高考数学中二次函数难点100题
2025高考数学必刷题 第8讲、幂函数与二次函数(学生版)

第8讲幂函数与二次函数知识梳理1、幂函数的定义一般地,()a y x a R =∈(a 为有理数)的函数,即以底数为自变量,幂为因变量,指数为常数的函数称为幂函数.2、幂函数的特征:同时满足一下三个条件才是幂函数①a x 的系数为1;②a x 的底数是自变量;③指数为常数.(3)幂函数的图象和性质3、常见的幂函数图像及性质:函数y x=2y x =3y x =12y x=1y x -=图象定义域R R R {|0}x x ≥{|0}x x ≠值域R{|0}y y ≥R{|0}y y ≥{|0}y y ≠奇偶性奇偶奇非奇非偶奇单调性在R 上单调递增在(0)-∞,上单调递减,在(0+)∞,上单调递增在R 上单调递增在[0+)∞,上单调递增在(0)-∞,和(0+)∞,上单调递减公共点(11),4、二次函数解析式的三种形式(1)一般式:2()(0)f x ax bx c a =++≠;(2)顶点式:2()()(0)f x a x m n a =-+≠;其中,(,)m n 为抛物线顶点坐标,x m =为对称轴方程.(3)零点式:12()()()(0)f x a x x x x a =--≠,其中,12,x x 是抛物线与x 轴交点的横坐标.5、二次函数的图像二次函数2()(0)f x ax bx c a =++≠的图像是一条抛物线,对称轴方程为2bx a=-,顶点坐标为24(,)24b ac b a a--.(1)单调性与最值①当0a >时,如图所示,抛物线开口向上,函数在(,]2b a -∞-上递减,在[,)2ba-+∞上递增,当2bx a=-时,2min 4()4ac b f x a -=;②当0a <时,如图所示,抛物线开口向下,函数在(,]2b a -∞-上递增,在[,)2ba-+∞上递减,当2bx a=-时,2max 4()4ac b f x a -=(2)与x 轴相交的弦长当240b ac ∆=->时,二次函数2()(0)f x ax bx c a =++≠的图像与x 轴有两个交点11(,0)M x 和22(,0)M x ,212121212||||()4||M M x x x x x x a ∆=-=+-=.6、二次函数在闭区间上的最值闭区间上二次函数最值的取得一定是在区间端点或顶点处.对二次函数2()(0)f x ax bx c a =++≠,当0a >时,()f x 在区间[,]p q 上的最大值是M ,最小值是m ,令02p qx +=:(1)若2bp a-≤,则(),()m f p M f q ==;(2)若02b p x a <-<,则(()2bm f M f q a =-=;(3)若02b x q a ≤-<,则(),()2bm f M f p a=-=;(4)若2bq a-≥,则(),()m f q M f p ==.【解题方法总结】1、幂函数()a y x a R =∈在第一象限内图象的画法如下:①当0a <时,其图象可类似1y x -=画出;②当01a <<时,其图象可类似12y x =画出;③当1a >时,其图象可类似2y x =画出.2、实系数一元二次方程20(0)ax bx c a ++=≠的实根符号与系数之间的关系(1)方程有两个不等正根12,x x ⇔212124000b ac b x x a c x x a ⎧⎪∆=->⎪⎪+=->⎨⎪⎪=>⎪⎩(2)方程有两个不等负根12,x x ⇔212124000b ac b x x a c x x a ⎧⎪∆=->⎪⎪+=-<⎨⎪⎪=>⎪⎩(3)方程有一正根和一负根,设两根为12,x x ⇔120cx x a=<3、一元二次方程20(0)ax bx c a ++=≠的根的分布问题一般情况下需要从以下4个方面考虑:(1)开口方向;(2)判别式;(3)对称轴2bx a=-与区间端点的关系;(4)区间端点函数值的正负.设12,x x 为实系数方程20(0)ax bx c a ++=>的两根,则一元二次20(0)ax bx c a ++=>的根的分布与其限定条件如表所示.根的分布图像限定条件12m x x <<02()0b m a f m ∆>⎧⎪⎪->⎨⎪⎪>⎩12x m x <<()0f m <12x x m<<02()0b m a f m ∆>⎧⎪⎪-<⎨⎪⎪>⎩在区间(,)m n 内没有实根∆<12120x x m x x m∆==≤=≥或02()0b m a f m ∆>⎧⎪⎪-<⎨⎪⎪≥⎩2()0b naf n∆>⎧⎪⎪->⎨⎪⎪≥⎩()0()0f mf n≤⎧⎨≤⎩在区间(,)m n内有且只有一个实根()0()0f mf n>⎧⎨<⎩()0()0f mf n<⎧⎨>⎩在区间(,)m n内有两个不等实根2()0()0bm naf mf n∆>⎧⎪⎪<-<⎪⎨⎪>⎪>⎪⎩4、有关二次函数的问题,关键是利用图像.(1)要熟练掌握二次函数在某区间上的最值或值域的求法,特别是含参数的两类问题——动轴定区间和定轴动区间,解法是抓住“三点一轴”,三点指的是区间两个端点和区间中点,一轴指对称轴.即注意对对称轴与区间的不同位置关系加以分类讨论,往往分成:①轴处在区间的左侧;②轴处在区间的右侧;③轴穿过区间内部(部分题目还需讨论轴与区间中点的位置关系),从而对参数值的范围进行讨论.(2)对于二次方程实根分布问题,要抓住四点,即开口方向、判别式、对称轴位置及区间端点函数值正负.必考题型全归纳题型一:幂函数的定义及其图像【例1】(2024·宁夏固原·高三隆德县中学校联考期中)已知函数()22()22m f x m m x-=--⋅是幂函数,且在()0+∞,上递减,则实数m =()A .1-B .1-或3C .3D .2【对点训练1】(2024·海南·统考模拟预测)已知()()25m f x m m x =+-为幂函数,则().A .()f x 在(),0∞-上单调递增B .()f x 在(),0∞-上单调递减C .()f x 在()0,∞+上单调递增D .()f x 在()0,∞+上单调递减【对点训练2】(2024·河北·高三学业考试)已知幂函数()y f x =的图象过点(8,,则()9f 的值为()A .2B .3C .4D .9【对点训练3】(2024·全国·高三专题练习)幂函数a y x =中a 的取值集合C 是11,0,,1,2,32⎧⎫-⎨⎬⎩⎭的子集,当幂函数的值域与定义域相同时,集合C 为()A .11,0,2⎧⎫-⎨⎬⎩⎭B .1,1,22⎧⎫⎨⎬⎩⎭C .11,,32⎧⎫-⎨⎬⎩⎭D .1,1,2,32⎧⎫⎨⎬⎩⎭【对点训练4】(2024·全国·高三专题练习)已知幂函数pq y x =(,Z p q ∈且,p q 互质)的图象关于y 轴对称,如图所示,则()A .p ,q 均为奇数,且0p q>B .q 为偶数,p 为奇数,且0p q <C .q 为奇数,p 为偶数,且0pq >D .q 为奇数,p 为偶数,且0pq<【解题方法总结】确定幂函数y x α=的定义域,当α为分数时,可转化为根式考虑,是否为偶次根式,或为则被开方式非负.当0α≤时,底数是非零的.题型二:幂函数性质的综合应用【例2】(2024·吉林长春·高三校考期中)已知幂函数()()2133m f x m m x +=-+的图象关于原点对称,则满足()()132m ma a +>-成立的实数a 的取值范围为___________.【对点训练5】(2024·全国·高三专题练习)下面命题:①幂函数图象不过第四象限;②0y x =图象是一条直线;③若函数2x y =的定义域是{}|0x x ≤,则它的值域是{}|1y y ≤;④若函数1y x =的定义域是{}|2x x >,则它的值域是1|2y y ⎧⎫<⎨⎬⎩⎭;⑤若函数2y x =的值域是{}|04y y ≤≤,则它的定义域一定是{}|22x x -≤≤.其中不正确命题的序号是________.【对点训练6】(2024·河南·校联考模拟预测)已知2()f x x =,1()()2x g x m =-,若对1[1,3]x ∀∈-,2[0,2]x ∃∈,12()()f x g x ≥,则实数m 的取值范围是_________.【对点训练7】(2024·福建三明·高三校考期中)已知121111log 122aa a ⎛⎫<<< ⎪⎝⎭,,,则实数a 的取值范围是___________【对点训练8】(2024·全国·高三专题练习)已知函数2(),x af x x x a =>⎪⎩,若函数()f x 的值域为R ,则实数a 的取值范围为__________.【对点训练9】(2024·全国·高三专题练习)不等式()10112202221210x x x -++-≤的解集为:_________.【对点训练10】(2024·江苏淮安·江苏省盱眙中学校考模拟预测)已知幂函数1101 ()f x x ⎛⎫= ⎪⎝⎭,若()()182f a f a -<-,则a 的取值范围是__________.【对点训练11】(2024·全国·高三专题练习)已知112,1,,,1,2,322α⎧⎫∈---⎨⎬⎩⎭,若幂函数()f x x α=奇函数,且在()0,∞+上为严格减函数,则α=__________.【解题方法总结】紧扣幂函数y x α=的定义、图像、性质,特别注意它的单调性在不等式中的作用,这里注意α为奇数时,x α为奇函数,α为偶数时,x α为偶函数.题型三:二次方程()200ax bx c a ++=≠的实根分布及条件【例3】(2024·全国·高三专题练习)关于x 的方程222(1)0x m x m m +-+-=有两个实数根α,β,且2212αβ+=,那么m 的值为()A .1-B .4-C .4-或1D .1-或4【对点训练12】(2024·全国·高三专题练习)设a 为实数,若方程220x ax a -+=在区间(1,1)-上有两个不相等的实数解,则a 的取值范围是().A .(,0)(1,)-∞⋃+∞B .(1,0)-C .1,03⎛⎫- ⎪⎝⎭D .1,0(1,)3⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭【对点训练13】(2024·全国·高三专题练习)方程2(2)50x m x m +-+-=的一根在区间(2,3)内,另一根在区间(3,4)内,则m 的取值范围是()A .(5,4)--B .13,23⎛⎫-- ⎪⎝⎭C .13,43⎛⎫-- ⎪⎝⎭D .(5,2)--【对点训练14】(2024·全国·高三专题练习)关于x 的方程()2290ax a x a +++=有两个不相等的实数根12,x x ,且121x x <<,那么a 的取值范围是()A .2275a -<<B .25a >C .27a <-D .2011a -<<【解题方法总结】结合二次函数2()f x ax bx c =++的图像分析实根分布,得到其限定条件,列出关于参数的不等式,从而解不等式求参数的范围.题型四:二次函数“动轴定区间”、“定轴动区间”问题【例4】(2024·上海·高三专题练习)已知()()224,,f x ax bx c a b c =++∈R .(1)若()01f =-,20a b +=,解关于x 的不等式()()13f x a x <+-;(2)若0a c +=,()f x 在[]22-,上的最大值为23,最小值为12-,求证:2b a ≤.【对点训练15】(2024·全国·高三专题练习)已知函数()f x 是定义在[2,2]-上的奇函数,且(]0,2x ∈时,()21xf x =-,()22g x x x m =-+.(1)求()f x 在区间[)2,0-上的解析式;(2)若对[]12,2x ∀∈-,则[]22,2x ∃∈-,使得()()12f x g x =成立,求m 的取值范围.【对点训练16】(2024·全国·高三专题练习)已知函数()33x xf x -=-.(1)利用函数单调性的定义证明()f x 是单调递增函数;(2)若对任意[]1,1x ∈-,()()24f x mf x ⎡⎤+≥-⎣⎦恒成立,求实数m 的取值范围.【对点训练17】(2024·全国·高三专题练习)已知函数2()2(0)f x x ax a =->.(1)当3a =时,解关于x 的不等式5()7f x -<<;(2)函数()y f x =在[],2t t +上的最大值为0,最小值是4-,求实数a 和t 的值.【对点训练18】(2024·全国·高三专题练习)已知值域为[1,)-+∞的二次函数()f x 满足(1)(1)f x f x -+=--,且方程()0f x =的两个实根12,x x 满足122x x -=.(1)求()f x 的表达式;(2)函数()()g x f x kx =-在区间[2,2]-上的最大值为(2)f ,最小值为(2)f -,求实数k 的取值范围.【对点训练19】(2024·全国·高三专题练习)已知函数()()2ln 1()x f x e ax a R =++∈为偶函数.(1)求a 的值;(2)设函数()()f x xx g x eme +=+,是否存在实数m ,使得函数()g x 在区间[]1,2上的最小值为214e -若存在,求出m 的值;若不存在,请说明理由.【解题方法总结】“动轴定区间”、“定轴动区间”型二次函数最值的方法:(1)根据对称轴与区间的位置关系进行分类讨论;(2)根据二次函数的单调性,分别讨论参数在不同取值下的最值,必要时需要结合区间端点对应的函数值进行分析;(3)将分类讨论的结果整合得到最终结果.题型五:二次函数最大值的最小值问题【例5】(2024·湖南衡阳·高一统考期末)二次函数()f x 为偶函数,()11f =,且()232f x x x +≤恒成立.(1)求()f x 的解析式;(2)R a ∈,记函数()()21h x f x ax =-+在[]0,1上的最大值为()T a ,求()T a 的最小值.2025高考数学必刷题【对点训练20】(2024·全国·高三专题练习)已知函数()()1,f x x ax b a b x=+--∈R ,当1,22x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,设()f x 的最大值为(),M a b ,求(),M a b 的最小值.【对点训练21】(2024·河北保定·高一河北省唐县第一中学校考期中)已知函数()(2)||(R)f x x x a a =-+∈,(1)当1a =-时,①求函数()f x 单调递增区间;②求函数()f x 在区间74,4⎡⎤-⎢⎥⎣⎦的值域;(2)当[3,3]x ∈-时,记函数()f x 的最大值为()g a ,求()g a 的最小值.【对点训练22】(2024·浙江·高一校联考阶段练习)已知函数()1f x x x a =--+.(1)当2a =时,解方程()0f x =;(2)当[]0,5a ∈时,记函数()y f x =在[]1,4x ∈上的最大值为()g a ,求()g a 的最小值。
2024年新高考版数学专题1_3.2 二次函数与幂函数(分层集训)

2.(2022湖南邵阳、郴州二模,4)“
(a
1)
1 2
<
(2
a)
1 2
”是“-2<a&.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
答案 A
3.(2023届兰州五十五中开学考,15)幂函数f(x)= xm22m3(m∈Z)为偶函数,且
在区间(0,+∞)上是减函数,则m=
C.对任意x∈R, f(x)≥- 25 恒成立
4
D.∃x∈R,使得函数f(x)=π 答案 ACD
4.(2021广东深圳一模,13)已知函数的图象关于y轴对称,且与直线y=x相
切,则满足上述条件的二次函数可以为f(x)=
.
