
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2022年九年级中考数学考点专题训练——专题二十八:二次函数(含答案)
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备战2022中考数学考点专题训练——专题二十八:
二次函数
1.如图,在平面直角坐标系xOy中,一次函数y=x+m(m为常数)的图象与x轴交于点A(﹣3,0),与y轴交于点C,以直线x=1为对称轴的抛物线y=ax2+bx+c(a、b、c为常数,且a≠0)经过A、C两点,并与x轴的正半轴交于点B
(1)求m的值及抛物线的函数表达式;
(2)是否存在抛物线上一动点Q,使得△ACQ是以AC为直角边的直角三角形?若存在,求出点Q的横坐标;若存在,请说明理由;
(3)若P是抛物线对称轴上一动点,且使△ACP周长最小,过点P任意作一条与y轴不平行的直线交抛物线于M1(x1,y1),M2(x2,y2)两点,试问是否为定值,如果是,请求出结果,如果不是请说明理由.
(参考公式:在平面直角坐标之中,若A(x1,y1),B(x2,y2),则A,B两点间的距离为AB=)
2.如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于点A(﹣2,0),交y轴于点B(0,﹣),直线y=kx+过点A与y轴交于点C,与抛物线的另一交点是D
(1)求抛物线y=x2+bx+c与直线y=kx+的解析式;
(2)①点P是抛物线上A、D间的一个动点,过P点作PM∥y轴交线段AD于M点,过D点作DE⊥y轴于点E,问是否存在P点使得四边形PMEC为平行四边形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由
②作PN⊥AD于点N,设△PMN的周长为m,点P的横坐标为t,求m与t的函数关系式,并求出m的最大值.
3.已知:如图,二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴交于A、B两点,其中A点坐标为(﹣1,0),点C(0,5),另抛物线经过点(1,8),M为它的顶点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求△MCB的面积S△MCB.
(3)在坐标轴上,是否存在点N,满足△BCN为直角三角形?如存在,请直接写出所有满足条件的点N.
4.在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C(0,﹣2).
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)如图1,点D为第四象限抛物线上一点,连接AD,BC交于点E,连接BD,记△BDE的面积为S1,△ABE的面积为S2,求的最大值;
(3)如图2,连接AC,BC,过点O作直线l∥BC,点P,Q分别为直线l和抛物线上的点.试探究:在第一象限是否存在这样的点P,Q,使△PQB∽△CAB.若存在,请求出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
5.如图,在平面直角坐标系xOy中,已知直线y=x﹣2与x轴交于点A,与y轴交于点B,过A、B两点的抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于另一点C(﹣1,0).
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线上是否存在一点P,使S△PAB=S△OAB?若存在,请求出点P的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)点M为直线AB下方抛物线上一点,点N为y轴上一点,当△MAB的面积最大时,求MN+ON的最小值.
6.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2﹣2x+c与直线y=kx+b都经过
A(0,﹣3)、B(3,0)两点,该抛物线的顶点为C.
(1)求此抛物线和直线AB的解析式;
(2)设直线AB与该抛物线的对称轴交于点E,在射线EB上是否存在一点M,过点M作x轴的垂线交抛物线于点N,使点M、N、C、E是平行四边形的四个顶点?若存在,试求出点M的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)设点P是直线AB下方抛物线上的一动点,当△PAB面积最大时,试求出点P的坐标,并求出△PAB面积的最大值.
7.如图,抛物线与x轴交于点A,B,与y轴交于点C.
(1)求点A,B,C的坐标;
(2)将△ABC绕AB的中点M旋转180°,得到△BAD.
①求点D的坐标;
②判断△ADB的形状,并说明理由.
(3)在该抛物线对称轴上是否存在点P,使△BMP与△BAD相似?若存在,请写出所有满足条件的P点的坐标;若不存在,请说明理由.
8.如图,直线y=x﹣4与x轴,y轴交于点B,C,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴为直线x=1,抛物线经过B,C,与x轴交于另一点A.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点E从A点出发,在线段AB上以每秒3个单位的速度向B点运动,同时点F从B点出发,在线段BC上以每秒1个单位的速度向C点运动,当其中一个点到达终点时,另一个点将停止运动.设△EBF的面积为S,点E运动的时间为t.
①求S与t的函数关系式,并求出S有最大值时点F的坐标;
②点E,F在运动过程中,若△EBF为直角三角形,求t的值.
