2024年中考数学精选压轴题之二次函数(二)
一、综合题
1.(2023·济宁)如图,直线交轴于点,交轴于点,对称轴为的抛物线经过两点,交轴负半轴于点.为抛物线上一动点,点的横坐标为,过点作轴的平行线交抛物线于另一点,作轴的垂线,垂足为,直线交轴于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若,当为何值时,四边形是平行四边形?
(3)若,设直线交直线于点,是否存在这样的值,使?若存在,求出此时的值;若不存在,请说明理由.
2.(2024·仁和模拟) 如图,已知抛物线()与x轴交于点和点B,与y轴交于点C,对称轴为.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,若点P是线段上的一个动点(不与点B,C重合),过点P作y轴的平行线交抛物线于点Q,连接.当线段长度最大时,判断四边形的形状并说明理由;
(3)如图2,在(2)的条件下,D是的中点,过点Q的直线与抛物线交于点E,且.在y轴上是否存在点F,使得为等腰三角形?若存在,求点F的坐标;若不存在,请说明理由.
3.(2018·泸州)如图,已知二次函数 的图象经过点A(4,0),与y轴交于点B.在x轴上有一动点C(m,0)(0(1)求a的值和直线AB的解析式;
(2)过点D作DF⊥AB于点F,设△ACE,△DEF的面积分别为S1,S2,若S1=4S2,求m的值;
(3)点H是该二次函数图象上位于第一象限的动点,点G是线段AB上的动点,当四边形DEGH是平行四边形,且 周长取最大值时,求点G的坐标.
4.(2024·成都模拟)如图,直线分别交x轴,y轴于A,C两点,点B在x轴正半轴上.抛物线过A,B,C三点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)过点B作交y轴于点D,交抛物线于点F.若点P为直线下方抛物线上的一动点,连接交于点E,连接,求的最大值及最大值时点P的坐标;
(3)如图2,将原抛物线进行平移,使其顶点为原点,进而得到新抛物线,直线与新抛物线交于O,G两点,点H是线段的中点,过H作直线(不与重合)与新抛物线交于R,Q两点,点R在点Q左侧.直线与直线交于点T,点T是否在某条定直线上?若是,请求出该定直线的解析式,若不是,请说明理由.
5.(2024·剑阁模拟)如图,在平面直角坐标系中,抛物线交x轴于A(-1,0), B(3,0)两点,交y轴于点 C.
(1)求二次函数解析式;
(2)如图1,若在x轴上方的抛物线上存在一点 D,使得,求点 D 的坐标;
(3)如图2,平面上一点 E(3,2),过点E 作任意一条直线交抛物线于 P、Q两点,连接AP、AQ,分别交y轴于M、N两点,则OM与ON的积是否为定值 若是,求出此定值;若不是,请说明理由.
6.(2024九下·隆昌月考)如图,抛物线与x轴交于点A(,0)和点B(4,0),与y轴交于点C,顶点为D,连接AC,BC,BC与抛物线的对称轴l交于点E
(1)求抛物线的表达式;
(2)点P是第一象限内抛物线上的动点,连接PB,PC,若,求点P的坐标;
(3)点N是对称轴l右侧抛物线上的动点,在射线ED上是否存在点M,使得以点M,N,E为顶点的三角形与相似?若存在,直接写出点M的坐标;若不存在,说明理由。
7.(2024九下·麻城期中) 如图,在平面直角坐标系中,抛物线 与x轴交于、两点, 点D是抛物线上横坐标为6的点. 点P在这条抛物线上,且不与A、D两点重合,过点P作y轴的平行线与射线交于点,过点Q作垂直于y轴,点F在点Q的右侧,且,以、为邻边作矩形.设矩形的周长为,点的横坐标为m.
(1)求这条抛物线所对应函数表达式.
(2)求这条抛物线的对称轴将矩形的面积分为1:2 两部分时m的值.
(3)①求d与m之间的函数关系式,
②根据d的不同取值,试探索点P的个数情况.
8.(2024九下·哈尔滨开学考)如图1,抛物线与轴交于A、B两点,与轴交于点,点的坐标是,点的坐标是.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图2,点是第四象限内抛物线上一点,连接PB交轴于点,设点的横坐标为,线段CE的长为,求与之间的函数关系式,并直接写出自变量的取值范围;
(3)如图3,点是第三象限内抛物线上一点,连接PD交轴于点,过点作于点,交轴于点,连接AD交BP于点,连接MN,若,时,求点的坐标.
9.(2024九下·岳池月考)如图,抛物线交轴于两点,交轴于点.
(1)求抛物线的函数解析式.
(2)点在线段上运动,过点作轴的垂线,与交于点,与抛物线交于点,连接,求四边形的面积的最大值.
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点,使得以点为顶点的三角形是直角三角形?若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
10.(2024九下·文山月考)已知抛物线y=ax2+bx+3的顶点坐标为(﹣1,4),与x轴交于点A和点B,与y轴交于点C,点P为第二象限内抛物线上的动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,连接OP交BC于点D,当S△CPD:S△BPD=1:2时,请求出点D的坐标;
(3)如图2,点E的坐标为(0,﹣1),点G为x轴负半轴上的一点,∠OGE=15°,连接PE,若∠PEG=2∠OGE,请求出点P的坐标;
11.(2024九下·花溪月考)如图所示,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点 A(-3,0)和点B(1,0),顶点为D.直线l与抛物线交于B,C两点,其中点C的坐标为(-2,-3).
(1)求抛物线和直线l的函数表达式.
(2)直线l与抛物线的对称轴交于点E,P为线段BC上一动点(点P不与点B,C重合),过点P作PF∥DE交抛物线于点F,设点P的横坐标为t.
①当t为何值时,四边形PEDF是平行四边形;
②设△BCF的面积为S,当t为何值时,S最大?最大值是多少?
12.(2024·德阳模拟)学习了二次函数后,我们发现抛物线的形状由二次函数的二次项系数决定.已知抛物线y=ax2﹣4ax﹣4(a>0).
(1)如图1,将抛物线y=ax2﹣4ax﹣4在直线y=﹣4下方的图象沿该直线翻折,其余部分保持不变,得到一个新的函数图象“W”.翻折后,抛物线顶点A的对应点A'恰好在x轴上,求抛物线y=ax2﹣4ax﹣4的对称轴及a的值;
(2)如图2,抛物线y=ax2﹣4ax﹣4(a>0)的图象记为“G”,与y轴交于点B;过点B的直线与(1)中的图象“W”(x>2)交于P,C两点,与图象“G”交于点D.
①当时,求证:PC=CD;
②当a≠1时,请用合适的式子表示(直接写结果).
13.(2023·广元)如图1,在平面直角坐标系中,已知二次函数的图象与x轴交于点,,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)已知为抛物线上一点,为抛物线对称轴上一点,以,,为顶点的三角形是等腰直角三角形,且,求出点的坐标;
(3)如图,为第一象限内抛物线上一点,连接交轴于点,连接并延长交轴于点,在点运动过程中,是否为定值?若是,求出这个定值;若不是,请说明理由.
14.(2024九下·阳新月考)如图1,抛物线与轴交于A、B两点,与轴交于点,点的坐标是,点的坐标是.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图2,点是第四象限内抛物线上一点,连接交轴于点,设点横坐标为,线段的长为d,求d与之间的函数关系式,并直接写出自变量的取值范围;
(3)如图3,点是第三象限内抛物线上一点,连接交轴于点,过点作于点,交轴于点,连接交于点,连接,若,时,求点的坐标.
15.(2024·新邵模拟)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点和点,直线是对称轴.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)在直线上是否存在点,使?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)为第一象限内抛物线上的一个动点,且在直线右侧,连接,,过点作,垂足为,以点为圆心、作半径为的圆,与相切,切点为.若,且不经过点,求长的取值范围.
16.(2021·广元)如图1,在平面直角坐标系 中,抛物线 与x轴分别相交于A、B两点,与y轴相交于点C,下表给出了这条抛物线上部分点 的坐标值:
x … 0 1 2 3 …
y … 0 3 4 3 0 …
(1)求出这条抛物线的解析式及顶点M的坐标;
(2) 是抛物线对称轴上长为1的一条动线段(点P在点Q上方),求 的最小值;
(3)如图2,点D是第四象限内抛物线上一动点,过点D作 轴,垂足为F, 的外接圆与 相交于点E.试问:线段 的长是否为定值?如果是,请求出这个定值;如果不是,请说明理由.
17.(2024九下·广水月考) 已知抛物线与轴相交于点,与轴相交于点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图1,点是抛物线的对称轴上的一个动点,当的周长最小时,求的值;
(3)如图2,取线段的中点,在抛物线上是否存在点,使?若存在,直接写出点坐标.
18.(2024九下·荆州月考)如图,直线与x轴、y轴分别交于点B、点C,经过B,C两点的抛物线与x轴的另一个交点为A,顶点为P.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在该抛物线的对称轴上是否存在点Q,使以C,P,Q为顶点的三角形为直角三角形?若存在,求出所有符合条件的点Q的坐标;若不存在,请说明理由。
(3)将该抛物线在x轴上方的部分沿x轴向下翻折,图象的其余部分保持不变,翻折后的图象与原图象x轴下方的部分组成一个“M”形状的图象,若直线与该“M”形状的图象部分恰好有三个公共点,求b的值。
19.(2024·孝南模拟) 如图1,抛物线与x轴相交于、两点,与y轴交于点C,连接BC,抛物线顶点为点M.
(1)直接写出a,b的值及点M的坐标;
(2)点N为抛物线对称轴上一点,当最小时,求点N的坐标;
(3)平移直线BC得直线.
①如图2,若直线过点M,交x轴于点D,在x轴上取点,连接EM,求∠DME的度数.
②把抛物线在x轴下方图象沿x轴翻折得到新图象(如图3).当直线与新图象有两个公共点时,请直接写出n的取值范围.
20.(2024·随州模拟)如图,抛物线经过,两点,于轴交于点,为第一象限抛物线上的动点,连接,,,,与相交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)设的面积为,的面积为,当时,求点的坐标;
(3)是否存在点,使,若存在,请求出点的坐标;若不存在,说明理由.
21.(2024·南充模拟)如图,已知抛物线与x轴交于A(-1,0),B两点,与y轴交于点C(0,-3).
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点P是抛物线上位于第四象限内一动点,PD⊥BC于点D,求PD的最大值及此时点P的坐标;
(3)如图2,点E是抛物线的顶点,点M是线段BE上的动点(点M不与B重合),过点M作MN⊥x轴于N,是否存在点M,使△CMN为直角三角形 若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
22.(2024·霞山模拟)如图1,在平面直角坐标系xOy中,抛物线C:y=ax2+bx+c与x轴相交于A、B两点,顶点为D(0,4),AB=,设点F(m,0)是x轴的正半轴上一点,将抛物线C绕点F旋转180°,得到新的抛物线C'.
(1)求抛物线C的函数表达式;
(2)若抛物线C'与抛物线C在y轴的右侧有两个不同的公共点.
①抛物线C'的解析式为 ▲(用含m的关系式表示);
②求m的取值范围;
(3)如图2,P是第一象限内抛物线C上一点,它到两坐标轴的距离相等,点P在抛物线C'上的对应点为P',设M是C上的动点,N是C'上的动点,试探究四边形PMP'N能否成为正方形,若能,求出m的值;若不能,请说明理由.
23.(2024九下·惠阳月考)如图,抛物线与轴交于两点,与轴交于点.抛物线的对称轴与经过点的直线交于点,与轴交于点.
(1)求直线及抛物线的表达式;
(2)在抛物线上是否存在点,使得是以为直角边的直角三角形 若存在,请直接写出所有点的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)以点为圆心,画半径为2的圆,点为上一个动点,请求出的最小值.
24.(2024·浙江模拟)如图,在平面直角坐标系中,抛物线交轴于点,交轴于点和点,点在第一象限的拋物线上,连接,与轴交于点.
(1)求拋物线表达式;
(2)点,点在轴上,点在平面内,若,且四边形是平行四边形.
①求点的坐标;
②设射线与相交于点,交于点,将绕点旋转一周,旋转后的三角形记为,求的最小值.
答案解析部分
1.【答案】(1)解:在直线中,当时,,当时,,
∴点,点,
设抛物线的解析式为,
把点,点代入可得,
解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:由题意,,
∴,
当四边形是平行四边形时,,
∴,
∴,,
设直线的解析式为,
把代入可得,
解得,
∴直线的解析式为,
又∵过点作轴的平行线交抛物线于另一点,且抛物线对称轴为,
∴
∴,
解得(不合题意,舍去),;
(3)解:存在,理由如下:
∵对称轴为x=,
设P点坐标为 (m,-m2+3m+4),
∴M点横坐标为: ×2-m=3-m,
∴N(m,0),M(3-m,-m2+3m+4),
①如图1,
∵MN=2ME,即E是MN的中点,点E在对称轴x=上,
∴E(,),
又点E在直线BC:y=-x+4,代入得:=+4,
解得:m=或(舍去),
故此时m的值为.
②如图2,设E点坐标为(n,-n+4),N(m,0),M(3-m,-m2+3m+4),
∵MN=2ME,
∴0-(-m2+3m+4)=2(-m2+3m+4+n-4)①,
∴3-m-m=2(n-3+m)②,
联立①②并解得:m =(舍去)或,
综上所述,m的值为或.
