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全国中考数学二次函数的综合中考真题汇总含答案
一、二次函数
1.如图,已知抛物线的对称轴为直线,且抛物线与轴交于、两点,与轴交于点,其中,.
(1)若直线经过、两点,求直线和抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴上找一点,使点到点的距离与到点的距离之和最小,求出点的坐标;
(3)设点为抛物线的对称轴上的一个动点,求使为直角三角形的点的坐标.
【答案】(1)抛物线的解析式为,直线的解析式为.(2);(3)的坐标为或或或.
【解析】
分析:(1)先把点A,C的坐标分别代入抛物线解析式得到a和b,c的关系式,再根据抛物线的对称轴方程可得a和b的关系,再联立得到方程组,解方程组,求出a,b,c的值即可得到抛物线解析式;把B、C两点的坐标代入直线y=mx+n,解方程组求出m和n的值即可得到直线解析式;
(2)设直线BC与对称轴x=-1的交点为M,此时MA+MC的值最小.把x=-1代入直线y=x+3得y的值,即可求出点M坐标;
(3)设P(-1,t),又因为B(-3,0),C(0,3),所以可得BC2=18,PB2=(-1+3)2+t2=4+t2,PC2=(-1)2+(t-3)2=t2-6t+10,再分三种情况分别讨论求出符合题意t值即可求出点P的坐标.
详解:(1)依题意得:,解得:,
∴抛物线的解析式为.
∵对称轴为,且抛物线经过,
∴把、分别代入直线,
得,解之得:,
∴直线的解析式为.
(2)直线与对称轴的交点为,则此时的值最小,把代入直线得,
∴.即当点到点的距离与到点的距离之和最小时的坐标为.
(注:本题只求坐标没说要求证明为何此时的值最小,所以答案未证明的值最小的原因).
(3)设,又,,
∴,,,
①若点为直角顶点,则,即:解得:,
②若点为直角顶点,则,即:解得:,
③若点为直角顶点,则,即:解得:
,.
综上所述的坐标为或或或.
点睛:本题综合考查了二次函数的图象与性质、待定系数法求函数(二次函数和一次函数)的解析式、利用轴对称性质确定线段的最小长度、难度不是很大,是一道不错的中考压轴题.
2.如图,在平面直角坐标系中,A、B为x轴上两点,C、D为y轴上的两点,经
过点A、C、B的抛物线的一部分C1与经过点A、D、B的抛物线的一部分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的坐标为(0,),点M是抛物线C2:(<0)的顶点.
(1)求A、B两点的坐标;
(2)“蛋线”在第四象限上是否存在一点P,使得△PBC的面积最大?若存在,求出△PBC面积的最大值;若不存在,请说明理由;
(3)当△BDM为直角三角形时,求的值.
【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两点的坐标.
(2)先用待定系数法得到抛物线C1的解析式,由S△PBC = S△POC+ S△BOP–S△BOC得到△PBC面积的表达式,根据二次函数最值原理求出最大值.
(3)先表示出DM2,BD2,MB2,再分两种情况:①∠BMD=90°时;②∠BDM=90°时,讨论即可求得m的值.
【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的表达式为(),
把C(0,)代入可得,.
∴C1的表达式为:,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°两种情况:
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.
3.如图,在平面直角坐标系中,直线与轴,轴分别交于点A、B,抛物线经过点A和点B,与x轴的另一个交点为C,动点D从点A出发,以每秒1个单位长度的速度向O点运动,同时动点E从点B出发,以每秒2个单位长度的速度向A点运动,设运动的时间为t秒,0﹤t﹤5.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当t为何值时,以A、D、E为顶点的三角形与△AOB相似;
(3)当△ADE为等腰三角形时,求t的值;
(4)抛物线上是否存在一点F,使得以A、B、D、F为顶点的四边形是平行四边形?若存在,直接写出F点的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)抛物线的解析式为;
(2)t的值为或;
(3)t的值为或或;
(4)符合条件的点F存在,共有两个(4,8),,-8).
【解析】
(1)由B、C两点的坐标,利用待定系数法可求得抛物线的解析式;(2)利用△ADE∽△AOB和△AED∽△AOB即可求出t的值;(3)过E作EH⊥x轴于点H,过D作DM⊥AB于点M即可求出t的值;(4)分当AD为边时,当AD为对角线时符合条件的点F的坐标.
解:(1)A(6,0),B(0,8),依题意知,解得,
∴.
