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文檔簡介
函數(shù)中的轉(zhuǎn)化思想
知識方法精講
1.轉(zhuǎn)化思想
轉(zhuǎn)化不僅是一種重要的解題思想,也是一種最基本的思維策略,更是一種有效的數(shù)學思
維方式。所謂的轉(zhuǎn)化思想方法,就是在研究和解決有關數(shù)學問題時采用某種手段將問題通過
變換使之轉(zhuǎn)化,進而達到解決的一種方法。一般總是將復雜問題通過變換轉(zhuǎn)化為簡單問題;
將難解的問題通過變換轉(zhuǎn)化為容易求解的問題;將未解決的問題通過變換轉(zhuǎn)化為已解決的問
題。總之,轉(zhuǎn)化在數(shù)學解題中幾乎無處不在,轉(zhuǎn)化的基本功能是:生疏化成熟悉,復雜化成
簡單,抽象化成直觀,含糊化成明朗。說到底,轉(zhuǎn)化的實質(zhì)就是以運動變化發(fā)展的觀點,以
及事物之間相互聯(lián)系,相互制約的觀點看待問題,善于對所要解決的問題進行變換轉(zhuǎn)化,使
問題得以解決。實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化的方法有:待定系數(shù)法,配方法,整體代入法以及化動為靜,
由抽象到具體等轉(zhuǎn)化思想。
2.一次函數(shù)綜合題
(1)一次函數(shù)與幾何圖形的面積問題
首先要根據(jù)題意畫出草圖,結合圖形分析其中的幾何圖形,再求出面積.
(2)一次函數(shù)的優(yōu)化問題
通常一次函數(shù)的最值問題首先由不等式找到x的取值范圍,進而利用一次函數(shù)的增減性在前
面范圍內(nèi)的前提下求出最值.
(3)用函數(shù)圖象解決實際問題
從已知函數(shù)圖象中獲取信息,求出函數(shù)值、函數(shù)表達式,并解答相應的問題.
3.二次函數(shù)的圖象
(1)二次函數(shù)夕二辦2(aWO)的圖象的畫法:
①列表:先取原點(0,0),然后以原點為中心對稱地選取x值,求出函數(shù)值,列表.
②描點:在平面直角坐標系中描出表中的各點.
③連線:用平滑的曲線按順序連接各點.
④在畫拋物線時,取的點越密集,描出的圖象就越精確,但取點多計算量就大,故一般在
頂點的兩側(cè)各取三四個點即可.連線成圖象時,要按自變量從小到大(或從大到小)的順序
用平滑的曲線連接起來.畫拋物線》=仆2QW0)的圖象時,還可以根據(jù)它的對稱性,先用
描點法描出拋物線的一側(cè),再利用對稱性畫另一側(cè).
(2)二次函數(shù)yMqf+bx+c(aWO)的圖象
二次函數(shù)^="2+及+。(QWO)的圖象看作由二次函數(shù)>=辦2的圖象向右或向左平移|互|
2a
個單位,再向上或向下平移?超」3個單位得到的.
4.二次函數(shù)的性質(zhì)
2
二次函數(shù)V=ax2+bx+c(QWO)的頂點坐標是(-一,b),對稱軸直線'=-q_,
2a4a2a
二次函數(shù)歹=Qf+bx+c(aWO)的圖象具有如下性質(zhì):
①當Q>0時,拋物線v=Q/+bx+c(QWO)的開口向上,XV--L時,y隨X的增大而減小;
2a
2
X>--L時,y隨X的增大而增大;x=--L時,y取得最小值紇0一,即頂點是拋物線
2a2a4a
的最低點.
②當a<0時,拋物線y=a/+6x+c(a¥O)的開口向下,x<-時,/隨x的增大而增大;
2a
2
x>-旦時,V隨X的增大而減??;x=-_k_時,4取得最大值要0一,即頂點是拋物線
2a2a4a
的最高點.
③拋物線yuaf+fcr+cCaWO)的圖象可由拋物線>=辦2的圖象向右或向左平移|--L|個單
一2a
位,再向上或向下平移|個單位得到的.
5.二次函數(shù)圖象與幾何變換
由于拋物線平移后的形狀不變,故。不變,所以求平移后的拋物線解析式通??衫脙煞N方
法:一是求出原拋物線上任意兩點平移后的坐標,利用待定系數(shù)法求出解析式;二是只考慮
平移后的頂點坐標,即可求出解析式.
6.待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式
(1)二次函數(shù)的解析式有三種常見形式:
①一般式:y—ax2+bx+c(a,b,c是常數(shù),aWO);②頂點式:y—a(x-/z)~+k(a,h,
左是常數(shù),aWO),其中(h,k)為頂點坐標;③交點式:y=a(x-xi)(x-X2)Ca,b,c
是常數(shù),aWO);
(2)用待定系數(shù)法求二次函數(shù)的解析式.
在利用待定系數(shù)法求二次函數(shù)關系式時,要根據(jù)題目給定的條件,選擇恰當?shù)姆椒ㄔO出關系
式,從而代入數(shù)值求解.一般地,當已知拋物線上三點時,常選擇一般式,用待定系數(shù)法列
三元一次方程組來求解;當已知拋物線的頂點或?qū)ΨQ軸時,常設其解析式為頂點式來求解;
當已知拋物線與X軸有兩個交點時,可選擇設其解析式為交點式來求解.
7.拋物線與x軸的交點
求二次函數(shù)y=af+6x+c(°,6,c是常數(shù),aWO)與x軸的交點坐標,令y=O,即^^+加什。
=0,解關于x的一元二次方程即可求得交點橫坐標.
