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【备考期末】宜昌市中考数学二次函数和几何综合专题
一、二次函数压轴题
1.探究:已知二次函数y=ax2﹣2x+3经过点A(﹣3,0).
(1)求该函数的表达式;
(2)如图所示,点P是抛物线上在第二象限内的一个动点,且点P的横坐标为t,连接AC,PA,PC.
①求△ACP的面积S关于t的函数关系式;
②求△ACP的面积的最大值,并求出此时点P的坐标.
拓展:在平面直角坐标系中,点M的坐标为(﹣1,3),N的坐标为(3,1),若抛物线y=ax2﹣2x+3(a<0)与线段MN有两个不同的交点,请直接写出a的取值范围.
2.如图,抛物线与轴交于点,与轴交于点,点与点关于轴对称,点的坐标为,过点作轴的垂线交抛物线于点.
(1)求点、点、点的坐标;
(2)当点在线段上运动时,直线交于点,试探究当为何值时,四边形是平行四边形;
(3)在点的运动过程中,是否存在点,使是以为直角边的直角三角形?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
3.综合与探究
如图,抛物线y=﹣x2﹣x+与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,直线l经过B、C两点,点M从点A出发以每秒1个单位长度的速度向终点B运动,连接CM,将线段MC绕点M顺时针旋转90°得到线段MD,连接CD、BD.设点M运动的时间为t(t>0),请解答下列问题:
(1)求点A的坐标与直线l的表达式;
(2)①请直接写出点D的坐标(用含t的式子表示),并求点D落在直线l上时t的值;
②求点M运动的过程中线段CD长度的最小值.
4.某数学兴趣小组在探究函数y=x2﹣2|x|+3的图象和性质时,经历了以下探究过程:
(1)列表(完成下列表格).
x
…
﹣3
﹣2
﹣1
﹣
0
1
2
3
…
y
…
6
3
2
2
3
6
…
(2)描点并在图中画出函数的大致图象;
(3)根据函数图象,完成以下问题:
①观察函数y=x2﹣2|x|+3的图象,以下说法正确的有 (填写正确的序号)
A.对称轴是直线x=1;
B.函数y=x2﹣2|x|+3的图象有两个最低点,其坐标分别是(﹣1,2)、(1,2);
C.当﹣1<x<1时,y随x的增大而增大;
D.当函数y=x2﹣2|x|+3的图象向下平移3个单位时,图象与x轴有三个公共点;
E.函数y=(x﹣2)2﹣2|x﹣2|+3的图象,可以看作是函数y=x2﹣2|x|+3的图象向右平移2个单位得到.
②结合图象探究发现,当m满足 时,方程x2﹣2|x|+3=m有四个解.
③设函数y=x2﹣2|x|+3的图象与其对称轴相交于P点,当直线y=n和函数y=x2﹣2|x|+3图象只有两个交点时,且这两个交点与点P所构成的三角形是等腰直角三角形,求n的值.
5.已知抛物线有最低点为F.
(1)当抛物线经过点E(-1,3)时,①求抛物线的解析式;②点M是直线下方抛物线上的一动点,过点M作平行于y轴的直线,与直线交于点N,求线段长度的最大值;
(2)将抛物线G向右平移m个单位得到抛物线.经过探究发现,随着m的变化,抛物线顶点的纵坐标y和横坐标x之间存在一个函数,求这个函数关系式,并写出自变量x的取值范围;
(3)记(2)所求的函数为H,抛物线G与函数H的交点为P,请结合图象求出点P的纵坐标的取值范围.
6.某班“数学兴趣小组”对函数的图象和性质进行了探究,探究过程如下.
(1)自变量的取值范围是全体实数,与的几组对应值如下:
…
-3
-2
-1
0
1
2
3
…
…
3
-1
0
-1
0
3
…
其中,______.
(2)根据表中数据,在如图所示的平面直角坐标系中描点,并画出了函数图象的一部分,请你画出该函数图象的另一部分.
(3)进一步探究函数图象发现:
①方程有______个实数根;
②关于的方程有4个实数根时,的取值范围是______.
7.综合与探究.
如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2﹣3x+4与x轴分别交于点A和点B(点A在点B的左侧),交y轴于点C.点P是线段OA上的一个动点,沿OA以每秒1个单位长度的速度由点O向点A运动,过点P作DP⊥x轴,交抛物线于点D,交直线AC于点E,连接BE.
(1)求直线AC的表达式;
(2)在点P运动过程中,运动时间为何值时,EC=ED?
(3)在点P运动过程中,△EBP的周长是否存在最小值?若存在,求出此时点P的坐标;若不存在,请说明理由.
