资源描述
兰州市师大附中中考数学二次函数和几何综合专题
一、二次函数压轴题
1.探究:已知二次函数y=ax2﹣2x+3经过点A(﹣3,0).
(1)求该函数的表达式;
(2)如图所示,点P是抛物线上在第二象限内的一个动点,且点P的横坐标为t,连接AC,PA,PC.
①求△ACP的面积S关于t的函数关系式;
②求△ACP的面积的最大值,并求出此时点P的坐标.
拓展:在平面直角坐标系中,点M的坐标为(﹣1,3),N的坐标为(3,1),若抛物线y=ax2﹣2x+3(a<0)与线段MN有两个不同的交点,请直接写出a的取值范围.
2.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴相交于两点,点为抛物线的顶点.点为轴上的动点,将抛物线绕点旋转,得到新的抛物线,其中旋转后的对应点分别记为.
(1)若,求原抛物线的函数表达式;
(2)在(1)条件下,当四边形的面积为时,求的值;
(3)探究满足什么条件时,存在点,使得四边形为菱形?请说明理由.
3.如图,抛物线()交直线:于点,点两点,且过点,连接,.
(1)求此抛物线的表达式与顶点坐标;
(2)点是第四象限内抛物线上的一个动点,过点作轴,垂足为点,交于点.设点的横坐标为,试探究点在运动过程中,是否存在这样的点,使得以,,为顶点的三角形是等腰三角形.若存在,请求出此时点的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)若点在轴上,点在抛物线上,是否存在以点,,,为顶点的平行四边形?若存在,求点的坐标;若不存在,请说明理由.
4.在正方形ABCD中,AB=4cm,AC为对角线,AC上有一动点P,M是AB边的中点,连接PM、PB,设A、P两点间的距离为xcm,PM+PB长度为ycm.
小东根据学习函数的经验,对函数y随自变量x的变化而变化的规律进行了探究.下面是小东的探究过程,请补充完整:
(1)通过取点、画图、测量,得到了x与y的几组值,如表:
x/cm
0
1
2
3
4
5
y/cm
6.0
4.8
4.5
6.0
7.4
(说明:补全表格时相关数值保留一位小数)
(2)建立平面直角坐标系,描出以补全后的表中各对对应值为坐标的点,画出该函数的图象.
(3)结合画出的函数图象,解决问题:PM+PB的长度最小值约为______cm.
5.如图,在平面直角坐标系中,抛物线W1:y=x2+bx+c与x轴交于A(﹣4,0)、B两点,且过点C(0,﹣2).抛物线W2与抛物线W1关于原点对称,点C在W2上的对应点为C′.
(1)求抛物线W1的表达式;
(2)写出抛物线W2的表达式;
(3)若点P在抛物线W1上,试探究:在抛物线W2上是否存在点Q,使以C、C′、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,并且其面积等于24?若存在,求点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
6.如图,边长为5的正方形的两边在坐标轴上,以点为顶点的抛物线经过点,点是抛物线上第一象限内一点,过点作于点,点的坐标为.连接.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求的值;
(3)①在点运动过程中,当时,点的坐标为________;
②连接,在①的条件下,把沿轴平移(限定点在射线上),并使抛物线与的边始终有两个交点,探究点纵坐标的取值范围是多少?
7.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A(﹣,0),B(2,0)两点,与y轴交于点C(0,1).
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)如图1,点D为第一象限内抛物线上一点,连接AD,BC交于点E,求的最大值;
(3)如图2,连接AC,BC,过点O作直线l∥BC,点P,Q分别为直线l和抛物线上的点.试探究:在第四象限内是否存在这样的点P,使△BPQ∽△CAB.若存在,请直接写出所有符合条件的点P的坐标,若不存在,请说明理由.
8.如图,抛物线y=x2﹣2x﹣8与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,连接AC,BC.点P是第四象限内抛物线上的一个动点,点P的横坐标为m,过点P作PM⊥x轴,垂足为点M,PM交BC于点Q.
(1)求A,B,C三点的坐标;
(2)试探究在点P运动的过程中,是否存在这样的点Q,使得以A、C、Q为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,请求出此时点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
9.已知抛物线y=x2+bx+c的顶点为P,与y轴交于点A,与直线OP交于点B.
(1)如图1,若点P的横坐标为1,点B的坐标为(3,6),①试确定抛物线的解析式;②若当m≤x≤3时,y=x2+bx+c的最小值为2,最大值为6,求m的取值范围;
(2)在(1)的条件下,若M点是直线AB下方抛物线上的一点,且S△ABM≥3,求M点横坐标的取值范围;
(3)如图2,若点P在第一象限,且PA=PO,过点P作PD⊥x轴于点D,将抛物线y=x2+bx+c平移,平移后的抛物线经过点 A、D,与x轴的另一个交点为C,试探究四边形OABC的形状,并说明理由.
