资源描述
备战中考数学二次函数综合热点考点难点附答案解析
一、二次函数
1.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
2.如图,已知直线与抛物线相交于A,B两点,且点A(1,-4)为抛物线顶点,点B在x轴上。
(1)求抛物线解析式;
(2)在(1)中抛物线第二象限图象上与否存在一点P,使△POB与△POC全等?若存在,求出点P坐标;若不存在,请阐明理由;
(3)若点Q是y轴上一点,且△ABQ为直角三角形,求点Q坐标。
【答案】解:(1);(2)存在,P(,);(3)Q点坐标为(0,-)或(0,)或(0,-1)或(0,-3).
【解析】
【分析】
(1)已知点A坐标可确定直线AB解析式,深入能求出点B坐标.点A是抛物线顶点,那么可以将抛物线解析式设为顶点式,再代入点B坐标,根据待定系数法可解.
(2)首先由抛物线解析式求出点C坐标,在△POB和△POC中,已知条件是公共边OP,若OB与OC不相等,那么这两个三角形不能构成全等三角形;若OB等于OC,那么还要满足条件为:∠POC=∠POB,各自去掉一种直角后容易发现,点P恰好在第二象限角平分线上,联立直线y=-x与抛物线解析式,直接求交点坐标即可,同步还要注意点P在第二象限限定条件.
(3)分别以A、B、Q为直角顶点,分类进行讨论,找出有关相似三角形,根据对应线段成比例进行求解即可.
【详解】
解:(1)把A(1,﹣4)代入y=kx﹣6,得k=2,
∴y=2x﹣6,
令y=0,解得:x=3,
∴B坐标是(3,0).
∵A为顶点,
∴设抛物线解析为y=a(x﹣1)2﹣4,
把B(3,0)代入得:4a﹣4=0,
解得a=1,
∴y=(x﹣1)2﹣4=x2﹣2x﹣3.
(2)存在.
∵OB=OC=3,OP=OP,
∴当∠POB=∠POC时,△POB≌△POC,
此时PO平分第二象限,即PO解析式为y=﹣x.
设P(m,﹣m),则﹣m=m2﹣2m﹣3,解得m=(m=>0,舍),
∴P(,).
(3)①如图,当∠Q1AB=90°时,△DAQ1∽△DOB,
∴,即=,∴DQ1=,
∴OQ1=,即Q1(0,-);
②如图,当∠Q2BA=90°时,△BOQ2∽△DOB,
∴,即,
∴OQ2=,即Q2(0,);
③如图,当∠AQ3B=90°时,作AE⊥y轴于E,
则△BOQ3∽△Q3EA,
∴,即
∴OQ32﹣4OQ3+3=0,∴OQ3=1或3,
即Q3(0,﹣1),Q4(0,﹣3).
综上,Q点坐标为(0,-)或(0,)或(0,﹣1)或(0,﹣3).
3.某宾馆客房部有60个房间供游客居住,当每个房间定价为每天200元时,房间可以住满.当每个房间每天定价每增长10元时,就会有一种房间空闲.对有游客入住房间,宾馆需对每个房间每天支出20元多种费用.
设每个房间每天定价增长x元.求:
(1)房间每天入住量y(间)有关x(元)函数关系式;
(2)该宾馆每天房间收费p(元)有关x(元)函数关系式;
(3)该宾馆客房部每天利润w(元)有关x(元)函数关系式;当每个房间定价为每天多少元时,w有最大值?最大值是多少?
【答案】(1)y=60-;(2)z=-x2+40x+1;(3)w=-x2+42x+10800,当每个房间定价为每天410元时,w有最大值,且最大值是15210元.
【解析】
试题分析:(1)根据题意可得房间每天入住量=60个房间﹣每个房间每天定价增长钱数÷10;
(2)已知每天定价增长为x元,则每天要(200+x)元.则宾馆每天房间收费=每天实际定价×房间每天入住量;
(3)支出费用为20×(60﹣),则利润w=(200+x)(60﹣)﹣20×(60﹣),运用配措施化简可求最大值.
