第一部分 第三章 课时12
命题点1 二次函数的实际应用
1.(2024·贵阳)六盘水市梅花山国际滑雪自建成以来,吸引大批滑雪爱好者,一滑雪者从山坡滑下,测得滑行距离y(单位:cm)与滑行时间x(单位:s)之间的关系可以近似的用二次函数来表示.
滑行时间x/s 滑行距离y/cm
(1)根据表中数据求出二次函数的表达式.现测量出滑雪者的出发点与终点的距离大约800 m,他需要多少时间才能到达终点?
(2)将得到的二次函数图象补充完整后,向左平移2个单位,再向上平移5个单位,求平移后的函数表达式.
解:(1)∵该抛物线过点(0,0),∴设抛物线的解析式为y=ax+bx.将(1,4),(2,12)代入,得
?a+b=4,????4a+2b=12,
2
0 0 1 4 2 12 3 24 … …
解得?
?a=2,???b=2,
2
∴抛物线的解析式为y=2x+2x. 当y=80 000时,2x+2x=80 000, 解得x=199.500 625(负值已舍去), 即他需要199.500 625 s才能到达终点.
1212
(2)∵y=2x+2x=2(x+)-,∴向左平移2个单位,再向上平移5个单位后函数解
22121529
析式为y=2(x+2+)-+5=2(x+)+.
2222
命题点2 二次函数与几何的综合
2.(2017·贵阳)我们知道,经过原点的抛物线可以用y=ax+bx(a≠0)表示,对于这样的抛物线:
(1)当抛物线经过点(-2,0)和(-1,3)时,求抛物线的表达式;
2
2
1
(2)当抛物线的顶点在直线y=-2x上时,求b的值;
(3)如图,现有一组这样的抛物线,它们的顶点A1,A2,…,An在直线y=-2x上,横坐标依次为-1,-2,-3,…,-n(n为正整数,且n≤12),分别过每个顶点作x轴的垂线,垂足记为B1,B2,…,Bn,以线段AnBn为边向左作正方形AnBnCnDn,如果这组抛物线中的某一条经过点Dn,求此时满足条件的正方形AnBnCnDn的边长.
解:(1)∵抛物线y=ax+bx??a=-3,???b=-6,
2
??4a-2b=0,
经过点(-2,0)和(-1,3),∴?
??a-b=3,
解得
2
∴抛物线的表达式为y=-3x-6x.
bb2
(2)∵抛物线y=ax+bx的顶点坐标是(-,-),且该点在直线y=-2x上,∴-
2a4a2
b2b=-2×(-). 4a2a∵a≠0,∴-b=4b,解得b1=-4,b2=0.
(3)由这组抛物线的顶点A1,A2,…,An在直线y=-2x上,及(2)可知,b=-4或b=0.
①当b=0时,抛物线的顶点在坐标原点,不符合题意,舍去; ②当b=-4时,抛物线的表达式为y=ax-4x. 由题意可知,第n条抛物线的顶点为An(-n,2n), 则Dn(-3n,2n).
∵以An为顶点的抛物线不可能经过点Dn, ∴设第n+k(k为正整数)条抛物线经过点Dn,
此时第n+k条抛物线的顶点坐标是An+k(-n-k,2n+2k),∴-=-n-k,
2a2
2
bb2
∴a==-,
2n+kn+k∴第n+k条抛物线的表达式为y=-
22
x-4x.∵Dn(-3n,2n)在第n+k条抛物线上, n+k 2
∴2n=-
242
×(-3n)-4×(-3n),解得k=n. n+k5
∵n,k为正整数,且n≤12,∴n1=5,n2=10. 当n=5时,k=4,n+k=9;
当n=10时,k=8,n+k=18>12(舍去), ∴D5(-15,10).
∴此时满足条件的正方形AnBnCnDn 的边长为10.
3.(2016·贵阳)如图,直线y=5x+5交x轴于点A,交y轴于点C,过A,C两点的二次函数y=ax+4x+c的图象交x轴于另一点B.
