【精品】2020中考数学考点举一反三讲练第13讲 二次函数及其应用 (教师版)
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第13讲 二次函数及其应用
一、考点知识梳理
【考点1 二次函数的图像及性质】
1.二次函数的概念:一般地,如果两个变量x 和y 之间的函数关系,可以表示成y =ax 2
+bx +c(a ,b ,c 是常数,且a ≠0),那么称y 是x 的二次函数,其中,a 叫做二次项系数,b 叫做一次项系数,c 叫做常数项. 2.三种表示方法:
(1)一般式:y =ax 2
+bx +c(a ≠0);
(2)顶点式:y =a(x -h)2
+k(a ≠0),其中二次函数的顶点坐标是(h ,k);
(3)交点式:y =a(x -x 1)(x -x 2)(a ≠0),其中x 1,x 2为抛物线与x 轴交点的横坐标. 3.三种表达式之间的关系 顶点式――→确定一般式――→因式分解
两点式 4.图像性质
二次函数y =ax 2
+bx +c(a ,b ,c 为常数,a ≠0)
a >0时
开口向上, 对称轴:直线x =-b 2a ,顶点坐标:⎝ ⎛⎭
⎪⎫-b 2a ,
4ac -b 2
4a ,增减性:在对称轴的
左侧,即x <-b 2a 时,y 随x 的增大而减小;在对称轴的右侧,即当x >-b
2a 时,y 随x 的增大而增大,简
记为“左减右增”
a <0时
开口向下,对称轴:直线x =-b 2a ,顶点坐标:⎝ ⎛⎭
⎪⎫-b 2a ,
4ac -b 2
4a ,增减性:在对称轴的
左侧,即当x <-b 2a 时,y 随x 的增大而增大;在对称轴的右侧,即当x >-b
2a 时,y 随x 的增大而减小,
简记为“左增右减”
【考点2 二次函数的实际应用】
1.二次函数的实际应用为每年的必考点,题型多为选择、解答题,有以下两种常考类型:(1)单纯二次函数的实际应用;(2)与一次函数结合的实际应用.
2.出题形式有三种:(1)以某种产品的销售为背景;(2)以公司的工作业绩为背景;(3)以某公司装修所需材料为背景.
3.设问方式主要有:(1)列函数关系式并求值;(2)求最优解;(3)求最大利润及利润最大时自变量的值;(4)求最小值;(5)选择最优方案.
【考点3 二次函数的图像与方程的关系】
二次函数与一元二次方程的关系:
1.当抛物线与x轴有两个交点时,两交点的横坐标就是对应的一元二次方程的两个不相等的实数根.2.当抛物线与x轴只有一个交点时,该交点的横坐标就是对应的一元二次方程的两个相等的实数根.3.当抛物线与x轴没有交点时,对应的一元二次方程无实数根.
【考点4 二次函数的图像与几何图形的关系】
1.平移:由于抛物线平移后的形状不变,故a不变,所以求平移后的抛物线解析式通常可利用两种方法:一是求出原抛物线上任意两点平移后的坐标,利用待定系数法求出解析式;二是只考虑平移后的顶点坐标,即可求出解析式.
平移步骤:
(1)将抛物线表达式转化为顶点式y=a(x-h)2+k,确定其顶点坐标;
(2)保持抛物线的形状不变,平移顶点坐标(h,k)即可.
2.二次函数与几何图形的面积问题,是最常见的数形结合问题,首先要根据题意画出草图,结合图形分析其中的几何图形的特点,再求出面积等相关数据.
【考点5 二次函数的图像其它函数的关系】
二次函数与一次函数、二次函数与反比例函数、两个二次函数之间的关系是近几年中考的常考题型,需要把每个函数的性质了解清楚,点的坐标适合每个函数的表达式,然后再结合图像特点,总结规律。
二、考点分析
【考点1 二次函数的图像及性质】
【解题技巧】二次函数表达式的确定:
(1)求解二次函数表达式的方法一般用待定系数法,根据所给条件的不同,要灵活选用函数表达式;
①当已知抛物线上任意三点时,通常设为一般式y=ax2+bx+c形式;
②当已知抛物线的顶点或对称轴时,通常设为顶点式y=a(x-h)2+k形式;
③当已知抛物线与x轴的交点或交点横坐标时,通常设为两点式y=a(x-x1)(x-x2).
(2)步骤:
①设二次函数的表达式;
②根据已知条件,得到关于待定系数的方程组;
③解方程组,求出待定系数的值,从而写出函数的表达式.
【例1】(2019福建中考)若二次函数y=|a|x2+bx+c的图象经过A(m,n)、B(0,y1)、C(3﹣m,n)、D (,y2)、E(2,y3),则y1、y2、y3的大小关系是()
A.y1<y2<y3B.y1<y3<y2C.y3<y2<y1D.y2<y3<y1
【答案】D.
