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专题15
二次函数的应用-2年中考1年模拟备战2018年中考数学精品系列解析版
专题
15
二次
函数
应用
年中
模拟
备战
2018
数学
精品
系列
解析
备战2018中考系列:数学2年中考1年模拟
第三篇 函数
专题15 二次函数的应用
☞解读考点
知 识 点
名师点晴
二次函数的应用[来源:学|科|网][来源:Zxxk.Com]
1.实际背景下二次函数的关系[来源:Z.xx.k.Com]
会运用二次函数的性质求函数的最大值或最小值来解决最优化问题.[来源:学+科+网Z+X+X+K][来源:学_科_网Z_X_X_K]
2.将实际问题转化为数学中二次函数问题
会根据具体情景,建立适当的平面直角坐标系.
3.利用二次函数来解决实际问题的基本思路
(1)理解问题;(2)分析问题中的变量和常量;(3)用函数表达式表示出它们的关系;(4)利用二次函数的有关性质进行求解;(5)检验结果的合理性,对问题加以拓展.
☞2年中考
【2017年题组】
一、选择题
1.(2017湖北省荆州市)规定:如果关于x的一元二次方程(a≠0)有两个实数根,且其中一个根是另一个根的2倍,则称这样的方程为“倍根方程”.现有下列结论:
①方程是倍根方程;
②若关于x的方程是倍根方程,则a=±3;
③若关于x的方程(a≠0)是倍根方程,则抛物线与x轴的公共点的坐标是(2,0)和(4,0);
④若点(m,n)在反比例函数的图象上,则关于x的方程是倍根方程.
上述结论中正确的有( )
A.①② B.③④ C.②③ D.②④
【答案】C.
【解析】
③关于x的方程(a≠0)是倍根方程,∴x2=2x1,∵抛物线的对称轴是直线x=3,∴抛物线与x轴的交点的坐标是(2,0)和(4,0),故③正确;
④∵点(m,n)在反比例函数的图象上,∴mn=4,解得x1=﹣,x2=﹣,∴x2=4x1,∴关于x的方程不是倍根方程;
故选C.
考点:1.反比例函数图象上点的坐标特征;2.根的判别式;3.根与系数的关系;4.抛物线与x轴的交点;5.综合题.
二、填空题
2.(2017湖南省常德市)如图,正方形EFGH的顶点在边长为2的正方形的边上.若设AE=x,正方形EFGH的面积为y,则y与x的函数关系为 .
【答案】(0<x<2).
【解析】
试题分析:如图所示,∵四边形ABCD是边长为1的正方形,∴∠A=∠B=90°,AB=2,∴∠1+∠2=90°,∵四边形EFGH为正方形,∴∠HEF=90°,EH=EF,∴∠1+∠3=90°,∴∠2=∠3,在△AHE与△BEF中,∵∠A=∠B,∠2=∠3,EH=FE,∴△AHE≌△BEF(AAS),∴AE=BF=x,AH=BE=2﹣x,在Rt△AHE中,由勾股定理得:EH2=AE2+AH2=x2+(2﹣x)2=2x2﹣4x+4;即(0<x<2),故答案为:(0<x<2).
考点:1.根据实际问题列二次函数关系式;2.正方形的性质.学科!网
3.(2017湖南省永州市)一小球从距地面1m高处自由落下,每次着地后又跳回到原高度的一半再落下.
(1)小球第3次着地时,经过的总路程为 m;
(2)小球第n次着地时,经过的总路程为 m.
【答案】(1)2.5;(2).
【解析】
考点:1.二次函数的应用;2.规律型.
4.(2017浙江省温州市)小明家的洗手盆上装有一种抬启式水龙头(如图1),完全开启后,水流路线呈抛物线,把手端点A,出水口B和落水点C恰好在同一直线上,点A至出水管BD的距离为12cm,洗手盆及水龙头的相关数据如图2所示,现用高10.2cm的圆柱型水杯去接水,若水流所在抛物线经过点D和杯子上底面中心E,则点E到洗手盆内侧的距离EH为 cm.
【答案】.
【解析】
B(12,24)代入抛物线,可得: ,解得:,∴抛物线为,又∵点E的纵坐标为10.2,∴令y=10.2,则,解得x1=,x2=(舍去),∴点E的横坐标为,又∵ON=30,∴EH=30﹣()=.故答案为:.
考点:1.二次函数的应用;2.代数几何综合题;3.综合题.
三、解答题
5.(2017湖北省荆州市)荆州市某水产养殖户进行小龙虾养殖.已知每千克小龙虾养殖成本为6元,在整个销售旺季的80天里,销售单价p(元/千克)与时间第t(天)之间的函数关系为: ,日销售量y(千克)与时间第t(天)之间的函数关系如图所示:
(1)求日销售量y与时间t的函数关系式?
