资源描述
-备战中考数学培优(含解析)之二次函数含答案
一、二次函数
1.已知二次函数图象以A(﹣1,4)为顶点,且过点B(2,﹣5)
(1)求该函数关系式;
(2)求该函数图象与坐标轴交点坐标;
(3)将该函数图象向右平移,当图象通过原点时,A、B两点随图象移至A′、B′,求△O A′B′面积.
【答案】(1)y=﹣x2﹣2x+3;(2)抛物线与x轴交点为:(﹣3,0),(1,0)(3)15.
【解析】
【分析】(1)已知了抛物线顶点坐标,可用顶点式设该二次函数解析式,然后将B点坐标代入,即可求出二次函数解析式;
(2)根据函数解析式,令x=0,可求得抛物线与y轴交点坐标;令y=0,可求得抛物线与x轴交点坐标;
(3)由(2)可知:抛物线与x轴交点分别在原点两侧,由此可求出当抛物线与x轴负半轴交点平移到原点时,抛物线平移单位,由此可求出A′、B′坐标.由于△OA′B′不规则,可用面积割补法求出△OA′B′面积.
【详解】(1)设抛物线顶点式y=a(x+1)2+4,
将B(2,﹣5)代入得:a=﹣1,
∴该函数解析式为:y=﹣(x+1)2+4=﹣x2﹣2x+3;
(2)令x=0,得y=3,因此抛物线与y轴交点为:(0,3),
令y=0,﹣x2﹣2x+3=0,解得:x1=﹣3,x2=1,
即抛物线与x轴交点为:(﹣3,0),(1,0);
(3)设抛物线与x轴交点为M、N(M在N左侧),
由(2)知:M(﹣3,0),N(1,0),
当函数图象向右平移通过原点时,M与O重叠,因此抛物线向右平移了3个单位,
故A'(2,4),B'(5,﹣5),
∴S△OA′B′=×(2+5)×9﹣×2×4﹣×5×5=15.
【点睛】本题考察了用待定系数法求抛物线解析式、函数图象与坐标轴交点、图形面积求法等知识.纯熟掌握待定系数法、函数图象与坐标轴交点求解措施、不规则图形面积求解措施等是解题关键.
2.如图所示,抛物线顶点为,与轴交于、两点,且,与轴交于点.
求抛物线函数解析式;
求面积;
能否在抛物线第三象限图象上找到一点,使面积最大?若能,祈求出点坐标;若不能,请阐明理由.
【答案】 ;;点坐标是.
【解析】
【分析】
(1)设顶点式并代入已知点即可;
(2)令y=0,求出A、B和C点坐标,运用三角形面积公式计算即可;
(3)假设存在这样点,过点作轴于点,交于点,线段PF长度即为两函数值之差,将面积计算拆分为即可.
【详解】
设此函数解析式为,
∵函数图象顶点为,
∴,
又∵函数图象通过点,
∴
解得,
∴此函数解析式为,即;
∵点是函数图象与轴交点,
∴点坐标是,
又当时,有,
解得,,
∴点坐标是,
则;
假设存在这样点,过点作轴于点,交于点.
设,则,
设直线解析式为,
∵直线过点,,
∴,
解得,
∴直线解析式为,
∴点坐标为,
则,
∴
,
∴当时,有最大值,
此时点坐标是.
【点睛】
本题第3问中将所求三角形拆分为两个小三角形进行求解,从而将面积最大问题转化为PF最大进行理解.
3.如图,抛物线y=﹣x2﹣2x+3图象与x轴交于A、B两点(点A在点B左边),与y轴交于点C,点D为抛物线顶点.
(1)求点A、B、C坐标;
(2)点M(m,0)为线段AB上一点(点M不与点A、B重叠),过点M作x轴垂线,与直线AC交于点E,与抛物线交于点P,过点P作PQ∥AB交抛物线于点Q,过点Q作QN⊥x轴于点N,可得矩形PQNM.如图,点P在点Q左边,试用含m式子表达矩形PQNM周长;
(3)当矩形PQNM周长最大时,m值是多少?并求出此时△AEM面积;
(4)在(3)条件下,当矩形PMNQ周长最大时,连接DQ,过抛物线上一点F作y轴平行线,与直线AC交于点G(点G在点F上方).若FG=2DQ,求点F坐标.
【答案】(1)A(﹣3,0),B(1,0);C(0,3) ;(2)矩形PMNQ周长=﹣2m2﹣8m+2;(3) m=﹣2;S=;(4)F(﹣4,﹣5)或(1,0).
【解析】
【分析】
(1)运用函数图象与坐标轴交点求法,求出点A,B,C坐标;
(2)先确定出抛物线对称轴,用m表达出PM,MN即可;
(3)由(2)得到结论判断出矩形周长最大时,确定出m,进而求出直线AC解析式,即可;
(4)在(3)基础上,判断出N应与原点重叠,Q点与C点重叠,求出DQ=DC=,再建立方程(n+3)﹣(﹣n2﹣2n+3)=4即可.