答案 x2+ 1 (答案不唯一)
4
5.(2022北京,14,5分)设函数f(x)=
(0,2]上恒成立,即a≤x+ 4 +1在(0,2]上恒成立,
x
因为x∈(0,2],所以x+ 4 +1≥2 x 4 +1=5,当且仅当x= 4 ,即x=2时取等号,所
x
x
x
以x+ 4 +1的最小值为5,所以a≤5,所以a的最大值为5.
x
考点二 幂函数 考向一 幂函数的图象问题
1.(多选)(2022江苏盐城阜宁中学段测,9)若点A(m,n)在幂函数y=xa(a∈R) 的图象上,则下列结论可能成立的是 ( )
f(x-1)-f 2(x)的最大值为
.
答案 - 3
4
4.(2022河北保定重点高中月考,14)若函数f(x)=(m+2)xa是幂函数,且其图象
过点(2,4),则函数g(x)=loga(x+m)的单调增区间为
高考数学难点之三个“二次”及关系

高考数学难点之三个“二次”及关系三个“二次”即一元二次函数、一元二次方程、一元二次不等式是中学数学的重要内容,具有丰富的内涵和密切的联系,同时也是研究包含二次曲线在内的许多内容的工具.高考试题中近一半的试题与这三个“二次”问题有关.本节主要是帮助考生理解三者之间的区别及联系,掌握函数、方程及不等式的思想和方法.●难点磁场已知对于x 的所有实数值,二次函数f (x )=x 2-4ax +2a +12(a ∈R )的值都是非负的,求关于x 的方程2+a x=|a -1|+2的根的取值X 围. ●案例探究[例1]已知二次函数f (x )=ax 2+bx +c 和一次函数g (x )=-bx ,其中a 、b 、c 满足a >b >c ,a +b +c =0,(a ,b ,c ∈R ).(1)求证:两函数的图象交于不同的两点A 、B ; (2)求线段AB 在x 轴上的射影A 1B 1的长的取值X 围.命题意图:本题主要考查考生对函数中函数与方程思想的运用能力.属于★★★★★题目. 知识依托:解答本题的闪光点是熟练应用方程的知识来解决问题及数与形的完美结合. 错解分析:由于此题表面上重在“形”,因而本题难点就是一些考生可能走入误区,老是想在“形”上找解问题的突破口,而忽略了“数”.技巧与方法:利用方程思想巧妙转化.(1)证明:由⎩⎨⎧-=++=bxy cbx ax y 2消去y 得ax 2+2bx +c =0Δ=4b 2-4ac =4(-a -c )2-4ac =4(a 2+ac +c 2)=4[(a +43)22+c c 2]∵a +b +c =0,a >b >c ,∴a >0,c <0 ∴43c 2>0,∴Δ>0,即两函数的图象交于不同的两点. (2)解:设方程ax 2+bx +c =0的两根为x 1和x 2,则x 1+x 2=-ab 2,x 1x 2=ac .|A 1B 1|2=(x 1-x 2)2=(x 1+x 2)2-4x 1x 2]43)21[(4]1)[(44)(4444)2(2222222++=++=---=-=--=a c a c a c a acc a a ac b a c a b∵a >b >c ,a +b +c =0,a >0,c <0∴a >-a -c >c ,解得a c ∈(-2,-21) ∵]1)[(4)(2++=a c ac a cf 的对称轴方程是21-=a c . a c ∈(-2,-21)时,为减函数 ∴|A 1B 1|2∈(3,12),故|A 1B 1|∈(32,3).[例2]已知关于x 的二次方程x 2+2mx +2m +1=0.(1)若方程有两根,其中一根在区间(-1,0)内,另一根在区间(1,2)内,求m 的X 围. (2)若方程两根均在区间(0,1)内,求m 的X 围.命题意图:本题重点考查方程的根的分布问题,属★★★★级题目.知识依托:解答本题的闪光点是熟知方程的根对于二次函数性质所具有的意义. 错解分析:用二次函数的性质对方程的根进行限制时,条件不严谨是解答本题的难点.技巧与方法:设出二次方程对应的函数,可画出相应的示意图,然后用函数性质加以限制.解:(1)条件说明抛物线f (x )=x 2+2mx +2m +1与x 轴的交点分别在区间(-1,0)和(1,2)内,画出示意图,得⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧->-<∈-<⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>+=<+=>=-<+=65,21,21056)2(,024)1(,02)1(,012)0(m m R m m m f m f f m f ∴2165-<<-m . (2)据抛物线与x 轴交点落在区间(0,1)内,列不等式组⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<-<≥∆>>10,0,0)1(,0)0(m f f⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧<<--≤+≥->->⇒.01,2121,21,21m m m m m 或(这里0<-m <1是因为对称轴x =-m 应在区间(0,1)内通过) ●锦囊妙计1.二次函数的基本性质 (1)二次函数的三种表示法:y =ax 2+bx +c ;y =a (x -x 1)(x -x 2);y =a (x -x 0)2+n .(2)当a >0,f (x )在区间[p ,q ]上的最大值M ,最小值m ,令x 0=21(p +q ). 若-ab2<p ,则f (p )=m ,f (q )=M ; 若p ≤-a b 2<x 0,则f (-a b 2)=m ,f (q )=M ; 若x 0≤-a b 2<q ,则f (p )=M ,f (-ab2)=m ; 若-ab2≥q ,则f (p )=M ,f (q )=m . 2.二次方程f (x )=ax 2+bx +c =0的实根分布及条件.(1)方程f (x )=0的两根中一根比r 大,另一根比r 小⇔a ·f (r )<0; (2)二次方程f (x )=0的两根都大于r ⇔⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>⋅>->-=∆0)(,2,042r f a r a bac b (3)二次方程f (x )=0在区间(p ,q )内有两根⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧>⋅>⋅<-<>-=∆⇔;0)(,0)(,2,042p f a q f a q ab p ac b (4)二次方程f (x )=0在区间(p ,q )内只有一根⇔f (p )·f (q )<0,或f (p )=0(检验)或f (q )=0(检验)检验另一根若在(p ,q )内成立.(5)方程f (x )=0两根的一根大于p ,另一根小于q (p <q )⇔⎩⎨⎧>⋅<⋅0)(0)(q f a p f a .3.二次不等式转化策略(1)二次不等式f (x )=ax 2+bx +c ≤0的解集是:(-∞,α])∪[β,+∞)⇔a <0且f (α)=f (β)=0; (2)当a >0时,f (α)<f (β)⇔ |α+a b 2|<|β+a b 2|,当a <0时,f (α)<f (β)⇔|α+ab2|> |β+ab2|; (3)当a >0时,二次不等式f (x )>0在[p ,q ]恒成立⎪⎩⎪⎨⎧><-⇔,0)(,2p f p a b或⎪⎩⎪⎨⎧≥≥-⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>-<-≤;0)(;2,0)2(,2q f p a b a b f q a b p 或 (4)f (x )>0恒成立⎩⎨⎧<==⎩⎨⎧<∆<⇔<⎩⎨⎧>==⎩⎨⎧<∆>⇔.00,0,00)(;0,0,0,0c b a a x f c b a a 或恒成立或 ●歼灭难点训练 一、选择题1.(★★★★)若不等式(a -2)x 2+2(a -2)x -4<0对一切x ∈R 恒成立,则a 的取值X 围是( )A.(-∞,2]B.[-2,2]C.(-2,2]D.(-∞,-2)2.(★★★★)设二次函数f (x )=x 2-x +a (a >0),若f (m )<0,则f (m -1)的值为( ) A.正数B.负数C.非负数D.正数、负数和零都有可能 二、填空题3.(★★★★★)已知二次函数f (x )=4x 2-2(p -2)x -2p 2-p +1,若在区间[-1,1]内至少存在一个实数c ,使f (c )>0,则实数p 的取值X 围是_________.4.(★★★★★)二次函数f (x )的二次项系数为正,且对任意实数x 恒有f (2+x )=f (2-x ),若f (1-2x 2)<f (1+2x -x 2),则x 的取值X 围是_________.三、解答题5.(★★★★★)已知实数t 满足关系式33log log aya t a a= (a >0且a ≠1) (1)令t=a x ,求y =f (x )的表达式;(2)若x ∈(0,2]时,y 有最小值8,求a 和x 的值.6.(★★★★)如果二次函数y =mx 2+(m -3)x +1的图象与x 轴的交点至少有一个在原点的右侧,试求m 的取值X 围.7.(★★★★★)二次函数f (x )=px 2+qx +r 中实数p 、q 、r 满足mrm q m p ++++12=0,其中m >0,求证:(1)pf (1+m m)<0; (2)方程f (x )=0在(0,1)内恒有解.8.(★★★★)一个小服装厂生产某种风衣,月销售量x (件)与售价P (元/件)之间的关系为P =160-2x ,生产x 件的成本R =500+30x 元.(1)该厂的月产量多大时,月获得的利润不少于1300元?(2)当月产量为多少时,可获得最大利润?最大利润是多少元?参考答案难点磁场解:由条件知Δ≤0,即(-4a )2-4(2a +12)≤0,∴-23≤a ≤2 (1)当-23≤a <1时,原方程化为:x =-a 2+a +6,∵-a 2+a +6=-(a -21)2+425. ∴a =-23时,x mi n =49,a =21时,x max =425. ∴49≤x ≤425. (2)当1≤a ≤2时,x =a 2+3a +2=(a +23)2-41∴当a =1时,x mi n =6,当a =2时,x max =12,∴6≤x ≤12.综上所述,49≤x ≤12. 歼灭难点训练一、1.解析:当a -2=0即a =2时,不等式为-4<0,恒成立.∴a =2,当a -2≠0时,则a 满足⎩⎨⎧<∆<-002a ,解得-2<a <2,所以a 的X 围是-2<a ≤2. 答案:C2.解析:∵f (x )=x 2-x +a 的对称轴为x =21,且f (1)>0,则f (0)>0,而f (m )<0,∴m ∈(0,1), ∴m -1<0,∴f (m -1)>0.答案:A二、3.解析:只需f (1)=-2p 2-3p +9>0或f (-1)=-2p 2+p +1>0即-3<p <23或-21<p <1.∴p ∈(-3,23). 答案:(-3,23) 4.解析:由f (2+x )=f (2-x )知x =2为对称轴,由于距对称轴较近的点的纵坐标较小, ∴|1-2x 2-2|<|1+2x -x 2-2|,∴-2<x <0. 答案:-2<x <0三、5.解:(1)由log a 33log aya t t =得log a t -3=log t y -3log t a 由t =a x 知x =log a t ,代入上式得x -3=xx y a 3log -,∴log a y =x 2-3x +3,即y =a 332+-x x (x ≠0).(2)令u =x 2-3x +3=(x -23)2+43(x ≠0),则y =a u ①若0<a <1,要使y =a u 有最小值8,则u =(x -23)2+43在(0,2]上应有最大值,但u 在(0,2]上不存在最大值. ②若a >1,要使y =a u 有最小值8,则u =(x -23)2+43,x ∈(0,2]应有最小值 ∴当x =23时,u mi n =43,y mi n =43a由43a=8得a =16.∴所求a =16,x =23. 6.解:∵f (0)=1>0(1)当m <0时,二次函数图象与x 轴有两个交点且分别在y 轴两侧,符合题意.(2)当m >0时,则⎪⎩⎪⎨⎧>-≥∆030mm 解得0<m ≤1综上所述,m 的取值X 围是{m |m ≤1且m ≠0}. 7.证明:(1)])1()1([)1(2r m m q m m p p m m pf ++++=+])2()1()1()2([]2)1([]1)1([22222+++-+=+-+=++++=m m m m m m p m pm pm pm m r m q m pm pm)2()1(122++-=m m pm ,由于f (x )是二次函数,故p ≠0,又m >0,所以,pf (1+m m)<0. (2)由题意,得f (0)=r ,f (1)=p +q +r ①当p <0时,由(1)知f (1+m m)<0 若r >0,则f (0)>0,又f (1+m m )<0,所以f (x )=0在(0,1+m m)内有解; 若r ≤0,则f (1)=p +q +r =p +(m +1)=(-m r m p -+2)+r =mrm p -+2>0, 又f (1+m m )<0,所以f (x )=0在(1+m m,1)内有解. ②当p <0时同理可证.8.解:(1)设该厂的月获利为y ,依题意得 y =(160-2x )x -(500+30x )=-2x 2+130x -500 由y ≥1300知-2x 2+130x -500≥1300∴x 2-65x +900≤0,∴(x -20)(x -45)≤0,解得20≤x ≤45 ∴当月产量在20~45件之间时,月获利不少于1300元.(2)由(1)知y =-2x 2+130x -500=-2(x -265)2+1612.5 ∵x 为正整数,∴x =32或33时,y 取得最大值为1612元, ∴当月产量为32件或33件时,可获得最大利润1612元.。
重难点专项突破01二次函数的最值(4种题型)(解析版)

