资源描述
2020-2021九年级培优易错试卷二次函数辅导专题训练及答案解析
一、二次函数
1.如图,在直角坐标系xOy中,二次函数y=x2+(2k﹣1)x+k+1的图象与x轴相交于O、A两点.
(1)求这个二次函数的解析式;
(2)在这条抛物线的对称轴右边的图象上有一点B,使△AOB的面积等于6,求点B的坐标;
(3)对于(2)中的点B,在此抛物线上是否存在点P,使∠POB=90°?若存在,求出点P的坐标,并求出△POB的面积;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=x2﹣3x。
(2)点B的坐标为:(4,4)。
(3)存在;理由见解析;
【解析】
【分析】
(1)将原点坐标代入抛物线中即可求出k的值,从而求得抛物线的解析式。
(2)根据(1)得出的抛物线的解析式可得出A点的坐标,也就求出了OA的长,根据△OAB的面积可求出B点纵坐标的绝对值,然后将符合题意的B点纵坐标代入抛物线的解析式中即可求出B点的坐标,然后根据B点在抛物线对称轴的右边来判断得出的B点是否符合要求即可。
(3)根据B点坐标可求出直线OB的解析式,由于OB⊥OP,由此可求出P点的坐标特点,代入二次函数解析式可得出P点的坐标.求△POB的面积时,求出OB,OP的长度即可求出△BOP的面积。
【详解】
解:(1)∵函数的图象与x轴相交于O,∴0=k+1,∴k=﹣1。
∴这个二次函数的解析式为y=x2﹣3x。
(2)如图,过点B做BD⊥x轴于点D,
令x2﹣3x=0,解得:x=0或3。∴AO=3。
∵△AOB的面积等于6,∴AO•BD=6。∴BD=4。
∵点B在函数y=x2﹣3x的图象上,
∴4=x2﹣3x,解得:x=4或x=﹣1(舍去)。
又∵顶点坐标为:( 1.5,﹣2.25),且2.25<4,
∴x轴下方不存在B点。
∴点B的坐标为:(4,4)。
(3)存在。
∵点B的坐标为:(4,4),∴∠BOD=45°,。
若∠POB=90°,则∠POD=45°。
设P点坐标为(x,x2﹣3x)。
∴。
若,解得x="4" 或x=0(舍去)。此时不存在点P(与点B重合)。
若,解得x="2" 或x=0(舍去)。
当x=2时,x2﹣3x=﹣2。
∴点P 的坐标为(2,﹣2)。
∴。
∵∠POB=90°,∴△POB的面积为:PO•BO=××=8。
2.已知如图,抛物线y=x2+bx+c过点A(3,0),B(1,0),交y轴于点C,点P是该抛物线上一动点,点P从C点沿抛物线向A点运动(点P不与点A重合),过点P作PD∥y轴交直线AC于点D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求点P在运动的过程中线段PD长度的最大值;
(3)△APD能否构成直角三角形?若能请直接写出点P坐标,若不能请说明理由;
(4)在抛物线对称轴上是否存在点M使|MA﹣MC|最大?若存在请求出点M的坐标,若不存在请说明理由.
【答案】(1)y=x2﹣4x+3;(2);(3)点P(1,0)或(2,﹣1);(4)M(2,﹣3).
【解析】
试题分析:(1)把点A、B的坐标代入抛物线解析式,解方程组得到b、c的值,即可得解;
(2)求出点C的坐标,再利用待定系数法求出直线AC的解析式,再根据抛物线解析式设出点P的坐标,然后表示出PD的长度,再根据二次函数的最值问题解答;
(3)①∠APD是直角时,点P与点B重合,②求出抛物线顶点坐标,然后判断出点P为在抛物线顶点时,∠PAD是直角,分别写出点P的坐标即可;
(4)根据抛物线的对称性可知MA=MB,再根据三角形的任意两边之差小于第三边可知点M为直线CB与对称轴交点时,|MA﹣MC|最大,然后利用待定系数法求出直线BC的解析式,再求解即可.
