專題2:函數(shù)問題
35. (2012吉林長春10分)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,直線y=-2x+42交x軸與點(diǎn)A,交直線y=x于點(diǎn)B,拋物線 分別交線段AB、OB于點(diǎn)C、D,點(diǎn)C和點(diǎn)D的橫坐標(biāo)分別為16和4,點(diǎn)P在這條拋物線上.
(1)求點(diǎn)C、D的縱坐標(biāo).
(2)求a、c的值.
(3)若Q為線段OB上一點(diǎn),且P、Q兩點(diǎn)的縱坐標(biāo)都為5,求線段PQ的長.
(4)若Q為線段OB或線段AB上的一點(diǎn),PQ⊥x軸,設(shè)P、Q兩點(diǎn)之間的距離為d(d>0),點(diǎn)Q的橫坐標(biāo)為m,直接寫出d隨m的增大而減小時(shí)m的取值范圍.
(參考公式:二次函數(shù) 圖像的頂點(diǎn)坐標(biāo)為 )
【答案】解:(1)∵點(diǎn)C在直線AB:y=-2x+42上,且C點(diǎn)的橫坐標(biāo)為16,
∴y=-2×16+42=10,即點(diǎn)C的縱坐標(biāo)為10。
∵D點(diǎn)在直線OB:y=x上,且D點(diǎn)的橫坐標(biāo)為4,∴點(diǎn)D的縱坐標(biāo)為4。
(2)由(1)知點(diǎn)C的坐標(biāo)為(16,10),點(diǎn)D的坐標(biāo)為(4,4),
∵拋物線 經(jīng)過C、D兩點(diǎn),
∴ ,解得: ?!鄴佄锞€的解析式為 。
(3)∵P為線段OB上一點(diǎn),縱坐標(biāo)為5,∴P點(diǎn)的橫坐標(biāo)也為5。
∵點(diǎn)Q在拋物線上,縱坐標(biāo)為5,∴ ,解得 。
當(dāng)點(diǎn)Q的坐標(biāo)為( ,5),點(diǎn)P的坐標(biāo)為(5,5),線段PQ的長為 ;
當(dāng)點(diǎn)Q的坐標(biāo)為( ,5),點(diǎn)P的坐標(biāo)為(5,5),線段PQ的長為 。
所以線段PQ的長為 或 。
(4)當(dāng)0≤m<4或12≤m<16時(shí),d隨m的增大而減小。
【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題,曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,解二元一次方程組和一元二次方程,二次函數(shù)的性質(zhì)。
【分析】(1)點(diǎn)C在直線AB:y=-2x+42上,將C點(diǎn)的橫坐標(biāo),代入即可求出C點(diǎn)的縱坐標(biāo),同理可知:D點(diǎn)在直線OB:y=x上,將D點(diǎn)的橫坐標(biāo),代入解析式即可求出D點(diǎn)的縱坐標(biāo)。
(2)拋物線 經(jīng)過C、D兩點(diǎn),列出關(guān)于a和c二元二次方程組,解出a和c即可。
(3)根據(jù)Q為線段OB上一點(diǎn),P、Q兩點(diǎn)的縱坐標(biāo)都為5,則可以求出Q點(diǎn)的坐標(biāo),又知P點(diǎn)在拋物線上,求出P點(diǎn)的坐標(biāo)即可,P、Q兩點(diǎn)的橫坐標(biāo)的差的絕對值即為線段PQ的長。
(4)根據(jù)PQ⊥x軸,可知P和Q兩點(diǎn)的橫坐標(biāo)相同,求出拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)和B點(diǎn)的坐標(biāo),①當(dāng)Q是線段OB上的一點(diǎn)時(shí),結(jié)合圖形寫出m的范圍,②當(dāng)Q是線段AB上的一點(diǎn)時(shí),結(jié)合圖形寫出m的范圍即可:
根據(jù)題干條件:PQ⊥x軸,可知P、Q兩點(diǎn)的橫坐標(biāo)相同,
∵拋物線y= ,∴頂點(diǎn)坐標(biāo)為(8,2)。
聯(lián)立 ,解得點(diǎn)B的坐標(biāo)為(14,14)。
①當(dāng)點(diǎn)Q為線段OB上時(shí),如圖所示,當(dāng)0≤m<4或
12≤m≤14時(shí),d隨m的增大而減?。?BR> ②當(dāng)點(diǎn)Q為線段AB上時(shí),如圖所示,當(dāng)14≤m<16時(shí),d隨m的增大而減小。
綜上所述,當(dāng)0≤m<4或12≤m<16時(shí),d隨m的增大而減小。
36. (2012湖北荊州12分)已知:y關(guān)于x的函數(shù)y=(k﹣1)x2﹣2kx+k+2的圖象與x軸有交點(diǎn).
(1)求k的取值范圍;
(2)若x1,x2是函數(shù)圖象與x軸兩個(gè)交點(diǎn)的橫坐標(biāo),且滿足(k﹣1)x12+2kx2+k+2=4x1x2.
①求k的值;②當(dāng)k≤x≤k+2時(shí),請結(jié)合函數(shù)圖象確定y的值和值.
