第1章 二次函数 专题练习(含答案) 2024-2025学年湘教版数学九年级下册

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名称 第1章 二次函数 专题练习(含答案) 2024-2025学年湘教版数学九年级下册
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版本资源 湘教版
科目 数学
更新时间 2025-02-26 14:00:11

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第1章 二次函数专题一 求二次函数表达式的方法归类
 类型1 已知一点或两点坐标求二次函数表达式
1.已知抛物线y=mx2-2mx+m+4.若抛物线经过点(3,0),则该抛物线的表达式为 .
2.已知二次函数y=ax2+x+c(a≠0)的图象与y轴交于点A(0,4),与x轴交于点B,C,点C坐标为(8,0).求二次函数的解析式.
 类型2 已知任意三点用“一般式”求二次函数表达式
3.已知抛物线经过点A(2,3),B(4,3),C(6,-5),求抛物线的表达式.
 类型3 已知顶点(最值)用“顶点式”求二次函数表达式
4.已知一个二次函数的图象经过点(-4,-3),且当x=3时,函数的最大值为4,则这个二次函数的解析式为 .
5.如果一条抛物线的形状和开口方向都与y=-2x2+2相同,且顶点坐标是(4,-2),则它的解析式是 .
 类型4 已知与x轴的两个交点,设“交点式”求二次函数表达式
6.抛物线y=-x2+bx+c与x轴的两个交点分别为A(1,0),B(5,0).则这条抛物线对应的函数表达式 .
7.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c过点A(-1,0),且经过直线y=x-3与坐标轴的两个交点B,C.
(1)求抛物线的关系式;
(2)求抛物线的顶点坐标.
 类型5 利用图形变换,求二次函数表达式
8.已知抛物线y=-x2+4x-3,根据下列要求解决问题.
(1)若将抛物线先向右平移2个单位,再向下平移3个单位,则平移后抛物线的解析式为 ;
(2)将该抛物线向左平移,平移后的抛物线经过点(0,1),则平移后抛物线的解析式为 ;
(3)若经过平移后得到的抛物线的解析式为y=-x2-2x+2,则平移的方式为 .(写出一种即可)
专题二 二次函数的最值问题
 类型1 没有限定自变量的取值范围求最值
1.(台湾中考)甲、乙两个二次函数分别为y=(x+20)2+60,y=-(x-30)2+60,下列说法正确的是(   )
A.甲有最大值,且其值为x=20时的y值
B.甲有最小值,且其值为x=20时的y值
C.乙有最大值,且其值为x=30时的y值
D.乙有最小值,且其值为x=30时的y值
2.(眉山中考)定义运算:a b=(a+2b)·(a-b),例如4 3=(4+2×3)×(4-3),则函数y=(x+1) 2的最小值为(   )
A.-21 B.-9
C.-7 D.-5
 类型2 限定自变量的取值范围求最值或范围
3.函数y=x2+2x-3(-2≤x≤2)的最大值和最小值分别是(   )
A.5,-3 B.-3,-4
C.5,-4 D.-1,-4
4.已知二次函数y=-x2+2x+3,当x≥2时,y的取值范围是(   )
A.y≥3 B.y≤3
C.y>3 D.y<3
5.已知二次函数y=-x2+4x+3.
(1)求该函数图象的顶点坐标;
(2)当-1≤x≤3时,求y的取值范围.
 类型3 已知二次函数的最值,求待定系数的值或范围
6.已知二次函数y=(x-h)2+1(h为常数),在自变量x的值满足1≤x≤3的情况下,与其对应的函数值y的最小值为5,则h的值为(   )
A.3或5 B.-1或1
C.-1或5 D.3或1
7.已知抛物线y=x2-4x+3,当0≤x≤m时,y的最小值为-1,最大值为3,则m的取值范围为(   )
A.m≥2 B.0≤m≤2
C.2≤m≤4 D.m≤4
8.若当-4≤x≤2时,二次函数y=x2-mx+1(m>0)的最小值为0,求m的值.