【分析】由点A(m,n)、C(3﹣m,n)的对称性,可求函数的对称轴为x=,再由B(0,y1)、D(,y2)、E(2,y3)与对称轴的距离,即可判断y1>y3>y2;
【解答】解:∵经过A(m,n)、C(3﹣m,n),
∴二次函数的对称轴x=,
∵B(0,y1)、D(,y2)、E(2,y3)与对称轴的距离B最远,D最近,
∵|a|>0,
∴y1>y3>y2;
故选:D.
【举一反三1-1】(2019 甘肃中考)如图是二次函数y=ax2+bx+c的图象,对于下列说法:①ac>0,②2a+b >0,③4ac<b2,④a+b+c<0,⑤当x>0时,y随x的增大而减小,其中正确的是()
A.①②③B.①②④C.②③④D.③④⑤
【答案】C.
【分析】根据二次函数的图象与性质即可求出答案.
【解答】解:①由图象可知:a>0,c<0,
∴ac<0,故①错误;
②由于对称轴可知:<1,
∴2a+b>0,故②正确;
③由于抛物线与x轴有两个交点,
∴△=b2﹣4ac>0,故③正确;
④由图象可知:x=1时,y=a+b+c<0,
故④正确;
⑤当x>时,y随着x的增大而增大,故⑤错误;
故选:C.
【举一反三1-2】(2019 陕西中考)在同一平面直角坐标系中,若抛物线y=x2+(2m﹣1)x+2m﹣4与y=x2﹣(3m+n)x+n关于y轴对称,则符合条件的m,n的值为()
A.m=,n=﹣B.m=5,n=﹣6
C.m=﹣1,n=6 D.m=1,n=﹣2
【答案】D.
【分析】根据关于y轴对称,a,c不变,b变为相反数列出方程组,解方程组即可求得.
【解答】解:∵抛物线y=x2+(2m﹣1)x+2m﹣4与y=x2﹣(3m+n)x+n关于y轴对称,
∴,解之得,
故选:D.
【举一反三1-3】(2019 北京中考)在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx﹣与y轴交于点A,将点A向右平移2个单位长度,得到点B,点B在抛物线上.
(1)求点B的坐标(用含a的式子表示);
(2)求抛物线的对称轴;
(3)已知点P(,﹣),Q(2,2).若抛物线与线段PQ恰有一个公共点,结合函数图象,求a的取值范围.
【分析】(1)A(0,﹣)向右平移2个单位长度,得到点B(2,﹣);
(2)A与B关于对称轴x=1对称;
(3)①a>0时,当x=2时,y=﹣<2,当y=﹣时,x=0或x=2,所以函数与AB无交点;
②a<0时,当y=2时,ax2﹣2ax﹣=2,x=或x=当≤2时,a≤﹣;【解答】解:(1)A(0,﹣)
点A向右平移2个单位长度,得到点B(2,﹣);
(2)A与B关于对称轴x=1对称,
∴抛物线对称轴x=1;
(3)∵对称轴x=1,
∴b=﹣2a,
∴y=ax2﹣2ax﹣,
①a>0时,
当x=2时,y=﹣<2,
当y=﹣时,x=0或x=2,
∴函数与AB无交点;
②a<0时,
当y=2时,ax2﹣2ax﹣=2,
x=或x=
当≤2时,a≤﹣;
∴当a≤﹣时,抛物线与线段PQ恰有一个公共点;
【举一反三1-4】(2019 云南中考)已知k是常数,抛物线y=x2+(k2+k﹣6)x+3k的对称轴是y轴,并且与x轴有两个交点.
(1)求k的值;
(2)若点P在物线y=x2+(k2+k﹣6)x+3k上,且P到y轴的距离是2,求点P的坐标.
【分析】(1)根据抛物线的对称轴为y轴,则b=0,可求出k的值,再根据抛物线与x轴有两个交点,进而确定k的值和抛物线的关系式;
(2)由于对称轴为y轴,点P到y轴的距离为2,可以转化为点P的横坐标为2或﹣2,求相应的y的值,确定点P的坐标.
【解答】解:(1)∵抛物线y=x2+(k2+k﹣6)x+3k的对称轴是y轴,
∴k2+k﹣6=0,解得k1=﹣3,k2=2;
又∵抛物线y=x2+(k2+k﹣6)x+3k与x轴有两个交点.
∴3k<0
∴k=﹣3.此时抛物线的关系式为y=x2﹣9,
因此k的值为﹣3.
(2)∵点P在物线y=x2﹣9上,且P到y轴的距离是2,
∴点P的横坐标为2或﹣2,
当x=2时,y=﹣5
当x=﹣2时,y=﹣5.
∴P(2,﹣5)或P(﹣2,﹣5)
因此点P的坐标为:P(2,﹣5)或P(﹣2,﹣5).