试题解析:解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c过点A(3,0),B(1,0),∴,解得,∴抛物线解析式为y=x2﹣4x+3;
(2)令x=0,则y=3,∴点C(0,3),则直线AC的解析式为y=﹣x+3,设点P(x,x2﹣4x+3).∵PD∥y轴,∴点D(x,﹣x+3),∴PD=(﹣x+3)﹣(x2﹣4x+3)=﹣x2+3x=﹣(x﹣)2+.∵a=﹣1<0,∴当x=时,线段PD的长度有最大值;
(3)①∠APD是直角时,点P与点B重合,此时,点P(1,0),②∵y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,∴抛物线的顶点坐标为(2,﹣1).∵A(3,0),∴点P为在抛物线顶点时,∠PAD=45°+45°=90°,此时,点P(2,﹣1).
综上所述:点P(1,0)或(2,﹣1)时,△APD能构成直角三角形;
(4)由抛物线的对称性,对称轴垂直平分AB,∴MA=MB,由三角形的三边关系,|MA﹣MC|<BC,∴当M、B、C三点共线时,|MA﹣MC|最大,为BC的长度,设直线BC的解析式为y=kx+b(k≠0),则,解得:,∴直线BC的解析式为y=﹣3x+3.∵抛物线y=x2﹣4x+3的对称轴为直线x=2,∴当x=2时,y=﹣3×2+3=﹣3,∴点M(2,﹣3),即,抛物线对称轴上存在点M(2,﹣3),使|MA﹣MC|最大.
点睛:本题是二次函数综合题,主要利用了待定系数法求二次函数解析式,二次函数的最值问题,二次函数的对称性以及顶点坐标的求解,(2)整理出PD的表达式是解题的关键,(3)关键在于利用点的坐标特征作出判断,(4)根据抛物线的对称性和三角形的三边关系判断出点M的位置是解题的关键.
3.在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线的顶点坐标为(2,0),且经过点(4,1),如图,直线y=x与抛物线交于A、B两点,直线l为y=﹣1.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在l上是否存在一点P,使PA+PB取得最小值?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)知F(x0,y0)为平面内一定点,M(m,n)为抛物线上一动点,且点M到直线l的距离与点M到点F的距离总是相等,求定点F的坐标.
【答案】(1)抛物线的解析式为y=x2﹣x+1.(2)点P的坐标为(,﹣1).(3)定点F的坐标为(2,1).
【解析】
分析:(1)由抛物线的顶点坐标为(2,0),可设抛物线的解析式为y=a(x-2)2,由抛物线过点(4,1),利用待定系数法即可求出抛物线的解析式;
(2)联立直线AB与抛物线解析式成方程组,通过解方程组可求出点A、B的坐标,作点B关于直线l的对称点B′,连接AB′交直线l于点P,此时PA+PB取得最小值,根据点B的坐标可得出点B′的坐标,根据点A、B′的坐标利用待定系数法可求出直线AB′的解析式,再利用一次函数图象上点的坐标特征即可求出点P的坐标;
(3)由点M到直线l的距离与点M到点F的距离总是相等结合二次函数图象上点的坐标特征,即可得出(1--y0)m2+(2-2x0+2y0)m+x02+y02-2y0-3=0,由m的任意性可得出关于x0、y0的方程组,解之即可求出顶点F的坐标.
详解:(1)∵抛物线的顶点坐标为(2,0),
设抛物线的解析式为y=a(x-2)2.
∵该抛物线经过点(4,1),
∴1=4a,解得:a=,
∴抛物线的解析式为y=(x-2)2=x2-x+1.
(2)联立直线AB与抛物线解析式成方程组,得:
,解得:,,
∴点A的坐标为(1,),点B的坐标为(4,1).
作点B关于直线l的对称点B′,连接AB′交直线l于点P,此时PA+PB取得最小值(如图1所示).
∵点B(4,1),直线l为y=-1,
∴点B′的坐标为(4,-3).
设直线AB′的解析式为y=kx+b(k≠0),
将A(1,)、B′(4,-3)代入y=kx+b,得:
,解得:,
∴直线AB′的解析式为y=-x+,
当y=-1时,有-x+=-1,
解得:x=,
∴点P的坐标为(,-1).
(3)∵点M到直线l的距离与点M到点F的距离总是相等,
∴(m-x0)2+(n-y0)2=(n+1)2,
∴m2-2x0m+x02-2y0n+y02=2n+1.