8.小明结合自己的学习经验,对新函数y=的解析式、图象、性质及应用进行探究:已知当x=0时,y=2;当x=1时,y=1.
(1)函数解析式探究:根据给定的条件,可以确定由该函数的解析式为: .
(2)函数图象探究:
①根据解析式,补全如表,则m= ,n= .
②根据表中数据,在如图所示的平面直角坐标系中描点,并画出函数图象.
x
……
﹣4
﹣3
﹣2
﹣1
﹣
0
1
2
n
4
……
y
……
m
2
1
……
(3)函数性质探究:请你结合函数的解析式及所画图象,写出该函数的一条性质: .
(4)综合应用:已知函数y=|x﹣|的图象如图所示,结合你所画的函数图象,直接写出不等式|x﹣|≤.
9.已知抛物线y=x2+bx+c的顶点为P,与y轴交于点A,与直线OP交于点B.
(1)如图1,若点P的横坐标为1,点B的坐标为(3,6),①试确定抛物线的解析式;②若当m≤x≤3时,y=x2+bx+c的最小值为2,最大值为6,求m的取值范围;
(2)在(1)的条件下,若M点是直线AB下方抛物线上的一点,且S△ABM≥3,求M点横坐标的取值范围;
(3)如图2,若点P在第一象限,且PA=PO,过点P作PD⊥x轴于点D,将抛物线y=x2+bx+c平移,平移后的抛物线经过点 A、D,与x轴的另一个交点为C,试探究四边形OABC的形状,并说明理由.
10.如图1,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=x2+bx+3经过A(1,0) 、B(-3,0)两点,与y轴交于点C.直线BC经过B、C两点.
(1)求抛物线的解析式及对称轴;
(2)将△COB沿直线 BC平移,得到△C1O1B1,请探究在平移的过程中是否存在点 O1落在抛物线上的情形,若存在,求出点O1的坐标,若不存在,说明理由;
(3)如图2,设抛物线的对称轴与x轴交于点E,连结AC,请探究在抛物线上是否存在一点F,使直线EF∥AC,若存在,求出点F的坐标,若不存在,说明理由.
二、中考几何压轴题
11.如图l,在正方形ABCD中,AB=8,点E在AC上,且,过点作于点,交于点,连接,.
(问题发现)
(1)线段与的数量关系是________,直线与所夹锐角的度数是___________;
(拓展探究)
(2)当绕点顺时针旋转时,上述结论是否成立?若成立,请写出结论并结合图2给出证明;若不成立,请说明理由;
(解决问题)
(3)在(2)的条件下,当点到直线的距离为2时,请直接写出的长.
12.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,点D是AB边上的动点,DE⊥BC于点E,连接AE,CD,点F,G,H分别是AE,CD,AC的中点.
(1)观察猜想:△FGH的形状是
(2)探究论证:把△BDE绕点B按逆时针方向旋转到如图所示的位置,(1)中的结论是否仍然成立?请说明理由.
(3)拓展延伸:把△BDE绕点B在平面内自由旋转,若BC=6,BE=2,请直接写出△FGH周长的取值范围.
13.如图1,在等腰三角形中,点分别在边上,连接点分别为的中点.
(1)观察猜想
图1中,线段的数量关系是____,的大小为_____;
(2)探究证明
把绕点顺时针方向旋转到如图2所示的位置,连接判断的形状,并说明理由;
(3)拓展延伸
把绕点在平面内自由旋转,若,请求出面积的最大值.
14.如图1,已知,,点D在上,连接并延长交于点F,
(1)猜想:线段与的数量关系为_____;
(2)探究:若将图1的绕点B顺时针方向旋转,当小于时,得到图2,连接并延长交于点F,则(1)中的结论是否还成立?若成立,请证明;若不成立,请说明理由;
(3)拓展:图1中,过点E作,垂足为点G.当的大小发生变化,其它条件不变时,若,,直接写出的长.
15.已知:,过平面内一点分别向、、画垂线,垂足分别为、、.
(问题引入)
如图①,当点在射线上时,求证:.
(类比探究)
(1)如图②,当点在内部,点在射线上时,求证:.
(2)当点在内部,点在射线的反向延长线上时,在图③中画出示意图,并直接写出线段、、之间的数量关系.
(知识拓展)
如图④,、、是的三条弦,都经过圆内一点,且.判断与的数量关系,并证明你的结论.
16.综合与实践.特例感知.两块三角板△ADB与△EFC全等,∠ADB=∠EFC=90°,∠B=45°,AB=6.将直角边AD和EF重合摆放.点P、Q分别为BE、AF的中点,连接PQ,如图1.则△APQ的形状为 .
