2026年精练与拓展九年级数学上册沪教版五四制第34页答案
13 已知在平面直角坐标系$xOy$中有抛物线$y=mx^2+4mx-1(m<0)$.
(1)抛物线的顶点坐标为
$(-2,-4m-1)$
.(用含$m$的式子表示)
(2)设抛物线与$x$轴交于$A$、$B$两点($A$在$B$的左侧),与$y$轴交于点$C$.
① 设$OB=OC$,求抛物线的表达式.
② 已知$AB≤2$,写出$m$的取值范围.

答案

13. (1) $(-2,-4m-1)$.
(2) ① 二次函数 $y=m(x+2)^2-4m-1(m<0)$ 的对称轴为直线 $x=-2$,且开口向下. 当 $x=0$ 时,$y=-1$,因此,点 C 的坐标为$(0,-1)$,$OC=1$. 点 A、B 一定都位于 $x$ 轴的负半轴. 由 $OB=OC=1$,得点 B 的坐标为$(-1,0)$. 代入 $y=mx^2+4mx-1$,得 $m-4m-1=0$. 解得 $m=-\frac{1}{3}$. 因此,抛物线为 $y=-\frac{1}{3}x^2-\frac{4}{3}x-1$. ② 由题意可知,当 $y=0$ 时,$mx^2+4mx-1=0$,$\Delta=16m^2+4m>0$. 又 $m<0$,得 $m<-\frac{1}{4}$. 设点 A、B 的坐标分别为$A(x_1,0)$、$B(x_2,0)(x_1<x_2<0)$. $x_1+x_2=-\frac{4m}{m}=-4$,$x_1x_2=-\frac{1}{m}$. $AB^2=(x_2-x_1)^2=(x_2+x_1)^2-4x_1x_2=16+\frac{4}{m}$. 由 $AB≤ 2$,得 $16+\frac{4}{m}≤ 4$. 又因为 $m<0$,所以 $-\frac{1}{3}≤ m<-\frac{1}{4}$.

解析

【分析】
(1)求抛物线顶点坐标可采用配方法将一般式化为顶点式,或直接代入顶点坐标公式$(-\frac{b}{2a},\frac{4ac-b^2}{4a})$计算,代入对应系数即可得到含m的顶点坐标。
(2)①先求抛物线与y轴交点C的坐标得到OC长度,结合OB=OC得OB长度,再根据抛物线对称轴、开口方向判断A、B均在x轴负半轴,得到B点坐标后代入解析式求解m即可。
②首先抛物线与x轴有两个交点,故判别式Δ>0,结合m<0得到m的第一个取值范围;再利用韦达定理求出A、B两点横坐标的和与积,将AB长度转化为含两根差的表达式,根据AB≤2列不等式求解,最终和前面的范围取交集即可。
【解析】
(1) 用配方法化简解析式:$y=mx^2+4mx-1=m(x^2+4x)-1=m(x+2)^2-4m-1$,因此顶点坐标为$(-2,-4m-1)$。
(2) ① 由顶点式可知抛物线对称轴为直线$x=-2$,且$m<0$故开口向下。当$x=0$时,$y=-1$,即点C坐标为$(0,-1)$,可得$OC=1$。结合对称轴位置、开口方向可判断A、B均在x轴负半轴,由$OB=OC=1$得B点坐标为$(-1,0)$。将$(-1,0)$代入解析式得:$m-4m-1=0$,解得$m=-\frac{1}{3}$,因此抛物线表达式为$y=-\frac{1}{3}x^2-\frac{4}{3}x-1$。
② 抛物线与x轴有两个交点,即方程$mx^2+4mx-1=0$有两个不等实根,故$\Delta=16m^2+4m>0$,结合$m<0$解得$m<-\frac{1}{4}$。设$A(x_1,0),B(x_2,0)(x_1<x_2<0)$,由韦达定理得$x_1+x_2=-4$,$x_1x_2=-\frac{1}{m}$。$AB^2=(x_2-x_1)^2=(x_1+x_2)^2-4x_1x_2=16+\frac{4}{m}$,由$AB≤2$得$16+\frac{4}{m}≤4$,结合$m<0$解得$m≥-\frac{1}{3}$。综上可得m的取值范围为$-\frac{1}{3}≤m<-\frac{1}{4}$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{(-2,-4m-1)}$
(2) ① $\boldsymbol{y=-\frac{1}{3}x^2-\frac{4}{3}x-1}$;② $\boldsymbol{-\frac{1}{3}≤ m<-\frac{1}{4}}$
【知识点】
二次函数顶点坐标求法;二次函数与坐标轴交点;韦达定理的应用
【点评】
本题是二次函数基础综合题,涵盖了二次函数核心的性质、与一元二次方程的关联知识点,解题时需注意结合图像性质判断交点位置,解含负参数的不等式时要注意不等号方向变化,是巩固二次函数基础的典型习题。
【难度系数】
0.6