【考点2 二次函数的实际应用】
【解题技巧】(1)利用二次函数解决实际生活中的利润问题,应理清变量所表示的实际意义,注意隐含条件的使用,同时考虑问题要周全,此类问题一般是运用“总利润=总售价-总成本”或“总利润=每件商品所获利润×销售数量”,建立利润与价格之间的函数关系式;
(2)最值:若函数的对称轴在自变量的取值范围内,顶点坐标即为其最值,若顶点坐标不是其最值,那么最值可能为自变量两端点的函数值;若函数的对称轴不在自变量的取值范围内,可根据函数的增减性求解,再结合两端点的函数值对比,从而求解出最值.
【例2】(2019 河北唐山中考模拟)如图所示,有长为24 m 的篱笆,一面利用墙(墙的最大可用长度为10 m ),围成中间隔有一道篱笆的矩形花圃.设花圃的宽AB 为x m ,面积为S m 2
.如果要围成面积为45 m 2
的花圃,那么AB 的长是( )
A .45 m
B .9 m
C .24 m
D .5 m
【答案】D .
【分析】(1)先设AB 的长为x m ,再用含x 的代数式表示花圃的长BC ,从而建立面积S(m 2
)与AB 的长x m 之间的函数关系式.然后依据方程与二次函数的知识来求解;(2)将S =45代入二次函数关系式得一元二次方程,再求得解;(3)将二次函数的一般式转化为顶点式,将x 的最小值代入求面积的最大值,再求出此时围墙的长与宽.
【解答】解:(1)设宽AB 为x m ,则BC 为(24-3x)m . 这时面积S =x(24-3x)=-3x 2
+24x ; (2)由条件得,-3x 2
+24x =45. 整理,得x 2
-8x +15=0. 解得x 1=5,x 2=3.
∵0<24-3x ≤10,∴14
3
≤x <8.
∴x =3不合题意,舍去.故花圃的宽为5 m ; 故选:D .
【举一反三2-1】(2019 河北张家口中考模拟)杂技团进行杂技表演,演员从跷跷板右端A 处弹跳到人梯顶端椅子B 处,其身体(看成一点)的运动路线是抛物线y =-35
x 2
+3x +1的一部分,如图所示.
(1)求演员弹跳离地面的最大高度是 ;
(2)已知人梯高BC =3.4 m ,在一次表演中,人梯到起跳点A 的水平距离是4 m ,则这次表演 (填能或否) 成功. 【答案】(1)19
4
.(2)能.
【分析】(1)将函数表达式配方成顶点式,即可求得演员弹跳地面的最大高度;(2)将点(4,3.4)代入函数表达式,验证该点是否在抛物线上.在,说明表演能够成功;不在,说明表演不能成功. 【解答】解:(1)y =-35x 2
+3x +1
=-35⎝ ⎛⎭⎪⎫x -522+194
.
∵a =-3
5<0,∴函数有最大值,
即演员弹跳离地面的最大高度是19
4
m ;
(2)由于OC =4 m ,故将x =4代入函数表达式,得y =-3
5×42+3×4+1=3.4,因此点(4,3.4)在该抛物线
上,说明这次表演能够成功.
【举一反三2-2】(2019 山东德州中考模拟)一位篮球运动员在距离篮圈中心水平距离4m 处起跳投篮,球沿一条抛物线运动,当球运动的水平距离为2.5m 时,达到最大高度3.5m ,然后准确落入篮框内.已知篮圈中心距离地面高度为3.05m ,在如图所示的平面直角坐标系中,下列说法正确的是( )
A .此抛物线的解析式是y =﹣x 2
+3.5 B .篮圈中心的坐标是(4,3.05) C .此抛物线的顶点坐标是(3.5,0) D .篮球出手时离地面的高度是2m 【答案】A .
【分析】A 、设抛物线的表达式为y =ax 2
+3.5,依题意可知图象经过的坐标,由此可得a 的值;
B 、根据函数图象判断;
C 、根据函数图象判断;
D 、设这次跳投时,球出手处离地面hm ,因为(1)中求得y =﹣0.2x 2+3.5,当x =﹣2,时,即可求得结论.
【解答】解:A 、∵抛物线的顶点坐标为(0,3.5), ∴可设抛物线的函数关系式为y =ax 2
+3.5.
∵篮圈中心(1.5,3.05)在抛物线上,将它的坐标代入上式,得 3.05=a ×1.52
+3.5, ∴a =﹣,
∴y=﹣x2+3.5.
故本选项正确;
B、由图示知,篮圈中心的坐标是(1.5,3.05),
故本选项错误;
C、由图示知,此抛物线的顶点坐标是(0,3.5),
故本选项错误;
D、设这次跳投时,球出手处离地面hm,
因为(1)中求得y=﹣0.2x2+3.5,
∴当x=﹣2.5时,
h=﹣0.2×(﹣2.5)2+3.5=2.25m.
∴这次跳投时,球出手处离地面2.25m.
故本选项错误.
故选:A.
