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2021全国中考数学真题分类汇编--函数与几何(压轴题1)
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这是一份2021全国中考数学真题分类汇编--函数与几何(压轴题1),共89页。试卷主要包含了 ., …都是“雁点”., 已知二次函数.等内容,欢迎下载使用。
2021全国中考真题分类汇编(函数)
----函数与几何(1)
1. (2021•湖北省武汉市)抛物线y=x2-1交x轴于A,B两点(A在B的左边).
(1)□ACDE的顶点C在y轴的正半轴上,顶点E在y轴右侧的抛物线上.
①如图(1),若点C的坐标是(0,3),点E的模坐标是,直接写出点A,D的坐标;
②如图(2),若点D在抛物线上,且□ACDE的面积是12,求点E的坐标;
(2)如图(3),F是原点O关于抛物线顶点的对称点,不平行y轴的直线l分别交线段AF,BF(不含端点)于G,H两点,若直线l与抛物线只有一个公共点,求证FG+FH的值是定值.
2. (2021•湖南省衡阳市)在平面直角坐标系中,如果一个点的横坐标与纵坐标相等,则称该点为“雁点”.例如(1,1),(2021,2021)…都是“雁点”.
(1)求函数y=图象上的“雁点”坐标;
(2)若抛物线y=ax2+5x+c上有且只有一个“雁点”E,该抛物线与x轴交于M、N两点(点M在点N的左侧).当a>1时.
①求c的取值范围;
②求∠EMN的度数;
(3)如图,抛物线y=﹣x2+2x+3与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),P是抛物线y=﹣x2+2x+3上一点,连接BP,以点P为直角顶点,构造等腰Rt△BPC,是否存在点P,使点C恰好为“雁点”?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
3. (2021•怀化市)如图所示,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,且OA=2,OB=4,OC=8,抛物线的对称轴与直线BC交于点M,与x轴交于点N.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P是对称轴上的一个动点,是否存在以P、C、M为顶点的三角形与△MNB相似?若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)D为CO的中点,一个动点G从D点出发,先到达x轴上的点E,再走到抛物线对称轴上的点F,最后返回到点C.要使动点G走过的路程最短,请找出点E、F的位置,写出坐标,并求出最短路程.
(4)点Q是抛物线上位于x轴上方的一点,点R在x轴上,是否存在以点Q为直角顶点的等腰Rt△CQR?若存在,求出点Q的坐标,若不存在,请说明理由.
4. (2021•湖南省邵阳市)如图,在平面直角坐标系中,抛物线C:y=ax2+bx+c(a≠0)经过点(1,1)和(4,1).
(1)求抛物线C的对称轴.
(2)当a=﹣1时,将抛物线C向左平移2个单位,再向下平移1个单位,得到抛物线C1.
①求抛物线C1的解析式.
②设抛物线C1与x轴交于A,B两点(点A在点B的右侧),与y轴交于点C,连接BC.点D为第一象限内抛物线C1上一动点,过点D作DE⊥OA于点E.设点D的横坐标为m.是否存在点D,使得以点O,D,E为顶点的三角形与△BOC相似,若存在,求出m的值;若不存在,请说明理由.
5. (2021•岳阳市)如图,抛物线经过,两点,与轴交于点,连接.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)如图2,直线:经过点A,点为直线上的一个动点,且位于轴的上方,点为抛物线上的一个动点,当轴时,作,交抛物线于点(点在点的右侧),以,为邻边构造矩形,求该矩形周长的最小值;
(3)如图3,设抛物线的顶点为,在(2)的条件下,当矩形的周长取最小值时,抛物线上是否存在点,使得?若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
6. (2021•株洲市)已知二次函数.
(1)若,,求方程的根的判别式的值;
(2)如图所示,该二次函数的图像与轴交于点、,且,与轴的负半轴交于点,点在线段上,连接、,满足 ,.
①求证:;
②连接,过点作于点,点在轴的负半轴上,连接,且,求的值.
7. (2021•江苏省连云港)如图,抛物线与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,已知.
(1)求m的值和直线对应的函数表达式;
(2)P为抛物线上一点,若,请直接写出点P的坐标;
(3)Q为抛物线上一点,若,求点Q的坐标.
8. (2021•江苏省苏州市)如图,二次函数y=x2﹣(m+1)x+m(m是实数,且﹣1<m<0)的图象与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),且在对称轴上,OD⊥BD,OC=EC,连接ED并延长交y轴于点F
(1)求A、B、C三点的坐标(用数字或含m的式子表示);
(2)已知点Q在抛物线的对称轴上,当△AFQ的周长的最小值等于时,求m的值.
9. (2021•宿迁市) 如图,抛物线与轴交于A(-1,0),B(4,0),与轴交于点C.连接AC,BC,点P在抛物线上运动.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图①,若点P在第四象限,点Q在PA的延长线上,当∠CAQ=∠CBA45°时,求点P的坐标;
(3)如图②,若点P在第一象限,直线AP交BC于点F,过点P作轴的垂线交BC于点H,当△PFH为等腰三角形时,求线段PH的长.
10. (2021•江苏省扬州)如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图像与x轴交于点.、,与y轴交于点C.
(1)________,________;
(2)若点D在该二次函数的图像上,且,求点D的坐标;
(3)若点P是该二次函数图像上位于x轴上方的一点,且,直接写出点P的坐标.
11. (2021•山东省聊城市)如图,抛物线y=ax2+x+c与x轴交于点A,B,与y轴交于点C,已知A,C两点坐标分别是A(1,0),C(0,﹣2),连接AC,BC.
(1)求抛物线的表达式和AC所在直线的表达式;
(2)将ABC沿BC所在直线折叠,得到DBC,点A的对应点D是否落在抛物线的对称轴上,若点D在对称轴上,请求出点D的坐标;若点D不在对称轴上,请说明理由;
(3)若点P是抛物线位于第三象限图象上的一动点,连接AP交BC于点Q,连接BP,BPQ的面积记为S1,ABQ的面积记为S2,求的值最大时点P的坐标.
12. (2021•山东省泰安市)二次函数y=ax2+bx+4(a≠0)的图象经过点A(﹣4,0),B(1,0),与y轴交于点C,点P为第二象限内抛物线上一点,连接BP、AC,交于点Q,过点P作PD⊥x轴于点D.
(1)求二次函数的表达式;
(2)连接BC,当∠DPB=2∠BCO时,求直线BP的表达式;
(3)请判断:是否有最大值,如有请求出有最大值时点P的坐标,如没有请说明理由.
【分析】(1)利用待定系数法即可求出答案;
(2)设BP与y轴交于点E,设OE=a,则CE=4﹣a,BE=4﹣a,运用勾股定理可求得a=,得出E(0,),再利用待定系数法即可求出答案;
(3)设PD与AC交于点N,过点B作y轴的平行线与AC相交于点M,利用待定系数法求出直线AC表达式,再利用BM∥PN,可得△PNQ∽△BMQ,进而得出==,设P(a0,﹣a02﹣3a0+4)(﹣4<a0<0),则N(a0,a0+4),从而得到=,利用二次函数的性质即可求得答案.
13. (2021•上海市)已知抛物线过点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点A在直线上且在第一象限内,过A作轴于B,以斜边在其左侧作等腰直角.
①若A与Q重合,求C到抛物线对称轴的距离;
②若C落在抛物线上,求C的坐标.
14. (2021•山西省中考)如图,抛物线与轴交于,两点(点在点的左侧),与轴交于点,连接,.
(1)求,,三点的坐标并直接写出直线,的函数表达式;
(2)点是直线下方抛物线上的一个动点,过点作的平行线,交线段于点.
①试探究:在直线上是否存在点,使得以点,,,为顶点的四边形为菱形,若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由;
②设抛物线的对称轴与直线交于点,与直线交于点.当时,请直接写出的长.
15. (2021•湖北省随州市)在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点和点,与轴交于点,顶点的坐标为.
(1)直接写出抛物线的解析式;
(2)如图1,若点在抛物线上且满足,求点的坐标;
(3)如图2,是直线上一个动点,过点作轴交抛物线于点,是直线上一个动点,当为等腰直角三角形时,直接写出此时点及其对应点的坐标
16. (2021•湖北省宜昌市)在平面直角坐标系中,抛物线y1=﹣(x+4)(x﹣n)与x轴交于点A和点B(n,0)(n≥﹣4),顶点坐标记为(h1,k1).抛物线y2=﹣(x+2n)2﹣n2+2n+9的顶点坐标记为(h2,k2).
(1)写出A点坐标;
(2)求k1,k2的值(用含n的代数式表示)
(3)当﹣4≤n≤4时,探究k1与k2的大小关系;
(4)经过点M(2n+9,﹣5n2)和点N(2n,9﹣5n2)的直线与抛物线y1=﹣(x+4)(x﹣n),y2=﹣(x+2n)2﹣n2+2n+9的公共点恰好为3个不同点时,求n的值.
