第三章 二次函数专题训练 二次函数图象与几何图形的关系(含答案)

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名称 第三章 二次函数专题训练 二次函数图象与几何图形的关系(含答案)
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资源类型 试卷
版本资源 鲁教版
科目 数学
更新时间 2020-10-20 21:53:16

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第三章 二次函数
专题训练 二次函数图象与几何图形的关系
一、二次函数图象与四边形的关系
1.(2019·包头)如图所示,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx+2(a≠0)与x轴交于A(-1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C,连接 BC.
(1)求该抛物线的解析式,并写出它的对称轴;
(2)点D为抛物线对称轴上一点,连接CD,BD,若∠DCB=∠CBD,求点D的坐标;
(3)已知F(1,1),若E(x,y)是抛物线上一个动点(其中1<x<2),连接CE,CF,EF,求△CEF面积的最大值及此时点E的坐标;
(4)若点N为抛物线对称轴上一点,抛物线上是否存在点M,使得以B,C,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出所有满足条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由。
2.(2019·齐齐哈尔)综合与探究:
如图所示,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A,B两点,与y轴交于C点,OA=2,OC=6,连接AC和BC.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点D在抛物线的对称轴上,当△ACD的周长最小时,点D的坐标为_____________;
(3)点E是第四象限内抛物线上的动点,连接CE和BE.求△BCE面积的最大值及此时点E的坐标;
(4)若点M是y轴上的动点,在坐标平面内是否存在点N,使以点A,C,M,N为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
二、二次函数图象与三角形的关系
3.(2019·娄底)如图所示,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点A(-1,0),点B(3,0),与x轴交于点C,且过点D(2,-3).点P,Q是抛物线y=ax2+bx+c上的动点。
(1)求抛物线的解析式;
(2)当点P在直线OD下方时,求△POD的面积的最大值;
(3)直线OQ与线段BC相交于点E,当△OBE与△ABC相似时,求点Q的坐标。
4.(2019·抚顺)如图所示,抛物线y=ax2+bx-3与x轴交于A(-1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C,点D是抛物线的顶点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点N是y轴负轴上的一点,且ON=,点Q在对称轴右侧的抛物线上运动,连接QO,QO与抛物线的对称轴交于点M,连MN,当MN平分∠OMD时,求点Q的坐标;
(3)直线BC交对称轴于点E,P是坐标平面内一点,请直接写出△PCE与△ACD全等时点P的坐标。
5.(2019·本溪)抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于A(-1,0),B(5,0)两点,顶点为C,对称轴交x轴于点D,点P为抛物线对称轴CD上的一动点(点P不与C,D重合).过点C作直线PB的垂线交PB于点E,交x轴于点F.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当△PCF的面积为5时,求点P的坐标;
(3)当△PCF为等腰三角形时,请直接写出点P的坐标.
6.(2019·成都)如图所示,抛物线y=ax2+bx+c经过点A(-2,5),与x轴相交于B(-1,0),C(3,0)两点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)点D在抛物线的对称轴上,且位于x轴的上方,将△BCD沿直线BD翻折得到△BC'D,若点C'恰好落在抛物线的对称轴上,求点C'和点D的坐标;
(3)设P是抛物线上位于对称轴右侧的一点,点Q在抛物线的对称轴上,当△CPQ为等边三角形时,求直线BP的函数表达式。
7.(2019·铁岭)如图1所示,抛物线y=ax2+bx+6与x轴交于点A(-2,0),B(6,0),与y轴交于点C,顶点为D,直线AD交y轴于点E.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图2所示,将△AOE沿直线AD平移得到△NMP;
①当点M落在抛物线上时,求点M的坐标;
②在△NMP移动过程中,存在点M使△MBD为直角三角形,请直接写出所有符合条件的点M的坐标。
参考答案
一、二次函数图象与四边形的关系
1.解:(1)将点A(-1,0), B(3,0)代入y=ax2+bx+2得a=-,b=,
∴y=-x2+x+2.∴对称轴为直线x=1;
(2)如图1所示,过点D作DG⊥y轴于点G,作DH⊥x轴于点H.
