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备战中考数学—二次函数综合压轴题专题复习含答案
一、二次函数
1.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.
2.如图,直线AB和抛物线交点是A(0,﹣3),B(5,9),已知抛物线顶点D横坐标是2.
(1)求抛物线解析式及顶点坐标;
(2)在x轴上与否存在一点C,与A,B构成等腰三角形?若存在,求出点C坐标,若不在,请阐明理由;
(3)在直线AB下方抛物线上找一点P,连接PA,PB使得△PAB面积最大,并求出这个最大值.
【答案】(1),顶点D(2,);(2)C(,0)或(,0)或(,0);(3)
【解析】
【分析】
(1)抛物线顶点D横坐标是2,则x2,抛物线过A(0,﹣3),则:函数体现式为:y=ax2+bx﹣3,把B点坐标代入函数体现式,即可求解;
(2)分AB=AC、AB=BC、AC=BC,三种状况求解即可;
(3)由S△PAB•PH•xB,即可求解.
【详解】
(1)抛物线顶点D横坐标是2,则x2①,抛物线过A(0,﹣3),则:函数体现式为:y=ax2+bx﹣3,把B点坐标代入上式得:9=25a+5b﹣3②,联立①、②解得:a,b,c=﹣3,∴抛物线解析式为:yx2x﹣3.
当x=2时,y,即顶点D坐标为(2,);
(2)A(0,﹣3),B(5,9),则AB=13,设点C坐标(m,0),分三种状况讨论:
①当AB=AC时,则:(m)2+(﹣3)2=132,解得:m=±4,即点C坐标为:(4,0)或(﹣4,0);
②当AB=BC时,则:(5﹣m)2+92=132,解得:m=5,即:点C坐标为(5,0)或(5﹣2,0);
③当AC=BC时,则:5﹣m)2+92=(m)2+(﹣3)2,解得:m=,则点C坐标为(,0).
综上所述:存在,点C坐标为:(±4,0)或(5,0)或(,0);
(3)过点P作y轴平行线交AB于点H.设直线AB体现式为y=kx﹣3,把点B坐标代入上式,9=5k﹣3,则k,故函数体现式为:yx﹣3,设点P坐标为(m,m2m﹣3),则点H坐标为(m,m﹣3),S△PAB•PH•xB(m2+12m)=-6m2+30m=,当m=时,S△PAB获得最大值为:.
答:△PAB面积最大值为.
【点睛】
本题是二次函数综合题.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.
3.如图,在平面直角坐标系中,已知矩形ABCD三个顶点B(1, 0)、C(3, 0)、D(3, 4).以A为顶点抛物线y=ax2+bx+c过点C.动点P从点A出发,以每秒个单位速度沿线段AD向点D运动,运动时间为t秒.过点P作PE⊥x轴交抛物线于点M,交AC于点N.
(1)直接写出点A坐标,并求出抛物线解析式;
(2)当t为何值时,△ACM面积最大?最大值为多少?
(3)点Q从点C出发,以每秒1个单位速度沿线段CD向点D运动,当t为何值时,在线段PE上存在点H,使以C、Q、N、H为顶点四边形为菱形?
【答案】(1)A(1,4);y=-x2+2x+3;(2)当t=2时,△AMC面积最大值为1;(3)或.
【解析】
(1)由矩形性质得到点A坐标,由抛物线顶点为A,设抛物线解析式为y=a(x-1)2+4,把点C坐标代入即可求得a值;
(2)由点P坐标以及抛物线解析式得到点M坐标,由A、C坐标得到直线AC解析式,进而得到点N坐标,即可用有关t式子表达MN,然后根据△ACM面积是△AMN和△CMN面积和列出用t表达△ACM面积,运用二次函数性质即可得到当t=2时,△AMC面积最大值为1;
(3)①当点H在N点上方时,由PN=CQ,PN∥CQ,得到四边形PNCQ为平行四边形,因此当PQ=CQ时,四边形FECQ为菱形,据此得到,解得t值;②当点H在N点下方时,NH=CQ=,NQ=CQ时,四边形NHCQ为菱形,NQ2=CQ2,得:,解得t值.