17. (2021•山东省菏泽市)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx﹣4交x轴于A(﹣1,0)、B(4,0)两点,交y轴于点C.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)点P为第四象限内抛物线上一点,连接PB,过点C作CQ∥BP交x轴于点Q,连接PQ,求△PBQ面积的最大值及此时点P的坐标;
(3)在(2)的条件下,将抛物线y=ax2+bx﹣4向右平移经过点(,0)时,得到新抛物线y=a1x2+b1x+c1,点E在新抛物线的对称轴上,在坐标平面内是否存在一点F,使得以A、P、E、F为顶点的四边形为矩形,若存在,请直接写出点F的坐标;若不存在,请说明理由.
18. 2021•四川省成都市)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=a(x﹣h)2+k与x轴相交于O,A两点,顶点P的坐标为(2,﹣1).点B为抛物线上一动点,连接AP,AB,过点B的直线与抛物线交于另一点C.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)若点B的横坐标与纵坐标相等,∠ABC=∠OAP,且点C位于x轴上方,求点C的坐标;
(3)若点B的横坐标为t,∠ABC=90°,请用含t的代数式表示点C的横坐标,并求出当t<0时,点C的横坐标的取值范围.
19. (2021•广东省)已知二次函数的图象过点,且对任意实数,都有
.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)若(1)中二次函数图象与轴的正半轴交点为,与轴交点为;点是(1)
中二次函数图象上的动点.问在轴上是否存在点,使得以、、、 为顶点的四边形是平行四边形.若存在,求出所有满足条件的点的坐标;若不 存在,请说明理由.
20. (2021•湖北省荆州市)小美打算买一束百合和康乃馨组合的鲜花,在“母亲节”祝福妈妈.已知买2支百合和1支康乃馨共需花费14元,3支康乃馨的价格比2支百合的价格多2元.
(1)求买一支康乃馨和一支百合各需多少元?
(2)小美准备买康乃馨和百合共11支,且百合不少于2支.设买这束鲜花所需费用为w元,康乃馨有x支,求w与x之间的函数关系式,并设计一种使费用最少的买花方案,写出最少费用.
21. (2021•四川省达州市)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+c交x轴于点A和C(1,0),交y轴于点B(0,3),抛物线的对称轴交x轴于点E
(1)求抛物线的解析式;
(2)将线段OE绕着点O沿顺时针方向旋转得到线段OE',旋转角为α(0°<α<90°),连接AE′,求BE′+AE′的最小值;
(3)M为平面直角坐标系中一点,在抛物线上是否存在一点N,使得以A,B,M,请直接写出点N的横坐标;若不存在
22. (2021•四川省广元市)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.
23. (2021•四川省乐山市)已知二次函数的图象开口向上,且经过点,.
(1)求的值(用含的代数式表示);
(2)若二次函数在时,的最大值为1,求的值;
(3)将线段向右平移2个单位得到线段.若线段与抛物线仅有一个交点,求的取值范围.
24. (2021•四川省凉山州)如图,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,,.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在第二象限内的抛物线上确定一点P,使四边形PBAC的面积最大.求出点P的坐标
(3)在(2)的结论下,点M为x轴上一动点,抛物线上是否存在一点Q.使点P、B、M、Q为顶点的四边形是平行四边形,若存在.请直接写出Q点的坐标;若不存在,请说明理由.
25. (2021•泸州市)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线与两坐标轴分别相交于A,B,C三点
(1)求证:∠ACB=90°
(2)点D是第一象限内该抛物线上的动点,过点D作x轴的垂线交BC于点E,交x轴于点F.
①求DE+BF的最大值;
②点G是AC的中点,若以点C,D,E为顶点的三角形与AOG相似,求点D的坐标.
答案
1. (2021•湖北省武汉市)抛物线y=x2-1交x轴于A,B两点(A在B的左边).
(1)□ACDE的顶点C在y轴的正半轴上,顶点E在y轴右侧的抛物线上.
①如图(1),若点C的坐标是(0,3),点E的模坐标是,直接写出点A,D的坐标;
②如图(2),若点D在抛物线上,且□ACDE的面积是12,求点E的坐标;
(2)如图(3),F是原点O关于抛物线顶点的对称点,不平行y轴的直线l分别交线段AF,BF(不含端点)于G,H两点,若直线l与抛物线只有一个公共点,求证FG+FH的值是定值.
【分析】(1)①点A向右平移1个单位向上平移3个单位得到点C,而四边形ACDE为平行四边形,故点E向右平移1个单位向上平移3个单位得到点D,即可求解;
②利用S△ACE=S梯形CNMA﹣S△CEN﹣S△AEM=6,求出m=﹣5(舍去)或2,即可求解;
(2)由FG+FH=+=(xH﹣xG)=(﹣)=,即可求解.
【解答】解:(1)对于y=x2﹣1,令y=x4﹣1=0,解得x=±5,则y=﹣1,
故点A、B的坐标分别为(﹣1、(4,顶点坐标为(0,
①当x=时,y=x2﹣1=,
由点A、C的坐标知,
∵四边形ACDE为平行四边形,
故点E向右平移1个单位向上平移3个单位得到点D,
则+8=,,
故点D的坐标为(,);
②设点C(3,n),m2﹣1),
同理可得,点D的坐标为(m+4,m2﹣1+n),
将点D的坐标代入抛物线表达式得:m3﹣1+n=(m+1)2﹣1,
解得n=2m+8,
故点C的坐标为(0,2m+6);
连接CE,过点E作y轴的平行线交x轴于点M,
则S△ACE=S梯形CNMA﹣S△CEN﹣S△AEM=(m+2+m)(2m+1)﹣2﹣6)﹣m[5m+1﹣(m2﹣8)]=S▱ACED=6,
解得m=﹣5(舍去)或2,
故点E的坐标为(8,3);
(2)∵F是原点O关于抛物线顶点的对称点,故点F的坐标为(0,
由点B、F的坐标得,
同理可得,直线AF的表达式为y=﹣6x﹣2②,
设直线l的表达式为y=tx+n,
联立y=tx+n和y=x2﹣4并整理得:x2﹣tx﹣n﹣1=6,
∵直线l与抛物线只有一个公共点,
故△=(﹣t)2﹣4(﹣n﹣6)=0,解得n=﹣t2﹣1,
故直线l的表达式为y=tx﹣t2﹣8③,
联立①③并解得xH=,
同理可得,xG=,
∵射线FA、FB关于y轴对称,设∠AFO=∠BFO=α,
则sin∠AFO=∠BFO====sinα,
则FG+FH=+=(xH﹣xG)=(﹣)=.
2. (2021•湖南省衡阳市)在平面直角坐标系中,如果一个点的横坐标与纵坐标相等,则称该点为“雁点”.例如(1,1),(2021,2021)…都是“雁点”.
(1)求函数y=图象上的“雁点”坐标;
(2)若抛物线y=ax2+5x+c上有且只有一个“雁点”E,该抛物线与x轴交于M、N两点(点M在点N的左侧).当a>1时.
①求c的取值范围;
②求∠EMN的度数;
(3)如图,抛物线y=﹣x2+2x+3与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),P是抛物线y=﹣x2+2x+3上一点,连接BP,以点P为直角顶点,构造等腰Rt△BPC,是否存在点P,使点C恰好为“雁点”?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)由题意得:x=,解得x=±2,即可求解;
(2)①由△=25﹣4ac=0,即ac=4,即可求解;
②求出点M的坐标为(﹣,0)、点E的坐标为(﹣,﹣),即可求解;
(3)证明△CMP≌△PNB(AAS),则PM=BN,CM=PN,即可求解.
【解答】解:(1)由题意得:x=,解得x=±2,
当x=±2时,y==±2,
故“雁点”坐标为(2,2)或(﹣2,﹣2);
(2)①∵“雁点”的横坐标与纵坐标相等,
故“雁点”的函数表达式为y=x,
∵物线y=ax2+5x+c上有且只有一个“雁点”E,
则ax2+5x+c=x,
则△=25﹣4ac=0,即ac=4,
∵a>1,
故c<4;
②∵ac=4,则ax2+5x+c=0为ax2+5x+=0,
解得x=﹣或﹣,即点M的坐标为(﹣,0),
由ax2+5x+c=x,ac=4,
解得x=﹣,即点E的坐标为(﹣,﹣),
故点E作EH⊥x轴于点H,
则HE=,MH=xE﹣xM=﹣﹣(﹣)==HE,
故∠EMN的度数为45°;
(3)存在,理由:
由题意知,点C在直线y=x上,故设点C的坐标为(t,t),
过点P作x轴的平行线交过点C与y轴的平行线于点M,交过点B与y轴的平行线于点N,
设点P的坐标为(m,﹣m2+2m+3),
则BN=﹣m2+2m+3,PN=3﹣m,PM=m﹣t,CM=﹣m2+2m+3﹣t,
∵∠NPB+∠MPC=90°,∠MPC+∠CPM=90°,
∴∠NPB=∠CPM,
∵∠CMP=∠PNB=90°,PC=PB,
∴△CMP≌△PNB(AAS),
∴PM=BN,CM=PN,
即m﹣t=|﹣m2+2m+3|,﹣m2+2m+3﹣t=|3﹣m|,
解得m=1+(舍去)或1﹣或,
故点P的坐标为(,)或(,).
