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 难题篇及答案解析(1)
一、二次函数
1.(10分)(•佛山)如图,一小球从斜坡O点处抛出,球抛出路线可以用二次函数y=﹣x2+4x刻画,斜坡可以用一次函数y=x刻画.
(1)请用配措施求二次函数图象最高点P坐标;
(2)小球落点是A,求点A坐标;
(3)连接抛物线最高点P与点O、A得△POA,求△POA面积;
(4)在OA上方抛物线上存在一点M(M与P不重叠),△MOA面积等于△POA面积.请直接写出点M坐标.
【答案】(1)(2,4);(2)(,);(3);(4)(,).
【解析】
试题分析:(1)运用配措施抛物线一般式化为顶点式,即可求出二次函数图象最高点P坐标;
(2)联立两解析式,可求出交点A坐标;
(3)作PQ⊥x轴于点Q,AB⊥x轴于点B.根据S△POA=S△POQ+S△梯形PQBA﹣S△BOA,代入数值计算即可求解;
(4)过P作OA平行线,交抛物线于点M,连结OM、AM,由于两平行线之间距离相等,根据同底等高两个三角形面积相等,可得△MOA面积等于△POA面积.设直线PM解析式为y=x+b,将P(2,4)代入,求出直线PM解析式为y=x+3.再与抛物线解析式联立,得到方程组,解方程组即可求出点M坐标.
试题解析:(1)由题意得,y=﹣x2+4x=﹣(x﹣2)2+4,
故二次函数图象最高点P坐标为(2,4);
(2)联立两解析式可得:,解得:,或.
故可得点A坐标为(,);
(3)如图,作PQ⊥x轴于点Q,AB⊥x轴于点B.
S△POA=S△POQ+S△梯形PQBA﹣S△BOA
=×2×4+×(+4)×(﹣2)﹣××
=4+﹣
=;
(4)过P作OA平行线,交抛物线于点M,连结OM、AM,则△MOA面积等于△POA面积.
设直线PM解析式为y=x+b,
∵P坐标为(2,4),
∴4=×2+b,解得b=3,
∴直线PM解析式为y=x+3.
由,解得,,
∴点M坐标为(,).
考点:二次函数综合题
2.如图:在平面直角坐标系中,直线l:y=x﹣与x轴交于点A,通过点A抛物线y=ax2﹣3x+c对称轴是x=.
(1)求抛物线解析式;
(2)平移直线l通过原点O,得到直线m,点P是直线m上任意一点,PB⊥x轴于点B,PC⊥y轴于点C,若点E在线段OB上,点F在线段OC延长线上,连接PE,PF,且PE=3PF.求证:PE⊥PF;
(3)若(2)中点P坐标为(6,2),点E是x轴上点,点F是y轴上点,当PE⊥PF时,抛物线上与否存在点Q,使四边形PEQF是矩形?假如存在,祈求出点Q坐标,假如不存在,请阐明理由.
【答案】(1)抛物线解析式为y=x2﹣3x﹣4;(2)证明见解析;(3)点Q坐标为(﹣2,6)或(2,﹣6).
【解析】
【分析】
(1)先求得点A坐标,然后根据抛物线过点A,对称轴是x=列出有关a、c方程组求解即可;
(2)设P(3a,a),则PC=3a,PB=a,然后再证明∠FPC=∠EPB,最终通过等量代换进行证明即可;
(3)设E(a,0),然后用含a式子表达BE长,从而可得到CF长,于是可得到点F坐标,然后根据中点坐标公式可得到,,从而可求得点Q坐标(用含a式子表达),最终,将点Q坐标代入抛物线解析式求得a值即可.
【详解】
(1)当y=0时,,解得x=4,即A(4,0),抛物线过点A,对称轴是x=,得,
解得,抛物线解析式为y=x2﹣3x﹣4;
(2)∵平移直线l通过原点O,得到直线m,
∴直线m解析式为y=x.
∵点P是直线1上任意一点,
∴设P(3a,a),则PC=3a,PB=a.
又∵PE=3PF,
∴.
∴∠FPC=∠EPB.
∵∠CPE+∠EPB=90°,
∴∠FPC+∠CPE=90°,
∴FP⊥PE.
(3)如图所示,点E在点B左侧时,设E(a,0),则BE=6﹣a.
