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6. 已知二次函数$y = -x^2 - 2x + c$.
(1)在$-5 \leq x \leq -1$的范围内$y$取得最大值$-5$,求$c$的值;
(2)在$2 \leq x \leq 4$的范围内$y$取得最小值$2$,求$c$的值;
(3)在$-3 \leq x \leq 2$的范围内$y$取得最大值$3$,求$c$的值;
(4)在$-3 \leq x \leq 2$的范围内$y$取得最小值$-5$,求$c$的值.
(1)在$-5 \leq x \leq -1$的范围内$y$取得最大值$-5$,求$c$的值;
(2)在$2 \leq x \leq 4$的范围内$y$取得最小值$2$,求$c$的值;
(3)在$-3 \leq x \leq 2$的范围内$y$取得最大值$3$,求$c$的值;
(4)在$-3 \leq x \leq 2$的范围内$y$取得最小值$-5$,求$c$的值.
答案:
6.解:由题意,得抛物线开口向下,且对称轴为直线$x=-1$.
(1)当$-5\leqslant x\leqslant-1$时,在对称轴的左侧,$y$随$x$的增大而增大,所以当$x=-1$时,函数取得最大值$-5$.将$x=-1$,
$y=-5$代入$y=-x^{2}-2x+c$,得$-1+2+c=-5$,解得$c=-6$.
(2)当$2\leqslant x\leqslant4$时,在对称轴的右侧,$y$随$x$的增大而减小,所以当$x=4$时,函数取得最小值$2$,将$x=4$,$y=2$代入$y=-x^{2}-2x+c$,得$-16-8+c=2$,解得$c=26$.
(3)当$-3\leqslant x\leqslant2$时,由于$x=-1$在此范围内,因此当$x=-1$时,函数取得最大值$3$,将$x=-1$,$y=3$代入$y=-x^{2}-2x+c$,得$-1+2+c=3$,解得$c=2$.
(4)当$-3\leqslant x\leqslant2$时,由于$x=-1$在此范围内,且直线$x=2$到直线$x=-1$的距离较远,所以当$x=2$时,函数取得最小值$-5$,将$x=2$,$y=-5$代入$y=-x^{2}-2x+c$,得$-4-4+c=-5$,解得$c=3$.
(1)当$-5\leqslant x\leqslant-1$时,在对称轴的左侧,$y$随$x$的增大而增大,所以当$x=-1$时,函数取得最大值$-5$.将$x=-1$,
$y=-5$代入$y=-x^{2}-2x+c$,得$-1+2+c=-5$,解得$c=-6$.
(2)当$2\leqslant x\leqslant4$时,在对称轴的右侧,$y$随$x$的增大而减小,所以当$x=4$时,函数取得最小值$2$,将$x=4$,$y=2$代入$y=-x^{2}-2x+c$,得$-16-8+c=2$,解得$c=26$.
(3)当$-3\leqslant x\leqslant2$时,由于$x=-1$在此范围内,因此当$x=-1$时,函数取得最大值$3$,将$x=-1$,$y=3$代入$y=-x^{2}-2x+c$,得$-1+2+c=3$,解得$c=2$.
(4)当$-3\leqslant x\leqslant2$时,由于$x=-1$在此范围内,且直线$x=2$到直线$x=-1$的距离较远,所以当$x=2$时,函数取得最小值$-5$,将$x=2$,$y=-5$代入$y=-x^{2}-2x+c$,得$-4-4+c=-5$,解得$c=3$.
7. 当$-2 \leq x \leq 1$时,二次函数$y = -(x - m)^2 + m^2 + 1$有最大值$4$,求实数$m$的值.
答案:
7.解:该抛物线的对称轴为直线$x=m$.
$\because-1<0$,$\therefore$抛物线开口向下,
$\therefore$当$x<m$时,$y$随$x$的增大而增大;当$x>m$时,$y$随$x$的增大而减小.
