内容正文:
第26章《二次函数》【素养培优卷】2026-2027学年人教版九年级上册数学
(满分 100 分 建议用时 90 分钟 共 24 小题)
班级:______ 姓名:______ 得分:______
【本章知识点汇总】
26.1 二次函数的概念
①定义:形如 y=ax²+bx+c(a、b、c 是常数,a≠0)的函数叫做二次函数.其中 x 是自变量,a、b、c 分别是函数解析式的二次项系数、一次项系数和常数项;
②判定的三个必备条件:二次项系数 a≠0;化简、合并同类项后自变量的最高次数为 2;等号右边是关于 x 的整式(x 不能在分母上,也不能在根号内);
③含参二次函数 y=axm+bx+c:必须同时满足 m=2 与 a≠0;
④三种解析式:一般式 y=ax²+bx+c;顶点式 y=a(x−h)²+k;交点式 y=a(x−x1)(x−x2)(抛物线与 x 轴有交点时使用);
⑤列实际问题的函数解析式:“审—设—列”三步,并写出自变量的取值范围.
26.2 二次函数的图象和性质
①二次函数的图象是一条抛物线,它是轴对称图形,对称轴垂直于 x 轴,对称轴与抛物线的交点叫做顶点;
②五种形式的对称轴与顶点:y=ax²〔对称轴 y 轴,顶点 (0,0)〕;y=ax²+k〔对称轴 y 轴,顶点 (0,k)〕;y=a(x−h)²〔对称轴 x=h,顶点 (h,0)〕;y=a(x−h)²+k〔对称轴 x=h,顶点 (h,k)〕;y=ax²+bx+c〔对称轴 x=−,顶点 (−,)〕;
③开口:a>0 时开口向上,函数有最小值;a<0 时开口向下,函数有最大值;|a| 越大,开口越小;
④增减性:以对称轴为界,a>0 时“左减右增”,a<0 时“左增右减”;比较函数值的大小可转化为比较点到对称轴的距离;
⑤最值:顶点纵坐标即为最值;当自变量取给定区间时,要判断对称轴是否在区间内,并比较端点值与顶点值;
⑥平移:“左加右减(自变量 x)、上加下减(常数项 k)”,只对顶点式使用,平移不改变 a;
⑦系数符号:a 定开口方向;a、b 共同确定对称轴位置(“左同右异”);c 是图象与 y 轴交点的纵坐标;Δ=b²−4ac 决定图象与 x 轴的交点个数;x=1 时 y=a+b+c,x=−1 时 y=a−b+c.
26.3 二次函数与一元二次方程
①令 y=0,二次函数 y=ax²+bx+c 就转化为一元二次方程 ax²+bx+c=0;
②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;
③交点情况由判别式 Δ=b²−4ac 判定:Δ>0 时图象与 x 轴有两个交点(方程有两个不相等的实数根);Δ=0 时图象与 x 轴有一个交点(方程有两个相等的实数根,此时顶点在 x 轴上);Δ<0 时图象与 x 轴没有交点(方程没有实数根);Δ≥0 时图象与 x 轴有交点;
④与不等式:用图象法,抛物线在 x 轴上方部分对应 y>0.a>0 时大于 0 取“两根之外”、小于 0 取“两根之间”,a<0 时相反;
⑤求近似根:列表描点看图象→定位符号找区间→逐步缩小范围.
26.4 实际问题与二次函数
①解题步骤:审题→设未知数→列解析式(并写出自变量取值范围)→求解→检验→作答;
②常见类型:面积(体积)最值;利润最值〔总利润=每件利润×销售量〕;抛物线形建筑(拱桥、隧道)与运动轨迹(投篮、喷泉、刹车距离)问题;
③抛物线形问题要先建立合适的直角坐标系:桥(建筑)类常以最高点为原点,运动类常把出发点放在 y 轴上;
④求最值要注意自变量的取值范围,必要时比较端点值;结果要检验是否符合实际意义.
数学活动(本章综合与实践)
①活动“哪个积最大”:当两个因数的和为定值时,设一个因数为 x,用含 x 的式子表示另一个因数,从而列出“积”关于 x 的二次函数,配方求最大值;
②活动“刹车距离与车速”:以车速为横坐标、刹车距离为纵坐标描点,观察图象估计函数类型,用待定系数法求近似解析式,再由已知量求对应的车速(或判断是否超速);
③核心考点:从实际问题中抽象出二次函数模型、建立直角坐标系、用待定系数法确定解析式、借助图象和性质求最值.