专题三 二次函数的图象与字母系数的关系
#y=ax2+bx+c(a≠0)
开口方向 开口向上 a 0
开口向下 a 0
对称轴位置 对称轴为y轴 b 0
对称轴在y轴左侧 a与b 号
对称轴在y轴右侧 a与b 号
与y轴交点 过原点 c 0
与y轴交于正半轴 c 0
与y轴交于负半轴 c 0
与x轴交点 与x轴有唯一交点 b2-4ac 0
与x轴有两个交点 b2-4ac 0
与x轴没有交点 b2-4ac 0
判断a,b,c 相关的常见 代数式与零 的大小关系 a+b+c或 a-b+c 令x=1或-1, 看函数值
4a+2b+c或 4a-2b+c 令x=2或-2, 看函数值
9a+3b+c或 9a-3b+c 令x=3或-3, 看函数值
2a+b 看对称轴与直 线x=1的位置
2a-b 看对称轴与直线 x=-1的位置
1.(长沙岳麓区三模)已知二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,P1(x1,y1),P2(x2,y2)是函数图象上的两点,下列结论正确的是(   )
A.a+b+c<0
B.b+2a=0
C.x1>x2,则y1>y2
D.若y1=y2,则x1+x2=1
2.如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于点A,B,与y 轴交于点C,对称轴为直线x=-1.若点A的坐标为(-4,0),则下列结论正确的是(   )
第2题图
A.2a+b=0
B.4a-2b+c>0
C.x=2是关于x的一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的一个根
D.点(x1,y1),(x2,y2)在抛物线上,当x1>x2>-1时,y1<y2<0    
3.已知二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,有下列结论:①a>0;②b2-4ac>0;③4a+b=1;④不等式ax2+(b-1)x+c<0的解集为1<x<3,正确的结论个数是(   )
第3题图
A.1   B.2   C.3   D.4
4.已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴是直线x=1,且过点(-1,0),顶点在第一象限,其部分图象如图所示.给出以下结论:①ab<0;②4a+2b+c>0;③3a+c>0;④若A(x1,y1),B(x2,y2)(其中x1<x2)是抛物线上的两点,且x1+x2>2,则y1>y2.其中正确的是(   )
A.①②③
B.①③④
C.②③④
D.①②④
专题四 二次函数图象信息题
 类型1 由一个函数图象判断另一个函数图象
1.反比例函数y=的图象如图所示,则二次函数y=x2-kx+k的大致图象是(   )
A B C D
第1题图
2.(河南中考)二次函数y=ax2+bx的图象如图所示,则一次函数y=x+b的图象一定不经过(   )
第2题图
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
3.如图是一次函数y=kx+b的图象,则二次函数y=kx2+bx+2的图象可能为(   )
A B C D
第3题图
4.已知反比例函数y=(k≠0)在第一象限内的图象与一次函数y=-x+b的图象如图所示,则函数y=x2-bx+k-1的图象可能为(   )
第4题图
A B C D
 类型2 函数图象共存问题
5.一次函数y=ax-1(a≠0)与二次函数y=ax2-x(a≠0)在同一平面直角坐标系中的图象可能是(   )
A B C D
6.在同一平面直角坐标系中,反比例函数y=-(k≠0)与二次函数y=x2-kx-k的大致图象是(   )
A B C D
7.二次函数y=ax2+b与一次函数y=ax+b(a>b)在同一平面直角坐标系的图象为(   )
A B C D
8.如图,在同一平面直角坐标系中,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)与一次函数y=acx+b的图象可能是(   )
A B C D
专题五 二次函数与线段和面积相关的最值问题
(一)与线段相关的最值问题
 类型1 求线段之和最小值,线段之差最大值
(1)当两定点在定直线同侧时,在定直线上找一定点到这两点距离之和最小时,先同侧化异侧,再连接得定点;
(2)当两定点在定直线异侧时,在定直线上找一定点到这两点距离之差最大,先异侧化同侧,再连接得定点.
1.如图,抛物线y=x2-2x-3,经过点A,B,C.
(1)在抛物线的对称轴上找一点P,使PA+PC的值最小,并求出此时点P的坐标及PA+PC的最小值;
(2)在对称轴上找一点Q,使|QA-QC|的值最大,并求出此时点Q的坐标.
 类型2 求线段的最值
  遇求平行于y轴的线段最大时,先利用y上-y下建立二次函数模型,再求最值;不平行y轴的线段转化为平行于y轴的线段求解.
2.如图,二次函数y=-x2+2x+3的图象交x轴于A,B两点,交y轴于点C,P是线段BC上的一个动点,过点P作x轴的垂线,交抛物线于点M,当点P在第一象限内时,求线段PM长度的最大值.