(2)哪一天的日销售利润最大?最大利润是多少?
(3)该养殖户有多少天日销售利润不低于2400元?
(4)在实际销售的前40天中,该养殖户决定每销售1千克小龙虾,就捐赠m(m<7)元给村里的特困户.在这前40天中,每天扣除捐赠后的日销售利润随时间t的增大而增大,求m的取值范围.
【答案】(1)y=﹣2t+200(1≤x≤80,t为整数);(2)第30天的日销售利润最大,最大利润为2450元;(3)21天;(4)5≤m<7.
【解析】
试题分析:(1)根据函数图象,利用待定系数法求解可得;
试题解析:(1)设解析式为y=kt+b,将(1,198)、(80,40)代入,得:,解得:,∴y=﹣2t+200(1≤x≤80,t为整数);
(2)设日销售利润为w,则w=(p﹣6)y,①当1≤t≤40时,w=(t+16﹣6)(﹣2t+200)=﹣(t﹣30)2+2450,∴当t=30时,w最大=2450;
②当41≤t≤80时,w=(﹣t+46﹣6)(﹣2t+200)=(t﹣90)2﹣100,∴当t=41时,w最大=2301,∵2450>2301,∴第30天的日销售利润最大,最大利润为2450元.
(3)由(2)得:当1≤t≤40时,w=﹣(t﹣30)2+2450,令w=2400,即﹣(t﹣30)2+2450=2400,解得:t1=20、t2=40,由函数w=﹣(t﹣30)2+2450图象可知,当20≤t≤40时,日销售利润不低于2400元,而当41≤t≤80时,w最大=2301<2400,∴t的取值范围是20≤t≤40,∴共有21天符合条件.
(4)设日销售利润为w,根据题意,得:学科&网
w=(t+16﹣6﹣m)(﹣2t+200)=﹣t2+(30+2m)t+2000﹣200m,其函数图象的对称轴为t=2m+30,∵w随t的增大而增大,且1≤t≤40,∴由二次函数的图象及其性质可知2m+30≥40,解得:m≥5,又m<7,∴5≤m<7.
考点:1.二次函数的应用;2.二次函数的最值;3.最值问题;4.分段函数;5.分类讨论;6.综合题.
6.(2017湖北省荆门市)我市雷雷服饰有限公司生产了一款夏季服装,通过实体商店和网上商店两种途径进行销售,销售一段时间后,该公司对这种商品的销售情况,进行了为期30天的跟踪调查,其中实体商店的日销售量y1(百件)与时间t(t为整数,单位:天)的部分对应值如下表所示,网上商店的日销售量y2(百件)与时间t(t为整数,单位:天)的部分对应值如图所示.
(1)请你在一次函数、二次函数和反比例函数中,选择合适的函数能反映y1与t的变化规律,并求出y1与t的函数关系式及自变量t的取值范围;
(2)求y2与t的函数关系式,并写出自变量t的取值范围;
(3)在跟踪调查的30天中,设实体商店和网上商店的日销售总量为y(百件),求y与t的函数关系式;当t为何值时,日销售总量y达到最大,并求出此时的最大值.
【答案】(1)(0≤t≤30,且为整数);(2);(3),当t=17或18时,y最大=91.2百件.
【解析】
最大=80;当10<t≤30时,得到y最大=91.2,于是得到结论.
试题解析:解(1)根据观察可设,将(0,0),(5,25),(10,40)代入得:,解得:,∴y1与t的函数关系式为:(0≤t≤30,且为整数);
(2)当0≤t≤10时,设y2=kt,∵(10,40)在其图象上,∴10k=40,∴k=4,∴y2与t的函数关系式为:y2=4t,当10≤t≤30时,设y2=mt+n,将(10,40),(30,60)代入得:,解得:,∴y2与t的函数关系式为:y2=t+30,综上所述, ;
(3)依题意得y=y1+y2,当0≤t≤10时,y===(t﹣25)2+125,∴t=10时,y最大=80;
当10<t≤30时,y=t2+6t+t+30==,∵t为整数,∴t=17或18时,y最大=91.2,∵91.2>80,∴当t=17或18时,y最大=91.2(百件).
综上所述:,当t=17或18时,y最大=91.2百件.
考点:1.二次函数的应用;2.分段函数;3.二次函数的最值;4.最值问题.
7.(2017湖北省随州市)某水果店在两周内,将标价为10元/斤的某种水果,经过两次降价后的价格为8.1元/斤,并且两次降价的百分率相同.
(1)求该种水果每次降价的百分率;
(2)从第一次降价的第1天算起,第x天(x为整数)的售价、销量及储存和损耗费用的相关信息如表所示.已知该种水果的进价为4.1元/斤,设销售该水果第x(天)的利润为y(元),求y与x(1≤x<15)之间的函数关系式,并求出第几天时销售利润最大?
