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专题 02 新知识学习型&新定义问题之求函数的特殊点
(解析版)
通用的解题思路:
先把新定义中的等量关系翻译成一个函数解析式、再把翻译出的函数与每一问中的函数联立,总结成六个
字,就是:先翻译、再联立。
①联立之后若得到含参数的一元一次方程ax=b
②联立之后若得到含参数的一元二次方程 ,首选十字相乘,其次韦达定理,最次公式法。
1. (中考真题)在平面直角坐标系中,我们不妨把横坐标与纵坐标相等的点称为“梦之点”,例如点(﹣
1,﹣1),(0,0),( , ),…都是“梦之点”,显然,这样的“梦之点”有无数个.
(1)若点P(2,m)是反比例函数y= (n为常数,n≠0)的图象上的“梦之点”,求这个反比例函数的
解析式;
(2)函数y=3kx+s﹣1(k,s是常数)的图象上存在“梦之点”吗?若存在,请求出“梦之点”的坐标;
若不存在,请说明理由;
(3)若二次函数y=ax2+bx+1(a,b是常数,a>0)的图象上存在两个不同的“梦之点”A(x ,x ),B
1 1
(x ,x ),且满足﹣2<x <2,|x ﹣x |=2,令t=b2﹣2b+ ,试求出t的取值范围.
2 2 1 1 2
【解答】解:(1)∵点P(2,m)是“梦之点”,∴m=2,∵点P(2,2)在反比例函数y= (n为常
数,n≠0)的图象上,∴n=2×2=4,∴反比例函数的解析式为y= ;
(2)∵“梦之点”满足的解析式为y=x,如果函数y=3kx+s﹣1(k,s是常数)的图象上存在“梦之点”,
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联立得:x=3kx+s﹣1,整理,得(3k﹣1)x=1﹣s,当3k﹣1≠0,即k≠ 时,解得x= ;
当3k﹣1=0,1﹣s=0,即k= ,s=1时,x有无穷多解;当3k﹣1=0,1﹣s≠0,即k= ,s≠1时,x
无解;综上所述,当k≠ 时,“梦之点”的坐标为( , );当k= ,s=1时,“梦之点”
有无数个;当k= ,s≠1时,不存在“梦之点”;
(3)∵二次函数y=ax2+bx+1(a,b是常数,a>0)的图象上存在两个不同的“梦之点”A(x ,x ),B
1 1
(x ,x ),∴x =ax 2+bx +1,x =ax 2+bx +1,∴ax 2+(b﹣1)x +1=0,ax 2+(b﹣1)x +1=0,
2 2 1 1 1 2 2 2 1 1 2 2
∴x ,x 是一元二次方程ax2+(b﹣1)x+1=0的两个不等实根,∴x +x = ,x •x = ,
1 2 1 2 1 2
∴(x ﹣x )2=(x +x )2﹣4x •x =( )2﹣4• = =4,
1 2 1 2 1 2
∴b2﹣2b=4a2+4a﹣1=(2a+1)2﹣2,∴t=b2﹣2b+ =(2a+1)2﹣2+ =(2a+1)2+ .
∵﹣2<x <2,|x ﹣x |=2,∴﹣4<x <0或0<x <4,∴﹣4<x <4,∴﹣8<x •x <8,∴﹣8< <8,
1 1 2 2 2 2 1 2
∵a>0,∴a> ,∴(2a+1)2+ > + = ,∴t> .
2.(中考真题)我们不妨约定:若某函数图象上至少存在不同的两点关于原点对称,则把该函数称之为
“H函数”,其图象上关于原点对称的两点叫做一对“H点”.根据该约定,完成下列各题.
(1)在下列关于x的函数中,是“H函数”的,请在相应题目后面的括号中打“√”,不是“H函
数”的打“×”.
①y=2x( );②y= (m≠0)( );③y=3x﹣1( ).