解:(1)由矩形性质可得点A(1,4),
∵抛物线顶点为A,
设抛物线解析式为y=a(x-1)2+4,
代入点C(3, 0),可得a=-1.
∴y=-(x-1)2+4=-x2+2x+3.
(2)∵P(,4),
将代入抛物线解析式,y=-(x-1)2+4=,
∴M(,),
设直线AC解析式为,
将A(1,4),C(3,0)代入,得:,
将代入得,
∴N(,),
∴MN ,
∴,
∴当t=2时,△AMC面积最大值为1.
(3)①如图1,当点H在N点上方时,
∵N(,),P(,4),
∴PN=4—()==CQ,
又∵PN∥CQ,
∴四边形PNCQ为平行四边形,
∴当PQ=CQ时,四边形FECQ为菱形,
PQ2=PD2+DQ2 =,
∴,
整理,得.解得,(舍去);
②如图2当点H在N点下方时,
NH=CQ=,NQ=CQ时,四边形NHCQ为菱形,
NQ2=CQ2,得:.
整理,得..因此,(舍去).
“点睛”此题重要考察二次函数综合问题,会用顶点式求抛物线,会用两点法求直线解析式,会设点并表达三角形面积,熟悉矩形和菱形性质是解题关键.
4.已知抛物线.
(1)若该抛物线与x轴有公共点,求c取值范围;
(Ⅱ)设该抛物线与直线交于M,N两点,若,求C值;
(Ⅲ)点P,点Q是抛物线上位于第一象限不一样两点,都垂直于x轴,垂足分别为A,B,若,求c取值范围.
【答案】(I);(Ⅱ);(Ⅲ)c取值范围是
【解析】
【分析】
(1) 抛物线与x轴有公共点,则鉴别式为非负数,列不等式求解即可;
(2)求出二次函数与直线交点,并根据勾股定理求出MN长度,列方程即可求解;
(3)由可知,P,Q两点坐标特点,设坐标得到设点P坐标为,则点Q坐标为,代入二次函数,得到n,m关系,则只需保证该方程有正根即可求解.
【详解】
解:(I)∵抛物线与x轴有交点,
∴一元二次方程有实根。
,即.解得
(Ⅱ)根据题意,设
由,消去y,得 ①.
由,得.
∴方程①解为
,解得
(Ⅲ)设点P坐标为,则点Q坐标为,且,
,两式相减,得,即
,即
,其中
由,即,得.
当时,,不合题意。
又,得.
∴c取值范围是
【点睛】
本题重要考察是二次函数综合应用,解答本题重要应用了待定系数法求二次解析式,数形结合思想应用及待定系数法应用是解题关键,属于中考压轴题.
5.在平面直角坐标系中,为原点,抛物线通过点,对称轴为直线,点有关直线对称点为点.过点作直线轴,交轴于点.
(Ⅰ)求该抛物线解析式及对称轴;
(Ⅱ)点在轴上,当值最小时,求点坐标;
(Ⅲ)抛物线上与否存在点,使得,若存在,求出点坐标;若不存在,请阐明理由.
【答案】(Ⅰ)抛物线解析式为;抛物线对称轴为直线;(Ⅱ)点坐标为;(Ⅲ)存在,点坐标为或,理由见解析
【解析】
【分析】
(Ⅰ)将点代入二次函数解析式,即可求出a,再根据对称轴公式即可求解.
(Ⅱ)先求出B点胡坐标,规定胡最小值,只需找到B有关轴对称点,则直线A与y轴交点就是点P,根据待定系数法求出AB1解析式,令y=0,即可求出P点坐标.
(Ⅲ)设点Q坐标,并求出△AOQ面积,从而得到△AOQ面积,根据Q点胡不一样位置进行分类,用m及割补法求出面积方程,即可求解.
【详解】
(Ⅰ)∵通过点,
∴,解得,
∴抛物线解析式为,
∵,
∴抛物线对称轴为直线.
(Ⅱ)∵点,对称轴为,
∴点有关对称轴对称点点坐标为.
作点有关轴对称点,得,
设直线AB1解析式为,
把点,点代入得,
解得,∴.
∴直线与轴交点即为点.
令得,
∵点坐标为.
(Ⅲ)∵,轴,∴,,
∴,
又∵,∴.