3. (2021•怀化市)如图所示,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,且OA=2,OB=4,OC=8,抛物线的对称轴与直线BC交于点M,与x轴交于点N.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P是对称轴上的一个动点,是否存在以P、C、M为顶点的三角形与△MNB相似?若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)D为CO的中点,一个动点G从D点出发,先到达x轴上的点E,再走到抛物线对称轴上的点F,最后返回到点C.要使动点G走过的路程最短,请找出点E、F的位置,写出坐标,并求出最短路程.
(4)点Q是抛物线上位于x轴上方的一点,点R在x轴上,是否存在以点Q为直角顶点的等腰Rt△CQR?若存在,求出点Q的坐标,若不存在,请说明理由.
【分析】(1)用待定系数法即可求解;
(2)当∠CP′M为直角时,则P′C∥x轴,即可求解;当∠PCM为直角时,用解直角三角形的方法求出PN=MN+PM=6+=,即可求解;
(3)作点C关于函数对称轴的对称点C′(2,8),作点D关于x轴的对称点D′(0,﹣4),连接C′D′交x轴于点E,交函数的对称轴于点F,则点E、F为所求点,进而求解;
(4)证明△ANQ≌△QMC(AAS),则QN=CM,即可求解.
【解答】解:(1)由题意得,点A、B、C的坐标分别为(﹣2,0)、(4,0)、(0,8),
设抛物线的表达式为y=ax2+bx+c,则,解得,
故抛物线的表达式为y=﹣x2+2x+8;
(2)存在,理由:
当∠CP′M为直角时,
则以P、C、M为顶点的三角形与△MNB相似时,则P′C∥x轴,
则点P′的坐标为(1,8);
当∠PCM为直角时,
在Rt△OBC中,设∠CBO=α,则tan∠CBO==2=tanα,则sinα=,cosα=,
在Rt△NMB中,NB=4﹣1=3,
则BM==3,
同理可得,MN=6,
由点B、C的坐标得,BC==4,则CM=BC=MB=,
在Rt△PCM中,∠CPM=∠OBC=α,
则PM===,
则PN=MN+PM=6+=,
故点P的坐标为(1,),
故点P的坐标为(1,8)或(1,);
(3)∵D为CO的中点,则点D(0,4),
作点C关于函数对称轴的对称点C′(2,8),作点D关于x轴的对称点D′(0,﹣4),
连接C′D′交x轴于点E,交函数的对称轴于点F,则点E、F为所求点,
理由:G走过的路程=DE+EF+FC=D′E+EF+FC′=C′D′为最短,
由点C′、D′的坐标得,直线C′D′的表达式为y=6x﹣4,
对于y=6x﹣4,当y=6x﹣4=0时,解得x=,当x=1时,y=2,
故点E、F的坐标分别为(,0)、(1,2);
G走过的最短路程为C′D′==2;
(4)存在,理由:
设点Q的坐标为(x,﹣x2+2x+8),
故点Q作y轴的平行线交x轴于点N,交过点C与x轴的平行线于点M,
∵∠MQC+∠RQN=90°,∠RQN+∠QRN=90°,
∴∠MQC=∠QRE,
∵∠ANQ=∠QMC=90°,QR=QC,
∴△ANQ≌△QMC(AAS),
∴QN=CM,
即x=﹣x2+2x+8,解得x=(不合题意的值已舍去),
故点Q的坐标为(,).
4. (2021•湖南省邵阳市)如图,在平面直角坐标系中,抛物线C:y=ax2+bx+c(a≠0)经过点(1,1)和(4,1).
(1)求抛物线C的对称轴.
(2)当a=﹣1时,将抛物线C向左平移2个单位,再向下平移1个单位,得到抛物线C1.
①求抛物线C1的解析式.
②设抛物线C1与x轴交于A,B两点(点A在点B的右侧),与y轴交于点C,连接BC.点D为第一象限内抛物线C1上一动点,过点D作DE⊥OA于点E.设点D的横坐标为m.是否存在点D,使得以点O,D,E为顶点的三角形与△BOC相似,若存在,求出m的值;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)点(1,1)和(4,1)的纵坐标相同,故上述两点关于抛物线对称轴对称,即可求解;
(2)①用待定系数法即可求解;
②当以点O,D,E为顶点的三角形与△BOC相似时,则tan∠DOE=2或,即tan∠DOE===2或,即可求解.
【解答】解:(1)∵点(1,1)和(4,1)的纵坐标相同,
故上述两点关于抛物线对称轴对称,
故抛物线的对称轴为直线x=(1+4)=;
(2)①由题意得:,解得,
故原抛物线的表达式为y=﹣x2+5x﹣3;
由平移的性质得,平移后的抛物线表达式为y=﹣(x+2)2+5(x+2)﹣3﹣1=﹣x2+x+2;
②存在,理由:
令y=﹣x2+x+2=0,解得x=﹣1或2,令x=0,则y=2,
故点B、A的坐标分别为(﹣1,0)、(2,0),点C(0,2);
∵tan∠BCO=,
同理可得:tan∠CBO=2,
当以点O,D,E为顶点的三角形与△BOC相似时,
则tan∠DOE=2或,
设点D的坐标为(m,﹣m2+m+2),
则tan∠DOE===2或,
解得:m=﹣2(舍去)或1或(舍去)或,
故m=1或.
5. (2021•岳阳市)如图,抛物线经过,两点,与轴交于点,连接.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)如图2,直线:经过点A,点为直线上的一个动点,且位于轴的上方,点为抛物线上的一个动点,当轴时,作,交抛物线于点(点在点的右侧),以,为邻边构造矩形,求该矩形周长的最小值;
(3)如图3,设抛物线的顶点为,在(2)的条件下,当矩形的周长取最小值时,抛物线上是否存在点,使得?若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2);(3)存在,或.
6. (2021•株洲市)已知二次函数.
(1)若,,求方程的根的判别式的值;
(2)如图所示,该二次函数的图像与轴交于点、,且,与轴的负半轴交于点,点在线段上,连接、,满足 ,.
①求证:;
②连接,过点作于点,点在轴的负半轴上,连接,且,求的值.
【答案】(1) (2)①证明见解析;②=2
7. (2021•江苏省连云港)如图,抛物线与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,已知.
(1)求m的值和直线对应的函数表达式;
(2)P为抛物线上一点,若,请直接写出点P的坐标;
(3)Q为抛物线上一点,若,求点Q的坐标.
【答案】(1),;(2),,;(3)
【解析】
【分析】(1)求出A,B的坐标,用待定系数法计算即可;
(2)做点A关于BC的平行线,联立直线与抛物线的表达式可求出的坐标,设出直线与y轴的交点为G,将直线BC向下平移,平移的距离为GC的长度,可得到直线,联立方程组即可求出P;
(3)取点,连接,过点作于点,过点作轴于点,过点作于点,得直线对应的表达式为,即可求出结果;
【详解】(1)将代入,
化简得,则(舍)或,
∴,
得:,则.
设直线对应的函数表达式为,
将、代入可得,解得,
则直线对应的函数表达式为.
(2)如图,过点A作∥BC,设直线与y轴的交点为G,将直线BC向下平移 GC个单位,得到直线,
由(1)得直线BC的解析式为,,
∴直线AG的表达式为,
联立,
解得:(舍),或,
∴,
由直线AG的表达式可得,
∴,,
∴直线的表达式为,
联立,
解得:,,
∴,,
∴,,.
(3)如图,取点,连接,过点作于点,
过点作轴于点,过点作于点,
∵,
∴AD=CD,
又∵,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,则,.
设,
∵,,
∴.
由,则,即,解之得,.
所以,又,
可得直线对应的表达式为,
设,代入,
得,,,
又,则.所以.
8. (2021•江苏省苏州市)如图,二次函数y=x2﹣(m+1)x+m(m是实数,且﹣1<m<0)的图象与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),且在对称轴上,OD⊥BD,OC=EC,连接ED并延长交y轴于点F
(1)求A、B、C三点的坐标(用数字或含m的式子表示);
(2)已知点Q在抛物线的对称轴上,当△AFQ的周长的最小值等于时,求m的值.