(3)在(2)的条件下,若要使第15天的利润比(2)中最大利润最多少127.5元,则第15天在第14天的价格基础上最多可降多少元?
【答案】(1)10%;(2),第10天时销售利润最大;(3)0.5.
【解析】
(3)设第15天在第14天的价格基础上最多可降a元,根据第15天的利润比(2)中最大利润最多少127.5元,列不等式可得结论.
试题解析:(1)设该种水果每次降价的百分率是x,10(1﹣x)2=8.1,x=10%或x=190%(舍去).
答:该种水果每次降价的百分率是10%;
(2)当1≤x<9时,第1次降价后的价格:10×(1﹣10%)=9,∴y=(9﹣4.1)(80﹣3x)﹣(40+3x)=﹣17.7x+352,∵﹣17.7<0,∴y随x的增大而减小,∴当x=1时,y有最大值,y大=﹣17.7×1+352=334.3(元);
当9≤x<15时,第2次降价后的价格:8.1元,∴y=(8.1﹣4.1)(120﹣x)﹣(3x2﹣64x+400)=﹣3x2+60x+80=﹣3(x﹣10)2+380,∵﹣3<0,∴当9≤x≤10时,y随x的增大而增大,当10<x<15时,y随x的增大而减小,∴当x=10时,y有最大值,y大=380(元).
综上所述,y与x(1≤x<15)之间的函数关系式为:,第10天时销售利润最大;
(3)设第15天在第14天的价格基础上最多可降a元,由题意得:380﹣127.5≤(4﹣a)(120﹣15)﹣(3×152﹣64×15+400),252.5≤105(4﹣a)﹣115,a≤0.5.
答:第15天在第14天的价格基础上最多可降0.5元.
考点:1.二次函数的应用;2.一元二次方程的应用;3.二次函数的最值;4.最值问题;5.分段函数;6.分类讨论;7.综合题.
8.(2017湖北省襄阳市)为了“创建文明城市,建设美丽家园”,我市某社区将辖区内的一块面积为1000m2的空地进行绿化,一部分种草,剩余部分栽花,设种草部分的面积为x(m2),种草所需费用(元)与x(m2)的函数关系式为,其图象如图所示:栽花所需费用(元)与x(m2)的函数关系式为(0≤x≤1000).
(1)请直接写出、和b的值;
(2)设这块1000m2空地的绿化总费用为W(元),请利用W与x的函数关系式,求出绿化总费用W的最大值;
(3)若种草部分的面积不少于700m2,栽花部分的面积不少于100m2,请求出绿化总费用W的最小值.
【答案】(1),,b=6000;(2)32500;(3)27900.
【解析】
(3)根据种草部分的面积不少于700m2,栽花部分的面积不少于100m2求得x的范围,依据二次函数的性质可得.
试题解析:(1)将x=600、y=18000代入 ,得:18000=600,解得:;
将x=600、y=18000和x=1000、y=26000代入,得:,解得:,b=6000;
(2)当0≤x<600时,W=30x+(﹣0.01x2﹣20x+30000)=﹣0.01x2+10x+30000,∵﹣0.01<0,W=﹣0.01(x﹣500)2+32500,∴当x=500时,W取得最大值为32500元;
当600≤x≤1000时,W=20x+6000+(﹣0.01x2﹣20x+30000)=﹣0.01x2+36000,∵﹣0.01<0,∴当600≤x≤1000时,W随x的增大而减小,∴当x=600时,W取最大值为32400,∵32400<32500,∴W取最大值为32500元;
(3)由题意得:1000﹣x≥100,解得:x≤900,由x≥700,则700≤x≤900,∵当700≤x≤900时,W随x的增大而减小,∴当x=900时,W取得最小值27900元.
考点:1.二次函数的应用;2.最值问题;3.二次函数的最值;4.分段函数;5.综合题.
9.(2017湖北省黄石市)小明同学在一次社会实践活动中,通过对某种蔬菜在1月份至7月份的市场行情进行统计分析后得出如下规律:
①该蔬菜的销售价P(单位:元/千克)与时间x(单位:月份)满足关系:P=9﹣x;
②该蔬菜的平均成本y(单位:元/千克)与时间x(单位:月份)满足二次函数关系,已知4月份的平均成本为2元/千克,6月份的平均成本为1元/千克.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)请运用小明统计的结论,求出该蔬菜在第几月份的平均利润L(单位:元/千克)最大?最大平均利润是多少?(注:平均利润=销售价﹣平均成本)
【答案】(1);(2)4月份的平均利润L最大,最大平均利润是3元/千克.