【知识点】平行四边形的判定与性质;一次函数图象与坐标轴交点问题;一次函数的性质;二次函数y=ax²+bx+c的图象;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【分析】(1)先根据一次函数与坐标轴的交点问题即可得到点B和点C的坐标,进而设抛物线的解析式为,将点B和点C的坐标代入即可求出抛物线的解析式;
(2)先根据题意得到,进而得到,当四边形是平行四边形时,,进而得到,从而即可表示点D和点N的坐标,进而设直线的解析式为,将点N代入即可得到,进而得到直线的解析式为,再根据题意表示出点M的坐标,进而即可求出m;
(3) 根据 MN=2ME,分E在MN内部与外部两种情况讨论,从而利用一次函数图象上点的特征计算求解.
2.【答案】(1)解:由题意得:
,
解得,
抛物线的表达式为;
(2)解:四边形为平行四边形;
理由如下:
当时,
,
解得:,,
,,
设直线的解析式为,则有
,
解得:
直线的解析式为,
轴,
,
可设点,,
,
当时,,
,
,
四边形为平行四边形;
(3)解:存在;理由如下:
如图,过点作轴交于点,交轴于,
,
,
由(2)得:当时,
,
,
是的中点,
,
同理可求,直线的解析式为,
当时,
,
解得:,
在直线上,
,
,
,
,
在和中
,
(),
,
,
,
同理可求,直线的解析式为,
联立抛物线与直线的解析式得:
,
解得:或,
设点,
,
,
,
①当时,
,
解得:,
为或,
②当时,
,
即:,
,
此方程无解,
故此种情况不存在;
③当时,
,
解得:,
;
综上所述:故点的坐标为或或.
【知识点】二次函数与一次函数的综合应用;二次函数-动态几何问题
【解析】【分析】(1)根据题意代入点即可求出二次函数的解析式;
(2)先根据二次函数与坐标轴的交点问题即可求出点B和点C的坐标,进而运用待定系数法即可求出直线BC的函数解析式,从而设点,,再表示出PQ,根据二次函数的最值即可得到PQ的最大值,从而结合题意根据平行四边形的判定即可求解;
(3)点作轴交于点,交轴于,先根据平行线的性质得到,由(2)得:当时,再求出点D和点Q的坐标,进而运用待定系数法求出直线PQ的函数解析式,再根据三角形全等的判定与性质证明得到,从而结合题意即可得到点G的坐标,再根据二次函数与一次函数的交点问题即可得到点E的坐标,设点,结合题意根据勾股定理即可得到,,,再分类讨论:①当时,②当时,③当时,进而即可求解。
3.【答案】(1)解:把点 代入,得
解得
函数解析式为:
设直线 解析式为
把 , 代入
解得
直线 解析式为:
(2)解:由已知,
点 坐标为
点 坐标为
轴
,
解得 , (舍去)
故 值为
(3)解:如图,过点 做 于点
由(2)
同理
四边形 是平行四边形
整理得:
,即
由已知
周长
时, 最大.
点坐标为 , ,此时点 坐标为 ,
当点 、 位置对调时,依然满足条件
点 坐标为 , 或 ,
【知识点】待定系数法求一次函数解析式;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;二次函数的实际应用-几何问题
【解析】【分析】(1) 把点 代入 二次函数 即可算出a的值,从而求出抛物线的解析式,根据抛物线与y轴交点的坐标特点求出B点的坐标,进而利用待定系数法即可求出直线AB的解析式;
(2)根据抛物线上点的坐标特点、点的坐标与图形的性质、直线上的点的坐标特点即可用同一个未知数的式子表示出D,E两点的坐标,AC的长度,DE的长度,根据平行线分线段成比例定理得出 ,然后证出,根据相似三角形面积的比等于相似比的平方,由 S1=4S2得出AE=2DE,从而列出方程,求解并检验即可求出m的值;
(3) 如图,过点 做 于点 , 由(2) , 同理 ,根据平行四边形的对边相等得出ED=HG,从而列出方程,求解得出 ,故,根据相似三角形对应边成比例得出 ,进而表示出EG,然后滚局平行四边形周长的计算方法建立出函数关系式,根据函数性质得出 时, 最大.从而求出n的值,得出G,E的坐标, 当点 、 位置对调时,依然满足条件 ,综上所述即可得出答案。
4.【答案】(1)解:当时,则有,即;当时,则有;
∴,
∴,
解得:,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:由(1)可知抛物线解析式为,
当时,则有,解得:,
∴,
由可设直线的解析式为,把点代入得:,
∴直线的解析式为,
∴当时,则有,即,
连接,过点P作轴交于点M,如图所示:
设点,则,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,开口向下,
∴当时,则取得最大值,最大值为2,此时点P的坐标为;
(3)解:点T在某条定直线上,理由如下:
由题意可知平移后的二次函数解析式为,则联立方程得:,
解得:,
∴,
∵点H是线段的中点,
∴根据中点坐标公式可得:,即,
设点,直线的解析式为,则有:
,
解得:,
∴直线的解析式为,
代入点H得:,
∴,
同理可得直线的解析式为,
直线的解析式为,
联立上述两个函数表达式得:
,
解得:,
∴代入直线的解析式得,
∴,
设点T在直线,则有:
∴,即,
整理得:,
比较系数得:,
∴当时,无论m、n为何值时,都符合题设条件,
∴点T在定直线上.
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;二次函数与一次函数的综合应用;二次函数-动态几何问题
【解析】【分析】(1)先利用一次函数与坐标轴的交点求点A和点C 的坐标,再利用待定系数法可求解函数解析式;
(2)连接BC,作PM∥y轴交BD于点M,先求点B的坐标和直线BD的解析式,设点P的横坐标为a,用含a的代数式表示点P、点M的坐标,进而表示PM的长,建立二次函数,根据二次函数的性质可进行求解;
(3)根据抛物线平称的规律求出平移后的二次函数解析式,确定点G和点H的坐标,设点R的横坐标为n ,点Q的横坐标为m,用待定系数法求出直线RQ的解析式,直线RG的解析式为,直线的解析式,联立函数解析式求解即可。
5.【答案】(1)解:设.
则
(2)解:抛物线的表达式为则点C(0, -3),
过A作AK⊥AC交 CD 于点K, 作 KH⊥x轴于点 H, 如图,
∵∠ACD=45° ,
∴△CAK 是等腰直角三角形,
∴AC=AK,
∵∠AOC=∠KHA=90°, ∠ACO=90° -∠OAC=∠KAH,
∴△OAC≌△HKA(AAS),
∴AH=CO=3, KH=OA=1,
∴K (2, 1),
设直线CD的解析式为y=kx-3,
∴2k-3=1,
∴k=2,
∴直线 CD 的解析式为y=2x-3,
联立
解得x=0(舍去) , 或x=4,
∴D(4, 5) :
(3)解: OM与ON的积是定值, 理由如下:
∵过点E(3, 2) 作一直线交抛物线于 P、Q两点,
设直线 PQ的解析式为y=ax+n, P(x1, y1) , Q(x2, y2) ,
∴2=3a+n,
∴n=2-3a,
∴直线 PQ 的解析式为y=ax+2-3a①,
∵抛物线解析式为
联立①②得:
如图2, 作 PS⊥x轴于点S, 作 QT⊥x轴于点T,
则△AMO∽△APS,
即
同理,
, 为定值.
【知识点】二次函数图象与坐标轴的交点问题;三角形全等的判定;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)设根据二次函数与坐标轴的交点问题结合题意即可求解;
(2)先根据二次函数与坐标轴的交点问题得到点C的坐标,过A作AK⊥AC交 CD 于点K, 作 KH⊥x轴于点 H,进而根据等腰直角三角形的判定与性质得到AC=AK,从而运用三角形全等的判定与性质证明△OAC≌△HKA(AAS)即可得到AH=CO=3, KH=OA=1,再结合题意运用待定系数法即可求出直线CD的函数解析式,从而根据二次函数与一次函数的交点问题结合题意即可求解;
(3)过点E(3, 2) 作一直线交抛物线于 P、Q两点,进而设直线 PQ的解析式为y=ax+n, P(x1, y1) , Q(x2, y2) ,从而得到直线 PQ 的解析式为y=ax+2-3a①,再根据一次函数与二次函数的交点问题结合题意得到作 PS⊥x轴于点S, 作 QT⊥x轴于点T,进而根据相似三角形的判定与性质代入运算得到OM,再相乘化简即可求解。
6.【答案】(1)解:将A(,0)和点B(4,0)代入得:
解得
∴抛物线的表达式为:
(2)解:对,令,
∴点C的坐标为(0,4)
∵A(,0)和点B(4,0)
∴,
∴
∴
设直线BC的解析式为:,则
,解得
∴直线BC的解析式为:
如图,过点P作轴交直线BC于点H
∴
∴
设点P(x,),则点H(x,)
∴
解得:或
∴点P的坐标为(1,6)或(3,4)
(3)解:点M的坐标为(,)或(,4)或(,)
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;相似多边形;二次函数-动态几何问题
【解析】【解答】解:(3)对得:
∴点E的坐标为(,)
设点M(,)(),N(n,)()
∵B(4,0)和点C(0,4)
∴
∴是等腰直角三角形
∵与相似
∴是等腰直角三角形
如图,①当时,
∴ 解得或(舍去)
∴点M的坐标为(,)
②当时,
∴ 解得或(舍去)
∴点M的坐标为(,4)
③当时,
∴ 解得或(舍去)
∴点M的坐标为(,)
综上所述,点M的坐标为(,)或(,4)或(,)
【分析】()把点A和点B的坐标代入二次函数的解析式建立方程组,利用待定系数法即可求解;
()先求出点C的坐标和直线BC的解析式,再根据面积公式求的面积,过点P作PG⊥x轴,交BC 于点F,设点P的横坐标为t,用含t的代数式表示点P和点F的坐标,进面表示PF的长,利用的面积建立的方程,解方程即可求解;
()分三种情况:∠ENM=90°或∠NME=90°或∠MEN=90°,根据等腰直角三角形的性质,相似三角形的性质求解即可。
7.【答案】(1)解:把,、,代入,
,
解得,
∴;
(2)解:如图所示,设抛物线的对称轴交于点,
∵抛物线的对称轴为:,
∵这条抛物线的对称轴将矩形的面积分为两部分,
可得,,
∴或,
解得:或;
(3)解:①当时,,
∴点的坐标为,.
射线所对应的函数表达式为.
∴.
∴
当时,,
当时,,
②d的函数图象如图所示:
又,
由d的函数图象当时,点P的个数为0.
当时,点P的个数为3.
当时,点P的个数为2.
当时,点P的个数为1.
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;矩形的性质;二次函数与一次函数的综合应用;二次函数图象上点的坐标特征;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【分析】(1)根据已知点的坐标直接利用待定系数法求解即可;
(2)设抛物线的对称轴交于点,根据(1)中的解析式,找出其对称轴为直线x=3,进而求得,根据对称轴将矩形的面积分为两部分可列方程或,求解即可,
(3)①先利用待定系数法求出直线的解析式为,则,进而分,两种情况讨论求解即可.②根据①的函数解析式画出函数图象,结合图象即可得出d的不同取值,点P的个数情况.
8.【答案】(1)解:解得,抛物线的解析式为:
(2)解:作OR轴于,
,,
解得得,,,,
,
,
(3)解:作轴于,于K交y轴于
设,则,
,
,,
,又,
作AQ垂直于轴交BP于,则,
又,,
,,,
又,
,
,,
【知识点】相似三角形的判定与性质;锐角三角函数的定义;二次函数-动态几何问题
【解析】【分析】(1)将点A、点C的值代入 ,用待定系数法求出a、b的值即可求解;
(2)求出直线BP的解析式,再求出CO、OE的表达式,相加即可得到d与t的函数关系式;
(3)先作辅助线,作轴于,于K交y轴于,得到LF的表达式,再证明△AQN≌△AMN,得出AQ=AM,再求出△DGM∽△BAQ,利用锐角三角函数求出tan∠ABP,求出yp,即可求得点P.
9.【答案】(1)解:将代入,
得解得
抛物线的函数解析式为.
(2)解:,
,易得直线的函数解析式为,
.
设,则,
,
,
.
,且,
当时,四边形的面积最大,最大值为16.
(3)解:抛物线的对称轴为.
①当斜边为时,,
即,解得,
点的坐标为或;
②当斜边为时,,
即,解得,
点的坐标为;
当斜边为时,,
即,解得,
点的坐标为.
综上,点的坐标为或或或.
