专题23二次函数推理计算与证明综合问题-挑战2023年中考数学压轴题之学霸秘笈大揭秘(全国通用)(解析版).docx
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1、挑战2023年中考数学压轴题之学霸秘笈大揭秘(全国通用)专题23二次函数推理计算与证明综合问题 【例1】(2022北京)在平面直角坐标系xOy中,点(1,m),(3,n)在抛物线yax2+bx+c(a0)上,设抛物线的对称轴为直线xt(1)当c2,mn时,求抛物线与y轴交点的坐标及t的值;(2)点(x0,m)(x01)在抛物线上若mnc,求t的取值范围及x0的取值范围【分析】(1)将点(1,m),(3,n)代入抛物线解析式,再根据mn得出b4a,再求对称轴即可;(2)再根据mnc,可确定出对称轴的取值范围,进而可确定x0的取值范围【解答】解:(1)将点(1,m),(3,n)代入抛物线解析式,m
2、n,a+b+c9a+3b+c,整理得,b4a,抛物线的对称轴为直线x2;t2,c2,抛物线与y轴交点的坐标为(0,2)(2)mnc,a+b+c9a+3b+cc,解得4ab3a,3ab4a,即t2当t时,x02;当t2时,x03x0的取值范围2x03【例2】(2022绍兴)已知函数yx2+bx+c(b,c为常数)的图象经过点(0,3),(6,3)(1)求b,c的值(2)当4x0时,求y的最大值(3)当mx0时,若y的最大值与最小值之和为2,求m的值【分析】(1)将图象经过的两个点的坐标代入二次函数解析式解答即可;(2)根据x的取值范围,二次函数图象的开口方向和对称轴,结合二次函数的性质判定y的最
3、大值即可;(3)根据对称轴为x3,结合二次函数图象的性质,分类讨论得出m的取值范围即可【解答】解:(1)把(0,3),(6,3)代入yx2+bx+c,得b6,c3(2)yx26x3(x+3)2+6,又4x0,当x3时,y有最大值为6(3)当3m0时,当x0时,y有最小值为3,当xm时,y有最大值为m26m3,m26m3+(3)2,m2或m4(舍去)当m3时,当x3时y有最大值为6,y的最大值与最小值之和为2,y最小值为4,(m+3)2+64,m或m(舍去)综上所述,m2或【例3】(2022青岛)已知二次函数yx2+mx+m23(m为常数,m0)的图象经过点P(2,4)(1)求m的值;(2)判断
4、二次函数yx2+mx+m23的图象与x轴交点的个数,并说明理由【分析】(1)将(2,4)代入解析式求解(2)由判别式的符号可判断抛物线与x轴交点个数【解答】解:(1)将(2,4)代入yx2+mx+m23得44+2m+m23,解得m11,m23,又m0,m1(2)m1,yx2+x2,b24ac12+890,二次函数图象与x轴有2个交点【例4】(2022杭州)设二次函数y12x2+bx+c(b,c是常数)的图象与x轴交于A,B两点(1)若A,B两点的坐标分别为(1,0),(2,0),求函数y1的表达式及其图象的对称轴(2)若函数y1的表达式可以写成y12(xh)22(h是常数)的形式,求b+c的最
5、小值(3)设一次函数y2xm(m是常数),若函数y1的表达式还可以写成y12(xm)(xm2)的形式,当函数yy1y2的图象经过点(x0,0)时,求x0m的值【分析】(1)根据A、B两点的坐标特征,可设函数y1的表达式为y12(xx1)(xx2),其中x1,x2是抛物线与x轴交点的横坐标;(2)把函数y12(xh)22,化成一般式,求出对应的b、c的值,再根据b+c式子的特点求出其最小值;(3)把y1,y2代入yy1y2求出y关于x的函数表达式,再根据其图象过点(x0,0),把(x0,0)代入其表达式,形成关于x0的一元二次方程,解方程即可【解答】解:(1)二次函数y12x2+bx+c过点A(
