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-初三数学二次函数专题培优 易错 难题练习题(含答案)附答案
一、二次函数
1.(6分)(•牡丹江)如图,抛物线y=x2+bx+c通过点A(﹣1,0),B(3,0).请解答下列问题:
(1)求抛物线解析式;
(2)点E(2,m)在抛物线上,抛物线对称轴与x轴交于点H,点F是AE中点,连接FH,求线段FH长.
注:抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)对称轴是x=﹣.
【答案】(1)y=-2x-3;(2).
【解析】
试题分析:(1)把A,B两点坐标代入,求待定系数b,c,进而确定抛物线解析式;(2)连接BE,点F是AE中点,H是AB中点,则FH为三角形ABE中位线,求出BE长,FH就懂得了,先由抛物线解析式求出点E坐标,根据勾股定理可求BE,再根据三角形中位线定理求线段HF长.
试题解析:(1)∵抛物线y=x2+bx+c通过点A(﹣1,0),B(3,0),∴把A,B两点坐标代入得:,解得:,∴抛物线解析式是:y=-2x-3;(2)∵点E(2,m)在抛物线上,∴把E点坐标代入抛物线解析式y=-2x-3得:m=4﹣4﹣3=﹣3,∴E(2,﹣3),∴BE==.∵点F是AE中点,点H是抛物线对称轴与x轴交点,即H为AB中点,∴FH是三角形ABE中位线,∴FH=BE=×=.∴线段FH长.
考点:1.待定系数法求抛物线解析式;2.勾股定理;3.三角形中位线定理.
2.某市实行产业精确扶贫,协助贫困户承包荒山种植某品种蜜柚.已知该蜜柚成本价为6元/公斤,到了收获季节投入市场销售时,调查市场行情后,发现该蜜柚不会赔本,且每天销售量y(公斤)与销售单价x(元)之间函数关系如图所示.
(1)求y与x函数关系式,并写出x取值范围;
(2)当该品种蜜柚定价为多少时,每天销售获得利润最大?最大利润是多少?
(3)某村农户今年共采摘蜜柚1公斤,若该品种蜜柚保质期为50天,按照(2)销售方式,能否在保质期内所有销售完这批蜜柚?若能,请阐明理由;若不能,应定销售价为多少元时,既能销售完又能获得最大利润?
【答案】(1)y=﹣20x+500,(x≥6);(2)当x=15.5时,w最大值为1805元;(3)当x=13时,w=1680,此时,既能销售完又能获得最大利润.
【解析】
【分析】
(1)将点(15,200)、(10,300)代入一次函数体现式:y=kx+b即可求解;
(2)由题意得:w=y(x﹣6)=﹣20(x﹣25)(x﹣6),∵﹣20<0,故w有最大值,即可求解;
(3)当x=15.5时,y=190,50×190<1,故:按照(2)销售方式,不能在保质期内所有销售完;由50(500﹣20x)≥1,解得:x≤13,当x=13时,既能销售完又能获得最大利润.
【详解】
解:(1)将点(15,200)、(10,300)代入一次函数体现式:y=kx+b得:,
解得:,
即:函数体现式为:y=﹣20x+500,(x≥6);
(2)设:该品种蜜柚定价为x元时,每天销售获得利润w最大,
则:w=y(x﹣6)=﹣20(x﹣25)(x﹣6),
∵﹣20<0,故w有最大值,
当x=﹣==15.5时,w最大值为1805元;
(3)当x=15.5时,y=190,
50×190<1,
故:按照(2)销售方式,不能在保质期内所有销售完;
设:应定销售价为x元时,既能销售完又能获得最大利润w,
由题意得:50(500﹣20x)≥1,解得:x≤13,
w=﹣20(x﹣25)(x﹣6),
当x=13时,w=1680,
此时,既能销售完又能获得最大利润.
【点睛】
本题考察了二次函数性质在实际生活中应用.最大销售利润问题常利函数增减性来解答,我们首先要吃透题意,确定变量,建立函数模型,然后结合实际选择最优方案.其中要注意应当在自变量取值范围内求最大值(或最小值).
3.如图,已知二次函数图象过点O(0,0).A(8,4),与x轴交于另一点B,且对称轴是直线x=3.