【详解】
(1)由抛物线y=﹣x2﹣2x+3可知,C(0,3).
令y=0,则0=﹣x2﹣2x+3,
解得,x=﹣3或x=l,
∴A(﹣3,0),B(1,0).
(2)由抛物线y=﹣x2﹣2x+3可知,对称轴为x=﹣1.
∵M(m,0),
∴PM=﹣m2﹣2m+3,MN=(﹣m﹣1)×2=﹣2m﹣2,
∴矩形PMNQ周长=2(PM+MN)=(﹣m2﹣2m+3﹣2m﹣2)×2=﹣2m2﹣8m+2.
(3)∵﹣2m2﹣8m+2=﹣2(m+2)2+10,
∴矩形周长最大时,m=﹣2.
∵A(﹣3,0),C(0,3),
设直线AC解析式y=kx+b,
∴
解得k=l,b=3,
∴解析式y=x+3,
令x=﹣2,则y=1,
∴E(﹣2,1),
∴EM=1,AM=1,
∴S=AM×EM=.
(4)∵M(﹣2,0),抛物线对称轴为x=﹣l,
∴N应与原点重叠,Q点与C点重叠,
∴DQ=DC,
把x=﹣1代入y=﹣x2﹣2x+3,解得y=4,
∴D(﹣1,4),
∴DQ=DC=.
∵FG=2DQ,
∴FG=4.
设F(n,﹣n2﹣2n+3),则G(n,n+3),
∵点G在点F上方且FG=4,
∴(n+3)﹣(﹣n2﹣2n+3)=4.
解得n=﹣4或n=1,
∴F(﹣4,﹣5)或(1,0).
【点睛】
此题是二次函数综合题,重要考察了函数图象与坐标轴交点求法,待定系数法求函数解析式,函数极值确实定,解本题关键是用m表达出矩形PMNQ周长.
4.已知,点M为二次函数y=﹣(x﹣b)2+4b+1图象顶点,直线y=mx+5分别交x轴正半轴,y轴于点A,B.
(1)判断顶点M与否在直线y=4x+1上,并阐明理由.
(2)如图1,若二次函数图象也通过点A,B,且mx+5>﹣(x﹣b)2+4b+1,根据图象,写出x取值范围.
(3)如图2,点A坐标为(5,0),点M在△AOB内,若点C(,y1),D(,y2)都在二次函数图象上,试比较y1与y2大小.
【答案】(1)点M在直线y=4x+1上;理由见解析;(2)x取值范围是x<0或x>5;(3)①当0<b<时,y1>y2,②当b=时,y1=y2,③当<b<时,y1<y2.
【解析】
【分析】
(1)根据顶点式解析式,可得顶点坐标,根据点坐标代入函数解析式检查,可得答案;
(2)根据待定系数法,可得二次函数解析式,根据函数图象与不等式关系:图象在下方函数值小,可得答案;
(3)根据解方程组,可得顶点M纵坐标范围,根据二次函数性质,可得答案.
【详解】
(1)点M为二次函数y=﹣(x﹣b)2+4b+1图象顶点,
∴M坐标是(b,4b+1),
把x=b代入y=4x+1,得y=4b+1,
∴点M在直线y=4x+1上;
(2)如图1,
直线y=mx+5交y轴于点B,
∴B点坐标为(0,5)又B在抛物线上,
∴5=﹣(0﹣b)2+4b+1=5,解得b=2,
二次函数解析是为y=﹣(x﹣2)2+9,
当y=0时,﹣(x﹣2)2+9=0,解得x1=5,x2=﹣1,
∴A(5,0).
由图象,得
当mx+5>﹣(x﹣b)2+4b+1时,x取值范围是x<0或x>5;
(3)如图2,
∵直线y=4x+1与直线AB交于点E,与y轴交于F,
A(5,0),B(0,5)得
直线AB解析式为y=﹣x+5,
联立EF,AB得方程组,
解得,
∴点E(,),F(0,1).
点M在△AOB内,
1<4b+1<,
∴0<b<.
当点C,D有关抛物线对称轴对称时,b﹣=﹣b,∴b=,
且二次函数图象开口向下,顶点M在直线y=4x+1上,
综上:①当0<b<时,y1>y2,
②当b=时,y1=y2,
③当<b<时,y1<y2.
【点睛】
本题考察了二次函数综合题,解(1)关键是把点坐标代入函数解析式检查;解(2)关键是运用函数图不等式关系:图象在上方函数值大;解(3)关键是解方程组得出顶点M纵坐标范围,又运用了二次函数性质:a<0时,点与对称轴距离越小函数值越大.
