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中考数学二次函数-经典压轴题及答案解析
一、二次函数
1.如图,对称轴为直线的抛物线与x轴相交于A、B两点,其中A点的坐标为(-3,0).
(1)求点B的坐标;
(2)已知,C为抛物线与y轴的交点.
①若点P在抛物线上,且,求点P的坐标;
②设点Q是线段AC上的动点,作QD⊥x轴交抛物线于点D,求线段QD长度的最大值.
【答案】(1)点B的坐标为(1,0).
(2)①点P的坐标为(4,21)或(-4,5).
②线段QD长度的最大值为.
【解析】
【分析】
(1)由抛物线的对称性直接得点B的坐标.
(2)①用待定系数法求出抛物线的解析式,从而可得点C的坐标,得到,设出点P 的坐标,根据列式求解即可求得点P的坐标.
②用待定系数法求出直线AC的解析式,由点Q在线段AC上,可设点Q的坐标为(q,-q-3),从而由QD⊥x轴交抛物线于点D,得点D的坐标为(q,q2+2q-3),从而线段QD等于两点纵坐标之差,列出函数关系式应用二次函数最值原理求解.
【详解】
解:(1)∵A、B两点关于对称轴对称 ,且A点的坐标为(-3,0),
∴点B的坐标为(1,0).
(2)①∵抛物线,对称轴为,经过点A(-3,0),
∴,解得.
∴抛物线的解析式为.
∴B点的坐标为(0,-3).∴OB=1,OC=3.∴.
设点P的坐标为(p,p2+2p-3),则.
∵,∴,解得.
当时;当时,,
∴点P的坐标为(4,21)或(-4,5).
②设直线AC的解析式为,将点A,C的坐标代入,得:
,解得:.
∴直线AC的解析式为.
∵点Q在线段AC上,∴设点Q的坐标为(q,-q-3).
又∵QD⊥x轴交抛物线于点D,∴点D的坐标为(q,q2+2q-3).
∴.
∵,
∴线段QD长度的最大值为.
2.如图,已知抛物线经过A(-3,0),B(1,0),C(0,3)三点,其顶点为D,对称轴是直线l,l与x轴交于点H.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)若点P是该抛物线对称轴l上的一个动点,求△PBC周长的最小值;
(3)如图(2),若E是线段AD上的一个动点( E与A、D不重合),过E点作平行于y轴的直线交抛物线于点F,交x轴于点G,设点E的横坐标为m,△ADF的面积为S.
①求S与m的函数关系式;
②S是否存在最大值?若存在,求出最大值及此时点E的坐标; 若不存在,请说明理由.
【答案】(1).
(2).
(3)①.
②当m=﹣2时,S最大,最大值为1,此时点E的坐标为(﹣2,2).
【解析】
【分析】
(1)根据函数图象经过的三点,用待定系数法确定二次函数的解析式即可.
(2)根据BC是定值,得到当PB+PC最小时,△PBC的周长最小,根据点的坐标求得相应线段的长即可.
(3)设点E的横坐标为m,表示出E(m,2m+6),F(m,),最后表示出EF的长,从而表示出S于m的函数关系,然后求二次函数的最值即可.
【详解】
解:(1)∵抛物线经过A(-3,0),B(1,0),
∴可设抛物线交点式为.
又∵抛物线经过C(0,3),∴.
∴抛物线的解析式为:,即.
(2)∵△PBC的周长为:PB+PC+BC,且BC是定值.
∴当PB+PC最小时,△PBC的周长最小.
∵点A、点B关于对称轴I对称,
∴连接AC交l于点P,即点P为所求的点.
∵AP=BP,∴△PBC的周长最小是:PB+PC+BC=AC+BC.
∵A(-3,0),B(1,0),C(0,3),∴AC=3,BC=.
∴△PBC的周长最小是:.
(3)①∵抛物线顶点D的坐标为(﹣1,4),A(﹣3,0),
∴直线AD的解析式为y=2x+6
∵点E的横坐标为m,∴E(m,2m+6),F(m,)
∴.