【解析】
试题解析:(1)将x=4、y=2和x=6、y=1代入,得:,解得:,∴ ;
(2)根据题意,知L=P﹣y=9﹣x﹣()=,∴当x=4时,L取得最大值,最大值为3.
答:4月份的平均利润L最大,最大平均利润是3元/千克.
考点:1.二次函数的应用;2.最值问题;3.二次函数的最值.
10.(2017辽宁省锦州市)为解决消费者停车难的问题,某商场新建一小型轿车停车场,经测算,此停车场每天需固定支出的费用(包括设施维修费、管理人员工资等)为600元,为制定合理的收费标准,该商场对每天轿车停放辆次(每辆轿车每停放一次简称为“辆次”)与每辆轿车的收费情况进行调查,发现每辆次轿车的停车费定价不超过10元时,每天来此停放的轿车都为300辆次;若每辆次轿车的停车费定价超过10元,则每超过1元,每天来此停放的轿车就减少12辆次,设每辆次轿车的停车费x元(为便于结算,停车费x只取整数),此停车场的日净收入为y元(日净收入=每天共收停车费﹣每天固定的支出)回答下列问题:
(1)①当x≤10时,y与x的关系式为: ;
②当x>10时,y与x的关系式为: ;
(2)停车场能否实现3000元的日净收入?如能实现,求出每辆次轿车的停车费定价,如不能实现,请说明理由;
(3)该商场要求此停车场既要吸引顾客,使每天轿车停放的辆次较多,又要有最大的日净收入,按此要求,每辆次轿车的停车费定价应定为多少元?此时最大日净收入是多少元?
【答案】(1)①y=300x﹣600;②y=﹣12x2+420x﹣600;(2)停车场能实现3000元的日净收入,每辆次轿车的停车费定价是15元或20元;(3)每辆次轿车的停车费定价应定为17元,此时最大日净收入是3072元.
【解析】
试题解析:(1)①由题意得:y=300x﹣600;
②由题意得:y=[300﹣12(x﹣10)]x﹣600,即y=﹣12x2+420x﹣600;
(2)依题意有:﹣12x2+420x﹣600=3000,解得x1=15,x2=20.
故停车场能实现3000元的日净收入,每辆次轿车的停车费定价是15元或20元;
(3)当x≤10时,停车300辆次,最大日净收入y=300×10﹣600=2400(元)
当x>10时,y=﹣12x2+420x﹣600=﹣12(x2﹣35x)﹣600=﹣12(x﹣17.5)2+3075
∴当x=17.5时,y有最大值.但x只能取整数,∴x取17或18.
显然,x取17时,小车停放辆次较多,此时最大日净收入为y=﹣12×0.25+3075=3072(元).
由上可得,每辆次轿车的停车费定价应定为17元,此时最大日净收入是3072元.学科*网
考点:1.二次函数的应用;2.一元二次方程的应用;3.二次函数的最值;4.最值问题;5.分段函数.
11.(2017山东省潍坊市)工人师傅用一块长为10dm,宽为6dm的矩形铁皮制作一个无盖的长方体容器,需要将四角各裁掉一个正方形.(厚度不计)
(1)在图中画出裁剪示意图,用实线表示裁剪线,虚线表示折痕;并求长方体底面面积为12dm2时,裁掉的正方形边长多大?
(2)若要求制作的长方体的底面长不大于底面宽的五倍,并将容器进行防锈处理,侧面每平方分米的费用为0.5元,底面每平方分米的费用为2元,裁掉的正方形边长多大时,总费用最低,最低为多少?
【答案】(1)裁掉的正方形的边长为2dm;(2)当裁掉边长为2.5dm的正方形时,总费用最低,最低费用为25元.
【解析】
试题解析:
(1)如图所示:
设裁掉的正方形的边长为xdm,由题意可得(10﹣2x)(6﹣2x)=12,即x2﹣8x+12=0,解得x=2或x=6(舍去).
答:裁掉的正方形的边长为2dm,底面积为12dm2;
(2)∵长不大于宽的五倍,∴10﹣2x≤5(6﹣2x),解得0<x≤2.5,设总费用为w元,由题意可知
w=0.5×2x(16﹣4x)+2(10﹣2x)(6﹣2x)=4x2﹣48x+120=4(x﹣6)2﹣24,∵对称轴为x=6,开口向上,∴当0<x≤2.5时,w随x的增大而减小,∴当x=2.5时,w有最小值,最小值为25元.
答:当裁掉边长为2.5dm的正方形时,总费用最低,最低费用为25元.
考点:1.二次函数的应用;2.一元二次方程的应用;3.二次函数的最值;4.最值问题;5.操作型.