【知识点】二次函数与一次函数的综合应用;二次函数-动态几何问题;坐标系中的两点距离公式
【解析】【分析】 (1)根据题意代入点A和点C即可求解;
(2)先根据点A和点C的坐标结合待定系数法即可得到,易得直线的函数解析式为,进而即可得到,设,则,从而结合题意运用三角形的面积得到,再根据二次函数的最值即可求解;
(3)先根据题意求出二次函数的对称轴,,进而根据坐标系中两点间的距离公式的,进而运用勾股定理结合题意分类讨论:①当斜边为时,②当斜边为时,③当斜边为时,从而解方程即可求解。
10.【答案】(1)∵抛物线y=ax2+bx+3的顶点坐标为(﹣1,4),
∴,
解得:,
∴抛物线解析式为y=﹣x2﹣2x+3;
(2)令y=0,得﹣x2﹣2x+3=0,
解得:x1=﹣3,x2=1,
∴A(1,0),B(﹣3,0),
令x=0,则y=﹣x2﹣2x+3=3,
∴C(0,3),
∴OB=OC=3,
∴BC=,∠CBO=45°,
∵S△CPD:S△BPD=1:2,设点P到BC的距离为h,
∴==,
∴BD=BC=,
过点D作DK⊥x轴于点K,则△BDK是等腰直角三角形,如图1,
∴DK=BK=BD=2,
∴OK=1,
∴D(﹣1,2);
(3)设直线PE交x轴于点H,
∵∠OGE=15°,∠PEG=2∠OGE=30°,
∴∠OHE=∠OGE+∠PEG=45°,
∴OH=OE=1,
∴H(﹣1,0),
设直线HE的解析式为y=k'x+b',
∴,
∴,
∴直线HE的表达式为y=﹣x﹣1,
联立,
解得 (舍去正值),
∴P(,).
【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-几何问题
【解析】【分析】(1)根据抛物线的顶点坐标为(﹣1,4),即可得,求出a,b值,即可求出抛物线的解析式;
(2)利用抛物线解析式求得A,B的坐标,进而得出∠CBO= 45°,根据已知得出BD的长,从而得点D到x轴的距离为2,即可得出点D的坐标;
(3)设直线PE交x轴于点H,利用三角形外角的性质得到∠OHE=45°,从而OH=OE=1,所以H(-1,0),利用待定系数法求得直线HE的表达式为y=-x-1,由解出x、y的值,即可求解.
11.【答案】(1)解:将A(-3,0),点B(1,0),点C(-2,-3)代入抛物线表达式可得
解得
即抛物线的表达式为y=x2+2x-3.
设直线l的表达式为y=kx+m,
将点B(1,0),点C(-2,-3)代入,得
解得
即直线l的表达式为y=x-1.
(2)解:由题意,可得抛物线y=x2+2x-3的对称轴为直线x=-1,顶点D(-1,-4),
则E(-1,-2),所以DE=2.
点P(t,t-1),-2①连接DF,如图①所示.
∵四边形PEDF是平行四边形,
∴DE=PF=2,即t-1-(t2+2t-3)=2,
化简可得t2+t=0,
解得t1=0,t2=-1(舍去).
即t=0,四边形PEDF是平行四边形.
②连接CF,BF,如图②所示.
由题意,得S△BCF=×PF×[1-(-2)],PF=t-1-(t2+2t-3)=-t2-t+2,
∴S△BCF=-t2-t+3=-(t+)2+.
∵-<0,开口向下,对称轴为直线t=-,
∴当t=-时,S△BCF面积最大,最大为.
【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;二次函数与一次函数的综合应用;二次函数-动态几何问题
【解析】【分析】(1)利用待定系数法求解析式即可;
(2)①根据平行四边形的性质可得, DE=PF ,得到关于t的方程求解;
②由题意可用t表示出 S△BCF,利用二次函数的性质求解即可.
12.【答案】(1)解:抛物线的对称轴为直线:x,即为x=2.
根据翻折可知点A的纵坐标为﹣8,即点A的坐标为(2,﹣8).
将点A的坐标代入抛物线表达式得:4a﹣8a﹣4=﹣8,
解得:a=1,
即抛物线的对称轴为直线x=2,a=1;
(2)解:∵a=1,
∴图象“W”的解析式为y;
①证明:当 时,图象“C”的解析式为 .
设直线BD的解析式为y=kx﹣4.
当 kx﹣4=x2﹣4x﹣4 时,
解得x=0或 x=4+k,
∴点C的横坐标为4+k.
当 kx﹣4=﹣x2+4x﹣4 时,
解得x=0(舍去)或 x=4﹣k,
∴点P的横坐标为 4﹣k.
当 时,
解得 x=0或 x=4+3k,
∴点D的横坐标为 4+3k.
如图1,作PM∥x轴,过点C作CM⊥x轴交PM于点M,
作 CN∥x轴,过点D作 DN⊥CN交CN于点N.
由各点横坐标可得:PM=4+k﹣(4﹣k)=2k,CN=4+3k﹣4﹣k=2k,
∴PM=CN.
∵PM∥x轴,CN∥x轴,
∴PM∥CN,
∴∠DCN=∠CPM.
∵DN⊥CN,CM⊥PM,
∴∠CMP=∠DNC=90°.
∴△CPM≌△DCN(ASA),
∴PC=CD.
② 为 .
【知识点】二次函数图象的几何变换;三角形全等的判定;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】【解答】解:(2)②解:当a>0且a≠1时,图象“G”的解析式为 y=ax2﹣4ax﹣4(a>0且a≠1).
由①可知点P的横坐标为 4﹣k,点C的横坐标为 4+k.
当 kx﹣4=ax2﹣4ax﹣4 (a>0且a≠1)时,解得:.
∴.点D的横坐标为 .
当0<a<1时,如图2,作PQ∥x轴,过点C作CQ⊥x轴,交PQ于点Q,过点D作DT⊥x轴交PQ于点T.
由各点的横坐标可知 PQ=4+k﹣(4﹣k)=2k,PT.
∵CQ⊥PQ,DT⊥PT,
∴CQ∥DT.
∴△CPQ∽△DPT.
则 .
当a>1时,如图3,作PQ∥x轴,过点C作CQ⊥x轴,交PQ于点Q,过点D作DT⊥x轴交PQ于点T.
由各点的横坐标可知 PQ=4+k﹣(4﹣k)=2k,PT,
∵CQ⊥PQ,DT⊥PT,
∴CQ∥DT,
∴△CPQ∽△DPT.
则.
综上所述,用含a的式子表示 为 .
【分析】(1)先求出二次函数的对称轴,进而根据折叠的性质可知点A的纵坐标为,即点A的坐标为,再结合题意即可求解;
(2)①根据三角形全等的判定与性质证明,进而即可求解;
②当且时,根据相似三角形的判定与性质证明得到,进而即可求解;当时,同理即可求解。.
13.【答案】(1)解:将点,,代入
得
解得:,
∴抛物线解析式为;
(2)解:∵点,,
∴抛物线的对称轴为直线:,
如图所示,设与交于点,过点作于点
∵以,,为顶点的三角形是等腰直角三角形,且,
∴,
∵,
∴,
∴,
设,则,
∴,
∵点在抛物线上
∴
解得:(舍去)或,
∴,
当点与点重合时,如图所示,
∵,是等腰直角三角形,且,
∴
此时,
综上所述,或;
(3)解:设,直线的解析式为,的解析式为,
∵点,,,
∴,
解得:,
∴直线的解析式为,的解析式为,
对于,当时,,即,
对于,当时,,即,
∵在抛物线上,则
∴
∴为定值.
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;等腰直角三角形;二次函数图象上点的坐标特征;三角形全等的判定-AAS
【解析】【分析】(1)利用待定系数法求抛物线解析式即可;
(2)由AB坐标求出对称轴为直线l:x=1, 设与交于点,过点作于点 ,分两种情况:①∠BFE=90°,且EF=BF,根据AAS证明,可得,设,则,DG=3+m,即得 , 将其代入可得关于m方程并解之,即得F(0,1),②且EF=BF, 利用直角三角形的性质可得GF=3,即得点F坐标;
(3)设,可求出直线的解析式为,的解析式为, 分别求出x时y值,即得, ,可得OM、ON的长,从而求出 的值,即可判断.
14.【答案】(1)解:∵抛物线与轴交于A、B两点,与轴交于点,点的坐标是,点的坐标是
∴把和分别代入,得
解得,
抛物线的解析式:;
(2)解:作轴于,
,
,
解得得,
,
,,
,
,
;
(3)解:作轴于,于K交y轴于
设
则,
,
,
即
,
,
又,
作垂直于轴交于,
则,
又,,
,
,
,
又,
,
,
,
.
【解析】【分析】(1)根据待定系数法,将点A和C的坐标代入函数,可得二元一次方程组,解方程组即可求得抛物线的解析式;
(2)根据两点间的距离公式,可得PR的代数式;根据抛物线上点的性质,解方程可得点B的坐标;根据三角函数的正切值的定义,列比例式,可得OE的代数式;根据线段的计算,可得d的值;
(3)根据线段的计算,可得OF和LF的值;据三角函数的正切值的定义,列比例式,可得n的值,进而可得点D的坐标;根据两点间的距离公式,可得AG的值;根据三角形全等的判定(ASA)和性质,可得AQ=AM;根据三角形相似的判定和性质,可得比例式,进而求出AM的值;据三角函数的正切值的定义,列比例式,可得t的值,将t的值代入抛物线即可得点P的坐标.
15.【答案】(1)解:设抛物线的表达式为:,
则;
(2)解:存在,理由:
由,则抛物线的顶点坐标为,如下图,
由点、、的坐标知,为等腰直角三角形,
以为圆心,以长为半径作圆,交抛物线对称轴于点,
此时,,
则,
则点的坐标为:;
根据图象的对称性,点关于的对称点也符合题意,
即点;
综上,点的坐标为:或;
(3)解:由(2)知,抛物线的对称轴为.
设,
∵,
∴,
连接,则,
∴,
过点作轴,垂足为,
则,
∴,
∵,
∴.
假设经过点,则有两种情况:
①如图,当点在点的上方,
∴,
∴,
解得,
∵,
∴.
②如图,当点在点的下方,
∴,
∴,
解得:,
∵,
∴,
综上所述,或,
∴当不经过点时,长的取值范围为:或或.
【知识点】圆的综合题;二次函数-动态几何问题
【解析】【分析】(1)根据点和点的坐标即可求解;
(2)先根据等腰直角三角形的判定与性质结合题意得到,以为圆心,以长为半径作圆,交抛物线对称轴于点,再运用勾股定理求出CD,从而即可求解;
(3)易得对称轴为.设,则,连接,则,根据勾股定理得到,过点P作轴,垂足为H,则,进而即可求出r,从而结合题意分类讨论:①当点M在点N的上方,;②当点M在点N的下方,,再结合题意解一元二次方程即可求解。
16.【答案】(1)解:由表格数据可知,顶点坐标为(1,4)
设抛物线解析式为: ,
将点(0,3)代入解析式得:3=a+4,
∴ ,
∴抛物线解析式为: ,顶点坐标 .
(2)解:由表格可知,抛物线经过点A(-1,0),C(0,3),
如图3,将A点向上平移一个单位,得到 ,
则
∴四边形 是平行四边形,
∴ ,
作 关于MQ的对称点E,则
∴ ,
∴ ,
当P、E、C三点共线时, 最短,
设直线CE的解析式为: ,
将C、E两点坐标代入解析式可得: ,
∴ ,
∴直线CE的解析式为: ,
令 ,则 ,
∴当 时,P、E、C三点共线,此时 最短,
∴ 的最小值为 .
(3)解:是;
理由:设 ,
因为A、B两点关于直线x=1对称,
所以圆心位于该直线上,
所以可设 的外接圆的圆心为 ,
作 ,垂足为点N,则 ,
由 轴,
∴ ,
∵ ,且由表格数据可知
∴ ,
化简得: ,
∵点D是第四象限内抛物线上一动点,且抛物线解析式为 ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
即 的长不变,为1.
【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;二次函数与一次函数的综合应用;二次函数-动态几何问题
【解析】【分析】(1)根据顶点坐标 (1,4) 可设抛物线顶点式: , 将点(0,3)代入解析式可得结果;
(2) 由表格可知,抛物线经过点A(-1,0),C(0,3),将A点向上平移一个单位,得到 ,作 关于MQ的对称点E,则 当P、E、C三点共线时, 最短,根据点C、E坐标易得直线CE的解析式,由点P在对称轴上可得点P坐标,根据勾股定理可得结果;
(3)由抛物线的对称性可得圆心位于直线x=1上,设 的外接圆的圆心为 ,作 ,垂足为点N,则 、 , 由 可得e、p、q关系式,再根据点D在抛物线上可整理,即可得点E坐标,可得结果.
17.【答案】(1)解:∵抛物线与轴相交于点,
∴,
解得:,
∴抛物线解析式为;
(2)解:在,当时,,
∴,
∵抛物线解析式为,
∴抛物线的对称轴为直线
∵的周长等于,为定长,
∴当的值最小时,的周长最小,
∵关于对称轴对称,
∴
∴,
∴当三点共线时,的值最小,为的长,此时点为直线与对称轴的交点,
设直线的解析式为:,
∴,
解得:,
∴直线的解析式为,
当时,,
∴,
∵,
∴,,
∴;
(3)解:∵为的中点,
∴,
∴,
∵,
∴,
在中,,
∵,
∴,
①当点在点下方时:
过点作,交抛物线与点,则:,此时点纵坐标为,
设点横坐标为,
则:,
解得:,
∴或;
②当点在点上方时:设与轴交于点,
∴,
设,
∴,,
∴,
解得:,
∴,
同理可得的解析式为,
联立,解得:或,
∴或;
综上: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;二次函数与一次函数的综合应用
【解析】【分析】(1)将点A和B的坐标代入二次函数,列二元一次方程组,解方程组即可求出二次函数的解析式;
(2)根据二次函数与坐标轴交点的性质,可得点C的坐标;根据二次函数的性质,可得其对称轴;根据轴对称-最短距离,可以确定三角形PAC周长最小时PA+PC的值;将点B和C的坐标代入乙次函数,列二元一次方程组,解方程组即可求出直线BC的解析式;将点P的横坐标代入一次函数,可得点P的坐标;根据两点间的距离公式,可得PA和PC的值,进而可得PA与PC的比值;
(3)根据线段中点的性质,可得点D的坐标和OD的长;根据点B的坐标,可得OB的长;根据三角函数正切值的定义,可列比例式,进而可得∠QDB=∠OBD;根据点Q的位置不同,进行分类讨论;根据二次函数上点的性质,将点Q的纵坐标代入函数即可求出点Q的坐标.
