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证明:
(1) 将二次函数展开得$y=(x-m)(x+m+4)=x^2+4x-m^2-4m,$
在一元二次方程$x^2+4x-m^2-4m=0$中,
判别式$\Delta=4^2-4×1×(-m^2-4m)=4m^2+16m+16=4(m+2)^2≥0,$
因此该方程总有实数根,即不论$m$为何值,该二次函数的图象与$x$轴总有公共点。
(2) 由$y=x^2+4x-m^2-4m$可得该函数图象的对称轴为直线$x=-2,$二次项系数$1>0,$抛物线开口向上。
点$A(-1,a)$和点$B(1,b)$都在对称轴右侧,在对称轴右侧$y$随$x$的增大而增大,因为$-1<1,$所以$b>a。$
$-10x+1200$
解:
(2) 设每月销售利润为$y$元,由题意得:
$y=(x-40)(-10x+1200)=-10x^2+1600x-48000=-10(x-80)^2+16000$
$\because -10<0,$$50<x<100,$
$\therefore$ 当$x=80$时,$y$取得最大值,最大值为16000。
即当每件商品的售价定为80元时,每月销售利润最大。
(3) 根据题意,扣除捐款后的利润为:
$y=(x-40-a)(-10x+1200)=-10x^2+(1600+10a)x-48000-1200a$
该二次函数图象的对称轴为直线$x=-\frac{1600+10a}{2×(-10)}=80+\frac{a}{2}$
$\because -10<0,$
$\therefore$ 当$x>80+\frac{a}{2}$时,$y$随$x$的增大而减小。
由题意,售价大于85元时,扣除捐款后的利润随$x$的增大而减小,
$\therefore 80+\frac{a}{2}≤85,$解得$a≤10。$
又$\because a≥1,$
$\therefore 1≤ a≤10。$
解:
(1) 将$A(-1,0),$$B(3,0)$代入$y=-x^2+bx+c,$得:
$\begin{cases} -1-b+c=0 \\ -9+3b+c=0 \end{cases}$
解得$\begin{cases} b=2 \\ c=3 \end{cases}$
因此该抛物线对应的函数解析式为$y=-x^2+2x+3。$
(2) 过点$Q$作$MQ// y$轴,交$BC$于点$M。$

(1)可得$C(0,3),$设直线$BC$对应的函数解析式为$y=mx+n,$将$B(3,0),$$C(0,3)$代入得:
$\begin{cases} 0=3m+n \\ n=3 \end{cases}$
解得$\begin{cases} m=-1 \\ n=3 \end{cases}$
因此直线$BC$对应的函数解析式为$y=-x+3。$
设$Q(t,-t^2+2t+3),$则$M(t,-t+3),$其中$0<t<3,$
则$MQ=-t^2+2t+3 - (-t+3)=-t^2+3t。$
$S_{△ BCQ}=S_{△ BMQ}+S_{△ CMQ}=\frac{1}{2}· MQ· 3=\frac{3}{2}(-t^2+3t)=-\frac{3}{2}(t-\frac{3}{2})^2+\frac{27}{8}$
当$t=\frac{3}{2}$时,$S_{△ BCQ}$取得最大值,最大值为$\frac{27}{8}。$
此时点$Q$的坐标为$(\frac{3}{2},\frac{15}{4}),$$△ BCQ$的面积为$\frac{27}{8}。$
(3) 存在,点$P$的坐标为$(1,1)$或$(1,\sqrt{14})$或$(1,-\sqrt{14})$或$(1,3+\sqrt{17})$或$(1,3-\sqrt{17})。$
【分析】
第(1)问要证明二次函数图象与x轴总有公共点,需转化为证明对应的一元二次方程有实数根,通过计算判别式判断;第(2)问需先将二次函数化为一般式,求出对称轴,结合开口方向,比较两点到对称轴的距离,距离越大函数值越大,从而判断a、b的大小关系。
