8.滑雪爱好者小张从山坡滑下,为了得出滑行距离s(单位:m)与滑行时间t(单位:s)之间的关系式,测得的一些数据如下表。为观察s与t之间的关系,建立平面直角坐标系,以t为横坐标,s为纵坐标绘制了如图所示的函数图象。

(第8题)
根据以上信息,可知,s与t的函数关系式是(不考虑取值范围)(
A.$s=\frac{3}{2}t^2 +3t$
B.$s=\frac{3}{2}t^2 -3t$
C.$s=\frac{5}{2}t^2 -2t$
D.$s=\frac{5}{2}t^2 +2t$
根据以上信息,可知,s与t的函数关系式是(不考虑取值范围)(
D
)。A.$s=\frac{3}{2}t^2 +3t$
B.$s=\frac{3}{2}t^2 -3t$
C.$s=\frac{5}{2}t^2 -2t$
D.$s=\frac{5}{2}t^2 +2t$
答案
8.D
解析
【分析】
本题考查二次函数在实际问题中的应用,解题思路如下:首先根据函数图象的特征可判断s与t满足二次函数关系,又因为初始时刻t=0时滑行距离s=0,所以二次函数的常数项为0,因此可设函数关系式为$s=at^2+bt(a≠0)$。接下来可以用两种方法求解:一是选取表格中两组已知的$(t,s)$数据代入表达式,解二元一次方程组求出a、b的值;二是用代入验证法,将已知的t值分别代入四个选项,排除不符合实际或和表格数据不匹配的选项,最终得到正确答案。
【解析】
解法1:待定系数法
由运动实际可知,当$t=0$时,$s=0$,因此设s与t的函数关系式为$s=at^2+bt(a≠0)$。
选取表格中两组数据($t=1,s=4.5$;$t=2,s=14$)代入解析式,可得方程组:
$\begin{cases}a + b = 4.5 \\4a + 2b = 14\end{cases}$
将第一个方程两边同时乘2得:$2a + 2b = 9$,用第二个方程减去该式得:$2a=5$,解得$a=\frac{5}{2}$。
将$a=\frac{5}{2}$代入$a + b = 4.5$,得$\frac{5}{2} + b = \frac{9}{2}$,解得$b=2$。
因此函数关系式为$s=\frac{5}{2}t^2 + 2t$。
解法2:排除法
滑行距离s不可能为负数:
选项B:当$t=1$时,$s=\frac{3}{2}×1^2 -3×1=-1.5<0$,不符合实际,排除;
选项C:当$t=1$时,$s=\frac{5}{2}×1^2 -2×1=0.5m$,不符合滑雪滑行的实际速度,代入$t=2$得$s=6m$,与测量数据不符,排除;
选项A:代入$t=2$得$s=\frac{3}{2}×4 +3×2=12m$,与测量数据不符,排除;
只有选项D代入所有测量数据均符合要求。
【答案】
D
【知识点】
1. 待定系数法求二次函数解析式
2. 二次函数的实际应用
【点评】
本题结合滑雪运动的实际场景考查二次函数解析式的求解,既可以通过待定系数法列方程组计算得到结果,也可以结合实际意义用排除法快速锁定答案,解题时注意灵活选择方法提高效率。
【难度系数】
0.7
本题考查二次函数在实际问题中的应用,解题思路如下:首先根据函数图象的特征可判断s与t满足二次函数关系,又因为初始时刻t=0时滑行距离s=0,所以二次函数的常数项为0,因此可设函数关系式为$s=at^2+bt(a≠0)$。接下来可以用两种方法求解:一是选取表格中两组已知的$(t,s)$数据代入表达式,解二元一次方程组求出a、b的值;二是用代入验证法,将已知的t值分别代入四个选项,排除不符合实际或和表格数据不匹配的选项,最终得到正确答案。
【解析】
解法1:待定系数法
由运动实际可知,当$t=0$时,$s=0$,因此设s与t的函数关系式为$s=at^2+bt(a≠0)$。
选取表格中两组数据($t=1,s=4.5$;$t=2,s=14$)代入解析式,可得方程组:
$\begin{cases}a + b = 4.5 \\4a + 2b = 14\end{cases}$
将第一个方程两边同时乘2得:$2a + 2b = 9$,用第二个方程减去该式得:$2a=5$,解得$a=\frac{5}{2}$。
