Karinoya 学习室

高中 · 高中数学 定期考试实验室

二次函数

可以用简体中文阅读题目和解说。讲义(解说文章)仅有日文版。

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第1题 | 顶点

y=x²−4x+1 的图象的顶点是哪一个。

  1. (−2, −3)
  2. (2, −3)
  3. (2, 1)
  4. (2, 5)
正确答案B. (2, −3)

由 y=(x−2)²−4+1=(x−2)²−3 得顶点 (2, −3)。(x−2)² 的顶点横坐标是 +2(符号相反)。(2, 1) 是忘记减 4 的错误,(2, 5) 是把 −4 误当成 +4 的错误。

第2题 | 顶点

y=x²+6x+5 的图象的顶点是哪一个。

  1. (−3, 5)
  2. (3, −4)
  3. (−3, −4)
  4. (3, 4)
正确答案C. (−3, −4)

y=(x+3)²−9+5=(x+3)²−4。因为 (x+3)²=(x−(−3))²,所以顶点横坐标是 −3,顶点为 (−3, −4)。(3, −4) 是符号看错,(−3, 5) 是漏掉 −9 的错误。

第3题 | 配方

把 y=2x²−8x+3 配方后的结果是哪一个。

  1. y=2(x+2)²−5
  2. y=2(x−2)²−5
  3. y=2(x−4)²−29
  4. y=2(x−2)²−1
正确答案B. y=2(x−2)²−5

2(x²−4x)+3=2{(x−2)²−4}+3=2(x−2)²−8+3=2(x−2)²−5。−1 是把 −4 移到括号外时忘记乘系数 2 的错误(−4+3=−1)。展开后检验能否还原成 2x²−8x+3 即可。

第4题 | 对称轴

y=x²+2x 的图象的对称轴是哪一个。

  1. 直线 x=1
  2. 直线 x=−2
  3. 直线 x=2
  4. 直线 x=−1
正确答案D. 直线 x=−1

由 y=(x+1)²−1 得对称轴是直线 x=−1。把 x 的系数的一半变号(2 的一半是 1,变号得 −1),就是对称轴的位置。x=1 是符号错误,x=−2 是忘记取一半的错误。

第5题 | 开口向下时的顶点

y=−x²+4x−1 的图象的顶点是哪一个。

  1. (2, −5)
  2. (−2, 3)
  3. (2, −3)
  4. (2, 3)
正确答案D. (2, 3)

−(x²−4x)−1=−{(x−2)²−4}−1=−(x−2)²+4−1=−(x−2)²+3,所以顶点是 (2, 3)。(2, −5) 是 −4 的符号处理出错、写成 −4−1 的错误。去掉用 −1 提出的括号时要注意符号。

第6题 | 平移

把 y=x² 的图象沿 x 轴方向平移 3、沿 y 轴方向平移 −2 后,所得抛物线的表达式是哪一个。

  1. y=(x−3)²−2
  2. y=(x+3)²+2
  3. y=(x−3)²+2
  4. y=(x+3)²−2
正确答案A. y=(x−3)²−2

沿 x 方向平移 p 时,式中变成 x→x−p,所以平移 +3 对应 (x−3)²。y 方向是 −2,最后加上 −2。平移量与式中的符号相反是平移的要点,(x+3)² 是忘记符号反转的错误。

第7题 | 平移

把 y=2x² 的图象沿 x 轴方向平移 −1、沿 y 轴方向平移 4 后,所得抛物线的表达式是哪一个。

  1. y=2(x+1)²−4
  2. y=2(x+1)²+4
  3. y=2(x−1)²+4
  4. y=2(x−1)²−4
正确答案B. y=2(x+1)²+4

沿 x 方向平移 −1 对应 x→x−(−1)=x+1,所以是 2(x+1)²,y 方向是 +4,最后加 +4。用顶点检验,(0,0)→(−1,4),与 y=2(x+1)²+4 的顶点 (−1,4) 一致。

第8题 | 对称变换

把 y=x²−2x+3 的图象关于 x 轴作对称变换后,所得抛物线的表达式是哪一个。

  1. y=−x²+2x−3
  2. y=x²+2x+3
  3. y=−x²+2x+3
  4. y=−x²−2x−3
正确答案A. y=−x²+2x−3

关于 x 轴对称就是把 y 换成 −y,得 y=−(x²−2x+3)=−x²+2x−3。所有项的符号都改变。y=x²+2x+3 是关于 y 轴对称(x→−x)的结果,容易混淆。

