题目内容

已知抛物线L:y=ax2+bx+c(其中a、b、c都不等于0),它的顶点P的坐标是(-,),与y轴的交点是M(0,c).我们称以M为顶点,对称轴是y轴且过点P的抛物线为抛物线L的伴随抛物线,直线PM为L的伴随直线.

(1)请直接写出抛物线y=2x2-4x+1的伴随抛物线和伴随直线的解析式:

伴随抛物线的解析式________,

伴随直线的解析式________;

(2)若一条抛物线的伴随抛物线和伴随直线分别是y=-x2-3和y=-x-3,则这条抛物线的解析式是________;

(3)求抛物线L:y=ax2+bx+c(其中a、b、c都不等于0)的伴随抛物线和伴随直线的解析式;

(4)若抛物线L与x轴交于A(x1,0),B(x2,0)两点,x2>x1>0,它的伴随抛物线与x轴交于C、D两点,且AB=CD,请求出a、b、c应满足的条件.

答案:
解析:

  分析:由抛物线y=2x2-4x+1的顶点为(1,-1),与y轴的交点为(0,1),那么它的伴随抛物线的顶点为(0,1),且过点(1,-1).

  由于顶点在y轴上,因此可设伴随抛物线解析式为y=ax2+1,再把(1,-1)代入,可求得a=-2,所以求得伴随抛物线为y=-2x2+1.

  伴随直线是过(0,1),(1,-1)两点的直线,设直线解析式为y=px+q,则

  解得

  所以伴随抛物线为y=-2x+1.

  (2)若已知一条抛物线的伴随抛物线与伴随直线分别为y=-x2-3与y=-x-3,而它们在y轴的交点(0,-3)是原抛物线上的点,这两条图像的另一个交点是原抛物线的顶点,为了求这两个图像的交点,可解方程组

  解得

  而(0,-3)就是两个图像在y轴上的交点,则另一点(1,-4)就是原抛物线的顶点.

  设抛物线的解析式为y=m(x-1)2-4,把(0,3)代入,m=1,所以y=(x-1)2-4=x2-2x-3.

  (3)求抛物线y=ax2+bx+c(其中a、b、c都不为0)的伴随抛物线与伴随直线解析式的一般形式,由定义可知,伴随抛物线的顶点是(0,c),设它的解析式为y=mx2+c(m≠0)(对称轴为y轴b=0).

  ∵抛物线过原抛物线的顶点P(-,).

  ∴=m·(-)2+c,解得m=-a.

  ∴伴随抛物线的解析式为y=-ax2+c.

  设伴随直线解析式为y=kx+c.

  ∵P(-,)在此直线上,∴=-k+c,k=,

  ∴伴随直线的解析式为y=x+c.

  (4)由x2>x1>0,且AB=CD,则可用a、b、c表示出AB、CD的长.

  ∵抛物线L与x轴有两个交点,∴Δ1=b2-4ac>0,∴b2>4ac.

  ∵x2>x1>0,∴x1+x2=->0,x1x2=>0,

  ∴ad<0,ac>0.

  对于伴随抛物线y=-ax2+c,有Δ2=02-(-4ac)=4ac>0,

  由-ax2+c=0,得x=±,∴C(-,0),D(,0),

  ∴CD=2.

  又AB=x2-x1====.

  由AB=CD,得=2,整理得b2=8ac.

  综上所述b2>4ac,ab<0,ac>0,b2=8ac.

  所以a、b、c应满足的条件为b2=8ac且ab<0(或bc>0).


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