已知变量 yy 与 (x−3)2(x - 3)^2 成正比例关系。当 x=1x = 1 时,y=12y = 12。
(1) 求 yy 与 xx 之间的函数表达式;
(2) 若点 (a,27)(a, 27) 在该函数的图像上,求常数 aa 的所有可能值;
(3) 变量 yy 与 xx 是否成正比例关系?请简要说明理由。

完整解法

(1)

1. 设出比例系数 $k$ 并列出关系式

因为 yy 与 (x−3)2(x - 3)^2 成正比例关系,设 y=k(x−3)2y = k(x - 3)^2,其中 k≠0k \neq 0。

2. 代入已知点求解 $k$ 并写出函数表达式

将 x=1x = 1,y=12y = 12 代入式中:
12=k(1−3)212 = k(1 - 3)^2
12=4k  ⟹  k=312 = 4k \implies k = 3
所以 yy 与 xx 之间的函数表达式为 y=3(x−3)2y = 3(x - 3)^2。

答案

y=3(x−3)2y = 3(x - 3)^2(或 y=3x2−18x+27y = 3x^2 - 18x + 27)

(2)

1. 将点 $(a, 27)$ 代入表达式并整理方程

将 x=ax = a,y=27y = 27 代入 y=3(x−3)2y = 3(x - 3)^2 中:
27=3(a−3)227 = 3(a - 3)^2
(a−3)2=9(a - 3)^2 = 9

2. 解方程求出 $a$ 的所有可能值

两边开平方得:
a−3=±3a - 3 = \pm 3
当 a−3=3a - 3 = 3 时,a=6a = 6;
当 a−3=−3a - 3 = -3 时,a=0a = 0。
所以 aa 的可能值为 00 或 66。

答案

a=0a = 0 或 a=6a = 6

(3)

1. 根据正比例定义给出明确结论与合理解释

变量 yy 与 xx 不成正比例关系。
理由:
若 yy 与 xx 成正比例,则两变量的比值 yx\dfrac{y}{x} 应为非零常数(即形如 y=kxy = kx,k≠0k \neq 0)。
由于 y=3(x−3)2=3x2−18x+27y = 3(x - 3)^2 = 3x^2 - 18x + 27,可知 yx=3x−18+27x\dfrac{y}{x} = 3x - 18 + \dfrac{27}{x} 随 xx 的变化而改变,不是常数(或者注意当 x=0x = 0 时 y=27≠0y = 27 \neq 0,其图像不经过原点)。
因此,yy 与 xx 不成正比例关系。

答案

不成正比例关系。理由:因为 y=3(x−3)2=3x2−18x+27y = 3(x - 3)^2 = 3x^2 - 18x + 27,比值 yx=3x−18+27x\dfrac{y}{x} = 3x - 18 + \dfrac{27}{x} 不是定值(且当 x=0x=0 时 y=27≠0y=27 \neq 0,不经过原点)。

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