(1)二次函數(shù)y=ox2+6x+c(a,b,c是常數(shù),aWO)的交點與一元二次方程ax2+6x+c=0
根之間的關系.
△=啟-4ac決定拋物線與x軸的交點個數(shù).
△=y-4℃>0時,拋物線與x軸有2個交點;
△=房-4℃=0時,拋物線與x軸有1個交點;
△=廬-4℃<0時,拋物線與x軸沒有交點.
(2)二次函數(shù)的交點式:y=a(x-xi)(x-X2)(a,b,c是常數(shù),aWO),可直接得到拋
物線與x軸的交點坐標(XI,0),(X2,0).
8.圖象法求一元二次方程的近似根
利用二次函數(shù)圖象求一元二次方程的近似根的步驟是:
(1)作出函數(shù)的圖象,并由圖象確定方程的解的個數(shù);
(2)由圖象與夕=〃的交點位置確定交點橫坐標的范圍;
(3)觀察圖象求得方程的根(由于作圖或觀察存在誤差,由圖象求得的根一般是近似的).
9.二次函數(shù)與不等式(組)
二次函數(shù)y=ax2+6x+c(a、b、c是常數(shù),aWO)與不等式的關系
①函數(shù)值〉與某個數(shù)值加之間的不等關系,一般要轉(zhuǎn)化成關于x的不等式,解不等式求得
自變量x的取值范圍.
②利用兩個函數(shù)圖象在直角坐標系中的上下位置關系求自變量的取值范圍,可作圖利用交
點直觀求解,也可把兩個函數(shù)解析式列成不等式求解.
10.二次函數(shù)綜合題
(1)二次函數(shù)圖象與其他函數(shù)圖象相結合問題
解決此類問題時,先根據(jù)給定的函數(shù)或函數(shù)圖象判斷出系數(shù)的符號,然后判斷新的函數(shù)關系
式中系數(shù)的符號,再根據(jù)系數(shù)與圖象的位置關系判斷出圖象特征,則符合所有特征的圖象即
為正確選項.
(2)二次函數(shù)與方程、幾何知識的綜合應用
將函數(shù)知識與方程、幾何知識有機地結合在一起.這類試題一般難度較大.解這類問題關鍵
是善于將函數(shù)問題轉(zhuǎn)化為方程問題,善于利用幾何圖形的有關性質(zhì)、定理和二次函數(shù)的知識,
并注意挖掘題目中的一些隱含條件.
(3)二次函數(shù)在實際生活中的應用題
從實際問題中分析變量之間的關系,建立二次函數(shù)模型.關鍵在于觀察、分析、創(chuàng)建,建立
直角坐標系下的二次函數(shù)圖象,然后數(shù)形結合解決問題,需要我們注意的是自變量及函數(shù)的
取值范圍要使實際問題有意義.
選擇題(共12小題)
1.(2021秋?余杭區(qū)月考)某二次函數(shù)的圖象與函數(shù)y=g/-4x+3的圖象形狀相同、開口
方向一致,且頂點坐標為(-2,1),則該二次函數(shù)表達式為()
A.y=-(x-2)2+1B.y=-(x-2)2-1
11,
C.y=-(x+2)2+1D.y=--(x+2)2+1
【考點】二次函數(shù)圖象與幾何變換;待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式;二次函數(shù)的性質(zhì)
【分析】設拋物線的解析式為y=q(x+/z)2+左,由條件可以得出再將頂點坐標代入
解析式就可以求出結論.
【解答】解:設拋物線的解析式為歹=〃(工+力)2+左,且該拋物線的形狀與開口方向和拋物
線歹=—X2一4%+3的相同,
2
1
CL——,
2
1
~(x+〃9)+左,
,頂點坐標是(-2,1),
1,
,-.j;=-(x+2)2+1,
這個函數(shù)解析式為y=;(尤+2>+1.
故選:C.
【點評】本題考查了根據(jù)頂點坐標運用待定系數(shù)法求二次函數(shù)的解析式的運用,在解答時運
用拋物線的性質(zhì)求出。值是關鍵.
2.(2021?市中區(qū)三模)拋物線了=/+法+3的對稱軸為直線x=l.若關于x的一元二次方
程/+(6+2K+3-=0(/為實數(shù))在-l<x<4的范圍內(nèi)有實數(shù)根,則I的取值范圍是()
A.3-#<19B.2C.6<^<11D.2-#<6
【考點】二次函數(shù)的性質(zhì);拋物線與X軸的交點
【分析】先利用拋物線的對稱軸方程得到6=-2,再利用方程/=-3在-1<X<4的范圍
內(nèi)有實數(shù)根,則/-3W且d=<4或/-%笥且-VTb>-1,然后解不等式確定/的范圍.
【解答】解:?.?拋物線kf+6x+3的對稱軸為直線x=l,
——=1,解得6=—2,
2
二關于x的一元二次方程x?+(6+2)x+3-t=0(/為實數(shù))化為/=/-3,
,關于x的一元二次方程x?+(b+2)x+3-f=0(/為實數(shù))在-1<x<4的范圍內(nèi)有實數(shù)根,
t—3To且[t-3<4或t—3co且/-3>—1,
解得3v■<19或<4,
綜上所述,,的范圍為3vL<19.
故選:A.
【點評】本題考查了拋物線與x軸的交點:把求二次函數(shù)了="2+為+°(。,b,c是常數(shù),
a片0)與x軸的交點坐標問題轉(zhuǎn)化為解關于x的一元二次方程.也考查了二次函數(shù)的性質(zhì).
