资源描述
-备战中考数学备考之二次函数压轴突破训练∶培优 易错 难题篇附答案(1)
一、二次函数
1.新春佳节,电子鞭炮因其安全、无污染开始走俏.某商店经销一种电子鞭炮,已知这种电子鞭炮成本价为每盒80元,市场调查发现,该种电子鞭炮每天销售量y(盒)与销售单价x(元)有如下关系:y=﹣2x+320(80≤x≤160).设这种电子鞭炮每天销售利润为w元.
(1)求w与x之间函数关系式;
(2)该种电子鞭炮销售单价定为多少元时,每天销售利润最大?最大利润是多少元?
(3)该商店销售这种电子鞭炮要想每天获得2400元销售利润,又想卖得快.那么销售单价应定为多少元?
【答案】(1)w=﹣2x2+480x﹣25600;(2)销售单价定为120元时,每天销售利润最大,最大销售利润3200元(3)销售单价应定为100元
【解析】
【分析】
(1)用每件利润乘以销售量即可得到每天销售利润,即 然后化为一般式即可;
(2)把(1)中解析式进行配方得到顶点式然后根据二次函数最值问题求解;
(3)求所对应自变量值,即解方程然后检查即可.
【详解】
(1)
w与x函数关系式为:
(2)
∴当时,w有最大值.w最大值为3200.
答:销售单价定为120元时,每天销售利润最大,最大销售利润3200元.
(3)当时,
解得:
∵想卖得快,
不符合题意,应舍去.
答:销售单价应定为100元.
2.如图,已知抛物线通过A(-3,0),B(1,0),C(0,3)三点,其顶点为D,对称轴是直线l,l与x轴交于点H.
(1)求该抛物线解析式;
(2)若点P是该抛物线对称轴l上一种动点,求△PBC周长最小值;
(3)如图(2),若E是线段AD上一种动点( E与A、D不重叠),过E点作平行于y轴直线交抛物线于点F,交x轴于点G,设点E横坐标为m,△ADF面积为S.
①求S与m函数关系式;
②S与否存在最大值?若存在,求出最大值及此时点E坐标; 若不存在,请阐明理由.
【答案】(1).
(2).
(3)①.
②当m=﹣2时,S最大,最大值为1,此时点E坐标为(﹣2,2).
【解析】
【分析】
(1)根据函数图象通过三点,用待定系数法确定二次函数解析式即可.
(2)根据BC是定值,得到当PB+PC最小时,△PBC周长最小,根据点坐标求得对应线段长即可.
(3)设点E横坐标为m,表达出E(m,2m+6),F(m,),最终表达出EF长,从而表达出S于m函数关系,然后求二次函数最值即可.
【详解】
解:(1)∵抛物线通过A(-3,0),B(1,0),
∴可设抛物线交点式为.
又∵抛物线通过C(0,3),∴.
∴抛物线解析式为:,即.
(2)∵△PBC周长为:PB+PC+BC,且BC是定值.
∴当PB+PC最小时,△PBC周长最小.
∵点A、点B有关对称轴I对称,
∴连接AC交l于点P,即点P为所求点.
∵AP=BP,∴△PBC周长最小是:PB+PC+BC=AC+BC.
∵A(-3,0),B(1,0),C(0,3),∴AC=3,BC=.
∴△PBC周长最小是:.
(3)①∵抛物线顶点D坐标为(﹣1,4),A(﹣3,0),
∴直线AD解析式为y=2x+6
∵点E横坐标为m,∴E(m,2m+6),F(m,)
∴.
∴.
∴S与m函数关系式为.
②,
∴当m=﹣2时,S最大,最大值为1,此时点E坐标为(﹣2,2).
3.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c顶点坐标为P(2,9),与x轴交于点A,B,与y轴交于点C(0,5).
(Ⅰ)求二次函数解析式及点A,B坐标;
(Ⅱ)设点Q在第一象限抛物线上,若其有关原点对称点Q′也在抛物线上,求点Q坐标;
(Ⅲ)若点M在抛物线上,点N在抛物线对称轴上,使得以A,C,M,N为顶点四边形是平行四边形,且AC为其一边,求点M,N坐标.
【答案】(1)y=﹣x2+4x+5,A(﹣1,0),B(5,0);(2)Q(,4);(3)M(1,8),N(2,13)或M′(3,8),N′(2,3).
【解析】
【分析】
(1)设顶点式,再代入C点坐标即可求解解析式,再令y=0可求解A和B点坐标;
(2)设点Q(m,﹣m2+4m+5),则其有关原点对称点Q′(﹣m,m2﹣4m﹣5),再将Q′坐标代入抛物线解析式即可求解m值,同步注意题干条件“Q在第一象限抛物线上”;
(3)运用平移AC思绪,作MK⊥对称轴x=2于K,使MK=OC,分M点在对称轴左边和右边两种状况分类讨论即可.
