決勝2021中考數(shù)學(xué)壓軸題全揭秘精品
專(zhuān)題17二次函數(shù)的面積問(wèn)題
【考點(diǎn)1】二次函數(shù)的線段最值問(wèn)題
【例1】(2020·湖北荊門(mén)·中考真題)如圖,拋物線與x軸正半軸交于點(diǎn)A,與y軸交于點(diǎn)B.
(1)求直線的解析式及拋物線頂點(diǎn)坐標(biāo);
(2)如圖1,點(diǎn)P為第四象限且在對(duì)稱(chēng)軸右側(cè)拋物線上一動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作軸,垂足為C,交于點(diǎn)D,求的最大值,并求出此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)如圖2,將拋物線向右平移得到拋物線,直線與拋物線交于M,N兩點(diǎn),若點(diǎn)A是線段的中點(diǎn),求拋物線的解析式.
【答案】(1)直線的解析式為,拋物線頂點(diǎn)坐標(biāo)為;(2)當(dāng)時(shí),的最大值為;
;(3).
【分析】
(1)先根據(jù)函數(shù)關(guān)系式求出A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo),設(shè)直線的解析式為,利用待定系數(shù)法求出AB的解析式,將二次函數(shù)解析式配方為頂點(diǎn)式即可求得頂點(diǎn)坐標(biāo);
(2)過(guò)點(diǎn)D作軸于E,則.求得AB=5,設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為,則點(diǎn)D的坐標(biāo)為,ED=x,證明,由相似三角形的性質(zhì)求出,用含x的式子表示PD,配方求得最大值,即可求得點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)設(shè)平移后拋物線的解析式,將L′的解析式和直線AB聯(lián)立,得到關(guān)于x的方程,設(shè),則是方程的兩根,得到,點(diǎn)A為的中點(diǎn),可求得m的值,即可求得L′的函數(shù)解析式.
【詳解】
(1)在中,令,則,解得,∴.
令,則,∴.
設(shè)直線的解析式為,則,解得:,∴直線的解析式為.,∴拋物線頂點(diǎn)坐標(biāo)為
(2)如圖,過(guò)點(diǎn)D作軸于E,則.
∵,∴,設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為,則點(diǎn)D的坐標(biāo)為,∴.
∵,∴,∴,∴,∴.
而,∴,∵,由二次函數(shù)的性質(zhì)可知:
當(dāng)時(shí),的最大值為.,∴.
(3)設(shè)平移后拋物線的解析式,聯(lián)立,∴,整理,得:,設(shè),則是方程的兩根,∴.
而A為的中點(diǎn),∴,∴,解得:.
∴拋物線的解析式.
【點(diǎn)睛】
本題考查二次函數(shù)的圖象和性質(zhì)、相似三角形的判定與性質(zhì)、待定系數(shù)法求一次函數(shù)解析式,解題的關(guān)鍵是熟練掌握二次函數(shù)的圖象和性質(zhì).
【變式1-1】(2020·前郭爾羅斯蒙古族自治縣哈拉毛都鎮(zhèn)蒙古族中學(xué)九年級(jí)期中)如圖,二次函數(shù)的圖象交x軸于點(diǎn),交y軸于點(diǎn)C.點(diǎn)是x軸上的一動(dòng)點(diǎn),軸,交直線于點(diǎn)M,交拋物線于點(diǎn)N.
(1)求這個(gè)二次函數(shù)的表達(dá)式;
(2)①若點(diǎn)P僅在線段上運(yùn)動(dòng),如圖1.求線段的最大值;
②若點(diǎn)P在x軸上運(yùn)動(dòng),則在y軸上是否存在點(diǎn)Q,使以M,N,C,Q為頂點(diǎn)的四邊形為菱形.若存在,請(qǐng)直接寫(xiě)出所有滿(mǎn)足條件的點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1);(2)①,②存在,【分析】
(1)把代入中求出b,c的值即可;
(2)①由點(diǎn)得,從而得,整理,化為頂點(diǎn)式即可得到結(jié)論;
②分MN=MC和兩種情況,根據(jù)菱形的性質(zhì)得到關(guān)于m的方程,求解即可.
【詳解】
解:(1)把代入中,得
解得
∴.
(2)設(shè)直線的表達(dá)式為,把代入.
得,解這個(gè)方程組,得
∴.
∵點(diǎn)是x軸上的一動(dòng)點(diǎn),且軸.
∴.
∴
.
∵,∴此函數(shù)有最大值.
又∵點(diǎn)P在線段上運(yùn)動(dòng),且
∴當(dāng)時(shí),有最大值.
②∵點(diǎn)是x軸上的一動(dòng)點(diǎn),且軸.
∴.
∴
(i)當(dāng)以M,N,C,Q為頂點(diǎn)的四邊形為菱形,則有MN=MC,如圖,∵C(0,-3)
∴MC=
∴
整理得,∵,∴,解得,∴當(dāng)時(shí),CQ=MN=,∴OQ=-3-()=
∴Q(0,);
當(dāng)m=時(shí),CQ=MN=-,∴OQ=-3-(-)=
∴Q(0,);
(ii)若,如圖,則有
整理得,∵,∴,解得,當(dāng)m=-1時(shí),MN=CQ=2,∴Q(0,-1),當(dāng)m=-5時(shí),MN=-10<0(不符合實(shí)際,舍去)
綜上所述,點(diǎn)Q的坐標(biāo)為
【點(diǎn)睛】
本題考查了二次函數(shù)綜合題,解(1)的關(guān)鍵是待定系數(shù)法;解(2)的關(guān)鍵是利用線段的和差得出二次函數(shù),又利用了二次函數(shù)的性質(zhì),解(3)的關(guān)鍵是利用菱形的性質(zhì)得出關(guān)于m的方程,要分類(lèi)討論,以防遺漏.
【變式1-2】如圖1,已知拋物線y=﹣x2+mx+m﹣2的頂點(diǎn)為A,且經(jīng)過(guò)點(diǎn)B(3,﹣3).
(1)求頂點(diǎn)A的坐標(biāo)
(2)若P是拋物線上且位于直線OB上方的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),求△OPB的面積的最大值及比時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)如圖2,將原拋物線沿射線OA方向進(jìn)行平移得到新的拋物線,新拋物線與射線OA交于C,D兩點(diǎn),請(qǐng)問(wèn):在拋物線平移的過(guò)程中,線段CD的長(zhǎng)度是否為定值?若是,請(qǐng)求出這個(gè)定值;若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1)(﹣1,1);(2)P(,);(3).【解析】
【分析】
(1)根據(jù)待定系數(shù)法,可得函數(shù)解析式,根據(jù)配方法,可得頂點(diǎn)坐標(biāo);
(2)過(guò)點(diǎn)P作y軸的平行線交OB與點(diǎn)Q,求出直線BP的解析式,表示出點(diǎn)Q的坐標(biāo),根據(jù)三角形的面積公式列出函數(shù)關(guān)系式,利用二次函數(shù)的最值可得P點(diǎn)坐標(biāo);
(3)根據(jù)平移規(guī)律,可得新拋物線,根據(jù)聯(lián)立拋物線與OA的解析式,可得C、D點(diǎn)的橫坐標(biāo),根據(jù)勾股定理,可得答案.
【詳解】
解:(1)把B(3,﹣3)代入y=﹣x2+mx+m2得:﹣3=﹣32+3m+m2,解得m=2,∴y=﹣x2+2x=﹣(x+1)2+1,∴頂點(diǎn)A的坐標(biāo)是(﹣1,1);
(2)過(guò)點(diǎn)P作y軸的平行線交OB與點(diǎn)Q.∵直線OB的解析式為y=﹣x,故設(shè)P(n,﹣n2+2n),Q(n,﹣n),∴PQ=﹣n2+2n﹣(﹣n)=﹣n2+3n,∴S△OPB=(﹣n2+3n)=﹣(n﹣)+,當(dāng)n=時(shí),S△OPB的最大值為.
此時(shí)y=﹣n2+2n=,∴P(,);
(3)∵直線OA的解析式為y=x,∴可設(shè)新的拋物線解析式為y=﹣(x﹣a)2+a,聯(lián)立,∴﹣(x﹣a)2+a=x,∴x1=a,x2=a﹣1,即C、D兩點(diǎn)間的橫坐標(biāo)的差為1,∴CD=.
【點(diǎn)睛】
本題考查了待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,三角形的面積公式,利用二次函數(shù)求最值,勾股定理二次函數(shù)與一次函數(shù)的交點(diǎn)問(wèn)題,難度適中,是常見(jiàn)題型.【考點(diǎn)2】二次函數(shù)的面積定值問(wèn)題
【例2】已知二次函數(shù).
(1)圖象經(jīng)過(guò)點(diǎn)時(shí),則_________;
(2)當(dāng)時(shí),函數(shù)值y隨x的增大而減小,求m的取值范圍;
(3)以拋物線的頂點(diǎn)A為一個(gè)頂點(diǎn)作該拋物線的內(nèi)接正三角形(M,N兩點(diǎn)在拋物線上),請(qǐng)問(wèn):的面積是與m無(wú)關(guān)的定值嗎?若是,請(qǐng)求出這個(gè)定值;若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1)4;(2)m≥2;(3)的面積是與m無(wú)關(guān)的定值,S△AMN=.【解析】
【分析】
(1)將點(diǎn)代入二次函數(shù)解析式即可求出m;
(2)求出二次函數(shù)的對(duì)稱(chēng)軸為x=m,由拋物線的開(kāi)口向上,在對(duì)稱(chēng)軸的左邊y隨x的增大而減小,可求出m的取值范圍;
(3)在拋物線內(nèi)作出正三角形,求出正三角形的邊長(zhǎng),然后計(jì)算三角形的面積,可得到△AMN的面積是與m無(wú)關(guān)的定值.
【詳解】
解:(1)將點(diǎn)代入可得:,解得:m=4;
(2)二次函數(shù)的對(duì)稱(chēng)軸是:x=m,∵當(dāng)x≤2時(shí),函數(shù)值y隨x的增大而減小,∴m≥2;
(3)的面積是與m無(wú)關(guān)的定值;
如圖:頂點(diǎn)A的坐標(biāo)為(m,?m2+4m?8),△AMN是拋物線的內(nèi)接正三角形,MN交對(duì)稱(chēng)軸于點(diǎn)B,∵tan∠AMB=tan60°=,∴AB=BM=BN,設(shè)BM=BN=a,則AB=a,∴點(diǎn)M的坐標(biāo)為(m+a,a?m2+4m?8),∵點(diǎn)M在拋物線上,∴a?m2+4m?8=(m+a)2?2m(m+a)+4m?8,整理得:,解得:a=或a=0(舍去),∴△AMN是邊長(zhǎng)為的正三角形,∴AB=3,S△AMN=,與m無(wú)關(guān).【點(diǎn)睛】
本題是二次函數(shù)綜合題,考查了二次函數(shù)的圖象和性質(zhì)、等邊三角形的性質(zhì)以及特殊角三角函數(shù)的應(yīng)用,其中(3)問(wèn)有一定難度,根據(jù)點(diǎn)M在拋物線上,求出正三角形的邊長(zhǎng)是解題關(guān)鍵.
【變式2-1】(2020·湖南九年級(jí)其他模擬)若拋物線L:y=ax2+bx+c(a,b,c是常數(shù),a≠0)與直線l:y=ax+b滿(mǎn)足a2+b2=2a(2c﹣b),則稱(chēng)此直線l與該拋物線L具有“支干”關(guān)系.此時(shí),直線l叫做拋物線L的“支線”,拋物線L叫做直線l的“干線”.
(1)若直線y=x﹣2與拋物線y=ax2+bx+c具有“支干”關(guān)系,求“干線”的最小值;
(2)若拋物線y=x2+bx+c的“支線”與y=﹣的圖象只有一個(gè)交點(diǎn),求反比例函數(shù)的解析式;
(3)已知“干線”y=ax2+bx+c與它的“支線”交于點(diǎn)P,與它的“支線”的平行線l′:y=ax+4a+b交于點(diǎn)A,B,記△ABP得面積為S,試問(wèn):的值是否為定值?若是,請(qǐng)求出這個(gè)定值;若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1)﹣;(2)y=﹣或y=﹣;(3)是定值,理由見(jiàn)解析.
【分析】
(1)根據(jù)“支干”關(guān)系的定義,求出a、b、c的值,利用配方法確定函數(shù)的最值.
(2)由題意a=1,1+b2=2(2c﹣b)
①,可得拋物線y=x2+bx+c的“支線”為y=x+b,由,消去y得到x2+bx+4c=0,由拋物線y=x2+bx+c的“支線”與的圖象只有一個(gè)交點(diǎn),可知△=0,得b2﹣16c=0
②,由①②解方程組即可解決問(wèn)題.
(3)的值是定值.不妨設(shè)a>0,如圖所示,y=ax2+bx+c與它的“支線”交y軸于C,直線y=ax+4a+b與y軸交于點(diǎn)D,A(x1,y1),B(x2,y2),由,消去y得到ax2+(b﹣a)x+c﹣4a﹣b=0,推出x1+x2=,x1x2=,推出|x1﹣x2|==
=,把
=2a(2c﹣b)代入上式化簡(jiǎn)=4,由AB∥PC,可得S=S△PAB=S△CAB=S△CDB﹣S△CDA═
?CD?=
?4=8?,由此即可解決問(wèn)題.