第9题 | 关于原点对称

把 y=x²−4x+5 的图象关于原点作对称变换后,所得抛物线的表达式是哪一个。

  1. y=x²+4x+5
  2. y=−x²−4x+5
  3. y=−x²−4x−5
  4. y=−x²+4x−5
正确答案C. y=−x²−4x−5

关于原点对称就是 x→−x 且 y→−y。由 −y=(−x)²−4(−x)+5=x²+4x+5 得 y=−x²−4x−5。y=−x²+4x−5 只做了关于 x 轴的对称,y=x²+4x+5 只做了关于 y 轴的对称,都是漏掉一个替换的错误。

第10题 | 确定表达式

顶点为 (1, 2)、且经过点 (0, 4) 的抛物线的表达式是哪一个。

  1. y=(x−1)²+2
  2. y=2(x+1)²+2
  3. y=−2(x−1)²+2
  4. y=2(x−1)²+2
正确答案D. y=2(x−1)²+2

设顶点式 y=a(x−1)²+2,代入 (0, 4) 得 a+2=4,所以 a=2。y=2(x+1)²+2 虽然也过点 (0, 4),但顶点是 (−1, 2),不符合条件。y=(x−1)²+2 在 x=0 时为 3,并不经过该点。

第11题 | 最小值

y=x²−2x+3 的最小值是哪一个。

  1. −2(x=1 时)
  2. 1(x=2 时)
  3. 3(x=0 时)
  4. 2(x=1 时)
正确答案D. 2(x=1 时)

由 y=(x−1)²+2 知开口向上,顶点为 (1, 2)。最小值是 x=1 时的 2。没有定义域限制时,最小值就是顶点的纵坐标。3 是代入 x=0 得到的值,并不是最小值。

第12题 | 最大值

y=−x²+4x 的最大值是哪一个。

  1. 4(x=2 时)
  2. −4(x=2 时)
  3. 0(x=0 时)
  4. 2(x=4 时)
正确答案A. 4(x=2 时)

由 y=−(x−2)²+4 知开口向下,顶点为 (2, 4)。最大值是 x=2 时的 4。开口向下的图象在顶点处取最大值(没有最小值)。符号弄错会得到 −4,但代入 x=2 可得 −4+8=4,据此可以确认。

第13题 | 顶点式

y=2(x−3)²+1 的最小值是哪一个。

  1. 3(x=1 时)
  2. 1(x=3 时)
  3. −1(x=3 时)
  4. 19(x=0 时)
正确答案B. 1(x=3 时)

它已经是顶点式,顶点为 (3, 1)。a=2>0,开口向上,所以最小值是 x=3 时的 1。不要把顶点坐标 (3, 1) 的读法(x=3、最小值 1)弄反。19 是 x=0 处的值。

第14题 | 带定义域

y=(x−1)²+2(0≦x≦3)的最大值是哪一个。

  1. 6(x=3 时)
  2. 2(x=1 时)
  3. 18(x=3 时)
  4. 3(x=0 时)
正确答案A. 6(x=3 时)

对称轴 x=1 在定义域内,所以最大值在离轴较远的那个端点 x=3 处取得。f(3)=(3−1)²+2=4+2=6。2 是最小值(顶点)。18 是把符号弄错、按 (3+1)² 计算的错误。

第15题 | 轴在区间右侧之外

y=x²−4x+1(0≦x≦1)的最小值是哪一个。

  1. 0(x=1 时)
  2. −2(x=1 时)
  3. −3(x=2 时)
  4. 1(x=0 时)
正确答案B. −2(x=1 时)

对称轴 x=2 在定义域 0≦x≦1 的右侧之外,所以在区间内单调递减。最小值在右端点 x=1 处,f(1)=1−4+1=−2。−3 是顶点的纵坐标,但 x=2 在定义域之外,取不到。忽略定义域直接用顶点作答是典型错误。

第16题 | 最大值与最小值的组合

y=−x²+2x+2(0≦x≦3)的最大值与最小值的组合是哪一个。

  1. 最大值 3、最小值 0
  2. 最大值 3、最小值 2
  3. 最大值 2、最小值 −1
  4. 最大值 3、最小值 −1
正确答案D. 最大值 3、最小值 −1

y=−(x−1)²+3。开口向下且对称轴 x=1 在定义域内,所以最大值在顶点处 f(1)=3。最小值在离轴较远的端点 x=3 处,f(3)=−9+6+2=−1。f(0)=2 也是端点的值,但 x=3 离轴更远,值更小。

