9. 请阅读下列解题过程.
解一元二次不等式:$x^2 - 2x - 3 < 0$.
解:设$x^2 - 2x - 3 = 0$,解得$x_1 = -1, x_2 = 3$.
则抛物线$y = x^2 - 2x - 3$与$x$轴的公共点坐标为$(-1,0)$和$(3,0)$.
画出二次函数$y = x^2 - 2x - 3$的大致图象(如图26.3 - 5所示).

由图象可知:当$-1 < x < 3$时,函数图象位于$x$轴下方,此时$y < 0$,即$x^2 - 2x - 3 < 0$.
所以一元二次不等式$x^2 - 2x - 3 < 0$的解集为$-1 < x < 3$.
通过对上述解题过程的学习,按其解题的思路和方法解答下列问题.
(1)用类似的方法解一元二次不等式:$-x^2 + 4x - 3 > 0$.
(2)某数学兴趣小组根据以上的经验,对函数$y = -(x - 1)(|x| - 3)$的图象和性质进行了探究,探究过程如下.
①列表:$x$与$y$的几组对应值如下表,其中$m =$

②如图26.3 - 6,在平面直角坐标系中画出了函数$y = -(x - 1)(|x| - 3)$的部分图象,用描点法将这个图象补画完整.
③结合函数图象,不等式$-4 \le -(x - 1)(|x| - 3) \le 0$的解集为

解一元二次不等式:$x^2 - 2x - 3 < 0$.
解:设$x^2 - 2x - 3 = 0$,解得$x_1 = -1, x_2 = 3$.
则抛物线$y = x^2 - 2x - 3$与$x$轴的公共点坐标为$(-1,0)$和$(3,0)$.
画出二次函数$y = x^2 - 2x - 3$的大致图象(如图26.3 - 5所示).
由图象可知:当$-1 < x < 3$时,函数图象位于$x$轴下方,此时$y < 0$,即$x^2 - 2x - 3 < 0$.
所以一元二次不等式$x^2 - 2x - 3 < 0$的解集为$-1 < x < 3$.
通过对上述解题过程的学习,按其解题的思路和方法解答下列问题.
(1)用类似的方法解一元二次不等式:$-x^2 + 4x - 3 > 0$.
(2)某数学兴趣小组根据以上的经验,对函数$y = -(x - 1)(|x| - 3)$的图象和性质进行了探究,探究过程如下.
①列表:$x$与$y$的几组对应值如下表,其中$m =$
-4
.②如图26.3 - 6,在平面直角坐标系中画出了函数$y = -(x - 1)(|x| - 3)$的部分图象,用描点法将这个图象补画完整.
③结合函数图象,不等式$-4 \le -(x - 1)(|x| - 3) \le 0$的解集为
$-3 \le x \le 1 或 3 \le x \le 2+\sqrt{5}$
.答案
(1) 设$-x^2 +4x -3 =0$,解得$x_1=1,x_2=3$,则抛物线$y=-x^2+4x-3$与$x$轴的公共点坐标为$(1,0)$和$(3,0)$,画出二次函数$y=-x^2+4x-3$的大致图象
(2) ① -4
② 函数 $y = -(x-1)(|x|-3)$的图象如
③ $-3 \le x \le 1 或 3 \le x \le 2+\sqrt{5}$
解析
【分析】
(1) 解该一元二次不等式可类比题干给出的方法:第一步先求解对应一元二次方程的两个根,得到抛物线与x轴的交点坐标;第二步根据二次项系数符号判断抛物线开口方向,画出大致图象;第三步找到函数图象位于x轴上方(对应y>0)的x取值范围,即为不等式的解集。
(2) ①求m的值只需将对应x值代入函数解析式,正确化简绝对值后计算即可;②补画图象只需根据x<0时的点坐标,在坐标系中描点后用平滑曲线连接即可;③解不等式只需观察图象,找到y值介于-4和0之间(包含端点)对应的x的范围,边界点可通过解方程求得。
【解析】
(1) 解:设$-x^2 +4x -3 =0$,
因式分解得$-(x-1)(x-3)=0$,解得$x_1=1,x_2=3$,