10.小云在学习过程中遇到一个函数.下面是小云对其探究的过程,请补充完整:
(1)当时,对于函数,即,当时,随的增大而 ,且;对于函数,当时,随的增大而 ,且;结合上述分析,进一步探究发现,对于函数,当时,随的增大而 .
(2)当时,对于函数,当时,与的几组对应值如下表:
0
1
2
3
0
1
综合上表,进一步探究发现,当时,随的增大而增大.在平面直角坐标系中,画出当时的函数的图象.
(3)过点(0,m)()作平行于轴的直线,结合(1)(2)的分析,解决问题:若直线与函数的图象有两个交点,则的最大值是 .
二、中考几何压轴题
11.如图1所示,边长为4的正方形与边长为的正方形的顶点重合,点在对角线上.
(问题发现)如图1所示,与的数量关系为________;
(类比探究)如图2所示,将正方形绕点旋转,旋转角为,请问此时上述结论是否还成立?如成立写出推理过程,如不成立,说明理由;
(拓展延伸)若点为的中点,且在正方形的旋转过程中,有点、、在一条直线上,直接写出此时线段的长度为________
12.如图1,已知,,点D在上,连接并延长交于点F,
(1)猜想:线段与的数量关系为_____;
(2)探究:若将图1的绕点B顺时针方向旋转,当小于时,得到图2,连接并延长交于点F,则(1)中的结论是否还成立?若成立,请证明;若不成立,请说明理由;
(3)拓展:图1中,过点E作,垂足为点G.当的大小发生变化,其它条件不变时,若,,直接写出的长.
13.如图(1),已知点在正方形的对角线上,垂足为点,垂足为点.
(1)证明与推断:
求证:四边形是正方形;
推断:的值为_ _;
(2)探究与证明:
将正方形绕点顺时针方向旋转角,如图(2)所示,试探究线段与之间的数量关系,并说明理由;
(3)拓展与运用:
若,正方形在绕点旋转过程中,当三点在一条直线上时,则 .
14.(1)问题探究:如图1所示,有公共顶点A的两个正方形ABCD和正方形AEFG.AE<AB,连接BE与DG,请判断线段BE与线段DG之间有怎样的数量关系和位置关系.并请说明理由.
(2)理解应用:如图2所示,有公共顶点A的两个正方形ABCD和正方形AEFG,AE<AB,AB=10,将正方形AEFG绕点A在平面内任意旋转,当∠ABE=15°,且点D、E、G三点在同一条直线上时,请直接写出AE的长 ;
(3)拓展应用:如图3所示,有公共顶点A的两个矩形ABCD和矩形AEFG,AD=4,AB=4,AG=4,AE=4,将矩形AEFG绕点A在平面内任意旋转,连接BD,DE,点M,N分别是BD,DE的中点,连接MN,当点D、E、G三点在同一条直线上时,请直接写出MN的长
15.(问题探究)
(1)如图1,△ABC和△DEC均为等腰直角三角形,∠ACB=∠DCE=90°,点B,D,E在同一直线上,连接AD,BD.
①请探究AD与BD之间的位置关系?并加以证明.
②若AC=BC=,DC=CE=,求线段AD的长.
(拓展延伸)
(2)如图2,△ABC和△DEC均为直角三角形,∠ACB=∠DCE=90°,AC=,BC=,CD=,CE=1.将△DCE绕点C在平面内顺时针旋转,设旋转角∠BCD为α(0°≤α<360°),作直线BD,连接AD,当点B,D,E在同一直线上时,画出图形,并求线段AD的长.
16.(1)问题探究:
如图1,△ABC,△ADE均为等边三角形,连接BD、CE,试探究线段BD与CE的数量关系,并说明理由.
(2)类比延伸
如图2,在Rt△ABC和Rt△ADE中,∠ACB=∠AED=90°,∠ABC=∠ADE=30°,连接BD,CE,试确定BD与CE的数量关系,并说明理由.
(3)拓展迁移
如图3,在四边形ABCD中,AC⊥BC,且AC=BC,CD=4,若将线段DA绕点D按逆时针方向旋转90°得到DA′,连接BA′,求线段BA′的长.
17.将抛物线y=ax2的图像(如图1)绕原点顺时针旋转90度后可得新的抛物线图像(如图2),记为C:y2=x.