【詳解】
解:(1)由題意a=1,b=﹣2,12+(﹣2)2=2(2c+2),解得c=,∴拋物線的解析式為y=x2﹣2x+,∵y=x2﹣2x+
=(x﹣1)2﹣,∵a=1>0,∴x=1時(shí),y有最小值,最小值為﹣.
(2)由題意a=1,1+b2=2(2c﹣b)
①
∴拋物線y=x2+bx+c的“支線”為y=x+b,由,消,消去y得到x2+bx+4c=0,∵拋物線y=x2+bx+c的“支線”與的圖象只有一個(gè)交點(diǎn),∴△=0,∴b2﹣16c=0
②
由①②可得b=﹣2,或,∴反比例函數(shù)的解析式為y=﹣或y=﹣.
(3)是定值.理由如下:
不妨設(shè)a>0,如圖所示,y=ax2+bx+c與它的“支線”交y軸于C,直線y=ax+4a+b與y軸交于點(diǎn)D,A(x1,y1),B(x2,y2),由
得到ax2+(b﹣a)x+c﹣4a﹣b=0,∴x1+x2=,x1x2=,|x1﹣x2|=
=
把a(bǔ)2+b2=2a(2c﹣b)代入上式化簡(jiǎn)得到|x1﹣x2|=4,∵AB∥PC,∴S=S△PAB=S△CAB=S△CDB﹣S△CDA═?CD?|Bx﹣Ax|=?|4a|?4=8?|a|,∴=8,的值是定值.
【點(diǎn)睛】
本題考查了二次函數(shù)綜合題、一次函數(shù)的應(yīng)用、反比例函數(shù)的性質(zhì)、一元一次方程的根與系數(shù)的關(guān)系等知識(shí),解題的關(guān)鍵是理解題意,學(xué)會(huì)構(gòu)建方程組解決問(wèn)題,學(xué)會(huì)用分割法求三角形的面積.
【變式2-2】(2020·山東濟(jì)南·中考真題)如圖1,拋物線y=﹣x2+bx+c過(guò)點(diǎn)A(﹣1,0),點(diǎn)B(3,0)與y軸交于點(diǎn)C.在x軸上有一動(dòng)點(diǎn)E(m,0)(0m3),過(guò)點(diǎn)E作直線l⊥x軸,交拋物線于點(diǎn)M.
(1)求拋物線的解析式及C點(diǎn)坐標(biāo);
(2)當(dāng)m=1時(shí),D是直線l上的點(diǎn)且在第一象限內(nèi),若△ACD是以∠DCA為底角的等腰三角形,求點(diǎn)D的坐標(biāo);
(3)如圖2,連接BM并延長(zhǎng)交y軸于點(diǎn)N,連接AM,OM,設(shè)△AEM的面積為S1,△MON的面積為S2,若S1=2S2,求m的值.
【答案】(1);(2)或;(3)
【分析】
(1)用待定系數(shù)法即可求解;
(2)若△ACD是以∠DCA為底角的等腰三角形,則可以分CD=AD或AC=AD兩種情況,分別求解即可;
(3)S1=AE×yM,2S2=ON?xM,即可求解.
【詳解】
解:(1)將點(diǎn)A、B的坐標(biāo)代入拋物線表達(dá)式得,解得,故拋物線的表達(dá)式為y=﹣x2+2x+3,當(dāng)x=0時(shí),y=3,故點(diǎn)C(0,3);
(2)當(dāng)m=1時(shí),點(diǎn)E(1,0),設(shè)點(diǎn)D的坐標(biāo)為(1,a),由點(diǎn)A、C、D的坐標(biāo)得,AC=,同理可得:AD=,CD=,①當(dāng)CD=AD時(shí),即=,解得a=1;
②當(dāng)AC=AD時(shí),同理可得a=(舍去負(fù)值);
故點(diǎn)D的坐標(biāo)為(1,1)或(1,);
(3)∵E(m,0),則設(shè)點(diǎn)M(m,﹣m2+2m+3),設(shè)直線BM的表達(dá)式為y=sx+t,則,解得:,故直線BM的表達(dá)式為y=﹣x+,當(dāng)x=0時(shí),y=,故點(diǎn)N(0,),則ON=;
S1=AE×yM=×(m+1)×(﹣m2+2m+3),2S2=ON?xM=×m=S1=×(m+1)×(﹣m2+2m+3),解得m=﹣2±(舍去負(fù)值),經(jīng)檢驗(yàn)m=﹣2是方程的根,故m=﹣2.
【點(diǎn)睛】
本題考查的是二次函數(shù)綜合運(yùn)用,涉及到一次函數(shù)的性質(zhì)、等腰三角形的性質(zhì)、面積的計(jì)算等,其中(2),要注意分類(lèi)求解,避免遺漏.
【考點(diǎn)3】二次函數(shù)的面積最值問(wèn)題
【例3】(2020·四川綿陽(yáng)·中考真題)如圖,拋物線過(guò)點(diǎn)A(0,1)和C,頂點(diǎn)為D,直線AC與拋物線的對(duì)稱(chēng)軸BD的交點(diǎn)為B(,0),平行于y軸的直線EF與拋物線交于點(diǎn)E,與直線AC交于點(diǎn)F,點(diǎn)F的橫坐標(biāo)為,四邊形BDEF為平行四邊形.
(1)求點(diǎn)F的坐標(biāo)及拋物線的解析式;
(2)若點(diǎn)P為拋物線上的動(dòng)點(diǎn),且在直線AC上方,當(dāng)△PAB面積最大時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo)及△PAB面積的最大值;
(3)在拋物線的對(duì)稱(chēng)軸上取一點(diǎn)Q,同時(shí)在拋物線上取一點(diǎn)R,使以AC為一邊且以A,C,Q,R為頂點(diǎn)的四邊形為平行四邊形,求點(diǎn)Q和點(diǎn)R的坐標(biāo).
【答案】(1)(,﹣);y=﹣x2+2x+1
(2)(,);
(3)Q,R或Q(,﹣10),R()
【分析】
(1)由待定系數(shù)法求出直線AB的解析式為y=﹣x+1,求出F點(diǎn)的坐標(biāo),由平行四邊形的性質(zhì)得出﹣3a+1=a﹣8a+1﹣(﹣),求出a的值,則可得出答案;
(2)設(shè)P(n,﹣n2+2n+1),作PP'⊥x軸交AC于點(diǎn)P',則P'(n,﹣n+1),得出PP'=﹣n2+n,由二次函數(shù)的性質(zhì)可得出答案;
(3)聯(lián)立直線AC和拋物線解析式求出C(,﹣),設(shè)Q(,m),分兩種情況:①當(dāng)AQ為對(duì)角線時(shí),②當(dāng)AR為對(duì)角線時(shí),分別求出點(diǎn)Q和R的坐標(biāo)即可.
【詳解】
解:(1)設(shè)拋物線的解析式為y=ax2+bx+c(a≠0),∵A(0,1),B(,0),設(shè)直線AB的解析式為y=kx+m,∴,解得,∴直線AB的解析式為y=﹣x+1,∵點(diǎn)F的橫坐標(biāo)為,∴F點(diǎn)縱坐標(biāo)為﹣+1=﹣,∴F點(diǎn)的坐標(biāo)為(,﹣),又∵點(diǎn)A在拋物線上,∴c=1,對(duì)稱(chēng)軸為:x=﹣,∴b=﹣2a,∴解析式化為:y=ax2﹣2ax+1,∵四邊形DBFE為平行四邊形.
∴BD=EF,∴﹣3a+1=a﹣8a+1﹣(﹣),解得a=﹣1,∴拋物線的解析式為y=﹣x2+2x+1;
(2)設(shè)P(n,﹣n2+2n+1),作PP'⊥x軸交AC于點(diǎn)P',則P'(n,﹣n+1),∴PP'=﹣n2+n,S△ABP=OB?PP'=﹣n=﹣,∴當(dāng)n=時(shí),△ABP的面積最大為,此時(shí)P(,).
(3)∵,∴x=0或x=,∴C(,﹣),設(shè)Q(,m),①當(dāng)AQ為對(duì)角線時(shí),∴R(﹣),∵R在拋物線y=+4上,∴m+=﹣+4,解得m=﹣,∴Q,R;
②當(dāng)AR為對(duì)角線時(shí),∴R(),∵R在拋物線y=+4上,∴m﹣+4,解得m=﹣10,∴Q(,﹣10),R().
綜上所述,Q,R;或Q(,﹣10),R().
【點(diǎn)睛】
本題是二次函數(shù)綜合題,考查了待定系數(shù)法,二次函數(shù)的性質(zhì),二次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征,平行四邊形的性質(zhì)等知識(shí),熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì)及方程思想,分類(lèi)討論思想是解題的關(guān)鍵.
【變式3-1】(2020·重慶中考真題)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線與直線AB相交于A,B兩點(diǎn),其中,.
(1)求該拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)點(diǎn)P為直線AB下方拋物線上的任意一點(diǎn),連接PA,PB,求面積的最大值;
(3)將該拋物線向右平移2個(gè)單位長(zhǎng)度得到拋物線,平移后的拋物線與原拋物線相交于點(diǎn)C,點(diǎn)D為原拋物線對(duì)稱(chēng)軸上的一點(diǎn),在平面直角坐標(biāo)系中是否存在點(diǎn)E,使以點(diǎn)B,C,D,E為頂點(diǎn)的四邊形為菱形,若存在,請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)E的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1);(2)面積最大值為;(3)存在,【分析】
(1)將點(diǎn)A、B的坐標(biāo)代入拋物線表達(dá)式,即可求解;
(2)設(shè),求得解析式,過(guò)點(diǎn)P作x軸得垂線與直線AB交于點(diǎn)F,設(shè)點(diǎn),則,即可求解;
(3)分BC為菱形的邊、菱形的的對(duì)角線兩種情況,分別求解即可.
【詳解】
解:(1)∵拋物線過(guò),∴
∴
∴
(2)設(shè),將點(diǎn)代入
∴
過(guò)點(diǎn)P作x軸得垂線與直線AB交于點(diǎn)F
設(shè)點(diǎn),則
由鉛垂定理可得
∴面積最大值為
(3)(3)拋物線的表達(dá)式為:y=x2+4x?1=(x+2)2?5,則平移后的拋物線表達(dá)式為:y=x2?5,聯(lián)立上述兩式并解得:,故點(diǎn)C(?1,?4);
設(shè)點(diǎn)D(?2,m)、點(diǎn)E(s,t),而點(diǎn)B、C的坐標(biāo)分別為(0,?1)、(?1,?4);
①當(dāng)BC為菱形的邊時(shí),點(diǎn)C向右平移1個(gè)單位向上平移3個(gè)單位得到B,同樣D(E)向右平移1個(gè)單位向上平移3個(gè)單位得到E(D),即?2+1=s且m+3=t①或?2?1=s且m?3=t②,當(dāng)點(diǎn)D在E的下方時(shí),則BE=BC,即s2+(t+1)2=12+32③,當(dāng)點(diǎn)D在E的上方時(shí),則BD=BC,即22+(m+1)2=12+32④,聯(lián)立①③并解得:s=?1,t=2或?4(舍去?4),故點(diǎn)E(?1,2);
聯(lián)立②④并解得:s=-3,t=-4±,故點(diǎn)E(-3,-4+)或(-3,-4?);
②當(dāng)BC為菱形的的對(duì)角線時(shí),則由中點(diǎn)公式得:?1=s?2且?4?1=m+t⑤,此時(shí),BD=BE,即22+(m+1)2=s2+(t+1)2⑥,聯(lián)立⑤⑥并解得:s=1,t=?3,故點(diǎn)E(1,?3),綜上,點(diǎn)E的坐標(biāo)為:(?1,2)或或或(1,?3).
∴存在,【點(diǎn)睛】
本題考查的是二次函數(shù)綜合運(yùn)用,涉及到一次函數(shù)的性質(zhì)、菱形的性質(zhì)、圖形的平移、面積的計(jì)算等,其中(3),要注意分類(lèi)求解,避免遺漏.
【變式3-2】(2020·江蘇宿遷·中考真題)二次函數(shù)的圖象與x軸交于A(2,0),B(6,0)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,頂點(diǎn)為E.
(1)求這個(gè)二次函數(shù)的表達(dá)式,并寫(xiě)出點(diǎn)E的坐標(biāo);
(2)如圖①,D是該二次函數(shù)圖象的對(duì)稱(chēng)軸上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),當(dāng)BD的垂直平分線恰好經(jīng)過(guò)點(diǎn)C時(shí),求點(diǎn)D的坐標(biāo);
(3)如圖②,P是該二次函數(shù)圖象上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),連接OP,取OP中點(diǎn)Q,連接QC,QE,CE,當(dāng)△CEQ的面積為12時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo).