∴.
∴S与m的函数关系式为.
②,
∴当m=﹣2时,S最大,最大值为1,此时点E的坐标为(﹣2,2).
3.如图,已知二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴相交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴相交于点C(0,﹣3).
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)若P是第四象限内这个二次函数的图象上任意一点,PH⊥x轴于点H,与BC交于点M,连接PC.
①求线段PM的最大值;
②当△PCM是以PM为一腰的等腰三角形时,求点P的坐标.
【答案】(1)二次函数的表达式y=x2﹣2x﹣3;(2)①PM最大=;②P(2,﹣3)或(3-,2﹣4).
【解析】
【分析】
(1)根据待定系数法,可得答案;
(2)①根据平行于y轴直线上两点间的距离是较大的纵坐标减较小的纵坐标,可得二次函数,根据二次函数的性质,可得答案;②根据等腰三角形的定义,可得方程,根据解方程,可得答案.
【详解】
(1)将A,B,C代入函数解析式,
得,解得,
这个二次函数的表达式y=x2﹣2x﹣3;
(2)设BC的解析式为y=kx+b,
将B,C的坐标代入函数解析式,得
,解得,
BC的解析式为y=x﹣3,
设M(n,n﹣3),P(n,n2﹣2n﹣3),
PM=(n﹣3)﹣(n2﹣2n﹣3)=﹣n2+3n=﹣(n﹣)2+,
当n=时,PM最大=;
②当PM=PC时,(﹣n2+3n)2=n2+(n2﹣2n﹣3+3)2,
解得n1=0(不符合题意,舍),n2=2,
n2﹣2n﹣3=-3,
P(2,-3);
当PM=MC时,(﹣n2+3n)2=n2+(n﹣3+3)2,
解得n1=0(不符合题意,舍),n2=3+(不符合题意,舍),n3=3-,
n2﹣2n﹣3=2-4,
P(3-,2-4);
综上所述:P(2,﹣3)或(3-,2﹣4).
【点睛】
本题考查了二次函数的综合题,涉及到待定系数法、二次函数的最值、等腰三角形等知识,综合性较强,解题的关键是认真分析,弄清解题的思路有方法.
4.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的坐标为(﹣1,0),点O为坐标原点,OC=3OA,抛物线C1的顶点为G.
(1)求出抛物线C1的解析式,并写出点G的坐标;
(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轴的交点为A′、B′,顶点为G′,当△A′B′G′是等边三角形时,求k的值:
(3)在(2)的条件下,如图3,设点M为x轴正半轴上一动点,过点M作x轴的垂线分别交抛物线C1、C2于P、Q两点,试探究在直线y=﹣1上是否存在点N,使得以P、Q、N为顶点的三角形与△AOQ全等,若存在,直接写出点M,N的坐标:若不存在,请说明理由.
【答案】(1)抛物线C1的解析式为y=﹣x2+2x+3,点G的坐标为(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的坐标及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的解析式为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′的坐标为(m+1,0),点G′的坐标为(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关于x的方程,解之求得x的值从而进一步求解即可.
【详解】(1)∵点A的坐标为(﹣1,0),
∴OA=1,
∴OC=3OA,
∴点C的坐标为(0,3),
将A、C坐标代入y=ax2﹣2ax+c,得:,
解得:,
∴抛物线C1的解析式为y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
所以点G的坐标为(1,4);
(2)设抛物线C2的解析式为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′的坐标为(m+1,0),点G′的坐标为(1,m),
将点B′、G′的坐标代入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的坐标为(4,0),HN=QM=﹣(﹣x2+2x+2)=6,
∴点N的坐标为(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】本题考查的是二次函数的综合题,涉及到的知识有待定系数法、等边三角形的性质、全等三角形的判定与性质等,熟练掌握待定系数法求函数解析式、等边三角形的性质、全等三角形的判定与性质、运用分类讨论思想是解题的关键.