∵M(m,n)为抛物线上一动点,
∴n=m2-m+1,
∴m2-2x0m+x02-2y0(m2-m+1)+y02=2(m2-m+1)+1,
整理得:(1--y0)m2+(2-2x0+2y0)m+x02+y02-2y0-3=0.
∵m为任意值,
∴,
∴,
∴定点F的坐标为(2,1).
点睛:本题考查了待定系数法求二次(一次)函数解析式、二次(一次)函数图象上点的坐标特征、轴对称中的最短路径问题以及解方程组,解题的关键是:(1)根据点的坐标,利用待定系数法求出二次函数解析式;(2)利用两点之间线段最短找出点P的位置;(3)根据点M到直线l的距离与点M到点F的距离总是相等结合二次函数图象上点的坐标特征,找出关于x0、y0的方程组.
4.一座拱桥的轮廓是抛物线型(如图所示),拱高6m,跨度20m,相邻两支柱间的距离均为5m.
(1)将抛物线放在所给的直角坐标系中(如图所示),其表达式是的形式.请根据所给的数据求出a,c的值.
(2)求支柱MN的长度.
(3)拱桥下地平面是双向行车道(正中间是一条宽2m的隔离带),其中的一条行车道能否并排行驶宽2m、高3m的三辆汽车(汽车间的间隔忽略不计)?请说说你的理由.
【答案】(1)y=-x2+6;(2)5.5米;(3)一条行车道能并排行驶这样的三辆汽车.
【解析】
试题分析:(1)根据题目可知A.B,C的坐标,设出抛物线的解析式代入可求解.
(2)设N点的坐标为(5,yN)可求出支柱MN的长度.
(3)设DN是隔离带的宽,NG是三辆车的宽度和.做GH垂直AB交抛物线于H则可求解.
试题解析: (1) 根据题目条件,A、B、C的坐标分别是(-10,0)、(0,6)、(10,0).
将B、C的坐标代入,得
解得.
∴抛物线的表达式是.
(2) 可设N(5,),
于是.
从而支柱MN的长度是10-4.5=5.5米.
(3) 设DE是隔离带的宽,EG是三辆车的宽度和,
则G点坐标是(7,0)(7=2÷2+2×3).
过G点作GH垂直AB交抛物线于H,则.
根据抛物线的特点,可知一条行车道能并排行驶这样的三辆汽车.
5.如图,在平面直角坐标系中,二次函数交轴于点、,交轴于点,在轴上有一点,连接.
(1)求二次函数的表达式;
(2)若点为抛物线在轴负半轴上方的一个动点,求面积的最大值;
(3)抛物线对称轴上是否存在点,使为等腰三角形,若存在,请直接写出所有点的坐标,若不存在请说明理由.
【答案】(1)二次函数的解析式为;(2)当时,的面积取得最大值;(3)点的坐标为,,.
【解析】
分析:(1)把已知点坐标代入函数解析式,得出方程组求解即可;
(2)根据函数解析式设出点D坐标,过点D作DG⊥x轴,交AE于点F,表示△ADE的面积,运用二次函数分析最值即可;
(3)设出点P坐标,分PA=PE,PA=AE,PE=AE三种情况讨论分析即可.
详解:(1)∵二次函数y=ax2+bx+c经过点A(﹣4,0)、B(2,0),C(0,6),
∴,
解得:,
所以二次函数的解析式为:y=;
(2)由A(﹣4,0),E(0,﹣2),可求AE所在直线解析式为y=,
过点D作DN⊥x轴,交AE于点F,交x轴于点G,过点E作EH⊥DF,垂足为H,如图,
设D(m,),则点F(m,),
∴DF=﹣()=,
∴S△ADE=S△ADF+S△EDF=×DF×AG+DF×EH
=×DF×AG+×DF×EH
=×4×DF
=2×()
=,
∴当m=时,△ADE的面积取得最大值为.
(3)y=的对称轴为x=﹣1,设P(﹣1,n),又E(0,﹣2),A(﹣4,0),可求PA=,PE=,AE=,分三种情况讨论:
当PA=PE时,=,解得:n=1,此时P(﹣1,1);
当PA=AE时,=,解得:n=,此时点P坐标为(﹣1,);
当PE=AE时,=,解得:n=﹣2,此时点P坐标为:(﹣1,﹣2).