(1)求该二次函数解析式;
(2)若M是OB上一点,作MN∥AB交OA于N,当△ANM面积最大时,求M坐标;
(3)P是x轴上点,过P作PQ⊥x轴与抛物线交于Q.过A作AC⊥x轴于C,当以O,P,Q为顶点三角形与以O,A,C为顶点三角形相似时,求P点坐标.
【答案】(1);(2)当t=3时,S△AMN有最大值3,此时M点坐标为(3,0);(3)P点坐标为(14,0)或(﹣2,0)或(4,0)或(8,0).
【解析】
【分析】
(1)先运用抛物线对称性确定B(6,0),然后设交点式求抛物线解析式;
(2)设M(t,0),先其求出直线OA解析式为直线AB解析式为y=2x-12,直线MN解析式为y=2x-2t,再通过解方程组得N(),接着运用三角形面积公式,运用S△AMN=S△AOM-S△NOM得到然后根据二次函数性质处理问题;
(3)设Q,根据相似三角形判定措施,当时,△PQO∽△COA,则;当时,△PQO∽△CAO,则,然后分别解有关m绝对值方程可得到对应P点坐标.
【详解】
解:(1)∵抛物线过原点,对称轴是直线x=3,
∴B点坐标为(6,0),
设抛物线解析式为y=ax(x﹣6),
把A(8,4)代入得a•8•2=4,解得a=,
∴抛物线解析式为y=x(x﹣6),即y=x2﹣x;
(2)设M(t,0),
易得直线OA解析式为y=x,
设直线AB解析式为y=kx+b,
把B(6,0),A(8,4)代入得,解得,
∴直线AB解析式为y=2x﹣12,
∵MN∥AB,
∴设直线MN解析式为y=2x+n,
把M(t,0)代入得2t+n=0,解得n=﹣2t,
∴直线MN解析式为y=2x﹣2t,
解方程组得,则,
∴S△AMN=S△AOM﹣S△NOM
,
当t=3时,S△AMN有最大值3,此时M点坐标为(3,0);
(3)设,
∵∠OPQ=∠ACO,
∴当时,△PQO∽△COA,即,
∴PQ=2PO,即,
解方程得m1=0(舍去),m2=14,此时P点坐标为(14,0);
解方程得m1=0(舍去),m2=﹣2,此时P点坐标为(﹣2,0);
∴当时,△PQO∽△CAO,即,
∴PQ=PO,即,
解方程得m1=0(舍去),m2=8,此时P点坐标为(8,0);
解方程得m1=0(舍去),m2=4,此时P点坐标为(4,0);
综上所述,P点坐标为(14,0)或(﹣2,0)或(4,0)或(8,0).
【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;理解坐标与图形性质;灵活运用相似比表达线段之间关系;会运用分类讨论思想处理数学问题.
4.温州茶山杨梅名扬中国,某企业经营茶山杨梅业务,以3万元/吨价格买入杨梅,包装后直接销售,包装成本为1万元/吨,它平均销售价格y(单位:万元/吨)与销售数量x(2≤x≤10,单位:吨)之间函数关系如图所示.
(1)若杨梅销售量为6吨时,它平均销售价格是每吨多少万元?
(2)当销售数量为多少时,该经营这批杨梅所获得毛利润(w)最大?最大毛利润为多少万元?(毛利润=销售总收入﹣进价总成本﹣包装总费用)
(3)通过市场调查发现,杨梅深加工后不包装直接销售,平均销售价格为12万元/吨.深加工费用y(单位:万元)与加工数量x(单位:吨)之间函数关系是y=x+3(2≤x≤10).
①当该企业买入杨梅多少吨时,采用深加工方式与直接包装销售获得毛利润同样?
②该企业买入杨梅吨数在 范围时,采用深加工方式比直接包装销售获得毛利润大些?
【答案】(1)杨梅销售量为6吨时,它平均销售价格是每吨10万元;(2)当x=8时,此时W最大值=40万元;(3)①该企业买入杨梅3吨;②3<x≤8.
【解析】
【分析】
(1)设其解析式为y=kx+b,由图象通过点(2,12),(8,9)两点,得方程组,即可得到结论;
(2)根据题意得,w=(y﹣4)x=(﹣x+13﹣4)x=﹣x2+9x,根据二次函数性质即可得到结论;
(3)①根据题意列方程,即可得到结论;②根据题意即可得到结论.