试题解析:解:(1)由题意得:
y=60﹣
(2)p=(200+x)(60﹣)=﹣+40x+1
(3)w=(200+x)(60﹣)﹣20×(60﹣)
=﹣+42x+10800
=﹣(x﹣210)2+15210
当x=210时,w有最大值.
此时,x+200=410,就是说,当每个房间定价为每天410元时,w有最大值,且最大值是15210元.
点睛:求二次函数最大(小)值有三种措施,第一种可由图象直接得出,第二种是配措施,第三种是公式法.本题重要考察是二次函数应用,难度一般.
4.如图1,已知抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于C点,点P是抛物线上在第一象限内一种动点,且点P横坐标为t.
(1)求抛物线体现式;
(2)设抛物线对称轴为l,l与x轴交点为D.在直线l上与否存在点M,使得四边形CDPM是平行四边形?若存在,求出点M坐标;若不存在,请阐明理由.
(3)如图2,连接BC,PB,PC,设△PBC面积为S.
①求S有关t函数体现式;
②求P点到直线BC距离最大值,并求出此时点P坐标.
【答案】(1)y=﹣x2+2x+3.(2)当t=2时,点M坐标为(1,6);当t≠2时,不存在,理由见解析;(3)y=﹣x+3;P点到直线BC距离最大值为,此时点P坐标为(,).
【解析】
【分析】(1)由点A、B坐标,运用待定系数法即可求出抛物线体现式;
(2)连接PC,交抛物线对称轴l于点E,由点A、B坐标可得出对称轴l为直线x=1,分t=2和t≠2两种状况考虑:当t=2时,由抛物线对称性可得出此时存在点M,使得四边形CDPM是平行四边形,再根据点C坐标运用平行四边形性质可求出点P、M坐标;当t≠2时,不存在,运用平行四边形对角线互相平分结合CE≠PE可得出此时不存在符合题意点M;
(3)①过点P作PF∥y轴,交BC于点F,由点B、C坐标运用待定系数法可求出直线BC解析式,根据点P坐标可得出点F坐标,进而可得出PF长度,再由三角形面积公式即可求出S有关t函数体现式;
②运用二次函数性质找出S最大值,运用勾股定理可求出线段BC长度,运用面积法可求出P点到直线BC距离最大值,再找出此时点P坐标即可得出结论.
【详解】(1)将A(﹣1,0)、B(3,0)代入y=﹣x2+bx+c,
得,解得:,
∴抛物线体现式为y=﹣x2+2x+3;
(2)在图1中,连接PC,交抛物线对称轴l于点E,
∵抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,
∴抛物线对称轴为直线x=1,
当t=2时,点C、P有关直线l对称,此时存在点M,使得四边形CDPM是平行四边形,
∵抛物线体现式为y=﹣x2+2x+3,
∴点C坐标为(0,3),点P坐标为(2,3),
∴点M坐标为(1,6);
当t≠2时,不存在,理由如下:
若四边形CDPM是平行四边形,则CE=PE,
∵点C横坐标为0,点E横坐标为0,
∴点P横坐标t=1×2﹣0=2,
又∵t≠2,
∴不存在;
(3)①在图2中,过点P作PF∥y轴,交BC于点F.
设直线BC解析式为y=mx+n(m≠0),
将B(3,0)、C(0,3)代入y=mx+n,
得,解得:,
∴直线BC解析式为y=﹣x+3,
∵点P坐标为(t,﹣t2+2t+3),
∴点F坐标为(t,﹣t+3),
∴PF=﹣t2+2t+3﹣(﹣t+3)=﹣t2+3t,
∴S=PF•OB=﹣t2+t=﹣(t﹣)2+;
②∵﹣<0,
∴当t=时,S取最大值,最大值为.
∵点B坐标为(3,0),点C坐标为(0,3),
∴线段BC=,
∴P点到直线BC距离最大值为,
此时点P坐标为(,).