综上所述:P点的坐标为:(﹣1,1),(﹣1,),(﹣1,﹣2).
点睛:本题主要考查二次函数的综合问题,会求抛物线解析式,会运用二次函数分析三角形面积的最大值,会分类讨论解决等腰三角形的顶点的存在问题时解决此题的关键.
6.如图,直线y=-x-3与x轴,y轴分别交于点A,C,经过点A,C的抛物线y=ax2+bx﹣3与x轴的另一个交点为点B(2,0),点D是抛物线上一点,过点D作DE⊥x轴于点E,连接AD,DC.设点D的横坐标为m.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当点D在第三象限,设△DAC的面积为S,求S与m的函数关系式,并求出S的最大值及此时点D的坐标;
(3)连接BC,若∠EAD=∠OBC,请直接写出此时点D的坐标.
【答案】(1)y=x2+x﹣3;(2)S△ADC=﹣(m+3)2+;△ADC的面积最大值为;此时D(﹣3,﹣);(3)满足条件的点D坐标为(﹣4,﹣3)或(8,21).
【解析】
【分析】
(1)求出A坐标,再用待定系数法求解析式;(2)设DE与AC的交点为点F.设点D的坐标为:(m,m2+m﹣3),则点F的坐标为:(m,﹣m﹣3),根据S△ADC=S△ADF+S△DFC求出解析式,再求最值;(3)①当点D与点C关于对称轴对称时,D(﹣4,﹣3),根据对称性此时∠EAD=∠ABC.
②作点D(﹣4,﹣3)关于x轴的对称点D′(﹣4,3),直线AD′的解析式为y=x+9,解方程组求出函数图像交点坐标.
【详解】
解:(1)在y=﹣x﹣3中,当y=0时,x=﹣6,
即点A的坐标为:(﹣6,0),
将A(﹣6,0),B(2,0)代入y=ax2+bx﹣3得:
,
解得:,
∴抛物线的解析式为:y=x2+x﹣3;
(2)设点D的坐标为:(m,m2+m﹣3),则点F的坐标为:(m,﹣m﹣3),
设DE与AC的交点为点F.
∴DF=﹣m﹣3﹣(m2+m﹣3)=﹣m2﹣m,
∴S△ADC=S△ADF+S△DFC
=DF•AE+•DF•OE
=DF•OA
=×(﹣m2﹣m)×6
=﹣m2﹣m
=﹣(m+3)2+,
∵a=﹣<0,
∴抛物线开口向下,
∴当m=﹣3时,S△ADC存在最大值,
又∵当m=﹣3时,m2+m﹣3=﹣,
∴存在点D(﹣3,﹣),使得△ADC的面积最大,最大值为;
(3)①当点D与点C关于对称轴对称时,D(﹣4,﹣3),根据对称性此时∠EAD=∠ABC.
②作点D(﹣4,﹣3)关于x轴的对称点D′(﹣4,3),
直线AD′的解析式为y=x+9,
由,解得或,
此时直线AD′与抛物线交于D(8,21),满足条件,
综上所述,满足条件的点D坐标为(﹣4,﹣3)或(8,21)
【点睛】
本题属于二次函数综合题,考查了待定系数法,一次函数的应用,二次函数的性质等知识,解题的关键是学会构建二次函数解决最值问题,学会构建一次函数解决实际问题,属于中考压轴题..
7.二次函数y=x2-2mx+3(m>)的图象与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的面积;
(2)求证:a=m-;
(3)线段AB(包括A、B)上有且只有三个点的横坐标是整数,求a的值.
【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的坐标,然后代入二次函数的解析式,求得m的值即可确定二次函数的解析式;
②根据解析式确定抛物线与坐标轴的交点坐标,从而确定三角形的面积;
(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两点关于x=m对称得到a+n-m=m-a,从而确定a、m、n之间的关系;
(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的值即可确定a的值.
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的面积=×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的图象与x轴交于点A和点B
∴点A和点B关于直线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,因为n>0且n为整数 所以a+n是整数,
∵线段AB(包括A、B)上有且只有三个点的横坐标是整数,
∴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,因为n>0且n为整数 所以a+n不是整数,
∵线段AB(包括A、B)上有且只有三个点的横坐标是整数,
∴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.