(知识点汇总结束,以下为试题部分)
一、选择题(本大题共 10 小题,每小题 3 分,共 30 分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.已知二次函数 ()的图象开口向上,且不等式 的解集为 ,则下列结论中错误的是( )
A. B. C. D.
2.已知 、 是二次函数 的图象与 x 轴两个交点的横坐标,则 的值是( )
A. B. C. D.
3.已知二次函数 ,当 时,函数值 y 的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.已知抛物线 经过点 、,与 y 轴交于点 .有下列结论:①;②;③当 时,y 随 x 的增大而减小;④不等式 的解集是 .其中正确的结论有( )
A. 个 B. 个 C. 个 D. 个
5.若关于 x 的一元二次方程 的两个实数根 、 满足 ,则 m 的取值范围是( )
A. B. C. D.
6.已知二次函数 的图象与 x 轴有两个交点,且关于 x 的不等式 的整数解恰有 3 个,则 m 的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.将抛物线 先关于 x 轴翻折,再向右平移 2 个单位长度,所得抛物线的解析式是( )
A. B. C. D.
8.已知二次函数 (a 为常数),当 时,函数的最小值为 3,则 a 的值为( )
A. B. C. 或 D.
9.如图,抛物线 与 x 轴交于点 A、B(点 A 在点 B 的左侧),与 y 轴交于点 C.点 P 是抛物线对称轴上一点,则 的最小值是( )
A. B. C. D.
10.将抛物线 先向左平移 2 个单位长度,再向上平移 3 个单位长度,所得抛物线的解析式为 .若原抛物线与 x 轴交于点 A、B,则线段 AB 的长为( )
A. B. C. D.
二、填空题(本大题共 6 小题,每小题 3 分,共 18 分.请把答案填在题中的横线上)
11.若二次函数 的图象开口向上,且与 x 轴有两个不同的公共点,则整数 的最小值是 ____.
12.已知抛物线 与 x 轴交于点 、,与 y 轴交于点 ,则当 时,x 的取值范围是 ____.
13.若关于 x 的一元二次方程 的两个实数根都大于 1,则 m 的取值范围是 ____.
14.已知二次函数 .若当 时,函数值 y 都小于 0,则 m 的取值范围是 ____.
15.如图,抛物线 与 x 轴交于点 A、B(点 A 在点 B 的左侧),与 y 轴交于点 C.点 M 是直线 上一动点,则 的最大值是 ____.
16.【数学活动·综合与实践】某公园要建造一个圆形喷水池,在水池中央垂直于水面安装一根柱子 OA,O 恰在水面中心, m.由柱子顶端 A 处的喷头向外喷水,水柱在各方向沿形状相同的抛物线落下.为使水流形状较为美观,要求水柱在距柱子 1 m 处达到最高,高度为 2.25 m.若不计其他因素,则水池的半径至少为 ____ m 时,才能使喷出的水流不至于落到池外.
三、解答题(本大题共 8 小题,共 52 分.解答应写出必要的文字说明、演算步骤或推理过程)
17.(6分)已知二次函数 .
(1) 求这个函数图象的顶点坐标及对称轴;
(2) 求这个函数图象与 x 轴的交点坐标,并结合图象直接写出不等式 的解集.
18.(6分)已知二次函数 (m 为常数).
(1) 用含 m 的式子表示该函数图象的顶点坐标;
(2) 若该函数的图象经过原点,求 m 的值,并求出此时图象与 x 轴的另一个交点的坐标.
19.(6分)某公司销售一种产品,每件成本为 30 元,售价不低于成本且不高于 60 元.经市场调查,月销售量 (单位:件)与售价 (单位:元/件)之间满足:当 时,;当 时,.设月销售利润为 元.
(1) 求 关于 的函数关系式;
(2) 售价定为多少元时,月销售利润最大?最大月销售利润是多少元?
20.(6分)如图,抛物线 与 x 轴交于点 A、B(点 A 在点 B 的左侧),与 y 轴交于点 C,顶点为 D.点 P 是直线 BC 上方抛物线上的一个动点,过点 P 作 y 轴的平行线,与直线 BC 交于点 Q.
(1) 求直线 BC 的函数表达式及顶点 D 的坐标;
(2) 设点 P 的横坐标为 t,用含 t 的式子表示线段 PQ 的长,并写出 t 的取值范围;
(3) 求线段 PQ 的最大值及此时点 P 的坐标.