【点睛】本题考察了待定系数法求一次(二次)函数解析式、平行四边形判定与性质、三角形面积、一次(二次)函数图象上点坐标特征以及二次函数性质,解题关键是:(1)由点坐标,运用待定系数法求出抛物线体现式;(2)分t=2和t≠2两种状况考虑;(3)①运用三角形面积公式找出S有关t函数体现式;②运用二次函数性质结合面积法求出P点到直线BC距离最大值.
5.如图,抛物线y=ax2+bx(a≠0)过A(4,0),B(1,3)两点,点C、B有关抛物线对称轴对称,过点B作直线BH⊥x轴,交x轴于点H.
(1)求抛物线体现式;
(2)直接写出点C坐标,并求出△ABC面积;
(3)点P是抛物线上一动点,且位于第四象限,与否存在这样点P,使得△ABP面积为△ABC面积2倍?若存在,求出点P坐标,若不存在,请阐明理由;
(4)若点M在直线BH上运动,点N在x轴正半轴上运动,当以点C,M,N为顶点三角形为等腰直角三角形时,请直接写出此时△CMN面积.
【答案】(1)y=-x2+4x;(2)C(3,3),面积为3;(3)P坐标为(5,-5);(4)或5.
【解析】
试题分析:(1)运用待定系数法进行求解即可;
(2)先求出抛物线对称轴,运用对称性即可写出点C坐标,运用三角形面积公式即可求面积;
(3)运用三角形面积以及点P所处象限特点即可求;
(4)分状况进行讨论,确定点M、N,然后三角形面积公式即可求.
试题解析:(1)将A(4,0),B(1,3)代入到y=ax2+bx中,得 ,解得 ,
∴抛物线体现式为y=-x2+4x.
(2)∵抛物线体现式为y=-x2+4x,∴抛物线对称轴为直线x=2.
又C,B有关对称轴对称,∴C(3,3).∴BC=2,∴S△ABC=×2×3=3.
(3)存在点P.作PQ⊥BH于点Q,设P(m,-m2+4m).
∵S△ABP=2S△ABC,S△ABC=3,∴S△ABP=6.
∵S△ABP+S△BPQ=S△ABH+S梯形AHQP
∴6+×(m-1)×(3+m2-4m)=×3×3+×(3+m-1)(m2-4m)
整理得m2-5m=0,解得m1=0(舍),m2=5,∴点P坐标为(5,-5).
(4)或5.
提醒:①当以M为直角顶点,则S△CMN=;
②当以N为直角顶点,S△CMN=5;
③当以C为直角顶点时,此种状况不存在.
【点睛】本题是二次函数综合题,重要考察待定系数法求解析式,三角形面积、直角三角形判定等,能对地根据题意确定图形,分状况进行讨论是解题关键.
6.如图,已知点A(0,2),B(2,2),C(-1,-2),抛物线F:y=x2-2mx+m2-2与直线x=-2交于点P.
(1)当抛物线F通过点C时,求它解析式;
(2)设点P纵坐标为yP,求yP最小值,此时抛物线F上有两点(x1,y1),(x2,y2),且x1<x2≤-2,比较y1与y2大小.
【答案】(1) ;(2).
【解析】
【分析】
(1)根据抛物线F:y=x2-2mx+m2-2过点C(-1,-2),可以求得抛物线F体现式;
(2)根据题意,可以求得yP最小值和此时抛物线体现式,从而可以比较y1与y2大小.
【详解】
(1) ∵抛物线F通过点C(-1,-2),
∴.
∴m1=m2=-1.
∴抛物线F解析式是.
(2)当x=-2时,=.
∴当m=-2时,最小值为-2.
此时抛物线F体现式是.
∴当时,y随x增大而减小.
∵≤-2,
∴>.
【点睛】
本题考察二次函数性质、二次函数图象上点坐标特征、待定系数法求二次函数解析式,解题关键是明确题意,找出所求问题需要条件,运用数形结合思想解答问题.
7.如图,抛物线交轴于,两点,交轴于点C,与过点C且平行于x轴直线交于另一点,点P是抛物线上一动点.
(1)求抛物线解析式及点D坐标;
(2)点在轴上,若以,,,为顶点四边形是平行四边形,求此时点坐标;
(3)过点作直线CD垂线,垂足为,若将沿翻折,点对应点为.与否存在点,使恰好落在轴上?若存在,求出此时点P坐标;若不存在,阐明理由.
