2021-2022学年北师大版九年级数学下册《2.4二次函数的应用》同步达标训练(附答案)
1.已知一个直角三角形两直角边长的和为10,设其中一条直角边长为x,则直角三角形的面积y与x之间的函数关系式是( )
A.y=﹣x2+5x B.y=﹣x2+10x C.y=x2+5x D.y=x2+10x
2.商店销售一种进价为50元/件的商品,售价为60元/件,每星期可卖出200件,若每件商品的售价上涨1元,则每星期就会少卖10件.每件商品的售价上涨x元(x为正整数),每星期销售的利润为y元,则y与x的函数关系式为( )
A.y=10(200﹣10x) B.y=200(10+x)
C.y=10(200﹣10x)2 D.y=(10+x)(200﹣10x)
3.如图,李大爷用24米长的篱笆靠墙围成一个长方形(ABCD)菜园,若菜园靠墙的一边(AD)长为x(米),那么菜园的面积y(平方米)与x的关系式为( )
A. B.y=x(12﹣x) C. D.y=x(24﹣x)
4.如图,某农场拟建一间矩形奶牛饲养室,打算一边利用房屋现有的墙(墙足够长),其余三边除大门外用栅栏围成,栅栏总长度为50m,门宽为2m.若饲养室长为xm,占地面积为ym2,则y关于x的函数表达式为( )
A.y=﹣x2+26x(2≤x<52) B.y=﹣x2+50x(2≤x<52)
C.y=﹣x2+52x(2≤x<52) D.y=﹣x2+27x﹣52(2≤x<52)
5.如图,在△ABC中,BC=12,BC上的高AH=8,矩形DEFG的边EF在边BC上,顶点D、G分别在边AB、AC上.设DE=x,矩形DEFG的面积为y,那么y关于x的函数关系式是 .(不需写出x的取值范围).
6.如图,有一座拱桥洞呈抛物线形状,这个桥洞的最大高度为16m,跨度为40m,现把它的示意图放在如图的平面直角坐标系中,则抛物线对应的函数关系式为 .
7.如图所示,在矩形ABCD中,AB=6厘米,BC=12厘米,点P在线段AB上,P从点A开始沿AB边以1厘米/秒的速度向点B移动.点E为线段BC的中点,点Q从E点开始,沿EC以1厘米/秒的速度向点C移动.如果P、Q同时分别从A、E出发,写出出发时间t与△BPQ的面积S的函数关系式,求出t的取值范围.
8.如图是一座抛物线形拱桥,正常水位时桥下水面宽度为20m,拱顶距离水面4m,在图中直角坐标系中该抛物线的解析式.
9.如图等腰直角△ABC的直角边与正方形MNPQ的边长均为10cm,边CA与边MN在同一直线上,点A与点M重合,让△ABC沿MN方向以1cm/s的速度匀速运动,运动到点A与N重合时停止,设运动的时间为t,运动过程中△ABC与正方形MNPQ的重叠部分面积为S,
(1)试写出S关于t的函数关系式,并指出自变量t的取值范围.
(2)当MA=2cm时,重叠部分的面积是多少?
10.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC、BC的长为方程x2﹣14x+a=0的两根,且AC﹣BC=2,D为AB的中点.
(1)求a的值.
(2)动点P从点A出发,以每秒2个单位的速度,沿A→D→C的路线向点C运动;动点Q从点B出发,以每秒3个单位的速度,沿B→C的路线向点C运动,且点Q每运动1秒,就停止2秒,然后再运动1秒…若点P、Q同时出发,当其中有一点到达终点时整个运动随之结束.设运动时间为t秒.
①在整个运动过程中,设△PCQ的面积为S,试求S与t之间的函数关系式;并指出自变量t的取值范围;
②是否存在这样的t,使得△PCQ为直角三角形?若存在,请求出所有符合条件的t的值;若不存在,请说明理由.
11.如图,正方形ABCD的边长为4,点E是AB的中点,点P从点E出发,沿E→A→D→C移动至终点C.设P点经过的路径长为x,△CPE的面积为y,求y与x之间的函数关系式.
12.某商店销售一种商品,经市场调查发现:该商品的周销售量y(件)是售价x(元/件)的一次函数,其售价、周销售量、周销售利润w(元)的两组对应值如表:
售价x(元/件) 40 50
周销售量y(件) 120 100
周销售利润w(元) 2400 3000
注:周销售利润=周销售量×(售价﹣进价)
(1)直接写出该商品的每件的进价以及y关于x的函数解析式(不要求写出自变量的取值范围);
(2)当每件售价x为多少时,周销售利润w最大?并求出此时的最大利润;
(3)若该商品每件进价提高了4元,其每件售价不超过m元(m是大于50的常数,且是整数),该商店在销售中,周销售量与售价仍满足(1)中的函数关系,直接写出周销售的最大利润.
