备考2023年中考数学压轴题训练 ——二次函数(1)
一、真题
1.(2022·台州)如图1,灌溉车沿着平行于绿化带底部边线l的方向行驶,为绿化带浇水.喷水口H离地竖直高度为h(单位: m).如图2,可以把灌溉车喷出水的上、下边缘抽象为平面直角坐标系中两条抛物线的部分图象;把绿化带横截面抽象为矩形 DEFG ,其水平宽度DE=3m,竖直高度为EF的长.下边缘抛物线是由上边缘抛物线向左平移得到,上边缘抛物线最高点A离喷水口的水平距离为2m,高出喷水口0.5m,灌溉车到l 的距离OD为d(单位:m).
(1)若h=1.5,EF=0.5m;
①求上边缘抛物线的函数解析式,并求喷出水的最大射程 OC;
②求下边缘抛物线与x 轴的正半轴交点B的坐标;
③要使灌溉车行驶时喷出的水能浇灌到整个绿化带,求d的取值范围;
(2)若 EF=1m.要使灌溉车行驶时喷出的水能浇灌到整个绿化带,请直接写出h的最小值.
【答案】(1)解:①由题意可知点A(2,2)是上边缘抛物线的顶点,
∴设y=a(x-2)2+2,
∵抛物线过点(0,1.5)
∴4a+2=1.5
解之:
∴抛物线的解析式为,
当y=0时
解之:x1=6,x2=-2(舍去)
∴喷出水的最大射程OC为6m.
②∵抛物线的对称轴为直线x=2,
∴点(0,1.5)的对称点为(4,1.5)
∴下边缘抛物线是由上边缘抛物线向左平移4cm得到,
∴点B(2,0)
③∵EF=0.5,
∴点F的纵坐标为0.5,
当y=0.5时
解之:(舍去),
当x>2时,y随x的增大而减小,
∴当2≤x≤6时,要使y≥0.5
∴;
∵当0≤x≤2时,y随x的增大而增大,且x=0时,y=1.5>0.5,
∴当0≤x≤6时,要使y≥0.5,则0≤x≤,
∵DE=3,灌溉车行驶时喷出的水能浇灌到整个绿化带,
∴d的最大值为
在看下边缘抛物线,喷出的说能浇灌到绿化带底部的条件为OB≤d,
∴d的最小值为2,
∴d的取值范围为2≤d≤.
(2)解:当喷水口高度最低时,且恰好能浇灌到整个绿化带时,点D,F恰好分别在两条抛物线上,
设点
∴
解之:m=2.5,
∴点D的纵坐标为,
∴=0
解之:
∴h的最小值为.
【知识点】二次函数图象的几何变换;二次函数的最值;二次函数的其他应用
【解析】【分析】(1)①利用已知条件可知点A为上边抛物线的顶点坐标,因此设y=a(x-2)2+2,将点(0,1.5)代入函数解析式,可求出a的值,可得到抛物线的解析式;由y=0求出对应的x的值,可得到喷出水的最大射程OC的长;②抛物线的对称轴为直线x=2,可得到点(0,1.5)的对称点为(4,1.5),由此可得到下边缘抛物线是由上边缘抛物线向左平移4cm得到,即可得到点B的坐标;③利用EF的长,可得到点F的纵坐标,将y=0.5代入函数解析式,可求出对应的x的值,利用二次函数的性质可知当x>2时,y随x的增大而减小,由此可得到当2≤x≤6时,要使y≥0.5时的x的取值范围及当0≤x≤6时,要使y≥0.5的x的取值范围;根据DE=3,可求出灌溉车行驶时喷出的水能浇灌到整个绿化带时的d的最大值;在看下边缘抛物线,喷出的说能浇灌到绿化带底部的条件为OB≤d,可得到d的最小值,综上所述可得到d的取值范围.
(2)当喷水口高度最低时,且恰好能浇灌到整个绿化带时,点D,F恰好分别在两条抛物线上,利用函数解析式设处点D,F的坐标,再根据EF=1,可得到关于m的方程,解方程求出m的值;再求出点D的纵坐标,由此可得到关于h的值,可得到h的最小值.
2.(2022·宿迁)如图,二次函数与轴交于 (0,0), (4,0)两点,顶点为,连接、,若点是线段上一动点,连接,将沿折叠后,点落在点的位置,线段与轴交于点,且点与、点不重合.
(1)求二次函数的表达式;
(2)①求证:;
②求;
(3)当时,求直线与二次函数的交点横坐标.
【答案】(1)解:∵二次函数与轴交于 (0,0), (4,0)两点,
∴代入 (0,0), (4,0)得,,
解得:,
∴二次函数的表达式为;
(2)解:①证明:∵=,
∴顶点C的坐标是(2,﹣2),抛物线的对称轴为直线x=2,
∵二次函数与轴交于(0,0),(4,0)两点,
∴由抛物线的对称性可知OC=AC,
∴∠CAB=∠COD,
∵沿折叠后,点落在点的位置,线段与轴交于点,
∴ △ABC≌△BC,
∴∠CAB=∠,AB=B,
∴∠COD=∠,
∵∠ODC=∠BD,
∴;
②∵,
∴,
设点D的坐标为(d,0),
由两点间距离公式得DC=,
∵点与、点不重合,
∴0<d<4,
对于 =来说,
∵ a=1>0,
∴抛物线开口向上,在顶点处取最小值,当d=2时,的最小值是4,
∴当d=2时,DC有最小值为,
由两点间距离公式得OC=,
∴有最小值为,
∴的最小值为;
(3)解:∵,
∴,
∵,
∴,
∵OC=2,
∴B=AB=1,
∴点B的坐标是(3,0),
设直线BC的解析式为y=x+,
把点B(3,0),C(2,﹣2)代入得,
解得,
∴直线BC的解析式为y=2x-6,
设点的坐标是(p,q),
∴线段A的中点为(,),
由折叠的性质知点(,)在直线BC上,
∴=2×-6,
解得q=2p-4,
由两点间距离公式得B=,
整理得=1,
解得p=2或p=,
当p=2时,q=2p-4=0,此时点(2,0),很显然不符合题意,
当p=时,q=2p-4=,此时点(,),符合题意,
设直线的解析式为y=x+,
把点B(3,0),(,)代入得,,
解得,
∴直线的解析式为y=x+4,
联立直线和抛物线得到,,
解得,,
∴直线与二次函数的交点横坐标为或.
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;翻折变换(折叠问题);相似三角形的判定与性质;二次函数与一次函数的综合应用;直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【分析】(1)将O(0,0)、A(4,0)代入y=x2+bx+c中求出b、c的值,据此可得二次函数的表达式;
(2)①根据二次函数的表达式可得顶点C的坐标为(2,-2),对称轴为直线x=2,根据抛物线的对称性可得OC=AC,由等腰三角形的性质可得∠CAB=∠COD,根据折叠的性质可得△ABC≌△A′BC,则∠CAB=∠A′,AB=A′B,推出∠COD=∠A′,根据对顶角的性质可得∠ODC=∠BDA′,然后根据有两组角对应相等的两个三角形相似进行证明;
②设D(d,0),根据两点间距离公式表示出DC,根据点D与O、A不重合可得0<d<4, 利用二次函数的性质可得CD的最小值,利用两点间距离公式求出OC,然后根据相似三角形的性质进行计算;
(3)根据相似三角形的面积比等于相似比的平方可得A′B,据此可得点B的坐标,利用待定系数法求出直线BC的解析式,设A′(p,q),表示出A′A的中点坐标,代入直线BC的解析式中可得q=2p-4,利用两点间距离公式可得A′B,据此求出p的值,进而可得点A′的坐标,利用待定系数法求出直线A′B的解析式,联立抛物线解析式求出x、y,据此可得交点的横坐标.
3.(2022·盐城)【发现问题】
小明在练习簿的横线上取点为圆心,相邻横线的间距为半径画圆,然后半径依次增加一个间距画同心圆,描出了同心圆与横线的一些交点,如图1所示,他发现这些点的位置有一定的规律.
【提出问题】
小明通过观察,提出猜想:按此步骤继续画圆描点,所描的点都在某二次函数图象上.
(1)【分析问题】
小明利用已学知识和经验,以圆心为原点,过点的横线所在直线为轴,过点且垂直于横线的直线为轴,相邻横线的间距为一个单位长度,建立平面直角坐标系,如图2所示.当所描的点在半径为5的同心圆上时,其坐标为 .
(2)【解决问题】
请帮助小明验证他的猜想是否成立.
(3)【深度思考】
小明继续思考:设点,为正整数,以为直径画,是否存在所描的点在上.若存在,求的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)(-3,4)或(3,4)
(2)解:小明的猜想成立.
解法1:如图,设半径为的圆与直线的交点为.
因为,所以,即,
所以,
所以上,小明的猜想成立.
解法2:设半径为的圆与直线交点为,
因为,所以,解得,所以.
,消去,得,
点在抛物线上,小明的猜想成立.
(3)解:存在所描的点在上,理由:
如图,设所描的点在上,
则,因为,
所以,
整理得,
因为,都是正整数,
所以只有,满足要求.
因此,存在唯一满足要求的,其值是4.
【知识点】坐标与图形性质;勾股定理;二次函数图象上点的坐标特征;二次函数y=ax^2+bx+c的图象;直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【解答】解:(1)如图,
∴
∴
故答案为:或;
【分析】(1)画出示意图,由题意可得OA=OB=OD=5,OC=4,OC⊥AB,根据勾股定理可得AC=BC=3,据此可得点A、B的坐标;
(2)解法1:设半径为n的圆与直线y=n-1的交点为P(x,n-1),根据OP=n可得x2=2n-1,表示出n,据此证明;
解法2:设半径为n的圆与直线y=n-1交点为P(x,n-1),根据OP=n可得x2+(n-1)2=n2,求出x,表示出点P,据此证明;
(3)设所描的点N(±,n-1)在⊙M上,则MO=MN,根据两点间距离公式得m=n+1+根据m、n都是正整数可得m、n的取值,据此解答.
4.(2022·南通)定义:函数图象上到两坐标轴的距离都不大于的点叫做这个函数图象的“n阶方点”.例如,点是函数图像的“阶方点”;点是函数图像的“2阶方点”.
(1)在①;②;③三点中,是反比例函数图像的“1阶方点”的有 (填序号);
(2)若y关于x的一次函数图像的“2阶方点”有且只有一个,求a的值;
(3)若y关于x的二次函数图像的“n阶方点”一定存在,请直接写出n的取值范围.
【答案】(1)②③
(2)解:∵y=ax 3a+1=a(x 3)+1,
∴函数经过定点(3,1),
在以O为中心,边长为4的正方形ABCD中,当直线与正方形区域只有唯一交点时,图象的“2阶方点”有且只有一个,
由图可知,C(2, 2),D(2,2),
∵一次函数y=ax 3a+1图象的“2阶方点”有且只有一个,
当直线经过点C时,
2a-3a+1=-2
解之:a=3,
∴a=3时此时图象的“2阶方点”有且只有一个;
当直线经过点D时,
2a-3a+1=2
解之:a=-1
∴a=-1,此时图象的“2阶方点”有且只有一个,
∴a的值为3或-1.
(3)解:在以O为中心,边长为2n的正方形ABCD中,当抛物线与正方形区域有公共部分时,二次函数y= (x n)2 2n+1图象的“n阶方点”一定存在,
当n>0时,A(n,n),B(n, n),C( n, n),D( n,n),
当抛物线经过点D时,
n=(-n-n)2-2n+1
解之:n1= 1(舍),;
当抛物线经过点B时,
-n=(n-n)2-2n+1
解之:n=1;
∴≤n≤1时,二次函数y= (x n)2 2n+1图象有“n阶方点”;
综上所述:≤n≤1时,二次函数y= (x n)2 2n+1图象的“n阶方点”一定存在.
【知识点】反比例函数图象上点的坐标特征;二次函数的实际应用-几何问题
【解析】【解答】解:(1)解:①( 2, )到两坐标轴的距离分别是2和, ∴2>1,<1 ∴( 2, )不是反比例函数图象的“1阶方点”; ②( 1, 1)到两坐标轴的距离分别是1和1, ∴1≤1,1≤1 ∴( 1, 1)是反比例函数图象的“1阶方点”; ③(1,1)到两坐标轴的距离分别是1和1, ∴1≤1,1≤1, ∴(1,1)是反比例函数图象的“1阶方点”; 故答案为:②③.
【分析】(1)利用点的坐标,分别由三个点的坐标可得到它们分别到两坐标轴的距离,再利用“1阶方点”的定义进行判断,可得答案.
(2)将函数解析式转化为y=a(x 3)+1,可知此函数一定经过(3,1);在以O为中心,边长为4的正方形ABCD中,当直线与正方形区域只有唯一交点时,图象的“2阶方点”有且只有一个,利用函数图象可得到点C,D的坐标;再根据一次函数y=ax 3a+1图象的“2阶方点”有且只有一个,分别求出当此直线经过点C和点D时的a的值,即可求解.
(3)在以O为中心,边长为2n的正方形ABCD中,当抛物线与正方形区域有公共部分时,二次函数y= (x n)2 2n+1图象的“n阶方点”一定存在,当n>0时,利用正方形的性质,可表示出点A,B,C,D的坐标;再分别求出当抛物线经过点D,B时的n的值,即可得到二次函数y= (x n)2 2n+1图象有“n阶方点”时的n的取值范围.
5.(2022·徐州)如图,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=12,点P在边AB上,D、E分别为BC、PC的中点,连接DE.过点E作BC的垂线,与BC、AC分别交于F、G两点.连接DG,交PC于点H.
(1)∠EDC的度数为 ;
(2)连接PG,求△APG 的面积的最大值;
(3)PE与DG存在怎样的位置关系与数量关系?请说明理由;
(4)求的最大值.
【答案】(1)45°
(2)解:如图:连接PG
∵∠EDC=∠ACB=45°,GF⊥DC
∴△EDF和△GFC是等腰直角三角形
∴DF=EF= ,GF=CF= ,
设AP=x,则BP=12-x,BP=12-x=2DE
∴DE=,EF=
∵Rt△APC,
∴PC=
∴CE=
∵Rt△EFC
∴FC=FG=
∴CG=CF=
∴AG=12-CG=12-=
∴S△APG=
所以当x=6时,S△APG有最大值9.
(3)解:DG=PE,DG⊥PE,理由如下:
∵DF=EF,∠CFE=∠GFD,GF=CF
∴△GFD≌△CFE(SAS)
∴DG=CE
∵E是PC的中点
∴PE=CE
∴PE=DG;
∵△GFD≌△CFE
∴∠ECF=∠DGF
∵∠CEF=∠PEG
∴∠GHE=∠EFC=90°,即DG⊥PE.
(4)解:∵△GFD≌△CFE
∴∠CEF=∠CDH
又∵∠ECF=∠DCH
∴△CEF∽△CDH
∴,即
∴
∵FC= ,CE=,CD=
∴
∴的最大值为.
【知识点】二次函数的最值;相似三角形的判定与性质;等腰直角三角形;三角形全等的判定(SAS);三角形的中位线定理
【解析】【解答】解:(1)∵在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=12
∴∠B=∠ACB=45°
∵D、E分别为BC、PC的中点
∴DE∥BP,DE=
∴∠EDC=∠B=45°.
故答案为:45°;
【分析】(1)根据等腰直角三角形的性质可得∠B=∠ACB=45°,由题意可得DE为△BCP的中位线,则DE∥BP,DE=BP,然后根据平行线的性质进行解答;
(2)连接PG,易得△EDF和△GFC是等腰直角三角形,则DF=EF=DE,GF=CF=CG,设AP=x,则BP=12-x,BP=12-x=2DE,表示出DE、EF,由勾股定理可得PC、FC,然后表示出CE、CG、AG,根据三角形的面积公式可得S△APG,再利用二次函数的性质进行解答;
(3)易证△GFD≌△CFE,得到DG=CE,根据中点的概念可得PE=CE,则PE=DG,根据全等三角形的性质可得∠ECF=∠DGF,推出∠GHE=∠EFC=90°,据此解答;
(4)根据全等三角形的性质可得∠CEF=∠CDH,证明△CEF∽△CDH,根据相似三角形的性质可得,然后结合不等式的性质进行解答.
