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2025年九年级中考数学压轴题训练:二次函数综合(线段周长问题)
1.点 、、 的坐标为分别,抛物线经过这三点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点,是抛物线上的两个动点,且点 在直线 下方.
①如图1,过 点作轴的垂线,垂足为,交直线 于点,连接,,,猜想与的数量关系,并说明理由;
②如图2,点 在直线 上,且横坐标为,过点 作轴于点 ,求线段 长度的最大值.
2.在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,点D是抛物线的顶点,,连接.
(1)求抛物线的解析式.
(2)如图,点P是直线下方抛物线上一点,点A、E关于y轴对称,线段沿着射线平移.平移后的线段记为,当面积最大时,求的最小值.
(3)在(2)的基础上将抛物线沿射线方向平移个单位长度得新抛物线,在新抛物线上是否存在点Q,使?若存在,请直接出点Q的横坐标,若不存在,请说明理由.
3.如图,平面直角坐标系中,抛物线与轴交于,两点,交轴于点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图1,作过、两点所在的直线,点是直线下方抛物线上一动点,过点作于点.点是过点的直线上的一个动点,点是轴上一个动点,连接,当线段取得最大值时,求点的坐标及周长的最小值;
(3)如图2,作过、两点所在的直线,将抛物线沿射线方向平移个单位,在取得最大值的条件下,点为点平移后的对应点,过点作交轴于点,点为平移后抛物线上一点,若,请直接写出所有符合条件的点的坐标.
4.抛物线与轴负半轴交于点A,与x轴正半轴交于点B,与y轴交于点C,且.
(1)直接写出抛物线解析式;
(2)如图1,点为第二象限抛物线上一点,作于点,求的最大值及此时点的坐标;
(3)如图2,直线与抛物线交于两点,点坐标为,连接,分别与抛物线交于M,N两点,连接,求证:直线过定点.
5.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,并写出此时点P的坐标.
(3)在(2)的条件下,点N是x轴上一动点,求当N点坐标为 时,的值最小,最小值为 .
(4)在抛物线的对称轴上是否存在点,使得以点A、C、M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.
6.如图,直线与轴交于点,与轴交于点,抛物线经过、两点.
(1)求二次函数解析式;
(2)如图1,点在线段上方的抛物线上运动(不与、重合),过点作,交于点,作,交于点,交于点,求的周长的最大值;
(3)在(2)的结论下,连接,点是抛物线对称轴上的动点,在抛物线上是否存在点,使得以、、、为顶点的四边形是平行四边形?如果存在,请直接写出点的坐标;如果不存在,请说明理由.
(4)如图2,点的坐标是,将线段绕点逆时针旋转得到,旋转角为,连接、,求的最小值.
7.已知抛物线表示的二次函数的最大值是5.
(1)抛物线的对称轴是______,a的值是______.
(2)当时,二次函数的最大值是m,最小值是n,若,求t的值;
(3)如图,将抛物线先向右平移2个单位长度,再向下平移2个单位长度得到新抛物线,在x轴上存在点P,过点P作x轴的垂线,与直线交于点Q,与抛物线和抛物线分别交于点M,N,当时,求出点P的坐标.
8.已知抛物线与x轴交于A、B两点,点A在点B的左边,与y轴交于点.
(1)求抛物线表达式和点A、B的坐标;
(2)点P是第四象限抛物线上一点,线段与线段相交于点M,若,求点P的坐标:
(3)将抛物线向上平移,平移后新的抛物线顶点为点D,点C的对应点为点E.设直线与x轴正半轴交于点F,与线段交于点G,当时,求平移后抛物线的表达式.
9.在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,连接,.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)如图,点是抛物线上位于直线下方一动点,过点作轴的平行线交直线于点,点是轴上的一个动点,连接.当线段长度取得最大值时,求的最大值,及此时点的坐标;
(3)如图,将抛物线,先向右平移个单位长度,再像上平移个单位长度,得到新抛物线,点是新抛物线上一点,连接,当时,请求出点的坐标.
10.在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点A和点B,与y轴交于点C,顶点为
(1)请直接写出A、B、D三点坐标.
(2)如图1,点M是第四象限内抛物线上的一点,过点M作x轴的垂线,交直线于点N,求线段长度的最大值;
(3)如图2,若点P在抛物线上且满足,求点P的坐标.
11.在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于,B两点,与y轴交于点,点P是x轴上方抛物线上一动点,轴于点M,设点P的横坐标为m.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)如图1,当点P在第二象限时,连接交y轴于点D,若,求m的值;
(3)当点P不与抛物线的顶点重合时,过点P作x轴的平行线交抛物线于另一点Q,作轴于点N,四边形的周长记为l.