【答案】(1);(4,-1);(2)(4,3+)或(4,3-);(3)(10,8)或(,24)
【分析】
(1)由于二次函數(shù)的圖象與x軸交于A(2,0)、B(6,0)兩點(diǎn),把A,B兩點(diǎn)坐標(biāo)代入,計(jì)算出a的值即可求出拋物線解析式,由配方法求出E點(diǎn)坐標(biāo);
(2)由線段垂直平分線的性質(zhì)可得出CB=CD,設(shè)D(4,m),由勾股定理可得=,解方程可得出答案;
(3)設(shè)CQ交拋物線的對(duì)稱(chēng)軸于點(diǎn)M,設(shè)P(,),則Q(,),設(shè)直線CQ的解析式為,則,解得,求出M(,),ME=,由面積公式可求出n的值,則可得出答案.
【詳解】
(1)將A(2,0),B(6,0)代入,得,解得,∴二次函數(shù)的解析式為;
∵,∴E(4,);
(2)如圖1,圖2,連接CB,CD,由點(diǎn)C在線段BD的垂直平分線CN上,得CB=CD,設(shè)D(4,m),當(dāng)時(shí),∴C(0,3),∵=,由勾股定理可得:
=,解得m=3±,∴滿(mǎn)足條件的點(diǎn)D的坐標(biāo)為(4,3+)或(4,3-);
(3)如圖3,設(shè)CQ交拋物線的對(duì)稱(chēng)軸于點(diǎn)M,設(shè)P(,),則Q(,),設(shè)直線CQ的解析式為,則,解得,于是直線CQ的解析式為:,當(dāng)時(shí),∴M(,),ME==,∵S△CQE=S△CEM+S△QEM=,∴,解得或,當(dāng)時(shí),P(10,8),當(dāng)時(shí),P(,24).
綜合以上可得,滿(mǎn)足條件的點(diǎn)P的坐標(biāo)為(10,8)或(,24).
【點(diǎn)睛】
本題是二次函數(shù)綜合題,考查了待定系數(shù)法,二次函數(shù)圖象與性質(zhì),垂直平分線的性質(zhì),勾股定理,三角形的面積;熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì)及方程思想是解題的關(guān)鍵.
【考點(diǎn)4】二次函數(shù)面積的其它問(wèn)題
【例4】(2020·遼寧鞍山·中考真題)在矩形中,點(diǎn)E是射線上一動(dòng)點(diǎn),連接,過(guò)點(diǎn)B作于點(diǎn)G,交直線于點(diǎn)F.
(1)當(dāng)矩形是正方形時(shí),以點(diǎn)F為直角頂點(diǎn)在正方形的外部作等腰直角三角形,連接.
①如圖1,若點(diǎn)E在線段上,則線段與之間的數(shù)量關(guān)系是________,位置關(guān)系是_________;
②如圖2,若點(diǎn)E在線段的延長(zhǎng)線上,①中的結(jié)論還成立嗎?如果成立,請(qǐng)給予證明;如果不成立,請(qǐng)說(shuō)明理由;
(2)如圖3,若點(diǎn)E在線段上,以和為鄰邊作,M是中點(diǎn),連接,,求的最小值.
【答案】(1)①相等;垂直;②成立,理由見(jiàn)解析;(2)
【分析】
(1)①證明△ABE≌△BCF,得到BE=CF,AE=BF,再證明四邊形BEHF為平行四邊形,從而可得結(jié)果;
②根據(jù)(1)中同樣的證明方法求證即可;
(2)說(shuō)明C、E、G、F四點(diǎn)共圓,得出GM的最小值為圓M半徑的最小值,設(shè)BE=x,證明△ABE∽△BCF,得到CF,再利用勾股定理表示出EF=,求出最值即可得到GM的最小值.
【詳解】
解:(1)①∵四邊形ABCD為正方形,∴AB=BC,∠ABC=∠BCD=90°,即∠BAE+∠AEB=90°,∵AE⊥BF,∴∠CBF+∠AEB=90°,∴∠CBF=∠BAE,又AB=BC,∠ABE=∠BCF=90°,∴△ABE≌△BCF(AAS),∴BE=CF,AE=BF,∵△FCH為等腰直角三角形,∴FC=FH=BE,F(xiàn)H⊥FC,而CD⊥BC,∴FH∥BC,∴四邊形BEHF為平行四邊形,∴BF∥EH且BF=EH,∴AE=EH,AE⊥EH,故答案為:相等;垂直;
②成立,理由是:
當(dāng)點(diǎn)E在線段BC的延長(zhǎng)線上時(shí),同理可得:△ABE≌△BCF(AAS),∴BE=CF,AE=BF,∵△FCH為等腰直角三角形,∴FC=FH=BE,F(xiàn)H⊥FC,而CD⊥BC,∴FH∥BC,∴四邊形BEHF為平行四邊形,∴BF∥EH且BF=EH,∴AE=EH,AE⊥EH;
(2)∵∠EGF=∠BCD=90°,∴C、E、G、F四點(diǎn)共圓,∵四邊形BCHF是平行四邊形,M為BH中點(diǎn),∴M也是EF中點(diǎn),∴M是四邊形BCHF外接圓圓心,則GM的最小值為圓M半徑的最小值,∵AB=3,BC=2,設(shè)BE=x,則CE=2-x,同(1)可得:∠CBF=∠BAE,又∵∠ABE=∠BCF=90°,∴△ABE∽△BCF,∴,即,∴CF=,∴EF=
=
=,設(shè)y=,當(dāng)x=時(shí),y取最小值,∴EF的最小值為,故GM的最小值為.
【點(diǎn)睛】
本題考查了全等三角形的判定和性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),平行四邊形的性質(zhì),二次函數(shù)的最值,圓的性質(zhì),難度較大,找出圖形中的全等以及相似三角形是解題的關(guān)鍵.
【變式4-1】(2020·湖北中考真題)已知拋物線過(guò)點(diǎn)和,與x軸交于另一點(diǎn)B,頂點(diǎn)為D.
(1)求拋物線的解析式,并寫(xiě)出D點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)如圖1,E為線段上方的拋物線上一點(diǎn),垂足為F,軸,垂足為M,交于點(diǎn)G.當(dāng)時(shí),求的面積;
(3)如圖2,與的延長(zhǎng)線交于點(diǎn)H,在x軸上方的拋物線上是否存在點(diǎn)P,使?若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo):若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1),;(2);(3)存在,,【解析】
【分析】
(1)利用待定系數(shù)法求出a的值即可得到解析式,進(jìn)而得到頂點(diǎn)D坐標(biāo);
(2)先求出BC的解析式,再設(shè)直線EF的解析式為,設(shè)點(diǎn)E的坐標(biāo)為,聯(lián)立方程求出點(diǎn)F,G的坐標(biāo),根據(jù)列出關(guān)于m的方程并求解,然后求得G的坐標(biāo),再利用三角形面積公式求解即可;
(3)過(guò)點(diǎn)A作AN⊥HB,先求得直線BD,AN的解析式,得到H,N的坐標(biāo),進(jìn)而得到,設(shè)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作PRx軸于點(diǎn)R,在x軸上作點(diǎn)S使得RS=PR,證明,根據(jù)相似三角形對(duì)應(yīng)邊成比例得到關(guān)于n的方程,求得后即可得到點(diǎn)P的坐標(biāo).
【詳解】
(1)把點(diǎn)A(-1,0),C(0,3)代入中,解得,當(dāng)時(shí),y=4,(2)
令或x=3
設(shè)BC的解析式為
將點(diǎn)代入,得,解得,設(shè)直線EF的解析式為,設(shè)點(diǎn)E的坐標(biāo)為,將點(diǎn)E坐標(biāo)代入中,得,把x=m代入
即
解得m=2或m=-3
∵點(diǎn)E是BC上方拋物線上的點(diǎn)
∴m=-3舍去
∴點(diǎn)
(3)過(guò)點(diǎn)A作AN⊥HB,∵點(diǎn)
∵點(diǎn),點(diǎn)
設(shè),把(-1,0)代入,得b=
設(shè)點(diǎn)
過(guò)點(diǎn)P作PR⊥x軸于點(diǎn)R,在x軸上作點(diǎn)S使得RS=PR
且點(diǎn)S的坐標(biāo)為
若
在和中,或
【點(diǎn)睛】
本題考查的是二次函數(shù)的綜合,涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多,運(yùn)算較復(fù)雜,第3問(wèn)的解題關(guān)鍵在于添加適當(dāng)?shù)妮o助線,利用數(shù)形結(jié)合的思想列出方程求解.
【變式4-2】(2020·山東日照·九年級(jí)二模)如圖,二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖象與x軸交于點(diǎn)A(﹣2,0)和點(diǎn)B(8,0),與y軸交于點(diǎn)C(0,﹣8),連接AC,D是拋物線對(duì)稱(chēng)軸上一動(dòng)點(diǎn),連接AD,CD,得到△ACD.
(1)求該拋物線的函數(shù)解析式.
(2)△ACD周長(zhǎng)能否取得最小值,如果能,請(qǐng)求出D點(diǎn)的坐標(biāo);如果不能,請(qǐng)說(shuō)明理由.
(3)在(2)的條件下,在拋物線上是否存在點(diǎn)E,使得△ACE與△ACD面積相等,如果存在,請(qǐng)求出點(diǎn)的坐標(biāo);如果不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1)拋物線的解析式為:y=x2﹣3x﹣8;(2)△ACD周長(zhǎng)能取得最小值,點(diǎn)D(3,﹣5);(3)存在,點(diǎn)E(﹣1,﹣4+11)或(﹣﹣1,4+11)
【分析】
(1)由拋物線過(guò)A(﹣2,0),點(diǎn)B(8,0)和C(0,﹣8),利用待定系數(shù)法可求解析式;
(2)求△ACD周長(zhǎng)=AD+AC+CD,AC是定值,當(dāng)AD+CD取最小值時(shí),△ACD周長(zhǎng)能取得最小值,點(diǎn)A,點(diǎn)B關(guān)于對(duì)稱(chēng)軸直線x=3對(duì)稱(chēng),連結(jié)BC交拋物線對(duì)稱(chēng)軸于D,利用待定系數(shù)法可求BC解析式,把x=3代入即可求解點(diǎn)D坐標(biāo);
(3)△ACE與△ACD面積相等,兩個(gè)三角形同底,只要點(diǎn)E與點(diǎn)D到AC的距離相等即可,先求出AC解析式,由面積相等可得DE∥AC,利用待定系數(shù)法可求DE的解析式,與拋物線聯(lián)立方程組可求解.
【詳解】
解:(1)由題意可得:,解得:,∴拋物線的解析式為:y=x2﹣3x﹣8;
(2)△ACD周長(zhǎng)能取得最小值,∵點(diǎn)A(﹣2,0),點(diǎn)B(8,0),∴對(duì)稱(chēng)軸為直線x=3,∵△ACD周長(zhǎng)=AD+AC+CD,AC是定值,∴當(dāng)AD+CD取最小值時(shí),△ACD周長(zhǎng)能取得最小值,∵點(diǎn)A,點(diǎn)B關(guān)于對(duì)稱(chēng)軸直線x=3對(duì)稱(chēng),∴連接BC交對(duì)稱(chēng)軸直線x=3于點(diǎn)D,此時(shí)AD+CD有最小值,設(shè)直線BC解析式為:y=kx﹣8,∴0=8k﹣8,∴k=1,∴直線BC解析式為:y=x﹣8,當(dāng)x=3,y=﹣5,∴點(diǎn)D(3,﹣5);
(3)存在,∵點(diǎn)A(﹣2,0),點(diǎn)C(0,﹣8),∴直線AC解析式為y=﹣4x﹣8,如圖,∵△ACE與△ACD面積相等,∴DE∥AC,∴設(shè)DE解析式為:y=﹣4x+n,∴﹣5=﹣4×3+n,∴n=7,∴DE解析式為:y=﹣4x+7,聯(lián)立方程組可得:,解得:,∴點(diǎn)E(﹣1,﹣4+11)或(﹣﹣1,4+11).
【點(diǎn)睛】
本題考查拋物線解析式,三角形最短周長(zhǎng),和面積相等時(shí)拋物線上點(diǎn)的坐標(biāo)問(wèn)題,會(huì)用待定系數(shù)法求解析式,周長(zhǎng)最短問(wèn)題轉(zhuǎn)化線段的和最短問(wèn)題,會(huì)用過(guò)找對(duì)稱(chēng)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化,利用底相同,高相同,轉(zhuǎn)化平行線問(wèn)題是解題關(guān)鍵.
1.(廣東梅州·中考真題)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線y=x2+bx+c過(guò)A,B,C三點(diǎn),點(diǎn)A的坐標(biāo)是(3,0),點(diǎn)C的坐標(biāo)是(0,-3),動(dòng)點(diǎn)P在拋物線上.
(1)b
=_________,c
=_________,點(diǎn)B的坐標(biāo)為_(kāi)____________;(直接填寫(xiě)結(jié)果)
(2)是否存在點(diǎn)P,使得△ACP是以AC為直角邊的直角三角形?若存在,求出所有符合條件的點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,說(shuō)明理由;
(3)過(guò)動(dòng)點(diǎn)P作PE垂直y軸于點(diǎn)E,交直線AC于點(diǎn)D,過(guò)點(diǎn)D作x軸的垂線.垂足為F,連接EF,當(dāng)線段EF的長(zhǎng)度最短時(shí),求出點(diǎn)P的坐標(biāo).