(2)∵ A(6,0),B(0,8),∴OA=6,OB=8,AB=10,∴AD=t,AE=10-2t,
①当△ADE∽△AOB时,,∴,∴;
②当△AED∽△AOB时,,∴,∴;
综上所述,t的值为或.
(3) ①当AD=AE时,t=10-2t,∴;
②当AE=DE时,过E作EH⊥x轴于点H,则AD=2AH,由△AEH∽△ABO得,AH=,∴,∴;
③当AD=DE时,过D作DM⊥AB于点M,则AE=2AM,由△AMD∽△AOB得,AM=,∴,∴;
综上所述,t的值为或或.
(4) ①当AD为边时,则BF∥x轴,∴,求得x=4,∴F(4,8);
②当AD为对角线时,则,∴,解得,∵x﹥0,∴,∴.
综上所述,符合条件的点F存在,共有两个(4,8),,-8).
“点睛”本题考查二次函数综合题、相似三角形等知识,解题的关键是学会待定系数法确定函数解析式,学会分类讨论,用方程的思想解决问题,属于中考压轴题.
4.如图,抛物线交轴于,两点,交轴于点C,与过点C且平行于x轴的直线交于另一点,点P是抛物线上一动点.
(1)求抛物线解析式及点D的坐标;
(2)点在轴上,若以,,,为顶点的四边形是平行四边形,求此时点的坐标;
(3)过点作直线CD的垂线,垂足为,若将沿翻折,点的对应点为.是否存在点,使恰好落在轴上?若存在,求出此时点P的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1);点坐标为; (2)P1(0,2); P2(,-2);P3(,-2) ; (3)满足条件的点有两个,其坐标分别为:(, ),(,).
【解析】
【分析】
1)用待定系数法可得出抛物线的解析式,令y=2可得出点D的坐标
(2)分两种情况进行讨论,①当AE为一边时,AE∥PD,②当AE为对角线时,根据平行四边形对顶点到另一条对角线距离相等,求解点P坐标
(3)结合图形可判断出点P在直线CD下方,设点P的坐标为(,),分情况讨论,①当P点在y轴右侧时,②当P点在y轴左侧时,运用解直角三角形及相似三角形的性质进行求解即可
【详解】
解:(1)∵抛物线经过,两点,
∴,解得:,,
∴抛物线解析式为:;
当时,,解得:,(舍),即:点坐标为.
(2)∵,两点都在轴上,∴有两种可能:
①当为一边时,∥,此时点与点重合(如图1),∴,
②当为对角线时,点、点到直线(即轴)的距离相等,
∴点的纵坐标为(如图2),
把代入抛物线的解析式,得:,
解得:,,
∴点的坐标为,,
综上所述:; ; .
(3)存在满足条件的点,显然点在直线下方,设直线交轴于,
点的坐标为(,),
①当点在轴右侧时(如图3),
,
,
又∵,
∴,
又,∴,
∴,
∵,,,∴,∴,
∴,==,
即,∴点的坐标为(,),
②当点在轴左侧时(如图4),
此时,,==,
=-()=,
又∵,,
∴,又
∴,∴,
∵,,,
∴,∴,
∴,
==,
此时,点的坐标为(,).
综上所述,满足条件的点有两个,其坐标分别为:(,),(,).
【点睛】
此题考查二次函数综合题,解题关键在于运用待定系数法的出解析式,难度较大
5.如图1,在平面直角坐标系中,直线AB:y=kx+b(k<0,b>0),与x轴交于点A、与y轴交于点B,直线CD与x轴交于点C、与y轴交于点D.若直线CD的解析式为y=﹣(x+b),则称直线CD为直线AB的”姊线”,经过点A、B、C的抛物线称为直线AB的“母线”.
(1)若直线AB的解析式为:y=﹣3x+6,求AB的”姊线”CD的解析式为: (直接填空);
(2)若直线AB的”母线”解析式为:,求AB的”姊线”CD的解析式;
(3)如图2,在(2)的条件下,点P为第二象限”母线”上的动点,连接OP,交”姊线”CD于点Q,设点P的横坐标为m,PQ与OQ的比值为y,求y与m的函数关系式,并求y的最大值;
(4)如图3,若AB的解析式为:y=mx+3(m<0),AB的“姊线”为CD,点G为AB的中点,点H为CD的中点,连接OH,若GH=,请直接写出AB的”母线”的函数解析式.
【答案】(1);(2)(2,0)、(0,4)、(﹣4,0);(3)当m=﹣,y最大值为;(4)y=x2﹣2x﹣3.