第17题 | 轴在区间左侧之外

y=x²−6x+10(4≦x≦6)的最小值是哪一个。

  1. 5(x=5 时)
  2. 10(x=6 时)
  3. 2(x=4 时)
  4. 1(x=3 时)
正确答案C. 2(x=4 时)

对称轴 x=3 在定义域 4≦x≦6 的左侧之外,所以在区间内单调递增。最小值在左端点 x=4 处,f(4)=16−24+10=2。1 是顶点处的值,但 x=3 在定义域之外。最大值则是右端点 x=6 处的 10。

第18题 | 轴会移动

设 a>2。y=x²−2ax(0≦x≦2)的最小值是哪一个。

  1. −a²(x=a 时)
  2. 0(x=0 时)
  3. 4−4a(x=2 时)
  4. 4−2a(x=2 时)
正确答案C. 4−4a(x=2 时)

由 a>2 知对称轴 x=a 在定义域的右侧之外。区间内单调递减,所以最小值在右端点 x=2 处,f(2)=4−4a。−a² 是顶点处的值,但 x=a 在定义域之外,取不到。例如 a=3 时 f(2)=−8,与 4−4×3=−8 一致。

第19题 | 由最大值反推

y=x²−2x+c(0≦x≦3)的最大值为 7 时,常数 c 的值是哪一个。

  1. c=−8
  2. c=7
  3. c=4
  4. c=8
正确答案C. c=4

离对称轴 x=1 较远的端点是 x=3,所以最大值是 f(3)=9−6+c=3+c。由 3+c=7 得 c=4。c=7 是误把最大值当成 f(0)=c 的错误,c=8 是把最小值 f(1)=c−1 当成 7 的错误。c=4 时可以验证 f(3)=7。

第20题 | 换元

y=(x²−2x)²−4(x²−2x)+1 的最小值是哪一个。

  1. −3
  2. 6
  3. 1
  4. −4
正确答案A. −3

令 t=x²−2x,则 t=(x−1)²−1≧−1。y=t²−4t+1=(t−2)²−3,而 t=2 在 t≧−1 的范围内,所以最小值是 −3(此时 t=2,即 x²−2x=2)。在 t 的范围端点 t=−1 处 y=6,但那不是最小值。换元后一定不要忘记确认 t 的取值范围。

第21题 | 用因式分解求解

一元二次方程 x²−5x+6=0 的解是哪一个。

  1. x=2, 3
  2. x=−1, −6
  3. x=1, 6
  4. x=−2, −3
正确答案A. x=2, 3

由 (x−2)(x−3)=0 得 x=2, 3。相乘得 +6、相加得 −5 的 2 个数是 −2 与 −3,所以因式是 (x−2)(x−3),解的符号反过来,为 2 和 3。把解写成 −2, −3 是把因式中的符号与解的符号弄反的错误。

第22题 | 求根公式

一元二次方程 x²−2x−1=0 的解是哪一个。

  1. x=1±√2
  2. x=1±√3
  3. x=2±2√2
  4. x=−1±√2
正确答案A. x=1±√2

用求根公式得 x=(2±√(4+4))/2=(2±2√2)/2=1±√2。2±2√2 是最后忘了除以 2 的错误。要仔细完成 √8=2√2 的化简与约分。把 x=1+√2 代入可得 (1+√2)²−2(1+√2)−1=0,据此可以验证。

第23题 | 用十字相乘法求解

一元二次方程 2x²+3x−2=0 的解是哪一个。

  1. x=−1/2, 2
  2. x=−1/2, −2
  3. x=1, −2
  4. x=1/2, −2
正确答案D. x=1/2, −2

用十字相乘法得 (2x−1)(x+2)=0。由 2x−1=0 得 x=1/2,由 x+2=0 得 x=−2。注意因式 (x+2) 对应的解是 −2,符号相反。x=−1/2, 2 是把两个解的符号都弄反的错误。

第24题 | 有重根的条件

一元二次方程 x²+4x+k=0 有重根时,常数 k 的值是哪一个。

  1. k=−4
  2. k=2
  3. k=4
  4. k=16
正确答案C. k=4

有重根的条件是 D=0。由 D=16−4k=0 得 k=4。此时 x²+4x+4=(x+2)²=0,重根为 x=−2。k=16 是把判别式误写成 D=16−k、忘记乘 4 的错误。