将$a=\frac{5}{2}$代入$a + b = 4.5$,得$\frac{5}{2} + b = \frac{9}{2}$,解得$b=2$。
因此函数关系式为$s=\frac{5}{2}t^2 + 2t$。
解法2:排除法
滑行距离s不可能为负数:
选项B:当$t=1$时,$s=\frac{3}{2}×1^2 -3×1=-1.5<0$,不符合实际,排除;
选项C:当$t=1$时,$s=\frac{5}{2}×1^2 -2×1=0.5m$,不符合滑雪滑行的实际速度,代入$t=2$得$s=6m$,与测量数据不符,排除;
选项A:代入$t=2$得$s=\frac{3}{2}×4 +3×2=12m$,与测量数据不符,排除;
只有选项D代入所有测量数据均符合要求。
【答案】
D
【知识点】
1. 待定系数法求二次函数解析式
2. 二次函数的实际应用
【点评】
本题结合滑雪运动的实际场景考查二次函数解析式的求解,既可以通过待定系数法列方程组计算得到结果,也可以结合实际意义用排除法快速锁定答案,解题时注意灵活选择方法提高效率。
【难度系数】
0.7
9.已知抛物线 $ y_1 = a(x + m)^2 + k $ 与 $ y_2 = -a(x - m)^2 - k(m ≠ 0) $ 关于原点对称,我们称 $ y_1 $ 与 $ y_2 $ 互为“和谐抛物线”,请写出抛物线 $ y = -4x^2 + 6x + 7 $ 的“和谐抛物线”:
$y=4x^2+6x-7$
。答案
9.$y=4x^2+6x-7$
解析
【分析】
首先明确“和谐抛物线”的含义是两个抛物线关于原点对称,根据关于原点对称的点的坐标特征:若点(x,y)在待求的和谐抛物线上,则其关于原点对称的点(-x,-y)一定在已知抛物线上。我们只需将已知抛物线解析式中的x替换为-x,y替换为-y,再整理为y关于x的二次函数形式,即可得到所求的和谐抛物线解析式。
【解析】
设点(x,y)是所求“和谐抛物线”上的任意一点,则该点关于原点对称的点为(-x,-y),该点在已知抛物线$y = -4x^2 + 6x + 7$上,将x替换为-x,y替换为-y代入已知抛物线解析式得:
$-y = -4(-x)^2 + 6(-x) + 7$
化简等号右侧:
$-y = -4x^2 - 6x + 7$
等式两边同时乘以-1,得:
$y = 4x^2 + 6x - 7$
【答案】
$y=4x^2+6x-7$
【知识点】
1. 关于原点对称的点的坐标特征
2. 二次函数解析式的确定
【点评】
本题属于新定义类题型,解题核心是准确理解“和谐抛物线”的定义对应图象关于原点对称的性质,结合原点对称的坐标变换规律代入计算即可,重点考查对新定义的解读能力和基础的函数图象变换应用能力。
【难度系数】
0.7
首先明确“和谐抛物线”的含义是两个抛物线关于原点对称,根据关于原点对称的点的坐标特征:若点(x,y)在待求的和谐抛物线上,则其关于原点对称的点(-x,-y)一定在已知抛物线上。我们只需将已知抛物线解析式中的x替换为-x,y替换为-y,再整理为y关于x的二次函数形式,即可得到所求的和谐抛物线解析式。
【解析】
设点(x,y)是所求“和谐抛物线”上的任意一点,则该点关于原点对称的点为(-x,-y),该点在已知抛物线$y = -4x^2 + 6x + 7$上,将x替换为-x,y替换为-y代入已知抛物线解析式得:
$-y = -4(-x)^2 + 6(-x) + 7$
化简等号右侧:
$-y = -4x^2 - 6x + 7$
等式两边同时乘以-1,得:
$y = 4x^2 + 6x - 7$
【答案】
$y=4x^2+6x-7$
【知识点】
1. 关于原点对称的点的坐标特征
2. 二次函数解析式的确定
【点评】
本题属于新定义类题型,解题核心是准确理解“和谐抛物线”的定义对应图象关于原点对称的性质,结合原点对称的坐标变换规律代入计算即可,重点考查对新定义的解读能力和基础的函数图象变换应用能力。
【难度系数】
0.7
10.规定:不相交的两个函数图象在竖直方向上的最短距离为这两个函数的“亲近距离”。已知抛物线$y=x^2+bx+c$经过点$(0,3),(1,2)$。
(1)求抛物线的表达式。
(2)求抛物线$y=x^2+bx+c$与$x$轴的“亲近距离”。