3.(2021?榆陽區(qū)模擬)拋物線y=f+bx+2的對稱軸為直線x=l.若關于x的一元二次方
程/+酗+2-=0”為實數(shù))在-l<x<4的范圍內(nèi)有實數(shù)根,則f的取值范圍是()
A.1~#<5B.fdC.5<f<10D.1-#<10
【考點】二次函數(shù)的性質(zhì);拋物線與x軸的交點
【分析】先利用拋物線的對稱軸方程求出6=-2,則可把關于x的一元二次方程
x2+bx+2-=0?為實數(shù))在-1cx<4的范圍內(nèi)有實數(shù)根轉(zhuǎn)化為拋物線了=x2-2x+2-(/
為實數(shù))在-l<x<4的范圍與x軸有交點(如圖),結合圖象和判別式的意義得到^
=(-2>-4(2-且x=4時,y>0,即16-8+2->0,然后求出兩不等式的公共部分
即可.
【解答】解:?.■拋物線y=Y+bx+2的對稱軸為直線x=l,
—=1,解得6=-2,
2x1
關于x的一元二次方程/+灰+2-/=0變形為--2工+2-/=0,
把關于x的一元二次方程/+云+27=0”為實數(shù))在-l<x<4的范圍內(nèi)有實數(shù)根轉(zhuǎn)化為
拋物線y=f-2x+2-9為實數(shù))在-l<x<4的范圍與x軸有交點(如圖),
A=(-2)2-4(2-/)^Mx=40t,y>Q,即16-8+2-/>0,
解得1-#<10.
【點評】本題考查了拋物線與x軸的交點:把求二次函數(shù)了="2+反+c(a,b,c是常數(shù),
。w0)與x軸的交點坐標問題轉(zhuǎn)化為解關于x的一元二次方程;△="4ac決定拋物線與x
軸的交點個數(shù).也考查了二次函數(shù)的性質(zhì).
4.(2020秋?鄭城縣期末)拋物線了=f+bx+2的對稱軸為直線x=l.若關于x的一元二
次方程/+法+2-=0”為實數(shù))在T<x<5的范圍內(nèi)有實數(shù)根,貝卜的取值范圍是()
A.U0B.<17C.<17D.3~^<19
【考點】二次函數(shù)的性質(zhì);拋物線與X軸的交點
【分析】一元二次方程/+法+2-=0(,為實數(shù))在-1<X<5的范圍內(nèi)有實數(shù)根,則
乂=/-2x+2和〉=f有交點,進而求解.
【解答】解:x=l=--,解得6=-2,
2
設了]=x~+bx+2=x?—2x+2=(x-1)~+11
則該函數(shù)的開口向上,頂點坐標為(1,1),
則x=5比x=-l離函數(shù)的對稱軸遠,
當x=5時,=x2-2x+2=25-10+2=17,
而一元二次方程x2+bx+2-t=Q(t為實數(shù))在-1<工<5的范圍內(nèi)有實數(shù)根,
貝!]弘=尤?-2x+2和y=/有交點,
故1十<17,
故選:C.
【點評】本題考查的是拋物線與x軸的交點,主要考查函數(shù)圖象上點的坐標特征,要求學生
非常熟悉函數(shù)與坐標軸的交點、頂點等點坐標的求法,及這些點代表的意義及函數(shù)特征.
5.(2021?尋烏縣模擬)拋物線y=x?+辦+3的對稱軸為直線x=l.若關于x的方程
尤2+G+3-=0(/為實數(shù))在-2<x<3的范圍內(nèi)有實數(shù)根,則f的取值范圍是()
A.6<^<11B.C.<11D.<6
【考點】H3:二次函數(shù)的性質(zhì);HA:拋物線與x軸的交點
【分析】根據(jù)給出的對稱軸求出函數(shù)解析式為了=V-2x+3,將一元二次方程
/+^+3-/=0的實數(shù)根可以看做了=》2-2工+3與函數(shù)〉=1的有交點,再由-2<x<3的
范圍確定y的取值范圍即可求解.
【解答】解:?.?>=/+依+3的對稱軸為直線了=1,
u=-2,
y=x2-2x+3,
二.一元二次方程x2+ax+3-t=0的實數(shù)根可以看做歹=f—2%+3與函數(shù)》的有交點,
???方程在-2<x<3的范圍內(nèi)有實數(shù)根,
當x=-2時,>=11;
當%=3時,y=6;
函數(shù)>=2x+3在時有最小值2;
2_#,<11.
故選:C.
【點評】本題考查二次函數(shù)的圖象及性質(zhì);能夠?qū)⒎匠痰膶崝?shù)根問題轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)與直線
的交點問題,借助數(shù)形結合解題是關鍵.
6.(2021?啟東市模擬)拋物線了=-》2+bx+3的對稱軸為直線x=-l,若關于x的一元二次
方程-2+法+3-1=0。為實數(shù))在-2<x<3的范圍內(nèi)有實數(shù)根,貝野的取值范圍是()
A.-12WB.-12<Z<4C.-12<pD.-12<?<3
【考點】二次函數(shù)的性質(zhì);拋物線與x軸的交點
【分析】根據(jù)給出的對稱軸求出函數(shù)解析式為了=-f_2x+3,將一元二次方程
-x2+to+3-Z=0的實數(shù)根可以看作了=-Y-2x+3與函數(shù)y=f的圖象有交點,再由
-2<x<3的范圍確定〉的取值范圍即可求解.