6、1,0)、B(2,0),y12(x1)(x2),即y12x26x+4抛物线的对称轴为直线x(2)把y12(xh)22化成一般式得,y12x24hx+2h22b4h,c2h22b+c2h24h22(h1)24把b+c的值看作是h的二次函数,则该二次函数开口向上,有最小值,当h1时,b+c的最小值是4(3)由题意得,yy1y22(xm) (xm2)(xm) (xm)2(xm)5函数y的图象经过点 (x0,0),(x0m)2(x0m)50x0m0,或2(x0m)50 即x0m0或x0m【例5】(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),(,)
7、,(,),都是和谐点(1)判断函数y2x+1的图象上是否存在和谐点,若存在,求出其和谐点的坐标;(2)若二次函数yax2+6x+c(a0)的图象上有且只有一个和谐点(,)求a,c的值;若1xm时,函数yax2+6x+c+(a0)的最小值为1,最大值为3,求实数m的取值范围【分析】(1)设函数y2x+1的和谐点为(x,x),可得2x+1x,求解即可;(2)将点(,)代入yax2+6x+c,再由ax2+6x+cx有且只有一个根,254ac0,两个方程联立即可求a、c的值;由可知yx2+6x6(x3)2+3,当x1时,y1,当x3时,y3,当x5时,y1,则3m5时满足题意【解答】解:(1)存在和谐
8、点,理由如下,设函数y2x+1的和谐点为(x,x),2x+1x,解得x1,和谐点为(1,1);(2)点(,)是二次函数yax2+6x+c(a0)的和谐点,a+15+c,ca,二次函数yax2+6x+c(a0)的图象上有且只有一个和谐点,ax2+6x+cx有且只有一个根,254ac0,a1,c;由可知yx2+6x6(x3)2+3,抛物线的对称轴为直线x3,当x1时,y1,当x3时,y3,当x5时,y1,函数的最大值为3,最小值为1;当3m5时,函数的最大值为3,最小值为1一解答题(共20题)1(2022瑞安市校级三模)已知抛物线yax22ax2+a2(a0)(1)求这条抛物线的对称轴;若该抛物线
9、的顶点在x轴上,求a的值;(2)设点P(m,y1),Q(4,y2)在抛物线上,若y1y2,求m的取值范围【分析】(1)把解析式化成顶点式,根据顶点式求得对称轴和顶点坐标,根据顶点在x轴上得到关于a的方程,解方程求得a的值;(2)根据二次函数的性质,分两种情况即可求出m的范围【解答】解:(1)抛物线yax22ax2+a2a(x1)2+a2a2,抛物线的对称轴为直线x1若抛物线的顶点在x轴上,则a2a20,a2或1(2)抛物线的对称轴为直线x1,则Q(4,y2)关于直线x1对称点的坐标为(2,y2),当a0时,若y1y2,m的取值范围为:2m4;当a0时,若y1y2,m的取值范围为:m2或m42(
10、2022西城区校级模拟)在平面直角坐标系xOy中,点A(x1,y1)、点B(x2,y2)为抛物线yax22ax+a(a0)上的两点(1)求抛物线的对称轴;(2)当2x11且1x22时,试判断y1与y2的大小关系并说明理由;(3)若当tx1t+1且t+2x2t+3时,存在y1y2,求t的取值范围【分析】(1)先化抛物线的表达式为ya(x1)2+1,依此可求抛物线的对称轴;(2)利用二次函数性质即可求得答案;(3)利用二次函数性质存在A到对称轴的距离与B到对称轴的距离相等即可解答【解答】解:(1)yax22ax+aa(x1)2,抛物线的对称轴为x1;(2)2x11,1x22,1x11x2,A离对称
11、轴越远,若a0,开口向上,则y1y2,若a0,开口向下,则y1y2,(3)tx1t+1,t+2x2t+3,存在y1y2,则t+11且t+21,t0且t1,存在1x1x21,即存在A到对称轴的距离与B到对称轴的距离相等,1tt+21且1(t+1)t+31,1t03(2022新野县三模)在平面直角坐标系中,已知抛物线yax24ax+2(1)抛物线的对称轴为直线 x2,抛物线与y轴的交点坐标为 (0,2);(2)若当x满足1x5时,y的最小值为6,求此时y的最大值【分析】(1)由对称轴方程,将对应系数代入可得,令抛物线解析式中的x0,求得y,答案可得;(2)利用当x满足1x5时,y的最小值为6,可求
