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二、填空题
1.
2. (2016浙江衢州,15,4分)某农场拟建三间长方形种牛饲养室,饲养室的一面靠墙(墙长50m),中间用两面墙隔开(如图),已知计划中的建筑材料可建墙的长度为48m,则这三间长方形种牛饲养室的总占地面积的最大值为___m2.
50米
【答案】144.
【逐步提示】若设每一间长方形种牛饲养室的长为xm,那么就可以依据题意用x表示出每一间长方形种牛饲养室的宽,再利用长方形的面积公式,结合二次函数的性质求解.
【解析】设这三间长方形种牛饲养室的总占地面积为ym2,每一间长方形种牛饲养室的长为xm,那么三间长方形种牛饲养室的宽的和为(48-4x)m,则根据题意,得y=(48-4x)·x=-4x2+48x=-4(x2-12x)=-4(x2-12x+36)+144=-4(x-6)2+144,此时,当x=6时,y有最大值144,而当x=6时,48-4x=24<50,符合题意,故答案为144.
【解后反思】本题是二次函数的实际应用,求解时应根据题意,寻求变量之间的等量关系,并结合二次函数的性质解决问题.
【关键词】二次函数的应用、最值.
三、解答题
1. (2016山东淄博,21,8分)如图,抛物线y=ax2+2ax+l与x轴仅有一个公共点A,经过点A的直线交该抛物线于点B,交y轴于点C,且点C是线段AB的中点.
(1)求这条抛物线对应的函数解析式;
(2)求直线AB对应的函数解析式.
【逐步提示】本题考查求一次函数的解析式,求二次函数的解析式,二次函数与一元二次方程的关系,数形结合思想,解题关键是能用待定系数法求函数解析式,掌握二次函数与一元二次方程的关系.
(1)利用△=b2-4ac=0时,抛物线与x轴有1个交点得到4a2-4a=0,然后解关于a的方程求出a,即可得到抛物线解析式.
(2)利用点C是线段AB的中点可判断点A与点B的横坐标互为相反数,则可以利用抛物线解析式确定B点坐标,然后利用待定系数法求直线AB的解析式.
【详细解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+2ax+1与x轴仅有一个公共点A,
∴△=4a2-4a=0.
解得a1=0(舍去),a2=1.
∴抛物线解析式为y=x2+2x+1.
(2)∵y= x2+2x+1=(x+1)2,∴顶点A的坐标为(-1,0).
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∵点C是线段AB的中点,即点A与点B关于C点对称,∴B点的横坐标为1.
当x=1时,y=x2+2x+1=1+2+1=4,则B的坐标为(1,4).
设直线AB的解析式为y=kx+b,
把A(-1,0),B(1,4)的坐标代入,得 解得
∴直线AB的解析式为y=2x+2.
【解后反思】对于二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0),△=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.
【关键词】求一次函数的解析式,求二次函数的解析式,二次函数与一元二次方程的关系,数形结合思想
2. (2016浙江杭州,20,10分)把一个足球垂直于水平地面向上踢,时间为t(秒)时该足球距离地面的高度h(米)适用公式h=20t-5t2(0≤t≤4).
(1)当t=3时,求足球距离地面的高度;
(2)当足球距离地面的高度为10米时,求t的值;
(3)若存在实数t1和t2(t1≠t2),当t=t1或t2时,足球距离地面的高度都为m(米),求m的取值范围.
【逐步提示】本题考查了二次函数的相关知识及一元二次方程的解法,解题的关键是熟练地掌握二次函数的图像与性质.在解题时,首先将t=3代入函数解析式,即可求出足球距离地面的高度;然后将h=10代入函数解析式,得到关于t的一元二次方程,利用配方法或公式法即可求出t的值;最后将题中所给的二次函数解析式化为顶点式,得到该抛物线的顶点坐标,根据题意可知m的取值范围系抛物线位于x轴(包括x轴)及顶点之间的点的纵坐标的值(不包括标点的纵坐标).
【解析】(1)当t=3时,h=20t-5t2=20×3-5×32=60-5×9=60-45=15(米),
∴当t=3时,足球距离地面的高度为15米.
(2)当h=10时,20t-5t2=10,t2-4t+2=0,解得t=2±,
∴当足球距离地面的高度为10米时,t的值为2±.
(3)∵h=20t-5t2=-5(t2-4t)=-5(t2-4t+4-4)=-5(t-2) 2+20,
∴抛物线h=20t-5t2的顶点坐标为(2,20).
