九上期末质检复习系列——纯函数系列(3)
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【试题】在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+(k﹣1)x﹣k与直线y=kx+1交于A,B两点,点A在点B的左侧.
(1)当k=1时,直接写出A,B两点的坐标;
(2)在(1)的条件下,点P为抛物线上的一个动点,且在直线AB下方,试求出△ABP面积的最大值及此时点P的坐标;
(3)抛物线y=x2+(k﹣1)x﹣k(k>0)与x轴交于点C、D两点(点C在点D的左侧),抛物线在x轴下方的部分沿x轴翻折得到与原抛物线剩余的部分组成如图所示的图形,若直线y=kx+1与这个图形只有两个公共点,请求出此时k的取值范围.
【图文解析】
(1)简析:当k=1时,抛物线的解析式为y=x2﹣1,直线的解析式为y=x+1,联立两解析式,解之,即可得到:A(﹣1,0),B(2,3).
(2)(解法多种,仅提供最常用且快速的一种,有兴趣的朋友可打开本公众号中的2017年中考福建倒一的第3小题中的解法),过点P作PF∥y轴交AB于F,如下图示:
若设P(x,x2﹣1),则F(x,x+1),
PF=yF﹣yP=(x+1)﹣(x2﹣1)
=﹣x2+x+2,
S△ABP=S△PFA+S△PFB
=0.5PF(xF﹣xA)+0.5PF(xB﹣xF)
=0.5PF(xB﹣xA)=1.5PF
=1.5(﹣x2+x+2)
=﹣1.5(x﹣0.5)2+27/8
∵当x=0.5时,yP=0.52﹣1=﹣3/4,
∴△ABP面积的最大值为27/8,
此时点P的坐标(1/2,﹣3/4).
(3)画出符合条件的草图如下图示,将图形折叠,显然应先求出直线与翻折后的抛物线只有一个公共点的情况,再结合k>0,即可求出k的取值范围.
先求出原抛物线与x轴的交点C、D坐标.由x2+(k﹣1)x﹣k=0得:(x+k)(x﹣1)=0,解得x=﹣k,或x=1,所以C(﹣k,0),D(1,0).
翻折后的抛物线与原抛物线关于x轴对称,所以翻折后的抛物线解析式为y=﹣x2﹣(k﹣1)x+k(可先求出翻折后的顶点坐标,也要直接用-y代替原解析式的y,再化简即可).
可先求出两种极端情况(即有三个公共点的情况),如下图示:
联立直线y=kx+1和翻折后的抛物线解析式,得kx+1=﹣x2﹣(k﹣1)x+k,即x2+(2k﹣1)x+1﹣k=0,由△=(2k﹣1)2﹣4(1﹣k)=0得:
当直线y=kx+1经过点C(﹣k,0)时,k=1,
【反思】画出符合条件的图形图象,再结合图象(数形结合),是解此类问题的关键.
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