【答案】(1),(-1,0);(2)存在P的坐標(biāo)是或;(3)當(dāng)EF最短時(shí),點(diǎn)P的坐標(biāo)是:(,)或(,)
【分析】
(1)將點(diǎn)A和點(diǎn)C的坐標(biāo)代入拋物線的解析式可求得b、c的值,然后令y=0可求得點(diǎn)B的坐標(biāo);
(2)分別過(guò)點(diǎn)C和點(diǎn)A作AC的垂線,將拋物線與P1,P2兩點(diǎn)先求得AC的解析式,然后可求得P1C和P2A的解析式,最后再求得P1C和P2A與拋物線的交點(diǎn)坐標(biāo)即可;
(3)連接OD.先證明四邊形OEDF為矩形,從而得到OD=EF,然后根據(jù)垂線段最短可求得點(diǎn)D的縱坐標(biāo),從而得到點(diǎn)P的縱坐標(biāo),然后由拋物線的解析式可求得點(diǎn)P的坐標(biāo).
【詳解】
解:(1)∵將點(diǎn)A和點(diǎn)C的坐標(biāo)代入拋物線的解析式得:,解得:b=﹣2,c=﹣3,∴拋物線的解析式為.
∵令,解得:,∴點(diǎn)B的坐標(biāo)為(﹣1,0).
故答案為﹣2;﹣3;(﹣1,0).
(2)存在.理由:如圖所示:
①當(dāng)∠ACP1=90°.由(1)可知點(diǎn)A的坐標(biāo)為(3,0).
設(shè)AC的解析式為y=kx﹣3.
∵將點(diǎn)A的坐標(biāo)代入得3k﹣3=0,解得k=1,∴直線AC的解析式為y=x﹣3,∴直線CP1的解析式為y=﹣x﹣3.
∵將y=﹣x﹣3與聯(lián)立解得,(舍去),∴點(diǎn)P1的坐標(biāo)為(1,﹣4).
②當(dāng)∠P2AC=90°時(shí).設(shè)AP2的解析式為y=﹣x+b.
∵將x=3,y=0代入得:﹣3+b=0,解得b=3,∴直線AP2的解析式為y=﹣x+3.
∵將y=﹣x+3與聯(lián)立解得=﹣2,=3(舍去),∴點(diǎn)P2的坐標(biāo)為(﹣2,5).
綜上所述,P的坐標(biāo)是(1,﹣4)或(﹣2,5).
(3)如圖2所示:連接OD.
由題意可知,四邊形OFDE是矩形,則OD=EF.根據(jù)垂線段最短,可得當(dāng)OD⊥AC時(shí),OD最短,即EF最短.
由(1)可知,在Rt△AOC中,∵OC=OA=3,OD⊥AC,∴D是AC的中點(diǎn).
又∵DF∥OC,∴DF=OC=,∴點(diǎn)P的縱坐標(biāo)是,∴,解得:x=,∴當(dāng)EF最短時(shí),點(diǎn)P的坐標(biāo)是:(,)或(,).
2.(2020·湖北武漢·九年級(jí)一模)已知拋物線y=ax2+bx+c的頂點(diǎn)為D
(,-),經(jīng)過(guò)點(diǎn)C
(0,-1),且與x軸交于A、B兩點(diǎn)(A在B的左側(cè)).
(1)
求拋物線的解析式:
(2)
P為拋物線上一點(diǎn),連CP交OD于點(diǎn)Q,若S△COQ=S△PDQ,求P點(diǎn)的橫坐標(biāo);
(3)點(diǎn)M為直線BC下方拋物線上一點(diǎn),過(guò)M的直線與x軸、y軸分別交于E、F,且與拋物線有且只有一個(gè)公共點(diǎn).
若∠FCM=∠OEF,求點(diǎn)M的坐標(biāo).
【答案】(1)y=x2-3x-1;(2)P的橫坐標(biāo)為;(3)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(,-)或(2,-2)
【分析】
(1)運(yùn)用待定系數(shù)法求解即可;
(2)聯(lián)立方程組求解即可;
(3)根據(jù)直線EF與拋物線只有一個(gè)公共點(diǎn)求出M點(diǎn)橫坐標(biāo),設(shè)直線CM的解析式為y=-x-1,與拋物線聯(lián)立,即可求出結(jié)論.
【詳解】
(1)∵拋物線的頂點(diǎn)為D
(,-),設(shè)拋物線的頂點(diǎn)式為y=a(x-)2-,把C
(0,-1)代入,得a(0-)2-=-1,解得a=.
∴拋物線的解析式為y=
(x-)2-.
亦即:y=x2-3x-1.
(2)
連OP、DP、CD,由S△COQ=S△PDQ,得S△OCD=S△PDC,則CD∥OP.
由C
(0,-1)、D
(,-),可得直線CD為y=-x-1.
則直線OP的解析式為y=-x.
與拋物線的解析式聯(lián)立,得點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為(舍去負(fù)值).
(3)
設(shè)直線EF為y=kx+b,與拋物線y=x2-3x-1聯(lián)立,得x2-(k+3)x-1-b=0,∵直線EF與拋物線只有一個(gè)公共點(diǎn),∴x1=x2=-=
(k+3).
即M點(diǎn)橫坐標(biāo)xM=
(k+3).
∵∠FCM=∠OEF,可得CM⊥EF,故可設(shè)直線CM的解析式為y=-x-1,與拋物線聯(lián)立,得:xM=
(3-).
于是得:
(k+3)=
(3-).
解得k=1或2.
∴點(diǎn)M的坐標(biāo)為(,-)或(2,-2).
【點(diǎn)睛】
本題考查了二次函數(shù)綜合題,二次函數(shù)性質(zhì),待定系數(shù)法求解析式.
3.(2020·廣東九年級(jí)一模)如圖,拋物線y=ax2+2x+c(a<0)與x軸交于點(diǎn)A和點(diǎn)B(點(diǎn)A在原點(diǎn)的左側(cè),點(diǎn)B在原點(diǎn)的右側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C,OB=OC=3.
(1)求該拋物線的函數(shù)解析式;
(2)連接BC,點(diǎn)D是直線BC上方拋物線上的點(diǎn),連接OD,CD,OD交BC于點(diǎn)F,當(dāng)S△COF∶S△CDF=3∶2時(shí),求點(diǎn)D的坐標(biāo).
【答案】(1)y=﹣x2+2x+3;(2)(1,4)或(2,3)
【分析】
(1)c=3,點(diǎn)B(3,0),將點(diǎn)B的坐標(biāo)代入拋物線表達(dá)式:y=ax2+2x+3并解得:a=﹣1,即可求解;
(2)S△COF∶S△CDF=3∶2,則OF∶FD=3∶2,DH∥CO,故CO∶DM=3∶2,則DM=CO=2,而DM=﹣x2+2x+3﹣(﹣x+3)=2,即可求解.
【詳解】
解:(1)∵OB=OC=3.
∴c=3,點(diǎn)B(3,0),將點(diǎn)B的坐標(biāo)代入拋物線表達(dá)式:y=ax2+2x+3并解得:a=﹣1,故拋物線的表達(dá)式為:y=﹣x2+2x+3;
(2)如圖,過(guò)點(diǎn)D作DH⊥x軸于點(diǎn)H,交AB于點(diǎn)M,S△COF∶S△CDF=3∶2,則OF∶FD=3∶2,∵DH∥CO,故CO∶DM=3∶2,則DM=CO=2,由B、C的坐標(biāo)得:直線BC的表達(dá)式為:y=﹣x+3,設(shè)點(diǎn)D(x,﹣x2+2x+3),則點(diǎn)M(x,﹣x+3),DM=﹣x2+2x+3﹣(﹣x+3)=2,解得:x=1或2,故點(diǎn)D(1,4)或(2,3).
【點(diǎn)睛】
本題主要考查了二次函數(shù)綜合,準(zhǔn)確計(jì)算是解題的關(guān)鍵.
4.(2020·福建南平·九年級(jí)二模)已知拋物線y=﹣(x+5)(x﹣m)(m>0)與x軸交于點(diǎn)A、B(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左邊),與y軸交于點(diǎn)C.
(1)直接寫(xiě)出點(diǎn)B、C的坐標(biāo);(用含m的式子表示)
(2)若拋物線與直線y=x交于點(diǎn)E、F,且點(diǎn)E、F關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng),求拋物線的解析式;
(3)若點(diǎn)P是線段AB上一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作x軸的垂線交拋物線于點(diǎn)M,交直線AC于點(diǎn)N,當(dāng)線段MN長(zhǎng)的最大值為時(shí),求m的取值范圍.
【答案】(1)B(m,0),C(0,);(2);(3)0<m≤.
【分析】
(1)y=﹣(x+5)(x﹣m),令x=0,則y=,令y=0,則x=﹣5或m,即可求解;
(2)設(shè)點(diǎn)E,F(xiàn)的坐標(biāo)分別為(a,),(﹣a,),將點(diǎn)E、F的坐標(biāo),代入二次函數(shù)表達(dá)式即可求解;
(3)分﹣5≤t≤0、0<t≤m,兩種情況分別求解即可.
【詳解】
解:(1)y=﹣(x+5)(x﹣m),令x=0,則y=,令y=0,則x=﹣5或m,故:B(m,0),C(0,);
(2)設(shè)點(diǎn)E,F(xiàn)的坐標(biāo)分別為(a,),(﹣a,),代入,得,解得:(m﹣5)a=a,∵a≠0,∴m=6,∴拋物線的解析式為;
(3)依題意得A(﹣5,0),C(0,),由m>0,設(shè)過(guò)A,C兩點(diǎn)的一次函數(shù)解析式是y=kx+b,將A,C代入,得
解得
∴過(guò)A,C兩點(diǎn)的一次函數(shù)解析式是,設(shè)點(diǎn)P(t,0),則﹣5≤t≤m(m>0),∴M(t,),N(t,).
①當(dāng)﹣5≤t≤0時(shí),∴MN==,∵,∴該二次函數(shù)圖象開(kāi)口向下,又對(duì)稱(chēng)軸是直線,∴當(dāng)時(shí),MN的長(zhǎng)最大,此時(shí)MN=,②當(dāng)0<t≤m時(shí),∴MN==,∵,∴該二次函數(shù)圖象開(kāi)口向上,又對(duì)稱(chēng)軸是直線,∴當(dāng)0<t≤m時(shí),MN的長(zhǎng)隨t的增大而增大,∴當(dāng)t=m時(shí),MN的長(zhǎng)最大,此時(shí)MN=,∵線段MN長(zhǎng)的最大值為,∴,整理得:,由圖象可得:≤m≤
∵m>0,∴m的取值范圍是0<m≤.
【點(diǎn)睛】
本題考查二次函數(shù)圖象性質(zhì)、與x軸、y軸交點(diǎn)坐標(biāo)、一次函數(shù)圖象性質(zhì)、原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)、線段最值、分類(lèi)討論法等知識(shí),是重要考點(diǎn),綜合性較強(qiáng),掌握相關(guān)知識(shí)是解題關(guān)鍵.
5.(2018·四川眉山·中考真題)如圖①,已知拋物線y=ax2+bx+c的圖像經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(0,3)、B(1,0),其對(duì)稱(chēng)軸為直線l:x=2,過(guò)點(diǎn)A作AC∥x軸交拋物線于點(diǎn)C,∠AOB的平分線交線段AC于點(diǎn)E,點(diǎn)P是拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),設(shè)其橫坐標(biāo)為m.(1)求拋物線的解析式;
(2)若動(dòng)點(diǎn)P在直線OE下方的拋物線上,連結(jié)PE、PO,當(dāng)m為何值時(shí),四邊形AOPE面積最大,并求出其最大值;
(3)如圖②,F(xiàn)是拋物線的對(duì)稱(chēng)軸l上的一點(diǎn),在拋物線上是否存在點(diǎn)P使△POF成為以點(diǎn)P為直角頂點(diǎn)的等腰直角三角形?若存在,直接寫(xiě)出所有符合條件的點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)y=x2-4x+3.(2)當(dāng)m=時(shí),四邊形AOPE面積最大,最大值為.(3)P點(diǎn)的坐標(biāo)為
:P1(,),P2(,),P3(,),P4(,).【解析】
分析:(1)利用對(duì)稱(chēng)性可得點(diǎn)D的坐標(biāo),利用交點(diǎn)式可得拋物線的解析式;
(2)設(shè)P(m,m2-4m+3),根據(jù)OE的解析式表示點(diǎn)G的坐標(biāo),表示PG的長(zhǎng),根據(jù)面積和可得四邊形AOPE的面積,利用配方法可得其最大值;
(3)存在四種情況:
如圖3,作輔助線,構(gòu)建全等三角形,證明△OMP≌△PNF,根據(jù)OM=PN列方程可得點(diǎn)P的坐標(biāo);同理可得其他圖形中點(diǎn)P的坐標(biāo).