5.如图,在平面直角坐标系中有一直角三角形AOB,O为坐标原点,OA=1,tan∠BAO=3,将此三角形绕原点O逆时针旋转90°,得到△DOC,抛物线y=ax2+bx+c通过点A、B、C.
(1)求抛物线解析式;
(2)若点P是第二象限内抛物线上动点,其横坐标为t,设抛物线对称轴l与x轴交于一点E,连接PE,交CD于F,求以C、E、F为顶点三角形与△COD相似时点P坐标.
【答案】(1)抛物线解析式为y=﹣x2﹣2x+3;(2)当△CEF与△COD相似时,P点坐标为(﹣1,4)或(﹣2,3).
【解析】
【分析】
(1)根据正切函数,可得OB,根据旋转性质,可得△DOC≌△AOB,根据待定系数法,可得函数解析式;
(2)分两种状况讨论:①当∠CEF=90°时,△CEF∽△COD,此时点P在对称轴上,即点P为抛物线顶点;②当∠CFE=90°时,△CFE∽△COD,过点P作PM⊥x轴于M点,得到△EFC∽△EMP,根据相似三角形性质,可得PM与ME关系,解方程,可得t值,根据自变量与函数值对应关系,可得答案.
【详解】
(1)在Rt△AOB中,OA=1,tan∠BAO3,∴OB=3OA=3.
∵△DOC是由△AOB绕点O逆时针旋转90°而得到,∴△DOC≌△AOB,∴OC=OB=3,OD=OA=1,∴A,B,C坐标分别为(1,0),(0,3),(﹣3,0),代入解析式为
,解得:,抛物线解析式为y=﹣x2﹣2x+3;
(2)∵抛物线解析式为y=﹣x2﹣2x+3,∴对称轴为l1,∴E点坐标为(﹣1,0),如图,分两种状况讨论:
①当∠CEF=90°时,△CEF∽△COD,此时点P在对称轴上,即点P为抛物线顶点,P(﹣1,4);
②当∠CFE=90°时,△CFE∽△COD,过点P作PM⊥x轴于M点,∵∠CFE=∠PME=90°,∠CEF=∠PEM,∴△EFC∽△EMP,∴,∴MP=3ME.
∵点P横坐标为t,∴P(t,﹣t2﹣2t+3).
∵P在第二象限,∴PM=﹣t2﹣2t+3,ME=﹣1﹣t,t<0,∴﹣t2﹣2t+3=3(﹣1﹣t),解得:t1=﹣2,t2=3(与t<0矛盾,舍去).
当t=﹣2时,y=﹣(﹣2)2﹣2×(﹣2)+3=3,∴P(﹣2,3).
综上所述:当△CEF与△COD相似时,P点坐标为(﹣1,4)或(﹣2,3).
【点睛】
本题是二次函数综合题.解(1)关键是运用旋转性质得出OC,OD长,又运用了待定系数法;解(2)关键是运用相似三角形性质得出MP=3ME.
6.童装店销售某款童装,每件售价为60元,每星期可卖100件,为了促销该店决定降价销售,经市场调查发现:每降价1元,每星期可多卖10件,已知该款童装每件成本30元,设降价后该款童装每件售价元,每星期销售量为件.
(1)降价后,当某一星期销售量是未降价前一星期销售量3倍时,求这一星期中每件童装降价多少元?
(2)当每件售价定为多少元时,一星期销售利润最大,最大利润是多少?
【答案】(1)这一星期中每件童装降价20元;(2)每件售价定为50元时,一星期销售利润最大,最大利润4000元.
【解析】
【分析】
(1)根据售量与售价x(元/件)之间关系列方程即可得到结论.
(2)设每星期利润为W元,构建二次函数运用二次函数性质处理问题.
【详解】
解:(1)根据题意得,(60﹣x)×10+100=3×100,
解得:x=40,
60﹣40=20元,
答:这一星期中每件童装降价20元;
(2)设利润为w,
根据题意得,w=(x﹣30)[(60﹣x)×10+100]=﹣10x2+1000x﹣21000
=﹣10(x﹣50)2+4000,
答:每件售价定为50元时,一星期销售利润最大,最大利润4000元.
【点睛】
本题考察二次函数应用,一元二次不等式,解题关键是构建二次函数处理最值问题,运用图象法解一元二次不等式,属于中考常考题型.
7.如图,已知抛物线通过原点O,顶点A(1,﹣1),且与直线y=kx+2相交于B(2,0)和C两点
(1)求抛物线和直线BC解析式;
(2)求证:△ABC是直角三角形;
(3)抛物线上存在点E(点E不与点A重叠),使∠BCE=∠ACB,求出点E坐标;
(4)在抛物线对称轴上与否存在点F,使△BDF是等腰三角形?若存在,请直接写出点F坐标.
【答案】(1)y=x2﹣2x,y=﹣x+2;(2)详见解析;(3)E();(4)符合条件点F坐标(1,)或(1,﹣)或(1,2+)或(1,2﹣).