8.在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=x2﹣2x+a﹣3,当a=0时,抛物线与y轴交于点A,将点A向右平移4个单位长度,得到点B.
(1)求点B的坐标;
(2)将抛物线在直线y=a上方的部分沿直线y=a翻折,图象的其他部分保持不变,得到一个新的图象,记为图形M,若图形M与线段AB恰有两个公共点,结合函数的图象,求a的取值范围.
【答案】(1)A(0,﹣3),B(4,﹣3);(2)﹣3<a≤0;
【解析】
【分析】
(1)由题意直接可求A,根据平移点的特点求B;
(2)图形M与线段AB恰有两个公共点,y=a要在AB线段的上方,当函数经过点A时,AB与函数两个交点的临界点;
【详解】
解:(1)A(0,﹣3),B(4,﹣3);
(2)当函数经过点A时,a=0,
∵图形M与线段AB恰有两个公共点,
∴y=a要在AB线段的上方,
∴a>﹣3
∴﹣3<a≤0;
【点睛】
本题二次函数的图象及性质;熟练掌握二次函数图象的特点,函数与线段相交的交点情况是解题的关键.
9.已知:如图,抛物线y=ax2+bx+c与坐标轴分别交于点A(0,6),B(6,0),C(﹣2,0),点P是线段AB上方抛物线上的一个动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当点P运动到什么位置时,△PAB的面积有最大值?
(3)过点P作x轴的垂线,交线段AB于点D,再过点P做PE∥x轴交抛物线于点E,连结DE,请问是否存在点P使△PDE为等腰直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)抛物线解析式为y=﹣x2+2x+6;(2)当t=3时,△PAB的面积有最大值;(3)点P(4,6).
【解析】
【分析】(1)利用待定系数法进行求解即可得;
(2)作PM⊥OB与点M,交AB于点N,作AG⊥PM,先求出直线AB解析式为y=﹣x+6,设P(t,﹣t2+2t+6),则N(t,﹣t+6),由S△PAB=S△PAN+S△PBN=PN•AG+PN•BM=PN•OB列出关于t的函数表达式,利用二次函数的性质求解可得;
(3)由PH⊥OB知DH∥AO,据此由OA=OB=6得∠BDH=∠BAO=45°,结合∠DPE=90°知若△PDE为等腰直角三角形,则∠EDP=45°,从而得出点E与点A重合,求出y=6时x的值即可得出答案.
【详解】(1)∵抛物线过点B(6,0)、C(﹣2,0),
∴设抛物线解析式为y=a(x﹣6)(x+2),
将点A(0,6)代入,得:﹣12a=6,
解得:a=﹣,
所以抛物线解析式为y=﹣(x﹣6)(x+2)=﹣x2+2x+6;
(2)如图1,过点P作PM⊥OB与点M,交AB于点N,作AG⊥PM于点G,
设直线AB解析式为y=kx+b,
将点A(0,6)、B(6,0)代入,得:
,
解得:,
则直线AB解析式为y=﹣x+6,
设P(t,﹣t2+2t+6)其中0<t<6,
则N(t,﹣t+6),
∴PN=PM﹣MN=﹣t2+2t+6﹣(﹣t+6)=﹣t2+2t+6+t﹣6=﹣t2+3t,
∴S△PAB=S△PAN+S△PBN
=PN•AG+PN•BM
=PN•(AG+BM)
=PN•OB
=×(﹣t2+3t)×6
=﹣t2+9t
=﹣(t﹣3)2+,
∴当t=3时,△PAB的面积有最大值;
(3)如图2,
∵PH⊥OB于H,
∴∠DHB=∠AOB=90°,
∴DH∥AO,
∵OA=OB=6,
∴∠BDH=∠BAO=45°,
∵PE∥x轴、PD⊥x轴,
∴∠DPE=90°,
若△PDE为等腰直角三角形,
则∠EDP=45°,
∴∠EDP与∠BDH互为对顶角,即点E与点A重合,
则当y=6时,﹣x2+2x+6=6,
解得:x=0(舍)或x=4,
即点P(4,6).