(2)若点A(1,m)与点B(n,﹣4)是关于x的“H函数”y=ax2+bx+c(a≠0)的一对“H点”,
且该函数的对称轴始终位于直线x=2的右侧,求a,b,c的值或取值范围.
(3)若关于x的“H函数”y=ax2+2bx+3c(a,b,c是常数)同时满足下列两个条件:①a+b+c=0,
②(2c+b﹣a)(2c+b+3a)<0,求该“H函数”截x轴得到的线段长度的取值范围.
【解答】解:(1)①y=2x是“H函数”.②y= (m≠0)是“H函数”.③y=3x﹣1不是“H函
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数”.
故答案为:√,√,×.
(2)∵A,B是“H点”,∴A,B关于原点对称,∴m=4,n=﹣1,∴A(1,4),B(﹣1,﹣4),
代入y=ax2+bx+c(a≠0),得 ,∴ ,∵该函数的对称轴始终位于直线x=2的右侧,
∴﹣ >2,∴﹣ >2,∴﹣1<a<0,∵a+c=0,∴0<c<1,
综上所述,﹣1<a<0,b=4,0<c<1.
(3)∵y=ax2+2bx+3c是“H函数”,∴设H(p,q)和(﹣p,﹣q),代入得到 ,
解得ap2+3c=0,2bp=q,∵p2>0,∴a,c异号,∴ac<0,∵a+b+c=0,∴b=﹣a﹣c,
∵(2c+b﹣a)(2c+b+3a)<0,∴(2c﹣a﹣c﹣a)(2c﹣a﹣c+3a)<0,∴(c﹣2a)(c+2a)<0,
∴c2<4a2,∴ <4,∴﹣2< <2,设t= ,则﹣2<t<0,设函数与x轴交于(x ,0),(x ,0),
1 2
∴x ,x 是方程ax2+2bx+3c=0的两根,∴|x ﹣x |=
1 2 1 2
= = = = 2 = 2
,∵﹣2<t<0,∴2<|x ﹣x |<2 .
1 2
3.(中考真题)使得函数值为零的自变量的值称为函数的零点.例如,对于函数y=x﹣1,令y=0,可得x
=1,我们就说1是函数y=x﹣1的零点.已知函数y=x2﹣2mx﹣2(m+3)(m为常数).
(1)当m=0时,求该函数的零点;
(2)证明:无论m取何值,该函数总有两个零点;
(3)设函数的两个零点分别为x 和x ,且 ,此时函数图象与x轴的交点分别为A、B(点A
1 2
在点B左侧),点M在直线y=x﹣10上,当MA+MB最小时,求直线AM的函数解析式.
【解答】解:(1)当m=0时,该函数的零点为 和 ;
(2)令y=0,得△=(﹣2m)2﹣4[﹣2(m+3)]=4(m+1)2+20>0
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∴无论m取何值,方程x2﹣2mx﹣2(m+3)=0总有两个不相等的实数根.即无论m取何值,该函数总有
两个零点.
(3)依题意有x +x =2m,x x =﹣2(m+3),由 ,解得m=1.
1 2 1 2
∴函数的解析式为y=x2﹣2x﹣8.令y=0,解得x =﹣2,x =4,∴A(﹣2,0),B(4,0),
1 2
作点B关于直线y=x﹣10的对称点B′,连接AB′,则AB′与直线y=x﹣10的交点就是满足条件的M
点.易求得直线y=x﹣10与x轴、y轴的交点分别为C(10,0),D(0,﹣10).连接CB′,则∠BCD
=45°∴BC=CB’=6,∠B′CD=∠BCD=45°,∴∠BCB′=90°,即B′(10,﹣6),
设直线AB′的解析式为y=kx+b,则 ,解得:k=﹣ ,b=﹣1;∴直线AB′的解析式为
,即AM的解析式为 .
4.(2022•安顺)在平面直角坐标系中,如果点 P的横坐标和纵坐标相等,则称点P为和谐点.例如:点
1 1
(1,1),( , ),(−√2,−√2),……都是和谐点.