5.如图,已知抛物线的图象与x轴的一个交点为B(5,0),另一个交点为A,且与y轴交于点C(0,5)。
(1)求直线BC与抛物线的解析式;
(2)若点M是抛物线在x轴下方图象上的动点,过点M作MN∥y轴交直线BC于点N,求MN的最大值;
(3)在(2)的条件下,MN取得最大值时,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的面积为S1,△ABN的面积为S2,且S1=6S2,求点P的坐标。
【答案】(1)
(2)
(3)P的坐标为(-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与抛物线的解析式。
(2)构造MN关于点M横坐标的函数关系式,应用二次函数最值原理求解。
(3)根据S1=6S2求得BC与PQ的距离h,从而求得PQ由BC平移的距离,根据平移的性质求得PQ的解析式,与抛物线联立,即可求得点P的坐标。
【详解】
解:(1)设直线BC的解析式为,
将B(5,0),C(0,5)代入,得,得。
∴直线BC的解析式为。
将B(5,0),C(0,5)代入,得,得。
∴抛物线的解析式。
(2)∵点M是抛物线在x轴下方图象上的动点,∴设M。
∵点N是直线BC上与点M横坐标相同的点,∴N。
∵当点M在抛物线在x轴下方时,N的纵坐标总大于M的纵坐标。
∴。
∴MN的最大值是。
(3)当MN取得最大值时,N。
∵的对称轴是,B(5,0),∴A(1,0)。∴AB=4。
∴。
由勾股定理可得,。
设BC与PQ的距离为h,则由S1=6S2得:,即。
如图,过点B作平行四边形CBPQ的高BH,过点H作x轴的垂线交点E ,则BH=,EH是直线BC沿y轴方向平移的距离。
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的解析式:
或。
当时,与联立,得
,解得或。此时,点P的坐标为(-1,12)或(6,5)。
当时,与联立,得
,解得或。此时,点P的坐标为(2,-3)或(3,-4)。
综上所述,点P的坐标为(-1,12)或(6,5)或(2,-3)或(3,-4)。
6.如图,抛物线的图象过点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴上是否存在一点P,使得△PAC的周长最小,若存在,请求出点P的坐标及△PAC的周长;若不存在,请说明理由;
(3)在(2)的条件下,在x轴上方的抛物线上是否存在点M(不与C点重合),使得?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【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轴的交点,故可设交点式,把点C代入即求得a的值,减小计算量.
(2)由于点A、B关于对称轴:直线对称,故有,则,所以当C、P、B在同一直线上时,最小.利用点A、B、C的坐标求AC、CB的长,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.又因为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)在抛物线的对称轴上存在一点P,使得的周长最小.
如图1,连接PB、BC
∵点P在抛物线对称轴直线上,点A、B关于对称轴对称
∵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:
∴点使的周长最小,最小值为.
(3)存在满足条件的点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】
考查了待定系数法求二次函数解析式、一次函数解析式,轴对称的最短路径问题,勾股定理,平行线间距离处处相等,一元二次方程的解法.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.
7.如图,已知抛物线的顶点为,与轴相交于点,对称轴为直线,点是线段的中点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)写出点的坐标并求直线的表达式;
(3)设动点,分别在抛物线和对称轴l上,当以,,,为顶点的四边形是平行四边形时,求,两点的坐标.
【答案】(1);(2),;(3)点、的坐标分别为或、或.
【解析】
【分析】
(1)函数表达式为:,将点坐标代入上式,即可求解;
(2)、,则点,设直线的表达式为:,将点坐标代入上式,即可求解;
(3)分当是平行四边形的一条边、是平行四边形的对角线两种情况,分别求解即可.