第25题 | 有两个实数解的条件

一元二次方程 x²−3x+k=0 有两个不同的实数解时,常数 k 的取值范围是哪一个。

  1. k>−9/4
  2. k>9/4
  3. k<9/4
  4. k≦9/4
正确答案C. k<9/4

条件是 D>0。由 D=9−4k>0 得 4k<9,即 k<9/4。取等号(k=9/4)时是重根,所以不包含。k>−9/4 是把判别式误算成 D=9+4k、符号出错时出现的形式。

第26题 | 公共点的个数

抛物线 y=x²−4x+5 与 x 轴的公共点有多少个。

  1. 0个
  2. 3个
  3. 1个
  4. 2个
正确答案A. 0个

x²−4x+5=0 的判别式是 D=16−20=−4<0,没有实数解,所以公共点是 0 个。从图象看,顶点 (2, 1) 在 x 轴上方,且开口向上,整条曲线都浮在 x 轴之上。抛物线与 x 轴的公共点不可能有 3 个。

第27题 | 公共点的坐标

抛物线 y=x²+2x−3 与 x 轴的公共点的横坐标是哪一个。

  1. x=3, −1
  2. x=1, 3
  3. x=−1, −3
  4. x=−3, 1
正确答案D. x=−3, 1

令 y=0,解 x²+2x−3=0。由 (x+3)(x−1)=0 得 x=−3, 1。相乘得 −3、相加得 +2 的 2 个数是 +3 与 −1,而因式 (x+3) 对应的解是 −3。x=3, −1 是把符号弄反的错误。

第28题 | 相切的条件

抛物线 y=x²−2kx+k+2 与 x 轴相切时,常数 k 的值是哪一个。

  1. k=1, −2
  2. k=−1, −2
  3. k=1, 2
  4. k=−1, 2
正确答案D. k=−1, 2

相切的条件是 D=0。由 D/4=k²−(k+2)=k²−k−2=(k−2)(k+1)=0 得 k=2, −1。k=2 时为 x²−4x+4=(x−2)²,k=−1 时为 x²+2x+1=(x+1)²,两种情形确实都相切。

第29题 | 抛物线与直线

抛物线 y=x²+1 与直线 y=2x+4 的公共点的横坐标是哪一个。

  1. x=1, 3
  2. x=−1, 3
  3. 没有公共点
  4. x=1, −3
正确答案B. x=−1, 3

消去 y 得 x²+1=2x+4,整理得 x²−2x−3=0。由 (x−3)(x+1)=0 得 x=−1, 3。判别式 D=4+12=16>0,所以确实有 2 个公共点。移项时要注意符号错误。

第30题 | 有实数解的条件

一元二次方程 x²−2(a+1)x+4=0 有实数解时,常数 a 的取值范围是哪一个。

  1. a≧1
  2. a≦−3 或 a≧1
  3. −3≦a≦1
  4. a≦−1 或 a≧3
正确答案B. a≦−3 或 a≧1

条件是 D≧0。由 D/4=(a+1)²−4≧0 得 (a+1)²≧4,即 a+1≦−2 或 a+1≧2。所以 a≦−3 或 a≧1。−3≦a≦1 是把不等号方向弄反、写成中间区间的错误。重根也是实数解,所以要含等号。

第31题 | 一元二次不等式

一元二次不等式 x²−5x+6<0 的解是哪一个。

  1. 2<x<3
  2. x<3
  3. x<2 或 x>3
  4. −3<x<−2
正确答案A. 2<x<3

x²−5x+6=0 的解是 x=2, 3。开口向上的图象位于 x 轴下方的部分在两根之间,所以解是 2<x<3。答成两侧是与 >0 的情形混淆。代入 x=2.5 得 6.25−12.5+6=−0.25<0 成立,可见中间才对。

第32题 | 一元二次不等式

一元二次不等式 x²−x−6>0 的解是哪一个。

  1. x>3
  2. x<−3 或 x>2
  3. x<−2 或 x>3
  4. −2<x<3
正确答案C. x<−2 或 x>3

x²−x−6=(x+2)(x−3)=0 的解是 x=−2, 3。>0 表示图象在 x 轴上方,即在两根之外,所以 x<−2 或 x>3。−2<x<3 是中间部分,对应 <0 的解。因式 (x+2) 给出的解是 −2,也要注意符号别弄反。