【分析】(1)令y=x2﹣(m+1)x+m=0,解得x=1或m,故点A、B的坐标分别为(m,0)、(1,0),则点C的横坐标为(m+1),即可求解;
(2)由tan∠DBC=tan∠ODC,即CD2=CO•BC=(m+1)(1﹣m)=,在Rt△AOF中,AF2=AO2+OF2=m2+1﹣m2=1;点B是点A关于函数对称轴的对称点,连接FB交对称轴于点Q,则点Q为所求点,进而求解.
【解答】解:(1)令y=x2﹣(m+1)x+m=3,解得x=1或m,
故点A、B的坐标分别为(m、(1,
则点C的横坐标为(m+1),0);
(2)由点C的坐标知,CO=,
故BC=OB﹣CO=1﹣(m+1)=,
∵∠BDC+∠DBC=90°,∠BDC+∠ODC=90°,
∴∠DBC=∠ODC,
∴tan∠DBC=tan∠ODC,即CD2=CO•BC=(m+1),
∵点C是OB的中点,则CD为△BOF的中位线,
则FO2=(7CD)2=4CD7=1﹣m2,
在Rt△AOF中,AF5=AO2+OF2=m6+1﹣m2=2,
∵点B是点A关于函数对称轴的对称点,连接FB交对称轴于点Q,
理由:△AFQ的周长=AF+FQ+AQ=1+QF+BQ=1+BF为最小,
即8+BF=,
则BF2=OF4+OB2=1﹣m6+1=(﹣2)2,解得m=,
∵﹣1<m<0,
故m=﹣.
9. (2021•宿迁市) 如图,抛物线与轴交于A(-1,0),B(4,0),与轴交于点C.连接AC,BC,点P在抛物线上运动.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图①,若点P在第四象限,点Q在PA的延长线上,当∠CAQ=∠CBA45°时,求点P的坐标;
(3)如图②,若点P在第一象限,直线AP交BC于点F,过点P作轴的垂线交BC于点H,当△PFH为等腰三角形时,求线段PH的长.
【答案】(1);(2)(6,-7);(3)PH=或1.5或
【解析】
【分析】(1)根据待定系数法解答即可;
(2)求得点C的坐标后先利用勾股定理的逆定理判断∠ACB=90°,继而可得∠ACO=∠CBA,在x轴上取点E(2,0),连接CE,易得△OCE是等腰直角三角形,可得∠OCE=45°,进一步可推出∠ACE=∠CAQ,可得CE∥PQ,然后利用待定系数法分别求出直线CE与PQ的解析式,再与抛物线的解析式联立方程组求解即可;
(3)设直线AP交y轴于点G,如图,由题意可得若△PFH为等腰三角形,则△CFG也为等腰三角形,设G(0,m),求出直线AF和直线BC的解析式后,再解方程组求出点F的坐标,然后分三种情况求出m的值,再求出直线AP的解析式,进而可求出点P的坐标,于是问题可求解.
【详解】解:(1)把A(-1,0),B(4,0)代入,得
,解得:,
∴抛物线的解析式是;
(2)令x=0,则y=2,即C(0,2),
∵,,AB2=25,
∴,
∴∠ACB=90°,
∵∠ACO+∠CAO=∠CBA+∠CAO=90°,
∴∠ACO=∠CBA,
在x轴上取点E(2,0),连接CE,如图,
则CE=OE=2,
∴∠OCE=45°,
∴∠ACE=∠ACO+45°=∠CBA+45°=∠CAQ,
∴CE∥PQ,
∵C(0,2),E(2,0),
∴直线CE的解析式为y=-x+2,
设直线PQ的解析式为y=-x+n,把点A(-1,0)代入,可得n=-1,
∴直线PQ的解析式为y=-x-1,
解方程组,得或,
∴点P的坐标是(6,-7);
(3)设直线AP交y轴于点G,如图,
∵PH∥y轴,
∴∠PHC=∠OCB,∠FPH=∠CGF,
∴若△PFH为等腰三角形,则△CFG也为等腰三角形,
∵C(0,2),B(4,0),
∴直线BC的解析式为,
设G(0,m),∵A(-1,0),
∴直线AF的解析式为y=mx+m,
解方程组,得,
∴点F的坐标是,
∴,
当CG=CF时,,解得:(舍去负值),
此时直线AF的解析式为y=x+,
解方程组,得或,
∴点P的坐标是(,),此时点H的坐标是(,),
∴PH=;
当FG=FC时,,解得m=或m=(舍)或m=2(舍),
此时直线AF的解析式为y=x+,
解方程组,得或,
∴点P的坐标是(3,2),此时点H的坐标是(3,),
∴PH=2-=1.5;
当GF=GC时,,解得或m=2(舍去),
此时直线AF的解析式为y=x+,
解方程组,得或,
∴点P的坐标是(,),此时点H的坐标是(,),
∴PH=;
综上,PH=或1.5或.
10. (2021•江苏省扬州)如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图像与x轴交于点.、,与y轴交于点C.
(1)________,________;
(2)若点D在该二次函数的图像上,且,求点D的坐标;
(3)若点P是该二次函数图像上位于x轴上方的一点,且,直接写出点P的坐标.
【答案】(1)-2,-3;(2)(,6)或(,6);(3)(4,5)
【解析】
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)先求出△ABC的面积,设点D(m,),再根据,得到方程求出m值,即可求出点D的坐标;
(3)分点P在点A左侧和点P在点A右侧,结合平行线之间的距离,分别求解.
【详解】解:(1)∵点A和点B在二次函数图像上,
则,解得:,
故答案为:-2,-3;
(2)连接BC,由题意可得:
A(-1,0),B(3,0),C(0,-3),,
∴S△ABC==6,
∵S△ABD=2S△ABC,设点D(m,),
∴,即,
解得:x=或,代入,
可得:y值都为6,
∴D(,6)或(,6);
(3)设P(n,),
∵点P在抛物线位于x轴上方的部分,
∴n<-1或n>3,
当点P在点A左侧时,即n<-1,
可知点C到AP的距离小于点B到AP的距离,
∴,不成立;
当点P点B右侧时,即n>3,
∵△APC和△APB都以AP为底,若要面积相等,
则点B和点C到AP的距离相等,即BC∥AP,
设直线BC的解析式为y=kx+p,
则,解得:,
则设直线AP的解析式为y=x+q,将点A(-1,0)代入,
则-1+q=0,解得:q=1,
则直线AP的解析式为y=x+1,将P(n,)代入,
即,
解得:n=4或n=-1(舍),
,
∴点P的坐标为(4,5).
11. (2021•山东省聊城市)如图,抛物线y=ax2+x+c与x轴交于点A,B,与y轴交于点C,已知A,C两点坐标分别是A(1,0),C(0,﹣2),连接AC,BC.
(1)求抛物线的表达式和AC所在直线的表达式;
(2)将ABC沿BC所在直线折叠,得到DBC,点A的对应点D是否落在抛物线的对称轴上,若点D在对称轴上,请求出点D的坐标;若点D不在对称轴上,请说明理由;
(3)若点P是抛物线位于第三象限图象上的一动点,连接AP交BC于点Q,连接BP,BPQ的面积记为S1,ABQ的面积记为S2,求的值最大时点P的坐标.
【答案】(1);;(2)点D不在抛物线的对称轴上,理由见解析;(3)点P坐标为(-2,-3)
【解析】
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)先求出点B坐标,再结合点A、C坐标利用相似三角形的判定及性质可证得,延长AC 到点D,使 DC=AC,过点D作DEy轴,垂足为点E,由此可得,进而可求得点D的横坐标为-1,最后根据抛物线的对称轴是直线即可判断出点B不在对称轴上;
(3)先利用待定系数法求出直线BC的函数表达式,然后过点A作x轴的垂线交BC的延长线于点M,则点M坐标为,过点P作x轴的垂线交BC于点N,垂足为点H,设点P 坐标为,则点N坐标为,根据相似三角形的判定及性质可得,由此可得答案.
【详解】解;(1)∵抛物线过A(1,0),C(0,﹣2),
∴,
解得:,
∴抛物线的表达式为 .
设 AC 所在直线表达式为,
∴,
解得,
∴AC 所在直线的表达式为;
(2)点D不在抛物线的对称轴上,理由是∶
∵抛物线的表达式是,
∴令y=0,则,
解得,,
∴点B坐标为(-4,0).
,,
∴.
又
∴.
∴.
∴,
∴.
∴将△ABC沿 BC折叠,点 A 的对应点D一定在直线AC上.
如下图,延长AC 到点D,使 DC=AC,过点D作DEy轴,垂足为点E.