【解析】
【分析】
(1)由k,b的值以及”姊线”的定义即可求解;
(2)令x=0,得y值,令y=0,得x值,即可求得点A、B、C的坐标,从而求得直线CD的表达式;
(3)设点P的横坐标为m,则点P(m,n),n=﹣m2﹣m+4,
从而求得直线OP的表达式,将直线OP和CD表达式联立并解得点Q坐标,
由此求得,从而求得y=﹣m2﹣m+3,故当m=﹣,y最大值为;
(4)由直线AB的解析式可得AB的“姊线”CD的表达式y=﹣(x+3),令x=0,得 y值,令y=0,得x值,可得点C、D的坐标,由此可得点H坐标,同理可得点G坐标,
由勾股定理得:m值,即可求得点A、B、C的坐标,从而得到 “母线”函数的表达式.
【详解】
(1)由题意得:k=﹣3,b=6,
则答案为:y=(x+6);
(2)令x=0,则y=4,令y=0,则x=2或﹣4,
点A、B、C的坐标分别为(2,0)、(0,4)、(﹣4,0),
则直线CD的表达式为:y=(x+4)=x+2;
(3)设点P的横坐标为m,则点P(m,n),n=﹣m2﹣m+4,
则直线OP的表达式为:y=x,
将直线OP和CD表达式联立得,
解得:点Q(,)
则=﹣m2﹣m+4,
y==﹣m2﹣m+3,
当m=﹣,y最大值为;
(4)直线CD的表达式为:y=﹣(x+3),
令x=0,则y=﹣,令y=0,则x=﹣3,
故点C、D的坐标为(﹣3,0)、(0,﹣),则点H(﹣,﹣),
同理可得:点G(﹣,),
则GH2=(+)2+(﹣)2=()2,
解得:m=﹣3(正值已舍去),
则点A、B、C的坐标分别为(1,0)、(0,3)、(﹣3,0),
则“母线”函数的表达式为:y=a(x﹣1)(x+3)=a(x2﹣2x﹣3),
即:﹣3a=﹣3,解得:a=1,
故:“母线”函数的表达式为:y=x2﹣2x﹣3.
【点睛】
此题是二次函数综合题目,考查了“姊线”的定义,待定系数法求二次函数解析式,二次函数的最值问题,掌握二次函数的有关性质是解答此题的关键.
6.温州茶山杨梅名扬中国,某公司经营茶山杨梅业务,以3万元/吨的价格买入杨梅,包装后直接销售,包装成本为1万元/吨,它的平均销售价格y(单位:万元/吨)与销售数量x(2≤x≤10,单位:吨)之间的函数关系如图所示.
(1)若杨梅的销售量为6吨时,它的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的毛利润(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)经过市场调查发现,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)之间的函数关系是y=x+3(2≤x≤10).
①当该公司买入杨梅多少吨时,采用深加工方式与直接包装销售获得毛利润一样?
②该公司买入杨梅吨数在 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)杨梅的销售量为6吨时,它的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该公司买入杨梅3吨;②3<x≤8.
【解析】
【分析】
(1)设其解析式为y=kx+b,由图象经过点(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,根据二次函数的性质即可得到结论;
(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是关于x的一次函数.
∴设其解析式为y=kx+b,
∵图象经过点(2,12),(8,9)两点,
∴,
解得k=﹣,b=13,
∴一次函数的解析式为y=﹣x+13,
当x=6时,y=10,
答:若杨梅的销售量为6吨时,它的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,
答该公司买入杨梅3吨;
②当该公司买入杨梅吨数在 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、一次函数的综合应用题,难度较大.解题关键是理清售价、成本、利润三者之间的关系.
7.(10分)(2015•佛山)如图,一小球从斜坡O点处抛出,球的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)请用配方法求二次函数图象的最高点P的坐标;
(2)小球的落点是A,求点A的坐标;
(3)连接抛物线的最高点P与点O、A得△POA,求△POA的面积;
(4)在OA上方的抛物线上存在一点M(M与P不重合),△MOA的面积等于△POA的面积.请直接写出点M的坐标.
【答案】(1)(2,4);(2)(,);(3);(4)(,).
【解析】
试题分析:(1)利用配方法抛物线的一般式化为顶点式,即可求出二次函数图象的最高点P的坐标;
(2)联立两解析式,可求出交点A的坐标;
(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的平行线,交抛物线于点M,连结OM、AM,由于两平行线之间的距离相等,根据同底等高的两个三角形面积相等,可得△MOA的面积等于△POA的面积.设直线PM的解析式为y=x+b,将P(2,4)代入,求出直线PM的解析式为y=x+3.再与抛物线的解析式联立,得到方程组,解方程组即可求出点M的坐标.
