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第22章 二次函数(培优卷)
一.选择题(每小题3分,共24分)
1.已知函数:①y=2x﹣1;②y=﹣2x2﹣1;③y=3x3﹣2x2;④y=2(x+3)2-2x2;⑤y=ax2+bx+c,其中二
次函数的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【解析】y=2x﹣1是一次函数;y=﹣2x2﹣1是二次函数;y=3x3﹣2x2不是二次函数;
④y=2(x+3)2-2x2 ,不是二次函数;
y=ax2+bx+c,没告诉a不为0,故不是二次函数;
故二次函数有1个;
故答案选A.
2.函数 的图象与 轴有交点,则 的取值范围是( )
A. B. 且 C. D. 且
【答案】C
【解析】∵函数 的图象与 轴有交点,
当 时, ,解得: ,
当 时,一次函数 的图象与x轴有交点,故 ;
故答案选C.
3已知抛物线 的对称轴在 轴右侧,现将该抛物线先向右平移3个单位长度,再向上平移1
个单位长度后,得到的抛物线正好经过坐标原点,则 的值是( )
A. 或2 B. C.2 D.
【答案】B
【解析】解:函数 向右平移3个单位,得: ;
再向上平移1个单位,得: +1,
∵得到的抛物线正好经过坐标原点
∴ +1即 解得: 或∵抛物线 的对称轴在 轴右侧∴ >0∴ <0∴
故选:B.
4.如图,已知抛物线 的顶点是 ,与x轴交于点 ,给出以下结论:① ;②
;③若 ,则 或 ;④ .其中正确的结论个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【解析】解:∵抛物线开口向上,∴ ,
∵对称轴为直线 ,∴ ,
∵抛物线与y轴的交点在负半轴,∴ ,∴ ,故①错误;
∵抛物线与x轴交于 ,对称轴为 ,∴抛物线与x轴的另一个交点为 ,
当x=2时, 位于x轴上方,∴ ,故②正确;
根据抛物线的对称轴为直线x=-1可知,当y=c时,x=-2或0,
根据二次函数图象,若 ,则 或 ,故③正确;
当 时, ①,
当 时, ②,
+②得: ,即 ,
∵对称轴为直线 ,∴ ,∴ ,∴ ,
得: ,解得 ,
∴ ,即 ,故④正确;
综上分析可知,正确的有3个,故C正确.故选:C.
5.已知,在菱形ABCD中,AB=6,∠B=60°,矩形PQNM的四个.顶点分别在菱形的四边上,则矩形
PMNQ的最大面积为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
【答案】D
【解析】解:如图:
连接AC,BD交于点O,AC分别交PQ,MN于点E,F.
∵菱形ABCD中,AB=6,∠B=60°,∴△ABC是等边三角形,∠ABD=30°,∴AC=AB=6.
∵矩形MNQP,∴PQ∥BD,PM=EF,PQ⊥AC.∴∠APE=∠ABD=30°,
设AP=a,AE=CF a,∴EF=PM=6﹣a.
由勾股定理得:PE .∴PQ=2PE a.
∴S PMNQ=PM•PQ a×(6﹣a) (﹣a2+6a)
矩形
(a﹣3)2+9 .
∵ 0,∴当a=3时,矩形面积有最大值9 .
故选:D.
6.二次函数 的图象与一次函数 在同一平面直角坐标系中的图象可能是
( )A. B. C. D.
【答案】A
【解析】二次函数 的对称轴为 ,一次函数 的图像恒过定点 ,所
以一次函数的图像与二次函数的对称轴的交点为 ,只有A选项符合题意.
故选A.
7.2020年6月中旬以来,北京市新冠肺炎疫情出现反弹,北京市民对防疫物资需求量激增.某厂商计划投
资产销一种消毒液,设每天产销量为x瓶,每日产销这种消毒液的有关信息如下表:(产销量指生产并销
售的数量,生产多少就销售多少,不考虑滞销和脱销)若该消毒液的单日产销利润y元,当销量x为多少
时,该消毒液的单日产销利润最大.( )
消毒 每瓶售价 每瓶成本
每日其他费用(元) 每日最大产销量(瓶)
液 (元) (元)
30 18 1200+0.02x2 250
A.250 B.300 C.200 D.550
【答案】D
【解析】解:根据题意,得
∴ ,∴ ,
∵ ,∴抛物线的开口向下, 有最大值,
又∵ ,∴当 时, ,
故选:D
8.如图,等边 的边长为 ,动点P从点A出发,以每秒 的速度,沿A→B→C→A的方向运动,
当点P回到点A时运动停止.设运动时间为x(秒), ,则y关于x的函数的图象大致为
( )A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】解:如图,过C作CD⊥AB于点D,
则 cm, cm,
当点P在AB上时, , cm, cm,
∴ ,
该函数图象是开口向上的抛物线,对称轴为直线 ;
当 时,即点P在线段BC上时, cm;
则 ,
∴该函数的图象是在 上的抛物线,且对称轴为 ;
当 时,即点P在线段CA上,此时, cm,
则 ,∴该函数的图象是在 上的抛物线,且对称轴为直线 ;
故选:C.
