二次函数 $y=\dfrac 13x^2-\dfrac 23x-1$ 的图象与 $y$ 轴交点为 $A$,过 $A$ 作直线 $l\parallel x$ 轴,将抛物线在 $y$ 轴左侧部分沿直线 $l$ 翻折,其余部分保持不变,得到一个新图象,直线 $y=\dfrac 13x+b$ 与新图象只有一个公共点 $P\left(x_0,y_0\right)$,且 $y_0\leqslant 7$,求 $b$ 的取值范围.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    代数部分
    >
    函数
    >
    函数图象的公共点
【答案】
当 $-1<b\leqslant 5$ 或 $b<{-\dfrac 74}$ 时,直线与新图象只有一个公共点
【解析】
如图,当 $y=\dfrac 13x+b$ 经过 $\left(0,-1\right)$ 时,与新图象有两个交点;当直线与原抛物线只有一个交点时,则与新图象有两个交点.将 $\left(0,-1\right)$ 代入 $y=\dfrac 13x+b$,得 $b=-1$,
因为 $y_0\leqslant7$,所以 $\dfrac 13x^2-\dfrac 23x-1=7$ 时,
解得 $x_1=6$,$x_2=-4$.
将 $\left(6,7\right)$ 代入直线 $y=\dfrac 13x+b$,得 $b=5$,所以 $-1<b\leqslant 5$.
因为 $\dfrac 13x^2-\dfrac 23x-1=\dfrac 13x+b$,
所以 $\Delta=9+4\left(3+3b\right)=0$,即 $b=-\dfrac 74$.
综上可得,当 $-1<b\leqslant 5$ 或 $b<{-\dfrac 74}$ 时,直线与新图象只有一个公共点.
答案 解析 备注
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