试题解析:(1)由题意得,y=﹣x2+4x=﹣(x﹣2)2+4,
故二次函数图象的最高点P的坐标为(2,4);
(2)联立两解析式可得:,解得:,或.
故可得点A的坐标为(,);
(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的平行线,交抛物线于点M,连结OM、AM,则△MOA的面积等于△POA的面积.
设直线PM的解析式为y=x+b,
∵P的坐标为(2,4),
∴4=×2+b,解得b=3,
∴直线PM的解析式为y=x+3.
由,解得,,
∴点M的坐标为(,).
考点:二次函数的综合题
8.在平面直角坐标系xOy中(如图).已知抛物线y=﹣x2+bx+c经过点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落在抛物线上的点P处.
(1)求这条抛物线的表达式;
(2)求线段CD的长;
(3)将抛物线平移,使其顶点C移到原点O的位置,这时点P落在点E的位置,如果点M在y轴上,且以O、D、E、M为顶点的四边形面积为8,求点M的坐标.
【答案】(1)抛物线解析式为y=﹣x2+2x+;(2)线段CD的长为2;(3)M点的坐标为(0,)或(0,﹣).
【解析】
【分析】(1)利用待定系数法求抛物线解析式;
(2)利用配方法得到y=﹣(x﹣2)2+,则根据二次函数的性质得到C点坐标和抛物线的对称轴为直线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+得到关于t的方程,从而解方程可得到CD的长;
(3)P点坐标为(4,),D点坐标为(2,),利用抛物线的平移规律确定E点坐标为(2,﹣2),设M(0,m),当m>0时,利用梯形面积公式得到•(m++2)•2=8当m<0时,利用梯形面积公式得到•(﹣m++2)•2=8,然后分别解方程求出m即可得到对应的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,),抛物线的对称轴为直线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落在抛物线上的点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的长为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的位置,
∴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点的坐标为(0,)或(0,﹣).
【点睛】本题考查了二次函数的综合题,涉及到待定系数法、抛物线上点的坐标、旋转的性质、抛物线的平移等知识,综合性较强,正确添加辅助线、运用数形结合思想熟练相关知识是解题的关键.
9.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.
10.(2017南宁,第26题,10分)如图,已知抛物线与坐标轴交于A,B,C三点,其中C(0,3),∠BAC的平分线AE交y轴于点D,交BC于点E,过点D的直线l与射线AC,AB分别交于点M,N.
(1)直接写出a的值、点A的坐标及抛物线的对称轴;
(2)点P为抛物线的对称轴上一动点,若△PAD为等腰三角形,求出点P的坐标;
(3)证明:当直线l绕点D旋转时,均为定值,并求出该定值.
【答案】(1)a=,A(﹣,0),抛物线的对称轴为x=;(2)点P的坐标为(,0)或(,﹣4);(3).
【解析】
试题分析:(1)由点C的坐标为(0,3),可知﹣9a=3,故此可求得a的值,然后令y=0得到关于x的方程,解关于x的方程可得到点A和点B的坐标,最后利用抛物线的对称性可确定出抛物线的对称轴;
(2)利用特殊锐角三角函数值可求得∠CAO=60°,依据AE为∠BAC的角平分线可求得∠DAO=30°,然后利用特殊锐角三角函数值可求得OD=1,则可得到点D的坐标.设点P的坐标为(,a).依据两点的距离公式可求得AD、AP、DP的长,然后分为AD=PA、AD=DP、AP=DP三种情况列方程求解即可;
(3)设直线MN的解析式为y=kx+1,接下来求得点M和点N的横坐标,于是可得到AN的长,然后利用特殊锐角三角函数值可求得AM的长,最后将AM和AN的长代入化简即可.
试题解析:(1)∵C(0,3),∴﹣9a=3,解得:a=.
令y=0得:,∵a≠0,∴,解得:x=﹣或x=,∴点A的坐标为(﹣,0),B(,0),∴抛物线的对称轴为x=.
(2)∵OA=,OC=3,∴tan∠CAO=,∴∠CAO=60°.
∵AE为∠BAC的平分线,∴∠DAO=30°,∴DO=AO=1,∴点D的坐标为(0,1).
设点P的坐标为(,a).
依据两点间的距离公式可知:AD2=4,AP2=12+a2,DP2=3+(a﹣1)2.