(3)探究问题:如图,求抛物线$y=x^2-2x+3$与直线$y=x-1$的“亲近距离”的过程中,有人提出:过抛物线的顶点向$x$轴作垂线与直线$y=x-1$相交,则“亲近距离”一定是抛物线顶点与交点之间的距离,你同意他的看法吗?请说明理由。

(1)求抛物线的表达式。
(2)求抛物线$y=x^2+bx+c$与$x$轴的“亲近距离”。
(3)探究问题:如图,求抛物线$y=x^2-2x+3$与直线$y=x-1$的“亲近距离”的过程中,有人提出:过抛物线的顶点向$x$轴作垂线与直线$y=x-1$相交,则“亲近距离”一定是抛物线顶点与交点之间的距离,你同意他的看法吗?请说明理由。
答案
10.解:(1)把(0,3),(1,2)的坐标分别代入$y=x^2+bx+c$,得$\begin{cases}c=3,\\1+b+c=2,\end{cases}$
解得$\begin{cases}b=-2,\\c=3。\end{cases}$
∴抛物线的表达式为$y=x^2-2x+3$。
(2)$\because y=x^2-2x+3=(x-1)^2+2$,
∴抛物线的顶点坐标为$(1,2)$,
∴抛物线$y=x^2-2x+3$与$x$轴的“亲近距离”为2。
(3)不同意他的看法。
理由如下:
如图,P为抛物线$y=x^2-2x+3$上任意一点,过点P作$PQ// y$轴交直线$y=x-1$于点Q。
设$P(t,t^2-2t+3)$,则$Q(t,t-1)$,
$\therefore PQ=t^2-2t+3-(t-1)=t^2-3t+4$。
$\because PQ=(t-\dfrac{3}{2})^2+\dfrac{7}{4}$,
∴当$t=\dfrac{3}{2}$时,PQ的值最小,为$\dfrac{7}{4}$。
∵抛物线的顶点坐标为$(1,2)$,
∴不同意他的看法。
解析
【分析】
(1) 求抛物线解析式可使用待定系数法,把已知的两个点坐标代入二次函数一般式,得到关于参数b、c的二元一次方程组,解方程组即可求出参数值,得到解析式。
(2) 抛物线与x轴的“亲近距离”是二者竖直方向的最短距离,x轴上所有点纵坐标为0,抛物线开口向上,顶点的纵坐标是抛物线上点的最小纵坐标,该值就是二者的竖直最短距离,因此将解析式配方为顶点式求出顶点纵坐标即可。
(3) 要判断看法是否正确,需明确“亲近距离”是同一横坐标下两个函数值的差的最小值,不能默认顶点处差值最小。可设抛物线上任意点的横坐标为t,计算同横坐标下抛物线与直线上点的纵坐标差值,将差值配方求最小值,对比最小值对应的横坐标是否为顶点横坐标,即可判断看法正误。
【解析】
(1) 把点$(0,3)$、$(1,2)$的坐标分别代入$y=x^2+bx+c$,得:
$\begin{cases}c=3\\1+b+c=2\end{cases}$
将$c=3$代入第二个方程,解得$b=-2$,因此抛物线的表达式为$y=x^2-2x+3$。
(2) 将抛物线解析式配方为顶点式:$y=x^2-2x+3=(x-1)^2+2$,
可知抛物线开口向上,顶点坐标为$(1,2)$,即抛物线上点的纵坐标最小值为2,x轴上所有点纵坐标均为0,因此二者竖直方向最短距离为2,即“亲近距离”为2。
(3) 不同意该看法,理由如下:
设抛物线上任意一点P的横坐标为t,则P点坐标为$(t,t^2-2t+3)$,过P作$PQ// y$轴交直线$y=x-1$于Q点,则Q点坐标为$(t,t-1)$。
两点竖直距离$PQ=t^2-2t+3-(t-1)=t^2-3t+4$,
配方得$PQ=(t-\frac{3}{2})^2+\frac{7}{4}$,
因为二次项系数大于0,所以当$t=\frac{3}{2}$时,PQ取得最小值$\frac{7}{4}$。
抛物线顶点横坐标为1,不是$\frac{3}{2}$,即最短距离不是在顶点处取得,因此该看法错误。
【答案】
(1) 抛物线的表达式为$\boldsymbol{y=x^2-2x+3}$;
(2) 抛物线与x轴的“亲近距离”为$\boldsymbol{2}$;
(3) 不同意他的看法,理由如下:
如图,P为抛物线$y=x^2-2x+3$上任意一点,过点P作$PQ// y$轴交直线$y=x-1$于点Q。

