资源描述
中考数学备考之二次函数压轴突破训练∶培优 易错 难题篇
一、二次函数
1.如图,抛物线y=x2﹣mx﹣(m+1)与x轴负半轴交于点A(x1,0),与x轴正半轴交于点B(x2,0)(OA<OB),与y轴交于点C,且满足x12+x22﹣x1x2=13.
(1)求抛物线解析式;
(2)以点B为直角顶点,BC为直角边作Rt△BCD,CD交抛物线于第四象限点E,若EC=ED,求点E坐标;
(3)在抛物线上与否存在点Q,使得S△ACQ=2S△AOC?若存在,求出点Q坐标;若不存在,阐明理由.
【答案】(1)y=x2﹣2x﹣3;(2)E点坐标为(,﹣);(3)点Q坐标为(﹣3,12)或(2,﹣3).理由见解析.
【解析】
【分析】
(1)由根与系数关系可得x1+x2=m,x1•x2=﹣(m+1),代入x12+x22﹣x1x2=13,求出m1=2,m2=﹣5.根据OA<OB,得出抛物线对称轴在y轴右侧,那么m=2,即可确定抛物线解析式;
(2)连接BE、OE.根据直角三角形斜边上中线等于斜边二分之一得出BE=CD=CE.运用SSS证明△OBE≌△OCE,得出∠BOE=∠COE,即点E在第四象限角平分线上,设E点坐标为(m,﹣m),代入y=x2﹣2x﹣3,求出m值,即可得到E点坐标;
(3)过点Q作AC平行线交x轴于点F,连接CF,根据三角形面积公式可得S△ACQ=S△ACF.由S△ACQ=2S△AOC,得出S△ACF=2S△AOC,那么AF=2OA=2,F(1,0).运用待定系数法求出直线AC解析式为y=﹣3x﹣3.根据AC∥FQ,可设直线FQ解析式为y=﹣3x+b,将F(1,0)代入,运用待定系数法求出直线FQ解析式为y=﹣3x+3,把它与抛物线解析式联立,得出方程组,求解即可得出点Q坐标.
【详解】
(1)∵抛物线y=x2﹣mx﹣(m+1)与x轴负半轴交于点A(x1,0),与x轴正半轴交于点B(x2,0),
∴x1+x2=m,x1•x2=﹣(m+1),
∵x12+x22﹣x1x2=13,
∴(x1+x2)2﹣3x1x2=13,
∴m2+3(m+1)=13,
即m2+3m﹣10=0,
解得m1=2,m2=﹣5.
∵OA<OB,
∴抛物线对称轴在y轴右侧,
∴m=2,
∴抛物线解析式为y=x2﹣2x﹣3;
(2)连接BE、OE.
∵在Rt△BCD中,∠CBD=90°,EC=ED,
∴BE=CD=CE.
令y=x2﹣2x﹣3=0,解得x1=﹣1,x2=3,
∴A(﹣1,0),B(3,0),
∵C(0,﹣3),
∴OB=OC,
又∵BE=CE,OE=OE,
∴△OBE≌△OCE(SSS),
∴∠BOE=∠COE,
∴点E在第四象限角平分线上,
设E点坐标为(m,﹣m),将E(m,﹣m)代入y=x2﹣2x﹣3,
得m=m2﹣2m﹣3,解得m=,
∵点E在第四象限,
∴E点坐标为(,﹣);
(3)过点Q作AC平行线交x轴于点F,连接CF,则S△ACQ=S△ACF.
∵S△ACQ=2S△AOC,
∴S△ACF=2S△AOC,
∴AF=2OA=2,
∴F(1,0).
∵A(﹣1,0),C(0,﹣3),
∴直线AC解析式为y=﹣3x﹣3.
∵AC∥FQ,
∴设直线FQ解析式为y=﹣3x+b,
将F(1,0)代入,得0=﹣3+b,解得b=3,
∴直线FQ解析式为y=﹣3x+3.
联立,
解得,,
∴点Q坐标为(﹣3,12)或(2,﹣3).
【点睛】
本题是二次函数综合题,其中波及到一元二次方程根与系数关系,求二次函数解析式,直角三角形性质,全等三角形判定与性质,二次函数图象上点坐标特征,三角形面积,一次函数图象与几何变换,待定系数法求直线解析式,抛物线与直线交点坐标求法,综合性较强,难度适中.运用数形结合与方程思想是解题关键.
2.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.
3.如图,在平面直角坐标系中,∠ACB=90°,OC=2OB,tan∠ABC=2,点B坐标为(1,0).抛物线y=﹣x2+bx+c通过A、B两点.