12、得a的值,再利用二次函数图象的特点可确定y的最大值【解答】解:(1)抛物线yax24ax+2的对称轴为直线x2令x0,则y2抛物线yax24ax+2与y轴的交点为(0,2)故答案为:x2;(0,2)(2)抛物线yax24ax+2的对称轴为直线x2,顶点在1x5范围内,当x满足1x5时,y的最小值为6,当a0时,抛物线开口向下,x5时y有最小值6,25a20a+26,解得a,抛物线为yx2+x+2当x2时,y22+2+2,此时y的最大值为当a0,抛物线开口向上,x2时y有最小值6,4a8a+26,解得a2,抛物线为y2x28x+2,当x5时,y22585+212,此时y的最大值12综上,y的最大
13、值为124(2022萧山区二模)在平面直角坐标系中,已知二次函数yax2+(a1)x1(1)若该函数的图象经过点(1,2),求该二次函数图象的顶点坐标(2)若(x1,y1),(x1,y2)为此函数图象上两个不同点,当x1+x22时,恒有y1y2,试求此函数的最值(3)当a0且a1时,判断该二次函数图象的顶点所在象限,并说明理由【分析】(1)直接将点(1,2)代入即可求得a的值,然后根据顶点公式求得即可;(2)利用题意,1求解a,然后把解析式化成顶点式,根据二次函数的性质即可得到结论;(3)利用顶点公式求得x+,y,由a0且a1即可判断x0,y0,即可得到该二次函数图象的顶点在第二象限【解答】解
14、:(1)函数图象过点(1,2),将点代入yax2+(a1)x1,解得a2,二次函数的解析式为y2x2+x1,x,y21,该二次函数的顶点坐标为(,);(2)函数yax2+(a1)x1的对称轴是直线x,(x1,y1),(x2,y2)为此二次函数图象上的两个不同点,且x1+x22,则y1y2,1,a1,yx22x1(x+1)20,当x1时,函数有最大值0;(3)yax2+(a1)x1,由顶点公式得:x+,y,a0且a1,x0,y0,该二次函数图象的顶点在第二象限5(2022盈江县模拟)抛物线C1:yx2+bx+c的对称轴为x1,且与y轴交点的纵坐标为3(1)求b,c的值;(2)抛物线C2:yx2+
15、mx+n经过抛物线C1的顶点P求证:抛物线C2的顶点Q也在抛物线C1上;若m8,点E是在点P和点Q之间抛物线C1上的一点,过点E作x轴的垂线交抛物线C2于点F,求EF长度的最大值【分析】(1)根据对称轴公式x,即可求出b的值,由抛物线与y轴交点的纵坐标为3即可求得c的值;(2)由(1)可得抛物线C1的解析式,从而可得抛物线C1的顶点P的坐标,由抛物线C2经过抛物线C1的顶点可得nm3,从而可得抛物线C2为:yx2+mxm3,根据对称轴公式x,即可求出顶点Q的坐标,再将点Q的横坐标代入抛物线C1的解析式中,即可证明;先分别求出点P和点Q的横坐标,由可得n11,设点E横坐标为x,由点E在抛物线C1
16、上可表示出纵坐标,由题可知点F与点E横坐标相同,代入抛物线C2的解析式中可得点F纵坐标,即可求解【解答】(1)解:抛物线C1:yx2+bx+c对称轴为x1,且与y轴交点的纵坐标为3,x1,c3,b2;(2)证明:抛物线C1的解析式为:yx22x3,顶点P的坐标为:(1,4),抛物线C2经过抛物线C1的顶点,412+m+n,nm3,抛物线C2为:yx2+mxm3,对称轴为:直线x,将x代入yx2+mxm3,得:ym3,点Q坐标为:(,m3),将x代入yx22x3,得:ym3,点Q也在抛物线C1上;解:由知nm3,m8,n11,抛物线C2的解析式为:yx2+8x11,对称轴为:直线x4,设点E横坐