操作探究
(1)若将△EFC绕点C顺时针旋转45°,点P恰好落在AD上,BE与AC交于点G,连接PF,如图2.
①FG:GA= ;
②PF与DC的位置关系为 ;
③求PQ的长;
开放拓展
(2)若△EFC绕点C旋转一周,当AC⊥CF时,∠AEC为 .
17.(1)(操作)如图,请用尺规作图确定圆的圆心,保留作图痕迹,不要求写作法;
(2)(探究)如图,若(1)中的圆的半径为2,放入平面直角坐标系中,使它与轴,轴分别切于点和,点的坐标为,过点的直线与圆有唯一公共点(与不重合)时,求点的坐标;
(3)(拓展)如图3,点从点出发,以每秒1个单位的速度沿轴向点运动,同时,点从原点出发,以每秒1个单位的速度沿轴向上运动,设运动时间为(),过点,,三点的圆,交第一象限角平分线于点,当为何值时,有最小值,求出此时,并探索在变化过程中的值有变化吗?为什么?
18.如图,已知和均为等腰三角形,AC=BC,DE=AE,将这两个三角形放置在一起.
(1)问题发现:
如图①,当时,点B、D、E在同一直线上,连接CE,则= °,线段BD、CE之间的数量关系是 ;
(2)拓展探究:
如图②,当时,点B、D、E在同一直线上,连接CE,请判断的度数及线段BD、CE之间的数量关系,并说明理由;
(3)解决问题:
如图③,,,AE=2,连接CE、BD,在绕点A旋转的过程中,当时,请直接写出EC的长.
19.综合与实践
动手操作
利用正方形纸片的折叠开展数学活动.探究体会在正方形折叠过程中,图形与线段的变化及其蕴含的数学思想方法.
如图1,点为正方形的边上的一个动点,,将正方形对折,使点与点重合,点与点重合,折痕为.
思考探索
(1)将正方形展平后沿过点的直线折叠,使点的对应点落在上,折痕为,连接,如图2.
①点在以点为圆心,_________的长为半径的圆上;
②_________;
③为_______三角形,请证明你的结论.
拓展延伸
(2)当时,正方形沿过点的直线(不过点)折叠后,点的对应点落在正方形内部或边上.
①面积的最大值为____________;
②连接,点为的中点,点在上,连接,则的最小值为____________.
20.在中,,点D、E分别是的中点,将绕点C按顺时针方向旋转一定的角度,连接.
观察猜想
(1)如图①,当时,填空:
①______________;
②直线所夹锐角为____________;
类比探究
(2)如图②,当时,试判断的值及直线所夹锐角的度数,并说明理由;
拓展应用
(3)在(2)的条件下,若,将绕着点C在平面内旋转,当点D落在射线AC上时,请直接写出的值.
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一、二次函数压轴题
1.探究:(1);(2)①,②的面积的最大值是,此时点的坐标为,拓展:.
【分析】
(1)由待定系数法易求解析式;
(2)过点作于点,交于点.设点的坐标为,由可得关于t的二次函数,进而可求最大值.
(3)根据抛物线与MN的位置关系可知当抛物线经过M点时,a取最大值.
【详解】
探究:(1)∵抛物线经过点,
∴,解得.
∴抛物线的表达式为.
(2)①过点作于点,交于点.
设直线的解析式为,
将、代入,
,解得:,
∴直线的解析式为.
∵点在抛物线上,点在直线上,
∴点的坐标为,点的坐标为,
∴ ,
∴ .
②∵,
∴当时,,
当时,.
∴的面积的最大值是,此时点的坐标为.
[拓展]:抛物线y=ax2−2x+3(a<0),当x=1时,y=a-2+3=a+1<3,故抛物线右边一定与MN有交点,
当x=-1,y=a+2+3=a+5,在M点或下方时,抛物线左边边一定与MN有交点,
即a+5≤3;
∴;
【点睛】
此题是二次函数综合题,主要考查了待定系数法,三角形面积的计算,极值的确定,关键是确定出抛物线解析式,难点是数形结合确定a点的求值范围.
2.C
解析:(1)
(2)当,四边形是平行四边形
(3)存在,点的坐标为, ,
【分析】
(1)根据函数解析式列方程即可;
(2)根据平行四边形的判定,用含未知数的值表示QM的长度,从而可求解;
(3)设Q点的坐标为,分两种情况讨论:当时,由勾股定理可得:,当时,由勾股定理可得:,可解出的值.