詳解:(1)如圖1,設(shè)拋物線與x軸的另一個(gè)交點(diǎn)為D,由對(duì)稱(chēng)性得:D(3,0),設(shè)拋物線的解析式為:y=a(x-1)(x-3),把A(0,3)代入得:3=3a,a=1,∴拋物線的解析式;y=x2-4x+3;
(2)如圖2,設(shè)P(m,m2-4m+3),∵OE平分∠AOB,∠AOB=90°,∴∠AOE=45°,∴△AOE是等腰直角三角形,∴AE=OA=3,∴E(3,3),易得OE的解析式為:y=x,過(guò)P作PG∥y軸,交OE于點(diǎn)G,∴G(m,m),∴PG=m-(m2-4m+3)=-m2+5m-3,∴S四邊形AOPE=S△AOE+S△POE,=×3×3+PG?AE,=+×3×(-m2+5m-3),=-m2+m,=(m-)2+,∵-<0,∴當(dāng)m=時(shí),S有最大值是;
(3)如圖3,過(guò)P作MN⊥y軸,交y軸于M,交l于N,∵△OPF是等腰直角三角形,且OP=PF,易得△OMP≌△PNF,∴OM=PN,∵P(m,m2-4m+3),則-m2+4m-3=2-m,解得:m=或,∴P的坐標(biāo)為(,)或(,);
如圖4,過(guò)P作MN⊥x軸于N,過(guò)F作FM⊥MN于M,同理得△ONP≌△PMF,∴PN=FM,則-m2+4m-3=m-2,解得:x=或;
P的坐標(biāo)為(,)或(,);
綜上所述,點(diǎn)P的坐標(biāo)是:(,)或(,)或(,)或(,).
點(diǎn)睛:本題屬于二次函數(shù)綜合題,主要考查了二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,相似三角形的判定與性質(zhì)以及解一元二次方程的方法,解第(2)問(wèn)時(shí)需要運(yùn)用配方法,解第(3)問(wèn)時(shí)需要運(yùn)用分類(lèi)討論思想和方程的思想解決問(wèn)題.
6.(2018·湖南懷化·中考真題)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=ax2+2x+c與x軸交于A(﹣1,0)B(3,0)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)D是該拋物線的頂點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式和直線AC的解析式;
(2)請(qǐng)?jiān)趛軸上找一點(diǎn)M,使△BDM的周長(zhǎng)最小,求出點(diǎn)M的坐標(biāo);
(3)試探究:在拋物線上是否存在點(diǎn)P,使以點(diǎn)A,P,C為頂點(diǎn),AC為直角邊的三角形是直角三角形?若存在,請(qǐng)求出符合條件的點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1)拋物線解析式為y=﹣x2+2x+3;直線AC的解析式為y=3x+3;(2)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(0,3);
(3)符合條件的點(diǎn)P的坐標(biāo)為(,)或(,﹣),【解析】
分析:(1)設(shè)交點(diǎn)式y(tǒng)=a(x+1)(x-3),展開(kāi)得到-2a=2,然后求出a即可得到拋物線解析式;再確定C(0,3),然后利用待定系數(shù)法求直線AC的解析式;
(2)利用二次函數(shù)的性質(zhì)確定D的坐標(biāo)為(1,4),作B點(diǎn)關(guān)于y軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)B′,連接DB′交y軸于M,如圖1,則B′(-3,0),利用兩點(diǎn)之間線段最短可判斷此時(shí)MB+MD的值最小,則此時(shí)△BDM的周長(zhǎng)最小,然后求出直線DB′的解析式即可得到點(diǎn)M的坐標(biāo);
(3)過(guò)點(diǎn)C作AC的垂線交拋物線于另一點(diǎn)P,如圖2,利用兩直線垂直一次項(xiàng)系數(shù)互為負(fù)倒數(shù)設(shè)直線PC的解析式為y=-x+b,把C點(diǎn)坐標(biāo)代入求出b得到直線PC的解析式為y=-x+3,再解方程組得此時(shí)P點(diǎn)坐標(biāo);當(dāng)過(guò)點(diǎn)A作AC的垂線交拋物線于另一點(diǎn)P時(shí),利用同樣的方法可求出此時(shí)P點(diǎn)坐標(biāo).
詳解:(1)設(shè)拋物線解析式為y=a(x+1)(x﹣3),即y=ax2﹣2ax﹣3a,∴﹣2a=2,解得a=﹣1,∴拋物線解析式為y=﹣x2+2x+3;
當(dāng)x=0時(shí),y=﹣x2+2x+3=3,則C(0,3),設(shè)直線AC的解析式為y=px+q,把A(﹣1,0),C(0,3)代入得,解得,∴直線AC的解析式為y=3x+3;
(2)∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,∴頂點(diǎn)D的坐標(biāo)為(1,4),作B點(diǎn)關(guān)于y軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)B′,連接DB′交y軸于M,如圖1,則B′(﹣3,0),∵M(jìn)B=MB′,∴MB+MD=MB′+MD=DB′,此時(shí)MB+MD的值最小,而B(niǎo)D的值不變,∴此時(shí)△BDM的周長(zhǎng)最小,易得直線DB′的解析式為y=x+3,當(dāng)x=0時(shí),y=x+3=3,∴點(diǎn)M的坐標(biāo)為(0,3);
(3)存在.
過(guò)點(diǎn)C作AC的垂線交拋物線于另一點(diǎn)P,如圖2,∵直線AC的解析式為y=3x+3,∴直線PC的解析式可設(shè)為y=﹣x+b,把C(0,3)代入得b=3,∴直線PC的解析式為y=﹣x+3,解方程組,解得或,則此時(shí)P點(diǎn)坐標(biāo)為(,);
過(guò)點(diǎn)A作AC的垂線交拋物線于另一點(diǎn)P,直線PC的解析式可設(shè)為y=﹣x+b,把A(﹣1,0)代入得+b=0,解得b=﹣,∴直線PC的解析式為y=﹣x﹣,解方程組,解得或,則此時(shí)P點(diǎn)坐標(biāo)為(,﹣).綜上所述,符合條件的點(diǎn)P的坐標(biāo)為(,)或(,﹣).點(diǎn)睛:本題考查了二次函數(shù)的綜合題:熟練掌握二次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征和二次函數(shù)的性質(zhì);會(huì)利用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,理解兩直線垂直時(shí)一次項(xiàng)系數(shù)的關(guān)系,通過(guò)解方程組求把兩函數(shù)的交點(diǎn)坐標(biāo);理解坐標(biāo)與圖形性質(zhì),會(huì)運(yùn)用兩點(diǎn)之間線段最短解決最短路徑問(wèn)題;會(huì)運(yùn)用分類(lèi)討論的思想解決數(shù)學(xué)問(wèn)題.
7.(2020·四川中考真題)如圖1,拋物線y=ax2﹣2ax﹣3a(a≠0)與x軸交于點(diǎn)A,B.與y軸交于點(diǎn)C.連接AC,BC.已知△ABC的面積為2.
(1)求拋物線的解析式;
(2)平行于x軸的直線與拋物線從左到右依次交于P,Q兩點(diǎn).過(guò)P,Q向x軸作垂線,垂足分別為G,H.若四邊形PGHQ為正方形,求正方形的邊長(zhǎng);
(3)如圖2,平行于y軸的直線交拋物線于點(diǎn)M,交x軸于點(diǎn)N
(2,0).點(diǎn)D是拋物線上A,M之間的一動(dòng)點(diǎn),且點(diǎn)D不與A,M重合,連接DB交MN于點(diǎn)E.連接AD并延長(zhǎng)交MN于點(diǎn)F.在點(diǎn)D運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,3NE+NF是否為定值?若是,求出這個(gè)定值;若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1);(2)或;(3)是,3NE+NF為定值4
【分析】
(1)先將拋物線解析式變形,可得A和B的坐標(biāo),從而得AB=1+3=4,根據(jù)三角形ABC的面積為2可得OC的長(zhǎng),確定點(diǎn)C的坐標(biāo),根據(jù)點(diǎn)C的坐標(biāo),利用待定系數(shù)法即可求出二次函數(shù)的解析式;
(2)設(shè)點(diǎn)P的縱坐標(biāo)為m,當(dāng)y=m時(shí),﹣x2+x+1=m,解方程可得P和Q兩點(diǎn)的坐標(biāo),從而得G和H的坐標(biāo),再利用正方形的性質(zhì)可得出關(guān)于m的方程,解之即可得出結(jié)論;
(3)設(shè)點(diǎn)D(n,﹣n2+n+1),利用待定系數(shù)法求直線AD和BD的解析式,表示FN和OK的長(zhǎng),直接代入計(jì)算可得結(jié)論.
【詳解】
(1)如圖1,y=ax2﹣2ax﹣3a=a(x2﹣2x﹣3)=a(x﹣3)(x+1),∴A(﹣1,0),B(3,0),∴AB=4,∵△ABC的面積為2,即,∴OC=1,∴C(0,1),將C(0,1)代入y=ax2﹣2ax﹣3a,得:﹣3a=1,∴a=﹣,∴該二次函數(shù)的解析式為y=﹣x2+x+1;
(2)如圖2,設(shè)點(diǎn)P的縱坐標(biāo)為m,當(dāng)y=m時(shí),﹣x2+x+1=m,解得:x1=1+,x2=1﹣,∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為(1﹣,m),點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(1+,m),∴點(diǎn)G的坐標(biāo)為(1﹣,0),點(diǎn)H的坐標(biāo)為(1+,0),∵矩形PGHQ為正方形,∴PQ=PG,∴1+﹣(1﹣)=m,解得:m1=﹣6﹣2,m2=﹣6+2,∴當(dāng)四邊形PGHQ為正方形時(shí),邊長(zhǎng)為6+2或2﹣6;
(3)如圖3,設(shè)點(diǎn)D(n,﹣n2+n+1),延長(zhǎng)BD交y軸于K,∵A(﹣1,0),設(shè)AD的解析式為:y=kx+b,則,解得:,∴AD的解析式為:y=(﹣)x﹣,當(dāng)x=2時(shí),y=﹣n+2﹣n+1=﹣n+3,∴F(2,3﹣n),∴FN=3﹣n,同理得直線BD的解析式為:y=(﹣)x+n+1,∴K(0,n+1),∴OK=n+1,∵N(2,0),B(3,0),∴,∵EN∥OK,∴,∴OK=3EN,∴3EN+FN=OK+FN=n+1+3﹣n=4,∴在點(diǎn)D運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,3NE+NF為定值4.
【點(diǎn)睛】
本題考查了待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式、二次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征、正方形的性質(zhì)、待定系數(shù)法求一次函數(shù)解析式以及平行線分線段成比例定理等知識(shí),解題的關(guān)鍵是:(1)根據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo),利用待定系數(shù)法求出二次函數(shù)解析式;(2)利用正方形的性質(zhì),找出關(guān)于m的方程;(3)利用AD和BD的解析式確定FN和OK的長(zhǎng),可解決問(wèn)題.
8.(2020·內(nèi)蒙古中考真題)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn),與x軸正半軸交于點(diǎn)A,該拋物線的頂點(diǎn)為M,直線經(jīng)過(guò)點(diǎn)A,與y軸交于點(diǎn)B,連接.