(概念与理解)
将抛物线y1=4x2和y2=x2按上述方法操作后可得新的抛物线图像,记为:C1:_____________;C2:____________.
(猜想与证明)
在平面直角坐标系中,点M(x,0)在x轴正半轴上,过点M作平行于y轴的直线,分别交抛物线C1于点A、B,交抛物线C2于点C、D,如图3所示.
(1)填空:当x=1时,=______;当x=2时,=_______;
(2)猜想:对任意x(x>0)上述结论是否仍然成立?若成立,请证明你的猜想;若不成立,请说明理由.
(探究与应用)
①利用上面的结论,可得△AOB与△COD面积比为 ;
②若△AOB和△COD中有一个是直角三角形时,求△COD与△AOB面积之差;
(联想与拓展)
若抛物线C3:y2=mx、C4:y2=nx(0<m<n),M(k,0)在x轴正半轴上,如图所示,过点M作平行于y轴的直线,分别交抛物线C3于点A、B,交抛物线C4于点C、D.过点A作x轴的平行线交抛物线C4于点E,过点D作x轴的平行线交抛物线C3于点F.对于x轴上任取一点P,均有△PAE与△PDF面积的比值1:3,请直接写出m和n之间满足的等量关系是______.
18.(1)(操作)如图,请用尺规作图确定圆的圆心,保留作图痕迹,不要求写作法;
(2)(探究)如图,若(1)中的圆的半径为2,放入平面直角坐标系中,使它与轴,轴分别切于点和,点的坐标为,过点的直线与圆有唯一公共点(与不重合)时,求点的坐标;
(3)(拓展)如图3,点从点出发,以每秒1个单位的速度沿轴向点运动,同时,点从原点出发,以每秒1个单位的速度沿轴向上运动,设运动时间为(),过点,,三点的圆,交第一象限角平分线于点,当为何值时,有最小值,求出此时,并探索在变化过程中的值有变化吗?为什么?
19.如图:两个菱形与菱形的边在同一条直线上,边长分别为a和b,点C在上,点M为的中点.
(1)观察猜想:如图①,线段与线段的数量关系是______________.
(2)拓展探究:如图②,,将图①中的菱形绕点B顺时针旋转至图②位置,其他条件不变,连接,
①猜想线段与线段的数量关系,并说明理由.
②求出线段与所成的最小夹角.
(3)解决问题:如图③,若将题目中的菱形改为矩形,且,请直接写出线段与线段的数量关系.
20.已知:如图1所示将一块等腰三角板BMN放置与正方形ABCD的重合,连接AN、CM,E是AN的中点,连接BE.
(观察猜想)
(1)CM与BE的数量关系是________;CM与BE的位置关系是________;
(探究证明)
(2)如图2所示,把三角板BMN绕点B逆时针旋转,其他条件不变,线段CM与BE的关系是否仍然成立,并说明理由;
(拓展延伸)
(3)若旋转角,且,求的值.
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一、二次函数压轴题
1.探究:(1);(2)①,②的面积的最大值是,此时点的坐标为,拓展:.
【分析】
(1)由待定系数法易求解析式;
(2)过点作于点,交于点.设点的坐标为,由可得关于t的二次函数,进而可求最大值.
(3)根据抛物线与MN的位置关系可知当抛物线经过M点时,a取最大值.
【详解】
探究:(1)∵抛物线经过点,
∴,解得.
∴抛物线的表达式为.
(2)①过点作于点,交于点.
设直线的解析式为,
将、代入,
,解得:,
∴直线的解析式为.
∵点在抛物线上,点在直线上,
∴点的坐标为,点的坐标为,
∴ ,
∴ .
②∵,
∴当时,,
当时,.
∴的面积的最大值是,此时点的坐标为.
[拓展]:抛物线y=ax2−2x+3(a<0),当x=1时,y=a-2+3=a+1<3,故抛物线右边一定与MN有交点,
当x=-1,y=a+2+3=a+5,在M点或下方时,抛物线左边边一定与MN有交点,
即a+5≤3;
∴;
【点睛】
此题是二次函数综合题,主要考查了待定系数法,三角形面积的计算,极值的确定,关键是确定出抛物线解析式,难点是数形结合确定a点的求值范围.
2.B
解析:(1)(2);(3)时,存在点,使得四边形为菱形,理由见解析
【分析】
(1)因为,所以,将代入得关于b和c的二元一次方程组,解方程组得到b和c即可求得原抛物线的解析式;
(2)连接,延长与轴交于点,根据题(1)可求出点B、C的坐标,继而求出直线BC的解析式及点E的坐标,根据题意易知四边形是平行四边形,继而可知,由此可知ME=10,继而即可求解点M的坐标;
(3)如图,过点作轴于点,当平行四边形为菱形时,应有,故点在之间,继而可证根据相似三角形的性质可得代入数据即可求解.