①求l关于m的函数解析式;
②当l随m的增大而增大时,请写出m的取值范围.
12.如图,抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,.抛物线的对称轴直线与经过点A的直线交于点D,与x轴交于点E.
(1)求抛物线的表达式;
(2)在抛物线上是否存在点M,使得是以为直角边的直角三角形?若存在,求出所有点M的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)若平面直角坐标系内一动点P满足,请求出的最小值.
13.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,连接,.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点是射线上方抛物线上的一动点,过点作轴,垂足为,交于点.点是线段上一动点,轴,垂足为,点为线段的中点,连接,.当线段长度取得最大值时,求的最小值;
(3)将该抛物线沿射线方向平移,使得新抛物线经过(2)中线段长度取得最大值时的点,且与直线相交于另一点.点为新抛物线上的一个动点,当时,求点的坐标.
14.如图,抛物线与轴交于点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)点是抛物线上一点,点是线段上一点,连接并延长交抛物线于点,若,求点的坐标;
(3)抛物线上是否存在点,使得?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由.
15.如图,抛物线与轴交于点,(点在点右侧),与轴交于点,直线经过点,,点为抛物线上一动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点在第一象限内直线上方的抛物线上运动,过点作垂直抛物线的对称轴于点,作于点,当时,求点的坐标;
(3)点在抛物线对称轴上运动,当点,关于直线对称时,请直接写出点的坐标.
16.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与直线交于点,.
(1)求该抛物线的函数表达式:
(2)点是直线下方抛物线上的一动点,过点作轴的平行线交于点,过点作轴的平行线交轴于点,求的最大值及此时点的坐标;
(3)在(2)中取得最大值的条件下,将该抛物线沿水平方向向左平移5个单位,点为点的对应点,平移后的抛物线与轴交于点为平移后的抛物线的对称轴上一点.在平移后的抛物线上确定一点,使得以点为顶点的四边形是平行四边形,直接写出所有符合条件的点的坐标.
17.如图,直线与x轴交于点A,与y轴交于点B,抛物线经过点A,B,与x轴的另一个交点为点C,连接.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图①,M是抛物线的对称轴上一点,连接,
若,求点M的坐标;
(3)如图②,P是直线上方抛物线上一动点,过点P作,交于点Q,求线段的最大值及此时点P的坐标.
18.在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,连接,.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)如图,点是抛物线上位于直线下方一动点,过点作轴的平行线交直线于点,点是轴上的一个动点,连接,当线段长度取得最大值时,求的最大值,及此时点的坐标;
(3)如图,将抛物线,先向右平移个单位长度,再像上平移个单位长度,得到新抛物线,点是新抛物线上一点,连接,当时,请求出点的坐标.
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《2025年九年级中考数学压轴题训练:二次函数综合(线段周长问题)》参考答案
1.(1)
(2)①,理由见解析;②
【分析】本题考查了二次函数的综合问题,面积问题以及线段最值问题,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键;
(1)待定系数法求解析式,即可求解;
(2)①先求得直线的解析式为,进而表示出,根据点的坐标求得到的距离,进而根据三角形的面积公式,即可求解;
②先求得直线的解析式,进而求得的长,根据二次函数的性质,即可求解.
【详解】(1)解:设抛物线的解析式为代入得,
解得:
∴抛物线的解析式为
(2)①,理由如下:
设直线的解析式为,代入,
∴
解得:
∴直线的解析式为
∵,轴,
∴,,
∴,,
∵,
∴点到的距离为,
∵,,,
∴到的距离为,
∴,,
∴;
②∵,,则,
设直线的解析式为
∴
解得:
∴
∵的横坐标为
∴
∵
∴当时的最大值为
2.(1)
(2)最小值为
(3)存在,点Q的横坐标为或.
【分析】(1)对于一元二次方程,根据二次函数和一元二次方程的关系,.由根与系数关系可得:,,得到,即可得到答案;
(2)设点P坐标为,从点P向x轴作垂线,H为垂足,交于点G.过点E作交y轴于点F.求出.得到.当时,点M坐标为,面积最大.得到的最小值为;
(3)点Q有两个位置和,分别在第三象限和第四象限,分情况进行解答即可.
【详解】(1)解:对于,令.
∴.
∴根据图象可知:点A坐标为,点B坐标为,点C坐标为.
对于一元二次方程,根据二次函数和一元二次方程的关系,.
由根与系数关系可得:,
∴.
∴抛物线的解析式为.
(2)设点P坐标为,从点P向x轴作垂线,H为垂足,交于点G.
过点E作交y轴于点F.
根据题意,为等腰直角三角形.