【详解】
解:(1)函数表达式为:,
将点坐标代入上式并解得:,
故抛物线的表达式为:;
(2)、,则点,
设直线的表达式为:,
将点坐标代入上式得:,解得:,
故直线的表达式为:;
(3)设点、点,
①当是平行四边形的一条边时,
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、的坐标分别为、;
②当是平行四边形的对角线时,
由中点定理得:,,
解得:,,
故点、的坐标分别为、;
故点、的坐标分别为,或、,或.
【点睛】
本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数、平行四边形性质、图象的面积计算等,其中(3),要主要分类求解,避免遗漏.
8.如图,抛物线y=﹣(x﹣1)2+c与x轴交于A,B(A,B分别在y轴的左右两侧)两点,与y轴的正半轴交于点C,顶点为D,已知A(﹣1,0).
(1)求点B,C的坐标;
(2)判断△CDB的形状并说明理由;
(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的函数关系式,并写出自变量t的取值范围.
【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的解析式,然后进一步确定点B,C的坐标.
(2)分别求出△CDB三边的长度,利用勾股定理的逆定理判定△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,此时重叠部分为一个四边形;
②当<t<3时,如答图3所示,此时重叠部分为一个三角形.
【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,得顶点的坐标为.
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)设直线的解析式为,
∵,
∴,
解得,
∴,
直线是直线向右平移个单位得到,
∴直线的解析式为:;
设直线的解析式为,
∵,
∴,解得:,
∴.
连续并延长,射线交交于,则.
在向右平移的过程中:
(1)当时,如答图2所示:
设与交于点,可得,.
设与的交点为,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,与的函数关系式为:.
9.如图,抛物线经过x轴上的点A(1,0)和点B及y轴上的点C,经过B、C两点的直线为.
①求抛物线的解析式.
②点P从A出发,在线段AB上以每秒1个单位的速度向B运动,同时点E从B出发,在线段BC上以每秒2个单位的速度向C运动.当其中一个点到达终点时,另一点也停止运动.设运动时间为t秒,求t为何值时,△PBE的面积最大并求出最大值.
③过点A作于点M,过抛物线上一动点N(不与点B、C重合)作直线AM的平行线交直线BC于点Q.若点A、M、N、Q为顶点的四边形是平行四边形,求点N的横坐标.
【答案】①;②当时,△PBE的面积最大,最大值为;③点N的横坐标为:4或或.
【解析】
【分析】
①点B、C在直线为上,则B(﹣n,0)、C(0,n),点A(1,0)在抛物线上,所以,解得,,因此抛物线解析式:;
②先求出点P到BC的高h为,于是,当时,△PBE的面积最大,最大值为;
③由①知,BC所在直线为:,所以点A到直线BC的距离,过点N作x轴的垂线交直线BC于点P,交x轴于点H.设,则、,易证△PQN为等腰直角三角形,即,,Ⅰ.,所以解得(舍去),,Ⅱ.,解得,(舍去),Ⅲ.,,解得(舍去),.
【详解】
解:①∵点B、C在直线为上,
∴B(﹣n,0)、C(0,n),
∵点A(1,0)在抛物线上,
∴,
∴,,
∴抛物线解析式:;
②由题意,得,
,,
由①知,,
∴点P到BC的高h为,
∴,
当时,△PBE的面积最大,最大值为;
③由①知,BC所在直线为:,
∴点A到直线BC的距离,
过点N作x轴的垂线交直线BC于点P,交x轴于点H.
设,则、,
易证△PQN为等腰直角三角形,即,
∴,
Ⅰ.,
∴
解得,,
∵点A、M、N、Q为顶点的四边形是平行四边形,
∴;
Ⅱ.,
∴
解得,,
∵点A、M、N、Q为顶点的四边形是平行四边形,
,
∴,
Ⅲ.,
∴,
解得,,
∵点A、M、N、Q为顶点的四边形是平行四边形,
,
∴,
综上所述,若点A、M、N、Q为顶点的四边形是平行四边形,点N的横坐标为:4或或.
【点睛】
本题考查了二次函数,熟练掌握二次函数的性质、平行四边形的判定与性质是解题的关键.
