问题详情:
若抛物线L:y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,abc≠0)与直线l都经过y轴上的一点P,且抛物线L的顶点Q在直线l上,则称此直线l与该抛物线L具有“一带一路”关系.此时,直线l叫做抛物线L的 “带线”,抛物线L叫做直线l的“路线”.
(1)若直线y=mx+1与抛物线y=x2﹣2x+n具有“一带一路”关系,求m,n的值;
(2)若某“路线”L的顶点在反比例函数y=的图象上,它的“带线”l的解析式为y=2x﹣4,求此“路线”L的解析式;
(3)当常数k满足≤k≤2时,求抛物线L:y=ax2+(3k2﹣2k+1)x+k的“带线”l与x轴,y轴所围成的三角形面积的取值范围.
【回答】
解:(1)令直线y=mx+1中x=0,则y=1,
即直线与y轴的交点为(0,1);
将(0,1)代入抛物线y=x2﹣2x+n中,
得n=1.
∵抛物线的解析式为y=x2﹣2x+1=(x﹣1)2,
∴抛物线的顶点坐标为(1,0).
将点(1,0)代入到直线y=mx+1中,
得:0=m+1,解得:m=﹣1.
答:m的值为﹣1,n的值为1.
(2)将y=2x﹣4代入到y=中有,
2x﹣4=,即2x2﹣4x﹣6=0,
解得:x1=﹣1,x2=3.
∴该“路线”L的顶点坐标为(﹣1,﹣6)或(3,2).
令“带线”l:y=2x﹣4中x=0,则y=﹣4,
∴“路线”L的图象过点(0,﹣4).
设该“路线”L的解析式为y=m(x+1)2﹣6或y=n(x﹣3)2+2,
由题意得:﹣4=m(0+1)2﹣6或﹣4=n(0﹣3)2+2,
解得:m=2,n=﹣.
∴此“路线”L的解析式为y=2(x+1)2﹣6或y=﹣(x﹣3)2+2.
(3)令抛物线L:y=ax2+(3k2﹣2k+1)x+k中x=0,则y=k,
即该抛物线与y轴的交点为(0,k).
抛物线L:y=ax2+(3k2﹣2k+1)x+k的顶点坐标为(﹣,),
设“带线”l的解析式为y=px+k,
∵点(﹣,)在y=px+k上,
∴=﹣p+k,
解得:p=.
∴“带线”l的解析式为y=x+k.
令“带线”l:y=x+k中y=0,则0=x+k,
解得:x=﹣.
即“带线”l与x轴的交点为(﹣,0),与y轴的交点为(0,k).
∴“带线”l与x轴,y轴所围成的三角形面积S=|﹣|×|k|,
∵≤k≤2,
∴≤≤2,
∴S===,
当=1时,S有最大值,最大值为;
当=2时,S有最小值,最小值为.
故抛物线L:y=ax2+(3k2﹣2k+1)x+k的“带线”l与x轴,y轴所围成的三角形面积的取值范围为≤S≤.
知识点:二次函数与一元二次方程
题型:综合题