【解析】
【分析】
(1)将B(2,0)代入设抛物线解析式y=a(x﹣1)2﹣1,求得a,将B(2,0)代入y=kx+2,求得k;
(2)分别求出AB2、BC2、AC2,根据勾股定理逆定理即可证明;
(3)作∠BCE=∠ACB,与抛物线交于点E,延长AB,与CE延长线交于点A',过A'作A'H垂直x轴于点H,设二次函数对称轴于x轴交于点G.根据对称与三角形全等,求得A'(3,1),然后求出A'C解析式,与抛物线解析式联立,求得点E坐标;
(4)设F(1,m),分三种状况讨论:①当BF=BD时,,②当DF=BD时,,③当BF=DF时,,m=1,然后裔入即可.
【详解】
(1)设抛物线解析式y=a(x﹣1)2﹣1,
将B(2,0)代入,
0=a(2﹣1)2﹣1,
∴a=1,
抛物线解析式:y=(x﹣1)2﹣1=x2﹣2x,
将B(2,0)代入y=kx+2,
0=2k+2,
k=﹣1,
∴直线BC解析式:y=﹣x+2;
(2)联立,
解得,,
∴C(﹣1,3),
∵A(1,﹣1),B(2,0),
∴AB2=(1﹣2)2+(﹣1﹣0)2=2,
AC2=[1﹣(﹣1)]2+(﹣1﹣3)2=20,
BC2=[2﹣(﹣1)]2+(0﹣3)2=18,
∴AB2+BC2=AC2,
∴△ABC是直角三角形;
(3)如图,作∠BCE=∠ACB,与抛物线交于点E,延长AB,与CE延长线交于点A',过A'作A'H垂直x轴于点H,设二次函数对称轴于x轴交于点G.
∵∠BCE=∠ACB,∠ABC=90°,
∴点A与A'有关直线BC对称,
AB=A'B,
可知△AFB≌△A'HB(AAS),
∵A(1,﹣1),B(2,0)
∴AG=1,BG=OG=1,
∴BH=1,A'H=1,OH=3,
∴A'(3,1),
∵C(﹣1,3),
∴直线A'C:,
联立:,
解得或,
∴E(,);
(4)∵抛物线对称轴:直线x=1,
∴设F(1,m),
直线BC解析式:y=﹣x+2;
∴D(0,2)
∵B(2,0),
∴BD=
,
,
①当BF=BD时,,
m=±,
∴F坐标(1,)或(1,﹣)
②当DF=BD时,,
m=2±,
∴F坐标(1,2+)或(1,2﹣)
③当BF=DF时,,
m=1,
F(1,1),此时B、D、F在同一直线上,不符合题意.
综上,符合条件点F坐标(1,)或(1,﹣)或(1,2+)或(1,2﹣).
【点睛】
考察了二次函数,纯熟掌握二次函数性质是解题关键.
8.如图,抛物线y=ax2+bx+c通过A(﹣3,0),B(1,0),C(0,3)三点.
(1)求抛物线函数体现式;
(2)如图1,P为抛物线上在第二象限内一点,若△PAC面积为3,求点P坐标;
(3)如图2,D为抛物线顶点,在线段AD上与否存在点M,使得以M,A,O为顶点三角形与△ABC相似?若存在,求点M坐标;若不存在,请阐明理由.
【答案】(1)y=﹣x2﹣2x+3;(2)点P坐标为(﹣1,4)或(﹣2,3);(3)存在,(,)或(,),见解析.
【解析】
【分析】
(1)运用待定系数法,然后将A、B、C坐标代入解析式即可求得二次函数解析式;
(2))过P点作PQ垂直x轴,交AC于Q,把△APC提成两个△APQ与△CPQ,把PQ作为两个三角形底,通过点A,C横坐标表达出两个三角形高即可求得三角形面积.
(3)通过三角形函数计算可得∠DAO=∠ACB,使得以M,A,O为顶点三角形与△ABC相似,则有两种状况,∠AOM=∠CAB=45°,即OM为y=-x,若∠AOM=∠CBA,则OM为y=-3x+3,然后由直线解析式可求OM与AD交点M.
【详解】
(1)把A(﹣3,0),B(1,0),C(0,3)代入抛物线解析式y=ax2+bx+c得
,
解得,
因此抛物线函数体现式为y=﹣x2﹣2x+3.
(2)如解(2)图1,过P点作PQ平行y轴,交AC于Q点,
∵A(﹣3,0),C(0,3),
∴直线AC解析式为y=x+3,
设P点坐标为(x,﹣x2﹣2x+3.),则Q点坐标为(x,x+3),
∴PQ=﹣x2﹣2x+3﹣(x+3)=﹣x2﹣3x.
∴S△PAC=,
∴,
解得:x1=﹣1,x2=﹣2.
