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-厦门备战中考数学与二次函数有关压轴题
一、二次函数
1.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.
2.(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.
3.函数图象记为,函数图象记为,其中为常数,与合起来图象记为.
(Ⅰ)若过点时,求值;
(Ⅱ)若顶点在直线上,求值;
(Ⅲ)设在上最高点纵坐标为,当时,求取值范围.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ);(Ⅲ).
【解析】
【分析】
(Ⅰ)将点C坐标代入解析式即可求出m值;
(Ⅱ)先求出抛物线顶点坐标,再根据顶点在直线上得出有关m方程,解之即可
(Ⅲ)先求出抛物线顶点坐标,结合(Ⅱ)抛物线顶点坐标,和x取值范围,分三种情形讨论求解即可;
【详解】
解:(Ⅰ)将点代入解析式,解得
(Ⅱ)抛物线顶点坐标为,
令,得
∵,∴
(Ⅲ)∵抛物线顶点,抛物线顶点,
当时,最高点是抛物线G1顶点
∴,解得
当时,G1中(2,2m-1)是最高点,2m-1
∴2m-1,解得
当时,G2中(-4,4m-9)是最高点,4m-9.
∴4m-9,解得.
综上所述,即为所求.
【点睛】
本题考察二次函数综合题,待定系数法、不等式组等知识,解题关键是理解题意,灵活运用所学知识处理问题,学会用分类讨论思想思考问题,运用数形结合思想处理问题,属于中考压轴题.
4.如图1,二次函数图像与轴交于两点(点在点左侧),与轴交于点.
(1)求二次函数体现式及点、点坐标;
(2)若点在二次函数图像上,且,求点横坐标;
(3)将直线向下平移,与二次函数图像交于两点(在左侧),如图2,过作轴,与直线交于点,过作轴,与直线交于点,当值最大时,求点坐标.
【答案】(1)y=,A(﹣1,0),B(4,0);(2)D点横坐标为2+2,2﹣2,2;(3)M(,﹣)
【解析】
【分析】
(1)求出a,即可求解;
(2)求出直线BC解析式,过点D作DH∥y轴,与直线BC交于点H,根据三角形面积关系求解;
(3)过点M作MG∥x轴,交FN延长线于点G,设M(m,m2﹣m﹣3),N(n,n2﹣n﹣3),判断四边形MNFE是平行四边形,根据ME=NF,求出m+n=4,再确定ME+MN=﹣m2+3m+5﹣m=﹣(m﹣)2+,即可求M;
【详解】
(1)y=ax2﹣3ax﹣4a与y轴交于点C(0,﹣3),
∴a=,
∴y=x2﹣x﹣3,
与x轴交点A(﹣1,0),B(4,0);
(2)设直线BC解析式为y=kx+b,
∴,
∴,
∴y=x﹣3;
过点D作DH∥y轴,与直线BC交于点H,
设H(x,x﹣3),D(x,x2﹣x﹣3),
∴DH=|x2﹣3x|,
∵S△ABC=,
∴S△DBC==6,
∴S△DBC=2×|x2﹣3x|=6,
∴x=2+2,x=2﹣2,x=2;
∴D点横坐标为2+2,2﹣2,2;
(3)过点M作MG∥x轴,交FN延长线于点G,
设M(m,m2﹣m﹣3),N(n,n2﹣n﹣3),
则E(m,m﹣3),F(n,n﹣3),
∴ME=﹣m2+3m,NF=﹣n2+3n,
∵EF∥MN,ME∥NF,
∴四边形MNFE是平行四边形,
∴ME=NF,
∴﹣m2+3m=﹣n2+3n,
∴m+n=4,
∴MG=n﹣m=4﹣2m,
∴∠NMG=∠OBC,
∴cos∠NMG=cos∠OBC=,
∵B(4,0),C(0,﹣3),
∴OB=4,OC=3,
在Rt△BOC中,BC=5,
∴MN=(n﹣m)=(4﹣2m)=5﹣m,
∴ME+MN=﹣m2+3m+5﹣m=﹣(m﹣)2+,
∵﹣<0,
∴当m=时,ME+MN有最大值,
∴M(,﹣)
【点睛】
本题考察二次函数图象及性质,一次函数图象及性质;纯熟掌握待定系数法求函数解析式措施,结合三角形性质解题.