21.(6分)如图,抛物线 与 x 轴交于点 A、B(点 A 在点 B 的左侧),与 y 轴交于点 C.点 P 是 x 轴上一点(不与点 A、B 重合).
(1) 求点 A、B、C 的坐标;
(2) 若 是等腰三角形,求满足条件的点 P 的坐标.
22.(6分)如图,抛物线 与 x 轴交于点 A、B(点 A 在点 B 的左侧),与 y 轴交于点 C.点 P 是抛物线对称轴上一点.
(1) 求点 A、B、C 的坐标及抛物线的对称轴;
(2) 若 是直角三角形,求点 P 的坐标.
23.(8分)如图,抛物线 与 x 轴交于点 A、B(点 A 在点 B 的左侧),与 y 轴交于点 C.点 P 是抛物线上一点,点 Q 是直线 BC 上一点,若 A、P、C、Q 顺次构成平行四边形.
(1) 求点 A、B、C 的坐标及直线 BC 的函数表达式;
(2) 求点 P、Q 的坐标.
24.(8分)如图,抛物线 与 x 轴交于点 A、B(点 A 在点 B 的左侧),与 y 轴交于点 C,顶点为 D.
(1) 求点 A、B、C、D 的坐标;
(2) 点 P 是线段 BC 上方抛物线上的一个动点,求 面积的最大值及此时点 P 的坐标;
(3) 点 M 是坐标平面内一点,若以 B、C、D、M 为顶点的四边形是平行四边形,求点 M 的坐标.
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第26章《二次函数》【素养培优卷】2026-2027学年人教版九年级上册数学
(满分 100 分 建议用时 90 分钟 共 24 小题)
班级:______ 姓名:______ 得分:______
【本章知识点汇总】
26.1 二次函数的概念
①定义:形如 y=ax²+bx+c(a、b、c 是常数,a≠0)的函数叫做二次函数.其中 x 是自变量,a、b、c 分别是函数解析式的二次项系数、一次项系数和常数项;
②判定的三个必备条件:二次项系数 a≠0;化简、合并同类项后自变量的最高次数为 2;等号右边是关于 x 的整式(x 不能在分母上,也不能在根号内);
③含参二次函数 y=axm+bx+c:必须同时满足 m=2 与 a≠0;
④三种解析式:一般式 y=ax²+bx+c;顶点式 y=a(x−h)²+k;交点式 y=a(x−x1)(x−x2)(抛物线与 x 轴有交点时使用);
⑤列实际问题的函数解析式:“审—设—列”三步,并写出自变量的取值范围.
26.2 二次函数的图象和性质
①二次函数的图象是一条抛物线,它是轴对称图形,对称轴垂直于 x 轴,对称轴与抛物线的交点叫做顶点;
②五种形式的对称轴与顶点:y=ax²〔对称轴 y 轴,顶点 (0,0)〕;y=ax²+k〔对称轴 y 轴,顶点 (0,k)〕;y=a(x−h)²〔对称轴 x=h,顶点 (h,0)〕;y=a(x−h)²+k〔对称轴 x=h,顶点 (h,k)〕;y=ax²+bx+c〔对称轴 x=−,顶点 (−,)〕;
③开口:a>0 时开口向上,函数有最小值;a<0 时开口向下,函数有最大值;|a| 越大,开口越小;
④增减性:以对称轴为界,a>0 时“左减右增”,a<0 时“左增右减”;比较函数值的大小可转化为比较点到对称轴的距离;
⑤最值:顶点纵坐标即为最值;当自变量取给定区间时,要判断对称轴是否在区间内,并比较端点值与顶点值;
⑥平移:“左加右减(自变量 x)、上加下减(常数项 k)”,只对顶点式使用,平移不改变 a;
⑦系数符号:a 定开口方向;a、b 共同确定对称轴位置(“左同右异”);c 是图象与 y 轴交点的纵坐标;Δ=b²−4ac 决定图象与 x 轴的交点个数;x=1 时 y=a+b+c,x=−1 时 y=a−b+c.