6.(2022·安徽)如图1,隧道截面由抛物线的一部分AED和矩形ABCD构成,矩形的一边BC为12米,另一边AB为2米.以BC所在的直线为x轴,线段BC的垂直平分线为y轴,建立平面直角坐标系xOy,规定一个单位长度代表1米.E(0,8)是抛物线的顶点.
(1)求此抛物线对应的函数表达式;
(2)在隧道截面内(含边界)修建“”型或“”型栅栏,如图2、图3中粗线段所示,点,在x轴上,MN与矩形的一边平行且相等.栅栏总长l为图中粗线段,,,MN长度之和.请解决以下问题:
(ⅰ)修建一个“”型栅栏,如图2,点,在抛物线AED上.设点的横坐标为,求栅栏总长l与m之间的函数表达式和l的最大值;
(ⅱ)现修建一个总长为18的栅栏,有如图3所示的修建“”型或“”型栅型两种设计方案,请你从中选择一种,求出该方案下矩形面积的最大值,及取最大值时点的横坐标的取值范围(在右侧).
【答案】(1)解:由题意可得:A(-6,2),D(6,2),
又∵E(0,8)是抛物线的顶点,
设抛物线对应的函数表达式为y=ax2+8,将A(-6,2)代入,
(-6)2a+8=2,
解得:a=,
∴抛物线对应的函数表达式为y=x2+8;
(2)解:(ⅰ)∵点P1的横坐标为m(0<m≤6),且四边形P1P2P3P4为矩形,点P2,P3在抛物线AED上,
∴P2的坐标为(m,m2+8),
∴P1P2=P3P4=MN=m2+8,P2P3=2m,
∴l=3(m2+8)+2m=m2+2m+24=(m-2)2+26,
∵<0,
∴当m=2时,l有最大值为26,
即栅栏总长l与m之间的函数表达式为l=m2+2m+24,l的最大值为26;
(ⅱ)方案一:设P2P1=n,则P2P3=18-3n,
∴矩形P1P2P3P4面积为(18-3n)n=-3n2+18n=-3(n-3)2+27,
∵-3<0,
∴当n=3时,矩形面积有最大值为27,
此时P2P1=3,P2P3=9,
令x2+8=3,
解得:x=,
∴此时P1的横坐标的取值范围为+9≤P1横坐标≤,
方案二:设P2P1=n,则P2P3=9-n,
∴矩形P1P2P3P4面积为(9-n)n=-n2+9n=-(n-)2+,
∵-1<0,
∴当n=时,矩形面积有最大值为,
此时P2P1=,P2P3=,
令x2+8=,
解得:x=,
∴此时P1的横坐标的取值范围为+≤P1横坐标≤.
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;二次函数的实际应用-拱桥问题
【解析】【分析】(1)通过分析A点坐标,利用待定系数法求出函数解析式即可;
(2) (ⅰ)结合矩形性质分析得出P2的坐标为(m,m2+8),然后列出函数关系式,利用二次函数的性质分析最值;
(ⅱ)设P2P1=n,则P2P3=18-3n,分别表示出方案一和方案二的矩形面积,利用二次函数的性质分析最值,从而利用数形结合思想确定取值范围即可。
7.(2022·福建)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线经过A(4,0),B(1,4)两点.P是抛物线上一点,且在直线AB的上方.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若△OAB面积是△PAB面积的2倍,求点P的坐标;
(3)如图,OP交AB于点C,交AB于点D.记△CDP,△CPB,△CBO的面积分别为,,.判断是否存在最大值.若存在,求出最大值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)解:将A(4,0),B(1,4)代入,
得,
解得.
所以抛物线的解析式为
(2)解:设直线AB的解析式为,
将A(4,0),B(1,4)代入,
得,
解得.
所以直线AB的解析式为.
过点P作PM⊥x轴,垂足为M,PM交AB于点N.
过点B作BE⊥PM,垂足为E.
所以
.
因为A(4,0),B(1,4),所以.
因为△OAB的面积是△PAB面积的2倍,
所以,.
设,则.
所以,
即,
解得,.
所以点P的坐标为或(3,4).
(3)解:
记△CDP,△CPB,△CBO的面积分别为,,.则
如图,过点分别作轴的垂线,垂足分别,交于点,过作的平行线,交于点
,
,
设
直线AB的解析式为.
设,则
整理得
时,取得最大值,最大值为
【知识点】二次函数的最值;待定系数法求二次函数解析式;三角形的面积;相似三角形的判定与性质;二次函数与一次函数的综合应用
【解析】【分析】(1)将A(4,0),B(1,4)代入y=ax2+bx中进行计算可得a、b的值,据此可得抛物线的解析式;
(2)利用待定系数法求出直线AB的解析式,过点P作PM⊥x轴,垂足为M,PM交AB于点N,过点B作BE⊥PM,垂足为E,则根据三角形的面积公式可得S△PAB=S△PNB+S△PNA=PN,根据点A、B的坐标结合三角形的面积公式可得S△OAB=8,根据△OAB的面积是△PAB面积的2倍可得PN的值,设P(m,m2+m),则N(m,m+),表示出PN,结合PN的值可得m的值,进而可得点P的坐标;
(3)易证△OBC∽△PDC,根据相似三角形的性质可得,记△CDP,△CPB,△CBO的面积分别为S1,S2,S3,则,过点B、P分别作x轴的垂线,垂足分别F、E,PE交AB于点Q,过D作x的平行线,交PE于点G,证明△DPG∽△OBF,设P(m,m2+m),D(n,n+),G(m,n+),表示出PG、DG,根据相似三角形的对应边长比例可得4n=m2-m+4,则,代入并结合二次函数的性质进行解答即可.
8.(2022·齐齐哈尔)综合与探究
如图,某一次函数与二次函数的图象交点为A(-1,0),B(4,5).
(1)求抛物线的解析式;
(2)点C为抛物线对称轴上一动点,当AC与BC的和最小时,点C的坐标为 ;
(3)点D为抛物线位于线段AB下方图象上一动点,过点D作DE⊥x轴,交线段AB于点E,求线段DE长度的最大值;
(4)在(2)条件下,点M为y轴上一点,点F为直线AB上一点,点N为平面直角坐标系内一点,若以点C,M,F,N为顶点的四边形是正方形,请直接写出点N的坐标.
【答案】(1)解:将A(-1,0),B(4,5)代入得, ,
解这个方程组得,
抛物线的解析式为:;
(2)(1,2)
(3)解:如图,由(2)知 直线AB的解析式为y=x+1
设,则,
则,
当时,DE有最大值为,
(4)解:如图,直线AB的解析式为:y=x+1,
直线与y轴的交点为D(0,1),
,
,
若以点C,M,F,N为顶点的四边形是正方形,分情况讨论:
①过点C作轴于点,则为等腰直角三角形,过点C作 ,则四边形 为正方形,
依题意,知D与F重合,点 的坐标为(1,1);
②以为中心分别作点F,点C点的对称点 ,连接,则四边形是正方形,则点的坐标为(-1,2);
③延长到使,作于点,则四边形是正方形,则的坐标为(1,4);
④取的中点,的中点,则为正方形,则的坐标为,
综上所述,点N的坐标为:
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;二次函数-动态几何问题
【解析】【解答】(2)解:如图,设直线AB的解析式为:y=kx+b,
把点 A(-1,0),B(4,5)代入y=kx+b,
得,
解得 ,
直线AB的解析式为:y=x+1 ,
由(1)知抛物线的对称轴为,
点C为抛物线对称轴上一动点,,
当点C在AB上时,最小,
把x=1代入,得y=2,
点C的坐标为(1,2);
【分析】(1)利用待定系数法即可求解;
(2)根据两点间,线段最短,点C为抛物线对称轴上一动点,,得出当点C在AB上时,最小,把x=1代入,可得出y的值,即可得出点C的坐标;
(3)设,则,表示出DE的长度,利用二次函数的性质即可得出答案;
(4)分CF为对角线和边,分别画出图形,利用正方形的性质即可得出答案。
9.(2022·大庆)已知二次函数图象的对称轴为直线.将二次函数图象中y轴左侧部分沿x轴翻折,保留其他部分得到新的图象C.
(1)求b的值;
(2)①当时,图象C与x轴交于点M,N(M在N的左侧),与y轴交于点P.当为直角三角形时,求m的值;
②在①的条件下,当图象C中时,结合图象求x的取值范围;
(3)已知两点,当线段与图象C恰有两个公共点时,直接写出m的取值范围.
【答案】(1)解:由题意知,二次函数的对称轴为直线,
解得,
∴的值为.
(2)解:①解:由(1)知,二次函数的解析式为,
令,则,
∴,
令,则,
解得,或,
∴,,
∴,,,
∵为直角三角形,
∴,
又∵,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
整理得,,
解得,或(不合题意,舍去),
∴的值为.
②解:由①可知,二次函数解析式为,∴轴左侧图象的解析式为,与轴的交点坐标为,
∴图象C如下所示,
∴令,则,
解得,或(不合题意,舍去),
令,则,
解得,或,
∴由图象可知求x的取值范围为或或.
(3)解:由题意知,二次函数的解析式为,为平行于轴的线段,
∴由线段与图象恰有两个公共点可知,①当线段与图象在轴左侧有一个交点时,线段与图象在轴右侧有一个交点,即令,,
∴当时,,有,
当时,,有,
∴;
②当线段与图象在轴左侧没有交点,线段与图象在轴右侧有两个交点,即令,,
∴当时,,有或,
当时,,有,
∴;
综上所述,的取值范围为或.
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;二次函数-动态几何问题;二次函数的其他应用
【解析】【分析】(1)先求出对称轴为直线x=-2,再求出b的值即可;
(2)①先求出 , 再求出 , 最后求解即可;
②分类讨论,列方程求解即可;
(3)分类讨论,根据二次函数的性质求解即可。
10.(2022·哈尔滨)在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,抛物线经过点,点,与y轴交于点C.
(1)求a,b的值;
(2)如图1,点D在该抛物线上,点D的横坐标为,过点D向y轴作垂线,垂足为点E.点P为y轴负半轴上的一个动点,连接、设点P的纵坐标为t,的面积为S,求S关于t的函数解析式(不要求写出自变量t的取值范围);
(3)如图2,在(2)的条件下,连接,点F在上,过点F向y轴作垂线,垂足为点H,连接交y轴于点G,点G为的中点,过点A作y轴的平行线与过点P所作的x轴的平行线相交于点N,连接,,延长交于点M,点R在上,连接,若,,求直线的解析式.
【答案】(1)解:∵抛物线经过,,
∴,
解得,
(2)解:由(1)得,点D的横坐标为
∴点D纵坐标为
∴,
∵轴
∴,
∵点P的纵坐标为t,
∴,
∴;
(3)解:如图所示,过点C作,交NR的延长线于点K,过点K作轴于点T,
∵,当时,,
∴,
∴,
∵轴,轴,
∴,
∵点G为的中点,
∴,
在和中,
∴(AAS),
∴,,
设直线OA的解析式为:,将点代入得,
,
解得,,
∴直线OA的解析式:,
当x=2时,,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵轴,轴,
∴,
∴,
∵,
∴,
设直线BP的解析式为,则
,
解得,,
∴直线BP的解析式为:,
当时,,
∴点M的坐标为,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵
∴,
∵,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴CK=CN,
∵,
∴,
∵,
∴,
在和中,
∴(AAS),
∴,,
∴,
∴,
设直线RN的解析式为:,将点,得,
,
解得,,
∴直线RN的解析式为:.
【知识点】待定系数法求一次函数解析式;待定系数法求二次函数解析式;三角形全等及其性质;相似三角形的判定与性质;等腰直角三角形
【解析】【分析】(1)将点A、B代入抛物线可得方程组,解之即可;
(2)根据“点D在该抛物线上,点D的横坐标为”,可得,,, 则 , 再利用三角形面积公式可得 ;
(3)过点C作,交NR的延长线于点K,过点K作轴于点T, 证明, 可得,, 利用待定系数法求出直线OA的解析式,得出,, 可得,根据,,,利用待定系数法求出直线OA的解析式,进而得出, 可证,可得,,,再证 , 求得 , 运用待定系数法求直线的解析式。
二、综合题
11.(2023·亳州模拟)如图1,灌溉车沿着平行于绿化带底部边线的方向行驶,为绿化带浇水.喷水口H离地竖直高度为hm,如图2,可以把灌溉车喷出水的上、下边缘抽象为平面直角坐标系中两条抛物线的部分图象,把绿化带横截面抽象为矩形.下边缘抛物线是由上边缘抛物线向左平移得到的,上边缘抛物线最高点A离喷水口的水平距离为2m,高出喷水口0.5m,灌溉车到绿化带的距离为d m.当m,m,m时,解答下列问题:
(1)①求上边缘抛物线的函数解析式,并求喷出水的最大射程;
②求出点B的坐标;
(2)要使灌溉车行驶时喷出的水能浇灌到整个绿化带,试求出d的取值范围.
【答案】(1)解:①由题意,得是上边缘抛物线的顶点,设.
∵上边缘抛物线过点,
∴,解得,
∴上边缘抛物线的函数解析式为.
当时,,解得,(舍去),
∴点C的坐标为,
∴喷出水的最大射程OC为6 m;
②由①知,上边缘抛物线的对称轴为直线,
∴点的对称点为,
∴下边缘抛物线是由上边缘抛物线向左平移4 m得到的.
又∵点C的坐标为,
∴点B的坐标为;
(2)解:∵,
∴点F的纵坐标为,
∴,
解得.
∵,
∴.
当时,y随x的增大而减小,
∴当时,要使,则.
∵当时,y随x的增大而增大,且时,,
∴当时,要使,则.
∵,灌溉车行驶时喷出的水能浇灌到整个绿化带,
∴d的最大值为.
由下边缘抛物线可知,喷出的水能浇灌到绿化带底部的条件是,
∴d的最小值为2.
综上所述,d的取值范围是.
【知识点】二次函数的实际应用-喷水问题
【解析】【分析】(1)①利用待定系数法求出 上边缘抛物线的函数解析式为,再求解即可;
②先求出 点的对称点为, 再根据 点C的坐标为, 求解即可;
(2)根据题意先求出 ,再分类讨论求解即可。
12.(2023·滁州模拟)抛物线与坐标轴的正半轴分别交于A,B两点,其中.
(1)如图1,求抛物线的表达式,并求点B的横坐标;
(2)如图2,将抛物线向左平移,使得平移后的抛物线经过点A,且点B的对应点为C,求的长;
(3)如图3,矩形的顶点D,G都在x轴上,,且,把两条抛物线,及线段围成的封闭图形的内部记为区域M,要使矩形在区域M的内部(包括边界),求d的取值范围.
【答案】(1)解:把代入,
可得,
解得:,
抛物线的表达式为:,
时,,
解得:,(舍去)
∴点B的横坐标为;
(2)解:设平移后的解析式为,
把代入解析式,可得,
解得,(舍去),
∴,
∵的顶点是,的顶点是,
∴抛物线由向左平移4个单位,
∴.
(3)解:∵,,
∴,
当F点在抛物线上时,,
解得,,
∴,
∴E点坐标为,
∴.
【知识点】二次函数图象的几何变换;待定系数法求二次函数解析式;二次函数图象上点的坐标特征
【解析】【分析】(1)利用待定系数法求出抛物线的表达式为:,再求解即可;
(2)先求出, 再求出 抛物线由向左平移4个单位, 最后求解即可;
(3)根据题意先求出 , 再求出 , 最后求解即可。
13.(2023九下·南平模拟)如图1,抛物线与x轴相交于原点O和点A,直线与抛物线在第一象限的交点为B点,抛物线的顶点为C点.
(1)求点B和点C的坐标;
(2)抛物线上是否存在点D,使得?若存在,求出所有点D的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,点E是点B关于抛物线对称轴的对称点,点F是直线下方的抛物线上的动点,与直线交于点G.设和的面积分别为和,求的最大值.