【详解】
解:(1)∵,∴
将代入得:
解得:
∴原抛物线的函数表达式为:;
(2)连接,并延长与轴交于点,
二次函数的项点为
直线的解析式为:
抛物线绕点旋转
四边形是平行四边形,
(3)如图,过点作轴于点
当平行四边形为菱形时,应有,
故点在之间,
当时,
即
二次函数的顶点为
,
,
∴,
所以时,存在点,使得四边形为菱形.
【点睛】
本题考查二次函数的综合应用,涉及到平行四边形的性质、菱形的性质,难度较大,解题的关键是善于将函数问题转化为方程问题,善于利用几何图形的有关性质及二次函数的性质,注意挖掘题目中的隐藏条件.
3.A
解析:(1)顶点坐标为;(2)存在, ,;(3)或或.
【分析】
(1)根据一次函数解析式求出A、C两点的坐标,把A、B、C三点代入解析式求解即可求的解析式,然后把解析式化为顶点式可求得结果.
(2)先求出BC所在直线的解析式,设出P、Q两点的坐标,根据勾股定理求出AC,根据以,,为顶点的三角形是等腰三角形可分类讨论,分为AQ=AC,AC=CQ,AQ=CQ三种情况.
(3)分两种情况讨论,一是F在抛物线上方,过点作轴,可得FH=4,设,可得,求出n代入即可;二是F在抛物线下方,可得,求出n的值即可,最后的结果综合两个结果即可.
【详解】
解:(1)
∵当时,,
∴;
∴,;
二次函数过点、,设;
∵过点,
∴;
∴;
∴
;
∵,
∴顶点坐标为.
(2)存在.
设过、,
;
设解得:;
∴;
设、;
在中,解得;
①当时;
;
解得:(不合题意舍去),;
∴;
②当时;
;
解得:,(不合题意舍去);
∴;
③当时;
;
解得:(不合题意舍去);
∴,;
(3)当在抛物线上方时,,时;
过点作轴,与全等;
则;
设;
则;
解得;,;
或;
当在抛物线下方时,;
(不合题意舍去),;
∴;
∴或或.
【点睛】
本题主要考查了二次函数综合应用,准确分析题目条件,利用了等腰三角形、直角三角形的性质进行求解.
4.H
解析:(1)5.0;(2)见解析;(3)x=2时,函数有最小值y=4.5
【分析】
(1)通过作辅助线,应用三角函数可求得HM+HN的值即为x=2时,y的值;
(2)可在网格图中直接画出函数图象;
(3)由函数图象可知函数的最小值.
【详解】
(1)当点P运动到点H时,AH=3,作HN⊥AB于点N.
∵在正方形ABCD中,AB=4cm,AC为对角线,AC上有一动点P,M是AB边的中点,∴∠HAN=45°,∴AN=HN=AH•sin45°=3,∴HM,HB,∴HM+HN==≈≈2.125+2.834≈5.0.
故答案为:5.0;
(2)
(3)根据函数图象可知,当x=2时,函数有最小值y=4.5.
故答案为:4.5.
【点睛】
本题考查了二次函数的应用,解答本题的关键是明确题意,找出所求问题需要的条件,利用数形结合的思想解答.
5.A
解析:(1)y=;(2)y=;(3)存在,Q点坐标为(﹣6,10)或(6,﹣4).
【分析】
(1)待定系数法:把A、C两点的坐标分别代入抛物线的解析式中,解方程组即可;
(2)两抛物线关于原点对称,则其大小和形状相同,开口方向相反,则只要求出W1的顶点坐标,即可求出它关于原点对称的抛物线W2的顶点坐标,从而求得W2的解析式;
(3)按是对角线和边分类,根据面积确定点P或Q的横坐标,代入函数关系式,从而求得Q的坐标.
【详解】
解(1)把点A、点C的坐标分别代入y=x2+bx+c中,
得:,
∴b=,c=-2,
∴y=;
(2)∵抛物线w1:y==(x+1)2﹣的顶点是(﹣1,﹣),
∴w2的顶点是(1,),
∴w2的解析式是:y=﹣(x﹣1)2+=﹣x2+x+2;
(3)存在.
由题意知,,则.