设点D(1,y),∵C(0,2) , B(3,0),
在Rt△CGD中,CD2=CG2+GD2=(2-y)2+1,
∴在Rt△BHD中, BD2=BH2+HD2=4+y2。
在△BCD中,∵∠DCB=∠CBD,∴CD=BD.∴CD2=BD2.
∴(2-y)2+1=4+y2.∴y=.∴点D的坐标为D(1,) ;
(3)如图2所示,过点E作EQ⊥y轴于点Q,过点F作直线FR⊥y轴于点R,过点E作EP⊥FR于点P,
∴∠ EQR=∠QRP=∠RPE=90?.∴四边形QRPE是矩形.
∵S△CEF =S矩形QRPE+S△COE-S△CRF-S△EFP ,E(x,y),C(0,2) , F(1,1),
∴S△CEF=EQ ? QR+EQ?QC-CR·RF-FP?EP
=x(y-1)+x(2-y)-×1×1-(x-1)(y-1)
∵y=,∴S△CEF=.
∵,当x=时,面积有最大值,y=。
此时点E的坐标为(,);
(4)存在点M使得以B,C,M,N为顾点的四边形是平行四边形,理由如下:
设N(1,n),M(x,y).
①四边形CMNB是平行四边形时,
,∴x=-2。∴点M的坐标为(-2,-);
②四边形CNBM是平行四边形时,
,∴点M的坐标为(2,2);
③四边形CNMB是平行四边形时,
,∴x=4,∴点M的坐标为(4,-).
综上所述,点M的坐标为(-2,-),(2,2)或(4,-).
2,解:(1):0A=2,0C=6,∴A(-2,0),C(0,-6)。
∵抛物线y=x2+bx+c过点A,C,∴,解得,
∴抛物线的解析式为y=;
(2)∵当y=0时,=0,解得x1=-2,x2=3,
∴B(3,0),抛物线的对称轴为直线x=。
∵点D在直线x=上,点A,B关于直线x=对称,∴xD=,AD=BD.
∴当点B,D,C在同一直线上时,C△ACD=AC+AD+CD=AC+BD+CD=AC+BC最小.
设直线BC的解析式为y=kx-6,∴3k-6=0,解得k=2.
∴y=2x-6.∴yD=2×-6=-5.∴点D的坐标为(,-5).
故答案为(,-5)。
(3)如图1所示,过点E作EG⊥x轴于点G,交直线BC与点F.
设E(t,t2-t-6)(0<t<3),则F(t,2t-6),
∴ EF=2t-6-(t2-t-6)=-t2+3t。
∴S△BCE=S△BEF+S△CEF=EF·BG+EF·OG=EF(BG+OG)=EF·OB=×3(-t2+3t)=.
∴当t=时,ABCE面积最大.∴yE=-.
∴点E的坐标为(,-)时,ABE的面积最大,最大值为。
(4)存在点N,使得以点A,C,M, N为顶点的四边形是菱形,理由如下:
∵A(-2,0) ,C(0,-6),∴AC==2.
①若AC为菱形的边长,如图2所示,
则MN//AC且MN=AC-2/10,
∴N1(-2,2), N2 (-2,-2),N3(2,0);
②若AC为菱形的对角线,如图3所示,则AN4//CM4,AN4=CN4.
设N4(-2,n),∴-n=.解得n=-.∴N4(-2,-).
综上所述,点N的坐标为(-2,2),(-2,-2),(2, 0)或(-2,-).
二、二次函数图象与三角形的关系
3,解:(1)设抛物线的解析式为y=a(x+1)(x-3),将点D的坐标代入得,a=1,
∴抛物线的解析式为y=x2-2x-3…①;
(2)设直线PD与y轴交于点G,设P(m,m2-2m-3).