(二)与面积相关的最值问题
3.(怀化中考)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx-8与x轴交于A(-4,0),B(2,0)两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的表达式及顶点坐标;
(2)点P为第三象限内抛物线上一点,连接PA,PC,AC,求△PAC面积的最大值及此时点P的坐标.
4.(永州二模)如图1,抛物线y=x2-4x与x轴相交于原点O和点A,直线y=x与抛物线在第一象限的交点为B点,抛物线的顶点为C点.
图1
(1)求点B和点C的坐标;
(2)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OB下方的抛物线上的动点,EF与直线OB交于点G.设△BFG和△BEG的面积分别为S1和S2,求的最大值.
     图2
专题六 抛物线与几何图形存在性问题
 类型1 抛物线与等腰三角形
1.如图,直线y=-3x+3与x轴、y轴分别交于点A,B.求:
(1)点A,B的坐标;
(2)在抛物线y=(x-2)2-1的对称轴上是否存在点P,使得以A,B,P为顶点的三角形为等腰三角形?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.
 类型2 抛物线与直角三角形
2.如图,抛物线y=-x2+bx+c与x相交于A,B两点,与y轴相交于点C,且点B与点C的坐标分别为B(3,0),C(0,3),点M是抛物线的顶点,点P为线段MB上一个动点,过点P作PD⊥x轴于点D,且OD=m.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在MB上是否存在点P,使△PCD为直角三角形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
 类型3 抛物线与平行四边形
3.(岳阳二模)如图,抛物线y=x2-2x-6与x轴交于点A,B,与y轴交于点C.
(1)请直接写出点A,B,C的坐标;
(2)点F是抛物线上的动点,作FE∥AC交x轴于点E,是否存在点F,使得以A,C,E,F为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请写出所有符合条件的点F的坐标;若不存在,请说明理由.
 类型4 抛物线与角相等的存在性问题
4.如图,直线y=-x+3与x轴,y轴分别交于B,C两点,抛物线y=-x2+bx+c经过B,C,与x轴另一交点为A,顶点为D.
(1)求抛物线的表达式;
(2)在抛物线的对称轴上是否存在一点P,使得∠APB=∠OCB?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.第1章 二次函数专题一 求二次函数表达式的方法归类
 类型1 已知一点或两点坐标求二次函数表达式
1.已知抛物线y=mx2-2mx+m+4.若抛物线经过点(3,0),则该抛物线的表达式为 y=-x2+2x+3 .
2.已知二次函数y=ax2+x+c(a≠0)的图象与y轴交于点A(0,4),与x轴交于点B,C,点C坐标为(8,0).求二次函数的解析式.
解:∵二次函数y=ax2+x+c的图象与y轴交于点A(0,4),与x轴交于点B,C,点C坐标为(8,0),
∴∴
∴二次函数的表达式为y=-x2+x+4.
 类型2 已知任意三点用“一般式”求二次函数表达式
3.已知抛物线经过点A(2,3),B(4,3),C(6,-5),求抛物线的表达式.
解:设抛物线的表达式为y=ax2+bx+c,把A(2,3),B(4,3),C(6,-5)代入得:
解得
∴抛物线的表达式为y=-x2+6x-5.
 类型3 已知顶点(最值)用“顶点式”求二次函数表达式
4.已知一个二次函数的图象经过点(-4,-3),且当x=3时,函数的最大值为4,则这个二次函数的解析式为 y=-x2+x+ .
5.如果一条抛物线的形状和开口方向都与y=-2x2+2相同,且顶点坐标是(4,-2),则它的解析式是 y=-2(x-4)2-2 .
 类型4 已知与x轴的两个交点,设“交点式”求二次函数表达式
6.抛物线y=-x2+bx+c与x轴的两个交点分别为A(1,0),B(5,0).则这条抛物线对应的函数表达式 y=-x2+6x-5 .
7.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c过点A(-1,0),且经过直线y=x-3与坐标轴的两个交点B,C.
(1)求抛物线的关系式;
(2)求抛物线的顶点坐标.
解:(1)易知直线y=x-3与坐标轴的两个交点坐标为B(3,0),C(0,-3),
设抛物线的解析式为y=a(x+1)(x-3),
将C(0,-3)代入,得a(0+1)(0-3)=-3,
解得a=1.
