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专题 03 新知识学习型&新定义问题之求函数的解析式
(解析版)
通用的解题思路:
求一次函数解析式:①老方法:已知两个点的坐标,一令 ,二代:将两个点的坐标代入,计算
出 ,三作答;②压轴题中的新方法,用求k公式 来先求出k,再代入一个点来求出b,当
求垂线的解析式或者点的坐标含参数时,用新方法更合适。
求二次函数解析式:①一般式: ,压轴题中一般不用一般式来求二次函数解析式;
②顶点式: ,告诉二次函数的顶点时,优先选用顶点式;
③一般式: ,告诉二次函数与x轴的两交点时,优先选用交点式。
1.(长沙中考)若抛物线L:y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,abc≠0)与直线l都经过y轴上的一点P,且抛
物线L的顶点Q在直线l上,则称此直线l与该抛物线L具有“一带一路”关系.此时,直线l叫做抛物线L
的 “带线”,抛物线L叫做直线l的“路线”.
(1)若直线y=mx+1与抛物线y=x2﹣2x+n具有“一带一路”关系,求m,n的值;
(2)若某“路线”L的顶点在反比例函数y= 的图象上,它的“带线”l的解析式为y=2x﹣4,求此“路
线”L的解析式;
(3)当常数k满足 ≤k≤2时,求抛物线L:y=ax2+(3k2﹣2k+1)x+k的“带线”l与x轴,y轴所围成的三
角形面积的取值范围.
【详解】解:(1)令直线y=mx+1中x=0,则y=1,即直线与y轴的交点为(0,1);
将(0,1)代入抛物线y=x2﹣2x+n中,得n=1.∵抛物线的解析式为y=x2﹣2x+1=(x﹣1)2,
∴抛物线的顶点坐标为(1,0).将点(1,0)代入到直线y=mx+1中,得:0=m+1,解得:m=﹣1.
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(2)将y=2x﹣4代入到y= 中有,2x﹣4= ,即2x2﹣4x﹣6=0,解得:x =﹣1,x =3.
1 2
∴该“路线”L的顶点坐标为(﹣1,﹣6)或(3,2).令“带线”l:y=2x﹣4中x=0,则y=﹣4,
∴“路线”L的图象过点(0,﹣4).设该“路线”L的解析式为y=m(x+1)2﹣6或y=n(x﹣3)2+2,
由题意得:﹣4=m(0+1)2﹣6或﹣4=n(0﹣3)2+2,解得:m=2,n=﹣ .
∴此“路线”L的解析式为y=2(x+1)2﹣6或y=﹣ (x﹣3)2+2.
(3)令抛物线L:y=ax2+(3k2﹣2k+1)x+k中x=0,则y=k,即该抛物线与y轴的交点为(0,k).
抛物线L:y=ax2+(3k2﹣2k+1)x+k的顶点坐标为(﹣ , ),
设“带线”l的解析式为y=px+k,∵点(﹣ , )在y=px+k上,
∴ =﹣p +k,解得:p= .∴“带线”l的解析式为y=
x+k.
令∴“带线”l:y= x+k中y=0,则0= x+k,解得:x=﹣ .
即“带线”l与x轴的交点为(﹣ ,0),与y轴的交点为(0,k).
∴“带线”l与x轴,y轴所围成的三角形面积S= |﹣ |×|k|,∵ ≤k≤2,∴ ≤ ≤2,
∴S= ,
当 =1时,S有最大值,最大值为 ;当 =2时,S有最小值,最小值为 .
故抛物线L:y=ax2+(3k2﹣2k+1)x+k的“带线”l与x轴,y轴所围成的三角形面积的取值范围为 ≤S≤
.
2.(青竹湖)规定:我们把一个函数关于某条直线或者某点作对称后形成的新函数,称之为原函数的
“对称函数”.
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(1)已知一次函数y=﹣2x+3的图象,求关于直线y=﹣x的对称函数的解析式;
(2)已知二次函数y=ax2+4ax+4a﹣1的图象为C ;
1
①求C 关于点R(1,0)的对称函数图象C 的函数解析式;
1 2
②若两抛物线与y轴分别交于A、B两点,当AB=16时,求a的值;
(3)若直线y=﹣2x﹣3关于原点的对称函数的图象上的存在点P,不论m取何值,抛物线y=mx2+(m﹣
)x﹣(2m﹣ )都不通过点P,求符合条件的点P坐标.