【详解】
(1)令,则,C点的坐标为(0,2);
令,则 解得,点A为(-1,0);点B为(4,0)
∴
(2)如图1所示:
点C与点D关于轴对称,点,设直线BD的解析式为,将代入得: 解得
∴直线BD的解析式为:
∵
∴当时,四边形是平行四边形
设Q点的坐标为 ,则
∴
解得 (不合题意,舍去)
∴当,四边形是平行四边形
(3)存在,设Q点的坐标为
∵是以BD为直角边的直角三角形
∴当时,由勾股定理可得:
即
解得 (不合题意,舍去)
∴Q点的坐标为
当时,由勾股定理可得:
即
解得
Q点的坐标为
综上所述:点的坐标为, ,.
【点睛】
本题考查了一次函数和抛物线的综合问题,解题的关键在于拿出函数解析式,会用含未知数的代数式表示出关键的点的坐标和线段的长度.
3.A
解析:(1)A(﹣3,0),y=﹣x+;(2)①点D落在直线l上时,t=6﹣2;②CD的最小值为.
【分析】
(1)解方程求出点A、点B的坐标,根据二次函数的性质求出点C的坐标,利用待定系数法求出直线l的表达式;
(2)①分点M在AO上运动、点M在OB上运动两种情况,DN⊥x轴于N,证明△MCO≌△DMN,根据全等三角形的性质得到MN=OC=,DN=OM=3﹣t,得到点D的坐标,根据一次函数图象上点的坐标特征求出t;
②根据等腰直角三角形的性质、垂线段最短解答.
【详解】
(1)当y=0时,﹣x2﹣x+=0,
解得x1=1,x2=﹣3,
∵点A在点B的左侧,
∴A(﹣3,0),B(1,0),
当x=0时,y=,即C(0,),
设直线l的表达式为y=kx+b,
将B,C两点坐标代入得,,
解得,,
则直线l的表达式为y=﹣x+;
(2)①如图1,当点M在AO上运动时,过点D作DN⊥x轴于N,
由题意可知,AM=t,OM=3﹣t,MC⊥MD,
则∠DMN+∠CMO=90°,∠CMO+∠MCO=90°,
∴∠MCO=∠DMN,
在△MCO与△DMN中,
,
∴△MCO≌△DMN(AAS),
∴MN=OC=,DN=OM=3﹣t,
∴D(t﹣3+,t﹣3);
同理,如图2,当点M在OB上运动时,
点D的坐标为:D(﹣3+t+,t﹣3)
将D点坐标代入直线BC的解析式y=﹣x+得,t﹣3=﹣×(﹣3+t+)+,
t=6﹣2,即点D落在直线l上时,t=6﹣2;
②∵△COD是等腰直角三角形,
∴CM=MD,
∴线段CM最小时,线段CD长度的最小,
∵M在AB上运动,
∴当CM⊥AB时,CM最短,CD最短,即CM=CO=,
根据勾股定理得,CD的最小值为.
【点睛】
此题主要考查二次函数综合,解题的关键是熟知二次函数的图像与性质、等腰三角形的性质特点.
4.B
解析:(1)详见解析;(2)详见解析;(3)①B、D、E;②2<m<3;③n=2或6.
【分析】
(1)把x=﹣,0,分别代入函数表达式即可求解;(2)描点确定函数图象;(3)①结合图象,根据二次函数的性质依次判断各项即可求解;②根据二次函数的图象即可解答;③如图,当直线y=n处于直线m或m′的位置时,由此即可求解.
【详解】
(1)把x=﹣,0,分别代入函数表达式得:y=,3,;
故答案为,3,;
(2)描点确定函数图象如下:
(3)①A.对称轴是直线x=0,故错误;
B.函数y=x2﹣2|x|+3的图象有两个最低点,其坐标分别是(﹣1,2)、(1,2),故正确;
C.当﹣1<x<1时,函数在y轴右侧,y随x的增大而增大,故错误;
D.当函数y=x2﹣2|x|+3的图象向下平移3个单位时,图象与x轴有三个公共点,正确;
E.函数y=(x﹣2)2﹣2|x﹣2|+3的图象,可以看作是函数y=x2﹣2|x|+3的图象向右平移2个单位得到,正确;
故答案为:B、D、E;
②从图象看,2<m<3时,方程x2﹣2|x|+3=m有四个解;
③如图,当直线y=n处于直线m或m′的位置时,
点P和图象上的点构成等腰直角三角形,
即n=2或6.
【点睛】
本题考查了二次函数的图象和性质,正确的识别图象,利用数形结合思想是解决问题的关键.