【详解】
(Ⅰ)设二次函数解析式为y=a(x﹣2)2+9,把C(0,5)代入得到a=﹣1,
∴y=﹣(x﹣2)2+9,即y=﹣x2+4x+5,
令y=0,得到:x2﹣4x﹣5=0,
解得x=﹣1或5,
∴A(﹣1,0),B(5,0).
(Ⅱ)设点Q(m,﹣m2+4m+5),则Q′(﹣m,m2﹣4m﹣5).
把点Q′坐标代入y=﹣x2+4x+5,
得到:m2﹣4m﹣5=﹣m2﹣4m+5,
∴m=或(舍弃),
∴Q(,).
(Ⅲ)如图,作MK⊥对称轴x=2于K.
①当MK=OA,NK=OC=5时,四边形ACNM是平行四边形.
∵此时点M横坐标为1,
∴y=8,
∴M(1,8),N(2,13),
②当M′K=OA=1,KN′=OC=5时,四边形ACM′N′是平行四边形,
此时M′横坐标为3,可得M′(3,8),N′(2,3).
【点睛】
本题重要考察了二次函数应用,第3问中理解通过平移AC可应用“一组对边平行且相等”得到平行四边形.
4.(12分)如图所示是隧道截面由抛物线和长方形构成,长方形长是12 m,宽是4 m.按照图中所示直角坐标系,抛物线可以用y=x2+bx+c表达,且抛物线上点C到OB水平距离为3 m,到地面OA距离为m.
(1)求抛物线函数关系式,并计算出拱顶D到地面OA距离;
(2)一辆货运汽车载一长方体集装箱后高为6m,宽为4m,假如隧道内设双向车道,那么这辆货车能否安全通过?
(3)在抛物线型拱壁上需要安装两排灯,使它们离地面高度相等,假如灯离地面高度不超过8m,那么两排灯水平距离最小是多少米?
【答案】(1)抛物线函数关系式为y=x2+2x+4,拱顶D到地面OA距离为10 m;(2)两排灯水平距离最小是4 m.
【解析】
【详解】
试题分析:根据点B和点C在函数图象上,运用待定系数法求出b和c值,从而得出函数解析式,根据解析式求出顶点坐标,得出最大值;根据题意得出车最外侧与地面OA交点为(2,0)(或(10,0)),然后求出当x=2或x=10时y值,与6进行比较大小,比6大就可以通过,比6小就不能通过;将y=8代入函数,得出x值,然后进行做差得出最小值.
试题解析:(1)由题知点在抛物线上
因此,解得,因此
因此,当时,
答:,拱顶D到地面OA距离为10米
(2)由题知车最外侧与地面OA交点为(2,0)(或(10,0))
当x=2或x=10时,,因此可以通过
(3)令,即,可得,解得
答:两排灯水平距离最小是
考点:二次函数实际应用.
5.如图,直线l:y=﹣3x+3与x轴、y轴分别相交于A、B两点,抛物线y=ax2﹣2ax+a+4(a<0)通过点B,交x轴正半轴于点C.
(1)求该抛物线函数体现式;
(2)已知点M是抛物线上一种动点,并且点M在第一象限内,连接AM、BM,设点M横坐标为m,△ABM面积为S,求S与m函数体现式,并求出S最大值及此时动点M坐标;
(3)将点A绕原点旋转得点A′,连接CA′、BA′,在旋转过程中,一动点M从点B出发,沿线段BA′以每秒3个单位速度运动到A′,再沿线段A′C以每秒1个单位长度速度运动到C后停止,求点M在整个运动过程中用时至少是多少?
【答案】(1)y=﹣x2+2x+3;(2)S与m函数体现式是S=,S最大值是,此时动点M坐标是(,);(3)点M在整个运动过程中用时至少是秒.
【解析】
【分析】
(1)首先求出B点坐标,根据B点坐标即可计算出二次函数a值,进而即可计算出二次函数解析式;
(2)计算出C点坐标,设出M点坐标,再根据△ABM面积为S=S四边形OAMB﹣S△AOB=S△BOM+S△OAM﹣S△AOB,化简成二次函数,再根据二次函数求解最大值即可.
(3)首先证明△OHA′∽△OA′B,再结合A′H+A′C≥HC即可计算出t最小值.