5.如图甲,直线y=﹣x+3与x轴、y轴分别交于点B、点C,通过B、C两点抛物线y=x2+bx+c与x轴另一种交点为A,顶点为P.
(1)求该抛物线解析式;
(2)在该抛物线对称轴上与否存在点M,使以C,P,M为顶点三角形为等腰三角形?若存在,请直接写出所符合条件点M坐标;若不存在,请阐明理由;
(3)当0<x<3时,在抛物线上求一点E,使△CBE面积有最大值(图乙、丙供画图探究).
【答案】(1)y=x2﹣4x+3;(2)(2,)或(2,7)或(2,﹣1+2)或(2,﹣1﹣2);(3)E点坐标为(,)时,△CBE面积最大.
【解析】
试题分析:(1)由直线解析式可求得B、C坐标,运用待定系数法可求得抛物线解析式;
(2)由抛物线解析式可求得P点坐标及对称轴,可设出M点坐标,表达出MC、MP和PC长,分MC=MP、MC=PC和MP=PC三种状况,可分别得到有关M点坐标方程,可求得M点坐标;
(3)过E作EF⊥x轴,交直线BC于点F,交x轴于点D,可设出E点坐标,表达出F点坐标,表达出EF长,深入可表达出△CBE面积,运用二次函数性质可求得其获得最大值时E点坐标.
试题解析:(1)∵直线y=﹣x+3与x轴、y轴分别交于点B、点C,
∴B(3,0),C(0,3),
把B、C坐标代入抛物线解析式可得,解得,
∴抛物线解析式为y=x2﹣4x+3;
(2)∵y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,
∴抛物线对称轴为x=2,P(2,﹣1),
设M(2,t),且C(0,3),
∴MC=,MP=|t+1|,PC=,
∵△CPM为等腰三角形,
∴有MC=MP、MC=PC和MP=PC三种状况,
①当MC=MP时,则有=|t+1|,解得t=,此时M(2,);
②当MC=PC时,则有=2,解得t=﹣1(与P点重叠,舍去)或t=7,此时M(2,7);
③当MP=PC时,则有|t+1|=2,解得t=﹣1+2或t=﹣1﹣2,此时M(2,﹣1+2)或(2,﹣1﹣2);
综上可知存在满足条件点M,其坐标为(2,)或(2,7)或(2,﹣1+2)或(2,﹣1﹣2);
(3)如图,过E作EF⊥x轴,交BC于点F,交x轴于点D,
设E(x,x2﹣4x+3),则F(x,﹣x+3),
∵0<x<3,
∴EF=﹣x+3﹣(x2﹣4x+3)=﹣x2+3x,
∴S△CBE=S△EFC+S△EFB=EF•OD+EF•BD=EF•OB=×3(﹣x2+3x)=﹣(x﹣)2+,
∴当x=时,△CBE面积最大,此时E点坐标为(,),
即当E点坐标为(,)时,△CBE面积最大.
考点:二次函数综合题.
6.如图1,在平面直角坐标系中,直线与x轴交于点A,与y轴交于点C,抛物线通过A、C两点,与x轴另一交点为点B.
(1)求抛物线函数体现式;(2)点D为直线AC上方抛物线上一动点,
①连接BC、CD、BD,设BD交直线AC于点E,△CDE面积为S1,△BCE面积为S2.求:最大值;
②如图2,与否存在点D,使得∠DCA=2∠BAC?若存在,直接写出点D坐标,若不存在,阐明理由.