5.E
解析:(1)①;②2;(2);(3)
【分析】
(1)①把点E(-1,3)代入求出m的值即可;②先求出直线EF的解析式,设出点M的坐标,得到MN的二次函数关系式,根据二次函数的性质求解即可;
(2)写出抛物线的顶点式,根据平移规律即可得到的顶点式,进而得到的顶点坐标,即,消去,得到与的函数关系式,再由即可求得的取值范围;
(3)求出抛物线怛过点A(2,-3),函数H的图象恒过点B(2,-4),从图象可知两函数图象的交点P应在A,B之间,即点P的纵坐标在A,B点的纵坐标之间,从而可得结论.
【详解】
解:(1)①∵抛物线经过点E(-1,3)
∴
∴
∴抛物线的解析式为:
②如图,
∵点F为抛物线的最低点,
∴
∴
设直线EF的解析式为:
把E(-1,3),F(1,-5)代入得,
解得,
∴直线EF的解析式为:
设,则
∴
∵
∴当时,MN有最大值,最大值为2;
(2)∵抛物线
∴平移后的抛物线
∴抛物线的顶点坐标为
∴
∴
∴
∵
∴
∴
∴与的函数关系式为:
(3)如图,函数的图象为射线,
时,;
时,
∴函数H的图象恒过点(2,-4)
∵抛物线,
当时,;
当时,;
∴抛物线G恒过点A(2,-3)
由图象可知,若抛物线G与函数H的图象有交点P,则有
∴点P纵坐标的取值范围为:
【点睛】
本题考查了二次函数综合题,涉及到待定系数法求解析式、二次函数的性质和数形结合思想等知识,熟练运用二次函数的性质解决问题是本题的关键.
6.(1)0;(2)图见解析;(3)①3;②
【分析】
(1)那x=-2代入解析式,即可求得m的值;
(2)利用描点法画函数图象即可;
(3)①观察图象找出图象与x轴的交点个数即可求解;②观察图象,找出图象与平行于x轴直线的交点个数为4个时对应y的取值范围即可.
【详解】
(1)x=-2时,m=(-2)2- =0;
故答案为:0;
()如图所示
()①观察图象,可知与x轴有三个交点,
所以有三个根,分别是、、;
即答案为3;
②∵关于的方程有四个根,
∴函数的图象与y=a有四个交点,
由函数图象知:的取值范围是.
【点睛】
本题考查了抛物线与x轴的交点:把求二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)与x轴的交点坐标问题转化为解关于x的一元二次方程,其中观察函数图像的能力是解答本题的关键.
7.A
解析:(1)直线AC的表达式为y=x+4;(2)运动时间为0或(4﹣)秒时,EC=ED;(3)
【分析】
(1)由抛物线的解析式中x,y分别为0,求出A,C的坐标,再利用待定系数法确定直线AC的解析式;
(2)设出运动时间为t秒,然后用t表示线段OP,CE,AP,DE的长度,利用已知列出方程即可求解;
(3)利用等量代换求出△EBP的周长为AB+BE,由于AB为定值,BE最小时,△EBP的周长最小,根据垂线段最短,确定点E的位置,解直角三角形求出OP,点P坐标可求.
【详解】
解:(1)∵ 抛物线y=﹣x2﹣3x+4与x轴分别交于A,B,交y轴于点C,
∴ 当x=0时,y=4.
∴ C(0,4).
当y=0时,﹣x2﹣3x+4=0,
∴ x1=﹣4,x2=1,
∴ A(﹣4,0),B(1,0).
设直线AC的解析式为y=kx+b,
∴
解得:
∴ 直线AC的表达式为y=x+4.
(2)设点P的运动时间为t秒,
∵点P以每秒1个单位长度的速度由点O向点A运动,
∴ OP=t.
∴ P(﹣t,0).
∵ A(﹣4,0),C(0,4),
∴ OA=OC=4.
∴ Rt△AOC为等腰直角三角形.
∴ ∠CAO=∠ACO=45°,AC=OA=4.
∵ DP⊥x轴,
在Rt△APE中,∠CAP=45°,
∴ AP=PE=4﹣t,AE=AP=(4﹣t).
∴ EC=AC﹣AE=t.
∵ E,P的横坐标相同,
∴ E(﹣t,﹣t+4),D(﹣t,﹣t2+3t+4).
∴ DE=(﹣t2+3t+4)﹣(﹣t+4)=﹣t2+4t.
∵ EC=DE,
∴﹣t2+4t=t.
解得:t=0或t=4﹣.
∴ 当运动时间为0或(4﹣)秒时,EC=ED.
(3)存在.P的坐标为(﹣,0).
