第三單元 二次函數(shù)
一、教 法 建 議
拋磚引玉
教學應從生活中的實例引出二次函數(shù),進而總結出二次函數(shù)定義:(a,b,c為常數(shù),a≠0),那么y叫做x的二次函數(shù).它是從實踐中來,上升為理論的方法,使學生由感性到理性,感到真實貼切,易于接受.進而引導學生自己列表,動手畫出二次函數(shù)y=x2,y=-x2的圖象,總結出其性質,圖象的形狀――拋物線.以二次函數(shù)y=ax2為基礎,以具體實例研究,然后由兩個特殊型過渡到一般型的二次函數(shù).要始終把由特殊到一般的思維方法孕育在教學中,把配方法交給學生,待定系數(shù)法確定二次函數(shù)解析式展現(xiàn)給同學們,再通過描點畫出二次函數(shù)的圖象,結合圖象確定拋物線的開口方向、對稱軸和頂點坐標、圖象的平移規(guī)律.圖象是軸對稱圖形,并由二次函數(shù)的一般形式,通過配方寫成頂點式的形式;結合二次方程的有關知識,由一般式可寫成截距式的形式.三種形式實質是一致的,各有千秋,要向學生揭示各種形式的特點[如知其拋物線過三點時,可選用一般式求解;知其圖象與x軸有交點時,可選用截距式求解],以例在求函數(shù)解析式時靈活運用.
在教學中,要始終貫徹數(shù)形結合法、歸納法、演繹法、配方法、待定系數(shù)法.要求動手畫圖,動腦思考,精心觀察,培養(yǎng)學生的各種思維方法.
批點迷津
二次函數(shù)這一內(nèi)容,必須牢記數(shù)形結合法進行思維,知其三點求二次函數(shù)解析式的方法.如何結合代數(shù)、幾何、銳角三角函數(shù)及生活實際等找到這三點,是求二次函數(shù)解析式的關鍵所在,要根據(jù)其性質、平移規(guī)律等進行思維,精心觀察,數(shù)形結合,才能找到解題的突破口,并根據(jù)自變量的取值范圍畫出圖象.一般地說,二次函數(shù)的圖象是一條拋物線,那么x取值范圍必須是實數(shù).若x的取值范圍在某一區(qū)間,則所畫圖象只是拋物線的一部分.根據(jù)實際問題,有時是整數(shù)點.總之,要根據(jù)自變量的取值范圍具體畫出圖象.
在本單元,除抓住“數(shù)形結合法”這根主線,對動靜的互相轉化的辯證關系也要把握適時.
二、學 海 導 航
思維基礎
(一)1.二次函數(shù)的圖象的開口方向是向 ,頂點從標是 ,對稱軸是 。
2.拋物線的頂點在x軸上,則m的值等于 .
3.如果把第一條拋物線向上平移個單位(a>0),再向左平移個單位,就得到第二條拋物線,已知第一條拋物線過點(0,4),則第一條拋物線的函數(shù)關系式是
.
(二)1.如圖代13-3-1所示二次函數(shù)的圖象,則有( )
圖代13-3-1 圖代13-3-2
A.a+b+c<0 B.a+b+c=0 C.a+b+c>0 D.a+b+c的符號不定
2.如圖1-3-2是拋物線的圖象,則下列完全符合條件的是( )
A.a<0,b<0,c>0,b2<4ac B.a<0,b>0,c<0,b2<4ac
C.a<0,b>0,c>0,b2>4ac D.a>0,b<0,c<0,b2>4ac
3.已知拋物線的對稱軸為x=1,與x軸、y軸的三個交點構成的三角形的面積為6,且與y軸的交點到原點的距離為3,則此二次函數(shù)的解析式為( )
A.或
B.或
C.或
D.或
學法指要
例 在直角坐標系中,二次函數(shù)的圖象與x軸交于A,B兩點,與y軸交于點C,其中點A在點B的左邊,若∠ACB=90°,.
(1)求點C的坐標及這個二次函數(shù)的解析式;
(2)試設計兩種方案,作一條與y軸不生命,與△ABC的兩邊相交的直線,使截得的
三角形與△ABC相似,并且面積是△AOC面積的四分之一.
【思考】 (第一問)1.坐標軸上點的坐標有何特點?2.如何求拋物線與y軸的交
點坐標?3.如何設出拋物線與x軸的兩個交點坐標?4.線段與坐標之間有何種關系?你會用坐標表示線段嗎?
【思路分析】 本例必須準確設出A,B兩點坐標,再求出C點坐標,并會用它們表
示線段的長,將代數(shù)問題轉化為幾何問題,再由幾何問題轉化為代數(shù)問題,相互轉化,相互轉化,水到渠成.