设点坐标为,
如图状况一,作,交延长线于点,
∵,
∴,
化简整理得,
解得,.
如图状况二,作,交延长线于点,交轴于点,
∵,
∴,
化简整理得,
解得,,
∴点坐标为或,
∴抛物线上存在点,使得.
【点睛】
重要考察了二次函数性质,以及求两边和最小值,面积等常见题型,计算量较大,但难度不是很大.
6.如图,抛物线y=﹣(x﹣1)2+c与x轴交于A,B(A,B分别在y轴左右两侧)两点,与y轴正半轴交于点C,顶点为D,已知A(﹣1,0).
(1)求点B,C坐标;
(2)判断△CDB形状并阐明理由;
(3)将△COB沿x轴向右平移t个单位长度(0<t<3)得到△QPE.△QPE与△CDB重叠部分(如图中阴影部分)面积为S,求S与t函数关系式,并写出自变量t取值范围.
【答案】(Ⅰ)B(3,0);C(0,3);(Ⅱ)为直角三角形;(Ⅲ).
【解析】
【分析】
(1)首先用待定系数法求出抛物线解析式,然后深入确定点B,C坐标.
(2)分别求出△CDB三边长度,运用勾股定理逆定理判定△CDB为直角三角形.
(3)△COB沿x轴向右平移过程中,分两个阶段:
①当0<t≤时,如答图2所示,此时重叠部分为一种四边形;
②当<t<3时,如答图3所示,此时重叠部分为一种三角形.
【详解】
解:(Ⅰ)∵点在抛物线上,
∴,得
∴抛物线解析式为:,
令,得,∴;
令,得或,∴.
(Ⅱ)为直角三角形.理由如下:
由抛物线解析式,得顶点坐标为.
如答图1所示,过点作轴于点M,
则,,.
过点作于点,则,.
在中,由勾股定理得:;
在中,由勾股定理得:;
在中,由勾股定理得:.
∵,
∴为直角三角形.
(Ⅲ)设直线解析式为,
∵,
∴,
解得,
∴,
直线是直线向右平移个单位得到,
∴直线解析式为:;
设直线解析式为,
∵,
∴,解得:,
∴.
持续并延长,射线交交于,则.
在向右平移过程中:
(1)当时,如答图2所示:
设与交于点,可得,.
设与交点为,则:.
解得,
∴.
.
(2)当时,如答图3所示:
设分别与交于点、点.
∵,
∴,.
直线解析式为,令,得,
∴.
.
综上所述,与函数关系式为:.
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.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.
9.如图,已知二次函数图象顶点坐标为,与坐标轴交于B、C、D三点,且B点坐标为.
(1)求二次函数解析式;
(2)在二次函数图象位于x轴上方部分有两个动点M、N,且点N在点M左侧,过M、N作x轴垂线交x轴于点G、H两点,当四边形MNHG为矩形时,求该矩形周长最大值;
(3)当矩形MNHG周长最大时,能否在二次函数图象上找到一点P,使面积是矩形MNHG面积?若存在,求出该点横坐标;若不存在,请阐明理由.
【答案】(1) (2)最大值为10
(3)故点P坐标为:或或.
【解析】
【分析】
(1)二次函数体现式为:,将点B坐标代入上式,即可求解;
(2)矩形MNHG周长,即可求解;
(3),解得:,即可求解.
【详解】
(1)二次函数体现式为:,
将点B坐标代入上式得:,解得:,
故函数体现式为:…①;
(2)设点M坐标为,则点,
则,,
矩形MNHG周长,
∵,故当,C有最大值,最大值为10,
此时,点与点D重叠;
(3)面积是矩形MNHG面积,
则,
连接DC,在CD得上下方等距离处作CD平行线m、n,
过点P作y轴平行线交CD、直线n于点H、G,即,
过点P作于点K,
将、坐标代入一次函数体现式并解得:
直线CD体现式为:,
,∴,,
设点,则点,
,
解得:,
则,
解得:,
故点,
直线n体现式为:…②,
联立①②并解得:,
即点、坐标分别为、;
故点P坐标为:或或.
【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,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.
11.在平面直角坐标系xOy中(如图),已知抛物线y=x2-2x,其顶点为A.