【答案】解:(1)當(dāng)k=1時(shí),函數(shù)為一次函數(shù)y=﹣2x+3,其圖象與x軸有一個(gè)交點(diǎn)。
當(dāng)k≠1時(shí),函數(shù)為二次函數(shù),其圖象與x軸有一個(gè)或兩個(gè)交點(diǎn),
令y=0得(k﹣1)x2﹣2kx+k+2=0.
△=(﹣2k)2﹣4(k﹣1)(k+2)≥0,解得k≤2.即k≤2且k≠1。
綜上所述,k的取值范圍是k≤2。
(2)①∵x1≠x2,由(1)知k<2且k≠1。
由題意得(k﹣1)x12+(k+2)=2kx1(*),
將(*)代入(k﹣1)x12+2kx2+k+2=4x1x2中得:2k(x1+x2)=4x1x2。
又∵x1+x2= ,x1x2= ,∴2k• =4• ,
解得:k1=﹣1,k2=2(不合題意,舍去)。∴所求k值為﹣1。
②如圖,∵k1=﹣1,y=﹣2x2+2x+1=﹣2(x﹣ )2+ ,且﹣1≤x≤1,
由圖象知:當(dāng)x=﹣1時(shí),y最小=﹣3;當(dāng)x= 時(shí),y= 。
∴y的值為 ,最小值為﹣3。
【考點(diǎn)】拋物線與x軸的交點(diǎn),一次函數(shù)的定義,一元二次方程根的判別式和根與系數(shù)物關(guān)系,二次函數(shù)的最值。
【分析】(1)分兩種情況討論,當(dāng)k=1時(shí),可求出函數(shù)為一次函數(shù),必與x軸有一交點(diǎn);當(dāng)k≠1時(shí),函數(shù)為二次函數(shù),若與x軸有交點(diǎn),則△≥0。
(2)①根據(jù)(k﹣1)x12+2kx2+k+2=4x1x2及根與系數(shù)的關(guān)系,建立關(guān)于k的方程,求出k的值。②充分利用圖象,直接得出y的值和最小值。
37. (2012湖北隨州12分)一列快車由甲地開往乙地,一列慢車由乙地開往甲地, 兩車同時(shí)出發(fā),勻速運(yùn)動(dòng).快車離乙地的路程y1(km)與行駛的時(shí)間x(h)之間的函數(shù)關(guān)系,如圖中線段AB所示;慢車離乙地的路程y2(km)與行駛的時(shí)間x(h)之間的函數(shù)關(guān)系,如圖中線段OC所示。根據(jù)圖象進(jìn)行以下研究。
解讀信息:
(1)甲、乙兩地之間的距離為 km;
(2)線段AB的解析式為 ; 線段OC的解析式為 ;
問題解決:
(3)設(shè)快、慢車之間的距離為y(km),求y與慢車行駛時(shí)間x(h)的函數(shù)關(guān)系式,并畫出函數(shù)的圖象。
【答案】解:(1)450。
(2)y1=450-150x(0≤x≤3);y2=75x(0≤x≤6)。
(3)根據(jù)(2)得出:
。
由函數(shù)解析式y(tǒng)=450-225x(0≤x<2),當(dāng)x=0,y=450;
由函數(shù)解析式y(tǒng)=225x-450(2≤x<3),當(dāng)x=2,y=0;
由函數(shù)解析式y(tǒng)=75x(3≤x≤6),當(dāng)x=3,y=225,x=6,y=450。
根據(jù)各端點(diǎn),畫出圖象,其圖象為折線圖AE-EF-FC:
【考點(diǎn)】一次函數(shù)的圖象和應(yīng)用,待定系數(shù)法,直線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系。
【分析】(1)利用A點(diǎn)坐標(biāo)為(0,450),可以得出甲,乙兩地之間的距離。
(2)利用A點(diǎn)坐標(biāo)(0,450),B點(diǎn)坐標(biāo)(3,0),用待定系數(shù)法求出線段AB的解析式;利用C點(diǎn)坐標(biāo)(6,450),用待定系數(shù)法求出線段AB的解析式:
設(shè)線段AB的解析式為:y1=kx+b,根據(jù)A點(diǎn)坐標(biāo)(0,450),B點(diǎn)坐標(biāo)(3,0),
得出: ,解得: ?!嗑€段AB的解析式為:y1=450-150x(0≤x≤3)。
設(shè)線段OC的解析式為:y2=ax,將(6,450)代入得a=75。
∴線段OC的解析式為 y2=75x (0≤x≤6)。
(3)利用(2)中所求得出, ,從而求出函數(shù)解析式,得出圖象即可。
38. (2012湖北孝感12分))如圖,拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)與x軸交于點(diǎn)A(-1,0)、B(3,0),與y
軸交于點(diǎn)C(0,3).