13.2021年东京奥运会,中国跳水队赢得8个项目中的7块金牌,优异成绩的取得离不开艰辛的训练.某跳水运动员在进行跳水训练时,身体(看成一点)在空中的运动路线是如图所示的一条抛物线,已知跳板AB长为2米,跳板距水面CD的高BC为3米,训练时跳水曲线在离起跳点水平距离1米时达到距水面最大高度k米,现以CD为横轴,CB为纵轴建立直角坐标系.
(1)当k=4时,求这条抛物线的解析式.
(2)当k=4时,求运动员落水点与点C的距离.
(3)图中CE=米,CF=5米,若跳水运动员在区域EF内(含点E,F)入水时才能达到训练要求,求k的取值范围.
14.如图隧道的截面由抛物线和长方形构成,长方形的长OA是12m,宽OB是4m.按照图中所示的直角坐标系,隧道顶端D到路面OA的距离为10m.
(1)求抛物线的函数关系式;
(2)一辆货运汽车载一长方体集装箱后高为6m,宽为4m,如果隧道内设双向车道,那么这辆货车能否安全通过?
(3)在抛物线的拱壁上需要安装路灯,如果灯离地面的高度不超过8.5m,那么两灯的水平距离最小是多少?
15.在刚刚结束的校运动会的实心球比赛中,小宇在决赛中,实心球所经过的路线是如图所示的抛物线的一部分.已知实心球出手处A距离地面的高度是米,当实心球运行的水平距离为4米时,达到最大高度5米的B处.小宇此次投掷的成绩是多少米?
16.某经销商销售一种产品,这种产品的成本价为10元/千克,物价部门规定这种产品的销售价不高于18元/千克,同时公司要保证获得的利润不低于20%,市场调查发现,该产品每天的销售量y(千克)与销售价x(元/千克)之间的函数关系如图所示:
(1)求y与x之间的函数关系式,并写出自变量x的取值范围;
(2)该经销商想要每天获得150元的销售利润,销售价应定为多少?
(3)当售价为多少时,公司能获得最大利润,最大利润是多少?
17.如图,抛物线y=﹣x2+x+2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D为抛物线上一个动点(不与B,C重合).
(1)求直线l的表达式;
(2)如图,当点D在直线l上方的抛物线上时,过D点作DE∥x轴交直线l于点E,设点D的横坐标为m.
①当点D运动到使得点E与点C重合时,求点D的坐标;
②求线段DE的长(用含m的代数式表示),并求出线段DE的最大值.
18.如图所示,抛物线y=x2﹣2x﹣3与x轴相交于A、B两点,与y轴相交于点C,点M为抛物线的顶点.
(1)求点C及顶点M的坐标;
(2)在抛物线的对称轴上找一点P,使得△ACP的周长最小,请求出点P的坐标;
(3)若点N是第四象限内抛物线上的一个动点,连接BN、CN,求△BCN面积的最大值及此时点N的坐标.
19.如图,在平面直角坐标系中,O是坐标原点,点A的坐标是(﹣2,4),过点A作AB⊥y轴,垂足为B,连接OA,若抛物线y=﹣x2﹣2x+c经过点A.
(1)求c的值;
(2)将抛物线向下平移m个单位,使平移后得到的抛物线顶点落在△OAB的内部(不包括△OAB的边界),直接写出m的取值范围;
(3)若点P为抛物线上一动点,求使S△ABP=S△AOB时点P的坐标.
20.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c的对称轴为x=﹣1,且图象经过点B(1,0)、C(0,4),图象与x轴的另一交点为A.
(1)求A点坐标和抛物线表达式.
(2)点Q为抛物线对称轴上一动点,以点Q为圆心,QA为半径的圆与线段AC有两个交点时,求点Q的纵坐标取值范围.
(3)P为抛物线上一动点,且P在线段AC的上方,连接PB交y轴于点M,过M作抛物线对称轴的垂线段,垂足为H,连接CH.探究CH+HM+MB是否存在最小值.若存在,请求出这个最小值及此时点P的坐标;若不存在,请说明理由.
21.已知抛物线y=ax2+c(a≠0)经过点P(3,0)、Q(1,4),与x轴的另一个交点为C,点A在线段PQ上,过点A作AB⊥x轴于点B.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求△ABC面积的最大值;
(3)以AB为边在其左侧作等腰直角三角形ABD,问点D能否落在抛物线上,若能,求出点D的坐标,若不能,请说明理由.
22.已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过A(4,0)、B(﹣1,0)、C(0,4)三点.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)如图1,点D是直线AC上方的抛物线的一点,DN⊥AC于点D,DM∥y轴交AC于点M,求△DMN周长的最大值及此时点D的坐标;
(3)如图2,点P为抛物线第一象限上的点,连接OP与直线AC相交于点Q,若S△COQ:S△AOQ=3:5,求点P的坐标.
23.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0)、B两点,与y轴交于点C(0,3),顶点坐标为点D,连接CD、BC、BD.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)求证:△DCB∽△AOC;
(3)将该抛物线向右平移2个单位长度得到新的抛物线y=a1x2+b1x+c1,点E是平移后的抛物线与原抛物线的交点,点F是原抛物线对称轴上的一点,在平面直角坐标系中是否存在点P,使得以点B、E、F、P为顶点的四边形是矩形.若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
24.已知二次函数y=﹣x +2x+k.
