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C
$1≤ t<5$
6
解:
(1) 由题意,得$(1-2)^2+m=0,$解得$m=-1。$
∴二次函数的解析式为$y=(x-2)^2-1。$
∴该二次函数图象的对称轴为直线$x=2。$
当$x=0$时,$y=(0-2)^2-1=3,$
∴点$C$的坐标为$(0,3)。$
∵点$B$与点$C$关于直线$x=2$对称,
∴点$B$的坐标为$(4,3)。$
将$A(1,0),$$B(4,3)$代入$y=kx+b\ (k≠0),$得
$\begin{cases} k+b=0, \\ 4k+b=3, \end{cases}$
解得$\begin{cases} k=1, \\ b=-1. \end{cases}$
∴一次函数的解析式为$y=x-1。$
(2) 存在。
易知点$P$在直线$AB$上方。过点$C$作$CP// AB$交抛物线于点$P,$连接$AP,$$BP,$此时$S_{△ ABP}=S_{△ ABC}。$
∵直线$AB$对应的函数解析式为$y=x-1,$$CP// AB,$
∴设直线$CP$对应的函数解析式为$y=x+b'。$
把$C(0,3)$代入,得$b'=3,$
∴$y=x+3。$
联立方程组,得
$\begin{cases} y=x+3, \\ y=(x-2)^2-1, \end{cases}$
即$x+3=(x-2)^2-1,$
解得$x_1=0$(舍去),$x_2=5。$
当$x=5$时,$y=8,$
∴点$P$的坐标为$(5,8)。$
$-1$
$4$
解:
易知抛物线经过点$(h+\frac{1}{2}k,\frac{1}{2}k),$
∴$\frac{1}{2}k=a(h+\frac{1}{2}k-h)^2+k,$
整理得$k(ak+2)=0。$
∵$k>0,$
∴$ak=-2。$
∴$a,k$之间的数量关系为$ak=-2。$
【分析】本题是关于二次函数性质的应用,首先确定二次函数的开口方向和对称轴,再利用“开口向上时,函数值越大的点离对称轴越远”的性质,将函数值的大小关系转化为两点到对称轴的距离关系,进而解不等式得到a的取值范围。
【解析】二次函数$y=(x-3)^2+2m+1$的图象开口向上,对称轴为直线$x=3$。
对于开口向上的二次函数,函数值越大,对应点到对称轴的距离越远。
已知$y_1>y_2$,则点A到对称轴的距离大于点B到对称轴的距离,即:
$|(a-1)-3| > |(a+1)-3|$,化简得$|a-4| > |a-2|$。
两边平方得:$(a-4)^2 > (a-2)^2$,
展开得:$a^2 -8a +16 > a^2 -4a +4$,
移项合并同类项得:$-4a +12 >0$,
解得:$a <3$。
【答案】C
【知识点】二次函数的性质、绝对值不等式
【点评】本题考查二次函数的基本性质,核心是利用开口方向与点到对称轴距离的关系转化条件,属于基础题型,解题思路清晰,难度适中。
【难度系数】0.5
【分析】
要解决本题,需先明确二次函数的性质:该函数为顶点式,先确定开口方向和对称轴,再根据开口向下的抛物线的单调性(对称轴右侧y随x增大而减小),结合题目中x的区间范围,分析t的取值边界。步骤如下:1. 由二次函数的顶点式确定开口方向和对称轴;2. 确定函数的单调区间;3. 根据题目中y随x变化的区间要求,推导t的取值范围。
【解析】
对于二次函数$y=-(x-1)^2+2$,其中$a=-1<0$,因此抛物线开口向下,对称轴为直线$x=1$。
开口向下的抛物线,在对称轴右侧($x>1$)时,$y$随$x$的增大而减小;在对称轴左侧($x<1$)时,$y$随$x$的增大而增大。
题目要求当$t< x<5$时,$y$随$x$的增大而减小,说明区间$(t,5)$必须完全落在对称轴右侧($x>1$)的范围内,因此左端点$t$需满足$t≥1$;同时区间$(t,5)$要有意义,需满足$t<5$。
综上,实数$t$的取值范围是$1≤ t<5$。
【答案】
$1≤ t<5$
【知识点】
二次函数的性质;二次函数的单调性
【点评】
本题考查二次函数的单调性应用,核心是掌握开口向下的抛物线在对称轴右侧的变化规律,需结合区间范围确定参数边界,属于基础题型。
【难度系数】
0.5
【分析】首先利用二次函数的对称性,找到函数值相等的两个点确定对称轴,再设二次函数的顶点式,代入已知点求出解析式,最后将x=-1代入解析式计算m的值。
【解析】二次函数图象上,函数值相等的两个点关于对称轴对称,观察表格得x=0时y=3,x=2时y=3,因此对称轴为直线$x=\frac{0+2}{2}=1$,设二次函数解析式为$y=a(x-1)^2+k$。
将$x=1$,$y=2$代入得:$a(1-1)^2 +k=2$,解得$k=2$;