【详解】
(1)将x=0代入y=﹣3x+3,得y=3,
∴点B坐标为(0,3),
∵抛物线y=ax2﹣2ax+a+4(a<0)通过点B,
∴3=a+4,得a=﹣1,
∴抛物线解析式为:y=﹣x2+2x+3;
(2)将y=0代入y=﹣x2+2x+3,得x1=﹣1,x2=3,
∴点C坐标为(3,0),
∵点M是抛物线上一种动点,并且点M在第一象限内,点M横坐标为m,
∴0<m<3,点M坐标为(m,﹣m2+2m+3),
将y=0代入y=﹣3x+3,得x=1,
∴点A坐标(1,0),
∵△ABM面积为S,
∴S=S四边形OAMB﹣S△AOB=S△BOM+S△OAM﹣S△AOB=,
化简,得
S==,
∴当m=时,S获得最大值,此时S=,此时点M坐标为(,),
即S与m函数体现式是S=,S最大值是,此时动点M坐标是(,);
(3)如右图所示,取点H坐标为(0,),连接HA′、OA′,
∵∠HOA′=∠A′OB,,,
∴△OHA′∽△OA′B,
∴,
即,
∵A′H+A′C≥HC=,
∴t≥,
即点M在整个运动过程中用时至少是秒.
【点睛】
本题重要考察抛物线性质,关键在于设元,尚有就是(3)中运用替代法计算t取值范围,难度系数较大,是中考压轴题.
6.如图①,在平面直角坐标系xOy 中,抛物线y=ax2+bx+3通过点A(-1,0) 、B(3,0) 两点,且与y轴交于点C
.
(1)求抛物线体现式;
(2)如图②,用宽为4个单位长度直尺垂直于x轴,并沿x轴左右平移,直尺左右两边所在直线与抛物线相交于P、 Q两点(点P在点Q左侧),连接PQ,在线段PQ上方抛物线上有一动点D,连接DP、DQ.
①若点P横坐标为,求△DPQ面积最大值,并求此时点D 坐标;
②直尺在平移过程中,△DPQ面积与否有最大值?若有,求出面积最大值;若没有,请阐明理由.
【答案】(1)抛物线y=-x2+2x+3;(2)①点D( );②△PQD面积最大值为8
【解析】
分析:(1)根据点A、B坐标,运用待定系数法即可求出抛物线体现式;
(2)(I)由点P横坐标可得出点P、Q坐标,运用待定系数法可求出直线PQ体现式,过点D作DE∥y轴交直线PQ于点E,设点D坐标为(x,-x2+2x+3),则点E坐标为(x,-x+),进而即可得出DE长度,运用三角形面积公式可得出S△DPQ=-2x2+6x+,再运用二次函数性质即可处理最值问题;
(II)假设存在,设点P横坐标为t,则点Q横坐标为4+t,进而可得出点P、Q坐标,运用待定系数法可求出直线PQ体现式,设点D坐标为(x,-x2+2x+3),则点E坐标为(x,-2(t+1)x+t2+4t+3),进而即可得出DE长度,运用三角形面积公式可得出S△DPQ=-2x2+4(t+2)x-2t2-8t,再运用二次函数性质即可处理最值问题.
详解:(1)将A(-1,0)、B(3,0)代入y=ax2+bx+3,得:
,解得:,
∴抛物线体现式为y=-x2+2x+3.
(2)(I)当点P横坐标为-时,点Q横坐标为,
∴此时点P坐标为(-,),点Q坐标为(,-).
设直线PQ体现式为y=mx+n,
将P(-,)、Q(,-)代入y=mx+n,得:
,解得:,
∴直线PQ体现式为y=-x+.
如图②,过点D作DE∥y轴交直线PQ于点E,
设点D坐标为(x,-x2+2x+3),则点E坐标为(x,-x+),
∴DE=-x2+2x+3-(-x+)=-x2+3x+,
∴S△DPQ=DE•(xQ-xP)=-2x2+6x+=-2(x-)2+8.
∵-2<0,
∴当x=时,△DPQ面积取最大值,最大值为8,此时点D坐标为(,).
(II)假设存在,设点P横坐标为t,则点Q横坐标为4+t,
∴点P坐标为(t,-t2+2t+3),点Q坐标为(4+t,-(4+t)2+2(4+t)+3),
运用待定系数法易知,直线PQ体现式为y=-2(t+1)x+t2+4t+3.
设点D坐标为(x,-x2+2x+3),则点E坐标为(x,-2(t+1)x+t2+4t+3),
∴DE=-x2+2x+3-[-2(t+1)x+t2+4t+3]=-x2+2(t+2)x-t2-4t,
∴S△DPQ=DE•(xQ-xP)=-2x2+4(t+2)x-2t2-8t=-2[x-(t+2)]2+8.
∵-2<0,
∴当x=t+2时,△DPQ面积取最大值,最大值为8.
∴假设成立,即直尺在平移过程中,△DPQ面积有最大值,面积最大值为8.
点睛:本题考察了待定系数法求二次(一次)函数解析式、二次(一次)函数图象上点坐标特征、三角形面积以及二次函数最值,解题关键是:(1)根据点坐标,运用待定系数法求出二次函数体现式;(2)(I)运用三角形面积公式找出S△DPQ=-2x2+6x+;(II)运用三角形面积公式找出S△DPQ=-2x2+4(t+2)x-2t2-8t.
