2026年通成学典课时作业本九年级数学上册北师大版第109页答案
三、解答题
13 已知二次函数 $y=-\dfrac{1}{2}x^2+6x-10$.
(1)用配方法将它改写成 $y=a(x-h)^2+k$ 的形式;
(2)写出其图象的开口方向、对称轴和顶点坐标;
(3)画出其图象;
(4)写出其图象与二次函数 $y=-\dfrac{1}{2}x^2$ 的图象的关系.

答案


(1) $y=-\dfrac{1}{2}x^2+6x-10=-\dfrac{1}{2}(x^2-12x+36)+18-10=-\dfrac{1}{2}(x-6)^2+8$
(2) $\because -\dfrac{1}{2}<0,\therefore$ 该二次函数的图象开口向下,对称轴为直线$x=6$,顶点坐标为$(6,8)$
(3) 如图所示
(4) 将二次函数$y=-\dfrac{1}{2}x^2$的图象向右平移6个单位长度,向上平移8个单位长度即可得到二次函数$y=-\dfrac{1}{2}x^2+6x-10$的图象

解析

【分析】
(1)用配方法改写二次函数时,首先提取二次项系数,将二次项、一次项放到括号内,再添加一次项系数一半的平方凑完全平方式,最后调整常数项即可得到顶点式;
(2)顶点式$y=a(x-h)^2+k$中,$a$的正负决定开口方向,对称轴为直线$x=h$,顶点坐标为$(h,k)$,直接对应数值判断即可;
(3)画二次函数图象时,先确定顶点,再选取对称轴两侧的对称点、与坐标轴的交点等,描点后用平滑曲线连接即可;
(4)二次函数图象平移遵循“左加右减,上加下减”的规则,对比两个函数的顶点坐标即可得到平移方式。
【解析】
(1)对函数配方如下:
$\begin{aligned}y&=-\dfrac{1}{2}x^2+6x-10\\&=-\dfrac{1}{2}(x^2-12x)-10\\&=-\dfrac{1}{2}(x^2-12x+36)+18-10\\&=-\dfrac{1}{2}(x-6)^2+8\end{aligned}$
(2)$\because a=-\dfrac{1}{2}<0$,$\therefore$该二次函数的图象开口向下,对称轴为直线$x=6$,顶点坐标为$(6,8)$。
(3)选取顶点$(6,8)$,以及$x=1,y=-4.5$、$x=2,y=0$、$x=4,y=6$、$x=8,y=6$等点,描点后用平滑曲线连接,图象如下:

(4)二次函数$y=-\dfrac{1}{2}x^2$的顶点为$(0,0)$,目标函数顶点为$(6,8)$,因此将$y=-\dfrac{1}{2}x^2$的图象向右平移6个单位长度,再向上平移8个单位长度,即可得到$y=-\dfrac{1}{2}x^2+6x-10$的图象。
【答案】
(1) $y=-\dfrac{1}{2}(x-6)^2+8$
(2) 开口向下,对称轴为直线$x=6$,顶点坐标为$(6,8)$
(3)
(4) 将二次函数$y=-\dfrac{1}{2}x^2$的图象向右平移6个单位长度,向上平移8个单位长度即可得到该函数图象
【知识点】
二次函数配方法;二次函数的性质;二次函数图象平移
【点评】
本题是二次函数的基础典型题,覆盖了配方法运算、图象性质、平移规律等核心基础知识点,熟练掌握本题的解题思路,能为后续二次函数的综合应用打下扎实基础。
【难度系数】
0.8
14 如图,抛物线$y=-(x-2)^2+1$与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C.
(1)试判断$△ AOC$与$△ COB$是否相似.
(2)若D是抛物线的顶点,$DH⊥ x$轴,垂足为H,试判断$Rt△ DHA$与$Rt△ COB$是否相似?请说明理由.