当x=﹣1时,P点坐标为(﹣1,4),
当x=﹣2时,P点坐标为(﹣2,3),
综上所述:若△PAC面积为3,点P坐标为(﹣1,4)或(﹣2,3),
(3)如解(3)图1,过D点作DF垂直x轴于F点,过A点作AE垂直BC于E点,
∵D为抛物线y=﹣x2﹣2x+3顶点,
∴D点坐标为(﹣1,4),
又∵A(﹣3,0),
∴直线AC为y=2x+4,AF=2,DF=4,tan∠PAB=2,
∵B(1,0),C(0,3)
∴tan∠ABC=3,BC=,sin∠ABC=,直线BC解析式为y=﹣3x+3.
∵AC=4,
∴AE=AC•sin∠ABC==,BE=,
∴CE=,
∴tan∠ACB=,
∴tan∠ACB=tan∠PAB=2,
∴∠ACB=∠PAB,
∴使得以M,A,O为顶点三角形与△ABC相似,则有两种状况,如解(3)图2
Ⅰ.当∠AOM=∠CAB=45°时,△ABC∽△OMA,
即OM为y=﹣x,
设OM与AD交点M(x,y)
依题意得:,
解得,
即M点为(,).
Ⅱ.若∠AOM=∠CBA,即OM∥BC,
∵直线BC解析式为y=﹣3x+3.
∴直线OM为y=﹣3x,设直线OM与AD交点M(x,y).则
依题意得:,
解得,
即M点为(,),
综上所述:存在使得以M,A,O为顶点三角形与△ABC相似点M,其坐标为(,)或(,).
【点睛】
本题结合三角形性质考察二次函数综合应用,函数和几何图形综合题目,要会运用数形结合思想把代数和几何图形结合起来,运用点坐标意义表达线段长度,从而求出线段之间关系.
9.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+2ax﹣3a(a<0)与x轴相交于A,B两点,与y轴相交于点C,顶点为D,直线DC与x轴相交于点E.
(1)当a=﹣1时,求抛物线顶点D坐标,OE等于多少;
(2)OE长与否与a值有关,阐明你理由;
(3)设∠DEO=β,45°≤β≤60°,求a取值范围;
(4)以DE为斜边,在直线DE左下方作等腰直角三角形PDE.设P(m,n),直接写出n有关m函数解析式及自变量m取值范围.
【答案】(1)(﹣1,4),3;(2)结论:OE长与a值无关.理由见解析;(3)﹣≤a≤﹣1;(4)n=﹣m﹣1(m<1).
【解析】
【分析】
(1)求出直线CD解析式即可处理问题;
(2)运用参数a,求出直线CD解析式求出点E坐标即可判断;
(3)求出落在特殊情形下a值即可判断;
(4)如图,作PM⊥对称轴于M,PN⊥AB于N.两条全等三角形性质即可处理问题.
【详解】
解:(1)当a=﹣1时,抛物线解析式为y=﹣x2﹣2x+3,
∴顶点D(﹣1,4),C(0,3),
∴直线CD解析式为y=﹣x+3,
∴E(3,0),
∴OE=3,
(2)结论:OE长与a值无关.
理由:∵y=ax2+2ax﹣3a,
∴C(0,﹣3a),D(﹣1,﹣4a),
∴直线CD解析式为y=ax﹣3a,
当y=0时,x=3,
∴E(3,0),
∴OE=3,
∴OE长与a值无关.
(3)当β=45°时,OC=OE=3,
∴﹣3a=3,
∴a=﹣1,
当β=60°时,在Rt△OCE中,OC=OE=3,
∴﹣3a=3,
∴a=﹣,
∴45°≤β≤60°,a取值范围为﹣≤a≤﹣1.
(4)如图,作PM⊥对称轴于M,PN⊥AB于N.
∵PD=PE,∠PMD=∠PNE=90°,∠DPE=∠MPN=90°,
∴∠DPM=∠EPN,
∴△DPM≌△EPN,
∴PM=PN,PM=EN,
∵D(﹣1,﹣4a),E(3,0),
∴EN=4+n=3﹣m,
∴n=﹣m﹣1,
当顶点D在x轴上时,P(1,﹣2),此时m值1,
∵抛物线顶点在第二象限,
∴m<1.
∴n=﹣m﹣1(m<1).
故答案为:(1)(﹣1,4),3;(2)OE长与a值无关;(3)﹣≤a≤﹣1;(4)n=﹣m﹣1(m<1).
【点睛】
本题是二次函数综合题,考察了二次函数图象与性质。
10.如图1,抛物线C1:y=ax2﹣2ax+c(a<0)与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C.已知点A坐标为(﹣1,0),点O为坐标原点,OC=3OA,抛物线C1顶点为G.