故直线相当于直线向下平移了4个单位长度,根据平移性质直线的解析式为:.
∴点G坐标为.
∵,,
.
∴.
当时,点M坐标为,面积最大.
此时点H与点E重合,点M与点G重合,
当点M坐标为时,为和为的中位线,点F坐标为,点N的轨迹在与射线平行的射线上.
作点C关于直线对称点,根据为等腰直角三角形,可得点坐标为.
∴.
∵,
∴四边形在平移时始终为平行四边形,.
∴.
对于,,.
∴.
∴的最小值为.
故面积最大时,的最小值为2.
(3)根据题意,则,故抛物线沿射线方向平移个单位长度得新抛物线.相当于抛物线y先向右平移2个单位长度,再向下平移4个单位长度得到.如图,
根据平移性质可得.
由(2)知.
,则.
在和中,,
∴.
∴.
∵,
∴直线相当于直线向左平移了2个长度单位,
∴直线的解析式为.
如图,点Q有两个位置和,分别在第三象限和第四象限:
①点是和新抛物线y′的交点,满足.
结合直线和新抛物线的解析式:.
解得或,
由于在第三象限,所以的横坐标为.
②作出点A关于的对称点,然后作轴,T为垂足,再连接交抛物线右侧于点.
这样根据轴对称的性质,.
设交于点R.
∵,
∴.,
∵,即,
把,,代入比例式解得:
.
在中, .
∴点的坐标为.
设直线的解析式为:,代入点P和点的坐标得:
,解得.
∴直线的解析式为:y.
结合抛物线可得: ,解得或.
由于点在第四象限,所以的横坐标为:.
综合①②可得,点Q的横坐标为或.
【点睛】此题考查了二次函数的图象和性质、二次函数和一元二次方程的关系、全等三角形的判定和性质、解直角三角形、勾股定理、函数的平移和对称等知识,分情况讨论是解题的关键.
3.(1)
(2)
(3)或
【分析】(1)利用的待定系数法求解即可;
(2)过点P作轴交于点Q,先求出点C的坐标,再求出直线的解析式,设,则,求出,根据平行线的性质可得,利用正弦的定义可得,利用勾股定理求出,从而得到的代数式,利用二次函数的性质即可求出的最大值,进而确定点P的坐标;作点P关于y轴的对称点,作点P关于直线的对称点,连接,由对称的性质得到,即可得到的周长为,当点四点共线时,有最小值,最小值为的长,再由对称的性质求出两点的坐标,即可求解;
(3)先求出平移后的抛物线解析式为:,过点K作轴的平行线,过点作轴的平行线,相交于点G,如图,分当点N在右侧和左侧两种情况讨论即可.
【详解】(1)解:根据题意得:,
解得:,
∴抛物线的表达式为:;
(2)解:过点P作轴交于点Q,
将代入:,则,
∴,
设直线的解析式为,
∵,则,解得:,
∴直线的解析式为,
设,则,
∴,
∵轴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴当时,有最小值,
此时,,
∴;
作点P关于y轴的对称点,作点P关于直线的对称点,连接,
则,
∴由对称的性质得,
∴的周长为,
当点四点共线时,有最小值,最小值为的长,
设,
∴的中点坐标为,
由对称的性质可得的中点坐标在直线直线上,
则,即,
∴,
∴,
由对称的性质得,即,
∴,整理得:,
解得:或(舍去),
∴,
∴,
∴周长的最小值为;
(3)解:∵,且,
∴将抛物线沿射线方向平移个单位,相当于将抛物线向右平移2个单位,再向上平移1个单位,
∵,
将抛物线向右平移2个单位,再向上平移1个单位后的解析式为:,
过点K作轴的平行线,过点作轴的平行线,相交于点G,
如图,当点N在右侧时,
∵,轴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∵,
由平移的方式得,
设,
∴,
∴,,
∴,
即,整理得:,
解得:或(点重合,舍去),
∴,
∴;
如图,当点N在左侧时,作点A关于y轴的对称点D,过点D作于点H,连接,
∴,
∴是等腰三角形,
∵,
∴(三线合一),
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,即,
∵,即,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,,
∴,即,
整理得:,
解得:或(点重合,舍去),
∴,
∴;
综上,符合条件的点的坐标为或.
【点睛】本题属于二次函数的综合题,难度很大,考查了待定系数法,二次函数的性质,锐角三角函数的应用,关键是做出合适的辅助线进行转化,清晰的分类讨论是解本题的关键.
4.(1)
(2)的最大值为,
(3)见解析
【分析】(1)对于函数,令,则,得到,根据,得到,,把点A,B的坐标代入抛物线,求出a,b的值,即可解答.
