物线的解析式.
(2)该运动员身高1.82m,在这次跳投过程中,球在头顶上方0.2m处出手,球出手时,他跳离地面的高度是多少?
28.(2026•新城区校级四模)某航站楼正门为如图(1)所示的钢结构抛物线造型,其地面宽为18m,最高点离地面高度为9m.随着经济的发展,机场决定将原航站楼正门改造成如图(2)所示的双抛物线造型,整体造型呈轴对称图形,这样地面宽度达到24m.建立如图(3)所示的平面直角坐标系,解答下列问题:
(1)求左侧抛物线OPM的表达式,并求点M离地面的高度;
(2)为提高设计的安全性,设计图纸中要求加装一个矩形的钢架ABCD,使点A、D分别在两个抛物线上,点B、C在地面上,其中AB,AD,CD三边需要用钢材拼接,若AB=7m,则需要多少米钢材?
29.(2024秋•泗阳县期末)综合实践:怎样才能命中篮筐
活动背景:学校组织班级间篮球比赛,九年级2班小玫发现自己投篮命中率较低,特请本班数学兴趣小组同学拍摄自己投篮图片(图1),并测量相应的数据进行研究.
模型建立:如图2所示,以小玫的起跳点O为坐标原点,水平方向为x轴,竖直方向为y轴建立平面直角坐标系:篮球运动轨迹可以看作是抛物线的一部分.
信息整理:
素材1:篮球(P)出手时离地面的高度为c米,篮筐中心离地面的高度AB=3米,篮球出手位置与篮筐中心的水平距离OB=m米,篮球距地面的最大高度CD=h米,此时离篮球出手位置的水平距离OD=a米.
素材2:当篮球(P)恰好经过篮筐中心点A时,我们称此次进球为“空心球”;由于篮球的直径大约是篮筐直径的一半,因此当篮球到达篮筐中心的水平位置时,篮球的高度(n米)满足2.95≤n≤3.10时,篮球即可命中篮筐;篮球运动轨迹抛物线的开口大小由投篮方向和出手速度决定,小玫在投篮过程中始终保持投篮方向和出手速度不变.
解决问题:在初次投篮时,数学兴趣小组同学测得相关数据为:c=2.2米,m=6米,h=4米,a=3米.
(1)小玫初次投篮时 _______ 命中篮筐;(填写:“能”或“不能”)
(2)该班数学兴趣小组同学对小玫的初次投篮数据进行研究后,让小玫同学在原来位置向前走了t米后再次投篮,发现此次正好投进一个“空心球”,求t值(保留根号).
(3)在比赛过程中,小玫在离篮筐中心的水平距离5米处开始起跳投篮,若保持初次投篮时的出手高度,小玫此次能否命中篮筐?如果不能,那么要想命中篮筐,则c的取值范围是多少?
【考点3】二次函数综合题(第30-36题)
面积最值:用坐标表示线段,建立面积函数,利用二次函数性质求最大值
相似三角形存在性:分类讨论对应边,利用相似比列方程求解
平移与翻折:平移规律「左加右减、上加下减」,翻折改变开口方向但|a|不变
新定义问题:紧扣定义条件,转化为方程或不等式求解
30.(2026•东营区校级三模)已知如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,OA=OC=3,顶点为D.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)在直线AC下方的抛物线上,是否存在一点N,使得△CAN的面积最大?若存在,请求出面积最大值;若不存在,请说明理由;
(3)在线段AC上是否存在一点M,使△AOM和△ABC相似?若存在,请求出M点的坐标;若不存在,请说明理由.
31.(2026•上海)已知抛物线y=ax2+bx+c,其对称轴交x轴于点A,将点A向右平移1个单位得到点B,点C与点B的横坐标相同,且点C的纵坐标为2a,则C点是抛物线的“派生点”,直线AC称为该抛物线的“派生直线”.
(1)若抛物线的解析式为y=2x2﹣c(c为常数),求其派生直线的表达式;
(2)已知抛物线的派生点为点C,抛物线与其派生直线y=2x﹣6的公共点为P(1,m),点Q(7,n)为其派生直线上一点,求的值,并判断点Q是否在该抛物线上.
32.(2026•南京模拟)已知抛物线y=ax2﹣bx(a,b为常数,其中a≠0).
(1)求证:抛物线与x轴必有交点;
(2)点A(x1,y1)在抛物线y=ax2﹣bx上,点B(x2,y2)在抛物线y=(a+1)x2﹣2x(a≠﹣1)上.当时,是一个与x1无关的定值.
(i)求b的值;
(ii)若点B是经由点A向右平移m个单位,向上平移n个单位得到,且满足,求n的最小值.
33.(2026•历下区一模)二次函数y=ax2+bx+4的图象经过A(﹣2,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C,顶点为D.
(1)求二次函数的表达式和顶点D的坐标;
(2)将二次函数y=ax2+bx+4的图象沿直线AC平移得到一个新函数的图象M,顶点为G.
①如图1,连结AC,CG,AG,求△ACG的面积;
②如图2,设新函数的图象M与x轴交于点E和F,连结CE,CB,CF,若∠BCE=∠BCF,求新函数的表达式.
34.(2026•南山区三模)【定义】
我们将二次函数y=ax2+bx+c(a、b、c均不为0且a≠c)与二次函数y=cx2+bx+a称之为“互反抛物线”.例如:二次函数y=3x2+4x+5与二次函数y=5x2+4x+3就是一组“互反抛物线”.
(1)已知二次函数C1:y=ax2+bx+2a﹣3,其“互反抛物线”记作C2.若C1与C2交于y轴上的交点M和N且MN=2,求a的值;
(2)在(1)的条件下,已知(1,0)是二次函数C1:y=ax2+bx+2a﹣3上的一点,求C1、C2的函数图象与x轴的所有交点的距离的最大值.
(3)已知二次函数C1:y=x2+bx+c(其中,b、c均不为0且c≠1)的顶点为P,其“互反抛物线”的顶点为Q,C1和C2的函数图象交于点M(1,0),如图所示,当∠PMQ=90°时,请直接写出c的值.
35.(2026•青浦区二模)如图,在平面直角坐标系xOy中,一次函数的图象分别与x轴,y轴交于点A、B,点C是线段AB上一点,C与B不重合.以点C为顶点的二次函数f(x)的图象经过点B.将该二次函数的图象平移后得到新抛物线g(x),点B、C的对应点分别是B′、C′,且点B′的坐标为,点C′的纵坐标为﹣2.
(1)求点C的坐标及二次函数f(x)的解析式;
(2)若点P是新抛物线对称轴上一点,且以P、A、C为顶点的三角形与△AB′C相似,且相似比不等于1,求点P的坐标;
(3)点D(4,y1)和E(x2,y2)在新抛物线上,且对于任意实数x2,当m<x2≤m+1时,y1>y2,求实数m的取值范围.
36.(2025•仪征市三模)抛物线的与x轴交于A,B两点(点A在点B的左边),顶点为C.
(1)顶点C坐标为___________ ;
(2)如图,若点D的坐标是(0,4),连接AD.
①把线段AD沿一定的方向平移,平移后,点A的对应点为E,点D的对应点为F,若点E,点F均在抛物线L1上,求点E的坐标;
②将抛物线L1沿射线AD方向平移得到抛物线L2,且抛物线L2经过点D.请问在抛物线L2上是否存在点G,使得∠GAD=45°﹣∠ADO,若存在,请求出点G的坐标;若不存在,请说明理由.
📝 随堂检测
【练习 1】(2026•大连一模)音乐喷泉(图1)可以使喷水造型随着音乐的节奏起伏变化而变化,某种音乐喷泉形状如抛物线,设其出水口为原点,出水口离岸边15m,音乐变化时,抛物线的顶点在直线y=3x上变动,从而产生一组不同的抛物线(图2),这组抛物线的统一形式为y=ax2+bx,若要求喷出的抛物线水线不能到岸边,则a的取值范围为 ____________________ .
【练习 2】(2026•苍溪县模拟)如图是小明借助工具设计的抛物线型帐篷.在抛物线上取A,B,C,D四点,且线段AB,CD都与地面平行,抛物线最高点P到AB的距离为0.6m,AB=2m,CD=4m,则点B到CD的距离为________ m.
【练习 3】(2025秋•梅里斯区期末)某次踢球,足球的飞行高度h(米)与水平距离x(米)之间满足h=﹣6x2+72x,则足球从离地到落地的水平距离为 _______ 米.
💯 课后巩固
复习建议
建立平面直角坐标系是解决抛物线型实际问题的第一步,尽量使顶点在坐标轴上以简化计算
求最值时务必检查顶点横坐标是否在自变量取值范围内,不在范围内时最值在端点处取得
利润问题要准确表示销售量随价格变化的关系,注意涨价减、降价增的方向
二次函数综合题注意分类讨论思想,存在性问题要穷尽所有可能情况
抛物线平移记住左加右减(对x)、上加下减(对y),平移后a不变
【作业 1】(2025秋•浦东新区期中)某商品进价9元,售价10元时可售100件,每涨价1元销量减少10件,设涨价x元,利润y元,函数关系式正确的是( )
A.y=(10+x)(100﹣10x)
B.y=(1+x)(100﹣10x)﹣9
C.y=(10+x﹣9)(100﹣10x)
D.y=(10+x)(100﹣10x)﹣9×100
【作业 2】(2026•千阳县校级模拟)如图1,小轩所在的物理兴趣小组对一款饮水机的工作电路展开研究,将变阻器R的滑片从一端滑到另一端,绘制出变阻器R消耗的电功率P随电流I变化的关系图象,如图2,且P与I之间的函数关系式为P=﹣55I2+bI(I>0),则变阻器R消耗的电功率P最大是( )
A.180W B.195W C.200W D.220W
【作业 3】(2025秋•台州期末)某航模商店以每个35元的成本购进一批火箭模型玩具.当每个售价为50元时,每天可售出98个,售价每提高1元,则每天少售出2个.物价部门规定其销售单价不高于每个65元,则商店一天可获得的最大利润为( )元.
A.2048元 B.2040元 C.1759元 D.1751元
【作业 4】(2026•东城区二模)如图,一个圆形喷水池的中央竖直安装了一个柱形喷水装置OM,喷头M向外喷水,水流在各个方向上沿形状相同的抛物线路径落下.若建立如图所示的平面直角坐标系,水流喷出的高度y(m)与水平距离x(m)之间的关系是y=﹣x2+2x,则水流喷出的最大高度是___________________ m.
【作业 5】(2025•金山区模拟)某印刷厂10月份印书20万册,如果第四季度从11月份起,每月的印书量的增长率都为x,如果设12月份比10月份多印了y万册,那么y关于x的函数解析式是 _______________ .(不写定义域)
【作业 6】(2026•陈仓区模拟)【问题背景】
图1是一个矿洞,为了使矿洞更牢固,某工程队想要搭建矩形支撑架.
【数据测量】
图2是矿洞横截面的示意图,截面是轴对称图形,外轮廓线由上方抛物线L和下方的矩形ABCD组成,矩形ABCD的边BC=4m,CD=1m,E是抛物线L的顶点,且点E到BC的距离为3m,矩形FGMN的边FN、MN、MG为支撑架的架骨,点F、G在边BC上,点M、N在抛物线L上.
【问题解决】
如图3,工程队以矩形ABCD的顶点B为原点,以BC边所在的直线为x轴,以AB边所在的直线为y轴,建立平面直角坐标系.
(1)求顶点E的坐标及抛物线L的函数表达式;
(2)当支撑架FGMN为正方形时,求架骨MN的长;
(3)为满足宽为2.4m,高为1.9m的矿车能够在支撑架内通行(矿车距离上方、两侧支撑架分别需预留0.1m的安全距离),求此时BF的取值范围.
【作业 7】(2026•铁岭县模拟)如图1,二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,直线l:y=x﹣3经过B,C两点.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)已知P为线段BC上一点,设其横坐标为t,过点P作x轴的垂线与该二次函数的图象相交于点M,再过点M作y轴的垂线与该二次函数的图象相交于另一点N.