答案

(1) 在$y=-(x-2)^2+1$中,令$x=0$,则$y=-3$;令$y=0$,即$-(x-2)^2+1=0$,解得$x=1$或$x=3$. $\therefore A(1,0),B(3,0),C(0,-3). \therefore OA=1,OC=3,OB=3. \because \dfrac{OA}{OC}=\dfrac{1}{3},\dfrac{OC}{OB}=1$,$\therefore \dfrac{OA}{OC}≠\dfrac{OC}{OB}. \therefore △AOC$与$△COB$不相似
(2) $Rt△DHA ∽ Rt△COB$ 理由:$\because D$是抛物线的顶点,$\therefore D(2,1). \because DH⊥x$轴,$\therefore DH=1,AH=1,∠AHD=90°. \because B(3,0),C(0,-3)$,$\therefore OC=OB=3,∠COB=90°. \therefore \dfrac{DH}{CO}=\dfrac{AH}{BO}=\dfrac{1}{3},∠AHD=∠BOC=90°. \therefore Rt△DHA ∽ Rt△COB.$

解析

【分析】
要判断三角形是否相似,首先需求出各相关点的坐标,得到对应边的长度,结合题中三角形均为直角三角形的特点,只需验证直角边的比值是否相等即可。对于(1),先求出抛物线与x轴、y轴的交点A、B、C的坐标,得到OA、OC、OB的长度,计算两组直角边的比值,判断是否相等;对于(2),先求出抛物线顶点D的坐标,得到Rt△DHA的两条直角边长度,再和Rt△COB的直角边比较比值,结合直角相等即可判断是否相似。
【解析】
(1)在抛物线$y=-(x-2)^2+1$中:
令$y=0$,即$-(x-2)^2+1=0$,解得$x_1=1$,$x_2=3$,
∵点A在点B左侧,
∴$A(1,0)$,$B(3,0)$,
令$x=0$,得$y=-(0-2)^2+1=-3$,
∴$C(0,-3)$,
∴$OA=1$,$OC=3$,$OB=3$,
∵$\frac{OA}{OC}=\frac{1}{3}$,$\frac{OC}{OB}=\frac{3}{3}=1$,$\frac{1}{3}≠1$,
∴$\frac{OA}{OC}≠\frac{OC}{OB}$,又$∠AOC=∠COB=90°$,
∴$△ AOC$与$△ COB$不相似。
(2)$Rt△ DHA ∽ Rt△ COB$,理由如下:
∵抛物线的解析式为顶点式$y=-(x-2)^2+1$,
∴顶点D的坐标为$(2,1)$,
∵$DH⊥x$轴,垂足为H,
∴$H(2,0)$,
∴$DH=1$,$AH=2-1=1$,$∠AHD=90°$,
由(1)知$OC=OB=3$,$∠COB=90°$,
∴$\frac{DH}{CO}=\frac{1}{3}$,$\frac{AH}{BO}=\frac{1}{3}$,
∴$\frac{DH}{CO}=\frac{AH}{BO}$,又$∠AHD=∠BOC=90°$,
∴$Rt△ DHA ∽ Rt△ COB$。
【答案】
(1) $△ AOC$与$△ COB$不相似;
(2) $Rt△ DHA ∽ Rt△ COB$,理由见解析。
【知识点】
抛物线与坐标轴交点求解;相似三角形的判定;二次函数顶点坐标
【点评】
本题是二次函数与相似三角形的基础综合题,解题的关键是先根据二次函数的性质准确求出各对应点的坐标,得到相关线段的长度,再结合相似三角形的判定定理进行验证,考查了基础的坐标运算和相似判定的应用能力。
【难度系数】
0.7
15 [2025 杭州钱塘期末]已知抛物线$y=ax^2+2ax-3(a≠0)$.
(1) 若该抛物线经过点$(1,0)$,求抛物线的顶点坐标;
(2) 若$a<0$,点$A(-3,y_1),B(m,y_2)$在该抛物线上,且$y_1<y_2$,求$m$的取值范围;
(3) 若点$P(x_1,p),Q(1,q),M(x_0,y_0)$均在该抛物线上,且对于任意$x_0,y_0≤p$始终成立,求证:$pq≤12$.