9.如图,已知点B的坐标是(﹣2,0),点C的坐标是(8,0),以线段BC为直径作⊙A,交y轴的正半轴于点D,过B、C、D三点作抛物线.
(1)求抛物线的解析式;
(2)连结BD,CD,点E是BD延长线上一点,∠CDE的角平分线DF交⊙A于点F,连结CF,在直线BE上找一点P,使得△PFC的周长最小,并求出此时点P的坐标;
(3)在(2)的条件下,抛物线上是否存在点G,使得∠GFC=∠DCF,若存在,请直接写出点G的坐标;若不存在,请说明理由.
10.如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴相交于A、B两点,点A的坐标为(﹣1,0),点B的坐标为(3,0).
(1)求二次函数的解析式;
(2)求△ABC的面积;
(3)若P是第四象限内抛物线上任意一点,PH⊥x轴于点H,与BC交于点M.求线段PM的最大值.
11.如图,直线y=x+4与x轴交于点A,与y轴交于点B,抛物线y=﹣x2+bx+c经过A,B两点,与x轴正半轴交于点C,连接BC,P为线段AC上的动点,P与A,C不重合,作PQ∥BC交AB于Q,A关于PQ的对称点为D,连接PD,QD,BD.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当点D在抛物线上时,求点P的坐标;
(3)设点P的横坐标为x,△PDQ与△ABC重叠部分的面积为S.
①直接写出S与x的函数关系式;
②当△BDQ为直角三角形时,直接写出x的值.
12.已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(5,0)两点,C为抛物线的顶点,抛物线的对称轴交x轴于点D,连结BC,且tan∠CBD=,如图所示.
(1)求抛物线的解析式;
(2)设P是抛物线的对称轴上的一个动点.
①过点P作x轴的平行线交线段BC于点E,过点E作EF⊥PE交抛物线于点F,连结FB、FC,求△BCF的面积的最大值;
②连结PB,求PC+PB的最小值.
13.如图,二次函数y═ax2+bx+4的图象与x轴交于点A(﹣1,0),B(4,0),与y轴交于点C,抛物线的顶点为D,其对称轴与线段BC交于点E,垂直于x轴的动直线l分别交抛物线和线段BC于点P和点F,动直线l在抛物线的对称轴的右侧(不含对称轴)沿x轴正方向移动到B点.
(1)求出二次函数y=ax2+bx+4和BC所在直线的表达式;
(2)在动直线l移动的过程中,试求使四边形DEFP为平行四边形的点P的坐标;
(3)连接CP,CD,在动直线l移动的过程中,抛物线上是否存在点P,使得以点P,C,F为顶点的三角形与△DCE相似?如果存在,求出点P的坐标;如果不存在,请说明理由.
14.如图,抛物线y=x2+bx﹣2与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,且A(﹣1,0),点M(m,0)是x轴上的一个动点,
(1)判断△ABC的形状,证明你的结论;
(2)当CM+DM的值最小时,求m的值.
15.平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c交x轴于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C,点A,C的坐标分别为(﹣3,0),(0,3),对称轴直线x=﹣1交x轴于点E,点D为顶点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点K是直线AC下方的抛物线上一点,且S△KAC=S△DAC求点K的坐标;
(3)如图2若点P是线段AC上的一个动点,∠DPM=30°,DP⊥DM,则点P的线段AC上运动时,D点不变,M点随之运动,求当点P从点A运动到点C时,点M运动的路径长.
16.如图,已知关于x的二次函数y=﹣x2+bx+c(c>0)的图象与x轴相交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,且OB=OC=3,顶点为M.
(1)求出二次函数的关系式;
(2)点P为线段MB上的一个动点,过点P作x轴的垂线PD,垂足为D.若OD=m,△PCD的面积为S,求S关于m的函数关系式,并写出m的取值范围;
(3)探索线段MB上是否存在点P,使得△PCD为直角三角形?如果存在,求出P的坐标;如果不存在,请说明理由.
备战2021中考数学考点专题训练——专题二十八:
二次函数参考答案
1.如图,在平面直角坐标系xOy中,一次函数y=x+m(m为常数)的图象与x轴交于点A(﹣3,0),与y轴交于点C,以直线x=1为对称轴的抛物线y=ax2+bx+c(a、b、c为常数,且a≠0)经过A、C两点,并与x轴的正半轴交于点B
(1)求m的值及抛物线的函数表达式;
(2)是否存在抛物线上一动点Q,使得△ACQ是以AC为直角边的直角三角形?若存在,求出点Q的横坐标;若存在,请说明理由;
(3)若P是抛物线对称轴上一动点,且使△ACP周长最小,过点P任意作一条与y轴不平行的直线交抛物线于M1(x1,y1),M2(x2,y2)两点,试问是否为定值,如果是,请求出结果,如果不是请说明理由.
