专题3 函数图象的公共点
破解策略
根据公共点的个数,求待定系数的取值范围的一般步骤为: (1)画图.
(2)确定待定系数所在位置,明确图象的变化趋势. 例如:
①直线y=2x+b.其中待定系数是b.则直线y=2x+b与直线y=2x是平行或重合的; ②直线y=kx-1,其中待定系数是k,则直线y=kx-1是绕着固定点(0,-l)旋转的; ③抛物线y=ax2+5.其中待定系数是a,则该抛物线的顶点是固定的,开口大小和方向是变化的;
④抛物线y=x2+bx+c,其中待定系数是b,c.则可将一般式化为顶点式,再将抛物线y=x2 上下左右平移得到. (3)找临界点, 例题讲解
例1 若二次函数y=
122x- x-1的图象与y轴的交点为A.过点A作直线l∥x轴.将
331抛物线在y轴左侧部分沿直线l翻折,其余部分保持不变.得到一个新图象,直线y=x
3+b与新图象只有一个公共点p(x0,y0),且y0≤7,求b的取值范围. 1解:当直线y=x+b经过点(0,-1)时,得b=-l,
3yOl
121当直线与原抛物线只有一个交点时,令x2- x-1=x+b,
333x整理得x2-3x-3-3b=0. 则△=9+4(3+3b)=0,即b=-
7; 412当x2- x-1=7时,解得x1=6,x2=-4(舍),
331将(6,7)代入直线y=x+b,得b=5.
37结合函数图象,可得当-l<b≤5或b<?时,直线与新图象只有一个公共点.
4
例2 若二次函数y=-x2+2x+3的图象与x轴交于A,B两点,将此图象在x轴下方的部分沿x轴翻折·其余部分保持不变,得到一个新图象.当直线y= kx+3与新图象恰有三个公共点时,求k的值.
解:当直线y=kx+3经过点A(-1,0)时,得k=3; 当直线y=kx+3经过点B(3,0)时,得k=-1;
当直线与原抛物线只有一个公共点时,令kx+3=-x2+2x+3,则△=(k-2)2=0.即k=2.
结合函数图象.可得当k= -1,2或3时,直线y=kx+3与新图象恰有三个公共点.
yA -1O3 Bx
16(x-t)(x-t+4)(常数t>0)与双曲线y=?有个交点的2x例3 已知抛物线L:y=-
横坐标为x0,且满足4≤x0≤6.通过L位置随t变化的过程,求出t的取值范围. 解:如图,双曲线在4≤x0≤6时.1≤y0≤
33,所以L与双曲线在点C(4,).D(6,1)22之间的一段有个交点,圆为抛物线与x轴的两个交点为(t,0).(t-4,0)(t-4<t),所以(t,0)在(t-4,0)的右侧.
由
31=-(x-t)(x-t+4),x=4.得t1=5.t2=7, 221(x-t)(x-t+4).x=6,得t3= 8-2,t4=8+2. 2 由1=-
因为5<8-2<7<8+2,所以当t=5时,L右侧过点C; 当t= 8-2时,L右侧过点D; 当t=7时.L左侧过点C; 当t =8+2时.L左侧过点D; 所以5≤t≤8-2,或7≤t≤8+2 yCO46
例4 定义:对于给定的两个函数,任取自变量.x的一个值.当x<0时,它们对应的函数值互为相反数;当x≥0时,它们对应的函数值相等,我们称这样的两个函数互为相关函数,??x?1,x<0;例如:一次函数y=-x-1,它的相关函数为y=?