(1)写出这条抛物线开口方向、顶点A坐标,并阐明它变化状况;
(2)我们把一条抛物线上横坐标与纵坐标相等点叫做这条抛物线“不动点”
①试求抛物线y=x2-2x“不动点”坐标;
②平移抛物线y=x2-2x,使所得新抛物线顶点B是该抛物线“不动点”,其对称轴与x轴交于点C,且四边形OABC是梯形,求新抛物线体现式.
【答案】(l)抛物线y=x2-2x开口向上,顶点A坐标是(1,-1),抛物线变化状况是:抛物线在对称轴左侧部分是下降,右侧部分是上升;(2)①(0,0)、(3,3); ②新抛物线体现式是y=(x+1)2-1.
【解析】
【分析】
(1),故该抛物线开口向上,顶点坐标为;
(2)①设抛物线“不动点”坐标为,则,即可求解;②新抛物线顶点为“不动点”,则设点,则新抛物线对称轴为:,与轴交点,四边形是梯形,则直线在轴左侧,而点,点,则,即可求解.
【详解】
(l),
抛物线y=x2-2x开口向上,顶点A坐标是(1,-1),
抛物线变化状况是:抛物线在对称轴左侧部分是下降,右侧部分是上升.
(2)①设抛物线y=x2-2x“不动点”坐标为(t,t).
则t=t2-2t,解得t1=0,t2=3.
因此,抛物线y=x2-2x“不动点”坐标是(0,0)、(3,3).
②∵新抛物线顶点B是其“不动点”,∴设点B坐标为(m,m)
∴新抛物线对称轴为直线x=m,与x轴交点为C(m,0)
∵四边形OABC是梯形,
∴直线x=m在y轴左侧.
∵BC与OA不平行
∴OC∥AB.
又∵点A坐标为(1,一1),点B坐标为(m,m),
m=-1.
∴新抛物线是由抛物线y=x2-2x向左平移2个单位得到,
∴新抛物线体现式是y=(x+1)2-1.
【点睛】
本题为二次函数综合运用题,波及到二次函数基本知识、梯形基本性质,此类新定义题目,一般按照题设次序,逐次求解即可.
12.如图,顶点M在y轴上抛物线与直线y=x+1相交于A、B两点,且点A在x轴上,点B横坐标为2,连结AM、BM.
(1)求抛物线函数关系式;
(2)判断△ABM形状,并阐明理由;
(3)把抛物线与直线y=x交点称为抛物线不动点.若将(1)中抛物线平移,使其顶点为(m,2m),当m满足什么条件时,平移后抛物线总有不动点.
【答案】(1)抛物线解析式为y=x2﹣1;(2)△ABM为直角三角形.理由见解析;(3)当m≤时,平移后抛物线总有不动点.
【解析】
试题分析:(1)分别写出A、B坐标,运用待定系数法求出抛物线解析式即可;
根据OA=OM=1,AC=BC=3,分别得到∠MAC=45°,∠BAC=45°,得到∠BAM=90°,进而得到△ABM是直角三角形;
(3)根据抛物线平后来顶点设其解析式为,
∵抛物线不动点是抛物线与直线交点,∴,
方程总有实数根,则≥0,得到m取值范围即可
试题解析:解:(1)∵点A是直线与轴交点,∴A点为(-1,0)
∵点B在直线上,且横坐标为2,∴B点为(2,3)
∵过点A、B抛物线顶点M在轴上,故设其解析式为:
∴,解得:
∴抛物线解析式为.
(2)△ABM是直角三角形,且∠BAM=90°.理由如下:
作BC⊥轴于点C,∵A(-1,0)、B(2,3)∴AC=BC=3,∴∠BAC=45°;
点M是抛物线顶点,∴M点为(0,-1)∴OA=OM=1,
∵∠AOM=90°∴∠MAC=45°;
∴∠BAM=∠BAC+∠MAC=90°∴△ABM是直角三角形.
(3)将抛物线顶点平移至点(,),则其解析式为.
∵抛物线不动点是抛物线与直线交点,∴
化简得:
∴==
当时,方程总有实数根,即平移后抛物线总有不动点
∴.