(参考公式:在平面直角坐标之中,若A(x1,y1),B(x2,y2),则A,B两点间的距离为AB=)
【答案】解:(1)∵一次函数y=x+m(m为常数)的图象与x轴交于点A(﹣3,0),
∴0=×(﹣3)+m,解得m=,
∴一次函数解析式为y=x+,
∴C点坐标为(0,).
∵以直线x=1为对称轴的抛物线y=ax2+bx+c(a、b、c为常数,且a≠0)经过A(﹣3,0)、C(0,),
∴,解得,
∴抛物线的函数表达式为y=﹣x2+x+;
(2)存在.设Q(x,﹣x2+x+).
①当点C为直角顶点时,如图,作CQ⊥AC交抛物线于点Q,QE⊥y轴于E.
在△ACO与△CQE中,
,
∴△ACO∽△CQE,
∴=,即=,
解得x1=5.2,x2=0(不合题意舍去);
②当点A为直角顶点时,如图,作AQ′⊥AC交抛物线于点Q′,Q′E′⊥x轴于E.
在△ACO与△Q′AE′中,
,
∴△ACO∽△Q′AE′,
∴=,即=,
解得x1=8.2,x2=﹣3(不合题意舍去).
综上所述:Q点的横坐标为5.2或8.2;
(3)∵y=﹣x2+x+与x轴交于A(﹣3,0)、B两点,对称轴为直线x=1,
∴B点坐标为(5,0),
∵C(0,),
∴直线BC的解析式为y=﹣x+,
当x=1时,y=﹣×1+=3,
∴P(1,3).
设过点P的直线为:y=kx+3﹣k,
把y=kx+3﹣k代入y=﹣x2+x+,
得kx+3﹣k=﹣x2+x+,
整理得,x2+(4k﹣2)x﹣4k﹣3=0,
∴x1+x2=2﹣4k,x1x2=﹣4k﹣3,y1﹣y2=k(x1﹣x2),
∴(x1﹣x2)2=(x1+x2)2﹣4x1x2=(2﹣4k)2﹣4(﹣4k﹣3)=16k2+16,
∴M1M2===4(1+k2),
同理:M1P==,
M2P=,
∴M1P•M2P=•=|(x1﹣1)(x2﹣1)|•(1+k2)=4(1+k2),
∴=1为定值.
2.如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于点A(﹣2,0),交y轴于点B(0,﹣),直线y=kx+过点A与y轴交于点C,与抛物线的另一交点是D
(1)求抛物线y=x2+bx+c与直线y=kx+的解析式;
(2)①点P是抛物线上A、D间的一个动点,过P点作PM∥y轴交线段AD于M点,过D点作DE⊥y轴于点E,问是否存在P点使得四边形PMEC为平行四边形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由
②作PN⊥AD于点N,设△PMN的周长为m,点P的横坐标为t,求m与t的函数关系式,并求出m的最大值.
【答案】解:(1)把A(﹣2,0),B(0,﹣)代入y=x2+bx+c得,解得,
所以抛物线解析式为y=x2﹣x﹣;
把A(﹣2,0)代入y=kx+得﹣2k+=0,解得k=,
所以一次函数解析式为y=x+;
(2)存在.
解方程组得或,则D(8,),
当x=0时,y=x+=+,则C(0,),
∵DE⊥y轴,
∴E(0,),
∴CE=OE﹣OC=6,
设(x,x2﹣x﹣),则M(x,+),
∴MN=+﹣(x2﹣x﹣)=﹣x2+x+4,
∵CE∥PM,
∴当PM=CE时,四边形PMEC为平行四边形,
即﹣x2+x+4=6,解得x1=2,x2=4,
∴此时P点坐标为(2,﹣3),(4,﹣);
(3)在Rt△CDE中,∵CE=6,DE=8,
∴CD=10,
设(t,t2﹣t﹣),则M(t,t+),
∴MN=t+﹣(t2﹣t﹣)=﹣t2+t+4,
∵PM∥CE,
∴∠ECD=∠PMN,
∴Rt△PMN∽Rt△DCE,
∴==,
∴MN=(﹣t2+t+4),PN=(﹣t2+t+4),
∴m=PM+MN+PN=(﹣t2+t+4)=﹣(t﹣3)2+15,
当t=3时,m有最大值,最大值为15.