(1)求拋物線的解析式及頂點(diǎn)D的坐標(biāo);
(2)若P為線段BD上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作PM⊥x軸于點(diǎn)M,求四邊形PMAC的面積的值和此
時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)若點(diǎn)P是拋物線第一象限上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作PQ∥AC交x軸于點(diǎn)Q.當(dāng)點(diǎn)P的坐標(biāo)為
時(shí),四邊形PQAC是平行四邊形;當(dāng)點(diǎn)P的坐標(biāo)為 時(shí),四邊形PQAC是等腰梯形(直接寫出結(jié)果,不寫求解過程).
【答案】解:(1)∵拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)與x軸交于點(diǎn)A(-1,0)、B(3,0),
∴可設(shè)拋物線的解析式為 。
又∵拋物線y=ax2+bx+c(a≠0) 與y軸交于點(diǎn)C(0,3),
∴ ,解得 。
∴拋物線的解析式為 。即 。
又∵ ,∴拋物線頂點(diǎn)D的坐標(biāo)為(1,4)。
(2)設(shè)直線BD的解析式為 ,
由B(3,0),D(1,4)得 ,解得 。
∴直線BD的解析式為 。
∵點(diǎn)P在直線PD上,∴設(shè)P(p, )。
則OA=1,OC=3,OM= p,PM= 。
∴ 。
∵ ,∴當(dāng) 時(shí),四邊形PMAC的面積取得值為 ,此時(shí)點(diǎn)P的坐
標(biāo)為( )。
(3)(2,3);( )。
【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題,待定系數(shù)法,曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,二次函數(shù)的性質(zhì),平行四邊形的判定,等腰梯形的判定,相似三角形的判定和性質(zhì)勾股定理,解一元二次方程。
【分析】(1)將拋物線的解析式設(shè)為交點(diǎn)式,可用待定系數(shù)法較簡捷地求得拋物線的解析式,將其化為頂點(diǎn)式即可求得頂點(diǎn)D的坐標(biāo)。
(2)求出直線BD的解析式,設(shè)定點(diǎn)P的坐標(biāo),由 列式,根據(jù)二
次函數(shù)最值原理,即可求得四邊形PMAC的面積的值和此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)。
(3)①如圖,四邊形PQAC是平行四邊形時(shí),
∵CP∥x軸,點(diǎn)P在拋物線上,
∴點(diǎn)P與點(diǎn)C關(guān)于拋物線的對稱軸x=1對稱。
∵C(0,3),∴P(2,3)。
②如圖,四邊形PQAC是等腰梯形時(shí),
設(shè)P(m, ),
過點(diǎn)P作PH⊥x軸于點(diǎn)H,則H(m,0)。
易得△ACO∽△QNP,∴ 。
∵OA=1,OC=3,HP= ,∴ ,即 。
∴AQ=AO+OH-QH= 。∴ 。
又由勾股定理得, 。
由四邊形PQAC是等腰梯形得AQ=CP,即AQ2=CP2,
∴ ,整理得 ,解得 或 。
當(dāng) 時(shí),由①知CP∥AQ,四邊形PQAC是平行四邊形,不符合條件,舍去。
當(dāng) 時(shí),CP與AQ不平行,符合條件?!郟( )。
39. (2012江蘇鎮(zhèn)江9分)對于二次函數(shù) 和一次函數(shù) ,把 稱為這兩個(gè)函數(shù)的“再生二次函數(shù)”,其中t是不為零的實(shí)數(shù),其圖象記作拋物線E?,F(xiàn)有點(diǎn)A(2,0)和拋物線E上的點(diǎn)B(-1,n),請完成下列任務(wù):
【嘗試】
(1)當(dāng)t=2時(shí),拋物線 的頂點(diǎn)坐標(biāo)為 ▲ 。
(2)判斷點(diǎn)A是否在拋物線E上;
(3)求n的值。
【發(fā)現(xiàn)】通過(2)和(3)的演算可知,對于t取任何不為零的實(shí)數(shù),拋物線E總過定點(diǎn),坐標(biāo)為 ▲ 。
【應(yīng)用1】二次函數(shù) 是二次函數(shù) 和一次函數(shù) 的一個(gè)“再生二次函數(shù)”嗎?如果是,求出t的值;如果不是,說明理由;
【應(yīng)用2】以AB為邊作矩形ABCD,使得其中一個(gè)頂點(diǎn)落在y軸上,或拋物線E經(jīng)過A、B、C、D其中的一點(diǎn),求出所有符合條件的t的值。
【答案】解:【嘗試】(1)(1,-2)。
(2)點(diǎn)A在拋物線E上,理由如下:
將x=2代入 得y=0。
∴點(diǎn)A在拋物線E上。
(3)將(-1,n)代入 得
。
【發(fā)現(xiàn)】A(2,0)和B(-1,6)。
【應(yīng)用1】不是。
∵將x=-1代入 ,得 ,
∴二次函數(shù) 的圖象不經(jīng)過點(diǎn)B。
∴二次函數(shù) 不是二次函數(shù) 和一次函數(shù) 的一個(gè)“再生二次函數(shù)”。
【應(yīng)用2】如圖,作矩形ABC1D1和ABC2D2,過點(diǎn)B作BK⊥y軸于點(diǎn)K,過點(diǎn)D1作D1G⊥x軸于點(diǎn)G,過點(diǎn)C2作C2H⊥y軸于點(diǎn)H,過點(diǎn)B作BM⊥x軸于點(diǎn)M,C2H與BM相交于點(diǎn)T。