【答案】(1)解:令,
解得或,
∴,
∵,
∴顶点;
(2)解:设直线的解析式为:,则将,代入可得:
,解得:,即:直线的解析式为:,
当点在直线的下方时,过点作轴,交轴于点,延长,交于,
∵
∴,即,,
∵
∴
∴,
∴
当时,,得:,
∴
则,
∴,
易知直线的解析式为:,
联立:,解得:或
即;
当点在直线的上方时,
∵,
∴
∵直线的解析式为:,
∴直线的解析式为:
联立:,解得:或
即;
综上,当点的坐标为或时,使得;
(3)解:∵点与点关于对称轴对称,
∴,
如图,分别过点,作轴的平行线,交直线于点,,
∴,,
设,则,
∴,
∵,,
∴,
∴当时,的最大值为.
【知识点】两一次函数图象相交或平行问题;二次函数的最值;三角形的面积;二次函数与一次函数的综合应用;三角形全等的判定(ASA)
【解析】【分析】(1)联立抛物线与直线解析式,求出x、y的值,得到点B的坐标,将抛物线解析式化为顶点式,进而可得点C的坐标;
(2)利用待定系数法求出直线BC的解析式,当点D在直线OB的下方时,过点B作BF⊥x轴,交x轴于点F,延长OD,交BF于G, 易证△OFG≌△BFE,得到EF=GF,易得点E、G的坐标,求出直线OG的解析式,联立抛物线解析式求出x、y的值,据此可得点D的坐标;当点D在直线OB的上方时, 根据两直线平行的条件可得直线OD的解析式,联立抛物线解析式求出x、y的值,据此可得点D的坐标;
(3)由题意可得E(-1,5),分别过点E、F作y轴的平行线,交直线OB于点M、N,设F(m,m2-4m),则N(m,m),表示出FN,根据三角形的面积公式可得,然后根据二次函数的性质可得最大值.
14.(2023·金华模拟)如图1,在平面直角坐标系中,四边形AOBC为矩形,BC=,∠BOC=60°,D为BC中点.某反比例函数过点D,且与直线OC交于点E.
(1)点E的坐标为 .
(2)好奇的小明在探索一个新函数.若点P为x轴上一点,过点P作x轴的垂线交直线AC于点Q,交该反比例函数图象于点R.若y′=PQ+PR,点P横坐标为x.关于x的图像如图2,其中图像最低点F、G横坐标分别为(,)、(,).
①求与x之间的函数关系式.
②写出该函数的两条性质.
(3)已知1①若关于x的方程x2-4x-m=0有解,求m的取值范围.小明思考过程如下:由x2-4x-m=0得m=x2-4x,m是关于x的二次函数,根据x的范围可以求出m的取值范围.请你完成解题过程.
②若关于x的方程有解,请直接写出m的取值范围.
【答案】(1)
(2)①∵反比例函数解析式为,直线OC的解析式为,点P横坐标为x,
∴R(x,),Q(x,),
∴当时,y′=PQ+PR=,
当时,y′=PQ+PR=;
②由图可知:
该函数图象关于y轴对称;
当x<0时,y随x的增大先减小后增大;
(3)解:①二次函数m=x2-4x开口向上,对称轴为,
∴在1当x=4时,m=0,
∴;
【知识点】反比例函数与一次函数的交点问题;二次函数的最值;锐角三角函数的定义
【解析】【解答】解:(1)∵tan∠BOC=tan60°=,
∴,
∴,
∴C(2,),D(2,),
设反比例函数解析式为,直线OC的解析式为,
将点D(2,)代入得,
解得:,
∴反比例函数解析式为,
将点C(2,)代入得,
解得:,
∴直线OC的解析式为,
联立,解得:,,
∵点E在第一象限,
∴E(,);
(3)②∵当1∴当1∵二次函数开口向上,对称轴为,
∴当x=1时,,解得:,
或当x=4时,,解得:,
且当时,,解得:或,
综上,m的取值范围为.
【分析】(1)根据三角函数的概念可得OB的值,表示出点C、D的坐标,设反比例函数解析式为y=,将D点坐标代入求出k1的值,设直线OC的解析式为y=k2x,将C点坐标代入求出k2的值,然后联立反比例函数与正比例函数的解析式求出x、y的值,结合点E所在的象限可得对应的坐标;
(2)①由题意可设R(x,),Q(x,),然后分x>0、x<0进行解答;
②根据对称性、增减性,写出两条性质即可;
(3)①根据二次函数的性质可得:在1②由题意可得:当115.(2023·松北模拟)如图,在平面直角坐标系中,直线BC的解析式为,直线BC交x轴和y轴分别于点B和点C,抛物线交x轴于点A和点B,交y轴于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是第二象限抛物线上的点,连接PB、PC,设点P的横坐标为t,的面积为S.求S与t的函数关系式(不要求写出t的取值范围);
(3)在(2)的条件下,点D在线段上,连接PD、CD,,点F在线段BC上,,FE的延长线交x轴于点G,交PD于点E,连接CE,若,,,求点P的横出标.
【答案】(1)解:直线交x轴和y轴于点B和点C
令时,,即,
令时,,即,
∵点B、C在抛物线上,∴代入解析式可得:
,
解得:,
∴解析式为;
(2)解:过点P作x轴的垂线交BC延长线于点M,交x轴于点N,过点C作于R
∵P在抛物线上,P横坐标为t
∴,
∵M在直线BC上,∴,
∴,
,
即;
(3)解:由(1)得,,∴
又交x轴于点G,∴
即
又设,
又(已知)
(平角定义)
,
又
,
,
过点D作于R,如图所示
在中,,
,
,
∵,,,
∴,
,,,
又,
作轴于M,于N,于T,如图所示
∵,,,
∴,
∴,,
∵,,,
∴四边形为矩形,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴四边形是正方形
∴,
设,则,如图所示:
∴,
在中,
解得:,,
∵,
∴,即,
∴不符合题意,应舍去;
当时,,
∴,
又点,
设直线的解析式为,则
,
解得:,
∴直线的解析式为:
,
∴或(舍),
∴P的横坐标是
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;二次函数-动态几何问题
【解析】【分析】(1)先求出点B、C的坐标,再将点B、C的坐标代入求出b、c的值即可;
(2)过点P作x轴的垂线交BC延长线于点M,交x轴于点N,过点C作于R,设,求出,再求出,化简可得;
(3)先求出直线ED的解析式,再联立方程组求出x的值,可得点P的横坐标。
16.(2023·南岗模拟)如图,在平面直角坐标系中,点О为坐标原点,抛物线交x轴于A,B两点,交y轴于点C,且.
(1)求抛物线的解析式;
(2)连接,点D是线段上的一个动点,过点D作轴于点E.在线段上截取,过点F作轴,交抛物线于点G,设点D的横坐标为t,点G的纵坐标为d,求d与t之间的函数解析式(不要求写出自变量t的取值范围);
(3)在(2)的条件下,点H是的中点,连接,,,过点C作,交线段于点K,连接,若,求的值.
【答案】(1)解:,当时,,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
将代入中,,
解得,
∴
(2)解:根据题意画图如下:
,当时,,
解得:,,
∴,
设直线的解析式为,
∴,
解得:,
∴
∵点D的横坐标为t,
∴,
∴
∴,
∴点的横坐标为
∴点的纵坐标.
(3)解:如图,延长交x轴于点M,过点H作,垂足为点N,过点K作于点T,交于点R.
在中,,
在中,,
∴,,
∴,
∵,点H是的中点,
∴,
∴,,
∴,,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴.
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
在中,,
∴,
解得,(舍),
∴,,
∴,
∴,
在中,,,,
在中,,
令,则,
在中,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∴,
∴,
∴四边形是矩形,
∴,,
∴,
在中,.
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;二次函数-动态几何问题
【解析】【分析】(1)先求出 , 再求出 , 最后利用待定系数法求函数解析式即可;
(2)根据题意先求出 , 再求出 , 最后求解即可;
(3)结合图形,利用勾股定理求出 ,(舍), 再利用锐角三角函数求出 , 最后利用矩形的判定方法与性质,结合锐角三角函数计算求解即可。
17.(2023·道里模拟)已知:在平面直角坐标系中,抛物线的图象交轴于点和点(点在点的左侧),交轴于点,.
(1)如图1,求拋物线的解析式;
(2)如图2,点在第四象限的拋物线上,过点作轴的平行线交抛物线于点,连按并延长交轴于点,若,求点的坐标;
(3)如图3,在(2)的条件下,连接,点在间的拋物线上,连接,点在y轴上,连接和,,,与交于点,连接,求直线的解折式.
【答案】(1)解:如图,
把代入中,
,解得,
∴抛物线解析式.
(2)解:如图,过点作轴的垂线,垂足为点,延长交轴于点,直线是抛物线的对称轴.
∵轴
∴
∴四边形、四边形和四边形都是矩形
∴,,
由抛物线解析式及图象可知二次函数对称轴为.
即
∵,轴,
∴根据二次函数对称性可得
∴即点的横坐标为9代入抛物线解析式中
可得
令则,即
或
∴,
∵
∴
,
∴
(3)解:如图,在上取中点,连接、、,延长交轴于点,在上取一点,使,连接,过点作轴,垂足为点,过点作轴,垂足为点,和交于点.
∵
∴
∵
∴
∵,
∴,
∴,
设
∴,,
在中,
∴
∵,
∴
∵
∴
∴为等边三角形
∴
∴
∴,
∴
∴,
∴
∴
∴,,,,
∴,,,
∴.
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;二次函数-动态几何问题
【解析】【分析】(1)利用待定系数法求函数解析式即可;
(2)先求出根据二次函数对称性可得,再求出 , ,最后求点的坐标即可;
(3)利用全等三角形的判定与性质,结合函数解析式计算求解即可。
18.(2023·兴化模拟)已知:如图,抛物线经过原点,它的对称轴为直线,动点从抛物线的顶点出发,在对称轴上以每秒个单位的速度向下运动,设动点运动的时间为秒,连接并延长交抛物线于点,连接,.
(1)求抛物线解析式及顶点坐标;
(2)当三点,,构成以为为斜边的直角三角形时,求的值;
(3)将沿直线折叠后,那么点的对称点能否恰好落在坐标轴上?若能,请直接写出所有满足条件的的值;若不能,请说明理由.
【答案】(1)解:由题意得,
解得,
抛物线的解析式为;
,
顶点的坐标为;
(2)解:如图1,
设.
三点,,构成以为斜边的直角三角形,
,
即,
整理,得,
解得,舍去,
.
设直线的解析式为,则,
解得,
.
当时,,
,
秒;
(3)解:分三种情况:
①若点在轴正半轴上,如图2,
可得,
即,
解得;
②若点在y轴负半轴上,如图3,连接交OB于E.
可得,
,
,
,
,
,
.
在与中,
,
,
,
;
③若点在轴负半轴上,如图
可得,
即,
解得;
综上所述,所有满足条件的的值为秒或秒或秒.
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;平行线的性质;勾股定理;三角形全等的判定(ASA);直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【分析】(1)将(0,0)代入可得c=0,根据对称轴为直线x=2可得,求出b的值,据此可得抛物线的解析式,将其解析式化为顶点式,进而可得顶点A的坐标;
(2)设B(x,-x2+4x),由勾股定理可得OA2+AB2=OB2,结合两点间距离公式可求出x的值,据此可得点B的坐标,利用待定系数法求出直线OB的解析式,令x=2,求出y的值,得到AP的值,然后除以速度可得时间;
(3)①若点A1在x轴正半轴上,可得PD2+A1D2=PA12,结合两点间距离公式可得t的值;②若点A1在y轴负半轴上,连接AA1交OB于E,可得OA1=OA=,由平行线的性质可得∠OA1A=∠A1AP,利用ASA证明△OAE≌△PAE,得到OA=PA=,据此不难求出t的值;③若点A1在x轴负半轴上,可得PD2+A1D2=PA12,结合两点间距离公式可得t的值.
19.(2023·苏州模拟)如图,已知抛物线(,,为常数,)交轴于、两点,交轴于,将该抛物线位于直线(为常数,)下方的部分沿直线翻折,其余部分不变,得到的新图像记为“图像”.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)若时,直线与图像有三个交点,求的值;
(3)若直线与图像有四个交点,直接写出的取值范围.
【答案】(1)解:设抛物线的解析式为,
把代入得,
∴,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:∵交轴于、,
∴抛物线沿翻折部分的解析式为,
∵直线与图像有三个交点,
∴与有一个交点,
即有两个相等的实数根,
即有两个相等的实数根,
∴,
∴;
当直线经过时,直线与图像有三个交点,
此时,,
解得;
综上,的值为或;
(3)解:抛物线沿直线翻折,
其开口大小不变,方向向下,对称轴不变,关于直线的对称点为,
故翻折部分的解析式为,
∵直线与图像有四个交点,
∴有两个不相等的实数根,即,
解得,
当时,有,
解得,
故,
即.
【知识点】一元二次方程根的判别式及应用;待定系数法求二次函数解析式
【解析】【分析】(1)设抛物线的解析式为y=a(x-3)(x-1),将C(0,3)代入求出a的值,据此可得抛物线的解析式;
(2)易得抛物线沿y=0翻折部分的解析式为y=-x2+4x-3(1≤x≤3),联立y=x+n结合△=0可得n的值,当直线y=x+n经过A时,直线与图象W有三个交点,此时1+n=0,求出n的值,据此解答;
(3)易得翻折部分的解析式为y=-x2+4x+2m-3,联立y=x结合△>0可得m的范围;当x=y时,求出x的值,进而可得m的范围.
20.(2023九上·邳州期末)如图,抛物线与x轴交于点,点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的表达式:
(2)在对称轴上找一点D,使的周长最小,求点D的坐标;
(3)点P是抛物线对称轴上的一点,点M是对称轴右侧抛物线上的一点,当是以为腰的等腰直角三角形时,请直接写出所有点M的坐标.
【答案】(1)解:∵抛物线与x轴交于点,点,
∴,
∴,
∴抛物线解析式为;
(2)解:∵抛物线解析式为,与y轴交于点C,
∴抛物线对称轴为直线,点C的坐标为,
如图所示,连接交对称轴于D,连接,
由轴对称的性质可知,
∴的周长为,
此时的周长最短,
设直线的解析式为,
∴,
∴,
∴直线的解析式为,
当时,,
∴点D的坐标为;
(3)当是以为腰的等腰直角三角形,在对称轴的右侧时,点M的坐标为或或或
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;轴对称的应用-最短距离问题;等腰直角三角形;三角形全等的判定(AAS)
【解析】【解答】解:(3)如图所示,当点P在x轴上方,时,过点M作于Q,记抛物线的对称轴与x轴的交点为N,
∵是以为腰的等腰直角三角形,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,,
设点P的坐标为,
∴,,,
∴点M的坐标为,
∵点M在抛物线上,
∴,
∴,
解得或(舍去),
∴点M的坐标为;
同理当点P在x轴下方,时,,
∴,
解得:或(舍去)
∴点M的坐标为;
当点M在x轴上方,时,过M作轴于Q,
同理可得:,
∴,,
∴,
解得:或(舍去),
∴.
当点M在x轴下方,时,过M作轴于Q,
同理可得:,
∴即,
解得:或(舍去),
∴.
综上所述,当是以为腰的等腰直角三角形,M在对称轴的右侧时,点M的坐标为或或或.
【分析】(1)将A(-1,0)、B(3,0)代入y=ax2+bx+3中求出a、b的值,据此可得抛物线的解析式;
(2)根据抛物线的解析式可得对称轴为直线x=1,C(0,3),连接CB交对称轴于D,连接AD,由轴对称的性质可知AD=BD,则△ACD的周长可转化为AC+BC,利用待定系数法求出直线BC的解析式,令x=1,求出y的值,可得点D的坐标;
(3)当点P在x轴上方,∠BPM=90°时,过点M作MQ⊥PQ于Q,记抛物线的对称轴与x轴的交点为N,根据等腰直角三角形的性质可得PB=PM,∠BPM=∠PQM=∠BNP=90°,由同角的余角相等可得∠QMP=∠BPN,证明△PMQ≌△BPN,得到PQ=BN,MQ=PN,设P(1,m),则M(m+1,m+2),代入抛物线解析式中可求出m的值,进而可得点M的坐标;同理可得点P在x轴下方,∠BPM=90°时、点M在x轴上方,∠PBM=90°时、点M在x轴下方,∠PBM=90°时,点M的坐标.