3.已知:如图,二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴交于A、B两点,其中A点坐标为(﹣1,0),点C(0,5),另抛物线经过点(1,8),M为它的顶点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求△MCB的面积S△MCB.
(3)在坐标轴上,是否存在点N,满足△BCN为直角三角形?如存在,请直接写出所有满足条件的点N.
【答案】解:(1)∵二次函数y=ax2+bx+c的图象经过A(﹣1,0),C(0,5),(1,8),
则有:,
解得.
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+4x+5.
(2)令y=0,得(x﹣5)(x+1)=0,x1=5,x2=﹣1,
∴B(5,0).
由y=﹣x2+4x+5=﹣(x﹣2)2+9,得顶点M(2,9)
如图1中,作ME⊥y轴于点E,
可得S△MCB=S梯形MEOB﹣S△MCE﹣S△OBC=(2+5)×9﹣×4×2﹣×5×5=15.
(3)存在.如图2中,
∵OC=OB=5,
∴△BOC是等腰直角三角形,
①当C为直角顶点时,N1(﹣5,0).
②当B为直角顶点时,N2(0,﹣5).
③当N为直角顶点时,N3(0,0).
综上所述,满足条件的点N坐标为(0,0)或(0,﹣5)或(﹣5,0).
4.在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C(0,﹣2).
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)如图1,点D为第四象限抛物线上一点,连接AD,BC交于点E,连接BD,记△BDE的面积为S1,△ABE的面积为S2,求的最大值;
(3)如图2,连接AC,BC,过点O作直线l∥BC,点P,Q分别为直线l和抛物线上的点.试探究:在第一象限是否存在这样的点P,Q,使△PQB∽△CAB.若存在,请求出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)设抛物线的解析式为y=a(x+1)(x﹣4).
∵将C(0,﹣2)代入得:4a=2,解得a=,
∴抛物线的解析式为y=(x+1)(x﹣4),即y=x2﹣x﹣2.
(2)过点D作DG⊥x轴于点G,交BC于点F,过点A作AK⊥x轴交BC的延长线于点K,
∴AK∥DG,
∴△AKE∽△DFE,
∴,
∴,
设直线BC的解析式为y=kx+b,
∴,解得,
∴直线BC的解析式为y=x﹣2,
∵A(﹣1,0),
∴y=﹣﹣2=﹣,
∴AK=,
设D(m,m﹣2),则F(m,m﹣2),
∴DF=m+2=﹣+2m.
∴m=﹣.
∴当m=2时,有最大值,最大值是.
(3)符合条件的点P的坐标为()或().
∵l∥BC,
∴直线l的解析式为y=x,
设P(a,),
①当点P在直线BQ右侧时,如图2,过点P作PN⊥x轴于点N,过点Q作QM⊥直线PN于点M,
∵A(﹣1,0),C(0,﹣2),B(4,0),
∴AC=,AB=5,BC=2,
∵AC2+BC2=AB2,
∴∠ACB=90°,
∵△PQB∽△CAB,
∴,
∵∠QMP=∠BNP=90°,
∴∠MQP+∠MPQ=90°,∠MPQ+∠PBN=90°,
∴∠MQP=∠PBN,
∴△QPM∽△PBN,
∴=,
∴QM=,PM=(a﹣4)=a﹣2,
∴MN=a﹣2,BN﹣QM=a﹣4﹣a﹣4,
∴Q(a,a﹣2),
将点Q的坐标代入抛物线的解析式得a﹣2=a﹣2,
解得a=0(舍去)或a=.
∴P().
②当点P在直线BQ左侧时,
由①的方法同理可得点Q的坐标为(a,2).
此时点P的坐标为().
5.如图,在平面直角坐标系xOy中,已知直线y=x﹣2与x轴交于点A,与y轴交于点B,过A、B两点的抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于另一点C(﹣1,0).
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线上是否存在一点P,使S△PAB=S△OAB?若存在,请求出点P的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)点M为直线AB下方抛物线上一点,点N为y轴上一点,当△MAB的面积最大时,求MN+ON的最小值.