∴y=x2-2x-3.
(2)由(1)知:y=x2-2x-3=(x-1)2-4,
因此抛物线的顶点坐标为(1,-4).
 类型5 利用图形变换,求二次函数表达式
8.已知抛物线y=-x2+4x-3,根据下列要求解决问题.
(1)若将抛物线先向右平移2个单位,再向下平移3个单位,则平移后抛物线的解析式为 y=-(x-4)2-2 ;
(2)将该抛物线向左平移,平移后的抛物线经过点(0,1),则平移后抛物线的解析式为 y=-x2+1 ;
(3)若经过平移后得到的抛物线的解析式为y=-x2-2x+2,则平移的方式为 先向左平移3个单位,再向上平移2个单位 .(写出一种即可)
专题二 二次函数的最值问题
 类型1 没有限定自变量的取值范围求最值
1.(台湾中考)甲、乙两个二次函数分别为y=(x+20)2+60,y=-(x-30)2+60,下列说法正确的是( C )
A.甲有最大值,且其值为x=20时的y值
B.甲有最小值,且其值为x=20时的y值
C.乙有最大值,且其值为x=30时的y值
D.乙有最小值,且其值为x=30时的y值
2.(眉山中考)定义运算:a b=(a+2b)·(a-b),例如4 3=(4+2×3)×(4-3),则函数y=(x+1) 2的最小值为( B )
A.-21 B.-9
C.-7 D.-5
 类型2 限定自变量的取值范围求最值或范围
3.函数y=x2+2x-3(-2≤x≤2)的最大值和最小值分别是( C )
A.5,-3 B.-3,-4
C.5,-4 D.-1,-4
4.已知二次函数y=-x2+2x+3,当x≥2时,y的取值范围是( B )
A.y≥3 B.y≤3
C.y>3 D.y<3
5.已知二次函数y=-x2+4x+3.
(1)求该函数图象的顶点坐标;
(2)当-1≤x≤3时,求y的取值范围.
解:(1)∵y=-x2+4x+3=-(x-2)2+7,
∴顶点坐标为(2,7).
(2)∵-1≤x≤3中含有顶点(2,7),
∴当x=2时,y有最大值7,
∵2-(-1)>3-2,
∴当x=-1时,y有最小值为-2,
∴当-1≤x≤3时,-2≤y≤7.
 类型3 已知二次函数的最值,求待定系数的值或范围
6.已知二次函数y=(x-h)2+1(h为常数),在自变量x的值满足1≤x≤3的情况下,与其对应的函数值y的最小值为5,则h的值为( C )
A.3或5 B.-1或1
C.-1或5 D.3或1
7.已知抛物线y=x2-4x+3,当0≤x≤m时,y的最小值为-1,最大值为3,则m的取值范围为( C )
A.m≥2 B.0≤m≤2
C.2≤m≤4 D.m≤4
8.若当-4≤x≤2时,二次函数y=x2-mx+1(m>0)的最小值为0,求m的值.
解:∵y=x2-mx+1=(x-m)2+,
∴图象的对称轴为直线x=m,抛物线开口向上,
①当0<m≤2时,
当x=m时,y有最小值,y最小=-m2+1=0,解得m=,
②当m>2时,在-4≤x≤2时,y随x的增大而减小,
∴x=2时,y有最小值,y最小=(2-m)2+=0,
解得m=(不合题意,舍去),
综上,m=.