解:(1)依題意,設A(a,0),B(,0)其中a<0, β>0,則a,β是方程
∴ AOC∽△COB。
把A(-4,0)代入①,得
解這個方程得n=2.
∴所求的二次函數(shù)的解析式為
現(xiàn)在來解答第二問。
【思考】這第二問所要求作的三角形應具備什么條件?什么樣的三角形與△ABC相似?在什么條件下可以討論兩個三角形面積的比?在一個圖形上作一和直線,需要確定什么?△ABC是一個什么樣的三角形?
【思路分析】①所求的三角形與△ABC相似;②所求的三角形面積=
所求三角形若與△ABC相似,要具備有“兩角對應相等”,“兩邊對應成比例且夾角相等”,“三邊對應成比例”等判定兩三角形相似的條件。
在兩三角形相似的條件下,“兩三角形面積的比等于相似的平方”,即找相似比等于1:2.
在一個圖形上,截得一個三角形,需要作一條直線,作一條直線應在圖形上確定兩個點,且這條直線不能與y軸重合。
分析至此問題十分明確,即在△ABC的兩邊上找出符合上述條件的兩點作一條直線。
再來分析△ABC是一個什么樣的三角形,猜測它是直角三角形最為理想。
從第一問得知的條件A(-4,0)B(1,0),C(0,-2)可用勾股定理推出,△ABC確是直角三角形。
這樣△ABC∽△CAO∽△BCO,且為作符合條件的直線提供了條件。下邊分述作符合條件直線的方案。
方案1:依據(jù)“三角形兩邊中點的連線,截得的三角形與原三角形相似”,其相似比是1:2,面積的比為1:4。
作法:取AO的中點D,過D作D D¢∥OC,
∴D¢是AC的中點。
∴ AD:AO=1:2,
即 △AD¢D=.
△AD¢D∽△ACO∽△ABC.
圖代13-3-3
∴DD¢是所求作的直線,AD¢D是所求作的三角形。
方案2:利用∠C作一個△BCF △COB。
作法:在CA上截取CE,使CE=CO=2,在CB上截取CF,使CF=BO=1,連結EF,則△BCF即為所求,如圖代13-3-4所示。請讀者證明。
圖代13-3-4 圖代13-3-5
方案3:在AC上截取AG,使AG=CO=2,在AB上截取AH,使AH=BC=,連結GH,則△AGH為所求,如圖代13-3-5所示,請讀者去證明。
方案4:在CA上截取CM,使CM=BO=1,在CB上截取CN,使CN=CO=2,連結MN,則△CMN為所求,如圖代13-3-6所示,請讀者去證明。
圖代13-3-6 圖代13-3-7
方案5:在BA上截取BP,使BP=BC=,在BC上截取BQ,使BQ=BO=1,連結PQ,則△BPQ為所示,如圖代13-3-7所示。請讀者去證明。
思維體操
例 一運動員推鉛球,鉛球剛出手時離地面米,鉛球落地點距離鉛球剛出手時
相應地面上的點10米,鉛球運行中最高點離地面3米,已知鉛球走過的路線是拋物線.求這個拋物線的解析式.
圖代13-3-8
如圖,結合題意,知拋物線過,用一般式:
解之,于是有
解方程組,得
;
.
∴所求拋物線解析式為
或.
∵,這時,拋物線的最高點(-20,3)不在運動員與鉛球落地之間,不合題意,舍去.
∴所求拋物線解析式為
(0≤x≤10).
【擴散2】 仿擴散1知拋物線過.因B為頂點,所以利用頂點式最宜,于是可設拋物線的解析式為
.
又其圖象過A,C兩點,則
解方程組,得
;
.
∵拋物線最高點(-20,3)不在運動員和鉛球之間,不合題意,∴舍去.
故所求拋物線的解析式是(0≤x≤10).
【擴散3】 拋物線與x軸交于兩點,即D(x,0),C(10,0),聯(lián)想截距式解之.
于是設拋物線解析式為,
其圖象又過A,C兩點,則有
,∴.
又
,
∴ . ②
①②聯(lián)立解方程組,得
;
.
但不合題意,舍去.
故所求二次函數(shù)解析式為(0≤x≤10).
【擴散4】 由拋物線對稱性,設對稱點,B(m,3),又C(10,0),應用一般式可獲解.
設拋物線,則可得
解這個方程組,得
.
∵(m,3)在第一象限,∴m>0.
∴m=-20(舍去),∴m=4.
進而求得:
故所求拋物線解析式是:(0≤x≤10).