【解答】解:?.?拋物線、=-/+反+3的對稱軸為直線》=-1,
b=-2,
y=-x~—2x+3,
J一元二次方程-Y++3-f=0的實數(shù)根可以看作了=-》2-2工+3與函數(shù)〉=/的圖象有
交點,
?.■方程在-2<x<3的范圍內(nèi)有實數(shù)根,
當x=-2時,了=3;
當x=3時,y=-12;
函數(shù)y=-x?-2x+3在x=T時有最大值4;
/,—12<才-^4.
故選:C.
【點評】本題考查拋物線與X軸的交點,二次函數(shù)的圖象及性質(zhì);能夠?qū)⒎匠痰膶崝?shù)根問題
轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)與直線的交點問題,借助數(shù)形結合解題是關鍵.
7.二次函數(shù)了=/+法的對稱軸為直線x=2,若關于x的一元二次方程X?+6無-/=0?為
實數(shù))在-l<x<4的范圍內(nèi)有解,貝!1/的取值范圍是()
A.0</<5B.—4世<5C.—4y<0D.
【考點】根的判別式;二次函數(shù)的性質(zhì);拋物線與X軸的交點
【分析】先求出6,確定二次函數(shù)解析式,關于X的一元二次方程/+為-才=0的解可以看
成二次函數(shù)y=f-4x與直線y=f的交點,-l<x<4時-4守<5,進而求解.
【解答】解:?.?對稱軸為直線x=2,
/.b=—4,
y=無?-4尤,
關于x的一元二次方程x2+bx-t=0的解可以看成二次函數(shù)y=x2-4x與直線y=f的交點,
----1<x<4,
,二次函數(shù)y的取值為-4守<5,
-4^^<5;
故選:B.
【點評】本題考查二次函數(shù)圖象的性質(zhì),一元二次方程的解;將一元二次方程的解轉(zhuǎn)換為二
次函數(shù)與直線交點問題,數(shù)形結合的解決問題是解題的關鍵.
8.二次函數(shù)了=Y+6x—的對稱軸為x=2.若關于x的一元二次方程/=0在
-l<x<3的范圍內(nèi)有實數(shù)解,貝I"的取值范圍是()
A.—<5B.—<—3C.t^=~4D.—3<f<5
【考點】H3:二次函數(shù)的性質(zhì);HA:拋物線與x軸的交點
【分析】根據(jù)對稱軸求出6的值,從而得到x=-l、3時的函數(shù)y=f-4x值,再根據(jù)一元
二次方程f=0(/為實數(shù))在-1<x<3的范圍內(nèi)有解相當于y=x,+6%與y=/在x的
范圍內(nèi)有交點解答.
【解答】解:???拋物線的對稱軸x=-。=2,
2
b=-4,
則方程/=0,BPx2-4x-^=0的解相當于y=f一4%與直線y=/的交點的橫坐標,
???方程/+及-,=0在-1<%<3的范圍內(nèi)有實數(shù)解,
.?.當x=—1時,>=1+4=5,
當%=3時,y=9-n=-3,
X=x2-4x=(x-2)2-4,
.?.拋物線歹—4x的對稱軸為x=2,最小值為>=—4,
.?.當一l<x<3時,貝4寸<5,
.?.當-4V<5時,直線y=f與拋物線了=/-4無在-l<x<3的范圍內(nèi)有交點,
即當-4世<5時,方程/+樂T=0在-l<x<3的范圍內(nèi)有實數(shù)解,
:/的取值范圍是+f<5,
故選:A.
【點評】本題主要考查拋物線與x軸的交點,熟練掌握二次函數(shù)的圖象和性質(zhì)是解題的關
鍵.難點是把一元二次方程/+笈7=0在-l<x<3的范圍內(nèi)有實數(shù)解,轉(zhuǎn)化為函數(shù)
y=x2+6x與直線y=f在-1<x<3的范圍內(nèi)有交點的問題進行解答.
9.二次函數(shù)了=x2+bx-l的圖象如圖,對稱軸為直線x=l,若關于x的一元二次方程
尤2-2》-1-/=0。為實數(shù))在-l<x<4的范圍內(nèi)有實數(shù)解,貝!k的取值范圍是()
【考點】H3:二次函數(shù)的性質(zhì);HA:拋物線與x軸的交點
【分析】利用對稱性方程求出6得到拋物線解析式為y=f-2尤-1,則頂點坐標為(1,-2),
再計算當-l<x<4時對應的函數(shù)值的范圍為-2守<7,由于關于x的一元二次方程
x2-2x-l-t^0(t為實數(shù))在-l<x<4的范圍內(nèi)有實數(shù)解可看作二次函數(shù)y=f-2x-1
與直線y=t有交點,然后利用函數(shù)圖象可得到/的范圍.
【解答】解:拋物線的對稱軸為直線x=-2=l,解得6=-2,
2
.?.拋物線解析式為y=x2-2x-l,則頂點坐標為(1,-2),
當x=-1時,y=x2—2x—1=2;當x=4時,y=x2—2x—1=7,
當-l<x<4時,一2寸<7,
而關于x的一元二次方程x2-2x-l-t^0(f為實數(shù))在-l<x<4的范圍內(nèi)有實數(shù)解可看作
二次函數(shù)y=f-2工-1與直線>=:有交點,
<7.
故選:B.
【點評】本題考查了拋物線與x軸的交點:把求二次函數(shù)了="2+法+或0,b,c是常數(shù),
。*0)與x軸的交點坐標問題轉(zhuǎn)化為解關于x的一元二次方程.也考查了二次函數(shù)的性質(zhì).
10.(2020?日照二模)拋物線y=f+笈+3的對稱軸為直線x=2.若關于x的一元二次方
程尤2+樂+3-=0。為實數(shù))在l<x<5的范圍內(nèi)只有一個實數(shù)根,則/的取值范圍是(
)
A.(M"<8或f=-lB.XC.0<?<8D.