【答案】(1);点坐标为; (2)P1(0,2); P2(,-2);P3(,-2) ; (3)满足条件点有两个,其坐标分别为:(, ),(,).
【解析】
【分析】
1)用待定系数法可得出抛物线解析式,令y=2可得出点D坐标
(2)分两种状况进行讨论,①当AE为一边时,AE∥PD,②当AE为对角线时,根据平行四边形对顶点到另一条对角线距离相等,求解点P坐标
(3)结合图形可判断出点P在直线CD下方,设点P坐标为(,),分状况讨论,①当P点在y轴右侧时,②当P点在y轴左侧时,运用解直角三角形及相似三角形性质进行求解即可
【详解】
解:(1)∵抛物线通过,两点,
∴,解得:,,
∴抛物线解析式为:;
当时,,解得:,(舍),即:点坐标为.
(2)∵,两点都在轴上,∴有两种也许:
①当为一边时,∥,此时点与点重叠(如图1),∴,
②当为对角线时,点、点到直线(即轴)距离相等,
∴点纵坐标为(如图2),
把代入抛物线解析式,得:,
解得:,,
∴点坐标为,,
综上所述:; ; .
(3)存在满足条件点,显然点在直线下方,设直线交轴于,
点坐标为(,),
①当点在轴右侧时(如图3),
,
,
又∵,
∴,
又,∴,
∴,
∵,,,∴,∴,
∴,==,
即,∴点坐标为(,),
②当点在轴左侧时(如图4),
此时,,==,
=-()=,
又∵,,
∴,又
∴,∴,
∵,,,
∴,∴,
∴,
==,
此时,点坐标为(,).
综上所述,满足条件点有两个,其坐标分别为:(,),(,).
【点睛】
此题考察二次函数综合题,解题关键在于运用待定系数法出解析式,难度较大
8.在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=x2﹣2x+a﹣3,当a=0时,抛物线与y轴交于点A,将点A向右平移4个单位长度,得到点B.
(1)求点B坐标;
(2)将抛物线在直线y=a上方部分沿直线y=a翻折,图象其他部分保持不变,得到一种新图象,记为图形M,若图形M与线段AB恰有两个公共点,结合函数图象,求a取值范围.
【答案】(1)A(0,﹣3),B(4,﹣3);(2)﹣3<a≤0;
【解析】
【分析】
(1)由题意直接可求A,根据平移点特点求B;
(2)图形M与线段AB恰有两个公共点,y=a要在AB线段上方,当函数通过点A时,AB与函数两个交点临界点;
【详解】
解:(1)A(0,﹣3),B(4,﹣3);
(2)当函数通过点A时,a=0,
∵图形M与线段AB恰有两个公共点,
∴y=a要在AB线段上方,
∴a>﹣3
∴﹣3<a≤0;
【点睛】
本题二次函数图象及性质;纯熟掌握二次函数图象特点,函数与线段相交交点状况是解题关键.
9.如图,已知直线y=﹣2x+4分别交x轴、y轴于点A、B.抛物线过A、B两点,点P是线段AB上一动点,过点P作PC⊥x轴于点C,交抛物线于点D.
(1)如图1,设抛物线顶点为M,且M坐标是(,),对称轴交AB于点N.
①求抛物线解析式;
②与否存在点P,使四边形MNPD为菱形?并阐明理由;
(2)与否存在这样点D,使得四边形BOAD面积最大?若存在,求出此时点D坐标;若不存在,请阐明理由.
【答案】(1)①y=﹣2x2+2x+4;;②不存在点P,使四边形MNPD为菱形;;(2)存在,点D坐标是(1,4).
