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纯(代)函数系列汇总(3)——中考备考

永泰一中张祖冬 初中数学延伸课堂 2022-07-16

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纯(代)函数系列汇总(3)

——中考备考


【试题9】已知二次函数y=x2﹣x﹣2及实数a>﹣2,求:

(1)函数在一2<x≤a的最小值;

(2)函数在a≤x≤a+2的最小值.

【解析】

     配方,得:二次函数y=x2﹣x﹣2=(x-1/2)2-9/4,顶点为(1/2,-9/4)

对称轴为直线x=1/2.其图象如下图示:

(1)当-2<a≤1/2(a>-2)时,(可结合函数图象的草图),其对应的图象在对称轴的左侧,y随x的增大而减小,所以当x=a时,ymin=a2﹣a﹣2.而当a≥1/2时,ymin=﹣9/4(即为抛物线的顶点),.

(2)需要对a≤x≤a+2与对称轴x=1/2进行比较,分类讨论(根据对称轴位置分三种情况说明):

      当a>﹣2且a+2<1/2,即﹣2<a<﹣3/2时,在自变量a≤x≤a+2范围内的y随x的增大而减小(其图象在对称轴的左侧),所以其最小值为ymin=(a+2)2﹣(a+2)﹣2=a2+3a(即当x=a+2时,函数取得最小值),

      当a≤1/2≤a+2,即﹣3/2≤a≤1/2时,函数的最小值为y=﹣9/4(此时即为顶点取得最小值).

      当a>1/2时,在自变量a≤x≤a+2范围内的y随x的增大而增大(其图象在对称轴的右侧),所以其最小值为ymin=a2﹣a﹣2 (即当x=a时,函数取得最小值).

【反思】根据抛物线的开口方向与对称轴分析x的取值范围,再结合图象得出最值,同时要特别注意:需分类讨论.


【试题10】若函数y=x2+ax+b在0≤x≤2上有最小值﹣1/4,最大值2,若﹣4≤a≤﹣2,求a,b的值.

【分析】首先求得抛物线的对称轴为x=-a/2,然后根据”抛物线开口向“,再结合x的取值范围和-4≤a≤﹣2,确定出1≤-a/2≤2,结合函数的图象,由抛物线的性质可知:当x=﹣a/2时,有最小值,当x=0时,有最大值.

【解】抛物线的对称轴为x=-a/2,

∵﹣4≤a≤﹣2,∴1≤-a/2≤2.

∵函数y=x2+ax+b在0≤x≤2上有最小值﹣1/4,最大值2,

∴当x=-a/2时,有:

 

当x=0时,有最大值,即b=2.

解得:b=2,a1=﹣3,a2=3(舍去).

∴a=﹣3,b=2.

【反思】二次函数的最值问题,总是与抛物线的开口方向、对称轴及自变量的取值范围密切相关的.


【试题11】已知点P(t,0)是x轴上的动点,设Q(0,2t)是y轴上的动点,线段PQ与函数y=﹣|x|2+2|x|+3只有一个公共点,求t的取值范围.

分析

(1)利用待定系数法求线段PQ的解析式(用t表示);

(2)函数y=﹣|x|2+2|x|+3即为:

为两段抛物线段组成(这一步骤非常重要);其中与x轴、y轴交点坐标为(-3,0)、(3,0)或(0,3).如下图示:

(3)结合图象草图(如下图示),进行分类讨论:

显然有以下几种情况:

由此得到:

①当线段PQ过(0,3)和过(3,0)时,计算出t的值,利用图象得出t的取值范围;

②当线段PQ过B(﹣3,0),同理得出t的值,同样可以得到对应的区域的t的取值范围;

③将y=﹣2x+2t代入y=﹣x2+2x+3(x≥0)中得,根据△=0得出t的值;

①当线段PQ过(0,3)时,即点Q与C重合,则2t=3,t=3/2,

∴当t=3/2时,线段PQ与函数y=﹣|x|2+2|x|+3只有一个公共点;

当线段PQ过(3,0)时,即点P与A(3,0)重合,t=3,

此时线线段PQ与函数y=﹣|x|2+2|x|+3有两个公共点,

∴当3/2≤t<3时,线段PQ与函数y=﹣|x|2+2|x|+3只有一个公共点;