则抛物线$y=-x^2+4x-3$与x轴的公共点坐标为$(1,0)$和$(3,0)$,
∵二次项系数为$-1<0$,
∴抛物线开口向下,画出大致图象
,
由图象可知:当$1<x<3$时,函数图象位于x轴上方,此时$y>0$,即$-x^2+4x-3>0$,
∴该不等式的解集为$1<x<3$。
(2) ①将对应x值代入$y = -(x - 1)(|x| - 3)$,化简绝对值后计算得$m=-4$。
②按照表格中x<0的对应点描点,用平滑曲线连接,补全图象如
所示。
③观察图象:当$y=0$时,$x=-3、1、3$;当$y=-4$时,x>0段解方程$-(x-1)(x-3)=-4$,得$x=2+\sqrt{5}$(负根舍去),因此y介于-4到0之间时,x的范围为$-3 \le x \le 1$或$3 \le x \le 2+\sqrt{5}$。
【答案】
(1) 设$-x^2 +4x -3 =0$,解得$x_1=1,x_2=3$,则抛物线$y=-x^2+4x-3$与$x$轴的公共点坐标为$(1,0)$和$(3,0)$,画出二次函数$y=-x^2+4x-3$的大致图象
,由图象可知:当$1<x<3$时,函数图象位于$x$轴上方,此时$y>0$,即$-x^2+4x-3>0$,所以一元二次不等式$-x^2+4x-3>0$的解集为$1<x<3$
(2) ① -4
② 函数 $y = -(x-1)(|x|-3)$的图象如
所示
③ $-3 \le x \le 1 或 3 \le x \le 2+\sqrt{5}$
【知识点】
二次函数与不等式,含绝对值的函数,数形结合思想
【点评】
本题以课本二次函数解一元二次不等式的方法为基础,拓展探究含绝对值函数的图象与性质,注重对函数、方程、不等式三者联系的考查,解题时需要灵活运用分类讨论和数形结合思想,能有效提升对函数图象的分析应用能力。
【难度系数】
0.6
(1) 解该一元二次不等式可类比题干给出的方法:第一步先求解对应一元二次方程的两个根,得到抛物线与x轴的交点坐标;第二步根据二次项系数符号判断抛物线开口方向,画出大致图象;第三步找到函数图象位于x轴上方(对应y>0)的x取值范围,即为不等式的解集。
(2) ①求m的值只需将对应x值代入函数解析式,正确化简绝对值后计算即可;②补画图象只需根据x<0时的点坐标,在坐标系中描点后用平滑曲线连接即可;③解不等式只需观察图象,找到y值介于-4和0之间(包含端点)对应的x的范围,边界点可通过解方程求得。
【解析】
(1) 解:设$-x^2 +4x -3 =0$,
因式分解得$-(x-1)(x-3)=0$,解得$x_1=1,x_2=3$,
则抛物线$y=-x^2+4x-3$与x轴的公共点坐标为$(1,0)$和$(3,0)$,
∵二次项系数为$-1<0$,
∴抛物线开口向下,画出大致图象
由图象可知:当$1<x<3$时,函数图象位于x轴上方,此时$y>0$,即$-x^2+4x-3>0$,
∴该不等式的解集为$1<x<3$。
(2) ①将对应x值代入$y = -(x - 1)(|x| - 3)$,化简绝对值后计算得$m=-4$。
②按照表格中x<0的对应点描点,用平滑曲线连接,补全图象如
③观察图象:当$y=0$时,$x=-3、1、3$;当$y=-4$时,x>0段解方程$-(x-1)(x-3)=-4$,得$x=2+\sqrt{5}$(负根舍去),因此y介于-4到0之间时,x的范围为$-3 \le x \le 1$或$3 \le x \le 2+\sqrt{5}$。
【答案】
(1) 设$-x^2 +4x -3 =0$,解得$x_1=1,x_2=3$,则抛物线$y=-x^2+4x-3$与$x$轴的公共点坐标为$(1,0)$和$(3,0)$,画出二次函数$y=-x^2+4x-3$的大致图象
(2) ① -4
② 函数 $y = -(x-1)(|x|-3)$的图象如
③ $-3 \le x \le 1 或 3 \le x \le 2+\sqrt{5}$
【知识点】
