纯(代)函数压轴系列汇总(1)——中考备考
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纯(代)函数系列汇总(1)
【试题1】设a,b是任意两个不等实数,我们规定:满足不等式a≤x≤b的实数x的所有取值的全体叫做闭区间,表示为[a,b].对于一个函数,如果它的自变量x与函数值y满足:当m≤x≤n时,有m≤y≤n,我们就称此函数是闭区间[m,n]上的“闭函数”.如函数y=﹣x+4,当x=1时,y=3;当x=3时,y=1,即当1≤x≤3时,恒有1≤y≤3,所以说函数y=﹣x+4是闭区间[1,3]上的“闭函数”,同理函数y=x也是闭区间[1,3]上的“闭函数”.
(1)反比例函数y=2018/x是闭区间[1,2018]上的“闭函数”吗?请判断并说明理由;
(2)如果已知二次函数y=x2﹣4x+k是闭区间[2,t]上的“闭函数”,求k和t的值;
(3)如果(2)所述的二次函数的图象交y轴于C点,A为此二次函数图象的顶点,B为直线x=1上的一点,当△ABC为直角三角形时,写出点B的坐标.
【图文解析】
(1)由k=2018>0可知,反比例函数y=2018/x在当1≤x≤2018(即闭区间[1,2018])时,y随x的增大而减小.而且当x=1时,y=2018,x=2018时,y=1,所以1≤y≤2108.再根据“闭函数”的定义(即对于一个函数,如果它的自变量x与函数值y满足:当m≤x≤n时,有m≤y≤n,我们就称此函数是闭区间[m,n]上的“闭函数”).因此反比例函数y=2018/x是闭区间[1,2018]上的“闭函数”.
详细过程如下:
∵k=2018时,∴当1≤x≤2018时,y随x的增大而减小.
∴当x=1时,y=2018,x=2018时,y=1.
∴1≤y≤2108.
∴反比例函数y=2018/x是闭区间[1,2018]上的“闭函数”.
(2)由二次函数y=x2﹣4x+k可得其对称轴为x=2,又由于a=1>0,根据二次函数的性质可知函数y=x2﹣4x+k当x>2时(即在闭区间[2,t]上), y随x的增大而增大,同时:当x=2,y=k﹣4时,当x=t,y=t2﹣4t+k,根据“闭函数”的定义,可得k﹣4=2且t2﹣4t+k=t.解之即可.
详细过程如下:
∵对于二次函数y=x2﹣4x+k,其对称轴为x=2,且a=1>0,
∴二次函数y=x2﹣4x+k在闭区间[2,t]上y随x的增大而增大.
∵二次函数y=x2﹣2x﹣k是闭区间[2,t]上的“闭函数”,且当x=2时,y=k﹣4,x=t时,y=t2﹣4t+k.
(3)由(2)知:二次函数y=x2﹣4x+6=(x-2)2+2是闭区间[2,3]上的“闭函数”.
由已知“二次函数的图象交y轴于C点,A为此二次函数图象的顶点”,得A(2,2),C(0,6).
因“B为直线x=1上的一点”,所以可设B(1,t),如下图示:
通法:(计算较繁)
如下图示:
由勾股定理,不难得到:
AC2=22+(2﹣6)2,
AB2=(2﹣1)2+(2﹣t)2,
BC2=12+(t﹣6)2,
当△ABC为直角三角形时,显然要分成三种情况,
①当∠ABC=90°时,AB2+BC2=AC2,
即(2﹣1)2+(2﹣t)2+(t﹣6)2+1
=22+(2﹣6)2,
化简,得t2﹣8t+11=0,
②当∠BAC=90°时,AB2+AC2=BC2,
即(2﹣1)2+(2﹣t)2+22+(2﹣6)2
=12+(t﹣6)2,
化简,得8t=12,
解得t=3/2,所以B(1,3/2).
③当∠ACB=90°时,AC2+CB2=AB2,
即22+(2﹣6)2+12+(t﹣6)2
=(2﹣1)2+(2﹣t)2,
化简,得2t=13,
解得t=13/2,
所以B(1,13/2).
当然可用下列方法:(如下图示).
【反思】重点理解“新定义(闭函数)”的概念是解题的关键是利用的定义,第(3)小题要注意分类讨论.
【试题2】已知一次函数y1=x+b 的图象与二次函数y2=a(x2+bx+3)(a≠0,a,b 为常数)的图象交于A、B 两点,且点A 的坐标为(0,3)
(1)求出a,b 的值;
(2)求出点B 的坐标,并直接写出当y1≥y2≥-x时x 的取值范围;
(3)设s=y1+y2,t=y1﹣y2,若n≤x≤m 时,s 随着x 的增大而增大,且t 也随着x 的增大而增大,求m-n 的最大值.
【图文解析】
(3)先分别求出两函数s、t的解析式,并配方成顶点式,写出当s随着x 的增大而增大,且t 也随着x 的增大而增大的x的取值,与n≤x≤m相比较对应得出结论.
s=y1+y2=x+3+x2+3x+3
=x2+4x+6=(x+2)2+2,
因抛物线开口向上,所以当x≥﹣2时,s 随着x 的增大而增大,
同样t=y1﹣y2=x+3﹣(x2+3x+3)
=﹣x2﹣2x=﹣(x+1)2+1,
因抛物线开口向下,当x≤﹣1时,t随着x 的增大而增大,
所以当﹣2≤x≤﹣1时,s 随着x 的增大而增大,且t 也随着x 的增大而增大.
