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114學年鷺江國中第1次段考數學 第8題 詳解

二次函數圖形平移後交點關係 · 單選 · 題目出處:114 學年度第 2 學期第 1 次定期評量 數學科(新北市立鷺江國民中學)

題目
已知坐標平面上有二次函數 y=2(x5)2+6y=-2(x-5)^2+6 的圖形,且函數圖形與 xx 軸相交(a,0)(a,0)(b,0)(b,0)兩點,其中 a<ba<b。今將此函數圖形往下平移,平移後的函數圖形與 xx 軸相交於(c,0)(c,0)(d,0)(d,0)兩點,其中 c<dc<d,判斷下列敘述何者正確?(A) a+b>c+da+b>c+dba>dcb-a>d-c (B) a+b>c+da+b>c+dba<dcb-a<d-c (C) a+b=c+da+b=c+dba>dcb-a>d-c (D) a+b=c+da+b=c+dba<dcb-a<d-c

答案(C)看逐步解析 ↓

逐步解析

  1. 1

    先掌握原圖形的資訊

    y=2(x5)2+6y=-2(x-5)^2+6 的頂點是 (5,6)(5,6),對稱軸是直線 x=5x=5,因為 2<0-2<0 所以開口向下。令 y=0y=02(x5)2+6=0-2(x-5)^2+6=0,得 (x5)2=3(x-5)^2=3,所以 x=53x=5-\sqrt{3}x=5+3x=5+\sqrt{3}。也就是 a=53a=5-\sqrt{3}b=5+3b=5+\sqrt{3}
  2. 2

    往下平移不會改變對稱軸

    把圖形往下平移 tt 個單位(t>0t>0),新函數是 y=2(x5)2+6ty=-2(x-5)^2+6-t。括號裡完全沒有變動,所以對稱軸仍然是 x=5x=5,開口方向也還是向下。圖形與 xx 軸的兩個交點一定對稱於對稱軸,所以 a+b2=5\frac{a+b}{2}=5c+d2=5\frac{c+d}{2}=5,得 a+b=c+d=10a+b=c+d=10
  3. 3

    比較兩段交點的距離

    (x5)2=3(x-5)^2=3 可得 ba=23b-a=2\sqrt{3}。平移後令 y=0y=02(x5)2+6t=0-2(x-5)^2+6-t=0,得 (x5)2=6t2(x-5)^2=\frac{6-t}{2},所以 dc=26t2d-c=2\sqrt{\frac{6-t}{2}}。因為 t>0t>06t2<3\frac{6-t}{2}<3,開根號後也比較小,所以 dc<23=bad-c<2\sqrt{3}=b-a,也就是 ba>dcb-a>d-c
  4. 4

    用圖形再確認一次

    開口向下的拋物線,只有頂點附近高過 xx 軸的那一段才會切到 xx 軸。把整條曲線往下拉,露在 xx 軸上方的部分變窄變短,兩個交點自然向對稱軸靠攏。所以 a+b=c+da+b=c+dba>dcb-a>d-c。故選 (C)。
答案
(C)

關鍵觀念:#二次函數 #圖形平移 #與x軸交點

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常見卡點
最容易誤選 (D),也就是認定「往下移之後拋物線會切得更深,交點會拉得更開」。這個直覺其實來自開口向上的情形:開口向上時往下拉,交點確實會變遠。但這題開口向下,頂點是最高點,往下拉等於把露出 xx 軸的那一段削薄,交點反而往中間靠。另外要記得上下平移不會改變對稱軸,所以 a+ba+bc+dc+d 一定相等,這一半可以先確定下來。

還是卡住嗎?

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