7.已知,抛物线y=x2+2mx(m为常数且m≠0).
(1)判断该抛物线与x轴交点个数,并阐明理由.
(2)若点A(-n+5,0),B(n-1,0)在该抛物线上,点M为抛物线顶点,求△ABM面积.
(3)若点(2,p),(3,g),(4,r)均在该抛物线上,且p<g<r,求m取值范围.
【答案】(1)抛物线与x轴有2个交点,理由见解析;(2)△ABM面积为8;(3)m取值范围m>-2.5
【解析】
【分析】
(1)首先算出根鉴别式b2-4ac值,根据偶多次幂非负性,判断该值一定不小于0,从而根据抛物线与x轴交点个数与根鉴别式关系即可得出结论;
(2)根据抛物线对称性及A,B两点坐标特点求出抛物线对称轴直线为x=2.从而再根据抛物线对称轴直线公式建立方程,求解算出m值,进而求出抛物线解析式,得出A,B,M三点坐标,根据三角形面积计算措施,即可算出答案;
(3)措施一(图象法):根据抛物线对称轴直线及开口方向判断出当对称轴在直线x=3右边时,显然不符合题目条件;当对称轴在直线x=2左边时,显然符合题目条件(如图2),从而列出不等式得出m取值范围;当对称轴在直线x=2和x=3之间时,满足3-(-m)>-m-2即可(如图3),再列出不等式得出m取值范围,综上所述,求出m取值范围;措施二(代数法):将三点横坐标分贝代入抛物线解析式,用含m式子表达出p,g,r,再代入 p<g<r 即可列出有关m不等式组,求解即可。
【详解】
(1)解:抛物线与x轴有2个交点。理由如下:
∵m≠0,∴b2-4ac =(2m)2-4×1×0=4m2>0.
∴抛物线与x轴有2个交点
(2)解:∵点A(-n+5,0),B(n-1,0)在抛物线上
∴抛物线对称轴x=
∴ =2,即m=-2.
∴抛物线体现式为y=x2-4x.
∴点A(0,0),点B(4,0)或点A(4,0),点B(0,0),点M(2,-4)
∴△ABM面积为×4×4=8
(3)解:措施一(图象法):
∵抛物线y=x2+2mx对称轴为x=-m,开口向上。
∴当对称轴在直线x=3右边时,显然不符合题目条件(如图1).
当对称轴在直线x=2左边时,显然符合题目条件(如图2).
此时,-m<2,即m>-2.
当对称轴在直线x=2和x=3之间时,满足3-(-m)>-m-2即可(如图3).
即m>-2.5.
综上所述,m取值范围m>-2.5
措施二(代数法):
由已知得,p=4+4m,g=9+6m,r=16+8m.
∵p<q<r, ∴4+4m<9+6m<16+8m,解得m>-2.5.
【点睛】
二次函数综合应用题。与X轴交点状况当△=b2-4ac>0时,函数图像与x轴有两个交点。当△=b2-4ac=0时,函数图像与x轴只有一种交点。Δ=b2-4ac<0时,抛物线与x轴没有交点。纯熟运用顶点坐标(-,)
8.如图1,在矩形ABCD中,DB=6,AD=3,在Rt△PEF中,∠PEF=90°,EF=3,PF=6,△PEF(点F和点A重叠)边EF和矩形边AB在同一直线上.现将Rt△PEF从A以每秒1个单位速度向射线AB方向匀速平移,当点F与点B重叠时停止运动,设运动时间为t秒,解答下列问题:
(1)如图1,连接PD,填空:PE= ,∠PFD= 度,四边形PEAD面积是 ;
(2)如图2,当PF通过点D时,求△PEF运动时间t值;
(3)在运动过程中,设△PEF与△ABD重叠部分面积为S,请直接写出S与t函数关系式及对应t取值范围.
【答案】(1)300,;(2);(3)见解析.
【解析】
分析:(1)根据锐角三角形函数可求出角度数,然后根据勾股定理求出PE长,再根据梯形面积公式求解.
(2)当PF通过点D时,PE∥DA,由EF=3,PF=6,可得∠EPD=∠ADF=30°,用三角函数计算可得AF=t=;
(3)根据题意,分三种状况:①当0≤t<时,②≤t<3时,③3≤t≤6时,根据三角形、梯形面积求法,求出S与t函数关系式即可.
