题目内容

【题目】在平面直角坐标系中,抛物线y=x2﹣4x+n(x>0)的图象记为G1,将G1绕坐标原点旋转180°得到图象G2,图象G1和G2合起来记为图象G.

(1)若点P(﹣1,2)在图象G上,求n的值.

(2)当n=﹣1时.

①若Q(t,1)在图象G上,求t的值.

②当k≤x≤3(k<3)时,图象G对应函数的最大值为5,最小值为﹣5,直接写出k的取值范围.

(3)当以A(﹣3,3)、B(﹣3,﹣1)、C(2,﹣1)、D(2,3)为顶点的矩形ABCD的边与图象G有且只有三个公共点时,直接写出n的取值范围.

【答案】(1)n的值为﹣3或1;(2)①t=2±或﹣4或0,②﹣2﹣≤k≤﹣2;(3)当n=0,n=5,1<n<3时,矩形ABCD的边与图象G有且只有三个公共点.

【解析】

(1)先确定图像G2的顶点坐标和解析式,然后就P分别在图象G1和G2上两种情况讨论求解即可;

(2)①先分别求出图象G1和G2的解析式,然后就P分别在图象G1和G2上两种情况讨论求解即可;

②结合图像如图1,即可确定k的取值范围;

(3)结合图像如图2,根据分n的取值范围分类讨论即可求解.

(1)∵抛物线y=x2﹣4x+n=(x﹣2)2+n﹣4,

∴顶点坐标为(2,n﹣4),

∵将G1绕坐标原点旋转180°得到图象G2,

∴图象G2的顶点坐标为(﹣2,﹣n+4),

∴图象G2的解析式为:y=﹣(x+2)2+4﹣n,

若点P(﹣1,2)在图象G1上,

∴2=9+n﹣4,

∴n=﹣3;

若点P(﹣1,2)在图象G2上,

∴2=﹣1+4﹣n,

∴n=1;

综上所述:点P(﹣1,2)在图象G上,n的值为﹣3或1;

(2)①当n=﹣1时,则图象G1的解析式为:y=(x﹣2)2﹣5,图象G2的解析式为:y=﹣(x+2)2+5,

若点Q(t,1)在图象G1上,

∴1=(t﹣2)2﹣5,

∴t=2±,

若点Q(t,1)在图象G2上,

∴1=﹣(t+2)2+5,

∴t1=﹣4,t2=0

②如图1,

当x=2时,y=﹣5,当x=﹣2时,y=5,

对于图象G1,在y轴右侧,当y=5时,则5=(x﹣2)2﹣5,

∴x=2+>3,

对于图象G2,在y轴左侧,当y=﹣5时,则﹣5=﹣(x+2)2+5,

∴x=﹣2﹣,

∵当k≤x≤3(k<3)时,图象G对应函数的最大值为5,最小值为﹣5,

∴﹣2﹣≤k≤﹣2;

(3)如图2,

∵图象G2的解析式为:y=﹣(x+2)2+4﹣n,图象G1的解析式为:y=(x﹣2)2+n﹣4,

∴图象G2的顶点坐标为(﹣2,﹣n+4),与y轴交点为(0,﹣n),图象G1的顶点坐标为(2,n﹣4),与y轴交点为(0,n),

当n≤﹣1时,图象G1与矩形ABCD最多1个交点,图象G2与矩形ABCD最多1交点,

当﹣1<n<0时,图象G1与矩形ABCD有1个交点,图象G2与矩形ABCD有3交点,

当n=0时,图象G1与矩形ABCD有1个交点,图象G2与矩形ABCD有2交点,共三个交点,

当0<n≤1时,图象G1与矩形ABCD有1个交点,图象G2与矩形ABCD有1交点,

当1<n<3时,图象G1与矩形ABCD有1个交点,图象G2与矩形ABCD有2交点,共三个交点,

当3≤n<7时,图象G1与矩形ABCD有2个交点,当3≤n<5时,图象G2与矩形ABCD有2个交点,n=5时,图象G2与矩形ABCD有1个交点,n>5时,没有交点,

∵矩形ABCD的边与图象G有且只有三个公共点,

∴n=5,

当n≥7时,图象G1与矩形ABCD最多1个交点,图象G2与矩形ABCD没有交点,

综上所述:当n=0,n=5,1<n<3时,矩形ABCD的边与图象G有且只有三个公共点.

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