(2)过点D作轴交于点G,设(),待定系数法求得直线的解析式为,则,,
根据,得到,从而根据二次函数的性质即可解答;
(3)设,,,,得到直线,直线,直线,直线;根据直线过定点,得到①,根据直线过点,得到②,根据直线过点,得到③,由②得,由③得,代入①,得,即,因此直线,即当时,,得证直线过定点.
【详解】(1)解:对于函数,令,则,
∴,
∴,
∵,
∴,,
∴,,
∵抛物线过点,,
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为.
(2)解:过点D作轴交于点G,
设,
设过点,的直线的解析式为,
∴,
解得,
∴直线的解析式为,
∴,
∴,
∵在中,,,
∴,
,
∵轴,
∴,
∴,
∴在中,
,
∴当,有最大值,为,此时.
(3)解:设,,,
,
由,可得直线;
由,可得直线;
由,可得直线;
由,可得直线;
∵直线,
∴直线过定点,
把点代入直线,可得,即①,
∵直线过点,
∴,即②,
∵直线过点,
∴,即③,
由②得,
由③得,
代入①,得,
整理,得,
∴,
∴直线
,
∴当时,,
∴直线过定点.
【点睛】本题考查待定系数法求解析式,二次函数的图象及性质,一次函数的图象及性质,解直角三角形等,综合运用相关知识是解题的关键.
5.(1)
(2)四边形的面积最大为16;点P的坐标为
(3),
(4)点的坐标为或或或
【分析】本题主要考查了二次函数综合,熟练掌握用待定系数法求解函数解析式的方法和步骤,以及二次函数的图象和性质,是解题的关键.
(1)把,代入,求出b和c的值,即可得出函数解析式;
(2)易得,设,则,求出,则,根据四边形的面积,结合二次函数的增减性,即可解答;
(3)作C点关于x轴的对称点,连接与x轴相交于点N,此时的值最小,根据两点间距离公式即可求出的最小值,再求出直线的解析式为,即可得到点N的坐标;
(4)设,根据两点之间距离公式得出,,,然后分情况根据勾股定理列出方程求解即可.
【详解】(1)解:把,代入得:
,
解得:,
∴该二次函数的解析式;
(2)解:∵,,
∴,
∴,
设直线的解析式为,
代入得,,
解得,
∴直线的解析式为,
设,则,
∴,
∴,
∴四边形的面积,
∵,
∴当时,四边形的面积最大为16,此时点P的坐标为;
(3)解:作C点关于x轴的对称点,连接与x轴相交于点N,
此时的值最小,,
设直线的解析式为,则,
解得:,
则直线的解析式为,
令,
解得:,
此时点;
(4)解:设,
∵,,
∴,,,
当斜边为时,,
即,整理得:,
解得:;
当斜边为时,,
即,
解得:;
∴
当斜边为时,,
即,
解得:;
∴
综上:点的坐标为或或或.
6.(1)
(2)的周长的最大值为
(3)存在,或或
(4)
【分析】(1)由一次函数与坐标轴交点坐标特点求出、两点坐标,代入二次函数解析式即可求解;
(2)设 ,则可用表示出点、点坐标,由两点间的坐标公式,可用表示出周长,再证明 ,则由周长比等于相似比,即可表示出周长,将得到的式子配成顶点式并利用二次函数性质即可求解;
(3)由(2)可知、点坐标,则可分成为边和为对角线去求解即可;
(4)在轴上截取 ,连接 ,可证得:,则可得当、 、共线时,有最小值,且最小值为 ,再由勾股定理即可求解.
【详解】(1)解:直线与轴交于点,与轴交于点,
令,则;
令,则,
,
抛物线经过、两点,
,
解得: ,
;
(2)设,则 , ,
, ,
,
点在线段上方的抛物线上运动(不与、重合),
,
,
的周长为: ,
, ,
,
,
,
,
,
的周长为: ,,
时,的周长最大值为 ;
(3)存在点,或或;
由(2)可知: ,
此时可得: ,
,
抛物线的对称轴为: ,
则点的横坐标为,
,
,
设 ,
①当为平行四边形的边时,且点在点的左侧,
此时: ,
点先向右平移个单位,再向上平移个单位到,
则点先向右平移个单位,再向上平移个单位到,
点的横坐标为,
,
将其代入抛物线解析式得: ,
,
②当为平行四边形的边时,且点在点的右侧,
同理可知:将点先向右平移个单位,再向上平移个单位到,
此时 ,
代入抛物线解析式得: ,
,
③当为平行四边形对角线时,由中点坐标公式得:
,
,
代入抛物线解析式得: ,
综上所述:或或;
(4)在轴上截取 ,连接 ,
,
,
,
又 ,
,
,
,
,
当、 、共线时,有最小值,且最小值为 ,
在直角三角形中, ,
的最小值为 .