①当PM的长度随t的增大而增大时,请直接写出t的取值范围;
②当时,求点P的横坐标;
(3)如图2,将二次函数y=x2+bx+c在x轴下方的图象沿x轴翻折到x轴的上方,图象的其余部分不变,得到一个“W”形状的新图象,再将直线l向上平移n个单位长度,得到直线l′,直接写出当直线l′与这个新图象分别有2个或3个公共点时,n的取值范围或n的值.
【作业 8】(2026•松江区校级模拟)已知抛物线C1:y=a(x﹣h)2+2h(a≠0,h≥1),其顶点为A,且与y轴交于点B(0,1),将抛物线C1沿直线y=﹣1翻折,得到抛物线C2.
(1)当h=1时,
①求抛物线C1的解析式,并写出顶点A的坐标.
②点D在抛物线C1上,延长AD至E使得AE=2AD,若点E落在抛物线C2上,求D的坐标.
(2)过点B作直线垂直于y轴,与抛物线C1的对称轴x=h上交于点M,交抛物线C2于点Q(Q在对称轴右侧),若,求h的值.
【作业 9】(2026春•闵行区校级月考)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于点A(1,0)和点B(﹣3,0),与y轴交于点C.
(1)求b,c的值;
(2)如图,将该抛物线向左平移2个单位长度得到新的抛物线,新抛物线与原抛物线相交于点D,点N是平面坐标系内一点,直线BC上是否存在点M,使B,D,M,N为顶点的四边形为菱形,若存在,请直接写出M的坐标;若不存在,请说明理由.
第1页(共1页)
学科网(北京)股份有限公司
$
第17讲 二次函数的应用 优等生讲义
(知识梳理+典例+压轴+练习)2026-2027北师大版九年级数学上册
参考答案与试题解析
📌 思维导图
🎯 课程目标
能根据实际问题情境列出二次函数关系式,明确自变量取值范围
掌握利用二次函数求利润最大、面积最大等最值问题的方法
能建立适当的平面直角坐标系解决抛物线型实际问题(拱桥、喷水池等)
理解二次函数与一元二次方程的关系,能利用图象求方程的近似解
能解决二次函数与几何图形结合的综合题,掌握分类讨论与数形结合思想
📚 知识梳理
☆ 1.利用二次函数解决实际问题的一般步骤
审题:明确变量与常量,找出等量关系,设出自变量和因变量
建模:根据等量关系列出二次函数解析式,注意自变量取值范围
求解:利用二次函数的顶点式或配方法求最值,结合图象分析
检验:检验所求结果是否符合实际意义(如长度、时间不能为负)
概念辨析例题:某商品进价40元,售价60元时每天可卖出30个,每降价1元每天多卖2个。设降价x元,求每天利润y与x的函数关系式。
解析:每件利润为(60-x-40)=(20-x)元,销售量为(30+2x)个,利润=每件利润×销售量。
☆ 2.利润最值问题
基本公式:总利润=每件利润×销售量
涨价时销售量减少,降价时销售量增加,需正确表示变化量
求最值时务必检查顶点横坐标是否在自变量取值范围内,不在范围内时最值在端点处取得
概念辨析例题:某商品进价30元,售价40元时每天卖200个,每涨价1元少卖10个。涨价多少元时利润最大?
解析:设涨价x元,利润y=(10+x)(200-10x)=-10(x-5)2+2250。顶点x=5在范围内,故x=5时最大。
☆ 3.抛物线型实际问题
拱桥、喷水池、投篮等问题:建立平面直角坐标系,将实际问题转化为二次函数图象问题
通常以顶点或水面中点为原点建立坐标系,简化计算
利用待定系数法求解析式,再根据题意求特定点坐标或最值
概念辨析例题:抛物线形拱桥,拱顶离水面4m时水面宽8m。建立坐标系求抛物线解析式。
解析:设y=ax2,将水面端点(4,-4)代入得a=-。
☆ 4.二次函数综合题
面积最值:用坐标表示线段长度,建立面积关于某变量的二次函数
相似三角形存在性:分类讨论对应边关系,结合相似比列方程
图形平移与翻折:平移规律「左加右减、上加下减」,翻折改变开口方向
新定义问题:紧扣定义,将新定义转化为已知的二次函数性质问题
概念辨析例题:抛物线y=x2+bx+c过A(-1,0)、B(3,0),求解析式及顶点坐标。
解析:由交点式得y=(x+1)(x-3)=x2-2x-3,配方得y=(x-1)2-4。
📋 知识总结表
核心概念
定义/公式
注意事项
二次函数最值
a>0时x=-取最小值;a<0时取最大值
注意顶点横坐标是否在自变量取值范围内
利润问题
总利润=每件利润×销售量
涨价减销量、降价增销量,正确表示变化量
拱桥问题
建立坐标系→待定系数法求解析式→代入求值
通常以拱顶或水面中点为原点简化计算
面积最值
S=×底×高,用坐标表示线段
注意分类讨论,动点位置变化时解析式可能改变
图形平移
左加右减(对x)、上加下减(对y)
平移后a不变,只改变顶点位置
存在性问题
假设存在→列方程→检验解是否符合条件
相似三角形要分类讨论对应关系
⚠️ 核心考点
【考点1】根据实际问题列二次函数关系式(第1-11题)
找准变量关系:利润=每件利润×销售量,注意降价/涨价后销量变化的表达式
增长率问题:经过n次增长,y=a(1±x)n
几何动点问题:用时间t表示各线段长度,再根据面积/距离公式列函数
注意自变量的实际取值范围(如x≥0、整数限制等)
1.(2025秋•西和县期末)“直播带货”已经成为一种热门的销售方式,某直播代销某一品牌的电子产品(这里代销指厂家先免费提供货源,待货物销售后再进行结算,未售出的由厂家负责处理).经调查发现每件售价99元时,日销售量为300件,当每件电子产品每下降1元时,日销售量会增加3件.已知每售出1件电子产品,该主播需支付厂家和其他费用共50元,设每件电子产品售价为x(元),主播每天的利润为w(元),则w与x之间的函数解析式为( )
A.w=(99﹣x)[300+3(x﹣50)]
B.w=(x﹣50)[300+3(x﹣99)]
C.w=(x﹣50)[300+3(99﹣x)]
D.w=(x﹣50)[300﹣3(99﹣x)]
【分析】设每件电子产品售价为x(元),主播每天的利润为w(元),则销售量为[300+3(99﹣x)]件,由此即可得出答案.
【解答】解:设每件电子产品售价为x(元),主播每天的利润为w(元),
∵每件售价99元时,日销售量为300件,当每件电子产品每下降1元时,日销售量会增加3件,
∴每件电子产品售价为x(元)时,销售量为[300+3(99﹣x)]件,
∴w与x之间的函数解析式为w=(x﹣50)[300+3(99﹣x)],
故选:C.
【点评】本题考查了二次函数的应用,理解题意,找准变量之间的关系是解此题的关键.
2.(2025秋•金湾区期末)公安部门提醒市民,骑车出门必须严格遵守“一盔一带”的规定.经销商统计某品牌头盔,7月份售出1500个,若每月的销售量比上一月份增加相同的百分率x,请问9月份的销售量y关于每月增加的百分率x的函数解析式是( )
A.y=1500(1+x)2 B.y=1500+(1﹣x)2
C.y=(1+x)2+1500 D.y=x2+1500
【分析】依据题意,由增长率为x,根据“7月份销售1500个,9月份销售y个”列得函数关系式即可求解.
【解答】解:由题意,∵增长率为x,根据“7月份销售1500个,
∴9月份销售y个”列得函数关系式为:y=1500(1+x)2,故选:A.
【点评】本题考查了二次函数的应用,解题时要熟练掌握并能根据题意列出关系式是关键.
3.(2026•富锦市一模)某商店销售一批龙东特色农产品,每件进价为10元,若按每件15元出售,每天可售出200件;若每件提价1元,每天的销售量就减少10件,设每件售价为x元(x≥15),每天的利润为y元,则y与x的函数关系式为( )
A.y=(x﹣10)(200﹣10x) B.y=(x﹣10)(350﹣10x)
C.y=(x﹣15)(200﹣10x) D.y=(x﹣15)(350﹣10x)
【分析】利用总利润等于每件利润乘以销售量的关系,分别求出每件利润和实际销售量,即可推导得到函数关系式.
【解答】解:根据总利润等于每件利润乘以销售量的关系,分别求出每件利润和实际销售量可知:每件利润为(x﹣10)元,
实际每天销售量为:200﹣10(x﹣15)=350﹣10x,
∴y=(x﹣10)(350﹣10x).
故选:B.
【点评】本题考查了根据实际问题列二次函数关系式,熟练掌握该知识点是关键.
4.(2026春•兴宁区校级期末)参加会议的人两两彼此握手,一共握了y次手,那么y与参加会议人数x之间的函数关系式是( )
A.y=x(x﹣1) B.y=x(x﹣2)
C. D.
【分析】共有x人参加会议,每个人需要和除自己以外的(x﹣1)个人握手,每一次握手会被两人各重复计算一次,据此计算出实际握手次数即可得到答案.
【解答】解:∵共有x人参加会议,每个人需要和除自己以外的(x﹣1)个人握手,且每一次握手会被两人各重复计算一次,
∴实际握手次数为,
那么y与参加会议人数x之间的函数关系式为:.
故选:C.
【点评】本题考查根据实际问题列二次函数关系,正确进行计算是解题关键.
5.(2025秋•城关区期末)兰州是全国有名的“瓜果城”,某水果店销售一批白兰瓜,若每斤盈利10元,每天可售出50斤.经市场调查发现,若每斤降价1元,每天可多售出10斤.设每斤降价x元,每天盈利为y元,则y与x的函数关系式为( )
A.y=(10+x)(50﹣10x) B.y=(10﹣x)(50+10x)
C.y=(10﹣x)(50﹣10x) D.y=(10+x)(50+10x)
【分析】根据每斤盈利×销售量列出函数关系式即可.
【解答】解:根据题意得:y=(10﹣x)(50+10x)
故选:B.
【点评】本题考查根据实际问题列出二次函数关系式,关键是找到的量关系.
6.(2025秋•稷山县校级期末)如图所示,拱桥的形状是抛物线,其函数关系式为,当水面离桥顶的高度为米时,水面的宽度为( )
A.8米 B.9米 C.10米 D.11米
【分析】求出抛物线当y时x的值,即可得的答案.
【解答】解:∵水面离桥顶的高度为米,
∴当y时,得x2,
解得x=4或x=﹣4.
∴水面宽度为4﹣(﹣4)=8(米).
故选:A.
【点评】本题考查二次函数的应用,解题的关键是求出抛物线当y时x的值即可得解.
7.(2025•雷州市二模)如图,抛物线y=x2﹣4x+3与y轴交于点A,与x轴交于点B、E,线段CD在抛物线的对称轴上移动(点C在点D下方),且CD=BE.当AD+BC的值最小时,点C的坐标是( )
A.(2,1) B. C. D.
【分析】先求出点E(3,0),求出BE=CD=2,将点A沿y轴向下平移2个单位,得到点F,连接CE,CF,EF,易证得四边形CDAF是平行四边形,于是可得AD=CF,由轴对称的性质可得BC=CE,于是得到AD+BC=CF+CE≥EF,即点C是直线EF与抛物线对称轴的交点时,AD+BC的值最小,利用待定系数法可求得直线EF的解析式,然后求得抛物线的对称轴,通过求解两条直线的交点即可得出答案.
【解答】解:抛物线y=x2﹣4x+3与y轴交于点A,与x轴交于点B、E,
当y=0时,得:x2﹣4x+3=0,
解得:x1=1,x2=3,
∴B(1,0),E(3,0),
∴BE=2,
∵线段CD在抛物线的对称轴上移动(点C在点D下方),且CD=BE,
∴CD=2,
点A沿y轴向下平移2个单位得到点F,如图,连接CE,CF,EF,
∴AF=2,
∴AF=CD,
∵抛物线的对称轴∥y轴,且线段CD在抛物线的对称轴上,线段AF在y轴上,
∴CD∥AF,BC=CE,
∴四边形CDAF是平行四边形,
∴AD=CF,
∴AD+BC=CF+CE≥EF,
∴当F、C、E三点共线,即点C是直线EF与抛物线对称轴的交点时,AD+BC的值最小,
抛物线y=x2﹣4x+3与y轴交于点A,
当x=0时,得:y=3,
∴A(0,3),
由平移的性质可得:点F的纵坐标=3﹣2=1,
∴F(0,1),
设直线EF的解析式为y=kx+b,将点E,点F的坐标代入,得:
,
解得:,
∴直线EF的解析式为,
在抛物线y=x2﹣4x+3中,其对称轴为直线,
要使AD+BC的值最小,则点C的坐标应满足,
解得:,
∴,
故选:C.