2
(1)求二次函数的表达式;
(2)连接BC,点N是线段BC上的动点,作ND⊥x轴交二次函数的图象于点D,求线段
ND长度的最大值;
(3)若点H为二次函数y=ax+4x+c图象的顶点,点M(4,m)是该二次函数图象上一点,在x轴、y轴上分别找点F,E,使四边形HEFM的周长最小,求出点F,E的坐标.
温馨提示:在直角坐标系中,若点P,Q的坐标分别为P(x1,y1),Q(x2,y2), 当PQ平行x轴时,线段PQ的长度可由公式PQ=|x1-x2|求出;当PQ平行y轴时,线段PQ的长度可由公式PQ=|y1-y2|求出.
解:(1)∵直线y=5x+5交x轴于点A,交y轴于点C,∴A(-1,0),C(0,5). ∵二次函数y=ax+4x+c的图象过A,C两点,
??0=a-4+c,
∴?
?c=5,?
2
2
??a=-1,
解得?
?c=5,?
2
∴二次函数的表达式为y=-x+4x+5.
(2)令y=-x+4x+5=0,解得x=5或x=-1(舍去), ∴点B的坐标为(5,0).
设直线BC的解析式为y=kx+b, ∵直线BC过点B(5,0),C(0,5),
??5k+b=0,
∴?
?b=5,?
2
??k=-1,
解得?
?b=5,?
∴直线BC的解析式为y=-x+5.
如答图1,设ND的长为d,N点的横坐标为n.
3
答图1
则N点的纵坐标为-n+5,D点的坐标为(n,-n+4n+5), 则d=|-n+4n+5-(-n+5)|, 由题意可知,-n+4n+5>-n+5, ∴d=-n+4n+5-(-n+5)=-n+5n= 5225-(n-)+,
24
525∴当n=时,线段ND长度的最大值是.
24
(3)由题意可得二次函数的顶点坐标为H(2,9),点M的坐标为(4,5). 如答图2,作点H(2,9)关于y轴的对称点H1,
2
2
2
2
2
答图2
则点H1的坐标为(-2,9),作点M(4,5)关于x轴的对称点M1,则点M1的坐标为(4,-5), 连接H1M1,分别交x轴于点F,y轴于点E,则EH1=EH,FM1=FM, ∴H1M1+HM的长度是四边形HEFM的最小周长,则点F,E即为所求. 设直线H1M1的解析式为y=k1x+b1, ∵直线H1M1过点M1(4,-5),H1(-2,9),
??-5=4k1+b1,
∴?
?9=-2k1+b1,?
7
k=-,??3解得?13
b=??3.11
713
∴直线H1M1的解析式为y=-x+,
33
4
1313
∴点F,E的坐标分别为(,0),(0,).
73
4.(2015·贵阳)如图,经过点C(0,-4)的抛物线y=ax+bx+c(a≠0)与x轴相交于
2
A(-2,0),B两点.
(1)a__>__0,b-4ac__>__0;(填“>”或“<”) (2)若该抛物线关于直线x=2对称,求抛物线的函数表达式;
(3)在(2)的条件下,连接AC,E是抛物线上一动点,过点E作AC的平行线交x轴于点
2
F.是否存在这样的点E,使得以A,C,E,F为顶点所组成的四边形是平行四边形?若存在,
求出满足条件的点E的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(1)>,>.
(2)∵直线x=2是对称轴,A(-2,0),∴B(6,0).∵点C(0,-4), 4a-2b+c=0,??2
∴将A,B,C的坐标分别代入y=ax+bx+c,得?36a+6b+c=0,
??c=-4,
解得
??4
?b=-3,??c=-4,
a=,
1
3
124
∴抛物线的函数表达式为y=x-x-4.
33(3)存在.
(i)假设存在点E使得以A,C,E,F为顶点所组成的四边形是平行四边形.
如答图1,过点C作CE∥x轴,交抛物线于点E,过点E作EF∥AC,交x轴于点F,则四边形ACEF即为满足条件的平行四边形.
124
∵抛物线y=x-x-4关于直线x=2对称,
33∴由抛物线的对称性可知,点E的横坐标为4. ∵OC=4,∴点E的纵坐标为-4.
5