(1)求抛物线解析式;
(2)点P是直线AB上方抛物线上一点,过点P作PD垂直x轴于点D,交线段AB于点E,使PE=DE.
①求点P坐标;
②在直线PD上与否存在点M,使△ABM为直角三角形?若存在,求出符合条件所有点M坐标;若不存在,请阐明理由.
【答案】(1)y=﹣x2﹣3x+4;(2)①P(﹣1,6),②存在,M(﹣1,3+)或(﹣1,3﹣)或(﹣1,﹣1)或(﹣1,).
【解析】
【分析】
(1)先根据已知求点A坐标,运用待定系数法求二次函数解析式;
(2)①先得AB解析式为:y=-2x+2,根据PD⊥x轴,设P(x,-x2-3x+4),则E(x,-2x+2),根据PE=DE,列方程可得P坐标;
②先设点M坐标,根据两点距离公式可得AB,AM,BM长,分三种状况:△ABM为直角三角形时,分别以A、B、M为直角顶点时,运用勾股定理列方程可得点M坐标.
【详解】
解:(1)∵B(1,0),∴OB=1,
∵OC=2OB=2,∴C(﹣2,0),
Rt△ABC中,tan∠ABC=2,
∴, ∴, ∴AC=6,
∴A(﹣2,6),
把A(﹣2,6)和B(1,0)代入y=﹣x2+bx+c得:,
解得:,
∴抛物线解析式为:y=﹣x2﹣3x+4;
(2)①∵A(﹣2,6),B(1,0),
∴AB解析式为:y=﹣2x+2,
设P(x,﹣x2﹣3x+4),则E(x,﹣2x+2),
∵PE=DE,
∴﹣x2﹣3x+4﹣(﹣2x+2)=(﹣2x+2),
∴x=-1或1(舍),
∴P(﹣1,6);
②∵M在直线PD上,且P(﹣1,6),
设M(﹣1,y),
∵B(1,0),A(﹣2,6)
∴AM2=(﹣1+2)2+(y﹣6)2=1+(y﹣6)2,
BM2=(1+1)2+y2=4+y2,
AB2=(1+2)2+62=45,
分三种状况:
i)当∠AMB=90°时,有AM2+BM2=AB2,
∴1+(y﹣6)2+4+y2=45,
解得:y=3,
∴M(﹣1,3+)或(﹣1,3﹣);
ii)当∠ABM=90°时,有AB2+BM2=AM2,
∴45+4+y2=1+(y﹣6)2, ∴y=﹣1,
∴M(﹣1,﹣1),
iii)当∠BAM=90°时,有AM2+AB2=BM2,
∴1+(y﹣6)2+45=4+y2, ∴y=,
∴M(﹣1,);
综上所述,点M坐标为:∴M(﹣1,3+)或(﹣1,3﹣)或(﹣1,﹣1)或(﹣1,).
【点睛】
此题是二次函数综合题,考察了待定系数法求二次函数解析式,铅直高度和勾股定理运用,直角三角形判定等知识.此题难度适中,解题关键是注意方程思想与分类讨论思想应用.
4.如图,抛物线y=ax2+bx过点B(1,﹣3),对称轴是直线x=2,且抛物线与x轴正半轴交于点A.
(1)求抛物线解析式,并根据图象直接写出当y≤0时,自变量x取值范围;
(2)在第二象限内抛物线上有一点P,当PA⊥BA时,求△PAB面积.
【答案】(1)抛物线解析式为y=x2﹣4x,自变量x取值范图是0≤x≤4;(2)△PAB面积=15.
【解析】
【分析】
(1)将函数图象通过点B坐标代入函数解析式中,再和对称轴方程联立求出待定系数a和b;
(2)如图,过点B作BE⊥x轴,垂足为点E,过点P作PE⊥x轴,垂足为F,设P(x,x2-4x),证明△PFA∽△AEB,求出点P坐标,将△PAB面积构导致长方形去掉三个三角形面积.
【详解】
(1)由题意得,,
解得,
∴抛物线解析式为y=x2-4x,
令y=0,得x2-2x=0,解得x=0或4,
结合图象知,A坐标为(4,0),
根据图象开口向上,则y≤0时,自变量x取值范围是0≤x≤4;
(2)如图,过点B作BE⊥x轴,垂足为点E,过点P作PE⊥x轴,垂足为F,
设P(x,x2-4x),
∵PA⊥BA
∴∠PAF+∠BAE=90°,
∵∠PAF+∠FPA=90°,
∴∠FPA=∠BAE
又∠PFA=∠AEB=90°
∴△PFA∽△AEB,
∴,即,
解得,x= −1,x=4(舍去)
∴x2-4x=-5
∴点P坐标为(-1,-5),
又∵B点坐标为(1,-3),易得到BP直线为y=-4x+1
因此BP与x轴交点为(,0)
∴S△PAB=
【点睛】
本题是二次函数综合题,求出函数解析式是解题关键,尤其是运用待定系数法将两条直线体现式解出,运用点坐标求三角形面积是关键.