(1)如果此二次函数的图象与x轴有两个交点,求k的取值范围;
(2)如图,此二次函数的图象过点A(3,0),且与y轴交于点B,直线AB与此二次函数图象的对称轴交于点P,求点P的坐标;
(3)在(2)中,点C为直线AB上方的抛物线上的一个动点,作CD⊥AB于点D,试求CD最长时,点C的坐标,并求出此时CD的长度.
25.已知,如图,抛物线y=﹣(x﹣2)2+8与x轴分别交于B,C两点(点C在点B的左边),与y轴交于点A,点P是线段AB上方抛物线上的一个动点.
(1)求A、B、C三点坐标;
(2)求直线AB的解析式;
(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,请说明理由.
26.如图,已知直线y=2x+n与抛物线y=ax2+bx+c相交于A,B两点,抛物线的顶点是A(1,﹣4),点B在x轴上.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点M是y轴上一点,点N是坐标平面内一点,当以A、B、M、N为顶点的四边形是矩形时,求点M的坐标.
(3)在抛物线上是否存在点Q,使∠BAQ=45°,若存在,请直接写出点Q的横坐标;若不存在,说明理由.
27.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣2,0),B(6,0),与y轴交于C,CO:AO=2:1,连接BC,与抛物线的对称轴交于点D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是直线BC上方抛物线上一点,连接PC、PD,求△PCD面积的最大值,及当△PCD面积最大时点P的坐标;
(3)M为抛物线对称轴上一点,N为抛物线上一点,在(2)的基础上,是否存在这样的点M,使得以点P、C、M、N为顶点的四边形为平行四边形,若存在,请直接写出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
参考答案
1.解:若其中一条直角边长为x,则另一条直角边长为(10﹣x),
依题意得:y=x(10﹣x)=﹣x2+5x.
故选:A.
2.解:由题意可得,y与x的函数关系式为:
y=(60﹣50+x)(200﹣10x)
=(10+x)(200﹣10x).
故选:D.
3.解:∵AD的边长为x米,而菜园ABCD是矩形菜园,
∴AB=米,
∵菜园的面积=AD×AB=x ,
∴y=.
故选:C.
4.解:y关于x的函数表达式为:y=(50+2﹣x)x
=﹣x2+26x(2≤x<52).
故选:A.
5.解:∵四边形DEFG是矩形,BC=12,BC上的高AH=8,DE=x,矩形DEFG的面积为y,
∴DG∥EF,
∴△ADG∽△ABC,
∴,
得DG=,
∴y=x=+12x,
故答案为:y=+12x.
6.解:设y=a(x﹣20)2+16,
因为抛物线过(0,0),
所以代入得:
400a+16=0,
解得a=﹣,
故此抛物线的函数关系式为:
y=﹣(x﹣20)2+16.
故答案为:y=﹣(x﹣20)2+16.
7.解:∵PB=6﹣t,BE+EQ=6+t,
∴S=PB BQ=PB (BE+EQ)
=(6﹣t)(6+t)
=﹣t2+18,
∴S=﹣t2+18(0≤t<6).
8.解:设该抛物线的解析式是y=ax2,
由图象知,点(10,﹣4)在函数图象上,代入得:
100a=﹣4,
解得:a=﹣.
故该抛物线的解析式是y=﹣x2.
9.解:(1)∵△ABC是等腰直角三角形,四边形MNPQ是正方形,
∴△AMR是等腰直角三角形,
由题意知,AM=MR=t,
S=S△AMR=t t=(0≤t≤10);
(2)当MA=2cm时,重叠部分的面积是=2cm2.
10.解:(1)∵AC、BC的长为方程x2﹣14x+a=0的两根,
∴AC+BC=14,
又∵AC﹣BC=2,
∴AC=8,BC=6,
∴a=8×6=48,
答:a的值是48.
(2)∵∠ACB=90°,
∴AB==10.
又∵D为AB的中点,
∴CD=AB=5,
∵sinB==,
过C作CE⊥AB于E,
根据三角形的面积公式得:AC BC=AB CE,
6×8=10CE,
解得:CE=,
过P作PK⊥BQ于K,
∵sinB=,
∴PK=PB sinB,
∴S△PBQ=BQ×PK=BQ BPsinB,
(I)当0<t≤1时,S=S△ABC﹣S△ACP﹣S△PBQ=AC BC﹣AP CE﹣BQ BPsinB,
=×8×6﹣×2t×﹣×3t×(10﹣2t)×,
=t2﹣t+24,
(II)同理可求:当1<t≤2.5时,S=S△ABC﹣S△ACP﹣S△PBQ=AC BC﹣AP CE﹣BQ BPsinB,
=×8×6﹣×2t×﹣×3×(10﹣2t)×,
=﹣t+12;
(III)当2.5<t≤3时,
S=CQ PCsin∠BCD=×3×(10﹣2t)×=﹣t+12;
(IIII)当3<t<4时,
∵△PHC∽△BCA,
∴,
∴=,
∴PH=6﹣1.2t,
∴S=CQ PH=CQ PH=×[6﹣3(t﹣2)]×(6﹣1.2t)
=1.8t2﹣16.2t+48.