重难点专项突破01二次函数的最值(4种题型)【题型细目表】题型一:利用二次函数的对称性求最短路径题型二:面积最值问题题型三:最大利润问题题型四:线段最值问题【考点剖析】题型一:利用二次函数的对称性求最短路径【答案】32π∵OB=OC=3,∴OM⊥BC,∴∠OMC=90°,故答案为①③.【点睛】本题主要考查二次函数的图象与性质及轴对称,熟练掌握二次函数的图象与性质及轴对称是解题的关键.的解析式、利用轴对称性质确定线段的最小长度,熟练掌握二次函数的性质是解题关键.4.(浙江杭州·九年级期末)如图,抛物线23y x bx =+-与x 轴交于A ,B 两点,与y 轴交于C 点,且(10)A -,.(1)求抛物线的解析式及顶点D 的坐标;(2)点M 是对称轴上的一个动点,当ACM △的周长最小时,求点M 的坐标.【答案】(1)y =x 2-2x -3,(1,-4);(2)M (1,-2)【分析】(1)把A 的坐标代入函数的解析式,即可求得b 的值,然后利用配方法即可求得顶点坐标;(2)直线BC 与抛物线的对称轴的交点就是使CM +AM 取得最小值的M 的点,BC 的长就是最小值.【详解】解:(1)∵点A (-1,0)在抛物线y =x 2+bx -3上,∴b =-2,∴抛物线解析式y =x 2-2x -3,∵抛物线y =x 2-2x -3=(x -1)2-4,∴顶点D 的坐标(1,-4);(2)对于y =x 2-2x -3,当x =0时,y =-3,∴C (0,-3),当y =0时,0=x 2-2x -3,解得:x =3或-1,∴B (3,0),由抛物线的性质可知:点A 和B 是对称点,∴连接BC 交函数的对称轴于点M ,此时AM +CM =BC 为最小值,而AC 的长度是常数,故此时△ACM 的周长最小,设直线BC 的表达式为y =mx +n ,则033m n n =+⎧⎨=-⎩,解得:13m n =⎧⎨=-⎩,故直线BC 的表达式为y =x -3,当x =1时,y =-2,故点M (1,-2).【点睛】本题考查了利用配方法确定二次函数的顶点坐标以及对称点的作法,正确确定直线BC 与抛物线的对称轴的交点就是使CM +AM 取得最小值的M 的点,是本题解题的关键.5.(浙江绍兴·九年级校联考期中)如图,二次函数图象与x 轴交于点A 、B ,与y 轴交与点C ,抛物线的顶点坐标是(2,9),且经过D (3,8).(1)求抛物线的函数关系式;(2)求△ABC 的面积;(3)在抛物线的对称轴上是否存在一点M ,使得BM +DM 最短?若存在,求出M 的坐标.若不存在,请说明理由.【答案】(1)2(2)9y x =--+;(2)ABC S = 15;(3)M (2,6)【分析】(1)根据顶点坐标可设抛物线的顶点式,再将点D 的坐标代入即可得;(2)求出A ,B ,C 点坐标,利用三角形的面积公式即可求解;(3)先求出点D 关于对称轴对称的点D '的坐标,从而可得BM +DM =BM +D 'M ,再根据两点之间线段最短可得当点B ,D ',M 在一条直线上时,BM +D 'M 最短,然后利用待定系设直线BD'的函数解析式为y=kx+b∴M (2,6).【点睛】本题考查了利用待定系数法求二次函数的解析式、二次函数的对称性、两点之间线段最短等知识点,熟练掌握待定系数法和二次函数的性质是解题关键.6.(2022秋·浙江丽水·九年级校联考期中)如图,已知抛物线25y x mx =-++与x 轴交于A ,B 两点,与y 轴交于点C ,点B 的坐标为(5,0).(1)求m 的值及抛物线的顶点坐标.(2)点P 是抛物线对称轴l 上的一个动点,当PA +PC 的值最小时,求点P 的坐标.【答案】(1)m =4,顶点坐标为(2,9)(2)P (2,3)【分析】(1)将点(5,0),代入25y x mx =-++,得其解析式,从而求出m 的值及抛物线的顶点坐标;(2)利用“将军饮马”思路,点A 关于抛物线对称轴l 对称的点是点B ,进而解决问题.【详解】(1)将点(5,0)代入y =﹣x 2+mx +5得,0=﹣25+5m +5,m =4,∴抛物线解析式为y =﹣x 2+4x +5y =﹣x 2+4x +5=﹣(x ﹣2)2+9,∴抛物线的顶点坐标为(2,9);(2)如下图,点A 与点B 是关于直线l 成轴对称,根据其性质有,PA +PC =PC +PB ,当点C 、点P 、点B 共线时,PC +PB =BC 为最小值,即为PA +PC 的最小值,由抛物线解析式为()224529y x x x =-++=--+,可得点C 坐标为(0,5),点B 坐标为(5,0),对称轴l 为x =2,设直线BC 的解释为y =kx +b ,将点C (0,5),点B (5,0),代入y =kx +b 得,055k b b =+⎧⎨=⎩,解得15k b =-⎧⎨=⎩,∴直线BC 的解析式为y =﹣x +5,联立方程,(1)求抛物线的解析式及与(2)根据图象回答:当x 取何值时,(3)在抛物线的对称轴上有一动点【答案】(1)2=23y x x --,(2)13x -<<(3)(1,0)P 【分析】(1)把(10)A -,,(03)C -,代入2y x bx c =++,利用待定系数法求解b ,c ,再求解点B 的坐标即可得到答案;(2)由0y <,可得抛物线的图像在x 轴的下方,结合图象可得x 的取值范围,从而可得答案;(3)由(10)A -,,(30)B ,关于抛物线的对称轴1x =对称,可得AB 与对称轴的交点满足PA PB +最小,从而可得答案.【详解】(1)把(10)A -,,(03)C -,代入2y x bx c =++,103b c c -+=⎧∴⎨=-⎩,解得:23b c =-⎧⎨=-⎩,∴抛物线的解析式为2=23y x x --,由2230x x --=,(3)(1)0x x ∴-+=,123,1,x x ∴==-∴(30)B ,;(2) 抛物线与x 轴交于(10)A -,,(30)B ,,0y <,∴抛物线的图象在x 轴的下方,结合图象可得:13x -<<;(3)∵(10)A -,,(30)B ,,∴对称轴是直线1x =,如图,当A 、B 、P 三点共线时,PA PB +的值最小,此时点P 是对称轴与x 轴的交点,即(10)P ,.【点睛】本题考查了抛物线与x 轴的交点,利用待定系数法求得抛物线的解析式,利用轴对称的性质求解两条线段和的最小值,利用抛物线的图象解一元二次不等式,掌握以上知识是解题的关键.题型二:面积最值问题(1)若1n b =,请完成下表.α30︒45︒72︒l (2)如图3,若60α= ,机器人执行六次指令后回到起点处停止.①若12b =,24b =,3 1.5=b ,43b =,则5b =______,65+=b b ______.②若12b =,24b =,20l =,请直接写出3b 与4b 之间的数量关系,并求出当S 最大时b 【答案】(1)12,8,5(2)①3,5.5;②210+=b b ;3b =3,5.5②如图,构造等边GHI∴344=++GI b b ,634=+-b b b ∵20l =,∴34434246++++-++-b b b b b ∴34210+=b b ,如图:等边三角形边长为a ,高为3sin 602h a a =︒=,∴()(23433444=++-S b b b ∴()224436564S b b =-++=∴当S 最大时,43b =.【点睛】本题主要考查了多边形的外角,解题的关键是掌握多边形的外角和为(1)如图2,若所截矩形材料的另一条边AE在①求y关于x的函数表达式.②求矩形面积y的最大值.(2)能否截出比(1)中更大面积的矩形材料?如果能,求出这些矩形材料面积的最大值;如果不能,说明理由.四边形EFHN 是矩形,EF NH ∴=,EN FH =,tan 2NH B HB ∠== ,12HB NH ∴=,(1)求L (A ,B );(2)求抛物线1y 的表达式;(3)已知221y tx =+是该坐标系内的一个一次函数.①若D ,E 是221y tx =+图像上的两个动点,且②当3t x t +≤≤时,若函数12y y y =+的最大值与最小值之和为【答案】(1)4;(2)2123y x x =-++;(3)①CDE 面积最大值为521t =-由点到直线的距离,垂线段最短知:CM ≤115222CDE S DE CM DE CN CN ∴=⨯≤⨯= ()2,3C ,()0,1N ()()2220314422CN ∴=-+-=+=55225222CN ∴=⨯=CDE ∴ 面积的最大值为52一、解答题1.(2023秋·浙江温州·九年级期末)某商店经营儿童益智玩具,已知成批购进时的单价是20元,调查发现,销售单价是30元时,月销售量是230件,而销售单价每上涨1元,月销售量就减少10件,但每件玩具的售价不能高于40元.设每件玩具的销售单价上涨了x 元,(x 为整数)月销售利润为y 元.(1)求y 与x 的函数关系式并直接写出自变量x 的取值范围.(2)每件玩具的售价定为多少元时,月销售利润恰为2520元?(3)如果商店想要每月获得的利润不低于2520元,那么每月用于购进这种玩具的成本需要多少元?(4)每件玩具的售价定为多少元时可使月销售利润最大?最大的月利润是多少?【答案】(1)2101302300y x x =-++,x 的取值范围为010x ≤≤(x 为整数)(2)32元(3)每月用于购进这种玩具的成本需要4200元、4000元、3800元、3600元、3400元、3200元、3000元、2800元、2600元(4)每件玩具的售价定为36或37元时,可使月销售利润最大,最大的月利润是2720元【分析】(1)每件玩具的销售单价上涨x 元时,单件利润为()3020x -+元,销量为()23010x -件,根据总利润等于单件利润乘以销量列式即可;(2)令2520y =,解一元二次方程,根据实际情况对求出的解进行取舍即可;(3)结合(2)中结论可知,当销售单价上涨2、3、4、5、6、7、8、9、10元时,每月获得的利润不低于2520元;(4)将2101302300y x x =-++化为顶点式,结合x 的取值范围即可求出y 的最大值.【详解】(1)解:依题意得:()()2302023010101302300y x x x x =-+-=-++,每件首饰售价不能高于40元,∴3040x +≤,∴010x ≤≤(x 为整数).因此y 与x 的函数关系式为2101302300y x x =-++,x 的取值范围为010x ≤≤,且x 为整数;(2)解:当2520y =时,21013023002520x x -++=,整理得213220x x -+=,解得12x =,211x =,010x ≤≤,∴2x =,当2x =时,30232+=.即每件首饰的售价定为32元时月销售利润恰好为2520元;(3)解:如图,由题可知:当每件玩具的销售单价上涨了2、3、4、5、6、7、8、9、10元,每月获得的利润不低于2520元,对应的销售量为210、200、190、180、170、160、150、140、130,每月用于购进这种玩具的成本需要4200元、4000元、3800元、3600元、3400元、3200元、3000元、2800元、2600元.(4)解: 2101302300y x x =-++,∴()2106527225y x ..=--+.100a =-<,010x ≤≤,且x 取正整数,∴当6x =或7时,y 取最大值,()210765272252720y ..=-⨯-+=最大值,∴每件玩具的售价定为:30636+=(元)或30737+=(元).即每件玩具的售价定为36或37元时,可使月销售利润最大,最大的月利润是2720元.一、解答题(1)若5ABC S = ,求a 的值;(2)若1a =,过点P 作直线垂直于x 轴,交的坐标;(3)直线AP 交y 轴于点M ,直线BP 交y 【答案】(1)12(2)4,26P -(,)(3)5【分析】(1)根据12ABC S AB OC =⨯⨯ (2)设点234P x x x --(,),则点Q ((1)求抛物线的解析式;(2)如图,P为线段BC上一动点,过点(1)求证:ABE DEG △∽△.(2)若6AB =,10BC =,①点E 在移动的过程中,求DG 的最大值;②如图2,若点C 恰在直线EF 上,连接DH ,求DGH 的面积.【答案】(1)见解析(2)①DG 最大值256=;②DGH 的面积为2215∠=∠由折叠可知,AEB FEBAEB FEB DEG HEG ∠+∠+∠+∠AEB DEG∴∠+∠=︒,90四边形ABCD是矩形,∴∠=∠=∠+∠=A D AEB ABE90∴∠=∠,ABE DEG∽.ABE DEG∴∠=∠,由折叠可知AEB FEB ,AD BC∥∴∠=∠,AEB EBCFEB EBC∴∠=∠,∴==,10CE CB点C在直线EF上,411025OD DH ∴==,2283OG DG OD ⎛⎫∴=-= ⎪⎝⎭1142215DGH S OG DH ∴=⨯⋅= 【点睛】本题属于相似形综合题,考查了矩形的性质,相似三角形的判定和性质,解直角三。
二次函数-高考数学复习

PART3Fra bibliotek微专题 3
一元二次方程根的分布
目录
解决由一元二次方程根的分布情况,确定方程中系数的取值范围
问题,主要从以下三个方面建立关于系数的不等式(组)进行求解:
(1)判别式Δ的符号;
(2)对称轴 x =- 与所给区间的位置关系;
2
(3)区间端点处函数值的符号.
一元二次方程根的分布问题,类型较多,情况较复杂,但
+2) x + c ,
因为 g ( x )为偶函数,所以 g (- x )= g ( x ),
即 x 2-( b +2) x + c = x 2+( b +2) x + c ,可得 b =-2,
所以 f ( x )= x 2-2 x + c ,图象开口向上,对称轴为直线 x =1.
若选条件①,因为函数 f ( x )在区间[-2,2]上的最大值为5,所以 f
A. [-6,2]
B. [—6,1]
C. [0,2]
D. [0,1]
)
解析: 函数 f ( x )=-2 x 2+4 x 的对称轴为直线 x =1,则 f
( x )在[-1,1]上单调递增,在[1,2]上单调递减,∴ f ( x )max
= f (1)=2, f ( x )min= f (-1)=-2-4=-6,即 f ( x )的
∴ f ( x )=-4 −
1 2
+8=-1,解得 a =-4,
2
1 2
+8=-4 x 2+4 x +7.