26.3 二次函数与一元二次方程
①令 y=0,二次函数 y=ax²+bx+c 就转化为一元二次方程 ax²+bx+c=0;
②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;
③交点情况由判别式 Δ=b²−4ac 判定:Δ>0 时图象与 x 轴有两个交点(方程有两个不相等的实数根);Δ=0 时图象与 x 轴有一个交点(方程有两个相等的实数根,此时顶点在 x 轴上);Δ<0 时图象与 x 轴没有交点(方程没有实数根);Δ≥0 时图象与 x 轴有交点;
④与不等式:用图象法,抛物线在 x 轴上方部分对应 y>0.a>0 时大于 0 取“两根之外”、小于 0 取“两根之间”,a<0 时相反;
⑤求近似根:列表描点看图象→定位符号找区间→逐步缩小范围.
26.4 实际问题与二次函数
①解题步骤:审题→设未知数→列解析式(并写出自变量取值范围)→求解→检验→作答;
②常见类型:面积(体积)最值;利润最值〔总利润=每件利润×销售量〕;抛物线形建筑(拱桥、隧道)与运动轨迹(投篮、喷泉、刹车距离)问题;
③抛物线形问题要先建立合适的直角坐标系:桥(建筑)类常以最高点为原点,运动类常把出发点放在 y 轴上;
④求最值要注意自变量的取值范围,必要时比较端点值;结果要检验是否符合实际意义.
数学活动(本章综合与实践)
①活动“哪个积最大”:当两个因数的和为定值时,设一个因数为 x,用含 x 的式子表示另一个因数,从而列出“积”关于 x 的二次函数,配方求最大值;
②活动“刹车距离与车速”:以车速为横坐标、刹车距离为纵坐标描点,观察图象估计函数类型,用待定系数法求近似解析式,再由已知量求对应的车速(或判断是否超速);
③核心考点:从实际问题中抽象出二次函数模型、建立直角坐标系、用待定系数法确定解析式、借助图象和性质求最值.
(知识点汇总结束,以下为试题部分)
一、选择题(本大题共 10 小题,每小题 3 分,共 30 分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.已知二次函数 ()的图象开口向上,且不等式 的解集为 ,则下列结论中错误的是( )
A. B. C. D.
【答案】故选 D.
【解析】
抛物线与 x 轴交于点 、,且开口向上,
所以可设 (),
于是 ,A 正确;,B 正确;
,C 正确;
,D 错误.故选 D.
方法:抛物线与 x 轴两交点确定了根,可用交点式设解析式,再比较各代数式.
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2.已知 、 是二次函数 的图象与 x 轴两个交点的横坐标,则 的值是( )
A. B. C. D.
【答案】故选 A.
【解析】
抛物线与 x 轴交点的横坐标就是方程 的根,
所以 ,.
.故选 A.
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3.已知二次函数 ,当 时,函数值 y 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】故选 B.
【解析】
,抛物线的对称轴为直线 ,开口向上.
在区间 上,对称轴 恰好是区间的左端点,所以 y 随 x 的增大而增大.
当 时 y 取最小值 ;当 时 y 取最大值 .
所以 .故选 B.
提醒:求区间上的值域,先判断对称轴与区间的位置关系,再比较端点的函数值.
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4.已知抛物线 经过点 、,与 y 轴交于点 .有下列结论:①;②;③当 时,y 随 x 的增大而减小;④不等式 的解集是 .其中正确的结论有( )
A. 个 B. 个 C. 个 D. 个
【答案】故选 C.
【解析】
抛物线过 、,可设 .
把 代入,得 ,解得 ,①正确;
此时 ,所以 ,,②正确;
对称轴为直线 ,开口向上,所以当 时 y 随 x 的增大而减小,③正确;
因为抛物线开口向上,所以不等式 的解集是 或 ,④错误.
所以正确的结论是①②③,共 3 个.故选 C.
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5.若关于 x 的一元二次方程 的两个实数根 、 满足 ,则 m 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】故选 A.
【解析】
设 ,其图象开口向上,对称轴为直线 .
两根分布于 1 的两侧,等价于 ,
即 ,解得 .
此时判别式 ,方程确有两个不相等的实数根.
所以 .故选 A.
方法:根的分布问题转化为二次函数图象的位置关系,用端点函数值的符号列不等式.
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6.已知二次函数 的图象与 x 轴有两个交点,且关于 x 的不等式 的整数解恰有 3 个,则 m 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】故选 D.
【解析】
,图象开口向上,对称轴为直线 .
设交点横坐标为 、,则 、 为方程 的两根,由求根公式得 (需 ).