①若CC′是对角线,如图,
∵W1和W2关于原点对称,
∴P、Q也关于原点对称,
设点P到y轴的距离为h,
∵平行四边形的面积=2
∴CC′•h=24,
∴4•h=24,
∴h=6,
即P点横坐标是6或﹣6,
当x=6时,y=×62+×6﹣2=10,
∴Q(﹣6,10),
当x=﹣6时,y=×(﹣6)2﹣×6﹣2=4,
∴Q(6,﹣4),
②当CC′是边时,PQ∥CC′,PQ=CC′,如图,
设点Q(x,),P(x,),
由①知:x=6或﹣6,
当P(6,10)时,
∵y=﹣×62+×6+2=﹣4,
∴Q(6,﹣4),
∴PQ=14≠4,
当x=﹣6时,y=﹣×(﹣6)2+×(﹣6)+2=﹣10,
∴PQ=14,
∴PQ≠CC′,
∴CC′不能为边,
综上所述,当C、C′、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,并且其面积等于24时,点Q的坐标是(﹣6,10)或(6,﹣4).
【点睛】
本题考查了待定系数法求二次函数的解析式,平行四边形的性质,用到了分类讨论思想,本题第三问的关键是根据已知两个点,按边和对角线分类.
6.F
解析:(1);(2);(3)①;②
【分析】
(1)由题可设抛物线解析式为,将N点坐标代入,求出a即可求出抛物线的函数表达式.
(2)过点作轴于,由题可设,故可求出PF的长.在中,利用勾股定理可求出PE的长,即发现,故.
(3)①由题意易求,即.结合(2)即可列出关于m的方程,解出m即可求出此时P点坐标.
②根据题意可知将沿y轴平移,使抛物线与△PEF的边始终有两个交点的极限条件为:向上平移,一直到点与点重合前和向下平移,一直到点与点重合前.根据平移规律结合①即可得出答案.
【详解】
解:(1)由题可设抛物线解析式为,
把代入,,
解得,
∴抛物线的函数表达式为.
(2)如图,过点作轴于,
由题可设,
∴
∵在中,,即,
∴,
∴,即.
(3)①由题意可知,
∵,
∴,
∴.
由(2)可知,.
∴,
解得:(舍).
故,即.
②根据题意可知将沿y轴平移,使抛物线与△PEF的边始终有两个交点的条件为:向上平移,一直到点与点重合前和向下平移,一直到点与点重合前.
Ⅰ当沿y轴向上平移,且点与点重合时,如图,.
∵,
∴此时P点向上平移1个单位得到,即.
∵点与点重合时,抛物线与△PEF的边有两个交点,即当时抛物线与△PEF的边有两个交点,
∴.
Ⅱ当沿y轴向下平移,且点与点P重合时,如图,.
∵,
∴此时P点向下平移4个单位得到,即.
∵点与点P重合时,抛物线与△PEF的边只有一个交点,即当时抛物线与△PEF的边只有一个交点,
∴.
综上可知.
【点睛】
本题考查二次函数综合,勾股定理,两点的距离公式以及含角的直角三角形的性质.作出辅助线并利用数形结合的思想是解答本题的关键.
7.A
解析:(1);(2)的最大值为;(3)或
【分析】
(1)用待定系数法求出函数解析式即可;
(2)构造出△AGE∽△DEH,可得,而DE和AG都可以用含自变量的式子表示,最后用二次函数最大值的方法求值.
(3)先发现△ABC是两直角边比为2:1的直角三角形,由△BPQ∽△CAB,构造出△BPQ,表示出Q点的坐标,代入解析式求解即可.
【详解】
解:(1)分别将C(0,1)、A(﹣,0)、B(2,0)代入y=ax2+bx+c中得
,
解得:,
∴抛物线的函数表达式为.
(2)过A作AG∥y轴交BC的延长线于点G,过点D作DH∥y轴交BC于点H,
∵B(2,0)C(0,1),
∴直线BC:y=x+1,
∵A(-,0),
∴G(-,),
设D(),则H(),
∴DH=()﹣(),
=﹣m2+2m,
∴AG=,
∵AG∥DH,
∴,
∴当m=1时,的最大值为.
(3)符合条件的点P坐标为()或().
∵l∥BC,
∴直线l的解析式为:y=-x,
设P(n,-n),
∵A(-,0),B(2,0),C(0,1),
∴AC2=,BC2=5,AB2=.
∵AC2+BC2=AB2,
∴∠ACB=90°.
∵△BPQ∽△CAB,
∴,
分两种情况说明:
①如图3,过点P作PN⊥x轴于N,过点Q作QM⊥x轴于M.