在Rt△AEP中,∠OAC=45°,
∴ AP=EP.
∴ △AEB的周长为EP+BP+BE=AP+BP+BE=AB+BE.
∵ AB=5,
∴ 当BE最小时,△AEB的周长最小.
当BE⊥AC时,BE最小.
在Rt△AEB中,
∵∠AEB=90°,∠BAC=45°,AB=5,BE⊥AC,
∴ PB=AB=.
∴ OP=PB﹣OB=.
∴ P(﹣,0).
【点睛】
本题考查了二次函数,一次函数的图象和性质,垂线段最短的性质,等腰三角形的性质,利用点的坐标的意义表示线段的长度,从而求出线段之间的关系是解题的关键.
8.(1) y=;(2)m=1,n=3;(3) 函数存在最大值,当x=0是,y取得最大值2.(4)-1≤x≤2
【分析】
(1)待定系数法求解函数解析式
(2)分别将m,n代入函数解析式,求出对应的横纵坐标即可求解
(3)观察图像即可,答案不唯一
(4)观察图像选择曲线在上方的区域即可.
【详解】
解(1)将(0,2),(1,1)代入解析式得
解得:
∴函数的解析式为y=
(2) ①令x=-1,
则y=1,
∴m=1
令y=,则x=±3,
∵2<n<4,
∴n=3
②
(3)函数存在最大值,当x=0是,y取得最大值2.
(4)直接观察图象可知,
当|x﹣|≤时,-1≤x≤2
【点睛】
本题考查了用待定系数法求函数的解析式,函数的图象和性质,根据函数图象求解不等式等问题,综合性强,熟悉函数的图象和性质是解题关键.
9.A
解析:(1)①,②;(2);(3)四边形OABC是矩形,证明见详解.
【分析】
(1)利用顶点P的横坐标求出b=-2,然后把b=-2和B点的坐标代入求出抛物线的解析式;
(2)先求出A点坐标,然后得出直线AB的解析式,设M点坐标为(x,x2-2x+3),根据S△ABM=3列出方程,并解方程,从而得出M点坐标,再根据S△ABM≥3求出M横坐标的范围即可;
(3)根据抛物线的图象可求出A、P、D的坐标,利用抛物线与直线相交求出B点坐标,然后求出平移后抛物线的解析式,然后求出C点坐标,然后求出BC的长度,从而得出四边形OABC是平行四边形,再根据∠AOC=90°得出四边形OABC是矩形.
【详解】
解:(1)①依题意, , 解得b=-2,
将b=-2及点B(3, 6)的坐标代入抛物线解析式,
得 ,
解c=3,
所以抛物线的解析式为,
②当,
解得,
当m≤x≤3时,y=x2+bx+c的最小值为2,最大值为6,
∴;
(2)∵抛物线 与y轴交于点A,
∴ A(0, 3),
∵ B(3, 6),
可得直线AB的解析式为,
设直线AB下方抛物线上的点M坐标为(x,),过M点作y轴的平行线交直线AB于点N, 则N(x, x+3). (如图),
∴ ,
∴,
解得 ,
∴点M的坐标为(1, 2) 或 (2, 3),
∵S△ABM≥3,
;
(3)结论是:四边形OABC是矩形,理由如下:
如图,由 PA=PO, OA=c, 可得,
∵抛物线的顶点坐标为 ,
∴ ,
∴,
∴ 抛物线,
A(0,),P(,), D(,0),
∴直线OP的解析式为,
∵ 点B是抛物线与直线的图象的交点,
令 ,
解得,
可得点B的坐标为(-b,),
由平移后的抛物线经过点A, 可设平移后的抛物线解析式为,
将点D(,0)的坐标代入,得,
∴ 平移后的抛物线解析式为,
令y=0, 即,
解得,
依题意, 点C的坐标为(-b,0),
∴ BC=,
∴ BC= OA,
又BC∥OA,
∴ 四边形OABC是平行四边形,
∵ ∠AOC=90°,
∴ 四边形OABC是矩形.
【点睛】
本题主要考查二次函数的图象和性质,并与几何图形相结合的综合题,难度较高,解题的关键在于灵活运用二次函数的性质及待定系数法,并注重点的坐标与线段长的互相转化.
10.F
解析:(1),;(2)O1(,)或(,);(3)满足条件的点F的坐标为F1(-2,3),F2(3,-12).
【分析】
(1)把A(1,0),B(-3,0)代入y=ax2+bx+3即可求解;
(2)先求出直线OO1的解析式为,再根据,求解即可或是根据得出x的值,再根据直线OO1的解析式为求解;
(3)先求出直线EF解析式为 ,再根据求解即可.