【擴散5】 如圖,這是某空防部隊進行射擊訓練時在平面直角坐標系中的示意圖,在地面O,A兩個觀測點測得空中固定目標C的仰角分別為α和β,OA=1千米,tgα=,tgβ=,位于O點正上方千米D點處的直升飛機向目標C發(fā)射防空導彈,該導彈運行達到距地面最大高度3千米時,相應的水平距離為4千米(即圖中的E點).
(1)若導彈運行軌道為一拋物線,求該拋物線的解析式;
(2)說明按(1)中軌道運行的導彈能否擊中目標C的理由.
【思路分析】
①本例應用擴散1~4思路均可,尤以擴散2應用頂點式最佳,讀者可仿擴散2求得拋
物線解析式為:(0≤x≤10).
②過點C作CB⊥Ox,垂足為B,然后解Rt△OBC和Rt△ABC,可求得點在拋
物線上,因此可擊中目標C(請讀者自己寫出完整解答過程).
【擴散6】 有一拋物線形的立交橋拱,這個橋拱的最大高度為16m,跨度為40m,現(xiàn)
把它的圖形放在坐標系里(如圖所示),若在離跨度中心M點5m處垂直豎直一鐵柱支撐拱頂,這鐵柱應取多長?
圖代13-3-9
【思路分析】 本例仿擴散2可設拋物線解析式為(0≤x≤40),
又拋物線過原點,進而求得,在距離M點5m處,即它們的橫坐標是x1=15或x2=25,分別代入拋物線解析式,求得y1=y2=15.所以鐵柱應取15m長.
【評析】 由擴散1~6,拋物線應用從體育方面,擴散到軍事,涉及現(xiàn)代科技、導彈、
直升飛機等.進而又擴散到橋梁建筑,涉及到現(xiàn)代化建設的方方面面,告訴同學們,必須學好課本知識,才能適應現(xiàn)代化的需要.
圖代13-3-10
本例的解題思路擴散,把頂點式、一般式、截距式、拋物線的對稱性都進行了展示,
我們可以根據(jù)不同的情況,迅速進行決策,選設不同的解析式,達到求解的目的.
三、智 能 顯 示
心中有數(shù)
二次函數(shù)的知識,是初中三年級數(shù)學的重點內(nèi)容.在解有關二次函數(shù)的問題時,應用待
定系數(shù)法和方程、方程組的知識,用到數(shù)形結合、觀察、想象的思想方法,應當深入理解和掌握這部分知識.
動手動腦
1.某商人如果將進貨價為8元的商品按每件10元出售時,每天可銷售100件,現(xiàn)在采
用提高售出價,減少進貨量的辦法增加利潤,已知這種商品每件提高1元,其銷售量就要減少10件,問他將售出價定為多少元時,才能使每天所賺利潤為最大,并求出最大利潤?
2.已知拋物線與x軸交于A,B兩點,與y軸交于C點,若
△ABC是等腰三角形,求拋物線的解析式.
3.已知拋物線.
(1)求證:不論m取何值,拋物線與x軸必有兩個交點,并且有一個交點是A(2,0).
(2)設拋物線與x軸的另一個交點為B,AB的長為d,求d與m之間的函數(shù)關系式.
(3)當d=10,P(a,b)為拋物線上一點.
①當△ABP是直角三角形時,求b的值;
②當△APB是銳角三角形、鈍角三角形時,分別寫出b的范圍(不要求寫出解答過程).
創(chuàng)新園地
例 如圖,有一模型拱門,其拱門的徒刑為拋物線的一部分(該拋物線為二次函數(shù)
的圖形),拱門寬AB=20cm,拱門高PO為8cm,已知小明的玩具車寬為12cm,車高hcm,就能順利通過這拱門,那么滿足這個條件h的最大整數(shù)為 .
提示:本例沒有告知拱門所在坐標,這就需要我們自己建立直角坐標系后求解.
圖代13-3-11
一、填空題
1.把拋物線向左平移2個單位得拋物線 ,接著再向下平移3個
單位,得拋物線 .
2.函數(shù)圖象的對稱軸是 ,最大值是 .
3.正方形邊長為3,如果邊長增加x面積就增加y,那么y與x之間的函數(shù)關系
是 .
4.已知二次函數(shù),通過配方化為的形
為 .
5.若二次函數(shù)(c不為零),當x取x1,x2(x1≠x2)時,函數(shù)值相等,則
x1與x2的關系是 .
6.拋物線當b=0時,對稱軸是 ,當a,b同號時,對稱軸在y軸 側,當a,b異號時,對稱軸在y軸 側.