2
法三(利用二次函数的零点式)
由已知 f ( x )+1=0的两根为 x 1=
2, x 2=-1,
故可设 f ( x )+1= a ( x -2)( x +1)( a ≠0),
高考数学专题《二次函数与一元二次方程、不等式》习题含答案解析

专题2.3 二次函数与一元二次方程、不等式1.(浙江高考真题)已知a ,b ,c ∈R ,函数f (x )=ax 2+bx +c .若f (0)=f (4)>f (1),则( ) A .a >0,4a +b =0 B .a <0,4a +b =0 C .a >0,2a +b =0 D .a <0,2a +b =0【答案】A 【解析】由已知得f (x )的图象的对称轴为x =2且f (x )先减后增,可得选项. 【详解】由f (0)=f (4),得f (x )=ax 2+bx +c 图象的对称轴为x =-2ba=2,∴4a +b =0, 又f (0)>f (1),f (4)>f (1),∴f (x )先减后增,于是a >0, 故选:A.2.(2021·全国高三专题练习(文))已知函数42()f x x x =-,则错误的是( )A .()f x 的图象关于y 轴对称B .方程()0f x =的解的个数为2C .()f x 在(1,)+∞上单调递增D .()f x 的最小值为14-【答案】B 【解析】结合函数的奇偶性求出函数的对称轴,判断A ,令()0f x =,求出方程的解的个数,判断B ,令2t x =,2211()()24g t t t t =-=--,从而判断C ,D 即可.【详解】42()f x x x =-定义域为R ,显然关于原点对称,又()()4242()f x x x x x -=---=-()f x =,所以()y f x =是偶函数,关于y 轴对称,故选项A 正确. 令()0f x =即2(1)(1)0x x x +-=,解得:0x =,1,1-,函数()f x 有3个零点,故B 错误;练基础令2t x =,2211()()24g t t t t =-=--,1x >时, 函数2t x =,2()g t t t =-都为递增函数,故()f x 在(1,)+∞递增,故C 正确;由12t =时,()g t 取得最小值14-,故()f x 的最小值是14-,故D 正确.故选:B .3.(2021·北京高三其他模拟)设x ∈R ,则“2560x x -+<”是“|2|1x -<”的( ) A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件【答案】A 【解析】分别解出两个不等式的解集,比较集合的关系,从而得到两命题的逻辑关系. 【详解】2560x x -+<23x ⇒<<;|2|1x -<13x ⇒<<;易知集合()2,3是()1,3的真子集,故是充分不必要条件. 故选:A.4.(2021·全国高三月考)已知函数2()f x x bx c =-++,则“02b f f ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭”是“方程()0f x =有两个不同实数解且方程(())0f f x =恰有两个不同实数解”的( ) A .充要条件 B .充分不必要条件 C .必要不充分条件 D .既不充分也不必要条件【答案】C 【解析】根据二次函数的图象与性质,求得(())02bf f >,反之若()0f t =有两个正根12t t <,当12max ()t t f x <<,得到方程(())0f f x =恰有四个不同实数解,结合充分条件、必要条件的判定方法,即可求解. 【详解】由2()f x x bx c =-++表示开口向下的抛物线,对称轴的方程为2b x =,要使得方程()0f x =有两个不同实数,只需()02bf >,要使得方程(())0f f x =恰有两个不同实数解,设两解分别为12,x x ,且12x x <, 则满足1max 2()x f x x <<,因为12(,)x x x ∈时,()0f x >,所以(())02b f f >,所以必要性成立; 反之,设()02b t f =>,即()0f t >,当()0f t =有两个正根,且满足12t t <,若12max ()t t f x <<, 此时方程(())0f f x =恰有四个不同实数解,所以充分性不成立.所以“02b f f ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭”是“方程()0f x =有两个不同实数解且方程(())0f f x =恰有两个不同实数解”的必要不充分条件. 故选:C.5.(2021·全国高三专题练习)若当x ∈(1,2)时,函数y =(x -1)2的图象始终在函数y =log a x 的图象的下方,则实数a 的取值范围是___________. 【答案】1<a ≤2. 【解析】在同一个坐标系中画出两个函数的图象,结合图形,列出不等式组,求得结果. 【详解】如图,在同一平面直角坐标系中画出函数y =(x -1)2和y =log a x 的图象.由于当x ∈(1,2)时,函数y =(x -1)2的图象恒在函数y =log a x 的图象的下方,则1log 21aa >⎧⎨⎩,解得1<a ≤2.故答案为:1<a ≤2.6.(2020·山东省微山县第一中学高一月考)若不等式220ax x a ++<对任意x ∈R 恒成立,则实数a 的取值范围是_________.【答案】(,1)-∞- 【解析】∵不等式220ax x a ++<对任意x ∈R 恒成立, ∴函数22y ax x a =++的图象始终在x 轴下方,∴2440a a <⎧⎨∆=-<⎩,解得1a <-, 故答案为:(,1)-∞-.7.(2021·全国高三专题练习)已知当()0,x ∈+∞时,不等式9x -m ·3x +m +1>0恒成立,则实数m 的取值范围是________.【答案】(,2-∞+ 【解析】先换元3x =t ,()1,t ∈+∞,使f (t )=t 2-mt +m +1>0在()1,t ∈+∞上恒成立,再利用二次函数图象特征列限定条件,计算求得结果即可. 【详解】令3x =t ,当()0,x ∈+∞时,()1,t ∈+∞,则f (t )=t 2-mt +m +1>0在()1,t ∈+∞上恒成立,即函数在()1,t ∈+∞的图象在x 轴的上方,而判别式()()224144m m m m ∆=--+=--,故2440m m ∆=--<或()0121110m f m m ∆≥⎧⎪⎪≤⎨⎪=-++≥⎪⎩,解得2m <+故答案为:(,2-∞+.8.(2021·浙江高一期末)已知函数2()1(0)f x ax x a =-+≠,若任意1x 、2[1,)x ∈+∞且12x x ≠,都有()()12121f x f x x x ->-,则实数a 的取值范围是___________.【答案】[)1,+∞ 【解析】本题首先可令12x x >,将()()12121f x f x x x ->-转化为()()1122f x x f x x ->-,然后令()()g x f x x =-,通过函数单调性的定义得出函数()g x 在[1,)+∞上是增函数,最后分为0a =、0a ≠两种情况进行讨论,结合二次函数性质即可得出结果. 【详解】因为任意1x 、2[1,)x ∈+∞且12x x ≠,都有()()12121f x f x x x ->-,所以令12x x >,()()12121f x f x x x ->-即()()1212f x f x x x ->-,()()1122f x x f x x ->-,令()()221g x f x x ax x =-=-+,则函数()g x 在[1,)+∞上是增函数, 若0a =,则()21g x x =-+,显然不成立;若0a ≠,则0212a a>⎧⎪-⎨-≤⎪⎩,解得1a ≥,综合所述,实数a 的取值范围是[)1,+∞, 故答案为:[)1,+∞.9.(2021·四川成都市·高三三模(理))已知函数21,0()2,0x x f x x x x --≤⎧=⎨-+>⎩,若()()12f x f x =,且12x x ≠,则12x x -的最大值为________. 【答案】134【解析】由()()12f x f x =得,212221x x x =--,把12x x -转化为212212231x x x x x x -=-=-++,利用二次函数求最值. 【详解】()y f x =的图像如图示:不妨令12x x <,由图像可知,10x ≤,20x >由()()22121221221221f x f x x x x x x x =⇒--=-+⇒=--,由212212231x x x x x x -=-=-++ 当232x =时,12max134x x -=. 故答案为:134. 10.(2021·浙江高一期末)已知函数2()24f x kx x k =-+.(Ⅰ)若函数()f x 在区间[2,4]上单调递减,求实数k 的取值范围; (Ⅱ)[2,4]x ∀∈,()0f x ≥恒成立,求实数k 的取值范围. 【答案】(Ⅰ)1(,]4-∞;(Ⅱ)1[,)2+∞ 【解析】(Ⅰ)由题意讨论0k =,0k >与0k <三种情况,求出函数的对称轴,结合区间,列不等式求解;(Ⅱ)利用参变分离法得24k x x≥+在[2,4]上恒成立,令4()f x x x =+,根据单调性,求解出最值,即可得k 的取值范围. 【详解】(Ⅰ)当0k =时,()2f x x =-,在区间[2,4]上单调递减,符合题意;当0k >时,对称轴为1x k,因为()f x 在区间[2,4]上单调递减,所以14k ≥,得14k ≤,所以104k <≤;当0k <时,函数()f x 在区间[2,4]上单调递减,符合题意,综上,k 的取值范围为1(,]4-∞.(Ⅱ)[2,4]x ∀∈,()0f x ≥恒成立,即[2,4]x ∀∈,22244x k x x x≥=++恒成立,令4()f x x x=+,可知函数()f x 在[2,4]上单调递增,所以()4f x ≥,所以max 2142x x ⎛⎫ ⎪= ⎪⎪+⎝⎭,所以12k ≥,故k 的取值范围为1[,)2+∞1.(2020·山东省高三二模)已知函数()()21f x x m x m =+--,若()()0f f x 恒成立,则实数m 的范围是( )A .3,3⎡--+⎣B .1,3⎡--+⎣C .[]3,1- D .3⎡⎤-+⎣⎦【答案】A 【解析】()()()()211f x x m x m x m x =+--=-+,(1)1m >-,()()0ff x ≥恒成立等价于()f x m ≥或()1f x ≤-恒成立,即()()21f x x m x m m =+--≥或()()211f x x m x m =+--≤-(不合题意,舍去)恒成立;即01m ∆≤⎧⎨>-⎩,解得(1,3m ∈--+, (2)1m =-恒成立,符合题意; (3)1m <-,()()0ff x ≥恒成立等价于()f x m ≤(不合题意,舍去)或()1f x ≥-恒成立,等价于1m ∆≤⎧⎨<-⎩,解得[)3,1m ∈--. 综上所述,3,3m ⎡∈--+⎣,故选:A.2.(2021·浙江高三二模)已知()22f x x x =-,对任意的1x ,[]20,3x ∈.方程练提升()()()()12f x f x f x f x m -+-=在[]0,3上有解,则m 的取值范围是( )A .[]0,3B .[]0,4C .{}3D .{}4【答案】D 【解析】对任意的1x ,[]20,3x ∈.方程()()()()12f x f x f x f x m -+-=在[]0,3上有解,不妨取取()11f x =-,()23f x =,方程有解m 只能取4,则排除其他答案.【详解】2()(1)1f x x =--,[0,3]x ∈,则min ()1f x =-,max ()3f x =.要对任意的1x ,[]20,3x ∈.方程()()()()12f x f x f x f x m -+-=在[]0,3上都有解, 取()11f x =-,()23f x =,此时,任意[0,3]x ∈,都有()()()()124m f x f x f x f x =-+-=, 其他m 的取值,方程均无解,则m 的取值范围是{}4. 故选:D.3.(2020·浙江省高三二模)已知函数()321,020a x x f x x ax x ⎧-≤⎪=⎨-+->⎪⎩的图象经过三个象限,则实数a 的取值范围是________. 【答案】2a <或3a >. 【解析】当0x ≤时,3()||11f x a x =-≤-,此时函数图象经过第三象限,当02x <<时,2()(1)2f x x a x =-++,此时函数图象恒经过第一象限,当2[(1)]40a =--->且10a +>,即3a >时,函数图像经过第一、四象限,当2x ≥时,2()(1)2f x x a x =---,此时函数图象恒经过第一象限,当(2)0f <,即2a >时,函数图像经过第一、四象限, 综上所述:2a <或3a >.4.(2020·陕西省西安中学高三其他(理))记{},max ,,,m m nm n n m n ≥⎧=⎨<⎩函数{}22()max 44(1),ln (1)f x x ax a x a =-+--<有且只有一个零点,则实数a 的取值范围是_________.【答案】12a < 【解析】令()()2244(1)0g x x ax a x =-+-->,因为1a <,则()2(1)651(5)0ln1g a a a a =-+-=---<=,所以(1)ln10f ==,即1是函数()f x 的零点, 因为函数()g x 的对称轴为122a x =<, 所以根据题意,若函数()f x 有且只有一个零点,则二次函数()g x 没有零点,22(4)16(1)0a a ∆=--<,解得12a <. 故答案为:12a <5.(2021·浙江高三专题练习)已知函数()21,()2f x x x a b a b R =+-+∈,若[1,1]x ∈-时,()1f x ≤,则12a b +的最大值是___________. 【答案】12- 【解析】根据函数()21,()2f x x x a b a b R =+-+∈,分1a >,1a <-和11a -≤≤三种情况讨论,分别求得其最大值,即可求解. 【详解】由题意,函数()21,()2f x x x a b a b R =+-+∈, 当1a >时,()211,[1,1]22f x x x a b x =-++∈-,因为() 1f x ≤,可得(1)11()14f f -≤⎧⎪⎨≥-⎪⎩,所以1122115216a b a b ⎧+≤-⎪⎪⎨⎪+≥-⎪⎩,所以15111622a b -≤+≤-; 当1a <-时,()211,[1,1]22f x x x a b x =+-+∈-,因为()1f x ≤,可得()max 11(1)1122f x f a b ==+-+≤, 所以1122b a ≤-,所以113222a b a +=-≤-;当11a -≤≤时,()21,[1,1]2f x x x a b x =+-+∈-,由()1f x ≤知,()max (1)1112f f x a b =+--+=, 因为11a -≤≤,所以10a --≤,所以()max (1)1112f f x a b =+--+=,所以1122a b +≤-,综上可得,12a b +的最大值是12-.故答案为:12-6.(2021·浙江高三期末)已知函数()()21sin sin ,22bf x x x a a b R =+-+∈,若对于任意x ∈R ,均有()1f x ≤,则+a b 的最大值是___________.【答案】1- 【解析】首先讨论1a ≥、1a ≤-时()f x 的最值情况,由不等式恒成立求+a b 的范围,再讨论11a -<<并结合()f x 的单调情况求+a b 的范围,最后取它们的并集即可知+a b 的最大值. 