21.(2023·安徽模拟)如图1,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的顶点纵坐标的最小值;
(2)若,点P为抛物线上一点,且在A、B两点之间运动.
①是否存在点Р使得,若存在,求出点P坐标,若不存在,请说明理由;
②如图2,连接,相交于点M,当的值最大时,求直线的表达式.
【答案】(1)解:抛物线,
∴抛物线的顶点纵坐标为,
,,
∴当时,的值最小,最小值为,
∴抛物线的顶点纵坐标的最小值是;
(2)解:①存在点Р使得,
如图1,连接、,
当,则,
设点P的坐标为,
∵抛物线与x轴相交于点A、B,
∴时,即,
解得:,,
∴点B的坐标为,点A的坐标为,
,,,
,且,
,即,
解得:,,
∵当时,,
当时,,
∴存在点Р使得,点P的坐标为或;
②由图2可知,当的值最大时,的值最大,即的值最大,
∵抛物线与y轴相交于点C,
当时,,
∴点C的坐标为,,
由①可知,点B的坐标为,点A的坐标为,
,,,
,
设点P的坐标为,
,
,
时,有最大值,最大值为2,
时,,
∴点P的坐标为,
设直线的解析式为,
∵直线的图象经过点,,
∴把P、B的坐标代入解析式可得:
,
解得,
∴直线的解析式为.
【知识点】二次函数的最值;二次函数与一次函数的综合应用;二次函数y=ax^2+bx+c与二次函数y=a(x-h)^2+k的转化
【解析】【分析】(1)先求出抛物线的顶点纵坐标,再将其变形为,最后利用二次函数的性质求解即可;
(2)①连接PA、PB,设点P的坐标为,再求出点A、B的坐标,结合,且,将数据代入可得,求出a的值,再求出点P的坐标即可;
②当的值最大时,的值最大,即的值最大,设点P的坐标为,根据,求出,再求出点P的坐标,最后利用待定系数法求出直线BP的解析式即可。
22.(2023·泉州模拟)在平面直角坐标系中,已知抛物线经过两点,交y轴于点C,顶点为E.过线段上动点F作的垂线交于点D,直线交y轴于点G.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若,求线段的长;
(3)连接,求面积的最小值.
【答案】(1)解:把代入,得,
解得,
抛物线的解析式为:;
(2)解:如图,连接,过点D作轴于点M,过点E作轴于点H,
∵抛物线的解析式为,
∴,
∴在中,,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
设直线的解析式为:,
代入得:,
解得:,
直线的解析式为:,
设直线的解析式为,
代入得:,
解得:,
∴直线的解析式为,
联立,
解得:,
∴,
,
,
,
,
,
,即,
设,则,
,
解得:,
;
(3)解:如图,连接,过点D作轴于点M,
由(2)可知直线的解析式为,,
设,,则,
过点作轴交于点,
,
当时,,
,
,
,
由(2)知,即,
整理得:,
方程有实根,
,即,
或,
解得或(舍去),
,即面积的最小值为.
【知识点】两一次函数图象相交或平行问题;待定系数法求二次函数解析式;三角形的面积;锐角三角函数的定义;一次函数的性质
【解析】【分析】(1)将A(-1,0)、B(3,0)代入求出a、b的值,据此可得抛物线的解析式;
(2)连接CE,过点D作DM⊥x轴于点M,过点E作EH⊥y轴于点H,易得C(0,),根据三角函数的概念求出tan∠OCB的值,得到∠OCB的度数,由等腰三角形的性质可得∠CGD=∠CDG=30°,由抛物线的解析式可得顶点E的坐标,然后求出EH、HG、OG的值,得到点G的坐标,利用待定系数法求出直线DG、BC的解析式,联立求出x、y的值,得到点D的坐标,由同角的余角相等可得∠OCF=∠DFM,设OF=t,则FM=2-t,结合三角函数的概念可得t的值,进而可得OF的值;
(3)连接CE,过点D作DM⊥x轴于点M,设F(x,0),D(m,m-),则M(m,0),过点E作EN∥y轴交BC于点N,则xN=xE=1,将x=1代入直线BC的解析式中求出y的值,得到点N的坐标,然后求出NE,由三角形的面积公式可得S△CDE=m,由(2)知,代入可得x2-mx+(3-m)=0,根据方程有实数根可得△≥0,据此可得m的范围,然后根据一次函数的性质可得△CDE面积的最小值.
23.(2023九上·三明模拟)在平面直角坐标系中,为坐标原点,抛物线与轴交于点,,与轴交于点,点的坐标为,点在抛物线上.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图①,点在轴上,且点在点的下方,若,求点的坐标;
(3)如图②,为线段上的动点,射线与线段交于点,与抛物线交于点,求的最大值.
【答案】(1)解:∵点,在抛物线上,
∴,
解得:,
∴抛物线的表达式为
(2)解:解法一:
如图,过点作交的延长线于点,过点作轴的平行线,过点作于点,过点作于点,
∴,,
又∵,
∴为等腰直角三角形,,
设点坐标为,
∵点坐标为,
∴,,
∵,,
又∵
∴,
∴,
在和中,
∴,
∴,,
∴,
∵为抛物线与轴交点,
当时,,
∴,
又∵点坐标为,
设直线的表达式为,
∴,
解得:,
∴直线的表达式为,
把代入,
得:,
解得:,
∴点的坐标为.
解法二:
把绕点逆时针旋转得到线段,连接,
∴为等腰直角三角形,,,
∴与轴的交点即为点,
作轴于,作轴于,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴.
在和中,
∴,
∴,,
∵为抛物线与轴交点,
∴,
∵点坐标为,
∴,,
∴,,
∴,
∴坐标为,
设直线的表达式为,
∴,
解得:,
∴直线的表达式为,
当时,,
∴点的坐标为.
解法三:
过作于点,过点作于,
∴,
∵为抛物线与轴交点,
∴,
∵点坐标为,
∴,
∴,,
∴,
∵,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∴.
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∴点的坐标为.
(3)解:解法一:
过点作轴,交直线于点,则,
又∵,
∴,
∴,
由点坐标为,点坐标为,
可求得直线的表达式为,
当时,,
∴直线与轴的交点坐标为,
∴,
设,
∴的坐标为,其中,
∴,
∴,
∵,,
∴时,取最大值,最大值为.
解法二:
过点作轴,交直线于点,则,
又∵,
∴,
∴,
由点坐标为,点坐标为,
可求得直线的表达式为,
设点坐标为,
∴点坐标为,其中,
∴,
∴,
∵,,
∴时,取最大值,最大值为.
【知识点】相似三角形的判定与性质;二次函数与一次函数的综合应用;三角形全等的判定(AAS)
【解析】【分析】(1)将A、D两点的坐标分别代入y=ax2+2ax+c可得关于字母a、c的方程组,求解可得a、c的值,从而得出抛物线的解析式;
(2) 解法一: 如图,过点P作PE⊥PD交DC的延长线于点E,过点P作x轴的平行线FG,过点D作DF⊥PF于点F,过点E作EG⊥PF于点G, 易得△PDE是等腰直角三角形,且PD=PE,设P(0,m),则 ,, 由同角的余角相等得∠FDP=∠EPG,从而利用AAS判断出△DFP≌△PGE,得 ,, 从而得 , 易得C(0,4),利用待定系数法求出直线CD的解析式,再将点E的坐标代入直线CD的解析式可求出m的值,从而得到点P的坐标;
解法二: 把CD绕点C逆时针旋转90°得到线段CF,连接DF, 则△CDF是等腰直角三角形,且CD=CF,∠CDF=45°,故DF与y轴的交点就是点P,由同角的余角相等得∠CDG=∠HCF,用AAS判断出△CDG≌△FCH,得GC=HF,DG=CH,易得点C(0,4),结合点D的坐标可得DG、CG的长,进而得出HF、CH、OH的长,从而得出点F的坐标,用待定系数法求出直线CF的解析式,令直线CF解析式中的x=0算出对应的函数值,可得点P的坐标;
解法三: 过P作PE⊥CD于点E,过点D作DF⊥OC于F,易得点C(0,4),由点D的坐标可得点 F,从而求得DF、CF、CD的长,载判断出△DCF∽△PCE,由相似三角形对应边成比例可得PE=2CE,根据等腰直角三角形易得PE=DE,进而求出CD、CE、PE、PC、OP,从而可得出点P的坐标;
(3) 解法一: 过点N作NH∥y轴,交直线AD于H,则∠HNO=∠QOM,判断出△MNH∽△MOQ, 根据相似三角形对应边成比例得 , 利用待定系数法求出直线AD的解析式,求出直线AD与y轴交点的坐标Q(0,1), 设,则 的坐标为,其中, 表示出NH,进而根据二次函数的性质可得出答案;
解法二: 过点N作NQ∥x轴,交直线AD于点Q,则∠NQA=∠QAB, 判断出△MNQ∽△MOA,根据相似三角形对应边成比例得 , 利用待定系数法求出直线AD的解析式, 设点N坐标为, 点Q坐标为,其中, 表示出NQ,进而根据二次函数的性质可得出答案.
24.(2023·吴兴模拟)一张矩形纸片ABCD(如图1),AB=6,AD=3.点E是BC边上的一个动点,将△ABE沿直线AE折叠得到△AEF,延长AE交直线CD于点G,直线AF与直线CD交于点Q.
【初步探究】
(1)求证:△AQG是等腰三角形;
(2)记FQ=m,当BE=2CE时,计算m的值;
(3)【深入探究】
将矩形纸片放入平面直角坐标系中(如图2所示),点B与点O重合,边OC、OA分别与x轴、y轴正半轴重合.点H在OC边上,将△AOH沿直线AH折叠得到△APH.
①当AP经过CD的中点N时,求点P的坐标;
②在①的条件下,已知二次函数y=-x2+bx+c的图象经过A、D两点.若将直线AH右侧的抛物线沿AH对折,交y轴于点M,请求出AM的长度.
【答案】(1)证明:∵将△ABE沿直线AE折叠得到△AEF
∴∠BAE=∠FAE,
∵AB∥CD,
∴∠BAE=∠G,
∴∠FAE=∠G,
∴△AQG是等腰三角形;
(2)解:∵AB∥CD,
∴△ABE∽△CGE,
∴AB:CG=BE:CE,
∵BE=2CE,AB=6,
∴CG=3,
由(1)得,△AQG是等腰三角形,
∴QG=AQ=6-m,
∴CQ=3-m,
∴QD=6-(3-m)=3+m,
在Rt△ADQ中,AD2+DQ2=AQ2,
∴32+(3+m)2=(6-m)2,
∴m=1;
(3)解:①过点P作PK⊥CD于点K,
∵CD=6,N为BC的中点,
∴AD=DN=3,
∴△ADN是等腰直角三角形,∠AND=45°,
∴AN=,∠PNK=45°,
∴△PKN是等腰直角三角形,
由折叠得AP=AO=6,
∴PN=,
∴PK=NK=,
∴CK=CD-DN-NK=,点P的横坐标为:OC+PK=,
∴P(,);
②设直线AP的解析式为y=kx+b,
将点(0,6)与P(,)分别代入得
,
解得
∴直线AP:y=-x+6,
将点A(0,6)与点D(3,6)分别代入y=-x2+bx+c
得,
解得,
∴二次函数的解析式为:y=-x2+3x+6,
如图,设抛物线与直线AP相交于点T,
解得
,,
∴T(4,2),
∴,
∴AM=AT=.
【知识点】矩形的性质;翻折变换(折叠问题);等腰直角三角形;二次函数与一次函数的综合应用
【解析】【分析】(1)由折叠性质得∠BAE=∠FAE,由矩形的性质得AB∥CD,由二直线平行,内错角相等得∠BAE=∠G,进而由等量代换得∠FAE=∠G,从而即可得出结论;
(2)由平行于三角形一边的直线,截其它两边,所截的三角形与原三角形相似得△ABE∽△CGE,由相似三角形对应边成比例可求出CG的长,由(1)得QG=AQ=6-m,则CQ=3-m,QD=6-(3-m)=3+m,在Rt△ADQ中,利用勾股定理建立方程,求解可得m的值;
(3)①过点P作PK⊥CD于点K,易得AD=DN=3,则△ADN是等腰直角三角形,由勾股定理得AN=,结合折叠的性质得PN=,易得△PKN是等腰直角三角形,由等腰直角三角形的性质得PK=NK=,进而即可得出点P的坐标;②先利用待定系数法求出直线AP的解析式,将将点A(0,6)与点D(3,6)分别代入y=-x2+bx+c可得关于字母b、c的方程组,求解可得b、c的值,从而得出抛物线的解析式,设抛物线与直线AP相交于点T,联立直线AP与抛物线的解析式,求解可得点T的坐标,利用两点间的距离公式求出AT,进而根据翻折的性质可得AM=AT,从而得出答案.
25.(2023·金华模拟)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c经过点B(3,0),点C(0,3),D为抛物线的顶点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)在抛物线的对称轴上找一点Q,使∠AQC=90°,求点Q的坐标;
(3)在坐标平面内找一点P,使△OCD与△CBP相似,且∠COD=∠BCP,求出所有点P的坐标.
【答案】(1)解:把B(3,0),C(0,3)代入y=﹣x2+bx+c
得 解得 ,
故抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3;
(2)解:令y=0得到﹣x2+2x+3=0,
解得x=﹣1或3,
故点A(﹣1,0),
如图2中,点M是AC中点,M(﹣ , ),设点Q(1,m),
∵∠AQC=90°,
∴MQ= AC,
∴
解得m=1或2,
∴点Q坐标(1,1)或(1,2);
(3)解:如图3中,作DK⊥OC于K,
∵点D坐标(1,4),点C坐标(0,3),
∴CK=DK,∠KCD=45°,
∴∠DCO=135°,
∵△OCD与△CBP相似,∠COD=∠B,
当CP在直线BC上方时,
∵∠CBO=45°,
∴当∠CBP1=∠DCO时,点P1在x轴上,
∴
∴
∴BP1=2,
∴P1(5,0),
当∠CP2B=∠DCO时,
∴
∴
∴CP2= ,
作P2M⊥CO于M,
∵
∴CM= ,P2M= ,
∴OM= ,
∴P2( , ),
当直线CP在直线BC下方时,根据对称性,可知:BP3=BP1=2,此时P3(3,﹣2),
∵CP4=CP2= ,同理可得P4( , ),
综上所述点P坐标(5,0)或(3,﹣2)或( , )或( , ).
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;相似三角形的性质;直角三角形斜边上的中线;直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【分析】(1)将点B、C的坐标分别代入y=﹣x2+bx+c可得关于字母b、c的方程组,求解可得b、c的值,从而求出抛物线的解析式;
(2)令抛物线解析式中的y=0算出对应的x的值,可得点A的坐标,利用中点坐标公式求出点M的坐标,设点Q(1,m),根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半得MQ= AC,据此列出方程,求解即可;
(3)作DK⊥OC于K,由点D、C的坐标易得CK=DK,∠KCD=45°;当CP在直线BC上方时,由于∠CBO=45°,所以当∠CBP1=∠DCO时,点P1在x轴上,由建立方程求出BP1的长,从而可得点P1的坐标;当∠CP2B=∠DCO时,由建立方程求出BP2的长,作P2M⊥CO于M,利用建立方程可求出CM、P2M的长,从而求出OM的长,得出点P2的坐标;当直线CP在直线BC下方时,根据对称性即可解决问题.