【点睛】本题考查了待定系数法求二次函数解析式,二次函数和三角形的综合问题,点到点的距离,相似三角形判定与性质,最值问题,平行四边形的存在性问题,熟练掌握基础知识并会综合应用,掌握分类讨论的数学思想方法,作辅助线构造相似三角形是解题关键.
7.(1)直线,
(2)
(3)或或
【分析】(1)由抛物线的对称轴为直线,即可求解;
(2)由(1)可知当时,y随x的增大而增大,则,;,,进而求解;
(3)根据两点距离公式求出,,然后根据即可求解.
【详解】(1)解:由题意得:
抛物线的对称轴为直线,
当时,,
解得:,
故答案为:直线,;
(2)解:由(1)知,抛物线的表达式为:,对称轴为直线,
当时,y随x的增大而增大,
∴当时,;当时,,
则,
解得:(正值已舍去);
(3)解:,
则,
设点,则点,则点、,
则,,
∵,
∴
解得:或,
即点P的坐标为:或或.
【点睛】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到绝对值的运用、二次函数的图象和性质,有一定的综合性,难度适中.
8.(1)
(2)
(3)
【分析】本题主要考查了二次函数综合题,此题涉及到待定系数法求函数解析式,二次函数的性质、三角形面积的计算、三角形相似等知识,熟练掌握以上知识是解题的关键.
(1)将点代入,求出的值,从而确定函数的解析式,再求、点坐标即可;
(2)求出,由题意得出直线的解析式,则可得出答案;
(3)证明,可以得到, 即,即可求解.
【详解】(1)解:由题意可知,,解得,
∴抛物线解析式为 ,
令则 ,
解得:或 ,
∵点在点的左边,
;
(2)解:∵点为线段的三等分点,
,
∴直线的解析式为,
令,
,
,
,
;
(3)解:作点轴于点,
设直线BC的解析式为,把点、的坐标代入得,
,解得,
∴直线的表达式为:,
设平移后的抛物线表达式为:,
则点, 点,
由点、的坐标得,直线的表达式为:,
设直线交轴于点, 则点,联立和的表达式得:,
解得:,
即点的横坐标为,
∵,
则,
∴即
解得:
则平移后抛物线的表达式为:.
9.(1)
(2)的最大值为,点的坐标为
(3)点的坐标为或
【分析】()利用待定系数法解答即可求解;
()先求得直线的解析式为,设,则,得出的关系式,进而得,作关于轴对称点,连接交轴于,,此时的值最大为,由轴对称的性质得,利用勾股定理即可求出,再利用待定系数法求出直线的解析式即可求出点的坐标;
()根据平移得出新抛物线的解析式,设直线与轴交于点,证明,,根据相似三角形的性 质得出的坐标,进而求得直线的解析式为,最后联立函数解析式即可求解.
【详解】(1)解:∵抛物线与轴交于,两点,
∴,
解得,
∴该抛物线的函数表达式为;
(2)解:设直线的解析式为,把,代入得,
,
解得,
∴直线的解析式为,
设,则,
∵点是抛物线上位于直线下方一动点,
∴,
∵,
∴当时,取得最大值为,此时点,
如图,作关于轴对称点,连接交轴于,,此时的值最大为,
∵,
∴,
∴,
∴,
即的最大值为,
设直线的解析式为,把,代入得,
,
解得,
∴直线的解析式为,
把代入,得,
∴,
∴当线段长度取得最大值时,的最大值为,此时点的坐标为;
(3)解:∵,
∴将抛物线,先向右平移个单位长度,再像上平移个单位长度,得到新抛物线的解析式为,
设直线与轴交于点,如图,
∵,,,
∴,,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
设直线的解析式为,把、代入得,
,
解得,
∴直线的解析式为,
联立函数解析式得,,
解得或,
∴点的坐标为或.
【点睛】本题考查了待定系数法求二次函数解析式,二次函数的几何应用,二次函数的平移,相似三角形的判定和性质,轴对称的性质,勾股定理,二次函数与一次函数的交点问题等,掌握二次函数的图象和性质是解题的关键.
10.(1)点A的坐标为,点B的坐标为,点D的坐标为;
(2)
(3)或
【分析】由抛物线,分别令,,则可确定抛物线与坐标轴的交点坐标,根据顶点坐标可确定点D的坐标;
设轴于点E,设,确定直线的解析式为,得到,继而得到,根据二次函数的最值可得结论;
确定直线的解析式为,然后分两种情况进行讨论即可.