∵CF=3BE=18﹣3a,
∴OF=20﹣3a.
∴F(0,20﹣3a).
∵PEQF为矩形,
∴,,
∴Qx+6=0+a,Qy+2=20﹣3a+0,
∴Qx=a﹣6,Qy=18﹣3a.
将点Q坐标代入抛物线解析式得:18﹣3a=(a﹣6)2﹣3(a﹣6)﹣4,解得:a=4或a=8(舍去).
∴Q(﹣2,6).
如下图所示:当点E在点B右侧时,设E(a,0),则BE=a﹣6.
∵CF=3BE=3a﹣18,
∴OF=3a﹣20.
∴F(0,20﹣3a).
∵PEQF为矩形,
∴,,
∴Qx+6=0+a,Qy+2=20﹣3a+0,
∴Qx=a﹣6,Qy=18﹣3a.
将点Q坐标代入抛物线解析式得:18﹣3a=(a﹣6)2﹣3(a﹣6)﹣4,解得:a=8或a=4(舍去).
∴Q(2,﹣6).
综上所述,点Q坐标为(﹣2,6)或(2,﹣6).
【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矩形性质、待定系数法求二次函数解析式、中点坐标公式,用含a式子表达点Q坐标是解题关键.
3.如图,在平面直角坐标系中,A、B为x轴上两点,C、D为y轴上两点,经
过点A、C、B抛物线一部分C1与通过点A、D、B抛物线一部分C2组合成一条封闭曲线,我们把这条封
闭曲线称为“蛋线”.已知点C坐标为(0,),点M是抛物线C2:(<0)顶点.
(1)求A、B两点坐标;
(2)“蛋线”在第四象限上与否存在一点P,使得△PBC面积最大?若存在,求出△PBC面积最大值;若不存在,请阐明理由;
(3)当△BDM为直角三角形时,求值.
【答案】(1)A(,0)、B(3,0).
(2)存在.S△PBC最大值为
(3)或时,△BDM为直角三角形.
【解析】
【分析】
(1)在中令y=0,即可得到A、B两点坐标.
(2)先用待定系数法得到抛物线C1解析式,由S△PBC = S△POC+ S△BOP–S△BOC得到△PBC面积体现式,根据二次函数最值原理求出最大值.
(3)先表达出DM2,BD2,MB2,再分两种状况:①∠BMD=90°时;②∠BDM=90°时,讨论即可求得m值.
【详解】
解:(1)令y=0,则,
∵m<0,∴,解得:,.
∴A(,0)、B(3,0).
(2)存在.理由如下:
∵设抛物线C1体现式为(),
把C(0,)代入可得,.
∴C1体现式为:,即.
设P(p,),
∴ S△PBC = S△POC+ S△BOP–S△BOC=.
∵<0,∴当时,S△PBC最大值为.
(3)由C2可知: B(3,0),D(0,),M(1,),
∴BD2=,BM2=,DM2=.
∵∠MBD<90°, ∴讨论∠BMD=90°和∠BDM=90°两种状况:
当∠BMD=90°时,BM2+ DM2= BD2,即+=,
解得:,(舍去).
当∠BDM=90°时,BD2+ DM2= BM2,即+=,
解得:,(舍去) .
综上所述,或时,△BDM为直角三角形.
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,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+2x+c与x轴交于A(﹣1,0)B(3,0)两点,与y轴交于点C,点D是该抛物线顶点.
(1)求抛物线解析式和直线AC解析式;
(2)请在y轴上找一点M,使△BDM周长最小,求出点M坐标;
(3)试探究:在拋物线上与否存在点P,使以点A,P,C为顶点,AC为直角边三角形是直角三角形?若存在,祈求出符合条件点P坐标;若不存在,请阐明理由.
【答案】(1)抛物线解析式为y=﹣x2+2x+3;直线AC解析式为y=3x+3;(2)点M坐标为(0,3);
(3)符合条件点P坐标为(,)或(,﹣),
【解析】
分析:(1)设交点式y=a(x+1)(x-3),展开得到-2a=2,然后求出a即可得到抛物线解析式;再确定C(0,3),然后运用待定系数法求直线AC解析式;
(2)运用二次函数性质确定D坐标为(1,4),作B点有关y轴对称点B′,连接DB′交y轴于M,如图1,则B′(-3,0),运用两点之间线段最短可判断此时MB+MD值最小,则此时△BDM周长最小,然后求出直线DB′解析式即可得到点M坐标;
(3)过点C作AC垂线交抛物线于另一点P,如图2,运用两直线垂直一次项系数互为负倒数设直线PC解析式为y=-x+b,把C点坐标代入求出b得到直线PC解析式为y=-x+3,再解方程组得此时P点坐标;当过点A作AC垂线交抛物线于另一点P时,运用同样措施可求出此时P点坐标.