【解析】
(1) 先将二次函数展开:
$y=(x-m)(x+m+4)=x^2 + 4x - m^2 - 4m$
令$y=0$,得一元二次方程$x^2 + 4x - m^2 - 4m = 0$
计算判别式$\Delta = 4^2 - 4×1×(-m^2 - 4m) = 16 + 4m^2 + 16m = 4(m^2 + 4m + 4) = 4(m+2)^2$
因为$(m+2)^2 ≥ 0$,所以$\Delta = 4(m+2)^2 ≥ 0$,即方程总有两个实数根,因此不论$m$为何值,该二次函数的图象与$x$轴总有公共点。
(2) 由二次函数一般式$y=x^2 + 4x - m^2 - 4m$,得$a=1>0$,函数图象开口向上;
对称轴为直线$x = -\frac{b}{2a} = -\frac{4}{2×1} = -2$;
点$A(-1,a)$到对称轴$x=-2$的距离为$|-1 - (-2)| = 1$;
点$B(1,b)$到对称轴$x=-2$的距离为$|1 - (-2)| = 3$;
开口向上时,点到对称轴的距离越大,对应函数值越大,因$3>1$,故$b > a$。
【答案】
(1) 证明见解析;(2) $b > a$
【知识点】
二次函数与x轴的交点、二次函数的性质
【点评】
本题考查二次函数的基础性质,包括利用判别式判定与x轴的交点,以及结合对称轴、开口方向比较函数值大小,属于常规基础题型,需掌握二次函数一般式的转化及相关性质的应用。
【难度系数】
0.6
【分析】
本题是二次函数在销售利润问题中的应用,解题思路如下:
1. 第(1)问:根据“售价每上涨1元,销售量减少10件”,先算出售价从50元涨到x元时的上涨额,再求出减少的销售量,用原销售量减去减少量,化简得到含x的销售量代数式。
2. 第(2)问:利用“销售利润=每件利润×销售量”,结合第(1)问的销售量,建立利润的二次函数表达式;根据二次函数开口方向(a<0),顶点处取最大值,计算顶点横坐标,判断是否在x的取值范围内,确定最大利润时的售价。
3. 第(3)问:捐赠a元后,每件利润变为“售价-进价-捐赠额”,同理建立新的利润二次函数;求出对称轴,结合二次函数开口向下时“对称轴右侧函数随x增大而减小”的性质,根据题目条件得到对称轴的范围,进而求出a的取值范围,同时结合题目给出的a≥1的条件确定最终范围。
【解析】
(1) 售价为x元时,比50元上涨了$(x-50)$元,因此销售量减少$10(x-50)$件,每月销售量为:
$700 - 10(x-50) = 700 -10x +500 = -10x +1200$(件)。
(2) 设每月销售利润为$y$元,根据利润公式:
$y=(x-40)(-10x+1200)$
展开整理得:
$y=-10x^2 +1600x -48000$
配方得:
$y=-10(x-80)^2 +16000$
$\because -10<0$,抛物线开口向下,顶点处取最大值,且$50<x<100$,
$\therefore$当$x=80$时,$y$有最大值16000,即售价定为80元时,每月销售利润最大。
(3) 捐赠$a$元后,每件利润为$(x-40-a)$元,利润为:
$y=(x-40-a)(-10x+1200)$
展开整理得:
$y=-10x^2 +(1600+10a)x -48000 -1200a$
二次函数对称轴为:
$x=\frac{1600+10a}{2×(-10)}=80+\frac{a}{2}$
$\because -10<0$,抛物线开口向下,当$x>80+\frac{a}{2}$时,$y$随$x$增大而减小,
又$\because$售价大于85元时利润随$x$增大而减小,
$\therefore 80+\frac{a}{2}≤85$,解得$a≤10$,
结合$a≥1$,得$1≤a≤10$。
【答案】
(1) $(-10x+1200)$;
(2) 当每件商品的售价定为80元时,每月销售利润最大;
(3) $1≤a≤10$。