易得AM=3,BM=6,BK=1,△KBC1∽△NBA,
則 ,即 ,得 。
∴C1(0, )。
易得△KBC1≌△GAD1,得AG=1,GD1= 。∴D1(3, )。
易得△OAD2∽GAD1,則 ,
由AG=1,OA=2,GD1= 得 ,得OD2=1?!郉2(0,-1)。
易得△TBC2≌△OD2A,得TC2=AO=2,BT==OD2=1?!郈2(-3,5)。
∵拋物線E總過定點(diǎn)A、B,∴符合條件的三點(diǎn)只可能是A、B、C或A、B、D。
當(dāng)拋物線經(jīng)過A、B、C1時(shí),將C1(0, )代入 得 ;
當(dāng)拋物線經(jīng)過A、B、D1時(shí),將D1(3, )代入 得 ;
當(dāng)拋物線經(jīng)過A、B、C2時(shí),將C2(-3,5)代入 得 ;
當(dāng)拋物線經(jīng)過A、B、D2時(shí),將D2(0,-1)代入 得 。
∴滿足條件的所有t值為 , , , 。
【考點(diǎn)】新定義,二次函數(shù)的性質(zhì),曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,矩形的性質(zhì)。
【分析】【嘗試】(1)當(dāng)t=2時(shí),拋物線為 ,∴拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)為(1,-2)。
(2)根據(jù)點(diǎn)在曲線上,點(diǎn)的坐標(biāo)滿足方程的關(guān)系驗(yàn)證即可。
(3)根據(jù)點(diǎn)在曲線上,點(diǎn)的坐標(biāo)滿足方程的關(guān)系,將(-1,n)代入函數(shù)關(guān)系式 即可求得n的值。
【發(fā)現(xiàn)】由(1)可得。
【應(yīng)用1】根據(jù)點(diǎn)在曲線上,點(diǎn)的坐標(biāo)滿足方程的關(guān)系驗(yàn)證即可。
【應(yīng)用2】根據(jù)條件,作出矩形,求出各點(diǎn)坐標(biāo),根據(jù)新定義求出t的值。
40. (2012四川瀘州11分)如圖,二次函數(shù) 的圖象與x軸相交于點(diǎn)A、B(點(diǎn)在點(diǎn)的左側(cè)),與y軸相交于點(diǎn)C,頂點(diǎn)D在第一象限.過點(diǎn)D作x軸的垂線,垂足為H。
(1)當(dāng) 時(shí),求tan∠ADH的值;
(2)當(dāng)60°≤∠ADB≤90°時(shí),求m的變化范圍;
(3)設(shè)△BCD和△ABC的面積分別為S1、S2,且滿足S1=S2,求點(diǎn)D到直線BC的距離。
【答案】解:(1))當(dāng) 時(shí), 。∴D ?!郉H= 。
在 中令 ,即 ,解得 。
∴A(-1,0)。∴AH= ?!鄑an∠ADH= 。
(2)∵ ,∴D 。
∴DH= 。
在 中令 ,即 ,解得 。
∵頂點(diǎn)D在第一象限,∴ 。∴
∴A(-1,0)?!郃H= 。
當(dāng)∠ADB=600時(shí),∠ADH=300,tan∠ADH= 。
∴ ,解得 (增根,舍去)。
當(dāng)∠ADB=900時(shí),∠ADH=450,AH=DH,即 ,
解得 (不符合 ,舍去)。
∴當(dāng)60°≤∠ADB≤90°時(shí), 。
(3)設(shè)DH與BC交于點(diǎn)M,則點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為m,
設(shè)過點(diǎn)B( ,0),C(0, )的直線為 ,則
,解得 。
∴直線BC為 。
當(dāng) 時(shí), 。
∴M(m, )?!郉M= ,AB= 。
∵S△BCD= DM•OB,S△ABC= AB•OC,S△BCD=S△ABC,
∴ 。
又∵頂點(diǎn)D在第一象限,∴ ,解得 。
當(dāng) 時(shí) ,A(-1,0),B(5,0),C(0, )。
∴BC= ,S△ABC= 。
設(shè)點(diǎn)D到BC的距離為d,∵S△DBC= ,
∴ ,解得 。
答:點(diǎn)D到直線BC的距離為 。
【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題,二次函數(shù)的性質(zhì),曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,待定系數(shù)法,銳角三角函數(shù)定義,點(diǎn)到直線的距離,解二元一次方程組和一元二次方程。
【分析】(1)求出頂點(diǎn)D和A的坐標(biāo),根據(jù)銳角三角函數(shù)定義即可求出tan∠ADH的值。
(2)求出∠ADB=600和∠ADB=900時(shí)的m的值即可得出m的變化范圍。
(3)設(shè)點(diǎn)D到BC的距離為d,根據(jù)S△DBC= 和S△BCD=S△ABC,求出BC和S△ABC即可求得點(diǎn)D到直線BC的距離d。
35. (2012吉林長春10分)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,直線y=-2x+42交x軸與點(diǎn)A,交直線y=x于點(diǎn)B,拋物線 分別交線段AB、OB于點(diǎn)C、D,點(diǎn)C和點(diǎn)D的橫坐標(biāo)分別為16和4,點(diǎn)P在這條拋物線上.