详解:(1)设抛物线解析式为y=a(x+1)(x﹣3),
即y=ax2﹣2ax﹣3a,
∴﹣2a=2,解得a=﹣1,
∴抛物线解析式为y=﹣x2+2x+3;
当x=0时,y=﹣x2+2x+3=3,则C(0,3),
设直线AC解析式为y=px+q,
把A(﹣1,0),C(0,3)代入得,解得,
∴直线AC解析式为y=3x+3;
(2)∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴顶点D坐标为(1,4),
作B点有关y轴对称点B′,连接DB′交y轴于M,如图1,则B′(﹣3,0),
∵MB=MB′,
∴MB+MD=MB′+MD=DB′,此时MB+MD值最小,
而BD值不变,
∴此时△BDM周长最小,
易得直线DB′解析式为y=x+3,
当x=0时,y=x+3=3,
∴点M坐标为(0,3);
(3)存在.
过点C作AC垂线交抛物线于另一点P,如图2,
∵直线AC解析式为y=3x+3,
∴直线PC解析式可设为y=﹣x+b,
把C(0,3)代入得b=3,
∴直线PC解析式为y=﹣x+3,
解方程组,解得或,则此时P点坐标为(,);
过点A作AC垂线交抛物线于另一点P,直线PC解析式可设为y=﹣x+b,
把A(﹣1,0)代入得+b=0,解得b=﹣,
∴直线PC解析式为y=﹣x﹣,
解方程组,解得或,则此时P点坐标为(,﹣).
综上所述,符合条件点P坐标为(,)或(,﹣).
点睛:本题考察了二次函数综合题:纯熟掌握二次函数图象上点坐标特征和二次函数性质;会运用待定系数法求函数解析式,理解两直线垂直时一次项系数关系,通过解方程组求把两函数交点坐标;理解坐标与图形性质,会运用两点之间线段最短处理最短途径问题;会运用分类讨论思想处理数学问题.
6.某商场经营某种品牌玩具,购进时单价是3元,经市场预测,销售单价为40元时,可售出600个;销售单价每涨1元,销售量将减少10个设每个销售单价为x元.
(1)写出销售量y(件)和获得利润w(元)与销售单价x(元)之间函数关系;
(2)若玩具厂规定该品牌玩具销售单价不低于44元,且商场要完毕不少于540件销售任务,求商场销售该品牌玩具获得最大利润是多少?
【答案】(1)y=﹣10x+1000;w=﹣10x2+1300x﹣30000
(2)商场销售该品牌玩具获得最大利润是8640元.
【解析】
【分析】
(1)运用销售单价每涨1元,销售量将减少10个即可表达出y=600﹣10(x﹣40),再运用w= y•(x﹣30)即可表达出w与x之间关系式;(2)先将w=﹣10x2+1300x﹣30000变成顶点式,找到对称轴,运用函数图像增减性确定在44≤x≤46范围内当x=46时有最大值,代入求值即可解题.
【详解】
解:
(1)依题意,易得销售量y(件)与销售单价x(元)之间函数关系:y=600﹣10(x﹣40)=﹣10x+1000
获得利润w(元)与销售单价x(元)之间函数关系为:w=y•(x﹣30)=(1000﹣10x)(x﹣30)=﹣10x2+1300x﹣30000
(2)根据题意得,x≥14时且1000﹣10x≥540,解得:44≤x≤46
w=﹣10x2+1300x﹣30000=﹣10(x﹣65)2+12250
∵a=﹣10<0,对称轴x=65
∴当44≤x≤46时,y随x增大而增大
∴当x=46时,w最大值=8640元
即商场销售该品牌玩具获得最大利润是8640元.
【点睛】
本题考察了二次函数实际应用,难度较大,求解二次函数与利润之间关系时,需要用代数式表达销售数量和销售单价,熟悉二次函数顶点式性质是解题关键.