【答案】解:(1)∵直线y=x﹣2与x轴交于点A,与y轴交于点B,
∴点A(4,0),点B(0,﹣2),
设抛物线解析式为:y=a(x+1)(x﹣4),
∴﹣2=﹣4a,
∴a=,
∴抛物线解析式为:y=(x+1)(x﹣4)=x2﹣x﹣2;
(2)如图,当点P在直线AB上方时,过点O作OP∥AB,交抛物线与点P,
∵OP∥AB,
∴△ABP和△ABP是等底等高的两个三角形,
∴S△PAB=S△ABO,
∵OP∥AB,
∴直线PO的解析式为y=x,
联立方程组可得,
解得:或,
∴点P(2+2,1+)或(2﹣2,1﹣);
当点P''在直线AB下方时,在OB的延长线上截取BE=OB=2,过点E作EP''∥AB,交抛物线于点P'',
∴AB∥EP''∥OP,OB=BE,
∴S△ABP''=S△ABO,
∵EP''∥AB,且过点E(0,﹣4),
∴直线EP''解析式为y=x﹣4,
联立方程组可得,
解得,
∴点P''(2,﹣3),
综上所述:点P坐标为(2+2,1+)或(2﹣2,1﹣)或(2,﹣3);
(3)如图2,过点M作MF⊥AC,交AB于F,
设点M(m,m2﹣m﹣2),则点F(m,m﹣2),
∴MF=m﹣2﹣(m2﹣m﹣2)=﹣(m﹣2)2+2,
∴△MAB的面积=×4×[﹣(m﹣2)2+2]=﹣(m﹣2)2+4,
∴当m=2时,△MAB的面积有最大值,
∴点M(2,﹣3),
如图3,过点O作∠KOB=30°,过点N作KN⊥OK于K点,过点M作MR⊥OK于R,延长MF交直线KO于Q,
∵∠KOB=30°,KN⊥OK,
∴KN=ON,
∴MN+ON=MN+KN,
∴当点M,点N,点K三点共线,且垂直于OK时,MN+ON有最小值,即最小值为MP,
∵∠KOB=30°,
∴直线OK解析式为y=x,
当x=2时,点Q(2,2),
∴QM=2+3,
∵OB∥QM,
∴∠PQM=∠PON=30°,
∴PM=QM=+,
∴MN+ON的最小值为+.
6.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2﹣2x+c与直线y=kx+b都经过
A(0,﹣3)、B(3,0)两点,该抛物线的顶点为C.
(1)求此抛物线和直线AB的解析式;
(2)设直线AB与该抛物线的对称轴交于点E,在射线EB上是否存在一点M,过点M作x轴的垂线交抛物线于点N,使点M、N、C、E是平行四边形的四个顶点?若存在,试求出点M的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)设点P是直线AB下方抛物线上的一动点,当△PAB面积最大时,试求出点P的坐标,并求出△PAB面积的最大值.
【答案】解:(1)∵抛物线y=ax2﹣2x+c经过A(0,﹣3)、B(3,0)两点,
∴
∴
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3,
∵直线y=kx+b经过A(0,﹣3)、B(3,0)两点,
∴
解得
∴直线AB的解析式为y=x﹣3;
(2)∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
∴抛物线的顶点C的坐标为(1,﹣4),
∵CE∥y轴,
∴E(1,﹣2),
∴CE=2,
①如图,若点M在x轴下方,四边形CEMN为平行四边形,则CE=MN,
设M(a,a﹣3),则N(a,a2﹣2a﹣3),
∴MN=a﹣3﹣(a2﹣2a﹣3)=﹣a2+3a,
∴﹣a2+3a=2,
解得:a=2,a=1(舍去),
∴M(2,﹣1),
②如图,若点M在x轴上方,四边形CENM为平行四边形,则CE=MN,
设M(a,a﹣3),则N(a,a2﹣2a﹣3),
∴MN=a2﹣2a﹣3﹣(a﹣3)=a2﹣3a,
∴a2﹣3a=2,
解得:a=,a=(舍去),
∴M(,),
综合可得M点的坐标为(2,﹣1)或(,).
(3)如图,作PG∥y轴交直线AB于点G,
设P(m,m2﹣2m﹣3),则G(m,m﹣3),
∴PG=m﹣3﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+3m,
∴S△PAB=S△PGA+S△PGB==,
∴当m=时,△PAB面积的最大值是,
∴此时P点坐标为(,﹣).