【详解】(1)解:点A的坐标为,点B的坐标为,点D的坐标为;理由如下:
在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点A和点B,与y轴交于点C,
当时,得,
解得:或,
当时,得,
,,,
抛物线,
,
点A的坐标为,点B的坐标为,点D的坐标为;
(2)解:设轴于点E,设,如图1,
设直线的解析式为,将点B,点C的坐标代入得:
,
解得:,
直线的解析式为,
过点M作x轴的垂线,交直线于点N,
,
,
,
当时,线段的长度取得最大值,此时最大值为;
(3)解:设直线的解析式为,将点B,点D的坐标代入得:
,
解得:,
直线的解析式为,
①如图2,
,
∴,
设直线的解析式为,将点C的坐标代入得:,
直线的解析式为,
联立,
解得:或,
此时点P的坐标为;
②如图3,设交于点G,作射线交于点F,
,
,
,,
,
垂直平分,
点F是的中点,
点F的坐标是,即,
设直线的解析式为,过点,
,
,
直线的解析式为,
直线:与直线:交于点G,
联立,
解得:,
,
设直线的解析式为,将点C,点G的坐标代入得:
,
解得:,
直线的解析式为,
联立,
解得:或,
此时点P的坐标为;
综上所述,点P的坐标为或
【点睛】本题是二次函数综合题,考查了二次函数与坐标轴的交点,二次函数的最值,待定系数法确定函数解析式,平行线的判定,二次函数与一次函数的交点,等角对等边,中点坐标,垂直平分线的判定和性质等知识点.掌握二次函数的性质、确定二次函数与一次函数交点坐标的方法是解题的关键.
11.(1)
(2)
(3)①;②或
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)由题意可得,得到,设,则,根据,建立方程求出n的值,再根据,由题意可知,,求出,利用建立方程求解即可;
(3)①求出抛物线的对称轴为,分当时,当时两种情况,求出,即可解答;②根据二次函数的性质解答即可.
【详解】(1)解:根据题意,得
解得,;
抛物线的函数解析式为.
(2)解:当时,
解得.
,
.
轴,轴,
.
.
.
,
.
.
设,则.
,
.
解得.
.
由题意可知,,
.
.
解得, ,(不合题意,舍去)
.
(3)解:①抛物线的对称轴为,
如图2,当时,,
.
如图3,当时,,
.
②如图4所示,由图象可知或.
【点睛】本题考查了二次函数的综合题:熟练掌握二次函数图象上点的坐标特征、解直角三角形,二次函数的性质和矩形的性质;会利用待定系数法求二次函数的解析式;理解坐标与图形的性质;会运用分类讨论的思想解决数学问题.
12.(1)
(2)存在,或或;
(3)
【分析】(1)根据题意,可求出点的坐标,再运用待定系数法即可求解;
(2)根据直角三角形的性质,分类讨论:①当时;②当时;分别求出直线的解析式,再联立方程组求解即可;
(3)如图,在上取点,使,连接,可证,得,当点三点共线时,的值最小,运用勾股定理即可求解.
【详解】(1)解:在中,当,则,
∴,
∵,
∴,
∴将代入,得,
解得,
抛物线的解析式为;
(2)解:存在点,理由如下:
直线的解析式为,抛物线对称轴与轴交于点,
∴,
在中,当时,,
∴,
①当时,设直线交对称轴于点,
∵,,,
∴,轴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵,
∴,
∴△为等腰直角三角形,
∴,
∴点坐标为,
设直线的解析式为,将点坐标代入,得,
解得,
直线的解析式为,
联立,解得或,
∴点的坐标为;
②当时,
∵,,,
∴,轴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴,
∴当点M与点B重合时,满足是以为直角边的直角三角形,即此时点M的坐标为,
设直线的解析式为,将点坐标代入,得,
解得,
直线的解析式为,
联立,解得或,
∴点的坐标为或;
综上,点的坐标为或或;
(3)解:已知,以点为圆心,画半径为的圆,点为上一个动点,
如图,在上取点,使,连接,
,
∴,
,
,
又,
,
,即,
,
当点三点共线时且点P在上时,的值最小,即最小,最小值为线段的长的2倍,
在中,当时,,
∴,
,,
的最小值为.
【点睛】本题主要考查待定系数法求解析式,二次函数与特殊三角形,圆的基础知识,相似三角形的判定和性质,勾股定理,最短路径等知识的综合,掌握二次函数图象的性质,特殊三角形的性质,最短路径的计算方法是解题的关键.
13.(1)
(2)
(3)
【分析】(1)利用待定系数法即可求解;
(2)求得,利用待定系数法求得直线的解析式,设,求得最大,点,再证明四边形是平行四边形,得到,推出当共线时,取最小值,即取最小值,据此求解即可;
(3)求得,再利用平移的性质得到新抛物线的解析式,再分点Q在下方和上方两种情况讨论,计算即可求解.