10.如图甲,直线y=﹣x+3与x轴、y轴分别交于点B、点C,经过B、C两点的抛物线y=x2+bx+c与x轴的另一个交点为A,顶点为P.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)在该抛物线的对称轴上是否存在点M,使以C,P,M为顶点的三角形为等腰三角形?若存在,请直接写出所符合条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)当0<x<3时,在抛物线上求一点E,使△CBE的面积有最大值(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的面积最大.
【解析】
试题分析:(1)由直线解析式可求得B、C坐标,利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,表示出MC、MP和PC的长,分MC=MP、MC=PC和MP=PC三种情况,可分别得到关于M点坐标的方程,可求得M点的坐标;
(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,表示出F点的坐标,表示出EF的长,进一步可表示出△CBE的面积,利用二次函数的性质可求得其取得最大值时E点的坐标.
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三种情况,
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点重合,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的点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的面积最大,此时E点坐标为(,),
即当E点坐标为(,)时,△CBE的面积最大.
考点:二次函数综合题.
11.复习课中,教师给出关于x的函数(k是实数).
教师:请独立思考,并把探索发现的与该函数有关的结论(性质)写到黑板上.
学生思考后,黑板上出现了一些结论.教师作为活动一员,又补充一些结论,并从中选择如下四条:
①存在函数,其图像经过(1,0)点;
②函数图像与坐标轴总有三个不同的交点;
③当时,不是y随x的增大而增大就是y随x的增大而减小;
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的真假,并给出理由,最后简单写出解决问题时所用的数学方法.
【答案】①真,②假,③假,④真,理由和所用的数学方法见解析.
【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,其图像经过(1,0)点.
∴结论①为真.
②举反例如,当时,函数的图象与坐标轴只有两个不同的交点.∴结论②为假.
③∵当时,二次函数(k是实数)的对称轴为,
∴可举反例如,当时,二次函数为,
当时,y随x的增大而减小;当时,y随x的增大而增大.
∴结论③为假.
④∵当时,二次函数的最值为,
∴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.
解决问题时所用的数学方法有方程思想,特殊与一般思想,反证思想,分类思想
考点:1.曲线上点的坐标与方程的关系;2.二次函数的性质;3.方程思想、特殊元素法、反证思想和分类思想的应用.
12.如图,矩形OABC的两边在坐标轴上,点A的坐标为(10,0),抛物线y=ax2+bx+4过点B,C两点,且与x轴的一个交点为D(﹣2,0),点P是线段CB上的动点,设CP=t(0<t<10).
(1)请直接写出B、C两点的坐标及抛物线的解析式;
(2)过点P作PE⊥BC,交抛物线于点E,连接BE,当t为何值时,∠PBE=∠OCD?
(3)点Q是x轴上的动点,过点P作PM∥BQ,交CQ于点M,作PN∥CQ,交BQ于点N,当四边形PMQN为正方形时,请求出t的值.
【答案】(1)B(10,4),C(0,4),;(2)3;(3)或 .
【解析】
试题分析:(1)由抛物线的解析式可求得C点坐标,由矩形的性质可求得B点坐标,由B、D的坐标,利用待定系数法可求得抛物线解析式;
(2)可设P(t,4),则可表示出E点坐标,从而可表示出PB、PE的长,由条件可证得△PBE∽△OCD,利用相似三角形的性质可得到关于t的方程,可求得t的值;
(3)当四边形PMQN为正方形时,则可证得△COQ∽△QAB,利用相似三角形的性质可求得CQ的长,在Rt△BCQ中可求得BQ、CQ,则可用t分别表示出PM和PN,可得到关于t的方程,可求得t的值.