(1)求出抛物线C1解析式,并写出点G坐标;
(2)如图2,将抛物线C1向下平移k(k>0)个单位,得到抛物线C2,设C2与x轴交点为A′、B′,顶点为G′,当△A′B′G′是等边三角形时,求k值:
(3)在(2)条件下,如图3,设点M为x轴正半轴上一动点,过点M作x轴垂线分别交抛物线C1、C2于P、Q两点,试探究在直线y=﹣1上与否存在点N,使得以P、Q、N为顶点三角形与△AOQ全等,若存在,直接写出点M,N坐标:若不存在,请阐明理由.
【答案】(1)抛物线C1解析式为y=﹣x2+2x+3,点G坐标为(1,4);(2)k=1;(3)M1(,0)、N1(,﹣1);M2(,0)、N2(1,﹣1);M3(4,0)、N3(10,﹣1);M4(4,0)、N4(﹣2,﹣1).
【解析】
【分析】(1)由点A坐标及OC=3OA得点C坐标,将A、C坐标代入解析式求解可得;
(2)设抛物线C2解析式为y=﹣x2+2x+3﹣k,即y=﹣(x﹣1)2+4﹣k,′作G′D⊥x轴于点D,设BD′=m,由等边三角形性质知点B′坐标为(m+1,0),点G′坐标为(1,m),代入所设解析式求解可得;
(3)设M(x,0),则P(x,﹣x2+2x+3)、Q(x,﹣x2+2x+2),根据PQ=OA=1且∠AOQ、∠PQN均为钝角知△AOQ≌△PQN,延长PQ交直线y=﹣1于点H,证△OQM≌△QNH,根据对应边相等建立有关x方程,解之求得x值从而深入求解即可.
【详解】(1)∵点A坐标为(﹣1,0),
∴OA=1,
∴OC=3OA,
∴点C坐标为(0,3),
将A、C坐标代入y=ax2﹣2ax+c,得:,
解得:,
∴抛物线C1解析式为y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
因此点G坐标为(1,4);
(2)设抛物线C2解析式为y=﹣x2+2x+3﹣k,即y=﹣(x﹣1)2+4﹣k,
过点G′作G′D⊥x轴于点D,设BD′=m,
∵△A′B′G′为等边三角形,
∴G′D=B′D=m,
则点B′坐标为(m+1,0),点G′坐标为(1,m),
将点B′、G′坐标代入y=﹣(x﹣1)2+4﹣k,得:
,
解得:(舍),,
∴k=1;
(3)设M(x,0),则P(x,﹣x2+2x+3)、Q(x,﹣x2+2x+2),
∴PQ=OA=1,
∵∠AOQ、∠PQN均为钝角,
∴△AOQ≌△PQN,
如图2,延长PQ交直线y=﹣1于点H,
则∠QHN=∠OMQ=90°,
又∵△AOQ≌△PQN,
∴OQ=QN,∠AOQ=∠PQN,
∴∠MOQ=∠HQN,
∴△OQM≌△QNH(AAS),
∴OM=QH,即x=﹣x2+2x+2+1,
解得:x=(负值舍去),
当x=时,HN=QM=﹣x2+2x+2=,点M(,0),
∴点N坐标为(+,﹣1),即(,﹣1);
或(﹣,﹣1),即(1,﹣1);
如图3,
同理可得△OQM≌△PNH,
∴OM=PH,即x=﹣(﹣x2+2x+2)﹣1,
解得:x=﹣1(舍)或x=4,
当x=4时,点M坐标为(4,0),HN=QM=﹣(﹣x2+2x+2)=6,
∴点N坐标为(4+6,﹣1)即(10,﹣1),或(4﹣6,﹣1)即(﹣2,﹣1);
综上点M1(,0)、N1(,﹣1);M2(,0)、N2(1,﹣1);M3(4,0)、N3(10,﹣1);M4(4,0)、N4(﹣2,﹣1).
【点睛】本题考察是二次函数综合题,波及到知识有待定系数法、等边三角形性质、全等三角形判定与性质等,纯熟掌握待定系数法求函数解析式、等边三角形性质、全等三角形判定与性质、运用分类讨论思想是解题关键.
11.如图1,已知一次函数y=x+3图象与x轴、y轴分别交于A、B两点,抛物线过A、B两点,且与x轴交于另一点C.
(1)求b、c值;
(2)如图1,点D为AC中点,点E在线段BD上,且BE=2ED,连接CE并延长交抛物线于点M,求点M坐标;
(3)将直线AB绕点A按逆时针方向旋转15°后交y轴于点G,连接CG,如图2,P为△ACG内以点,连接PA、PC、PG,分别以AP、AG为边,在他们左侧作等边△APR,等边△AGQ,连接QR
①求证:PG=RQ;
②求PA+PC+PG最小值,并求出当PA+PC+PG获得最小值时点P坐标.
【答案】(1)b=﹣2,c=3;(2)M(,);(3)①证明见解析;②PA+PC+PG最小值为,此时点P坐标(﹣,).