答:S与t之间的函数关系式是:
S=t2﹣t+24(0<t≤1)
或S=﹣t+12(1<t≤2.5),
或S=﹣t+12(2.5<t≤3),
或S=1.8t2﹣16.2t+48.(3<t<4).
②解:在整个运动过程中,只可能∠PQC=90°,
当P在AD上时,若∠PQC=90°,cosB==,
∴=,
∴t=2.5,
当P在DC上时,若∠PQC=90°,
sinA=sin∠CPQ,
=,
=,或=,
t=,或t=2.5,
∵1<t<4,
∴t=,t=2.5,符合题意,
∴当t=2.5秒或秒时,△PCQ为直角三角形.
答:存在这样的t,使得△PCQ为直角三角形,符合条件的t的值是2.5秒,秒.
11.解:∵正方形ABCD的边长为4,E为AB的中点,
∴AE=2.
①当点P在AE上时,0≤x≤2,
∵点P经过的路径长为x,
∴PE=x.
∴y=S△CPE=PE BC=×x×4=2x.
②当点P在AD上时,2<x≤6,
∵点P经过的路径长为x.
∴AP=x﹣2,DP=6﹣x.
∴y=S△CPE
=S正方形ABCD﹣S△BEC﹣S△APE﹣S△PDC
=4×4﹣×2×4﹣×2×(x﹣2)﹣×4×(6﹣x)=16﹣4﹣x+2﹣12+2x=x+2.
③当点P在DC上时,6<x≤10,
∵点P经过的路径长为x,
∴PD=x﹣6,PC=10﹣x.
∴y=S△OPE=PC BC=×(10﹣x)×4=﹣2x+20.
综上所述,y与x之间的函数关系式为
y=.
12.解:(1)由表中数据知,每件商品进价为:=20,
∴每件进价 20元;
设一次函数解析式为y=kx+b,
根据题意,得
,
解得:,
所以y与x的函数表达式为y=﹣2x+200;
(2)由题意,得w=(﹣2x+200)(x﹣20)
=﹣2x2+240x﹣4000
=﹣2(x﹣60)2+3200,
∵﹣2<0,
∴当x=60时,w有最大值,最大值为3200,
∴当每件售价为60元时,周销售利润w最大,最大利润为3200元;
(3)根据题意得,w=(x﹣20﹣4)(﹣2x+200)=﹣2x2+248x﹣4800=﹣2(x﹣62)2+2888,
∵﹣2<0,对称轴为x=62,24≤x≤m,
∴当50<m<62时,周销售最大利润为﹣2m2+248m﹣4800,
当m≥62时,周销售最大利润为2888元.
13.解:(1)如图所示:
根据题意,可得抛物线顶点坐标M(3,4),A(2,3),
设抛物线解析为:y=a(x﹣3)2+4,
则3=a(2﹣3)2+4,
解得:a=﹣1,
故抛物线解析式为:y=﹣(x﹣3)2+4;
(2)由题意可得:当y=0,则0=﹣(x﹣3)2+4,
解得:x1=1,x2=5,
故抛物线与x轴交点为:(5,0),
当k=4时,运动员落水点与点C的距离为5米;
(3)根据题意,抛物线解析式为:y=a(x﹣3)2+k,
将点A(2,3)代入可得:a+k=3,即a=3﹣k
若跳水运动员在区域EF内(含点E,F)入水,
则当x=时,y=a+k≥0,即(3﹣k)+k≥0,
解得:k≤,
当x=5时,y=4a+k≤0,即4(3﹣k)+k≤0,
解得:k≥4,
故4≤k≤.
14.解:(1)根据题意,该抛物线的顶点坐标为(6,10),
设抛物线解析式为:y=a(x﹣6)2+10,
将点C(3,)代入y=a(x﹣6)2+10,
得:9a+10=,
解得:a=﹣,
故该抛物线解析式为y=﹣(x﹣6)2+10;
(2)根据题意,当x=6+4=10时,y=﹣×16+10=>6,
∴这辆货车能安全通过;
(3)令y=8.5,则﹣(x﹣6)2+10=8.5,
解得:x1=3,x2=9,
则x2﹣x1=9﹣3=6.
所以两排灯的水平距离最小是6m.
15.解:根据题意,点A的坐标为(0,),顶点为B(4,5),
设抛物线的表达式为y=a(x﹣4)2+5,
∵点A(0,)在抛物线上,
∴a(0﹣4)2+5=,
解得a=﹣,
∴抛物线的表达式为y=﹣(x﹣4)2+5,
令y=0,则﹣(x﹣4)2+5=0,
解得:x=9或x=﹣1(不合实际,舍去),
答:小宇此次投掷的成绩是9米.