17、标为x,点E是在点P和点Q之间抛物线C1上的一点,点E坐标为(x,x22x3),1x4,过点E作x轴的垂线交抛物线C2于点F,点F横坐标为x,点F坐标为(x,x2+8x11),EFx2+8x11(x22x3)x2+8x11x2+2x+32x2+10x82(x25x+4)2(x25x+)+2(x)2+,当x时,EF取得最大值,最大值为,EF长度的最大值为6(2022沂水县二模)抛物线yax2+bx经过点A(4,0),B(1,5);点P(2,c),Q(x0,y0)是抛物线上的点(1)求抛物线的顶点坐标;(2)若x06,比较c、y0的大小;(3)若直线ym与抛物线交于M、N两点,(M、N两点不重合)
18、,当MN5时,求m的取值范围【分析】(1)利用待定系数法即可求得抛物线解析式,化成顶点式即可求得顶点坐标;(2)根据二次函数的性质判断即可;(3)设M、N的横坐标分别为x1、x2,则x1、x2是方程x2+4xm的两个根,根据根与系数的关系得到x1+x24,x1x2m,由MN5,则(x1x2)225,所以(x1+x2)24x1x225,即16+4m25,解得即可【解答】解:(1)抛物线yax2+bx经过点A(4,0),B(1,5),解得,抛物线为yx2+4x,yx2+4x(x+2)24,抛物线的顶点坐标为(2,4);(2)抛物线为yx2+4x的对称轴为直线x2,且开口向上,当x2时,y随x的增大
19、而减小,点P(2,c)关于对称轴的对称点为(6,c),x06,当6x02时,则cy0;当x02时,则cy0;(3)设M、N的横坐标分别为x1、x2,直线ym与抛物线交于M、N两点,(M、N两点不重合),x1、x2是方程x2+4xm的两个根,x1+x24,x1x2m,MN5,(x1x2)225,(x1+x2)24x1x225,即16+4m25,解得m,抛物线的顶点坐标为(2,4),函数的最小值为4,4m7(2022姜堰区二模)设一次函数y12x+m+n和二次函数y2x(2x+m)+n(1)求证:y1,y2的图象必有交点;(2)若m0,y1,y2的图象交于点A(x1,a)、B(x2,b),其中x1
20、x2,设C(x3,b)为y2图象上一点,且x3x2,求x3x1的值;(3)在(2)的条件下,如果存在点D(x1+2,c)在y2的图象上,且ac,求m的取值范围【分析】(1)证明y1y2时,方程2x+m+nx(2x+m)+n有解,进而转化证明一元二次方程的根的判别式非负便可;(2)由y1y2,求出x1与x2,进而求得b,由b的值,求得x3的值,进而得x3x1的值;(3)把点A(x1,a)、点D(x1+2,c)代入y2x(2x+m)+n,根据ac得x1(2x1+m)+n2(x1+2)2m(x1+2)n0,化简得4x1+4+m0,由(2)得x1,代入求解即可【解答】(1)证明:当y1y2时,得2x+
21、m+nx(2x+m)+n,化简为:2x2+(m2)xm0,(m2)2+8m(m+2)20,方程2x+m+nx(2x+m)+n有解,y1,y2的图象必有交点;(2)解:当y1y2时,2x+m+nx(2x+m)+n,化简为:2x2+(m2)xm0,(2x+m)(x1)0,m0,x1x2,x1,x21,b2+m+n,当y2+m+n时,y2x(2x+m)+n2+m+n,化简为:2x2+mxm20,2x22+mxm0,2(x+1)(x1)+m(x1)0,(2x+m+2)(x1)0,解得,x1(等于x2),或x,x3,x3x1()1;(3)解:点D(x1+2,c)在y2的图象上,c(x1+2)2(x1+2
22、)+m+n2(x1+2)2+m(x1+2)+n点A(x1,a)在y2的图象上,ax1(2x1+m)+nac,ac0,x1(2x1+m)+n2(x1+2)2m(x1+2)n0,化简得4x1+4+m0,由(2)得x1,4()+4+m0,2m+4+m0,m+40,m4,m的取值范围为m48(2022西城区校级模拟)已知抛物线yx24mx+4m21(1)求此抛物线的顶点的坐标;(2)若直线yn与该抛物线交于点A、B,且AB4,求n的值;(3)若这条抛物线经过点P(2m+1,y1),Q(2mt,y2),且y1y2,求t的取值范围【分析】(1)将二次函数解析式化为顶点式求解(2)由二次函数的对称性及AB4