【解析】
【分析】
(1)①由一次函数图象上点坐标特征求得点B坐标,设抛物线解析式为y=a,把点B坐标代入求得a值即可;
②不存在点P,使四边形MNPD为菱形.设点P坐标是(m,﹣2m+4),则D(m,﹣2m2+2m+4),根据题意知PD∥MN,因此当PD=MN时,四边形MNPD为平行四边形,根据该等量关系列出方程﹣2m2+4m=,通过解方程求得m值,易得点N、P坐标,然后推知PN=MN与否成立即可;
(2)设点D坐标是(n,﹣2n2+2n+4),P(n,﹣2n+4).根据S四边形BOAD=S△BOA+S△ABD=4+S△ABD,则当S△ABD取最大值时,S四边形BOAD最大.根据三角形面积公式得到函数S△ABD=﹣2(n﹣1)2+2.由二次函数性质求得最值.
【详解】
解:①如图1,
∵顶点M坐标是,
∴设抛物线解析式为y=(a≠0).
∵直线y=﹣2x+4交y轴于点B,
∴点B坐标是(0,4).
又∵点B在该抛物线上,
∴=4,
解得a=﹣2.
故该抛物线解析式为:y==﹣2x2+2x+4;
②不存在.理由如下:
∵抛物线y=对称轴是直线x=,且该直线与直线AB交于点N,
∴点N坐标是.
∴.
设点P坐标是(m,﹣2m+4),则D(m,﹣2m2+2m+4),
∴PD=(﹣2m2+2m+4)﹣(﹣2m+4)=﹣2m2+4m.
∵PD∥MN.
当PD=MN时,四边形MNPD是平行四边形,即﹣2m2+4m=.
解得 m1=(舍去),m2=.
此时P(,1).
∵PN=,
∴PN≠MN,
∴平行四边形MNPD不是菱形.
∴不存在点P,使四边形MNPD为菱形;
(2)存在,理由如下:
设点D坐标是(n,﹣2n2+2n+4),
∵点P在线段AB上且直线PD⊥x轴,
∴P(n,﹣2n+4).
由图可知S四边形BOAD=S△BOA+S△ABD.其中S△BOA=OB•OA=×4×2=4.
则当S△ABD取最大值时,S四边形BOAD最大.
S△ABD=(yD﹣yP)(xA﹣xB)
=yD﹣yP
=﹣2n2+2n+4﹣(﹣2n+4)
=﹣2n2+4n
=﹣2(n﹣1)2+2.
当n=1时,S△ABD获得最大值2,S四边形BOAD有最大值.
此时点D坐标是(1,4).
【点睛】
重要考察了二次函数解析式求法和与几何图形结合综合能力培养.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.
10.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。
11.如图,已知A(﹣2,0),B(4,0),抛物线y=ax2+bx﹣1过A、B两点,并与过A点直线y=﹣x﹣1交于点C.
(1)求抛物线解析式及对称轴;
(2)在抛物线对称轴上与否存在一点P,使四边形ACPO周长最小?若存在,求出点P坐标,若不存在,请阐明理由;
(3)点M为y轴右侧抛物线上一点,过点M作直线AC垂线,垂足为N.问:与否存在这样点N,使以点M、N、C为顶点三角形与△AOC相似,若存在,求出点N坐标,若不存在,请阐明理由.
【答案】(1)抛物线解析式为:y=,抛物线对称轴为直线x=1;(2)存在P点坐标为(1,﹣);(3)N点坐标为(4,﹣3)或(2,﹣1)
【解析】
分析:(1)由待定系数法求解即可;
(2)将四边形周长最小转化为PC+PO最小即可;
(3)运用相似三角形对应点进行分类讨论,构造图形.设出点N坐标,表达点M坐标代入抛物线解析式即可.
详解:(1)把A(-2,0),B(4,0)代入抛物线y=ax2+bx-1,得
解得
∴抛物线解析式为:y=x2−x−1
∴抛物线对称轴为直线x=-=1
(2)存在
使四边形ACPO周长最小,只需PC+PO最小
∴取点C(0,-1)有关直线x=1对称点C′(2,-1),连C′O与直线x=1交点即为P点.