专题三 二次函数的图象与字母系数的关系
#y=ax2+bx+c(a≠0)
开口方向 开口向上 a > 0
开口向下 a < 0
对称轴位置 对称轴为y轴 b = 0
对称轴在y轴左侧 a与b 同 号
对称轴在y轴右侧 a与b 异 号
与y轴交点 过原点 c = 0
与y轴交于正半轴 c > 0
与y轴交于负半轴 c < 0
与x轴交点 与x轴有唯一交点 b2-4ac = 0
与x轴有两个交点 b2-4ac > 0
与x轴没有交点 b2-4ac < 0
判断a,b,c 相关的常见 代数式与零 的大小关系 a+b+c或 a-b+c 令x=1或-1, 看函数值
4a+2b+c或 4a-2b+c 令x=2或-2, 看函数值
9a+3b+c或 9a-3b+c 令x=3或-3, 看函数值
2a+b 看对称轴与直 线x=1的位置
2a-b 看对称轴与直线 x=-1的位置
1.(长沙岳麓区三模)已知二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,P1(x1,y1),P2(x2,y2)是函数图象上的两点,下列结论正确的是( B )
A.a+b+c<0
B.b+2a=0
C.x1>x2,则y1>y2
D.若y1=y2,则x1+x2=1
2.如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于点A,B,与y 轴交于点C,对称轴为直线x=-1.若点A的坐标为(-4,0),则下列结论正确的是( C )
第2题图
A.2a+b=0
B.4a-2b+c>0
C.x=2是关于x的一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的一个根
D.点(x1,y1),(x2,y2)在抛物线上,当x1>x2>-1时,y1<y2<0    
3.已知二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,有下列结论:①a>0;②b2-4ac>0;③4a+b=1;④不等式ax2+(b-1)x+c<0的解集为1<x<3,正确的结论个数是( C )
第3题图
A.1   B.2   C.3   D.4
4.已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴是直线x=1,且过点(-1,0),顶点在第一象限,其部分图象如图所示.给出以下结论:①ab<0;②4a+2b+c>0;③3a+c>0;④若A(x1,y1),B(x2,y2)(其中x1<x2)是抛物线上的两点,且x1+x2>2,则y1>y2.其中正确的是( D )
A.①②③
B.①③④
C.②③④
D.①②④
专题四 二次函数图象信息题
 类型1 由一个函数图象判断另一个函数图象
1.反比例函数y=的图象如图所示,则二次函数y=x2-kx+k的大致图象是( B )
A B C D
第1题图
2.(河南中考)二次函数y=ax2+bx的图象如图所示,则一次函数y=x+b的图象一定不经过( D )
第2题图
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
3.如图是一次函数y=kx+b的图象,则二次函数y=kx2+bx+2的图象可能为( C )
A B C D
第3题图
4.已知反比例函数y=(k≠0)在第一象限内的图象与一次函数y=-x+b的图象如图所示,则函数y=x2-bx+k-1的图象可能为( A )
第4题图
A B C D
 类型2 函数图象共存问题
5.一次函数y=ax-1(a≠0)与二次函数y=ax2-x(a≠0)在同一平面直角坐标系中的图象可能是( C )
A B C D
6.在同一平面直角坐标系中,反比例函数y=-(k≠0)与二次函数y=x2-kx-k的大致图象是( D )
A B C D
7.二次函数y=ax2+b与一次函数y=ax+b(a>b)在同一平面直角坐标系的图象为( C )
A B C D
8.如图,在同一平面直角坐标系中,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)与一次函数y=acx+b的图象可能是( B )
A B C D
专题五 二次函数与线段和面积相关的最值问题
(一)与线段相关的最值问题
 类型1 求线段之和最小值,线段之差最大值
(1)当两定点在定直线同侧时,在定直线上找一定点到这两点距离之和最小时,先同侧化异侧,再连接得定点;
(2)当两定点在定直线异侧时,在定直线上找一定点到这两点距离之差最大,先异侧化同侧,再连接得定点.
1.如图,抛物线y=x2-2x-3,经过点A,B,C.
(1)在抛物线的对称轴上找一点P,使PA+PC的值最小,并求出此时点P的坐标及PA+PC的最小值;
(2)在对称轴上找一点Q,使|QA-QC|的值最大,并求出此时点Q的坐标.
解:(1)∵抛物线y=x2-2x-3=(x+1)(x-3)=(x-1)2-4,
∴抛物线与x轴的交点为(-1,0),(3,0),对称轴为直线x=1,
∵点A,B关于抛物线的对称轴对称,
∴连接BC交抛物线对称轴于点P,此时PA+PC的值最小,如图所示.
设直线BC的解析式为y=kx-3,
代入B(3,0)得,0=3k-3,解得k=1,
∴直线BC为y=x-3,
当x=1时,y=x-3=1-3=-2,
∴点P的坐标为(1,-2),
∵BC===3,
∴PA+PC的最小值为3.