23、可得点A,B坐标,进而求解(3)由点P坐标及抛物线对称轴可得点P关于对称轴的对称点P坐标,由抛物线开口向下可求解【解答】解:(1)yx24mx+4m21(x2m)21,抛物线顶点坐标为(2m,1)(2)点A,B关于抛物线对称轴对称,AB4,对称轴为直线x2m,抛物线经过(2m+2,n),(2m2,n),将(2m+2,n)代入y(x2m)21得n2213(3)点P(2m+1,y1)关于抛物线对称轴的对称点P坐标为(2m1,y1),抛物线开口向上,当2mt2m+1或2mt2m1时,且y1y2,解得t1或t19(2022黄岩区一模)在平面直角坐标系中,已知抛物线y1ax2+bx+3与直线y2x+1(
24、1)当抛物线y1ax2+bx+3与直线y2x+1两个交点的横坐标分别为1和2时求抛物线解析式;直接写出当y1y2,时x的取值范围;(2)设yy1y2,当xm时yM,xn时yN,当m+n1(mn)时,MN求证:a+b1【分析】(1)由交点横坐标及直线解析式可得交点坐标,然后通过待定系数法求解由抛物线开口方向及交点横坐标求解(2)由yy1y2,MN可得m,n为方程ax2+(b1)x+20的两个根,由一元二次方程根与系数的关系进行证明【解答】解:(1)将x1和x2分别代入y2x+1得y20,y23,抛物线经过(1,0),(2,3),解得,y1x2+2x+3抛物线y1x2+2x+3开口向下,抛物线与直
25、线交点坐标为(1,0),(2,3),1x2时,y1y2(2)yy1y2ax2+bx+3(x+1)ax2+(b1)x+2,xm时,Mam2+(b1)m+2,xn时,Nan2+(b1)n+2,m,n为方程ax2+(b1)x+20的两个根,由一元二次方程根与系数的关系可得m+n1,b1a,a+b110(2022路桥区一模)在平面直角坐标系中,已知二次函数yx2(m+2)x+m(m是常数)(1)求证:不论m取何值,该二次函数的图象与x轴总有两个交点;(2)若点A(2m+1,7)在该二次函数的图象上,求该二次函数的解析式;(3)在(2)的条件下,若抛物线yx2(m+2)x+m与直线yx+t(t是常数)在
26、第四象限内有两个交点,请直接写出t的取值范围【分析】(1)由b24ac0证明(2)将点A坐标代入解析式求解(3)分类讨论,通过数形结合求解【解答】解:(1)令x2(m+2)x+m0,则(m+2)24mm2+40,方程x2(m+2)x+m0有两个不相等实数根,二次函数的图象与x轴总有两个交点(2)将(2m+1,7)代入yx2(m+2)x+m得7(2m+1)2(m+2)(2m+1)+m,解得m2或m2,当m2时,yx24x+2,当m2时,yx22(3)当m2时,yx24x+2,令x24x+20,解得x12+,x22,抛物线与x轴交点坐标为(2+,0),(2,0),如图,当直线yx+t经过(2+,0
27、)时,2+t0,解得t2,当直线yx+t与抛物线yx24x+2只有1个公共点时,令x24x+2x+t,整理得x25x+2t0,则524(2t)17+4t0,解得t,t2满足题意同理,当m2时,yx22,将x0代入yx22得y2,抛物线经过(0,2),将(0,2)代入yx+t得t2,令x22x+t,由14(2t)0可得t,t2满足题意综上所述,t2或t211(2022安徽模拟)已知:抛物线yx22mx+m22与直线x2交于点P(1)若抛物线经过(1,2)时,求抛物线解析式;(2)设P点的纵坐标为yp,当yp取最小值时,抛物线上有两点(x1,y1),(x2,y2),且x1x22,比较y1与y2的大
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