第33题 | 一元二次不等式

一元二次不等式 x²−4≦0 的解是哪一个。

  1. −2<x<2
  2. −2≦x≦2
  3. x≦−2 或 x≧2
  4. x≦2
正确答案B. −2≦x≦2

x²−4=(x+2)(x−2)=0 的解是 x=±2。≦0 取中间部分,且带等号,所以端点也包含,为 −2≦x≦2。−2<x<2 是漏掉等号的错误。x=±2 时左边为 0,满足 ≦0,所以端点要包含。

第34题 | 十字相乘型

一元二次不等式 2x²−5x+2<0 的解是哪一个。

  1. −2<x<−1/2
  2. 1/2<x<2
  3. 1/2≦x≦2
  4. x<1/2 或 x>2
正确答案B. 1/2<x<2

用十字相乘法得 2x²−5x+2=(2x−1)(x−2)=0,解是 x=1/2, 2。<0(不带等号)取中间部分,为 1/2<x<2。代入 x=1 得 2−5+2=−1<0 成立,可以确认是中间部分。

第35题 | D=0 型

一元二次不等式 x²−6x+9>0 的解是哪一个。

  1. 一个实数解也没有
  2. 除 3 以外的所有实数
  3. x>3
  4. 所有实数
正确答案B. 除 3 以外的所有实数

x²−6x+9=(x−3)²,图象在 x=3 处与 x 轴相切。(x−3)² 只在 x=3 时为 0,其余都为正。所以解是除 3 以外的所有实数。答成所有实数就会混入 x=3(此时左边为 0)。

第36题 | D<0 型

一元二次不等式 x²+2x+3>0 的解是哪一个。

  1. −1<x<3
  2. 无解
  3. x>−1
  4. 所有实数
正确答案D. 所有实数

D=4−12=−8<0,开口向上的图象与 x 轴没有公共点,始终在上方。所以解是所有实数。配方成 y=(x+1)²+2≧2>0 也可以确认。看到 D<0 就机械地答无解,是与 <0 型不等式的混淆。

第37题 | 二次项系数为负

一元二次不等式 −x²+4x−3≧0 的解是哪一个。

  1. x≦1 或 x≧3
  2. 1≦x≦3
  3. 1<x<3
  4. −3≦x≦−1
正确答案B. 1≦x≦3

两边乘 −1 并把不等号方向反过来,得 x²−4x+3≦0。(x−1)(x−3)=0 的解是 x=1, 3,而 ≦0 取中间部分,所以是 1≦x≦3。乘了 −1 却忘记改变方向,就会答成两侧。代入 x=2 得 −4+8−3=1≧0 成立,也说明是中间部分。

第38题 | 端点是无理数

一元二次不等式 x²−2x−2<0 的解是哪一个。

  1. x<1−√3 或 x>1+√3
  2. 1−√2<x<1+√2
  3. −1−√3<x<−1+√3
  4. 1−√3<x<1+√3
正确答案D. 1−√3<x<1+√3

用求根公式解 x²−2x−2=0 得 x=(2±√12)/2=1±√3。<0 取中间部分,所以是 1−√3<x<1+√3。端点是无理数时做法完全一样,关键是正确完成 √12=2√3 的化简与约分。

第39题 | 恒成立

对所有实数 x 都有 x²+2kx+k+6>0 成立时,常数 k 的取值范围是哪一个。

  1. −3<k<2
  2. −2<k<3
  3. k<−2 或 k>3
  4. k<3
正确答案B. −2<k<3

开口向上的抛物线始终位于 x 轴上方的条件是 D<0。由 D/4=k²−(k+6)=k²−k−6=(k−3)(k+2)<0 得 −2<k<3。取两侧则是 D>0(与 x 轴交于 2 点),情形正好相反。k=3 时相切,x=−3 处取到 0,>0 就不成立,所以端点不含。

第40题 | 二次不等式组

同时满足不等式组 x²−4x−5≦0、x²−2x>0 的整数 x 有多少个。

  1. 5个
  2. 4个
  3. 3个
  4. 6个
正确答案B. 4个

前者由 (x−5)(x+1)≦0 得 −1≦x≦5。后者由 x(x−2)>0 得 x<0 或 x>2。公共部分是 −1≦x<0 与 2<x≦5,其中的整数是 −1, 3, 4, 5,共 4 个。0 与 2 不满足后者(左边为 0,不满足 >0),不能计入。

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