【解析】
试题分析:(1)把A(﹣3,0),B(0,3)代入抛物线即可处理问题.
(2)首先求出A、C、D坐标,根据BE=2ED,求出点E坐标,求出直线CE,运用方程组求交点坐标M.
(3)①欲证明PG=QR,只要证明△QAR≌△GAP即可.②当Q、R、P、C共线时,PA+PG+PC最小,作QN⊥OA于N,AM⊥QC于M,PK⊥OA于K,由sin∠ACM==求出AM,CM,运用等边三角形性质求出AP、PM、PC,由此即可处理问题.
试题解析:(1)∵一次函数y=x+3图象与x轴、y轴分别交于A、B两点,∴A(﹣3,0),B(0,3),∵抛物线过A、B两点,∴,解得:,∴b=﹣2,c=3.
(2),对于抛物线,令y=0,则,解得x=﹣3或1,∴点C坐标(1,0),∵AD=DC=2,∴点D坐标(﹣1,0),∵BE=2ED,∴点E坐标(,1),设直线CE为y=kx+b,把E、C代入得到:,解得:,∴直线CE为,由,解得或,∴点M坐标(,).
(3)①∵△AGQ,△APR是等边三角形,∴AP=AR,AQ=AG,∠QAC=∠RAP=60°,∴∠QAR=∠GAP,在△QAR和△GAP中,∵AQ=AG,∠QAR=∠GAP,AR=AP,∴△QAR≌△GAP,∴QR=PG.
②如图3中,∵PA+PB+PC=QR+PR+PC=QC,∴当Q、R、P、C共线时,PA+PG+PC最小,作QN⊥OA于N,AM⊥QC于M,PK⊥OA于K.∵∠GAO=60°,AO=3,∴AG=QG=AQ=6,∠AGO=30°,∵∠QGA=60°,∴∠QGO=90°,∴点Q坐标(﹣6,),在RT△QCN中,QN=,CN=7,∠QNC=90°,∴QC==,∵sin∠ACM==,∴AM=,∵△APR是等边三角形,∴∠APM=60°,∵PM=PR,cos30°=,∴AP=,PM=RM=,∴MC==,∴PC=CM﹣PM=,∵,∴CK=,PK=,∴OK=CK﹣CO=,∴点P坐标(﹣,),∴PA+PC+PG最小值为,此时点P坐标(﹣,).
考点:二次函数综合题;旋转性质;最值问题;压轴题.
12.某大学生运用暑假40天社会实践参与了一家网店经营,理解到一种成本为20元/件新型商品在第x天销售有关信息如下表所示.
销售量p(件)
P=50—x
销售单价q(元/件)
当1≤x≤20时,
当21≤x≤40时,
(1)请计算第几天该商品销售单价为35元/件?
(2)求该网店第x天获得利润y有关x函数关系式.
(3)这40天中该网店第几天获得利润最大?最大利润是多少?
【答案】(1)第10天或第35天该商品销售单价为35元/件(2)(3)这40天中该网店第21天获得利润最大?最大利润是725元
【解析】
【分析】
(1)分别将q=35代入销售单价有关x函数关系式,求出x即可.
(2)应用利润=销售收入-销售成本列式即可.
(3)应用二次函数和反比例函数性质,分别求出最大值比较即得所求.
【详解】
解:(1)当1≤x≤20时,令,解得;;
当21≤x≤40时,令,解得;.
∴第10天或第35天该商品销售单价为35元/件.
(2)当1≤x≤20时,;
当21≤x≤40时,.
∴y有关x函数关系式为.
(3)当1≤x≤20时,,
∵,∴当x=15时,y有最大值y1,且y1=612.5.
当21≤x≤40时,∵26250>0,∴伴随x增大而减小,
∴当x=21时,有最大值y2,且.
∵y1<y2,
∴这40天中该网店第21天获得利润最大?最大利润是725元.
13.如图,已知抛物线过点A(,-3) 和B(3,0),过点A作直线AC//x轴,交y轴与点C.
(1)求抛物线解析式;
(2)在抛物线上取一点P,过点P作直线AC垂线,垂足为D,连接OA,使得以A,D,P为顶点三角形与△AOC相似,求出对应点P坐标;
(3)抛物线上与否存在点Q,使得?若存在,求出点Q坐标;若不存在,请阐明理由.
【答案】(1);(2)P点坐标为(4 ,6)或(,- );(3)Q点坐标(3,0)或(-2,15)
【解析】
【分析】
(1)把A与B坐标代入抛物线解析式求出a与b值,即可确定出解析式;
(2)设P坐标为,表达出AD与PD,由相似分两种状况得比例求出x值,即可确定出P坐标;
(3)存在,求出已知三角形AOC边OA上高h,过O作OM⊥OA,截取OM=h,与y轴交于点N,分别确定出M与N坐标,运用待定系数法求出直线MN解析式,与抛物线解析式联立求出Q坐标即可.