12.(2017内蒙古包头市)某广告公司设计一幅周长为16米的矩形广告牌,广告设计费为每平方米2000元.设矩形一边长为x,面积为S平方米.
(1)求S与x之间的函数关系式,并写出自变量x的取值范围;
(2)设计费能达到24000元吗?为什么?
(3)当x是多少米时,设计费最多?最多是多少元?
【答案】(1)(0<x<8);(2)能;(3)当x=4米时,矩形的最大面积为16平方米,设计费最多,最多是32000元.
【解析】
试题解析:(1)∵矩形的一边为x米,周长为16米,∴另一边长为(8﹣x)米,∴S=x(8﹣x)=,其中0<x<8,即(0<x<8);
(2)能,∵设计费能达到24000元,∴当设计费为24000元时,面积为24000÷200=12(平方米),即=12,解得:x=2或x=6,∴设计费能达到24000元.
(3)∵=,∴当x=4时,S最大值=16,∴当x=4米时,矩形的最大面积为16平方米,设计费最多,最多是32000元.
考点:1.二次函数的应用;2.一元二次方程的应用;3.二次函数的最值;4.最值问题.
13.(2017四川省达州市)宏兴企业接到一批产品的生产任务,按要求必须在14天内完成.已知每件产品的出厂价为60元.工人甲第x天生产的产品数量为y件,y与x满足如下关系: .
(1)工人甲第几天生产的产品数量为70件?
(2)设第x天生产的产品成本为P元/件,P与x的函数图象如图.工人甲第x天创造的利润为W元,求W与x的函数关系式,并求出第几天时,利润最大,最大利润是多少?
【答案】(1)工人甲第12天生产的产品数量为70件;(2),第11天时,利润最大,最大利润是845元.
【解析】
试题解析:(1)根据题意,得:
∵若7.5x=70,得:x=>4,不符合题意;
∴5x+10=70,解得:x=12.
答:工人甲第12天生产的产品数量为70件;
(2)由函数图象知,当0≤x≤4时,P=40,当4<x≤14时,设P=kx+b,将(4,40)、(14,50)代入,得:,解得:,∴P=x+36;
①当0≤x≤4时,W=(60﹣40)•7.5x=150x,∵W随x的增大而增大,∴当x=4时,W最大=600元;
②当4<x≤14时,W=(60﹣x﹣36)(5x+10)=﹣5x2+110x+240=﹣5(x﹣11)2+845,∴当x=11时,W最大=845,∵845>600,∴当x=11时,W取得最大值,845元,∴
答:第11天时,利润最大,最大利润是845元.
考点:1.二次函数的应用;2.二次函数的最值;3.最值问题;4.分段函数.
14.(2017内蒙古包头市)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线与x轴交于A(﹣1,0),B(2,0)两点,与y轴交于点C.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)直线y=﹣x+n与该抛物线在第四象限内交于点D,与线段BC交于点E,与x轴交于点F,且BE=4EC.
①求n的值;
②连接AC,CD,线段AC与线段DF交于点G,△AGF与△CGD是否全等?请说明理由;
(3)直线y=m(m>0)与该抛物线的交点为M,N(点M在点N的左侧),点 M关于y轴的对称点为点M',点H的坐标为(1,0).若四边形OM'NH的面积为.求点H到OM'的距离d的值.
【答案】(1);(2)①n=﹣2;②△AGF与△CGD全等;(3).
【解析】
(2)①过点E作EE'⊥x轴于E',则EE'∥OC,根据平行线分线段成比例定理,可得BE'=4OE',设点E的坐标为(x,y),则OE'=x,BE'=4x,根据OB=2,可得x的值,再根据直线BC的解析式即可得到E的坐标,把E的坐标代入直线y=﹣x+n,可得n的值;
②根据F(﹣2,0),A(﹣1,0),可得AF=1,再根据点D的坐标为(1,﹣3),点C的坐标为(0,﹣3),可得CD∥x轴,CD=1,再根据∠AFG=∠CDG,∠FAG=∠DCG,即可判定△AGF≌△CGD;
(3)根据轴对称的性质得出OH=1=M'N,进而判定四边形OM'NH是平行四边形,再根据四边形OM'NH的面积,求得OP的长,再根据点M的坐标得到PM'的长,Rt△OPM'中,运用勾股定理可得OM'的值,最后根据OM'×d=,即可得到d的值.