(1)求點(diǎn)C、D的縱坐標(biāo).
(2)求a、c的值.
(3)若Q為線段OB上一點(diǎn),且P、Q兩點(diǎn)的縱坐標(biāo)都為5,求線段PQ的長.
(4)若Q為線段OB或線段AB上的一點(diǎn),PQ⊥x軸,設(shè)P、Q兩點(diǎn)之間的距離為d(d>0),點(diǎn)Q的橫坐標(biāo)為m,直接寫出d隨m的增大而減小時(shí)m的取值范圍.
(參考公式:二次函數(shù) 圖像的頂點(diǎn)坐標(biāo)為 )
【答案】解:(1)∵點(diǎn)C在直線AB:y=-2x+42上,且C點(diǎn)的橫坐標(biāo)為16,
∴y=-2×16+42=10,即點(diǎn)C的縱坐標(biāo)為10。
∵D點(diǎn)在直線OB:y=x上,且D點(diǎn)的橫坐標(biāo)為4,∴點(diǎn)D的縱坐標(biāo)為4。
(2)由(1)知點(diǎn)C的坐標(biāo)為(16,10),點(diǎn)D的坐標(biāo)為(4,4),
∵拋物線 經(jīng)過C、D兩點(diǎn),
∴ ,解得: ?!鄴佄锞€的解析式為 。
(3)∵P為線段OB上一點(diǎn),縱坐標(biāo)為5,∴P點(diǎn)的橫坐標(biāo)也為5。
∵點(diǎn)Q在拋物線上,縱坐標(biāo)為5,∴ ,解得 。
當(dāng)點(diǎn)Q的坐標(biāo)為( ,5),點(diǎn)P的坐標(biāo)為(5,5),線段PQ的長為 ;
當(dāng)點(diǎn)Q的坐標(biāo)為( ,5),點(diǎn)P的坐標(biāo)為(5,5),線段PQ的長為 。
所以線段PQ的長為 或 。
(4)當(dāng)0≤m<4或12≤m<16時(shí),d隨m的增大而減小。
【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題,曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,解二元一次方程組和一元二次方程,二次函數(shù)的性質(zhì)。
【分析】(1)點(diǎn)C在直線AB:y=-2x+42上,將C點(diǎn)的橫坐標(biāo),代入即可求出C點(diǎn)的縱坐標(biāo),同理可知:D點(diǎn)在直線OB:y=x上,將D點(diǎn)的橫坐標(biāo),代入解析式即可求出D點(diǎn)的縱坐標(biāo)。
(2)拋物線 經(jīng)過C、D兩點(diǎn),列出關(guān)于a和c二元二次方程組,解出a和c即可。
(3)根據(jù)Q為線段OB上一點(diǎn),P、Q兩點(diǎn)的縱坐標(biāo)都為5,則可以求出Q點(diǎn)的坐標(biāo),又知P點(diǎn)在拋物線上,求出P點(diǎn)的坐標(biāo)即可,P、Q兩點(diǎn)的橫坐標(biāo)的差的絕對值即為線段PQ的長。
(4)根據(jù)PQ⊥x軸,可知P和Q兩點(diǎn)的橫坐標(biāo)相同,求出拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)和B點(diǎn)的坐標(biāo),①當(dāng)Q是線段OB上的一點(diǎn)時(shí),結(jié)合圖形寫出m的范圍,②當(dāng)Q是線段AB上的一點(diǎn)時(shí),結(jié)合圖形寫出m的范圍即可:
根據(jù)題干條件:PQ⊥x軸,可知P、Q兩點(diǎn)的橫坐標(biāo)相同,
∵拋物線y= ,∴頂點(diǎn)坐標(biāo)為(8,2)。
聯(lián)立 ,解得點(diǎn)B的坐標(biāo)為(14,14)。
①當(dāng)點(diǎn)Q為線段OB上時(shí),如圖所示,當(dāng)0≤m<4或
12≤m≤14時(shí),d隨m的增大而減?。?BR> ②當(dāng)點(diǎn)Q為線段AB上時(shí),如圖所示,當(dāng)14≤m<16時(shí),d隨m的增大而減小。
綜上所述,當(dāng)0≤m<4或12≤m<16時(shí),d隨m的增大而減小。
36. (2012湖北荊州12分)已知:y關(guān)于x的函數(shù)y=(k﹣1)x2﹣2kx+k+2的圖象與x軸有交點(diǎn).
(1)求k的取值范圍;
(2)若x1,x2是函數(shù)圖象與x軸兩個(gè)交點(diǎn)的橫坐標(biāo),且滿足(k﹣1)x12+2kx2+k+2=4x1x2.
①求k的值;②當(dāng)k≤x≤k+2時(shí),請結(jié)合函數(shù)圖象確定y的值和值.