(1)求b的值及點(diǎn)M的坐標(biāo);
(2)將直線向下平移,得到過(guò)點(diǎn)M的直線,且與x軸負(fù)半軸交于點(diǎn)C,取點(diǎn),連接,求證::
(3)點(diǎn)E是線段上一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)F是線段上一動(dòng)點(diǎn),連接,線段的延長(zhǎng)線與線段交于點(diǎn)G.當(dāng)時(shí),是否存在點(diǎn)E,使得?若存在,求出點(diǎn)E的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1)b=3,M(3,-3);(2)詳見(jiàn)解析;(3)點(diǎn)E的坐標(biāo)為(,).【分析】
(1)將配方后可得頂點(diǎn)M的坐標(biāo),利用求出點(diǎn)A的坐標(biāo)后代入即可求出b的值;
(2)先求出平移后的直線CM的解析式為y=-x,過(guò)點(diǎn)D作DH⊥直線y=-x,得到直線DH的解析式為y=2x-4,根據(jù)求出交點(diǎn)H(1,-2),分別求得DH=,DM=,根據(jù)sin∠DMH=得到∠DMH=45°,再利用外角與內(nèi)角的關(guān)系得到結(jié)論;
(3)過(guò)點(diǎn)G作GP⊥x軸,過(guò)點(diǎn)E作EQ⊥x軸,先求出AB=,根據(jù)得到∠BAO=∠AFE,設(shè)GF=4a,則AE=EF=3a,證明△AEQ∽△ABO,求得AQ=a,AF=a,再證△FGP∽△AEQ,得到FP=a,OP=PG=,由此得到+a+a=6,求出a得到AQ=,將x=代入中,得y=,即可得到點(diǎn)E的坐標(biāo).【詳解】
(1)∵=,∴頂點(diǎn)M的坐標(biāo)為(3,-3).令中y=0,得x1=0,x2=6,∴A(6,0),將點(diǎn)A的坐標(biāo)代入中,得-3+b=0,∴b=3;
(2)∵由平移得來(lái),∴m=-,∵過(guò)點(diǎn)M(3,-3),∴,解得n=,∴平移后的直線CM的解析式為y=-x.過(guò)點(diǎn)D作DH⊥直線y=-x,∴設(shè)直線DH的解析式為y=2x+k,將點(diǎn)D(2,0)的坐標(biāo)代入,得4+k=0,∴k=-4,∴直線DH的解析式為y=2x-4.解方程組,得,∴H(1,-2).∵D(2,0),H(1,-2),∴DH=,∵M(jìn)(3,-3),D(2,0),∴DM=,∴sin∠DMH=,∴∠DMH=45°,∵∠ACM+∠DMH=∠ADM,∴;
(3)存在點(diǎn)E,過(guò)點(diǎn)G作GP⊥x軸,過(guò)點(diǎn)E作EQ⊥x軸,∵A(6,0),B(0,3),∴AB=.∵,∠BEF=∠BAO+∠AFE,∴∠BAO=∠AFE,∴AE=EF,∵,∴,設(shè)GF=4a,則AE=EF=3a,∵EQ⊥x軸,∴EQ∥OB,∴△AEQ∽△ABO,∴,∴,∴AQ=a,∴AF=a.∵∠AFE=∠PFG,∴△FGP∽△AEQ,∴,∴FP=a,∴OP=PG=,∴+a+a=6,解得a=,∴AQ=,∴OQ=,將x=代入中,得y=,∴當(dāng)時(shí),存在點(diǎn)E,使得,此時(shí)點(diǎn)E的坐標(biāo)為(,).【點(diǎn)睛】
此題考查了拋物線的性質(zhì),待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,一次函數(shù)平移的性質(zhì),兩個(gè)一次函數(shù)交點(diǎn)坐標(biāo)與方程組的關(guān)系,相似三角形的判定及性質(zhì),等腰三角形的性質(zhì),三角形的外角的性質(zhì)定理,是一道拋物線的綜合題,較難.9.(2020·福建廈門(mén)一中九年級(jí)其他模擬)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,已知四邊形ABCD為平行四邊形,點(diǎn)A在y軸上且在B的下方,B(0,3),且點(diǎn)C,點(diǎn)D在第一象限.
(1)若點(diǎn)A(0,1),點(diǎn)D(2,2),求點(diǎn)C的坐標(biāo);
(2)若點(diǎn)C在直線y=0.5x+3上,①若CD=BC,點(diǎn)D在拋物線y=x2﹣x+3上,求點(diǎn)C的坐標(biāo);
②若CD=BC,拋物線y=x2﹣ax+4﹣a經(jīng)過(guò)點(diǎn)D、E,與y軸交于點(diǎn)F,若點(diǎn)E在直線BD上,求的最大值.
【答案】(1)D(2,4);(2)①C(3+,)或(3﹣,),②
【分析】
(1)由點(diǎn)A、B的坐標(biāo)知,AB=3﹣1=2=CD,即可求解;
(2)①作BH⊥CD于H,則D(m,m2﹣m+3),則CB=CD=﹣m2+3m,BH=m,CH=m,m≠0,則1+()2=(﹣m+3)2,即可求解;
②利用CD=CB,求出m=1或m=1﹣a,再分m=1、m=1﹣a兩種情況,分別求解即可.
【詳解】
解:(1)由點(diǎn)A、B的坐標(biāo)知,AB=3﹣1=2=CD,故點(diǎn)D(2,4);
(2)如圖,設(shè)C(m,m+3),則D(m,m2﹣m+3),①作BH⊥CD于H,則D(m,m2﹣m+3),則CB=CD=﹣m2+3m,BH=m,CH=m,m≠0,∴1+()2=(﹣m+3)2,m=3±,故C(3+,)或(3﹣,);
②∵y=x+3,BH=m,∴BC=m.
CD=CB=m,又CD∥y軸,∴D(m,m2﹣am+4﹣a),由點(diǎn)B、D的坐標(biāo)得,直線DB解析式:y=x+3,解方程:x+3=x2﹣ax+4﹣a,整理得:mx2﹣(m2+1﹣a)x+m(1﹣a)=0,即[mx﹣(1﹣a)](x﹣m)=0,解得:x=m或x=,即,而CD=m+3﹣(m2﹣am+4﹣a)=﹣m2+(a+)m﹣1+a,且CD=CB,∴m=﹣m2+(a+)m﹣1+a,整理得:m2+(2﹣a)m+1﹣a=0,[m﹣(1﹣a)](m﹣1)=0,解得:m=1或m=1﹣a.
(I)當(dāng)m=1時(shí),C(1,),D(1,),F(xiàn)(0,4﹣a),xE=1﹣a,則S△DEF=BF?(xD﹣xE)=(a﹣1)[1﹣(1﹣a)]=(a2﹣a),而S?ABCD=BH?CD=1×=,故S△DEF﹣S?ABCD=(a2﹣a)﹣=(a﹣)2﹣,∵>0,故S△DEF﹣S?ABCD沒(méi)有最大值;
(II)
當(dāng)m=1﹣a時(shí),C(1﹣a,),D(1﹣a,2a+1),則F(0,4﹣a),xE=1,而S△DEF=BF?(xD﹣xE)=(a﹣1)[(1﹣a)﹣1]=﹣(a2﹣a),S?ABCD=BH?CD=(1﹣a)?(1﹣a)=(1﹣a)
2,∴S△DEF﹣S?ABCD=﹣(a2﹣a)﹣(1﹣a)
2=﹣3a2+a﹣=﹣3(a﹣)2+≤,∴S△DEF﹣S?ABCD的最大值為.
【點(diǎn)睛】
本題主要考查二次函數(shù)的綜合,熟練掌握二次函數(shù)與一次函數(shù)的性質(zhì)及平行四邊形的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
10.(2020·河南九年級(jí)二模)如圖①,在平面直角坐標(biāo)系中,一塊等腰直角三角板ABC的直角頂點(diǎn)A在y軸上,坐標(biāo)為(0,-1),另一頂點(diǎn)B坐標(biāo)為(-2,0),已知二次函數(shù)y=x2+bx+c的圖象經(jīng)過(guò)B、C兩點(diǎn).現(xiàn)將一把直尺放置在直角坐標(biāo)系中,使直尺的邊A'D'∥y軸且經(jīng)過(guò)點(diǎn)B,直尺沿x軸正方向平移,當(dāng)A'D'與y軸重合時(shí)運(yùn)動(dòng)停止.
(1)求點(diǎn)C的坐標(biāo)及二次函數(shù)的關(guān)系式;
(2)若運(yùn)動(dòng)過(guò)程中直尺的邊A'D'交邊BC于點(diǎn)M,交拋物線于點(diǎn)N,求線段MN長(zhǎng)度的最大值;
(3)如圖②,設(shè)點(diǎn)P為直尺的邊A'D'上的任一點(diǎn),連接PA、PB、PC,Q為BC的中點(diǎn),試探究:在直尺平移的過(guò)程中,當(dāng)PQ=時(shí),線段PA、PB、PC之間的數(shù)量關(guān)系.請(qǐng)直接寫(xiě)出結(jié)論,并指出相應(yīng)的點(diǎn)P與拋物線的位置關(guān)系.
(說(shuō)明:點(diǎn)與拋物線的位置關(guān)系可分為三類(lèi),例如,圖②中,點(diǎn)A在拋物線內(nèi),點(diǎn)C在拋物線上,點(diǎn)D'在拋物線外.)
【答案】(1)C(-1,-3).y=x2+x-3.(2).(3)PB-PC=PA.
【詳解】
試題分析:(1)求C點(diǎn)坐標(biāo),考慮作x,y軸垂線,表示橫縱坐標(biāo),易得△CDA≌△AOB,所以C點(diǎn)坐標(biāo)易知.進(jìn)而拋物線解析式易得.
(2)橫坐標(biāo)相同的兩點(diǎn)距離,可以用這兩點(diǎn)的縱坐標(biāo)作差,因?yàn)閮牲c(diǎn)分別在直線BC與拋物線上,故可以利用解析式,設(shè)橫坐標(biāo)為x,表示兩個(gè)縱坐標(biāo).作差記得關(guān)于x的二次函數(shù),利用最值性質(zhì),結(jié)果易求.
(3)計(jì)算易得,BC=,因?yàn)镼為BC的中點(diǎn),PQ=恰為半徑,則以作圓,P點(diǎn)必在圓上.此時(shí)連接PB,PC,PA,因?yàn)锽C為直徑,故BP2+CP2=BC2為定值,而PA不固定,但不超過(guò)BC,所以易得結(jié)論BP2+CP2≥PA2,題目要求考慮三種情況,其中P在拋物線上時(shí),P點(diǎn)只能與B或C重合,此時(shí),PA,PB,PC可求具體值,則有等量關(guān)系.
試題解析:(1)如圖1,過(guò)點(diǎn)C作CD⊥y軸于D,此時(shí)△CDA≌△AOB,∵△CDA≌△AOB,∴AD=BO=2,CD=AO=1,∴OD=OA+AD=3,∴C(-1,-3).
將B(-2,0),C(-1,-3)代入拋物線y=x2+bx+c,解得
b=,c=-3,∴拋物線的解析式為y=x2+x-3.
(2)設(shè)lBC:y=kx+b,∵B(-2,0),C(-1,-3),∴,解得,∴l(xiāng)BC:y=-3x-6,設(shè)M(xM,-3xM-6),N(xN,xN2+xN-3),∵xM=xN(記為x),yM≥yN,∴線段MN長(zhǎng)度=-3x-6-(x2+x-3)=-(x+)2+,(-2≤x≤-1),∴當(dāng)x=-時(shí),線段MN長(zhǎng)度為最大值.
(3)答:P在拋物線外時(shí),BP2+CP2≥PA2;P在拋物線上時(shí),BP+CP=AP;P在拋物線內(nèi),BP2+CP2≥PA2.
分析如下:
如圖2,以Q點(diǎn)為圓心,為半徑作⊙Q,∵OB=2,OA=1,∴AC=AB==,∴BC=,∴BQ=CQ=,∵∠BAC=90°,∴點(diǎn)B、A、C都在⊙Q上.
①P在拋物線外,如圖3,圓Q與BD′的交點(diǎn)即為點(diǎn)P,連接PB,PC,PA,延長(zhǎng)PC交y軸于點(diǎn)D
∵BC為直徑,∴∠BPC=90°
∵BD′與y軸平行
∴∠ADC=90°,且D點(diǎn)為拋物線與y軸交點(diǎn)
∴PD∥x軸
易得PC=1,PB=3,PA=2
∴BP+CP=AP.
②P在拋物線上,此時(shí),P只能為B點(diǎn)或者C點(diǎn),∵AC=AB=,∴AP=,∵BP+CP=BC=,∴BP+CP=AP.
③P在拋物線內(nèi),有兩種情況,如圖4,5,如圖4,在PC上取BP=PT,∵BC為直徑,∴∠BPC=90°
∴△BPT為等腰直角三角形
∴∠PBT=45°=∠1+∠2
∵∠ABC=∠3+∠2=45°
∴∠1=∠3
∵∠BAP=∠BCP(同弧BP)
∴△BPA∽△BTC
∴
∵PC=PT+CT
∴PC=PT+PA=PB+PA
∴PC-PB=PA
同理,如圖5,也可得PB-PC=PA.
考點(diǎn):二次函數(shù)綜合題.
11.(2020·湖北武漢·九年級(jí)其他模擬)拋物線與軸交于點(diǎn),與軸交于點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖1,直線交拋物線于另一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作交于點(diǎn).求證:軸;
(3)如圖2,為拋物線上兩點(diǎn),直線,交軸于點(diǎn),,求面積的最小值.
【答案】(1);(2)見(jiàn)解析;(3)的最小值為1.
【分析】
(1)把點(diǎn),代入解析式構(gòu)建方程組求解即可;
(2)由題易得,設(shè),則,然后根據(jù)在平面直接坐標(biāo)系里兩條直線平行時(shí),進(jìn)行求解即可;
(3)設(shè)直線的解析式為:,直線的解析式為,直線的解析式為,由題意得,進(jìn)而可得,然后把三角形的面積表示出來(lái)利用二次函數(shù)的性質(zhì)求解即可.
【詳解】
(1)∵過(guò),∴解得.
∴拋物線的解析式為.
(2)當(dāng)時(shí),.∴
設(shè),則,∴,.
∴,∴,∵,∴設(shè),則,.
∴.
設(shè)直線,∴,∴.
由得
∵,∴軸.
(3)設(shè)直線的解析式為:,由得,.
∴,∴.
設(shè)直線的解析式為,同理可得:,∴.
設(shè)直線的解析式為,由得.
∴,.
∵,∴,,∴直線.
不論為何值,當(dāng)時(shí),∴直線過(guò)點(diǎn).
∵,∴軸,∴的最小值為1.
【點(diǎn)睛】
本題主要考查二次函數(shù)與一次函數(shù)的綜合,關(guān)鍵是根據(jù)題意得到二次函數(shù)的表達(dá)式,然后利用一次函數(shù)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行求解問(wèn)題即可.