试题解析:(1)∵抛物线与x轴交于A(﹣1,0),B(2,0)两点,∴,解得:,∴该抛物线的解析式;
(2)①如图,过点E作EE'⊥x轴于E',则EE'∥OC,∴,∵BE=4EC,∴BE'=4OE',设点E的坐标为(x,y),则OE'=x,BE'=4x,∵B(2,0),∴OB=2,即x+4x=2,∴x=,∵抛物线与y轴交于点C,∴C(0,﹣3),设直线BC的解析式为y=kx+b',∵B(2,0),C(0,﹣3),∴,解得:,∴直线BC的解析式为,当x=时,y=﹣,∴E(,﹣),把E的坐标代入直线y=﹣x+n,可得﹣+n=﹣,解得n=﹣2;
②△AGF与△CGD全等.理由如下:
∵直线EF的解析式为y=﹣x﹣2,∴当y=0时,x=﹣2,∴F(﹣2,0),OF=2,∵A(﹣1,0),∴OA=1,∴AF=2﹣1=1,由,解得:或,∵点D在第四象限,∴点D的坐标为(1,﹣3),∵点C的坐标为(0,﹣3),∴CD∥x轴,CD=1,∴∠AFG=∠CDG,∠FAG=∠DCG,∴△AGF≌△CGD;
(3)∵抛物线的对称轴为x= =,直线y=m(m>0)与该抛物线的交点为M,N,∴点M、N关于直线x=对称,设N(t,m),则M(1﹣t,m),∵点 M关于y轴的对称点为点M',∴M'(t﹣1,m),∴点M'在直线y=m上,∴M'N∥x轴,∴M'N=t﹣(t﹣1)=1,∵H(1,0),∴OH=1=M'N,∴四边形OM'NH是平行四边形,设直线y=m与y轴交于点P,∵四边形OM'NH的面积为,∴OH×OP=1×m=,即m=,∴OP=,当=时,解得x1=﹣,x2=,∴点M的坐标为(﹣,),∴M'(,),即PM'=,∴Rt△OPM'中,OM'==,∵四边形OM'NH的面积为,∴OM'×d=,∴d=.
考点:1.二次函数综合题;2.探究型;3.压轴题.学科&网
15.(2017内蒙古呼和浩特市)在平面直角坐标系xOy中,抛物线与y轴交于点C,其顶点记为M,自变量x=﹣1和x=5对应的函数值相等.若点M在直线l:y=﹣12x+16上,点(3,﹣4)在抛物线上.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)设对称轴右侧x轴上方的图象上任一点为P,在x轴上有一点A(,0),试比较锐角∠PCO与∠ACO的大小(不必证明),并写出相应的P点横坐标x的取值范围.
(3)直线l与抛物线另一交点记为B,Q为线段BM上一动点(点Q不与M重合),设Q点坐标为(t,n),过Q作QH⊥x轴于点H,将以点Q,H,O,C为顶点的四边形的面积S表示为t的函数,标出自变量t的取值范围,并求出S可能取得的最大值.
【答案】(1);(2)当x=时,∠PCO=∠ACO,当<x<时,∠PCO<∠ACO,当<x<4时,∠PCO>∠ACO;(3) ,当t=﹣1时,S最大=18.
【解析】
(3)解方程组得到D(﹣1,28得到Q(t,﹣12t+16)(﹣1≤t<2),①当﹣1≤t<0时,②当0<t<时,③当≤t<2时,求得二次函数的解析式即可得到结论.
试题解析:(1)∵自变量x=﹣1和x=5对应的函数值相等,∴抛物线的对称轴为x=2.∵点M在直线l:y=﹣12x+16上,∴yM=﹣8.设抛物线的解析式为.将(3,﹣4)代入得:a﹣8=﹣4,解得:a=4,∴抛物线的解析式为,整理得:.
(2)由题意得:C(0,8),M(2,﹣8),如图,当∠PCO=∠ACO时,过P作PH⊥y轴于H,设CP的延长线交x轴于D,则△ACD是等腰三角形,∴OD=OA=,∵P点的横坐标是x,∴P点的纵坐标为4x2﹣16x+8,∵PH∥OD,∴△CHP∽△COD,∴,∴x=,过C作CE∥x轴交抛物线与E,则CE=4,设抛物线与x轴交于F,B,则B(,0),∴对称轴右侧x轴上方的图象上任一点为P,∴当x=时,∠PCO=∠ACO,当<x<时,∠PCO<∠ACO,当<x<4时,∠PCO>∠ACO;
(3)解方程组: ,解得:,∴D(﹣1,28),∵Q为线段BM上一动点(点Q不与M重合),∴Q(t,﹣12t+16)(﹣1≤t<2);分三种情况讨论:
①当﹣1≤t<0时,S=(﹣t)(﹣12t+16﹣8)+8(﹣t)=6t2﹣12t=6(t﹣1)2﹣6,∵﹣1≤t<0,∴当t=﹣1时,S最大=18;
②当0<t<时,S=t•8+t(﹣12t+16)=﹣6t2+12t=﹣6(t﹣1)2+6,∵0<t<,∴当t=1时,S最大=6;
③当≤t<2时,S=t•8+(12t﹣16)=6t2﹣4t=6(t﹣)2﹣,∵≤t<2,∴此时S无最大值.