【答案】解:(1)當(dāng)k=1時(shí),函數(shù)為一次函數(shù)y=﹣2x+3,其圖象與x軸有一個(gè)交點(diǎn)。
當(dāng)k≠1時(shí),函數(shù)為二次函數(shù),其圖象與x軸有一個(gè)或兩個(gè)交點(diǎn),
令y=0得(k﹣1)x2﹣2kx+k+2=0.
△=(﹣2k)2﹣4(k﹣1)(k+2)≥0,解得k≤2.即k≤2且k≠1。
綜上所述,k的取值范圍是k≤2。
(2)①∵x1≠x2,由(1)知k<2且k≠1。
由題意得(k﹣1)x12+(k+2)=2kx1(*),
將(*)代入(k﹣1)x12+2kx2+k+2=4x1x2中得:2k(x1+x2)=4x1x2。
又∵x1+x2= ,x1x2= ,∴2k• =4• ,
解得:k1=﹣1,k2=2(不合題意,舍去)。∴所求k值為﹣1。
②如圖,∵k1=﹣1,y=﹣2x2+2x+1=﹣2(x﹣ )2+ ,且﹣1≤x≤1,
由圖象知:當(dāng)x=﹣1時(shí),y最小=﹣3;當(dāng)x= 時(shí),y= 。
∴y的值為 ,最小值為﹣3。
【考點(diǎn)】拋物線與x軸的交點(diǎn),一次函數(shù)的定義,一元二次方程根的判別式和根與系數(shù)物關(guān)系,二次函數(shù)的最值。
【分析】(1)分兩種情況討論,當(dāng)k=1時(shí),可求出函數(shù)為一次函數(shù),必與x軸有一交點(diǎn);當(dāng)k≠1時(shí),函數(shù)為二次函數(shù),若與x軸有交點(diǎn),則△≥0。
(2)①根據(jù)(k﹣1)x12+2kx2+k+2=4x1x2及根與系數(shù)的關(guān)系,建立關(guān)于k的方程,求出k的值。②充分利用圖象,直接得出y的值和最小值。
37. (2012湖北隨州12分)一列快車由甲地開往乙地,一列慢車由乙地開往甲地, 兩車同時(shí)出發(fā),勻速運(yùn)動(dòng).快車離乙地的路程y1(km)與行駛的時(shí)間x(h)之間的函數(shù)關(guān)系,如圖中線段AB所示;慢車離乙地的路程y2(km)與行駛的時(shí)間x(h)之間的函數(shù)關(guān)系,如圖中線段OC所示。根據(jù)圖象進(jìn)行以下研究。
解讀信息:
(1)甲、乙兩地之間的距離為 km;
(2)線段AB的解析式為 ; 線段OC的解析式為 ;
問題解決:
(3)設(shè)快、慢車之間的距離為y(km),求y與慢車行駛時(shí)間x(h)的函數(shù)關(guān)系式,并畫出函數(shù)的圖象。
【答案】解:(1)450。
(2)y1=450-150x(0≤x≤3);y2=75x(0≤x≤6)。
(3)根據(jù)(2)得出:
。
由函數(shù)解析式y(tǒng)=450-225x(0≤x<2),當(dāng)x=0,y=450;
由函數(shù)解析式y(tǒng)=225x-450(2≤x<3),當(dāng)x=2,y=0;
由函數(shù)解析式y(tǒng)=75x(3≤x≤6),當(dāng)x=3,y=225,x=6,y=450。
根據(jù)各端點(diǎn),畫出圖象,其圖象為折線圖AE-EF-FC:
【考點(diǎn)】一次函數(shù)的圖象和應(yīng)用,待定系數(shù)法,直線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系。
【分析】(1)利用A點(diǎn)坐標(biāo)為(0,450),可以得出甲,乙兩地之間的距離。
(2)利用A點(diǎn)坐標(biāo)(0,450),B點(diǎn)坐標(biāo)(3,0),用待定系數(shù)法求出線段AB的解析式;利用C點(diǎn)坐標(biāo)(6,450),用待定系數(shù)法求出線段AB的解析式:
設(shè)線段AB的解析式為:y1=kx+b,根據(jù)A點(diǎn)坐標(biāo)(0,450),B點(diǎn)坐標(biāo)(3,0),
得出: ,解得: ?!嗑€段AB的解析式為:y1=450-150x(0≤x≤3)。
設(shè)線段OC的解析式為:y2=ax,將(6,450)代入得a=75。
∴線段OC的解析式為 y2=75x (0≤x≤6)。
(3)利用(2)中所求得出, ,從而求出函數(shù)解析式,得出圖象即可。
38. (2012湖北孝感12分))如圖,拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)與x軸交于點(diǎn)A(-1,0)、B(3,0),與y
軸交于點(diǎn)C(0,3).