【考點】二次函數(shù)的性質(zhì);拋物線與x軸的交點
【分析】根據(jù)二次函數(shù)的對稱軸求得6值,從而得出函數(shù)的解析式,將一元二次方程
/+加+3-/=0。為實數(shù))在-l<x<5的范圍內(nèi)有實數(shù)根可以看作>=/一4工+3與函數(shù)
y=t有交點,再由-1<x<5時的臨界函數(shù)值及對稱軸處的函數(shù)值得出/的取值范圍即可.
【解答】解:?.■拋物線了=Y+6x+3的對稱軸為直線x=2.
——=2,解得:b=—4)
2
y=x2-4x+3,
J一元二次方程x2+bx+3-t=0有實數(shù)根可以看作了=尤2-4%+3與函數(shù)》=/只有一個交
點,
V方程x2-4x+3-t^0(t為實數(shù))在l<x<5的范圍內(nèi)只有一個實數(shù)根,
當x=1時,y=0;
當x=5時,y=8;
當x=2時,y=-l;
當/=一1時,就是過頂點時也是一個實數(shù)根.
:.t的取值范圍是(>m<8或者f=-i.
故選:A.
【點評】本題考查了二次函數(shù)與x軸的交點及交點與一元二次方程的實數(shù)根的關系,明確二
次函數(shù)的相關性質(zhì)是解題的關鍵.
11.(2020春?越秀區(qū)校級月考)拋物線了=/+樂+3的對稱軸為直線x=2.若關于》的一
元二次方程/+法+3-=0(,為實數(shù))在-l<x<4的范圍內(nèi)有實數(shù)根,則/的取值范圍是(
)
A.-1-#<3B.3</<8C.-1-#<8D.—1<Z<4
【考點】二次函數(shù)的性質(zhì);拋物線與X軸的交點
【分析】根據(jù)二次函數(shù)的對稱軸求得6值,從而得出函數(shù)的解析式,將一元二次方程
x2+bx+3-t=O(t為實數(shù))在-1<x<4的范圍內(nèi)有實數(shù)根可以看做了=f-4x+3與函數(shù)
y=,有交點,再由-1<x<4時的臨界函數(shù)值及對稱軸處的函數(shù)值得出力的取值范圍即可.
【解答】解:?.?拋物線>=尤2+樂+3的對稱軸為直線苫=2.
——=2,解得:6=-4,
2
y——4x+3,
.1一元二次方程/+加+3-=0有實數(shù)根可以看做y=f-4x+3與函數(shù)y=/有交點,
?.■方程--4x+3-1=0”為實數(shù))在-l<x<4的范圍內(nèi)有實數(shù)根,
當x=-l時,y=8;
當x=4時,y=3;
當x=2時,y=-l;
.?/的取值范圍是-1H<8.
故選:C.
【點評】本題考查了二次函數(shù)與x軸的交點及交點與一元二次方程的實數(shù)根的關系,明確二
次函數(shù)的相關性質(zhì)是解題的關鍵.
12.(2020?泉州模擬)二次函數(shù)y=尤2+及的對稱軸為直線》=1,若關于x的一元二次方程
尤2+法一=0(/為實數(shù))在-3<x<4的范圍內(nèi)有解,則,的取值范圍是()
A.0</<8B.—l-^<15C?—<8D.8</<15
【考點】二次函數(shù)的性質(zhì);拋物線與X軸的交點
【分析】先利用拋物線的對稱軸方程求出6=-2,則可把關于X的一元二次方程
尤2+反7=0(/為實數(shù))在-3<工<4的范圍內(nèi)有實數(shù)根轉(zhuǎn)化為拋物線v=V-2x-9為實數(shù))
在-3<x<4的范圍與x軸有交點(如圖),結合圖象和判別式的意義得到△=(-2)2-4(T)T0
且x=-3時,y>0,即9+6->0,然后求出兩不等式的公共部分即可.
【解答】解:???拋物線7=/+區(qū)的對稱軸為直線x=l,
——=1,解得6=-2,
2x1
關于x的一元二次方程/+bx-t=0變形為x2-2x-t=0,
把關于x的一元二次方程x2-2x-t=0(,為實數(shù))在-3<x<4的范圍內(nèi)有實數(shù)根轉(zhuǎn)化為拋物
線了=x2-2x-9為實數(shù))在-3<x<4的范圍與x軸有交點(如圖),
.?.△=(-2)2-4(T)何且x=-3時,y>0,即9+6—/>0,
解得-1V<15.
故選:B.
【點評】本題考查了拋物線與x軸的交點:把求二次函數(shù)了="2+法+或0,b,c是常數(shù),
“R0)與x軸的交點坐標問題轉(zhuǎn)化為解關于x的一元二次方程;△=〃-4“c決定拋物線與x
軸的交點個數(shù).也考查了二次函數(shù)的性質(zhì).
二.填空題(共6小題)
13.如圖是,二次函數(shù)了=-f+4x的圖象,若關于x的一元二次方程-/+4》-=0?為實
數(shù))在l<x<5的范圍內(nèi)有解,貝!k的取值范圍是_-5<曰_.
【考點】根的判別式;拋物線與X軸的交點
【分析】先利用二次函數(shù)的性質(zhì)得到x=2時,y有最大值4,再計算出x=5時,y=-5,
由于關于x的一元二次方程-尤2+4尤-1=0(/為實數(shù))在1<x<5的范圍內(nèi)有解可看作拋物線
了=一^+4無與〉=/在1<》<5內(nèi)有公共點,然后利用函數(shù)圖象可得到/的范圍.