②当线段PQ过B(﹣3,0),即P与B(﹣3,0)重合,线段PQ只与y=﹣x2﹣2x+3(x<0)有一个公共点,此时t=﹣3,

∴当t≤﹣3时,线段PQ与函数y=﹣|x|2+2|x|+3也只有一个公共点;

③将y=﹣2x+2t代入y=﹣x2+2x+3(x≥0)中得,﹣x2+2x+3=﹣2x+2t,

﹣x2+4x+3﹣2t=0,

△=16﹣4×(﹣1)×(3﹣2t)

=28﹣8t=0,t=7/2,

∴当t=7/2时,线段PQ与函数y=﹣|x|2+2|x|+3也只有一个公共点;

综上所述,当线段PQ与函数y=﹣|x|2+2|x|+3只有一个公共点时,t的取值是3/2≤t<3或t=7/2或t≤﹣3.

【反思】利用数形结合的思想,从特殊位置着手,并注意是线段与函数有一个交点,采用了分类讨论的思想解决此题.



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【试题12】已知平面直角坐标系中,抛物线y=x2-(2+m)x+2m+1的顶点为P.

(1)若m=-1/2,求抛物线与x轴的交点坐标;

(2)记顶点P的纵坐标为h,求h的最大值;

(3)已知点A(0,1),B(3,1),当抛物线与线段AB只有一个公共点时,求m的取值范围.

【图文解析】

(1)简析:当m=-1/2时,抛物线为y=x2-3/2x.当y=0时,x2-3/2x=0,解得:x1=0,x2=3/2,所以抛物线与x轴的交点坐标为(0,0)和(3/2,0).

(2)显然应先通过配方,求得顶点P的纵坐标或直接利用顶点公式得到顶点坐标(用m表示),下面分别说明(多数同学在这个地方会出问题,尤其是计算,所以这里详细分析)

法一(配方法):

  即h=(-m2+4m)/4(其中m为任意实数),显然要求出h的最大值,需再一次通过配方,得到:h=-1/4(m-2)2+1.

      因此当m=2时,h的最大值为1.

法二(直接用公式),这里略去.

(3)本题最易混淆的是:把本题理解为直线AB与抛物线只有一个公共点,注意试题中说的是与线段AB只有一个公共点.

      因此本题不能用常规的“判别式△”来解题,需结合函数图象来解,同时要明确以下几点:

      一是抛物线y=x2-(2+m)x+2m+1显然是由抛物线y=x2平移得到的,是否任意平移?平移是否有一定规律?是什么原因?

    

  由(2)知此抛物线的顶点坐标为,若设t=(2-m)/2,则有m=2t-2,进一步地,有:h=-1/4(m-2)2+1=- (t-2)2+1,即:原抛物线的顶点均在抛物线h=- (t-2)2+1上.

      二是抛物线抛物线y=x2-(2+m)x+2m+1始终经过定点P(2,1),而这一点恰好在线段AB上,即抛物线与线段AB永远相交于一点(即公共点P(2,1).理由如下:

      原抛物线可化简为:y=(2-x)m+(x2-2x+1),不难得到当x=2时,y=……=1与m的值无关,因此抛物线始终经过点(2,1)(即定点P).

     

三是要求抛物线与线段AB只有一个公共点,显然只需避开两个公共点即可,如下图示,是三种特殊情况:

 

      因此只需考虑A点和B点的纵坐标与其横坐标对应的函数值之间的大小关系.

      把A(0,1)代入抛物线的解析式,得2m+1<1,解得m<0.此时抛物线与线段AB有两个公共点.如下图示:

     

把B(3,1)代入原抛物线式的解析式,得32-3(2+m)+2m+1<1,解得m>3.如下图示:

 

     当顶点就是定点P(2,1)时,代入原抛物线的解析式,可得m=2.

      综上所述,m<0或m>3或m=0.

【反思】认真体会第(3)小题的解题思路,其数形结合思想是解函数类问题的必备方法,理解并体会点的坐标意义与函数解析式及函数值间的关系.

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