【详解】
(1)由图象可知,y是有关x一次函数.
∴设其解析式为y=kx+b,
∵图象通过点(2,12),(8,9)两点,
∴,
解得k=﹣,b=13,
∴一次函数解析式为y=﹣x+13,
当x=6时,y=10,
答:若杨梅销售量为6吨时,它平均销售价格是每吨10万元;
(2)根据题意得,w=(y﹣4)x=(﹣x+13﹣4)x=﹣x2+9x,
当x=﹣=9时,x=9不在取值范围内,
∴当x=8时,此时W最大值=﹣x2+9x=40万元;
(3)①由题意得:﹣x2+9x=9x﹣(x+3)
解得x=﹣2(舍去),x=3,
答该企业买入杨梅3吨;
②当该企业买入杨梅吨数在 3<x≤8范围时,采用深加工方式比直接包装销售获得毛利润大些.
故答案为:3<x≤8.
【点睛】
本题是二次函数、一次函数综合应用题,难度较大.解题关键是理清售价、成本、利润三者之间关系.
5.二次函数y=x2-2mx+3(m>)图象与x轴交于点A(a,0)和点B(a+n,0)(n>0且n为整数),与y轴交于C点.
(1)若a=1,①求二次函数关系式;②求△ABC面积;
(2)求证:a=m-;
(3)线段AB(包括A、B)上有且只有三个点横坐标是整数,求a值.
【答案】(1)y=x2-4x+3;3;(2)证明见解析;(3)a=1或a=−.
【解析】
试题分析:(1)①首先根据a=1求得A坐标,然后裔入二次函数解析式,求得m值即可确定二次函数解析式;
②根据解析式确定抛物线与坐标轴交点坐标,从而确定三角形面积;
(2)将原二次函数配方后即可确定其对称轴为x=m,然后根据A、B两点有关x=m对称得到a+n-m=m-a,从而确定a、m、n之间关系;
(3)根据a=m-得到A(m-,0)代入y=(x-m)2-m2+3得0=(m--m)2-m2+3,求得m值即可确定a值.
试题解析:(1)①∵a=1,
∴A(1,0),
代入y=x2-2mx+3得1-2m+3=0,解得m=2,
∴y=x2-4x+3;
②在y=x2-4x+3中,当y=0时,有x2-4x+3=0可得x=1或x=3,
∴A(1,0)、B(3,0),
∴AB=2再根据解析式求出C点坐标为(0,3),
∴OC=3,
△ABC面积=×2×3=3;
(2)∵y=x2-2mx+3=(x-m)2-m2+3,
∴对称轴为直线x=m,
∵二次函数y=x2-2mx+3图象与x轴交于点A和点B
∴点A和点B有关直线x=m对称,
∴a+n-m=m-a,
∴a=m-;
(3)y=x2-2mx+3(m>)化为顶点式为y=(x-m)2-m2+3(m>)
①当a为整数,由于n>0且n为整数 因此a+n是整数,
∵线段AB(包括A、B)上有且只有三个点横坐标是整数,
∴n=2,
∴a=m-1,
∴A(m-1,0)代入y=(x-m)2-m2+3得(x-m)2-m2+3=0,
∴m2-4=0,
∴m=2,m=-2(舍去),
∴a=2-1=1,
②当a不是整数,由于n>0且n为整数 因此a+n不是整数,
∵线段AB(包括A、B)上有且只有三个点横坐标是整数,
∴n=3,
∴a=m-
∴A(m-,0)代入y=(x-m)2-m2+3得0=(m--m)2-m2+3,
∴m2=,
∴m=,m=-(舍去),
∴a=−,
综上所述:a=1或a=−.
考点:二次函数综合题.
6.(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
7.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.
8.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.
9.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.
10.如图1,抛物线通过点、两点,是其顶点,将抛物线绕点旋转,得到新抛物线.
(1)求抛物线函数解析式及顶点坐标;
(2)如图2,直线通过点,是抛物线上一点,设点横坐标为(),连接并延长,交抛物线于点,交直线l于点,,求值;
(3)如图3,在(2)条件下,连接、,在直线下方抛物线上与否存在点,使得?若存在,求出点横坐标;若不存在,请阐明理由.