【知识点】
二次函数的应用、销售利润问题、二次函数的性质。
【点评】
本题是二次函数在实际销售场景中的典型应用题,考查学生从实际问题中抽象出数学模型的能力,需掌握利润问题的基本公式及二次函数的增减性、最值性质,属于中等难度的综合题。
【难度系数】
0.5
【分析】
本题分为三个小问,解题思路如下:
1. 第(1)问:已知抛物线与x轴的两个交点坐标,使用待定系数法,将A、B两点代入抛物线解析式,解二元一次方程组求出b、c,从而得到抛物线解析式。
2. 第(2)问:先求出C点坐标和直线BC的解析式,设第一象限内Q点坐标,作平行于y轴的线段MQ交BC于M,将△BCQ的面积转化为以MQ为底、水平长度为高的三角形面积之和,得到关于Q点横坐标的二次函数,利用二次函数的性质求最大值,进而得到Q点坐标和最大面积。
3. 第(3)问:先确定抛物线的对称轴,得到P点横坐标,设P点坐标,根据等腰三角形三边相等的关系,分三种情况(PB=PC、PB=BC、PC=BC)列方程求解,得到所有符合条件的P点坐标。
【解析】
(1) 将$A(-1,0)$、$B(3,0)$代入抛物线$y=-x^2+bx+c$,得:
$\begin{cases} -1 - b + c = 0 \\ -9 + 3b + c = 0 \end{cases}$,
用第二个方程减第一个方程得:$-8 + 4b = 0$,解得$b=2$,代入第一个方程得$c=3$,
因此抛物线解析式为$y=-x^2+2x+3$。
(2) 由(1)知,当$x=0$时,$y=3$,故$C(0,3)$。
设直线BC的解析式为$y=mx+n$,代入$B(3,0)$、$C(0,3)$得:
$\begin{cases} 3m + n = 0 \\ n=3 \end{cases}$,解得$m=-1$,$n=3$,故直线BC解析式为$y=-x+3$。
设第一象限内Q点坐标为$(t, -t^2+2t+3)$($0<t<3$),过Q作$MQ// y$轴交BC于M,则$M(t, -t+3)$,
$MQ = (-t^2+2t+3) - (-t+3) = -t^2+3t$,
$△ BCQ$的面积$S_{△ BCQ} = \frac{1}{2} × MQ × 3 = \frac{3}{2}(-t^2+3t) = -\frac{3}{2}(t-\frac{3}{2})^2 + \frac{27}{8}$,
因为$-\frac{3}{2}<0$,当$t=\frac{3}{2}$时,S最大为$\frac{27}{8}$,此时Q点坐标为$(\frac{3}{2}, \frac{15}{4})$。
(3) 抛物线$y=-x^2+2x+3$的对称轴为$x=1$,设$P(1,p)$,
计算得:$PB^2=4+p^2$,$PC^2=p^2-6p+10$,$BC^2=18$,
分三种情况:
① 当$PB=PC$时,$4+p^2=p^2-6p+10$,解得$p=1$,故$P(1,1)$;
② 当$PB=BC$时,$4+p^2=18$,解得$p=\pm\sqrt{14}$,故$P(1,\sqrt{14})$或$(1,-\sqrt{14})$;
③ 当$PC=BC$时,$p^2-6p+10=18$,解得$p=3\pm\sqrt{17}$,故$P(1,3+\sqrt{17})$或$(1,3-\sqrt{17})$。
【答案】
14. (1) $y=-x^2+2x+3$;
(2) 点Q坐标为$(\frac{3}{2},\frac{15}{4})$,$△ BCQ$面积为$\frac{27}{8}$;
(3) 存在,点P坐标为$(1,1)$或$(1,\sqrt{14})$或$(1,-\sqrt{14})$或$(1,3+\sqrt{17})$或$(1,3-\sqrt{17})$;

【知识点】
二次函数解析式、三角形面积计算、等腰三角形存在性
【点评】
本题是二次函数综合题,融合待定系数法、二次函数最值、等腰三角形分类讨论,考查数形结合与分类讨论思想,解题时需全面考虑等腰三角形的三边相等情况,避免漏解。
【难度系数】
0.6