(2)连接AC并延长AC交抛物线对称轴于点Q,此时|QA-QC|的值最大,且|QA-QC|的最大值为线段AC的长,如图所示,设直线AC的解析式为y=ax-3,
代入A(-1,0)得,0=-a-3,解得a=-3,
∴直线AC为y=-3x-3,
当x=1时,y=-3x-3=-3×1-3=-6,
∴点Q的坐标为(1,-6).
 类型2 求线段的最值
  遇求平行于y轴的线段最大时,先利用y上-y下建立二次函数模型,再求最值;不平行y轴的线段转化为平行于y轴的线段求解.
2.如图,二次函数y=-x2+2x+3的图象交x轴于A,B两点,交y轴于点C,P是线段BC上的一个动点,过点P作x轴的垂线,交抛物线于点M,当点P在第一象限内时,求线段PM长度的最大值.
解:令y=0=-x2+2x+3,解得x1=-1,x2=3,
∴A(-1,0),B(3,0).
∵点C在y轴上,令x=0可得y=3,
∴C点坐标为(0,3),
∴可设直线BC的解析式为y=kx+3,
把B点坐标代入可得3k+3=0,解得k=-1,
∴直线BC的解析式为y=-x+3.
设P点的横坐标为m(m>0),则P(m,-m+3),M(m,-m2+2m+3),
∴PM=-m2+2m+3-(-m+3)=-m2+3m=-+,
∴当m=,PM有最大值.
(二)与面积相关的最值问题
3.(怀化中考)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx-8与x轴交于A(-4,0),B(2,0)两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的表达式及顶点坐标;
(2)点P为第三象限内抛物线上一点,连接PA,PC,AC,求△PAC面积的最大值及此时点P的坐标.
解:(1)∵抛物线y=ax2+bx-8与x轴交于A(-4,0),
B(2,0)两点,

解得
∴抛物线的表达式为y=x2+2x-8.
∵y=x2+2x-8=(x+1)2-9,
∴抛物线的顶点坐标为(-1,-9).
(2)∵抛物线y=x2+2x-8与y轴交于点C,
∴C的坐标为(0,-8).
设直线AC的表达式为y=mx+n,则解得
∴直线AC的表达式为y=-2x-8.
设P(t,t2+2t-8),过点P作PF∥y轴,交AC于点F,则F(t,-2t-8).
∴PF=-2t-8-(t2+2t-8)=-t2-4t,
∴S△PAC=S△PAF+S△PCF=PF·(t+4)+PF·(-t)=2PF=2(-t2-4t)=-2(t+2)2+8,
∵-2<0,
∴当t=-2时,S△PAC的最大值为8,此时点P的坐标为(-2,-8).
4.(永州二模)如图1,抛物线y=x2-4x与x轴相交于原点O和点A,直线y=x与抛物线在第一象限的交点为B点,抛物线的顶点为C点.
图1
(1)求点B和点C的坐标;
(2)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OB下方的抛物线上的动点,EF与直线OB交于点G.设△BFG和△BEG的面积分别为S1和S2,求的最大值.
    
图2
解:(1)∵抛物线y=x2-4x=(x-2)2-4,
∵a=1>0,
∴当x=2时,y有最小值-4,
∴C(2,-4).
∵直线y=x与抛物线在第一象限的交点为B点,
∴联立
解得或(舍去)
∴B(5,5).
(2)∵点B(5,5)与点E关于对称轴x=2对称,
∴E(-1,5),
如图,分别过点E,F作y轴的平行线,交直线OB于点M,N,
∴M(-1,-1),EM=6,
设F(m,m2-4m),则N(m,m),
∴FN=m-(m2-4m)=-m2+5m,
∵S1=FN(xB-xG),S2=EM(xB-xG),
∴===-( m-)2+,∴当m=时,的最大值为.
专题六 抛物线与几何图形存在性问题
 类型1 抛物线与等腰三角形
1.如图,直线y=-3x+3与x轴、y轴分别交于点A,B.求:
(1)点A,B的坐标;
(2)在抛物线y=(x-2)2-1的对称轴上是否存在点P,使得以A,B,P为顶点的三角形为等腰三角形?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(1)由y=-3x+3得,
当x=0时,y=3;
当y=0时,x=1;
∴A(1,0),B(0,3).
(2)存在点P.理由如下:
∵AO=1,BO=3,∴AB=.