【解答】解:y=-x2+4x=-(x-2)2+4,
當x=2時,y有最大值4,
當x=5時,y--x1+4x=-5,
關于x的一元二次方程-公+4》7=00為實數(shù))在l<x<5的范圍內(nèi)有解可看作拋物線
y=-x2+4%與夕=/在1Vx<5內(nèi)有公共點,
所以t的范圍為-5<p.
故答案為-5<0.
【點評】本題考查了拋物線與x軸的交點:把求二次函數(shù)y="2+bx+c(a,b,c是常數(shù),
與x軸的交點坐標問題轉(zhuǎn)化為解關于x的一元二次方程.也考查了二次函數(shù)的性質(zhì).
14.(2021?南關區(qū)校級二模)如圖,二次函數(shù)了=-x2+mx的圖象與x軸交于坐標原點和(4,0),
若關于x的方程尤2-加x+f=0”為實數(shù))在l<x<4的范圍內(nèi)有解,則Z的取值范圍是
0<
【考點】二次函數(shù)的性質(zhì);拋物線與X軸的交點
【分析】先利用拋物線的對稱軸求出加得到拋物線解析式為y=-f+4x,再計算出自變量
為1和4對應的函數(shù)值,然后利用函數(shù)圖象寫出直線>=/與拋物線歹=-/+4》在l<x<4時
有公共點時,t的范圍即可.
【解答】解:???拋物線的對稱軸為直線x=—=2,解得加=4,
2x(-1)
,拋物線解析式為了=-^+4尤,
拋物線的頂點坐標為(2,4),
當x=l時,y=-x?+4x=-1+4=3;
當x=4時,y--x2+4x=-16+16=0,
當x=2時,y=4,
在l<x<4時有公共點時
當直線y=/與拋物線V=-x2+4x在l<x<4時有公共點時,0<p,
故答案為0<.
【點評】本題考查的是拋物線與x軸的交點,主要考查函數(shù)圖象上點的坐標特征,要求學生
非常熟悉函數(shù)與坐標軸的交點、頂點等點坐標的求法,及這些點代表的意義及函數(shù)特征.
15.(2020秋?長春期末)在平面直角坐標系中,拋物線了=1+隊+5的對稱軸為直線
x=1.若關于x的一元二次方程x2+bx+5-t=0(t為實數(shù))在-1<x<4的范圍內(nèi)有實數(shù)根,
則/的取值范圍為
【考點】二次函數(shù)的性質(zhì);拋物線與x軸的交點
【分析】根據(jù)給出的對稱軸求出函數(shù)解析式為了=/-2x+5,將一元二次方程
/+笈+5-/=0的實數(shù)根可以看做了=/-2%+5與函數(shù)〉=/的有交點,再由-l<x<4的
范圍確定〉的取值范圍即可求解.
【解答】解:■「y=V+加+5的對稱軸為直線x=1,
b=-2,
y=x2-2x+5,
.1一元二次方程f+樂+5-f=0的實數(shù)根可以看做了=/一2》+5與函數(shù)/=/的有交點,
V方程在T<x<4的范圍內(nèi)有實數(shù)根,
當x=-l時,y=8;
當尤=4時,>=13;
函數(shù)y=f-2x+5在x=l時有最小值4;
4-^<13?
故答案為4V<13.
【點評】本題考查二次函數(shù)的圖象及性質(zhì);能夠?qū)⒎匠痰膶崝?shù)根問題轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)與直線
的交點問題,借助數(shù)形結合解題是關鍵.
16.(2020?立山區(qū)二模)拋物線>=/+區(qū)+3的對稱軸為直線x=l,若關于x的一元二次
方程工2+笈+3-/=0。為實數(shù))在-l<x<4的范圍內(nèi)有實數(shù)根,貝心的取值范圍是
2V<11一
【考點】二次函數(shù)的性質(zhì);拋物線與x軸的交點
【分析】根據(jù)拋物線>=/+加+3的對稱軸為直線x=l,可以求得6的值,然后即可得到
該函數(shù)的解析式,再根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì),即可得到當-l<x<4時,y的取值范圍,然后
令>=/,即可轉(zhuǎn)化為方程/+6尤+3-?=0,從而可以得到f的取值范圍.
【解答】解:?.?拋物線昨尤2+樂+3的對稱軸為直線x=i,
——=1,得b=-2,
2x1
y=x—2x+3=(x—1)~+2,
當-l<x<4時,》的取值范圍是2守<11,
當y=/時,f=X2-2x+3,即/+6x+3—f=0,
?.?關于X的一元二次方程f+法+3-/=0?為實數(shù))在-1<X<4的范圍內(nèi)有實數(shù)根,
:工的取值范圍是2宣<11,
故答案為:2-#<11.
【點評】本題考查拋物線與x軸的交點、二次函數(shù)的性質(zhì),解答本題的關鍵是明確題意,利
用二次函數(shù)的性質(zhì)解答.
17.(2020?浙江自主招生)已知了=/+蛆-6,當EW時,y<0恒成立,那么實數(shù)x的
取值范圍是_-3<x<-3+后
2
【考點】HB:圖象法求一元二次方程的近似根
【分析】根據(jù)1/7,得出兩個不等式:當加=3時,、2+3、一6<0;當冽=1時,x2+x-6<0;
分別解不等式-+3x-6<0,X2+X-6<0,可求實數(shù)x的取值范圍.