2 2
(1)判断函数y=2x+1的图象上是否存在和谐点,若存在,求出其和谐点的坐标;
5 5
(2)若二次函数y=ax2+6x+c(a≠0)的图象上有且只有一个和谐点( , ).
2 2
①求a,c的值;
1
②若1≤x≤m时,函数y=ax2+6x+c+ (a≠0)的最小值为﹣1,最大值为3,求实数m的取值范围.
4
【解答】解:(1)存在和谐点,理由如下,“和谐点”满足的解析式为 y=x与原函数联立得2x+1=
x,
解得x=﹣1,∴和谐点为(﹣1,﹣1);
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5 5 5 25
(2)①∵点( , )是二次函数y=ax2+6x+c(a≠0)的和谐点,∴ = a+15+c,
2 2 2 4
25 25
∴c=− a− ,∵二次函数y=ax2+6x+c(a≠0)的图象上有且只有一个和谐点,
4 2
25
∴ax2+6x+c=x有且只有一个根,∴Δ=25﹣4ac=0,∴a=﹣1,c=− ;
4
②由①可知y=﹣x2+6x﹣6=﹣(x﹣3)2+3,∴抛物线的对称轴为直线x=3,
当x=1时,y=﹣1,当x=3时,y=3,当x=5时,y=﹣1,∵函数的最大值为3,最小值为﹣1;
当3≤m≤5时,函数的最大值为3,最小值为﹣1.
5.(青竹湖)定义:若一个函数图象上存在纵坐标是横坐标2倍的点,则把该函数称为“青一函数”,该
点称为“青一点”,例如:“青一函数”y=x+1,其“青一点”为(1,2).
(1)①判断:函数y=2x+3 “青一函数”(填“是”或“不是”);
②函数 的图象上的青一点是 ;
(2)若抛物线 上有两个“青一点”,求m的取值范围;
(3)若函数 的图象上存在唯一的一个“青一点”,且当﹣1≤m≤3时,n的最
小值为k,求k的值.
【解答】解:(1)①令2x+3=2x,方程无解,∴函数y=2x+3不是“青一函数”;
②令 =2x,解得x=2或x=﹣2,∴函数 的图象上的青一点是(2,4)或(﹣2,﹣4);
故答案为:①不是;②(2,4)或(﹣2,﹣4);
(2)∵“青一函数”满足的解析式为y=2x,联立得, =2x,整理得,(m﹣1)x2+
(m﹣2)x+ m=0,
∵抛物线 上有两个“青一点”,∴Δ=(m﹣2)2﹣4× (m﹣1)>0且m﹣1≠0,
解得m< 且m≠1.
(3)∵“青一函数”满足的解析式为y=2x,联立得,, =2x,整理得,x2+(m﹣
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k)x+ ﹣ =0,∴Δ=(m﹣k)2﹣4( ﹣ )=0,整理得,n=(m﹣k)2+2k(﹣1≤m≤3),对称轴
为直线m=k,此时n的最小值为2k;根据题意需要分类讨论:
① ,∴k=0;② ,无解;③ ,
∴k= 或k= (舍去).综上,k的值为0或 .
6.(2022秋•开福区月考)在平面直角坐标系中,我们不妨把横坐标与纵坐标相等的点称为“立信点”,
例如点(﹣1,﹣1),(0,0),(2022,2022)…,都是“立信点”.
(1)①函数y=﹣2x+1图象上的“立信点”坐标为 ;
②函数y=x2+2x﹣2图象上的“立信点”坐标为 .
(2)若二次函数y=x2+2(k+2)x+k2的图象上存在A(x ,x ),B(x ,x )两个“立信点”和 +
1 1 2 2
=﹣1且求k的值;
(3)若二次函数 y=ax2+bx+1(a,b是常数,a>0)的图象上有且只有一个“立信点”,令 s=
b2+4a,当t≤b≤t+1时,s有最小值t,试求t的值.