7.拋物線開口 ,對稱軸是 ,頂點坐標是 .如果y隨x的增大而減小,那么x的取值范圍是 .
8.若a<0,則函數(shù)圖象的頂點在第 象限;當x>時,函數(shù)值隨x的增大而 .
9.二次函數(shù)(a≠0)當a>0時,圖象的開口a<0時,圖象的開口 ,頂點坐標是 .
10.拋物線,開口 ,頂點坐標是 ,對稱軸是 .
11.二次函數(shù)的圖象的頂點坐標是(1,-2).
12.已知,當x 時,函數(shù)值隨x的增大而減小.
13.已知直線與拋物線交點的橫坐標為2,則k= ,交點坐標為 .
14.用配方法將二次函數(shù)化成的形式是 .
15.如果二次函數(shù)的最小值是1,那么m的值是 .
二、填空題
16.在拋物線上的點是( )
A.(0,-1) B. C.(-1,5) D.(3,4)
17.直線與拋物線的交點個數(shù)是( )
A.0個 B.1個 C.2個 D.互相重合的兩個
18.關于拋物線(a≠0),下面幾點結論中,正確的有( )
①當a>0時,對稱軸左邊y隨x的增大而減小,對稱軸右邊y隨x的增大而增大,當
a<0時,情況相反.
②拋物線的最高點或最低點都是指拋物線的頂點.
③只要解析式的二次項系數(shù)的絕對值相同,兩條拋物線的形狀就相同.
④一元二次方程(a≠0)的根,就是拋物線與x軸
交點的橫坐標.
A.①②③④ B.①②③ C. ①② D.①
19.二次函數(shù)y=(x+1)(x-3),則圖象的對稱軸是( )
A.x=1 B.x=-2 C.x=3 D.x=-3
20.如果一次函數(shù)的圖象如圖代13-3-12中A所示,那么二次函
-3的大致圖象是( )
圖代13-2-12
21.若拋物線的對稱軸是則( )
A.2 B. C.4 D.
22.若函數(shù)的圖象經(jīng)過點(1,-2),那么拋物線的性
質說得全對的是( )
A.開口向下,對稱軸在y軸右側,圖象與正半y軸相交
B.開口向下,對稱軸在y軸左側,圖象與正半y軸相交
C.開口向上,對稱軸在y軸左側,圖象與負半y軸相交
D.開口向下,對稱軸在y軸右側,圖象與負半y軸相交
23.二次函數(shù)中,如果b+c=0,則那時圖象經(jīng)過的點是( )
A.(-1,-1) B.(1,1) C.(1,-1) D.(-1,1)
24.函數(shù)與(a<0)在同一直角坐標系中的大致圖象是( )
圖代13-3-13
25.如圖代13-3-14,拋物線與y軸交于A點,與x軸正半軸交于B,
C兩點,且BC=3,S△ABC=6,則b的值是( )
A.b=5 B.b=-5 C.b=±5 D.b=4
圖代13-3-14
26.二次函數(shù)(a<0),若要使函數(shù)值永遠小于零,則自變量x的取值范圍是
( )
A.X取任何實數(shù) B.x<0 C.x>0 D.x<0或x>0
27.拋物線向左平移1個單位,向下平移兩個單位后的解析式為
( )
A. B.
C. D.
28.二次函數(shù)(k>0)圖象的頂點在( )
A.y軸的負半軸上 B.y軸的正半軸上
C.x軸的負半軸上 D.x軸的正半軸上
29.四個函數(shù):(x>0),(x>0),其中圖象經(jīng)過原
點的函數(shù)有( )
A.1個 B.2個 C.3個 D.4個
30.不論x為值何,函數(shù)(a≠0)的值永遠小于0的條件是( )
A.a>0,Δ>0 B.a>0,Δ<0
C.a(chǎn)<0,Δ>0 D.a<0,Δ<0
三、解答題
31.已知二次函數(shù)和的圖象都經(jīng)過x
軸上兩上不同的點M,N,求a,b的值.
32.已知二次函數(shù)的圖象經(jīng)過點A(2,4),頂點的橫坐標為,它
的圖象與x軸交于兩點B(x1,0),C(x2,0),與y軸交于點D,且,試問:y軸上是否存在點P,使得△POB與△DOC相似(O為坐標原點)?若存在,請求出過P,B兩點直線的解析式,若不存在,請說明理由.
33.如圖代13-3-15,拋物線與直線y=k(x-4)都經(jīng)過坐標軸的正半軸上A,B兩點,該
拋物線的對稱軸x=-21與x軸相交于點C,且∠ABC=90°,求:(1)直線AB的解析式;(2)拋物線的解析式.