综上所述: ,当t=﹣1时,S最大=18.
考点:1.二次函数综合题;2.二次函数的最值;3.最值问题;4.分类讨论;5.动点型;6.压轴题.
16.(2017山东省聊城市)如图,已知抛物线与y轴交于点A(0,6),与x轴交于点B(6,0),点P是线段AB上方抛物线上的一个动点.
(1)求这条抛物线的表达式及其顶点坐标;
(2)当点P移动到抛物线的什么位置时,使得∠PAB=75°,求出此时点P的坐标;
(3)当点P从A点出发沿线段AB上方的抛物线向终点B移动,在移动中,点P的横坐标以每秒1个单位长度的速度变动,与此同时点M以每秒1个单位长度的速度沿AO向终点O移动,点P,M移动到各自终点时停止,当两个移点移动t秒时,求四边形PAMB的面积S关于t的函数表达式,并求t为何值时,S有最大值,最大值是多少?
【答案】(1),顶点坐标为(2,8);(2)P点坐标为(,);(3)S=,当t=4时,S有最大值24.
【解析】
试题解析:(1)根据题意,把A(0,6),B(6,0)代入抛物线解析式可得:,解得:,∴抛物线的表达式为,∵=,∴抛物线的顶点坐标为(2,8);
(2)如图1,过P作PC⊥y轴于点C,∵OA=OB=6,∴∠OAB=45°,∴当∠PAB=75°时,∠PAC=60°,∴tan∠PAC=,即=,设AC=m,则PC=m,∴P(m,6+m),把P点坐标代入抛物线表达式可得6+m=,解得m=0或m=,经检验,P(0,6)与点A重合,不合题意,舍去,∴所求的P点坐标为(,);
(3)当两个支点移动t秒时,则P(t,﹣t2+2t+6),M(0,6﹣t),如图2,作PE⊥x轴于点E,交AB于点F,则EF=EB=6﹣t,∴F(t,6﹣t),∴FP=t2+2t+6﹣(6﹣t)=﹣t2+3t,∵点A到PE的距离竽OE,点B到PE的距离等于BE,∴S△PAB=FP•OE+FP•BE=FP•(OE+BE)=FP•OB=×(﹣t2+3t)×6=﹣t2+9t,且S△AMB=AM•OB=×t×6=3t,∴S=S四边形PAMB=S△PAB+S△AMB==,∴当t=4时,S有最大值,最大值为24.
考点:1.二次函数综合题;2.二次函数的最值;3.最值问题;4.动点型;5.压轴题.
17.(2017吉林省)《函数的图象与性质》拓展学习片段展示:
【问题】如图①,在平面直角坐标系中,抛物线经过原点O,与x轴的另一个交点为A,则a= .
【操作】将图①中抛物线在x轴下方的部分沿x轴折叠到x轴上方,将这部分图象与原抛物线剩余部分的图象组成的新图象记为G,如图②.直接写出图象G对应的函数解析式.
【探究】在图②中,过点B(0,1)作直线l平行于x轴,与图象G的交点从左至右依次为点C,D,E,F,如图③.求图象G在直线l上方的部分对应的函数y随x增大而增大时x的取值范围.
【应用】P是图③中图象G上一点,其横坐标为m,连接PD,PE.直接写出△PDE的面积不小于1时m的取值范围.
【答案】【问题】:;【操作】:;【探究】:当1<x<2或x>2+时,函数y随x增大而增大;【应用】:m=0或m=4或m≤2﹣或m≥2+.
【解析】
试题分析:【问题】:把(0,0)代入可求得a的值;
【操作】:先写出沿x轴折叠后所得抛物线的解析式,根据图象可得对应取值的解析式;
【探究】:令y=0,分别代入两个抛物线的解析式,分别求出四个点CDEF的坐标,根据图象呈上升趋势的部分,即y随x增大而增大,写出x的取值;
【应用】:先求DE的长,根据三角形面积求高的取值h≥1;
分三部分进行讨论:
①当P在C的左侧或F的右侧部分时,设P[m,],根据h≥1,列不等式解出即可;
②如图③,作对称轴由最大面积小于1可知:点P不可能在DE的上方;
③P与O或A重合时,符合条件,m=0或m=4.