详解:(1)∵在Rt△PEF中,∠PEF=90°,EF=3,PF=6
∴sin∠P=
∴∠P=30°
∵PE∥AD
∴∠PAD=300,
根据勾股定理可得PE=3,
因此S四边形PEAD=×(3+3)×3=;
(2)当PF通过点D时,PE∥DA,由EF=3,PF=6,得∠EPF=∠ADF=30°,
在Rt△ADF中,由AD=3,得AF=,因此t= ;
(3)分三种状况讨论:
①当0≤t<时, PF交AD于Q,∵AF=t,AQ=t,∴S=×t×t=;
②当≤t<3时,PF交BD于K,作KH⊥AB于H,∵AF=t,∴BF=3-t,S△ABD=,
∵∠FBK=∠FKB,∴FB=FK=3-t,KH=KF×sin600=,∴S=S△ABD﹣S△FBK =
③当3≤t≤3时,PE与BD交O,PF交BD于K,∵AF=t,∴AE=t-3,BF=3-t,
BE=3-t+3,OE=BE×tan300=,∴S=.
点睛:此题重要考察了几何变换综合题,用到知识点有直角三角形性质,三角函数值,三角形面积,图形平移等,考察了分析推理能力,分类讨论思想,数形结合思想,要纯熟掌握,比较困难.
9.如图,已知抛物线图象与x轴一种交点为B(5,0),另一种交点为A,且与y轴交于点C(0,5)。
(1)求直线BC与抛物线解析式;
(2)若点M是抛物线在x轴下方图象上动点,过点M作MN∥y轴交直线BC于点N,求MN最大值;
(3)在(2)条件下,MN获得最大值时,若点P是抛物线在x轴下方图象上任意一点,以BC为边作平行四边形CBPQ,设平行四边形CBPQ面积为S1,△ABN面积为S2,且S1=6S2,求点P坐标。
【答案】(1)
(2)
(3)P坐标为(-1,12)或(6,5)或(2,-3)或(3,-4)
【解析】
【分析】
(1)由B(5,0),C(0,5),应用待定系数法即可求直线BC与抛物线解析式。
(2)构造MN有关点M横坐标函数关系式,应用二次函数最值原理求解。
(3)根据S1=6S2求得BC与PQ距离h,从而求得PQ由BC平移距离,根据平移性质求得PQ解析式,与抛物线联立,即可求得点P坐标。
【详解】
解:(1)设直线BC解析式为,
将B(5,0),C(0,5)代入,得,得。
∴直线BC解析式为。
将B(5,0),C(0,5)代入,得,得。
∴抛物线解析式。
(2)∵点M是抛物线在x轴下方图象上动点,∴设M。
∵点N是直线BC上与点M横坐标相似点,∴N。
∵当点M在抛物线在x轴下方时,N纵坐标总不小于M纵坐标。
∴。
∴MN最大值是。
(3)当MN获得最大值时,N。
∵对称轴是,B(5,0),∴A(1,0)。∴AB=4。
∴。
由勾股定理可得,。
设BC与PQ距离为h,则由S1=6S2得:,即。
如图,过点B作平行四边形CBPQ高BH,过点H作x轴垂线交点E ,则BH=,EH是直线BC沿y轴方向平移距离。
易得,△BEH是等腰直角三角形,
∴EH=。
∴直线BC沿y轴方向平移6个单位得PQ解析式:
或。
当时,与联立,得
,解得或。此时,点P坐标为(-1,12)或(6,5)。
当时,与联立,得
,解得或。此时,点P坐标为(2,-3)或(3,-4)。
综上所述,点P坐标为(-1,12)或(6,5)或(2,-3)或(3,-4)。
10.在平面直角坐标系中,我们定义直线y=ax-a为抛物线y=ax2+bx+c(a、b、c为常数,a≠0)“衍生直线”;有一种顶点在抛物线上,另有一种顶点在y轴上三角形为其“衍生三角形”.已知抛物线与其“衍生直线”交于A、B两点(点A在点B左侧),与x轴负半轴交于点C.
(1)填空:该抛物线“衍生直线”解析式为 ,点A坐标为 ,点B坐标为 ;
(2)如图,点M为线段CB上一动点,将△ACM以AM所在直线为对称轴翻折,点C对称点为N,若△AMN为该抛物线“衍生三角形”,求点N坐标;
(3)当点E在抛物线对称轴上运动时,在该抛物线“衍生直线”上,与否存在点F,使得以点A、C、E、F为顶点四边形为平行四边形?若存在,请直接写出点E、F坐标;若不存在,请阐明理由.