12.(2020·廣東深圳·九年級(jí)其他模擬)如下圖,拋物線與軸正半軸交于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作直線軸,點(diǎn)是拋物線在第一象限部分上的一動(dòng)點(diǎn),連接并延長(zhǎng)交直線于點(diǎn),連接并延長(zhǎng)交軸于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸,垂足為,連接.設(shè).
(1)請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)坐標(biāo)并求出的最大值;
(2)如圖1,隨著點(diǎn)的運(yùn)動(dòng),的值是否會(huì)發(fā)生變化?若變化,請(qǐng)說(shuō)明理由,若不變,則求出它的值;
(3)連接,如圖2,則當(dāng)點(diǎn)位于何處時(shí),點(diǎn)到直線的距離最大?請(qǐng)你求出此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo).
【答案】(1)A點(diǎn)坐標(biāo)為,4;(2)不會(huì)發(fā)生變化,理由見(jiàn)解析,;(3)點(diǎn)坐標(biāo)為
【分析】
(1)根據(jù)P點(diǎn)的坐標(biāo)得到,根據(jù)即可得到結(jié)果;
(2)由(1)知:,,根據(jù)計(jì)算即可;
(3)取的中點(diǎn),過(guò)作軸的垂線,垂足為,交直線于點(diǎn),得矩形;連接,得到,在根據(jù)題意得,聯(lián)立方程計(jì)算即可;
【詳解】
解:(1)A點(diǎn)坐標(biāo)為.
∵,∴點(diǎn)坐標(biāo)為
∴.
又,.
∴.
∴.
∴的最大值為4.
(2)的值不會(huì)發(fā)生變化理由如下:
由(1)知:,.
所以,,.
又,.
∴,∴.
(3)如下左圖,取的中點(diǎn),過(guò)作軸的垂線,垂足為,交直線于點(diǎn),得矩形;連接.
易得,∴.
∴.
由(2)知,.
∴.又,∴點(diǎn)的坐標(biāo)為.
即,直線繞定點(diǎn)在旋轉(zhuǎn).
如上右圖,表示的任一位置,長(zhǎng)是點(diǎn)到它的距離.則,∵,∴的最大值等于.
顯然,獲得最大值的條件是.
∵此時(shí),易得,此時(shí),從而,得.
∴此時(shí),點(diǎn)坐標(biāo)為
∴直線的解析式為:.
由得,(舍).
故,此時(shí)點(diǎn)坐標(biāo)為.
【點(diǎn)睛】
本題主要考查了二次函數(shù)綜合,準(zhǔn)確計(jì)算是解題的關(guān)鍵.
13.(2020·廣東九年級(jí)一模)如圖,拋物線與軸交于點(diǎn),對(duì)稱(chēng)軸為直線平行于軸的直線與拋物線交于兩點(diǎn),點(diǎn)在對(duì)稱(chēng)軸左側(cè),.
(1)求此拋物線和直線的解析式;
(2)點(diǎn)在軸上,直線將三角形面積分成兩部分,求點(diǎn)的坐標(biāo).
【答案】(1);(2)或
【分析】
(1)根據(jù)對(duì)稱(chēng)軸直線求出b,把點(diǎn)代入拋物線解析式求出c,即可求出拋物線解析式,根據(jù)拋物線對(duì)稱(chēng)性和搶救車(chē)點(diǎn)B坐標(biāo),利用待定系數(shù)法即可求出直線的解析式;
(2)作出直線與交于點(diǎn),過(guò)作軸,與軸交于點(diǎn)與軸交于點(diǎn),得到進(jìn)而得到,根據(jù)直線將面積分成兩部分,分別得到或兩種情況,分別求出Q橫坐標(biāo),進(jìn)而求出Q坐標(biāo),直線CQ解析式,即可求出點(diǎn)P坐標(biāo).
【詳解】
解:由題意得:,解得:,則此拋物線的解析式為;
拋物線對(duì)稱(chēng)軸為直線,橫坐標(biāo)為橫坐標(biāo)為,把代入拋物線解析式得:,設(shè)直線解析式為,把坐標(biāo)代入得:
即
直線解析式為
(2)作出直線與交于點(diǎn),過(guò)作軸,與軸交于點(diǎn)與軸交于點(diǎn),可得,點(diǎn)在軸上,直線將面積分成兩部分,或,即或,或,當(dāng)時(shí),把代入直線解析式得:
此時(shí),直線解析式為,令,得到,即;
當(dāng)時(shí),把代入直線解析式
得:,此時(shí),直線解析式為,令得到
此時(shí),綜上,的坐標(biāo)為或.
【點(diǎn)睛】
本題為二次函數(shù)綜合題,綜合性強(qiáng),難度大.熟練掌握二次函數(shù)性質(zhì),深刻理解坐標(biāo)系內(nèi)求點(diǎn)的坐標(biāo)方法,添加輔助線構(gòu)造相似是解題關(guān)鍵.
14.(2020·湖北九年級(jí)一模)如圖.拋物線交軸于兩點(diǎn).其中點(diǎn)坐標(biāo)為,與軸交于點(diǎn).
求拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
如圖①,連接.點(diǎn)在拋物線上﹐且滿(mǎn)足.求點(diǎn)的坐標(biāo);
如圖②,點(diǎn)為軸下方拋物線上任意一點(diǎn),點(diǎn)是拋物線對(duì)稱(chēng)軸與軸的交點(diǎn),直線分別交拋物線的對(duì)稱(chēng)軸于點(diǎn),求的值.
【答案】(1);(2)點(diǎn)的坐標(biāo)為或;(3)8
【分析】
(1)把點(diǎn)A、C坐標(biāo)代入拋物線解析式即求得b、c的值.
(2)點(diǎn)P可以在x軸上方或下方,需分類(lèi)討論.①若點(diǎn)P在x軸下方,延長(zhǎng)AP到H,使AH=AB構(gòu)造等腰△ABH,作BH中點(diǎn)G,即有∠PAB=2∠BAG=2∠ACO,利用∠ACO的三角函數(shù)值,求BG、BH的長(zhǎng),進(jìn)而求得H的坐標(biāo),求得直線AH的解析式后與拋物線解析式聯(lián)立,即求出點(diǎn)P坐標(biāo).②若點(diǎn)P在x軸上方,根據(jù)對(duì)稱(chēng)性,AP一定經(jīng)過(guò)點(diǎn)H關(guān)于x軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)H',求得直線AH'的解析式后與拋物線解析式聯(lián)立,即求出點(diǎn)P坐標(biāo).
(3)設(shè)點(diǎn)Q橫坐標(biāo)為t,用t表示直線AQ、BN的解析式,把x=?1分別代入即求得點(diǎn)M、N的縱坐標(biāo),再求DM、DN的長(zhǎng),即得到DM+DN為定值.
【詳解】
解:拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn)
解得
拋物線的函數(shù)表達(dá)式為
①若點(diǎn)在軸下方,如圖1
延長(zhǎng)到,使,過(guò)點(diǎn)作軸,連接,作中點(diǎn),連接并延長(zhǎng)交于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作于點(diǎn)
當(dāng),解得
中,為中點(diǎn),即
在中,中,即
設(shè)直線解析式為
解得
直線
解得(即點(diǎn)),②若點(diǎn)在軸上方,如圖2,在上截取,則于關(guān)于軸對(duì)稱(chēng)
設(shè)直線解析式為
解得
直線
解得(即點(diǎn)),、綜上所述,點(diǎn)的坐標(biāo)為或
為定值
拋物線的對(duì)稱(chēng)軸為,直線
設(shè)
設(shè)直線解析式為
解得
直線
當(dāng)時(shí),設(shè)直線解析式為
解得
直線
當(dāng)時(shí),為定值.
【點(diǎn)睛】
本題考查了求二次函數(shù)解析式、求一次函數(shù)解析式,解一元二次方程、二元一次方程組,等腰三角形的性質(zhì),三角函數(shù)的應(yīng)用.第(2)題由于不確定點(diǎn)P位置需分類(lèi)討論;(2)(3)計(jì)算量較大,應(yīng)認(rèn)真理清線段之間的關(guān)系再進(jìn)行計(jì)算.
15.(2020·貴陽(yáng)清鎮(zhèn)北大培文學(xué)校九年級(jí)其他模擬)在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線經(jīng)過(guò)A(-4,0),B(0,-4),C(2,0)三點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式;
(2)若點(diǎn)M為第三象限內(nèi)拋物線上一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為m,△AMB的面積為S.求S關(guān)于m的函數(shù)關(guān)系式,并求出S的最大值.
(3)若點(diǎn)P是拋物線上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)Q是直線y=-x上的動(dòng)點(diǎn),判斷有幾個(gè)位置能夠使得點(diǎn)P、Q、B、O為頂點(diǎn)的四邊形為平行四邊形,直接寫(xiě)出相應(yīng)的點(diǎn)Q的坐標(biāo).
【答案】(1);(2),時(shí)有最大值;(3)或或或.
【分析】
(1)先假設(shè)出函數(shù)解析式,利用三點(diǎn)法求解函數(shù)解析式.
(2)設(shè)出M點(diǎn)的坐標(biāo),利用S=S△AOM+S△OBM?S△AOB即可進(jìn)行解答;
(3)當(dāng)OB是平行四邊形的邊時(shí),表示出PQ的長(zhǎng),再根據(jù)平行四邊形的對(duì)邊相等列出方程求解即可;當(dāng)OB是對(duì)角線時(shí),由圖可知點(diǎn)A與P應(yīng)該重合.
【詳解】
解:(1)設(shè)此拋物線的函數(shù)解析式為:,將,三點(diǎn)代入函數(shù)解析式得:,解得,所以此函數(shù)解析式為:;
(2)∵點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,且點(diǎn)在這條拋物線上,∴點(diǎn)的坐標(biāo)為:,∴
∵,當(dāng)時(shí),有最大值為:.
答:時(shí)有最大值.
(3)設(shè).
當(dāng)為邊時(shí),根據(jù)平行四邊形的性質(zhì)知,且,∴的橫坐標(biāo)等于的橫坐標(biāo),又∵直線的解析式為,則.
由,得,解得,.(不合題意,舍去)
如圖,當(dāng)為對(duì)角線時(shí),知與應(yīng)該重合,.
四邊形為平行四邊形則,橫坐標(biāo)為4,代入得出為.
由此可得或或或.
【點(diǎn)睛】
本題考查了三點(diǎn)式求拋物線的方法,以及拋物線的性質(zhì)和最值的求解方法.
16.(2020·山東煙臺(tái)·九年級(jí)其他模擬)如圖,拋物線y=ax2+x+c的圖象與x軸交于A(-3,0),B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C(0,-2),連接AC.點(diǎn)P是x軸上的動(dòng)點(diǎn).
(1)求拋物線的表達(dá)式;
(2)過(guò)點(diǎn)P作x軸的垂線,交線段AC于點(diǎn)D,E為y軸上一點(diǎn),連接AE,BE,當(dāng)AD=BE時(shí),求AD+AE的最小值;
(3)點(diǎn)Q為拋物線上一動(dòng)點(diǎn),是否存在點(diǎn)P,使得以A、C、P、Q為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,說(shuō)明理由.
【答案】(1);(2)4;(3)存在,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(-5,0)或(,0)或(,0)或(-1,0).
【分析】
(1)將A、C兩點(diǎn)代入,利用待定系數(shù)法求得拋物線的表達(dá)式;
(2)由AD=BE,將AD+AE轉(zhuǎn)化為BE+AE,通過(guò)兩點(diǎn)之間線段最短即可得解;
(3)分情況討論,AC為平行四邊形的對(duì)角線、AQ為對(duì)角線、AP為對(duì)角線三種情況討論.
【詳解】
(1)將A(-3,0),C(0,-2),代入y=ax2+x+c得,解得,∴拋物線的表達(dá)式為;
(2)令,解得x=-3或1,∴點(diǎn)B的坐標(biāo)為(1,0),當(dāng)AD=BE時(shí),AD+AE=BE+AE,∴當(dāng)A、E、B三點(diǎn)共線時(shí),BE+AE最小,最小值為AB的長(zhǎng),∴當(dāng)AD=BE時(shí),AD+AE的最小值為AB=1-(-3)=4;
(3)存在.設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(m,0),點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(n,),①若AQ為平行四邊形的對(duì)角線,則PA=QC,QC∥x軸,如圖①,∴-3-m=0-n,解得n=-2或0(舍去),∴m=-5,∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為(-5,0);
②若AP為對(duì)角線,則AC=PQ,如圖②所示,即m-n=3,解得n=-1+或-1-,∴m=2+或2-,∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2+,0)或(2-,0);
③當(dāng)AC是平行四邊形的對(duì)角線時(shí),則AQ=PC,如圖③,即m-(-3)=0-n,解得n=-2或0(舍去),∴m=-1,∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為(-1,0).
綜上所述,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(-5,0)或(2+,0)或(2-,0)或(-1,0).