1 / 1备考2023年中考数学压轴题训练 ——二次函数(1)
一、真题
1.(2022·台州)如图1,灌溉车沿着平行于绿化带底部边线l的方向行驶,为绿化带浇水.喷水口H离地竖直高度为h(单位: m).如图2,可以把灌溉车喷出水的上、下边缘抽象为平面直角坐标系中两条抛物线的部分图象;把绿化带横截面抽象为矩形 DEFG ,其水平宽度DE=3m,竖直高度为EF的长.下边缘抛物线是由上边缘抛物线向左平移得到,上边缘抛物线最高点A离喷水口的水平距离为2m,高出喷水口0.5m,灌溉车到l 的距离OD为d(单位:m).
(1)若h=1.5,EF=0.5m;
①求上边缘抛物线的函数解析式,并求喷出水的最大射程 OC;
②求下边缘抛物线与x 轴的正半轴交点B的坐标;
③要使灌溉车行驶时喷出的水能浇灌到整个绿化带,求d的取值范围;
(2)若 EF=1m.要使灌溉车行驶时喷出的水能浇灌到整个绿化带,请直接写出h的最小值.
2.(2022·宿迁)如图,二次函数与轴交于 (0,0), (4,0)两点,顶点为,连接、,若点是线段上一动点,连接,将沿折叠后,点落在点的位置,线段与轴交于点,且点与、点不重合.
(1)求二次函数的表达式;
(2)①求证:;
②求;
(3)当时,求直线与二次函数的交点横坐标.
3.(2022·盐城)【发现问题】
小明在练习簿的横线上取点为圆心,相邻横线的间距为半径画圆,然后半径依次增加一个间距画同心圆,描出了同心圆与横线的一些交点,如图1所示,他发现这些点的位置有一定的规律.
【提出问题】
小明通过观察,提出猜想:按此步骤继续画圆描点,所描的点都在某二次函数图象上.
(1)【分析问题】
小明利用已学知识和经验,以圆心为原点,过点的横线所在直线为轴,过点且垂直于横线的直线为轴,相邻横线的间距为一个单位长度,建立平面直角坐标系,如图2所示.当所描的点在半径为5的同心圆上时,其坐标为 .
(2)【解决问题】
请帮助小明验证他的猜想是否成立.
(3)【深度思考】
小明继续思考:设点,为正整数,以为直径画,是否存在所描的点在上.若存在,求的值;若不存在,说明理由.
4.(2022·南通)定义:函数图象上到两坐标轴的距离都不大于的点叫做这个函数图象的“n阶方点”.例如,点是函数图像的“阶方点”;点是函数图像的“2阶方点”.
(1)在①;②;③三点中,是反比例函数图像的“1阶方点”的有 (填序号);
(2)若y关于x的一次函数图像的“2阶方点”有且只有一个,求a的值;
(3)若y关于x的二次函数图像的“n阶方点”一定存在,请直接写出n的取值范围.
5.(2022·徐州)如图,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=12,点P在边AB上,D、E分别为BC、PC的中点,连接DE.过点E作BC的垂线,与BC、AC分别交于F、G两点.连接DG,交PC于点H.
(1)∠EDC的度数为 ;
(2)连接PG,求△APG 的面积的最大值;
(3)PE与DG存在怎样的位置关系与数量关系?请说明理由;
(4)求的最大值.
6.(2022·安徽)如图1,隧道截面由抛物线的一部分AED和矩形ABCD构成,矩形的一边BC为12米,另一边AB为2米.以BC所在的直线为x轴,线段BC的垂直平分线为y轴,建立平面直角坐标系xOy,规定一个单位长度代表1米.E(0,8)是抛物线的顶点.
(1)求此抛物线对应的函数表达式;
(2)在隧道截面内(含边界)修建“”型或“”型栅栏,如图2、图3中粗线段所示,点,在x轴上,MN与矩形的一边平行且相等.栅栏总长l为图中粗线段,,,MN长度之和.请解决以下问题:
(ⅰ)修建一个“”型栅栏,如图2,点,在抛物线AED上.设点的横坐标为,求栅栏总长l与m之间的函数表达式和l的最大值;
(ⅱ)现修建一个总长为18的栅栏,有如图3所示的修建“”型或“”型栅型两种设计方案,请你从中选择一种,求出该方案下矩形面积的最大值,及取最大值时点的横坐标的取值范围(在右侧).
7.(2022·福建)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线经过A(4,0),B(1,4)两点.P是抛物线上一点,且在直线AB的上方.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若△OAB面积是△PAB面积的2倍,求点P的坐标;
(3)如图,OP交AB于点C,交AB于点D.记△CDP,△CPB,△CBO的面积分别为,,.判断是否存在最大值.若存在,求出最大值;若不存在,请说明理由.
8.(2022·齐齐哈尔)综合与探究
如图,某一次函数与二次函数的图象交点为A(-1,0),B(4,5).
(1)求抛物线的解析式;
(2)点C为抛物线对称轴上一动点,当AC与BC的和最小时,点C的坐标为 ;
(3)点D为抛物线位于线段AB下方图象上一动点,过点D作DE⊥x轴,交线段AB于点E,求线段DE长度的最大值;
(4)在(2)条件下,点M为y轴上一点,点F为直线AB上一点,点N为平面直角坐标系内一点,若以点C,M,F,N为顶点的四边形是正方形,请直接写出点N的坐标.
9.(2022·大庆)已知二次函数图象的对称轴为直线.将二次函数图象中y轴左侧部分沿x轴翻折,保留其他部分得到新的图象C.
(1)求b的值;
(2)①当时,图象C与x轴交于点M,N(M在N的左侧),与y轴交于点P.当为直角三角形时,求m的值;
②在①的条件下,当图象C中时,结合图象求x的取值范围;
(3)已知两点,当线段与图象C恰有两个公共点时,直接写出m的取值范围.
10.(2022·哈尔滨)在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,抛物线经过点,点,与y轴交于点C.
(1)求a,b的值;
(2)如图1,点D在该抛物线上,点D的横坐标为,过点D向y轴作垂线,垂足为点E.点P为y轴负半轴上的一个动点,连接、设点P的纵坐标为t,的面积为S,求S关于t的函数解析式(不要求写出自变量t的取值范围);
(3)如图2,在(2)的条件下,连接,点F在上,过点F向y轴作垂线,垂足为点H,连接交y轴于点G,点G为的中点,过点A作y轴的平行线与过点P所作的x轴的平行线相交于点N,连接,,延长交于点M,点R在上,连接,若,,求直线的解析式.
二、综合题
11.(2023·亳州模拟)如图1,灌溉车沿着平行于绿化带底部边线的方向行驶,为绿化带浇水.喷水口H离地竖直高度为hm,如图2,可以把灌溉车喷出水的上、下边缘抽象为平面直角坐标系中两条抛物线的部分图象,把绿化带横截面抽象为矩形.下边缘抛物线是由上边缘抛物线向左平移得到的,上边缘抛物线最高点A离喷水口的水平距离为2m,高出喷水口0.5m,灌溉车到绿化带的距离为d m.当m,m,m时,解答下列问题:
(1)①求上边缘抛物线的函数解析式,并求喷出水的最大射程;
②求出点B的坐标;
(2)要使灌溉车行驶时喷出的水能浇灌到整个绿化带,试求出d的取值范围.
12.(2023·滁州模拟)抛物线与坐标轴的正半轴分别交于A,B两点,其中.
(1)如图1,求抛物线的表达式,并求点B的横坐标;
(2)如图2,将抛物线向左平移,使得平移后的抛物线经过点A,且点B的对应点为C,求的长;
(3)如图3,矩形的顶点D,G都在x轴上,,且,把两条抛物线,及线段围成的封闭图形的内部记为区域M,要使矩形在区域M的内部(包括边界),求d的取值范围.
13.(2023九下·南平模拟)如图1,抛物线与x轴相交于原点O和点A,直线与抛物线在第一象限的交点为B点,抛物线的顶点为C点.
(1)求点B和点C的坐标;
(2)抛物线上是否存在点D,使得?若存在,求出所有点D的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,点E是点B关于抛物线对称轴的对称点,点F是直线下方的抛物线上的动点,与直线交于点G.设和的面积分别为和,求的最大值.
14.(2023·金华模拟)如图1,在平面直角坐标系中,四边形AOBC为矩形,BC=,∠BOC=60°,D为BC中点.某反比例函数过点D,且与直线OC交于点E.
(1)点E的坐标为 .
(2)好奇的小明在探索一个新函数.若点P为x轴上一点,过点P作x轴的垂线交直线AC于点Q,交该反比例函数图象于点R.若y′=PQ+PR,点P横坐标为x.关于x的图像如图2,其中图像最低点F、G横坐标分别为(,)、(,).
①求与x之间的函数关系式.
②写出该函数的两条性质.
(3)已知1①若关于x的方程x2-4x-m=0有解,求m的取值范围.小明思考过程如下:由x2-4x-m=0得m=x2-4x,m是关于x的二次函数,根据x的范围可以求出m的取值范围.请你完成解题过程.
②若关于x的方程有解,请直接写出m的取值范围.
15.(2023·松北模拟)如图,在平面直角坐标系中,直线BC的解析式为,直线BC交x轴和y轴分别于点B和点C,抛物线交x轴于点A和点B,交y轴于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是第二象限抛物线上的点,连接PB、PC,设点P的横坐标为t,的面积为S.求S与t的函数关系式(不要求写出t的取值范围);
(3)在(2)的条件下,点D在线段上,连接PD、CD,,点F在线段BC上,,FE的延长线交x轴于点G,交PD于点E,连接CE,若,,,求点P的横出标.
16.(2023·南岗模拟)如图,在平面直角坐标系中,点О为坐标原点,抛物线交x轴于A,B两点,交y轴于点C,且.
(1)求抛物线的解析式;
(2)连接,点D是线段上的一个动点,过点D作轴于点E.在线段上截取,过点F作轴,交抛物线于点G,设点D的横坐标为t,点G的纵坐标为d,求d与t之间的函数解析式(不要求写出自变量t的取值范围);
(3)在(2)的条件下,点H是的中点,连接,,,过点C作,交线段于点K,连接,若,求的值.
17.(2023·道里模拟)已知:在平面直角坐标系中,抛物线的图象交轴于点和点(点在点的左侧),交轴于点,.
(1)如图1,求拋物线的解析式;
(2)如图2,点在第四象限的拋物线上,过点作轴的平行线交抛物线于点,连按并延长交轴于点,若,求点的坐标;
(3)如图3,在(2)的条件下,连接,点在间的拋物线上,连接,点在y轴上,连接和,,,与交于点,连接,求直线的解折式.
18.(2023·兴化模拟)已知:如图,抛物线经过原点,它的对称轴为直线,动点从抛物线的顶点出发,在对称轴上以每秒个单位的速度向下运动,设动点运动的时间为秒,连接并延长交抛物线于点,连接,.
(1)求抛物线解析式及顶点坐标;
(2)当三点,,构成以为为斜边的直角三角形时,求的值;
(3)将沿直线折叠后,那么点的对称点能否恰好落在坐标轴上?若能,请直接写出所有满足条件的的值;若不能,请说明理由.
19.(2023·苏州模拟)如图,已知抛物线(,,为常数,)交轴于、两点,交轴于,将该抛物线位于直线(为常数,)下方的部分沿直线翻折,其余部分不变,得到的新图像记为“图像”.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)若时,直线与图像有三个交点,求的值;
(3)若直线与图像有四个交点,直接写出的取值范围.
20.(2023九上·邳州期末)如图,抛物线与x轴交于点,点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的表达式:
(2)在对称轴上找一点D,使的周长最小,求点D的坐标;
(3)点P是抛物线对称轴上的一点,点M是对称轴右侧抛物线上的一点,当是以为腰的等腰直角三角形时,请直接写出所有点M的坐标.
21.(2023·安徽模拟)如图1,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的顶点纵坐标的最小值;
(2)若,点P为抛物线上一点,且在A、B两点之间运动.
①是否存在点Р使得,若存在,求出点P坐标,若不存在,请说明理由;
②如图2,连接,相交于点M,当的值最大时,求直线的表达式.
22.(2023·泉州模拟)在平面直角坐标系中,已知抛物线经过两点,交y轴于点C,顶点为E.过线段上动点F作的垂线交于点D,直线交y轴于点G.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若,求线段的长;
(3)连接,求面积的最小值.
23.(2023九上·三明模拟)在平面直角坐标系中,为坐标原点,抛物线与轴交于点,,与轴交于点,点的坐标为,点在抛物线上.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图①,点在轴上,且点在点的下方,若,求点的坐标;
(3)如图②,为线段上的动点,射线与线段交于点,与抛物线交于点,求的最大值.
24.(2023·吴兴模拟)一张矩形纸片ABCD(如图1),AB=6,AD=3.点E是BC边上的一个动点,将△ABE沿直线AE折叠得到△AEF,延长AE交直线CD于点G,直线AF与直线CD交于点Q.
【初步探究】
(1)求证:△AQG是等腰三角形;
(2)记FQ=m,当BE=2CE时,计算m的值;
(3)【深入探究】
将矩形纸片放入平面直角坐标系中(如图2所示),点B与点O重合,边OC、OA分别与x轴、y轴正半轴重合.点H在OC边上,将△AOH沿直线AH折叠得到△APH.
①当AP经过CD的中点N时,求点P的坐标;
②在①的条件下,已知二次函数y=-x2+bx+c的图象经过A、D两点.若将直线AH右侧的抛物线沿AH对折,交y轴于点M,请求出AM的长度.
25.(2023·金华模拟)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c经过点B(3,0),点C(0,3),D为抛物线的顶点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)在抛物线的对称轴上找一点Q,使∠AQC=90°,求点Q的坐标;
(3)在坐标平面内找一点P,使△OCD与△CBP相似,且∠COD=∠BCP,求出所有点P的坐标.
答案解析部分
1.【答案】(1)解:①由题意可知点A(2,2)是上边缘抛物线的顶点,
∴设y=a(x-2)2+2,
∵抛物线过点(0,1.5)
∴4a+2=1.5
解之:
∴抛物线的解析式为,
当y=0时
解之:x1=6,x2=-2(舍去)
∴喷出水的最大射程OC为6m.
②∵抛物线的对称轴为直线x=2,
∴点(0,1.5)的对称点为(4,1.5)
∴下边缘抛物线是由上边缘抛物线向左平移4cm得到,
∴点B(2,0)
③∵EF=0.5,
∴点F的纵坐标为0.5,
当y=0.5时
解之:(舍去),
当x>2时,y随x的增大而减小,
∴当2≤x≤6时,要使y≥0.5
∴;
∵当0≤x≤2时,y随x的增大而增大,且x=0时,y=1.5>0.5,
∴当0≤x≤6时,要使y≥0.5,则0≤x≤,
∵DE=3,灌溉车行驶时喷出的水能浇灌到整个绿化带,
∴d的最大值为
在看下边缘抛物线,喷出的说能浇灌到绿化带底部的条件为OB≤d,
∴d的最小值为2,
∴d的取值范围为2≤d≤.
(2)解:当喷水口高度最低时,且恰好能浇灌到整个绿化带时,点D,F恰好分别在两条抛物线上,
设点
∴
解之:m=2.5,
∴点D的纵坐标为,
∴=0
解之:
∴h的最小值为.
【知识点】二次函数图象的几何变换;二次函数的最值;二次函数的其他应用
【解析】【分析】(1)①利用已知条件可知点A为上边抛物线的顶点坐标,因此设y=a(x-2)2+2,将点(0,1.5)代入函数解析式,可求出a的值,可得到抛物线的解析式;由y=0求出对应的x的值,可得到喷出水的最大射程OC的长;②抛物线的对称轴为直线x=2,可得到点(0,1.5)的对称点为(4,1.5),由此可得到下边缘抛物线是由上边缘抛物线向左平移4cm得到,即可得到点B的坐标;③利用EF的长,可得到点F的纵坐标,将y=0.5代入函数解析式,可求出对应的x的值,利用二次函数的性质可知当x>2时,y随x的增大而减小,由此可得到当2≤x≤6时,要使y≥0.5时的x的取值范围及当0≤x≤6时,要使y≥0.5的x的取值范围;根据DE=3,可求出灌溉车行驶时喷出的水能浇灌到整个绿化带时的d的最大值;在看下边缘抛物线,喷出的说能浇灌到绿化带底部的条件为OB≤d,可得到d的最小值,综上所述可得到d的取值范围.