所以不等式 的解集为 ,它关于 对称.
要使整数解恰有 3 个,这 3 个整数只能是 、、,
于是 且 ,
即 ,解得 .故选 D.
提醒:区间关于 对称,整数解的个数由“半宽” 与 1、2 的大小决定,端点能否取到要逐一验证.
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7.将抛物线 先关于 x 轴翻折,再向右平移 2 个单位长度,所得抛物线的解析式是( )
A. B. C. D.
【答案】故选 C.
【解析】
.
关于 x 轴翻折,纵坐标变为相反数,得 ;
再向右平移 2 个单位长度,得 .故选 C.
易错:先把解析式化为顶点式再翻折、平移;翻折只改变 的符号与顶点纵坐标.
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8.已知二次函数 (a 为常数),当 时,函数的最小值为 3,则 a 的值为( )
A. B. C. 或 D.
【答案】故选 B.
【解析】
,对称轴为直线 .
① 若 ,则当 时 y 随 x 增大而增大,最小值在 处取得:,解得 ,符合 ;
② 若 ,则最小值在 处取得:,解得 ,不符合 ,舍去;
③ 若 ,则最小值在 处取得:,解得 ,不符合 ,舍去.
综上 .故选 B.
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9.如图,抛物线 与 x 轴交于点 A、B(点 A 在点 B 的左侧),与 y 轴交于点 C.点 P 是抛物线对称轴上一点,则 的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】故选 A.
【解析】
令 ,得 ,解得 或 ,所以 、;令 ,得 .
抛物线的对称轴为直线 .
点 A 关于直线 的对称点为 ,它恰好是点 B,且 .
所以 ,当且仅当 B、P、C 三点共线时取等号.
.
所以 的最小值是 .故选 A.
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10.将抛物线 先向左平移 2 个单位长度,再向上平移 3 个单位长度,所得抛物线的解析式为 .若原抛物线与 x 轴交于点 A、B,则线段 AB 的长为( )
A. B. C. D.
【答案】故选 D.
【解析】
把 先向右平移 2 个单位长度、再向下平移 3 个单位长度,即可还原原抛物线:
原抛物线为 .
令 ,得 ,解得 .
所以 .
故选 D.
提醒:还原时要“反向平移”;求 长可用韦达定理整体代入,不必分别求出两根.
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二、填空题(本大题共 6 小题,每小题 3 分,共 18 分.请把答案填在题中的横线上)
11.若二次函数 的图象开口向上,且与 x 轴有两个不同的公共点,则整数 的最小值是 ____.
【答案】
【解析】
图象开口向上,所以 ,即 .
图象与 x 轴有两个不同的公共点,所以方程 有两个不相等的实数根,
,解得 .
两条件同时满足得 ,所以整数 的最小值为 3.
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12.已知抛物线 与 x 轴交于点 、,与 y 轴交于点 ,则当 时,x 的取值范围是 ____.
【答案】
【解析】
抛物线过 、,可设 .
把 代入,得 ,解得 ,所以抛物线开口向上.
当 时,图象位于 x 轴下方,对应的 x 在两根之间,
即 .
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13.若关于 x 的一元二次方程 的两个实数根都大于 1,则 m 的取值范围是 ____.
【答案】
【解析】
设两根为 、,则 ,.
由方程有两个实数根,得 ,即 ,解得 或 .
两根都大于 1,需同时满足:
,即 ,得 ;
,即 ,,得 .
三式取交集:.
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14.已知二次函数 .若当 时,函数值 y 都小于 0,则 m 的取值范围是 ____.
【答案】
【解析】
令 ,得 ,解得 或 ,所以 的解集为 .
要使 内的函数值都小于 0,只需区间 完全落在 内,
即 且 ,解得 .
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15.如图,抛物线 与 x 轴交于点 A、B(点 A 在点 B 的左侧),与 y 轴交于点 C.点 M 是直线 上一动点,则 的最大值是 ____.
【答案】
【解析】
令 ,得 ,解得 或 ,所以 、;令 ,得 .抛物线的对称轴为直线 .
由三角形两边之差小于第三边,得 ,当且仅当 A、C、M 三点共线(且 A 在 M、C 之间)时取等号.
.
直线 AC 的解析式为 ,它与对称轴 的交点为 ,此时 ,, 确实取到最大值.
所以 的最大值是 .