【详解】当sin a x ≥时,211()(sin )4216a b f x x +=-+-, 当sin a x <时,211()(sin )4216b a f x x -=++-,令sin [1,1]t x =∈-,则()()2211,4216{11(),()4216a b t a t g t b a t a t +⎛⎫-+-≥ ⎪⎝⎭=-++-<∴当1a ≥时,14t =有min 1()216a b g t +=-;1t =-有max 3()22a b g t +=+; 由x ∈R 有()1f x ≤,有131121622a b a b ++-≤-<+≤,故1518a b -≤+≤-; 当1a ≤-时,14t =-有min 1()216b a g t -=-;1t =有max 3()22b a g t -=+; 由x ∈R 有()1f x ≤,有131121622b a b a ---≤-<+≤,故1518b a -≤-≤-,即3a b +≤-; 当11a -<<时,()2211(),(1)4216{11,(1)4216a b t t a g t b a t a t +-+--<<=-⎛⎫++-≤< ⎪⎝⎭, ∴1(1,)4a ∈--:()g t 在(1,)a -上递减,1[,)4a -上递减,1[,1]4-上递增; 11[,]44a ∈-:()g t 在(1,)a -上递减,[,1)a 上递增;1(,1)4a ∈:()g t 在1(1,]4-上递减,1[,)4a 上递增,[,1)a 上递增;∴综上,()g t 在(1,1)-上先减后增,则(1)1(1)1g g ≤⎧⎨-≤⎩,可得1a b +≤-∴1a b +≤-恒成立,即+a b 的最大值是-1. 故答案为:1-.7.(2020·武汉外国语学校(武汉实验外国语学校)高一期中)已知函数2()3(,)f x ax bx a b R =++∈,且()0f x ≤的解集为[1,3].(1)求()f x 的解析式;(2)设()()41xh x f x x =+-,在定义域范围内若对于任意的12x x ,,使得()()12h x h x M -≤恒成立,求M 的最小值.【答案】(1)2()43f x x x =-+;(2)2. 【解析】(1)代入方程的根,求得参数值.(2)使不等式恒成立,根据函数单调性求得函数的最值,从而求得参数的值. 【详解】 解:(1)由题意(1)30(3)9330f a b f a b =++=⎧⎨=++=⎩解得14a b =⎧⎨=-⎩2()43f x x x ∴=-+(2)由题意max ()()min M h x h x -2(),2xh x x R x =∈+ 当0()0x h x ==当10()2x h x x x≠=+, 令2()g x x x=+,当0,()22x g x>,当x =当0,()x g x <≤-x =()(,)g x ∴∈-∞-⋃+∞(),00,(0)44h x x ⎡⎫⎛∈-⋃≠⎪ ⎢⎪⎣⎭⎝⎦综上,()44h x ⎡∈-⎢⎣⎦2442M⎛∴--= ⎝⎭min 2M ∴=8.(2021·浙江高一期末)设函数()()2,f x x ax b a b R =-+∈. (1)若()f x 在区间[]0,1上的最大值为b ,求a 的取值范围; (2)若()f x 在区间[]1,2上有零点,求2244a b b +-的最小值. 【答案】(1)[)1,+∞;(2)45. 【解析】(1)对实数a 的取值进行分类讨论,分析函数()f x 在区间[]0,1上的单调性,求得()max f x ,再由()max f x b =可求得实数a 的取值范围;(2)设函数()f x 的两个零点为1x 、2x ,由韦达定理化简()22222221222222241414144a x x x x x x b b x +-=+⎛⎫=+-- ⎪++⎝⎭,设()22224124g x x =⎛⎫+- ⎪⎝⎭,由[]21,2x ∈结合不等式的基本性质求出()2g x 的最小值,即为所求. 【详解】(1)二次函数()2f x x ax b =-+的图象开口向上,对称轴为直线2a x =. ①当02a≤时,即当0a ≤时,函数()f x 在区间[]0,1上单调递增,则()()max 11f x f a b ==-+; ②当012a <<时,即当02a <<时,函数()f x 在0,2a ⎡⎫⎪⎢⎣⎭上单调递减,在,12a ⎛⎤⎥⎝⎦上单调递增, ()0f b =,()11f a b =-+,所以,(){}max 1,01max ,1,12a b a f x b a b b a -+<<⎧=-+=⎨≤<⎩;③当12a≥时,即当2a ≥时,函数()f x 在区间[]0,1上单调递减,则()()max 0f x f b ==.综上所述,()max 1,1,1a b a f x b a -+<⎧=⎨≥⎩.所以,当()f x 在区间[]0,1上的最大值为b ,实数a 的取值范围是[)1,+∞; (2)设函数()f x 的两个零点为1x 、2x ,由韦达定理可得1212x x ax x b+=⎧⎨=⎩,所以,()()22222222222212121211221212122444424142a b b x x x x x x x x x x x x x x x x x +-=++-=-++=+-+()222222222212222222241414141x x x x x x x x x x ⎛⎫=+-+-≥- ⎪+++⎝⎭, 设()242222222222422222444144141124x x g x x x x x x x =-===++⎛⎫++- ⎪⎝⎭, 由212x ≤≤可得221114x ≤≤,所以,()2222445124g x x =≥⎛⎫+- ⎪⎝⎭.此时,21x =,由212241x x x =+可得115x =. 所以,当115x =,21x =时,2244a b b +-取最小值45. 9.(2020·全国高一单元测试)已知函数f (x )=9x ﹣a ⋅3x +1+a 2(x ∈[0,1],a ∈R ),记f (x )的最大值为g (a ).(Ⅰ)求g (a )解析式;(Ⅱ)若对于任意t ∈[﹣2,2],任意a ∈R ,不等式g (a )≥﹣m 2+tm 恒成立,求实数m 的范围.【答案】(Ⅰ)g (a )=22499,3431,3a a a a a a ⎧-+≤⎪⎪⎨⎪-+>⎪⎩;(Ⅱ)m ≤﹣52或m ≥52.【解析】(Ⅰ)令u =3x ∈[1,3],得到f (x )=h (u )=u 2﹣3au +a 2,分类讨论即可求出, (Ⅱ)先求出g (a )min =g (32)=﹣54,再根据题意可得﹣m 2+tm ≤﹣54,利用函数的单调性即可求出.【详解】解:(Ⅰ)令u =3x ∈[1,3],则f (x )=h (u )=u 2﹣3au +a 2. 当32a≤2,即a ≤43时,g (a )=h (u )min =h (3)=a 2﹣9a +9; 当322a>,即a >43时,g (a )=h (u )min =h (1)=a 2﹣3a +1; 故g (a )=22499,3431,3a a a a a a ⎧-+≤⎪⎪⎨⎪-+>⎪⎩;(Ⅱ)当a≤43时,g (a )=a 2﹣9a +9,g (a )min =g (43)=﹣119;当a 43>时,g (a )=a 2﹣3a +1,g (a )min =g (32)=﹣54;因此g (a )min =g (32)=﹣54;对于任意任意a ∈R ,不等式g (a )≥﹣m 2+tm 恒成立等价于﹣m 2+tm ≤﹣54. 令h (t )=mt ﹣m 2,由于h (t )是关于t 的一次函数,故对于任意t ∈[﹣2,2]都有h (t )≤﹣54等价于5(2)45(2)4h h ⎧-≤-⎪⎪⎨⎪≤-⎪⎩,即2248504850m m m m ⎧+-≥⎨--≥⎩, 解得m ≤﹣52或m ≥52. 10.(2021·全国高一课时练习)已知函数()22(0)f x ax ax b a =-+>,在区间[]0,3上有最大值16,最小值0.设()()f xg x x=. (1)求()g x 的解析式;(2)若不等式()22log log 0g x k x -⋅≥在[]4,16上恒成立,求实数k 的取值范围;【答案】(1)()148g x x x ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭(0)x ≠;(2)(,1]-∞. 【解析】(1)由二次函数的性质知()f x 在0,1上为减函数,在()1,3上为增函数,结合其区间的最值,列方程组求,a b ,即可写出()g x 解析式; (2)由题设得222184()4log log k x x≤-+在[]4,16x ∈上恒成立,即k 只需小于等于右边函数式的最小值即可. 【详解】(1)∵()2(1)f x a x b a =-+-(0a >),即()f x 在0,1上为减函数,在()1,3上为增函数.又在[]0,3上有最大值16,最小值0,∴(1)0f b a =-=,(3)316f a b =+=,解得4a b ==, ∴()148g x x x ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭(0)x ≠; (2)∵()22log log 0g x k x -≥∴22214log 8log log x k x x ⎛⎫+-≥ ⎪⎝⎭,由[]4,16x ∈,则[]2log 2,4x ∈, ∴222221814()44(1)log log log k x x x ≤-+=-,设21log t x =,11,42t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦, ∴()24(1)h t t =-在11,42⎡⎤⎢⎥⎣⎦上为减函数,当12t =时,()h t 最小值为1,∴1k ≤,即(,1]k ∈-∞.1.(浙江省高考真题)若函数()2f x =x ax b ++在区间[0,1]上的最大值是M,最小值是m,则M m -的值( )A .与a 有关,且与b 有关B .与a 有关,但与b 无关C .与a 无关,且与b 无关D .与a 无关,但与b 有关练真题【答案】B 【解析】因为最值在2(0),(1)1,()24a a fb f a b f b ==++-=-中取,所以最值之差一定与b 无关,选B .2.(2018·浙江高考真题)已知λ∈R,函数f (x )={x −4,x ≥λx 2−4x +3,x <λ,当λ=2时,不等式f (x )<0的解集是___________.若函数f (x )恰有2个零点,则λ的取值范围是___________. 【答案】 (1,4) (1,3]∪(4,+∞) 【解析】由题意得{x ≥2x −4<0 或{x <2x 2−4x +3<0 ,所以2≤x <4或1<x <2,即1<x <4,不等式f (x )<0的解集是(1,4),当λ>4时,f(x)=x −4>0,此时f(x)=x 2−4x +3=0,x =1,3,即在(−∞,λ)上有两个零点;当λ≤4时,f(x)=x −4=0,x =4,由f(x)=x 2−4x +3在(−∞,λ)上只能有一个零点得1<λ≤3.综上,λ的取值范围为(1,3]∪(4,+∞).3.(北京高考真题)已知0x ≥,0y ≥,且1x y +=,则22x y +的取值范围是_____.【答案】1[,1]2【解析】试题分析:22222(1)221,[0,1]x y x x x x x +=+-=-+∈,所以当01x =或时,取最大值1;当12x =时,取最小值12.因此22x y +的取值范围为1[,1]2.4.(2018·天津高考真题(理))已知0a >,函数222,0,()22,0.x ax a x f x x ax a x ⎧++≤=⎨-+->⎩若关于x 的方程()f x ax=恰有2个互异的实数解,则a 的取值范围是______________.【答案】(48),【解析】分析:由题意分类讨论0x ≤和0x >两种情况,然后绘制函数图像,数形结合即可求得最终结果. 详解:分类讨论:当0x ≤时,方程()f x ax =即22x ax a ax ++=, 整理可得:()21x a x =-+,很明显1x =-不是方程的实数解,则21x a x =-+,当0x >时,方程()f x ax =即222x ax a ax -+-=, 整理可得:()22x a x =-,很明显2x =不是方程的实数解,则22x a x =-,令()22,01,02x x x g x x x x ⎧-≤⎪⎪+=⎨⎪>⎪-⎩, 其中211211x x x x ⎛⎫-=-++- ⎪++⎝⎭,242422x x x x =-++-- 原问题等价于函数()g x 与函数y a =有两个不同的交点,求a 的取值范围. 结合对勾函数和函数图象平移的规律绘制函数()g x 的图象, 同时绘制函数y a =的图象如图所示,考查临界条件, 结合0a >观察可得,实数a 的取值范围是()4,8.5.(2020·江苏省高考真题)已知关于x 的函数(),()y f x y g x ==与()(,)h x kx b k b =+∈R 在区间D 上恒有()()()f x h x g x ≥≥.(1)若()()222 2()f x x x g x x x D =+=-+=∞-∞+,,,,求h (x )的表达式; 【答案】(1)()2h x x =; 【解析】(1)由题设有2222x x kx b x x -+≤+≤+对任意的x ∈R 恒成立. 令0x =,则00b ≤≤,所以0b =.因此22kx x x ≤+即()220x k x +-≥对任意的x ∈R 恒成立,所以()220k ∆=-≤,因此2k =. 故()2h x x =.6.(浙江省高考真题(文))设函数2(),(,)f x x ax b a b R =++∈.(1)当214a b时,求函数()f x 在[1,1]-上的最小值()g a 的表达式; (2)已知函数()f x 在[1,1]-上存在零点,021b a ≤-≤,求b 的取值范围.【答案】(1)222,2,4(){1,22,2,24a a a g a a a a a ++≤-=-<≤-+>;(2)[3,9--【解析】 (1)当214a b时,2()()12a f x x =++,故其对称轴为2a x =-. 当2a ≤-时,2()(1)24a g a f a ==++.当22a -<≤时,()()12a g a f =-=.当2a >时,2()(1)24a g a f a =-=-+.综上,222,2,4(){1,22,2,24a a a g a a a a a ++≤-=-<≤-+>(2)设,s t 为方程()0f x =的解,且11t -≤≤,则{s t ast b+=-=.由于021b a ≤-≤,因此212(11)22t ts t t t --≤≤-≤≤++. 当01t ≤≤时,222222t t t b t t --≤≤++, 由于222032t t --≤≤+和212932t t t --≤≤-+所以293b -≤≤-当10t -≤≤时,222222t t t b t t --≤≤++, 由于22202t t --≤<+和2302t t t --≤<+,所以30b -≤<.综上可知,b 的取值范围是[3,9--.。
【数学】数学二次函数的专项培优 易错 难题练习题含答案
