一题多问 例1 如图1,已知抛物线$ y = - x ^ { 2 } + b x + c $经过点$ A ( - 1,0 ) $,$ B ( 0,3 ) $,$ L $为抛物线的顶点.
(1)求抛物线的解析式及点$ L $的坐标.

【对称性问题】(2)点$ C $,$ D $均在抛物线上(点$ C $在点$ D $的左侧),且两点的纵坐标相等.若$ C D = 6 $,求点$ C $和点$ D $的坐标.
【增减性问题】(3)当$ - 3 \lt x \lt 3 $时,求$ y $的取值范围.
(4)点$ M $到抛物线对称轴的距离为$ 2 $个单位长度,$ N $为抛物线上点$ M $,$ B $之间的一个动点(不含点$ M $,$ B $),求点$ N $的纵坐标的取值范围.
【最值问题】(5)如图2,若直线$ x = m $与$ x $轴交于点$ N $,在第一象限内与抛物线交于点$ M $,当$ m $取何值时,$ A N + M N $有最大值,并求出最大值.

(6)当$ - 2 \leq x \leq n $时,二次函数的最大值与最小值的差为$ 9 $,求$ n $的取值范围.
(7)如图3,点$ P $为该抛物线上一点,其横坐标为$ m $.当$ m \gt 0 $时,设该抛物线在点$ B $与点$ P $之间(包含点$ B $和点$ P $)的部分的最高点和最低点到$ x $轴的距离分别为$ d $,$ n $,当$ d - n = 1 $时,直接写出$ m $的取值范围.

(拓展)【交点问题】(8)如图4,已知$ K $是直线$ l : y = x $上一动点,将点$ K $向右平移$ 2 $个单位长度得到点$ K ^ { \prime } $.若线段$ K K ^ { \prime } $与抛物线只有一个交点,请直接写出点$ K $的横坐标的取值范围.

(1)求抛物线的解析式及点$ L $的坐标.
【对称性问题】(2)点$ C $,$ D $均在抛物线上(点$ C $在点$ D $的左侧),且两点的纵坐标相等.若$ C D = 6 $,求点$ C $和点$ D $的坐标.
【增减性问题】(3)当$ - 3 \lt x \lt 3 $时,求$ y $的取值范围.
(4)点$ M $到抛物线对称轴的距离为$ 2 $个单位长度,$ N $为抛物线上点$ M $,$ B $之间的一个动点(不含点$ M $,$ B $),求点$ N $的纵坐标的取值范围.
【最值问题】(5)如图2,若直线$ x = m $与$ x $轴交于点$ N $,在第一象限内与抛物线交于点$ M $,当$ m $取何值时,$ A N + M N $有最大值,并求出最大值.
(6)当$ - 2 \leq x \leq n $时,二次函数的最大值与最小值的差为$ 9 $,求$ n $的取值范围.
(7)如图3,点$ P $为该抛物线上一点,其横坐标为$ m $.当$ m \gt 0 $时,设该抛物线在点$ B $与点$ P $之间(包含点$ B $和点$ P $)的部分的最高点和最低点到$ x $轴的距离分别为$ d $,$ n $,当$ d - n = 1 $时,直接写出$ m $的取值范围.
(拓展)【交点问题】(8)如图4,已知$ K $是直线$ l : y = x $上一动点,将点$ K $向右平移$ 2 $个单位长度得到点$ K ^ { \prime } $.若线段$ K K ^ { \prime } $与抛物线只有一个交点,请直接写出点$ K $的横坐标的取值范围.
答案
(1)y=-x²+2x+3,(1,4);
(2)C(-2,-5),D(4,-5);
(3)-12<y≤4;
(4)0<y≤4;
(5)m=3/2,最大值25/4;
(6)1≤n≤4;
(7)1≤m≤2或m=1+√7;
(8)[(-3-√21)/2,(1-√13)/2]∪[(-3+√21)/2,(1+√13)/2]
(2)C(-2,-5),D(4,-5);
(3)-12<y≤4;
(4)0<y≤4;
(5)m=3/2,最大值25/4;
(6)1≤n≤4;
(7)1≤m≤2或m=1+√7;
(8)[(-3-√21)/2,(1-√13)/2]∪[(-3+√21)/2,(1+√13)/2]
解析
(1)将点A(-1,0)、B(0,3)代入y=-x²+bx+c,得:
3=c,
0=-1-b+c⇒b=2,
∴抛物线解析式为y=-x²+2x+3。
顶点L横坐标x=-b/(2a)=1,代入得y=4,∴L(1,4)。
(2)抛物线对称轴x=1,设C(x₁,y),D(x₂,y),则(x₁+x₂)/2=1⇒x₂=2-x₁。
CD=6⇒x₂-x₁=6⇒2-x₁-x₁=6⇒x₁=-2,x₂=4。
代入抛物线得y=-5,∴C(-2,-5),D(4,-5)。
(3)对称轴x=1,-3<x<3时,x=1时y最大=4;x=-3时y=-12,∴-12<y≤4。
(4)M为(3,0)或(-1,0)。
M(3,0)时,0<x<3,y最大值4,最小值0,∴0<y≤4;
M(-1,0)时,-1<x<0,y递增,0<y<3。
综上:0<y≤4。
(5)AN=m+1,MN=-m²+2m+3,AN+MN=-m²+3m+4。
对称轴m=3/2,0<m<3,∴m=3/2时,最大值25/4。
(6)-2≤x≤n,最大值4。最小值:
1≤n≤4时,最小值-5,差9;
n>4时,差>9;n<1时,差≠9。∴1≤n≤4。
(7)1≤m≤2或m=1+√7。
(8)K(t,t),K'(t+2,t),线段y=t与抛物线交于x∈[t,t+2]。
方程-x²+2x+3=t在[t,t+2]有唯一解,解得t∈[(-3-√21)/2,(1-√13)/2]∪[(-3+√21)/2,(1+√13)/2]。
3=c,
0=-1-b+c⇒b=2,
∴抛物线解析式为y=-x²+2x+3。
顶点L横坐标x=-b/(2a)=1,代入得y=4,∴L(1,4)。
(2)抛物线对称轴x=1,设C(x₁,y),D(x₂,y),则(x₁+x₂)/2=1⇒x₂=2-x₁。
CD=6⇒x₂-x₁=6⇒2-x₁-x₁=6⇒x₁=-2,x₂=4。
代入抛物线得y=-5,∴C(-2,-5),D(4,-5)。
(3)对称轴x=1,-3<x<3时,x=1时y最大=4;x=-3时y=-12,∴-12<y≤4。
(4)M为(3,0)或(-1,0)。
M(3,0)时,0<x<3,y最大值4,最小值0,∴0<y≤4;
M(-1,0)时,-1<x<0,y递增,0<y<3。
综上:0<y≤4。
(5)AN=m+1,MN=-m²+2m+3,AN+MN=-m²+3m+4。
对称轴m=3/2,0<m<3,∴m=3/2时,最大值25/4。
(6)-2≤x≤n,最大值4。最小值:
1≤n≤4时,最小值-5,差9;
n>4时,差>9;n<1时,差≠9。∴1≤n≤4。
(7)1≤m≤2或m=1+√7。
(8)K(t,t),K'(t+2,t),线段y=t与抛物线交于x∈[t,t+2]。
方程-x²+2x+3=t在[t,t+2]有唯一解,解得t∈[(-3-√21)/2,(1-√13)/2]∪[(-3+√21)/2,(1+√13)/2]。