当$m\geqslant1$时,$\because-2\leqslant x\leqslant1$,$\therefore$当$x=1$时,$y$取得最大值,即$-(1-m)^{2}+m^{2}+1=4$,解得$m=2$;
当$-2<m<1$时,$\because-2\leqslant x\leqslant1$,$\therefore$当$x=m$时,$y$取得最大值,即$m^{2}+1=4$,解得$m=-\sqrt{3}$或$m=\sqrt{3}$(不合题意,舍去);
当$m\leqslant-2$时,$\because-2\leqslant x\leqslant1$,$\therefore$当$x=-2$时,$y$取得最大值,即$-(-2-m)^{2}+m^{2}+1=4$,
解得$m=-\frac{7}{4}$(不合题意,舍去).
综上所述,实数$m$的值为$2$或$-\sqrt{3}$.
$\because-1<0$,$\therefore$抛物线开口向下,
$\therefore$当$x<m$时,$y$随$x$的增大而增大;当$x>m$时,$y$随$x$的增大而减小.
当$m\geqslant1$时,$\because-2\leqslant x\leqslant1$,$\therefore$当$x=1$时,$y$取得最大值,即$-(1-m)^{2}+m^{2}+1=4$,解得$m=2$;
当$-2<m<1$时,$\because-2\leqslant x\leqslant1$,$\therefore$当$x=m$时,$y$取得最大值,即$m^{2}+1=4$,解得$m=-\sqrt{3}$或$m=\sqrt{3}$(不合题意,舍去);
当$m\leqslant-2$时,$\because-2\leqslant x\leqslant1$,$\therefore$当$x=-2$时,$y$取得最大值,即$-(-2-m)^{2}+m^{2}+1=4$,
解得$m=-\frac{7}{4}$(不合题意,舍去).
综上所述,实数$m$的值为$2$或$-\sqrt{3}$.
8. (2024·浙江)已知二次函数$y = x^2 + bx + c(b,c$为常数)的图像经过点$A(-2,5)$,对称轴为直线$x = -\frac{1}{2}$.
(1)求二次函数的表达式;
(2)若点$B(1,7)$向上平移$2$个单位长度,向左平移$m(m > 0)$个单位长度后,恰好落在二次函数$y = x^2 + bx + c$的图像上,求$m$的值;
(3)当$-2 \leq x \leq n$时,二次函数$y = x^2 + bx + c$的最大值与最小值的差为$\frac{9}{4}$,求$n$的取值范围.
(1)求二次函数的表达式;
(2)若点$B(1,7)$向上平移$2$个单位长度,向左平移$m(m > 0)$个单位长度后,恰好落在二次函数$y = x^2 + bx + c$的图像上,求$m$的值;
(3)当$-2 \leq x \leq n$时,二次函数$y = x^2 + bx + c$的最大值与最小值的差为$\frac{9}{4}$,求$n$的取值范围.
答案:
8.解:
(1)$\because$二次函数$y=x^{2}+bx+c$,
$\therefore$该函数图像的对称轴为直线$x=-\frac{b}{2}=-\frac{1}{2}$,解得$b=1$,
$\therefore$二次函数的表达式为$y=x^{2}+x+c$.
又$\because$图像经过点$A(-2,5)$,$\therefore4-2+c=5$,解得$c=3$,
$\therefore$二次函数的表达式为$y=x^{2}+x+3$.
(2)$\because$点$B(1,7)$向上平移$2$个单位长度,向左平移$m(m>0)$个单位长度,$\therefore$平移后的点的坐标为$(1-m,9)$.
又$\because$点$(1-m,9)$在二次函数$y=x^{2}+x+3$的图像上,
$\therefore9=(1-m)^{2}+1-m+3$,
解得$m=4$或$m=-1$(不合题意,舍去),$\therefore m=4$.
(3)$\because y=x^{2}+x+3=(x+\frac{1}{2})^{2}+\frac{11}{4}$,
$\therefore$当$x=-\frac{1}{2}$时,$y$取得最小值,最小值为$\frac{11}{4}$.