一、二次函数真题与模拟题分类汇编(难题易错题)1.(6分)(2015•牡丹江)如图,抛物线y=x2+bx+c经过点A(﹣1,0),B(3,0).请解答下列问题:(1)求抛物线的解析式;(2)点E(2,m)在抛物线上,抛物线的对称轴与x轴交于点H,点F是AE中点,连接FH,求线段FH的长.注:抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴是x=﹣.【答案】(1)y=-2x-3;(2).【解析】试题分析:(1)把A,B两点坐标代入,求待定系数b,c,进而确定抛物线的解析式;(2)连接BE,点F是AE中点,H是AB中点,则FH为三角形ABE的中位线,求出BE的长,FH就知道了,先由抛物线解析式求出点E坐标,根据勾股定理可求BE,再根据三角形中位线定理求线段HF的长.试题解析:(1)∵抛物线y=x2+bx+c经过点A(﹣1,0),B(3,0),∴把A,B两点坐标代入得:,解得:,∴抛物线的解析式是:y=-2x-3;(2)∵点E(2,m)在抛物线上,∴把E点坐标代入抛物线解析式y=-2x-3得:m=4﹣4﹣3=﹣3,∴E(2,﹣3),∴BE==.∵点F是AE中点,点H是抛物线的对称轴与x轴交点,即H为AB的中点,∴FH是三角形ABE的中位线,∴FH=BE=×=.∴线段FH的长.考点:1.待定系数法求抛物线的解析式;2.勾股定理;3.三角形中位线定理.2.如图,抛物线y=x2﹣mx﹣(m+1)与x轴负半轴交于点A(x1,0),与x轴正半轴交于点B(x2,0)(OA<OB),与y轴交于点C,且满足x12+x22﹣x1x2=13.(1)求抛物线的解析式;(2)以点B为直角顶点,BC为直角边作Rt△BCD,CD交抛物线于第四象限的点E,若EC =ED,求点E的坐标;(3)在抛物线上是否存在点Q,使得S△ACQ=2S△AOC?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,说明理由.【答案】(1)y=x2﹣2x﹣3;(2)E 113+113+3)点Q的坐标为(﹣3,12)或(2,﹣3).理由见解析.【解析】【分析】(1)由根与系数的关系可得x1+x2=m,x1•x2=﹣(m+1),代入x12+x22﹣x1x2=13,求出m1=2,m2=﹣5.根据OA<OB,得出抛物线的对称轴在y轴右侧,那么m=2,即可确定抛物线的解析式;(2)连接BE、OE.根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半得出BE=12CD=CE.利用SSS证明△OBE≌△OCE,得出∠BOE=∠COE,即点E在第四象限的角平分线上,设E点坐标为(m,﹣m),代入y=x2﹣2x﹣3,求出m的值,即可得到E点坐标;(3)过点Q作AC的平行线交x轴于点F,连接CF,根据三角形的面积公式可得S△ACQ=S△ACF.由S△ACQ=2S△AOC,得出S△ACF=2S△AOC,那么AF=2OA=2,F(1,0).利用待定系数法求出直线AC的解析式为y=﹣3x﹣3.根据AC∥FQ,可设直线FQ的解析式为y=﹣3x+b,将F(1,0)代入,利用待定系数法求出直线FQ的解析式为y=﹣3x+3,把它与抛物线的解析式联立,得出方程组22333y x xy x⎧=--⎨=-+⎩,求解即可得出点Q的坐标.【详解】(1)∵抛物线y=x2﹣mx﹣(m+1)与x轴负半轴交于点A(x1,0),与x轴正半轴交于点B(x2,0),∴x1+x2=m,x1•x2=﹣(m+1),∵x12+x22﹣x1x2=13,∴(x1+x2)2﹣3x1x2=13,∴m2+3(m+1)=13,即m2+3m﹣10=0,解得m1=2,m2=﹣5.∵OA <OB ,∴抛物线的对称轴在y 轴右侧,∴m =2,∴抛物线的解析式为y =x 2﹣2x ﹣3;(2)连接BE 、OE .∵在Rt △BCD 中,∠CBD =90°,EC =ED ,∴BE =12CD =CE . 令y =x 2﹣2x ﹣3=0,解得x 1=﹣1,x 2=3,∴A (﹣1,0),B (3,0),∵C (0,﹣3),∴OB =OC ,又∵BE =CE ,OE =OE ,∴△OBE ≌△OCE (SSS ),∴∠BOE =∠COE ,∴点E 在第四象限的角平分线上,设E 点坐标为(m ,﹣m ),将E (m ,﹣m )代入y =x 2﹣2x ﹣3,得m =m 2﹣2m ﹣3,解得m =113±, ∵点E 在第四象限,∴E 点坐标为(113+,﹣113+); (3)过点Q 作AC 的平行线交x 轴于点F ,连接CF ,则S △ACQ =S △ACF .∵S △ACQ =2S △AOC ,∴S△ACF=2S△AOC,∴AF=2OA=2,∴F(1,0).∵A(﹣1,0),C(0,﹣3),∴直线AC的解析式为y=﹣3x﹣3.∵AC∥FQ,∴设直线FQ的解析式为y=﹣3x+b,将F(1,0)代入,得0=﹣3+b,解得b=3,∴直线FQ的解析式为y=﹣3x+3.联立22333y x xy x⎧=--⎨=-+⎩,解得113 12x y =-⎧⎨=⎩,2223xy=⎧⎨=-⎩,∴点Q的坐标为(﹣3,12)或(2,﹣3).【点睛】本题是二次函数综合题,其中涉及到一元二次方程根与系数的关系,求二次函数的解析式,直角三角形的性质,全等三角形的判定与性质,二次函数图象上点的坐标特征,三角形的面积,一次函数图象与几何变换,待定系数法求直线的解析式,抛物线与直线交点坐标的求法,综合性较强,难度适中.利用数形结合与方程思想是解题的关键.3.如图,在平面直角坐标系中,∠ACB=90°,OC=2OB,tan∠ABC=2,点B的坐标为(1,0).抛物线y=﹣x2+bx+c经过A、B两点.(1)求抛物线的解析式;(2)点P是直线AB上方抛物线上的一点,过点P作PD垂直x轴于点D,交线段AB于点E,使PE=12DE.①求点P的坐标;②在直线PD上是否存在点M,使△ABM为直角三角形?若存在,求出符合条件的所有点M的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)y=﹣x2﹣3x+4;(2)①P(﹣1,6),②存在,M(﹣1,11)或(﹣1,3﹣11)或(﹣1,﹣1)或(﹣1,132). 【解析】【分析】 (1)先根据已知求点A 的坐标,利用待定系数法求二次函数的解析式;(2)①先得AB 的解析式为:y=-2x+2,根据PD ⊥x 轴,设P (x ,-x 2-3x+4),则E (x ,-2x+2),根据PE=12DE ,列方程可得P 的坐标; ②先设点M 的坐标,根据两点距离公式可得AB ,AM ,BM 的长,分三种情况:△ABM 为直角三角形时,分别以A 、B 、M 为直角顶点时,利用勾股定理列方程可得点M 的坐标.【详解】解:(1)∵B (1,0),∴OB=1,∵OC=2OB=2,∴C (﹣2,0),Rt △ABC 中,tan ∠ABC=2,∴AC 2BC =, ∴AC 23=, ∴AC=6, ∴A (﹣2,6), 把A (﹣2,6)和B (1,0)代入y=﹣x 2+bx+c 得:42610b c b c --+=⎧⎨-++=⎩, 解得:34b c =-⎧⎨=⎩, ∴抛物线的解析式为:y=﹣x 2﹣3x+4;(2)①∵A (﹣2,6),B (1,0),∴AB 的解析式为:y=﹣2x+2,设P (x ,﹣x 2﹣3x+4),则E (x ,﹣2x+2),∵PE=12DE , ∴﹣x 2﹣3x+4﹣(﹣2x+2)=12(﹣2x+2), ∴x=-1或1(舍),∴P (﹣1,6);②∵M在直线PD上,且P(﹣1,6),设M(﹣1,y),∵B(1,0),A(﹣2,6)∴AM2=(﹣1+2)2+(y﹣6)2=1+(y﹣6)2,BM2=(1+1)2+y2=4+y2,AB2=(1+2)2+62=45,分三种情况:i)当∠AMB=90°时,有AM2+BM2=AB2,∴1+(y﹣6)2+4+y2=45,解得:y=3,∴M(﹣1,)或(﹣1,3ii)当∠ABM=90°时,有AB2+BM2=AM2,∴45+4+y2=1+(y﹣6)2,∴y=﹣1,∴M(﹣1,﹣1),iii)当∠BAM=90°时,有AM2+AB2=BM2,∴1+(y﹣6)2+45=4+y2,∴y=132,∴M(﹣1,132);综上所述,点M的坐标为:∴M(﹣1,)或(﹣1,3)或(﹣1,﹣1)或(﹣1,132).【点睛】此题是二次函数的综合题,考查了待定系数法求二次函数的解析式,铅直高度和勾股定理的运用,直角三角形的判定等知识.此题难度适中,解题的关键是注意方程思想与分类讨论思想的应用.4.已知,m,n是一元二次方程x2+4x+3=0的两个实数根,且|m|<|n|,抛物线y=x2+bx+c 的图象经过点A(m,0),B(0,n),如图所示.(1)求这个抛物线的解析式;(2)设(1)中的抛物线与x轴的另一个交点为抛物线的顶点为D,求出点C,D的坐标,并判断△BCD的形状;(3)点P是直线BC上的一个动点(点P不与点B和点C重合),过点P作x轴的垂线,交抛物线于点M,点Q在直线BC上,距离点P个单位长度,设点P的横坐标为t,△PMQ的面积为S,求出S与t之间的函数关系式.【答案】(1)223y x x =--;(2)C (3,0),D (1,﹣4),△BCD 是直角三角形;(3)2213(03)2213(03)22t t t S t t t t ⎧-+⎪⎪=⎨⎪-⎪⎩<<<或> 【解析】试题分析:(1)先解一元二次方程,然后用待定系数法求出抛物线解析式;(2)先解方程求出抛物线与x 轴的交点,再判断出△BOC 和△BED 都是等腰直角三角形,从而得到结论;(3)先求出QF=1,再分两种情况,当点P 在点M 上方和下方,分别计算即可. 试题解析:解(1)∵2+430x x +=,∴11x =-,23x =-,∵m ,n 是一元二次方程2+430x x +=的两个实数根,且|m|<|n|,∴m=﹣1,n=﹣3,∵抛物线223y x x =--的图象经过点A (m ,0),B (0,n ),∴10{3b c c -+==-,∴2{3b c =-=-,∴抛物线解析式为223y x x =--;(2)令y=0,则2230x x --=,∴11x =-,23x =,∴C (3,0),∵223y x x =--=2(1)4x --,∴顶点坐标D (1,﹣4),过点D 作DE ⊥y 轴,∵OB=OC=3,∴BE=DE=1,∴△BOC 和△BED 都是等腰直角三角形,∴∠OBC=∠DBE=45°,∴∠CBD=90°,∴△BCD 是直角三角形;(3)如图,∵B (0,﹣3),C (3,0),∴直线BC 解析式为y=x ﹣3,∵点P 的横坐标为t ,PM ⊥x 轴,∴点M 的横坐标为t ,∵点P 在直线BC 上,点M 在抛物线上,∴P (t ,t ﹣3),M (t ,223t t --),过点Q 作QF ⊥PM ,∴△PQF 是等腰直角三角形,∵2,∴QF=1.①当点P 在点M 上方时,即0<t <3时,PM=t ﹣3﹣(223t t --)=23t t -+,∴S=12PM×QF=21(3)2t t -+=21322t t -+,②如图3,当点P 在点M 下方时,即t <0或t >3时,PM=223t t --﹣(t ﹣3)=23t t -,∴S=12PM×QF=12(23t t -)=21322t t -.综上所述,S=2213 (03)22{13 (03)22t t t t t t t 或-+<<-.考点:二次函数综合题;分类讨论.5.如图,菱形ABCD 的边长为20cm ,∠ABC =120°,对角线AC ,BD 相交于点O ,动点P从点A 出发,以4cm /s 的速度,沿A →B 的路线向点B 运动;过点P 作PQ ∥BD ,与AC 相交于点Q ,设运动时间为t 秒,0<t <5.(1)设四边形PQCB 的面积为S ,求S 与t 的关系式;(2)若点Q 关于O 的对称点为M ,过点P 且垂直于AB 的直线l 交菱形ABCD 的边AD (或CD )于点N ,当t 为何值时,点P 、M 、N 在一直线上?(3)直线PN 与AC 相交于H 点,连接PM ,NM ,是否存在某一时刻t ,使得直线PN 平分四边形APMN 的面积?若存在,求出t 的值;若不存在,请说明理由.【答案】(1) S=﹣231003t +0<t <5); (2)307;(3)见解析. 【解析】【分析】(1)如图1,根据S=S △ABC -S △APQ ,代入可得S 与t 的关系式;(2)设PM=x ,则AM=2x ,可得3,计算x 的值,根据直角三角形30度角的性质可得3AM=AO+OM ,列方程可得t 的值; (3)存在,通过画图可知:N 在CD 上时,直线PN 平分四边形APMN 的面积,根据面积相等可得MG=AP ,由AM=AO+OM ,列式可得t 的值.【详解】解:(1)如图1,∵四边形ABCD 是菱形,∴∠ABD=∠DBC=12∠ABC=60°,AC ⊥BD , ∴∠OAB=30°, ∵AB=20, ∴OB=10,AO=103,由题意得:AP=4t ,∴PQ=2t ,AQ=23t ,∴S=S △ABC ﹣S △APQ ,=11··22AC OB PQ AQ -, =111020322322t t ⨯⨯-⨯⨯ , =﹣23t 2+1003(0<t <5);(2)如图2,在Rt △APM 中,AP=4t ,∵点Q 关于O 的对称点为M ,∴OM=OQ ,设PM=x ,则AM=2x ,∴AP=3x=4t ,∴x=3, ∴AM=2PM=3, ∵AM=AO+OM ,∴3=103+103﹣23t , t=307; 答:当t 为307秒时,点P 、M 、N 在一直线上; (3)存在,如图3,∵直线PN 平分四边形APMN 的面积,∴S △APN =S △PMN ,过M 作MG ⊥PN 于G , ∴ 11··22PN AP PN MG = ,∴MG=AP,易得△APH≌△MGH,∴AH=HM=3t,∵AM=AO+OM,同理可知:OM=OQ=103﹣23t,3t=103=103﹣23t,t=30 11.答:当t为3011秒时,使得直线PN平分四边形APMN的面积.【点睛】考查了全等三角形的判定与性质,对称的性质,三角形和四边形的面积,二次根式的化简等知识点,计算量大,解答本题的关键是熟练掌握动点运动时所构成的三角形各边的关系.6.如图①,已知抛物线y=ax2+bx+c的图像经过点A(0,3)、B(1,0),其对称轴为直线l:x=2,过点A作AC∥x轴交抛物线于点C,∠AOB的平分线交线段AC于点E,点P是抛物线上的一个动点,设其横坐标为m.(1)求抛物线的解析式;(2)若动点P在直线OE下方的抛物线上,连结PE、PO,当m为何值时,四边形AOPE 面积最大,并求出其最大值;(3)如图②,F是抛物线的对称轴l上的一点,在抛物线上是否存在点P使△POF成为以点P为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,直接写出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)y=x2-4x+3.(2)当m=52时,四边形AOPE面积最大,最大值为758.(3)P点的坐标为:P1(3+5,15-),P2(352,1+5),P3(5+5,1+5),P4(55-,15-).【解析】分析:(1)利用对称性可得点D的坐标,利用交点式可得抛物线的解析式;(2)设P(m,m2-4m+3),根据OE的解析式表示点G的坐标,表示PG的长,根据面积和可得四边形AOPE的面积,利用配方法可得其最大值;(3)存在四种情况:如图3,作辅助线,构建全等三角形,证明△OMP≌△PNF,根据OM=PN列方程可得点P 的坐标;同理可得其他图形中点P的坐标.详解:(1)如图1,设抛物线与x轴的另一个交点为D,由对称性得:D(3,0),设抛物线的解析式为:y=a(x-1)(x-3),把A(0,3)代入得:3=3a,a=1,∴抛物线的解析式;y=x2-4x+3;(2)如图2,设P(m,m2-4m+3),∵OE平分∠AOB,∠AOB=90°,∴∠AOE=45°,∴△AOE 是等腰直角三角形,∴AE=OA=3,∴E (3,3),易得OE 的解析式为:y=x ,过P 作PG ∥y 轴,交OE 于点G ,∴G (m ,m ),∴PG=m-(m 2-4m+3)=-m 2+5m-3,∴S 四边形AOPE =S △AOE +S △POE , =12×3×3+12PG•AE , =92+12×3×(-m 2+5m-3), =-32m 2+152m , =32(m-52)2+758, ∵-32<0, ∴当m=52时,S 有最大值是758; (3)如图3,过P 作MN ⊥y 轴,交y 轴于M ,交l 于N ,∵△OPF 是等腰直角三角形,且OP=PF ,易得△OMP ≌△PNF ,∴OM=PN ,∵P (m ,m 2-4m+3),则-m 2+4m-3=2-m ,解得:m=52或552-, ∴P 5+51+555-15-);如图4,过P 作MN ⊥x 轴于N ,过F 作FM ⊥MN 于M ,同理得△ONP ≌△PMF ,∴PN=FM ,则-m 2+4m-3=m-2,解得:x=3+5或352; P 的坐标为(3+5,152-)或(352,1+5); 综上所述,点P 的坐标是:(5+5,1+52)或(55-,15-)或(3+5,15-)或(352,1+52). 