【详解】(1)解:把,代入中得:,
解得,
∴抛物线的表达式为;
(2)解:在中,当时,则,
∴,
设直线的解析式为,
∴,
∴,
∴直线的解析式为,
设,则,
∴,
∵,
∴当,即时,有最大值,此时,
∴,
∴,,
∴,,
如图所示,连接,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∴,
∴当共线时,取最小值,即取最小值,
∵点为线段的中点,
∴,
∴,
∴的最小值为;
(3)解:由(2)得点的横坐标为,代入,得,
∴,
∵将该抛物线沿射线方向平移得到一个新的抛物线,且,
∴可设新抛物线由向左平移个单位,向下平移个单位得到,
∴新抛物线解析式为,
∵新抛物线经过点D,
∴,
解得或(舍去),
∴新抛物线解析式为,
联立,解得或,
∴;
同理可得直线解析式为;
过点作交抛物线于点,
∴,
同理求得直线的解析式为,
∵,
∴当点Q 在下方时,满足,
∴可设直线解析式为,
∴,
∴,
∴直线解析式为,
联立,解得或,
∴;
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵当点Q在上方时,,故此种情形不成立;
综上所述,.
【点睛】本题是二次函数综合问题,考查二次函数的图象及性质,待定系数法确定函数关系式,熟练掌握二次函数的图象及性质,轴对称的性质,直角三角形的性质,数形结合是解题的关键.
14.(1)
(2)点坐标为
(3)存在,点坐标为或
【分析】本题主要考查了抛物线和平行线,圆的知识的综合,掌握待定系数法求解析,二次函数与几何图形的综合运用,圆的基础知识,数形结合分析思想是解题的关键.
(1)用待定系数法,把点代入中,求出,即可得到表达式.
(2)过作的垂线,得对应线段成比例,再找出各坐标之间的关系,列方程,求点坐标.
(3)添加过三点的圆,利用度圆周角,得到度圆心角,利用勾股定理,找到各线段的长,求出半径,设的坐标,既在抛物线上又在圆上,列方程,求出的坐标.
【详解】(1)解:把点代入中,
∴,
解得,,
∴.
(2)解:作于,于,
当时,,
∴点坐标为,
设解析式为:,
,
解得,
∴,
∵,
∴,
∵于,于,
∴,
∴,
∴,
设点坐标为,
∴点坐标为,点坐标为,点坐标为,
∵点在抛物线上,
∴,
∴,
解得,
∴点坐标为.
(3)解:作过三点的圆,连接,作于,
∵,
∴,
∵,
又∵,
∴,
∴点坐标为,
∴,
∴,
设点坐标为,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,(不合题意舍去),,
∴,
∴,
∴,
∴点坐标为或.
15.(1)
(2)
(3)点的坐标为或
【分析】(1)先由一次函数求出,,再用待定系数法求出抛物线的解析式即可;
(2)过点P作轴交直线于点F,求出,得到,设点P的坐标为,则,得到,求出抛物线的对称轴为直线,得到,则,解方程求出答案;
(3)设对称轴与直线相交于点G,与x轴相交于点M,连接,分点P在直线上方和点P在直线下方两种情况分别画出图形,分别进行解答即可.
【详解】(1)解:当时,,解得,
当时,,
∴点,,
经过点,,
解得
抛物线的函数解析式为:
(2)过点P作轴交直线于点F,
∵
∴,
∵
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
设点P的坐标为,则,
∴,
∵,
∴抛物线的对称轴为直线,
∴,
∴,
解得(不合题意,舍去)
∴
(3)设对称轴与直线相交于点G,与x轴相交于点M,连接,
如图,当点P在直线上方时,
∵轴,
∴,
∵点,关于直线对称,
∴,
∴,
∴,
把代入得到,
则,
∴点P的纵坐标为1,
把代入得到,
解得(不合题意,舍去)
∴,
∴,
∴点Q的坐标为,
同理,如图,当点P在直线下方时,
∵,
∴点P的纵坐标为1,
把代入得到,
解得(不合题意,舍去),,
∴,
∴,
∴点Q的坐标为,
综上可知,点Q的坐标为或.
【点睛】此题考查了二次函数的图象和性质、轴对称的性质、待定系数法求函数解析式、一次函数和二次函数的交点问题、解直角三角形等知识,综合性强,分情况讨论是解题的关键.