18.【答案】(1)解:由题意,对于直线,令,则,令,则,
∴点B、C的坐标分别为、.
∴.
∴.
∴抛物线的解析式为:;
(2)解:∵,
∴抛物线顶点P的坐标为,对称轴为直线
设,
又,
∴,,
当时,,
∴,
解得,,
∴点坐标为;
当时,则,
∴点坐标为;
当时,此时直角三角形不存在,
综上,点坐标为或;
(3)解:图象翻折后点P的对应点P的坐标为,
①当直线经过点B时,与该“M”形状的图象部分恰好有三个公共点,此时C,,B三点共线,b=-3;
②当直线与该“M”形状的图象在A,B两点之间(不包含点A)的部分只有一个交点时,直线与该“M”形状的图象部分恰好有三个公共点,
由题意得,向下翻折的那部分抛物线在翻折后的解析式为,
令,
∴,
即,
解得,
综上所述,b的值为或.
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;勾股定理;二次函数与一次函数的综合应用;二次函数的实际应用-几何问题;坐标系中的两点距离公式
【解析】【分析】(1)依据题意,求出B、C的坐标,将点B、C的坐标分别代入抛物线表达式,即可求解;
(2)求出抛物线的顶点坐标及对称轴,设,分三种情况讨论求解即可;
(3)依据题意,①当直线经过点B时,与该“M”形状的图象部分恰好有三个公共点,此时C,,B三点共线,b=-3;②当直线与该“M”形状的图象在A,B两点之间(不包含点A)的部分只有一个交点时,直线与该“M”形状的图象部分恰好有三个公共点,分别求解即可.
19.【答案】(1)解:当时,,
∴,
设抛物线解析式为,
把代入,得:,
解得:,
∴,
∴,,点M的坐标为;
(2)解:由(1)得对称轴直线,
、两点关于直线对称,
∴点N为直线与直线的交点时,最小,
设直线解析式为,
把代入得,
解得,
∴直线解析式为,
当时,,
∴点N的坐标为;
(3)解:①直线解析式为,
直线平移后的解析式为,
把点M的坐标代入得,解得
∴直线的解析式为,
令,得,
解得:,
∴,
如图2,过点E作于F,过点M作轴于H,
则,
∴,,
在中,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
在中,,
∴,即;
②当直线与新图象有两个公共点时,n的取值范围为或.
【知识点】二次函数图象的几何变换;二次函数的最值;翻折变换(折叠问题);二次函数与一次函数的综合应用;解直角三角形—边角关系
【解析】【解答】解:(3)②∵,
把抛物线x轴下方图象沿x轴翻折得到新图象,如图,
则翻折后的图象的解析式为,
∵直线解析式为,
直线平移后的解析式为,
联立方程得,
整理得:,
当直线平移后与抛物线只有一个交点时,
,
解得:,
当直线平移后经过点时,,解得:,
∴当直线与新图象有两个公共点时,n的取值范围为或.
【分析】(1)知道抛物线与x轴两交点坐标,可设交点式,将C坐标代入即可求出抛物线解析式;将解析式写成顶点式即可写出M坐标;
(2)根据轴对称可得NA=BN,则AN+CN=CN+BN,由两点之间线段最短得到AN+CN≤BC,得到N为BC与对称轴的的交点;由B、C坐标用待定系数法求出直线BC解析式,对称为x=,则N的横坐标为,代入直线解析式即可得到N的坐标;
(3)①平行的直线的k值相等可得到m=,代入M坐标即可求出平移后直线DM解析式,当y=0时,求出x的值即可求出D的坐标,根据坐标特征可求出DH、MH的长度,根据勾股定理可得可求出DM长,利用正弦函数定义可得,代入即可求出DF的值;FM=DM-DF进而得到FM长,可得FM=EF,根据等腰直角三角形性质即可得到∠DME=45°;
②翻折后可由图形得到有两个公共点时有两种情况,一是在BC下方A上方,此时求出过A的直线解析式,即可得到,在BC下方,则;二是直线与翻折后的抛物线只有一个交点时,,根据根的判别式=0可求出n=,此时直线往上移动时,只有两个交点,即;综合即可得到n的取值范围或.
20.【答案】(1)解:∵抛物线经过,两点,
∴,
解得:,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:∵,
∴.
令,
则,
∴.
∵,,
∴,,
∴,
∴.
设,
∴,
∴或,
∴或
(3)解:存在,点的坐标是.
理由:过点作轴于点,
∵
∴.
∵,
∴.
∵,
∴.
∵,
∴,
∴.
设点,
∴,,
∴,
整理得,
解得或(不符合题意),
∴ .
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;相似三角形的判定与性质;二次函数-动态几何问题
【解析】【分析】(1)将,代入,利用待定系数法确定函数解析式;
(2)根据图形得到:,,即,设出P点坐标,根据坐标表示出三角形面积列出方程求解即可;
(3)过点作轴于点,根据得到,根据题意可推出,由相似三角形的性质列出比例式,即可解答.
21.【答案】(1)解:由题意得:解得:.
则抛物线的解析式为:;
(2)解:过点P作PH⊥x轴于点H,交BC于点G
当y=0时,,解得x=-1或3,∴B(3,0)
设直线BC的解析式为:,则
解得:∴y=x-3
设点(0∴,
∵OB=OC,∴∠OBC=∠OCB=45°,∴∠BGH=45°
∴∠PGD=∠BGH=45°,∴.
∴当时,PD取得最大值为.此时.
(3)解:在EB上存在点M,使△CMN为直角三角形.
抛物线顶点E(1,-4),设直线BE的解析式为:
则解得:,∴y=2x-6.
设M(n,2n-6)(1≤n<3),
①∵∠CNM=90°-∠ONC,∴∠CNM<90°,不可能为直角;
②当∠CMN=90°时,则∠CMN=∠MNB=90° ∴轴,
则2n-6=-3,∴,∴.
③当∠MCN=90时,过点M作MF⊥y轴于点F.
∵∠MCF+∠NCO=90°,∠CNO+∠NCO=90°
∴∠MCF=∠CNO,又∠MFC=∠CON=90°,∴△MFC∽△CON
∴,∴,∴
解得:.
∵1≤n<3,∴不合题意,应舍去,∴
∴
综上所述,△CMN为直角三角形时,点M的坐标为:或.
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;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;二次函数-动态几何问题;二次函数的实际应用-几何问题
【解析】【分析】(1)把点A和C的坐标代入函数的解析式,利用待定系数法求解即可;
(2)先求线直线BC的解析式,设点P的横坐标为m,用m的代数式表示点P和点D的坐标,进而表示线段PD的长,建立二次函数求解即可;
(3)先求直线BE的解析式,再分三种情况:∠CNM=90°或∠CMN=90°或∠MCN=90°,根据相似三角形的判定和性质求解即可.
22.【答案】(1)解:由题意抛物线的顶点D(0,4),A(﹣2,0),设抛物线的解析式为y=ax2+4,
把A(﹣2,0)代入可得,
∴抛物线C的函数表达式为.
(2)解:①y=(x﹣2m)2﹣4.
②由,消去y得到x2﹣2mx+2m2﹣8=0,
由题意,抛物线C'与抛物线C在y轴的右侧有两个不同的公共点,
则有,解得,
∴满足条件的m的取值范围为.
(3)解:结论:四边形PMP'N能成为正方形.
理由:情形1,如图,作PE⊥x轴于E,MH⊥x轴于H.
由题意易知P(2,2),当△PFM是等腰直角三角形时,
四边形PMP'N是正方形,
∴PF=FM,∠PFM=90°,
∴∠FPE=∠MFH,
∴△PFE≌△FMH(AAS),
∴PE=FH=2,EF=HM=2﹣m,
∴M(m+2,m﹣2),
∵点M在y=﹣x2+4上,
∴m﹣2=﹣(m+2)2+4,解得m=﹣3或﹣﹣3(舍弃),
∴m=﹣3时,四边形PMP'N是正方形.
情形2,如图,四边形PMP'N是正方形,同法可得M(m﹣2,2﹣m),
把M(m﹣2,2﹣m)代入y=﹣x2+4中,2﹣m=﹣(m﹣2)2+4,
解得m=6或0(舍弃),
∴m=6时,四边形PMP'N是正方形.
综上,四边形PMP'N能成为正方形,m=﹣3或6.
【知识点】二次函数-动态几何问题;二次函数-特殊四边形存在性问题
【解析】【解答】 (1)、 解:由题意抛物线的顶点D(0,4),A(﹣2,0),设抛物线的解析式为y=ax2+4,把A(﹣2,0)代入可得,
∴抛物线C的函数表达式为.
(2)、 解:①∵将抛物线C绕点F旋转180°,得到新的抛物线C',
∴抛物线C'的顶点坐标为(2m,-4),
∴抛物线C'的解析式为y=(x﹣2m)2﹣4.
【分析】 (1)、设抛物线的解析式为y=ax2+4,把顶点D(0,4),A(﹣2,0),代入即可求出.
(2)、联立2个二次函数消去y得到x2﹣2mx+2m2﹣8=0,根据题意列出不等式求出m的取值范围.
(3)、 四边形PMP'N能成为正方形.理由:情形1,如图,作PE⊥x轴于E,MH⊥x轴于H.由题意易知P(2,2),当△PFM是等腰直角三角形时,证明△PFE≌△FMH(AAS),表示出M(m+2,m﹣2),点M在y=﹣x2+4上,求出m的值.
情形2,如图,四边形PMP'N是正方形,同法可得M(m﹣2,2﹣m),把M(m﹣2,2﹣m)代入y=﹣x2+4中,2﹣m=﹣(m﹣2)2+4,综上求出m的值.
23.【答案】(1)解:∵抛物线的对称轴,,
∴,
将代入直线,得,
解得,
∴直线的解析式为;
将代入,得
,解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:存在点,点M的坐标为或 或;
(3)解:如图,在上取点,使,连接,
∵,
∴,
∵,、
∴,
又∵,
∴,
∴,即,
∴,
∴当点C、P、F三点共线时,的值最小,即为线段的长,
∵,
∴,
∴的最小值为.
【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;圆-动点问题
【解析】【解答】解:(2)存在点,
∵直线的解析式为,抛物线对称轴与轴交于点.
∴当时,,
∴,
①当时,
设直线的解析式为,将点A坐标代入,
得,
解得,
∴直线的解析式为,
解方程组,
得或,
∴点M的坐标为;
②当时,
设直线的解析式为,将代入,
得,
解得,
∴直线的解析式为,
解方程组,
解得或,
∴点M的坐标为 或
综上,点M的坐标为或 或;
【分析】(1)根据抛物线的对称性易得点A、B的坐标,根据一次函数的性质,将已知点A的坐标代入,即可求出一次函数的表达式;根据待定系数法,列二元一次方程组,解方程组即可求出抛物线的表达式;
(2)根据直角三角形的直角的位置的不同,进行分类讨论;根据一次函数上点的特征,可求出点D的坐标;将点A的坐标代入直线AM和DM的解析式,即可求出直线AM和DM的函数表达式;根据一次函数与抛物线交点的关系,列方程组,即可求出点M的坐标;
(3)根据三角形相似的判定和性质,可得,即;根据两点之间线段最短的性质,可判断PC+PF取最小值时点P的位置;根据勾股定理即可求解.
24.【答案】(1)解:∵抛物线交轴于点和点,
∴将、坐标代入有,
解得
∴抛物线的表达式为;
(2)解:∵抛物线的表达式为,
∴,
设直线的解析式为
∵,,
∴
解得
∴直线的解析式为
∵为与轴交点,
∴,
∴,
∵四边形是平行四边形
∴且,且点在点下方,
∵且在轴上
∴,
∵,
∴,或,若为,,
∵,故,
若为,,
∵,此时,矛盾,舍去
综上,;
②最小值为
如图,设的解析式为
∵抛物线交轴于点,
∴点的坐标为,
将点,、,的坐标代入得
解得
∴的解析式为
与相交于点
∴
解得
所以点的坐标为设直线的解析式为
将点、的坐标代入直线的解析式得
解得
所以直线的解析式为
与相交于点
∴
解得,
∴点的坐标为
∴
,
∴,
当旋转到轴上时,此时最短,
∴,
∴.
故的最小值.
【知识点】三角形全等及其性质;平行四边形的性质;旋转的性质;二次函数与一次函数的综合应用;坐标系中的两点距离公式
【解析】【分析】(1)将点和点代入抛物线,可得关于字母a、b的方程组,求解得出a、b的值,从而求出抛物线的解析式;
(2) ①由和求出BQ的解析式,然后根据四边形是平行四边形以及且在轴上得到,再分类讨论求得点M和点E的坐标,进而求解;
②由,和,求出AM的解析式,得到点P的坐标为,进而求得BE的解析式,得到点的坐标为,然后根据两点间距离公式求出BP和HB的长,当旋转到轴上时,此时最短,此时,进而求出的最小值.
