1. (教材P28习题1变式)若二次函数$ y = kx^{2} - 4x + 1 $的图像与x轴有交点,则k的取值范围是(
A.$ k \leqslant 4 $
B.$ k \geqslant 4 $
C.$ k < 4 $且$ k \neq 0 $
D.$ k \leqslant 4 $且$ k \neq 0 $
D
)A.$ k \leqslant 4 $
B.$ k \geqslant 4 $
C.$ k < 4 $且$ k \neq 0 $
D.$ k \leqslant 4 $且$ k \neq 0 $
答案:1.D
解析:
要使二次函数$y = kx^2 - 4x + 1$的图像与$x$轴有交点,需满足:
1. 函数为二次函数,所以$k \neq 0$;
2. 判别式$\Delta \geq 0$,即$(-4)^2 - 4k × 1 \geq 0$,解得$k \leq 4$。
综上,$k$的取值范围是$k \leq 4$且$k \neq 0$。
D
1. 函数为二次函数,所以$k \neq 0$;
2. 判别式$\Delta \geq 0$,即$(-4)^2 - 4k × 1 \geq 0$,解得$k \leq 4$。
综上,$k$的取值范围是$k \leq 4$且$k \neq 0$。
D
2. (2025·四川泸州)已知抛物线$ y = ax^{2} + bx + c $的对称轴为直线$ x = 1 $,与y轴的交点在x轴下方,且当$ x = - 1 $时,$ y > 0 $,则下列结论正确的是(
A.$ 2a = b $
B.$ b^{2} - 4ac < 0 $
C.$ a - 2b + 4c < 0 $
D.$ 8a + c > 0 $
D
)A.$ 2a = b $
B.$ b^{2} - 4ac < 0 $
C.$ a - 2b + 4c < 0 $
D.$ 8a + c > 0 $
答案:
2.D 解析:因为抛物线$y=ax^{2}+bx+c$的对称轴为直线$x=1$,所以$-\frac{b}{2a}=1$,所以$2a=-b$,故选项A不合题意;因为该抛物线与$y$轴的交点在$x$轴下方,且当$x=-1$时,$y>0$,所以该抛物线大致如图所示,由图可知该抛物线与$x$轴有两个交点,所以$b^{2}-4ac>0$,故选项B不合题意;因为当$x=-2$时,$y>0$,所以$4a-2b+c>0$,所以$4a+4a+c>0$,即$8a+c>0$,故选项D符合题意;当$x=-\frac{1}{2}$时,$y=\frac{1}{4}a-\frac{1}{2}b+c=\frac{1}{4}(a-2b+4c)$。因为当$x=-\frac{1}{2}$时,$y$与$0$的大小无法判断,所以$a-2b+4c$与$0$的大小无法判断,故选项C不合题意。
2.D 解析:因为抛物线$y=ax^{2}+bx+c$的对称轴为直线$x=1$,所以$-\frac{b}{2a}=1$,所以$2a=-b$,故选项A不合题意;因为该抛物线与$y$轴的交点在$x$轴下方,且当$x=-1$时,$y>0$,所以该抛物线大致如图所示,由图可知该抛物线与$x$轴有两个交点,所以$b^{2}-4ac>0$,故选项B不合题意;因为当$x=-2$时,$y>0$,所以$4a-2b+c>0$,所以$4a+4a+c>0$,即$8a+c>0$,故选项D符合题意;当$x=-\frac{1}{2}$时,$y=\frac{1}{4}a-\frac{1}{2}b+c=\frac{1}{4}(a-2b+4c)$。因为当$x=-\frac{1}{2}$时,$y$与$0$的大小无法判断,所以$a-2b+4c$与$0$的大小无法判断,故选项C不合题意。
3. 已知抛物线$ y = x^{2} - 6x + c $与x轴只有一个交点,则$ c = $
9
。答案:3.9
解析:
解:抛物线$y = x^{2} - 6x + c$与$x$轴只有一个交点,
则判别式$\Delta = (-6)^{2} - 4×1× c = 0$,
即$36 - 4c = 0$,
解得$c = 9$。
9
则判别式$\Delta = (-6)^{2} - 4×1× c = 0$,
即$36 - 4c = 0$,
解得$c = 9$。
9
4. (2024·山东枣庄改编)已知抛物线$ y = ax^{2} + bx - 3(a > 0) $经过点$ P(2, - 3) $,且与x轴的两个交点分别为$ (x_{1},0) $,$ (x_{2},0) $。若$ 4 < x_{2} - x_{1} < 6 $,则a的取值范围是
$\frac{3}{8}<a<1$
。答案:4.$\frac{3}{8}<a<1$
解析:
解:将点$P(2, -3)$代入抛物线$y = ax^{2} + bx - 3$,得$4a + 2b - 3 = -3$,即$2a + b = 0$,所以$b = -2a$,抛物线方程为$y = ax^{2} - 2ax - 3$。
对于一元二次方程$ax^{2} - 2ax - 3 = 0$,由韦达定理得$x_{1} + x_{2} = 2$,$x_{1}x_{2} = -\frac{3}{a}$。
$x_{2} - x_{1} = \sqrt{(x_{1} + x_{2})^{2} - 4x_{1}x_{2}} = \sqrt{4 + \frac{12}{a}}$。
因为$4 < x_{2} - x_{1} < 6$,所以$16 < 4 + \frac{12}{a} < 36$,即$12 < \frac{12}{a} < 32$,解得$\frac{3}{8} < a < 1$。
$\frac{3}{8}<a<1$
对于一元二次方程$ax^{2} - 2ax - 3 = 0$,由韦达定理得$x_{1} + x_{2} = 2$,$x_{1}x_{2} = -\frac{3}{a}$。
$x_{2} - x_{1} = \sqrt{(x_{1} + x_{2})^{2} - 4x_{1}x_{2}} = \sqrt{4 + \frac{12}{a}}$。
因为$4 < x_{2} - x_{1} < 6$,所以$16 < 4 + \frac{12}{a} < 36$,即$12 < \frac{12}{a} < 32$,解得$\frac{3}{8} < a < 1$。
$\frac{3}{8}<a<1$
5. 新素养抽象能力规定:如果两个函数的图像关于y轴对称,那么称这两个函数互为“Y函数”。例如:函数$ y = x + 3 $与$ y = - x + 3 $互为“Y函数”。若函数$ y = \frac{k}{4}x^{2} + (k - 1)x + k - 3 $的图像与x轴只有一个交点,则它的“Y函数”的图像与x轴的交点坐标为
$(3,0)$或$(4,0)$
。答案:5.$(3,0)$或$(4,0)$ 解析:因为函数$y=\frac{k}{4}x^{2}+(k-1)x+k-3$的图像与$x$轴只有一个交点,所以分类讨论如下:①当$k=0$时,原函数即为$y=-x-3$,符合题意,且它的“$Y$函数”为$y=x-3$。在$y=x-3$中,令$y=0$,得$x-3=0$,解得$x=3$,所以它的“$Y$函数”的图像与$x$轴的交点坐标为$(3,0)$;②当$k\neq0$时,$(k-1)^{2}-4×\frac{k}{4}×(k-3)=0$,解得$k=-1$,则原函数即为$y=-\frac{1}{4}x^{2}-2x-4=-\frac{1}{4}(x+4)^{2}$,所以它的“$Y$函数”为$y=-\frac{1}{4}(x-4)^{2}$。在$y=-\frac{1}{4}(x-4)^{2}$中,令$y=0$,得$-\frac{1}{4}(x-4)^{2}=0$,解得$x_{1}=x_{2}=4$,所以它的“$Y$函数”的图像与$x$轴的交点坐标为$(4,0)$。综上所述,它的“$Y$函数”的图像与$x$轴的交点坐标为$(3,0)$或$(4,0)$。
解析:
①当$k = 0$时,原函数为$y=-x - 3$,其“Y函数”为$y = x - 3$。令$y = 0$,得$x - 3=0$,解得$x = 3$,交点坐标为$(3,0)$;
②当$k\neq0$时,$\Delta=(k - 1)^{2}-4×\frac{k}{4}×(k - 3)=0$,解得$k=-1$,原函数为$y=-\frac{1}{4}x^{2}-2x - 4=-\frac{1}{4}(x + 4)^{2}$,其“Y函数”为$y=-\frac{1}{4}(x - 4)^{2}$。令$y = 0$,得$-\frac{1}{4}(x - 4)^{2}=0$,解得$x = 4$,交点坐标为$(4,0)$。
综上,交点坐标为$(3,0)$或$(4,0)$。
②当$k\neq0$时,$\Delta=(k - 1)^{2}-4×\frac{k}{4}×(k - 3)=0$,解得$k=-1$,原函数为$y=-\frac{1}{4}x^{2}-2x - 4=-\frac{1}{4}(x + 4)^{2}$,其“Y函数”为$y=-\frac{1}{4}(x - 4)^{2}$。令$y = 0$,得$-\frac{1}{4}(x - 4)^{2}=0$,解得$x = 4$,交点坐标为$(4,0)$。
综上,交点坐标为$(3,0)$或$(4,0)$。
6. (2025·江苏连云港)已知二次函数$ y = x^{2} + 2(a + 1)x + 3a^{2} - 2a + 3 $,a为常数。
(1) 若该二次函数的图像与直线$ y = 2a^{2} $有两个交点,求a的取值范围;