【答案】(1);(2)①当时,最大值是;②点D坐标是
【解析】
【分析】
(1)根据题意得到A(-4,0),C(0,2)代入y=-x2+bx+c,于是得到结论;
(2)①如图,令y=0,解方程得到x1=-4,x2=1,求得B(1,0),过D作DM⊥x轴于M,过B作BN⊥x轴交于AC于N,根据相似三角形性质即可得到结论;
②根据勾股定理逆定理得到△ABC是以∠ACB为直角直角三角形,取AB中点P,求得P(-,0),得到PA=PC=PB=,过D作x轴平行线交y轴于R,交AC延线于G,∠DCF=2∠BAC=∠DGC+∠CDG,解直角三角形即可得到结论.
【详解】
解:(1)根据题意得A(-4,0),C(0,2),
∵抛物线y=-x2+bx+c通过A.C两点,
∴,
∴,
抛物线解析式为: ;
(2)①令,
∴
解得: ,
∴B(1,0)
过点D作轴交AC于M,过点B作轴交AC于点N,
∴∥
∴
∴
设:
∴
∵
∴
∴
∴当时,最大值是 ;
②∵A(-4,0),B(1,0),C(0,2),
∴AC=2,BC=,AB=5,
∴AC2+BC2=AB2,
∴△ABC是以∠ACB为直角直角三角形,
取AB中点P,
∴P(-,0),
∴PA=PC=PB=,
∴∠CPO=2∠BAC,
∴tan∠CPO=tan(2∠BAC)=,
过D作x轴平行线交y轴于R,交AC延长线于G,如图,
∴∠DCF=2∠BAC=∠DGC+∠CDG,
∴∠CDG=∠BAC,
∴tan∠CDG=tan∠BAC=,
即RC:DR=,
令D(a,-a2-a+2),
∴DR=-a,RC=-a2-a,
∴(-a2-a):(-a)=1:2,
∴a1=0(舍去),a2=-2,
∴xD=-2,
∴-a2-a+2=3,
∴点D坐标是
【点睛】
本题是二次函数综合题,波及待定系数法求函数解析式,相似三角形判定和性质,解直角三角形等知识点,对作出辅助线是解题关键,难度较大.
7.如图,已知抛物线对称轴为直线,且抛物线与轴交于、两点,与轴交于点,其中,.
(1)若直线通过、两点,求直线和抛物线解析式;
(2)在抛物线对称轴上找一点,使点到点距离与到点距离之和最小,求出点坐标;
(3)设点为抛物线对称轴上一种动点,求使为直角三角形点坐标.
【答案】(1)抛物线解析式为,直线解析式为.(2);(3)坐标为或或或.
【解析】
分析:(1)先把点A,C坐标分别代入抛物线解析式得到a和b,c关系式,再根据抛物线对称轴方程可得a和b关系,再联立得到方程组,解方程组,求出a,b,c值即可得到抛物线解析式;把B、C两点坐标代入直线y=mx+n,解方程组求出m和n值即可得到直线解析式;
(2)设直线BC与对称轴x=-1交点为M,此时MA+MC值最小.把x=-1代入直线y=x+3得y值,即可求出点M坐标;
(3)设P(-1,t),又由于B(-3,0),C(0,3),因此可得BC2=18,PB2=(-1+3)2+t2=4+t2,PC2=(-1)2+(t-3)2=t2-6t+10,再分三种状况分别讨论求出符合题意t值即可求出点P坐标.
详解:(1)依题意得:,解得:,
∴抛物线解析式为.
∵对称轴为,且抛物线通过,
∴把、分别代入直线,
得,解之得:,
∴直线解析式为.
(2)直线与对称轴交点为,则此时值最小,把代入直线得,
∴.即当点到点距离与到点距离之和最小时坐标为.
(注:本题只求坐标没说规定证明为何此时值最小,因此答案未证明值最小原因).