【详解】(1)取y=-2x+3上两点(0,3),( ,0)两点关于y=-x对称点为(-3,0),(0,- )
设y=x+b,则 ,解得 ,则 ,
(2)①设C 上的点为(x,y),其关于(1,0)的对称点为(2-x,-y),(2-x,-y)在C 上,则
2 1
,C2: ,
②C1关于y轴交于(0,4a-1), C2关于y轴交于(0,-16a+1),
AB=|(4a-1)-(-16a+1)|=16,|2a-2|=16,解得a= 或- ,
(3)y=-2x-3关于原点对称函数为y=-2x+3,
抛物线: ,令 ,得x=1,x=-1,
1 2
则抛物线经过(1, ),(-2, ) ,令x=1,y=-2x-3=1,令x=-2,y=-2x+3=7,
点(1,1)(-2,7)在y=-2x+3上,由于函数值的唯一性,上述两点不可能在抛物线上,
故P为(1,1)或(-2,7).
3.(青竹湖)定义:将点P关于原点对称的点绕原点顺时针旋转 后得到的点 称为P的反转点,连接
形成的直线称为反转线,当直线 与函数L的图象有交点时的反转线称为完美直线,它们的交点Q叫完
美点.
(1)已知函数L的觝析式为 ,点P的坐标为 ,试求出点P变换后得到的反转线;
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(2)已知函数L的解析式为 ,点P为x轴上异于原点的一点,经过变换后可以得到完美直线,且
完美点Q与原点间的距离为 ,求这条完美直线的解析式;
(3)已知P为直线 上一动点,函数L的解析式为 ,点P经过变换后得到的反转线
是完美直线,且有两个完美点 , ,当 时,求点P横坐标的取值范围.
【解答】解:(1)∵点P的坐标为(5,0),关于原点的对称点坐标是(﹣5,0),∴点P的反转点
P′的坐标是(0,5),设反转线的解析式是y=kx+b,把P(5,0),P′(0,5)代入y=kx+b,得
,
∴ ,∴点P变换后得到的反转线的解析式是y=﹣x+5.
(2)设P(m,0)(m≠0)则它的反转点P′(0,m),∴直线PP′的解析式是y=﹣x+m,
解方程组 得 ,∴点Q的坐标是( , ),
∴ + =OQ2= =40,∴m=4或m=﹣4,
∴完美直线的解析式是y=﹣x+4或y=﹣x﹣4.
(3)∵P是直线y=3x上的一点,∴设P(n,3n)(n≠0),∴P′的坐标是(﹣3n,n),
设完美直线PP′的解析式是y=ux+v,把P(n,3n),P′(﹣3n,n)代入得 ,
∴ ,∴PP′的解析式是y= x+ n,由 得x2+2x﹣2﹣5n=0,
∵P经过变换后得到的反转线是完美直线,且有两个完美点 Q ,Q ,∴Δ=22﹣4×(﹣2﹣5n)=
1 2
12+20n>0,∴n>﹣ ,设Q (x ,y ),Q (x ,y ),∴x +x =﹣2,x x =﹣2﹣5n,y ﹣y =
1 1 1 2 2 2 1 2 1 2 1 2
(x ﹣x ),
1 2
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∴Q Q = = = ,
1 2
∴Q Q = = ,∵ ≤Q Q ≤2 ,∴ ≤
1 2 1 2
≤2 ,∴﹣ ≤n≤ ,∴点P横坐标的取值范围是﹣ ≤n≤ .
4.(博才)规定:我们把直线 叫做抛物线 的“温暖直线”.若该直线与该抛物线
的图象还有两个不同的交点,则两个交点叫做“幸福点”,并且称直线 l与抛物线L具备“温暖而幸福关
系”,否则称直线l与抛物线L不具备“温暖而幸福关系”.
(1)已知直线 是抛物线 的“温暖直线”,请判断直线 l与抛物线L是否具备
“温暖而幸福关系”,若具备,请求出“幸福点”的坐标,若不具备,请说明理由;
(2)已知直线 与抛物线 不具备“温暖而幸福关系”,当 时,抛物线
的最小值是 ,求直线l的解析式;
(3)已知直线 是抛物线L的“温暖直线”.将抛物线L进行左右平移得到新抛物线 ,抛物线
满足:对于抛物线上的任意两点 , ,若 ,则 始终成立.抛
物线 与直线l相交于 ,B两点,若以AB为直径的圆恰好与x轴相切,求a的值.