【详解】
(1)把,和点,代入抛物线得:,
解得:,,
则抛物线解析式为;
(2)当在直线上方时,
设坐标为,则有,,
当时,,即,
整理得:,即,
解得:,即或(舍去),
此时,;
当时,,即,
整理得:,即,
解得:,即或(舍去),
此时,;
当点时,也满足;
当在直线下方时,同理可得:坐标为,,
综上,坐标为,或,或,或;
(3)在中,,,
根据勾股定理得:,
,
,
,
边上高为,
过作,截取,过作,交轴于点,如图所示:
在中,,即,
过作轴,
在中,,,即,,
设直线解析式为,
把坐标代入得:,即,即,
联立得:,
解得:或,即,或,,
则抛物线上存在点,使得,此时点坐标为,或,.
【点睛】
二次函数综合题,波及知识有:待定系数法求函数解析式,相似三角形判定与性质,点到直线距离公式,纯熟掌握待定系数法是解本题关键.
14.如图,抛物线交轴于点,交轴于点,已知通过点直线体现式为.
(1)求抛物线函数体现式及其顶点坐标;
(2)如图①,点是线段上一种动点,其中,作直线轴,交直线于,交抛物线于,作∥轴,交直线于点,四边形为矩形.设矩形周长为,写出与函数关系式,并求为何值时周长最大;
(3)如图②,在抛物线对称轴上与否存在点,使点构成三角形是以为腰等腰三角形.若存在,直接写出所有符合条件点坐标;若不存在,请阐明理由.
图① 图②
【答案】(1)抛物线体现式为y=-x2-2x+3,顶点C坐标为(-1,4);
(2)L=-4m2-12m=-4(m+)2+9;
当m=-时,最大值L=9;
(3)点Q坐标为(-1,),(-1,-),(-1,3+),(-1,3-).
【解析】
试题分析:(1)由直线通过A、B两点可求得这两点坐标,然后裔入二次函数解析式即可求出b、c值,从而得到解析式,进而得到顶点坐标;
(2)由题意可表达出D、E坐标,从而得到DE长,由已知条件可得DE=EF,从而可表达出矩形DEFG周长L,运用二次函数性质可求得最大值;
(3)分别以点A、点B为圆心,以AB长为半径画圆,圆与对称轴交点即为所求点.
试题解析:(1)直线y=x+3与x轴相交于A(-3,0 ),与y轴相交于B(0,3)
抛物线y=-x2+bx+c通过A(-3,0 ),B(0,3),因此,
,
∴,
因此抛物线体现式为y=-x2-2x+3,
∵y=-x2-2x+3=-(x+1)2+4,
因此,顶点坐标为C(-1,4).
(2)由于D在直线y=x+3上,∴D(m,m+3).
由于E在抛物线上,∴E(m,-m2-2m+3).
DE=-m2-2m+3-(m+3)=-m2-3m.
由题意可知,AO=BO,
∴∠DAP=∠ADP=∠EDF=∠EFD=45°,
∴DE=EF.
L=4DE=-4m2-12m.
L=-4m2-12m=-4(m+)2+9.
∵a=-4<0,
∴二次函数有最大值
当m=-时,最大值L=9.
(3)点Q坐标为(-1,),(-1,-),(-1,3+),(-1,3-).
考点:1、待定系数法;2、正方形判定;3、二次函数性质应用;4、等腰三角形.
15.抛物线,若a,b,c满足b=a+c,则称抛物线为“恒定”抛物线.
(1)求证:“恒定”抛物线必过x轴上一种定点A;
(2)已知“恒定”抛物线顶点为P,与x轴另一种交点为B,与否存在以Q为顶点,与x轴另一种交点为C“恒定”抛物线,使得以PA,CQ为边四边形是平行四边形?若存在,求出抛物线解析式;若不存在,请阐明理由.
【答案】(1)证明见试题解析;(2),或.
【解析】
试题分析:(1)由“恒定”抛物线定义,即可得出抛物线恒过定点(﹣1,0);
(2)求出抛物线顶点坐标和B坐标,由题意得出PA∥CQ,PA=CQ;存在两种状况:①作QM⊥AC于M,则QM=OP=,证明Rt△QMC≌Rt△POA,MC=OA=1,得出点Q坐标,设抛物线解析式为,把点A坐标代入求出a值即可;
②顶点Q在y轴上,此时点C与点B重叠;证明△OQC≌△OPA,得出OQ=OP=,得出点Q坐标,设抛物线解析式为,把点C坐标代入求出a值即可.
试题解析:(1)由“恒定”抛物线,得:b=a+c,即a﹣b+c=0,∵抛物线,当x=﹣1时,y=0,∴“恒定”抛物线必过x轴上一种定点A(﹣1,0);
(2)存在;理由如下:∵“恒定”抛物线,当y=0时,,解得:x=±1,∵A(﹣
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