16.解:(1)设y与x之间的函数关系式y=kx+b,
把(10,40),(18,24)代入得:
,
解得:,
∴y=﹣2x+60,
∵销售价不高于18元/千克,同时公司要保证获得的利润不低于20%,
∴x≤18且×100%≥20%,
∴12≤x≤18,
故y与x之间的函数关系式y=﹣2x+60(12≤x≤18);
(2)由题意得:(x﹣10)(﹣2x+60)=150,
整理得:x2﹣40x+375=0
解得:x1=15,x2=25,
∵12≤x≤18,
∴x=15,
∴销售价定为15元时,该经销商每天获得150元的销售利润;
(3)设公司每天利润为w,则
w(x﹣10)(﹣2x+60)
=﹣2x2+80x﹣600
=﹣2(x﹣20)2+200,
∵﹣2<0,
∴对称轴为直线x=20,在对称轴的左侧y随着x的增大而增大,
∵12≤x≤18,
∴当x=18时,w最大,最大为192.
即当销售价为18元时,每天的销售利润最大,最大利润是192元.
17.解:(1)当x=0时,y=2,
∴C(0,2),
当y=0时,y=﹣x2+x+2=0,
解得:x=﹣或x=4,
∵点A在点B的左侧,
∴A(﹣,0),B(4,0),
设直线l的表达式为y=kx+b,
将点B(4,0),C(0,2)代入,
得:,
解得:,
∴直线l的表达式为y=﹣x+2;
(2)①∵C(0,2),点D运动到使得点E与点C重合,
∴E(0,2),
∵DE∥x轴,
∴D的纵坐标为2,
令y=﹣x2+x+2=2,
解得x=0或﹣,
∴D(﹣,2);
②设P(m,﹣m2+m+2),
∵DE∥x轴,
∴点E和点D的纵坐标相同,
又∵点E在直线l上,
∴﹣m2+m+2=﹣x+2,
∴x=2m2﹣7m,
∴ED=m﹣(2m2﹣7m)=﹣2m2+8m,
∵DE=﹣2(m﹣2)2+8,
∵﹣2<0,
∴m=2时,线段PE的最大值是8.
18.解:(1)抛物线y=x2﹣2x﹣3,当x=0时,y=﹣3,
∴C(0,﹣3),
∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
∴抛物线的顶点坐标为M(1,﹣4).
(2)如图1,由(1)得,抛物线的对称轴为直线x=1,
设直线x=1交BC于点D,点P为直线x=1上任意一点,连接AD、PB,
∵AC为定值,
∴当PA+PC的值最小时,△ACP的周长最小,
∵点B与点A关于直线x=1对称,
∴PA=PB,
∴PA+PC=PB+PC,
∵PB+PC≥BC,
∴当点P与点D重合时,PA+PC=PB+PC=BC,
此时PB+PC的值最小,PA+PC的值也最小,
抛物线y=x2﹣2x﹣3,当y=0时,则x2﹣2x﹣3=0,
解得x1=﹣1,x2=3,
∴A(﹣1,0),B(3,0),
∵∠AOC=∠BOC=90°,OA=1,OB=OC=3,
∴AC==,BC==,
∴PA+PC+AC的最小值为+.
(3)如图2,过点N作NF⊥x轴于点F,交BC于点E,
设直线BC的解析式为y=kx﹣3,则3k﹣3=0,
解得k=1,
∴直线BC的解析式为y=x﹣3,
设点N的坐标为(x,x2﹣2x﹣3),则E(x,x﹣3),
∴EN=(x﹣3)﹣(x2﹣2x﹣3)=﹣x2+3x,
∵S△BCN=S△CEN+S△BEN=EN OF+EN BF=OB EN,
∴S△BCN=×3(﹣x2+3x)=﹣(x﹣)2+,
∴当x=时,S△BCN最大=,此时N(,﹣),
∴△BCN面积的最大值为,N(,﹣).
19.解:(1)把点A的坐标(﹣2,4)代入y=﹣x2﹣2x+c中,
﹣(﹣2)2﹣2×(﹣2)+c=4,
∴c=4;
(2)∵y=﹣x2﹣2x+4=﹣(x+1)2+5,
∴抛物线顶点D的坐标是(﹣1,5)
如图,过点D作DE⊥AB于点E交AO于点F,
∵AB的中点E的坐标是(﹣1,4),OA的中点F的坐标是(﹣1,2),
∴m的取值范围是:1<m<3;
(3)如图,设抛物线交x轴于C,G,连接AC、BC、AG、BG,
∵AB∥x轴,
∴S△ABC=S△ABG=S△AOB,
∴若点P为抛物线上一动点,使S△ABP=S△AOB,则点C或G即为点P,
令y=﹣x2﹣2x+4=0,
解得x=﹣1+或﹣1﹣,
∴P的坐标为(﹣1+,0)或(﹣1﹣,0).