设$P(t,t^2-2t+3)$,则$Q(t,t-1)$,
$\therefore PQ=t^2-2t+3-(t-1)=t^2-3t+4$。
$\because PQ=(t-\dfrac{3}{2})^2+\dfrac{7}{4}$,
$\therefore$当$t=\dfrac{3}{2}$时,PQ的值最小,为$\dfrac{7}{4}$。
$\because$抛物线的顶点坐标为$(1,2)$,即最短距离不是在顶点处取得,
$\therefore$不同意他的看法。
【知识点】
待定系数法求解析式;二次函数的最值;新定义应用
【点评】
本题结合新定义考查二次函数的相关知识,既需要掌握二次函数解析式求解、最值计算的基础方法,也需要准确理解新定义的含义,避免思维定势想当然解题,能够有效考查知识迁移应用能力和逻辑推理能力。
【难度系数】
0.65
(1) 求抛物线解析式可使用待定系数法,把已知的两个点坐标代入二次函数一般式,得到关于参数b、c的二元一次方程组,解方程组即可求出参数值,得到解析式。
(2) 抛物线与x轴的“亲近距离”是二者竖直方向的最短距离,x轴上所有点纵坐标为0,抛物线开口向上,顶点的纵坐标是抛物线上点的最小纵坐标,该值就是二者的竖直最短距离,因此将解析式配方为顶点式求出顶点纵坐标即可。
(3) 要判断看法是否正确,需明确“亲近距离”是同一横坐标下两个函数值的差的最小值,不能默认顶点处差值最小。可设抛物线上任意点的横坐标为t,计算同横坐标下抛物线与直线上点的纵坐标差值,将差值配方求最小值,对比最小值对应的横坐标是否为顶点横坐标,即可判断看法正误。
【解析】
(1) 把点$(0,3)$、$(1,2)$的坐标分别代入$y=x^2+bx+c$,得:
$\begin{cases}c=3\\1+b+c=2\end{cases}$
将$c=3$代入第二个方程,解得$b=-2$,因此抛物线的表达式为$y=x^2-2x+3$。
(2) 将抛物线解析式配方为顶点式:$y=x^2-2x+3=(x-1)^2+2$,
可知抛物线开口向上,顶点坐标为$(1,2)$,即抛物线上点的纵坐标最小值为2,x轴上所有点纵坐标均为0,因此二者竖直方向最短距离为2,即“亲近距离”为2。
(3) 不同意该看法,理由如下:
设抛物线上任意一点P的横坐标为t,则P点坐标为$(t,t^2-2t+3)$,过P作$PQ// y$轴交直线$y=x-1$于Q点,则Q点坐标为$(t,t-1)$。
两点竖直距离$PQ=t^2-2t+3-(t-1)=t^2-3t+4$,
配方得$PQ=(t-\frac{3}{2})^2+\frac{7}{4}$,
因为二次项系数大于0,所以当$t=\frac{3}{2}$时,PQ取得最小值$\frac{7}{4}$。
抛物线顶点横坐标为1,不是$\frac{3}{2}$,即最短距离不是在顶点处取得,因此该看法错误。
【答案】
(1) 抛物线的表达式为$\boldsymbol{y=x^2-2x+3}$;
(2) 抛物线与x轴的“亲近距离”为$\boldsymbol{2}$;
(3) 不同意他的看法,理由如下:
如图,P为抛物线$y=x^2-2x+3$上任意一点,过点P作$PQ// y$轴交直线$y=x-1$于点Q。
设$P(t,t^2-2t+3)$,则$Q(t,t-1)$,
$\therefore PQ=t^2-2t+3-(t-1)=t^2-3t+4$。
$\because PQ=(t-\dfrac{3}{2})^2+\dfrac{7}{4}$,
$\therefore$当$t=\dfrac{3}{2}$时,PQ的值最小,为$\dfrac{7}{4}$。
$\because$抛物线的顶点坐标为$(1,2)$,即最短距离不是在顶点处取得,
$\therefore$不同意他的看法。
【知识点】
待定系数法求解析式;二次函数的最值;新定义应用
【点评】
本题结合新定义考查二次函数的相关知识,既需要掌握二次函数解析式求解、最值计算的基础方法,也需要准确理解新定义的含义,避免思维定势想当然解题,能够有效考查知识迁移应用能力和逻辑推理能力。
【难度系数】
0.65
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