点睛:本题属于二次函数综合题,主要考查了二次函数的综合应用,相似三角形的判定与性质以及解一元二次方程的方法,解第(2)问时需要运用配方法,解第(3)问时需要运用分类讨论思想和方程的思想解决问题.7.如图,已知抛物线2y ax bx c =++的顶点为()4,3A ,与y 轴相交于点()0,5B -,对称轴为直线l ,点M 是线段AB 的中点.(1)求抛物线的表达式;(2)写出点M 的坐标并求直线AB 的表达式;(3)设动点P ,Q 分别在抛物线和对称轴l 上,当以A ,P ,Q ,M 为顶点的四边形是平行四边形时,求P ,Q 两点的坐标.【答案】(1)21452=-+-y x x ;(2)()2,1-M ,25y x =-;(3)点P 、Q 的坐标分别为()6,1或()2,1、()4,3-或()4,1.【解析】【分析】(1)函数表达式为:()243y a x ==+,将点B 坐标代入上式,即可求解;(2)()4,3A 、()0,5B -,则点()2,1-M ,设直线AB 的表达式为:5y kx =-,将点A 坐标代入上式,即可求解;(3)分当AM 是平行四边形的一条边、AM 是平行四边形的对角线两种情况,分别求解即可.【详解】解:(1)函数表达式为:()243y a x ==+,将点B 坐标代入上式并解得:12a =-, 故抛物线的表达式为:21452=-+-y x x ; (2)()4,3A 、()0,5B -,则点()2,1-M ,设直线AB 的表达式为:5y kx =-,将点A 坐标代入上式得:345k =-,解得:2k =,故直线AB 的表达式为:25y x =-;(3)设点()4,Q s 、点21,452P m m m ⎛⎫-+- ⎪⎝⎭, ①当AM 是平行四边形的一条边时,点A 向左平移2个单位、向下平移4个单位得到M , 同样点21,452P m m m ⎛⎫-+- ⎪⎝⎭向左平移2个单位、向下平移4个单位得到()4,Q s , 即:24m -=,214542m m s -+--=, 解得:6m =,3s =-,故点P 、Q 的坐标分别为()6,1、()4,3-;②当AM 是平行四边形的对角线时,由中点定理得:424m +=+,2131452m m s -=-+-+, 解得:2m =,1s =,故点P 、Q 的坐标分别为()2,1、()4,1;故点P 、Q 的坐标分别为()6,1,()4,3-或()2,1、()4,3-,()2,1或()4,1.【点睛】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数、平行四边形性质、图象的面积计算等,其中(3),要主要分类求解,避免遗漏.8.复习课中,教师给出关于x 的函数(k 是实数). 教师:请独立思考,并把探索发现的与该函数有关的结论(性质)写到黑板上.学生思考后,黑板上出现了一些结论.教师作为活动一员,又补充一些结论,并从中选择如下四条:①存在函数,其图像经过(1,0)点;②函数图像与坐标轴总有三个不同的交点;③当时,不是y 随x 的增大而增大就是y 随x 的增大而减小;④若函数有最大值,则最大值必为正数,若函数有最小值,则最小值必为负数;教师:请你分别判断四条结论的真假,并给出理由,最后简单写出解决问题时所用的数学方法.【答案】①真,②假,③假,④真,理由和所用的数学方法见解析.【解析】试题分析:根据方程思想,特殊与一般思想,反证思想,分类思想对各结论进行判断. 试题解析:①真,②假,③假,④真.理由如下:①将(1,0)代入,得,解得. ∴存在函数,其图像经过(1,0)点. ∴结论①为真.②举反例如,当时,函数的图象与坐标轴只有两个不同的交点.∴结论②为假.③∵当时,二次函数(k 是实数)的对称轴为,∴可举反例如,当时,二次函数为, 当时,y 随x 的增大而减小;当时,y 随x 的增大而增大. ∴结论③为假.④∵当时,二次函数的最值为,∴当时,有最小值,最小值为负;当时,有最大值,最大值为正.∴结论④为真.解决问题时所用的数学方法有方程思想,特殊与一般思想,反证思想,分类思想考点:1.曲线上点的坐标与方程的关系;2.二次函数的性质;3.方程思想、特殊元素法、反证思想和分类思想的应用.9.如图,已知抛物线2(0)y ax bx a =+≠过点A(3,-3)和B(33,0),过点A 作直线AC//x 轴,交y 轴与点C .(1)求抛物线的解析式;(2)在抛物线上取一点P ,过点P 作直线AC 的垂线,垂足为D ,连接OA ,使得以A ,D ,P 为顶点的三角形与△AOC 相似,求出对应点P 的坐标;(3)抛物线上是否存在点Q ,使得13AOC AOQ S S ∆∆=?若存在,求出点Q 的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)213322y x x =-;(2)P 点坐标为(383,- 43);(3)Q 点坐标(30)或(315)【解析】【分析】(1)把A 与B 坐标代入抛物线解析式求出a 与b 的值,即可确定出解析式;(2)设P 坐标为2133,2x x x ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭,表示出AD 与PD ,由相似分两种情况得比例求出x 的值,即可确定出P 坐标; (3)存在,求出已知三角形AOC 边OA 上的高h ,过O 作OM ⊥OA ,截取OM=h,与y 轴交于点N ,分别确定出M 与N 坐标,利用待定系数法求出直线MN 解析式,与抛物线解析式联立求出Q 坐标即可.【详解】(1)把3A 3)-和点(33B 0)代入抛物线得:33327330a b a b ⎧+=-⎪⎨+=⎪⎩, 解得:12a =,33b =,则抛物线解析式为2122y x x =-; (2)当P 在直线AD 上方时,设P坐标为21,22x x x ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭,则有AD x =2132PD x x =+, 当OCA ADP ∆∆∽时,OC CA AD DP ==,整理得:23186x -+=-,即23240x -+=,解得:x =,即x =或x =此时P 4)3-; 当OCA PDA ∆∆∽时,OC CA PD AD ==,296x x -+=-2120x -+=,解得:2x =,即x =此时P 6);当点()0,0P 时,也满足OCA PDA ∆∆∽;当P 在直线AD 下方时,同理可得:P的坐标为10)3-, 综上,P的坐标为,4)3-或6)或10)3-或()0,0; (3)在Rt AOC ∆中,3OC =,AC =根据勾股定理得:OA = 11··22OC AC OA h =, 32h ∴=,132AOC AOQ S S ∆∆==, AOQ ∴∆边OA 上的高为92,过O 作OM OA ⊥,截取92OM =,过M 作//MN OA ,交y 轴于点N ,如图所示:在Rt OMN ∆中,29ON OM ==,即()0,9N ,过M 作MH x ⊥轴,在Rt OMH ∆中,1924MH OM ==,393OH ==,即93(M ,9)4, 设直线MN 解析式为9y kx =+, 把M 坐标代入得:93944k =+,即3k =39y x =+, 联立得:23913322y x y x x ⎧=-+⎪⎨=-⎪⎩, 解得:330x y ⎧=⎪⎨=⎪⎩315x y ⎧=-⎪⎨=⎪⎩(33Q 0)或(23-,15), 则抛物线上存在点Q ,使得13AOC AOQ S S ∆∆=,此时点Q 的坐标为(330)或(23-15).【点睛】二次函数综合题,涉及的知识有:待定系数法求函数解析式,相似三角形的判定与性质,点到直线的距离公式,熟练掌握待定系数法是解本题的关键.10.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=12x 2+32x ﹣2与x 轴交于A ,B 两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C ,直线l 经过A ,C 两点,连接BC .(1)求直线l 的解析式; (2)若直线x=m (m <0)与该抛物线在第三象限内交于点E ,与直线l 交于点D ,连接OD .当OD ⊥AC 时,求线段DE 的长;(3)取点G (0,﹣1),连接AG ,在第一象限内的抛物线上,是否存在点P ,使∠BAP=∠BCO ﹣∠BAG ?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)y=122x --;(2)DE=3225;(3)存在点P (139,9881),使∠BAP=∠BCO ﹣∠BAG ,理由见解析.【解析】【分析】 (1)根据题目中的函数解析式可以求得点A 和点C 的坐标,从而可以求得直线l 的函数解析式;(2)根据题意作出合适的辅助线,利用三角形相似和勾股定理可以解答本题;(3)根据题意画出相应的图形,然后根据锐角三角函数可以求得∠OAC=∠OCB ,然后根据题目中的条件和图形,利用锐角三角函数和勾股定理即可解答本题.【详解】(1)∵抛物线y=12x 2+32x-2, ∴当y=0时,得x 1=1,x 2=-4,当x=0时,y=-2,∵抛物线y=12x 2+32x-2与x 轴交于A ,B 两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C , ∴点A 的坐标为(-4,0),点B (1,0),点C (0,-2),∵直线l 经过A ,C 两点,设直线l 的函数解析式为y=kx+b , 402k b b -+⎧⎨-⎩==,得122k b ⎧-⎪⎨⎪-⎩==, 即直线l 的函数解析式为y=−12x−2; (2)直线ED 与x 轴交于点F ,如图1所示,由(1)可得,AO=4,OC=2,∠AOC=90°,∴5∴45525=, ∵OD ⊥AC ,OA ⊥OC ,∠OAD=∠CAO , ∴△AOD ∽△ACO , ∴AD AO AO AC =, 即425AD =,得85, ∵EF ⊥x 轴,∠ADC=90°,∴EF ∥OC ,∴△ADF ∽△ACO , ∴AF DF AD AO OC AC==, 解得,AF=165,DF=85, ∴OF=4-165=45, ∴m=-45, 当m=-45时,y=12×(−45)2+32×(-45)-2=-7225, ∴EF=7225, ∴DE=EF-FD=7225−85=3225; (3)存在点P ,使∠BAP=∠BCO-∠BAG ,理由:作GM ⊥AC 于点M ,作PN ⊥x 轴于点N ,如图2所示,∵点A (-4,0),点B (1,0),点C (0,-2),∴OA=4,OB=1,OC=2,∴tan ∠OAC=2142OC OA ==,tan ∠OCB=12OB OC =,5, ∴∠OAC=∠OCB ,∵∠BAP=∠BCO-∠BAG ,∠GAM=∠OAC-∠BAG ,∴∠BAP=∠GAM , ∵点G (0,-1),5OA=4,∴OG=1,GC=1,∴17,••22AC GM CG OA =25?142GM ⨯, 解得,25, ∴22AG GM -222595(17)()55-=, ∴tan ∠GAM=2525995GM AM =, ∴tan ∠PAN=29, 设点P 的坐标为(n ,12n 2+32n-2), ∴AN=4+n ,PN=12n 2+32n-2, ∴2132222 49n n n +-+=, 解得,n 1=139,n 2=-4(舍去),当n=139时,12n2+32n-2=9881,∴点P的坐标为(139,9881),即存在点P(139,9881),使∠BAP=∠BCO-∠BAG.【点睛】本题是一道二次函数综合题,解答本题的关键是明确题意,作出合适的辅助线,找出所求问题需要的条件,利用三角形相似、锐角三角函数和二次函数的性质解答.。
【数学】数学二次函数的专项培优 易错 难题练习题(含答案)附答案解析
一、二次函数真题与模拟题分类汇编(难题易错题)1.如图1,已知抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于C点,点P是抛物线上在第一象限内的一个动点,且点P的横坐标为t.(1)求抛物线的表达式;(2)设抛物线的对称轴为l,l与x轴的交点为D.在直线l上是否存在点M,使得四边形CDPM是平行四边形?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.(3)如图2,连接BC,PB,PC,设△PBC的面积为S.①求S关于t的函数表达式;②求P点到直线BC的距离的最大值,并求出此时点P的坐标.【答案】(1)y=﹣x2+2x+3.(2)当t=2时,点M的坐标为(1,6);当t≠2时,不存在,理由见解析;(3)y=﹣x+3;P点到直线BC 92,此时点P的坐标为(32,154).【解析】【分析】(1)由点A、B的坐标,利用待定系数法即可求出抛物线的表达式;(2)连接PC,交抛物线对称轴l于点E,由点A、B的坐标可得出对称轴l为直线x=1,分t=2和t≠2两种情况考虑:当t=2时,由抛物线的对称性可得出此时存在点M,使得四边形CDPM是平行四边形,再根据点C的坐标利用平行四边形的性质可求出点P、M的坐标;当t≠2时,不存在,利用平行四边形对角线互相平分结合CE≠PE可得出此时不存在符合题意的点M;(3)①过点P作PF∥y轴,交BC于点F,由点B、C的坐标利用待定系数法可求出直线BC的解析式,根据点P的坐标可得出点F的坐标,进而可得出PF的长度,再由三角形的面积公式即可求出S关于t的函数表达式;②利用二次函数的性质找出S的最大值,利用勾股定理可求出线段BC的长度,利用面积法可求出P点到直线BC的距离的最大值,再找出此时点P的坐标即可得出结论.【详解】(1)将A(﹣1,0)、B(3,0)代入y=﹣x2+bx+c,得10930b cb c-++=⎧⎨-++=⎩,解得:23bc=⎧⎨=⎩,∴抛物线的表达式为y=﹣x2+2x+3;(2)在图1中,连接PC,交抛物线对称轴l于点E,∵抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,∴抛物线的对称轴为直线x=1,当t=2时,点C、P关于直线l对称,此时存在点M,使得四边形CDPM是平行四边形,∵抛物线的表达式为y=﹣x2+2x+3,∴点C的坐标为(0,3),点P的坐标为(2,3),∴点M的坐标为(1,6);当t≠2时,不存在,理由如下:若四边形CDPM是平行四边形,则CE=PE,∵点C的横坐标为0,点E的横坐标为0,∴点P的横坐标t=1×2﹣0=2,又∵t≠2,∴不存在;(3)①在图2中,过点P作PF∥y轴,交BC于点F.设直线BC的解析式为y=mx+n(m≠0),将B(3,0)、C(0,3)代入y=mx+n,得303m nn+=⎧⎨=⎩,解得:13mn=-⎧⎨=⎩,∴直线BC的解析式为y=﹣x+3,∵点P的坐标为(t,﹣t2+2t+3),∴点F的坐标为(t,﹣t+3),∴PF=﹣t2+2t+3﹣(﹣t+3)=﹣t2+3t,∴S=12PF•OB=﹣32t2+92t=﹣32(t﹣32)2+278;②∵﹣32<0,∴当t=32时,S取最大值,最大值为278.∵点B的坐标为(3,0),点C的坐标为(0,3),∴线段=∴P点到直线BC2728⨯=,此时点P的坐标为(32,154).【点睛】本题考查了待定系数法求一次(二次)函数解析式、平行四边形的判定与性质、三角形的面积、一次(二次)函数图象上点的坐标特征以及二次函数的性质,解题的关键是:(1)由点的坐标,利用待定系数法求出抛物线表达式;(2)分t=2和t≠2两种情况考虑;(3)①利用三角形的面积公式找出S 关于t 的函数表达式;②利用二次函数的性质结合面积法求出P 点到直线BC 的距离的最大值.2.抛物线2y x bx c =-++(b ,c 为常数)与x 轴交于点()1,0x 和()2,0x ,与y 轴交于点A ,点E 为抛物线顶点。
二次函数知识点及重点题练习答案解析
答案
基础训练
1
3
1.函数 y= 的大致图象是( B ).