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16.【数学活动·综合与实践】某公园要建造一个圆形喷水池,在水池中央垂直于水面安装一根柱子 OA,O 恰在水面中心, m.由柱子顶端 A 处的喷头向外喷水,水柱在各方向沿形状相同的抛物线落下.为使水流形状较为美观,要求水柱在距柱子 1 m 处达到最高,高度为 2.25 m.若不计其他因素,则水池的半径至少为 ____ m 时,才能使喷出的水流不至于落到池外.
【答案】
【解析】
以 O 为原点,水面所在直线为 x 轴,柱子 OA 所在的直线为 y 轴建立平面直角坐标系,则 .
由水流在距柱子 1 m 处达到最高、最高为 2.25 m,知抛物线的顶点为 ,故可设 .
把 代入,得 ,解得 ,
所以水柱所在抛物线的解析式为 .
令 ,得 ,解得 或 (不合题意,舍去).
即水流落地点到柱子的水平距离为 2.5 m,所以水池的半径至少为 2.5 m.
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三、解答题(本大题共 8 小题,共 52 分.解答应写出必要的文字说明、演算步骤或推理过程)
17.(6分)已知二次函数 .
(1) 求这个函数图象的顶点坐标及对称轴;
(2) 求这个函数图象与 x 轴的交点坐标,并结合图象直接写出不等式 的解集.
【答案】(1) 顶点为 ,对称轴为直线 ;(2) 交点坐标为 、,不等式 的解集为 或
【解析】
(1) ,
所以图象的顶点坐标为 ,对称轴为直线 .
(2) 令 ,得 ,因式分解得 ,
解得 或 ,所以图象与 x 轴的交点坐标为 、.
抛物线开口向上, 对应图象位于 x 轴上方的部分,所以解集为 或 .
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18.(6分)已知二次函数 (m 为常数).
(1) 用含 m 的式子表示该函数图象的顶点坐标;
(2) 若该函数的图象经过原点,求 m 的值,并求出此时图象与 x 轴的另一个交点的坐标.
【答案】(1) 顶点坐标为 ;(2) 时另一个交点为 ; 时另一个交点为
【解析】
(1) ,
所以图象的顶点坐标为 .
(2) 把 代入 ,得 ,解得 或 .
当 时,,图象与 x 轴交于 、,另一个交点为 ;
当 时,,图象与 x 轴交于 、,另一个交点为 .
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19.(6分)某公司销售一种产品,每件成本为 30 元,售价不低于成本且不高于 60 元.经市场调查,月销售量 (单位:件)与售价 (单位:元/件)之间满足:当 时,;当 时,.设月销售利润为 元.
(1) 求 关于 的函数关系式;
(2) 售价定为多少元时,月销售利润最大?最大月销售利润是多少元?
【答案】(1) 当 时,;当 时,;(2) 售价定为 60 元/件时月利润最大,最大月销售利润为 2100 元
【解析】
(1) 月销售利润 .
当 时,;
当 时,.
(2) 当 时,,其对称轴为直线 ,在区间右侧,
所以 在 上随 x 的增大而增大,当 时取最大值,;
当 时,,其对称轴为直线 ,在区间右侧,
所以 在 上随 x 的增大而增大,当 时取最大值,.
因为 ,所以售价定为 60 元/件时月销售利润最大,最大为 2100 元.
提醒:分段函数要在每一段内分别求最值,再比较各段的最值.
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20.(6分)如图,抛物线 与 x 轴交于点 A、B(点 A 在点 B 的左侧),与 y 轴交于点 C,顶点为 D.点 P 是直线 BC 上方抛物线上的一个动点,过点 P 作 y 轴的平行线,与直线 BC 交于点 Q.
(1) 求直线 BC 的函数表达式及顶点 D 的坐标;
(2) 设点 P 的横坐标为 t,用含 t 的式子表示线段 PQ 的长,并写出 t 的取值范围;
(3) 求线段 PQ 的最大值及此时点 P 的坐标.
【答案】(1) 直线 BC:,顶点 ;(2) ();(3) 的最大值为 ,此时
【解析】
(1) 令 ,得 ,即 ,解得 或 ,所以 、;令 ,得 .
把 、 代入 ,得 ,,解得 ,所以直线 :.
,所以顶点 .
(2) 因为点 P 在抛物线上且横坐标为 t,所以 ;点 Q 在直线 BC 上且横坐标为 t,所以 .
因为 P 在直线 BC 上方,所以
().