二.填空题(每小题2分,共16分)
9.有一条抛物线,两位同学分别说了它的一个特点:甲:对称轴是直线 ;乙:顶点到 轴的距离为
2.请你写出一个符合条件的解析式_________.
【答案】答案不唯一,如: 或
【解析】解:∵对称轴是直线 ,∴顶点坐标的横坐标为3,
∵顶点到 轴的距离为2,∴顶点坐标的纵坐标为2或-2,
∴抛物线的顶点坐标为(3,2)或(3,-2),
∴抛物线的解析式可设为 或 ,
其中的 可取任意不为0的数即可,这里令 ,
则抛物线的解析式为 或 ,
故答案为: 或 ,(答案不唯一)
10.二次函数 的图象向上平移3个单位,再向左平移2个单位,那么平移后的函数解析式为
______.
【答案】
【解析】解:由题意得,平移后的函数解析式为: ,
故答案为: .
11.二次函数 ( ,a,c均为常数)的图象经过 、 、 三点,则
, , 的大小关系是______.【答案】
【解析】解:∵抛物线的对称轴为 ,
1.5-(-2)>1.5-0>2-1.5,故y<y<y,
1 3 2
故答案为y<y<y.
1 3 2
12.如图,在平面直角坐标系中,正方形 的顶点A、B、C的坐标分别为 、 、 .若抛物
线 的图象与正方形 有公共点,则a的取值范围是_________.
【答案】
【解析】解:∵正方形 的顶点A、B、C的坐标分别为 、 、 ,
∴点D的坐标为 .
∵ 抛物线 开口向上,∴ ,
∴当抛物线 经过B点时,a取最大值,经过D点时,a取最小值.
将 代入 得 ,解得 ,
将 代入 得 ,解得 ,
∴若抛物线 的图象与正方形 有公共点,则a的取值范围是 .
故答案为: .
13.如图,抛物线y=x2+5x+4与x轴交于A、B两点(点A在点B的左边),与y轴交于点C,连接AC,
点P在线段AC上,过点P作x轴的垂线交抛物线于点Q,则线段PQ长的最大值为___.【答案】4
【解析】解:如图,
当y=0时,x2+5x+4=0,解得x=-4,x=-1,则A(-4,0),B(-1,0),
1 2
当x=0时,y=x2+5x+4=4,则C(0,4),
设直线AC的解析式为y=kx+b,
把A(-4,0),C(0,4)代入得
,解得 ,
∴直线AC的解析式为y=x+4,
设P(t,t+4)(-4≤t≤0),则Q(t,t2+5t+4),
∴PQ=t+4-(t2+5t+4)=-t2-4t=-(t+2)2+4,
∴当t=-2时,PQ有最大值,最大值为4.
故答案为4.
14.已知y=x2+2kx+k﹣1,当﹣1<x<2时,有最小值﹣1,则k的值为___.
【答案】0
【解析】解:∵ ,
∴抛物线y=x2+2kx+k﹣1的对称轴为直线: .
∵当﹣1<x<2时,y=x2+2kx+k﹣1有最小值﹣1,∴ ,∴ ,
当 时, ,整理得 ,解得 或 ,
∵ ,∴ ,
故答案为:0.15.在平面直角坐标系中,点 和点 的坐标分别为 和 ,抛物线 与线
段 只有一个公共点,则 的取值范围是______.
【答案】 或
【解析】解:抛物线的对称轴为: ,当 时, ,故抛物线与 轴的交点坐标为 ,
顶点坐标为 ,直线CD的表达式 ,
当 时,且抛物线过点 时,
,解得 (舍去),
当 ,抛物线 与线段 只有一个公共点时,
即顶点在直线CD上,则 ,解得 ,
当 时,且抛物线过点 时,
,解得 ,
由抛物线的性质可知,当 越大,则抛物线的开口越小,且抛物线与线段 只有一个公共点,
∴ ,且 ,解得 ,
综上所述, 的取值范围为 或 ,
故答案为 或 .