又∵,
∴,
∴DE=OA=1,
∴点D的横坐标为-1,
∵抛物线的对称轴是直线,
∴点D不在抛物线的对称轴上;
(3)设过点 B,C的直线表达式为,
∵点C 坐标是(0,-2),点B 坐标是(-4,0),
∴过点 B,C的直线表达式为.
过点 A 作x 轴的垂线交BC的延长线于点M,
则点M坐标为,
如下图,过点P作x轴的垂线交BC于点N,垂足为点H,
设点P 坐标,则点N坐标为,
∴.
∵,
∴,
∵若分别以PQ,AQ为底计算△BPQ与△BAQ的面积,则△BPQ与△BAQ的面积的比为,
即.
∴,
∵,
∴当m=-2时,的最大值为,
将m=-2代入,得,
∴当取得最大值时,点P坐标为(-2,-3).
12. (2021•山东省泰安市)二次函数y=ax2+bx+4(a≠0)的图象经过点A(﹣4,0),B(1,0),与y轴交于点C,点P为第二象限内抛物线上一点,连接BP、AC,交于点Q,过点P作PD⊥x轴于点D.
(1)求二次函数的表达式;
(2)连接BC,当∠DPB=2∠BCO时,求直线BP的表达式;
(3)请判断:是否有最大值,如有请求出有最大值时点P的坐标,如没有请说明理由.
【分析】(1)利用待定系数法即可求出答案;
(2)设BP与y轴交于点E,设OE=a,则CE=4﹣a,BE=4﹣a,运用勾股定理可求得a=,得出E(0,),再利用待定系数法即可求出答案;
(3)设PD与AC交于点N,过点B作y轴的平行线与AC相交于点M,利用待定系数法求出直线AC表达式,再利用BM∥PN,可得△PNQ∽△BMQ,进而得出==,设P(a0,﹣a02﹣3a0+4)(﹣4<a0<0),则N(a0,a0+4),从而得到=,利用二次函数的性质即可求得答案.
【解答】解:(1)∵二次函数y=ax2+bx+4(a≠0)的图象经过点A(﹣4,0),B(1,0),
∴,
解得:,
∴该二次函数的表达式为y=﹣x2﹣3x+4;
(2)如图,设BP与y轴交于点E,
∵PD∥y轴,
∴∠DPB=∠OEB,
∵∠DPB=2∠BCO,
∴∠OEB=2∠BCO,
∴∠ECB=∠EBC,
∴BE=CE,
设OE=a,则CE=4﹣a,
∴BE=4﹣a,
在Rt△BOE中,由勾股定理得:BE2=OE2+OB2,
∴(4﹣a)2=a2+12,
解得:a=,
∴E(0,),
设BE所在直线表达式为y=kx+e(k≠0),
∴,
解得:,
∴直线BP的表达式为y=﹣x+;
(3)有最大值.
如图,设PD与AC交于点N,
过点B作y轴的平行线与AC相交于点M,
设直线AC表达式为y=mx+n,
∵A(﹣4,0),C(0,4),
∴,
解得:,
∴直线AC表达式为y=x+4,
∴M点的坐标为(1,5),
∴BM=5,
∵BM∥PN,
∴△PNQ∽△BMQ,
∴==,
设P(a0,﹣a02﹣3a0+4)(﹣4<a0<0),则N(a0,a0+4),
∴===,
∴当a0=﹣2时,有最大值,
此时,点P的坐标为(﹣2,6).
13. (2021•上海市)已知抛物线过点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点A在直线上且在第一象限内,过A作轴于B,以斜边在其左侧作等腰直角.
①若A与Q重合,求C到抛物线对称轴的距离;
②若C落在抛物线上,求C的坐标.
【答案】(1);(2)①1;②点C的坐标是
【解析】
【分析】(1)将两点分别代入,得 ,解方程组即可;
(2)①根据AB=4,斜边上的高为2,Q的横坐标为1,计算点C的横坐标为-1,即到y轴的距离为1;②根据直线PQ的解析式,设点A(m,-2m+6),三角形ABC是等腰直角三角形,用含有m的代数式表示点C的坐标,代入抛物线解析式求解即可.
【详解】(1)将两点分别代入,得
解得.
所以抛物线的解析式是.
(2)①如图2,抛物线的对称轴是y轴,当点A与点重合时,,
作于H.
∵等腰直角三角形,
∴和也是等腰直角三角形,
∴,
∴点C到抛物线的对称轴的距离等于1.
②如图3,设直线PQ的解析式为y=kx+b,由,得
解得
∴直线的解析式为,
设,
∴,
所以.
所以.
将点代入,
得.
整理,得.
因式分解,得.
解得,或(与点B重合,舍去).
当时,.
所以点C的坐标是.
14. (2021•山西省中考)如图,抛物线与轴交于,两点(点在点的左侧),与轴交于点,连接,.
(1)求,,三点的坐标并直接写出直线,的函数表达式;
(2)点是直线下方抛物线上的一个动点,过点作的平行线,交线段于点.
①试探究:在直线上是否存在点,使得以点,,,为顶点的四边形为菱形,若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由;
②设抛物线的对称轴与直线交于点,与直线交于点.当时,请直接写出的长.
.(1)点的坐标为,点的坐标为,点的坐标为,直线的函数表达式为:;直线的函数表达式为:;(2)①存在,点的坐标为或;②.
【分析】
(1)分别令和时即可求解,,三点的坐标,然后再进行求解直线,的函数表达式即可;
(2)①设点的坐标为,其中,由题意易得,,,当时,以,,,为顶点的四边形是平行四边形,进而可根据菱形的性质分当时,是菱形,当时,是菱形,然后分别求解即可;②由题意可作图,则由题意可得抛物线的对称轴为直线,由(1)可得直线的函数表达式为:;直线的函数表达式为:,点的坐标为,点的坐标为,进而可得,设点,然后可求得直线l的解析式为,则可求得点,所以就有,最后根据面积公式及两点距离公式可进行求解.
【详解】
解:(1)当时,,解得,,
∵点在点的左侧,
∴点的坐标为,点的坐标为,
当时,,
∴点的坐标为,
设直线的函数表达式为,代入点A、C的坐标得:,
解得:,
∴直线的函数表达式为:.
同理可得直线的函数表达式为:;
(2)①存在.设点的坐标为,其中,
∵点,点的坐标分别为,,
∴,,,
∵,
∴当时,以,,,为顶点的四边形是平行四边形,
当时,是菱形,如图所示:
∴,
解得,(舍去),
∴点的坐标为,
∴点的坐标为;
当时,是菱形,如图所示:
∴,
解,得,(舍去),
∴点的坐标为,
∴点的坐标为;
综上所述,存在点,使得以,,,为顶点的四边形为菱形,且点的坐标为或;
②由题意可得如图所示:
由题意可得抛物线的对称轴为直线,由(1)可得直线的函数表达式为:;直线的函数表达式为:,点的坐标为,点的坐标为,
∴点,,
∴,
设点,
∵,
∴设直线l的解析式为,把点M的坐标代入得:,
解得:,
∴直线l的解析式为,
∴联立直线l与直线AC的解析式得:,
解得:,
∴,
∴点,
∵点是直线下方抛物线上的一个动点,且,
∴点M在点N的上方才有可能,
∴,
∴,
解得:(不符合题意,舍去),
∴,
∴由两点距离公式可得.
15. (2021•湖北省随州市)在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点和点,与轴交于点,顶点的坐标为.
(1)直接写出抛物线的解析式;
(2)如图1,若点在抛物线上且满足,求点的坐标;
(3)如图2,是直线上一个动点,过点作轴交抛物线于点,是直线上一个动点,当为等腰直角三角形时,直接写出此时点及其对应点的坐标
.(1);(2),;(3),;,;,;,;,;,.
【分析】
(1)由和,且D为顶点列方程求出a、b、c,即可求得解析式;
(2)分两种情况讨论:①过点作,交抛物线于点,②在下方作交于点,交抛物线于;
(3)为等腰直角三角形,分三种情况讨论:当;②当;③当.
【详解】
解:(1)将和代入
得
又∵顶点的坐标为
∴
∴解得
∴抛物线的解析式为:.
(2)∵和
∴直线的解析式为:
∵抛物线的解析式为:,抛物线与轴交于点,与轴交于点和点,
则C点坐标为,B点坐标为.
①过点作,交抛物线于点,
则直线的解析式为,
结合抛物线可知,
解得:(舍),,
故.
②过点作轴平行线,过点作轴平行线交于点,
由可知四边形为正方形,
∵直线的解析式为
∴与轴交于点,
在下方作交于点,交抛物线于
∴
又∵OC=CG,
∴≌,
∴,,
又由可得
直线的解析式为,
结合抛物线可知,
解得(舍),,
故.