试题解析:
解:(1)在y=ax2+bx+4中,令x=0可得y=4,
∴C(0,4),
∵四边形OABC为矩形,且A(10,0),
∴B(10,4),
把B、D坐标代入抛物线解析式可得,
解得,
∴抛物线解析式为y=x2+x+4;
(2)由题意可设P(t,4),则E(t,t2+t+4),
∴PB=10﹣t,PE=t2+t+4﹣4=t2+t,
∵∠BPE=∠COD=90°,
当∠PBE=∠OCD时,
则△PBE∽△OCD,
∴,即BP•OD=CO•PE,
∴2(10﹣t)=4(t2+t),解得t=3或t=10(不合题意,舍去),
∴当t=3时,∠PBE=∠OCD;
当∠PBE=∠CDO时,
则△PBE∽△ODC,
∴,即BP•OC=DO•PE,
∴4(10﹣t)=2(t2+t),解得t=12或t=10(均不合题意,舍去)
综上所述∴当t=3时,∠PBE=∠OCD;
(3)当四边形PMQN为正方形时,则∠PMC=∠PNB=∠CQB=90°,PM=PN,
∴∠CQO+∠AQB=90°,
∵∠CQO+∠OCQ=90°,
∴∠OCQ=∠AQB,
∴Rt△COQ∽Rt△QAB,
∴,即OQ•AQ=CO•AB,
设OQ=m,则AQ=10﹣m,
∴m(10﹣m)=4×4,解得m=2或m=8,
①当m=2时,CQ==,BQ==,
∴sin∠BCQ==,sin∠CBQ==,
∴PM=PC•sin∠PCQ=t,PN=PB•sin∠CBQ=(10﹣t),
∴t =(10﹣t),解得t=,
②当m=8时,同理可求得t=,
∴当四边形PMQN为正方形时,t的值为或.
点睛:本题为二次函数的综合应用,涉及矩形的性质、待定系数法、相似三角形的判定和性质、勾股定理、解直角三角形、方程思想等知识.在(1)中注意利用矩形的性质求得B点坐标是解题的关键,在(2)中证得△PBE∽△OCD是解题的关键,在(3)中利用Rt△COQ∽Rt△QAB求得CQ的长是解题的关键.本题考查知识点较多,综合性较强,难度较大.
13.某大学生利用暑假40天社会实践参与了一家网店经营,了解到一种成本为20元/件的新型商品在第x天销售的相关信息如下表所示.
销售量p(件)
P=50—x
销售单价q(元/件)
当1≤x≤20时,
当21≤x≤40时,
(1)请计算第几天该商品的销售单价为35元/件?
(2)求该网店第x天获得的利润y关于x的函数关系式.
(3)这40天中该网店第几天获得的利润最大?最大利润是多少?
【答案】(1)第10天或第35天该商品的销售单价为35元/件(2)(3)这40天中该网店第21天获得的利润最大?最大利润是725元
【解析】
【分析】
(1)分别将q=35代入销售单价关于x的函数关系式,求出x即可.
(2)应用利润=销售收入-销售成本列式即可.
(3)应用二次函数和反比例函数的性质,分别求出最大值比较即得所求.
【详解】
解:(1)当1≤x≤20时,令,解得;;
当21≤x≤40时,令,解得;.
∴第10天或第35天该商品的销售单价为35元/件.
(2)当1≤x≤20时,;
当21≤x≤40时,.
∴y关于x的函数关系式为.
(3)当1≤x≤20时,,
∵,∴当x=15时,y有最大值y1,且y1=612.5.
当21≤x≤40时,∵26250>0,∴随着x的增大而减小,
∴当x=21时,有最大值y2,且.
∵y1<y2,
∴这40天中该网店第21天获得的利润最大?最大利润是725元.
14.抛物线,若a,b,c满足b=a+c,则称抛物线为“恒定”抛物线.
(1)求证:“恒定”抛物线必过x轴上的一个定点A;
(2)已知“恒定”抛物线的顶点为P,与x轴另一个交点为B,是否存在以Q为顶点,与x轴另一个交点为C的“恒定”抛物线,使得以PA,CQ为边的四边形是平行四边形?若存在,求出抛物线解析式;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)证明见试题解析;(2),或.