(3)设,又,,
∴,,,
①若点为直角顶点,则,即:解得:,
②若点为直角顶点,则,即:解得:,
③若点为直角顶点,则,即:解得:
,.
综上所述坐标为或或或.
点睛:本题综合考察了二次函数图象与性质、待定系数法求函数(二次函数和一次函数)解析式、运用轴对称性质确定线段最小长度、难度不是很大,是一道不错中考压轴题.
8.某商场销售一种商品进价为每件30元,销售过程中发现月销售量y(件)与销售单价x(元)之间关系如图所示.
(1)根据图象直接写出y与x之间函数关系式.
(2)设这种商品月利润为W(元),求W与x之间函数关系式.
(3)这种商品销售单价定为多少元时,月利润最大?最大月利润是多少?
【答案】(1)y=;(2)W=;(3)这种商品销售单价定为65元时,月利润最大,最大月利润是3675.
【解析】
【分析】
(1)当40≤x≤60时,设y与x之间函数关系式为y=kx+b,当60<x≤90时,设y与x之间函数关系式为y=mx+n,解方程组即可得到结论;
(2)当40≤x≤60时,当60<x≤90时,根据题意即可得到函数解析式;
(3)当40≤x≤60时,W=-x2+210x-5400,得到当x=60时,W最大=-602+210×60-5400=3600,当60<x≤90时,W=-3x2+390x-9000,得到当x=65时,W最大=-3×652+390×65-9000=3675,于是得到结论.
【详解】
解:(1)当40≤x≤60时,设y与x之间函数关系式为y=kx+b,
将(40,140),(60,120)代入得,
解得:,
∴y与x之间函数关系式为y=﹣x+180;
当60<x≤90时,设y与x之间函数关系式为y=mx+n,
将(90,30),(60,120)代入得,
解得:,
∴y=﹣3x+300;
综上所述,y=;
(2)当40≤x≤60时,W=(x﹣30)y=(x﹣30)(﹣x+180)=﹣x2+210x﹣5400,
当60<x≤90时,W=(x﹣30)(﹣3x+300)=﹣3x2+390x﹣9000,
综上所述,W=;
(3)当40≤x≤60时,W=﹣x2+210x﹣5400,
∵﹣1<0,对称轴x==105,
∴当40≤x≤60时,W随x增大而增大,
∴当x=60时,W最大=﹣602+210×60﹣5400=3600,
当60<x≤90时,W=﹣3x2+390x﹣9000,
∵﹣3<0,对称轴x==65,
∵60<x≤90,
∴当x=65时,W最大=﹣3×652+390×65﹣9000=3675,
∵3675>3600,
∴当x=65时,W最大=3675,
答:这种商品销售单价定为65元时,月利润最大,最大月利润是3675.
【点睛】
本题考察了把实际问题转化为二次函数,再运用二次函数性质进行实际应用.根据题意分状况建立二次函数模型是解题关键.
9.如图,抛物线图象过点.
(1)求抛物线解析式;
(2)在抛物线对称轴上与否存在一点P,使得△PAC周长最小,若存在,祈求出点P坐标及△PAC周长;若不存在,请阐明理由;
(3)在(2)条件下,在x轴上方抛物线上与否存在点M(不与C点重叠),使得?若存在,祈求出点M坐标;若不存在,请阐明理由.
【答案】(1);(2)存在,点,周长为:;(3)存在,点M坐标为
【解析】
【分析】
(1)由于条件给出抛物线与x轴交点,故可设交点式,把点C代入即求得a值,减小计算量.
(2)由于点A、B有关对称轴:直线对称,故有,则,因此当C、P、B在同一直线上时,最小.运用点A、B、C坐标求AC、CB长,求直线BC解析式,把代入即求得点P纵坐标.
(3)由可得,当两三角形以PA为底时,高相等,即点C和点M到直线PA距离相等.又由于M在x轴上方,故有.由点A、P坐标求直线AP解析式,即得到直线CM解析式.把直线CM解析式与抛物线解析式联立方程组即求得点M坐标.