(2)当喷水口高度最低时,且恰好能浇灌到整个绿化带时,点D,F恰好分别在两条抛物线上,利用函数解析式设处点D,F的坐标,再根据EF=1,可得到关于m的方程,解方程求出m的值;再求出点D的纵坐标,由此可得到关于h的值,可得到h的最小值.
2.【答案】(1)解:∵二次函数与轴交于 (0,0), (4,0)两点,
∴代入 (0,0), (4,0)得,,
解得:,
∴二次函数的表达式为;
(2)解:①证明:∵=,
∴顶点C的坐标是(2,﹣2),抛物线的对称轴为直线x=2,
∵二次函数与轴交于(0,0),(4,0)两点,
∴由抛物线的对称性可知OC=AC,
∴∠CAB=∠COD,
∵沿折叠后,点落在点的位置,线段与轴交于点,
∴ △ABC≌△BC,
∴∠CAB=∠,AB=B,
∴∠COD=∠,
∵∠ODC=∠BD,
∴;
②∵,
∴,
设点D的坐标为(d,0),
由两点间距离公式得DC=,
∵点与、点不重合,
∴0<d<4,
对于 =来说,
∵ a=1>0,
∴抛物线开口向上,在顶点处取最小值,当d=2时,的最小值是4,
∴当d=2时,DC有最小值为,
由两点间距离公式得OC=,
∴有最小值为,
∴的最小值为;
(3)解:∵,
∴,
∵,
∴,
∵OC=2,
∴B=AB=1,
∴点B的坐标是(3,0),
设直线BC的解析式为y=x+,
把点B(3,0),C(2,﹣2)代入得,
解得,
∴直线BC的解析式为y=2x-6,
设点的坐标是(p,q),
∴线段A的中点为(,),
由折叠的性质知点(,)在直线BC上,
∴=2×-6,
解得q=2p-4,
由两点间距离公式得B=,
整理得=1,
解得p=2或p=,
当p=2时,q=2p-4=0,此时点(2,0),很显然不符合题意,
当p=时,q=2p-4=,此时点(,),符合题意,
设直线的解析式为y=x+,
把点B(3,0),(,)代入得,,
解得,
∴直线的解析式为y=x+4,
联立直线和抛物线得到,,
解得,,
∴直线与二次函数的交点横坐标为或.
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;翻折变换(折叠问题);相似三角形的判定与性质;二次函数与一次函数的综合应用;直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【分析】(1)将O(0,0)、A(4,0)代入y=x2+bx+c中求出b、c的值,据此可得二次函数的表达式;
(2)①根据二次函数的表达式可得顶点C的坐标为(2,-2),对称轴为直线x=2,根据抛物线的对称性可得OC=AC,由等腰三角形的性质可得∠CAB=∠COD,根据折叠的性质可得△ABC≌△A′BC,则∠CAB=∠A′,AB=A′B,推出∠COD=∠A′,根据对顶角的性质可得∠ODC=∠BDA′,然后根据有两组角对应相等的两个三角形相似进行证明;
②设D(d,0),根据两点间距离公式表示出DC,根据点D与O、A不重合可得0<d<4, 利用二次函数的性质可得CD的最小值,利用两点间距离公式求出OC,然后根据相似三角形的性质进行计算;
(3)根据相似三角形的面积比等于相似比的平方可得A′B,据此可得点B的坐标,利用待定系数法求出直线BC的解析式,设A′(p,q),表示出A′A的中点坐标,代入直线BC的解析式中可得q=2p-4,利用两点间距离公式可得A′B,据此求出p的值,进而可得点A′的坐标,利用待定系数法求出直线A′B的解析式,联立抛物线解析式求出x、y,据此可得交点的横坐标.
3.【答案】(1)(-3,4)或(3,4)
(2)解:小明的猜想成立.
解法1:如图,设半径为的圆与直线的交点为.
因为,所以,即,
所以,
所以上,小明的猜想成立.
解法2:设半径为的圆与直线交点为,
因为,所以,解得,所以.
,消去,得,
点在抛物线上,小明的猜想成立.
(3)解:存在所描的点在上,理由:
如图,设所描的点在上,
则,因为,
所以,
整理得,
因为,都是正整数,
所以只有,满足要求.
因此,存在唯一满足要求的,其值是4.
【知识点】坐标与图形性质;勾股定理;二次函数图象上点的坐标特征;二次函数y=ax^2+bx+c的图象;直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【解答】解:(1)如图,
∴
∴
故答案为:或;
【分析】(1)画出示意图,由题意可得OA=OB=OD=5,OC=4,OC⊥AB,根据勾股定理可得AC=BC=3,据此可得点A、B的坐标;
(2)解法1:设半径为n的圆与直线y=n-1的交点为P(x,n-1),根据OP=n可得x2=2n-1,表示出n,据此证明;
解法2:设半径为n的圆与直线y=n-1交点为P(x,n-1),根据OP=n可得x2+(n-1)2=n2,求出x,表示出点P,据此证明;
(3)设所描的点N(±,n-1)在⊙M上,则MO=MN,根据两点间距离公式得m=n+1+根据m、n都是正整数可得m、n的取值,据此解答.
4.【答案】(1)②③
(2)解:∵y=ax 3a+1=a(x 3)+1,
∴函数经过定点(3,1),
在以O为中心,边长为4的正方形ABCD中,当直线与正方形区域只有唯一交点时,图象的“2阶方点”有且只有一个,
由图可知,C(2, 2),D(2,2),
∵一次函数y=ax 3a+1图象的“2阶方点”有且只有一个,
当直线经过点C时,
2a-3a+1=-2
解之:a=3,
∴a=3时此时图象的“2阶方点”有且只有一个;
当直线经过点D时,
2a-3a+1=2
解之:a=-1
∴a=-1,此时图象的“2阶方点”有且只有一个,
∴a的值为3或-1.
(3)解:在以O为中心,边长为2n的正方形ABCD中,当抛物线与正方形区域有公共部分时,二次函数y= (x n)2 2n+1图象的“n阶方点”一定存在,
当n>0时,A(n,n),B(n, n),C( n, n),D( n,n),
当抛物线经过点D时,
n=(-n-n)2-2n+1
解之:n1= 1(舍),;
当抛物线经过点B时,
-n=(n-n)2-2n+1
解之:n=1;
∴≤n≤1时,二次函数y= (x n)2 2n+1图象有“n阶方点”;
综上所述:≤n≤1时,二次函数y= (x n)2 2n+1图象的“n阶方点”一定存在.
【知识点】反比例函数图象上点的坐标特征;二次函数的实际应用-几何问题
【解析】【解答】解:(1)解:①( 2, )到两坐标轴的距离分别是2和, ∴2>1,<1 ∴( 2, )不是反比例函数图象的“1阶方点”; ②( 1, 1)到两坐标轴的距离分别是1和1, ∴1≤1,1≤1 ∴( 1, 1)是反比例函数图象的“1阶方点”; ③(1,1)到两坐标轴的距离分别是1和1, ∴1≤1,1≤1, ∴(1,1)是反比例函数图象的“1阶方点”; 故答案为:②③.
【分析】(1)利用点的坐标,分别由三个点的坐标可得到它们分别到两坐标轴的距离,再利用“1阶方点”的定义进行判断,可得答案.
(2)将函数解析式转化为y=a(x 3)+1,可知此函数一定经过(3,1);在以O为中心,边长为4的正方形ABCD中,当直线与正方形区域只有唯一交点时,图象的“2阶方点”有且只有一个,利用函数图象可得到点C,D的坐标;再根据一次函数y=ax 3a+1图象的“2阶方点”有且只有一个,分别求出当此直线经过点C和点D时的a的值,即可求解.
(3)在以O为中心,边长为2n的正方形ABCD中,当抛物线与正方形区域有公共部分时,二次函数y= (x n)2 2n+1图象的“n阶方点”一定存在,当n>0时,利用正方形的性质,可表示出点A,B,C,D的坐标;再分别求出当抛物线经过点D,B时的n的值,即可得到二次函数y= (x n)2 2n+1图象有“n阶方点”时的n的取值范围.
5.【答案】(1)45°
(2)解:如图:连接PG
∵∠EDC=∠ACB=45°,GF⊥DC
∴△EDF和△GFC是等腰直角三角形
∴DF=EF= ,GF=CF= ,
设AP=x,则BP=12-x,BP=12-x=2DE
∴DE=,EF=
∵Rt△APC,
∴PC=
∴CE=
∵Rt△EFC
∴FC=FG=
∴CG=CF=
∴AG=12-CG=12-=
∴S△APG=
所以当x=6时,S△APG有最大值9.
(3)解:DG=PE,DG⊥PE,理由如下:
∵DF=EF,∠CFE=∠GFD,GF=CF
∴△GFD≌△CFE(SAS)
∴DG=CE
∵E是PC的中点
∴PE=CE
∴PE=DG;
∵△GFD≌△CFE
∴∠ECF=∠DGF
∵∠CEF=∠PEG
∴∠GHE=∠EFC=90°,即DG⊥PE.
(4)解:∵△GFD≌△CFE
∴∠CEF=∠CDH
又∵∠ECF=∠DCH
∴△CEF∽△CDH
∴,即
∴
∵FC= ,CE=,CD=
∴
∴的最大值为.
【知识点】二次函数的最值;相似三角形的判定与性质;等腰直角三角形;三角形全等的判定(SAS);三角形的中位线定理
【解析】【解答】解:(1)∵在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=12
∴∠B=∠ACB=45°
∵D、E分别为BC、PC的中点
∴DE∥BP,DE=
∴∠EDC=∠B=45°.
故答案为:45°;
【分析】(1)根据等腰直角三角形的性质可得∠B=∠ACB=45°,由题意可得DE为△BCP的中位线,则DE∥BP,DE=BP,然后根据平行线的性质进行解答;
(2)连接PG,易得△EDF和△GFC是等腰直角三角形,则DF=EF=DE,GF=CF=CG,设AP=x,则BP=12-x,BP=12-x=2DE,表示出DE、EF,由勾股定理可得PC、FC,然后表示出CE、CG、AG,根据三角形的面积公式可得S△APG,再利用二次函数的性质进行解答;
(3)易证△GFD≌△CFE,得到DG=CE,根据中点的概念可得PE=CE,则PE=DG,根据全等三角形的性质可得∠ECF=∠DGF,推出∠GHE=∠EFC=90°,据此解答;
(4)根据全等三角形的性质可得∠CEF=∠CDH,证明△CEF∽△CDH,根据相似三角形的性质可得,然后结合不等式的性质进行解答.
6.【答案】(1)解:由题意可得:A(-6,2),D(6,2),
又∵E(0,8)是抛物线的顶点,
设抛物线对应的函数表达式为y=ax2+8,将A(-6,2)代入,
(-6)2a+8=2,
解得:a=,
∴抛物线对应的函数表达式为y=x2+8;
(2)解:(ⅰ)∵点P1的横坐标为m(0<m≤6),且四边形P1P2P3P4为矩形,点P2,P3在抛物线AED上,
∴P2的坐标为(m,m2+8),
∴P1P2=P3P4=MN=m2+8,P2P3=2m,
∴l=3(m2+8)+2m=m2+2m+24=(m-2)2+26,
∵<0,
∴当m=2时,l有最大值为26,
即栅栏总长l与m之间的函数表达式为l=m2+2m+24,l的最大值为26;
(ⅱ)方案一:设P2P1=n,则P2P3=18-3n,
∴矩形P1P2P3P4面积为(18-3n)n=-3n2+18n=-3(n-3)2+27,
∵-3<0,
∴当n=3时,矩形面积有最大值为27,
此时P2P1=3,P2P3=9,
令x2+8=3,
解得:x=,
∴此时P1的横坐标的取值范围为+9≤P1横坐标≤,
方案二:设P2P1=n,则P2P3=9-n,
∴矩形P1P2P3P4面积为(9-n)n=-n2+9n=-(n-)2+,
∵-1<0,
∴当n=时,矩形面积有最大值为,
此时P2P1=,P2P3=,
令x2+8=,
解得:x=,
∴此时P1的横坐标的取值范围为+≤P1横坐标≤.
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;二次函数的实际应用-拱桥问题
【解析】【分析】(1)通过分析A点坐标,利用待定系数法求出函数解析式即可;
(2) (ⅰ)结合矩形性质分析得出P2的坐标为(m,m2+8),然后列出函数关系式,利用二次函数的性质分析最值;
(ⅱ)设P2P1=n,则P2P3=18-3n,分别表示出方案一和方案二的矩形面积,利用二次函数的性质分析最值,从而利用数形结合思想确定取值范围即可。
7.【答案】(1)解:将A(4,0),B(1,4)代入,
得,
解得.
所以抛物线的解析式为
(2)解:设直线AB的解析式为,
将A(4,0),B(1,4)代入,
得,
解得.
所以直线AB的解析式为.
过点P作PM⊥x轴,垂足为M,PM交AB于点N.
过点B作BE⊥PM,垂足为E.
所以
.
因为A(4,0),B(1,4),所以.
因为△OAB的面积是△PAB面积的2倍,
所以,.
设,则.
所以,
即,
解得,.
所以点P的坐标为或(3,4).
(3)解:
记△CDP,△CPB,△CBO的面积分别为,,.则
如图,过点分别作轴的垂线,垂足分别,交于点,过作的平行线,交于点
,
,
设
直线AB的解析式为.
设,则
整理得
时,取得最大值,最大值为
【知识点】二次函数的最值;待定系数法求二次函数解析式;三角形的面积;相似三角形的判定与性质;二次函数与一次函数的综合应用
【解析】【分析】(1)将A(4,0),B(1,4)代入y=ax2+bx中进行计算可得a、b的值,据此可得抛物线的解析式;
(2)利用待定系数法求出直线AB的解析式,过点P作PM⊥x轴,垂足为M,PM交AB于点N,过点B作BE⊥PM,垂足为E,则根据三角形的面积公式可得S△PAB=S△PNB+S△PNA=PN,根据点A、B的坐标结合三角形的面积公式可得S△OAB=8,根据△OAB的面积是△PAB面积的2倍可得PN的值,设P(m,m2+m),则N(m,m+),表示出PN,结合PN的值可得m的值,进而可得点P的坐标;
(3)易证△OBC∽△PDC,根据相似三角形的性质可得,记△CDP,△CPB,△CBO的面积分别为S1,S2,S3,则,过点B、P分别作x轴的垂线,垂足分别F、E,PE交AB于点Q,过D作x的平行线,交PE于点G,证明△DPG∽△OBF,设P(m,m2+m),D(n,n+),G(m,n+),表示出PG、DG,根据相似三角形的对应边长比例可得4n=m2-m+4,则,代入并结合二次函数的性质进行解答即可.
8.【答案】(1)解:将A(-1,0),B(4,5)代入得, ,
解这个方程组得,
抛物线的解析式为:;
(2)(1,2)
(3)解:如图,由(2)知 直线AB的解析式为y=x+1
设,则,
则,
当时,DE有最大值为,
(4)解:如图,直线AB的解析式为:y=x+1,
直线与y轴的交点为D(0,1),
,
,
若以点C,M,F,N为顶点的四边形是正方形,分情况讨论:
①过点C作轴于点,则为等腰直角三角形,过点C作 ,则四边形 为正方形,
依题意,知D与F重合,点 的坐标为(1,1);
②以为中心分别作点F,点C点的对称点 ,连接,则四边形是正方形,则点的坐标为(-1,2);
③延长到使,作于点,则四边形是正方形,则的坐标为(1,4);
④取的中点,的中点,则为正方形,则的坐标为,
综上所述,点N的坐标为:
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;二次函数-动态几何问题
【解析】【解答】(2)解:如图,设直线AB的解析式为:y=kx+b,
把点 A(-1,0),B(4,5)代入y=kx+b,
得,
解得 ,
直线AB的解析式为:y=x+1 ,
由(1)知抛物线的对称轴为,
点C为抛物线对称轴上一动点,,
当点C在AB上时,最小,
把x=1代入,得y=2,
点C的坐标为(1,2);
【分析】(1)利用待定系数法即可求解;
(2)根据两点间,线段最短,点C为抛物线对称轴上一动点,,得出当点C在AB上时,最小,把x=1代入,可得出y的值,即可得出点C的坐标;
(3)设,则,表示出DE的长度,利用二次函数的性质即可得出答案;
(4)分CF为对角线和边,分别画出图形,利用正方形的性质即可得出答案。
9.【答案】(1)解:由题意知,二次函数的对称轴为直线,
解得,
∴的值为.
