题目内容

已知抛物线yn=-(x-an)2+an(n为正整数,且0<a1<a2<…<an)与x轴的交点为An-1(bn-1,0)和An(b,0),当n=1时,第1条抛物线y1=-(x-a1)2+a1与x轴的交点为A0(0,0)和A1(b1,0),其他依次类推.

(1)求a1,b1的值及抛物线y2的解析式;

(2)抛物线y3的顶点坐标为(________,________);

依次类推第n条抛物线yn的顶点坐标为(________,________)(用含n的式子表示);

所有抛物线的顶点坐标满足的函数关系式是________;

(3)探究下列结论:

①若用An-1An表示第n条抛物线被x轴截得的线段长,直接写出A0A1的值,并求出An-1An;

②是否存在经过点A(2,0)的直线和所有抛物线都相交,且被每一条抛物线截得的线段长度都相等?若存在,直接写出直线的表达式;若不存在,请说明理由.

答案:
解析:

  解:(1)∵y1=―(x―a1)2+a1与x轴交于点A0(0,0),

  ∴―a12+a1=0,∴a1=0或1.

  由已知可知a1>0,

  ∴a1=1.

  即y1=―(x―1)2+1

  方法一:令y1=0代入得:―(x―1)2+1=0,

  ∴x1=0,x2=2,

  ∴y1与x轴交于A0(0,0),A1(2,0)

  ∴b1=2,

  方法二:∵y1=―(x―a1)2+a1与x轴交于点A0(0,0),

  ∴―(b1―1)2+1=0,b1=2或0,b1=0(舍去).

  ∴b1=2.

  又∵抛物线y2=―(x―a2)2+a2与x轴交于点A1(2,0),

  ∴―(2―a2)2+a2=0,

  ∴a2=1或4,∵a2>a1,∴a2=1(舍去).

  ∴取a2=4,抛物线y2=―(x―4)2+4.

  (2)(9,9);

  (n2,n2)

  y=x.

  详解如下:

  ∵抛物线y2=―(x―4)2+4令y2=0代入得:―(x―4)2+4=0,

  ∴x1=2,x2=6.

  ∴y2与x轴交于点A1(2,0),A2(6,0).

  又∵抛物线y3=―(x―a3)2+a3与x轴交于A2(6,0),

  ∴―(6―a3)2+a3=0

  ∴a3=4或9,∵a3>a3,∴a3=4(舍去),

  即a3=9,∴抛物线y3的顶点坐标为(9,9).

  由抛物线y1的顶点坐标为(1,1),y2的顶点坐标为(4,4),y3的顶点坐标为(9,9),依次类推抛物线yn的顶点坐标为(n2,n2).

  ∵所有抛物线的顶点的横坐标等于纵坐标,

  ∴顶点坐标满足的函数关系式是:y=x;

  (3)①∵A0(0,0),A1(2,0),

  ∴A0A1=2.

  又∵yn=―(x―n2)2+n2,

  令yn=0,

  ∴―(x―n2)2+n2=0,

  即x1=n2+n,x2=n2-n,

  ∴An-1(n2-n,0),An(n2+n,0),即An-1An=(n2+n)-(n2-n)=2n.

  ②存在.是平行于直线y=x且过A1(2,0)的直线,其表达式为y=x-2.


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