答案

(1) $\because$ 抛物线$y=ax^2+2ax-3(a≠0)$过点$(1,0),\therefore a+2a-3=0$,解得$a=1. \therefore y=x^2+2x-3=(x+1)^2-4. \therefore$ 抛物线的顶点坐标为$(-1,-4)$
(2) $\because a<0,\therefore$ 抛物线开口向下.$\therefore$ 抛物线上离对称轴越远的点的纵坐标越小. 由题意可知,抛物线的对称轴是直线$x=-1$,$\because$ 点$A(-3,y_1),B(m,y_2)$在该抛物线上,且$y_1<y_2$,$\therefore |-3+1|>|m+1|. \therefore -3<m<1$
(3) $\because$ 点$P(x_1,p),M(x_0,y_0)$均在该抛物线上,且对于任意$x_0,y_0≤p$始终成立,$\therefore$ 当$x=x_1$时,函数取最大值为$p. \because$ 对称轴是直线$x=-1$,$\therefore$ 当$x=x_1=-1$时,$p=-a-3$. 又$\because$ 当$x=1$时,$y=q=3a-3$,$\therefore pq=(3a-3)(-a-3)=-3a^2-9a+3a+9=-3a^2-6a+9=-3(a+1)^2+12≤12. \therefore pq≤12$

解析

【分析】
(1) 要求抛物线的顶点坐标,首先需确定参数a的取值:将已知点$(1,0)$代入抛物线解析式即可求出a,再将一般式配方为顶点式,就能直接得到顶点坐标。
(2) 当$a<0$时抛物线开口向下,其性质为:抛物线上的点距离对称轴越远,纵坐标越小。首先求出抛物线的对称轴,再结合$y_1<y_2$的条件,可得点A到对称轴的距离大于点B到对称轴的距离,列绝对值不等式求解即可得到m的取值范围。
(3) 已知对任意$x_0$都有$y_0≤p$,说明p是抛物线的最大值,只有开口向下的抛物线存在最大值,且最大值在顶点处取得,因此点P为抛物线顶点。分别写出p、q的表达式,计算pq后通过配方法化为顶点式,即可得到pq的最大值为12,完成证明。
【解析】
(1) $\because$ 抛物线$y=ax^2+2ax-3(a≠0)$过点$(1,0)$,
$\therefore a+2a-3=0$,解得$a=1$,
$\therefore y=x^2+2x-3=(x+1)^2-4$,
$\therefore$ 抛物线的顶点坐标为$(-1,-4)$。
(2) $\because a<0$,$\therefore$ 抛物线开口向下,抛物线上离对称轴越远的点的纵坐标越小。
由抛物线解析式可得对称轴是直线$x=-\frac{2a}{2a}=-1$,
$\because$ 点$A(-3,y_1),B(m,y_2)$在该抛物线上,且$y_1<y_2$,
$\therefore |-3 - (-1)|>|m - (-1)|$,即$2>|m+1|$,
解得$-3<m<1$。
(3) $\because$ 点$P(x_1,p),M(x_0,y_0)$均在该抛物线上,且对于任意$x_0,y_0≤p$始终成立,
$\therefore$ 当$x=x_1$时,函数取最大值为$p$,即点P为抛物线顶点,
$\because$ 抛物线对称轴是直线$x=-1$,
$\therefore x_1=-1$,代入解析式得$p=a×(-1)^2+2a×(-1)-3=-a-3$,
又$\because$ 当$x=1$时,$y=q=a×1^2+2a×1-3=3a-3$,
$\therefore pq=(3a-3)(-a-3)=-3a^2-9a+3a+9=-3a^2-6a+9=-3(a+1)^2+12$,
$\because -3(a+1)^2≤0$,
$\therefore -3(a+1)^2+12≤12$,即$pq≤12$。
【答案】
(1) 顶点坐标为$\boldsymbol{(-1,-4)}$;
(2) $\boldsymbol{-3<m<1}$;
(3) 证明成立,$pq≤12$。
【知识点】
二次函数的性质,二次函数的最值,配方法的应用
【点评】
本题围绕二次函数核心知识点分层设置问题,从基础的参数求解、顶点坐标计算,到利用增减性求参数范围,再到最值的综合应用,梯度设置合理,既考查了基础概念的掌握程度,也检验了代数变形、逻辑推导的能力。
【难度系数】
0.6
16 如图,点$P(a,3)$在抛物线$C:y=4-(6-x)^2$上,且在抛物线$C$的对称轴右侧.
(1) 写出抛物线$C$的对称轴和$y$的最大值,并求出$a$的值.
(2) 在坐标平面上放置一块透明胶片,并在胶片上描画出点$P$及抛物线$C$的一段,分别记为点$P'$,抛物线$C'$.平移该胶片,使抛物线$C'$对应的函数表达式为$y=-x^2+6x-9$.求点$P'$平移的最短路程.