1 / 12024年中考数学精选压轴题之二次函数(二)
一、综合题
1.(2023·济宁)如图,直线交轴于点,交轴于点,对称轴为的抛物线经过两点,交轴负半轴于点.为抛物线上一动点,点的横坐标为,过点作轴的平行线交抛物线于另一点,作轴的垂线,垂足为,直线交轴于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若,当为何值时,四边形是平行四边形?
(3)若,设直线交直线于点,是否存在这样的值,使?若存在,求出此时的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)解:在直线中,当时,,当时,,
∴点,点,
设抛物线的解析式为,
把点,点代入可得,
解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:由题意,,
∴,
当四边形是平行四边形时,,
∴,
∴,,
设直线的解析式为,
把代入可得,
解得,
∴直线的解析式为,
又∵过点作轴的平行线交抛物线于另一点,且抛物线对称轴为,
∴
∴,
解得(不合题意,舍去),;
(3)解:存在,理由如下:
∵对称轴为x=,
设P点坐标为 (m,-m2+3m+4),
∴M点横坐标为: ×2-m=3-m,
∴N(m,0),M(3-m,-m2+3m+4),
①如图1,
∵MN=2ME,即E是MN的中点,点E在对称轴x=上,
∴E(,),
又点E在直线BC:y=-x+4,代入得:=+4,
解得:m=或(舍去),
故此时m的值为.
②如图2,设E点坐标为(n,-n+4),N(m,0),M(3-m,-m2+3m+4),
∵MN=2ME,
∴0-(-m2+3m+4)=2(-m2+3m+4+n-4)①,
∴3-m-m=2(n-3+m)②,
联立①②并解得:m =(舍去)或,
综上所述,m的值为或.
【知识点】平行四边形的判定与性质;一次函数图象与坐标轴交点问题;一次函数的性质;二次函数y=ax²+bx+c的图象;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【分析】(1)先根据一次函数与坐标轴的交点问题即可得到点B和点C的坐标,进而设抛物线的解析式为,将点B和点C的坐标代入即可求出抛物线的解析式;
(2)先根据题意得到,进而得到,当四边形是平行四边形时,,进而得到,从而即可表示点D和点N的坐标,进而设直线的解析式为,将点N代入即可得到,进而得到直线的解析式为,再根据题意表示出点M的坐标,进而即可求出m;
(3) 根据 MN=2ME,分E在MN内部与外部两种情况讨论,从而利用一次函数图象上点的特征计算求解.
2.(2024·仁和模拟) 如图,已知抛物线()与x轴交于点和点B,与y轴交于点C,对称轴为.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,若点P是线段上的一个动点(不与点B,C重合),过点P作y轴的平行线交抛物线于点Q,连接.当线段长度最大时,判断四边形的形状并说明理由;
(3)如图2,在(2)的条件下,D是的中点,过点Q的直线与抛物线交于点E,且.在y轴上是否存在点F,使得为等腰三角形?若存在,求点F的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)解:由题意得:
,
解得,
抛物线的表达式为;
(2)解:四边形为平行四边形;
理由如下:
当时,
,
解得:,,
,,
设直线的解析式为,则有
,
解得:
直线的解析式为,
轴,
,
可设点,,
,
当时,,
,
,
四边形为平行四边形;
(3)解:存在;理由如下:
如图,过点作轴交于点,交轴于,
,
,
由(2)得:当时,
,
,
是的中点,
,
同理可求,直线的解析式为,
当时,
,
解得:,
在直线上,
,
,
,
,
在和中
,
(),
,
,
,
同理可求,直线的解析式为,
联立抛物线与直线的解析式得:
,
解得:或,
设点,
,
,
,
①当时,
,
解得:,
为或,
②当时,
,
即:,
,
此方程无解,
故此种情况不存在;
③当时,
,
解得:,
;
综上所述:故点的坐标为或或.
【知识点】二次函数与一次函数的综合应用;二次函数-动态几何问题
【解析】【分析】(1)根据题意代入点即可求出二次函数的解析式;
(2)先根据二次函数与坐标轴的交点问题即可求出点B和点C的坐标,进而运用待定系数法即可求出直线BC的函数解析式,从而设点,,再表示出PQ,根据二次函数的最值即可得到PQ的最大值,从而结合题意根据平行四边形的判定即可求解;
(3)点作轴交于点,交轴于,先根据平行线的性质得到,由(2)得:当时,再求出点D和点Q的坐标,进而运用待定系数法求出直线PQ的函数解析式,再根据三角形全等的判定与性质证明得到,从而结合题意即可得到点G的坐标,再根据二次函数与一次函数的交点问题即可得到点E的坐标,设点,结合题意根据勾股定理即可得到,,,再分类讨论:①当时,②当时,③当时,进而即可求解。
3.(2018·泸州)如图,已知二次函数 的图象经过点A(4,0),与y轴交于点B.在x轴上有一动点C(m,0)(0(1)求a的值和直线AB的解析式;
(2)过点D作DF⊥AB于点F,设△ACE,△DEF的面积分别为S1,S2,若S1=4S2,求m的值;
(3)点H是该二次函数图象上位于第一象限的动点,点G是线段AB上的动点,当四边形DEGH是平行四边形,且 周长取最大值时,求点G的坐标.
【答案】(1)解:把点 代入,得
解得
函数解析式为:
设直线 解析式为
把 , 代入
解得
直线 解析式为:
(2)解:由已知,
点 坐标为
点 坐标为
轴
,
解得 , (舍去)
故 值为
(3)解:如图,过点 做 于点
由(2)
同理
四边形 是平行四边形
整理得:
,即
由已知
周长
时, 最大.
点坐标为 , ,此时点 坐标为 ,
当点 、 位置对调时,依然满足条件
点 坐标为 , 或 ,
【知识点】待定系数法求一次函数解析式;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;二次函数的实际应用-几何问题
【解析】【分析】(1) 把点 代入 二次函数 即可算出a的值,从而求出抛物线的解析式,根据抛物线与y轴交点的坐标特点求出B点的坐标,进而利用待定系数法即可求出直线AB的解析式;
(2)根据抛物线上点的坐标特点、点的坐标与图形的性质、直线上的点的坐标特点即可用同一个未知数的式子表示出D,E两点的坐标,AC的长度,DE的长度,根据平行线分线段成比例定理得出 ,然后证出,根据相似三角形面积的比等于相似比的平方,由 S1=4S2得出AE=2DE,从而列出方程,求解并检验即可求出m的值;
(3) 如图,过点 做 于点 , 由(2) , 同理 ,根据平行四边形的对边相等得出ED=HG,从而列出方程,求解得出 ,故,根据相似三角形对应边成比例得出 ,进而表示出EG,然后滚局平行四边形周长的计算方法建立出函数关系式,根据函数性质得出 时, 最大.从而求出n的值,得出G,E的坐标, 当点 、 位置对调时,依然满足条件 ,综上所述即可得出答案。
4.(2024·成都模拟)如图,直线分别交x轴,y轴于A,C两点,点B在x轴正半轴上.抛物线过A,B,C三点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)过点B作交y轴于点D,交抛物线于点F.若点P为直线下方抛物线上的一动点,连接交于点E,连接,求的最大值及最大值时点P的坐标;
(3)如图2,将原抛物线进行平移,使其顶点为原点,进而得到新抛物线,直线与新抛物线交于O,G两点,点H是线段的中点,过H作直线(不与重合)与新抛物线交于R,Q两点,点R在点Q左侧.直线与直线交于点T,点T是否在某条定直线上?若是,请求出该定直线的解析式,若不是,请说明理由.
【答案】(1)解:当时,则有,即;当时,则有;
∴,
∴,
解得:,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:由(1)可知抛物线解析式为,
当时,则有,解得:,
∴,
由可设直线的解析式为,把点代入得:,
∴直线的解析式为,
∴当时,则有,即,
连接,过点P作轴交于点M,如图所示:
设点,则,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,开口向下,
∴当时,则取得最大值,最大值为2,此时点P的坐标为;
(3)解:点T在某条定直线上,理由如下:
由题意可知平移后的二次函数解析式为,则联立方程得:,
解得:,
∴,
∵点H是线段的中点,
∴根据中点坐标公式可得:,即,
设点,直线的解析式为,则有:
,
解得:,
∴直线的解析式为,
代入点H得:,
∴,
同理可得直线的解析式为,
直线的解析式为,
联立上述两个函数表达式得:
,
解得:,
∴代入直线的解析式得,
∴,
设点T在直线,则有:
∴,即,
整理得:,
比较系数得:,
∴当时,无论m、n为何值时,都符合题设条件,
∴点T在定直线上.
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;二次函数与一次函数的综合应用;二次函数-动态几何问题
【解析】【分析】(1)先利用一次函数与坐标轴的交点求点A和点C 的坐标,再利用待定系数法可求解函数解析式;
(2)连接BC,作PM∥y轴交BD于点M,先求点B的坐标和直线BD的解析式,设点P的横坐标为a,用含a的代数式表示点P、点M的坐标,进而表示PM的长,建立二次函数,根据二次函数的性质可进行求解;
(3)根据抛物线平称的规律求出平移后的二次函数解析式,确定点G和点H的坐标,设点R的横坐标为n ,点Q的横坐标为m,用待定系数法求出直线RQ的解析式,直线RG的解析式为,直线的解析式,联立函数解析式求解即可。
5.(2024·剑阁模拟)如图,在平面直角坐标系中,抛物线交x轴于A(-1,0), B(3,0)两点,交y轴于点 C.
(1)求二次函数解析式;
(2)如图1,若在x轴上方的抛物线上存在一点 D,使得,求点 D 的坐标;
(3)如图2,平面上一点 E(3,2),过点E 作任意一条直线交抛物线于 P、Q两点,连接AP、AQ,分别交y轴于M、N两点,则OM与ON的积是否为定值 若是,求出此定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)解:设.
则
(2)解:抛物线的表达式为则点C(0, -3),
过A作AK⊥AC交 CD 于点K, 作 KH⊥x轴于点 H, 如图,
∵∠ACD=45° ,
∴△CAK 是等腰直角三角形,
∴AC=AK,
∵∠AOC=∠KHA=90°, ∠ACO=90° -∠OAC=∠KAH,
∴△OAC≌△HKA(AAS),
∴AH=CO=3, KH=OA=1,
∴K (2, 1),
设直线CD的解析式为y=kx-3,
∴2k-3=1,
∴k=2,
∴直线 CD 的解析式为y=2x-3,
联立
解得x=0(舍去) , 或x=4,
∴D(4, 5) :
(3)解: OM与ON的积是定值, 理由如下:
∵过点E(3, 2) 作一直线交抛物线于 P、Q两点,
设直线 PQ的解析式为y=ax+n, P(x1, y1) , Q(x2, y2) ,
∴2=3a+n,
∴n=2-3a,
∴直线 PQ 的解析式为y=ax+2-3a①,
∵抛物线解析式为
联立①②得:
如图2, 作 PS⊥x轴于点S, 作 QT⊥x轴于点T,
则△AMO∽△APS,
即
同理,
, 为定值.
【知识点】二次函数图象与坐标轴的交点问题;三角形全等的判定;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)设根据二次函数与坐标轴的交点问题结合题意即可求解;
(2)先根据二次函数与坐标轴的交点问题得到点C的坐标,过A作AK⊥AC交 CD 于点K, 作 KH⊥x轴于点 H,进而根据等腰直角三角形的判定与性质得到AC=AK,从而运用三角形全等的判定与性质证明△OAC≌△HKA(AAS)即可得到AH=CO=3, KH=OA=1,再结合题意运用待定系数法即可求出直线CD的函数解析式,从而根据二次函数与一次函数的交点问题结合题意即可求解;
(3)过点E(3, 2) 作一直线交抛物线于 P、Q两点,进而设直线 PQ的解析式为y=ax+n, P(x1, y1) , Q(x2, y2) ,从而得到直线 PQ 的解析式为y=ax+2-3a①,再根据一次函数与二次函数的交点问题结合题意得到作 PS⊥x轴于点S, 作 QT⊥x轴于点T,进而根据相似三角形的判定与性质代入运算得到OM,再相乘化简即可求解。
6.(2024九下·隆昌月考)如图,抛物线与x轴交于点A(,0)和点B(4,0),与y轴交于点C,顶点为D,连接AC,BC,BC与抛物线的对称轴l交于点E
(1)求抛物线的表达式;
(2)点P是第一象限内抛物线上的动点,连接PB,PC,若,求点P的坐标;
(3)点N是对称轴l右侧抛物线上的动点,在射线ED上是否存在点M,使得以点M,N,E为顶点的三角形与相似?若存在,直接写出点M的坐标;若不存在,说明理由。
【答案】(1)解:将A(,0)和点B(4,0)代入得:
解得
∴抛物线的表达式为:
(2)解:对,令,
∴点C的坐标为(0,4)
∵A(,0)和点B(4,0)
∴,
∴
∴
设直线BC的解析式为:,则
,解得
∴直线BC的解析式为:
如图,过点P作轴交直线BC于点H
∴
∴
设点P(x,),则点H(x,)
∴
解得:或
∴点P的坐标为(1,6)或(3,4)
(3)解:点M的坐标为(,)或(,4)或(,)
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;相似多边形;二次函数-动态几何问题
【解析】【解答】解:(3)对得:
∴点E的坐标为(,)
设点M(,)(),N(n,)()
∵B(4,0)和点C(0,4)
∴
∴是等腰直角三角形
∵与相似
∴是等腰直角三角形
如图,①当时,
∴ 解得或(舍去)
∴点M的坐标为(,)
②当时,
∴ 解得或(舍去)
∴点M的坐标为(,4)
③当时,
∴ 解得或(舍去)
∴点M的坐标为(,)
综上所述,点M的坐标为(,)或(,4)或(,)
【分析】()把点A和点B的坐标代入二次函数的解析式建立方程组,利用待定系数法即可求解;
()先求出点C的坐标和直线BC的解析式,再根据面积公式求的面积,过点P作PG⊥x轴,交BC 于点F,设点P的横坐标为t,用含t的代数式表示点P和点F的坐标,进面表示PF的长,利用的面积建立的方程,解方程即可求解;
()分三种情况:∠ENM=90°或∠NME=90°或∠MEN=90°,根据等腰直角三角形的性质,相似三角形的性质求解即可。
7.(2024九下·麻城期中) 如图,在平面直角坐标系中,抛物线 与x轴交于、两点, 点D是抛物线上横坐标为6的点. 点P在这条抛物线上,且不与A、D两点重合,过点P作y轴的平行线与射线交于点,过点Q作垂直于y轴,点F在点Q的右侧,且,以、为邻边作矩形.设矩形的周长为,点的横坐标为m.
