题目内容
【题目】如图所示,二次函数
的图象与
轴交于点
、
,与
轴交于点
,直线
经过点
、
.
![]()
![]()
(1)求抛物线的表达式;
(2)过点
的直线
交抛物线于点
,交直线
于点
,连接
,当直线
平分
的面积时,求点
的坐标;
(3)如图所示,把抛物线位于
轴上方的图象沿
轴翻折,当直线
与翻折后的整个图象只有三个交点时,求
的取值范围.
【答案】(1)
;(2)
;(3)
.
【解析】
(1)根据已知条件求出B、C两个点的坐标,再把这两个点的坐标代入二次函数即可求出抛物线的解析式;
(2)根据题意画出图形根据三角形的面积即可求解;
(3)先求出翻折后的抛物线解析式,再利用抛物线与直线相交的特点即可求解.
(1)令直线
,x=0,得y=4
令y=0,则-x+4=0,解得x=4
∴点
、
的坐标分别为
、
,
把点
、
的坐标分别代入
,
得
,
解得![]()
抛物线的表达式为:
.
(2)令
=0,
解得x1=-1,x2=4,
∴
,
如图所示,过点
作
于
,
直线
平分
的面积,
,
当
时,
,
![]()
![]()
把
代入
,得
,
直线
的解析式为
,
由
解得
,![]()
;
![]()
(3)∵
=
,故顶点坐标为(
,
)
∴翻折后的抛物线的顶点坐标为(
,-
)
∴翻折后的抛物线为![]()
=![]()
,
∴翻折后的整个图象包括两部分:分别是:
抛物线y=x23x4(1≤x≤4)和y=x2+3x+4(x>4或x<1).
①当直线y=kx+k与抛物线
x23x4=
(1≤x≤4)相交时,
由
,得x23x4=kx+k,
整理,得x2(k+3)x(k+4)=0
解得x1=1,x2=k+4.
所以y1=0,y2=k2+5k.
所以两个函数图象有两个交点,
其中一个交点为A(1,0),另一个交点坐标为(k+4,k2+5k).
观察图象可知:另一个交点在x轴下方,横坐标在1与4之间,纵坐标在
与0之间.
所以1<k+4<4,解得5<k<0.
![]()
<k2+5k<0,整理,得
4k2+20k+25>0或k2+5k<0,
解得,(2k+5)2>0或5<k<0.
k为任意实数,(2k+5)2>0都成立,
所以5<k<0;
②当直线y=kx+k与图象y=x2+3x+4(x>4,或x<1)相交时,
x2+3x+4=kx+k,
整理得x2+(k3)x+(k4)=0
解得x1=1,x2=4k,
所以y1=0,y2=5kk2.
所以两个函数图象有两交点,
其中一个是点A(1,0),另一个交点坐标为(4k,5kk2).
观察图象可知:另一个交点的横坐标大于4,纵坐标小于0,
即4k>4,解得k<0.
5kk2<0,
∴k(5k)<0,
∵k<0,
∴5k>0,
∴k<5
∴k<0
∴综上所述:当直线y=kx+k与翻折后的整个图象只有三个交点时,k的取值范围是:5<k<0.