(3) ,所以当 时 PQ 取最大值 .
此时 ,所以 .
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21.(6分)如图,抛物线 与 x 轴交于点 A、B(点 A 在点 B 的左侧),与 y 轴交于点 C.点 P 是 x 轴上一点(不与点 A、B 重合).
(1) 求点 A、B、C 的坐标;
(2) 若 是等腰三角形,求满足条件的点 P 的坐标.
【答案】(1) 、、;(2) 、、、
【解析】
(1) 令 ,得 ,即 ,解得 或 ,所以 、;令 ,得 .
(2) 设 ( 且 ).由 、,得
,,.
① 当 时,,解得 ,所以 ;
② 当 时,,解得 ,所以 或 ;
③ 当 时,,解得 或 ,其中 对应的点是 B,舍去,所以 .
综上,满足条件的点 P 共有 4 个.
提醒:等腰三角形存在性问题要按“哪两条边相等”分三种情况讨论,并检验求出的点是否与已知点重合.
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22.(6分)如图,抛物线 与 x 轴交于点 A、B(点 A 在点 B 的左侧),与 y 轴交于点 C.点 P 是抛物线对称轴上一点.
(1) 求点 A、B、C 的坐标及抛物线的对称轴;
(2) 若 是直角三角形,求点 P 的坐标.
【答案】(1) 、、,对称轴为直线 ;(2) 、、、
【解析】
(1) 令 ,得 ,解得 或 ,所以 、;令 ,得 .
,所以对称轴为直线 .
(2) 设 .由 、,得
,
,
.
① 当 时,,
即 ,整理得 ,
解得 或 ,所以 或 ;
② 当 时,,即 ,化简得 ,解得 ,所以 ;
③ 当 时,,即 ,化简得 ,解得 ,所以 .
综上,满足条件的点 P 共有 4 个.
提醒:直角三角形存在性问题要按“哪个角为直角”分三种情况讨论,不能遗漏.
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23.(8分)如图,抛物线 与 x 轴交于点 A、B(点 A 在点 B 的左侧),与 y 轴交于点 C.点 P 是抛物线上一点,点 Q 是直线 BC 上一点,若 A、P、C、Q 顺次构成平行四边形.
(1) 求点 A、B、C 的坐标及直线 BC 的函数表达式;
(2) 求点 P、Q 的坐标.
【答案】(1) 、、,直线 :;(2) ,此时
【解析】
(1) 令 ,得 ,即 ,解得 或 ,所以 、;令 ,得 .
把 、 代入 ,得 ,,解得 ,所以直线 :.
(2) 因为 A、P、C、Q 顺次构成平行四边形,所以 AC 与 PQ 是两条对角线,它们互相平分.
AC 的中点坐标为 .
设 ,因为 M 也是 PQ 的中点,
所以 .
又点 Q 在直线 上,所以 ,整理得 ,
因式分解得 ,解得 或 .
当 时, 即为点 A,A、P 重合,不能构成四边形,舍去;
当 时,,此时 ,符合题意.
所以 ,.
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24.(8分)如图,抛物线 与 x 轴交于点 A、B(点 A 在点 B 的左侧),与 y 轴交于点 C,顶点为 D.
(1) 求点 A、B、C、D 的坐标;
(2) 点 P 是线段 BC 上方抛物线上的一个动点,求 面积的最大值及此时点 P 的坐标;
(3) 点 M 是坐标平面内一点,若以 B、C、D、M 为顶点的四边形是平行四边形,求点 M 的坐标.
【答案】(1) 、、、;(2) 面积的最大值为 ,此时 ;(3) 、、
【解析】
(1) 令 ,得 ,即 ,解得 或 ,所以 、;令 ,得 ;
,所以顶点 .
(2) 直线 的解析式为 .设 (),过点 P 作 y 轴的平行线交直线 BC 于点 ,
则 .
在 中以 PQ 为铅垂高,对应的水平宽为 ,
所以 .
所以当 时 的面积最大,最大值为 ,此时 .
(3) 以 B、C、D、M 为顶点的四边形是平行四边形,需分三种情况:
① 若 BC、DM 为对角线:;
② 若 BD、CM 为对角线:;
③ 若 CD、BM 为对角线:.
所以 的坐标为 或 或 .
提醒:用“对角线互相平分”处理平行四边形存在性问题时,要按“哪两点连线是对角线”三种情况分类,逐一检验.
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