【点睛】本题考查了二次函数的综合问题,涉及到待定系数法、二次函数的最值、等腰直角三角形的判定与性质等,熟练掌握和灵活运用待定系数法求函数解析式、二次函数的性质、等腰直角三角形的判定与性质等是解题的关键.
10.某商场销售一种商品的进价为每件30元,销售过程中发现月销售量y(件)与销售单价x(元)之间的关系如图所示.
(1)根据图象直接写出y与x之间的函数关系式.
(2)设这种商品月利润为W(元),求W与x之间的函数关系式.
(3)这种商品的销售单价定为多少元时,月利润最大?最大月利润是多少?
【答案】(1)y=;(2)W=;(3)这种商品的销售单价定为65元时,月利润最大,最大月利润是3675.
【解析】
【分析】
(1)当40≤x≤60时,设y与x之间的函数关系式为y=kx+b,当60<x≤90时,设y与x之间的函数关系式为y=mx+n,解方程组即可得到结论;
(2)当40≤x≤60时,当60<x≤90时,根据题意即可得到函数解析式;
(3)当40≤x≤60时,W=-x2+210x-5400,得到当x=60时,W最大=-602+210×60-5400=3600,当60<x≤90时,W=-3x2+390x-9000,得到当x=65时,W最大=-3×652+390×65-9000=3675,于是得到结论.
【详解】
解:(1)当40≤x≤60时,设y与x之间的函数关系式为y=kx+b,
将(40,140),(60,120)代入得,
解得:,
∴y与x之间的函数关系式为y=﹣x+180;
当60<x≤90时,设y与x之间的函数关系式为y=mx+n,
将(90,30),(60,120)代入得,
解得:,
∴y=﹣3x+300;
综上所述,y=;
(2)当40≤x≤60时,W=(x﹣30)y=(x﹣30)(﹣x+180)=﹣x2+210x﹣5400,
当60<x≤90时,W=(x﹣30)(﹣3x+300)=﹣3x2+390x﹣9000,
综上所述,W=;
(3)当40≤x≤60时,W=﹣x2+210x﹣5400,
∵﹣1<0,对称轴x==105,
∴当40≤x≤60时,W随x的增大而增大,
∴当x=60时,W最大=﹣602+210×60﹣5400=3600,
当60<x≤90时,W=﹣3x2+390x﹣9000,
∵﹣3<0,对称轴x==65,
∵60<x≤90,
∴当x=65时,W最大=﹣3×652+390×65﹣9000=3675,
∵3675>3600,
∴当x=65时,W最大=3675,
答:这种商品的销售单价定为65元时,月利润最大,最大月利润是3675.
【点睛】
本题考查了把实际问题转化为二次函数,再利用二次函数的性质进行实际应用.根据题意分情况建立二次函数的模型是解题的关键.
11.在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线的顶点坐标为(2,0),且经过点(4,1),如图,直线y=x与抛物线交于A、B两点,直线l为y=﹣1.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在l上是否存在一点P,使PA+PB取得最小值?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)知F(x0,y0)为平面内一定点,M(m,n)为抛物线上一动点,且点M到直线l的距离与点M到点F的距离总是相等,求定点F的坐标.
【答案】(1)抛物线的解析式为y=x2﹣x+1.(2)点P的坐标为(,﹣1).(3)定点F的坐标为(2,1).
【解析】
分析:(1)由抛物线的顶点坐标为(2,0),可设抛物线的解析式为y=a(x-2)2,由抛物线过点(4,1),利用待定系数法即可求出抛物线的解析式;
(2)联立直线AB与抛物线解析式成方程组,通过解方程组可求出点A、B的坐标,作点B关于直线l的对称点B′,连接AB′交直线l于点P,此时PA+PB取得最小值,根据点B的坐标可得出点B′的坐标,根据点A、B′的坐标利用待定系数法可求出直线AB′的解析式,再利用一次函数图象上点的坐标特征即可求出点P的坐标;
(3)由点M到直线l的距离与点M到点F的距离总是相等结合二次函数图象上点的坐标特征,即可得出(1--y0)m2+(2-2x0+2y0)m+x02+y02-2y0-3=0,由m的任意性可得出关于x0、y0的方程组,解之即可求出顶点F的坐标.