将$x=0$,$y=3$,$k=2$代入得:$a(0-1)^2 +2=3$,即$a+2=3$,解得$a=1$;
因此函数解析式为$y=(x-1)^2+2$,当$x=-1$时,$m=(-1-1)^2+2=4+2=6$。
【答案】6
【知识点】二次函数的对称性、二次函数的解析式
【点评】本题考查二次函数的对称性与顶点式的应用,利用对称点确定对称轴是解题核心,步骤清晰,属于基础题型。
【难度系数】0.5
【分析】
首先,第(1)问利用待定系数法,将点A代入二次函数解析式求出参数m,得到二次函数解析式;再根据二次函数对称轴求出点C坐标,利用对称性得到点B坐标,最后用待定系数法求一次函数解析式。第(2)问中,因△ABP与△ABC面积相等且AB为公共边,故P到直线AB的距离等于C到AB的距离,据此过C作AB的平行线,联立该直线与抛物线方程即可求出点P坐标。
【解析】
(1) 将点A(1,0)代入二次函数$y=(x-2)^2+m$,得:
$(1-2)^2 + m = 0$,解得$m=-1$,
因此二次函数的解析式为$y=(x-2)^2 -1$。
二次函数的对称轴为直线$x=2$,当$x=0$时,$y=(0-2)^2 -1=3$,故点C坐标为$(0,3)$。
因为点B与点C关于直线$x=2$对称,所以点B的横坐标为$2×2 -0=4$,纵坐标为3,即B(4,3)。
将A(1,0)、B(4,3)代入一次函数$y=kx+b$,得方程组:
$\begin{cases}k + b = 0 \\4k + b =3\end{cases}$,解得$\begin{cases}k=1 \\b=-1\end{cases}$,
因此一次函数的解析式为$y=x-1$。
(2) 存在点P使得$S_{△ABP}=S_{△ABC}$,理由如下:
因为$S_{△ABP}=S_{△ABC}$,且AB为公共边,所以点P到直线AB的距离等于点C到直线AB的距离。
过点C作直线$CP // AB$,交抛物线于点P,此时满足条件。
已知直线AB的解析式为$y=x-1$,设直线CP的解析式为$y=x+b'$,将C(0,3)代入得$b'=3$,故直线CP的解析式为$y=x+3$。
联立直线CP与抛物线的方程:
$\begin{cases}y=x+3 \\y=(x-2)^2 -1\end{cases}$,
整理得$x^2 -5x=0$,解得$x_1=0$(对应点C,舍去),$x_2=5$。
当$x=5$时,$y=5+3=8$,故点P的坐标为(5,8)。
【答案】
(1) 二次函数解析式为$y=(x-2)^2 -1$,一次函数解析式为$y=x-1$;
(2) 存在,点P的坐标为(5,8)

【知识点】
二次函数解析式、一次函数解析式、三角形面积
【点评】
本题是二次函数与一次函数的综合题,考查待定系数法求函数解析式、二次函数对称性、平行线性质及三角形面积转化,解题关键是将面积相等转化为点到直线的距离相等,通过联立方程求解交点,属于中等难度的综合题。
【难度系数】
0.5
【分析】
首先明确“美丽抛物线”的定义:以抛物线顶点$A(h,k)$与对称轴和$x$轴交点$C(h,0)$的线段$AC$为对角线作正方形$ABCD$,$AC$垂直于$x$轴,长度为$k$;根据正方形对角线的性质,其垂直平分线为$y=\frac{k}{2}$,且$B$、$D$两点到$AC$中点的水平距离为$\frac{k}{2}$,因此$B$、$D$的坐标为$(h\pm\frac{k}{2},\frac{k}{2})$。由于$B$、$D$在抛物线上,将其代入抛物线解析式即可求解相关参数关系。
【解析】
(1) 抛物线$y=ax^2+2$中,$h=0$,$k=2$,故$B$点坐标为$(-1,1)$,代入解析式得:
$1=a·(-1)^2+2$,解得$a=-1$。
(2) 抛物线$y=-\frac{1}{2}(x-1)^2+k$中,$h=1$,$D$点坐标为$(1+\frac{k}{2},\frac{k}{2})$,代入解析式得:
$\frac{k}{2}=-\frac{1}{2}·(\frac{k}{2})^2 +k$,整理得$k^2-4k=0$,因$k>0$,故$k=4$。
(3) 抛物线$y=a(x-h)^2+k$中,取$D(h+\frac{k}{2},\frac{k}{2})$代入解析式得:
$\frac{k}{2}=a·(\frac{k}{2})^2 +k$,整理得$ak^2=-2k$,因$k>0$,两边除以$k$得$ak=-2$。
【答案】
(1) $-1$;(2) $4$;(3) $ak=-2$
【知识点】
二次函数性质,正方形性质,坐标与图形结合
【点评】
本题为新定义题型,核心是利用正方形对角线性质确定抛物线上点的坐标,通过代入二次函数解析式建立方程求解,体现数形结合思想,需准确理解新定义并灵活运用二次函数的点代入法。
【难度系数】
0.4