【详解】
解:(1)∵抛物线与x轴交于点
∴可设交点式
把点代入得:
∴抛物线解析式为
(2)在抛物线对称轴上存在一点P,使得周长最小.
如图1,连接PB、BC
∵点P在抛物线对称轴直线上,点A、B有关对称轴对称
∵当C、P、B在同一直线上时,最小
最小
设直线BC解析式为
把点B代入得:,解得:
∴直线BC:
∴点使周长最小,最小值为.
(3)存在满足条件点M,使得.
∵S△PAM=S△PAC
∴当以PA为底时,两三角形等高
∴点C和点M到直线PA距离相等
∵M在x轴上方
,设直线AP解析式为
解得:
∴直线
∴直线CM解析式为:
解得:(即点C),
∴点M坐标为
【点睛】
考察了待定系数法求二次函数解析式、一次函数解析式,轴对称最短途径问题,勾股定理,平行线间距离到处相等,一元二次方程解法.其中第(3)题条件给出点M在x轴上方,无需分类讨论,解法较常规而简单.
10.如图,有关x二次函数y=x2+bx+c图象与x轴交于点A(1,0)和点B与y轴交于点C(0,3),抛物线对称轴与x轴交于点D.
(1)求二次函数体现式;
(2)在y轴上与否存在一点P,使△PBC为等腰三角形?若存在.祈求出点P坐标;
(3)有一种点M从点A出发,以每秒1个单位速度在AB上向点B运动,另一种点N从点D与点M同步出发,以每秒2个单位速度在抛物线对称轴上运动,当点M抵达点B时,点M、N同步停止运动,问点M、N运动到何处时,△MNB面积最大,试求出最大面积.
【答案】(1)二次函数体现式为:y=x2﹣4x+3;(2)点P坐标为:(0,3+3)或(0,3﹣3)或(0,-3)或(0,0);(3)当点M出发1秒抵达D点时,△MNB面积最大,最大面积是1.此时点N在对称轴上x轴上方2个单位处或点N在对称轴上x轴下方2个单位处.
【解析】
【分析】
(1)把A(1,0)和C(0,3)代入y=x2+bx+c得方程组,解方程组即可得二次函数体现式;
(2)先求出点B坐标,再根据勾股定理求得BC长,当△PBC为等腰三角形时分三种状况进行讨论:①CP=CB;②BP=BC;③PB=PC;分别根据这三种状况求出点P坐标;
(3)设AM=t则DN=2t,由AB=2,得BM=2﹣t,S△MNB=×(2﹣t)×2t=﹣t2+2t,把解析式化为顶点式,根据二次函数性质即可得△MNB最大面积;此时点M在D点,点N在对称轴上x轴上方2个单位处或点N在对称轴上x轴下方2个单位处.
【详解】
解:(1)把A(1,0)和C(0,3)代入y=x2+bx+c,
解得:b=﹣4,c=3,
∴二次函数体现式为:y=x2﹣4x+3;
(2)令y=0,则x2﹣4x+3=0,
解得:x=1或x=3,
∴B(3,0),
∴BC=3,
点P在y轴上,当△PBC为等腰三角形时分三种状况进行讨论:如图1,
①当CP=CB时,PC=3,∴OP=OC+PC=3+3或OP=PC﹣OC=3﹣3
∴P1(0,3+3),P2(0,3﹣3);
②当PB=PC时,OP=OB=3,
∴P3(0,-3);
③当BP=BC时,
∵OC=OB=3
∴此时P与O重叠,
∴P4(0,0);
综上所述,点P坐标为:(0,3+3)或(0,3﹣3)或(﹣3,0)或(0,0);
(3)如图2,设AM=t,由AB=2,得BM=2﹣t,则DN=2t,
∴S△MNB=×(2﹣t)×2t=﹣t2+2t=﹣(t﹣1)2+1,
当点M出发1秒抵达D点时,△MNB面积最大,最大面积是1.此时点N在对称轴上x轴上方2个单位处或点N在对称轴上x轴下方2个单位处.