试题解析:【问题】
∵抛物线经过原点O,∴,a=,故答案为:;
【操作】:如图①,抛物线:,对称轴是:直线x=2,由对称性得:A(4,0),沿x轴折叠后所得抛物线为:,如图②,图象G对应的函数解析式为:;
【探究】:如图③,由题意得:
当y=1时,=0,解得:x1=2+,x2=2﹣,∴C(2﹣,1),F(2+,1),当y=1时,,解得:x1=3,x2=1,∴D(1,1),E(3,1),由图象得:图象G在直线l上方的部分,当1<x<2或x>2+时,函数y随x增大而增大;
【应用】:∵D(1,1),E(3,1),∴DE=3﹣1=2,∵S△PDE=DE•h≥1,∴h≥1;
①当P在C的左侧或F的右侧部分时,设P[m,],∴h=﹣1≥1,(m﹣2)2≥10,m﹣2≥或m﹣2≤﹣,m≥2+或m≤2﹣;
②如图③,作对称轴交抛物线G于H,交直线CD于M,交x轴于N,∵H(2,),∴HM=﹣1=<1,∴当点P不可能在DE的上方;
③∵MN=1,且O(0,0),a(4,0),∴P与O或A重合时,符合条件,∴m=0或m=4;
综上所述,△PDE的面积不小于1时,m的取值范围是:m=0或m=4或m≤2﹣或m≥2+.
考点:1.二次函数综合题;2.翻折变换(折叠问题);3.分类讨论;4.阅读型;5.压轴题.
18.(2017四川省成都市)如图1,在平面直角坐标系xOy中,抛物线C:与x轴相交于A,B两点,顶点为D(0,4),AB=,设点F(m,0)是x轴的正半轴上一点,将抛物线C绕点F旋转180°,得到新的抛物线C′.
(1)求抛物线C的函数表达式;
(2)若抛物线C′与抛物线C在y轴的右侧有两个不同的公共点,求m的取值范围.
(3)如图2,P是第一象限内抛物线C上一点,它到两坐标轴的距离相等,点P在抛物线C′上的对应点P′,设M是C上的动点,N是C′上的动点,试探究四边形PMP′N能否成为正方形?若能,求出m的值;若不能,请说明理由.
【答案】(1);(2)2<m<;(3)m=6或m=﹣3.
【解析】
有两个不同的公共点,则有,解不等式组即可解决问题;
(3)情形1,四边形PMP′N能成为正方形.作PE⊥x轴于E,MH⊥x轴于H.由题意易知P(2,2),当△PFM是等腰直角三角形时,四边形PMP′N是正方形,推出PF=FM,∠PFM=90°,易证△PFE≌△FMH,可得PE=FH=2,EF=HM=2﹣m,可得M(m+2,m﹣2),理由待定系数法即可解决问题;情形2,如图,四边形PMP′N是正方形,同法可得M(m﹣2,2﹣m),利用待定系数法即可解决问题.
试题解析:(1)由题意抛物线的顶点C(0,4),A(,0),设抛物线的解析式为,把A(,0)代入可得a=,∴抛物线C的函数表达式为.
(2)由题意抛物线C′的顶点坐标为(2m,﹣4),设抛物线C′的解析式为,由,消去y得到 ,由题意,抛物线C′与抛物线C在y轴的右侧有两个不同的公共点,则有,解得2<m<,∴满足条件的m的取值范围为2<m<.
(3)结论:四边形PMP′N能成为正方形.
理由:1情形1,如图,作PE⊥x轴于E,MH⊥x轴于H.
由题意易知P(2,2),当△PFM是等腰直角三角形时,四边形PMP′N是正方形,∴PF=FM,∠PFM=90°,易证△PFE≌△FMH,可得PE=FH=2,EF=HM=2﹣m,∴M(m+2,m﹣2),∵点M在上,∴,解得m=﹣3或﹣﹣3(舍弃),∴m=﹣3时,四边形PMP′N是正方形.
情形2,如图,四边形PMP′N是正方形,同法可得M(m﹣2,2﹣m),把M(m﹣2,2﹣m)代入中,,解得m=6或0(舍弃),∴m=6时,四边形PMP′N是正方形.
综上所述:m=6或m=﹣3时,四边形PMP′N是正方形.
考点:1.二次函数综合题;2.旋转的性质;3.探究型;4.分类讨论;5.压轴题.
19.(2017四川省眉山市)如图,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,已知A(3,0),且M(1,)是抛物线上另一点.
(1)求a、b的值;
(2)连结AC,设点P是y轴上任一点,若以P、A、C三点为顶点的三角形是等腰三角形,求P点的坐标;
(3)若点N是x轴正半轴上且在抛物线内的一动点(不与O、A重合),过点N作NH∥AC交抛物线的对称轴于H点.设ON=t,△ONH的面积为S,求S与t之间的函数关系式.
【答案】(1) ;(2)P点的坐标1(0,2)或(0,)或(0,)或(0,);(3).
【解析】
(3)过H作HG⊥OA于G,设HN交Y轴于M,根据平行线分线段成比例定理得到OM=,求得抛物线的对称轴为直线x= =,