【解答】解:?<0,
當加=3時,X2+3X-6<0,
由y=%2+3x-6<0,
ZH—3—,33—3+<33
得-------<%<--------;
22
當冽=1時,x2+x-6<0,
由)=f+x—6<0,—3<x<2.
實數(shù)X的取值范圍為:-3<x<士叵.
2
故答案為:一3Vxe-"后.
2
【點評】本題考查了用二次函數(shù)的方法求自變量x的取值范圍.關鍵是分類列不等式,分別
解不等式.
18.二次函數(shù)y的圖象如圖,對稱軸為直線x=l.若關于x的一元二次方程
/+aT=0。為實數(shù))在-l<x<4的范圍內(nèi)有解,貝心的取值范圍是_-舊<8^.
【考點】二次函數(shù)的圖象;二次函數(shù)與不等式(組)
【分析】根據(jù)對稱軸求出6的值,從而得到x=-l、4時的函數(shù)值,再根據(jù)一元二次方程
x2+bx-t=0(/為實數(shù))在-l<x<4的范圍內(nèi)有解相當于了=x?+bx與>=/在-l<x<4內(nèi)
有交點,依此求解即可得出結論.
【解答】解:???對稱軸為直線x=-2=l,
2x1
b=-2,
二次函數(shù)解析式為y=x2-2x.
當x=-l時,>=1+2=3;
當x=4時,>=16-2x4=8;
當x=l時,y=l-2=-l.
x2+6x-/=0相當于y=+6x與直線y=?的交點的橫坐標,
二.當-k#<8時,在-l<x<4的范圍內(nèi)有解.
故答案為:-1^<8.
【點評】本題考查了二次函數(shù)的圖象以及二次函數(shù)與不等式,把方程的解轉(zhuǎn)化為兩個函數(shù)圖
象的交點的問題求解是解題的關鍵.
三.解答題(共5小題)
19.(2021秋?槐蔭區(qū)期末)請閱讀下列解題過程:
解一元二次不等式:x2-5%>0.
解:設f-5x=0,解得:玉=0,馬=5,則拋物線了=x2-5x與x軸的交點坐標為(0,0)和
(5,0).畫出二次函數(shù)y=x2-5x的大致圖象(如圖所示).由圖象可知:當x<0,或當x>5
時函數(shù)圖象位于x軸上方,止匕時y>0,即X2-5X>0.
所以一元二次不等式/-5x>0的解集為:x<0,或x>5.
通過對上述解題過程的學習,按其解題的思路和方法解答下列問題:
(1)上述解題過程中,滲透了下列數(shù)學思想中的①和—.(只填序號)
①轉(zhuǎn)化思想;②分類討論思想;③數(shù)形結合思想.
(2)用類似的方法解一元二次不等式:X2-2X-3<0.
【考點】拋物線與X軸的交點;二次函數(shù)與不等式(組)
【分析】(1)解答過程將求一元二次不等式解集的問題轉(zhuǎn)化成一元二次方程與二次函數(shù)的問
題,并結合函數(shù)草圖判斷自變量的取值范圍,所以涉及的數(shù)學思想有轉(zhuǎn)化思想與數(shù)形結合的
思想;
(2)先求方程Y-2x-3=0的解,再結合二次函數(shù)了=Y-2x-3的大致圖象,根據(jù)圖象在
x軸下方的部分確定x的取值范圍即可得不等式的解集.
【解答】解:(1)根據(jù)示例可知,將一元二次不等式解集的問題轉(zhuǎn)化成一元二次方程與二次
函數(shù)的問題,并結合函數(shù)草圖判斷自變量的取值范圍,所以涉及的數(shù)學思想有轉(zhuǎn)化思想與數(shù)
形結合的思想,
故答案為①,③
(2)解一元二次不等式:x2-2x-3<0.
解:設--2》-3=0,解得:%=-1,%=3,則拋物線>=/一2彳-3與x軸的交點坐標
為(-1,0)和(3,0).畫出二次函數(shù)了=/-2丫-3的大致圖象(如下圖所示).由圖象可知:當
-l<x<3時函數(shù)圖象位于x軸下方,此時y<0,即f一2X-3<0.
【點評】本題考查的二次函數(shù)與一元二次不等式的關系,根據(jù)轉(zhuǎn)化思想將一元二次不等式解
集的問題轉(zhuǎn)化成一元二次方程與二次函數(shù)的問題,再根據(jù)數(shù)形結合的思想求解集是本題的關
鍵.
20.(2020秋?歷下區(qū)期末)如圖,直線,:y=fcc+6與y軸交于點8(0,3),直線/z:y=-2x-l
交y軸于點N,交直線4于點尸(一口).
(1)求左、6和f的值;
(2)求A4Ap的面積;
(3)過動點。伍,0)作x軸的垂線與直線4、12,分別交于“、N兩點,且MN<4.
①求°的取值范圍;
②當A4MP的面積是AO四的面積的!時,求如V的長度.
2
【考點】一次函數(shù)綜合題
【分析】(1)可先求得尸點坐標,再由2、P兩點的坐標,解方程組可得出答案;
(2)由三角形面積公式可得出答案;
(3)①用a可分別表示出河、N的坐標,則可表示出的長,由條件可得到關于a的不
等式,則可求得“的取值范圍;
②由條件可知點”應在7軸左側(cè),當點"在線段尸8上時,則可知=|^^,則可求
得M點到y(tǒng)軸的距離;當點”在線段8P的延長線上時則可知S.w=$用8,可求得“到N
軸的距離;再利用①中MN的長可求得答案.