5.如图,抛物线y=ax2+bx+4与x轴交于点A(﹣1,0)、B(3,0),与y轴交于点C.
(1)求抛物线解析式;
(2)如图1,D为抛物线对称轴上一动点,求D运动到什么位置时△DAC周长最小;
(3)如图2,点E在第一象限抛物线上,AE与BC交于点F,若AF:FE=2:1,求E点坐标;
(4)点M、N同步从B点出发,分别沿BA、BC方向运动,它们运动速度都是1个单位/秒,当点M运动到点A时,点N停止运动,则当点N停止运动后,在x轴上与否存在点P,使得△PBN是等腰三角形?若存在,直接写出点P坐标;若不存在,请阐明理由.
【答案】(1)(2)(3)点P坐标P1(﹣1,0)或P2(7,0)或P3(﹣,0)或P4(,0).
【解析】
【分析】
(1)直接待定系数法代入求解即可 (2)找到D点在对称轴时是△DAC周长最小点,先求出直线BC,然后D点横坐标是1,直接代入直线BC求出纵坐标即可 (3)作EH∥AB交BC于H,则∠FAB=∠FEH,∠FBA=∠FHE,易证△ABF∽△EHF,得,得EH=2,设E(x,),则H(x﹣2,),yE=yH,解出方程x=1或x=2,得到E点坐标 (4)△PBN是等腰三角形,提成三种状况,①BP=BC时,运用等腰三角性质直接得到P1(﹣1,0)或P2(7,0),②当NB=NP时,作NH⊥x轴,易得△NHB∽△COB,运用比例式得到NH、 BH从而得到 PH=BH,BP,进而得到OP,即得到P点坐标,③当PN=PB时,取NB中点K,作KP⊥BN,交x轴于点P,易得△NOB∽△PKB,运用比例式求出PB,进而得到OP,即求出P点坐标
【详解】
解:(1)将A(﹣1,0)、B(3,0)代入y=ax2+bx+4,
得
解得a=,b=,
∴抛物线解析式;
(2)
∴抛物线对称轴为直线x=1,
∴D横坐标为1,
由(1)可得C(0,4),
∵B(3,0),
∴直线BC:
∵DA=DB,
△DAC周长=AC+CD+AD=AC+CD+BD,
连接BC,与对称轴交于点D,
此时CD+BD最小,
∵AC为定值,
∴此时△DAC周长,
当x=1时,y=﹣×1+4=,
∴D(1,);
(3)作EH∥AB交BC于H,则∠FAB=∠FEH,∠FBA=∠FHE,
∴△ABF∽△EHF,
∵AF:FE=2:1,
∴,
∵AB=4,
∴EH=2,
设E(x,),则H(x﹣2,)
∵EH∥AB,
∴yE=yH,
∴=
解得x=1或x=2,
y=或4,
∴E(1,)或(2,4);
(4)∵A(﹣1,0)、B(3,0),C(0,4)
∴AB=4,OC=4,
点M运动到点A时,BM=AB=4,
∴BN=4,
∵△PBN是等腰三角形,
①BP=BC时,
若P在点B左侧,OP=PB﹣OB=4﹣3=1,
∴P1(﹣1,0),
若P在点B右侧,OP=OB+BP=4+3=7,
∴P2(7,0);
②当NB=NP时,作NH⊥x轴,
△NHB∽△COB,
∴
∴NH=OC==,
BH=BC=,
∴PH=BH=,
BP=,
∴OP=BP﹣OB=,
∴P3(﹣,0);
③当PN=PB时,
取NB中点K,作KP⊥BN,交x轴于点P,
∴△NOB∽△PKB,
∴
∴PB=,
∴OP=OB﹣PB=3﹣=
P4(,0)
综上,当△PBN是等腰三角形时,点P坐标P1(﹣1,0)或P2(7,0)或P3(﹣,0)或P4(,0).
【点睛】
本题考察二次函数、平行线性质、相似三角形、等腰三角形性质及最短距离等知识点,综合程度比较高,对综合能力规定比较高. 第一问比较简单,考察待定系数法;第二问最短距离,找到D点是解题关键;第三问证明出相似是关键;第四问可以分状况讨论是解题关键
6.如图,菱形ABCD边长为20cm,∠ABC=120°,对角线AC,BD相交于点O,动点P从点A出发,以4cm/s速度,沿A→B路线向点B运动;过点P作PQ∥BD,与AC相交于点Q,设运动时间为t秒,0<t<5.