(1)求这条抛物线所对应函数表达式.
(2)求这条抛物线的对称轴将矩形的面积分为1:2 两部分时m的值.
(3)①求d与m之间的函数关系式,
②根据d的不同取值,试探索点P的个数情况.
【答案】(1)解:把,、,代入,
,
解得,
∴;
(2)解:如图所示,设抛物线的对称轴交于点,
∵抛物线的对称轴为:,
∵这条抛物线的对称轴将矩形的面积分为两部分,
可得,,
∴或,
解得:或;
(3)解:①当时,,
∴点的坐标为,.
射线所对应的函数表达式为.
∴.
∴
当时,,
当时,,
②d的函数图象如图所示:
又,
由d的函数图象当时,点P的个数为0.
当时,点P的个数为3.
当时,点P的个数为2.
当时,点P的个数为1.
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;矩形的性质;二次函数与一次函数的综合应用;二次函数图象上点的坐标特征;二次函数y=ax²+bx+c的性质
【解析】【分析】(1)根据已知点的坐标直接利用待定系数法求解即可;
(2)设抛物线的对称轴交于点,根据(1)中的解析式,找出其对称轴为直线x=3,进而求得,根据对称轴将矩形的面积分为两部分可列方程或,求解即可,
(3)①先利用待定系数法求出直线的解析式为,则,进而分,两种情况讨论求解即可.②根据①的函数解析式画出函数图象,结合图象即可得出d的不同取值,点P的个数情况.
8.(2024九下·哈尔滨开学考)如图1,抛物线与轴交于A、B两点,与轴交于点,点的坐标是,点的坐标是.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图2,点是第四象限内抛物线上一点,连接PB交轴于点,设点的横坐标为,线段CE的长为,求与之间的函数关系式,并直接写出自变量的取值范围;
(3)如图3,点是第三象限内抛物线上一点,连接PD交轴于点,过点作于点,交轴于点,连接AD交BP于点,连接MN,若,时,求点的坐标.
【答案】(1)解:解得,抛物线的解析式为:
(2)解:作OR轴于,
,,
解得得,,,,
,
,
(3)解:作轴于,于K交y轴于
设,则,
,
,,
,又,
作AQ垂直于轴交BP于,则,
又,,
,,,
又,
,
,,
【知识点】相似三角形的判定与性质;锐角三角函数的定义;二次函数-动态几何问题
【解析】【分析】(1)将点A、点C的值代入 ,用待定系数法求出a、b的值即可求解;
(2)求出直线BP的解析式,再求出CO、OE的表达式,相加即可得到d与t的函数关系式;
(3)先作辅助线,作轴于,于K交y轴于,得到LF的表达式,再证明△AQN≌△AMN,得出AQ=AM,再求出△DGM∽△BAQ,利用锐角三角函数求出tan∠ABP,求出yp,即可求得点P.
9.(2024九下·岳池月考)如图,抛物线交轴于两点,交轴于点.
(1)求抛物线的函数解析式.
(2)点在线段上运动,过点作轴的垂线,与交于点,与抛物线交于点,连接,求四边形的面积的最大值.
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点,使得以点为顶点的三角形是直角三角形?若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)解:将代入,
得解得
抛物线的函数解析式为.
(2)解:,
,易得直线的函数解析式为,
.
设,则,
,
,
.
,且,
当时,四边形的面积最大,最大值为16.
(3)解:抛物线的对称轴为.
①当斜边为时,,
即,解得,
点的坐标为或;
②当斜边为时,,
即,解得,
点的坐标为;
当斜边为时,,
即,解得,
点的坐标为.
综上,点的坐标为或或或.
【知识点】二次函数与一次函数的综合应用;二次函数-动态几何问题;坐标系中的两点距离公式
【解析】【分析】 (1)根据题意代入点A和点C即可求解;
(2)先根据点A和点C的坐标结合待定系数法即可得到,易得直线的函数解析式为,进而即可得到,设,则,从而结合题意运用三角形的面积得到,再根据二次函数的最值即可求解;
(3)先根据题意求出二次函数的对称轴,,进而根据坐标系中两点间的距离公式的,进而运用勾股定理结合题意分类讨论:①当斜边为时,②当斜边为时,③当斜边为时,从而解方程即可求解。
10.(2024九下·文山月考)已知抛物线y=ax2+bx+3的顶点坐标为(﹣1,4),与x轴交于点A和点B,与y轴交于点C,点P为第二象限内抛物线上的动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,连接OP交BC于点D,当S△CPD:S△BPD=1:2时,请求出点D的坐标;
(3)如图2,点E的坐标为(0,﹣1),点G为x轴负半轴上的一点,∠OGE=15°,连接PE,若∠PEG=2∠OGE,请求出点P的坐标;
【答案】(1)∵抛物线y=ax2+bx+3的顶点坐标为(﹣1,4),
∴,
解得:,
∴抛物线解析式为y=﹣x2﹣2x+3;
(2)令y=0,得﹣x2﹣2x+3=0,
解得:x1=﹣3,x2=1,
∴A(1,0),B(﹣3,0),
令x=0,则y=﹣x2﹣2x+3=3,
∴C(0,3),
∴OB=OC=3,
∴BC=,∠CBO=45°,
∵S△CPD:S△BPD=1:2,设点P到BC的距离为h,
∴==,
∴BD=BC=,
过点D作DK⊥x轴于点K,则△BDK是等腰直角三角形,如图1,
∴DK=BK=BD=2,
∴OK=1,
∴D(﹣1,2);
(3)设直线PE交x轴于点H,
∵∠OGE=15°,∠PEG=2∠OGE=30°,
∴∠OHE=∠OGE+∠PEG=45°,
∴OH=OE=1,
∴H(﹣1,0),
设直线HE的解析式为y=k'x+b',
∴,
∴,
∴直线HE的表达式为y=﹣x﹣1,
联立,
解得 (舍去正值),
∴P(,).
【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-几何问题
【解析】【分析】(1)根据抛物线的顶点坐标为(﹣1,4),即可得,求出a,b值,即可求出抛物线的解析式;
(2)利用抛物线解析式求得A,B的坐标,进而得出∠CBO= 45°,根据已知得出BD的长,从而得点D到x轴的距离为2,即可得出点D的坐标;
(3)设直线PE交x轴于点H,利用三角形外角的性质得到∠OHE=45°,从而OH=OE=1,所以H(-1,0),利用待定系数法求得直线HE的表达式为y=-x-1,由解出x、y的值,即可求解.
11.(2024九下·花溪月考)如图所示,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点 A(-3,0)和点B(1,0),顶点为D.直线l与抛物线交于B,C两点,其中点C的坐标为(-2,-3).
(1)求抛物线和直线l的函数表达式.
(2)直线l与抛物线的对称轴交于点E,P为线段BC上一动点(点P不与点B,C重合),过点P作PF∥DE交抛物线于点F,设点P的横坐标为t.
①当t为何值时,四边形PEDF是平行四边形;
②设△BCF的面积为S,当t为何值时,S最大?最大值是多少?
【答案】(1)解:将A(-3,0),点B(1,0),点C(-2,-3)代入抛物线表达式可得
解得
即抛物线的表达式为y=x2+2x-3.
设直线l的表达式为y=kx+m,
将点B(1,0),点C(-2,-3)代入,得
解得
即直线l的表达式为y=x-1.
(2)解:由题意,可得抛物线y=x2+2x-3的对称轴为直线x=-1,顶点D(-1,-4),
则E(-1,-2),所以DE=2.
点P(t,t-1),-2①连接DF,如图①所示.
∵四边形PEDF是平行四边形,
∴DE=PF=2,即t-1-(t2+2t-3)=2,
化简可得t2+t=0,
解得t1=0,t2=-1(舍去).
即t=0,四边形PEDF是平行四边形.
②连接CF,BF,如图②所示.
由题意,得S△BCF=×PF×[1-(-2)],PF=t-1-(t2+2t-3)=-t2-t+2,
∴S△BCF=-t2-t+3=-(t+)2+.
∵-<0,开口向下,对称轴为直线t=-,
∴当t=-时,S△BCF面积最大,最大为.
【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;二次函数与一次函数的综合应用;二次函数-动态几何问题
【解析】【分析】(1)利用待定系数法求解析式即可;
(2)①根据平行四边形的性质可得, DE=PF ,得到关于t的方程求解;
②由题意可用t表示出 S△BCF,利用二次函数的性质求解即可.
12.(2024·德阳模拟)学习了二次函数后,我们发现抛物线的形状由二次函数的二次项系数决定.已知抛物线y=ax2﹣4ax﹣4(a>0).
(1)如图1,将抛物线y=ax2﹣4ax﹣4在直线y=﹣4下方的图象沿该直线翻折,其余部分保持不变,得到一个新的函数图象“W”.翻折后,抛物线顶点A的对应点A'恰好在x轴上,求抛物线y=ax2﹣4ax﹣4的对称轴及a的值;
(2)如图2,抛物线y=ax2﹣4ax﹣4(a>0)的图象记为“G”,与y轴交于点B;过点B的直线与(1)中的图象“W”(x>2)交于P,C两点,与图象“G”交于点D.
①当时,求证:PC=CD;
②当a≠1时,请用合适的式子表示(直接写结果).
【答案】(1)解:抛物线的对称轴为直线:x,即为x=2.
根据翻折可知点A的纵坐标为﹣8,即点A的坐标为(2,﹣8).
将点A的坐标代入抛物线表达式得:4a﹣8a﹣4=﹣8,
解得:a=1,
即抛物线的对称轴为直线x=2,a=1;
(2)解:∵a=1,
∴图象“W”的解析式为y;
①证明:当 时,图象“C”的解析式为 .
设直线BD的解析式为y=kx﹣4.
当 kx﹣4=x2﹣4x﹣4 时,
解得x=0或 x=4+k,
∴点C的横坐标为4+k.
当 kx﹣4=﹣x2+4x﹣4 时,
解得x=0(舍去)或 x=4﹣k,
∴点P的横坐标为 4﹣k.
当 时,
解得 x=0或 x=4+3k,
∴点D的横坐标为 4+3k.
如图1,作PM∥x轴,过点C作CM⊥x轴交PM于点M,
作 CN∥x轴,过点D作 DN⊥CN交CN于点N.
由各点横坐标可得:PM=4+k﹣(4﹣k)=2k,CN=4+3k﹣4﹣k=2k,
∴PM=CN.
∵PM∥x轴,CN∥x轴,
∴PM∥CN,
∴∠DCN=∠CPM.
∵DN⊥CN,CM⊥PM,
∴∠CMP=∠DNC=90°.
∴△CPM≌△DCN(ASA),
∴PC=CD.
② 为 .
【知识点】二次函数图象的几何变换;三角形全等的判定;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】【解答】解:(2)②解:当a>0且a≠1时,图象“G”的解析式为 y=ax2﹣4ax﹣4(a>0且a≠1).
由①可知点P的横坐标为 4﹣k,点C的横坐标为 4+k.
当 kx﹣4=ax2﹣4ax﹣4 (a>0且a≠1)时,解得:.
∴.点D的横坐标为 .
当0<a<1时,如图2,作PQ∥x轴,过点C作CQ⊥x轴,交PQ于点Q,过点D作DT⊥x轴交PQ于点T.
由各点的横坐标可知 PQ=4+k﹣(4﹣k)=2k,PT.
∵CQ⊥PQ,DT⊥PT,
∴CQ∥DT.
∴△CPQ∽△DPT.
则 .
当a>1时,如图3,作PQ∥x轴,过点C作CQ⊥x轴,交PQ于点Q,过点D作DT⊥x轴交PQ于点T.
由各点的横坐标可知 PQ=4+k﹣(4﹣k)=2k,PT,
∵CQ⊥PQ,DT⊥PT,
∴CQ∥DT,
∴△CPQ∽△DPT.
则.