二次函数与不等式,含绝对值的函数,数形结合思想
【点评】
本题以课本二次函数解一元二次不等式的方法为基础,拓展探究含绝对值函数的图象与性质,注重对函数、方程、不等式三者联系的考查,解题时需要灵活运用分类讨论和数形结合思想,能有效提升对函数图象的分析应用能力。
【难度系数】
0.6
10. 如图26.3-7,小亮同学掷铅球时,铅球沿抛物线$y=a(x-3)^2+2.5$运行,其中$x$是铅球离初始位置的水平距离,$y$是铅球离地面的高度.若铅球抛出时离地面的高度$OA$为$1.6$ m,则铅球掷出的水平距离$OB$为

8
m.答案
10. 8
解析
【分析】
解题首先要明确已知条件:抛物线的解析式为顶点式$y=a(x-3)^2+2.5$,初始位置x=0时,y=OA=1.6m,OB是铅球落地时(y=0)对应的水平距离(正的x值)。解题思路分两步:第一步,将点A(0,1.6)代入抛物线解析式,求出参数a的值,得到完整的函数解析式;第二步,令y=0,解关于x的一元二次方程,舍去负根,得到的正根就是OB的长度。
【解析】
由题意可知,点A的坐标为$(0,1.6)$,将其代入抛物线解析式$y=a(x-3)^2+2.5$,得:
$1.6 = a×(0-3)^2 + 2.5$
即$1.6 = 9a + 2.5$,
解得$a=-0.1$。
因此抛物线的解析式为$y=-0.1(x-3)^2 + 2.5$。
铅球落地时高度$y=0$,令$y=0$,则:
$0=-0.1(x-3)^2 + 2.5$
移项得$0.1(x-3)^2=2.5$,
两边同乘10得$(x-3)^2=25$,
开平方得$x-3=\pm5$,
解得$x_1=8$,$x_2=-2$。
因为水平距离不能为负数,故舍去$x=-2$,所以铅球掷出的水平距离$OB=8\ \mathrm{m}$。
【答案】
8
【知识点】
二次函数的实际应用、待定系数法求解析式、二次函数与一元二次方程
【点评】
本题考查二次函数在抛体问题中的实际应用,解题的核心是结合实际意义确定抛物线上点的坐标,先求出函数解析式,再求解对应自变量的值,注意要结合实际场景舍去不符合要求的解。
【难度系数】
0.7
解题首先要明确已知条件:抛物线的解析式为顶点式$y=a(x-3)^2+2.5$,初始位置x=0时,y=OA=1.6m,OB是铅球落地时(y=0)对应的水平距离(正的x值)。解题思路分两步:第一步,将点A(0,1.6)代入抛物线解析式,求出参数a的值,得到完整的函数解析式;第二步,令y=0,解关于x的一元二次方程,舍去负根,得到的正根就是OB的长度。
【解析】
由题意可知,点A的坐标为$(0,1.6)$,将其代入抛物线解析式$y=a(x-3)^2+2.5$,得:
$1.6 = a×(0-3)^2 + 2.5$
即$1.6 = 9a + 2.5$,
解得$a=-0.1$。
因此抛物线的解析式为$y=-0.1(x-3)^2 + 2.5$。
铅球落地时高度$y=0$,令$y=0$,则:
$0=-0.1(x-3)^2 + 2.5$
移项得$0.1(x-3)^2=2.5$,
两边同乘10得$(x-3)^2=25$,
开平方得$x-3=\pm5$,
解得$x_1=8$,$x_2=-2$。
因为水平距离不能为负数,故舍去$x=-2$,所以铅球掷出的水平距离$OB=8\ \mathrm{m}$。
【答案】
8
【知识点】
二次函数的实际应用、待定系数法求解析式、二次函数与一元二次方程
【点评】
本题考查二次函数在抛体问题中的实际应用,解题的核心是结合实际意义确定抛物线上点的坐标,先求出函数解析式,再求解对应自变量的值,注意要结合实际场景舍去不符合要求的解。
【难度系数】
0.7
11. 已知函数$y=mx^2 + 3mx + m -1$的图象与坐标轴恰有两个公共点,则实数$m$的值为
1 或$-\dfrac{4}{5}$
。答案
11. 1 或$-\dfrac{4}{5}$
解析
【分析】