16.抛物线 的图象如图所示,点A,A,A,A…,A 在抛物线第一象限的图象上,点
1 2 3 4 2022
B ,B ,B ,B ...,B 在y轴的正半轴上, 、 、…、 都是等腰直角三角
1 2 3 4 2022
形,则 ________.【答案】
【解析】解:设AB =x,
1 1
∵△OAB 是等腰直角三角形,∴OB =x,
1 1 1
则A 的坐标为(x,x),代入二次函数y= x2+ x,得x= x2+ x,解得x=1或x=0(舍),
1
设AB =m,
2 2
∵△B AB 腰是等腰直角三角形,∴B B =m,∴A 的坐标为(m,1+m),
1 2 2 1 2 2
代入二次函数y= x2+ x,得 m2+ m=1+m,解得m=2或m=-1(舍),
同理可求出AB =3,AB =4,
3 3 4 4
∴B A =2022,根据勾股定理,得B A = ,
2022 2022 2021 2022
故答案为: .
三.解答题(共60分)
17.(6分)如图为二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象根据函数图象,“>”、“=”或“<”填写下
列空格:
①a_________0;②4ac﹣b2 _________0;
③2a+b_________0;④a+b+c_________ 0;
⑤当﹣1<x<3时,y_________0;⑥8a+c_________0
【答案】 < < = > > <
【解析】解:① 二次函数图象开口向下, ,② 二次函数图象与 轴有2个不同的交点, 即
③根据图象的对称性可得对称轴为 ,即 ,
④ 时的函数值为 ,根据图象可知 时, ,即 ,
⑤根据函数图象在 时,函数图象位于 轴上方,即可判断函数值大于0,即 ,
⑥根据③可得 以及 时候的函数值 , ,即
故答案为:① ;② ;③ ;④ ;⑤ ;⑥
18.(8分)某蔬菜批发商以每千克18元的价格购进一批山野菜,市场监督部门规定其售价每千克不高于
28元.经市场调查发现,山野菜的日销售量y(千克)与每千克售价x(元)之间满足一次函数关系,部
分数据如表:
每千克售价x
…… 20 22 24 ……
(元)
日销售量y
…… 66 60 54 ……
(千克)
(1)求y与x之间的函数关系式;
(2)当每千克山野菜的售价定为多少元时,批发商每日销售这批山野菜所获得的利润最大?最大利润为多少
元?
【答案】(1)y与x之间的函数关系式为y=﹣3x+126
(2)当每千克山野菜的售价定为28元时,批发商每日销售这批山野菜所获得的利润最大,最大利润为420
元.
【解析】(1)解:设y与x之间的函数关系式为y=kx+b(k≠0),
由表中数据得: ,解得: ,
∴y与x之间的函数关系式为y=﹣3x+126;
(2)设批发商每日销售这批山野菜所获得的利润为w元,
由题意得:w=(x﹣18)y=(x﹣18)(﹣3x+126)=﹣3x2+180x﹣2268=﹣3(x﹣30)2+432,
∵市场监督部门规定其售价每千克不高于28元,∴18≤x≤28,
∵﹣3<0,∴当x<30时,w随x的增大而增大,
∴当x=28时,w最大,最大值为420,
∴当每千克山野菜的售价定为28元时,批发商每日销售这批山野菜所获得的利润最大,最大利润为420元.19.(8分)如图,抛物线 (b,c是常数)的顶点为C,与x轴交于A,B两点, ,
,点P为线段 上的动点,过P作 // 交 于点Q.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)求 面积的最大值,并求此时P点坐标.
【答案】(1) ;(2)2;P(-1,0)
【解析】(1)解:∵点A(1,0),AB=4,∴点B的坐标为(-3,0),
将点A(1,0),B(-3,0)代入函数解析式中得:
,解得:b=2,c=-3,∴抛物线的解析式为 ;
(2)解:由(1)得抛物线的解析式为 ,
顶点式为: ,
则C点坐标为:(-1,-4),
由B(-3,0),C(-1,-4)可求直线BC的解析式为:y=-2x-6,
由A(1,0),C(-1,-4)可求直线AC的解析式为:y=2x-2,
∵PQ∥BC,设直线PQ的解析式为:y=-2x+n,与x轴交点P ,
由 解得: ,
∵P在线段AB上,∴ ,∴n的取值范围为-6<n<2,则
∴当n=-2时,即P(-1,0)时, 最大,最大值为2.