(1)设四边形PQCB面积为S,求S与t关系式;
(2)若点Q有关O对称点为M,过点P且垂直于AB直线l交菱形ABCD边AD(或CD)于点N,当t为何值时,点P、M、N在一直线上?
(3)直线PN与AC相交于H点,连接PM,NM,与否存在某一时刻t,使得直线PN平分四边形APMN面积?若存在,求出t值;若不存在,请阐明理由.
【答案】(1) S=﹣2(0<t<5); (2) ;(3)见解析.
【解析】
【分析】
(1)如图1,根据S=S△ABC-S△APQ,代入可得S与t关系式;
(2)设PM=x,则AM=2x,可得AP=x=4t,计算x值,根据直角三角形30度角性质可得AM=2PM=,根据AM=AO+OM,列方程可得t值;
(3)存在,通过画图可知:N在CD上时,直线PN平分四边形APMN面积,根据面积相等可得MG=AP,由AM=AO+OM,列式可得t值.
【详解】
解:(1)如图1,∵四边形ABCD是菱形,
∴∠ABD=∠DBC=∠ABC=60°,AC⊥BD,
∴∠OAB=30°,
∵AB=20,
∴OB=10,AO=10,
由题意得:AP=4t,
∴PQ=2t,AQ=2t,
∴S=S△ABC﹣S△APQ,
=,
= ,
=﹣2t2+100(0<t<5);
(2)如图2,在Rt△APM中,AP=4t,
∵点Q有关O对称点为M,
∴OM=OQ,
设PM=x,则AM=2x,
∴AP=x=4t,
∴x=,
∴AM=2PM=,
∵AM=AO+OM,
∴=10+10﹣2t,
t=;
答:当t为秒时,点P、M、N在一直线上;
(3)存在,
如图3,∵直线PN平分四边形APMN面积,
∴S△APN=S△PMN,
过M作MG⊥PN于G,
∴ ,
∴MG=AP,
易得△APH≌△MGH,
∴AH=HM=t,
∵AM=AO+OM,
同理可知:OM=OQ=10﹣2t,
t=10=10﹣2t,
t=.
答:当t为秒时,使得直线PN平分四边形APMN面积.
【点睛】
考察了全等三角形判定与性质,对称性质,三角形和四边形面积,二次根式化简等知识点,计算量大,解答本题关键是纯熟掌握动点运动时所构成三角形各边关系.
7.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.
8.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.
9.如图1,在平面直角坐标系中,直线与抛物线交于两点,其中,.该抛物线与轴交于点,与轴交于另一点.
(1)求值及该抛物线解析式;
(2)如图2.若点为线段上一动点(不与重叠).分别以、为斜边,在直线同侧作等腰直角△和等腰直角△,连接,试确定△面积最大时点坐标.
(3)如图3.连接、,在线段上与否存在点,使得以为顶点三角形与△相似,若存在,请直接写出点坐标;若不存在,请阐明理由.
【答案】(1);(2)当,即时,最大,此时,因此;(3)存在点坐标为或.
【解析】
分析:(1)把A与B坐标代入一次函数解析式求出m与n值,确定出A与B坐标,代入二次函数解析式求出b与c值即可;
(2)由等腰直角△APM和等腰直角△DPN,得到∠MPN为直角,由两直角边乘积二分之一表达出三角形MPN面积,运用二次函数性质确定出三角形面积最大时P坐标即可;
(3)存在,分两种状况,根据相似得比例,求出AQ长,运用两点间距离公式求出Q坐标即可.
详解:(1)把A(m,0),B(4,n)代入y=x﹣1得:m=1,n=3,∴A(1,0),B(4,3).
∵y=﹣x2+bx+c通过点A与点B,∴,解得:,则二次函数解析式为y=﹣x2+6x﹣5;
(2)如图2,△APM与△DPN都为等腰直角三角形,∴∠APM=∠DPN=45°,∴∠MPN=90°,∴△MPN为直角三角形,令﹣x2+6x﹣5=0,得到x=1或x=5,∴D(5,0),即DP=5﹣1=4,设AP=m,则有DP=4﹣m,∴PM=m,PN=(4﹣m),∴S△MPN=PM•PN=×m×(4﹣m)=﹣m2﹣m=﹣(m﹣2)2+1,∴当m=2,即AP=2时,S△MPN最大,此时OP=3,即P(3,0);
(3)存在,易得直线CD解析式为y=x﹣5,设Q(x,x﹣5),由题意得:∠BAD=∠ADC=45°,分两种状况讨论:
①当△ABD∽△DAQ时,=,即=,解得:AQ=,由两点间距离公式得:(x﹣1)2+(x﹣5)2=,解得:x=,此时Q(,﹣);
②当△ABD∽△DQA时,=1,即AQ=,∴(x﹣1)2+(x﹣5)2=10,解得:x=2,此时Q(2,﹣3).