详解:(1)∵抛物线的顶点坐标为(2,0),
设抛物线的解析式为y=a(x-2)2.
∵该抛物线经过点(4,1),
∴1=4a,解得:a=,
∴抛物线的解析式为y=(x-2)2=x2-x+1.
(2)联立直线AB与抛物线解析式成方程组,得:
,解得:,,
∴点A的坐标为(1,),点B的坐标为(4,1).
作点B关于直线l的对称点B′,连接AB′交直线l于点P,此时PA+PB取得最小值(如图1所示).
∵点B(4,1),直线l为y=-1,
∴点B′的坐标为(4,-3).
设直线AB′的解析式为y=kx+b(k≠0),
将A(1,)、B′(4,-3)代入y=kx+b,得:
,解得:,
∴直线AB′的解析式为y=-x+,
当y=-1时,有-x+=-1,
解得:x=,
∴点P的坐标为(,-1).
(3)∵点M到直线l的距离与点M到点F的距离总是相等,
∴(m-x0)2+(n-y0)2=(n+1)2,
∴m2-2x0m+x02-2y0n+y02=2n+1.
∵M(m,n)为抛物线上一动点,
∴n=m2-m+1,
∴m2-2x0m+x02-2y0(m2-m+1)+y02=2(m2-m+1)+1,
整理得:(1--y0)m2+(2-2x0+2y0)m+x02+y02-2y0-3=0.
∵m为任意值,
∴,
∴,
∴定点F的坐标为(2,1).
点睛:本题考查了待定系数法求二次(一次)函数解析式、二次(一次)函数图象上点的坐标特征、轴对称中的最短路径问题以及解方程组,解题的关键是:(1)根据点的坐标,利用待定系数法求出二次函数解析式;(2)利用两点之间线段最短找出点P的位置;(3)根据点M到直线l的距离与点M到点F的距离总是相等结合二次函数图象上点的坐标特征,找出关于x0、y0的方程组.
12.已知:如图,抛物线y=ax2+bx+3与坐标轴分别交于点A,B(﹣3,0),C(1,0),点P是线段AB上方抛物线上的一个动点.
(1)求抛物线解析式;
(2)当点P运动到什么位置时,△PAB的面积最大?
(3)过点P作x轴的垂线,交线段AB于点D,再过点P作PE∥x轴交抛物线于点E,连接DE,请问是否存在点P使△PDE为等腰直角三角形?若存在,求点P的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)y=﹣x2﹣2x+3 (2)(﹣,) (3)存在,P(﹣2,3)或P(,)
【解析】
【分析】
(1)用待定系数法求解;(2)过点P作PH⊥x轴于点H,交AB于点F,直线AB解析式为y=x+3,设P(t,﹣t2﹣2t+3)(﹣3<t<0),则F(t,t+3),则PF=﹣t2﹣2t+3﹣(t+3)=﹣t2﹣3t,根据S△PAB=S△PAF+S△PBF写出解析式,再求函数最大值;(3)设P(t,﹣t2﹣2t+3)(﹣3<t<0),则D(t,t+3),PD=﹣t2﹣3t,由抛物线y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4,由对称轴为直线x=﹣1,PE∥x轴交抛物线于点E,得yE=yP,即点E、P关于对称轴对称,所以=﹣1,得xE=﹣2﹣xP=﹣2﹣t,故PE=|xE﹣xP|=|﹣2﹣2t|,由△PDE为等腰直角三角形,∠DPE=90°,得PD=PE,再分情况讨论:①当﹣3<t≤﹣1时,PE=﹣2﹣2t;②当﹣1<t<0时,PE=2+2t
【详解】
解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+3过点B(﹣3,0),C(1,0)
∴ 解得:
∴抛物线解析式为y=﹣x2﹣2x+3
(2)过点P作PH⊥x轴于点H,交AB于点F
∵x=0时,y=﹣x2﹣2x+3=3
∴A(0,3)
∴直线AB解析式为y=x+3
∵点P在线段AB上方抛物线上
∴设P(t,﹣t2﹣2t+3)(﹣3<t<0)
∴F(t,t+3)