【解答】解:(1)①当x=y时,x=﹣2x+1,此时坐标为( );
②当x=y时,x=x2+2x﹣2,此时坐标为(﹣2,﹣2)或(1,1).
故答案为:①( );②(﹣2,﹣2)或(1,1).
(2)由题意可知,x = , ,
1
∴x ,x 是方程x2+(2k+3)x+k2=0的两个根,由根与系数关系可得,
1 2
x +x =﹣(2k+3),x •x =k2,∵ + =﹣1, =﹣1,∴ ,解得k=3或﹣
1 2 1 2
1.
(3)由题意可知,ax2+(b﹣1)x+1=0,有两个相等的实数根,
∴Δ=(b﹣1)2﹣4a=0,∴(b﹣1)2=4a,
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∴s=b2+4a=b2+(b﹣1)2=2b2﹣2b+1=2(b2﹣b+ )+ =2(b﹣ )2+ ,
∴抛物线的对称轴为b= ,当t+1< 时,当b=t+1时,s有最小值,
∴s=(t+1)2+t2=t,方程无解,当t≤ ≤t+1时,当b= 时,s有最小值,∴t= ;
当t> 时,当b=t时,s有最小值,∴s=t2+(t﹣1)2=t,解得t= (舍去)或t=1,
综上,t的值为 或1.
7.(2022秋•长沙期中)在平面直角坐标系中,我们不妨把纵坐标是横坐标 3倍的点称为“一中点”,例
如点(1,3),(2,6),( ﹣1,3 ﹣3),……都是“一中点”.例如:抛物线 y=x2﹣4上存
在两个“一中点”P (4,12),P (−1,−3).
1 2
(1)在下列函数中,若函数图象上存在“一中点”,请在相应题目后面的括号中打“√”,若函数图
象上不存在“一中点”的打“×”.
①y=2x﹣1 ;②y=x2−1 ;③y=x2+4 .
(2)若抛物线y=− x2+( m+3)x− m2﹣m+1上存在“一中点”,且与直线 y=3x相交于点A
(x ,y )和B(x ,y ),令t=x 2+x 2,求t的最小值;
1 1 2 2 1 2
(3)若函数y= x2+(b﹣c+3)x+a+c﹣2的图象上存在唯一的一个“一中点”,且当﹣1≤b≤2时,a
的最小值为c,求c的值.
【解答】解:(1)①当3x=2x﹣1,解得x=﹣1,∴点(﹣1,﹣3)在y=2x﹣1上,∴y=2x﹣1存在
一中点”(﹣1,﹣3),故答案为:√;
②∵“一中函数”满足的解析式为y=3x,联立得,当3x=x2−1,解得x= 或x= ,∴
点( , )或( , )在y=x2−1 上,∴y=x2−1 上存在两个“一中
点”( , )或( , ),
故答案为:√;
③∵“一中函数”满足的解析式为y=3x,3x=x2+4时,∵Δ=9﹣16<0,∴y=x2+4上不存在“一中
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点”,故答案为:×;
(2)∵抛物线y=− x2+( m+3)x− m2﹣m+1上存在“一中点”,与“一中函数”满足的解析式为
y=3x联立得,∴3x=− x2+( m+3)x− m2﹣m+1,整理得− x2+ mx− m2﹣m+1=0,
∴Δ=﹣2m+2≥0,∴m≤1,∵x +x = ,x •x = ,∴t=x 2+x 2=(x +x )2﹣2x •x =
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
(m﹣ )2﹣ ,∴当m=1时,t有最小值 ;
(3)∵函数y= x2+(b﹣c+3)x+a+c﹣2的图象上有“一中点”,与“一中函数”满足的解析式为y
=3x联立得 x2+(b﹣c+3)x+a+c﹣2=3x,整理得 x2+(b﹣c)x+a+c﹣2=0,
∵函数的“一中点”是唯一的,∴Δ=(b﹣c)2﹣a﹣c+2=0,
∴a=(b﹣c)2﹣c+2,当﹣1≤c≤2时,b=c时,a有最小值2﹣c=c,∴c=1;
当c≥2时,(2﹣c)2﹣c+2=c,解得c=3+ 或c=3﹣ (舍去);
当c≤﹣1时,(﹣1﹣c)2﹣c+2=c,整理得c2=﹣3,∴方程无解;综上所述:c的值为1或3+ .