答案

(1) $\because$ 抛物线$C:y=4-(6-x)^2=-(x-6)^2+4$,$\therefore$ 抛物线$C$的顶点坐标为$(6,4). \therefore$ 抛物线$C$的对称轴为直线$x=6$,$y$的最大值为4. 当$y=3$时,$3=-(x-6)^2+4$,解得$x_1=5$,$x_2=7. \because$ 点$P$在抛物线$C$的对称轴右侧,$\therefore$ 点$P$的坐标为$(7,3). \therefore a=7$
(2) $\because$ 平移后抛物线$C'$对应的函数表达式为$y=-x^2+6x-9=-(x-3)^2$,$\therefore$ 平移后抛物线$C'$的顶点坐标为$(3,0). \because$ 平移前抛物线$C$的顶点坐标为$(6,4)$,$\therefore$ 点$P'$平移的最短路程为$\sqrt{(6-3)^2+(4-0)^2}=5$

解析

【分析】
(1) 首先将抛物线C的解析式整理为顶点式$y=a(x-h)^2+k$的形式,根据顶点式的性质可直接得到对称轴和函数最值;再将点P的纵坐标代入解析式求出x的两个解,结合点P在对称轴右侧的条件筛选出符合要求的x值,即为a的值。
(2) 抛物线平移时,图象上所有点的平移方向和距离都与顶点的平移完全一致,因此先将平移后的抛物线C'的解析式整理为顶点式,得到平移前后两个抛物线的顶点坐标,两个顶点之间的距离就是点P'平移的最短路程,用两点间距离公式计算即可。
【解析】
(1) 对抛物线C的解析式变形:
$y=4-(6-x)^2=-(x-6)^2+4$
可得抛物线C的顶点坐标为$(6,4)$,因此抛物线C的对称轴为直线$x=6$;
由于抛物线开口向下,顶点纵坐标即为y的最大值,即y的最大值为4。
将$y=3$代入$y=-(x-6)^2+4$,得:
$3=-(x-6)^2+4$
整理得$(x-6)^2=1$,解得$x_1=5$,$x_2=7$
已知点P在对称轴$x=6$右侧,因此$x=7$,即$a=7$。
(2) 对平移后抛物线C'的解析式变形:
$y=-x^2+6x-9=-(x-3)^2$
可得平移后抛物线的顶点坐标为$(3,0)$
抛物线平移时所有点的平移规律与顶点一致,因此点P'平移的最短路程为两个顶点的距离:
$d=\sqrt{(6-3)^2+(4-0)^2}=\sqrt{9+16}=5$
【答案】
(1) 抛物线C的对称轴为直线$x=6$,y的最大值为4,$a=7$;
(2) 点P'平移的最短路程为$\boxed{5}$
【知识点】
二次函数的性质,二次函数图象的平移,两点间距离计算
【点评】
本题是二次函数基础应用的典型题型,解题核心是熟练掌握二次函数顶点式的性质,明确抛物线平移时所有点的平移规律与顶点完全一致,整体考查内容基础,逻辑清晰。
【难度系数】
0.7