(2) 若该二次函数的图像与x轴有交点,求a的值;
(3) 求证:该二次函数的图像不经过原点。
(1) 若该二次函数的图像与直线$ y = 2a^{2} $有两个交点,求a的取值范围;
(2) 若该二次函数的图像与x轴有交点,求a的值;
(3) 求证:该二次函数的图像不经过原点。
答案:6.(1)因为二次函数$y=x^{2}+2(a+1)x+3a^{2}-2a+3$的图像与直线$y=2a^{2}$有两个交点,所以关于$x$的方程$x^{2}+2(a+1)x+3a^{2}-2a+3=2a^{2}$,即$x^{2}+2(a+1)x+a^{2}-2a+3=0$有两个不相等的实数根,所以$4(a+1)^{2}-4(a^{2}-2a+3)>0$,解得$a>\frac{1}{2}$。故$a$的取值范围为$a>\frac{1}{2}$。
(2)因为二次函数$y=x^{2}+2(a+1)x+3a^{2}-2a+3$的图像与$x$轴有交点,所以$4(a+1)^{2}-4(3a^{2}-2a+3)\geq0$,即$(a-1)^{2}\leq0$。又$(a-1)^{2}\geq0$,所以$a-1=0$,所以$a=1$。
(3)因为当$x=0$时,$y=3a^{2}-2a+3=3(a-\frac{1}{3})^{2}+\frac{8}{3}>0$,所以该二次函数的图像不经过原点。
(2)因为二次函数$y=x^{2}+2(a+1)x+3a^{2}-2a+3$的图像与$x$轴有交点,所以$4(a+1)^{2}-4(3a^{2}-2a+3)\geq0$,即$(a-1)^{2}\leq0$。又$(a-1)^{2}\geq0$,所以$a-1=0$,所以$a=1$。
(3)因为当$x=0$时,$y=3a^{2}-2a+3=3(a-\frac{1}{3})^{2}+\frac{8}{3}>0$,所以该二次函数的图像不经过原点。
7. (2024·四川达州)已知抛物线$ y = - x^{2} + bx + c $与x轴交于两点,其中一个交点的横坐标大于1,另一个交点的横坐标小于1,则下列结论正确的是(
A.$ b + c > 1 $
B.$ b = 2 $
C.$ b^{2} + 4c < 0 $
D.$ c < 0 $
A
)A.$ b + c > 1 $
B.$ b = 2 $
C.$ b^{2} + 4c < 0 $
D.$ c < 0 $
答案:7.A
解析:
设抛物线与x轴交点的横坐标分别为$x_1$、$x_2$,则$x_1 < 1$,$x_2 > 1$,即$(x_1 - 1)(x_2 - 1) < 0$。
由韦达定理得:$x_1 + x_2 = b$,$x_1x_2 = -c$。
$(x_1 - 1)(x_2 - 1) = x_1x_2 - (x_1 + x_2) + 1 = -c - b + 1 < 0$,整理得$b + c > 1$。
A
由韦达定理得:$x_1 + x_2 = b$,$x_1x_2 = -c$。
$(x_1 - 1)(x_2 - 1) = x_1x_2 - (x_1 + x_2) + 1 = -c - b + 1 < 0$,整理得$b + c > 1$。
A
8. (2025·江苏扬州模拟)已知二次函数$ y = (x - a - 1)(x - a + 1) - 3a + 7 $的图像与x轴没有交点,且当$ x < - 1 $时,y随x增大而减小,则实数a的取值范围是(
A.$ a < 2 $
B.$ a > - 1 $
C.$ - 1 < a \leqslant 2 $
D.$ - 1 \leqslant a < 2 $
D
)A.$ a < 2 $
B.$ a > - 1 $
C.$ - 1 < a \leqslant 2 $
D.$ - 1 \leqslant a < 2 $
答案:8.D
解析:
解题步骤:
1. 化简二次函数表达式
$ y = (x - a - 1)(x - a + 1) - 3a + 7 $
$ = [(x - a) - 1][(x - a) + 1] - 3a + 7 $
$ = (x - a)^2 - 1 - 3a + 7 $
$ = (x - a)^2 - 3a + 6 $
2. 图像与x轴无交点的条件
二次函数开口向上(二次项系数为1>0),与x轴无交点需判别式 $ \Delta < 0 $:
$ y = (x - a)^2 - 3a + 6 $ 展开为 $ y = x^2 - 2ax + a^2 - 3a + 6 $
$ \Delta = (-2a)^2 - 4 × 1 × (a^2 - 3a + 6) = 4a^2 - 4a^2 + 12a - 24 = 12a - 24 $
令 $ \Delta < 0 $:$ 12a - 24 < 0 \Rightarrow a < 2 $