考点:二次函数综合应用(待定系数法;直角三角形判定;一元二次方程根鉴别式)
13.(14分)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=mx2﹣8mx+4m+2(m>2)与y轴交点为A,与x轴交点分别为B(x1,0),C(x2,0),且x2﹣x1=4,直线AD∥x轴,在x轴上有一动点E(t,0)过点E作平行于y轴直线l与抛物线、直线AD交点分别为P、Q.
(1)求抛物线解析式;
(2)当0<t≤8时,求△APC面积最大值;
(3)当t>2时,与否存在点P,使以A、P、Q为顶点三角形与△AOB相似?若存在,求出此时t值;若不存在,请阐明理由.
【答案】(1);(2)12;(3)t=或t=或t=14.
【解析】
试题分析:(1)首先运用根与系数关系得出:,结合条件求出值,然后把点B,C坐标代入解析式计算即可;(2)(2)分0<t<6时和6≤t≤8时两种状况进行讨论,据此即可求出三角形最大值;(3)(3)分2<t≤6时和t>6时两种状况进行讨论,再根据三角形相似条件,即可得解.
试题解析:解:(1)由题意知x1、x2是方程mx2﹣8mx+4m+2=0两根,
∴x1+x2=8,
由.
解得:.
∴B(2,0)、C(6,0)
则4m﹣16m+4m+2=0,
解得:m=,
∴该抛物线解析式为:y=;.
(2)可求得A(0,3)
设直线AC解析式为:y=kx+b,
∵
∴
∴直线AC解析式为:y=﹣x+3,
要构成△APC,显然t≠6,分两种状况讨论:
当0<t<6时,设直线l与AC交点为F,则:F(t,﹣),
∵P(t,),∴PF=,
∴S△APC=S△APF+S△CPF
=
=
=,
此时最大值为:,
②当6≤t≤8时,设直线l与AC交点为M,则:M(t,﹣),
∵P(t,),∴PM=,
∴S△APC=S△APF﹣S△CPF=
=
=,
当t=8时,取最大值,最大值为:12,
综上可知,当0<t≤8时,△APC面积最大值为12;
(3)如图,连接AB,则△AOB中,∠AOB=90°,AO=3,BO=2,
Q(t,3),P(t,),
①当2<t≤6时,AQ=t,PQ=,
若:△AOB∽△AQP,则:,
即:,
∴t=0(舍),或t=,
若△AOB∽△PQA,则:,
即:,
∴t=0(舍)或t=2(舍),
②当t>6时,AQ′=t,PQ′=,
若:△AOB∽△AQP,则:,
即:,
∴t=0(舍),或t=,
若△AOB∽△PQA,则:,
即:,
∴t=0(舍)或t=14,
∴t=或t=或t=14.
考点:二次函数综合题.
14.(本小题满分12分)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线()与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),通过点A直线l:与y轴负半轴交于点C,与抛物线另一种交点为D,且CD=4AC.
(1)直接写出点A坐标,并求直线l函数体现式(其中k,b用含a式子表达);
(2)点E是直线l上方抛物线上动点,若△ACE面积最大值为,求a值;
(3)设P是抛物线对称轴上一点,点Q在抛物线上,以点A,D,P,Q为顶点四边形能否成为矩形?若能,求出点P坐标;若不能,请阐明理由.
【答案】(1)A(-1,0),;(2);(3)P坐标为(1,)或(1,-4).
【解析】
试题分析:(1)在中,令y=0,得到,,得到A(-1,0),B(3,0),由直线l通过点A,得到,故,令,即,由于CD=4AC,故点D横坐标为4,即有,得到,从而得出直线l函数体现式;
(2)过点E作EF∥y轴,交直线l于点F,设E(,),则F(,),
EF==,S△ACE=S△AFE-S△CFE==,故△ACE面积最大值为,而△ACE面积最大值为,因此 ,解得;
(3)令,即,解得,,得到D(4,5a),由于抛物线对称轴为,设P(1,m),然后分两种状况讨论:①若AD是矩形一条边,②若AD是矩形一条对角线.
