在平面直角坐标系中,如果点PP的横坐标与纵坐标相等,则称点PP为和谐点,例如:点P(1,1)P(1,1)、(−2,−2)(-2,-2)、(0.5,0.5)(0.5,0.5)…,都是和谐点,若二次函数y=ax2+7x+c(a≠0)y=ax^{2}+7x+c(a≠0)的图象上有且只有一个和谐点(−1,−1)(-1,-1),则此二次函数的解析式为()(\quad)
A. y=3x2+7x+3y=3x^{2}+7x+3
B. y=2x2+7x+4y=2x^{2}+7x+4
C. y=x2+7x+5y=x^{2}+7x+5
D. y=4x2+7x+2y=4x^{2}+7x+2

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完整解法

1. 根据和谐点的定义,将问题转化为二次函数与直线 $y=x$ 的交点问题,并得出关于 $a$ 和 $c$ 的第一组关系式。

由题意,若点 P(x,y)P(x,y) 为“和谐点”,则其横坐标与纵坐标相等,即满足 y=xy=x。
因为二次函数 y=ax2+7x+c(a≠0)y=ax^{2}+7x+c(a \neq 0) 的图象上有且只有一个和谐点,
说明该二次函数图象与直线 y=xy=x 有且只有一个交点。
联立两方程:
ax2+7x+c=xax^2 + 7x + c = x
整理得:
ax2+6x+c=0ax^2 + 6x + c = 0
由于 a≠0a \neq 0 且该方程有且仅有一个实数根,其判别式 Δ\Delta 必须为 00:
Δ=62−4ac=0  ⟹  ac=9\Delta = 6^2 - 4ac = 0 \implies ac = 9

2. 利用已知和谐点 $(-1, -1)$ 在函数图象上,求得 $a$ 与 $c$ 的第二组关系式。

因为函数图象上的唯一和谐点为 (−1,−1)(-1, -1),说明该点在二次函数图象上。
将 x=−1x=-1, y=−1y=-1 代入二次函数解析式 y=ax2+7x+cy=ax^2+7x+c 得:
−1=a⋅(−1)2+7⋅(−1)+c-1 = a \cdot (-1)^2 + 7 \cdot (-1) + c
整理得:
a+c=6a + c = 6

3. 联立方程组求出 $a$ 和 $c$ 的值,确定二次函数的解析式并选出正确选项。

联立得到的方程组:
{ac=9a+c=6\begin{cases} ac = 9 \\ a + c = 6 \end{cases}
由 a+c=6a+c=6 可得 c=6−ac=6-a,代入 ac=9ac=9 中:
a(6−a)=9  ⟹  a2−6a+9=0  ⟹  (a−3)2=0a(6-a) = 9 \implies a^2 - 6a + 9 = 0 \implies (a-3)^2 = 0
解得:
a=3a = 3
进而求得:
c=6−3=3c = 6 - 3 = 3
因此,二次函数的解析式为 y=3x2+7x+3y = 3x^2 + 7x + 3。
对照选项,应选 A。

答案

A

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