解:
(1) 由题意,可设此抛物线对应的函数解析式为$y=a(x+1)^2+c。$将$A(-3,0),$$B(0,3)$代入,得
$\begin{cases}4a+c=0\\a+c=3\end{cases}$
解得$\begin{cases}a=-1\\c=4\end{cases},$
∴此抛物线对应的函数解析式为$y=-(x+1)^2+4=-x^2-2x+3。$
(2) 设直线$AB$对应的函数解析式为$y=kx+b。$将$A(-3,0),$$B(0,3)$代入,得
$\begin{cases}-3k+b=0\\b=3\end{cases}$
解得$\begin{cases}k=1\\b=3\end{cases},$
∴$y=x+3。$
过点$P$作$PQ⊥ x$轴于点$Q,$交直线$AB$于点$M。$设点$P$的坐标为$(x,-x^2-2x+3)(-3<x<0),$则点$M$的坐标为$(x,x+3)。$
∴$PM=-x^2-2x+3-(x+3)=-x^2-3x。$
∴$S_{△ PAB}=\frac{1}{2}(-x^2-3x)×3=-\frac{3}{2}(x+\frac{3}{2})^2+\frac{27}{8}。$
当$x=-\frac{3}{2}$时,$S_{△ PAB}$最大,为$\frac{27}{8},$此时点$P$的坐标为$(-\frac{3}{2},\frac{15}{4})。$
解:
(2) ①
∵函数图象经过点$(1,-6),$
∴$-6=-1-1+c,$解得$c=-4,$
∴$y=-x^2-x-4。$设函数图象上的“三倍点”坐标为$(t,3t),$则$3t=-t^2-t-4,$解得$t_1=t_2=-2,$
∴该函数图象上的“三倍点”坐标为$(-2,-6)。$
②
∵$y=-x^2-x-4=-(x+\frac{1}{2})^2-\frac{15}{4},$且$-3≤ x≤1,$
∴当$x=-\frac{1}{2}$时,$y$取最大值,即$M=-\frac{15}{4}。$又
∵当$x=-3$时,$y=-(-3)^2-(-3)-4=-10;$当$x=1$时,$y=-1-1-4=-6,$
∴$N=-10。$
∴$M-N=-\frac{15}{4}-(-10)=\frac{25}{4}。$
【分析】 要判断二次函数$y=ax^2+bx+1$与一次函数$y=2ax+b$的图象是否匹配,核心是利用两者系数的关联:将二次函数的对称轴$x=-\frac{b}{2a}$代入一次函数,可得一次函数在该点的函数值为$0$,因此一次函数必经过二次函数对称轴与x轴的交点;再结合二次函数开口方向判断$a$的正负,验证一次函数的斜率、截距是否匹配,即可选出正确选项。 【解析】 1. 分析选项A: 二次函数开口向上,故$a>0$,则一次函数$y=2ax+b$的斜率$2a>0$,对应一次函数为上升直线,符合; 二次函数对称轴在x正半轴,即$x=-\frac{b}{2a}>0$,因$a>0$,故$-b>0$,即$b<0$,则一次函数的截距$b<0$,对应一次函数与y轴交于负半轴,符合; 一次函数与x轴的交点恰好是二次函数对称轴与x轴的交点,满足推导的性质,故A正确。 2. 分析选项B: 二次函数对称轴在x负半轴,但一次函数与x轴的交点不在该对称轴处,不满足一次函数必过对称轴与x轴交点的性质,排除B。 3. 分析选项C: 二次函数对称轴在x负半轴,一次函数与x轴的交点不在该对称轴处,排除C。 4. 分析选项D: 二次函数对称轴在x正半轴,一次函数与x轴的交点不在该对称轴处,排除D。 综上,答案为A。 【答案】 A 【知识点】 二次函数图象、一次函数图象、数形结合 【点评】 本题通过数形结合思想,利用二次函数与一次函数的系数关联,找到一次函数必过二次函数对称轴与x轴交点的关键性质,快速排除错误选项,是函数图象题的典型解题思路。 【难度系数】 0.5