综上所述,用含a的式子表示 为 .
【分析】(1)先求出二次函数的对称轴,进而根据折叠的性质可知点A的纵坐标为,即点A的坐标为,再结合题意即可求解;
(2)①根据三角形全等的判定与性质证明,进而即可求解;
②当且时,根据相似三角形的判定与性质证明得到,进而即可求解;当时,同理即可求解。.
13.(2023·广元)如图1,在平面直角坐标系中,已知二次函数的图象与x轴交于点,,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)已知为抛物线上一点,为抛物线对称轴上一点,以,,为顶点的三角形是等腰直角三角形,且,求出点的坐标;
(3)如图,为第一象限内抛物线上一点,连接交轴于点,连接并延长交轴于点,在点运动过程中,是否为定值?若是,求出这个定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)解:将点,,代入
得
解得:,
∴抛物线解析式为;
(2)解:∵点,,
∴抛物线的对称轴为直线:,
如图所示,设与交于点,过点作于点
∵以,,为顶点的三角形是等腰直角三角形,且,
∴,
∵,
∴,
∴,
设,则,
∴,
∵点在抛物线上
∴
解得:(舍去)或,
∴,
当点与点重合时,如图所示,
∵,是等腰直角三角形,且,
∴
此时,
综上所述,或;
(3)解:设,直线的解析式为,的解析式为,
∵点,,,
∴,
解得:,
∴直线的解析式为,的解析式为,
对于,当时,,即,
对于,当时,,即,
∵在抛物线上,则
∴
∴为定值.
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;等腰直角三角形;二次函数图象上点的坐标特征;三角形全等的判定-AAS
【解析】【分析】(1)利用待定系数法求抛物线解析式即可;
(2)由AB坐标求出对称轴为直线l:x=1, 设与交于点,过点作于点 ,分两种情况:①∠BFE=90°,且EF=BF,根据AAS证明,可得,设,则,DG=3+m,即得 , 将其代入可得关于m方程并解之,即得F(0,1),②且EF=BF, 利用直角三角形的性质可得GF=3,即得点F坐标;
(3)设,可求出直线的解析式为,的解析式为, 分别求出x时y值,即得, ,可得OM、ON的长,从而求出 的值,即可判断.
14.(2024九下·阳新月考)如图1,抛物线与轴交于A、B两点,与轴交于点,点的坐标是,点的坐标是.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图2,点是第四象限内抛物线上一点,连接交轴于点,设点横坐标为,线段的长为d,求d与之间的函数关系式,并直接写出自变量的取值范围;
(3)如图3,点是第三象限内抛物线上一点,连接交轴于点,过点作于点,交轴于点,连接交于点,连接,若,时,求点的坐标.
【答案】(1)解:∵抛物线与轴交于A、B两点,与轴交于点,点的坐标是,点的坐标是
∴把和分别代入,得
解得,
抛物线的解析式:;
(2)解:作轴于,
,
,
解得得,
,
,,
,
,
;
(3)解:作轴于,于K交y轴于
设
则,
,
,
即
,
,
又,
作垂直于轴交于,
则,
又,,
,
,
,
又,
,
,
,
.
【解析】【分析】(1)根据待定系数法,将点A和C的坐标代入函数,可得二元一次方程组,解方程组即可求得抛物线的解析式;
(2)根据两点间的距离公式,可得PR的代数式;根据抛物线上点的性质,解方程可得点B的坐标;根据三角函数的正切值的定义,列比例式,可得OE的代数式;根据线段的计算,可得d的值;
(3)根据线段的计算,可得OF和LF的值;据三角函数的正切值的定义,列比例式,可得n的值,进而可得点D的坐标;根据两点间的距离公式,可得AG的值;根据三角形全等的判定(ASA)和性质,可得AQ=AM;根据三角形相似的判定和性质,可得比例式,进而求出AM的值;据三角函数的正切值的定义,列比例式,可得t的值,将t的值代入抛物线即可得点P的坐标.
15.(2024·新邵模拟)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点和点,直线是对称轴.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)在直线上是否存在点,使?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)为第一象限内抛物线上的一个动点,且在直线右侧,连接,,过点作,垂足为,以点为圆心、作半径为的圆,与相切,切点为.若,且不经过点,求长的取值范围.
【答案】(1)解:设抛物线的表达式为:,
则;
(2)解:存在,理由:
由,则抛物线的顶点坐标为,如下图,
由点、、的坐标知,为等腰直角三角形,
以为圆心,以长为半径作圆,交抛物线对称轴于点,
此时,,
则,
则点的坐标为:;
根据图象的对称性,点关于的对称点也符合题意,
即点;
综上,点的坐标为:或;
(3)解:由(2)知,抛物线的对称轴为.
设,
∵,
∴,
连接,则,
∴,
过点作轴,垂足为,
则,
∴,
∵,
∴.
假设经过点,则有两种情况:
①如图,当点在点的上方,
∴,
∴,
解得,
∵,
∴.
②如图,当点在点的下方,
∴,
∴,
解得:,
∵,
∴,
综上所述,或,
∴当不经过点时,长的取值范围为:或或.
【知识点】圆的综合题;二次函数-动态几何问题
【解析】【分析】(1)根据点和点的坐标即可求解;
(2)先根据等腰直角三角形的判定与性质结合题意得到,以为圆心,以长为半径作圆,交抛物线对称轴于点,再运用勾股定理求出CD,从而即可求解;
(3)易得对称轴为.设,则,连接,则,根据勾股定理得到,过点P作轴,垂足为H,则,进而即可求出r,从而结合题意分类讨论:①当点M在点N的上方,;②当点M在点N的下方,,再结合题意解一元二次方程即可求解。
16.(2021·广元)如图1,在平面直角坐标系 中,抛物线 与x轴分别相交于A、B两点,与y轴相交于点C,下表给出了这条抛物线上部分点 的坐标值:
x … 0 1 2 3 …
y … 0 3 4 3 0 …
(1)求出这条抛物线的解析式及顶点M的坐标;
(2) 是抛物线对称轴上长为1的一条动线段(点P在点Q上方),求 的最小值;
(3)如图2,点D是第四象限内抛物线上一动点,过点D作 轴,垂足为F, 的外接圆与 相交于点E.试问:线段 的长是否为定值?如果是,请求出这个定值;如果不是,请说明理由.
【答案】(1)解:由表格数据可知,顶点坐标为(1,4)
设抛物线解析式为: ,
将点(0,3)代入解析式得:3=a+4,
∴ ,
∴抛物线解析式为: ,顶点坐标 .
(2)解:由表格可知,抛物线经过点A(-1,0),C(0,3),
如图3,将A点向上平移一个单位,得到 ,
则
∴四边形 是平行四边形,
∴ ,
作 关于MQ的对称点E,则
∴ ,
∴ ,
当P、E、C三点共线时, 最短,
设直线CE的解析式为: ,
将C、E两点坐标代入解析式可得: ,
∴ ,
∴直线CE的解析式为: ,
令 ,则 ,
∴当 时,P、E、C三点共线,此时 最短,
∴ 的最小值为 .
(3)解:是;
理由:设 ,
因为A、B两点关于直线x=1对称,
所以圆心位于该直线上,
所以可设 的外接圆的圆心为 ,
作 ,垂足为点N,则 ,
由 轴,
∴ ,
∵ ,且由表格数据可知
∴ ,
化简得: ,
∵点D是第四象限内抛物线上一动点,且抛物线解析式为 ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
即 的长不变,为1.
【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;二次函数与一次函数的综合应用;二次函数-动态几何问题
【解析】【分析】(1)根据顶点坐标 (1,4) 可设抛物线顶点式: , 将点(0,3)代入解析式可得结果;
(2) 由表格可知,抛物线经过点A(-1,0),C(0,3),将A点向上平移一个单位,得到 ,作 关于MQ的对称点E,则 当P、E、C三点共线时, 最短,根据点C、E坐标易得直线CE的解析式,由点P在对称轴上可得点P坐标,根据勾股定理可得结果;
(3)由抛物线的对称性可得圆心位于直线x=1上,设 的外接圆的圆心为 ,作 ,垂足为点N,则 、 , 由 可得e、p、q关系式,再根据点D在抛物线上可整理,即可得点E坐标,可得结果.
17.(2024九下·广水月考) 已知抛物线与轴相交于点,与轴相交于点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图1,点是抛物线的对称轴上的一个动点,当的周长最小时,求的值;
(3)如图2,取线段的中点,在抛物线上是否存在点,使?若存在,直接写出点坐标.
【答案】(1)解:∵抛物线与轴相交于点,
∴,
解得:,
∴抛物线解析式为;
(2)解:在,当时,,
∴,
∵抛物线解析式为,
∴抛物线的对称轴为直线
∵的周长等于,为定长,
∴当的值最小时,的周长最小,
∵关于对称轴对称,
∴
∴,
∴当三点共线时,的值最小,为的长,此时点为直线与对称轴的交点,
设直线的解析式为:,
∴,
解得:,
∴直线的解析式为,
当时,,
∴,
∵,
∴,,
∴;
(3)解:∵为的中点,
∴,
∴,
∵,
∴,
在中,,
∵,
∴,
①当点在点下方时:
过点作,交抛物线与点,则:,此时点纵坐标为,
设点横坐标为,
则:,
解得:,
∴或;
②当点在点上方时:设与轴交于点,
∴,
设,
∴,,
∴,
解得:,
∴,
同理可得的解析式为,
联立,解得:或,
∴或;
综上: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;二次函数与一次函数的综合应用
【解析】【分析】(1)将点A和B的坐标代入二次函数,列二元一次方程组,解方程组即可求出二次函数的解析式;
(2)根据二次函数与坐标轴交点的性质,可得点C的坐标;根据二次函数的性质,可得其对称轴;根据轴对称-最短距离,可以确定三角形PAC周长最小时PA+PC的值;将点B和C的坐标代入乙次函数,列二元一次方程组,解方程组即可求出直线BC的解析式;将点P的横坐标代入一次函数,可得点P的坐标;根据两点间的距离公式,可得PA和PC的值,进而可得PA与PC的比值;
(3)根据线段中点的性质,可得点D的坐标和OD的长;根据点B的坐标,可得OB的长;根据三角函数正切值的定义,可列比例式,进而可得∠QDB=∠OBD;根据点Q的位置不同,进行分类讨论;根据二次函数上点的性质,将点Q的纵坐标代入函数即可求出点Q的坐标.
18.(2024九下·荆州月考)如图,直线与x轴、y轴分别交于点B、点C,经过B,C两点的抛物线与x轴的另一个交点为A,顶点为P.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在该抛物线的对称轴上是否存在点Q,使以C,P,Q为顶点的三角形为直角三角形?若存在,求出所有符合条件的点Q的坐标;若不存在,请说明理由。
(3)将该抛物线在x轴上方的部分沿x轴向下翻折,图象的其余部分保持不变,翻折后的图象与原图象x轴下方的部分组成一个“M”形状的图象,若直线与该“M”形状的图象部分恰好有三个公共点,求b的值。
【答案】(1)解:由题意,对于直线,令,则,令,则,
∴点B、C的坐标分别为、.
∴.
∴.
∴抛物线的解析式为:;
(2)解:∵,
∴抛物线顶点P的坐标为,对称轴为直线
设,
又,
∴,,
当时,,
∴,
解得,,
∴点坐标为;
当时,则,
∴点坐标为;
当时,此时直角三角形不存在,
综上,点坐标为或;
(3)解:图象翻折后点P的对应点P的坐标为,
①当直线经过点B时,与该“M”形状的图象部分恰好有三个公共点,此时C,,B三点共线,b=-3;
②当直线与该“M”形状的图象在A,B两点之间(不包含点A)的部分只有一个交点时,直线与该“M”形状的图象部分恰好有三个公共点,
由题意得,向下翻折的那部分抛物线在翻折后的解析式为,
令,
∴,
即,
解得,
综上所述,b的值为或.
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;勾股定理;二次函数与一次函数的综合应用;二次函数的实际应用-几何问题;坐标系中的两点距离公式
【解析】【分析】(1)依据题意,求出B、C的坐标,将点B、C的坐标分别代入抛物线表达式,即可求解;
(2)求出抛物线的顶点坐标及对称轴,设,分三种情况讨论求解即可;
(3)依据题意,①当直线经过点B时,与该“M”形状的图象部分恰好有三个公共点,此时C,,B三点共线,b=-3;②当直线与该“M”形状的图象在A,B两点之间(不包含点A)的部分只有一个交点时,直线与该“M”形状的图象部分恰好有三个公共点,分别求解即可.
19.(2024·孝南模拟) 如图1,抛物线与x轴相交于、两点,与y轴交于点C,连接BC,抛物线顶点为点M.
(1)直接写出a,b的值及点M的坐标;
(2)点N为抛物线对称轴上一点,当最小时,求点N的坐标;
(3)平移直线BC得直线.
①如图2,若直线过点M,交x轴于点D,在x轴上取点,连接EM,求∠DME的度数.
②把抛物线在x轴下方图象沿x轴翻折得到新图象(如图3).当直线与新图象有两个公共点时,请直接写出n的取值范围.