设过点C′、O直线解析式为:y=kx
∴k=-
∴y=-x
则P点坐标为(1,-)
(3)当△AOC∽△MNC时,
如图,延长MN交y轴于点D,过点N作NE⊥y轴于点E
∵∠ACO=∠NCD,∠AOC=∠CND=90°
∴∠CDN=∠CAO
由相似,∠CAO=∠CMN
∴∠CDN=∠CMN
∵MN⊥AC
∴M、D有关AN对称,则N为DM中点
设点N坐标为(a,-a-1)
由△EDN∽△OAC
∴ED=2a
∴点D坐标为(0,-a−1)
∵N为DM中点
∴点M坐标为(2a,a−1)
把M代入y=x2−x−1,解得
a=4
则N点坐标为(4,-3)
当△AOC∽△CNM时,∠CAO=∠NCM
∴CM∥AB则点C有关直线x=1对称点C′即为点N
由(2)N(2,-1)
∴N点坐标为(4,-3)或(2,-1)
点睛:本题为代数几何综合题,考察了待定系数、两点之间线段最短数学模型构造、三角形相似.解答时,应用了数形结合和分类讨论数学思想.
12.如图,在平面直角坐标系中,二次函数交轴于点、,交轴于点,在轴上有一点,连接.
(1)求二次函数体现式;
(2)若点为抛物线在轴负半轴上方一种动点,求面积最大值;
(3)抛物线对称轴上与否存在点,使为等腰三角形,若存在,请直接写出所有点坐标,若不存在请阐明理由.
【答案】(1)二次函数解析式为;(2)当时,面积获得最大值;(3)点坐标为,,.
【解析】
分析:(1)把已知点坐标代入函数解析式,得出方程组求解即可;
(2)根据函数解析式设出点D坐标,过点D作DG⊥x轴,交AE于点F,表达△ADE面积,运用二次函数分析最值即可;
(3)设出点P坐标,分PA=PE,PA=AE,PE=AE三种状况讨论分析即可.
详解:(1)∵二次函数y=ax2+bx+c通过点A(﹣4,0)、B(2,0),C(0,6),
∴,
解得:,
因此二次函数解析式为:y=;
(2)由A(﹣4,0),E(0,﹣2),可求AE所在直线解析式为y=,
过点D作DN⊥x轴,交AE于点F,交x轴于点G,过点E作EH⊥DF,垂足为H,如图,
设D(m,),则点F(m,),
∴DF=﹣()=,
∴S△ADE=S△ADF+S△EDF=×DF×AG+DF×EH
=×DF×AG+×DF×EH
=×4×DF
=2×()
=,
∴当m=时,△ADE面积获得最大值为.
(3)y=对称轴为x=﹣1,设P(﹣1,n),又E(0,﹣2),A(﹣4,0),可求PA=,PE=,AE=,分三种状况讨论:
当PA=PE时,=,解得:n=1,此时P(﹣1,1);
当PA=AE时,=,解得:n=,此时点P坐标为(﹣1,);
当PE=AE时,=,解得:n=﹣2,此时点P坐标为:(﹣1,﹣2).
综上所述:P点坐标为:(﹣1,1),(﹣1,),(﹣1,﹣2).
点睛:本题重要考察二次函数综合问题,会求抛物线解析式,会运用二次函数分析三角形面积最大值,会分类讨论处理等腰三角形顶点存在问题时处理此题关键.
13.如图①,抛物线与x轴交于A、B两点(点A位于点B左侧),与y轴交于点C,已知面积为6.
(1)求值;
(2)求外接圆圆心坐标;
(3)如图②,P是抛物线上一点,点Q为射线CA上一点,且P、Q两点均在第三象限内,Q、A是位于直线BP同侧不一样两点,若点P到x轴距离为d,面积为,且,求点Q坐标.
【答案】(1)-3;(2)坐标(-1,1);(3)Q.
