12 已知二次函数 $y=(x-m)(x+m+4)$,其中 $m$ 为常数.
(1) 求证:不论 $m$ 为何值,该二次函数的图象与 $x$ 轴总有公共点;
(2) 若 $A(-1,a),B(1,b)$ 是该二次函数图象上的两个点,请判断 $a,b$ 的大小关系.
(1) 求证:不论 $m$ 为何值,该二次函数的图象与 $x$ 轴总有公共点;
(2) 若 $A(-1,a),B(1,b)$ 是该二次函数图象上的两个点,请判断 $a,b$ 的大小关系.
答案
12. (1) $\because y=(x-m)(x+m+4)=x^{2}+4x-m^{2}-4m,\therefore$ 在方程 $x^{2}+4x-m^{2}-4m=0$ 中,$\Delta=4^{2}-4×1×(-m^{2}-4m)=4m^{2}+16m+16=4(m+2)^{2}≥0. \therefore$ 方程 $x^{2}+4x-m^{2}-4m=0$ 有两个实数根. $\therefore$ 不论 $m$ 为何值,该二次函数的图象与 $x$ 轴总有公共点
(2) $\because y=(x-m)(x+m+4)=x^{2}+4x-m^{2}-4m,\therefore$ 易得该函数图象的对称轴为直线 $x=-2,$ 且开口向上.$\therefore$ 易得 $b>a$
(2) $\because y=(x-m)(x+m+4)=x^{2}+4x-m^{2}-4m,\therefore$ 易得该函数图象的对称轴为直线 $x=-2,$ 且开口向上.$\therefore$ 易得 $b>a$
解析
【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
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
13 商场将进价为每件 40 元的某商品以每件 50 元的价格售出,平均每月能售出 700 件. 调查表明:每件商品的售价在 50 元至 100 元范围内,售价每上涨 1 元,其销售量就将减少 10 件,设商场决定每件商品的售价为 $x$ $(50<x<100)$ 元.
(1) 该商场平均每月可售出
(2) 当每件商品的售价定为多少元时,每月销售利润最大?
(3) 该商场决定每销售一件商品就捐赠 $a\ (a≥ 1)$ 元利润给希望工程,通过销售记录发现,当每件商品的售价大于 85 元时,扣除捐款后每天的利润随 $x$ 的增大而减小. 求 $a$ 的取值范围.
(1) 该商场平均每月可售出
$(-10x+1200)$
件商品(用含 $x$ 的代数式表示).(2) 当每件商品的售价定为多少元时,每月销售利润最大?
(3) 该商场决定每销售一件商品就捐赠 $a\ (a≥ 1)$ 元利润给希望工程,通过销售记录发现,当每件商品的售价大于 85 元时,扣除捐款后每天的利润随 $x$ 的增大而减小. 求 $a$ 的取值范围.