(1)求拋物線的解析式及頂點(diǎn)D的坐標(biāo);
(2)若P為線段BD上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作PM⊥x軸于點(diǎn)M,求四邊形PMAC的面積的值和此
時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)若點(diǎn)P是拋物線第一象限上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作PQ∥AC交x軸于點(diǎn)Q.當(dāng)點(diǎn)P的坐標(biāo)為
時(shí),四邊形PQAC是平行四邊形;當(dāng)點(diǎn)P的坐標(biāo)為 時(shí),四邊形PQAC是等腰梯形(直接寫出結(jié)果,不寫求解過程).
【答案】解:(1)∵拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)與x軸交于點(diǎn)A(-1,0)、B(3,0),
∴可設(shè)拋物線的解析式為 。
又∵拋物線y=ax2+bx+c(a≠0) 與y軸交于點(diǎn)C(0,3),
∴ ,解得 。
∴拋物線的解析式為 。即 。
又∵ ,∴拋物線頂點(diǎn)D的坐標(biāo)為(1,4)。
(2)設(shè)直線BD的解析式為 ,
由B(3,0),D(1,4)得 ,解得 。
∴直線BD的解析式為 。
∵點(diǎn)P在直線PD上,∴設(shè)P(p, )。
則OA=1,OC=3,OM= p,PM= 。
∴ 。
∵ ,∴當(dāng) 時(shí),四邊形PMAC的面積取得值為 ,此時(shí)點(diǎn)P的坐
標(biāo)為( )。
(3)(2,3);( )。
【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題,待定系數(shù)法,曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,二次函數(shù)的性質(zhì),平行四邊形的判定,等腰梯形的判定,相似三角形的判定和性質(zhì)勾股定理,解一元二次方程。
【分析】(1)將拋物線的解析式設(shè)為交點(diǎn)式,可用待定系數(shù)法較簡捷地求得拋物線的解析式,將其化為頂點(diǎn)式即可求得頂點(diǎn)D的坐標(biāo)。
(2)求出直線BD的解析式,設(shè)定點(diǎn)P的坐標(biāo),由 列式,根據(jù)二
次函數(shù)最值原理,即可求得四邊形PMAC的面積的值和此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)。
(3)①如圖,四邊形PQAC是平行四邊形時(shí),
∵CP∥x軸,點(diǎn)P在拋物線上,
∴點(diǎn)P與點(diǎn)C關(guān)于拋物線的對稱軸x=1對稱。
∵C(0,3),∴P(2,3)。
②如圖,四邊形PQAC是等腰梯形時(shí),
設(shè)P(m, ),
過點(diǎn)P作PH⊥x軸于點(diǎn)H,則H(m,0)。
易得△ACO∽△QNP,∴ 。
∵OA=1,OC=3,HP= ,∴ ,即 。
∴AQ=AO+OH-QH= 。∴ 。
又由勾股定理得, 。
由四邊形PQAC是等腰梯形得AQ=CP,即AQ2=CP2,
∴ ,整理得 ,解得 或 。
當(dāng) 時(shí),由①知CP∥AQ,四邊形PQAC是平行四邊形,不符合條件,舍去。
當(dāng) 時(shí),CP與AQ不平行,符合條件?!郟( )。
39. (2012江蘇鎮(zhèn)江9分)對于二次函數(shù) 和一次函數(shù) ,把 稱為這兩個(gè)函數(shù)的“再生二次函數(shù)”,其中t是不為零的實(shí)數(shù),其圖象記作拋物線E?,F(xiàn)有點(diǎn)A(2,0)和拋物線E上的點(diǎn)B(-1,n),請完成下列任務(wù):
【嘗試】
(1)當(dāng)t=2時(shí),拋物線 的頂點(diǎn)坐標(biāo)為 ▲ 。
(2)判斷點(diǎn)A是否在拋物線E上;
(3)求n的值。
【發(fā)現(xiàn)】通過(2)和(3)的演算可知,對于t取任何不為零的實(shí)數(shù),拋物線E總過定點(diǎn),坐標(biāo)為 ▲ 。
【應(yīng)用1】二次函數(shù) 是二次函數(shù) 和一次函數(shù) 的一個(gè)“再生二次函數(shù)”嗎?如果是,求出t的值;如果不是,說明理由;
【應(yīng)用2】以AB為邊作矩形ABCD,使得其中一個(gè)頂點(diǎn)落在y軸上,或拋物線E經(jīng)過A、B、C、D其中的一點(diǎn),求出所有符合條件的t的值。
【答案】解:【嘗試】(1)(1,-2)。
(2)點(diǎn)A在拋物線E上,理由如下:
將x=2代入 得y=0。
∴點(diǎn)A在拋物線E上。
(3)將(-1,n)代入 得
。
【發(fā)現(xiàn)】A(2,0)和B(-1,6)。
【應(yīng)用1】不是。
∵將x=-1代入 ,得 ,
∴二次函數(shù) 的圖象不經(jīng)過點(diǎn)B。
∴二次函數(shù) 不是二次函數(shù) 和一次函數(shù) 的一個(gè)“再生二次函數(shù)”。