【点评】本题属于二次函数综合题,主要考查了平移的性质,二次函数的图象与性质,平行四边形的判定与性质,轴对称的性质,三角形三边之间的关系,求抛物线与y轴的交点坐标,求抛物线与x轴的交点坐标,因式分解法解一元二次方程,待定系数法求一次函数解析式,解二元一次方程组,两直线的交点与二元一次方程组的解等知识点,巧妙添加辅助线并运用数形结合思想是解题的关键.
8.(2024秋•思明区校级期中)水平地面上一个小球被推开后向前滑行,滑行的距离s与时间t的函数关系如图所示(图为抛物线的一部分,其中P是该抛物线的顶点),则下列说法正确的是( )
A.小球滑行6秒停止
B.小球滑行12秒停止
C.小球向前滑行的速度不变
D.小球向前滑行的速度越来越大
【分析】根据函数图象结合s与t的关系得出答案.
【解答】解:由函数图象可知,当t=6时,滑行的距离最大,
∴小球滑行6秒停止,
故A说法正确,B说法错误;
由函数图象可知,随着时间的推移,滑行的距离变化越来越平缓,即滑行的速度越来越小,
故C、D说法错误,
故选:A.
【点评】本题主要考查了二次函数的应用,正确读懂函数图象是解题的关键.
9.(2026•平定县一模)宏海公司对某种海产品进行推广,在网络平台上直播销售.已知该海产品的成本价格为每千克40元.经过调研,当销售单价为每千克60元时,每天能售出500千克.销售单价每降低1元,每天的销售量将增加10千克.若设该种海产品销售单价为每千克x元,公司每天直播销售的利润为y元,则y与x的函数关系式为y=﹣10x2+1500x﹣44000 .
【分析】根据公司每天直播销售的利润=销售每千克的利润×销售数量,即可得出y与x之间的函数关系式.
【解答】解:根据题意得:y=(x﹣40)[500+(60﹣x)×10]=﹣10x2+1500x﹣44000.
故答案为:y=﹣10x2+1500x﹣44000.
【点评】本题主要考查了根据实际问题列二次函数关系式,正确理解题意和能正确表示出月销售量是解题的关键.
10.(2025秋•长丰县期末)一台机器原价为60万元,如果每年价格的下降率为x,两年后这台机器的价格为y万元,则y关于x的函数关系式为y=60(1﹣x)2 .
【分析】根据题意列出函数解析式即可.
【解答】解:根据题意可知y与x的函数关系式是:y=60(1﹣x)2.
故答案为:y=60(1﹣x)2.
【点评】本题主要考查了列二次函数关系式,解题的关键是理解题意,掌握两年后价格=原价×(1﹣x)2.
11.(2025•西宁三模)如图,在平面直角坐标系中,点A和点C分别在x轴和y轴的正半轴上,OA=6cm,OC=4cm,以OA,OC为邻边作矩形OABC.点M从点A出发,以1cm/s的速度沿AO向点O运动,同时点N从点C出发,以1cm/s的速度沿CB向点B运动.过点N作NP⊥BC交OB于点P,连接MP.设运动时间为t秒,记△OMP的面积为S,求S与t的函数解析式S(t﹣3)2+3(0<t<6) .
【分析】依据题意,由四边形OABC是矩形得OA=6,AB=4,则点B的坐标为(6,4),求出直线OB的函数解析式为yx,然后利用面积公式即可求解.
【解答】解:由矩形性质可知OA=6,AB=4,
∴点B的坐标为(6,4),
设直线OB的解析式为y=kx,
∴4=6k.
∴.
∴.
延长NP交x轴于点H,
∴点P的横坐标OH=CN=t,AM=t,
∴OM=6﹣t,点.
∴,
∴
.
故答案为:S(t﹣3)2+3(0<t<6).
【点评】本题主要考查了矩形的性质,待定系数法求解析式,二次函数的最值知识点,熟练掌握知识点的应用是解题的关键.
【考点2】二次函数的应用(第12-29题)
拱桥问题:建立坐标系,利用已知点求解析式,再代入求值
喷水池/投篮问题:以顶点为原点或对称轴为y轴简化计算
利润最大/面积最大:化为顶点式求最值,检验顶点是否在取值范围内
多段抛物线问题:分别求各段解析式,注意分界点处的衔接
12.(2025秋•沈丘县期末)坐落于开封清明上河园中的虹桥是一座抛物线型拱桥,被列为中国十大名桥之一.按如图所示建立平面直角坐标系,得到抛物线解析式为,正常水位时水面宽AB为16m,当水位上升3m时,水面宽CD为( )
A.4m B.8m C.10m D.12m
【分析】根据正常水位时水面宽AB=16米,找出当x=8时y=﹣4,再根据水位上升3米时,代入解析式求值即可.
【解答】解:AB=16,当x=8时,y64=﹣4.当水位上升3米时,y=﹣1,把 y=﹣1代入 yx2,
得﹣1x2,解得 x=±4,此时水面宽CD=8米,故选:B.
【点评】本题考查二次函数的应用,根据图形找出相关数据求值是解题的关键.
13.(2025秋•礼县期末)如图,某拱桥的形状可看作是抛物线的一部分,其函数表达式为.当水面到桥顶的距离OH为4m时,水面的宽度AB为( )
A.4m B.8m C.10m D.12m
【分析】根据题意,把y=﹣4直接代入解析式即可解答.
【解答】解:根据题意B的纵坐标为﹣4,
把y=﹣4代入yx2,
∴﹣4x2,
∴x=±4,
∴A(﹣4,﹣4),B(4,﹣4),
∴AB=4﹣(﹣4)=8m.
故选:B.
【点评】此题考查了二次函数的实际应用,掌握二次函数的对称性是解决问题的关键.
14.(2026•龙岗区校级模拟)某湖面上有一座抛物线型拱桥,按如图所示的方式建立平面直角坐标系,得到抛物线的函数解析式为,正常水位时,水面宽AB为16m,此时拱顶O到水面AB的距离为( )
A.4m B.3m C.2m D.1m
【分析】根据题意可得:把x=8代入为中进行计算,即可解答.
【解答】解:由题意得:
把x=8代入为中得:y82=﹣4,
∴B(8,﹣4),
∴此时拱顶O到水面AB的距离为4m,
故选:A.
【点评】本题考查了二次函数的应用,准确熟练地进行计算是解题的关键.
15.(2026•南京模拟)某足球运动员将足球沿与地面成一定角度的方向踢出,如果不考虑空气阻力,足球飞行的高度h(单位:m)与足球飞行的时间t(单位:s)之间具有二次函数关系,其部分图象如图所示,则足球从踢出到落地所需的时间是 4 s.
【分析】先确定抛物线的对称轴方程,再根据抛物线的对称性可得出结论.
【解答】解:对称轴方程为:,
∵抛物线与x轴的一个交点横坐标为0,
∴抛物线与x轴的另一个交点横坐标为2×2=4,
∴足球从踢出到落地所需的时间是4s.
故答案为:4.
【点评】本题考查二次函数的应用,解答本题的关键是明确题意,利用二次函数的性质解答.
16.(2025秋•浦东新区期末)广场上音乐喷泉中的喷头与地面齐平,喷出的水线呈一条抛物线,水线上水珠的高度y(米)关于水珠与喷头的水平距离x(米)的函数解析式是.那么水珠从喷出到落地时的水平距离为 6 米.
【分析】由题意可知水珠落地时高度y=0,代入二次函数解析式并求解,即可获得答案.
【解答】解:对于函数,令y=0,得,
整理可得x2﹣6x=0,
解得x1=0,x2=6,
对应喷头位置,可知水珠落地时水平距离为6米.
故答案为:6.
【点评】本题主要考查了二次函数的应用,掌握其相关知识点是解题的关键.
17.(2025秋•栖霞市期末)要修一个圆形喷水池,在池中心竖直安装一根水管,水管的顶端安一个喷水头,使喷出的抛物线形水柱在与池中心的水平距离为1m处达到最高,高度为3m,水柱落地处离池中心3m,水管高度应为 m.
【分析】设抛物线的解析式为y=a(x﹣h)2+k,用待定系数法求得抛物线的解析式,再令x=0,求得y的值,即可得出答案.
【解答】解:设抛物线的解析式为y=a(x﹣h)2+k,
由题意可知抛物线的与x轴的一个交点为(3,0),顶点坐标为(1,3),
∴0=a(3﹣1)2+3,
解得:,
∴抛物线的解析式为:,
当x=0时,,
∴水柱落地处离池中心3m,水管的高度为,
故答案为:.
【点评】本题考查了二次函数在实际问题中的应用,解题的关键是掌握相关知识的灵活运用.
18.(2025秋•杨浦区期末)已知抛物线形拱桥的横截面示意图,当拱顶离水面4米时,水面宽8米.如图建立平面直角坐标系xOy,如果水面上升3米,那么水面宽度减少 4 米.
【分析】依据题意,从图象看,抛物线的顶点为(4,4),设抛物线的表达式为y=a(x﹣4)2+4,将点O的坐标代入上式,可得解析式,然后根据当水面上升3米时,令y=3,求出x的值即可判断得解.
【解答】解:由题意,从图象看,抛物线的顶点为(4,4),
设抛物线的表达式为y=a(x﹣4)2+4,
抛物线过原点,故当x=0时,y=a(0﹣4)2+4=0,
∴a,
∴y(x﹣4)2+4.
∴当水面上升3m时,令y=3,则y(x﹣4)2+4=3.
∴x=2或x=6.
∴此时水面宽为6﹣2=4(米),
∴水面宽度减少8﹣4=4(米).
故答案为:4.
【点评】本题考查了二次函数在实际问题中的应用,根据题意确定关键点坐标求出函数表达式,是解题的关键.
19.(2025•龙华区三模)如图,壮壮同学投掷实心球,出手(点P处)的高度OP是,出手后实心球沿一段抛物线运行,到达最高点时,水平距离是5m,高度是4m.若实心球落地点为M,则OM= m.
【分析】设抛物线为y=a(x﹣5)2+4,把点,代入即可求出解析式;当y=0时,求得x的值,即为实心球被推出的水平距离OM.
【解答】解:设抛物线解析式为:y=a(x﹣5)2+4,
把点代入得:,
∴,
∴;
当y=0时,,
解得,(舍去),,
即此次实心球被推出的水平距离OM为.
故答案为:.
【点评】本题考查的是二次函数的实际应用,正确进行计算是解题关键.
20.(2024秋•慈溪市期末)某宾馆有120间标准房,当标准房价格为100元时,每天都客满,市场调查表明单间房价在100~150元之间(含100元,150元)浮动时,每提高10元,日均入住数减少6间.如果不考虑其他因素,该宾馆将标准房价格提高到 150 元时,客房的日营业收入最大.
【分析】首先设宾馆客房租金每间日租金提高x个10元,以及客房租金总收入为y.,建立y与x的关系式,并通过二次函数求解最大值.
【解答】解:设宾馆客房租金每间日租金提高x个10元,
将有6x间客房空出,客房租金总收入为y.
由题意可得:
y=(100+10x)(120﹣6x)(10≤x≤50且x是整数).
=60(﹣x2+10x+200)
=﹣60(x﹣5)2+13500
当x=5时,ymax=13500.
因此每间租金100+10×5=150元时,客房租金总收入最高,日租金13500元.
故答案为:150.
【点评】本题考查根据实际问题选择函数类型,通过实际问题,抽象出函数模型,并通二次函数计算最大值,考查对知识的综合运用能力,属于中档题.
21.(2024秋•淮北期中)某池塘的截面如图所示,池底呈抛物线形,以水平地面为x轴,垂直于水平地面且位于池塘中心的线为y轴建立平面直角坐标系,池塘的宽AB=30m,池底最深处距离水平地面5m,原来的水面宽24m,若池塘中水面的宽度减少为原来的一半,则最深处到水面的距离变为 .