7.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.
8.如图,已知顶点为抛物线与轴交于,两点,直线过顶点和点.
(1)求值;
(2)求函数解析式;
(3)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】(1)﹣3;(2)yx2﹣3;(3)M坐标为(3,6)或(,﹣2).
【解析】
【分析】
(1)把C(0,﹣3)代入直线y=x+m中解答即可;
(2)把y=0代入直线解析式得出点B坐标,再运用待定系数法确定函数关系式即可;
(3)分M在BC上方和下方两种状况进行解答即可.
【详解】
(1)将C(0,﹣3)代入y=x+m,可得:
m=﹣3;
(2)将y=0代入y=x﹣3得:
x=3,
因此点B坐标为(3,0),
将(0,﹣3)、(3,0)代入y=ax2+b中,可得:
,
解得:,
因此二次函数解析式为:yx2﹣3;
(3)存在,分如下两种状况:
①若M在B上方,设MC交x轴于点D,
则∠ODC=45°+15°=60°,
∴OD=OC•tan30°,
设DC为y=kx﹣3,代入(,0),可得:k,
联立两个方程可得:,
解得:,
因此M1(3,6);
②若M在B下方,设MC交x轴于点E,
则∠OEC=45°-15°=30°,
∴OE=OC•tan60°=3,
设EC为y=kx﹣3,代入(3,0)可得:k,
联立两个方程可得:,
解得:,
因此M2(,﹣2).
综上所述M坐标为(3,6)或(,﹣2).
【点睛】
此题是一道二次函数综合题,纯熟掌握待定系数法求函数解析式等知识是解题关键.
9.在平面直角坐标系xOy中(如图).已知抛物线y=﹣x2+bx+c通过点A(﹣1,0)和点B(0,),顶点为C,点D在其对称轴上且位于点C下方,将线段DC绕点D按顺时针方向旋转90°,点C落在抛物线上点P处.
(1)求这条抛物线体现式;
(2)求线段CD长;
(3)将抛物线平移,使其顶点C移到原点O位置,这时点P落在点E位置,假如点M在y轴上,且以O、D、E、M为顶点四边形面积为8,求点M坐标.
【答案】(1)抛物线解析式为y=﹣x2+2x+;(2)线段CD长为2;(3)M点坐标为(0,)或(0,﹣).
【解析】
【分析】(1)运用待定系数法求抛物线解析式;
(2)运用配措施得到y=﹣(x﹣2)2+,则根据二次函数性质得到C点坐标和抛物线对称轴为直线x=2,如图,设CD=t,则D(2,﹣t),根据旋转性质得∠PDC=90°,DP=DC=t,则P(2+t,﹣t),然后把P(2+t,﹣t)代入y=﹣x2+2x+得到有关t方程,从而解方程可得到CD长;
(3)P点坐标为(4,),D点坐标为(2,),运用抛物线平移规律确定E点坐标为(2,﹣2),设M(0,m),当m>0时,运用梯形面积公式得到•(m++2)•2=8当m<0时,运用梯形面积公式得到•(﹣m++2)•2=8,然后分别解方程求出m即可得到对应M点坐标.
【详解】(1)把A(﹣1,0)和点B(0,)代入y=﹣x2+bx+c得
,解得,
∴抛物线解析式为y=﹣x2+2x+;
(2)∵y=﹣(x﹣2)2+,
∴C(2,),抛物线对称轴为直线x=2,
如图,设CD=t,则D(2,﹣t),
∵线段DC绕点D按顺时针方向旋转90°,点C落在抛物线上点P处,
∴∠PDC=90°,DP=DC=t,
∴P(2+t,﹣t),
把P(2+t,﹣t)代入y=﹣x2+2x+得﹣(2+t)2+2(2+t)+=﹣t,
整理得t2﹣2t=0,解得t1=0(舍去),t2=2,
∴线段CD长为2;
(3)P点坐标为(4,),D点坐标为(2,),
∵抛物线平移,使其顶点C(2,)移到原点O位置,
∴抛物线向左平移2个单位,向下平移个单位,
而P点(4,)向左平移2个单位,向下平移个单位得到点E,
∴E点坐标为(2,﹣2),
设M(0,m),
当m>0时,•(m++2)•2=8,解得m=,此时M点坐标为(0,);
当m<0时,•(﹣m++2)•2=8,解得m=﹣,此时M点坐标为(0,﹣);
综上所述,M点坐标为(0,)或(0,﹣).