(2)解:①解:由(1)知,二次函数的解析式为,
令,则,
∴,
令,则,
解得,或,
∴,,
∴,,,
∵为直角三角形,
∴,
又∵,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
整理得,,
解得,或(不合题意,舍去),
∴的值为.
②解:由①可知,二次函数解析式为,∴轴左侧图象的解析式为,与轴的交点坐标为,
∴图象C如下所示,
∴令,则,
解得,或(不合题意,舍去),
令,则,
解得,或,
∴由图象可知求x的取值范围为或或.
(3)解:由题意知,二次函数的解析式为,为平行于轴的线段,
∴由线段与图象恰有两个公共点可知,①当线段与图象在轴左侧有一个交点时,线段与图象在轴右侧有一个交点,即令,,
∴当时,,有,
当时,,有,
∴;
②当线段与图象在轴左侧没有交点,线段与图象在轴右侧有两个交点,即令,,
∴当时,,有或,
当时,,有,
∴;
综上所述,的取值范围为或.
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;二次函数-动态几何问题;二次函数的其他应用
【解析】【分析】(1)先求出对称轴为直线x=-2,再求出b的值即可;
(2)①先求出 , 再求出 , 最后求解即可;
②分类讨论,列方程求解即可;
(3)分类讨论,根据二次函数的性质求解即可。
10.【答案】(1)解:∵抛物线经过,,
∴,
解得,
(2)解:由(1)得,点D的横坐标为
∴点D纵坐标为
∴,
∵轴
∴,
∵点P的纵坐标为t,
∴,
∴;
(3)解:如图所示,过点C作,交NR的延长线于点K,过点K作轴于点T,
∵,当时,,
∴,
∴,
∵轴,轴,
∴,
∵点G为的中点,
∴,
在和中,
∴(AAS),
∴,,
设直线OA的解析式为:,将点代入得,
,
解得,,
∴直线OA的解析式:,
当x=2时,,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵轴,轴,
∴,
∴,
∵,
∴,
设直线BP的解析式为,则
,
解得,,
∴直线BP的解析式为:,
当时,,
∴点M的坐标为,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵
∴,
∵,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴CK=CN,
∵,
∴,
∵,
∴,
在和中,
∴(AAS),
∴,,
∴,
∴,
设直线RN的解析式为:,将点,得,
,
解得,,
∴直线RN的解析式为:.
【知识点】待定系数法求一次函数解析式;待定系数法求二次函数解析式;三角形全等及其性质;相似三角形的判定与性质;等腰直角三角形
【解析】【分析】(1)将点A、B代入抛物线可得方程组,解之即可;
(2)根据“点D在该抛物线上,点D的横坐标为”,可得,,, 则 , 再利用三角形面积公式可得 ;
(3)过点C作,交NR的延长线于点K,过点K作轴于点T, 证明, 可得,, 利用待定系数法求出直线OA的解析式,得出,, 可得,根据,,,利用待定系数法求出直线OA的解析式,进而得出, 可证,可得,,,再证 , 求得 , 运用待定系数法求直线的解析式。
11.【答案】(1)解:①由题意,得是上边缘抛物线的顶点,设.
∵上边缘抛物线过点,
∴,解得,
∴上边缘抛物线的函数解析式为.
当时,,解得,(舍去),
∴点C的坐标为,
∴喷出水的最大射程OC为6 m;
②由①知,上边缘抛物线的对称轴为直线,
∴点的对称点为,
∴下边缘抛物线是由上边缘抛物线向左平移4 m得到的.
又∵点C的坐标为,
∴点B的坐标为;
(2)解:∵,
∴点F的纵坐标为,
∴,
解得.
∵,
∴.
当时,y随x的增大而减小,
∴当时,要使,则.
∵当时,y随x的增大而增大,且时,,
∴当时,要使,则.
∵,灌溉车行驶时喷出的水能浇灌到整个绿化带,
∴d的最大值为.
由下边缘抛物线可知,喷出的水能浇灌到绿化带底部的条件是,
∴d的最小值为2.
综上所述,d的取值范围是.
【知识点】二次函数的实际应用-喷水问题
【解析】【分析】(1)①利用待定系数法求出 上边缘抛物线的函数解析式为,再求解即可;
②先求出 点的对称点为, 再根据 点C的坐标为, 求解即可;
(2)根据题意先求出 ,再分类讨论求解即可。
12.【答案】(1)解:把代入,
可得,
解得:,
抛物线的表达式为:,
时,,
解得:,(舍去)
∴点B的横坐标为;
(2)解:设平移后的解析式为,
把代入解析式,可得,
解得,(舍去),
∴,
∵的顶点是,的顶点是,
∴抛物线由向左平移4个单位,
∴.
(3)解:∵,,
∴,
当F点在抛物线上时,,
解得,,
∴,
∴E点坐标为,
∴.
【知识点】二次函数图象的几何变换;待定系数法求二次函数解析式;二次函数图象上点的坐标特征
【解析】【分析】(1)利用待定系数法求出抛物线的表达式为:,再求解即可;
(2)先求出, 再求出 抛物线由向左平移4个单位, 最后求解即可;
(3)根据题意先求出 , 再求出 , 最后求解即可。
13.【答案】(1)解:令,
解得或,
∴,
∵,
∴顶点;
(2)解:设直线的解析式为:,则将,代入可得:
,解得:,即:直线的解析式为:,
当点在直线的下方时,过点作轴,交轴于点,延长,交于,
∵
∴,即,,
∵
∴
∴,
∴
当时,,得:,
∴
则,
∴,
易知直线的解析式为:,
联立:,解得:或
即;
当点在直线的上方时,
∵,
∴
∵直线的解析式为:,
∴直线的解析式为:
联立:,解得:或
即;
综上,当点的坐标为或时,使得;
(3)解:∵点与点关于对称轴对称,
∴,
如图,分别过点,作轴的平行线,交直线于点,,
∴,,
设,则,
∴,
∵,,
∴,
∴当时,的最大值为.
【知识点】两一次函数图象相交或平行问题;二次函数的最值;三角形的面积;二次函数与一次函数的综合应用;三角形全等的判定(ASA)
【解析】【分析】(1)联立抛物线与直线解析式,求出x、y的值,得到点B的坐标,将抛物线解析式化为顶点式,进而可得点C的坐标;
(2)利用待定系数法求出直线BC的解析式,当点D在直线OB的下方时,过点B作BF⊥x轴,交x轴于点F,延长OD,交BF于G, 易证△OFG≌△BFE,得到EF=GF,易得点E、G的坐标,求出直线OG的解析式,联立抛物线解析式求出x、y的值,据此可得点D的坐标;当点D在直线OB的上方时, 根据两直线平行的条件可得直线OD的解析式,联立抛物线解析式求出x、y的值,据此可得点D的坐标;
(3)由题意可得E(-1,5),分别过点E、F作y轴的平行线,交直线OB于点M、N,设F(m,m2-4m),则N(m,m),表示出FN,根据三角形的面积公式可得,然后根据二次函数的性质可得最大值.
14.【答案】(1)
(2)①∵反比例函数解析式为,直线OC的解析式为,点P横坐标为x,
∴R(x,),Q(x,),
∴当时,y′=PQ+PR=,
当时,y′=PQ+PR=;
②由图可知:
该函数图象关于y轴对称;
当x<0时,y随x的增大先减小后增大;
(3)解:①二次函数m=x2-4x开口向上,对称轴为,
∴在1当x=4时,m=0,
∴;
【知识点】反比例函数与一次函数的交点问题;二次函数的最值;锐角三角函数的定义
【解析】【解答】解:(1)∵tan∠BOC=tan60°=,
∴,
∴,
∴C(2,),D(2,),
设反比例函数解析式为,直线OC的解析式为,
将点D(2,)代入得,
解得:,
∴反比例函数解析式为,
将点C(2,)代入得,
解得:,
∴直线OC的解析式为,
联立,解得:,,
∵点E在第一象限,
∴E(,);
(3)②∵当1∴当1∵二次函数开口向上,对称轴为,
∴当x=1时,,解得:,
或当x=4时,,解得:,
且当时,,解得:或,
综上,m的取值范围为.
【分析】(1)根据三角函数的概念可得OB的值,表示出点C、D的坐标,设反比例函数解析式为y=,将D点坐标代入求出k1的值,设直线OC的解析式为y=k2x,将C点坐标代入求出k2的值,然后联立反比例函数与正比例函数的解析式求出x、y的值,结合点E所在的象限可得对应的坐标;
(2)①由题意可设R(x,),Q(x,),然后分x>0、x<0进行解答;
②根据对称性、增减性,写出两条性质即可;
(3)①根据二次函数的性质可得:在1②由题意可得:当115.【答案】(1)解:直线交x轴和y轴于点B和点C
令时,,即,
令时,,即,
∵点B、C在抛物线上,∴代入解析式可得:
,
解得:,
∴解析式为;
(2)解:过点P作x轴的垂线交BC延长线于点M,交x轴于点N,过点C作于R
∵P在抛物线上,P横坐标为t
∴,
∵M在直线BC上,∴,
∴,
,
即;
(3)解:由(1)得,,∴
又交x轴于点G,∴
即
又设,
又(已知)
(平角定义)
,
又
,
,
过点D作于R,如图所示
在中,,
,
,
∵,,,
∴,
,,,
又,
作轴于M,于N,于T,如图所示
∵,,,
∴,
∴,,
∵,,,
∴四边形为矩形,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴四边形是正方形
∴,
设,则,如图所示:
∴,
在中,
解得:,,
∵,
∴,即,
∴不符合题意,应舍去;
当时,,
∴,
又点,
设直线的解析式为,则
,
解得:,
∴直线的解析式为:
,
∴或(舍),
∴P的横坐标是
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;二次函数-动态几何问题
【解析】【分析】(1)先求出点B、C的坐标,再将点B、C的坐标代入求出b、c的值即可;
(2)过点P作x轴的垂线交BC延长线于点M,交x轴于点N,过点C作于R,设,求出,再求出,化简可得;
(3)先求出直线ED的解析式,再联立方程组求出x的值,可得点P的横坐标。
16.【答案】(1)解:,当时,,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
将代入中,,
解得,
∴
(2)解:根据题意画图如下:
,当时,,
解得:,,
∴,
设直线的解析式为,
∴,
解得:,
∴
∵点D的横坐标为t,
∴,
∴
∴,
∴点的横坐标为
∴点的纵坐标.
(3)解:如图,延长交x轴于点M,过点H作,垂足为点N,过点K作于点T,交于点R.
在中,,
在中,,
∴,,
∴,
∵,点H是的中点,
∴,
∴,,
∴,,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴.
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
在中,,
∴,
解得,(舍),
∴,,
∴,
∴,
在中,,,,
在中,,
令,则,
在中,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∴,
∴,
∴四边形是矩形,
∴,,
∴,
在中,.
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;二次函数-动态几何问题
【解析】【分析】(1)先求出 , 再求出 , 最后利用待定系数法求函数解析式即可;
(2)根据题意先求出 , 再求出 , 最后求解即可;
(3)结合图形,利用勾股定理求出 ,(舍), 再利用锐角三角函数求出 , 最后利用矩形的判定方法与性质,结合锐角三角函数计算求解即可。
17.【答案】(1)解:如图,
把代入中,
,解得,
∴抛物线解析式.
(2)解:如图,过点作轴的垂线,垂足为点,延长交轴于点,直线是抛物线的对称轴.
∵轴
∴
∴四边形、四边形和四边形都是矩形
∴,,
由抛物线解析式及图象可知二次函数对称轴为.
即
∵,轴,
∴根据二次函数对称性可得
∴即点的横坐标为9代入抛物线解析式中
可得
令则,即
或
∴,
∵
∴
,
∴
(3)解:如图,在上取中点,连接、、,延长交轴于点,在上取一点,使,连接,过点作轴,垂足为点,过点作轴,垂足为点,和交于点.
∵
∴
∵
∴
∵,
∴,
∴,
设
∴,,
在中,
∴
∵,
∴
∵
∴
∴为等边三角形
∴
∴
∴,
∴
∴,
∴
∴
∴,,,,
∴,,,
∴.
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;二次函数-动态几何问题
【解析】【分析】(1)利用待定系数法求函数解析式即可;
(2)先求出根据二次函数对称性可得,再求出 , ,最后求点的坐标即可;
(3)利用全等三角形的判定与性质,结合函数解析式计算求解即可。
18.【答案】(1)解:由题意得,
解得,
抛物线的解析式为;
,
顶点的坐标为;
(2)解:如图1,
设.
三点,,构成以为斜边的直角三角形,
,
即,
整理,得,
解得,舍去,
.
设直线的解析式为,则,
解得,
.
当时,,
,
秒;
(3)解:分三种情况:
①若点在轴正半轴上,如图2,
可得,
即,
解得;
②若点在y轴负半轴上,如图3,连接交OB于E.
可得,
,
,
,
,
,
.
在与中,
,
,
,
;
③若点在轴负半轴上,如图
可得,
即,
解得;
综上所述,所有满足条件的的值为秒或秒或秒.
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;平行线的性质;勾股定理;三角形全等的判定(ASA);直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【分析】(1)将(0,0)代入可得c=0,根据对称轴为直线x=2可得,求出b的值,据此可得抛物线的解析式,将其解析式化为顶点式,进而可得顶点A的坐标;
(2)设B(x,-x2+4x),由勾股定理可得OA2+AB2=OB2,结合两点间距离公式可求出x的值,据此可得点B的坐标,利用待定系数法求出直线OB的解析式,令x=2,求出y的值,得到AP的值,然后除以速度可得时间;
(3)①若点A1在x轴正半轴上,可得PD2+A1D2=PA12,结合两点间距离公式可得t的值;②若点A1在y轴负半轴上,连接AA1交OB于E,可得OA1=OA=,由平行线的性质可得∠OA1A=∠A1AP,利用ASA证明△OAE≌△PAE,得到OA=PA=,据此不难求出t的值;③若点A1在x轴负半轴上,可得PD2+A1D2=PA12,结合两点间距离公式可得t的值.
19.【答案】(1)解:设抛物线的解析式为,
把代入得,
∴,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:∵交轴于、,
∴抛物线沿翻折部分的解析式为,
∵直线与图像有三个交点,
∴与有一个交点,
即有两个相等的实数根,
即有两个相等的实数根,
∴,
∴;
当直线经过时,直线与图像有三个交点,
此时,,
解得;
综上,的值为或;
(3)解:抛物线沿直线翻折,
其开口大小不变,方向向下,对称轴不变,关于直线的对称点为,
故翻折部分的解析式为,
∵直线与图像有四个交点,
∴有两个不相等的实数根,即,
解得,
当时,有,
解得,
故,
即.
【知识点】一元二次方程根的判别式及应用;待定系数法求二次函数解析式
【解析】【分析】(1)设抛物线的解析式为y=a(x-3)(x-1),将C(0,3)代入求出a的值,据此可得抛物线的解析式;
(2)易得抛物线沿y=0翻折部分的解析式为y=-x2+4x-3(1≤x≤3),联立y=x+n结合△=0可得n的值,当直线y=x+n经过A时,直线与图象W有三个交点,此时1+n=0,求出n的值,据此解答;
(3)易得翻折部分的解析式为y=-x2+4x+2m-3,联立y=x结合△>0可得m的范围;当x=y时,求出x的值,进而可得m的范围.