【分析】根据图象,可以得到抛物线的顶点坐标及抛物线上B点坐标,设出抛物线的顶点式,得到抛物线解析式,再根据水面宽度减小为原来的一半,则可以求出水平右侧与抛物线的交点坐标,代入解析式,得到其纵坐标,从而得到结果.
【解答】解:设抛物线解析式为:y=a(x﹣h)2+k,
∵顶点坐标为(0,﹣5),点B(15,0)在图象上,
∴y=ax2﹣5,
0=a×152﹣5,
a,
∴解析式为:yx2﹣5,
∵原来的水面宽24m,水面的宽度减少为原来的一半,
∴现水面的宽度为12米,
∴下降后水面右侧与抛物线的交点的横坐标为6,
∴交点的纵坐标为:y,
∵池底最深处距离水平地面5m,
∴最深处到水面的距离为:5(m).
故答案为:m.
【点评】本题考查了二次函数的应用,关键是能够把题意中的水面宽度减小,转换为点坐标的形式表示出来.
22.(2026•河南模拟)如图为生活中常见的多功能锅,锅和锅盖都是抛物线面,经过锅心和盖心的纵断面是两段抛物线组合而成封闭图形,不妨简称为“锅线”,若某食堂有一口锅,其锅口直径为6dm,锅深3dm,锅盖高1dm(锅口直径与锅盖直径视为相同),建立直角坐标系如图①所示,如果把锅纵断面的抛物线记为C1,把锅盖纵断面的抛物线记为C2.
(1)写出C1和C2的解析式:C1:yx2﹣3,C2:yx2+1 ;
(2)如果烹饪时锅内的水位高度是0.48dm,则此时水面的直径为 2.4 dm;
(3)如果将一个底面直径为3.6dm,高度为2.8dm的圆柱形器皿放入炒菜锅内蒸食物,锅盖能否正常盖上?请通过计算说明理由.
【分析】(1)分别设出C1和C2的解析式,把图中所给的点代入即可求得相关的函数解析式;
(2)易得y=﹣2.52,代入C1的解析式,求得x的值,取较大的值减去较小的值即可求得水面的直径;
(3)易得x=1.8,代入(1)中得到的两个函数解析式,求得y的值,相减即可得到最大高度,与2.8比较即可判断锅盖能否正常盖上.
【解答】解:(1)设C1的解析式为y=ax2+k,
∵经过点(3,0),(0,﹣3),
∴,
解得:,
∴C1:yx2﹣3,
设C2的解析式为y=mx2+n,∵经过点(3,0),(0,1),∴,
解得:,
∴C2:yx2+1,
故答案为:C1:yx2﹣3,C2:yx2+1;
(2)∵水位高度是0.48dm,
∴y=﹣3+0.48=﹣2.52,
∴﹣2.52x2﹣3,
解得:x1=1.2,x2=﹣1.2,
∴水面的直径为:1.2﹣(﹣1.2)=2.4(dm),
故答案为:2.4;
(3)锅盖不能正常盖上.
理由:∵直径为3.6dm,
∴半径为1.8dm,
当x=1.8时,y1.82﹣3=﹣1.92,y1.82+1=0.64,
0.64﹣(﹣1.92)=2.56<2.8,
∴锅盖不能正常盖上.
【点评】本题考查二次函数的应用.用待定系数法求得相应的二次函数解析式是解决本题的关键.易错点是判断出相对应的自变量的值,函数值.
23.(2026•英山县校级自主招生)16世纪中叶,我国发明了一种新式火箭“火龙出水”,它是二级火箭的始祖,火箭第一级运行路径形如抛物线,当火箭运行一定水平距离时,自动引发火箭第二级,火箭第二级沿直线运行.某科技小组运用信息技术模拟火箭运行过程.如图,以发射点为原点,地平线为x轴,垂直于地面的直线为y轴,建立平面直角坐标系,分别得到抛物线y=ax2+x和直线.其中,当火箭运行的水平距离为9km时,自动引发火箭的第二级.
(1)若火箭第二级的引发点的高度为3.6km.
①直接写出a,b的值;
②火箭在运行过程中,有两个位置的高度比火箭运行的最高点低1.35km,求这两个位置之间的距离.
(2)直接写出a满足什么条件时,火箭落地点与发射点的水平距离超过15km.
【分析】(1)①已知火箭第二级的引发点坐标,即可求解;
②算出最高点的纵坐标即可得出要求位置的点的纵坐标,解方程即可;
(2)已知火箭第二级的引发点横坐标,代入抛物线和直线方程中即可得a、b的关系,再求出落地点的横坐标,利用关系式消元,即可得一元不等式.
【解答】解:(1)①由题意,将(9,3.6)代入抛物线y=ax2+x得:
3.6=92a+9,
∴a;
将(9,3.6)代入直线yx+b得:3.69+b,
∴b=8.1;
②由题意可得:抛物线方程为和直线方程为,
又∵,
∴抛物线的最高点为,
∴方程的根为3,
∴方程.4的根为11.4,
∴这两个位置之间的距离为11.4﹣3=8.4(km).
(2)由题意,当x=9时,,即,
∴落地点的横坐标为 2b=162a+27,则162a+27>15的解为.
∵抛物线开口向下,
∴.
又∵9,
∴a.
∴当a时,火箭落地点与发射点的水平距离超过15km.
【点评】本题主要考查了二次函数的性质,解题时要熟练掌握并能灵活运用二次函数的性质是关键.
24.(2026•长宁区二模)某地一商场为减少能源消耗,计划为商场外墙与屋顶加建隔热层,加建成本w1(万元)与隔热层厚度x(厘米)满足关系式w1=20x.加建后该商场预计每年的能源消耗费用w2(万元)与隔热层厚度x(厘米)满足关系式.如果设该商场加建隔热层的成本与未来5年的能源消耗费用之和为y(万元).
(1)求y与x的关系式;
(2)已知该商场未来5年的相关计划费用p(万元)满足p=y+x2﹣x,那么当192≤p≤208时,求隔热层厚度x(厘米)的取值范围.
【分析】(1)根据题意可得:y=w1+5w2,把w1=20x,代入y=w1+5w2即可得到y与x的关系式;
(2)把y=﹣x2+5x+180代入p=y+x2﹣x,可得p=4x+180,根据192≤p≤208,可得关于x的不等式组,解不等式组即可求出x的取值范围.
【解答】解:(1)根据题意可得:y=w1+5w2,
∵w1=20x,,
∴,
整理可得:y=﹣x2+5x+180(0≤x≤8);
(2)∵y=﹣x2+5x+180(0≤x≤8),
∴p=y+x2﹣x=﹣x2+5x+180+x2﹣x=4x+180,
∵192≤p≤208,
∴192≤4x+180≤208,
解得:3≤x≤7.
【点评】本题考查了二次函数的应用,掌握二次函数的应用是解题的关键.
25.(2026•周至县一模)某游乐园要建造一个直径为26m的圆形喷水池,计划在喷水池的周边安装一圈喷水头,使喷出的水柱距池中心5m处达到最高,高度为8m.
(1)以水平方向为x轴,喷水池中心为原点建立直角坐标系,求在y轴右侧抛物线的函数表达式;
(2)要在喷水池的中心设计一个装饰物,使各方向喷出的水柱在此汇合,求这个装饰物的设计高度.
【分析】(1)依据题意,由抛物线的顶点坐标为(5,8),则可设抛物线y=a(x﹣5)2+8,又把(13,0)代入y=a(x﹣5)2+8,求出a后即可判断得解;
(2)依据题意,由(1)y(x﹣5)2+8,从而可令x=0,则y(0﹣5)2+8,进而可以判断得解.
【解答】解:(1)由题意,∵抛物线的顶点坐标为(5,8),
∴可设抛物线y=a(x﹣5)2+8.
又把(13,0)代入y=a(x﹣5)2+8,
∴0=a(13﹣5)2+8.
∴a.
∴在y轴右侧抛物线的函数表达式为:y(x﹣5)2+8.
(2)由题意,由(1)y(x﹣5)2+8,
∴可令x=0,则y(0﹣5)2+8(m).
答:这个装饰物的设计高度为m.
【点评】本题主要考查了二次函数的应用,解题时要熟练掌握并能灵活运用二次函数的性质是关键.
26.(2025春•鼓楼区校级期末)根据以下素材,探索完成任务.
素材1
我校生态实验园拟搭建大棚的横截面如图所示,上部分的顶棚是抛物线形状,下部分是由两根立柱AC和BD组成,立柱高为1m,顶棚最高点距离地面AB是4m,AB的长为20m.
素材2
现打算在AB的中点F处安装一款自动喷灌器EF,从喷水口E喷出的水流可以看成抛物线,其形状与y=﹣0.04x2的图象相同,EF=3m,此时水流刚好喷到立柱的端点D处.
问题解决
任务1
确定顶棚的形状
以顶棚最高点为坐标原点建立平面直角坐标系,求出顶棚部分抛物线的表达式.
任务2
探索喷水的高度
问EF处喷出的水流在距离F点水平距离为多少米时达到最高,最高点距离地面多少米?
【分析】任务1.设顶棚部分抛物线的解析式为:y=ax2,易得点D的坐标,把点D的坐标代入可得a的值;
任务2.设从喷水口E喷出的水流的抛物线的解析式为:y=﹣0.04x2+bx+c,易得点E的坐标,把点E的坐标和点D的坐标代入所设解析式可得b和c的值,进而根据二次函数的性质可得当抛物线的顶点坐标,进而可得EF处喷出的水流在距离F点水平距离为多少米时达到最高,以及最高点距离地面多少米.
【解答】解:任务1.设顶棚部分抛物线的解析式为:y=ax2,
由题意得:点D坐标为(10,﹣3),
∴﹣3=a×102,
解得:a,
∴顶棚部分抛物线的解析式为:yx2;
任务2.设从喷水口E喷出的水流的抛物线的解析式为:y=﹣0.04x2+bx+c,
由题意得:点E(0,﹣1),点D(10,﹣3),
∴,
解得:,
∴从喷水口E喷出的水流的抛物线的解析式为:y=﹣0.04x2+0.2x﹣1,
∵﹣0.04<0,
∴抛物线的开口向下,
∴x2.5时,y有最大值,y最大0.75,
∴最高点距离地面的距离为:﹣0.75﹣(﹣4)=3.25(米).
答:EF处喷出的水流在距离F点水平距离为2.5米时达到最高,最高点距离地面3.25米.
【点评】本题考查二次函数的应用.用待定系数法求得相关的函数解析式是解决本题的关键.
27.(2026•兰州校级一模)一名运动员在距篮下4m处跳起投篮,球运行的路线是抛物线,当球运行的水平距离为2.5m时,达到最大高度3.5m,然后准确落入篮圈.已知篮圈中心到地面的距离为3.05m.
(1)建立如图所示的直角坐标系,求抛物线的解析式.
(2)该运动员身高1.82m,在这次跳投过程中,球在头顶上方0.2m处出手,球出手时,他跳离地面的高度是多少?
【分析】(1)设抛物线的表达式为y=ax2+3.5,依题意可知图象经过的坐标,由此可得a的值.
(2)设球出手时,他跳离地面的高度为hm,则可得h+2.02=﹣0.2×(﹣2.5)2+3.5.
【解答】解:(1)∵当球运行的水平距离为2.5米时,达到最大高度3.5米,
∴抛物线的顶点坐标为(0,3.5),
∴设抛物线的表达式为y=ax2+3.5.
由图知图象过以下点:(1.5,3.05).
∴2.25a+3.5=3.05,
∴a=﹣0.2,
∴抛物线的表达式为y=﹣0.2x2+3.5;
(2)设球出手时,他跳离地面的高度为hm,
∵y=﹣0.2x2+3.5,
而球出手时,球的高度为h+1.82+0.2=(h+2.02)m,
∴h+2.02=﹣0.2×(﹣2.5)2+3.5,
∴h=0.23.
答:球出手时,他跳离地面的高度为0.23m.
【点评】此题主要考查了二次函数的应用,建立合适的平面直角坐标系是解决本题的突破点,求得球出手时距离地面的高度是解决本题的关键.