【点睛】本题考察了二次函数综合题,波及到待定系数法、抛物线上点坐标、旋转性质、抛物线平移等知识,综合性较强,对添加辅助线、运用数形结合思想纯熟有关知识是解题关键.
10.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.
11.在平面直角坐标系中,抛物线过点,,与y轴交于点C,连接AC,BC,将沿BC所在直线翻折,得到,连接OD.
(1)用含a代数式表达点C坐标.
(2)如图1,若点D落在抛物线对称轴上,且在x轴上方,求抛物线解析式.
(3)设面积为S1,面积为S2,若,求a值.
【答案】(1);
(2) 抛物线体现式为:;
(3) 或
【解析】
【分析】
(1)根据待定系数法,得到抛物线体现式为:,即可求解;
(2)根据相似三角形判定证明,再根据相似三角形性质得到,即可求解;
(3)连接OD交BC于点H,过点H、D分别作x轴垂线交于点N、M,由三角形面积公式得到,,,而,即可求解.
【详解】
(1)抛物线体现式为:,即,则点;
(2)过点B作y轴平行线BQ,过点D作x轴平行线交y轴于点P、交BQ于点Q,
∵,,
∴,
设:,点,
,
∴,
∴,
其中:,,,,,,
将以上数值代入比例式并解得:,
∵,故,
故抛物线体现式为:;
(3)如图2,当点C在x轴上方时,连接OD交BC于点H,则,
过点H、D分别作x轴垂线交于点N、M,
设:,
,
,而,
则,,
∴,则,
则,,
则,则,
则,
解得:(舍去负值),
,
解得:(不合题意值已舍去),
故:.当点C在x轴下方时,同理可得:;故:或
【点睛】
本题考察是二次函数综合运用、一次函数、三角形相似、图形面积计算,其中(3)用几何措施得出:,是本题解题关键.
12.如图,已知二次函数y=ax2+bx+3图象交x轴于点A(1,0),B(3,0),交y轴于点C.
(1)求这个二次函数体现式;
(2)点P是直线BC下方抛物线上一动点,求△BCP面积最大值;
(3)直线x=m分别交直线BC和抛物线于点M,N,当△BMN是等腰三角形时,直接写出m值.
【答案】(1)这个二次函数体现式是y=x2﹣4x+3;(2)S△BCP最大=;(3)当△BMN是等腰三角形时,m值为,﹣,1,2.
【解析】
分析:(1)根据待定系数法,可得函数解析式;
(2)根据平行于y轴直线上两点间距离是较大纵坐标减较小纵坐标,可得PE长,根据面积和差,可得二次函数,根据二次函数性质,可得答案;
(3)根据等腰三角形定义,可得有关m方程,根据解方程,可得答案.
详解:(1)将A(1,0),B(3,0)代入函数解析式,得
,
解得,
这个二次函数体现式是y=x2-4x+3;
(2)当x=0时,y=3,即点C(0,3),
设BC体现式为y=kx+b,将点B(3,0)点C(0,3)代入函数解析式,得
,
解这个方程组,得
直线BC解析是为y=-x+3,
过点P作PE∥y轴
,
交直线BC于点E(t,-t+3),
PE=-t+3-(t2-4t+3)=-t2+3t,
∴S△BCP=S△BPE+SCPE=(-t2+3t)×3=-(t-)2+,
∵-<0,∴当t=时,S△BCP最大=.
(3)M(m,-m+3),N(m,m2-4m+3)
MN=m2-3m,BM=|m-3|,
当MN=BM时,①m2-3m=(m-3),解得m=,
②m2-3m=-(m-3),解得m=-
当BN=MN时,∠NBM=∠BMN=45°,
m2-4m+3=0,解得m=1或m=3(舍)
当BM=BN时,∠BMN=∠BNM=45°,
-(m2-4m+3)=-m+3,解得m=2或m=3(舍),
当△BMN是等腰三角形时,m值为,-,1,2.
点睛:本题考察了二次函数综合题,解(1)关键是待定系数法;解(2)关键是运用面积和差得出二次函数,又运用了二次函数性质,解(3)关键是运用等腰三角形定义得出有关m方程,要分类讨论,以防遗漏.