20.【答案】(1)解:∵抛物线与x轴交于点,点,
∴,
∴,
∴抛物线解析式为;
(2)解:∵抛物线解析式为,与y轴交于点C,
∴抛物线对称轴为直线,点C的坐标为,
如图所示,连接交对称轴于D,连接,
由轴对称的性质可知,
∴的周长为,
此时的周长最短,
设直线的解析式为,
∴,
∴,
∴直线的解析式为,
当时,,
∴点D的坐标为;
(3)当是以为腰的等腰直角三角形,在对称轴的右侧时,点M的坐标为或或或
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;轴对称的应用-最短距离问题;等腰直角三角形;三角形全等的判定(AAS)
【解析】【解答】解:(3)如图所示,当点P在x轴上方,时,过点M作于Q,记抛物线的对称轴与x轴的交点为N,
∵是以为腰的等腰直角三角形,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,,
设点P的坐标为,
∴,,,
∴点M的坐标为,
∵点M在抛物线上,
∴,
∴,
解得或(舍去),
∴点M的坐标为;
同理当点P在x轴下方,时,,
∴,
解得:或(舍去)
∴点M的坐标为;
当点M在x轴上方,时,过M作轴于Q,
同理可得:,
∴,,
∴,
解得:或(舍去),
∴.
当点M在x轴下方,时,过M作轴于Q,
同理可得:,
∴即,
解得:或(舍去),
∴.
综上所述,当是以为腰的等腰直角三角形,M在对称轴的右侧时,点M的坐标为或或或.
【分析】(1)将A(-1,0)、B(3,0)代入y=ax2+bx+3中求出a、b的值,据此可得抛物线的解析式;
(2)根据抛物线的解析式可得对称轴为直线x=1,C(0,3),连接CB交对称轴于D,连接AD,由轴对称的性质可知AD=BD,则△ACD的周长可转化为AC+BC,利用待定系数法求出直线BC的解析式,令x=1,求出y的值,可得点D的坐标;
(3)当点P在x轴上方,∠BPM=90°时,过点M作MQ⊥PQ于Q,记抛物线的对称轴与x轴的交点为N,根据等腰直角三角形的性质可得PB=PM,∠BPM=∠PQM=∠BNP=90°,由同角的余角相等可得∠QMP=∠BPN,证明△PMQ≌△BPN,得到PQ=BN,MQ=PN,设P(1,m),则M(m+1,m+2),代入抛物线解析式中可求出m的值,进而可得点M的坐标;同理可得点P在x轴下方,∠BPM=90°时、点M在x轴上方,∠PBM=90°时、点M在x轴下方,∠PBM=90°时,点M的坐标.
21.【答案】(1)解:抛物线,
∴抛物线的顶点纵坐标为,
,,
∴当时,的值最小,最小值为,
∴抛物线的顶点纵坐标的最小值是;
(2)解:①存在点Р使得,
如图1,连接、,
当,则,
设点P的坐标为,
∵抛物线与x轴相交于点A、B,
∴时,即,
解得:,,
∴点B的坐标为,点A的坐标为,
,,,
,且,
,即,
解得:,,
∵当时,,
当时,,
∴存在点Р使得,点P的坐标为或;
②由图2可知,当的值最大时,的值最大,即的值最大,
∵抛物线与y轴相交于点C,
当时,,
∴点C的坐标为,,
由①可知,点B的坐标为,点A的坐标为,
,,,
,
设点P的坐标为,
,
,
时,有最大值,最大值为2,
时,,
∴点P的坐标为,
设直线的解析式为,
∵直线的图象经过点,,
∴把P、B的坐标代入解析式可得:
,
解得,
∴直线的解析式为.
【知识点】二次函数的最值;二次函数与一次函数的综合应用;二次函数y=ax^2+bx+c与二次函数y=a(x-h)^2+k的转化
【解析】【分析】(1)先求出抛物线的顶点纵坐标,再将其变形为,最后利用二次函数的性质求解即可;
(2)①连接PA、PB,设点P的坐标为,再求出点A、B的坐标,结合,且,将数据代入可得,求出a的值,再求出点P的坐标即可;
②当的值最大时,的值最大,即的值最大,设点P的坐标为,根据,求出,再求出点P的坐标,最后利用待定系数法求出直线BP的解析式即可。
22.【答案】(1)解:把代入,得,
解得,
抛物线的解析式为:;
(2)解:如图,连接,过点D作轴于点M,过点E作轴于点H,
∵抛物线的解析式为,
∴,
∴在中,,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
设直线的解析式为:,
代入得:,
解得:,
直线的解析式为:,
设直线的解析式为,
代入得:,
解得:,
∴直线的解析式为,
联立,
解得:,
∴,
,
,
,
,
,
,即,
设,则,
,
解得:,
;
(3)解:如图,连接,过点D作轴于点M,
由(2)可知直线的解析式为,,
设,,则,
过点作轴交于点,
,
当时,,
,
,
,
由(2)知,即,
整理得:,
方程有实根,
,即,
或,
解得或(舍去),
,即面积的最小值为.
【知识点】两一次函数图象相交或平行问题;待定系数法求二次函数解析式;三角形的面积;锐角三角函数的定义;一次函数的性质
【解析】【分析】(1)将A(-1,0)、B(3,0)代入求出a、b的值,据此可得抛物线的解析式;
(2)连接CE,过点D作DM⊥x轴于点M,过点E作EH⊥y轴于点H,易得C(0,),根据三角函数的概念求出tan∠OCB的值,得到∠OCB的度数,由等腰三角形的性质可得∠CGD=∠CDG=30°,由抛物线的解析式可得顶点E的坐标,然后求出EH、HG、OG的值,得到点G的坐标,利用待定系数法求出直线DG、BC的解析式,联立求出x、y的值,得到点D的坐标,由同角的余角相等可得∠OCF=∠DFM,设OF=t,则FM=2-t,结合三角函数的概念可得t的值,进而可得OF的值;
(3)连接CE,过点D作DM⊥x轴于点M,设F(x,0),D(m,m-),则M(m,0),过点E作EN∥y轴交BC于点N,则xN=xE=1,将x=1代入直线BC的解析式中求出y的值,得到点N的坐标,然后求出NE,由三角形的面积公式可得S△CDE=m,由(2)知,代入可得x2-mx+(3-m)=0,根据方程有实数根可得△≥0,据此可得m的范围,然后根据一次函数的性质可得△CDE面积的最小值.
23.【答案】(1)解:∵点,在抛物线上,
∴,
解得:,
∴抛物线的表达式为
(2)解:解法一:
如图,过点作交的延长线于点,过点作轴的平行线,过点作于点,过点作于点,
∴,,
又∵,
∴为等腰直角三角形,,
设点坐标为,
∵点坐标为,
∴,,
∵,,
又∵
∴,
∴,
在和中,
∴,
∴,,
∴,
∵为抛物线与轴交点,
当时,,
∴,
又∵点坐标为,
设直线的表达式为,
∴,
解得:,
∴直线的表达式为,
把代入,
得:,
解得:,
∴点的坐标为.
解法二:
把绕点逆时针旋转得到线段,连接,
∴为等腰直角三角形,,,
∴与轴的交点即为点,
作轴于,作轴于,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴.
在和中,
∴,
∴,,
∵为抛物线与轴交点,
∴,
∵点坐标为,
∴,,
∴,,
∴,
∴坐标为,
设直线的表达式为,
∴,
解得:,
∴直线的表达式为,
当时,,
∴点的坐标为.
解法三:
过作于点,过点作于,
∴,
∵为抛物线与轴交点,
∴,
∵点坐标为,
∴,
∴,,
∴,
∵,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∴.
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∴点的坐标为.
(3)解:解法一:
过点作轴,交直线于点,则,
又∵,
∴,
∴,
由点坐标为,点坐标为,
可求得直线的表达式为,
当时,,
∴直线与轴的交点坐标为,
∴,
设,
∴的坐标为,其中,
∴,
∴,
∵,,
∴时,取最大值,最大值为.
解法二:
过点作轴,交直线于点,则,
又∵,
∴,
∴,
由点坐标为,点坐标为,
可求得直线的表达式为,
设点坐标为,
∴点坐标为,其中,
∴,
∴,
∵,,
∴时,取最大值,最大值为.
【知识点】相似三角形的判定与性质;二次函数与一次函数的综合应用;三角形全等的判定(AAS)
【解析】【分析】(1)将A、D两点的坐标分别代入y=ax2+2ax+c可得关于字母a、c的方程组,求解可得a、c的值,从而得出抛物线的解析式;
(2) 解法一: 如图,过点P作PE⊥PD交DC的延长线于点E,过点P作x轴的平行线FG,过点D作DF⊥PF于点F,过点E作EG⊥PF于点G, 易得△PDE是等腰直角三角形,且PD=PE,设P(0,m),则 ,, 由同角的余角相等得∠FDP=∠EPG,从而利用AAS判断出△DFP≌△PGE,得 ,, 从而得 , 易得C(0,4),利用待定系数法求出直线CD的解析式,再将点E的坐标代入直线CD的解析式可求出m的值,从而得到点P的坐标;
解法二: 把CD绕点C逆时针旋转90°得到线段CF,连接DF, 则△CDF是等腰直角三角形,且CD=CF,∠CDF=45°,故DF与y轴的交点就是点P,由同角的余角相等得∠CDG=∠HCF,用AAS判断出△CDG≌△FCH,得GC=HF,DG=CH,易得点C(0,4),结合点D的坐标可得DG、CG的长,进而得出HF、CH、OH的长,从而得出点F的坐标,用待定系数法求出直线CF的解析式,令直线CF解析式中的x=0算出对应的函数值,可得点P的坐标;
解法三: 过P作PE⊥CD于点E,过点D作DF⊥OC于F,易得点C(0,4),由点D的坐标可得点 F,从而求得DF、CF、CD的长,载判断出△DCF∽△PCE,由相似三角形对应边成比例可得PE=2CE,根据等腰直角三角形易得PE=DE,进而求出CD、CE、PE、PC、OP,从而可得出点P的坐标;
(3) 解法一: 过点N作NH∥y轴,交直线AD于H,则∠HNO=∠QOM,判断出△MNH∽△MOQ, 根据相似三角形对应边成比例得 , 利用待定系数法求出直线AD的解析式,求出直线AD与y轴交点的坐标Q(0,1), 设,则 的坐标为,其中, 表示出NH,进而根据二次函数的性质可得出答案;
解法二: 过点N作NQ∥x轴,交直线AD于点Q,则∠NQA=∠QAB, 判断出△MNQ∽△MOA,根据相似三角形对应边成比例得 , 利用待定系数法求出直线AD的解析式, 设点N坐标为, 点Q坐标为,其中, 表示出NQ,进而根据二次函数的性质可得出答案.
24.【答案】(1)证明:∵将△ABE沿直线AE折叠得到△AEF
∴∠BAE=∠FAE,
∵AB∥CD,
∴∠BAE=∠G,
∴∠FAE=∠G,
∴△AQG是等腰三角形;
(2)解:∵AB∥CD,
∴△ABE∽△CGE,
∴AB:CG=BE:CE,
∵BE=2CE,AB=6,
∴CG=3,
由(1)得,△AQG是等腰三角形,
∴QG=AQ=6-m,
∴CQ=3-m,
∴QD=6-(3-m)=3+m,
在Rt△ADQ中,AD2+DQ2=AQ2,
∴32+(3+m)2=(6-m)2,
∴m=1;
(3)解:①过点P作PK⊥CD于点K,
∵CD=6,N为BC的中点,
∴AD=DN=3,
∴△ADN是等腰直角三角形,∠AND=45°,
∴AN=,∠PNK=45°,
∴△PKN是等腰直角三角形,
由折叠得AP=AO=6,
∴PN=,
∴PK=NK=,
∴CK=CD-DN-NK=,点P的横坐标为:OC+PK=,
∴P(,);
②设直线AP的解析式为y=kx+b,
将点(0,6)与P(,)分别代入得
,
解得
∴直线AP:y=-x+6,
将点A(0,6)与点D(3,6)分别代入y=-x2+bx+c
得,
解得,
∴二次函数的解析式为:y=-x2+3x+6,
如图,设抛物线与直线AP相交于点T,
解得
,,
∴T(4,2),
∴,
∴AM=AT=.
【知识点】矩形的性质;翻折变换(折叠问题);等腰直角三角形;二次函数与一次函数的综合应用
【解析】【分析】(1)由折叠性质得∠BAE=∠FAE,由矩形的性质得AB∥CD,由二直线平行,内错角相等得∠BAE=∠G,进而由等量代换得∠FAE=∠G,从而即可得出结论;
(2)由平行于三角形一边的直线,截其它两边,所截的三角形与原三角形相似得△ABE∽△CGE,由相似三角形对应边成比例可求出CG的长,由(1)得QG=AQ=6-m,则CQ=3-m,QD=6-(3-m)=3+m,在Rt△ADQ中,利用勾股定理建立方程,求解可得m的值;
(3)①过点P作PK⊥CD于点K,易得AD=DN=3,则△ADN是等腰直角三角形,由勾股定理得AN=,结合折叠的性质得PN=,易得△PKN是等腰直角三角形,由等腰直角三角形的性质得PK=NK=,进而即可得出点P的坐标;②先利用待定系数法求出直线AP的解析式,将将点A(0,6)与点D(3,6)分别代入y=-x2+bx+c可得关于字母b、c的方程组,求解可得b、c的值,从而得出抛物线的解析式,设抛物线与直线AP相交于点T,联立直线AP与抛物线的解析式,求解可得点T的坐标,利用两点间的距离公式求出AT,进而根据翻折的性质可得AM=AT,从而得出答案.
25.【答案】(1)解:把B(3,0),C(0,3)代入y=﹣x2+bx+c
得 解得 ,
故抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3;
(2)解:令y=0得到﹣x2+2x+3=0,
解得x=﹣1或3,
故点A(﹣1,0),
如图2中,点M是AC中点,M(﹣ , ),设点Q(1,m),
∵∠AQC=90°,
∴MQ= AC,
∴
解得m=1或2,
∴点Q坐标(1,1)或(1,2);
(3)解:如图3中,作DK⊥OC于K,
∵点D坐标(1,4),点C坐标(0,3),
∴CK=DK,∠KCD=45°,
∴∠DCO=135°,
∵△OCD与△CBP相似,∠COD=∠B,
当CP在直线BC上方时,
∵∠CBO=45°,
∴当∠CBP1=∠DCO时,点P1在x轴上,
∴
∴
∴BP1=2,
∴P1(5,0),
当∠CP2B=∠DCO时,
∴
∴
∴CP2= ,
作P2M⊥CO于M,
∵
∴CM= ,P2M= ,
∴OM= ,
∴P2( , ),
当直线CP在直线BC下方时,根据对称性,可知:BP3=BP1=2,此时P3(3,﹣2),
∵CP4=CP2= ,同理可得P4( , ),
综上所述点P坐标(5,0)或(3,﹣2)或( , )或( , ).
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;相似三角形的性质;直角三角形斜边上的中线;直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【分析】(1)将点B、C的坐标分别代入y=﹣x2+bx+c可得关于字母b、c的方程组,求解可得b、c的值,从而求出抛物线的解析式;
(2)令抛物线解析式中的y=0算出对应的x的值,可得点A的坐标,利用中点坐标公式求出点M的坐标,设点Q(1,m),根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半得MQ= AC,据此列出方程,求解即可;
(3)作DK⊥OC于K,由点D、C的坐标易得CK=DK,∠KCD=45°;当CP在直线BC上方时,由于∠CBO=45°,所以当∠CBP1=∠DCO时,点P1在x轴上,由建立方程求出BP1的长,从而可得点P1的坐标;当∠CP2B=∠DCO时,由建立方程求出BP2的长,作P2M⊥CO于M,利用建立方程可求出CM、P2M的长,从而求出OM的长,得出点P2的坐标;当直线CP在直线BC下方时,根据对称性即可解决问题.
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