28.(2026•新城区校级四模)某航站楼正门为如图(1)所示的钢结构抛物线造型,其地面宽为18m,最高点离地面高度为9m.随着经济的发展,机场决定将原航站楼正门改造成如图(2)所示的双抛物线造型,整体造型呈轴对称图形,这样地面宽度达到24m.建立如图(3)所示的平面直角坐标系,解答下列问题:
(1)求左侧抛物线OPM的表达式,并求点M离地面的高度;
(2)为提高设计的安全性,设计图纸中要求加装一个矩形的钢架ABCD,使点A、D分别在两个抛物线上,点B、C在地面上,其中AB,AD,CD三边需要用钢材拼接,若AB=7m,则需要多少米钢材?
【分析】(1)依据题意得,左侧抛物线OPM的顶点P坐标为(9,9),则可设抛物线顶点式表达式:y=a(x﹣9)2+9,又图象过点O(0,0),可得0=a×(0﹣9)2+9,进而,从而,又由整体造型轴对称,可得右侧抛物线顶点坐标为 (15,9),同理可得右侧抛物线表达式:,然后联立两个抛物线表达式求交点M,进而可以得解;
(2)依据题意,又AB=7m,则点A的纵坐标为7,代入左侧抛物线表达式:,可得,x2=9+3,又由点A位置取x=9﹣3,然后由图形关于直线x=12对称,可得点D的横坐标为24﹣(9﹣3)=15+3,从而AD=(15+3)﹣(9﹣3)=6+6,进而所需钢材总长度:AB+AD+CD=7+(6+6)+7=20+6,即可得解.
【解答】解:(1)由题意得,左侧抛物线OPM的顶点P坐标为(9,9),
∴可设抛物线顶点式表达式:y=a(x﹣9)2+9,
又图象过点O(0,0),
∴0=a×(0﹣9)2+9.
∴.
∴.
由整体造型轴对称,可得右侧抛物线顶点坐标为 (15,9),
同理可得右侧抛物线表达式:,
联立方程,
∴x=12,
将x=12代入左侧抛物线表达式:,
∴点M离地面的高度为8m;
(2)由题意,∵AB=7m,
∴点A的纵坐标为7,代入左侧抛物线表达式:,
∴,x2=9+3,
由点A位置取x=9﹣3.
由图形关于直线x=12对称,
∴点D的横坐标为24﹣(9﹣3)=15+3.
∴AD=(15+3)﹣(9﹣3)=6+6.
∴所需钢材总长度:AB+AD+CD=7+(6+6)+7=20+6.
【点评】本题主要考查了二次函数的应用,解题时要熟练掌握并能灵活运用二次函数的性质是关键.
29.(2024秋•泗阳县期末)综合实践:怎样才能命中篮筐
活动背景:学校组织班级间篮球比赛,九年级2班小玫发现自己投篮命中率较低,特请本班数学兴趣小组同学拍摄自己投篮图片(图1),并测量相应的数据进行研究.
模型建立:如图2所示,以小玫的起跳点O为坐标原点,水平方向为x轴,竖直方向为y轴建立平面直角坐标系:篮球运动轨迹可以看作是抛物线的一部分.
信息整理:
素材1:篮球(P)出手时离地面的高度为c米,篮筐中心离地面的高度AB=3米,篮球出手位置与篮筐中心的水平距离OB=m米,篮球距地面的最大高度CD=h米,此时离篮球出手位置的水平距离OD=a米.
素材2:当篮球(P)恰好经过篮筐中心点A时,我们称此次进球为“空心球”;由于篮球的直径大约是篮筐直径的一半,因此当篮球到达篮筐中心的水平位置时,篮球的高度(n米)满足2.95≤n≤3.10时,篮球即可命中篮筐;篮球运动轨迹抛物线的开口大小由投篮方向和出手速度决定,小玫在投篮过程中始终保持投篮方向和出手速度不变.
解决问题:在初次投篮时,数学兴趣小组同学测得相关数据为:c=2.2米,m=6米,h=4米,a=3米.
(1)小玫初次投篮时 不能 命中篮筐;(填写:“能”或“不能”)
(2)该班数学兴趣小组同学对小玫的初次投篮数据进行研究后,让小玫同学在原来位置向前走了t米后再次投篮,发现此次正好投进一个“空心球”,求t值(保留根号).
(3)在比赛过程中,小玫在离篮筐中心的水平距离5米处开始起跳投篮,若保持初次投篮时的出手高度,小玫此次能否命中篮筐?如果不能,那么要想命中篮筐,则c的取值范围是多少?
【分析】(1)易得小玫初次投篮时抛物线的顶点坐标,用顶点式表示出抛物线的解析式,进而把点P的坐标代入可得a的值,取x=6,看对应的y的值是多少,即可判断能否命中篮筐;
(2)设出向右平移后的抛物线解析式,把(6,3)代入可得t的值;
(3)判断出运动后的抛物线解析式,取x=6,得到y的值即可判断是否命中篮筐;判断出提高出手高度后的抛物线解析式,取x=6,得到对应的y的值,进而根据y的取值范围得到m的值,取x=1,得到c的值,即可判断c的取值范围.
【解答】解:(1)由题意得:小玫初次投篮时抛物线的顶点坐标为:(3,4),
∴设y=a(x﹣3)2+4,
∵经过点(0,2.2),
∴2.2=a(0﹣3)2+4,
解得:a,
∴y(x﹣3)2+4,
当x=6时,y=2.2,
∵2.95≤n≤3.10时,篮球命中篮筐,
∴小玫初次投篮时不能命中篮筐.
故答案为:不能;
(2)向前走了t米后抛物线的解析式为:y(x﹣3﹣t)2+4,
∵经过点(6,3),
∴3(6﹣3﹣t)2+4,
∴(3﹣t)2=5,
解得:t1=3(不合题意,舍去),t2=3,
答:t的值为3;
(3)由题意得:小玫在离篮筐中心的水平距离5米处开始起跳投篮时,抛物线的解析式为:y(x﹣3﹣1)2+4(x﹣4)2+4,
当x=6时,y=3.2>3,
∴不能命中篮筐;
设改变出手点的高度后的抛物线的解析式为:y(x﹣4)2+4+m,
当x=6时,y=m+3.2,
∴2.95≤m+3.2≤3.10,
解得:﹣0.25≤m≤﹣0.1,
∵出手点的坐标为(1,c),
∴c(1﹣4)2+4+m=2.2+m,
∴1.95≤c≤2.1.
【点评】本题考查二次函数的应用.应用平移规律得到平移后的抛物线的解析式是解决本题的易错点.
【考点3】二次函数综合题(第30-36题)
面积最值:用坐标表示线段,建立面积函数,利用二次函数性质求最大值
相似三角形存在性:分类讨论对应边,利用相似比列方程求解
平移与翻折:平移规律「左加右减、上加下减」,翻折改变开口方向但|a|不变
新定义问题:紧扣定义条件,转化为方程或不等式求解
30.(2026•东营区校级三模)已知如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,OA=OC=3,顶点为D.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)在直线AC下方的抛物线上,是否存在一点N,使得△CAN的面积最大?若存在,请求出面积最大值;若不存在,请说明理由;
(3)在线段AC上是否存在一点M,使△AOM和△ABC相似?若存在,请求出M点的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)由题意得出A(﹣3,0),C(0,﹣3),再利用待定系数法求解即可;
(2)待定系数法求出直线AC的解析式为:y=﹣x﹣3,求出点B(1,0),则AB=4,求出S△ABCAB•OC=6,作NE∥y轴交AC于E,设点N(n,n2+2n﹣3)(﹣3<n<0),则E(n,﹣n﹣3),EN=﹣n2﹣3n,表示出S△ACNEN•(xC﹣xA),再根据二次函数的性质即可得出答案;
(3)根据∠OAM=∠BAC,进而分两种情况:△BAC∽△OAM,△BAC∽△MAO;分别根据相似三角形的性质,求解即可得出答案.
【解答】解:(1)∵OA=OC=3,
∴A(﹣3,0),C(0,﹣3),
将A(﹣3,0),C(0,﹣3)代入y=x2+bx+c得:
,
解得:,
∴抛物线的解析式为:y=x2+2x﹣3;
(2)在直线AC下方的抛物线上,存在一点N,使得△CAN的面积最大;理由如下:
设直线AC的解析式为:y=kx+b,将A(﹣3,0),C(0,﹣3)代入得:
,
解得:,
∴直线AC的解析式为:y=﹣x﹣3,
在y=x2+2x﹣3中,令y=0,得出x2+2x﹣3=0,
解得:x1=﹣3,x2=1,
∴B(1,0),
∴AB=1﹣(﹣3)=4,
∴S△ABCAB•OC4×3=6,
如图1,作NE∥y轴交AC于E,
设点N(n,n2+2n﹣3)(﹣3<n<0),则E(n,﹣n﹣3),
∴EN=﹣n﹣3﹣(n2+2n﹣3)=﹣n﹣3﹣n2﹣2n+3=﹣n2﹣3n,
∴S△ACNEN•(xC﹣xA)(﹣n2﹣3n)×3,
∵a0,
∴当n时,S△ACN最大,为;
(3)在线段AC上存在一点M,使△AOM和△ABC相似;理由如下:
∵∠OAM=∠BAC,
∴当△AOM和△ABC相似有两种情形,
①当△BAC∽△OAM时,如图2,
∴∠AOM=∠ABC,
∴OM∥BC,
设直线BC的解析式为y=mx+n,将B(1,0),C(0,﹣3)代入得:
,
解得:,
∴直线BC的解析式为y=3x﹣3,
∴直线OM的解析式为y=3x,
联立得:,
解得:,
∴M(,);
②当△BAC∽△MAO时,如图3,
∴,
∵A(﹣3,0),B(1,0),C(0,﹣3),
∴AB=4,AO=CO=3,AC3,
∴AM2,
设M(t,﹣t﹣3),
∴AM2=(t+3)2+(﹣t﹣3)2,
解得:t=﹣1或t=﹣5(舍去),
∴M(﹣1,﹣4),
综上所述,M(,)或 M(﹣1,﹣2).
【点评】本题属于二次函数综合题,主要考查了待定系数法求二次函数解析式、二次函数综合—面积问题、相似三角形的性质与判定,熟练运用数形结合的思想解决问题是解答本题的关键.
31.(2026•上海)已知抛物线y=ax2+bx+c,其对称轴交x轴于点A,将点A向右平移1个单位得到点B,点C与点B的横坐标相同,且点C的纵坐标为2a,则C点是抛物线的“派生点”,直线AC称为该抛物线的“派生直线”.
(1)若抛物线的解析式为y=2x2﹣c(c为常数),求其派生直线的表达式;
(2)已知抛物线的派生点为点C,抛物线与其派生直线y=2x﹣6的公共点为P(1,m),点Q(7,n)为其派生直线上一点,求的值,并判断点Q是否在该抛物线上.
【分析】(1)易得对称轴,可得点A、B、C坐标,即可得解;
(2)易得P(1,﹣4),Q(7,8),设抛物线解析式为y=ax2+bx+c,则A(,0),B(1,0),C(1,2a),根据直线AC解析式为y=2x﹣6,可得a=1,b=﹣6,将点P代入可得c=1,进而求出C点坐标,可得CP、CQ,即可得解.
【解答】解:(1)∵抛物线的解析式为y=2x2﹣c,
∴对称轴为直线x=0,即y轴,a=2,
∴A(0,0),
∴B(1,0),
∵2a=4,
∴C(1,4),
设直线AC的表达式为y=kx+b,
将A(0,0),C(1,4)代入得,
,
解得,
∴直线AC的表达式为y=4x,即其派生直线的表达式为y=4x;
(2)将点P、Q代入直线y=2x﹣6得,m=﹣4,n=8,
∴P(1,﹣4),Q(7,8),
设抛物线解析式为y=ax2+bx+c,
则A(,0),B(1,0),C(1,2a),
由题可知直线AC解析式为y=2x﹣6,
则,
解得或(舍),
∵点P在抛物线上,
∴a+b+c=﹣4,即1﹣6+c=﹣4,
解得c=1,
∴抛物线解析式为y=x2﹣6x+1,
当x=7时,y=8,
∴Q(7,8)在抛物线上,
∵a=1,b=﹣6,
∴C(4,2),
∴CP3,CQ3,
∴1.