∴PF=﹣t2﹣2t+3﹣(t+3)=﹣t2﹣3t
∴S△PAB=S△PAF+S△PBF=PF•OH+PF•BH=PF•OB=(﹣t2﹣3t)=﹣(t+)2+
∴点P运动到坐标为(﹣,),△PAB面积最大
(3)存在点P使△PDE为等腰直角三角形
设P(t,﹣t2﹣2t+3)(﹣3<t<0),则D(t,t+3)
∴PD=﹣t2﹣2t+3﹣(t+3)=﹣t2﹣3t
∵抛物线y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4
∴对称轴为直线x=﹣1
∵PE∥x轴交抛物线于点E
∴yE=yP,即点E、P关于对称轴对称
∴=﹣1
∴xE=﹣2﹣xP=﹣2﹣t
∴PE=|xE﹣xP|=|﹣2﹣2t|
∵△PDE为等腰直角三角形,∠DPE=90°
∴PD=PE
①当﹣3<t≤﹣1时,PE=﹣2﹣2t
∴﹣t2﹣3t=﹣2﹣2t
解得:t1=1(舍去),t2=﹣2
∴P(﹣2,3)
②当﹣1<t<0时,PE=2+2t
∴﹣t2﹣3t=2+2t
解得:t1=,t2=(舍去)
∴P(,)
综上所述,点P坐标为(﹣2,3)或(,)时使△PDE为等腰直角三角形.
【点睛】
考核知识点:二次函数的综合.数形结合分析问题,运用轴对称性质和等腰三角形性质分析问题是关键.
13. 阅读:我们约定,在平面直角坐标系中,经过某点且平行于坐标轴或平行于两坐标轴夹角平分线的直线,叫该点的“特征线”.例如,点M(1,3)的特征线有:x=1,y=3,y=x+2,y=﹣x+4.
问题与探究:如图,在平面直角坐标系中有正方形OABC,点B在第一象限,A、C分别在x轴和y轴上,抛物线经过B、C两点,顶点D在正方形内部.
(1)直接写出点D(m,n)所有的特征线;
(2)若点D有一条特征线是y=x+1,求此抛物线的解析式;
(3)点P是AB边上除点A外的任意一点,连接OP,将△OAP沿着OP折叠,点A落在点A′的位置,当点A′在平行于坐标轴的D点的特征线上时,满足(2)中条件的抛物线向下平移多少距离,其顶点落在OP上?
【答案】(1)x=m,y=n,y=x+n﹣m,y=﹣x+m+n;(2);(3)抛物线向下平移或距离,其顶点落在OP上.
【解析】
试题分析:(1)根据特征线直接求出点D的特征线;
(2)由点D的一条特征线和正方形的性质求出点D的坐标,从而求出抛物线解析式;
(2)分平行于x轴和y轴两种情况,由折叠的性质计算即可.
试题解析:解:(1)∵点D(m,n),∴点D(m,n)的特征线是x=m,y=n,y=x+n﹣m,y=﹣x+m+n;
(2)点D有一条特征线是y=x+1,∴n﹣m=1,∴n=m+1.∵抛物线解析式为,∴,∵四边形OABC是正方形,且D点为正方形的对称轴,D(m,n),∴B(2m,2m),∴,将n=m+1带入得到m=2,n=3;
∴D(2,3),∴抛物线解析式为.
(3)①如图,当点A′在平行于y轴的D点的特征线时:
根据题意可得,D(2,3),∴OA′=OA=4,OM=2,∴∠A′OM=60°,∴∠A′OP=∠AOP=30°,∴MN==,∴抛物线需要向下平移的距离==.
②如图,当点A′在平行于x轴的D点的特征线时,设A′(p,3),则OA′=OA=4,OE=3,EA′==,∴A′F=4﹣,设P(4,c)(c>0),,在Rt△A′FP中,(4﹣)2+(3﹣c)2=c2,∴c=,∴P(4,),∴直线OP解析式为y=x,∴N(2,),∴抛物线需要向下平移的距离=3﹣=.
综上所述:抛物线向下平移或距离,其顶点落在OP上.
点睛:此题是二次函数综合题,主要考查了折叠的性质,正方形的性质,解答本题的关键是用正方形的性质求出点D的坐标.
14.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
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