【解答】解:(1)∵直线l:y=ax﹣4是抛物线L:y=2x2+bx的“温暖直线”,∴a=2,b=﹣4,
∴直线l:y=2x﹣4,抛物线L:y=2x2﹣4x,由2x﹣4=2x2﹣4x,得:x=1或x=2,∴“幸福点”的坐标
为(1,﹣2),(2,0);
(2)∵直线l与抛物线L不具备“温暖而幸福关系”,∴方程ax+b=ax2+bx,即ax2+(b﹣a)x﹣b=0无
解或有两个相等的实数根,∴(b﹣a)2+4ab=(a+b)2≤0,∴b=﹣a,∴直线l:y=ax﹣a,抛物线L:y
=ax2﹣ax=a(x﹣ )2﹣ a,当a>0时,抛物线开口向上,∴当0≤x< 时,y随x的增大而减小,当
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<x≤2时,y随x的增大而增大,∴﹣ a=﹣6,解得:a=24,∴b=﹣24,∴直线l的解析式为y=24x
﹣24;
当a<0时,抛物线开口向下,∴当0≤x< 时,y随x的增大而增大,当 <x≤2时,y随x的增大而减
小,∴当x=2时,y最小值 =4a﹣2a=﹣6,解得:a=﹣3,∴b=3,∴直线l的解析式为y=﹣3x+3;
∴直线l的解析式为y=24x﹣24或y=﹣3x+3;
(3)∵(x ﹣ )(x ﹣ )>0,则y ≠y 始终成立,∴x= 是L 的对称轴,∵y=ax2+bx=a(x+ )2
1 2 1 2 1
﹣ ,平移后变为y=a(x﹣ )2﹣ ,将点A(1,1)代入y=a(x﹣ )2﹣ ,
∴ a﹣ =1①,∵A(1,1)在直线y=ax+b上,∴a+b=1②,由①②解得
设B(c,d),联立方程组 ,∴ax2﹣6ax+ a﹣b﹣ =0,∴6=1+c,∴c=5,
∴d=5a+b,∵A(1,1),B(5,5a+b),∴AB的中点(3, ),AB= =
,∵以AB为直径的圆恰好与x轴相切,∴ = ,
∴5a+b=4,∵5a+b=a(5﹣ )2﹣ ,∴ a﹣ =4②,联立①②得a= .
5.(2022•庐阳区三模)在数学活动课上,小明兴起小组对二次函数的图象进行了深入的探究,如果将二次
函数,y=ax2+bx+c(a≠0)图象上的点A(x,y)的横坐标不变,纵坐标变为A点的横、纵坐标之和,
就会得到的一个新的点A (x,x+y).他们把这个点A:定义为点A的“简朴”点.他们发现:二次函
1
数y=ax2+bx+c(a≠0)所有简朴点构成的图象也是一条抛物线,于是把这条抛物线定义为 y=ax2+bx+c
(a≠0)的“简朴曲线”.例如,二次函数y=x2+x+1的“简朴曲线”就是y=x2+x+1+x=x2+2x+1,请
按照定义完成:
(1)点P(1,2)的“简朴”点是 ;
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(2)如果抛物线y=ax2﹣7x+3(a≠0)经过点M(1,﹣3),求该抛物线的“简朴曲线”;
(3)已知抛物线y=x2+bx+c图象上的点B(x,y)的“简朴点”是B (﹣1,1),若该抛物线的“简
1
朴曲线”的顶点坐标为(m,n),当0≤c≤3时,求n的取值范围.
【解答】解:(1)由题意得点P(1,2)的“简朴”点是(1,1+2),即(1,3),故答案为:(1,
3).
(2)将(1,﹣3)代入y=ax2﹣7x+3得﹣3=a﹣7+3,解得a=1,∴y=x2﹣7x+3,
∴抛物线y=x2﹣7x+3的“简朴曲线”为y=x2﹣7x+3+x=x2﹣6x+3.
(3)∵点B(x,y)的“简朴点”是B(﹣1,1),∴ ,解得 ,∴点B坐标为(﹣1,
2),
∴1﹣b+c=2,即b=c﹣1,∴y=x2+(c﹣1)x+c,
∴该抛物线的“简朴曲线”为y=x2+cx+c=(x+ )2+c﹣ ,
∵该抛物线的“简朴曲线”的顶点坐标为(m,n),∴m=﹣ ,n=c﹣ =﹣ (c﹣2)2+1,
∴c=2时,n=1为最大值,把c=0代入n=c﹣ 得n=0,把c=3代入n=c﹣ 得n= ,
∴当0≤c≤3时,0≤n≤1.