综上所述,符合条件的点坐标为:,.
(3)∵,
∴直线的解析式为
设M的坐标为,则N的坐标为
∴
∵,
∴直线的解析式为
∵为等腰直角三角形
∴①当时,如下图所示
则Q点的坐标为
∴
∴
解得:(舍去),,
∴此时,;,;
②当时,如下图所示
则Q点的坐标为
∴
∴
解得:(舍去),,
∴此时,;,;
③当时,如图所示
则Q点纵坐标为
∴Q点的坐标为
∴Q点到MN的距离=
∴(直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半)
解得:(舍去),,
∴此时,;,.
综上所述,点及其对应点的坐标为:,;,;,;,;,;,.
16. (2021•湖北省宜昌市)在平面直角坐标系中,抛物线y1=﹣(x+4)(x﹣n)与x轴交于点A和点B(n,0)(n≥﹣4),顶点坐标记为(h1,k1).抛物线y2=﹣(x+2n)2﹣n2+2n+9的顶点坐标记为(h2,k2).
(1)写出A点坐标;
(2)求k1,k2的值(用含n的代数式表示)
(3)当﹣4≤n≤4时,探究k1与k2的大小关系;
(4)经过点M(2n+9,﹣5n2)和点N(2n,9﹣5n2)的直线与抛物线y1=﹣(x+4)(x﹣n),y2=﹣(x+2n)2﹣n2+2n+9的公共点恰好为3个不同点时,求n的值.
【分析】(1)令y1=0,得到x值即为A、B的横坐标,
(2)由顶点坐标公式可得顶点的纵坐标.
(3)讨论k1﹣k2=n2﹣5与0比较大小得n的取值范围,即在不同的取值范围内得k1、k2大小.
(4)两点确定一条直线的解析式,直线MN的解析式为:y=﹣x﹣5n2+2n+9.①当直线MN经过抛物线y1,y2的交点时,联立抛物线y1与y2得解析式(5n﹣4)x=﹣5n2﹣2n+9①,联立直线y=﹣x﹣5n2+2n+9与抛物线y2得解析式x2+(4n﹣1)x=0,解得n=,此时直线MN与抛物线y1,y2的公共点恰好为三个不同点,即(5n﹣4)(1﹣4n)=﹣5n2﹣2n+9,该方程判别式△<0,②当直线MN与抛物线y1或者与抛物线y2只有一个公共点时,当直线MN与抛物线y1只有一个公共点时,联立直线y=﹣x﹣5n2+2n+9与抛物线y=﹣x2+(n﹣4)x+4n可得,﹣x2+(n﹣3)x+5n2+2n﹣9=0,解得∴n=,由①而知直线MN与抛物线y2公共点的横坐标为x1=0,x2=1﹣4n,x1≠x2,所以此时直线MN与抛物线y1,y2的公共点恰好为三个不同点,联立直线y=﹣x﹣5n2+2n+9与抛物线y1得:﹣x2+(n﹣3)x+5n2+2n﹣9=0,△=21n2+2n﹣27,当n=时,△<0,此时直线MN与抛物线y1,y2的公共点只有一个,n≠.
【解答】解:(1)∵y1=﹣(x﹣4)(x﹣n),
令y1=0,﹣(x﹣4)(x﹣n)=0,
∴x1=﹣4,x2=n,
∴A(﹣4,0);
(2)y1=﹣(x﹣4)(x﹣n)=﹣x2+(n﹣4)x+4n,
∴k1=n2+2n+4,
∵y2=﹣(x+2n)2﹣n2+2n+9,
∴k2=﹣n2+2n+9,
(3)k1﹣k2=n2﹣5,
①当n2﹣5>0时,可得n>2或n<﹣2,
即当﹣4≤n<﹣2或2<n≤4时,k1>k2;
②当n2﹣5<0时,可得﹣2<n<2,
即当﹣2<n<2时,k1<k2;
③当n2﹣5=0,可得n=2或n=﹣2,
即当n=2或n=﹣2时,k1=k2;
(4)设直线MN的解析式为:y=kx+b,
则,
由①﹣②得,k=﹣1,
∴b=﹣5n2+2n+9,
直线MN的解析式为:y=﹣x﹣5n2+2n+9.
①如图:
当直线MN经过抛物线y1,y2的交点时,
联立抛物线y1=﹣x2+(n﹣4)x+4n与y2=﹣x2﹣4nx﹣5n2+2n+9的解析式可得:
(5n﹣4)x=﹣5n2﹣2n+9①,
联立直线y=﹣x﹣5n2+2n+9与抛物线y2=﹣x2﹣4nx﹣5n2+2n+9的解析式可得:
x2+(4n﹣1)x=0,
则x1=0,x2=1﹣4n②,
当x1=0时,把x1=0代入y1得:y=4n,
把x1=0,y=4n代入直线的解析式得:
4n=﹣5n2+2n+9,
∴5n2+2n﹣9=0,
∴n=,
此时直线MN与抛物线y1,y2的公共点恰好为三个不同点,
当x2=1﹣4n时,把x2=1﹣4n代入①得:
(5n﹣4)(1﹣4n)=﹣5n2﹣2n+9,
该方程判别式△<0,
所以该方程没有实数根;
②如图:
当直线MN与抛物线y1或者与抛物线y2只有一个公共点时,
当直线MN与抛物线y1=﹣x2+(n﹣4)x+4n只有一个公共点时,
联立直线y=﹣x﹣5n2+2n+9与抛物线y=﹣x2+(n﹣4)x+4n可得,
﹣x2+(n﹣3)x+5n2+2n﹣9=0,
此时△=0,即(n﹣3)2+4(5n2+2n﹣9)=0,
∴21n2+2n﹣27=0,
∴n=,
由①而知直线MN与抛物线y2=﹣x2﹣4nx﹣5n2+2n+9公共点的横坐标为x1=0,x2=1﹣4n,
当n=时,1﹣4n≠0,
∴x1≠x2,
所以此时直线MN与抛物线y1,y2的公共点恰好为三个不同点,
③如图:
当直线MN与抛物线y2=﹣x2﹣4nx﹣5n2+2n+9只有一个公共点,
∵x1=0,x2=1﹣4n,
∴n=,
联立直线y=﹣x﹣5n2+2n+9与抛物线y1=﹣x2+(n﹣4)x+4n,
﹣x2+(n﹣3)x+5n2+2n﹣9=0,
△=(n﹣3)2+4(5n2+2n﹣9)=21n2+2n﹣27,
当n=时,△<0,
此时直线MN与抛物线y1,y2的公共点只有一个,
∴n≠,
综上所述:n1=,n2=,n3=,n4=﹣2﹣.
17. (2021•山东省菏泽市)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx﹣4交x轴于A(﹣1,0)、B(4,0)两点,交y轴于点C.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)点P为第四象限内抛物线上一点,连接PB,过点C作CQ∥BP交x轴于点Q,连接PQ,求△PBQ面积的最大值及此时点P的坐标;
(3)在(2)的条件下,将抛物线y=ax2+bx﹣4向右平移经过点(,0)时,得到新抛物线y=a1x2+b1x+c1,点E在新抛物线的对称轴上,在坐标平面内是否存在一点F,使得以A、P、E、F为顶点的四边形为矩形,若存在,请直接写出点F的坐标;若不存在,请说明理由.
参考:若点P1(x1,y1)、P2(x2,y2),则线段P1P2的中点P0的坐标为(,).
【分析】(1)用待定系数法即可求解;
(2)求出直线PB的表达式为y=kx+t,而CQ∥BP,则直线CQ的表达式为y=(m+1)x﹣4,
令y=(m+1)x﹣4=0,解得x=,即点Q的坐标为(,0),由S=×BQ×(﹣yP),即可求解;
(3)当AP是边时,则点A向右平移3个单位向下平移6个单位得到点P,同样点F(E)向右平移3个单位向下平移6个单位得到点E(F)且AE=PF(AF=PE),进而求解;当AP是对角线时,由中点坐标公式和AP=EF,列出等式,即可求解.