11.如图,在平面直角坐标系中,已知点坐标为,且,抛物线图象通过三点.
(1)求两点坐标;
(2)求抛物线解析式;
(3)若点是直线下方抛物线上一种动点,作于点,当值最大时,求此时点坐标及最大值.
【答案】解:(1)点A、C坐标分别为(4,0)、(0,﹣4);;
(2)抛物线体现式为: ;
(3)PD有最大值,当x=2时,其最大值为,此时点P(2,﹣6).
【解析】
【分析】
(1)OA=OC=4OB=4,即可求解;
(2)抛物线体现式为: ,即可求解;
(3),即可求解.
【详解】
解:(1)OA=OC=4OB=4,
故点A、C坐标分别为(4,0)、(0,﹣4);
(2)抛物线体现式为:,
即﹣4a=﹣4,解得:a=1,
故抛物线体现式为: ;
(3)直线CA过点C,设其函数体现式为:,
将点A坐标代入上式并解得:k=1,
故直线CA体现式为:y=x﹣4,
过点P作y轴平行线交AC于点H,
∵OA=OC=4,
,
∵
,
设点 ,则点H(x,x﹣4),
∵ <0,∴PD有最大值,当x=2时,其最大值为,
此时点P(2,﹣6).
【点睛】
本题考察是二次函数综合运用,波及到一次函数、解直角三角形、图象面积计算等,其中(3),用函数关系表达PD,是本题解题关键
12.抛物线与x轴交于A,B两点(OA<OB),与y轴交于点C.
(1)求点A,B,C坐标;
(2)点P从点O出发,以每秒2个单位长度速度向点B运动,同步点E也从点O出发,以每秒1个单位长度速度向点C运动,设点P运动时间为t秒(0<t<2).
①过点E作x轴平行线,与BC相交于点D(如图所示),当t为何值时,值最小,求出这个最小值并写出此时点E,P坐标;
②在满足①条件下,抛物线对称轴上与否存在点F,使△EFP为直角三角形?若存在,请直接写出点F坐标;若不存在,请阐明理由.
【答案】(1)A(2,0),B(4,0),C(0,2);(2)①t=1时,有最小值1,此时OP=2,OE=1,∴E(0,1),P(2,0);②F(3,2),(3,7).
【解析】
试题分析:(1)在抛物线解析式中,令y=0,令x=0,解方程即可得到成果;
(2)①由题意得:OP=2t,OE=t,通过△CDE∽△CBO得到,即,求得有最小值1,即可求得成果;
②存在,求得抛物线对称方程为x=3,设F(3,m),当△EFP为直角三角形时,①当∠EPF=90°时,②当∠EFP=90°时,③当∠PEF=90°时,根据勾股定理列方程即可求得成果.
试题解析:(1)在抛物线解析式中,令y=0,即,解得:,,∵OA<OB,∴A(2,0),B(4,0),在抛物线解析式中,令x=0,得y=2,∴C(0,2);
(2)①由题意得:OP=2t,OE=t,∵DE∥OB,∴△CDE∽△CBO,∴,即,∴DE=4﹣2t,
∴===,∵0<t<2,一直为正数,且t=1时,有最大值1,∴t=1时,有最小值1,即t=1时,有最小值1,此时OP=2,OE=1,∴E(0,1),P(2,0);
②存在,∵抛物线对称轴方程为x=3,设F(3,m),∴,=,=,
当△EFP为直角三角形时,
①当∠EPF=90°时,,即,解得:m=2,
②当∠EFP=90°时,,即,解得;m=0或m=1,不合题意舍去,∴当∠EFP=90°时,这种状况不存在,
③当∠PEF=90°时,,即,解得:m=7,
综上所述,F(3,2),(3,7).