解题时首先需对最高次项系数m分类讨论:先判断m=0时函数的类型及交点情况,再分析m≠0时的二次函数情形。由于函数与y轴恒有一个交点$(0,m-1)$,结合“与坐标轴恰有两个公共点”的条件,再分两种子情况推导:一是函数过原点(即y轴交点同时为x轴交点),二是函数与y轴交点非原点、与x轴仅有1个交点(判别式为0),逐步计算即可得出m的取值。
【解析】
解:分情况讨论:
1. 当$m=0$时,函数解析式为$y=-1$,是平行于x轴的直线,仅与y轴交于$(0,-1)$,只有1个公共点,不符合题意,舍去;
2. 当$m≠0$时,函数为二次函数,与y轴交点为$(0,m-1)$,分两种情况:
① 若二次函数过原点$(0,0)$,则$m-1=0$,解得$m=1$。
代入验证:此时函数为$y=x^2+3x$,与x轴交于$(0,0)$、$(-3,0)$,与y轴交于$(0,0)$,共2个公共点,符合题意;
② 若二次函数不过原点,则与y轴有1个非原点的公共点,此时需与x轴仅有1个公共点,即判别式$\Delta=0$。
计算判别式:$\Delta=(3m)^2 - 4· m·(m-1) =9m^2 -4m^2 +4m=5m^2+4m$
令$\Delta=0$,即$5m^2+4m=0$,因式分解得$m(5m+4)=0$,解得$m=0$(舍去)或$m=-\dfrac{4}{5}$。
代入验证:此时$m-1=-\dfrac{9}{5}≠0$,函数与y轴交于$(0,-\dfrac{9}{5})$,与x轴仅有1个交点,共2个公共点,符合题意。
综上,$m$的值为$1$或$-\dfrac{4}{5}$。
【答案】
$1$或$-\dfrac{4}{5}$
【知识点】
函数与坐标轴的交点、二次函数判别式的应用、分类讨论思想
【点评】
本题易因漏分类导致错解,解题时要先明确函数类型,再结合交点要求全面考虑所有可能的情形,尤其注意过原点时的交点重合情况,避免漏解。
【难度系数】
0.65
解题时首先需对最高次项系数m分类讨论:先判断m=0时函数的类型及交点情况,再分析m≠0时的二次函数情形。由于函数与y轴恒有一个交点$(0,m-1)$,结合“与坐标轴恰有两个公共点”的条件,再分两种子情况推导:一是函数过原点(即y轴交点同时为x轴交点),二是函数与y轴交点非原点、与x轴仅有1个交点(判别式为0),逐步计算即可得出m的取值。
【解析】
解:分情况讨论:
1. 当$m=0$时,函数解析式为$y=-1$,是平行于x轴的直线,仅与y轴交于$(0,-1)$,只有1个公共点,不符合题意,舍去;
2. 当$m≠0$时,函数为二次函数,与y轴交点为$(0,m-1)$,分两种情况:
① 若二次函数过原点$(0,0)$,则$m-1=0$,解得$m=1$。
代入验证:此时函数为$y=x^2+3x$,与x轴交于$(0,0)$、$(-3,0)$,与y轴交于$(0,0)$,共2个公共点,符合题意;
② 若二次函数不过原点,则与y轴有1个非原点的公共点,此时需与x轴仅有1个公共点,即判别式$\Delta=0$。
计算判别式:$\Delta=(3m)^2 - 4· m·(m-1) =9m^2 -4m^2 +4m=5m^2+4m$
令$\Delta=0$,即$5m^2+4m=0$,因式分解得$m(5m+4)=0$,解得$m=0$(舍去)或$m=-\dfrac{4}{5}$。
代入验证:此时$m-1=-\dfrac{9}{5}≠0$,函数与y轴交于$(0,-\dfrac{9}{5})$,与x轴仅有1个交点,共2个公共点,符合题意。
综上,$m$的值为$1$或$-\dfrac{4}{5}$。
【答案】
$1$或$-\dfrac{4}{5}$
【知识点】
函数与坐标轴的交点、二次函数判别式的应用、分类讨论思想
【点评】
本题易因漏分类导致错解,解题时要先明确函数类型,再结合交点要求全面考虑所有可能的情形,尤其注意过原点时的交点重合情况,避免漏解。
【难度系数】
0.65
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