【答案】(1);(-2,);(1,0);
(2)N点坐标为(0,),(0,);
(3)E(-1,-)、F(0,)或E(-1,),F(-4,)
【解析】
【分析】
(1)由抛物线“衍生直线”懂得二次函数解析式a即可;(2)过A作AD⊥y轴于点D,则可知AN=AC,结合A点坐标,则可求出ON长,可求出N点坐标;(3)分别讨论当AC为平行四边形边时,当AC为平行四边形对角线时,求出满足条件E、F坐标即可
【详解】
(1)∵,a=,则抛物线“衍生直线”解析式为;
联立两解析式求交点,解得或,
∴A(-2,),B(1,0);
(2)如图1,过A作AD⊥y轴于点D,
在中,令y=0可求得x= -3或x=1,
∴C(-3,0),且A(-2,),
∴AC=
由翻折性质可知AN=AC=,
∵△AMN为该抛物线“衍生三角形”,
∴N在y轴上,且AD=2,
在Rt△AND中,由勾股定理可得
DN=,
∵OD=,
∴ON=或ON=,
∴N点坐标为(0,),(0,);
(3)①当AC为平行四边形边时,如图2 ,过F作对称轴垂线FH,过A作AK⊥x轴于点K,则有AC∥EF且AC=EF,
∴∠ ACK=∠ EFH,
在△ ACK和△ EFH中
∴△ ACK≌△ EFH,
∴FH=CK=1,HE=AK=,
∵抛物线对称轴为x=-1,
∴ F点横坐标为0或-2,
∵点F在直线AB上,
∴当F点横坐标为0时,则F(0,),此时点E在直线AB下方,
∴E到y轴距离为EH-OF=-=,即E纵坐标为-,
∴ E(-1,-);
当F点横坐标为-2时,则F与A重叠,不合题意,舍去;
②当AC为平行四边形对角线时,
∵ C(-3,0),且A(-2,),
∴线段AC中点坐标为(-2.5, ),
设E(-1,t),F(x,y),
则x-1=2×(-2.5),y+t=,
∴x= -4,y=-t,
-t=-×(-4)+,解得t=,
∴E(-1,),F(-4,);
综上可知存在满足条件点F,此时E(-1,-)、(0,)或E(-1,),F(-4,)
【点睛】
本题是对二次函数综合知识考察,纯熟掌握二次函数,几何图形及辅助线措施是处理本题关键,属于压轴题
11.书本中有一道作业题:
有一块三角形余料ABC,它边BC=120mm,高AD=80mm.要把它加工成正方形零件,使正方形一边在BC上,其他两个顶点分别在AB,AC上.问加工成正方形零件边长是多少mm?
小颖解得此题答案为48mm,小颖善于反思,她又提出了如下问题.
(1)假如原题中要加工零件是一种矩形,且此矩形是由两个并排放置正方形所构成,如图1,此时,这个矩形零件两条边长又分别为多少mm?请你计算.
(2)假如原题中所要加工零件只是一种矩形,如图2,这样,此矩形零件两条边长就不能确定,但这个矩形面积有最大值,求达到这个最大值时矩形零件两条边长.
【答案】(1)mm,mm;(2)PN=60mm,mm.
【解析】
【分析】
(1)、设PQ=y(mm),则PN=2y(mm),AE=80-y(mm),根据平行得出△APN和△ABC相似,根据线段比值得出y值,然后得出边长;(2)、根据第一题同样措施得出y与x函数关系式,然后求出S与x函数关系式,根据二次函数性质得出最大值.
【详解】
(1)、设PQ=y(mm),则PN=2y(mm),AE=80-y(mm)
∵PN∥BC,
∴=,△APN∽△ABC
∴=
∴=
∴=解得 y=
∴2y=
∴这个矩形零件两条边长分别为mm,mm
(2)、设PQ=x(mm),PN=y(mm),矩形面积为S ,则AE=80-x(mm)..
由(1)知=
∴=
∴ y=
则S=xy===
∵
∴ S有最大值
∴当x=40时,S最大=2400(mm2) 此时,y==60 .
∴面积达到这个最大值时矩形零件两边PQ、PN长分别是40 mm ,60 mm.
考点:三角形相似应用
12.如图,直线y=﹣x+4与x轴交于点B,与y轴交于点C,抛物线y=﹣x2+bx+c通过B,C两点,与x轴另一交点为A.点P以每秒个单位长度速度在线段BC上由点B向点C运动(点P不与点B和点C重叠),设运动时间为t秒,过点P作x轴垂线交x轴于点E,交抛物线于点M.
(1)求抛物线解析式;
(2)如图①,过点P作y轴垂线交y轴于点N,连接MN交BC于点Q,当时,求t值;
(3)如图②,连接AM交BC于点D,当△PDM是等腰三角形时,直接写出t值.
【答案】(1)y=﹣x2+3x+4;(2)t值为;(3)当△PDM是等腰三角形时,t=1或t=﹣1.
【解析】
【分析】
(1)求直线y=-x+4与x轴交点B,与y轴交点C,用待定系数法即求得抛物线解析式.
(2)根据点B、C坐标求得∠OBC=45°,又PE⊥x轴于点E,得到△PEB是等腰直角三角形,由t求得BE=PE=t,即可用t表达各线段,得到点M横坐标,进而用m表达点M纵坐标,求得MP长.根据MP∥CN可证,故有,把用t表达MP、NC代入即得到有关t方程,求解即得到t值.