8.(麓山国际)已知y是关于x的函数,若其函数图象经过点 P(t,t),则称点P为函数图象上的“麓
点”,例如:y=3x﹣2上存在“麓点”P(1,1).
(1)直线 (填写直线解析式)上的每一个点都是“麓点”;双曲线y= 上的“麓点”是
;
(2)若抛物线y=﹣ x2+( a+1)x﹣ a2﹣a+1上有“麓点”,且“麓点”为A(x ,y )和B(x ,
1 1 2
y ),求W=x 2+x 2的最小值;
2 1 2
(3)若函数y= x2+(n﹣k+1)x+m+k﹣1的图象上存在唯一的一个“麓点”,且当﹣2≤n≤1时,m
的最小值为k,求k的值.
【解答】解:(1)由题意得:y=x时,图象经过点P(t,t),y= =x,解得:x=±1,
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故答案为:y=x,(1,1)或(﹣1,﹣1).
(2)由题意得:y=x,即:y=﹣ x2+( a+1)x﹣ a2﹣a+1=x,
整理得:﹣ x2+ ax﹣ a2﹣a+1=0,∵△=( a)2﹣4×(﹣ )(﹣ a2﹣a+1)=﹣2a+2≥0,
解得:a≤1,由根与系数关系得:x +x = ,x x = a2+2a﹣2,
1 2 1 2
∴W=x 2+x 2=(x +x )2﹣2x x = (a﹣ )2﹣ ,∵ >0,故函数W有最小值,
1 2 1 2 1 2
当a=1时,函数取得最小值为y= (a﹣ )2﹣ = .
(3)∵函数y= x2+(n﹣k+1)x+m+k﹣1的图象上存在“麓点”,则 x2+(n﹣k+1)x+m+k﹣1=x,
整理得: x2+(n﹣k)x+m+k﹣1=0,由函数图象上存在唯一的一个“麓点”可知:
△=(n﹣k)2﹣(m+k﹣1)=0,∴m=(n﹣k)2﹣(k﹣1),
①当﹣2≤n=k≤1时,n=k时,m取得最小值,即:﹣(k﹣1)=k,解得:k= .
②当n=k≤﹣2时,n=﹣2,m取得最小值,即:(﹣2﹣k)2﹣(k﹣1)=k,解得:无解.
③当n=k≥1时,n=1,m取得最小值,即:(1﹣k)2﹣(k﹣1)=k,解得:k=2± (舍去负值)
故:k的值为: 或2+ .
声明:试题解析著作权属所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2023/9/11 11:05:57;用户:唐老师;邮箱:15874805147;学号:37181
9.(中雅)已知y是x的函数,若函数图象上存在一点P(a,b),满足b﹣a=2,则称点P为函数图象
上“梦幻点”.
例如:直线y=2x+1上存在的“梦幻点”P(1,3).
(1)求直线 上的“梦幻点”的坐标;
(2)已知在双曲线 (k≠0)上存在两个“梦幻点”?且两个“梦幻点”之间的距离为 ,求k的
值.
(3)若二次函数 的图象上存在唯一的梦幻点,且﹣2≤m≤3时,n的最小值
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为t,求t的值.