【分析】本题考查二次函数的性质,解题思路是:先确定抛物线的开口方向和对称轴,再计算各点到对称轴的距离,结合开口向下时“离对称轴越远,函数值越小”的规律,比较三个函数值的大小。 【解析】解:对于抛物线$y=-x^2 + 2x + c$,其中$a=-1$,$b=2$,$c$为常数。 1. 确定开口方向:因为$a=-1<0$,所以抛物线开口向下,函数在对称轴处取得最大值,且离对称轴越远,函数值越小。 2. 计算对称轴:根据对称轴公式$x=-\frac{b}{2a}$,代入$a=-1$、$b=2$,得对称轴$x=-\frac{2}{2×(-1)}=1$。 3. 计算各点到对称轴$x=1$的距离: 点$(-1,y_1)$到对称轴的距离:$\vert -1 -1\vert=2$; 点$(2,y_2)$到对称轴的距离:$\vert2 -1\vert=1$; 点$(4,y_3)$到对称轴的距离:$\vert4 -1\vert=3$。 4. 比较距离大小:$3>2>1$,结合开口向下的性质,得函数值大小关系为$y_3 < y_1 < y_2$。 【答案】A 【知识点】二次函数的性质、抛物线的对称轴、函数值比较 【点评】本题是二次函数性质的基础应用题,核心考查对称轴、开口方向与函数值的关系,只要掌握二次函数基本性质即可解答,难度较低。 【难度系数】0.3
【分析】 要解决本题,需结合菱形的性质和二次函数的特点:首先利用菱形对边平行的性质,确定点C的纵坐标,通过抛物线解析式求出点C坐标,得到菱形边长;再利用菱形边长相等,求出点A坐标,最终根据AB长度确定点B坐标。 【解析】 1. 因为四边形ABCD是菱形,AB在x轴上,所以CD//x轴,点C与点D的纵坐标相同。已知D(0,4),故点C的纵坐标为4。 2. 将y=4代入抛物线解析式$y=x^2-5x+4$,得: $x^2 -5x +4 =4$,整理得$x^2 -5x=0$,因式分解为$x(x-5)=0$,解得$x=0$或$x=5$。 $x=0$对应点D,因此点C的坐标为$(5,4)$,则CD的长度为$5-0=5$,即菱形的边长为5。 3. 设点A的坐标为$(a,0)$,根据菱形边长相等,$AD=CD=5$,由两点间距离公式: $AD=\sqrt{(a-0)^2 + (0-4)^2}=5$,平方得$a^2 +16=25$,解得$a^2=9$,即$a=\pm3$。 结合图像,点A在x轴负半轴,故$a=-3$,即$A(-3,0)$。 4. 因为AB为菱形的边,$AB=CD=5$,点A坐标为$(-3,0)$,点B在x轴正半轴,所以点B的横坐标为$-3+5=2$,纵坐标为0,即$B(2,0)$。 【答案】 (2,0) 【知识点】 菱形的性质;二次函数图像上点的坐标特征;坐标与图形性质 【点评】 本题将菱形性质与二次函数知识结合,核心是利用菱形对边平行且相等的特点,先通过抛物线求出点C坐标,再逐步推导各点坐标,属于中等难度的综合题,需学生具备数形结合的思维。 【难度系数】 0.4
【分析】 本题分为两小问,第(1)问利用抛物线的对称轴设顶点式,结合已知点A、B的坐标,用待定系数法求解抛物线解析式;第(2)问通过割补法,过动点P作x轴垂线交直线AB于点M,将△PAB的面积转化为以PM为底、A到B的水平距离为高的三角形面积,再结合二次函数的性质求面积最大值及对应P点坐标。 【解析】 (1) 已知抛物线对称轴为直线$x=-1$,故设抛物线的顶点式为$y=a(x+1)^2 + c$。 将点$A(-3,0)$、$B(0,3)$代入解析式,得方程组: $\begin{cases}4a + c = 0 \\a + c = 3\end{cases}$ 用第二个方程减第一个方程,得$-3a=3$,解得$a=-1$,代入$a + c=3$得$c=4$。 