当AD=PA时,4=12+a2,方程无解.
当AD=DP时,4=3+(a﹣1)2,解得a=0或a=2(舍去),∴点P的坐标为(,0).
当AP=DP时,12+a2=3+(a﹣1)2,解得a=﹣4,∴点P的坐标为(,﹣4).
综上所述,点P的坐标为(,0)或(,﹣4).
(3)设直线AC的解析式为y=mx+3,将点A的坐标代入得:,解得:m=,∴直线AC的解析式为.
设直线MN的解析式为y=kx+1.
把y=0代入y=kx+1得:kx+1=0,解得:x=,∴点N的坐标为(,0),∴AN==.
将与y=kx+1联立解得:x=,∴点M的横坐标为.
过点M作MG⊥x轴,垂足为G.则AG=.
∵∠MAG=60°,∠AGM=90°,∴AM=2AG==,∴= == =.
点睛:本题主要考查的是二次函数的综合应用,解答本题主要应用了待定系数法求一次函数、二次函数的解析式,分类讨论是解答问题(2)的关键,求得点M的坐标和点N的坐标是解答问题(3)的关键.
11.如图,直线y=﹣x+4与x轴交于点B,与y轴交于点C,抛物线y=﹣x2+bx+c经过B,C两点,与x轴另一交点为A.点P以每秒个单位长度的速度在线段BC上由点B向点C运动(点P不与点B和点C重合),设运动时间为t秒,过点P作x轴垂线交x轴于点E,交抛物线于点M.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图①,过点P作y轴垂线交y轴于点N,连接MN交BC于点Q,当时,求t的值;
(3)如图②,连接AM交BC于点D,当△PDM是等腰三角形时,直接写出t的值.
【答案】(1)y=﹣x2+3x+4;(2)t的值为;(3)当△PDM是等腰三角形时,t=1或t=﹣1.
【解析】
【分析】
(1)求直线y=-x+4与x轴交点B,与y轴交点C,用待定系数法即求得抛物线解析式.
(2)根据点B、C坐标求得∠OBC=45°,又PE⊥x轴于点E,得到△PEB是等腰直角三角形,由t求得BE=PE=t,即可用t表示各线段,得到点M的横坐标,进而用m表示点M纵坐标,求得MP的长.根据MP∥CN可证,故有,把用t表示的MP、NC代入即得到关于t的方程,求解即得到t的值.
(3)因为不确定等腰△PDM的底和腰,故需分3种情况讨论:①若MD=MP,则∠MDP=∠MPD=45°,故有∠DMP=90°,不合题意;②若DM=DP,则∠DMP=∠MPD=45°,进而得AE=ME,把含t的式子代入并解方程即可;③若MP=DP,则∠PMD=∠PDM,由对顶角相等和两直线平行内错角相等可得∠CFD=∠PMD=∠PDM=∠CDF进而得CF=CD.用t表示M的坐标,求直线AM解析式,求得AM与y轴交点F的坐标,即能用t表示CF的长.把直线AM与直线BC解析式联立方程组,解得x的值即为点D横坐标.过D作y轴垂线段DG,得等腰直角△CDG,用DG即点D横坐标,进而可用t表示CD的长.把含t的式子代入CF=CD,解方程即得到t的值.
【详解】
(1)直线y=﹣x+4中,当x=0时,y=4
∴C(0,4)
当y=﹣x+4=0时,解得:x=4
∴B(4,0)
∵抛物线y=﹣x2+bx+c经过B,C两点
∴ 解得:
∴抛物线解析式为y=﹣x2+3x+4
(2)∵B(4,0),C(0,4),∠BOC=90°
∴OB=OC
∴∠OBC=∠OCB=45°
∵ME⊥x轴于点E,PB=t
∴∠BEP=90°
∴Rt△BEP中,
∴,
∴
∵点M在抛物线上
∴,
∴ ,
∵PN⊥y轴于点N
∴∠PNO=∠NOE=∠PEO=90°
∴四边形ONPE是矩形
∴ON=PE=t
∴NC=OC﹣ON=4﹣t
∵MP∥CN
∴△MPQ∽△NCQ
∴
∴
解得:(点P不与点C重合,故舍去)
∴t的值为
(3)∵∠PEB=90°,BE=PE
∴∠BPE=∠PBE=45°
∴∠MPD=∠BPE=45°
①若MD=MP,则∠MDP=∠MPD=45°
∴∠DMP=90°,即DM∥x轴,与题意矛盾
②若DM=DP,则∠DMP=∠MPD=45°
∵∠AEM=90°
∴AE=ME
∵y=﹣x2+3x+4=0时,解得:x1=﹣1,x2=4
∴A(﹣1,0)
∵由(2)得,xM=4﹣t,ME=yM=﹣t2+5t
∴AE=4﹣t﹣(﹣1)=5﹣t
∴5﹣t=﹣t2+5t
解得:t1=1,t2=5(0<t<4,舍去)
③若MP=DP,则∠PMD=∠PDM
如图,记AM与y轴交点为F,过点D作DG⊥y轴于点G
∴∠CFD=∠PMD=∠PDM=∠CDF
∴CF=CD
∵A(﹣1,0),M(4﹣t,﹣t2+5t),设直线AM解析式为y=ax+m
∴ 解得: ,
∴直线AM:
∴F(0,t)
∴CF=OC﹣OF=4﹣t
∵tx+t=﹣x+4,解得:,
∴,
∵∠CGD=90°,∠DCG=45°
∴,
∴
解得:
综上所述,当△PDM是等腰三角形时,t=1或.
