已知关于 $x$ 的一元二次方程 ${x^2}+2x+\dfrac{k-1}{2} = 0$ 有两个不相等的实数根,$k$ 为正整数.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    代几综合
    >
    函数与线段
  • 题型
    >
    代数部分
    >
    函数
    >
    函数图象的公共点
  1. 当此方程有一根为零时,直线 $y=x+2$ 与关于 $x$ 的二次函数 $y={x^2} + 2x + \dfrac{k - 1}{2}$ 的图象交于 $A,B$ 两点,若 $M$ 是线段 $AB$ 上的一个动点,过点 $ M $ 作 $MN\perp x$ 轴,交二次函数的图象于点 $N$,求线段 $MN$ 的最大值及此时点 $M$ 的坐标;
    标注
    • 题型
      >
      代几综合
      >
      函数与线段
    答案
    当 $m=-\dfrac 12$ 时,$MN$ 的长度最大值为 $\dfrac 94$,此时点 $M$ 的坐标为 $\left(-\dfrac 12,\dfrac 32\right)$
    解析
    因为关于 $x$ 的一元二次方程 $x^2+2x+\dfrac {k-1}{2}=0$ 有两个不相等的实数根,
    所以 $ \Delta =b^2-4ac=4-4\times \dfrac {k-1}{2}>0$,
    所以 $ k-1<2$,
    所以 $ k<3$.
    因为 $ k$ 为正整数,
    所以 $ k$ 的值是 $1$,$2$.把 $x=0$ 代入方程 $x^2+2x+\dfrac {k-1}{2}=0$ 得 $k=1,$ 此时二次函数为 $y=x^2+2x$,
    此时直线 $y=x+2$ 与二次函数 $y=x^2+2x$ 的交点为 $A\left(-2,0\right)$,$B\left(1,3\right)$,
    由题意可设 $M\left(m,m+2\right)$,其中 $-2<m<1$,则 $N\left(m,m^2+2m\right)$,
    $\begin{split}MN&=m+2-\left(m^2+2m\right) \\&=-m^2-m+2\\&=-\left(m+\dfrac 12\right)^2+\dfrac 94,\end{split}$
    所以当 $m=-\dfrac 12$ 时,$MN$ 的长度最大值为 $\dfrac 94$,此时点 $M$ 的坐标为 $\left(-\dfrac 12,\dfrac 32\right)$.
  2. 将 $(1)$ 中的二次函数图象 $ x $ 轴下方的部分沿 $x$ 轴翻折到 $x$ 轴上方,图象的其余部分保持不变,翻折后的图象与原图象 $x$ 轴上方的部分组成一个“$ W $”形状的新图象,若直线 $y=\dfrac{1}{2}x+b$ 与该新图象恰好有三个公共点,求 $b$ 的值.
    标注
    • 题型
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      代数部分
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      函数
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      函数图象的公共点
    答案
    $b=1$ 或 $b=\dfrac {25}{16}$
    解析
    当 $y=\dfrac 12x+b$ 过点 $A$ 时,直线与新图象有 $3$ 个公共点(如图所示).把 $A\left(-2,0\right)$ 代入 $y=\dfrac 12x+b$ 得 $b=1$;
    当 $y=\dfrac 12x+b$ 与新图象的封闭部分有一个公共点时,直线与新图象有 $3$ 个公共点,
    由于新图象的封闭部分与原图象的封闭部分关于 $x$ 轴对称,
    所以其解析式为 $y=-x^2-2x$,
    所以 $ \begin{cases} y=\dfrac 12x+b, \\ y=-x^2-2x\end{cases}$ 有一组解,此时 $-x^2-\dfrac 52x-b=0$ 有两个相等的实数根,
    则 $\left(\dfrac 52\right)^2-4b=0$,
    所以 $b=\dfrac {25}{16}$,
    综上所述,$b=1$ 或 $b=\dfrac {25}{16}$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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