试题解析:(1)∵=,令y=0,得到,,∴A(-1,0),B(3,0),∵直线l通过点A,∴,,∴,令,即,∵CD=4AC,∴点D横坐标为4,∴,∴,∴直线l函数体现式为;
(2)过点E作EF∥y轴,交直线l于点F,设E(,),则F(,),
EF==,
S△ACE=S△AFE-S△CFE=
==,
∴△ACE面积最大值为,∵△ACE面积最大值为,∴ ,解得;
(3)令,即,解得,,∴D(4,5a),∵,∴抛物线对称轴为,设P(1,m),
①若AD是矩形一条边,则Q(-4,21a),m=21a+5a=26a,则P(1,26a),∵四边形ADPQ为矩形,∴∠ADP=90°,∴,∴,即 ,∵,∴,∴P1(1,);
②若AD是矩形一条对角线,则线段AD中点坐标为( ,),Q(2,),m=,则P(1,8a),∵四边形APDQ为矩形,∴∠APD=90°,∴,∴,即 ,∵,∴,∴P2(1,-4).
综上所述,以点A、D、P、Q为顶点四边形能成为矩形,点P坐标为(1,)或(1,-4).
考点:二次函数综合题.
15.抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A(1,0),B(m,0),与y轴交于C.
(1)若m=﹣3,求抛物线解析式,并写出抛物线对称轴;
(2)如图1,在(1)条件下,设抛物线对称轴交x轴于D,在对称轴左侧抛物线上有一点E,使S△ACE=S△ACD,求点E坐标;
(3)如图2,设F(﹣1,﹣4),FG⊥y于G,在线段OG上与否存在点P,使∠OBP=∠FPG?若存在,求m取值范围;若不存在,请阐明理由.
【答案】(1)抛物线解析式为:y=x2+2x﹣3=(x+1)2﹣4;对称轴是:直线x=﹣1;(2)点E坐标为E(﹣4,5)(3)当﹣4≤m<0或m=3时,在线段OG上存在点P,使∠OBP=∠FPG.
【解析】
试题分析:(1)运用待定系数法求二次函数解析式,并配方求对称轴;(2)如图1,设E(m,m2+2m﹣3),先根据已知条件求S△ACE=10,根据不规则三角形面积等于铅直高度与水平宽度积列式可求得m值,并根据在对称轴左侧抛物线上有一点E,则点E横坐标不大于﹣1,对m值进行取舍,得到E坐标;
(3)分两种状况:①当B在原点左侧时,构建辅助圆,根据直径所对圆周角是直角,只要满足∠BPF=90°就可以构成∠OBP=∠FPG,如图2,求出圆E与y轴有一种交点时m值,则可得取值范围;②当B在原点右侧时,只有△OBP是等腰直角三角形,△FPG也是等腰直角三角形时满足条件,直接计算即可.
试题解析:(1)当m=﹣3时,B(﹣3,0),
把A(1,0),B(﹣3,0)代入到抛物线y=x2+bx+c中得:,解得,
∴抛物线解析式为:y=x2+2x﹣3=(x+1)2﹣4;对称轴是:直线x=﹣1;
(2)如图1,设E(m,m2+2m﹣3),
由题意得:AD=1+1=2,OC=3,
S△ACE=S△ACD=×ADOC=×2×3=10,
设直线AE解析式为:y=kx+b,
把A(1,0)和E(m,m2+2m﹣3)代入得,
,解得:,
∴直线AE解析式为:y=(m+3)x﹣m﹣3,∴F(0,﹣m﹣3),
∵C(0,﹣3),∴FC=﹣m﹣3+3=﹣m,∴S△ACE=FC(1﹣m)=10,
﹣m(1﹣m)=20,m2﹣m﹣20=0,
(m+4)(m﹣5)=0,
m1=﹣4,m2=5(舍),
∴E(﹣4,5);
(3)如图2,当B在原点左侧时,连接BF,以BF为直径作圆E,当⊙E与y轴相切时,设切点为P,
∴∠BPF=90°,∴∠FPG+∠OPB=90°,∵∠OPB+∠OBP=90°,∴∠OBP=∠FPG,
连接EP,则EP⊥OG,
∵BE=EF,∴EP是梯形中位线,∴OP=PG=2,
∵FG=1,tan∠FPG=tan∠OBP=,
∴,∴m=﹣4,
∴当﹣4≤m<0时,在线段OG上存在点P
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