【答案】(1)解:当时,,
∴,
设抛物线解析式为,
把代入,得:,
解得:,
∴,
∴,,点M的坐标为;
(2)解:由(1)得对称轴直线,
、两点关于直线对称,
∴点N为直线与直线的交点时,最小,
设直线解析式为,
把代入得,
解得,
∴直线解析式为,
当时,,
∴点N的坐标为;
(3)解:①直线解析式为,
直线平移后的解析式为,
把点M的坐标代入得,解得
∴直线的解析式为,
令,得,
解得:,
∴,
如图2,过点E作于F,过点M作轴于H,
则,
∴,,
在中,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
在中,,
∴,即;
②当直线与新图象有两个公共点时,n的取值范围为或.
【知识点】二次函数图象的几何变换;二次函数的最值;翻折变换(折叠问题);二次函数与一次函数的综合应用;解直角三角形—边角关系
【解析】【解答】解:(3)②∵,
把抛物线x轴下方图象沿x轴翻折得到新图象,如图,
则翻折后的图象的解析式为,
∵直线解析式为,
直线平移后的解析式为,
联立方程得,
整理得:,
当直线平移后与抛物线只有一个交点时,
,
解得:,
当直线平移后经过点时,,解得:,
∴当直线与新图象有两个公共点时,n的取值范围为或.
【分析】(1)知道抛物线与x轴两交点坐标,可设交点式,将C坐标代入即可求出抛物线解析式;将解析式写成顶点式即可写出M坐标;
(2)根据轴对称可得NA=BN,则AN+CN=CN+BN,由两点之间线段最短得到AN+CN≤BC,得到N为BC与对称轴的的交点;由B、C坐标用待定系数法求出直线BC解析式,对称为x=,则N的横坐标为,代入直线解析式即可得到N的坐标;
(3)①平行的直线的k值相等可得到m=,代入M坐标即可求出平移后直线DM解析式,当y=0时,求出x的值即可求出D的坐标,根据坐标特征可求出DH、MH的长度,根据勾股定理可得可求出DM长,利用正弦函数定义可得,代入即可求出DF的值;FM=DM-DF进而得到FM长,可得FM=EF,根据等腰直角三角形性质即可得到∠DME=45°;
②翻折后可由图形得到有两个公共点时有两种情况,一是在BC下方A上方,此时求出过A的直线解析式,即可得到,在BC下方,则;二是直线与翻折后的抛物线只有一个交点时,,根据根的判别式=0可求出n=,此时直线往上移动时,只有两个交点,即;综合即可得到n的取值范围或.
20.(2024·随州模拟)如图,抛物线经过,两点,于轴交于点,为第一象限抛物线上的动点,连接,,,,与相交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)设的面积为,的面积为,当时,求点的坐标;
(3)是否存在点,使,若存在,请求出点的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)解:∵抛物线经过,两点,
∴,
解得:,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:∵,
∴.
令,
则,
∴.
∵,,
∴,,
∴,
∴.
设,
∴,
∴或,
∴或
(3)解:存在,点的坐标是.
理由:过点作轴于点,
∵
∴.
∵,
∴.
∵,
∴.
∵,
∴,
∴.
设点,
∴,,
∴,
整理得,
解得或(不符合题意),
∴ .
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;相似三角形的判定与性质;二次函数-动态几何问题
【解析】【分析】(1)将,代入,利用待定系数法确定函数解析式;
(2)根据图形得到:,,即,设出P点坐标,根据坐标表示出三角形面积列出方程求解即可;
(3)过点作轴于点,根据得到,根据题意可推出,由相似三角形的性质列出比例式,即可解答.
21.(2024·南充模拟)如图,已知抛物线与x轴交于A(-1,0),B两点,与y轴交于点C(0,-3).
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点P是抛物线上位于第四象限内一动点,PD⊥BC于点D,求PD的最大值及此时点P的坐标;
(3)如图2,点E是抛物线的顶点,点M是线段BE上的动点(点M不与B重合),过点M作MN⊥x轴于N,是否存在点M,使△CMN为直角三角形 若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)解:由题意得:解得:.
则抛物线的解析式为:;
(2)解:过点P作PH⊥x轴于点H,交BC于点G
当y=0时,,解得x=-1或3,∴B(3,0)
设直线BC的解析式为:,则
解得:∴y=x-3
设点(0∴,
∵OB=OC,∴∠OBC=∠OCB=45°,∴∠BGH=45°
∴∠PGD=∠BGH=45°,∴.
∴当时,PD取得最大值为.此时.
(3)解:在EB上存在点M,使△CMN为直角三角形.
抛物线顶点E(1,-4),设直线BE的解析式为:
则解得:,∴y=2x-6.
设M(n,2n-6)(1≤n<3),
①∵∠CNM=90°-∠ONC,∴∠CNM<90°,不可能为直角;
②当∠CMN=90°时,则∠CMN=∠MNB=90° ∴轴,
则2n-6=-3,∴,∴.
③当∠MCN=90时,过点M作MF⊥y轴于点F.
∵∠MCF+∠NCO=90°,∠CNO+∠NCO=90°
∴∠MCF=∠CNO,又∠MFC=∠CON=90°,∴△MFC∽△CON
∴,∴,∴
解得:.
∵1≤n<3,∴不合题意,应舍去,∴
∴
综上所述,△CMN为直角三角形时,点M的坐标为:或.
【知识点】待定系数法求二次函数解析式;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;二次函数-动态几何问题;二次函数的实际应用-几何问题
【解析】【分析】(1)把点A和C的坐标代入函数的解析式,利用待定系数法求解即可;
(2)先求线直线BC的解析式,设点P的横坐标为m,用m的代数式表示点P和点D的坐标,进而表示线段PD的长,建立二次函数求解即可;
(3)先求直线BE的解析式,再分三种情况:∠CNM=90°或∠CMN=90°或∠MCN=90°,根据相似三角形的判定和性质求解即可.
22.(2024·霞山模拟)如图1,在平面直角坐标系xOy中,抛物线C:y=ax2+bx+c与x轴相交于A、B两点,顶点为D(0,4),AB=,设点F(m,0)是x轴的正半轴上一点,将抛物线C绕点F旋转180°,得到新的抛物线C'.
(1)求抛物线C的函数表达式;
(2)若抛物线C'与抛物线C在y轴的右侧有两个不同的公共点.
①抛物线C'的解析式为 ▲(用含m的关系式表示);
②求m的取值范围;
(3)如图2,P是第一象限内抛物线C上一点,它到两坐标轴的距离相等,点P在抛物线C'上的对应点为P',设M是C上的动点,N是C'上的动点,试探究四边形PMP'N能否成为正方形,若能,求出m的值;若不能,请说明理由.
【答案】(1)解:由题意抛物线的顶点D(0,4),A(﹣2,0),设抛物线的解析式为y=ax2+4,
把A(﹣2,0)代入可得,
∴抛物线C的函数表达式为.
(2)解:①y=(x﹣2m)2﹣4.
②由,消去y得到x2﹣2mx+2m2﹣8=0,
由题意,抛物线C'与抛物线C在y轴的右侧有两个不同的公共点,
则有,解得,
∴满足条件的m的取值范围为.
(3)解:结论:四边形PMP'N能成为正方形.
理由:情形1,如图,作PE⊥x轴于E,MH⊥x轴于H.
由题意易知P(2,2),当△PFM是等腰直角三角形时,
四边形PMP'N是正方形,
∴PF=FM,∠PFM=90°,
∴∠FPE=∠MFH,
∴△PFE≌△FMH(AAS),
∴PE=FH=2,EF=HM=2﹣m,
∴M(m+2,m﹣2),
∵点M在y=﹣x2+4上,
∴m﹣2=﹣(m+2)2+4,解得m=﹣3或﹣﹣3(舍弃),
∴m=﹣3时,四边形PMP'N是正方形.
情形2,如图,四边形PMP'N是正方形,同法可得M(m﹣2,2﹣m),
把M(m﹣2,2﹣m)代入y=﹣x2+4中,2﹣m=﹣(m﹣2)2+4,
解得m=6或0(舍弃),
∴m=6时,四边形PMP'N是正方形.
综上,四边形PMP'N能成为正方形,m=﹣3或6.
【知识点】二次函数-动态几何问题;二次函数-特殊四边形存在性问题
【解析】【解答】 (1)、 解:由题意抛物线的顶点D(0,4),A(﹣2,0),设抛物线的解析式为y=ax2+4,把A(﹣2,0)代入可得,
∴抛物线C的函数表达式为.
(2)、 解:①∵将抛物线C绕点F旋转180°,得到新的抛物线C',
∴抛物线C'的顶点坐标为(2m,-4),
∴抛物线C'的解析式为y=(x﹣2m)2﹣4.
【分析】 (1)、设抛物线的解析式为y=ax2+4,把顶点D(0,4),A(﹣2,0),代入即可求出.
(2)、联立2个二次函数消去y得到x2﹣2mx+2m2﹣8=0,根据题意列出不等式求出m的取值范围.
(3)、 四边形PMP'N能成为正方形.理由:情形1,如图,作PE⊥x轴于E,MH⊥x轴于H.由题意易知P(2,2),当△PFM是等腰直角三角形时,证明△PFE≌△FMH(AAS),表示出M(m+2,m﹣2),点M在y=﹣x2+4上,求出m的值.
情形2,如图,四边形PMP'N是正方形,同法可得M(m﹣2,2﹣m),把M(m﹣2,2﹣m)代入y=﹣x2+4中,2﹣m=﹣(m﹣2)2+4,综上求出m的值.
23.(2024九下·惠阳月考)如图,抛物线与轴交于两点,与轴交于点.抛物线的对称轴与经过点的直线交于点,与轴交于点.
(1)求直线及抛物线的表达式;
(2)在抛物线上是否存在点,使得是以为直角边的直角三角形 若存在,请直接写出所有点的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)以点为圆心,画半径为2的圆,点为上一个动点,请求出的最小值.
【答案】(1)解:∵抛物线的对称轴,,
∴,
将代入直线,得,
解得,
∴直线的解析式为;
将代入,得
,解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:存在点,点M的坐标为或 或;
(3)解:如图,在上取点,使,连接,
∵,
∴,
∵,、
∴,
又∵,
∴,
∴,即,
∴,
∴当点C、P、F三点共线时,的值最小,即为线段的长,
∵,
∴,
∴的最小值为.
【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;圆-动点问题
【解析】【解答】解:(2)存在点,
∵直线的解析式为,抛物线对称轴与轴交于点.
∴当时,,
∴,
①当时,
设直线的解析式为,将点A坐标代入,
得,
解得,
∴直线的解析式为,
解方程组,
得或,
∴点M的坐标为;
②当时,
设直线的解析式为,将代入,
得,
解得,
∴直线的解析式为,
解方程组,
解得或,
∴点M的坐标为 或
综上,点M的坐标为或 或;
【分析】(1)根据抛物线的对称性易得点A、B的坐标,根据一次函数的性质,将已知点A的坐标代入,即可求出一次函数的表达式;根据待定系数法,列二元一次方程组,解方程组即可求出抛物线的表达式;
(2)根据直角三角形的直角的位置的不同,进行分类讨论;根据一次函数上点的特征,可求出点D的坐标;将点A的坐标代入直线AM和DM的解析式,即可求出直线AM和DM的函数表达式;根据一次函数与抛物线交点的关系,列方程组,即可求出点M的坐标;
(3)根据三角形相似的判定和性质,可得,即;根据两点之间线段最短的性质,可判断PC+PF取最小值时点P的位置;根据勾股定理即可求解.
24.(2024·浙江模拟)如图,在平面直角坐标系中,抛物线交轴于点,交轴于点和点,点在第一象限的拋物线上,连接,与轴交于点.
(1)求拋物线表达式;
(2)点,点在轴上,点在平面内,若,且四边形是平行四边形.
①求点的坐标;
②设射线与相交于点,交于点,将绕点旋转一周,旋转后的三角形记为,求的最小值.
【答案】(1)解:∵抛物线交轴于点和点,
∴将、坐标代入有,
解得
∴抛物线的表达式为;
(2)解:∵抛物线的表达式为,
∴,
设直线的解析式为
∵,,
∴
解得
∴直线的解析式为
∵为与轴交点,
∴,
∴,
∵四边形是平行四边形
∴且,且点在点下方,
∵且在轴上
∴,
∵,
∴,或,若为,,
∵,故,
若为,,
∵,此时,矛盾,舍去
综上,;
②最小值为
如图,设的解析式为
∵抛物线交轴于点,
∴点的坐标为,
将点,、,的坐标代入得
解得
∴的解析式为
与相交于点
∴
解得
所以点的坐标为设直线的解析式为
将点、的坐标代入直线的解析式得
解得
所以直线的解析式为
与相交于点
∴
解得,
∴点的坐标为
∴
,
∴,
当旋转到轴上时,此时最短,
∴,
∴.
故的最小值.
【知识点】三角形全等及其性质;平行四边形的性质;旋转的性质;二次函数与一次函数的综合应用;坐标系中的两点距离公式
【解析】【分析】(1)将点和点代入抛物线,可得关于字母a、b的方程组,求解得出a、b的值,从而求出抛物线的解析式;
(2) ①由和求出BQ的解析式,然后根据四边形是平行四边形以及且在轴上得到,再分类讨论求得点M和点E的坐标,进而求解;
②由,和,求出AM的解析式,得到点P的坐标为,进而求得BE的解析式,得到点的坐标为,然后根据两点间距离公式求出BP和HB的长,当旋转到轴上时,此时最短,此时,进而求出的最小值.
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