6.(2022•岳麓区校级模拟)我们定义:若点P在一次函数y=ax+b(a≠0)图象上,点Q在反比例函
数 (c≠0)图象上,且满足点P与点Q关于y轴对称,则称二次函数y=ax2+bx+c为一次函数y=
ax+b与反比例函数 的“衍生函数”,点P称为“基点”,点Q称为“靶点”.
(1)若二次函数y=x2+2x+1是一次函数y=ax+b与反比例函数 的“衍生函数”,则a= ,b=
,c= ;
(2)若一次函数y=x+b和反比例函数 的“衍生函数”的顶点在x轴上,且“基点”P的横坐标为
1,求“靶点”的坐标;
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(3)若一次函数y=ax+2b(a>b>0)和反比例函数 的“衍生函数”经过点(2,6).①试说
明一次函数y=ax+2b图象上存在两个不同的“基点”;②设一次函数y=ax+2b图象上两个不同的“基
点”的横坐标为x 、x ,求|x ﹣x |的取值范围.
1 2 1 2
【解答】解:(1)由定义可知,a=1,b=2,c=1,故答案为:1,2,1;
(2)由题意可知,“衍生函数”为y=x2+bx+c,∵顶点在x轴上,∴4c=b2,∴一次函数为y=x+b,
∵“基点”P的横坐标为1,∴P(1,1+b),∵点P与点Q关于y轴对称,∴Q(﹣1,1+b),
∵反比例函数为y= ,∴﹣ b2=1+b,解得b=﹣2,∴“靶点”的坐标(﹣1,﹣1);
(3)证明:①由题意可知“衍生函数”为y=ax2+2bx﹣2,∵经过点(2,6),∴a+b=2,
∵a>b>0,∴a>2﹣a>0,∴1<a<2,设“靶点”Q(t,﹣ ),则P(﹣t,﹣ ),
∴﹣ =at+2(2﹣a),整理得at2﹣4t+2at﹣2=0,∴Δ=4(a﹣1)2+12>0,∴方程有两个不同的实
数根,∴一次函数y=ax+2b图象上存在两个不同的“基点”;
②解:由①可知,at2﹣4t+2at﹣2=0,∴x +x = ﹣2,x •x =﹣ ,
1 2 1 2
∴|x ﹣x |= = ,∵1<a<2,∴2< <4,∴2<|x ﹣x |<2 .
1 2 1 2
8.定义:将函数C 的图象绕点P(m,0)旋转180o,得到新的函数C 的图象,我们称函数C 是函数
1 2 2
C 关于点P的相关函数.
1
例如:当m=1时,函数y=(x﹣3)2+9关于点P(1,0)的相关函数为y=﹣(x+1)2﹣9.
(1)当m=0时,
①一次函数y=﹣x+7关于点P的相关函数为 .
②点A(5,﹣6)在二次函数y=ax2﹣2ax+a(a≠0)关于点P的相关函数的图象上,求a的值.
(2)函数y=(x﹣2)2+6关于点P的相关函数是y=﹣(x﹣10)2﹣6,则m= .
(3)当m﹣1≤x≤m+2时,函数y=x2﹣6mx+4m2关于点P(m,0)的相关函数的最大值为8,求m的
值.
【解答】解:(1)①根据相关函数的定义,y=﹣x+7关于点P(0,0)旋转变换可得相关函数为
y=﹣x﹣7,故答案为:y=﹣x﹣7;
②y=ax2﹣2ax+a=a(x﹣1)2,∴y=ax2﹣2ax+a关于点P(0,0)的相关函数为y=﹣a(x+1)2,
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∵点A(5,﹣6)在二次函数y=﹣a(x+1)2的图象上,∴﹣6=﹣a(5+1)2,解得:a= ;
(2)y=(x﹣2)2+6的顶点为(2,6),y=﹣(x﹣10)2﹣66的顶点坐标为(10,﹣6);
∵两个二次函数的顶点关于点P (m,0)成中心对称,∴m= =6,故答案为:6;
(3)y=x2﹣6mx+4m2=(x﹣3m)2﹣5m2,
∴y=x2﹣6mx+4m2关于点P(m,0)的相关函数为y=﹣(x+m)2+5m2.