【解析】
试题分析:(1)由“恒定”抛物线的定义,即可得出抛物线恒过定点(﹣1,0);
(2)求出抛物线的顶点坐标和B的坐标,由题意得出PA∥CQ,PA=CQ;存在两种情况:①作QM⊥AC于M,则QM=OP=,证明Rt△QMC≌Rt△POA,MC=OA=1,得出点Q的坐标,设抛物线的解析式为,把点A坐标代入求出a的值即可;
②顶点Q在y轴上,此时点C与点B重合;证明△OQC≌△OPA,得出OQ=OP=,得出点Q坐标,设抛物线的解析式为,把点C坐标代入求出a的值即可.
试题解析:(1)由“恒定”抛物线,得:b=a+c,即a﹣b+c=0,∵抛物线,当x=﹣1时,y=0,∴“恒定”抛物线必过x轴上的一个定点A(﹣1,0);
(2)存在;理由如下:∵“恒定”抛物线,当y=0时,,解得:x=±1,∵A(﹣1,0),∴B(1,0);∵x=0时,y=,∴顶点P的坐标为(0,),以PA,CQ为边的平行四边形,PA、CQ是对边,∴PA∥CQ,PA=CQ,
∴存在两种情况:①如图1所示:作QM⊥AC于M,则QM=OP=,∠QMC=90°=∠POA,在Rt△QMC和Rt△POA中,∵CQ=PA,QM=OP,∴Rt△QMC≌Rt△POA(HL),∴MC=OA=1,∴OM=2,∵点A和点C是抛物线上的对称点,∴AM=MC=1,∴点Q的坐标为(﹣2,),设以Q为顶点,与x轴另一个交点为C的“恒定”抛物线的解析式为,把点A(﹣1,0)代入得:a=,∴抛物线的解析式为:,即;
②如图2所示:顶点Q在y轴上,此时点C与点B重合,∴点C坐标为(1,0),∵CQ∥PA,∴∠OQC=∠OPA,在△OQC和△OPA中,∵∠OQC=∠OPA,∠COQ=∠AOP,CQ=PA,∴△OQC≌△OPA(AAS),∴OQ=OP=,∴点Q坐标为(0,),设以Q为顶点,与x轴另一个交点为C的“恒定”抛物线的解析式为,把点C(1,0)代入得:a=,∴抛物线的解析式为:;
综上所述:存在以Q为顶点,与x轴另一个交点为C的“恒定”抛物线,使得以PA,CQ为边的四边形是平行四边形,抛物线的解析式为:,或.
考点:1.二次函数综合题;2.压轴题;3.新定义;4.存在型;5.分类讨论.
15.已知二次函数y=﹣x2+bx+c的图象经过A(0,3),B(﹣4,﹣)两点.
(1)求b,c的值.
(2)二次函数y=﹣x2+bx+c的图象与x轴是否有公共点,求公共点的坐标;若没有,请说明情况.
【答案】(1);(2)公共点的坐标是(﹣2,0)或(8,0).
【解析】
【分析】(1)把点A、B的坐标分别代入函数解析式求得b、c的值;
(2)利用根的判别式进行判断该函数图象是否与x轴有交点,由题意得到方程﹣+3=0,通过解该方程求得x的值即为抛物线与x轴交点横坐标.
【详解】(1)把A(0,3),B(﹣4,﹣)分别代入y=﹣x2+bx+c,
得,
解得;
(2)由(1)可得,该抛物线解析式为:y=﹣x2+x+3,
△=()2﹣4×(﹣)×3=>0,
所以二次函数y=﹣x2+bx+c的图象与x轴有公共点,
∵﹣x2+x+3=0的解为:x1=﹣2,x2=8,
∴公共点的坐标是(﹣2,0)或(8,0).
【点睛】本题考查了抛物线与x轴的交点,二次函数图象上点的坐标特征.注意抛物线解析式与一元二次方程间的转化关系.
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