【详解】
解:(1)将点A(1, 0),B(-3, 0)代入抛物线解析式y=x2+bx+3
得:
解得:
∴抛物线解析式为
∴ ∴
(2)∵点C为与轴的交点∴C(0,3)
∵B(-3,0)∴OB=OC ∴ ∠CBO=45°
∵将△COB沿直线 BC平移,得到△C1O1B1
∴直线OO1∥BC ∴ ∠O1OA=45°
∴直线OO1的解析式为
根据题意 得
整理得
解得
∴O1(, )或)(,)
解法2 ∵点C为与轴的交点∴C(0,3)∴OC=3
∵将△COB沿直线 BC平移,得到△C1O1B1 01C1=3
∴
整理得
解得
∵B(-3,0)∴OB=OC ∴ ∠CBO=45°
∵将△COB沿直线 BC平移,得到△C1O1B1
∴直线OO1∥BC ∴ ∠O1OA=45°
∴直线OO1的解析式为y=x
∴O1(, )或(,)
(3)∵抛物线对称轴与x轴交于点E,则点E的坐标为E(-1,0),过点C作CF∥x轴
根据抛物线的对称性得F的坐标为F(-2,3)
∴AE=CF=2 ∵CF∥AE ∴四边形CFEA为平行四边形
∴EF∥CA
设直线EF的解析式为
得: 解得:
∴直线EF解析式为
根据题意 得
解得
满足条件的点F的坐标为F1(-2,3),F2(3,-12).
【点睛】
本题属于二次函数综合题,考查了二次函数的性质,一次函数的性质,平行线的判定和性质,解题的关键是学会利用参数构建方程组解决问题,学会用转化的思想思考问题.
二、中考几何压轴题
11.(1),;(2)结论仍然成立,证明详见解析;(3)的长为或.
【分析】
(1)延长DE交CF的延长线于点N,由正方形的性质可得和均为等腰直角三角形,因此,易证,由相似三角形的性质即可得到,由三角形的
解析:(1),;(2)结论仍然成立,证明详见解析;(3)的长为或.
【分析】
(1)延长DE交CF的延长线于点N,由正方形的性质可得和均为等腰直角三角形,因此,易证,由相似三角形的性质即可得到,由三角形的内角和即可得到;
(2)延长交于点,由旋转的性质可知和均为等腰直角三角形,因此,易证,同(1)易证结论仍成立;
(3)由点E到直线AD的距离为2,,可知点F在直线AD或AB上,分两种情况讨论:(i)当点F在DA的延长线或BA延长线上时,由勾股定理可得的长,(ii)当点F在AD或AB上时,过点E作的高,由勾股定理可得的长.
【详解】
解:(1)如图①,延长DE交CF的延长线于点N,
∵AC是正方形ABCD的对角线,
∴,
∵是直角三角形,
∴和均为等腰直角三角形,
∴,
又∵,
∴,
∴,,
∴;
又∵,,,
∴
故答案为:,
(2)结论仍然成立.
理由如下:如图②,延长交于点.
∵是正方形的对角线,且是由原题中图1的位置旋转得来,
∴,即和均为等腰直角三角形.
∴.
又∵,,
∴.
∴.
∴,.
∴.
又∵,,,
∴.
∴结论成立.
(3)的长为或.
理由如下:
∵点E到直线AD的距离为2,,
∴点F在直线AD或AB上
分两种情况讨论:
(i)如图③,当点F在DA的延长线上时,过点E作EG⊥AD交延长线于点G,
∵,
∴,
∴,
在中,由勾股定理得;
如图④,当点F在BA延长线上时,过点E作EK⊥AD交DA的延长线于点K,在等腰中,过点E作EH⊥AF于点H,
∵AH=EK=2=AF,
∴BF=AB+AF=12,
∴;
(ii)如图⑤,当点F在AD上时,过点E作EI⊥AD于点I,
∵AF=4,AD=8,
∴,
在中,由勾股定理得;
如图⑥,当点F在AB上时,过点E作EM⊥AD交AD于点M,在等腰中,过点E作EN⊥AF于点N,
∵AN=EM=2=AF,
∴,
∴,
综上所述,CF的长为或.
【点睛】
本题考查相似三角形和图形旋转的性质,属于综合题,需要分类讨论,熟练掌握等腰直角三角形的性质、相似三角形的性质、勾股定理等知识是解题关键.
12.(1)等腰直角三角形;(2)成立,见解析;(3)大于等于,小于等于.