设直线PD的解析式为y=kx+b,将点P,D的坐标代入得,
,解得,直线PD的解析式为y=mx-3-2m,则OG=3+2m.
∴S△POD=OG(xD-xP)=(3+2m)·(2-m)=-m2+m+3.
∵-1<0,故S△POD有最大值,当m=时,其最大值为;
(3)∵OB=OC=3,∴∠OCB=∠OBC=45?.
∵∠ABC=∠OBE,故△OBE与△ABC相似时,分为两种情况:
①当∠ACB=∠BOQ时,AB=4, BC=3,AC=,
如图2所示,过点A作AH⊥BC于点H.
S△ABC = AH. BC=AB. OC,解得AH=2.
∵sin∠ACB=,∴tan ∠ACB=2.
则直线OQ的解析式为y=-2x…②,联立①②并解得x=±,
∴Q1(,-2),Q2 (-3,2);
②当 ∠BAC=∠BOQ时,tan ∠BAC==3=tan∠BOQ,
则点Q(n,-3n),则直线0Q的解析式为y=-3x…③,
联立①③并解得x=.∴Q3(,),Q4(,)。
综上所示,当△OBE与△ABC相似时,点Q的坐标为(,-2),(-3,2),(,)或(,)。
4,解: (1)∵抛物线y=ax2+bx-3经过A(-1,0),B(3,0)两点,
∴,解得.∴抛物线的解析式为y=x2-2x-3;
(2)如图所示,设对称轴与x轴交于点H.
∵MN平分∠OMD,∴∠OMN=∠DMN.又∵DM//ON,∴∠DMN=∠MNO.
∴∠MNO=∠OMN.∴OM=ON=.
在Rt△OMH中,∠OHM=90?,OH=1,∴HM=.
∴M1(1,1)时,直线OM1的解析式为y=x.由题意得,x=x2-2x-3.
解得,.
∵点Q在对称轴右侧的抛物线上运动,∴yQ=,∴Q1(,)。
②当M2(1,-1)时,直线OM2的解析式为y=-x,
同理可求:Q2(,)。
综上所述,点Q的坐标为(,)或(,);
(3)由题意得,A(-1,0),C(0,-3),D(1,-4),
∴AC=,AD=2,CD=.
∵直线BC经过B(3,0),C(0,-3),∴直线BC的解析式为y=x-3.
∵抛物线的对称轴为x=1,而直线BC交对称轴于点E,
∴E(1,-2).∴CE=.设P点坐标为(x,y),
则CP2=x2+(y+3)2, EP2=(x-1)2+(y+2)2.
∵CE=CD,若△PCE与△ACD全等,分两种情况讨论:
①若PC=AC, PE-AD,即△PCE≌△ACD,
∴,解得或.
∴点P的坐标为P1(-3,-4), P2(-1,-6);
②若PC=AD, PE=AC,即△PCE≌△ADC.
∴,解得,或.
∴点P的坐标为P3(2,1), P4(4,-1).
综上所述,点P的坐标为(-3,-4),(-1,-6),(2,1)或(4,-1).
5,解: (1)抛物线的解析式为y=-(x+1)(x-5) =。
(2)抛物线的对称轴为x=2,顶点C的坐标为(2,2),
设点P(2,m),将点P,B的坐标代入一次函数表达式y=kx+b,
得,解得.∴一次函数表达式为y=.
∵CE⊥PE,故直线CE表达式中的k值为。
将点C的坐标代入一次函数表达式,得,
令y=0,x=,∴F(,0).
∴S△PCF=。解得m=5或-3.
点P的坐标为(2,-3)或(2,5);
(3)由(2)得,F(,0).
CP2=(2-m)2, CF2=()2+4,PF2=()2+m2.