∵∠PNB=∠BMQ=90°,
∠NBP+∠MBQ=90°,
∠MQB+∠MBQ=90°,
∴∠NBP=∠MQB.
∴△NBP∽△MQB,
∴,
∵,
∴,
∴BN=2﹣n,
∴BM=2PN=n,QM=2BN=4﹣2n,
∴OM=OB+BM=2+n,
∴Q(2+n,2n﹣4),
将Q的坐标代入抛物线的解析式得:
,
2n2+9n﹣8=0,
解得:
∴P().
②如图4,过点P作PN⊥x轴于N,过点Q作QM⊥x轴于M.
∵△PNB∽△BMQ,
又∵△BPQ∽△CAB,
∴,
∵,
∴Q(2﹣n,4﹣2n),
将Q的坐标代入抛物线的解析式得:
,
化简得:2n2﹣9n+8=0,
解得:,
∴P().
【点睛】
本题考查待定系数法求抛物线解析式,平行线分线段成比例,利用二次函数求线段比的最大值,勾股定理逆定理,相似三角形判定与性质,抛物线与一元二次方程,掌握待定系数法求抛物线解析式,平行线分线段成比例,利用二次函数求线段比的最大值,勾股定理逆定理,相似三角形判定与性质,抛物线与一元二次方程的关系是解题关键.
8.A
解析:(1)A(﹣2,0),B(4,0),C(0,﹣8);(2)存在,Q点坐标为,.
【分析】
(1)解方程,可求得A、B的坐标,令,可求得点C的坐标;
(2)利用勾股定理计算出,利用待定系数法可求得直线BC的解析式为,可设Q(m,2m﹣8)(0<m<4),分三种情况讨论:当CQ=AC时,当AQ=AC时,当AQ=QC时,然后分别解方程求出m即可得到对应的Q点坐标.
【详解】
(1)当,,
解得x1=﹣2,x2=4,所以,,
x=0时,y=﹣8,
∴;
(2)设直线BC的解析式为,
把,代入解析式得:,解得,
∴直线BC的解析式为,
设Q(m,2m﹣8)(0<m<4),
当CQ=CA时,,
解得,,(舍去);
∴Q,
当AQ=AC时,,解得:(舍去),m2=0(舍去);
当QA=QC时,,解得,
∴Q.
综上所述,满足条件的Q点坐标为,.
【点睛】
本题考查了二次函数,熟练掌握二次函数图象上点的坐标特征、二次函数的性质和等腰三角形的性质,会利用待定系数法求函数解析式,理解坐标与图形性质,会利用勾股定理表示线段之间的关系,会运用分类讨论的思想解决数学问题.
9.A
解析:(1)①,②;(2);(3)四边形OABC是矩形,证明见详解.
【分析】
(1)利用顶点P的横坐标求出b=-2,然后把b=-2和B点的坐标代入求出抛物线的解析式;
(2)先求出A点坐标,然后得出直线AB的解析式,设M点坐标为(x,x2-2x+3),根据S△ABM=3列出方程,并解方程,从而得出M点坐标,再根据S△ABM≥3求出M横坐标的范围即可;
(3)根据抛物线的图象可求出A、P、D的坐标,利用抛物线与直线相交求出B点坐标,然后求出平移后抛物线的解析式,然后求出C点坐标,然后求出BC的长度,从而得出四边形OABC是平行四边形,再根据∠AOC=90°得出四边形OABC是矩形.
【详解】
解:(1)①依题意, , 解得b=-2,
将b=-2及点B(3, 6)的坐标代入抛物线解析式,
得 ,
解c=3,
所以抛物线的解析式为,
②当,
解得,
当m≤x≤3时,y=x2+bx+c的最小值为2,最大值为6,
∴;
(2)∵抛物线 与y轴交于点A,
∴ A(0, 3),
∵ B(3, 6),
可得直线AB的解析式为,
设直线AB下方抛物线上的点M坐标为(x,),过M点作y轴的平行线交直线AB于点N, 则N(x, x+3). (如图),
∴ ,
∴,
解得 ,
∴点M的坐标为(1, 2) 或 (2, 3),
∵S△ABM≥3,
;
(3)结论是:四边形OABC是矩形,理由如下:
如图,由 PA=PO, OA=c, 可得,
∵抛物线的顶点坐标为 ,
∴ ,
∴,
∴ 抛物线,
A(0,),P(,), D(,0),
∴直线OP的解析式为,
∵ 点B是抛物线与直线的图象的交点,
令 ,
解得,
可得点B的坐标为(-b,),
由平移后的抛物线经过点A, 可设平移后的抛物线解析式为,
将点D(,0)的坐标代入,得,
∴ 平移后的抛物线解析式为,
令y=0, 即,
解得,
依题意, 点C的坐标为(-b,0),
∴ BC=,
∴ BC= OA,
又BC∥OA,
∴ 四边形OABC是平行四边形,
∵ ∠AOC=90°,
∴ 四边形OABC是矩形.