综上,点Q坐标为(2,﹣3)或(,﹣).
点睛:本题属于二次函数综合题,波及知识有:待定系数法求函数解析式,二次函数图象与性质,相似三角形判定与性质,两点间距离公式,纯熟掌握各自性质是解答本题关键.
10.如图,已知抛物线顶点为,与轴相交于点,对称轴为直线,点是线段中点.
(1)求抛物线体现式;
(2)写出点坐标并求直线体现式;
(3)设动点,分别在抛物线和对称轴l上,当以,,,为顶点四边形是平行四边形时,求,两点坐标.
【答案】(1);(2),;(3)点、坐标分别为或、或.
【解析】
【分析】
(1)函数体现式为:,将点坐标代入上式,即可求解;
(2)、,则点,设直线体现式为:,将点坐标代入上式,即可求解;
(3)分当是平行四边形一条边、是平行四边形对角线两种状况,分别求解即可.
【详解】
解:(1)函数体现式为:,
将点坐标代入上式并解得:,
故抛物线体现式为:;
(2)、,则点,
设直线体现式为:,
将点坐标代入上式得:,解得:,
故直线体现式为:;
(3)设点、点,
①当是平行四边形一条边时,
点向左平移2个单位、向下平移4个单位得到,
同样点向左平移2个单位、向下平移4个单位得到,
即:,,
解得:,,
故点、坐标分别为、;
②当是平行四边形对角线时,
由中点定理得:,,
解得:,,
故点、坐标分别为、;
故点、坐标分别为,或、,或.
【点睛】
本题考察是二次函数综合运用,波及到一次函数、平行四边形性质、图象面积计算等,其中(3),要重要分类求解,避免遗漏.
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,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)。
13.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)
14.如图,直线y=﹣x+分别与x轴、y轴交于B、C两点,点A在x轴上,∠ACB=90°,抛物线y=ax2+bx+通过A,B两点.
(1)求A、B两点坐标;
(2)求抛物线解析式;
(3)点M是直线BC上方抛物线上一点,过点M作MH⊥BC于点H,作MD∥y轴交BC于点D,求△DMH周长最大值.
【答案】(1)(﹣1,0)(2)y=﹣x2+x+(3)
【解析】
试题分析:(1)由直线解析式可求得B、C坐标,在Rt△BOC中由三角函数定义可求得∠OCB=60°,则在Rt△AOC中可得∠ACO=30°,运用三角函数定义可求得OA,则可求得A点坐标;
(2)由A、B两点坐标,运用待定系数法可求得抛物线解析式;
(3)由平行线性质可知∠MDH=∠BCO=60°,在Rt△DMH中运用三角函数定义可得到DH、MH与DM关系,可设出M点坐标,则可表达出DM长,从而可表达出△DMH周长,运用二次函数性质可求得其最大值.
试题解析: (1)∵直线y=﹣x+分别与x轴、y轴交于B、C两点,
∴B(3,0),C(0,),
∴OB=3,OC=,
∴tan∠BCO==,
∴∠BCO=60°,
∵∠ACB=90°,
∴∠ACO=30°,
∴=tan30°=,即=,解得AO=1,
∴A(﹣1,0);
(2)∵抛物线y=ax2+bx+通过A,B两点,
∴,解得,
∴抛物线解析式为y=﹣x2+x+;
(3)∵MD∥y轴,MH⊥BC,
∴∠MDH=∠BCO=60°,则∠DMH=30°,
∴DH=DM,MH=DM,
∴△DMH周长=DM+DH+MH=DM+DM+DM=DM,
∴当DM有最大值时,其周长有最大值,
∵点M是直线BC上方抛物线上一点,
∴可设M(t,﹣t2+t+),则D(t,﹣t+),
∴DM=﹣t2+t+),则D(t,﹣t+),
∴DM=﹣t2+t+﹣(﹣t+)=﹣t2+t=﹣(t﹣)2+,
∴当t=时,DM有最大值,最大值为,
此时DM=×=,
即△DMH周长最大值为.
考点:1、二次函数综合应用,2、待定系数法,3、三角函数定义,4方程思想
15.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C
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