【答案】(1),顶点为:;(2)值为﹣3;(3)存在,点横坐标为:或.
【解析】
【分析】
(1)运用待定系数法将、代入中,即可求得和值和抛物线解析式,再运用配措施将抛物线解析式化为顶点式即可求得顶点坐标;
(2)根据抛物线绕点旋转,可求得新抛物线解析式,再将代入中,即可求得直线解析式,根据对称性可得点坐标,过点作轴交直线于,过作轴交直线于,由,即可得,再证明∽,即可得,建立方程求解即可;
(3)连接,易证是,,可得,在轴下方过点作,在上截取,过点作轴于,连接交抛物线于点,点即为所求点;通过建立方程组求解即可.
【详解】
(1)将、代入中,得
解得
∴抛物线解析式为:,
配方,得:,∴顶点为:;
(2)∵抛物线绕点旋转,得到新抛物线.
∴新抛物线顶点为:,二次项系数为:
∴新抛物线解析式为:
将代入中,得,解得,
∴直线解析式为,
∵,
∴直线解析式为,
由抛物线与抛物线有关原点对称,可得点、V有关原点对称,
∴
如图2,过点作轴交直线于,过作轴交直线于,
则,,
∴,,
∵
∴,
∵轴,轴
∴
∴∽
∴,即
∴
解得:,,
∵
∴值为:﹣3;
(3)由(2)知:,
∴,,,
如图3,连接,在中,∵,,
∴
∴是直角三角形,,
∴,
∵
∴,
在轴下方过点作,在上截取,
过点作轴于,连接交抛物线于点,点即为所求点;
∵,
∴
∵
∴
∴,设直线解析式为,
则,解得
∴直线解析式为,
解方程组,得,,
∴点横坐标为:或.
【点睛】
本题考察了二次函数图象和性质,待定系数法求函数解析式,旋转变换,相似三角形判定和性质,直线与抛物线交点,解直角三角形等知识点;属于中考压轴题型,综合性强,难度较大.
11.已知函数(为常数)
(1)当,
①点在此函数图象上,求值;
②求此函数最大值.
(2)已知线段两个端点坐标分别为,当此函数图象与线段只有一种交点时,直接写出取值范围.
(3)当此函数图象上有4个点到轴距离等于4,求取值范围.
【答案】(1)①②;(2),时,图象与线段只有一种交点;(3)函数图象上有4个点到轴距离等于4时,或.
【解析】
【分析】
(1)①将代入;②当时,当时有最大值为5;当时,当时有最大值为;故函数最大值为;
(2)将点代入中,得到,因此时,图象与线段只有一种交点;将点)代入和中,得到,
因此时图象与线段只有一种交点;
(3)当时,,得到;当时,,得到,当时,,.
【详解】
解:(1)当时,
,
①将代入,
∴;
②当时,当时有最大值为5;
当时,当时有最大值为;
∴函数最大值为;
(2)将点代入中,
∴,
∴时,图象与线段只有一种交点;
将点代入中,
∴,
将点代入中,
∴,
∴时图象与线段只有一种交点;
综上所述:,时,图象与线段只有一种交点;
(3)当时,,
,∴;
当时,,
,∴,
当时,,
;
∴函数图象上有4个点到轴距离等于4时,或.
【点睛】
考核知识点:二次函数综合.数形结合分析问题是关键.
12.如图①,在平面直角坐标系xOy 中,抛物线y=ax2+bx+3通过点A(-1,0) 、B(3,0) 两点,且与y轴交于点C
.
(1)求抛物线体现式;
(2)如图②,用宽为4个单位长度直尺垂直于x轴,并沿x轴左右平移,直尺左右两边所在直线与抛物线相交于P、 Q两点(点P在点Q左侧),连接PQ,在线段PQ上方抛物线上有一动点D,连接DP、DQ.
①若点P横坐标为,求△DPQ面积最大值,并求此时点D 坐标;
②直尺在平移过程中,△DPQ面积与否有最大值?若有,求出面积最大值;若没有,请阐明理由.