【点评】本题主要考查了二次函数与一次函数综合等内容,熟练掌握相关知识是解题的关键.
32.(2026•南京模拟)已知抛物线y=ax2﹣bx(a,b为常数,其中a≠0).
(1)求证:抛物线与x轴必有交点;
(2)点A(x1,y1)在抛物线y=ax2﹣bx上,点B(x2,y2)在抛物线y=(a+1)x2﹣2x(a≠﹣1)上.当时,是一个与x1无关的定值.
(i)求b的值;
(ii)若点B是经由点A向右平移m个单位,向上平移n个单位得到,且满足,求n的最小值.
【分析】(1)根据二次函数的性质,得出y=ax2﹣bx,得Δ=(﹣b)2﹣4a×0=b2≥0,即可作答;
(2)(i)理解题意,先得出y1,y2,又因为,整理得(a+1)x2﹣2=ax1﹣b,故x2,又因为是一个与x1无关的定值,得出,即可作答;
(ii)因为点B(x2,y2)是由点A(x1,y1)向右平移m个单位,向上平移n个单位得到,得x2=x1+m,y2=y1+n,又因为,得x2=﹣x1,点A(x1,y1)在抛物线y=ax2﹣bx上,点B(x2,y2)在抛物线y=(a+1)x2﹣2x上.得出y2,整理得,结合二次函数的性质,进行分析,即可作答.
【解答】(1)证明:∵y=ax2﹣bx(a,b为常数,其中a≠0),
当y=0时,得:ax2﹣bx=0,
∵Δ=(﹣b)2﹣4a×0=b2≥0,
∴ax2﹣bx=0必有解,
∴抛物线与x轴必有交点;
(2)解:(i)∵点A(x1,y1)在抛物线y=ax2﹣bx上,将点A的坐标代入得:
∴y1;
点B(x2,y2)在抛物线y=(a+1)x2﹣2x上,将点B的坐标代入得:
∴y2,
∵,
∴,
∴,
则x2x1[(a+1)x2﹣2]=x2x1(ax1﹣b),
∴x1x2[(a+1)x2﹣2]=x1x2(ax1﹣b),
∵,
∴x1≠0,x2≠0,(当x1=0,x2=0,无意义),
∵x1x2[(a+1)x2﹣2]=x1x2(ax1﹣b),
∴(a+1)x2﹣2=ax1﹣b,
∴,
∴,
∵是一个与x1无关的定值.
∴,
∴﹣b+2=0,
∴b=2;
(ii)∵点B(x2,y2)是经由点A(x1,y1)向右平移m个单位,向上平移n个单位得到,
∴x2=x1+m,y2=y1+n,
∵,
∴,
∴x2=﹣x1,
∵点A(x1,y1)在抛物线y=ax2﹣bx上,点B(x2,y2)在抛物线y=(a+1)x2﹣2x上.
∴,
∵x2=﹣x1,
∴y2,
∵y2=y1+n,
∴,
∴,
∵b=2,
∴,
∵1>0,
∴的开口方向向上,在x1=﹣2时,函数的最小值为n=﹣4.
【点评】本题属于二次函数综合题,主要考查了二次函数的性质,点的平移,二次函数与x轴的交点问题,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
33.(2026•历下区一模)二次函数y=ax2+bx+4的图象经过A(﹣2,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C,顶点为D.
(1)求二次函数的表达式和顶点D的坐标;
(2)将二次函数y=ax2+bx+4的图象沿直线AC平移得到一个新函数的图象M,顶点为G.
①如图1,连结AC,CG,AG,求△ACG的面积;
②如图2,设新函数的图象M与x轴交于点E和F,连结CE,CB,CF,若∠BCE=∠BCF,求新函数的表达式.
【分析】(1)利用待定系数法和配方法解答即可;
(2)①连接DG,AD,CD,过点D作DE⊥AC,交AC的延长线于点E,利用平行线之间的距离相等的性质,同底等高的三角形的面积相等的性质得到△ACG的面积等于△ACD的面积,利用勾股定理求得AC;过点D作DF⊥AB于点F,过点C作CH⊥DF于点H,利用矩形的判定与性质,勾股定理求得CD,设DE=m,CE=n,由勾股定理求得DE,再利用实际行动面积公式解答即可得出结论;
②连接DG,过点G作GM⊥AF于点M,过点D作N⊥GM于点N,设DN=c,则GN=2c,利用平移的性质,相似三角形的判定与性质得到点G(1+c,2c),利用二次函数的图象与性质得到新函数的图象的解析式为y2c,则点E,F的横坐标为方程(c+1)xc+4=0的两根,利用一元二次方程的根与系数的关系定理得到efc2﹣2c﹣8,则OE•OF=c2﹣2c﹣8,再利用相似三角形的判定与性质求得c值,则结论可求.
【解答】解:(1)∵二次函数y=ax2+bx+4的图象经过A(﹣2,0),B(4,0)两点,
∴,
∴,
∴二次函数的表达式为yx+4.
∵yx+4,
∴顶点D的坐标为(1,);
(2)①连接DG,AD,CD,过点D作DE⊥AC,交AC的延长线于点E,如图,
∵将二次函数y=ax2+bx+4的图象沿直线AC平移得到一个新函数的图象M,顶点为G,
∴DG∥AC,
∴△ACG与△ACD同底等高,
∴△ACG的面积等于△ACD的面积.
令x=0,则y=4,
∴C(0,4),
∴OC=4,
∵A(﹣2,0),
∴OA=2,
∴AC2,
过点D作DF⊥AB于点F,过点C作CH⊥DF于点H,
则四边形OCHF为矩形,
∴CH=OF,FH=OC=4,
∵D的坐标为(1,),
∴DF,OF=1,
∴CH=1,DH=DF﹣HF,
∴CD,
设DE=m,CE=n,由勾股定理可得:DE2+CE2=CD2,AE2+DE2=AD2=AF2+DF2,
∴,
∴,
∴DE,
∴△ACG的面积.
∴△ACG的面积为.
②∵将二次函数y=ax2+bx+4的图象沿直线AC平移得到一个新函数的图象M,顶点为G,
∴DG∥AC,
连接DG,过点G作GM⊥AF于点M,过点D作N⊥GM于点N,如图,
则△AOC∽△DNG,
∴,
∴,
设DN=c,则GN=2c,
∵D的坐标为(1,),
∴G(1+c,2c),
∴新函数的图象的解析式为y2c,
∴y(x+1)xc+4,
令y=0,则(x+1)xc+4=0,
∴点E,F的横坐标为方程(c+1)xc+4=0的两根,
设E(e,0),F(f,0),
∴OE=e,OF=f,
∵efc2﹣2c﹣8,
∴OE•OF=c2﹣2c﹣8,
∵B(4,0),
∴OB=4,
∵OC=4,
∴OB=OC,
∴△OBC为等腰直角三角形,
∴∠OCB=∠OBC=45°,
∵∠OCE+∠BCE=∠OCB,∠OBC=∠BCF+∠F,∠BCE=∠BCF,
∴∠OCE=∠F,
∵∠COE=∠FOC=90°,
∴△OCE∽△OFC,
∴,
∴OC2=OE•OF,
∴16=c2﹣2c﹣8,
∴c=6或﹣4(不合题意,舍去),
∴DN=6,GN=12,
∴G(7,),
∴新函数的表达式为y,
即y7x﹣8.
【点评】本题主要考查了二次函数的图象与性质,抛物线上点的坐标的特征,待定系数法,一次函数的图象与性质,平移的性质,三角形的性质,相似三角形的判定与性质,直角三角形的性质,勾股定理,利用点的坐标表示出相应线段的长度是解题的关键.
34.(2026•南山区三模)【定义】
我们将二次函数y=ax2+bx+c(a、b、c均不为0且a≠c)与二次函数y=cx2+bx+a称之为“互反抛物线”.例如:二次函数y=3x2+4x+5与二次函数y=5x2+4x+3就是一组“互反抛物线”.
(1)已知二次函数C1:y=ax2+bx+2a﹣3,其“互反抛物线”记作C2.若C1与C2交于y轴上的交点M和N且MN=2,求a的值;
(2)在(1)的条件下,已知(1,0)是二次函数C1:y=ax2+bx+2a﹣3上的一点,求C1、C2的函数图象与x轴的所有交点的距离的最大值.
(3)已知二次函数C1:y=x2+bx+c(其中,b、c均不为0且c≠1)的顶点为P,其“互反抛物线”的顶点为Q,C1和C2的函数图象交于点M(1,0),如图所示,当∠PMQ=90°时,请直接写出c的值.
【分析】(1)分别求出M、N点坐标,即可求求解;
(2)根据题意可知a=5,分别求出函数与x轴的交点横坐标,再求解即可;
(3)分别求出P(,),Q(,),过Q点作QG⊥x轴交于G点,过P点作PH⊥x轴交于H点,可证明△GMQ∽△HPM,
再由,求出满足题意的c=3.
【解答】解:(1)“互反抛物线”C2为y=(2a﹣3)x2+bx+a,
∴M(0,2a﹣3),N(0,a),
∴MN=|a﹣3|=2,
解得a=5或a=1;
(2)当x=1时,a+b+2a﹣3=0,
∴b=3﹣3a,
当a=1时,b=0,不符合题意,舍去;
当a=5时,y=5x2﹣12x+7,y=7x2﹣12x+5,
当5x2﹣12x+7=0时,解得x=1或x;
当7x2﹣12x+5=0时,解得x=1或x;
∴交点的最大距离为;
(3)∵点M是两个函数的交点,
∴c+b+1=0,
∴b=﹣c﹣1,
∴C1:y=x2+(﹣c﹣1)x+c,C2:y=cx2+(﹣c﹣1)x+1,
∴P(,),Q(,),
过Q点作QG⊥x轴交于G点,过P点作PH⊥x轴交于H点,
∵∠PMQ=90°,
∴∠GMQ+∠HMP=90°,
∵∠GMQ+∠GQM=90°,
∴∠HMP=∠GQM,
∴△GMQ∽△HPM,
∴,即,
∵c≠1,
∴c=3或c=﹣1;
当c=﹣1时,b=0,舍去;
∴c=3.
【点评】本题考查二次函数的图象及性质,熟练掌握二次函数的图象及性质,弄懂定义,三角形相似的判定及性质是解题的关键.
35.(2026•青浦区二模)如图,在平面直角坐标系xOy中,一次函数的图象分别与x轴,y轴交于点A、B,点C是线段AB上一点,C与B不重合.以点C为顶点的二次函数f(x)的图象经过点B.将该二次函数的图象平移后得到新抛物线g(x),点B、C的对应点分别是B′、C′,且点B′的坐标为,点C′的纵坐标为﹣2.
(1)求点C的坐标及二次函数f(x)的解析式;
(2)若点P是新抛物线对称轴上一点,且以P、A、C为顶点的三角形与△AB′C相似,且相似比不等于1,求点P的坐标;
(3)点D(4,y1)和E(x2,y2)在新抛物线上,且对于任意实数x2,当m<x2≤m+1时,y1>y2,求实数m的取值范围.
【分析】(1)先求出点B的坐标进而得出OB的长度;过点C作CH⊥y轴于点H,由平移的性质可得,原抛物线中B,C两点的纵坐标的差与新抛物线中B',C'两点的纵坐标的差相等,据此可得点C的坐标,最后利用抛物线顶点式将点B,C代入即可求得抛物线表达式;
(2)由原抛物线对称轴得到新抛物线的对称轴,在△AB'C中得到三边的长度,根据△PAC与ΔAB′C的相似比不为1,可得出当PC⊥AC符合题意,利用余弦的定义求得PA的长度,进而得出点P的坐标;
(3)先求出平移后的新抛物线解析式,将点D代入求出其坐标,由m<x2≤m+1时,y1>y2恒成立,可设,求得点F的横坐标,进而得出m的取值范围.