圖代13-3-15 圖代13-3-16
34.中圖代13-3-16,拋物線交x軸正方向于A,B兩點,交y軸正方
向于C點,過A,B,C三點做⊙D,若⊙D與y軸相切.(1)求a,c滿足的關系能工巧匠;(2)設∠ACB=α,求tgα;(3)設拋物線頂點為P,判斷直線PA與⊙O的位置關系并證明.
35.如圖代13-3-17,這是某市一處十字路口立交橋的橫斷面在平面直角坐標系中的示
意圖,橫斷面的地平線為x軸,橫斷面的對稱軸為y軸,橋拱的DGD'部分為一段拋物線,頂點C的高度為8米,AD和A'D'是兩側高為5.5米的支柱,OA和OA'為兩個方向的汽車通行區(qū),寬都為15米,線段CD和C'D'為兩段對稱的上橋斜坡,其坡度為1∶4.
求(1)橋拱DGD'所在拋物線的解析式及CC'的長;
(2)BE和B'E'為支撐斜坡的立柱,其高都為4米,相應的AB和A'B'為兩個方
向的行人及非機動車通行區(qū),試求AB和A'B'的寬;
(3)按規(guī)定,汽車通過該橋下時,載貨最高處和橋拱之間的距離不得小于0.4米,車
載大型設備的頂部與地面的距離均為7米,它能否從OA(或OA')區(qū)域安全通過?請說明理由.
圖代13-3-17
36.已知:拋物線與x軸交于兩點(a<b).O
為坐標原點,分別以OA,OB為直徑作⊙O1和⊙O2在y軸的哪一側?簡要說明理由,并指出兩圓的位置關系.
37.如果拋物線與x軸都交于A,B兩點,且A點在x軸
的正半軸上,B點在x同的負半軸上,OA的長是a,OB的長是b.
(1)求m的取值范圍;
(2)若a∶b=3∶1,求m的值,并寫出此時拋物線的解析式;
(3)設(2)中的拋物線與y軸交于點C,拋物線的頂點是M,問:拋物線上是否存在
點P,使△PAB的面積等于△BCM面積的8倍?若存在,求出P點的坐標;若不存在,請說明理由.
38.已知:如圖代13-3-18,EB是⊙O的直徑,且EB=6,在BE的延長線上取點P,使EP=EB.A
是EP上一點,過A作⊙O的切線AD,切點為D,過D作DF⊥AB于F,過B作AD的垂線BH,交AD的延長線于H,連結ED和FH.
圖代13-3-18
(1)若AE=2,求AD的長.
(2)當點A在EP上移動(點A不與點E重合)時,①是否總有?試證明
你的結論;②設ED=x,BH=y,求y與x的函數(shù)關系式,并寫出自變量x的取值范圍.
39.已知二次函數(shù)的圖象與x軸的交點為
A,B(點A在點B右邊),與y軸的交點為C.
(1)若△ABC為Rt△,求m的值;
(2)在△ABC中,若AC=BC,求∠ACB的正弦值;
(3)設△ABC的面積為S,求當m為何值時,S有最小值,并求這個最小值.
40.如圖代13-3-19,在直角坐標系中,以AB為直徑的⊙C交x軸于A,交y軸于B,
滿足OA∶OB=4∶3,以OC為直徑作⊙D,設⊙D的半徑為2.
圖代13-3-19
(1)求⊙C的圓心坐標.
(2)過C作⊙D的切線EF交x軸于E,交y軸于F,求直線EF的解析式.
(3)拋物線(a≠0)的對稱軸過C點,頂點在⊙C上,與y軸交點
為B,求拋物線的解析式.
41.已知直線和,二次函數(shù)圖象的頂點為M.
(1)若M恰在直線與的交點處,試證明:無論m取何實數(shù)值,
二次函數(shù)的圖象與直線總有兩個不同的交點.
(2)在(1)的條件下,若直線過點D(0,-3),求二次函數(shù)
的表達式,并作出其大致圖象.
圖代13-3-20
(3)在(2)的條件下,若二次函數(shù)的圖象與y軸交于點C,與x同
的左交點為A,試在直線上求異于M點P,使P在△CMA的外接圓上.
42.如圖代13-3-20,已知拋物線與x軸從左至右交于A,B兩點,
與y軸交于點C,且∠BAC=α,∠ABC=β,tgα-tgβ=2,∠ACB=90°.
(1)求點C的坐標;
(2)求拋物線的解析式;
(3)若拋物線的頂點為P,求四邊形ABPC的面積.