(3)由于不确定等腰△PDM底和腰,故需分3种状况讨论:①若MD=MP,则∠MDP=∠MPD=45°,故有∠DMP=90°,不合题意;②若DM=DP,则∠DMP=∠MPD=45°,进而得AE=ME,把含t式子代入并解方程即可;③若MP=DP,则∠PMD=∠PDM,由对顶角相等和两直线平行内错角相等可得∠CFD=∠PMD=∠PDM=∠CDF进而得CF=CD.用t表达M坐标,求直线AM解析式,求得AM与y轴交点F坐标,即能用t表达CF长.把直线AM与直线BC解析式联立方程组,解得x值即为点D横坐标.过D作y轴垂线段DG,得等腰直角△CDG,用DG即点D横坐标,进而可用t表达CD长.把含t式子代入CF=CD,解方程即得到t值.
【详解】
(1)直线y=﹣x+4中,当x=0时,y=4
∴C(0,4)
当y=﹣x+4=0时,解得:x=4
∴B(4,0)
∵抛物线y=﹣x2+bx+c通过B,C两点
∴ 解得:
∴抛物线解析式为y=﹣x2+3x+4
(2)∵B(4,0),C(0,4),∠BOC=90°
∴OB=OC
∴∠OBC=∠OCB=45°
∵ME⊥x轴于点E,PB=t
∴∠BEP=90°
∴Rt△BEP中,
∴,
∴
∵点M在抛物线上
∴,
∴ ,
∵PN⊥y轴于点N
∴∠PNO=∠NOE=∠PEO=90°
∴四边形ONPE是矩形
∴ON=PE=t
∴NC=OC﹣ON=4﹣t
∵MP∥CN
∴△MPQ∽△NCQ
∴
∴
解得:(点P不与点C重叠,故舍去)
∴t值为
(3)∵∠PEB=90°,BE=PE
∴∠BPE=∠PBE=45°
∴∠MPD=∠BPE=45°
①若MD=MP,则∠MDP=∠MPD=45°
∴∠DMP=90°,即DM∥x轴,与题意矛盾
②若DM=DP,则∠DMP=∠MPD=45°
∵∠AEM=90°
∴AE=ME
∵y=﹣x2+3x+4=0时,解得:x1=﹣1,x2=4
∴A(﹣1,0)
∵由(2)得,xM=4﹣t,ME=yM=﹣t2+5t
∴AE=4﹣t﹣(﹣1)=5﹣t
∴5﹣t=﹣t2+5t
解得:t1=1,t2=5(0<t<4,舍去)
③若MP=DP,则∠PMD=∠PDM
如图,记AM与y轴交点为F,过点D作DG⊥y轴于点G
∴∠CFD=∠PMD=∠PDM=∠CDF
∴CF=CD
∵A(﹣1,0),M(4﹣t,﹣t2+5t),设直线AM解析式为y=ax+m
∴ 解得: ,
∴直线AM:
∴F(0,t)
∴CF=OC﹣OF=4﹣t
∵tx+t=﹣x+4,解得:,
∴,
∵∠CGD=90°,∠DCG=45°
∴,
∴
解得:
综上所述,当△PDM是等腰三角形时,t=1或.
【点睛】
本题考察了二次函数图象与性质,解二元一次方程组和一元二次方程,等腰直角三角形性质,相似三角形判定和性质,波及等腰三角形分类讨论,要充足运用等腰性质作为列方程根据.
13.如图①,在平面直角坐标系xOy 中,抛物线y=ax2+bx+3通过点A(-1,0) 、B(3,0) 两点,且与y轴交于点C
.
(1)求抛物线体现式;
(2)如图②,用宽为4个单位长度直尺垂直于x轴,并沿x轴左右平移,直尺左右两边所在直线与抛物线相交于P、 Q两点(点P在点Q左侧),连接PQ,在线段PQ上方抛物线上有一动点D,连接DP、DQ.
①若点P横坐标为,求△DPQ面积最大值,并求此时点D 坐标;
②直尺在平移过程中,△DPQ面积与否有最大值?若有,求出面积最大值;若没有,请阐明理由.