13.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
14.已知抛物线图象如图所示:
(1)将该抛物线向上平移2个单位,分别交x轴于A、B两点,交y轴于点C,则平移后解析式为 .
(2)判断△ABC形状,并阐明理由.
(3)在抛物线对称轴上与否存在一点P,使得以A、C、P为顶点三角形是等腰三角形?若存在,求出点P坐标;若不存在,阐明理由.
【答案】(1);(2)△ABC是直角三角形;(3)存在,、、.
【解析】
【分析】
(1)根据函数图象平移规律,可得新函数解析式;
(2)根据自变量与函数值对应关系,可得A,B,C坐标,根据勾股定理及逆定理,可得答案;
(3)根据等腰三角形定义,分三种状况,可得有关n方程,根据解方程,可得答案.
【详解】
(1)将该抛物线向上平移2个单位,得:yx2x+2.
故答案为yx2x+2;
(2)当y=0时,x2x+2=0,解得:x1=﹣4,x2=1,即B(﹣4,0),A(1,0).
当x=0时,y=2,即C(0,2).
AB=1﹣(﹣4)=5,AB2=25,AC2=(1﹣0)2+(0﹣2)2=5,BC2=(﹣4﹣0)2+(0﹣2)2=20.
∵AC2+BC2=AB2,∴△ABC是直角三角形;
(3)yx2x+2对称轴是x,设P(,n),AP2=(1)2+n2n2,CP2(2﹣n)2,AC2=12+22=5.分三种状况讨论:
①当AP=AC时,AP2=AC2,n2=5,方程无解;
②当AP=CP时,AP2=CP2,n2(2﹣n)2,解得:n=0,即P1(,0);
③当AC=CP时,AC2=CP2,(2﹣n)2=5,解得:n1=2,n2=2,P2(,2),P3(,2).
综上所述:在抛物线对称轴上存在一点P,使得以A、C、P为顶点三角形是等腰三角形,点P坐标(,0),(,2),(,2).
【点睛】
本题考察了二次函数综合题.解(1)关键是二次函数图象平移,解(2)关键是运用勾股定理及逆定理;解(3)关键是运用等腰三角形定义得出有关n方程,要分类讨论,以防遗漏.
15.空地上有一段长为a米旧墙MN,某人运用旧墙和木栏围成一种矩形菜园ABCD,已知木栏总长为100米.
(1)已知a=20,矩形菜园一边靠墙,另三边一共用了100米木栏,且围成矩形菜园面积为450平方米.如图1,求所运用旧墙AD长;
(2)已知0<α<50,且空地足够大,如图2.请你合理运用旧墙及所给木栏设计一种方案,使得所围成矩形菜园ABCD面积最大,并求面积最大值.
【答案】(1)运用旧墙AD长为10米.(2)见解析.
【解析】
【分析】
(1)按题意设出AD,表达AB构成方程;
(2)根据旧墙长度a和AD长度表达矩形菜园长和宽,注意分类讨论s与菜园边长之间数量关系.
【详解】
(1)设AD=x米,则AB=米
依题意得,=450
解得x1=10,x2=90
∵a=20,且x≤a
∴x=90舍去
∴运用旧墙AD长为10米.
(2)设AD=x米,矩形ABCD面积为S平方米
①假如按图一方案围成矩形菜园,依题意
得:
S=,0<x<a
∵0<a<50
∴x<a<50时,S随x增大而增大
当x=a时,S最大=50a-a2
②如按图2方案围成矩形菜园,依题意得
S=,a≤x<50+
当a<25+<50时,即0<a<时,
则x=25+时,S最大=(25+)2=,
当25+≤a,即≤a<50时,S随x增大而减小
∴x=a时,S最大==,
综合①②,当0<a<时,-()=>0
>,此时,按图2方案围成矩形菜园面积最大,最大面积为平方米
当≤a<50时,两种方案围成矩形菜园面积最大值相等.
∴当0<a<时,围成长和宽均为(25+)米矩形菜园面积最大,最大面积为平方米;
当≤a<50时,围成长为a米,宽为(50-)米矩形菜园面积最大,最大面积为()平方米.
【点睛】
本题以实际应用为背景,考察了一元二次方程与二次函数最值讨论,解得时注意分类讨论变量大小关系.
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