∵存在实数t1和t2(t1≠t2),当t=t1或t2时,足球距离地面的高度都为m(米),
∴m的取值范围是0≤m<20.
【解后反思】本题主要考查二次函数的性质与图像及简单应用,前两个问题较为简单,只要能解一元二次方程,都能轻松解答,最后一个问题稍复杂些:需要深层次地思考,应根据抛物线的轴对称性进行理解,转化为求抛物线位于x轴上至顶点处点的纵坐标的取值范围,这样就不难解答此题.
【关键词】二次函数;二次函数的求值;二次函数的应用;一元二次方程的解法
(2016浙江杭州,22,12分)已知函数y1=ax2+bx,y2=ax+b(ab≠0),在同一平面直角坐标系中.
(1)若函数的y1图像过点(-1,0),函数的y2图像过点(1,2),求a,b的值;
(2)若函数y2的图像过函数y1的图像的顶点.
①求证:2a+b=0;
②当1<x<时,比较y1与y2的大小.
【逐步提示】本题考查了一次函数、二次函数的综合应用,解题的关键是利用二次函数图像的顶点坐标代入一次函数解析式,证明2a+b=0,并利用此结论将两个函数解析式用含有a表示的式子后用差比较法来比较y1与y2的大小.(1)利用待定系数法,列出A.b的二元一次方程组进行解答;(2)用公式法先求出抛物线y1=ax2+bx的顶点坐标,并代入一次函数y2=ax+b,化简后即可得到2a+b=0结论;(3)先用a的代数式表示b,即b
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=-2a,然后利用差比较法,计算出y1-y2的值,再根据1<x<,并对a按正数、负数分类,得到y1-y2的值的大小,从而比较出y1与y2的大小.
【解析】(1)由题意得,解得.
(2)①∵抛物线y=ax2+bx的顶点(-,)在直线y=ax+b上,∴=a(-)+b,即=.
∴4ab=-2b2.
∵b≠0,
∴2a=-b.
∴2a+b=0.
②∵2a+b=0,
∴b=-2a.
∴y1=ax2-2ax,y2=ax-2a.
∴y1-y2=(ax2-2ax)-(ax-2a)=ax2-3ax+2a=a(x2-3x+2)
=a(x-1)(x-2).
∵1<x<,
∴x-1>0,x-2<0,从而(x-1)(x-2)<0.
∴当a>0时,y1-y2=a(x-1)(x-2)<0,此时,y1<y2;
当a<0时,y1-y2=a(x-1)(x-2)>0,此时,y1>y2.
【解后反思】本题命制由易到难设计了三个问题,属于题组题,首问考查常规的待定系数法,最为简单;二问中的前一问题只要会用二次函数顶点的公式法,就不难解答(此时可以参考卷首是提供的二次函数顶点公式);最后一问用作差法较为简单.
二次函数y=ax2+bx+c=a(x+)2+的顶点坐标为(-,),对称轴为x=-,这个公式应该熟练地记住,在解题时才能游刃有余.
实数比较大小,通常有如下几种情况:(1)如有正数、有负数,则直接根据正负比较;(2)两个负数比较大小,绝对值大的反而小;(3)如需要比较的数比较多时,可以考虑把所有数字在数轴上表示,然后左边的数总比右边的小.(4)差比较法:对于两个实数a,b,若a-b>0,则a>b;若a-b=0,则a=b;若a-b<0,则a<b.(5)商比较法:对于两个正数a,b,若>1,则b>a;若=1,则b=a;若<1,则b<a.
【关键词】一次函数;二次函数;待定系数法;二元一次方程组;二次函数的图像与性质;有理数的大小比较;压轴题;分类思想
2. (2016浙江衢州,22,10分)已知二次函数y=x2+x的图象,如图所示.
(1)根据方程的根与函数图象之间的关系,将方程x2+x=1的根在图象上近似地表示出来(精点),并根据图象,写出方程x2+x=1的根(精确到0.1).
(2)在同一直角坐标系中画出一次函数y=x+的图象,观察图象写出自变量x
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取值在什么范围时,一次函数的值小于二次函数的值.
(3)如图,点P是坐标平面上的点,并在网格的格点上,请选择一种行当的平移方法,使平移后二次函数图象的顶点落在P点上,平移后二次函数的函数解析式,并判断点P是否在函数y=x+的图象上,请说明理由.