【解答】解:(1)由题意得:,解得,
故抛物线的表达式为y=x2﹣3x﹣4;
(2)由抛物线的表达式知,点C(0,﹣4),
设点P的坐标为(m,m2﹣3m﹣4),
设直线PB的表达式为y=kx+t,
则,解得,
∵CQ∥BP,
故设直线CQ的表达式为y=(m+1)x+p,
该直线故点C(0,﹣4),即p=﹣4,
故直线CQ的表达式为y=(m+1)x﹣4,
令y=(m+1)x﹣4=0,解得x=,即点Q的坐标为(,0),
则BQ=4﹣=,
设△PBQ面积为S,
则S=×BQ×(﹣yP)=﹣××(m2﹣3m﹣4)=﹣2m2+8m,
∵﹣2<0,故S有最大值,
当m=2时,△PBQ面积为8,
此时点P的坐标为(2,﹣6);
(3)存在,理由:
将抛物线y=ax2+bx﹣4向右平移经过点(,0)时,即点A过改点,即抛物线向右平移了+1=个单位,
则函数的对称轴也平移了个单位,即平移后的抛物线的对称轴为+=3,故设点E的坐标为(3,m),
设点F(s,t),
①当AP是边时,
则点A向右平移3个单位向下平移6个单位得到点P,
同样点F(E)向右平移3个单位向下平移6个单位得到点E(F)且AE=PF(AF=PE),
则或,
解得或,
故点F的坐标为(3,﹣)或(3,2);
②当AP是对角线时,
由中点坐标公式和AP=EF得:,
解得或,
故点F的坐标为(3,﹣3+)或(3,﹣3﹣);
综上,点F的坐标为(3,﹣3+)或(3,﹣3﹣)或(3,﹣)或(3,2).
18. 2021•四川省成都市)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=a(x﹣h)2+k与x轴相交于O,A两点,顶点P的坐标为(2,﹣1).点B为抛物线上一动点,连接AP,AB,过点B的直线与抛物线交于另一点C.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)若点B的横坐标与纵坐标相等,∠ABC=∠OAP,且点C位于x轴上方,求点C的坐标;
(3)若点B的横坐标为t,∠ABC=90°,请用含t的代数式表示点C的横坐标,并求出当t<0时,点C的横坐标的取值范围.
【分析】(1)由抛物线y=a(x﹣h)2+k,顶点P的坐标为(2,﹣1),可得h=2,k=﹣1,又y=a(x﹣2)2﹣1的图象过(0,0),即可解得a=,从而得到抛物线表达为y=(x﹣2)2﹣1=x2﹣x;
(2)在y=x2﹣x中,令y=x得x=x2﹣x,可得B(0,0)或B(8,8),分两种情况分别求C,①当B(0,0)时,过B作BC//AP交抛物线于C,此时∠ABC=∠OAP,先求出直线AP解析式为y=x﹣2,再求得直线BC解析式为y=x,由得C(6,3);②当B(8,8)时,过P作PQ⊥x轴于Q,过B作BH⊥x轴于H,作H关于AB的对称点M,作直线BM交抛物线于C,由tan∠OAP==,tan∠ABH==,可知∠OAP=∠ABH,而H关于AB的对称点M,有∠ABH=∠ABM,故∠ABM=∠OAP,C是满足条件的点,设M(x,y),根据AM=AH=4,BM=BH=8,可得,解得M(,),从而求得直线BM解析式为y=x+2,再解得C(﹣1,);
(3)设BC交y轴于M,过B作BH⊥x轴于H,过M作MN⊥BH于N,证明△ABH∽△BMN,可得=,即=,BN==4,故M(0,t2﹣t+4),设直线BM解析式为y=ex+t2﹣t+4,将B(t,t2﹣t)代入得e=﹣,可得直线BM解析式为y=﹣x+t2﹣t+4,由得,解得点C的横坐标为﹣t﹣+4;当t<0时,xC=﹣t﹣+4=(﹣)2+12,可知=时,xC最小值是12,故当t<0时,点C的横坐标的取值范围是xC≥12.
【解答】解:(1)∵抛物线y=a(x﹣h)2+k,顶点P的坐标为(2,﹣1),
∴h=2,k=﹣1,即抛物线y=a(x﹣h)2+k为y=a(x﹣2)2﹣1,
∵抛物线y=a(x﹣h)2+k经过O,即y=a(x﹣2)2﹣1的图象过(0,0),
∴0=a(0﹣2)2﹣1,解得a=,
∴抛物线表达为y=(x﹣2)2﹣1=x2﹣x;
(2)在y=x2﹣x中,令y=x得x=x2﹣x,
解得x=0或x=8,
∴B(0,0)或B(8,8),
①当B(0,0)时,过B作BC//AP交抛物线于C,此时∠ABC=∠OAP,如图:
在y=x2﹣x中,令y=0,得x2﹣x=0,
解得x=0或x=4,
∴A(4,0),
设直线AP解析式为y=kx+b,将A(4,0)、P(2,﹣1)代入得:
,解得,
∴直线AP解析式为y=x﹣2,
∵BC//AP,
∴设直线BC解析式为y=x+b',将B(0,0)代入得b'=0,
∴直线BC解析式为y=x,
由得(此时为点O,舍去)或,
∴C(6,3);
②当B(8,8)时,过P作PQ⊥x轴于Q,过B作BH⊥x轴于H,作H关于AB的对称点M,作直线BM交抛物线于C,连接AM,如图:
∵P(2,﹣1),A(4,0),
∴PQ=1,AQ=2,
Rt△APQ中,tan∠OAP==,
∵B(8,8),A(4,0),
∴AH=4,BH=8,
Rt△ABH中,tan∠ABH==,
∴∠OAP=∠ABH,
∵H关于AB的对称点M,
∴∠ABH=∠ABM,
∴∠ABM=∠OAP,即C是满足条件的点,
设M(x,y),
∵H关于AB的对称点M,
∴AM=AH=4,BM=BH=8,
∴,
两式相减变形可得x=8﹣2y,代入即可解得(此时为H,舍去)或,
∴M(,),
设直线BM解析式为y=cx+d,将M(,),B(8,8)代入得;
,解得,
∴直线BM解析式为y=x+2,
解得或(此时为B,舍去),
∴C(﹣1,),
综上所述,C坐标为(6,3)或(﹣1,);
(3)设BC交y轴于M,过B作BH⊥x轴于H,过M作MN⊥BH于N,如图:
∵点B的横坐标为t,
∴B(t,t2﹣t),又A(4,0),
∴AH=|t﹣4|,BH=|t2﹣t|,OH=|t|=MN,
∵∠ABC=90°,
∴∠MBN=90°﹣∠ABH=∠BAH,
且∠N=∠AHB=90°,
∴△ABH∽△BMN,
∴=,即=
∴BN==4,
∴NH=t2﹣t+4,
∴M(0,t2﹣t+4),
设直线BM解析式为y=ex+t2﹣t+4,
将B(t,t2﹣t)代入得t2﹣t=et+t2﹣t+4,
∴e=﹣,
∴直线BC解析式为y=﹣x+t2﹣t+4,
由得,
解得x1=t(B的横坐标),x2=﹣=﹣t﹣+4,
∴点C的横坐标为﹣t﹣+4;
当t<0时,
xC=﹣t﹣+4
=()2+()2+4
=(﹣)2+12,
∴=时,xC最小值是12,此时t=﹣4,
∴当t<0时,点C的横坐标的取值范围是xC≥12.
19. (2021•广东省)已知二次函数的图象过点,且对任意实数,都有
.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)若(1)中二次函数图象与轴的正半轴交点为,与轴交点为;点是(1)
中二次函数图象上的动点.问在轴上是否存在点,使得以、、、 为顶点的四边形是平行四边形.若存在,求出所有满足条件的点的坐标;若不 存在,请说明理由.
【答案】
解:(1)令,解得,
当时,,
必过,…………………………1分
又过,
,
,
又,
,
,
且,
,
,
,
,,…………………………2分
.…………………………3分
(2)由(1)可知:,,设,,
①当为对角线时,
,解得(舍),,
,即.…………………………5分
②当为对角线时,
,解得(舍),
,即.…………………………7分
③当为对角线时,
,解得,,
或,
,.
综上所述:点坐标为或或或.
20. (2021•湖北省荆州市)小美打算买一束百合和康乃馨组合的鲜花,在“母亲节”祝福妈妈.已知买2支百合和1支康乃馨共需花费14元,3支康乃馨的价格比2支百合的价格多2元.
(1)求买一支康乃馨和一支百合各需多少元?
(2)小美准备买康乃馨和百合共11支,且百合不少于2支.设买这束鲜花所需费用为w元,康乃馨有x支,求w与x之间的函数关系式,并设计一种使费用最少的买花方案,写出最少费用.
【分析】(1)设买一支康乃馨需x元,买一支百合需y元,根据题意列方程组求解即可;
(2)根据康乃馨和百合的费用之和列出函数关系式,然后根据函数的性质和百合不少于2支求函数的最小值即可.
【解答】解:(1)设买一支康乃馨需x元,买一支百合需y元,
则根据题意得:,
解得:,
答:买一支康乃馨需4元,买一支百合需5元;
(2)根据题意得:w=4x+5(11﹣x)=﹣x+55,
∵百合不少于2支,
∴11﹣x≥2,
解得:x≤9,
∵﹣1<0,
∴w随x的增大而减小,
∴当x=9时,w最小,
即买9支康乃馨,买11﹣9=2支百合费用最少,wmin=﹣9+55=46(元),
答:w与x之间的函数关系式:w=﹣x+55,买9支康乃馨,买2支百合费用最少,最少费用为46元.