【解析】
【分析】
(1)运用抛物线解析式得到A、B、C三点坐标,然后运用三角形面积公式列出方程解出a;(2)运用第一问得到A、B、C三点坐标,求出AC解析式,找到AC垂直平分线解析式,与AB垂直平分线解析式联立,解出x、y即为圆心坐标;(3)过点P做PD⊥x轴,PD=d,发现△ABP与△QBP面积相等,得到A、D两点到PB得距离相等,可得,求出PB解析式,与二次函数解析式联立得到P点坐标,又易证,得到BQ=AP=,设出Q点坐标,点与点距离列出方程,解出Q点坐标即可
【详解】
(1)解:由题意得
由图知:
因此A(),,
=6
∴
(2)由(1)得A(),,
∴直线AC得解析式为:
AC中点坐标为
∴AC垂直平分线为:
又∵AB垂直平分线为:
∴ 得
外接圆圆心坐标(-1,1).
(3)解:过点P做PD⊥x轴
由题意得:PD=d,
∴
=2d
∵面积为
∴,即A、D两点到PB得距离相等
∴
设PB直线解析式为;过点
∴
∴易得
因此P(-4,-5),
由题意及
易得:
∴BQ=AP=
设Q(m,-1)()
∴
∴Q.
【点睛】
本题考察二次函数综合性问题,波及到一次函数、三角形外接圆圆心、全等三角形等知识点,第一问关键在于用a表达出A、B、C三点坐标;第二问关键在于找到AC垂直平分线解析式,与AB垂直平分线解析式;第三问关键在于可以求出PB解析式
14.如图,已知抛物线y=ax2+bx﹣2(a≠0)与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,直线BD交抛物线于点D,并且D(2,3),tan∠DBA=.
(1)求抛物线解析式;
(2)已知点M为抛物线上一动点,且在第三象限,顺次连接点B、M、C、A,求四边形BMCA面积最大值;
(3)在(2)中四边形BMCA面积最大条件下,过点M作直线平行于y轴,在这条直线上与否存在一种以Q点为圆心,OQ为半径且与直线AC相切圆?若存在,求出圆心Q坐标;若不存在,请阐明理由.
【答案】(1)y=x2+x﹣2;(2)9;(3)点Q坐标为(﹣2,4)或(﹣2,﹣1).
【解析】
(1)如答图1所示,运用已知条件求出点B坐标,然后用待定系数法求出抛物线解析式.
(2)如答图1所示,首先求出四边形BMCA面积体现式,然后运用二次函数性质求出其最大值.
(3)如答图2所示,首先求出直线AC与直线x=2交点F坐标,从而确定了Rt△AGF各个边长;然后证明Rt△AGF∽Rt△QEF,运用相似线段比例关系列出方程,求出点Q坐标.
考点:二次函数综合题,曲线上点坐标与方程关系,锐角三角函数定义,由实际问题列函数关系式,二次函数最值,勾股定理,相似三角形判定和性质,圆切线性质.
15.如图,抛物线与x轴交于点A(,0)、点B(2,0),与y轴交于点C(0,1),连接BC.
(1)求抛物线函数关系式;
(2)点N为抛物线上一种动点,过点N作NP⊥x轴于点P,设点N横坐标为t(),求△ABN面积S与t函数关系式;
(3)若且时△OPN∽△COB,求点N坐标.
【答案】(1);(2);(3)(,)或(1,2).
【解析】
试题分析:(1)可设抛物线解析式为,用待定系数法就可得到结论;
(2)当时,点N在x轴上方,则NP等于点N纵坐标,只需求出AB,就可得到S与t函数关系式;
(3)由相似三角形性质可得PN=2PO.而PO=,需分和0<t<2两种状况讨论,由PN=2PO得到有关t方程,解这个方程,就可得到答案.
试题解析:(1)设抛物线解析式为,把C(0,1)代入可得:,∴,∴抛物线函数关系式为:,即;
(2)当时,>0,∴NP===,
∴S=AB•PN==;
(3)∵△OPN∽△COB,∴,∴,∴PN=2PO.
①当时,PN===,PO==,∴,整理得:,解得:=,=,∵>0,<<0,∴t=,此时点N坐标为(,);
②当0<t<2时,PN===,PO==t,∴,整理得:,解得:=,=1.∵<0,0<1<2,∴t=1,此时点N坐标为(1,2).
综上所述:点N坐标为(,)或(1,2).
考点:1.二次函数综合题;2.待定系数法求二次函数解析式;3.相似三角形性质.
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