【点睛】
本题主要考查二次函数的图象和性质,并与几何图形相结合的综合题,难度较高,解题的关键在于灵活运用二次函数的性质及待定系数法,并注重点的坐标与线段长的互相转化.
10.(1)减小,减小,减小;(2)见解析;(3)
【分析】
(1)根据一次函数的性质,二次函数的性质分别进行判断,即可得到答案;
(2)根据表格的数据,进行描点,连线,即可画出函数的图像;
(3)根据函数图像和性质,当时,函数有最大值,代入计算即可得到答案.
【详解】
解:(1)根据题意,在函数中,
∵,
∴函数在中,随的增大而减小;
∵,
∴对称轴为:,
∴在中,随的增大而减小;
综合上述,在中,随的增大而减小;
故答案为:减小,减小,减小;
(2)根据表格描点,连成平滑的曲线,如图:
(3)由(2)可知,当时,随的增大而增大,无最大值;
由(1)可知在中,随的增大而减小;
∴在中,有
当时,,
∴m的最大值为;
故答案为:.
【点睛】
本题考查了二次函数的性质,一次函数的性质,以及函数的最值问题,解题的关键是熟练掌握题意,正确的作出函数图像,并求函数的最大值.
二、中考几何压轴题
11.【问题发现】;【类比探究】上述结论还成立,理由见解析;【拓展延伸】 或.
【分析】
问题发现:证出AB∥EF,由平行线分线段成比例定理得出,即可得出结论;
类比探究:证明△ACE∽△BCF,得出,即
解析:【问题发现】;【类比探究】上述结论还成立,理由见解析;【拓展延伸】 或.
【分析】
问题发现:证出AB∥EF,由平行线分线段成比例定理得出,即可得出结论;
类比探究:证明△ACE∽△BCF,得出,即可的结论;
拓展延伸:分两种情况,连接CE交GF于H,由正方形的性质得出AB=BC=4,AC=AB=4,GF=CE=CF,GH=HF=HE=HC,得出CF=BC=2,GF=CE=2,HF=HE=HC=,由勾股定理求出AH==,即可得出答案.
【详解】
问题发现:
AE=BF,理由如下:
∵四边形和四边形是正方形,
∴,,CE=CF,,
∴,
∴,
∴AE=BF;
故答案为:AE=BF;
类比探究:
上述结论还成立,理由如下:连接,如图2所示:
∵,
∴,
在和中,CE=CF,CA=CB,
∴,
∴,
∴,
∴AE=BF;
拓展延伸:
分两种情况:①如图3所示:连接交于,
∵四边形和四边形是正方形,
∴,AC=AB=4,GF=CE=CF,,
∵点为的中点,
∴,GF=CE=2,GH=HF=HE=HC=,
∴
∴AG=AH+HG=;
②如图4所示:连接交于,
同①得:GH=HF=HE=HC=,
∴,
∴AG=AH-HG=;
故答案为:或.
【点睛】
本题是四边形综合题目,考查了正方形的性质、旋转的性质、平行线分线段成比例定理、相似三角形的判定与性质、勾股定理等知识;熟练掌握正方形的性质,证明三角形相似是解题的关键.
12.(1)AF=EF;(2)成立,理由见解析;(3)12
【分析】
(1) 延长DF到G点,并使FG=DC,连接GE,证明△ACF△EDG,进而得到△GEF为等腰三角形,即可证明AF=GE=EF;
(2
解析:(1)AF=EF;(2)成立,理由见解析;(3)12
【分析】
(1) 延长DF到G点,并使FG=DC,连接GE,证明△ACF△EDG,进而得到△GEF为等腰三角形,即可证明AF=GE=EF;
(2)证明原理同(1),延长DF到G点,并使FG=DC,连接GE,证明△ACF△EDG,进而得到△GEF为等腰三角形,即可证明AF=GE=EF;
(3)补充完整图后证明四边形AEGC为矩形,进而得到∠ABC=∠ABE=∠EBG=60°即可求解.