因此抛物线解析式为$y=-(x+1)^2 +4$,展开得$y=-x^2 -2x +3$。 (2) 先求直线AB的解析式,设为$y=kx + b$,代入$A(-3,0)$、$B(0,3)$: $\begin{cases}-3k + b =0 \\b=3\end{cases}$ 解得$k=1$,$b=3$,故直线AB解析式为$y=x+3$。 过点P作$PQ⊥x$轴于Q,交AB于M,设P点坐标为$(x, -x^2 -2x +3)$($-3 < x <0$),则M点坐标为$(x, x+3)$。 PM的长度为P与M纵坐标的差:$PM = (-x^2 -2x +3) - (x+3) = -x^2 -3x$。 △PAB的面积可表示为:$S_{△PAB} = \frac{1}{2} × PM × |x_A - x_B| = \frac{1}{2}(-x^2 -3x)×3 = -\frac{3}{2}(x+\frac{3}{2})^2 + \frac{27}{8}$。 因为二次项系数为负,当$x=-\frac{3}{2}$时,面积取得最大值$\frac{27}{8}$,此时P点坐标为$(-\frac{3}{2}, \frac{15}{4})$。 【答案】 (1) 抛物线对应的函数解析式为$y=-x^2 -2x +3$; (2) △PAB面积的最大值为$\frac{27}{8}$,此时点P的坐标为$(-\frac{3}{2}, \frac{15}{4})$。 【知识点】 二次函数解析式、二次函数的最值、三角形面积计算 【点评】 本题是二次函数的综合应用,考查待定系数法求函数解析式,以及利用割补法结合二次函数性质求三角形面积的最值,解题关键是合理转化三角形面积表达式,将问题转化为二次函数的最值问题,属于中等难度的常规题型。 【难度系数】 0.6
【分析】 首先明确“三倍点”的定义:纵坐标为横坐标的3倍,据此解决第(1)问;第(2)问①先利用函数过已知点求出常数c,再设“三倍点”坐标为$(t,3t)$代入函数解析式,解方程得到t的值确定坐标;②将二次函数配方为顶点式,找到对称轴判断其在给定区间内,确定最大值M,再计算区间端点的函数值比较得到最小值N,最后计算M-N。 【解析】 (1) 根据“三倍点”定义,横坐标为t时,纵坐标为3t,故点D的坐标为$(t,3t)$。 (2) ① 因为函数$y=-x^2 -x +c$过点$(1,-6)$,代入得:$-6=-1-1+c$,解得$c=-4$,函数解析式为$y=-x^2 -x -4$。设“三倍点”坐标为$(t,3t)$,代入得$3t=-t^2 -t -4$,整理为$t^2+4t+4=0$,解得$t=-2$,故“三倍点”坐标为$(-2,-6)$。 ② 将$y=-x^2 -x -4$配方得$y=-(x+\frac{1}{2})^2 -\frac{15}{4}$,对称轴为$x=-\frac{1}{2}$,在区间$-3≤x≤1$内。因二次函数开口向下,故最大值$M=-\frac{15}{4}$;计算区间端点函数值:$x=-3$时$y=-10$,$x=1$时$y=-6$,故最小值$N=-10$。则$M-N=-\frac{15}{4}-(-10)=\frac{25}{4}$。 【答案】 (1) $(t,3t)$;(2) ① $(-2,-6)$;② $\frac{25}{4}$ 【知识点】 新定义问题、二次函数解析式、二次函数的最值 【点评】 本题是新定义与二次函数的综合题,需先理解新定义,再运用二次函数性质求解,考查基础应用能力,步骤清晰。 【难度系数】 0.6
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