【應(yīng)用2】如圖,作矩形ABC1D1和ABC2D2,過點(diǎn)B作BK⊥y軸于點(diǎn)K,過點(diǎn)D1作D1G⊥x軸于點(diǎn)G,過點(diǎn)C2作C2H⊥y軸于點(diǎn)H,過點(diǎn)B作BM⊥x軸于點(diǎn)M,C2H與BM相交于點(diǎn)T。
易得AM=3,BM=6,BK=1,△KBC1∽△NBA,
則 ,即 ,得 。
∴C1(0, )。
易得△KBC1≌△GAD1,得AG=1,GD1= 。∴D1(3, )。
易得△OAD2∽GAD1,則 ,
由AG=1,OA=2,GD1= 得 ,得OD2=1?!郉2(0,-1)。
易得△TBC2≌△OD2A,得TC2=AO=2,BT==OD2=1?!郈2(-3,5)。
∵拋物線E總過定點(diǎn)A、B,∴符合條件的三點(diǎn)只可能是A、B、C或A、B、D。
當(dāng)拋物線經(jīng)過A、B、C1時(shí),將C1(0, )代入 得 ;
當(dāng)拋物線經(jīng)過A、B、D1時(shí),將D1(3, )代入 得 ;
當(dāng)拋物線經(jīng)過A、B、C2時(shí),將C2(-3,5)代入 得 ;
當(dāng)拋物線經(jīng)過A、B、D2時(shí),將D2(0,-1)代入 得 。
∴滿足條件的所有t值為 , , , 。
【考點(diǎn)】新定義,二次函數(shù)的性質(zhì),曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,矩形的性質(zhì)。
【分析】【嘗試】(1)當(dāng)t=2時(shí),拋物線為 ,∴拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)為(1,-2)。
(2)根據(jù)點(diǎn)在曲線上,點(diǎn)的坐標(biāo)滿足方程的關(guān)系驗(yàn)證即可。
(3)根據(jù)點(diǎn)在曲線上,點(diǎn)的坐標(biāo)滿足方程的關(guān)系,將(-1,n)代入函數(shù)關(guān)系式 即可求得n的值。
【發(fā)現(xiàn)】由(1)可得。
【應(yīng)用1】根據(jù)點(diǎn)在曲線上,點(diǎn)的坐標(biāo)滿足方程的關(guān)系驗(yàn)證即可。
【應(yīng)用2】根據(jù)條件,作出矩形,求出各點(diǎn)坐標(biāo),根據(jù)新定義求出t的值。
40. (2012四川瀘州11分)如圖,二次函數(shù) 的圖象與x軸相交于點(diǎn)A、B(點(diǎn)在點(diǎn)的左側(cè)),與y軸相交于點(diǎn)C,頂點(diǎn)D在第一象限.過點(diǎn)D作x軸的垂線,垂足為H。
(1)當(dāng) 時(shí),求tan∠ADH的值;
(2)當(dāng)60°≤∠ADB≤90°時(shí),求m的變化范圍;
(3)設(shè)△BCD和△ABC的面積分別為S1、S2,且滿足S1=S2,求點(diǎn)D到直線BC的距離。
【答案】解:(1))當(dāng) 時(shí), 。∴D ?!郉H= 。
在 中令 ,即 ,解得 。
∴A(-1,0)。∴AH= ?!鄑an∠ADH= 。
(2)∵ ,∴D 。
∴DH= 。
在 中令 ,即 ,解得 。
∵頂點(diǎn)D在第一象限,∴ 。∴
∴A(-1,0)?!郃H= 。
當(dāng)∠ADB=600時(shí),∠ADH=300,tan∠ADH= 。
∴ ,解得 (增根,舍去)。
當(dāng)∠ADB=900時(shí),∠ADH=450,AH=DH,即 ,
解得 (不符合 ,舍去)。
∴當(dāng)60°≤∠ADB≤90°時(shí), 。
(3)設(shè)DH與BC交于點(diǎn)M,則點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為m,
設(shè)過點(diǎn)B( ,0),C(0, )的直線為 ,則
,解得 。
∴直線BC為 。
當(dāng) 時(shí), 。
∴M(m, )?!郉M= ,AB= 。
∵S△BCD= DM•OB,S△ABC= AB•OC,S△BCD=S△ABC,
∴ 。
又∵頂點(diǎn)D在第一象限,∴ ,解得 。
當(dāng) 時(shí) ,A(-1,0),B(5,0),C(0, )。
∴BC= ,S△ABC= 。
設(shè)點(diǎn)D到BC的距離為d,∵S△DBC= ,
∴ ,解得 。
答:點(diǎn)D到直線BC的距離為 。
【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題,二次函數(shù)的性質(zhì),曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,待定系數(shù)法,銳角三角函數(shù)定義,點(diǎn)到直線的距離,解二元一次方程組和一元二次方程。
【分析】(1)求出頂點(diǎn)D和A的坐標(biāo),根據(jù)銳角三角函數(shù)定義即可求出tan∠ADH的值。
(2)求出∠ADB=600和∠ADB=900時(shí)的m的值即可得出m的變化范圍。
(3)設(shè)點(diǎn)D到BC的距離為d,根據(jù)S△DBC= 和S△BCD=S△ABC,求出BC和S△ABC即可求得點(diǎn)D到直線BC的距離d。