【分析】
(1)先作出辅助线构造全等,进而证明FG与DE、AC均平行,再利用平行线间存在的角度关系推导出∠GFH为90°、∠FH
解析:(1)等腰直角三角形;(2)成立,见解析;(3)大于等于,小于等于.
【分析】
(1)先作出辅助线构造全等,进而证明FG与DE、AC均平行,再利用平行线间存在的角度关系推导出∠GFH为90°、∠FHG为45°,从而证明△GFH为等腰直角三角形;
(2)先作出辅助线构造相似,从而证明FH与GH之间的比例关系,再利用角度之间的关系即可证明;
(3)通过前两问证明得到△GFH的周长与CE长之间的关系,再通过观察E点运动轨迹,分别找到CE取得最大值和最小值的位置,解出CE长,进而即可求得△GFH周长的取值范围.
【详解】
解:(1)等腰直角三角形.
连接EG并延长交AC于K.
∵DE⊥BC,∠ACB=90°
∴DEAC
∴∠EDG=∠KCG
又∵G为CD中点
∴DG=CG
∴△DGE≌△CGK(ASA)
∴EG=GK
又∵F为AE中点,EF=AF
∴FGACDE
∴∠EFG=∠DEF
又∵F、H分别为AE、AC中点
∴FHEC
∴∠AFH=∠AEC,∠AHF=∠ACE=90°
而∠GFH=180°-(∠EFG+∠AFH)
∠EFG+∠AFH =∠DEF+∠AEC=90°
∴∠GFH=180°-90°=90°
又∵G、H分别为CD、AC中点
∴GHAD
∴∠GHC=∠DAC=45°
而∠FHG=180°-∠GHC-∠AHF=180°-45°-90°=45°
∴△FGH为等腰直角三角形.
(2)仍然成立,理由如下.
连接CE并延长交AB于点P,交AD的延长线于点O.
由图①可知,
∴
∴
∵,
∴
∴
∴,
∵
∴
∵点F,G,H分别为AE,CD,AC的中点
∴,;,
∴,,
∴为等腰直角三角形.
(3)当△BDE绕点B在平面内自由旋转时,作出E点轨迹如图所示,为一个以B为圆心,BE长为半径的圆.
∵△GFH的周长为GF、FH和GH的和
且由(2)知△GFH恒为等腰直角三角形
∴
又∵F、H分别为AE、AC中点
∴FH=CE
当E在圆B上运动时
,
而CB=6,CE=2
∴,
∴,
∴周长的最大值为,最小值为
∴周长的取值范围是大于等于,小于等于.
【点睛】
本题主要考查全等三角形的判定与性质、相似三角形的判定与性质以及等腰直角三角形、三角形的中位线等相关知识点,题目综合性较强,难度较大,难点在于根据已知构造恰当的辅助线.
13.(1)相等,;(2)是等边三角形,理由见解析;(3)面积的最大值为.
【分析】
(1)根据"点分别为的中点",可得MNBD,NPCE ,根据三角形外角和定理,等量代换求出.
(2)先求出,得出,根据
解析:(1)相等,;(2)是等边三角形,理由见解析;(3)面积的最大值为.
【分析】
(1)根据"点分别为的中点",可得MNBD,NPCE ,根据三角形外角和定理,等量代换求出.
(2)先求出,得出,根据MNBD,NPCE ,和三角形外角和定理,可知MN=PN,再等量代换求出,即可求解.
(3)根据,可知BD最大值,继而求出面积的最大值.
【详解】
由题意知:AB=AC,AD=AE,且点分别为的中点,
∴BD=CE,MNBD,NPCE,MN=BD,NP=EC
∴MN=NP
又∵MNBD,NPCE,∠A=,AB=AC,
∴∠MNE=∠DBE,∠NPB=∠C,∠ABC=∠C=
根据三角形外角和定理,
得∠ENP=∠NBP+∠NPB
∵∠MNP=∠MNE+∠ENP,∠ENP=∠NBP+∠NPB,
∠NPB=∠C,∠MNE=∠DBE,
∴∠MNP=∠DBE+∠NBP+∠C
=∠ABC+∠C =.
是等边三角形.
理由如下:
如图,由旋转可得
在ABD和ACE中
.
点分别为的中点,
是的中位线,
且
同理可证且
.
在中
∵∠MNP=,MN=PN
是等边三角形.
根据题意得:
即,从而
的面积.
∴面积的最大值为.
【点睛】
本题主要考查了三角形中点的性质、三角形相似的判定定理、三角形外角和定理以及图形旋转的相关知识;正确掌握三角形相似的判定定理、三角形外角和定理以及图形旋转的相关知识
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