当$n<-\frac{1}{2}$时,$y$随$x$的增大而减小.
$\therefore$当$x=-2$时,$y$取得最大值,为$4-2+3=5$;
当$x=n$时,$y$取得最小值,为$n^{2}+n+3$.
又$\because$最大值与最小值的差为$\frac{9}{4}$,
$\therefore5-(n^{2}+n+3)=\frac{9}{4}$,解得$n=-\frac{1}{2}$(不合题意,舍去).
当$-\frac{1}{2}\leqslant n\leqslant1$时,在$x=-\frac{1}{2}$时,$y$取得最小值,为$\frac{11}{4}$
在$x=-2$时,$y$取得最大值,为$4-2+3=5$,
$\therefore$最大值与最小值的差为$5-\frac{11}{4}=\frac{9}{4}$,符合题意;
当$n>1$时,在$x=-\frac{1}{2}$时,$y$取得最小值,为$\frac{11}{4}$,在$x=n$时,$y$取得最大值,为$n^{2}+n+3$,
又$\because$最大值与最小值的差为$\frac{9}{4}$,
$\therefore n^{2}+n+3-\frac{11}{4}=\frac{9}{4}$,解得$n=-2$(不合题意,舍去)或$n=1$(不合题意,舍去).
综上,$n$的取值范围为$-\frac{1}{2}\leqslant n\leqslant1$.
(1)$\because$二次函数$y=x^{2}+bx+c$,
$\therefore$该函数图像的对称轴为直线$x=-\frac{b}{2}=-\frac{1}{2}$,解得$b=1$,
$\therefore$二次函数的表达式为$y=x^{2}+x+c$.
又$\because$图像经过点$A(-2,5)$,$\therefore4-2+c=5$,解得$c=3$,
$\therefore$二次函数的表达式为$y=x^{2}+x+3$.
(2)$\because$点$B(1,7)$向上平移$2$个单位长度,向左平移$m(m>0)$个单位长度,$\therefore$平移后的点的坐标为$(1-m,9)$.
又$\because$点$(1-m,9)$在二次函数$y=x^{2}+x+3$的图像上,
$\therefore9=(1-m)^{2}+1-m+3$,
解得$m=4$或$m=-1$(不合题意,舍去),$\therefore m=4$.
(3)$\because y=x^{2}+x+3=(x+\frac{1}{2})^{2}+\frac{11}{4}$,
$\therefore$当$x=-\frac{1}{2}$时,$y$取得最小值,最小值为$\frac{11}{4}$.
当$n<-\frac{1}{2}$时,$y$随$x$的增大而减小.
$\therefore$当$x=-2$时,$y$取得最大值,为$4-2+3=5$;
当$x=n$时,$y$取得最小值,为$n^{2}+n+3$.
又$\because$最大值与最小值的差为$\frac{9}{4}$,
$\therefore5-(n^{2}+n+3)=\frac{9}{4}$,解得$n=-\frac{1}{2}$(不合题意,舍去).
当$-\frac{1}{2}\leqslant n\leqslant1$时,在$x=-\frac{1}{2}$时,$y$取得最小值,为$\frac{11}{4}$
在$x=-2$时,$y$取得最大值,为$4-2+3=5$,
$\therefore$最大值与最小值的差为$5-\frac{11}{4}=\frac{9}{4}$,符合题意;
当$n>1$时,在$x=-\frac{1}{2}$时,$y$取得最小值,为$\frac{11}{4}$,在$x=n$时,$y$取得最大值,为$n^{2}+n+3$,
又$\because$最大值与最小值的差为$\frac{9}{4}$,
$\therefore n^{2}+n+3-\frac{11}{4}=\frac{9}{4}$,解得$n=-2$(不合题意,舍去)或$n=1$(不合题意,舍去).
综上,$n$的取值范围为$-\frac{1}{2}\leqslant n\leqslant1$.
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