【逐步提示】(1)设y=x2+x=1,此时可作出y=1与y=x2+x的交点即为所示.(2)y=x+的图象,进而由图象判断.(3)方法不惟一,只要符合题意即可.
【解析】(1)如图,作出y=1的图象,得到作图精点,∴x1≈-1.6,x2≈0.6.(2)画直线y=x+,由图象可知x<-1.5或x>1.(3)平移方法不惟一.如,先向上平移个单位,再向左平移个单位,平移后的顶点坐标P(-1,1),平移后的表达式y=(x+1)2+1,或y=x2+2x+2.理由:把P点坐标(-1,1)代入y=x+,左边=右边,∴点P是否在函数y=x+的图象上.
【解后反思】依据题意,准确地作出图形是正确求解的前提,发挥数形结合的作用是顺利求解的保证.
【关键词】函数图象、二次函数、一次函数、图形的变换.
3.
( 2016四川省成都市,28,12分)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=a(x+1)2-3与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C(0,) ,顶点为D,对称轴与x轴交于点H,过点H的直线l交抛物线于P、Q两点,点Q在y轴的右侧.
⑴求a的值及点A、B的坐标;
⑵当直线l将四边形ABCD分为面积比为3:7的两部分时,求直线l的函数表达式;
⑶当点P位于位于第二象限时,设PQ的中点为M,点N在抛物线上,则以DP为对角线的四边形DMPN能否成菱形?若能,求出点N的坐标;若不能,请说明理由.
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C
A
O
B
y
x
D
C
A
O
B
y
x
D
【逐步提示】本题考查了二次函数、一次函数图象与几何图形的综合问题,解题的关键是灵活运用数形结合思想,发现各图象、图形之间的关系..⑴将点C代入抛物线解析式,求出a的值,令抛物线解析式中的y=0,即可求出点A、B的坐标;⑵求出四边形ABCD的面积,利用直线l将四边形ABCD分为面积比为3:7的两部分,可知直线l与AD或BC相交的三角形面积为四边形ABCD面积的,即可求出直线l与AD或BC交点坐标,然后用待定系数法求解;⑶根据PQ的中点为M,四边形DMPN若为菱形,得DNMQ,根据直线DN过点D,求出点N坐标,再利用直线l经过点H,且平行于DN求出点Q坐标,根据MN DQ,利用xM-xN=xQ-xD列出方程求出k值.
【详细解答】解: ⑴将点C(0,)代入y=a(x+1)2-3,得=a(0+1)2-3,解得a=,∴抛物线解析式为y=(x+1)2-3,令y=0,则0=(x+1)2-3,解得x1=-4,x2=2,
∴A(-4,0),B(2,0);
⑵∵抛物线解析式为y=(x+1)2-3,∴顶点D(-1,-3),∴DH=3,OH=1,∵A(-4,0),B(2,0),C(0,),∴OA=4,OB=2,OC=,AH=3,∴S四边形ABCD=S△ADH+S梯形DHOC+S△BOC=AH·HD+(OC+HD )·OH+OB·OC=×3×3+×(+3 )×1+×2×=10,∵直线l将四边形ABCD分为面积比为3:7,∴其中一部分面积为四边形ABCD面积的.
①当直线l与AD交于点M,过点M作MN⊥x轴于点N,则S△AMH= S四边形ABCD=AH·MN=3,∴MN=2,∵MN∥DH,∴△AMN∽△ADH,, AN=2,∴ON=2,∴N(-2,-2),设直线l解析式为y=kx+b,过N(-2,-2),H(-1,0),则,解得,∴直线l解析式为y=2x+2,
②当直线l与BC交于点M,过点M作MN⊥x轴于点N,则S△BMH= S四边形ABCD=BH·MN=3,∴MN=2,∵MN∥OC,∴△BMN∽△BOC,,BN=,∴ON=,∴N(,-2),设直线l解析式为y=kx
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+b,过N(,-2),H(-1,0),则,解得,∴直线l解析式为y=-x-,∴直线l解析式为y=2x+2或y=-x-;
C
A
O
B
y
x
D
C
A
O
B
y
x
D
H
P
Q
M
N
Q
P
M
N
H
l
l
⑶若存在直线l以DP为对角线的四边形DMPN能否成菱形,则有DN PM,∵PQ的中点为M,∴DNMQ,∴四边形MNDQ为平行四边形,设直线ND的解析式为y=kx+b1,过D(-1,-3),∴-3=-k+b1,∴b1=k-3,∴直线ND的解析式为y=kx+k-3,∴,解得xN=3k-1,∴N(3k-1,3k2-3).设直线PQ的解析式为y=kx+b2,过H(-1,0),得y=kx+k,∴,则kx+k=(x+1)2-3,x1+x2=3k-2,∴xM==,xQ=,∴xM-xN=-3k-1,∵MN DQ,∴xM-xN=xQ-xD,即-3k-1=+1,解得k=,∴xN=3k-1=-1,∴yN=kx+k-3=1,∴N(-1,1),M(-1,2),P(-1,6),此时,DN∥PM且DN=PM,DN=DM=,∴四边形DMPN为菱形.