【解答】解:(1)设梦幻点P(a,a+2),∵点P是直线 上的“梦幻点”,∴a+2= a+3,
∴a=2,∴点P(2,4);
(2)若点P(a,a+2)在双曲线y= (k≥﹣1且k≠0)上,∴k=a(a+2),
∴a=﹣1± ,∴P (﹣1+ ,1+ ),P (﹣1﹣ ,1﹣ ),
1 2
∵两个“梦幻点”之间的距离为 ,∴[(﹣1+ )﹣(﹣1﹣ )]2+[(1+ )﹣(1﹣
)]2=( )2,解得:k=﹣ ;
(3)∵点P是二次函数 的图象上的梦幻点,∴a+2= a2+(m﹣t+1)a+n+t,
∴ a2+(m﹣t)a+n+t﹣2=0,∵图象上存在唯一的梦幻点,∴Δ=0,∴(m﹣t)2﹣4× ×(n+t﹣2)=
0,∴n=m2﹣2mt+t2﹣t+2,该函数图象开口向上,对称轴为m=t,
①当对称轴是m=t≥3时,函数在m=3时,取得最小值,即:n=9﹣6t+(t2﹣t+2)=t,
解得:t=4+ ,t=4﹣ (舍去);
②当对称轴是m=t≤﹣2时,函数在m=﹣2时,取得最小值,即:n=4+4t+(t2﹣t+2)=t,
∴(t+1)2=﹣5,此方程无解;
③当对称轴是﹣2<m=t<3时,函数在m=t时,取得最小值,即:n=t2﹣2t2+(t2﹣t+2)=t,
解得:t=1,综上所述,t的值为4+ 或1.
10.(2022•长沙期中)定义:函数图象上到两坐标轴的距离都不大于 n(n≥0)的点叫做这个函数图象的
1 1 1 2
“n阶方点”.例如,点( , )是函数y=x图象的“ 阶方点”;点(2,1)是函数y= 图象的
3 3 2 x
“2阶方点”.
1 1
(1)在①(﹣2,− );②(﹣1,﹣1);③(1,1)三点中,是反比例函数y= 图象的“1阶方
2 x
点”的有 (填序号);
(2)若y关于x的一次函数y=ax﹣3a+1图象的“2阶方点”有且只有一个,求a的值;
(3)若y关于x的二次函数y=﹣(x﹣n)2﹣2n+1图象的“n阶方点”一定存在,请直接写出n的取值
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范围.
1 1 1
【解答】解:(1)①(﹣2,− )到两坐标轴的距离分别是2>1, <1,∴(﹣2,− )不是反比
2 2 2
1
例函数y= 图象的“1阶方点”;
x
1
②(﹣1,﹣1)到两坐标轴的距离分别是1≤1,1≤1,∴(﹣1,﹣1)是反比例函数y= 图象的“1
x
阶方点”;
1
③(1,1)到两坐标轴的距离分别是1≤1,1≤1,∴(1,1)是反比例函数y= 图象的“1阶方点”;
x
故答案为:②③;
(2)∵y=ax﹣3a+1=a(x﹣3)+1,∴函数经过定点(3,1),
在以O为中心,边长为4的正方形ABCD中,当直线与正方形区域只有唯一交点时,图象的“2阶方点”
有且只有一个,由图可知,C(2,﹣2),D(2,2),
∵一次函数y=ax﹣3a+1图象的“2阶方点”有且只有一个,
当直线经过点C时,a=3,此时图象的“2阶方点”有且只有一个,
当直线经过点D时,a=﹣1,此时图象的“2阶方点”有且只有一个,综上所述:a的值为3或a=﹣1;
(3)在以O为中心,边长为2n的正方形ABCD中,当抛物线与正方形区域有公共部分时,
二次函数y=﹣(x﹣n)2﹣2n+1图象的“n阶方点”一定存在,
如图2,当n>0时,A(n,n),B(n,﹣n),C(﹣n,﹣n),D(﹣n,n),
1
当抛物线经过点D时,n=﹣1(舍)或n= ;当抛物线经过点B时,n=1;
4
1
∴ ≤n≤1时,二次函数y=﹣(x﹣n)2﹣2n+1图象有“n阶方点”;
4
1
综上所述: ≤n≤1时,二次函数y=﹣(x﹣n)2﹣2n+1图象的“n阶方点”一定存在.
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