【解答】解:(1)令x=0,,
∴B(0,4),
∴OB=4,
过点C作CH⊥y轴于点H,
∵,点C的纵坐标为﹣2,
∴yB﹣yC=2,
∵将原二次函数的图象平移后得到新抛物线,点B′,C分别是B,C的对应点,
∴yB﹣yC=yB'﹣yC'=2,即BH=2,
∵yB=4,
∴yC=2,
将yC=2代入,得,
∴,
∵点C为二次函数f(x)的顶点,
∴设二次函数的解析式为,
将B(0,4)代入得:,
解得:,
∴二次函数;
(2)二次函数f(x)的对称轴为x,
∵向右移个单位长度得到二次函数g(x)的对称轴,
∴二次函数g(x)的对称轴为,
如图,在△AB′C 中,,
∴B′C∥y轴,
在Rt△CB'A中,,BC=2,
∴,
∴,
∵B′C∥AP,
∴∠BCA=∠CAP,即,
∵△PAC与△AB'C的相似比不为1,
当PC⊥PA时,易证得△PAC≌ΔB′CA(AAS),不符合题意,
当PC⊥AC时,,
∴,
∴点P的坐标为;
(3)由(2)知,,
将点D(4,y1)代入得:,
∴,
设,则,
m<x2≤m+1时,y1>y2恒成立,
∴2≤m<m+1<4,
∴2≤m<3.
【点评】本题考查二次函数的图象及性质,熟练掌握二次函数的图象及性质,三角形相似的判定及性质是解题的关键.
36.(2025•仪征市三模)抛物线的与x轴交于A,B两点(点A在点B的左边),顶点为C.
(1)顶点C坐标为 (0,﹣2) ;
(2)如图,若点D的坐标是(0,4),连接AD.
①把线段AD沿一定的方向平移,平移后,点A的对应点为E,点D的对应点为F,若点E,点F均在抛物线L1上,求点E的坐标;
②将抛物线L1沿射线AD方向平移得到抛物线L2,且抛物线L2经过点D.请问在抛物线L2上是否存在点G,使得∠GAD=45°﹣∠ADO,若存在,请求出点G的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)当x=0时,y=﹣2,从而得出C(0,﹣2),
(2)①设E(m,n)则F(m+2,n+4),将其代入抛物线的解析式,解方程组,进而得出结果;
②先求出L2的解析式,取点E(0,2),设直线AE交L2于G,可推出直线AE与L2的交点G符合条件,将L2和直线AE联立成方程组,进而得出G点坐标;作EF⊥AD于F,在EF上截取FH=EF,作射线AG′,交L2于G′,可推出∠DAG′=∠DAG,从而得出直线AD和L2的交点也满足条件,进一步得出结果.
【解答】解:(1)当x=0时,y=﹣2,
∴C(0,﹣2),
故答案为:(0,﹣2);
(2)①设E(m,n)则F(m+2,n+4),
∴,
∴,
∴E(1,);
②如图,
A点向右平移2个单位,再向上平移4个单位得出D,故L2的解析式为:y,
取点E(0,2),设直线AE交L2于G,
∵A(﹣2,0),
∴OA=OE,
∴∠AEO=∠OAE=45°,直线AE的解析式为:y=x+2,
∴∠DAE=∠AEO﹣∠ADO=45°﹣∠ADO,
∵∠GAD=45°﹣∠ADO,
∴直线AE与L2的交点G符合条件,
由得,
∴,,
∴G1(3),G2(3,
作EF⊥AD于F,在EF上截取FH=EF,作射线AG′,交L2于G′,
∴AH=AE,
∴∠DAG′=∠DAG,
∵A(﹣2,0),D(0,4),
∴直线AD的解析式为:y=2x+4,
∴直线EF的解析式为:yx+2,
由得,
,
∴F(),
∴H(),
∴AH的解析式为:y=7x+14,
由得,
,
∴),
综上所述:G(3)或(3)或(9)或(9).
【点评】本题考查了求一次函数和二次函数的解析式,解二元一次方程组,等腰三角形的性质等知识,解决问题的关键是较强的计算能力.
📝 随堂检测
【练习 1】(2026•大连一模)音乐喷泉(图1)可以使喷水造型随着音乐的节奏起伏变化而变化,某种音乐喷泉形状如抛物线,设其出水口为原点,出水口离岸边15m,音乐变化时,抛物线的顶点在直线y=3x上变动,从而产生一组不同的抛物线(图2),这组抛物线的统一形式为y=ax2+bx,若要求喷出的抛物线水线不能到岸边,则a的取值范围为 a .
【分析】依据题意,抛物线的顶点在直线y=3x上可得b的值,根据喷出的抛物线水线不能到岸边,而出水口离岸边15m可知其对称轴,可得a的范围.
【解答】解:由题意,∵y=ax2+bx的顶点为(,),抛物线的顶点在直线y=3x上,
∴3.
∴b=6.
∵喷出的抛物线水线不能到岸边,出水口离岸边15m,
∴,即:.
∴a.
故答案为:a.
【点评】本题主要考查二次函数的应用,解题的关键是明确题意,根据题目给出的信息列出相应的关系式,找出所求问题需要的条件.
【练习 2】(2026•苍溪县模拟)如图是小明借助工具设计的抛物线型帐篷.在抛物线上取A,B,C,D四点,且线段AB,CD都与地面平行,抛物线最高点P到AB的距离为0.6m,AB=2m,CD=4m,则点B到CD的距离为 1.8 m.
【分析】建立平面直角坐标系,求出解析式,然后代入D的横坐标即可.
【解答】解:如图建立坐标系:
∵AB=2m,CD=4m,抛物线最高点P到AB的距离为0.6m,
∴B(1,0),P(0,0.6),
设y=ax2+0.6,将B(1,0)代入得0=a+0.6,
解得a=﹣0.6,即y=﹣0.6x2+0.6,
当时,y=﹣0.6×22+0.6=﹣1.8,
即点B到CD的距离为1.8m,
故答案为:1.8.
【点评】本题考查了二次函数的实际问题,建立恰当坐标系得出抛物线解析式是解决问题的关键.
【练习 3】(2025秋•梅里斯区期末)某次踢球,足球的飞行高度h(米)与水平距离x(米)之间满足h=﹣6x2+72x,则足球从离地到落地的水平距离为 12 米.
【分析】依据题意,令h=0,h=﹣6x2+72x=0,从而可得x=0或x=12,故可以判断得解.
【解答】解:由题意令h=0,h=﹣6x2+72x=0,
∴x=0或x=12.
∴足球从离地到落地的水平距离为:12﹣0=12(米).
故答案为:12.
【点评】本题主要考查了二次函数的应用,解题时要熟练掌握并能理解是关键.
💯 课后巩固
复习建议
建立平面直角坐标系是解决抛物线型实际问题的第一步,尽量使顶点在坐标轴上以简化计算
求最值时务必检查顶点横坐标是否在自变量取值范围内,不在范围内时最值在端点处取得
利润问题要准确表示销售量随价格变化的关系,注意涨价减、降价增的方向
二次函数综合题注意分类讨论思想,存在性问题要穷尽所有可能情况
抛物线平移记住左加右减(对x)、上加下减(对y),平移后a不变
【作业 1】(2025秋•浦东新区期中)某商品进价9元,售价10元时可售100件,每涨价1元销量减少10件,设涨价x元,利润y元,函数关系式正确的是( )
A.y=(10+x)(100﹣10x)
B.y=(1+x)(100﹣10x)﹣9
C.y=(10+x﹣9)(100﹣10x)
D.y=(10+x)(100﹣10x)﹣9×100
【分析】先确定涨价后的每件售价、每件利润,再确定涨价后的销售量,最后根据“利润=每件利润×销售量”列出函数式.
【解答】解:商品原售价为10元,涨价x元后,新售价为(10+x)元,
由题意得利润y=每件利润×销售量,
y=(10+x﹣9)(100﹣10x),
故选:C.
【点评】本题考查实际问题与二次函数的应用,解题的关键是明确“利润=每件利润×销售量”的数量关系.
【作业 2】(2026•千阳县校级模拟)如图1,小轩所在的物理兴趣小组对一款饮水机的工作电路展开研究,将变阻器R的滑片从一端滑到另一端,绘制出变阻器R消耗的电功率P随电流I变化的关系图象,如图2,且P与I之间的函数关系式为P=﹣55I2+bI(I>0),则变阻器R消耗的电功率P最大是( )
A.180W B.195W C.200W D.220W
【分析】先求出P与I之间的函数关系式为P=﹣55I2+220I,再化成顶点式,最后利用二次函数的性质求最值即可.
【解答】解:当I=1时,P=165,
∴165=﹣55×12+b,
165=﹣55+b,
解得:b=220,
∴P=﹣55I2+220I=﹣55(I﹣2)2+220,
∴当I=2时,电功率P最大,最大220W,
故选:D.
【点评】本题考查二次函数的应用,解题的关键是掌握相关知识的灵活运用.
【作业 3】(2025秋•台州期末)某航模商店以每个35元的成本购进一批火箭模型玩具.当每个售价为50元时,每天可售出98个,售价每提高1元,则每天少售出2个.物价部门规定其销售单价不高于每个65元,则商店一天可获得的最大利润为( )元.
A.2048元 B.2040元 C.1759元 D.1751元
【分析】设售价为x元(50≤x≤65),则销售量为198﹣2x,每个利润为x﹣35,总利润P=(x﹣35)(198﹣2x),化为二次函数P=﹣2x2+268x﹣6930,因顶点x=67不在范围内,且函数在[50,65]上递增,故最大值在x=65处.
【解答】解:设售价x元(50≤x≤65),
∴销售量=98﹣2(x﹣50)=198﹣2x,每个利润=x﹣35,
∴总利润P=(x﹣35)(198﹣2x)=﹣2x2+268x﹣6930,
∵a=﹣2<0,抛物线开口向下,顶点横坐标,
但x=67>65,不在范围内,
又∵当x<67时,函数递增,
∴在x=65时P最大,
P=(65﹣35)(198﹣2×65)=30×68=2040(元),
故选:B.
【点评】本题考查二次函数的应用,掌握二次函数的性质是解题的关键.
【作业 4】(2026•东城区二模)如图,一个圆形喷水池的中央竖直安装了一个柱形喷水装置OM,喷头M向外喷水,水流在各个方向上沿形状相同的抛物线路径落下.若建立如图所示的平面直角坐标系,水流喷出的高度y(m)与水平距离x(m)之间的关系是y=﹣x2+2x,则水流喷出的最大高度是 m.
【分析】把二次函数解析式化为顶点式,顶点的纵坐标即为水流喷出的最大高度,据此求解即可.
【解答】解:∵水流喷出的高度y(m)与水平距离x(m)之间的关系式是,
∴抛物线的顶点坐标为,
∴水流喷出的最大高度是.
故答案为:.
【点评】本题主要考查了二次函数的实际应用,解题的关键是掌握相关知识的灵活运用.
【作业 5】(2025•金山区模拟)某印刷厂10月份印书20万册,如果第四季度从11月份起,每月的印书量的增长率都为x,如果设12月份比10月份多印了y万册,那么y关于x的函数解析式是 y=20x2+40x .(不写定义域)
【分析】根据10月份的印数表示出12月份的印数即可表示出答案.
【解答】解:根据题意得:y=20(1+x)2﹣20=20x2+40x,
故答案为:y=20x2+40x.
【点评】本题主要考查了平均增长率的问题,需注意第12月的印数量是在第10个月的印数量的基础上增加的,可以用公式a(1±x)2=b来解题.
【作业 6】(2026•陈仓区模拟)【问题背景】
图1是一个矿洞,为了使矿洞更牢固,某工程队想要搭建矩形支撑架.
【数据测量】
图2是矿洞横截面的示意图,截面是轴对称图形,外轮廓线由上方抛物线L和下方的矩形ABCD组成,矩形ABCD的边BC=4m,CD=1m,E是抛物线L的顶点,且点E到BC的距离为3m,矩形FGMN的边FN、MN、MG为支撑架的架骨,点F、G在边BC上,点M、N在抛物线L上.
【问题解决】
如图3,工程队以矩形ABCD的顶点B为原点,以BC边所在的直线为x轴,以AB边所在的直线为y轴,建立平面直角坐标系.