设抛物线对称轴交x轴于点D,
∴P(2,m),D(2,0),
∴DA=1,PD=|m|,PA2=PD2+DA2=m2+1,PB2=(m-3)2+4.
①当PA=AB即PA2=AB2=10时,
∴m2+1=10,
解得m=±3,∴P(2,±3),
∵当P(2,-3)时,P,A,B在同一条直线上,不合题意舍去.
∴P1(2,3);
②当PB=AB即PB2=AB2=10时,(m-3)2+4=10,
解得m=3±.
∴P2(2,3+),P3(2,3-);
③当PA=PB即PA2=PB2时,
m2+1=(m-3)2+4,
解得m=2,∴P4(2,2).
综上所述,所求的点为P1(2,3),P2(2,3+),P3(2,3-),P4(2,2).
 类型2 抛物线与直角三角形
2.如图,抛物线y=-x2+bx+c与x相交于A,B两点,与y轴相交于点C,且点B与点C的坐标分别为B(3,0),C(0,3),点M是抛物线的顶点,点P为线段MB上一个动点,过点P作PD⊥x轴于点D,且OD=m.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在MB上是否存在点P,使△PCD为直角三角形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(1)把B(3,0),C(0,3)代入y=-x2+bx+c,解得
∴抛物线的解析式为y=-x2+2x+3.
(2)由(1)可知,直线BM的解析式为y=-2x+6,
∴P(m,-2m+6),D(m,0),C(0,3),
∴PD2=(-2m+6)2,PC2=m2+(-2m+3)2,DC2=m2+9;
当PD为斜边时,(-2m+6)2=m2+(-2m+3)2+m2+9;
解得m=3-3或m=-3-3(此时P不在线段MB上,舍去);
∴P(3-3,-6+12);
当PC为斜边时,m2+(-2m+3)2=(-2m+6)2+m2+9,
解得m=3(P与B重合,舍去);
当DC为斜边时,(-2m+6)2+m2+(-2m+3)2=m2+9;
解得m=3(舍去)或m=;
∴P;
综上所述,P的坐标为(3-3,-6+12)或.
 类型3 抛物线与平行四边形
3.(岳阳二模)如图,抛物线y=x2-2x-6与x轴交于点A,B,与y轴交于点C.
(1)请直接写出点A,B,C的坐标;
(2)点F是抛物线上的动点,作FE∥AC交x轴于点E,是否存在点F,使得以A,C,E,F为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请写出所有符合条件的点F的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(1)当x=0时,y=-6,
∴C(0,-6),
当y=0时,x2-2x-6=0,
∴x1=6,x2=-2,
∴A(-2,0),B(6,0);
图①
图②
(2)存在.如图①,
当四边形ACFE为平行四边形时,AE∥CF,
∵抛物线对称轴为直线x==2,
∴点F1的坐标为(4,-6),
如图②,
当四边形ACEF为平行四边形时,作FG⊥AE于G,
∴FG=OC=6,
当y=6时,x2-2x-6=6,
∴x1=2+2,x2=2-2,
∴F2(2+2,6),F3(2-2,6),
综上所述,F(4,-6)或(2+2,6)或(2-2,6).
 类型4 抛物线与角相等的存在性问题
4.如图,直线y=-x+3与x轴,y轴分别交于B,C两点,抛物线y=-x2+bx+c经过B,C,与x轴另一交点为A,顶点为D.
(1)求抛物线的表达式;
(2)在抛物线的对称轴上是否存在一点P,使得∠APB=∠OCB?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(1)直线y=-x+3与x轴,y轴分别交于B,C两点,则点B,C的坐标分别为(3,0),(0,3).
将点B,C的坐标代入二次函数表达式,
得解得
∴抛物线的表达式为y=-x2+2x+3.
(2)存在.令y=-x2+2x+3=0,
解得x1=-1,x2=3.
∴A(-1,0),又∵B(3,0),∴AB=4.
①当点P在x轴上方时,如图,∵OB=OC=3,
则∠OCB=∠APB=45°,过点B作BH⊥AP于点H,设PH=BH=m,则PA=PB=m.
在Rt△ABH中,AB2=AH2+BH2,
即16=(m-m)2+m2.
解得m2=8+4.
则yP==2+2;
②当点P在x轴下方时,yP=-(2+2).
故点P的坐标为(1,2+2)或(1,-2-2).