16.(1)
(2)取得最大值,
(3)或或
【分析】(1)将点A,B的坐标代入抛物线中求出b,c即可;
(2)设交于,可得,求出直线的解析式,设,则,,表示出,然后根据二次函数的性质求出最值即可;
(3)根据平移的性质可得平移后抛物线解析式及点E、F坐标,设,,分情况讨论:①当为对角线时,②当为对角线时,③当为对角线时,分别根据对角线交点的横坐标相同列式计算即可.
【详解】(1)解:将点,代入得:,
解得:,
∴该抛物线的函数表达式为:;
(2)解:如图,设交于,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,,
∴,
设直线的解析式为,
则,解得:,
∴直线AB的解析式为,
设,则,,
∴,
∴当时,取得最大值,此时;
(3)解:由题意得:平移后抛物线解析式为,,
∴,
∵抛物线的对称轴为,
∴设,,
分情况讨论:
①当为对角线时,
则,
解得:,此时,
∴;
②当为对角线时,
则,即,
此时,
∴;
③当为对角线时,
则,即,
此时,
∴,
综上所述,点的坐标为:或或.
【点睛】本题考查了二次函数的综合应用,待定系数法,二次函数的图象和性质,一次函数的性质,二次函数的最值,二次函数图象的平移,平行四边形的性质等知识,解题的关键是学会用待定系数法求二次函数解析式,根据二次函数解析式求最大值以及利用平行四边形的性质列方程.
17.(1)抛物线的解析式为
(2)点M的坐标为
(3)线段的最大值为,点P的坐标为
【分析】(1)先求出两点的坐标,利用待定系数法求解即可;
(2)如图,以为圆心,为半径作圆,当点过上时,则,
得到,求出抛物线的对称轴为,设,建立方程求解即可;
(3)先求出点C的坐标,证明是等腰直角三角形,延长交y轴于点F,过点作y轴的平行线交于点H,过点Q作于点G,解直角三角形求出,当求最大值时,则取得最大值,求出直线的解析式为,设,则,求出,利用二次函数的性质即可解答.
【详解】(1)解:将代入,则,
令,解得:,
∴,,
把、的坐标代入得:
,解得:,
∴抛物线的解析式为:;
(2)解:如图,以为圆心,为半径作圆,
∵两点关于抛物线对称轴对称,即抛物线对称轴垂直平分,
∴,
当点过上时,则,
∴,
∵抛物线的对称轴为,,,
设,
∴,
解得:,
∴点M的坐标为;
(3)解:令,则,
解得:,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴是等腰直角三角形,即,
延长交y轴于点F,过点作y轴的平行线交于点H,过点Q作于点G,
∵轴,
∴,
∴,是等腰直角三角形,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
当求最大值时,则取得最大值,
设直线的解析式为,
将代入,则,解得:,
∴直线的解析式为,
设,则,
∴,
∵,
∴当时,有最大值,
此时,,,
∴线段的最大值为,点P的坐标为.
【点睛】主要考查了用待定系数法二次函数的解析式和二次函数的图象性质,圆周角定理,解直角三角形,勾股定理.要会利用数形结合的思想把代数和几何图形结合起来,利用点的坐标的意义表示线段的长度,从而求出线段之间的关系.
18.(1)
(2)的最大值为,此时点的坐标为
(3)点的坐标为或
【分析】本题主要考查了二次函数综合,相似三角形的性质与判定,一次函数与几何综合等等,正确作出辅助线并利用分类讨论的思想求解是解题的关键.
(1)抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,待定系数法求解析式,即可求解;
(2)先求得直线的解析式为.设,则,得出的关系式,进而得出当点,,三点在一条直线上时,取得最大值为,延长,交轴于点,得出为等腰直角三角形,进而得出点的坐标为;
(3)根据平移得出新抛物线的解析式,设直线与轴交于点,证明,,根据相似三角形的性质得出的坐标,进而求得直线的解析式为,联立抛物线解析式,即可求解.
【详解】(1)解:抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,
,
,
该抛物线的函数表达式为;
(2)设直线的解析式为,
,
,
直线的解析式为.
设,则,
点是抛物线上位于直线下方一动点,
,
,
当时,取得最大值为,此时点.
点是轴上的一个动点,
,
当点,,三点在一条直线上时,取得最大值为,
延长,交轴于点,如图,
则轴,
,,
,
,
,,
为等腰直角三角形,
,
为等腰直角三角形,
,
.
当线段长度取得最大值时,的最大值为,此时点的坐标为;
(3),
将抛物线,先向右平移个单位长度,再像上平移个单位长度,得到新抛物线的解析式为 .
设直线与轴交于点,如图,
,,,
,,,
,
,
,
,
,
,
,
.
,
,
,
,
,
.
设直线的解析式为,
,
,
直线的解析式为.
,
,.
点的坐标为或