【详解】
解:(1)延长DF到G点,并使FG=DC,连接GE,如下图所示
∵,
∴DE=AC,BD=BC,
∴∠CDB=∠DCB,且∠CDB=∠ADF,
∴∠ADF=∠DCB,
∵∠ACB=90°,
∴∠ACD+∠DCB=90°,
∵∠EDB=90°,
∴∠ADF+∠FDE=90°,
∴∠ACD=∠FDE,
又延长DF使得FG=DC,
∴FG+DF=DC+DF,
∴DG=CF,
在△ACF和△EDG中,
,
∴△ACF△EDG(SAS),
∴GE=AF,∠G=∠AFC,
又∠AFC=∠GFE,
∴∠G=∠GFE
∴GE=EF
∴AF=EF,
故AF与EF的数量关系为:AF=EF.
故答案为:AF=EF;
(2)仍旧成立,理由如下:
延长DF到G点,并使FG=DC,连接GE,如下图所示
设BD延长线DM交AE于M点,
∵,
∴DE=AC,BD=BC,
∴∠CDB=∠DCB,且∠CDB=∠MDF,
∴∠MDF=∠DCB,
∵∠ACB=90°,
∴∠ACD+∠DCB=90°,
∵∠EDB=90°,
∴∠MDF+∠FDE=90°,
∴∠ACD=∠FDE,
又延长DF使得FG=DC,
∴FG+DF=DC+DF,
∴DG=CF,
在△ACF和△EDG中,
,
∴△ACF△EDG(SAS),
∴GE=AF,∠G=∠AFC,
又∠AFC=∠GFE,
∴∠G=∠GFE
∴GE=EF,
∴AF=EF,
故AF与EF的数量关系为:AF=EF.
故答案为:AF=EF;
(3)如下图所示:
∵BA=BE,
∴∠BAE=∠BEA,
∵∠BAE=∠EBG,
∴∠BEA=∠EBG,
∴AECG,
∴∠AEG+∠G=180°,
∴∠AEG=90°,
∴∠ACG=∠G=∠AEG=90°,
∴四边形AEGC为矩形,
∴AC=EG,且AB=BE,
∴Rt△ACBRt△EGB(HL),
∴BG=BC=6,∠ABC=∠EBG,
又∵ED=AC=EG,且EB=EB,
∴Rt△EDBRt△EGB(HL),
∴DB=GB=6,∠EBG=∠ABE,
∴∠ABC=∠ABE=∠EBG=60°,
∴∠BAC=30°,
∴在Rt△ABC中由30°所对的直角边等于斜边的一半可知:
.
故答案为:.
【点睛】
本题属于四边形的综合题,考查了三角形全等的性质和判定,矩形的性质和判定,本题的关键是延长DF到G点并使FG=DC,进而构造全等,本题难度稍大,需要作出合适的辅助线.
13.(1)证明见解析;;(2)线段与之间的数量关系为;(3)或
【分析】
(1)①由、结合可得四边形CEGF是矩形,再由即可得证;
②由正方形性质知、,据此可得、,利用平行线分线段成比例定理可得;
(2
解析:(1)证明见解析;;(2)线段与之间的数量关系为;(3)或
【分析】
(1)①由、结合可得四边形CEGF是矩形,再由即可得证;
②由正方形性质知、,据此可得、,利用平行线分线段成比例定理可得;
(2)连接CG,只需证即可得;
(3)由(2)证出就可得到,再根据三点在同一直线上分在CD左边和右边两种不同的情况求出AG的长度,即可求出BE的长度.
【详解】
(1)证明:四边形是正方形,
四边形是矩形,
四边形是正方形;
解:由①知四边形CEGF是正方形,
∴∠CEG=∠B=90°,∠ECG=45°,
∴,GE∥AB,
∴
故答案为:.
(2)如下图所示连接由旋转性质知
在和中,
,
线段与之间的数量关系为;
(3)解:当正方形在绕点旋转到如下图所示时:
当三点在一条直线上时,
由(2)可知,
,
∠CEG=∠CEA=∠ABC=90°,,
当正方形在绕点旋转到如下图所示时:
当三点在一条直线上时,
由(2)可知,
,
∠CEA=∠ABC=90°,,
故答案为:或.
【点睛】
本题考查了正方形的性质与判定,相似三角形的判定与性质等,综合性较强,有一定的难度,正确添加辅助线,熟练掌握正方形的判定与性质、相似三角形的判定与性质是解题的关键.
14.(1)BE=DG,BE⊥DG,见解析;(2)5﹣5;(3)6或8
【分析】
(1)由“SAS”可证△GAD≌△EAB,可得BE=DG,∠ADG=∠ABE,由直角三角形的性质可得BE⊥DG;
(2)由
解析:(1)BE=DG,BE⊥DG,见解析;(2)5﹣5;(3)6或8
【分析】
(1)由“SAS”
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