【解答】解:(1)?.?點尸(-1J)在直線直線「上,
.?./=-2x(-l)-l=l,
即尸(一1,1),
把3、P的坐標代入可得
\-k+b=\
\b=3'
解得[:=2,
[b=3
t=1Jk=2,6=3;
(2)?.?直線>=-2工-1交y軸于點/,
4(0,—1),
???尸(一1,1),5(0,3),
=;/3xl=gx4=2;
(3)①?.?AW//〉軸,
:.M、N的橫坐標為a,
設V、N的縱坐標分別為加和6,由(1)可知直線4的函數(shù)表達式為y=2x+3,
加=2。+3,yN=-2a-1,
當AW在點尸左側(cè)時,此時a<-1,
貝!J有MN=yN-yM=一2a-1一(2Q+3)=-4tz-4,
?:MN<4,
.?.-4a-4<4,解得。>-2,
止匕時-2<。<-1;
當ACV在點尸的右側(cè)時,此時°>-1,
則有MN=yM-yN=2a+3-(-la-1)=4tz+4,
■.■MN<4,
.-.4a+4<4,解得a<0,
止匕時-1<a<0;
當a=-l時,也符合題意,
綜上可知當-2<a<0時,MN<4;
②由(2)可知也匹=2,
由題意可知點M只能在y軸的左側(cè),
當點”在線段AP上時,過點M作MCLy軸于點C,如圖1
144
:.—ABMC=—,BP2MC=~,
233
解得MC=—,
3
.?.點"的橫坐標為-4,即〃=-4,
33
84
.\MN=4a+4=——+4=一;
33
當點M在線段8尸的延長線上時,過點M作軸于點。,如圖2,
一S\ABM-2sA24PB—4f
-ABMD=4,BP2MD=4,
2
解得〃0=2,
.?.點M的橫坐標為-2,
,-.ACV=-4a-4=8-4=4(不合題意舍去),
4
綜上可知MN的長度為-.
3
【點評】本題是一次函數(shù)綜合題,涉及待定系數(shù)法、函數(shù)圖象的交點、三角形的面積、分類
討論思想等知識.熟練掌握一次函數(shù)的性質(zhì)是解題的關鍵.
21.(2021秋?惠民縣月考)小剛在用描點法畫拋物線》=亦2+bx+c時,列出了下面的表格:
X-2-101234
y-3023320
3
(1)請根據(jù)表格中的信息,寫出拋物線的一條性質(zhì):拋物線的對稱軸是x='(答案不
2
唯一);
(2)求拋物線的解析式;
(3)拋物線與x軸的交點分別為/、8(/在3的左側(cè))與y軸的交點為C,其對稱軸與x軸
的交點為。,在拋物線的對稱軸上存在點P,使APCA是以CD為腰的等腰三角形,求出尸
點的坐標;
(4)在(3)的條件下,拋物線上有一點0,使A3C。的內(nèi)心在x軸上,直接寫出點0的坐
標.
備用圖1備用圖2
【考點】二次函數(shù)綜合題
【分析】(1)根據(jù)表格中給出點的坐標可得出答案;
(2)由待定系數(shù)法可求出答案;
(3)根據(jù)勾股定理求出CD的長,由等腰三角形的性質(zhì)可求出答案;
(4)先作出點C關于x軸的對稱點C',然后連接3C'并延長交拋物線于點。,根據(jù)對稱性
可知。為所求的點.
【解答】解:(1)?.?拋物線經(jīng)過(-1,0),(4,0),
...拋物線的對稱軸是x=士烏=-;
22
故答案為:拋物線的對稱軸是(答案不唯f
(2)?.?拋物線經(jīng)過(-1,0),(0,2),(1,3),
解得\b=—
2
拋物線的解析式為j=~x2+jx+2;
(3)如圖1,
圖1
???拋物線y」x2+3x+2」(xU)2+生,
22228
.?.拋物線的對稱軸x=-3,
2
3
:.OD=~,
2
???C(0,2),
二.OC=2,
在RtAOCD中,由勾股定理得CO=9,
2
VACZ)尸是以為腰的等腰三角形,
/.CPX=DP2-DP3=CD,
如圖所示,作CEL對稱軸于E,
/.EP、=ED=2,
DPX—4,
(4)如圖2.作點C關于x軸的對稱點。,則C(0,-2),連接BC'并延長與拋物線交于點Q,
由圖形的對稱性可知。為所求的點,
設直線BC'的解析式為y=加工+幾,
,口=+/口
由題思得:\[4m+n=0,
[n=-2
.1
e,口m=—
解得:,2,
n=-2
,直線8C'的解析式為y=;x-2,
將直線和拋物線的解析式聯(lián)立得:
-1、
y=-x-2
2
13c
y——x2H—x+2
122
解得[%=4(舍去)或卜=一2,
Vi=。1%=-3
2(-2,-3).
【點評】本題是二次函數(shù)的綜合題,考查了待定系數(shù)法求二次函數(shù)的解析式,二次函數(shù)圖象
上點的坐標特征以及二次函數(shù)的性質(zhì),三角形內(nèi)心的性質(zhì),等腰三角形的性質(zhì)等,熟練掌握
等腰三角形的性質(zhì)是解題的關鍵.
22.(2021秋?泗水縣期中)如圖,拋物線y=/+6x-4a(a)0)經(jīng)過4-1,0),2(0,4)兩點,
與x軸交于另一點3,連接ZC,BC.
(1)求拋物線的解析式;
(2)平行于x軸的直線>=-14與拋物線分別交于點。、E,求線段的長.
(3)點P是線段03上一點(不與點8、。重合),過點尸作尸”,工軸交拋物線于點
連接CM、BM,求A3CW面積的最
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