综上所述,以DP为对角线的四边形DMPN能成为菱形,当四边形DMPN为菱形时,点N的坐标为(-1,1).
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H
O
B
D
Q
P
M
y
x
N
【解后反思】本题在解答第⑵问时,由于不会把四边形的面积转化为三角形的面积而求解;第⑶问不会应用菱形的性质及中点得出DNMQ及MNDQ,从而无法找出等量关系,不能建立正确等量关系导致无法求解.一般在解决有关平行四边形顶点问题时,通常应用平行四边形对边平行且相等,用平移法可找到相邻顶点之间的联系.
【关键词】 二次函数的表达式;平行四边形的性质;相似三角形的性质;存在探索型问题
4 ( 2016四川乐山,26,13分)在直角坐标系xOy中,A(0,2)、B(-1,0),将△ABO经过旋转、平移变化后得到如图15.1所示的△BCD.
(1)求经过A、B、C三点的抛物线的解析式;
(2)连结AC,点P是位于线段BC上方的抛物线上一动点,若直线PC将△ABC的面积分成1:3两部分,求此时点P的坐标;
(3)现将△ABO、△BCD分别向下、向左以1:2的速度同时平移,求出在此运动过程中△ABO与△BCD重叠部分面积的最大值.
【逐步提示】(1)由旋转,平移得到C(1,1),用待定系数法求出抛物线解析式;
(2)先判断出△BEF∽△
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BAO,再分两种情况进行计算,由面积比建立方程求解即可;
(3)先由平移得到A1B1的解析式为y=2x+2-t,A1B1与x轴交点坐标为(,0).C1B2的解析式为y=x+t+,C1B2与y轴交点坐标为(0,t+),再分两种情况进行计算即可.
【详细解答】解:(1)∵A(0,2)、B(-1,0),将△ABO经过旋转、平移变化得到如图所示的△BCD,
∴BD=OA=2,CD=OB=1,∠BDC=∠AOB=90°,∴C(1,1).
设经过A、B、C三点的抛物线解析式为y=ax2+bx+c,
则有,解得:a=-,b=,c=2.
∴抛物线解析式为y=-x2+x+2;
(2)如图所示,设直线PC与AB交于点E.
∵直线PC将△ABC的面积分成1:3两部分,
∴或,
过E作EF⊥OB于点F,则EF∥OA,
∴△BEF∽△BAO,∴,
∴当时,,
∴,∴.
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设直线PC解析式为y=mx+n,则可求得其解析式为y=-x+,
∴-x2+x+2=-x+,∴x1=-,x2=1(舍去),
∴P1(-,).
当时,同理可得P2(-,).
(3)设△ABO平移的距离为t,△A1B1O1与△B2C1D1重叠部分的面积为S.
可由已知求出A1B1的解析式为y=2x+2-t,A1B1与x轴交点坐标为(,0).
C1B2的解析式为y=x+t+,C1B2与y轴交点坐标为(0,t+).
①如图所示,当0<t<时,△A1B1O1与△B2C1D1重叠部分为四边形.
设A1B1与x轴交于点M,C1B2与y轴交于点N,A1B1与C1B2交于点Q,连结OQ.
由,得 ,∴.
∴ .
∴S的最大值为.
②如图所示,当≤t<时,△A1B1O1与△B2C1D1重叠部分为直角三角形.
设A1B1与x轴交于点H,A1B1与C1D1交于点G.则G(1-2t,4-5t),
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,.
∴.
∴当时,的最大值为.
综上所述,在此运动过程中△ABO与△BCD重叠部分面积的最大值为.