【答案】(1)抛物线y=-x2+2x+3;(2)①点D( );②△PQD面积最大值为8
【解析】
分析:(1)根据点A、B坐标,运用待定系数法即可求出抛物线体现式;
(2)(I)由点P横坐标可得出点P、Q坐标,运用待定系数法可求出直线PQ体现式,过点D作DE∥y轴交直线PQ于点E,设点D坐标为(x,-x2+2x+3),则点E坐标为(x,-x+),进而即可得出DE长度,运用三角形面积公式可得出S△DPQ=-2x2+6x+,再运用二次函数性质即可处理最值问题;
(II)假设存在,设点P横坐标为t,则点Q横坐标为4+t,进而可得出点P、Q坐标,运用待定系数法可求出直线PQ体现式,设点D坐标为(x,-x2+2x+3),则点E坐标为(x,-2(t+1)x+t2+4t+3),进而即可得出DE长度,运用三角形面积公式可得出S△DPQ=-2x2+4(t+2)x-2t2-8t,再运用二次函数性质即可处理最值问题.
详解:(1)将A(-1,0)、B(3,0)代入y=ax2+bx+3,得:
,解得:,
∴抛物线体现式为y=-x2+2x+3.
(2)(I)当点P横坐标为-时,点Q横坐标为,
∴此时点P坐标为(-,),点Q坐标为(,-).
设直线PQ体现式为y=mx+n,
将P(-,)、Q(,-)代入y=mx+n,得:
,解得:,
∴直线PQ体现式为y=-x+.
如图②,过点D作DE∥y轴交直线PQ于点E,
设点D坐标为(x,-x2+2x+3),则点E坐标为(x,-x+),
∴DE=-x2+2x+3-(-x+)=-x2+3x+,
∴S△DPQ=DE•(xQ-xP)=-2x2+6x+=-2(x-)2+8.
∵-2<0,
∴当x=时,△DPQ面积取最大值,最大值为8,此时点D坐标为(,).
(II)假设存在,设点P横坐标为t,则点Q横坐标为4+t,
∴点P坐标为(t,-t2+2t+3),点Q坐标为(4+t,-(4+t)2+2(4+t)+3),
运用待定系数法易知,直线PQ体现式为y=-2(t+1)x+t2+4t+3.
设点D坐标为(x,-x2+2x+3),则点E坐标为(x,-2(t+1)x+t2+4t+3),
∴DE=-x2+2x+3-[-2(t+1)x+t2+4t+3]=-x2+2(t+2)x-t2-4t,
∴S△DPQ=DE•(xQ-xP)=-2x2+4(t+2)x-2t2-8t=-2[x-(t+2)]2+8.
∵-2<0,
∴当x=t+2时,△DPQ面积取最大值,最大值为8.
∴假设成立,即直尺在平移过程中,△DPQ面积有最大值,面积最大值为8.
点睛:本题考察了待定系数法求二次(一次)函数解析式、二次(一次)函数图象上点坐标特征、三角形面积以及二次函数最值,解题关键是:(1)根据点坐标,运用待定系数法求出二次函数体现式;(2)(I)运用三角形面积公式找出S△DPQ=-2x2+6x+;(II)运用三角形面积公式找出S△DPQ=-2x2+4(t+2)x-2t2-8t.
13.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.
14.如图,已知抛物线通过点A(﹣1,0),B(4,0),C(0,2)三点,点D与点C有关x轴对称,点P是x轴上一种动点,设点P坐标为(m,0),过点P做x轴垂线l交抛物线于点Q,交直线BD于点M.
(1)求该抛物线所示二次函数体现式;
(2)已知点F(0,),当点P在x轴上运动时,试求m为何值时,四边形DMQF是平行四边形?
(3)点P在线段AB运动过程中,与否存在点Q,使得以点B、Q、M为顶点三角形与△BOD相似?若存在,求出点Q坐标;若不存在,请阐明理由.
【答案】(1)y=﹣x2+x+2;(2)m=﹣1或m=3时,四边形DMQF是平行四边形;(3)点Q坐标为(3,2)或(﹣1,0)时,以点B、Q、M为顶点三角形与△BOD相似.