【举一反三2-3】(2019 湖北武汉中考)(2019•武汉)某商店销售一种商品,经市场调查发现:该商品的周销售量y(件)是售价x(元/件)的一次函数,其售价、周销售量、周销售利润w(元)的三组对应值如表:售价x(元/件)50 60 80
周销售量y(件)100 80 40
周销售利润w(元)1000 1600 1600
注:周销售利润=周销售量×(售价﹣进价)
(1)①求y关于x的函数解析式(不要求写出自变量的取值范围);
②该商品进价是元/件;当售价是元/件时,周销售利润最大,最大利润是__ 元.(2)由于某种原因,该商品进价提高了m元/件(m>0),物价部门规定该商品售价不得超过65元/件,该商店在今后的销售中,周销售量与售价仍然满足(1)中的函数关系.若周销售最大利润是1400元,求m 的值.
【分析】(1)①依题意设y=kx+b,解方程组即可得到结论;
②该商品进价是50﹣1000÷100=40,设每周获得利润w=ax2+bx+c:解方程组即可得到结论;
(2)根据题意得,w=(x﹣40﹣m)(﹣2x+200)=﹣2x2+(280+2m)x﹣800﹣200m,由于对称轴是x=,根据二次函数的性质即可得到结论.
【解答】解:(1)①依题意设y=kx+b,
则有
解得:
所以y关于x的函数解析式为y=﹣2x+200;
②该商品进价是50﹣1000÷100=40,
设每周获得利润w=ax2+bx+c:
则有,
解得:,
∴w=﹣2x2+280x﹣8000=﹣2(x﹣70)2+1800,
∴当售价是70元/件时,周销售利润最大,最大利润是1800元;
故答案为:40,70,1800;
(2)根据题意得,w=(x﹣40﹣m)(﹣2x+200)=﹣2x2+(280+2m)x﹣8000﹣200m,
∵对称轴x=,
∴①当<65时(舍),②当≥65时,x=65时,w求最大值1400,
解得:m=5.
【举一反三2-4】(2019江苏徐州中考)如图①,将南北向的中山路与东西向的北京路看成两条直线,十字路口记作点A.甲从中山路上点B出发,骑车向北匀速直行;与此同时,乙从点A出发,沿北京路步行向东匀速直行.设出发xmin时,甲、乙两人与点A的距离分别为y1m、y2m.已知y1、y2与x之间的函数关系如图②所示.
(1)求甲、乙两人的速度;
(2)当x取何值时,甲、乙两人之间的距离最短?
【分析】(1)设甲、乙两人的速度,并依题意写出函数关系式,再根据图②中函数图象交点列方程组求解;(2)设甲、乙之间距离为d,由勾股定理可得d2=(1200﹣240x)2+(80x)2 =64000(x﹣)2+144000,根据二次函数最值即可得出结论.
【解答】解:(1)设甲、乙两人的速度分别为am/min,bm/min,则:
y1=
y2=bx
由图②知:x=3.75或7.5时,y1=y2,∴,解得:
答:甲的速度为240m/min,乙的速度为80m/min.
(2)设甲、乙之间距离为d,
则d2=(1200﹣240x)2+(80x)2
=64000(x﹣)2+144000,
∴当x=时,d2的最小值为144000,即d的最小值为120;
答:当x=时,甲、乙两人之间的距离最短.
【考点3 二次函数的图像与方程的关系】
【解题技巧】求二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)与x轴的交点坐标,令y=0,即ax2+bx+c =0,解关于x的一元二次方程即可求得交点横坐标.
(1)二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)的交点与一元二次方程ax2+bx+c=0根之间的关系.△=b2﹣4ac决定抛物线与x轴的交点个数.
△=b2﹣4ac>0时,抛物线与x轴有2个交点;
△=b2﹣4ac=0时,抛物线与x轴有1个交点;
△=b2﹣4ac<0时,抛物线与x轴没有交点.
(2)二次函数的交点式:y=a(x﹣x1)(x﹣x2)(a,b,c是常数,a≠0),可直接得到抛物线与x轴的交点坐标(x1,0),(x2,0).
【例3】(2019 河北沧州中考模拟)二次函数y=﹣x2+mx的图象如图,对称轴为直线x=2,若关于x的一元二次方程﹣x2+mx﹣t=0(t为实数)在1<x<5的范围内有解,则t的取值范围是()
A.t>﹣5 B.﹣5<t<3 C.3<t≤4 D.﹣5<t≤4
【答案】D.
【分析】如图,关于x的一元二次方程﹣x2+mx﹣t=0的解就是抛物线y=﹣x2+mx与直线y=t的交点的横坐标,利用图象法即可解决问题.
【解答】解:如图,关于x的一元二次方程﹣x2+mx﹣t=0的解就是抛物线y=﹣x2+mx与直线y=t的交点的横坐标,
当x=1时,y=3,
当x=5时,y=﹣5,
由图象可知关于x的一元二次方程﹣x2+mx﹣t=0(t为实数)在1<x<5的范围内有解,
直线y=t在直线y=﹣5和直线y=4之间包括直线y=4,
∴﹣5<t≤4.