【點(diǎn)睛】
本題是二次函數(shù)的綜合應(yīng)用題,考查了待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,二次函數(shù)的圖象及性質(zhì),平行四邊形的性質(zhì);熟練掌握二次函數(shù)的圖象及性質(zhì),靈活應(yīng)用平行四邊形的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.第(3)問(wèn)需分類(lèi)討論,以防遺漏.
17.(2020·河南九年級(jí)二模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,為坐標(biāo)原點(diǎn),拋物線交軸于,兩點(diǎn),交軸于點(diǎn),且.
(1)求,的值.
(2)點(diǎn)為第一象限內(nèi)拋物線上一點(diǎn),連接交軸于點(diǎn),設(shè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,線段的長(zhǎng)為,求與之間的函數(shù)關(guān)系式,并寫(xiě)出自變量的取值范圍.
(3)在(2)的條件下,點(diǎn)為拋物線上一動(dòng)點(diǎn),當(dāng)時(shí),是否存在點(diǎn),使得?若存在,請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)的橫坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1)的值為,的值為;(2)與之間的函數(shù)關(guān)系式為;(3)存在滿(mǎn)足題意的點(diǎn),點(diǎn)的橫坐標(biāo)為或.
【分析】
(1)本題根據(jù)題意得出點(diǎn)B、點(diǎn)C坐標(biāo)后,將點(diǎn)代入二次函數(shù)解析式即可求解.
(2)本題首先利用函數(shù)解析式表示P點(diǎn)坐標(biāo),繼而分別求解PK、AK長(zhǎng)度,進(jìn)一步以正切三角函數(shù)作為中介求解OD,最后利用邊長(zhǎng)關(guān)系即可求解本題.
(3)本題首先根據(jù)已知求解△APQ的面積,繼而求解點(diǎn)D坐標(biāo)與直線AP解析式,進(jìn)一步分類(lèi)討論點(diǎn)Q所在位置,求解手段是做輔助線并利用函數(shù)表示MQ距離,繼而利用割補(bǔ)法表示△APQ面積,最后根據(jù)限制條件確定最終答案.
【詳解】
(1)∵,∴,.
將點(diǎn),代入拋物線中,得,解得,∴的值為,的值為.
(2)由第一問(wèn)可知拋物線的解析式為.
∵點(diǎn)為第-象限內(nèi)拋物線上一點(diǎn),且橫坐標(biāo)為,∴.
∵,∴.
過(guò)點(diǎn)作軸于點(diǎn),如下圖所示,則.
當(dāng)時(shí),即,解得,.
∴,即.
∴.
∵,即,∴.
∴.
∴與之間的函數(shù)關(guān)系式為.
(3)存在.
由題意易得,∴.
∵,∴.
∴.
∴,.
由可知點(diǎn)的橫坐標(biāo)為9,故易得直線的解析式為.
由題意,可知點(diǎn)的位置需分以下兩種情況進(jìn)行討論.
①當(dāng)點(diǎn)在直線下方的拋物線上時(shí),過(guò)點(diǎn)作軸的平行線,交于點(diǎn),如下圖3所示:
設(shè),則.
∴.
∴.
其中是P點(diǎn)橫坐標(biāo),是A點(diǎn)橫坐標(biāo).
∴的最大值為72.
∵,∴在直線下方不存在滿(mǎn)足題意的點(diǎn).
②當(dāng)點(diǎn)在直線上方的拋物線上時(shí),過(guò)點(diǎn)作軸的平行線,交于點(diǎn),如下圖2所示:
設(shè),或,則.
∴.
∴,解得,.
綜上所述,存在滿(mǎn)足題意的點(diǎn),點(diǎn)的橫坐標(biāo)為或.
【點(diǎn)睛】
本題考查二次函數(shù)的綜合,難度較高,待定系數(shù)法求解函數(shù)解析式需要熟練掌握,對(duì)三角函數(shù)的基本概念要清楚,該知識(shí)點(diǎn)通常作為邊長(zhǎng)比例關(guān)系的媒介,涉及動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題需要分類(lèi)討論.
18.(2020·山東九年級(jí)一模)已知,拋物線y=-x2
+bx+c交y軸于點(diǎn)C(0,2),經(jīng)過(guò)點(diǎn)Q(2,2).直線y=x+4分別交x軸、y軸于點(diǎn)B、A.
(1)直接填寫(xiě)拋物線的解析式________;
(2)如圖1,點(diǎn)P為拋物線上一動(dòng)點(diǎn)(不與點(diǎn)C重合),PO交拋物線于M,PC交AB于N,連MN.求證:MN∥y軸;
(3)如圖,2,過(guò)點(diǎn)A的直線交拋物線于D、E,QD、QE分別交y軸于G、H.求證:CG
?CH為定值.【答案】(1);(2)見(jiàn)詳解;(3)見(jiàn)詳解.
【分析】
(1)把點(diǎn)C、D代入y=-x2
+bx+c求解即可;
(2)分別設(shè)PM、PC的解析式,由于PM、PC與拋物線的交點(diǎn)分別為:M、N.,分別求出M、N的代數(shù)式即可求解;
(3)先設(shè)G、H的坐標(biāo),列出QG、GH的解析式,得出與拋物線的交點(diǎn)D、E的橫坐標(biāo),再列出直線AE的解析式,算出它與拋物線橫坐標(biāo)的交點(diǎn)方程.運(yùn)用韋達(dá)定理即可求證.
【詳解】
詳解:(1)∵y=-x2
+bx+c過(guò)點(diǎn)C(0,2),點(diǎn)Q(2,2),∴,解得:.∴y=-x2+x+2;
(2)
設(shè)直線PM的解析式為:y=mx,直線PC的解析式為:y=kx+2
由
得x2+(k-1)x=0,解得:,xp=
由
得x2+(m-1)x-2=0,即xp?xm=-4,∴xm==.由
得xN==xM,∴MN∥y軸.(3)設(shè)G(0,m),H(0,n).設(shè)直線QG的解析式為,將點(diǎn)代入
得
直線QG的解析式為
同理可求直線QH的解析式為;
由
得
解得:
同理,設(shè)直線AE的解析式為:y=kx+4,由,得x2-(k-1)x+2=0
即xDxE=4,即(m-2)?(n-2)=4
∴CG?CH=(2-m)?(2-n)=4.19.(2020·重慶八中九年級(jí)一模)如圖,拋物線y=x2+2x﹣6交x軸于A、B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),交y軸于C點(diǎn),D點(diǎn)是該拋物線的頂點(diǎn),連接AC、AD、CD.
(1)求△ACD的面積;
(2)如圖,點(diǎn)P是線段AD下方的拋物線上的一點(diǎn),過(guò)P作PE∥y軸分別交AC于點(diǎn)E,交AD于點(diǎn)F,過(guò)P作PG⊥AD于點(diǎn)G,求EF+FG的最大值,以及此時(shí)P點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)如圖,在對(duì)稱(chēng)軸左側(cè)拋物線上有一動(dòng)點(diǎn)M,在y軸上有一動(dòng)點(diǎn)N,是否存在以BN為直角邊的等腰Rt△BMN?若存在,求出點(diǎn)M的橫坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1)24;(2)最大值為,點(diǎn)P(﹣3,﹣);(3)存在,點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為﹣﹣或2﹣2.
【分析】
(1)先求出拋物線與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)坐標(biāo)和頂點(diǎn)坐標(biāo),再用待定系數(shù)法求得AC的解析式,進(jìn)而求出點(diǎn)N、D的坐標(biāo),再根據(jù)三角形的面積公式求出結(jié)果;
(2)證明EF+FG即為EP的長(zhǎng)度,即可求解;
(3)分∠BNM為直角、∠MBN為直角,利用三角形全等即可求解.
【詳解】
解:(1)令x=0,得,∴C(0,﹣6),令y=0,得,解得,∴A(,0),點(diǎn)B(,0),設(shè)直線AC的解析式為:y=kx+b(k≠0),則,∴,∴直線AC的解析式為:,∵,∴D(,),過(guò)D作DM⊥x軸于點(diǎn)M,交AC于點(diǎn)N,如圖,令,則N(,),∴,∴;
(2)如圖,過(guò)點(diǎn)D作x軸的平行線交FP的延長(zhǎng)線于點(diǎn)H,由點(diǎn)A、D的坐標(biāo)得,直線AD的表達(dá)式為:,∴tan∠FDH=2,則sin∠FDH=,∵∠HDF+∠HFD=90°,∠FPG+∠PFG=90°,∴∠FDH=∠FPG,在Rt△PGF中,PF==
=FG,則EF+FG=EF+PF=EP,設(shè)點(diǎn)P(x,),則點(diǎn)E(x,),則EF+FG=EF+PF=EP=,∵﹣<0,故EP有最大值,此時(shí)x=﹣=﹣3,最大值為;
當(dāng)x=時(shí),故點(diǎn)P(,);
(3)存在,理由:
設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(m,n),則,點(diǎn)N(0,s),①當(dāng)∠MNB為直角時(shí),如圖,過(guò)點(diǎn)N作x軸的平行線交過(guò)點(diǎn)B與y軸的平行線于點(diǎn)H,交過(guò)點(diǎn)M與y軸的平行線于點(diǎn)G,∵∠MNG+∠BNH=90°,∠MNG+∠GMN=90°,∴∠GMN=∠BNH,∵∠NGM=∠BHN=90°,MN=BN,∴△NGM≌△BHN(AAS),∴GN=BH,MG=NH,即且,聯(lián)立并解得:(舍去正值),故,則點(diǎn)M(,);
②當(dāng)∠NBM為直角時(shí),如圖,過(guò)點(diǎn)B作y軸的平行線交過(guò)點(diǎn)N與x軸的平行線于點(diǎn)G,交過(guò)點(diǎn)M與x軸的平行線于點(diǎn)H,同理可證:△MHB≌△BGN(AAS),則BH=NG,即,當(dāng)時(shí),解得:(舍去正值),故,則點(diǎn)M(,);
綜上,點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為或.
【點(diǎn)睛】
本題考查二次函數(shù)的綜合題,涉及三角形面積的求解,用胡不歸原理求最值,等腰直角三角形的存在性問(wèn)題,解題的關(guān)鍵是需要掌握這些特定題型的特定解法,熟練運(yùn)用數(shù)形結(jié)合的思想去解決問(wèn)題.
20.(2020·天津中考真題)已知點(diǎn)是拋物線(為常數(shù),)與x軸的一個(gè)交點(diǎn).
(1)當(dāng)時(shí),求該拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo);
(2)若拋物線與x軸的另一個(gè)交點(diǎn)為,與y軸的交點(diǎn)為C,過(guò)點(diǎn)C作直線l平行于x軸,E是直線l上的動(dòng)點(diǎn),F(xiàn)是y軸上的動(dòng)點(diǎn),.
①當(dāng)點(diǎn)E落在拋物線上(不與點(diǎn)C重合),且時(shí),求點(diǎn)F的坐標(biāo);
②取的中點(diǎn)N,當(dāng)m為何值時(shí),的最小值是?
【答案】(1)拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)為;(2)①點(diǎn)F的坐標(biāo)為或;②當(dāng)m的值為或時(shí),MN的最小值是.
【分析】
(1)根據(jù),則拋物線的解析式為,再將點(diǎn)A(1,0)代入,求出b的值,從而得到拋物線的解析式,進(jìn)一步可求出拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo);
(2)①首先用含有m的代數(shù)式表示出拋物線的解析式,求出,點(diǎn).過(guò)點(diǎn)A作于點(diǎn)H,在Rt中,利用勾股定理求出AE的值,再根據(jù),可求出m的值,進(jìn)一步求出F的坐標(biāo);
②首先用含m的代數(shù)式表示出MC的長(zhǎng),然后分情況討論MN什么時(shí)候有最值.【詳解】
解:(1)當(dāng),時(shí),拋物線的解析式為.
∵拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn),.解得.
拋物線的解析式為.,拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)為.
(2)①∵拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn)和,,即.,.
拋物線的解析式為.
根據(jù)題意,得點(diǎn),點(diǎn).
過(guò)點(diǎn)A作于點(diǎn)H.
由點(diǎn),得點(diǎn).
在Rt中,,.,.解得.
此時(shí),點(diǎn),點(diǎn),有.
點(diǎn)F在y軸上,在Rt中,.
點(diǎn)F的坐標(biāo)為或.
②由N是EF的中點(diǎn),得.
根據(jù)題意,點(diǎn)N在以點(diǎn)C為圓心、為半徑的圓上.
由點(diǎn),點(diǎn),得,.
在中,.
當(dāng),即時(shí),滿(mǎn)足條件的點(diǎn)N落在線段MC上,MN的最小值為,解得;
當(dāng),時(shí),滿(mǎn)足條件的點(diǎn)N落在線段CM的延長(zhǎng)線上,MN的最小值為,解得.
當(dāng)m的值為或時(shí),MN的最小值是.
【點(diǎn)睛】
本題考查了待定系數(shù)法求解析式,拋物線上的點(diǎn)的坐標(biāo)滿(mǎn)足拋物線方程等,解題的關(guān)鍵是學(xué)會(huì)利用參數(shù)解決問(wèn)題,學(xué)會(huì)用轉(zhuǎn)化的思想思考問(wèn)題,屬于中考常考題型..