考点:1.二次函数综合题;2.动点型;3.最值问题;4.二次函数最值;5.分类讨论;6.压轴题.
13.复习课中,教师给出有关x函数(k是实数).
教师:请独立思考,并把探索发现与该函数有关结论(性质)写到黑板上.
学生思考后,黑板上出现了某些结论.教师作为活动一员,又补充某些结论,并从中选择如下四条:
①存在函数,其图像通过(1,0)点;
②函数图像与坐标轴总有三个不一样交点;
③当时,不是y随x增大而增大就是y随x增大而减小;
④若函数有最大值,则最大值必为正数,若函数有最小值,则最小值必为负数;
教师:请你分别判断四条结论真假,并给出理由,最终简单写出处理问题时所用数学措施.
【答案】①真,②假,③假,④真,理由和所用数学措施见解析.
【解析】
试题分析:根据方程思想,特殊与一般思想,反证思想,分类思想对各结论进行判断.
试题解析:①真,②假,③假,④真.理由如下:
①将(1,0)代入,得,解得.
∴存在函数,其图像通过(1,0)点.
∴结论①为真.
②举反例如,当时,函数图象与坐标轴只有两个不一样交点.∴结论②为假.
③∵当时,二次函数(k是实数)对称轴为,
∴可举反例如,当时,二次函数为,
当时,y随x增大而减小;当时,y随x增大而增大.
∴结论③为假.
④∵当时,二次函数最值为,
∴当时,有最小值,最小值为负;当时,有最大值,最大值为正.
∴结论④为真.
处理问题时所用数学措施有方程思想,特殊与一般思想,反证思想,分类思想
考点:1.曲线上点坐标与方程关系;2.二次函数性质;3.方程思想、特殊元素法、反证思想和分类思想应用.
14.已知抛物线C1:y=ax2﹣4ax﹣5(a>0).
(1)当a=1时,求抛物线与x轴交点坐标及对称轴;
(2)①试阐明无论a为何值,抛物线C1一定通过两个定点,并求出这两个定点坐标;
②将抛物线C1沿这两个定点所在直线翻折,得到抛物线C2,直接写出C2体现式;
(3)若(2)中抛物线C2顶点到x轴距离为2,求a值.
【答案】(1)(﹣1,0)或(5,0)(2)①(0,﹣5),(4,﹣5)②y=﹣ax2+4ax﹣5(3)a=或
【解析】
试题分析:(1)将a=1代入解析式,即可求得抛物线与x轴交点;
(2)①化简抛物线解析式,即可求得两个点定点横坐标,即可解题;
②根据抛物线翻折理论即可解题;
(3)根据(2)中抛物线C2解析式,分类讨论y=2或﹣2,即可解题
试题解析:(1)当a=1时,抛物线解析式为y=x2﹣4x﹣5=(x﹣2)2﹣9,
∴对称轴为y=2;
∴当y=0时,x﹣2=3或﹣3,即x=﹣1或5;
∴抛物线与x轴交点坐标为(﹣1,0)或(5,0);
(2)①抛物线C1解析式为:y=ax2﹣4ax﹣5,
整理得:y=ax(x﹣4)﹣5;
∵当ax(x﹣4)=0时,y恒定为﹣5;
∴抛物线C1一定通过两个定点(0,﹣5),(4,﹣5);
②这两个点连线为y=﹣5;
将抛物线C1沿y=﹣5翻折,得到抛物线C2,开口方向变了,不过对称轴没变;
∴抛物线C2解析式为:y=﹣ax2+4ax﹣5,
(3)抛物线C2顶点到x轴距离为2,
则x=2时,y=2或者﹣2;
当y=2时,2=﹣4a+8a﹣5,解得,a=;
当y=﹣2时,﹣2=﹣4a+8a﹣5,解得,a=;
∴a=或;
考点:1、抛物线与x轴交点;2、二次函数图象与几何变换
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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