20.解:(1)∵2×(﹣1)﹣1=﹣3,
∴A(﹣3,0),
∴设y=a(x﹣1) (x+3),
∴a (﹣1)×3=4,
∴a=﹣,
∴y=﹣(x﹣1) (x+3)
=﹣x2﹣x+4,
(2)如图1,
设Q(﹣1,y),C(0,4),A(﹣3,0),
由OC≥AQ得,
1+(y﹣4)2≥[(1﹣(﹣3)]2+y2,
∴y≤,
如图2,
∵OF∥OC,
∴=,
=,
∴EF=,
当⊙Q与AC切于点A时,
∠QAF=90°,
∴∠EAF+∠EAQ=90°,
∵AO⊥QF,
∴∠AEF=∠AEQ=90°,
∴∠EAF+∠AFE=90°,
∴∠EAQ=∠AFE,
∴△AEQ∽△FEA,
∴=,
∴=,
∴EQ=,
∴Q(﹣1,﹣),
∴﹣<y≤;
(3)如图3,
作B点关于直线x=﹣的对称点B′,
∴B′(﹣2,0),
∴MB=MB′,
∴CH+HM+MB
=CH+1+MB
=CH+1+MB′,
∴当C、H、B′共线时,CH+1+MB′最小,
∵GB′=OG=1,
∴HG是△B′OC的中位线,
∴GH=OC=2,
∴H(﹣1,2),
∴M(0,2),
∴直线BM的表达式是:y=﹣2x+2,
由﹣x2﹣x+4=﹣2x+2得,
x1=1,x2=﹣,
当x=﹣时,y=﹣2×+2=5,
∴P(﹣,5).
21.解:(1)把P(3,0)、Q(1,4)代入y=ax2+c,
得,解得,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2+.
(2)如图1,设直线PQ的解析式为y=kx+b,
把P(3,0)、Q(1,4)代入y=kx+b,
得,解得,
∴直线PQ的解析式为y=﹣2x+6,
设A(m,﹣2m+6)(1≤m≤3),则AB=﹣2m+6,
∵抛物线y=﹣x2+与x轴的另一个交点为C,
∴C(﹣3,0),
∴BC=m+3,
∴S△ABC=BC AB=(m+3)(﹣2m+6)=﹣m2+9,
∵当1≤m≤3,S△ABC随m的增大而减小,
∴当m=1时,S△ABC最大=﹣12+9=8,
∴△ABC面积的最大值为8.
(3)能.
如图2,∠BAD=90°,AD=AB,
设点D在抛物线上,D(n,﹣n2+),
对于直线PQ:y=﹣2x+6,当y=﹣n2+时,则﹣2x+6=﹣n2+,
∴x=n2+,
∴A(n2+,﹣n2+),
∴n2+﹣n=﹣n2+,
解得n1=﹣,n2=3(不符合题意,舍去),
∴D(﹣,);
如图3,∠ABD=90°,AB=DB,
设A(m,﹣2m+6)(1≤m≤3),
则B(m,0),D(3m﹣6,0),
当点D在抛物线上时,则﹣(3m﹣6)2+=0,
解得m1=1,m2=3(不符合题意,舍去),
D(﹣3,0);
如图4,∠ADB=90°,AD=BD,作DE⊥AB于点E,
则DE=AE=BE=AB,
设A(m,﹣2m+6)(1≤m≤3),
则E(m,﹣m+3),D(2m﹣3,﹣m+3),
若点D在抛物线上,则﹣(2m﹣3)2+=﹣m+3,
解得m1=1(不符合题意,舍去),m2=6(不符合题意,舍去),
综上所述,点D的坐标为(﹣,)或(﹣3,0).
22.解:(1)设抛物线解析式是y=a(x﹣4) (x+1),
∴a (﹣4)×1=4,
∴a=﹣1,
∴y=﹣(x﹣4) (x+1)=﹣x2+3x+4;
(2)如图1,
设DN的延长线交OA与N,
∵OA=OC=4,∠AOC=90°,
∴∠OAC=∠ACO=45°,
∵DM∥y轴,
∴∠DNA=∠AOC=90°,
∠AMN=∠ACO=∠DMN=∠OAC=45°,
∴AN=MN,
∵∠DNM=90°,
∴∠D=∠DMN=45°,
∴DN=NM=DM,
设D(m,﹣m2+3m+4),
∴MN=AN=OA﹣ON=4﹣x,
∴DM=DN﹣MN
=﹣m2+3m+4﹣(4﹣m)
=﹣m2+4m
=﹣(m﹣2)2+4;
∵DN+MN+DM=DM+DM=(+1) DM,
∴当m=2时,DM最大=4,
即△DMN的周长=(DN+MN+DM)最大=4+4,
当x=2时,y=﹣(2﹣4)×(2+1)=6,
∴D(2,6);
(3)如图2,
∵S△COQ:S△AOQ=3:5,
∴=,
作QD⊥OA于D,
∵CO⊥OA,
∴DQ∥OC,
∴===,
∵OA=4,
∴OD=,OD=AD=,
∴Q(,),
∴QO的解析式是:y=x,
当﹣x2+3x+4=x时,
x=,
∵P在第一象限,
∴x=,
∴y=﹣()2+3×+4
=,
∴P(,).