x?1,x≥0.?Dx19 在平面直角坐标系中,点M,N的坐标分别为(?,1).(,1).连结MN.求线段
22MN与二次函数y=-x2+4x+n的相关函数的图象有两个公共点时,n的取值范围. 解 由题意可得,二次函数y=-x2+4x+n的相关函数为: ?x2?4x?n?(x?2)2?(n?4),x<0; y??22?x?4x?n??(x?2)?(n?4),x≥0.?①当相关函数的图象经过点(2,1)时,如图, 此时n+4=1.即n= -3;
yx=2MONx
②当相关函教的图形经过点(0,-1)时,如图,此时n= -1;
yx=2MONx
③当相关函数的图形经过点(0,1)时,如图,此时n = 1;
x=2yMONx
111④当相关函数的图形经过点(?,1)时.如图, 此时(?)2-4×(?)-n=1,解
222得n =
5. 4x=2yMONx
结合函数图象,满足题意的n的取值范围为-3<n≤-1或1<n≤
5. 4例5 在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=mx2-2mx+2(m≠0)与y轴交于点A,其对称轴与x轴交于点B,点C,D在x轴上(点C在点D的左侧),且点B的距离都为2,若抛物线与线段BC有两个公共点,结合函数图象,求m的取值范围.
yOx
解:因为抛物线y=mx2-2mx+2=m(x-1)2+2-m,所以抛物线的顶点为(1,2-m),对称轴为x=1,点A(0,2),所以点B的坐标为(1,0),从而点C(-1,0),D(3,0).
yyAACDxDOBxCOB图1图2
①若m>0,如图1.
当顶点(1,2-m)位于x轴下方时,抛物线与CD有两个交点. 所以2-m<0,即m>2. ②若m<0,如图2.
若抛物线经过点C,D,则m+2m+2=0,即m=-当m≤-
2时,抛物线与CD有两个交点. 32. 32. 3综上所述,m的取值范围为m>2或m≤-进阶训练
1.在平面直角坐标系xOy中,直线y=2x-3与y轴交于点A,点A与点B关于x轴对称,过点B作y轴的垂线l,直线l与直线y=2x-3交于点C,如果抛物线y=nx2-4nx+5n(n>0)与线段BC有唯一公共点,求n的取值范围.
33【答案】≤n<或n=3.
253【提示】如图,根据题意可得B(0,3),C(3,3),若抛物线经过点B,则n=,此时
5抛物线与线段BC有一个公共点;若抛物线经过点C,则n=
3,此时抛物线与线段BC有2两个公共点;当抛物线顶点在直线l上,则n=3,此时抛物线与线段BC有一个公共点,所33以n的取值范围为≤n<或n=3.
25yBClOxA
2.在平面直角坐标系xOy中,点P在抛物线y=
12
x―x―4上,过点P作y轴的垂线l,垂2足为D(0,d),将抛物线在直线l上方的部分沿直线l翻折,图象的其余部分保持不变,得到一个新图象G.当图象G与直线y=5【答案】? <d<0.
21【提示】令直线y=x?2与原抛物线的两交点为A,B,则直线l经过点A,B时为临界状
212
x―2只有两个公共点时,求d的取值范围. 2态,再结合图象,即可得d的取值范围.
yAOBDxl
33【答案】≤n<或n=3.
253【提示】如图,根据题意可得B(0,3),C(3,3),若抛物线经过点B,则n=,此时
5抛物线与线段BC有一个公共点;若抛物线经过点C,则n=
3,此时抛物线与线段BC有2两个公共点;当抛物线顶点在直线l上,则n=3,此时抛物线与线段BC有一个公共点,所33以n的取值范围为≤n<或n=3.
25yBClOxA
2.在平面直角坐标系xOy中,点P在抛物线y=
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x―x―4上,过点P作y轴的垂线l,垂2足为D(0,d),将抛物线在直线l上方的部分沿直线l翻折,图象的其余部分保持不变,得到一个新图象G.当图象G与直线y=5【答案】? <d<0.
21【提示】令直线y=x?2与原抛物线的两交点为A,B,则直线l经过点A,B时为临界状
212
x―2只有两个公共点时,求d的取值范围. 2态,再结合图象,即可得d的取值范围.
yAOBDxl
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