【答案】(1)抛物线y=-x2+2x+3;(2)①点D( );②△PQD面积最大值为8
【解析】
分析:(1)根据点A、B坐标,运用待定系数法即可求出抛物线体现式;
(2)(I)由点P横坐标可得出点P、Q坐标,运用待定系数法可求出直线PQ体现式,过点D作DE∥y轴交直线PQ于点E,设点D坐标为(x,-x2+2x+3),则点E坐标为(x,-x+),进而即可得出DE长度,运用三角形面积公式可得出S△DPQ=-2x2+6x+,再运用二次函数性质即可处理最值问题;
(II)假设存在,设点P横坐标为t,则点Q横坐标为4+t,进而可得出点P、Q坐标,运用待定系数法可求出直线PQ体现式,设点D坐标为(x,-x2+2x+3),则点E坐标为(x,-2(t+1)x+t2+4t+3),进而即可得出DE长度,运用三角形面积公式可得出S△DPQ=-2x2+4(t+2)x-2t2-8t,再运用二次函数性质即可处理最值问题.
详解:(1)将A(-1,0)、B(3,0)代入y=ax2+bx+3,得:
,解得:,
∴抛物线体现式为y=-x2+2x+3.
(2)(I)当点P横坐标为-时,点Q横坐标为,
∴此时点P坐标为(-,),点Q坐标为(,-).
设直线PQ体现式为y=mx+n,
将P(-,)、Q(,-)代入y=mx+n,得:
,解得:,
∴直线PQ体现式为y=-x+.
如图②,过点D作DE∥y轴交直线PQ于点E,
设点D坐标为(x,-x2+2x+3),则点E坐标为(x,-x+),
∴DE=-x2+2x+3-(-x+)=-x2+3x+,
∴S△DPQ=DE•(xQ-xP)=-2x2+6x+=-2(x-)2+8.
∵-2<0,
∴当x=时,△DPQ面积取最大值,最大值为8,此时点D坐标为(,).
(II)假设存在,设点P横坐标为t,则点Q横坐标为4+t,
∴点P坐标为(t,-t2+2t+3),点Q坐标为(4+t,-(4+t)2+2(4+t)+3),
运用待定系数法易知,直线PQ体现式为y=-2(t+1)x+t2+4t+3.
设点D坐标为(x,-x2+2x+3),则点E坐标为(x,-2(t+1)x+t2+4t+3),
∴DE=-x2+2x+3-[-2(t+1)x+t2+4t+3]=-x2+2(t+2)x-t2-4t,
∴S△DPQ=DE•(xQ-xP)=-2x2+4(t+2)x-2t2-8t=-2[x-(t+2)]2+8.
∵-2<0,
∴当x=t+2时,△DPQ面积取最大值,最大值为8.
∴假设成立,即直尺在平移过程中,△DPQ面积有最大值,面积最大值为8.
点睛:本题考察了待定系数法求二次(一次)函数解析式、二次(一次)函数图象上点坐标特征、三角形面积以及二次函数最值,解题关键是:(1)根据点坐标,运用待定系数法求出二次函数体现式;(2)(I)运用三角形面积公式找出S△DPQ=-2x2+6x+;(II)运用三角形面积公式找出S△DPQ=-2x2+4(t+2)x-2t2-8t.
14.如图,抛物线通过x轴上点A(1,0)和点B及y轴上点C,通过B、C两点直线为.
①求抛物线解析式.
②点P从A出发,在线段AB上以每秒1个单位速度向B运动,同步点E从B出发,在线段BC上以每秒2个单位速度向C运动.当其中一种点抵达终点时,另一点也停止运动.设运动时间为t秒,求t为何值时,△PBE面积最大并求出最大值.
③过点A作于点M,过抛物线上一动点N(不与点B、C重叠)作直线AM平行线交直线BC于点Q.若点A、M、N、Q为顶点四边形是平行四边形,求点N横坐标.
【答案】①;②当时,△PBE面积最大,最大值为;③点N横坐标为:4或或.
【解析】
【分析】
①点B、C在直线为上,则B(﹣n,0)、C(0,n),点A(1,0)在抛物线上,因此,解得,,因此抛物线解析式:;
②先求出点P到BC高h为,于是,当时,△PBE面积最大,最大值为;
③由①知,BC所在直线为:,因此点A到直线BC距离,过点N作x轴垂线交直线BC于点P,交x轴于点H.设,则、,易证△PQN为等腰直角三角形,即,,Ⅰ.,因此解得(舍去),,Ⅱ.,解得,(舍去),Ⅲ.,,解得(舍去),.
【详解】
解:①∵点B、C在直线为上,
∴B(﹣n,0)、C(0,n),
∵点A(1,0)在抛物线上,
∴,
∴,,
∴抛物线解析式:;
②由题意,得,
,,
由①知,,
∴点P到BC高h为,
∴,
当时,△PBE面积最大,最大值为;
③由①知,BC所在直线为:,
∴点A到直线BC距离,
过点N作x轴垂线交直线BC于点P,交x轴于点H.
设,则、,
易证△PQN为等腰直角三角形,即,
∴,
Ⅰ.,
∴
解得,,
∵点A、M、N、Q为顶点四边形是平行四边形,
∴;
Ⅱ.,
∴
解得,,
∵点A、M、N、Q为
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