23.解:(1)把A(﹣1,0)、C(0,3)代入y=﹣x2+bx+c,
得,解得,
∴该抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3.
(2)证明:如图1,连结AC,
∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴抛物线的顶点D的坐标为(1,4),对称轴为直线x=1,
∵点B与点A(﹣1,0)关于直线x=1对称,
∴A(3,0),
∴CD2=12+(4﹣3)2=2,BC2=32+32=18,BD2=(3﹣1)2+42=20,
∴CD=,CB=3,CD2+BC2=BD2=20,
∴△DCB是直角三角形,且∠DCB=90°,
∵OA=1,OC=3,
∴,=,
∵∠DCB=∠AOC,,
∴△DCB∽△AOC.
(3)存在.
∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴将该抛物线向右平移两个单位得到的抛物线为y=﹣(x﹣3)2+4,
即y=﹣x2+6x﹣5,
由得,
∴E(2,3),
设点F的坐标为(1,m),
如图2,四边形PBEF是矩形,
设PF交x轴于点K,抛物线平移后点A的对应点为L,则L(1,0),
∴L在抛物线的对称轴直线x=1上,
过点E、P分别作直线x=1的垂线,垂足分别为点G、T,作EH⊥x轴于点H,
则G(1,3),H(2,0),
∴EG=LH=BH=1,EH=3,
∵∠EGL=∠GLK=∠EHL=90°,
∴四边形EGLH是矩形,
∴∠GEH=∠FEB=90°,
∴∠FEG=∠BEH=90°﹣∠FEH,
∵∠EGF=∠EHB=90°,
∴△FEG∽△BEH,
∴,
∴FG=BH=×1=,
∴m=3﹣=,
∵PT∥x轴,PF∥BE,
∴∠FPT=∠FKL=∠EBH,
∵∠FTP=∠EHB=90°,PF=BE,
∴△FPT≌△EBH(AAS),
∴PT=BH=1,FT=EH=3,
∴xP=1+1=2,yP=yT=﹣3=﹣,
∴P(2,﹣);
如图3,以BE的中点Q为圆心,以BE为直径作⊙Q交直线x=1于点F、F′,
过点F作直径为FP,作四边形BPEF、四边形BP′EF′,
∵QP=PF,PB=PE,
∴四边形BPEF是平行四边形,
∵PF=BE,
∴四边形BPEF是矩形,
∵QF=QB,
∴QF2=QB2,
∵Q(,),
∴(m﹣)2+(1﹣)2=()2+(﹣3)2,
解得m1=1,m2=2,
∴F(1,1),F′(1,2),
∵点P与点F(1,1)关于点Q(,)成中心对称,
∴P(4,1),
同理可得P′(4,2).
综上所述,点P的坐标为(2,﹣)或(4,1)或(4,2).
24.解:(1)∵二次函数y=﹣x2+2x+k的图象与x轴有两个交点,
∴△=22+4k>0.
解得:k>﹣1;
(2)∵二次函数的图象过点A(3,0),
∴0=﹣9+6+k.
解得:k=3,
∴二次函数的解析式为:y=﹣x2+2x+3.
∴抛物线的对称轴为直线x=1.
令x=0,得y=3,
∴B(0,3).
设直线AB的解析式为:y=mx+b.
将点A(3,0),(0,3)代入,
得:,
解得:m=﹣1,b=3,
∴直线AB的解析式为:y=﹣x+3,
把x=1代入y=﹣x+3得y=2,
∴P(1,2);
(3)如图,连接CB、CA、OC,
设动点C的坐标为(a,﹣a2+2a+3).
∵S△ABC=S△OAC+S△OBC﹣S△OAB
=×3a+×3×(﹣a2+2a+3)﹣×3×3
=a2+a
=(a﹣)2+,
∴当a=时,△ABC的面积最大,最大值为,
∵a=时,﹣a2+2a+3=,
∴此时C的坐标为(,).
∵OB=OA=3,
∴AB=3.
∵S△ABC=AB DC,
∴×3 DC=.
解得:DC=.
∴CD的最大值为,此时C的坐标为(,).
25.解:(1)由抛物线y=﹣(x﹣2)2+8可知点A(0,6),
令y=0,则0=﹣(x﹣2)2+8,
解得x=﹣2或x=6,
∴点C(﹣2,0),B(6,0);
(2)设直线AB的解析式为:y=kx+b,
将A(0,6),B(6,0)代入得,
,
解得,,
∴直线AB的解析式为:y=﹣x+6;
(3)如图:
∵△PDE为等腰直角三角形,
∴PD=PE,
设点P的横坐标为a,点E的横坐标为b,
∴PD=﹣(a﹣2)2+8﹣(﹣a+6)=﹣a2+3a,
=﹣,
∴b=4﹣a,
∴PE=|a﹣(4﹣a)|=|2a﹣4|=2|2﹣a|,
∴﹣a2+3a=2|2﹣a|,
∴a=4或a=5﹣,
∴P(4,6)或P(5﹣,3﹣5).