【点睛】
本题考查了二次函数的图象与性质,解二元一次方程组和一元二次方程,等腰直角三角形的性质,相似三角形的判定和性质,涉及等腰三角形的分类讨论,要充分利用等腰的性质作为列方程的依据.
12.已知函数(为常数)
(1)当,
①点在此函数图象上,求的值;
②求此函数的最大值.
(2)已知线段的两个端点坐标分别为,当此函数的图象与线段只有一个交点时,直接写出的取值范围.
(3)当此函数图象上有4个点到轴的距离等于4,求的取值范围.
【答案】(1)①②;(2),时,图象与线段只有一个交点;(3)函数图象上有4个点到轴的距离等于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;故函数的最大值为;
(2)将点代入中,得到,所以时,图象与线段只有一个交点;将点)代入和中,得到,
所以时图象与线段只有一个交点;
(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;
∴函数的最大值为;
(2)将点代入中,
∴,
∴时,图象与线段只有一个交点;
将点代入中,
∴,
将点代入中,
∴,
∴时图象与线段只有一个交点;
综上所述:,时,图象与线段只有一个交点;
(3)当时,,
,∴;
当时,,
,∴,
当时,,
;
∴函数图象上有4个点到轴的距离等于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.
13.如图,已知抛物线经过点A(﹣1,0),B(4,0),C(0,2)三点,点D与点C关于x轴对称,点P是x轴上的一个动点,设点P的坐标为(m,0),过点P做x轴的垂线l交抛物线于点Q,交直线BD于点M.
(1)求该抛物线所表示的二次函数的表达式;
(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,是否存在点Q,使得以点B、Q、M为顶点的三角形与△BOD相似?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【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的坐标为(3,2)或(﹣1,0)时,以点B、Q、M为顶点的三角形与△BOD相似.
【解析】
分析:(1)待定系数法求解可得;
(2)先利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,据此列出关于m的方程,解之可得;
(3)易知∠ODB=∠QMB,故分①∠DOB=∠MBQ=90°,利用△DOB∽△MBQ得,再证△MBQ∽△BPQ得,即,解之即可得此时m的值;②∠BQM=90°,此时点Q与点A重合,△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,
分以下两种情况:
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重合,不能构成三角形,舍去,
∴m=3,点Q的坐标为(3,2);
②当∠BQM=90°时,此时点Q与点A重合,△BOD∽△BQM′,
此时m=-1,点Q的坐标为(-1,0);
综上,点Q的坐标为(3,2)或(-1,0)时,以点B、Q、M为顶点的三角形与△BOD相似.
点睛:本题主要考查二次函数的综合问题,解题的关键是掌握待定系数法求函数解析式、平行四边形的判定与性质、相似三角形的判定与性质及分类讨论思想的运用.
14.已知抛物线的图象如图所示:
(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,则平移后的解析式为 .
(2)判断△ABC的形状,并说明理由.
(3)在抛物线对称轴上是否存在一点P,使得以A、C、P为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1);(2)△ABC是直角三角形;(3)存在,、、.
【解析】
【分析】
(1)根据函数图象的平移规律,可得新的函数解析式;
(2)根据自变量与函数值的对应关系,可得A,B,C的坐标,根据勾股定理及逆定理,可得答案;
(3)根据等腰三角形的定义,分三种情况,可得关于n的方程,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的对称轴是x,设P(,n),AP2=(1)2+n2n2,CP2(2﹣n
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