20.(8分)小红看到一处喷水景观,喷出的水柱呈抛物线形状,她对此展开研究:测得喷水头P距地面
0.7m,水柱在距喷水头P水平距离5m处达到最高,最高点距地面3.2m;建立如图所示的平面直角坐标系,
并设抛物线的表达式为 ,其中x(m)是水柱距喷水头的水平距离,y(m)是水柱距地面
的高度.
(1)求抛物线的表达式.
(2)爸爸站在水柱正下方,且距喷水头P水平距离3m,身高1.6m的小红在水柱下方走动,当她的头顶恰好
接触到水柱时,求她与爸爸的水平距离.
【答案】(1) ;(2)2或6m
【解析】(1)解:根据题意可知抛物线的顶点为 ,
设抛物线的解析式为 ,
将点 代入,得 ,解得 ,
抛物线的解析式为 ,
(2)由 ,令 ,
得 ,解得 ,
爸爸站在水柱正下方,且距喷水头P水平距离3m,
当她的头顶恰好接触到水柱时,她与爸爸的水平距离为 (m),或 (m).
21.(10分)已知抛物线
(1)若抛物线与直线 交于(1,0),(5,8)两点.
①求抛物线和直线的函数解析式;
②直接写出当 时自变量x的取值范围.
(2)若 ,线段AB的两个端点坐标分别为A(0,3),B(3,3),当抛物线与线段AB有唯一公共点
时,直接写出a的取值范围.
【答案】(1)① ; ;② 或 ;(2) 或
【解析】(1)解:①把(1,0),(5,8)分别代入 可得
,解得 ,
∴抛物线的解析式为 .
把(1,0),(5,8)分别代入 可得
,解得 ,
直线的解析式为 .
②由题意得, ,解得: ,
∴当 时自变量x的取值范围是 或 .
(2) , 抛物线的解析式为 .
∴抛物线的对称轴为直线 ,顶点坐标为(2,a),
∵点A(0,3),B(3,3)
①当 时,抛物线的最小值为 ,与线段AB无公共点;②当 时,抛物线的顶点为(2,3),在线段AB上,此时抛物线与线段AB有一个公共点;
③当 时,抛物线最小值为a,与直线AB有公共点;
如果抛物线 经过点A,则 ,解得 ,
由抛物线的对称轴为直线 ,可知抛物线经过点(4,3),
点(4,3)不在线段AB上,此时抛物线与线段AB有一个公共点A;
如果抛物线 经过点B,则 ,解得 ,
由抛物线的对称轴为直线 ,可知抛物线经过点(1,3),
点(1,3)在线段AB上,此时抛物线与线段AB有两个公共点;
综上所述,当 或 时,抛物线与线段AB有唯一公共点.
22.(10分)如图1所示为某公司生产的A型活动板房,成本是每个395元,它由长方形和抛物线构成,长
方形的长AD4米,宽AB3米,抛物线的最高点E到BC的距离为4米.
(1)按如图1所示建立平面直角坐标系,求该抛物线的解析式.
(2)现将A型活动板房改为B型活动板房.如图2,在抛物线与AD之间的区域内加装一扇长方形窗户框架
Mm,0
FGMN G M AD N F
,点 、 在 上,点 、 在抛物线上,长方形窗户框架的成本为10元/米,设 ,且
1
满足 m1,当窗户框架 的周长最大时,每个 型活动板房的成本是多少?(每个 型活动板房
2 FGMN B B
的成本=每个A型活动板房的成本+一扇长方形窗户框架FGMN成本)
(3)根据市场调查,以单价600元销售(2)中窗户框架周长最大时的B型活动板房,每月能售出100个,而
单价每降低10元,每月能多售出20个.不考虑其他因素,公司将销售单价n(元)定为多少时,每月销
售B型活动板房所获利润W (元)最大?最大利润是多少?
1
【答案】(1)y x21;(2)每个 型活动板房的成本是450元
4 B(3)销售单价n(元)定为550元时,每月销售B型活动板房所获利润W (元)最大,最大利润是20000元
yax2c
【解析】(1)解:由题意,设该抛物线的解析式为 ,
∵长方形的长AD4米,宽AB3米,抛物线的最高点E到BC的距离为4米,
∴OH=AB=3,OD=OA=2,OE=EH-OH=1,∴E(0,1),D(2,0),
yax2c
将E(0,1),D(2,0)代入 ,得:
1
a
4ac0 4
c1
,解得:
c1
,
1
∴抛物线的解析式为y x21.