答案
13. (1) $(-10x+1200)$
(2) 设每月销售利润为 $y$ 元. 由题意,得 $y=(x-40)(-10x+1\ 200)=-10x^{2}+1\ 600x-48\ 000=-10(x-80)^{2}+16\ 000. \because -10<0,50<x<100,\therefore$ 当 $x=80$ 时,$y$ 有最大值,最大值为 $16\ 000. \therefore$ 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,得 $y=(x-40-a)(-10x+1\ 200)=-10x^{2}+(1\ 600+10a)x-48\ 000-1\ 200a,\therefore$ 对应二次函数图象的对称轴为直线 $x=\dfrac{1\ 600+10a}{2×(-10)}=80+\dfrac{a}{2}. \because -10<0,\therefore$ 当 $x>80+\dfrac{a}{2}$ 时,$y$ 随 $x$ 的增大而减小. $\because$ 每件商品的售价大于 85 元时,扣除捐款后每天的利润随 $x$ 的增大而减小,$\therefore 80+\dfrac{a}{2}≤85,$ 解得 $a≤10.$ 又 $\because a≥1,\therefore 1≤ a≤10$
(2) 设每月销售利润为 $y$ 元. 由题意,得 $y=(x-40)(-10x+1\ 200)=-10x^{2}+1\ 600x-48\ 000=-10(x-80)^{2}+16\ 000. \because -10<0,50<x<100,\therefore$ 当 $x=80$ 时,$y$ 有最大值,最大值为 $16\ 000. \therefore$ 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,得 $y=(x-40-a)(-10x+1\ 200)=-10x^{2}+(1\ 600+10a)x-48\ 000-1\ 200a,\therefore$ 对应二次函数图象的对称轴为直线 $x=\dfrac{1\ 600+10a}{2×(-10)}=80+\dfrac{a}{2}. \because -10<0,\therefore$ 当 $x>80+\dfrac{a}{2}$ 时,$y$ 随 $x$ 的增大而减小. $\because$ 每件商品的售价大于 85 元时,扣除捐款后每天的利润随 $x$ 的增大而减小,$\therefore 80+\dfrac{a}{2}≤85,$ 解得 $a≤10.$ 又 $\because a≥1,\therefore 1≤ a≤10$
解析
【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
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
14 分类讨论思想 [2026 海门段测]如图,抛物线 $y=-x^2+bx+c$ 与 $x$ 轴交于点 $A(-1,0),B(3,0)$,与 $y$ 轴交于点 $C$.
(1) 求此抛物线对应的函数解析式.
(2) $Q$ 是位于第一象限内抛物线上的一个动点,当$△ BCQ$ 的面积最大时,求此时点 $Q$ 的坐标及$△ BCQ$ 的面积.
(3) 抛物线的对称轴上是否存在一点 $P$,使得$△ PBC$ 是等腰三角形? 若存在,直接写出点 $P$ 的坐标;若不存在,请说明理由.

(1) 求此抛物线对应的函数解析式.
(2) $Q$ 是位于第一象限内抛物线上的一个动点,当$△ BCQ$ 的面积最大时,求此时点 $Q$ 的坐标及$△ BCQ$ 的面积.
(3) 抛物线的对称轴上是否存在一点 $P$,使得$△ PBC$ 是等腰三角形? 若存在,直接写出点 $P$ 的坐标;若不存在,请说明理由.
答案
14. (1) 把 $A(-1,0),B(3,0)$ 代入 $y=-x^{2}+bx+c,$ 得$\begin{cases}-1-b+c=0,\\-9+3b+c=0,\end{cases}$ 解得 $\begin{cases}b=2,\\c=3.\end{cases}$ $\therefore$ 此抛物线对应的函数解析式为 $y=-x^{2}+2x+3$
(2) 如图,过点 $Q$ 作 $MQ// y$ 轴,交 $BC$ 于点 $M$. 由(1),易得 $C(0,3).$ 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 $\begin{cases}0=3m+n,\\n=3,\end{cases}$ $\therefore \begin{cases}m=-1,\\n=3.\end{cases}$ $\therefore$ 直线 $BC$ 对应的函数解析式为 $y=-x+3. \therefore$ 设 $Q(t,-t^{2}+2t+3),$ 则 $M(t,-t+3),$ 其中 $0<t<3. \therefore MQ=-t^{2}+2t+3+t-3=-t^{2}+3t. \therefore S_{△ BCQ}=S_{△ BMQ}+S_{△ CMQ}=\dfrac{1}{2}(-t^{2}+3t)×3=-\dfrac{3}{2}(t-\dfrac{3}{2})^{2}+\dfrac{27}{8}. \therefore$ 当 $t=\dfrac{3}{2}$ 时,$S_{△ BCQ}$ 取得最大值,最大值为 $\dfrac{27}{8}. \therefore$ 当 $△ BCQ$ 的面积最大时,点 $Q$ 的坐标为 $(\dfrac{3}{2},\dfrac{15}{4}),△ BCQ$ 的面积为 $\dfrac{27}{8}$
(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$(1,3-\sqrt{17})$
解析
【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
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
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