如下图示,又因n≤x≤m,s 随着x 的增大而增大,且t 也随着x 的增大而增大,所以n 的最小值﹣2,m 的最大值﹣1.
【反思】熟练掌握一次函数和二次函数的性质,利用数形结合思想是解题的关键。
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【试题3】在平面直角坐标系xoy中,抛物线C:y=mx2+4x+1.
(1)当抛物线C经过点A(﹣5,6)时,求抛物线的表达式及顶点坐标;
(2)若抛物线C:y=mx2+4x+1(m>0)与x轴的交点的横坐标都在﹣1和0之间(不包括﹣1和0),结合函数的图象,求m的取值范围;
(3)参考(2)小问思考问题的方法解决以下问题:
关于x的方程x﹣4=(a-3)/x在0<x<4范围内有两个解,求a的取值范围.
【图文解析】
(1)简析:直接把点A(﹣5,6)代入抛物线解析式y=mx2+4x+1,可求得m=1,则y=x2+4x+1=(x+2)2﹣3.因此抛物线的顶点为(﹣2,﹣3).
(2)由抛物线C:y=mx2+4x+1(m>0)与x轴的交点的横坐标都在﹣1和0之间,结合抛物线的草图(如下图示),可以得到:
【反思】抛物线y=mx2+4x+1(m>0)与x轴的交点的横坐标都在﹣1和0之间(不包括﹣1和0),等价于:“关于x的一元二次方程mx2+4x+1=0(m>0)的两个实数根x1,2满足0 ≤x1,2≤-1.
(3)将方程x﹣4=(a-3)/x去分母,整理后,可得:x2﹣4x﹣a+3=0.
由上述解题思路可知:方程x﹣4=(a-3)/x在0<x<4范围内有两个解,即抛物线y=x2﹣4x﹣a+3与x轴在0<x<4范围内有两个交点,如下图示,结合图象可知当x=0时y>0,x=4时y>0,且△>0.
【反思】抛物线与x轴的交点与一元二次方程根的关系是解答此题的关键.
【试题4】已知二次函数y=ax2+bx+c,
(1)若a=3,b=2,c=1,求该抛物线与x轴的交点坐标;
(2)若a=3,b=2,且当﹣1<x<1时,抛物线与x轴有且只有一个公共点,求c的取值范围;
(3)若b=0,且当x=1时,有﹣1≤y≤2;当x=2时,有﹣3≤y≤5.试问当x=3时,y的取值范围.(请直接写出答案)
【图文解析】
(1)简析:依题意,得y=3x2+2x+1,
令y=0,得到3x2+2x﹣1=0,解得x=﹣1或1/3,所以抛物线与x轴的交点坐标为(﹣1,0)和(1/3,0).
(2)基本思路:首先确保抛物线与x轴有交点,再讨论在﹣1<x<1的范围内交点的情况:利用抛物线的“连续不间断性”,根据在当x=-1和1的函数值的符号来确定.
当a=3,b=2时,抛物线为y=3x2+2x+c,因抛物线与x轴有公共点,因此判别式△=4﹣12c≥0,解得c≤1/3.
①当c=1/3时,如下图示:
由方程3x2+2x+1/3=0,解得x1=x2=﹣1/3.此时抛物线与x轴只有一个公共点(﹣1/3,0),符合题意.
②当c<1/3时,
当x1=﹣1时,y1=3﹣2+c=1+c;当x2=1时,y2=3+2+c=5+c;
所以当抛物线经过(-1,0)时,1+c =0,c=-1,当抛物线经过(1,0)时,5+c=0,得c=-5.如下图示:
又由已知﹣1<x<1时,该抛物线与x轴有且只有一个公共点,考虑其对称轴为x=﹣1/3,应有y1≤0,且y2>0. 如下图示,
综合①,②得c的取值范围是:c=1/3或﹣5<c≤﹣1.
(3)首先由已知,不难得到:
由当x=1时,﹣1≤y≤2得:
﹣1≤a﹣c≤2……①
由当x=2时,﹣3≤y≤5得:
﹣1≤4a﹣c≤5……②
而当x=3时,y=9a﹣c.
接下来,要想方设法用不等式①和②求出9a﹣c的取值范围。当然可以先分别求a和c的取值范围、再代入求出——相对较繁较难;也可将9a﹣c化为关于“a﹣c”和“4a﹣c”的“代数和”形式,然后利用不等式的性质,用“a﹣c”和“4a﹣c”整体代入求出9a﹣c的取值范围。
为此可设9a﹣c=m(a﹣c)+n(4a﹣c)(m、n为常数).化简整理得,9a﹣c=(m+4n)a+(m+n)c.则有:
【反思】抛物线与x轴的交点的坐标特点及二次函数的性质(增减性即单调性(高中概念))、不等式的性质等知识,解题的关键是:①用分类讨论的思想思考问题,②将9a-c化为关于“a﹣c”和“4a﹣c”的“代数和”形式——用的方法就是方程思想.
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