26.解:(1)将点A(1,﹣4)代入直线y=2x+n得,
2+n=﹣4,
∴n=﹣6,
∴直线y=2x﹣6,
当y=0时,代入直线得:0=2x﹣6,
解得:x=3,
∴点B坐标(3,0),
设抛物线表达式为y=a(x﹣1)2﹣4,将点B代入抛物线得,
0=4a﹣4,
解得:a=1,
∴抛物线表达式y=(x﹣1)2﹣4;
(2)当以A、B、M、N为顶点的四边形是矩形时,有两种情况:
①如图,当AB为边时,
设点M(0,m),
已知点A(1,﹣4),点B(3,0)
∴MA2=12+(m+4)2,AB2=(1﹣3)2+(﹣4﹣0)2=20,BM2=32+m2,
∴MB2=AM2+AB2,即12+(m+4)2+20=32+m2,
解得m=﹣,
即点M的坐标(0,﹣),
延长BN交y轴于点M′,作AG⊥y轴于G,BH⊥GA交GA的延长线于点H.
由△BOM∽△BHA,可得=,
∴=,
∴OM′=,
∴M′(0,),
②如图,当AB为对角线时,
取线段AB的中点P,作辅助圆⊙P,与y轴交于点M1,M2,作PG⊥y轴于点G,
点P坐标(,),即(2,﹣2),
由①可得线段AB==2,
∴⊙P半径,
在Rt△PM1G中,PM1=,PG=2,
M1G==1,
根据垂径定理可得,M2G=1,
∴点M1坐标(0,﹣1),点M2坐标(0,﹣3);
综上所述,当以A、B、M、N为顶点的四边形是矩形时,点M坐标为:(0,﹣)或(0,)或(0,﹣1)或(0,﹣3);
(3)存在点Q的横坐标为﹣2或,使∠BAQ=45°.
理由如下:假设存在满足条件的点Q,如图,
当四边形ADBC为正方形,且点Q1,Q2分别在直线AD和直线AC上时,∠BAQ=45°,
设过线段AB中点P,且与线段AB垂直的直线:y=﹣+b,
将点P(2,﹣2)代入得:﹣2=﹣1+b,
解得b=﹣1,
∴直线为y=﹣,
设点C点坐标(n,﹣n﹣1),
在Rt△ABD中,∠BAQ=45°,AB=2,
sin45°=,
解得BD=,
∴BD==,
解得n1=0,n2=4,
∴点C坐标(0,﹣1),点D坐标(4,﹣3),
设直线AD表达式为:y=qx+p,将点A(1,﹣4),点D(4,﹣3)代入得,
,
解得,
∴直线AD的表达式为y=﹣,
同理可得直线AC的表达式为y=﹣3x﹣1,
联立直线AD与抛物线y=(x﹣1)2﹣4可得,
﹣=(x﹣1)2﹣4,
解得x1=1,x2=,
同理联立直线AC与抛物线可解得x3=1,x4=﹣2,
∴点Q的横坐标为﹣2或.
27.解:(1)∵A(﹣2,0),B(6,0),
∴AO=2,BO=6,
∵CO:AO=2:1,
∴CO=4,
∴C(0,4),
设抛物线的解析式为y=a(x+2)(x﹣6),将C(0,4)代入得:
4=﹣12a,解得a=﹣,
∴抛物线的解析式为y=﹣(x+2)(x﹣6)=﹣x2+x+4;
(2)过P作PH⊥BC于H,过P作PQ∥y轴交BC于Q,如图:
由A(﹣2,0),B(6,0)可得抛物线的对称轴为直线x==2,
设直线BC为y=kx+4,将B(6,0)代入得:0=6k+4,
∴k=﹣,
∴直线BC为y=﹣x+4,
在y=﹣x+4中,令x=2得y=,
∴D(2,),
而C(0,4),
∴CD==,
∴S△PCD=CD PH=PH,
∴PH最大时,S△PCD最大,
∵PQ∥y轴,
∴∠PQH=∠BCO,
在Rt△BCO中,BC==2,
∴sin∠BCO==,
∴sin∠PQH=,即=,
∴PH=PQ,
∴S△PCD=PH=×PQ=PQ,
设P(t,﹣t2+t+4),则Q(t,﹣t+4),
∴PQ=(﹣t2+t+4)﹣(﹣t+4)=﹣t2+2t=﹣(t﹣3)2+3,
∵﹣<0,
∴t=3时,PQ最大为3,
∴S△PCD最大值是3,此时P(3,5);
(3)存在,理由如下:
设M(2,m),N(n,﹣n2+n+4),而C(0,4),P(3,5),
①当MN、CP为对角线时,MN、CP的中点重合,如图:
∴,解得n=1,
∴N(1,5);
②当MC、NP为对角线时,MC、NP的中点重合,如图:
∴,解得n=﹣1,
∴N(﹣1,);
③当MP、CN为对角线时,MP、CN的中点重合,如图:
∴,即得n=5,
∴N(5,),
综上所述,N的坐标为(1,5)或(﹣1,)或(5,).