【解析】
分析:(1)待定系数法求解可得;
(2)先运用待定系数法求出直线BD解析式为y=x-2,则Q(m,-m2+m+2)、M(m,m-2),由QM∥DF且四边形DMQF是平行四边形知QM=DF,据此列出有关m方程,解之可得;
(3)易知∠ODB=∠QMB,故分①∠DOB=∠MBQ=90°,运用△DOB∽△MBQ得,再证△MBQ∽△BPQ得,即,解之即可得此时m值;②∠BQM=90°,此时点Q与点A重叠,△BOD∽△BQM′,易得点Q坐标.
详解:(1)由抛物线过点A(-1,0)、B(4,0)可设解析式为y=a(x+1)(x-4),
将点C(0,2)代入,得:-4a=2,
解得:a=-,
则抛物线解析式为y=-(x+1)(x-4)=-x2+x+2;
(2)由题意知点D坐标为(0,-2),
设直线BD解析式为y=kx+b,
将B(4,0)、D(0,-2)代入,得:
,解得:,
∴直线BD解析式为y=x-2,
∵QM⊥x轴,P(m,0),
∴Q(m,--m2+m+2)、M(m,m-2),
则QM=-m2+m+2-(m-2)=-m2+m+4,
∵F(0,)、D(0,-2),
∴DF=,
∵QM∥DF,
∴当-m2+m+4=时,四边形DMQF是平行四边形,
解得:m=-1(舍)或m=3,
即m=3时,四边形DMQF是平行四边形;
(3)如图所示:
∵QM∥DF,
∴∠ODB=∠QMB,
分如下两种状况:
①当∠DOB=∠MBQ=90°时,△DOB∽△MBQ,
则,
∵∠MBQ=90°,
∴∠MBP+∠PBQ=90°,
∵∠MPB=∠BPQ=90°,
∴∠MBP+∠BMP=90°,
∴∠BMP=∠PBQ,
∴△MBQ∽△BPQ,
∴,即,
解得:m1=3、m2=4,
当m=4时,点P、Q、M均与点B重叠,不能构成三角形,舍去,
∴m=3,点Q坐标为(3,2);
②当∠BQM=90°时,此时点Q与点A重叠,△BOD∽△BQM′,
此时m=-1,点Q坐标为(-1,0);
综上,点Q坐标为(3,2)或(-1,0)时,以点B、Q、M为顶点三角形与△BOD相似.
点睛:本题重要考察二次函数综合问题,解题关键是掌握待定系数法求函数解析式、平行四边形判定与性质、相似三角形判定与性质及分类讨论思想运用.
15.如图,已知抛物线(a≠0)通过A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,﹣3)三点,直线l是抛物线对称轴.
(1)求抛物线函数关系式;
(2)设点P是直线l上一种动点,当点P到点A、点B距离之和最短时,求点P坐标;
(3)点M也是直线l上动点,且△MAC为等腰三角形,请直接写出所有符合条件点M坐标.
【答案】(1);(2)P(1,0);(3).
【解析】
试题分析:(1)直接将A、B、C三点坐标代入抛物线解析式中求出待定系数即可;
(2)由图知:A.B点有关抛物线对称轴对称,那么根据抛物线对称性以及两点之间线段最短可知,直线l与x轴交点,即为符合条件P点;
(3)由于△MAC腰和底没有明确,因此要分三种状况来讨论:①MA=AC、②MA=MC、③AC=MC;可先设出M点坐标,然后用M点纵坐标表达△MAC三边长,再按上面三种状况列式求解.
试题解析:(1)将A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,﹣3)代入抛物线中,得:,解得:,故抛物线解析式:.
(2)当P点在x轴上,P,A,B三点在一条直线上时,点P到点A、点B距离之和最短,此时x==1,故P(1,0);
(3)如图所示:抛物线对称轴为:x==1,设M(1,m),已知A(﹣1,0)、C(0,﹣3),则:
=,==,=10;
①若MA=MC,则,得:=,解得:m=﹣1;
②若MA=AC,则,得:=10,得:m=;
③若MC=AC,则,得:=10,得:,;
当m=﹣6时,M、A、C三点共线,构不成三角形,不合题意,故舍去;
综上可知,符合条件M点,且坐标为 M(1,)(1,)(1,﹣1)(1,0).
考点:二次函数综合题;分类讨论;综合题;动点型.
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