(1)求顶点E的坐标及抛物线L的函数表达式;
(2)当支撑架FGMN为正方形时,求架骨MN的长;
(3)为满足宽为2.4m,高为1.9m的矿车能够在支撑架内通行(矿车距离上方、两侧支撑架分别需预留0.1m的安全距离),求此时BF的取值范围.
【分析】(1)依据题意得,顶点E为(2,3),则可设抛物线为y=a(x﹣2)2+3,又图象过A(0,1),进而计算可以得解;
(2)由四边形FGMN为正方形,则MN=FG=2FH,又设BF=m,则FH=2﹣m,NF=4﹣2m,故N(m,4﹣2m),结合N在抛物线L:y(x﹣2)2+3的图象上,可得4﹣2m(m﹣2)2+3,求出m后即可得解;
(3)依据题意,设BF=m,则N(m,m2+2m+1),故NFm2+2m+1,结合FH=2﹣m1.3,NFm2+2m+1≥1.9+0.1=2,从而计算可以得解.
【解答】解:(1)由题意得,顶点E为(2,3),
∴可设抛物线为y=a(x﹣2)2+3,
又图象过A(0,1),
∴4a+3=1.
∴a.
∴抛物线L的表达式为y(x﹣2)2+3;
(2)∵四边形FGMN为正方形,
∴MN=FG=2FH.
设BF=m,则FH=2﹣m,NF=4﹣2m,
∴N(m,4﹣2m).
又∵N在抛物线L:y(x﹣2)2+3的图象上,
∴4﹣2m(m﹣2)2+3.
∴m1=4,m2=4(不合题意,舍去).
∴MN=FN=4﹣2m=24;
(3)设BF=m,则N(m,m2+2m+1),
∴NFm2+2m+1.
∵FH=2﹣m1.3,NFm2+2m+1≥1.9+0.1=2,
∴2m≤0.7,即2BF≤0.7.
【点评】本题主要考查了二次函数的应用、轴对称图形,解题时要熟练掌握并能灵活运用二次函数的性质是关键.
【作业 7】(2026•铁岭县模拟)如图1,二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,直线l:y=x﹣3经过B,C两点.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)已知P为线段BC上一点,设其横坐标为t,过点P作x轴的垂线与该二次函数的图象相交于点M,再过点M作y轴的垂线与该二次函数的图象相交于另一点N.
①当PM的长度随t的增大而增大时,请直接写出t的取值范围;
②当时,求点P的横坐标;
(3)如图2,将二次函数y=x2+bx+c在x轴下方的图象沿x轴翻折到x轴的上方,图象的其余部分不变,得到一个“W”形状的新图象,再将直线l向上平移n个单位长度,得到直线l′,直接写出当直线l′与这个新图象分别有2个或3个公共点时,n的取值范围或n的值.
【分析】(1)由直线与坐标轴交点得到求出B(3,0),C(0,﹣3),再用待定系数法可得二次函数的解析式;
(2)①根据题意得到P(t,t﹣3),M(t,t2﹣2t﹣3),根据两点之间距离公式得到PM=|t(t﹣3)|,由0≤t≤3分类讨论去绝对值,将PM化为二次函数,由二次函数图象与性质求解即可得到答案;
②由①知,PM=|t(t﹣3)|,再求出MN=|2(t﹣1)|=|2t﹣2|,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,根据题意,作出图象,得到当直线l'经过点A或与y=﹣x2+2x+3相切时,直线l′与新图象恰好有三个不同的交点;当直线l'经过点B时,直线l'与新图象恰好有一个交点,分类讨论求解即可得到答案.
【解答】解:(1)在y=x﹣3中,
令x=0得y=﹣3;
令y=0得x=3;
∴B(3,0),C(0,﹣3),
将B(3,0),C(0,﹣3)代入y=x2+bx+c,
得,
解得,
∴二次函数的解析式为y=x2﹣2x﹣3;
(2)①如图,
∵点P为线段BC上一点,
设其横坐标为t,则0≤t≤3,
∴P(t,t﹣3),M(t,t2﹣2t﹣3),
∴PM=|t2﹣2t﹣3﹣(t﹣3)|=|t2﹣3t|=|t(t﹣3)|,
当t=0时,t﹣3=﹣3,则PM=0;
当0<t<3时,t﹣3<0,则,
∵抛物线开口向下,对称轴为直线,
∴当时,PM的长度随着t的增大而增大,则此情况,
当t=3时,t﹣3=0,则PM=0;
综上所述,当PM的长度随t的增大而增大时,t的取值范围是;
②由①知PM=|t2﹣3t|,
∵抛物线y=x2﹣2x﹣3的对称轴为直线,
∴MN=|2(t﹣1)|=|2t﹣2|,,
∴或,
则t2﹣4t+1=0或t2﹣2t﹣1=0,
解得或或或,
∵0≤t≤3,
∴点P的横坐标为或;
(3)在y=x2﹣2x﹣3中,
令y=0得0=x2﹣2x﹣3,
解得x=﹣1或x=3,
∴A(﹣1,0),B(3,0),
∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
∴抛物线y=x2﹣2x﹣3的顶点为(1,﹣4),
∴将抛物线y=x2﹣2x﹣3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(1,4),
∴翻折上来的部分抛物线解析式为y=﹣(x﹣1)2+4=﹣x2+2x+3(﹣1≤x≤3),
直线l向上平移n个单位长度得到直线l′:y=x﹣3+n,如图,
∴当直线l′经过点A或与y=﹣x2+2x+3相切时,直线l′与新图象恰好有三个不同的交点;
当直线l′经过点B时,直线l′与新图象恰好有一个交点,
①当直线l′经过点A(﹣1,0)时,把A(﹣1,0)代入l′:y=x﹣3+n,
得0=﹣1﹣3+n,
解得n=4,
即当n=4时,直线l′与这个新图象有3个公共点;
②当l′:y=x﹣3+n与y=﹣x2+2x+3相切时,
联立,只有一组公共解,
即方程x2﹣x+n﹣6=0的判别式为0,
∴Δ=(﹣1)2﹣4(n﹣6)=0,
解得,
即当时,直线l′与这个新图象有3个公共点;
③当直线l′经过点B(3,0)时,把B(3,0)代入l′:y=x﹣3+n,
得0=3﹣3+n,
解得n=0,
即当n=0时,直线l′与这个新图象有1个公共点;
④如图,当时,直线l′与这个新图象有4个公共点;
⑤如图,当时,直线l′与这个新图象有2个公共点;
⑥如图,当0<n<4时,直线l′与这个新图象有2个公共点;
⑦如图,当n<0时,直线l′与这个新图象没有公共点;
综上所述,当直线l′与这个新图象有2个公共点时:;有3个公共点时:或n=4.
【点评】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、二次函数图象与性质、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.
【作业 8】(2026•松江区校级模拟)已知抛物线C1:y=a(x﹣h)2+2h(a≠0,h≥1),其顶点为A,且与y轴交于点B(0,1),将抛物线C1沿直线y=﹣1翻折,得到抛物线C2.
(1)当h=1时,
①求抛物线C1的解析式,并写出顶点A的坐标.
②点D在抛物线C1上,延长AD至E使得AE=2AD,若点E落在抛物线C2上,求D的坐标.
(2)过点B作直线垂直于y轴,与抛物线C1的对称轴x=h上交于点M,交抛物线C2于点Q(Q在对称轴右侧),若,求h的值.
【分析】(1)①利用待定系数法求出抛物线解析式,进而可得顶点坐标;
②求出翻折后的抛物线顶点坐标为(1,﹣4),则翻折后的抛物线解析式为y=(x﹣1)2﹣4=x2﹣2x﹣3,设D(d,﹣d2+2d+1),可证明点D为AE的中点,则E(2d﹣1,﹣2d2+4d),代入y=x2﹣2x﹣3,解方程即可得到答案;
(2)根据题意可得M(h,1),则,,同理可得抛物线C2的解析式为:y=﹣a(x﹣h)2﹣2h﹣2,则,再由a(0﹣h2)+2h=1,联立求解即可.
【解答】解:(1)①当h=1时,抛物线C1的解析式为y=a(x﹣1)2+2,
把B(0,1)代入y=a(x﹣1)2+2得,1=a(0﹣1)2+2,
解得a=﹣1,
∴抛物线C1的解析式为y=﹣(x﹣1)2+2=﹣x2+2x+1,
∴顶点A的坐标为(1,2);
②∵翻折前抛物线顶点坐标为(1,2),
∴翻折后的抛物线顶点坐标为(1,﹣4),
∵翻折前后两个抛物线的形状相同,但是开口方向相反,
∴翻折后的抛物线解析式为y=(x﹣1)2﹣4=x2﹣2x﹣3,
设D(d,﹣d2+2d+1),
∵AE=2AD,
∴点D为AE的中点,
∴,,
∴xE=2d﹣1,,
∴E(2d﹣1,﹣2d2+4d),
∵E(2d﹣1,﹣2d2+4d)在抛物线y=x2﹣2x﹣3的图象上,
∴﹣2d2+4d=(2d﹣1)2﹣2(2d﹣1)﹣3,
解得d=0或d=2,
当d=2时,﹣d2+2d+1=﹣22+2×2+1=1,
当d=0时,﹣d2+2d+1=0+0+1=1,
∴若点E落在抛物线C2上,则点D的坐标为(0,1)或(2,1);
(2)∵MB⊥y轴交对称轴x=h于点M,
∴M(h,1),
∴MB=h,
∵,
∴,
同理可得抛物线C2的解析式为:y=﹣a(x﹣h)2﹣2h﹣2,
∵点Q在抛物线C2上,
∴,即﹣3ah2﹣2h﹣3=0①,
又点B(0,1)在抛物线C1上,
∴a(0﹣h)2+2h=1,即ah2=1﹣2h②,
把②代入①得3(1﹣2h)=﹣2h﹣3,
解得:.
∴过点B作直线垂直于y轴,与抛物线C1的对称轴x=h上交于点M,交抛物线C2于点Q(Q在对称轴右侧),若,则得.
【点评】本题考查二次函数综合,二次函数的图象与性质,点的坐标,解题的关键是掌握相关知识的灵活运用.
【作业 9】(2026春•闵行区校级月考)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于点A(1,0)和点B(﹣3,0),与y轴交于点C.
(1)求b,c的值;
(2)如图,将该抛物线向左平移2个单位长度得到新的抛物线,新抛物线与原抛物线相交于点D,点N是平面坐标系内一点,直线BC上是否存在点M,使B,D,M,N为顶点的四边形为菱形,若存在,请直接写出M的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)待定系数法求解即可;
(2)求出平移后的解析式,求出D点坐标,根据菱形的性质,分2种情况进行讨论求解即可.
【解答】解:(1)抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于点A(1,0)和点B(﹣3,0),将点A,点B的坐标分别代入得:
,
解得:;
(2)直线BC上存在点M,使B,D,M,N为顶点的四边形为菱形,或或M(1,4)或,理由如下:
由(1)知:y=﹣x2﹣2x+3,
当x=0时,y=3,
∴C(0,3),
设直线BC的解析式为y=kx+3,
把B(﹣3,0)代入,得0=﹣3k+3,解得:k=1,
∴y=x+3,
∵y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4,
∴抛物线向左平移2个单位长度得到新的抛物线为y=﹣(x+1+2)2+4=﹣(x+3)2+4,
联立:,
解得:,
∴D(﹣2,3),
设M(m,m+3),
∵B(﹣3,0),
∴BM2=(m+3)2+(m+3)2=2(m+3)2,DM2=(m+2)2+m2,BD2=(3﹣2)2+32=10,
情况1:BD为菱形的边:
①当BM=BD时,2(m+3)2=10,
解得:或,
∴或;
②当DM=BD时,(m+2)2+m2=10,
解得:m=﹣3(舍去)或m=1,
∴M(1,4);
情况2:BD为菱形的对角线:
③当BM=DM时,(m+2)2+m2=2(m+3)2,解得:,
∴,
综上所述,直线BC上存在点M,使B,D,M,N为顶点的四边形为菱形;或或M(1,4)或.
【点评】本题属于二次函数综合题,主要考查了待定系数法求函数解析式,二次函数的图象与性质,抛物线 的平移,菱形的性质,解答本题的关键是熟练掌握二次函数的性质.
第1页(共1页)
学科网(北京)股份有限公司
$