參 考 答 案
動腦動手
1.設每件提高x元(0≤x≤10),即每件可獲利潤(2+x)元,則每天可銷售(100-10x)
件,設每天所獲利潤為y元,依題意,得
∴當x=4時(0≤x≤10)所獲利潤最大,即售出價為14元,每天所賺得最大利潤360元.
2.∵,
∴當x=0時,y=4.
當時.
即拋物線與y軸的交點為(0,4),與x軸的交點為A(3,0),.
(1)當AC=BC時,
.
∴
(2)當AC=AB時,
.
∴ .
∴ .
當時,;
當時,.
(3)當AB=BC時,
,
∴ .
∴ .
可求拋物線解析式為:或.
3.(1)∵
圖代13-3-21
∴不論m取何值,拋物線與x軸必有兩個交點.
令y=0,得
,
∴ .
∴兩交點中必有一個交點是A(2,0).
(2)由(1)得另一個交點B的坐標是(m2+3,0).
,
∵ m2+10>0,∴d=m2+1.
(3)①當d=10時,得m2=9.
∴ A(2,0),B(12,0).
.
該拋物線的對稱軸是直線x=7,頂點為(7,-25),∴AB的中點E(7,0).
過點P作PM⊥AB于點M,連結PE,
則,
∴ . ①
∵點PD在拋物線上,
∴ . ②
解①②聯(lián)合方程組,得.
當b=0時,點P在x軸上,△ABP不存在,b=0,舍去.∴b=-1.
注:求b的值還有其他思路,請讀者探覓,寫出解答過程.
②△ABP為銳角三角形時,則-25≤b<-1;
△ABP為鈍角三角形時,則b>-1,且b≠0.
同步題庫
一、填空題
1.; 2.; 3.; 4.
; 5.互為相反數(shù); 6.y軸,左,右; 7.下,x=-1,(-1,-3),x>-1; 8.四,增大; 9.向上,向下,; 10.向下,(h,0),x=h; 11.-1,-2; 12.x<-1; 13.-17,(2,3); 14.; 15.10.
二、選擇題
16.B 17.C 18.A 19.A 20.C 21.D 22.B 23.B 24.D 25.B 26.D 27.C 28.
C 29.A 30.D
三、解答題
31.解法一:依題意,設M(x1,0),N(x2,0),且x1≠x2,則x1,x2為方程x2+2ax-2b+1=0
的兩個實數(shù)根,
∴ ,?.
∵x1,x2又是方程的兩個實數(shù)根,
∴ x1+x2=a-3,x1?x2=1-b2.
∴
解得 或
當a=1,b=0時,二次函數(shù)的圖象與x軸只有一個交點,
∴a=1,b=0舍去.
當a=1;b=2時,二次函數(shù)和符合題意.
∴ a=1,b=2.
解法二:∵二次函數(shù)的圖象對稱軸為,
二次函數(shù)的圖象的對稱軸為,
又兩個二次函數(shù)圖象都經(jīng)過x軸上兩個不同的點M,N,
∴兩個二次函數(shù)圖象的對稱軸為同一直線.
∴ .
解得 .
∴兩個二次函數(shù)分別為和.
依題意,令y=0,得
,
.
①+②得
.
解得 .
∴ 或
當a=1,b=0時,二次函數(shù)的圖象與x軸只有一個交點,
∴a=1,b=0舍去.
當a=1,b=2時,二次函數(shù)為和符合題意.
∴ a=1,b=2.
32.解:∵的圖象與x軸交于點B(x1,0),C(x2,0),
∴ .
又∵即,
∴ . ①
又由y的圖象過點A(2,4),頂點橫坐標為,則有
4a+2b+c=4, ②
. ③
解由①②③組成的方程組得
a=-1,b=1,c=6.
∴ y=-x2+x+6.
與x軸交點坐標為(-2,0),(3,0).
與y軸交點D坐標為(0,6).
設y軸上存在點P,使得△POB∽△DOC,則有
(1)當B(-2,0),C(3,0),D(0,6)時,有
.
∴OP=4,即點P坐標為(0,4)或(0,-4).
當P點坐標為(0,4)時,可設過P,B兩點直線的解析式為
y=kx+4.
有 0=-2k-4.
得 k=-2.
∴ y=-2x-4.
或 .
∴OP=1,這時P點坐標為(0,1)或(0,-1).
當P點坐標為(0,1)時,可設過P,B兩點直線的解析式為
y=kx+1.
有 0=-2k+1.
得 .
∴ .
當P點坐標為(0,-1)時,可設過P,B兩點直線的解析式為
y=kx-1,
有 0=-2k-1,
得 .
∴ .
(2)當B(3,0),C(-2,0),D(0,6)時,同理可得
y=-3x+9,
或 y=3x-9,
或 ,
或 .