【解后反思】本题是动态型压轴题,综合了二次函数、直角三角形、三角形相似的性质与判定、分类讨论等知识于一体,在探讨动态问题时,首先要对运动过程做一个全面的分析,弄清楚运动过程中的变量和常量,变量反映了运动变化关系,常量则是问题求解的重要依据.其次,要分清运动过程中不同的情况,时刻注意分类讨论,不同的情况下题目是否有不同的表现.解决压轴题,既需要坚实的基础知识作功底,也需要严密的思维分析问题,更需要灵活的方法处理细节,还需要概括的数学思想方法作统领.
【关键词】待定系数法求解析式;三角形相似的性质和判定;分类讨论思想
5. ( 2016四川省绵阳市,24,12分)
如图,抛物线=(≠0)与轴交于A,B两点,与轴交于C(0,3),且此抛物线的顶点坐标为M(-1,4).
(1)求此抛物线的解析式;
(2)设点D为已知抛物线对称轴上的任意—点,当△ACD与△ACB面积相等时,求点D的坐标;
(3)点P在线段AM上,当PC与轴垂直时,过点P作轴的垂线,垂足为E,将△PCE沿直线CE翻折,使点P的对应点P′与P,E,C处在同一平面内,请求出点P′坐标,并判断点P′是否在该抛物线上.
【逐步提示】本题是一道综合题,考查的知识较多,解答时要充分利用数形结合思想,注重“数”与“形”的转化进行求解.在进行点的坐标与线段长度转化时,要防止符号出错.(1)已知顶点M
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(-1,4),利用顶点式求函数解析式.(2)利用(1)中求得的解析式求出△ABC的面积,求出直线AC的函数解析式=及点F的坐标(-1,2).设点D(-1,),利用割补法得到△ACD的面积(用含的式子表示),最后根据△ACD与△ACB面积相等列方程求出,得到点D的坐标.(3)记EP′交轴于点N,可得△NCE是等腰三角形.再求出点P的坐标,得到PC,PE长.设NC=NE=,在Rt△OEN中利用勾股定理可求得的值,从而知道NC,NE,NP′的长.过点P′作P′H⊥轴于点H,在Rt△CNP′中利用面积法求得斜边上的高P′H的长,得到点P′的横坐标.在Rt△CHP′利用勾股定理求出CH长,进而求出OH长,得到点P′的纵坐标,最后将点P′的坐标代入抛物线解析式,不成立,点P′不在抛物线上.
【详细解答】解:设抛物线的解析式为=.
∵顶点为M(-1,4),
∴=.
∵抛物线经过点C(0,3),
∴3=.
解得=-1.
∴抛物线的解析式为=,即=.
(2)令==0,解得=-3或=1.
∴A(-3,0),B(1,0).
∴OA=OC=3,△AOC为等腰直角三角形.
设AC交对称轴=-1于F(-1,).
易得=2,故点F(-1,2).
设点D坐标为(-1,).
则S△ADC=DF·AO=××3.
又S△ABC=AB·OC=×4×3=6,
由××3=6得:=4,故=-2或=6.
∴点D坐标为(-1,-2)或(-1,6).
(3)如图,点P′为点P关于直线CE的对称点,过点P′作P′H⊥轴于H,设P′E交轴于点N.
在△EON和△CP′N中,
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,
∴△CP′N≌△EON.
设NC=,则NE=.
易得直线AM的解析式为=.
当=3时,=.
∴点P(,3).
∴P′C=PC=,P′N=.
在Rt△P′NC中,由勾股定理,得=.
解得=.
∵S△P′NC=CN·P′H=P′N·P′C,
∴P′H=.
在Rt△CHP′中,CH===.
∴OH=3-=.
∴P′的坐标是(,).
将点P′(,)的坐标代入抛物线解析式,不成立.
∴点P′不在该抛物线上.
【解后反思】(1)求二次函数的解析式,要选择恰当的解析式求解.已知抛物线的顶点坐标,一般选用顶点式;已知抛物线与轴的两个交点横坐标,一般选用交点式;已知任意三点坐标,一般选用一般式.(2)遇到三角形的面积要联想到下面的方法:①直接运用三角形的面积公式;②如图,对于△ABC,过三角形的一个顶点作铅垂线,交对边或对边的延长线于D,记AD的长为,作出另外两个顶点的水平距离
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(如图),则△ABC的面积为.
(3)直角坐标系中如果有直角,要联想含直角的相似三角形基本图形,主要有以下几种:
【关键词】二次函数;待定系数法;二次函数的表达式;面积法;数形结合思想;化归思想.
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