故选:D.
【举一反三3-1】(2019•呼和浩特)对任意实数a,若多项式2b2﹣5ab+3a2的值总大于﹣3,则实数b的取值范围是.
【答案】﹣6<b<6.
【分析】将已知转化为对任意实数a,3a2﹣5ab+2b2+3>0恒成立,利用△<0即可求解.
【解答】解:由题意可知:2b2﹣5ab+3a2>﹣3,
∴3a2﹣5ab+2b2+3>0,
∵对任意实数a,3a2﹣5ab+2b2+3>0恒成立,
∴△=25b2﹣12(2b2+3)=b2﹣36<0,
∴﹣6<b<6;
故答案为﹣6<b<6.
【举一反三3-2】(2019 河南郑州中考模拟)如图,已知二次函数y=ax2+bx+c的部分图象,由图象可知关于x的一元二次方程ax2+bx+c=0的两个根分别是.
【答案】x1=1.6,x2=4.4.
【分析】本题是一道估算题,先测估计出对称轴左侧图象与x轴交点的横坐标,再利用对称轴x=3,可以算出右侧交点横坐标.
【解答】解:依题意得二次函数y=ax2+bx+c的部分图象的对称轴为x=3,
而对称轴左侧图象与x轴交点与原点的距离,约为1.6,
∴x1=1.6;
又∵对称轴为x=3,
则=3,
∴x2=2×3﹣1.6=4.4.
∴答案是:x1=1.6,x2=4.4.
【举一反三3-3】(2019 山东日照中考)(2019•日照)如图1,在平面直角坐标系中,直线y=﹣5x+5与x 轴,y轴分别交于A,C两点,抛物线y=x2+bx+c经过A,C两点,与x轴的另一交点为B.
(1)求抛物线解析式及B点坐标;
(2)若点M为x轴下方抛物线上一动点,连接MA、MB、BC,当点M运动到某一位置时,四边形AMBC面积最大,求此时点M的坐标及四边形AMBC的面积;
(3)如图2,若P点是半径为2的⊙B上一动点,连接PC、PA,当点P运动到某一位置时,PC+PA的值最小,请求出这个最小值,并说明理由.
【分析】(1)由直线y=﹣5x+5求点A、C坐标,用待定系数法求抛物线解析式,进而求得点B坐标.(2)从x轴把四边形AMBC分成△ABC与△ABM;由点A、B、C坐标求△ABC面积;设点M横坐标为m,过点M作x轴的垂线段MH,则能用m表示MH的长,进而求△ABM的面积,得到△ABM面积与m的二次函数关系
式,且对应的a值小于0,配方即求得m为何值时取得最大值,进而求点M坐标和四边形AMBC的面积最大值.
(3)作点D坐标为(4,0),可得BD=1,进而有,再加上公共角∠PBD=∠ABP,根据两边对应成比例且夹角相等可证△PBD∽△ABP,得等于相似比,进而得PD=AP,所以当C、P、D在同一直线上时,PC+PA=PC+PD=CD最小.用两点间距离公式即求得CD的长.
【解答】解:(1)直线y=﹣5x+5,x=0时,y=5
∴C(0,5)
y=﹣5x+5=0时,解得:x=1
∴A(1,0)
∵抛物线y=x2+bx+c经过A,C两点
∴解得:
∴抛物线解析式为y=x2﹣6x+5
当y=x2﹣6x+5=0时,解得:x1=1,x2=5
∴B(5,0)
(2)如图1,过点M作MH⊥x轴于点H
∵A(1,0),B(5,0),C(0,5)
∴AB=5﹣1=4,OC=5
∴S△ABC=AB•OC=×4×5=10
∵点M为x轴下方抛物线上的点
∴设M(m,m2﹣6m+5)(1<m<5)
∴MH=|m2﹣6m+5|=﹣m2+6m﹣5
∴S△ABM=AB•MH=×4(﹣m2+6m﹣5)=﹣2m2+12m﹣10=﹣2(m﹣3)2+8
∴S四边形AMBC=S△ABC+S△ABM=10+[﹣2(m﹣3)2+8]=﹣2(m﹣3)2+18
∴当m=3,即M(3,﹣4)时,四边形AMBC面积最大,最大面积等于18
(3)如图2,在x轴上取点D(4,0),连接PD、CD
∴BD=5﹣4=1
∵AB=4,BP=2
∴
∵∠PBD=∠ABP
∴△PBD∽△ABP
∴
∴PD=AP
∴PC+PA=PC+PD
∴当点C、P、D在同一直线上时,PC+PA=PC+PD=CD最小
∵CD=
∴PC+PA的最小值为
【考点4 二次函数的图像与几何图形的关系】
【解题技巧】将函数知识与几何知识有机地结合在一起.这类试题一般难度较大.解这类问题关键是善于将问题转化函数模型,善于利用几何图形的有关性质、定理和二次函数的知识,并注意挖掘题目中的一些隐含条件.