33.解:(1)在直線y=k(x-4)中,
令y=0,得x=4.
∴A點坐標為(4,0).
∴ ∠ABC=90°.
∵ △CBD∽△BAO,
∴,即OB2=OA?OC.
又∵ CO=1,OA=4,
∴ OB2=1×4=4.
∴ OB=2(OB=-2舍去)
∴B點坐標為(0,2).
將點B(0,2)的坐標代入y=k(x-4)中,得.
∴直線的解析式為:.
(2)解法一:設拋物線的解析式為,函數(shù)圖象過A(4,0),B(0,
2),得
解得
∴拋物線的解析式為:.
解法二:設拋物線的解析式為:,又設點A(4,0)關于x=-1的對
稱是D.
∵ CA=1+4=5,
∴ CD=5.
∴ OD=6.
∴D點坐標為(-6,0).
將點A(4,0),B(0,2),D(-6,0)代入拋物線方程,得
解得 .
∴拋物線的解析式為:.
34.解:(1)A,B的橫坐標是方程的兩根,設為x1,x2(x2>x1),C的
縱坐標是C.
又∵y軸與⊙O相切,
∴ OA?OB=OC2.
∴ x1?x2=c2.
又由方程知
,
∴,即ac=1.
(2)連結PD,交x軸于E,直線PD必為拋物線的對稱軸,連結AD、BD,
圖代13-3-22
∴ .
.
∵ a>0,x2>x1,
∴ .
.
又 ED=OC=c,
∴ .
(3)設∠PAB=β,
∵P點的坐標為,又∵a>0,
∴在Rt△PAE中,.
∴ .
∴ tgβ=tgα. ∴β=α.∴∠PAE=∠ADE.
∵ ∠ADE+∠DAE=90°
∴PA和⊙D相切.
35.解:(1)設DGD'所在的拋物線的解析式為
,
由題意得G(0,8),D(15,5.5).
∴ 解得
∴DGD'所在的拋物線的解析式為.
∵且AD=5.5,
∴ AC=5.5×4=22(米).
∴ )
=74(米).
答:cc'的長為74米.
(2)∵ ,
∴ BC=16.
∴ AB=AC-BC=22-16=6(米).
答:AB和A'B'的寬都是6米.
(3)在中,當x=4時,
.
∵ >0.
∴該大型貨車可以從OA(OA')區(qū)域安全通過.
36.解:(1)∵⊙O1與⊙O2外切于原點O,
∴A,B兩點分別位于原點兩旁,即a<0,b>0.
∴方程的兩個根a,b異號.
∴ab=m+2<0,∴m<-2.
(2)當m<-2,且m≠-4時,四邊形PO1O2Q是直角梯形.
根據(jù)題意,計算得(或或1).
m=-4時,四邊形PO1O2Q是矩形.
根據(jù)題意,計算得(或或1).
(3)∵ >0
∴方程有兩個不相等的實數(shù)根.
∵ m>-2,
∴
∴ a>0,b>0.
∴⊙O1與⊙O2都在y軸右側,并且兩圓內(nèi)切.
37.解:(1)設A,B兩點的坐標分別是(x1,0)、(x2,0),
∵A,B兩點在原點的兩側,
∴ x1x2<0,即-(m+1)<0,
解得 m>-1.
∵
當m>-1時,Δ>0,
∴m的取值范圍是m>-1.
(2)∵a∶b=3∶1,設a=3k,b=k(k>0),
則 x1=3k,x2=-k,
∴
解得 .
∵時,(不合題意,舍去),
∴ m=2
∴拋物線的解析式是.
(3)易求拋物線與x軸的兩個交點坐標是A(3,0),B(-1,0)
與y軸交點坐標是C(0,3),頂點坐標是M(1,4).
設直線BM的解析式為,
則
解得
∴直線BM的解析式是y=2x+2.
設直線BM與y軸交于N,則N點坐標是(0,2),
∴
設P點坐標是(x,y),
∵ ,
∴ .
即 .
∴ .∴.
當y=4時,P點與M點重合,即P(1,4),
當y=-4時,-4=-x2+2x+3,
解得 .
∴滿足條件的P點存在.
P點坐標是(1,4),.
38.(1)解:∵AD切⊙O于D,AE=2,EB=6,
∴ AD2=AE?AB=2×(2+6)=16.
∴ AD=4.
圖代13-2-23
(2)①無論點A在EP上怎么移動(點A不與點E重合),總有.
證法一:連結DB,交FH于G,
∵AH是⊙O的切線,
∴ ∠HDB=∠DEB.