3. 单调性条件
抛物线对称轴为 $ x = a $,开口向上,当 $ x < -1 $ 时 $ y $ 随 $ x $ 增大而减小,需对称轴 $ x = a \geq -1 $
4. 综合条件
联立 $ a < 2 $ 和 $ a \geq -1 $,得 $ -1 \leq a < 2 $
结论:
$-1 \leqslant a < 2$
答案:D
1. 化简二次函数表达式
$ y = (x - a - 1)(x - a + 1) - 3a + 7 $
$ = [(x - a) - 1][(x - a) + 1] - 3a + 7 $
$ = (x - a)^2 - 1 - 3a + 7 $
$ = (x - a)^2 - 3a + 6 $
2. 图像与x轴无交点的条件
二次函数开口向上(二次项系数为1>0),与x轴无交点需判别式 $ \Delta < 0 $:
$ y = (x - a)^2 - 3a + 6 $ 展开为 $ y = x^2 - 2ax + a^2 - 3a + 6 $
$ \Delta = (-2a)^2 - 4 × 1 × (a^2 - 3a + 6) = 4a^2 - 4a^2 + 12a - 24 = 12a - 24 $
令 $ \Delta < 0 $:$ 12a - 24 < 0 \Rightarrow a < 2 $
3. 单调性条件
抛物线对称轴为 $ x = a $,开口向上,当 $ x < -1 $ 时 $ y $ 随 $ x $ 增大而减小,需对称轴 $ x = a \geq -1 $
4. 综合条件
联立 $ a < 2 $ 和 $ a \geq -1 $,得 $ -1 \leq a < 2 $
结论:
$-1 \leqslant a < 2$
答案:D
9. 在平面直角坐标系中,已知函数$ y_{1} = x^{2} + ax + 1 $,$ y_{2} = x^{2} + bx + 2 $,$ y_{3} = x^{2} + cx + 4 $,其中a,b,c为正实数,且满足$ b^{2} = ac $。设函数$ y_{1} $,$ y_{2} $,$ y_{3} $的图像与x轴的交点个数分别为$ M_{1} $,$ M_{2} $,$ M_{3} $,则下列判断正确的是(
A.若$ M_{1} = 2 $,$ M_{2} = 2 $,则$ M_{3} = 0 $
B.若$ M_{1} = 1 $,$ M_{2} = 0 $,则$ M_{3} = 0 $
C.若$ M_{1} = 0 $,$ M_{2} = 2 $,则$ M_{3} = 0 $
D.若$ M_{1} = 0 $,$ M_{2} = 0 $,则$ M_{3} = 0 $
B
)A.若$ M_{1} = 2 $,$ M_{2} = 2 $,则$ M_{3} = 0 $
B.若$ M_{1} = 1 $,$ M_{2} = 0 $,则$ M_{3} = 0 $
C.若$ M_{1} = 0 $,$ M_{2} = 2 $,则$ M_{3} = 0 $
D.若$ M_{1} = 0 $,$ M_{2} = 0 $,则$ M_{3} = 0 $
答案:9.B 解析:关于$x$的一元二次方程$x^{2}+ax+1=0$,$x^{2}+bx+2=0$,$x^{2}+cx+4=0$的根的判别式分别为$a^{2}-4$,$b^{2}-8$,$c^{2}-16$。因为$b^{2}=ac$,所以$c^{2}=\frac{b^{4}}{a^{2}}$,所以$c^{2}-16=\frac{b^{4}}{a^{2}}-16$。对于选项A,若$M_{1}=2$,$M_{2}=2$,则$a^{2}-4>0$,$b^{2}-8>0$,所以$a^{2}>4$,$b^{2}>8$,所以$c^{2}-16$与$0$的大小无法比较,故选项A错误;对于选项B,若$M_{1}=1$,$M_{2}=0$,则$a^{2}-4=0$,$b^{2}-8<0$,所以$a^{2}=4$,$b^{2}<8$,所以$c^{2}-16=\frac{b^{4}}{a^{2}}-16<\frac{8^{2}}{4}-16=0$,所以$M_{3}=0$,故选项B正确;对于选项C,若$M_{1}=0$,$M_{2}=2$,则$a^{2}-4<0$,$b^{2}-8>0$,所以$a^{2}<4$,$b^{2}>8$,所以$c^{2}-16=\frac{b^{4}}{a^{2}}-16>\frac{8^{2}}{4}-16=0$,所以$M_{3}=2$,故选项C错误;对于选项D,若$M_{1}=0$,$M_{2}=0$,则$a^{2}-4<0$,$b^{2}-8<0$,所以$a^{2}<4$,$b^{2}<8$,所以$c^{2}-16$与$0$的大小无法比较,故选项D错误。