①当CP=CF时,(2-m)2=()2+4,解得m=0(舍去)或;
②当CP=PF时,解得m=;
③当CF=PF时,解得m1=-2,m2=2(舍去)。
综上所述,点P的坐标为(2,) . (2,-2),(2,)或( 2,)
6、解:(1)由题意得,,解得.
∴抛物线的函数表达式为y=x2-2x-3;
(2)∵抛物线与x轴交于B(-1,0),C(3,0),∴BC=4,抛物线的对称轴为直线x=1.
如图1所示,设抛物线的对称轴与 轴交于点H,则点H的坐标为(1,0) , BH=2.
由翻折得,C'B=CB=4,
在Rt△BHC'中,由勾股定理得, C'H===2,
∴点C'的坐标为(1,2), tan∠C'BH=.∴∠C'BH=60?.
由翻折得,∠DBH=∠C'BH=30?,
在Rt△BHD中, DH=BH·tan∠DBH=2? tan30°=。
∴点D的坐标为(1,);
(3)如图2所示,取(2)中的点C', D,连接C'C.
∵BC'=BC.∠C'BC=60?,∴△C'CB为等边三角形,分类讨论如下:
①当点P在x轴的上方时,点Q在x轴上方,连接BQ,C'P.
∵△PCQ,△C'CB为等边三角形,∴CQ=CP,BC=C'C, ∠PСQ= ∠C'СВ =60?。
∴∠BCQ=∠C'CP。∴△BCQ≌△C'CP (SAS).∴BQ=C'P.
∵点Q在抛物线的对称轴上,∴BO=CQ。∴C'Р=CQ=СР.又∵BC'=BC,
∴BP垂直平分CC'.由翻折得,BD垂直平分CC'.∴点D在直线BP上。
设直线BP的函数表达式为y=kx+b,
则,解得。∴直线BP的函数表达式为。
②当点P在x轴的下方时,点Q在x轴下方,如图3所示。
∵△PCQ,△C'CB为等边三角形,∴CP=CQ. BC=CC',∠CC'B=∠QCP=∠C'CB=60?。
∴∠BCP=∠C'CQ.∴△ВCP≌△C'CQ(SAS).∴∠CBP=∠C'CQ.
∵ BC'=CC',C'H⊥BC,∴∠CC'Q=∠CC'В =30?.∴∠CBP=30?.
设BP与y轴相交于点E,在Rt△BOE中, OE=OB . tan∠CBP=OB ? tan30?=1×=,
∴点E的坐标为(0,-).
设直线BP的函数表达式为y=mx+n,则.解得。
直线BP的函数表达式为。
综上所述,直线BP的函数表达式为或。
7,解:(1)设抛物线的解析式为y=a(x+2)(x-6)=a(x2-4x-12)=ax2-4ar-12a,
-12a=6,解得a=-,
∴抛物线的解析式为y=-x2+2x+6;
(2)∵y=-x2+2x+6=-(x-2)2+6,∴顶点D的坐标为(2,6)。
将点A,D的坐标代入一次函数解析式y=mx+n,
得,解得。故直线AD的解析式为y=2x+4
设点N(n,2n+4),∵MN=OA=2,则点M(n+2,2n+4).
①将点M的坐标代入抛物线解析式得,2n+4=--(n+2)2+2(n+1)+6,解得n=-2±2,
故点M的坐标为(2,4)或(-2,-4);
②点M(n+2,2n+4),点B,D的坐标分别为(6,0),(2,8),
则BD2=(6-2)2+82=80,MB2=(n-4)2+(2n+4)2,MD2=n2+(2n-4)2。
当∠BMD为直角时,由勾股定理得,80=(n-4)2+(2n+4)2+2+(2n-4)2,
解得,。
当∠MBD为直角时,n2+(2n-4)2=80+(n-4)2+(2n+4)2,解得n=-4。
当∠MDB为直角时,(n-4)2+(2n+4)2=80+n2+(2n-4)2,解得n=。
∴点M的坐标为(-2,-4),(,)(,)或(,)。
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