又∵BH⊥AH,BE為直徑,
∴ ∠BDE=90°
有 ∠DBE=90°-∠DEB
=90°-∠HDB
=∠DBH.
在△DFB和△DHB中,
DF⊥AB,∠DFB=∠DHB=90°,DB=DB,∠DBE=∠DBH,
∴ △DFB∽△DHB.
∴BH=BF, ∴△BHF是等腰三角形.
∴BG⊥FH,即BD⊥FH.
∴ED∥FH,∴.
圖代13-3-24
證法二:連結DB,
∵AH是⊙O的切線,
∴ ∠HDB=∠DEF.
又∵DF⊥AB,BH⊥DH,
∴ ∠EDF=∠DBH.
以BD為直徑作一個圓,則此圓必過F,H兩點,
∴∠DBH=∠DFH,∴∠EDF=∠DFH.
∴ ED∥FH.
∴ .
②∵ED=x,BH=,BH=y,BE=6,BF=BH,∴EF=6y.
又∵DF是Rt△BDE斜邊上的高,
∴ △DFE∽△BDE,
∴,即.
∴,即.
∵點A不與點E重合,∴ED=x>0.
A從E向左移動,ED逐漸增大,當A和P重合時,ED最大,這時連結OD,則OD⊥PH.
∴ OD∥BH.
又 ,
,
∴ ,
由ED2=EF?EB得
,
∵x>0,∴.
∴ 0<x≤.
(或由BH=4=y,代入中,得)
故所求函數(shù)關系式為(0<x≤).
39.解:∵,
∴可得.
(1)∵△ABC為直角三角形,∴,
即,
化得.∴m=2.
(2)∵AC=BC,CO⊥AB,∴AO=BO,即.
∴.∴.
過A作AD⊥BC,垂足為D,
∴ AB?OC=BC?AD.
∴ .
∴ .
圖代13-3-25
(3)
∵ ,
∴當,即時,S有最小值,最小值為.
40.解:(1)∵OA⊥OB,OA∶OB=4∶3,⊙D的半徑為2,
∴⊙C過原點,OC=4,AB=8.
A點坐標為,B點坐標為.
∴⊙C的圓心C的坐標為.
(2)由EF是⊙D切線,∴OC⊥EF.
∵ CO=CA=CB,
∴ ∠COA=∠CAO,∠COB=∠CBO.
∴ Rt△AOB∽Rt△OCE∽Rt△FCO.
∴ .
∴ .
E點坐標為(5,0),F(xiàn)點坐標為,
∴切線EF解析式為.
(3)①當拋物線開口向下時,由題意,得拋物線頂點坐標為,可得
∴ .
②當拋物線開口向上時,頂點坐標為,得
∴ .
綜合上述,拋物線解析式為或.
41.(1)證明:由
有 ,
∴ .
∴交點.
此時二次函數(shù)為
.
由②③聯(lián)立,消去y,有
.
∴無論m為何實數(shù)值,二次函數(shù)的圖象與直線總有兩個
不同的交點.
圖代13-3-26
(2)解:∵直線y=-x+m過點D(0,-3),
∴ -3=0+m,
∴ m=-3.
∴M(-2,-1).
∴二次函數(shù)為
.
圖象如圖代13-3-26.
(3)解:由勾股定理,可知△CMA為Rt△,且∠CMA=Rt∠,
∴MC為△CMA外接圓直徑.
∵P在上,可設,由MC為△CMA外接圓的直徑,P在這個圓上,
∴ ∠CPM=Rt∠.
過P分別作PN⊥y,軸于N,PQ⊥x軸于R,過M作MS⊥y軸于S,MS的延長線與PR的
延長線交于點Q.
由勾股定理,有
,即.
.
.
而 ,
∴ ,
即 ,
∴ ,
.
∴ .
而n2=-2即是M點的橫坐標,與題意不合,應舍去.
∴ ,
此時 .
∴P點坐標為.
42.解:(1)根據(jù)題意,設點A(x1,0)、點(x2,0),且C(0,b),x1<0,x2>0,b>0,
∵x1,x2是方程的兩根,
∴ .
在Rt△ABC中,OC⊥AB,∴OC2=OA?OB.
∵ OA=-x1,OB=x2,
∴ b2=-x1?x2=b.
∵b>0,∴b=1,∴C(0,1).
(2)在Rt△AOC的Rt△BOC中,
.
∴ .
∴拋物線解析式為.
圖代13-3-27
(3)∵,∴頂點P的坐標為(1,2),
當時,.
∴.
延長PC交x軸于點D,過C,P的直線為y=x+1,
∴點D坐標為(-1,0).
∴
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