①当﹣m≤m﹣1,即m≥ 时,当x=m﹣1时,y有最大值为8,∴﹣(m﹣1+m)2+5m2=8,
解得m =﹣2﹣ (不符合题意,舍去),m =﹣2+ ;
1 2
②当m﹣1<﹣m≤m十2,即﹣1≤m< 时,当x=﹣m时,y有最大值为8,∴5m2=8,
解得:m=± (不合题意,舍去);
③当﹣m>m+2,即m<﹣1时,当x=m+2,y有最大值为8,∴﹣(m+2+m)2+5m2=8,
解得:m=4﹣2 或,m=4+2 (不符合题意,舍去),综上,m的值为﹣2+ 或4﹣2 .
9.(2022•武侯区校级模拟)【阅读理解】
定义:在平面直角坐标系xOy中,对于一个动点P(x,y),若x,y都可以用同一个字母表示,那么点
P的运动路径是确定的.若根据点P坐标求出点P运动路径所对应的关系式是函数,则称由点坐标求函
数表达式的过程叫做将点“去隐”.
例如,将点M(m+1,﹣m+1)(m为任意实数)“去隐”的方法如下:
设x=m+1①,y=﹣m+1②
由①得m=x﹣1③
将③代入②得y=﹣(x﹣1)+1,整理得y=﹣x+2
则直线y=﹣x+2是点M的运动路径.
【迁移应用】
在平面直角坐标系xOy中,已知动点Q(﹣a,﹣ a2﹣a+3)(a为任意实数)的运动路径是抛物线.
(1)请将点Q“去隐”,得到该抛物线表达式;
(2)记(1)中抛物线为W(如图),W与x轴交于点A,B(A在B的左侧),其顶点为点C,现将W
进行平移,平移后的抛物线W'始终过点A,点C的对应点为C'.
ⅰ)试确定点C'运动路径所对应的函数表达式;
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ⅱ)在直线x=﹣2的左侧,是否存在点C',使△ACC'为等腰三角形?若存在,求出点C'的坐标;若不
存在,请说明理由.
【解答】解:(1)设x=﹣a①,y=﹣ a2﹣a+3②,由①得a=﹣x③,
∴y=﹣ x2+x+3;
(2)∵y=﹣ x2+x+3=﹣ (x﹣2)2+4,∴C(2,4),令y=0,则﹣ x2+x+3=0,解得x=﹣2或x
=6,∴A(﹣2,0),B(6,0),
ⅰ)设抛物线W'的解析式为y=﹣ (x﹣h)2+k,∴C'(h,k),∵经过点A(﹣2,0),
∴k= (2+h)2,令x=h,y=k= (2+h)2,∴y= (x+2)2;
ⅱ)存在点C',使△ACC'为等腰三角形,理由如下:∵C(2,4)在y= (x+2)2上,
∴C点关于直线x=﹣2的对称点为C'(﹣6,4),此时AC=AC',△ACC'为等腰三角形;
设C'(m, m2+m+1),当AC'=CC'时,(m+2)2+( m2+m+1)2=(m﹣2)2+( m2+m+1﹣4)2,
解得m=﹣4﹣2 或m=﹣4+2 (舍),∴C(﹣4﹣2 ,6+2 );
当CA=CC'时,C'只能在x=﹣2右侧,此时不符合题意;
综上所述:(﹣6,4)或(﹣4﹣2 ,6+2 ).
10.(立信)关于x的方程 ( )两根分别为x 和x ,若一个根是另一个根的两倍,则
1 2
称这样的方程为“立信二倍方程”,若直线l与抛物线C相交于A、B两点,其中一点的横坐标等于另一点
横坐标的2倍,则称这样的直线l与抛物线C互为“立信二倍函数”.
(1)若 是“立信二倍根方程”,求 的值;
(2)直线 : 与抛物线 互为“立信二倍函数”求抛物线的解析式;
(3)直线 : 与抛物线 : ( )互为“立信二倍函数”,若直线 与抛物
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线 相交于 , 、 , 两点,且 ,求 的取值范围.
【解答】解:(1) , ,当 时,即 ,解得: ,
当 时,即 ,解得: ,故 或-4;
(2)由题意得: ,整理得: ,则 , ,
①当 ,解得: ,抛物线解析式为 .
①当 ,解得: ,抛物线解析式为
(3) ,整理得: ,
, ,设: ,整理得: , ,
, ,则 ,
,即 ,即 ,即 .
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