【例4】(2019 辽宁本溪中考模拟)如图,在△ABC中,∠C=90°,AB=10cm,BC=8cm,点P从点A沿AC 向点C以1cm/s的速度运动,同时点Q从点C沿CB向点B以2cm/s的速度运动(点Q运动到点B停止),在运动过程中,四边形PABQ的面积的最小值为()
A.19cm2B.16cm2C.12cm2D.15cm2
【答案】D.
【分析】在Rt△ABC中,利用勾股定理可得出AC=6cm,设运动时间为t(0≤t≤4),则PC=(6﹣t)cm,CQ=2tcm,利用分割图形求面积法可得出S四边形PABQ=t2﹣6t+24,利用配方法即可求出四边形PABQ的面积最小值,此题得解.
【解答】解:在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=10cm,BC=8cm,
∴AC==6cm,
设运动时间为t(0≤t≤4),则PC=(6﹣t)cm,CQ=2tcm,
∴S四边形PABQ=S△ABC﹣S△CPQ=AC•BC﹣PC•CQ,
=×6×8﹣(6﹣t)×2t,
=t2﹣6t+24,
=(t﹣3)2+15,
∴当t=3时,四边形PABQ的面积取最小值,最小值为15cm2.
故选:D.
【举一反三4-1】(2019黑龙江哈尔滨中考)(2019•哈尔滨)将抛物线y=2x2向上平移3个单位长度,再向右平移2个单位长度,所得到的抛物线为()
A.y=2(x+2)2+3 B.y=2(x﹣2)2+3
C.y=2(x﹣2)2﹣3 D.y=2(x+2)2﹣3
【答案】B.
【分析】根据“上加下减、左加右减”的原则进行解答即可.
【解答】解:将抛物线y=2x2向上平移3个单位长度,再向右平移2个单位长度,得到的抛物线的解析式为y=2(x﹣2)2+3,
故选:B.
【举一反三4-2】(2019江苏徐州中考))已知二次函数的图象经过点P(2,2),顶点为O(0,0)将该图象向右平移,当它再次经过点P时,所得抛物线的函数表达式为.
【答案】y=(x﹣4)2.
【分析】设原来的抛物线解析式为:y=ax2.利用待定系数法确定函数关系式;然后利用平移规律得到平移后的解析式,将点P的坐标代入即可.
【解答】解:设原来的抛物线解析式为:y=ax2(a≠0).
把P(2,2)代入,得2=4a,
解得a=.
故原来的抛物线解析式是:y=x2.
设平移后的抛物线解析式为:y=(x﹣b)2.
把P(2,2)代入,得2=(2﹣b)2.
解得b=0(舍去)或b=4.
所以平移后抛物线的解析式是:y=(x﹣4)2.
故答案是:y=(x﹣4)2.
【举一反三4-3】(2019 甘肃中考)如图,已知二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于点A(1,0)、B(3,0),与y轴交于点C.
(1)求二次函数的解析式;
(2)若点P为抛物线上的一点,点F为对称轴上的一点,且以点A、B、P、F为顶点的四边形为平行四边形,求点P的坐标;
(3)点E是二次函数第四象限图象上一点,过点E作x轴的垂线,交直线BC于点D,求四边形AEBD面积的最大值及此时点E的坐标.
【分析】(1)用交点式函数表达式,即可求解;
(2)分当AB为平行四边形一条边、对角线,两种情况,分别求解即可;
(3)利用S四边形AEBD=AB(y D﹣y E),即可求解.
【解答】解:(1)用交点式函数表达式得:y=(x﹣1)(x﹣3)=x2﹣4x+3;
故二次函数表达式为:y=x2﹣4x+3;
(2)①当AB为平行四边形一条边时,如图1,
则AB=PE=2,
则点P坐标为(4,3),
当点P在对称轴左侧时,即点C的位置,点A、B、P、F为顶点的四边形为平行四边形,
故:点P(4,3)或(0,3);
②当AB是四边形的对角线时,如图2,
AB中点坐标为(2,0)
设点P的横坐标为m,点F的横坐标为2,其中点坐标为:,
即:=2,解得:m=2,
故点P(2,﹣1);
故:点P(4,3)或(0,3)或(2,﹣1);
(3)直线BC的表达式为:y=﹣x+3,
设点E坐标为(x,x2﹣4x+3),则点D(x,﹣x+3),
S四边形AEBD=AB(y D﹣y E)=﹣x+3﹣x2+4x﹣3=﹣x2+3x,
∵﹣1<0,故四边形AEBD面积有最大值,
当x=,其最大值为,此时点E(,﹣).
【举一反三4-4】(2019 上海中考)在平面直角坐标系xOy中(如图),已知抛物线y=x2﹣2x,其顶点为A.(1)写出这条抛物线的开口方向、顶点A的坐标,并说明它的变化情况;
(2)我们把一条抛物线上横坐标与纵坐标相等的点叫做这条抛物线的“不动点”.