【解析】取值验证可知,函数
1
y= 3 的大致图象是选项
B 中的图象.
答案
解析
2
2.若二次函数 y=-2x -4x+t 的图象的顶点在 x 轴上,则 t 的值是( C ).
A.-4
B.4
C.-2
D.2
【解析】∵二次函数的图象的顶点在 x 轴上,∴Δ=16+8t=0,可
2.五种常见幂函数的图象
答案
3.幂函数的性质
(1)当 α>0 时,幂函数 y=xα 的图象过点 (0,0) 和 (1,1) ,在(0,+∞)上
是 增函数 .在第一象限内,当 α>1 时,图象下凹,当 0<α<1 时,图象上凸.
(2)当 α<0 时,幂函数 y=xα 的图象过点 (1,1) ,在(0,+∞)上是 减函数 .
4
2
∴h(m)=
-2m +
2
17 3
4
, < m ≤ 1,
4
3
-3 + 4m + 2,0 < m ≤ .
4
点拨:解决二次函数最值问题的关键是抓住“三点一轴”,其中“三点”
是指区间的两个端点和抛物线的顶点,“一轴”指的是对称轴,结合配方法,
根据函数的单调性及分类讨论思想即可解题.
点拨
【追踪训练 2】已知函数 f(x)=-x2+2ax+1-a 在[0,1]上的最大值为 2,求
当 a≠0 时,f(x)图象的对称轴为直线
3-
x= ,
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试卷第1页,总13页 二次函数难点100题 一、单选题 1.已知二次函数f(x)=x2+bx+c,若对任意的x1,x2∈[-1,1],有|f(x1)-f(x2)|≤6,
则b的取值范围是( ) A.[−5,5] B.[−4,4] C.[−3,3] D.[−2,2] 2.已知二次函数𝑓(𝑥)=𝑎𝑥2+𝑏𝑥 (|𝑏|≤2|𝑎|),定义𝑓1(𝑥)=max{𝑓(𝑡)|−1≤𝑡≤
𝑥≤1},𝑓2(𝑥)=min{𝑓(𝑡)|−1≤𝑡≤𝑥≤1},其中max{𝑎,𝑏}表示𝑎,𝑏中的较大者,min{𝑎,𝑏}表示𝑎,𝑏中的较小者,下列命题正确的是 A.若𝑓1(−1)=𝑓1(1),则𝑓(−1)>𝑓(1) B.若𝑓2(−1)=𝑓2
(1),则𝑓(−1)>𝑓(1)
C.若𝑓2(1)=𝑓1(−1),则𝑓1(−1)<𝑓1(1) D.若𝑓2(1)=𝑓1(-1),则𝑓2(−1)>𝑓2
(1)
3.已知函数yfx的图象如图所示,则函数gxffx的图象可能是( )
A. B. C. D. 4.若函数32233fxxaxbxb在0,1上存在极小值点,则实数b的取值范围是( ) A.1,0 B.1, C.0, D.1, 5.已知函数𝑓(𝑥)={𝑥+𝑘(1−𝑎2),𝑥≥0𝑥2−4𝑥+(3−𝑎)2,𝑥<0,其中𝑎∈𝑅,若对任意的非零实数𝑥1,存在唯一的非零实数𝑥2(𝑥1≠𝑥2),使得𝑓(𝑥1)=𝑓(𝑥2
)成立,则𝑘的取值范围为( )
A.0≤𝑘≤8 B.𝑘≥8 C.𝑘≤0或𝑘≥8 D.𝑘≤0 6.已知函数𝑓(𝑥)=cos(2𝜋3𝑥)+(𝑎−1)sin(𝜋3𝑥)+𝑎,𝑔(𝑥)=2𝑥−𝑥2,若𝑓[𝑔(𝑥)]≤0对𝑥∈[0,1]恒成立,则实数𝑎的取值范围是( ) 试卷第2页,总13页
A.(−∞,√3−1] B.(−∞,0] C.[0√3−1] D.(−∞,1−√3] 7.已知函数23ln,1()46,1xxfxxxx,若不等式()2fxxa对任意
(0,)x
上恒成立,则实数a的取值范围为( ) A.13,3e B.[3,3ln5] C.[3,4ln2] D.[2,5] 8.若函数()fx在其图象上存在不同的两点11,Axy,22,Bxy,其坐标满足条件:
222212121122|]xxyyxyxy的最大值为0,则称()fx为“柯西函数”,则下列
函数:①1()fxxx(0)x:②()ln(0)fxxxe:③()cosfxx:④2()4fxx.
其中为“柯西函数”的个数为( ) A.1 B.2 C.3 D.4
9.如果把一个平面区域内两点间的距离的最大值称为此区域的直径,那么曲线
422xy围成的平面区域的直径为( )
A.432 B.3 C.22 D.4 10.已知函数xxfxeme,若'23fx恒成立,则实数m的取值范围是(
) A.0, B.2, C.3, D.,3 11.若函数𝑓(𝑥)={2|𝑥−2|,𝑥≤2log2(𝑥2−𝑎𝑥+𝑎23),𝑥>2 的最小值为𝑓(2),则实数𝑎的取值范围为( ) A.𝑎≤3+√3或𝑎≥3√3; B.𝑎≤3−√3或𝑎≥3√3; C.𝑎≤3+√3或𝑎≥2√6; D.𝑎≤3−√3或𝑎≥2√6; 12.在𝛥𝐴𝐵𝐶中,角𝐴,𝐵,𝐶的对边分别为𝑎,𝑏,𝑐,若2(𝑎sin𝐴−𝑐sin𝐵cos𝐴)=𝑏sin𝐵,且30𝜆cos(𝐵+𝐶)+9cos2𝐴+16𝜆2+5≤0恒成立,则𝜆的取值范围是( )
A.[−12,12] B.[−1,78]
C.[78,1] D.[78,5√28]
13.函数𝑓(𝑥)定义域为𝐷,若满足①𝑓(𝑥)在𝐷内是单调函数;②存在[𝑎,𝑏]⊆𝐷使𝑓(𝑥)在试卷第3页,总13页
[𝑎,𝑏]上的值域为[𝑎2,𝑏2],那么就称𝑦=𝑓(𝑥)为“半保值函数”,若函数𝑓(𝑥)=log𝑎(𝑎𝑥+𝑡2)(𝑎>0且𝑎≠1)是“半保值函数”,则𝑡的取值范围为( ) A.(0,14) B.(−12,0)∪(0,12) C.(0,12) D.(−12,12)
14.已知𝑓(𝑥)=𝑚(𝑥−2𝑚)(𝑥+𝑚+3),𝑔(𝑥)=4𝑥−2,若对任意𝑥∈𝑅,𝑓(𝑥)<0或
𝑔(𝑥)<0,则𝑚的取值范围是( )
A.(−
72,+∞) B.(−∞,14) C.(−72,0) D.(0,1
4)
15.已知1是函数f(x)=ax2+bx+c(a>b>c)的一个零点,若存在实数x0.使得f(x0)
<0.则f(x)的另一个零点可能是( ) A.x0−3 B.x0−12 C.x0+32 D.x0
+2
16.设函数f(x)=g(x)=x2f(x-1),则函数g(x)的递减区间是( ) A.(-∞,0] B.[0,1) C.[1,+∞) D.[-1,0] 17.已知函数𝑓(𝑥)=2cos𝑥⋅(𝑚−sin𝑥)−3𝑥在(−∞,+∞)上单调递减,则实数𝑚的取值范围是( ) A.[−1,1] B.[−1,12] C.[−12,12] D.(−12,12)
18.设奇函数𝑓(𝑥)在[−1,1]上是增函数,且𝑓(−1)=−1,若对所有的𝑥∈[−1,1]及任意的𝑚∈[−1,1]都满足𝑓(𝑥)≤𝑡2−2𝑚𝑡+1,则𝑡的取值范围是( )
A.[−2,2] B.[−12,12]
C.(−∞,−12]∪[12,+∞)∪{0} D.(−∞,−2]∪[2,+∞)∪{0}
19.设函数𝑓(𝑥)=𝑎𝑥2+𝑏𝑥+𝑐(𝑎,𝑏,𝑐∈𝑅,𝑎>0),则“𝑓(𝑓(−𝑏2𝑎))<0”是“𝑓(𝑥)与
𝑓(𝑓(𝑥))”都恰有两个零点的( ). A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
20.给出定义:若𝑚−12<𝑥≤𝑚+12(其中𝑚为整数),则𝑚叫做离实数𝑥最近的整数,记作{𝑥},即{𝑥}=𝑚.设函数𝑓(𝑥)=𝑥−{𝑥},二次函数𝑔(𝑥)=𝑎𝑥2+𝑏𝑥,若函数𝑦=𝑓(𝑥)
与𝑦=𝑔(𝑥)的图象有且只有一个公共点,则𝑎,𝑏的取值不可能是( ) A.𝑎=−4,𝑏=1 B.𝑎=−2,𝑏=−1 C.𝑎=−5,𝑏=−1 D.𝑎=5,𝑏=1 试卷第4页,总13页
21.已知集合M={ ( x ,y ) | y=f(x) },若对于任意( x1 ,y1 )∈M,都存在( x2 ,y2 )∈M,
使得x1 x2 +y1 y2 =0成立,则称集合M是“理想集合”,则下列集合是理想集合的是( ) A.M={ ( x ,y ) | y=1𝑥 } B.M={ ( x ,y ) | y=log2 (x-1) } C.M={ ( x ,y ) | y=x2-2x+2 } D.M={ ( x ,y ) | y=cosx }
22.设a,b,c是△ABC的三条边长,对任意实数x,f(x)=b2x2+(b2+c2-a2)x+c2,
有( ) A.f(x)=0 B.f(x)>0 C.f(x)≤0 D.f(x)<0
23.函数𝑓(𝑥)=13𝑥3+12𝑏𝑥2+𝑐𝑥+𝑑在(0,2)内既有极大值又有极小值,则𝑐2+2𝑏𝑐+4𝑐
的取值范围是( ) A.(0,
116) B.(0,14) C.(0,1
2) D.(0,1)
24.已知函数𝑓(𝑥)=𝑥3+𝑎𝑥2−9𝑥+1,𝑎∈𝑅,当𝑥0≠1时,曲线𝑦=𝑓(𝑥)在点
(𝑥0,𝑓(𝑥0))与点(2−𝑥0,𝑓(2−𝑥0))处的切线总是平行时,则由点(𝑎,𝑎)可作曲线𝑦=𝑓(𝑥)的切线的条数为( ) A.1 B.2 C.3 D.无法确定 25.若对任意的𝑥∈[1,+∞),不等式2𝑥2−|𝑥2−𝑎𝑥+2|>1恒成立,则实数𝑎的取值范围
是( ) A.(−2√3,2√3) B.(0,2) C.(2,2√3) D.(2,4) 26.𝑓(𝑥)=𝑥2+𝑏𝑥+𝑐,若方程𝑓(𝑥)=𝑥无实根,则方程𝑓(𝑓(𝑥))=𝑥( )
A.有四个相异实根 B.有两个相异实根
C.有一个实根 D.无实数根
27.已知函数𝑓(𝑥)=𝑎ln𝑥+12𝑥2,对任意不等实数𝑥1,𝑥2
∈(0,+∞),不等式
𝑓(𝑥1+𝑎)−𝑓(𝑥2+𝑎)𝑥1−𝑥2
>3恒成立,则实数𝑎的取值范围为( )
A.[2,+∞) B.(2,+∞) C.[94,+∞) D.(94,+∞)
28.设函数fx的定义域为D,若存在闭区间,abD,使得函数fx满足:①fx在,ab上是单调函数;②fx在,ab上的值域是2,2ab,则称区间,ab是
函数fx的“和谐区间”.下列结论错误..的是( )
A.函数20fxxx存在“和谐区间”