21. (2021•四川省达州市)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+c交x轴于点A和C(1,0),交y轴于点B(0,3),抛物线的对称轴交x轴于点E
(1)求抛物线的解析式;
(2)将线段OE绕着点O沿顺时针方向旋转得到线段OE',旋转角为α(0°<α<90°),连接AE′,求BE′+AE′的最小值;
(3)M为平面直角坐标系中一点,在抛物线上是否存在一点N,使得以A,B,M,请直接写出点N的横坐标;若不存在
【分析】(1)根据待定系数法即可求出解析式;
(2)先取OE的三等分点D,得出DE'=AE',当B,E',D三点共线时即为最小值;
(3)先设出点N的坐标,根据矩形的性质列出关于N点坐标的方程组,即可求出N点的坐标.
【解答】解:(1)把C(1,0),5)代入y=﹣x2+bx+c中,
得:,
∴b=﹣2,c=7,
∴y=﹣x2﹣2x+5,
(2)在OE上取一点D,使得OD=,
连接AE',BD,
∵,对称轴x=﹣1,
∴E(﹣1,4),
∴OE'=OE=1,OA=3,
∴,
又∵∠DOE'=∠E'OA,
△DOE'∽△E'OA,
∴,
∴,
当B,E',BE′+DE′最小为BD,
BD==,
∴的最小值为;
(3)∵A(﹣3,7),3),
设N(n,﹣n2﹣8n+3),M(x,
则AB2=18,AN2=(n2+2n﹣4)2+(n+3)2,BN2=n2+(n7+2n)2,
∵ABMN构成的四边形是矩形,
∴△ABN是直角三角形,
若AB是斜边,则AB8=AN2+BN2,
即18=(n3+2n﹣3)7+(n+3)2+n3+(n2+2n)4,
解得:n1=,,
∴N的横坐标为或,
若AN是斜边,则AN3=AB2+BN2,
即(n2+2n﹣3)7+(n+3)2=18+(n3+2n)2,
解得n=﹣8,
∴N的横坐标是﹣1,
若BN是斜边,则BN2=AB8+AN2,
即n2+(n7+2n)2=18+(n5+2n﹣3)5+(n+3)2,
解得n=6,
∴N的横坐标为2,
综上N的横坐标为,,﹣1,3.
22. (2021•四川省广元市)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);;(2);(3)是,1.
【解析】
【分析】(1)依据表格数据,设出抛物线的顶点式,利用待定系数法求解即可;
(2)利用平移和找对称点的方式,将的长转化为,再利用两点之间线段最短确定的最小值等于CE的长,加1后即能确定的最小值;
(3)设出圆心和D点的坐标,接着表示出E点的坐标,利用圆心到B点的距离等于圆心到D点的距离,求出q和e的关系,得到E点的纵坐标,进而确定EF的长为定值.
【详解】解:(1)由表格数据可知,顶点坐标(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)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)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.
23. (2021•四川省乐山市)已知二次函数的图象开口向上,且经过点,.
(1)求的值(用含的代数式表示);
(2)若二次函数在时,的最大值为1,求的值;
(3)将线段向右平移2个单位得到线段.若线段与抛物线仅有一个交点,求的取值范围.
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【分析】(1)利用待定系数法将点A、B的坐标代入即可
(2)根据抛物线图像分析得在范围内,的最大值只可能在或处取得,进行分类讨论①若时,②若,③,计算即可
(3)先利用待定系数法写出直线AB的解析式,再写出平移后的解析式,若线段与抛物线仅有一个交点,即方程在的范围内仅有一个根,只需当对应的函数值小于或等于0,且对应的函数值大于或等于即可.
【详解】(1)∵抛物线过点,,
∴,
∴,
∴.
(2)由(1)可得,
在范围内,最大值只可能在或处取得.
当时,,当时,.
①若时,即时,得,
∴,得.
②若,即时,得,此时,舍去.
③,即时,得,
∴,,舍去.
∴综上知,的值为.
(3)设直线的解析式为,
∵直线过点,,
∴,∴,
∴.
将线段向右平移2个单位得到线段,
∴的解析式满足,即.
又∵抛物线的解析式为,
∴.
又∵线段与抛物线在范围内仅有一个交点,
即方程在的范围内仅有一个根,
整理得在的范围内仅有一个根,
即抛物线在的范围内与轴仅有一个交点.
只需当对应的函数值小于或等于0,且对应的函数值大于或等于即可.
即时,,得,
当时,,得,
综上的取值范围为.
24. (2021•四川省凉山州)如图,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,,.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在第二象限内的抛物线上确定一点P,使四边形PBAC的面积最大.求出点P的坐标
(3)在(2)的结论下,点M为x轴上一动点,抛物线上是否存在一点Q.使点P、B、M、Q为顶点的四边形是平行四边形,若存在.请直接写出Q点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)(,);(3)(,)或(,)或(,)
【解析】
【分析】(1)根据OB=OC=3OA,AC=,利用勾股定理求出OA,可得OB和OC,得到A,B,C的坐标,利用待定系数法求出抛物线的解析式;
(2)判断出四边形BACP的面积最大时,△BPC的最大面积,过点P作y轴的平行线交BC于点H,求出直线BC的表达式,设点P(x,-x2-2x+3),利用三角形面积公式S△BPC=,即可求出S△BPC面积最小时点P的坐标;
(3)分类讨论,一是当BP为平行四边形对角线时,二是当BP为平行四边形一边时,利用平移规律即可求出点Q的坐标.
【详解】解:(1)∵OB=OC=3OA,AC=,
∴,即,
解得:OA=1,OC=OB=3,
∴A(1,0),B(-3,0),C(0,3),代入中,
则,解得:,
∴抛物线的解析式为;
(2)如图,四边形PBAC的面积=△BCA的面积+△PBC的面积,
而△ABC的面积是定值,故四边形PBAC的面积最大,只需要△BPC的最大面积即可,
过点P作y轴的平行线交BC于点H,
∵B(-3,0),C(0,3),设直线BC表达式为y=mx+n,
则,解得:,
∴直线BC的表达式为y=x+3,
设点P(x,-x2-2x+3),则点H(x,x+3),
S△BPC===,
∵,故S有最大值,即四边形PBAC的面积有最大值,
此时x=,代入得,
∴P(,);
(3)若BP为平行四边形的对角线,
则PQ∥BM,PQ=BM,
则P、Q关于直线x=-1对称,
∴Q(,);
若BP为平行四边形的边,
如图,QP∥BM,QP=BM,
同上可得:Q(,);
如图,BQ∥PM,BQ=PM,
∵点Q的纵坐标为,代入中,
解得:或(舍),
∴点Q的坐标为(,);
如图,BP∥QM,BP=QM,
∵点Q的纵坐标为,代入中,
解得:(舍)或,
∴点Q的坐标为(,);
综上:点Q的坐标为(,)或(,)或(,).
25. (2021•泸州市)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线与两坐标轴分别相交于A,B,C三点
(1)求证:∠ACB=90°
(2)点D是第一象限内该抛物线上的动点,过点D作x轴的垂线交BC于点E,交x轴于点F.
①求DE+BF的最大值;
②点G是AC的中点,若以点C,D,E为顶点的三角形与AOG相似,求点D的坐标.
【答案】(1)(2)①9;②或.
【解析】
【分析】(1)分别计算A,B,C三点的坐标,再利用勾股定理求得AB、BC、AC的长,最后利用勾股定理逆定理解题;
(2)①先解出直线BC的解析式,设,接着解出,利用二次函数的配方法求最值;②根据直角三角形斜边的中线性质,解得AG的长,再证明,再分两种情况讨论以点C,D,E为顶点的三角形与AOG相似,结合相似三角形对应边成比例性质解题即可.
【详解】解:(1)令x=0,得
令得
,
(2)①设直线BC的解析式为:,代入,得
设
即DE+BF的最大值为9;
②点G是AC的中点,
在中,
即为等腰三角形,
若以点C,D,E为顶点的三角形与AOG相似,
则①
又
,
或
经检验:不符合题意,舍去,
②,
又
整理得,
,
或,
同理:不合题意,舍去,
综上所述,或.
相关试卷
这是一份2021年全国中考数学真题分类汇编--函数:函数与几何(压轴题2)(试卷版),共19页。
这是一份2021年全国中考数学真题分类汇编--函数:函数与几何(压轴题1)( 答案版),共72页。
这是一份2021全国中考数学真题分类汇编--函数与几何(压轴题1)(无答案),共18页。