①试求抛物线y=x2﹣2x的“不动点”的坐标;
②平移抛物线y=x2﹣2x,使所得新抛物线的顶点B是该抛物线的“不动点”,其对称轴与x轴交于点C,且四边形OABC是梯形,求新抛物线的表达式.
【分析】(1)∵a=1>0,故该抛物线开口向上,顶点A的坐标为(1,﹣1);
(2)①设抛物线“不动点”坐标为(t,t),则t=t2﹣2t,即可求解;②新抛物线顶点B为“不动点”,则设点B(m,m),则新抛物线的对称轴为:x=m,与x轴的交点C(m,0),四边形OABC是梯形,则直线x =m在y轴左侧,而点A(1,﹣1),点B(m,m),则m=﹣1,即可求解.
【解答】解:(1)∵a=1>0,
故该抛物线开口向上,顶点A的坐标为(1,﹣1);
(2)①设抛物线“不动点”坐标为(t,t),则t=t2﹣2t,
解得:t=0或3,
故“不动点”坐标为(0,0)或(3,3);
②∵新抛物线顶点B为“不动点”,则设点B(m,m),
∴新抛物线的对称轴为:x=m,与x轴的交点C(m,0),
∵四边形OABC是梯形,
∴直线x=m在y轴左侧,
∵BC与OA不平行,
∴OC∥AB,
又∵点A(1,﹣1),点B(m,m),
∴m=﹣1,
故新抛物线是由抛物线y=x2﹣2x向左平移2个单位得到的,
∴新抛物线的表达式为:y=(x+1)2﹣1.
【考点5 二次函数的图像其它函数的关系】
【解题技巧】解决此类问题时,先根据给定的函数或函数图象判断出系数的符号,然后判断新的函数关系式中系数的符号,再根据系数与图象的位置关系判断出图象特征,则符合所有特征的图象即为正确选项.【例5】(2019•呼和浩特)二次函数y=ax2与一次函数y=ax+a在同一坐标系中的大致图象可能是()
A.B.
C.D.
【答案】D.
【分析】由一次函数y=ax+a可知,一次函数的图象与x轴交于点(﹣1,0),即可排除A、B,然后根据二次函数的开口方向,与y轴的交点;一次函数经过的象限,与y轴的交点可得相关图象进行判断.
【解答】解:由一次函数y=ax+a可知,一次函数的图象与x轴交于点(﹣1,0),排除A、B;
当a>0时,二次函数y=ax2开口向上,一次函数y=ax+a经过一、二、三象限,当a<0时,二次函数开口向下,一次函数经过二、三、四象限,排除C;
故选:D.
【举一反三5-1】(2018 河北中考)对于题目“一段抛物线L:y=﹣x(x﹣3)+c(0≤x≤3)与直线l:y =x+2有唯一公共点,若c为整数,确定所有c的值,”甲的结果是c=1,乙的结果是c=3或4,则()A.甲的结果正确 B.乙的结果正确
C.甲、乙的结果合在一起才正确 D.甲、乙的结果合在一起也不正确
【答案】D.
【分析】分两种情况进行讨论,①当抛物线与直线相切,△=0求得c=1,②当抛物线与直线不相切,但在0≤x≤3上只有一个交点时,找到两个临界值点,可得c=3,4,5,故c=1,3,4,5
【解答】解:∵抛物线L:y=﹣x(x﹣3)+c(0≤x≤3)与直线l:y=x+2有唯一公共点
∴①如图1,抛物线与直线相切,
联立解析式
得x2﹣2x+2﹣c=0
△=(﹣2)2﹣4(2﹣c)=0
解得:c=1
②如图2,抛物线与直线不相切,但在0≤x≤3上只有一个交点
此时两个临界值分别为(0,2)和(3,5)在抛物线上
∴c的最小值=2,但取不到,c的最大值=5,能取到
∴2<c≤5
又∵c为整数
∴c=3,4,5
综上,c=1,3,4,5
故选:D.
【举一反三5-2】(2019 湖北孝感中考模拟)二次函数y =ax 2
+bx +c 的图像如图所示,反比例函数y =b x 与
一次函数y =cx +a 在同一平面直角坐标系中的大致图像是( )
,A )
,B ) ,C ) ,D )
【答案】D .
【分析】根据二次函数的图像特点,可以确定a 、b 、c 的符号,从而可以确定一次函数和反比例函数图像的趋势。
【解答】∵y =ax 2
+bx +c 的图像的开口向下 ∴a<0
∵对称轴在y 轴的右侧 ∴b>0,与y 轴正半轴相交 ∴c>0
反比例函数的图像经过第一、三象限 一次函数的图像经过第一、三、四象限. 故选B .