4
1
(2)解: ∵M(m,0),∴N(m, m21),
4
1
由题意,MN=FG= m21,GM=FN=2OM=2m,
4
1 1 1
∴窗户框架 的周长为2(2m+ m21)= m24m2 (m4)210,
FGMN 4 2 2
1 1
∵ <0, m1,
2 2
∴当m=1时,周长最大,最大值为5.5,
此时,每个B型活动板房的成本是395+5.5×10=450元.
600n
(3)解:根据题意,得:W=(n450)(10020
10
)=
2n22200n585000
= 2(n550)220000,
∵-2<0,∴当n=550时,W最大,最大值为20000,
故销售单价n(元)定为550元时,每月销售B型活动板房所获利润W (元)最大,最大利润是20000元.
23.(10分)如图,在平面直角坐标系.xOy中,直线y=x﹣4与x轴交于点A,与y轴交于点B,过A,B
两点的抛物线交x轴于另一点C(﹣2,0).
(1)求抛物线解析式;(2)如图1,点F是直线AB下方抛物线上一动点,连接FA,FB,求出四边形FAOB面积最大值及此时点F
的坐标.
(3)如图2,在(2)问的条件下,点Q为平面内y轴右侧的一点,是否存在点Q及平面内任意一点M使得
以A,F,Q,M为顶点的四边形是正方形?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,说明理由.
1
【答案】(1)y x2x4
2
(2)当t=2时,S FAOB有最大值12,此时点F的坐标为(2,﹣4)
四边形
(3)存在,点Q的坐标Q(8,﹣2),Q(6,﹣6),Q(1,﹣1),Q(5,﹣3)
1 2 3 4
【解析】(1)解:∵直线y=x﹣4与x轴交于点A,与y轴交于点B,
当x=0时,y=-4;当y=0时,x=4,∴点A(4,0),点B(0,﹣4),
∵抛物线交x轴于点A(4,0),点C(﹣2,0).
设抛物线解析式为:y=a(x+2)(x﹣4)=ax2﹣2ax﹣8a,
1
∵抛物线交y轴于点B(0,﹣4),∴﹣4=﹣8a,∴a ,
2
1 1 1 1
∴抛物线解析式为:y x2﹣2 x﹣8 x2﹣x﹣4;
2 2 2 2
(2)解:如图,过点F作FE∥y轴,交AB于点E,
1
设点F的横坐标为t,则F(t,2t2﹣t﹣4),
∵直线AB的解析式为y=x﹣4,∴E(t,t﹣4),
1 1 1
S BFA OA•EF (4﹣0)×(t﹣4 t2+t+4)=﹣t2+4t,
△ 2 2 2
1 1
∵S BOA OA•OB 4×4=8,∴S FAOB=S BFA+S BOA=﹣t2+4t+8=﹣(t﹣2)2+12,
△ 2 2 四边形 △ △
∴当t=2时,S FAOB有最大值12,∴此时点F的坐标为(2,﹣4);
四边形
(3)解:①当以AF为边时,如图,过点F作FS⊥x轴于点S,过点Q 作QT⊥x轴于点T,
1 1 (42)242 5
∵点A(4,0),点F的坐标为(2,﹣4),∴AF 2 ,SF=4,AS=4﹣2=2,
5
∵四边形AQ MF是正方形,∴AQ =AF=2 ,∠FAQ =90°,
1 1 1 1
∵∠SFA+∠SAF=90°,∠SAF+∠TAQ =90°,∴∠SFA=∠TAQ,
1 1
∵∠FSA=∠ATQ =90°,∴△FSA≌△ATQ ,
1 1
∴AT=SF=4,TQ=AS=2,∴OT=OA+AT=8,∴Q(8,﹣2);
1 1
同理可得:△QHQ ≌△ATQ ,∴QH=AT=4,QH=TQ=2,
1 2 1 1 2 1
∴OK=OT﹣KT=8﹣2=6,QK=HT=4+2=6,∴Q(6,﹣6);
2 2
当四边形AFED是正方形时,点D在y轴上,点E在y轴左边,不合题意;
②连接AE,FD交于点Q,连接AQ 、FQ 交于点Q,此时,AF为对角线,四边形AQ FQ 是正方形,如
3 2 1 4 3 4
图:
∵Q 是FQ 的中点,Q(8,﹣2),F(2,﹣4),
4 1 1
82 2(4)
∵
5, 3,∴Q(5,﹣3);
2 2 4
∵Q 是FD的中点,D(0,2),F(2,﹣4),
3
02 2(4)
∵ 1, 1,∴Q(1,﹣1).
2 2 3
∴存在,点Q的坐标Q(8,﹣2),Q(6,﹣6),Q(1,﹣1),Q(5,﹣3).
1 2 3 4