【举一反三5-3】(2019 海南中考)如图,已知抛物线y =ax 2
+bx +5经过A (﹣5,0),B (﹣4,﹣3)两点,与x 轴的另一个交点为C ,顶点为D ,连结CD . (1)求该抛物线的表达式;
(2)点P 为该抛物线上一动点(与点B 、C 不重合),设点P 的横坐标为t . ①当点P 在直线BC 的下方运动时,求△PBC 的面积的最大值;
②该抛物线上是否存在点P ,使得∠PBC =∠BCD ?若存在,求出所有点P 的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)将点A 、B 坐标代入二次函数表达式,即可求解;
(2)①S△PBC=PG(x C﹣x B),即可求解;②分点P在直线BC下方、上方两种情况,分别求解即可.【解答】解:(1)将点A、B坐标代入二次函数表达式得:,解得:,
故抛物线的表达式为:y=x2+6x+5…①,
令y=0,则x=﹣1或﹣5,
即点C(﹣1,0);
(2)①如图1,过点P作y轴的平行线交BC于点G,
将点B、C的坐标代入一次函数表达式并解得:
直线BC的表达式为:y=x+1…②,
设点G(t,t+1),则点P(t,t2+6t+5),
S△PBC=PG(x C﹣x B)=(t+1﹣t2﹣6t﹣5)=﹣t2﹣t﹣6,
∵<0,∴S△PBC有最大值,当t=﹣时,其最大值为;
②设直线BP与CD交于点H,
当点P在直线BC下方时,
∵∠PBC=∠BCD,∴点H在BC的中垂线上,
线段BC的中点坐标为(﹣,﹣),
过该点与BC垂直的直线的k值为﹣1,
设BC中垂线的表达式为:y=﹣x+m,将点(﹣,﹣)代入上式并解得:
直线BC中垂线的表达式为:y=﹣x﹣4…③,
同理直线CD的表达式为:y=2x+2…④,
联立③④并解得:x=﹣2,即点H(﹣2,﹣2),
同理可得直线BH的表达式为:y=x﹣1…⑤,
联立①⑤并解得:x=﹣或﹣4(舍去﹣4),
故点P(﹣,﹣);
当点P(P′)在直线BC上方时,
∵∠PBC=∠BCD,∴BP′∥CD,
则直线BP′的表达式为:y=2x+s,将点B坐标代入上式并解得:s=5,
即直线BP′的表达式为:y=2x+5…⑥,
联立①⑥并解得:x=0或﹣4(舍去﹣4),
故点P(0,5);
故点P的坐标为P(﹣,﹣)或(0,5).
三、【达标测试】
(一)选择题
1.(2019 天津中考)二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)的自变量x与函数值y的部分对应值如下表:
x…﹣2 ﹣1 0 1 2 …
y=
…t m﹣2 ﹣2 n…
ax2+bx+c
且当x=﹣时,与其对应的函数值y>0.有下列结论:
①abc>0;②﹣2和3是关于x的方程ax2+bx+c=t的两个根;③0<m+n<.
其中,正确结论的个数是()
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C.
【分析】①当x=0时,c=﹣2,当x=1时,a+b=0,abc>0,①正确;
②x=是对称轴,x=﹣2时y=t,则x=3时,y=t,②正确;
③m+n=4a﹣4;当x=﹣时,y>0,0<a<,m+n<,③错误;
【解答】解:当x=0时,c=﹣2,
当x=1时,a+b﹣2=﹣2,
∴a+b=0,
∴y=ax2﹣ax﹣2,
∴abc>0,
①正确;
x=是对称轴,
x=﹣2时y=t,则x=3时,y=t,
∴﹣2和3是关于x的方程ax2+bx+c=t的两个根;
②正确;
m=a+a﹣2,n=4a﹣2a﹣2,
∴m=n=2a﹣2,
∴m+n=4a﹣4,
∵当x=﹣时,y>0,
∴a>,
∴m+n>,
③错误;
故选:C.
2.(2019 浙江杭州中考)在平面直角坐标系中,已知a≠b,设函数y=(x+a)(x+b)的图象与x轴有M 个交点,函数y=(ax+1)(bx+1)的图象与x轴有N个交点,则()
A.M=N﹣1或M=N+1 B.M=N﹣1或M=N+2
C.M=N或M=N+1 D.M=N或M=N﹣1
【答案】C.
【分析】先把两个函数化成一般形式,若为二次函数,再计算根的判别式,从而确定图象与x轴的交点个数,若一次函数,则与x轴只有一个交点,据此解答.
【解答】解:∵y=(x+a)(x+b)=x2+(a+b)x+ab,
∴△=(a+b)2﹣4ab=(a﹣b)2>0,
∴函数y=(x+a)(x+b)的图象与x轴有2个交点,
∴M=2,
∵函数y=(ax+1)(bx+1)=abx2+(a+b)x+1,
∴当ab≠0时,△=(a+b)2﹣4ab=(a﹣b)2>0,函数y=(ax+1)(bx+1)的图象与x轴有2个交点,即N=2,此时M=N;。