7.如图,抛物线与x轴交于点A,B,与y轴交于点C.
(1)求点A,B,C的坐标;
(2)将△ABC绕AB的中点M旋转180°,得到△BAD.
①求点D的坐标;
②判断△ADB的形状,并说明理由.
(3)在该抛物线对称轴上是否存在点P,使△BMP与△BAD相似?若存在,请写出所有满足条件的P点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)令y=0,则
解得:x1=4,x2=﹣1
∴A(﹣1,0),B(4,0)
令x=0,则y=2,
∴C(0,2);
(2)①过D作DE⊥x轴于点E,
∵△ABC绕点M旋转180°得到△BAD,
∴AC=BD,∠CAO=∠DBE.
在△AOC和△BED中,
.
∴△AOC≌△BED(AAS)
∴OC=DE,OA=EB.
∵A(﹣1,0),B(4,0),C(0,2)
∴OC=DE=2,OA=BE=1,AB=5,OB=4.
∴OE=4﹣1=3,
∵点D在第四象限.
∴D(3,﹣2);
②△ABD是直角三角形;
在Rt△AED中,AD2=AE2+DE2=(1+3)2+22=20.
在Rt△BDE中,BD2=BE2+DE2=12+22=5,AB2=52.
∴AD2+BD2=AB2.
∴△ABD是直角三角形;
(3)存在
∵AD2=20,
∴.
∵BD2=5,
∴.
作出抛物线的对称轴.
∵点P在对称轴上,
∴设.
当△BMP∽△ADB时,,
∴,,
∴
∴,
当△PMB∽△ADB时,,
∴,|t|=5,
∴t=±5,
∴,
∴,,,.
8.如图,直线y=x﹣4与x轴,y轴交于点B,C,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴为直线x=1,抛物线经过B,C,与x轴交于另一点A.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点E从A点出发,在线段AB上以每秒3个单位的速度向B点运动,同时点F从B点出发,在线段BC上以每秒1个单位的速度向C点运动,当其中一个点到达终点时,另一个点将停止运动.设△EBF的面积为S,点E运动的时间为t.
①求S与t的函数关系式,并求出S有最大值时点F的坐标;
②点E,F在运动过程中,若△EBF为直角三角形,求t的值.
【答案】解:(1)∵直线y=x﹣4与x轴,y轴交于点B,C,
∴x=0时,y=﹣4,y=0时,x=4,
∴B(4,0),C(0,﹣4).
∵抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴为直线x=1,
∴A点坐标为(﹣2,0),
∴,
解得:.
∴抛物线的解析式为.
(2)由题意得,BF=t,BE=6﹣3t,
①作FH⊥x轴,如图,
∵B(4,0),C(0,﹣4).
∴OB=OC=4,
∴,
∵FH∥BC,
∴△BHF∽△BOC,
∴,
∴.
解得:HF=.
∴=.
当S有最大值时,t=1,此时点F的坐标为().
②∵OB=OC,
∴∠OBC=45°,
若∠BEF=90°,
则cos∠EBF=,
解得:t=.
若∠EFB=90°,
则cos∠EFB=.
解得:t=.
综合以上可得,若△EBF为直角三角形,t的值为或.
9.如图,已知点B的坐标是(﹣2,0),点C的坐标是(8,0),以线段BC为直径作⊙A,交y轴的正半轴于点D,过B、C、D三点作抛物线.
(1)求抛物线的解析式;
(2)连结BD,CD,点E是BD延长线上一点,∠CDE的角平分线DF交⊙A于点F,连结CF,在直线BE上找一点P,使得△PFC的周长最小,并求出此时点P的坐标;
(3)在(2)的条件下,抛物线上是否存在点G,使得∠GFC=∠DCF,若存在,请直接写出点G的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)∵以BC为直径作⊙A,交y轴的正半轴于点D,
∴∠BDO+∠ODC=90°,
又∵∠OCD+∠ODC=90°,
∴∠OCD=∠BDO,
又∵∠DOC=DOB=90°,
∴△BOD∽△DOC,
∴=,
又∵B(﹣2,0),C(8,0),
∴=,
解得,OD=4(取正值),
∴D(0,4),
故设抛物线解析式为y=a(x+2)(x﹣8),
∴4=a(0+2)(0﹣8),
解得,a=﹣,
∴二次函数的解析式为y=﹣(x+2)(x﹣8)=﹣x2+x+4;
(2)∵BC为⊙A的直径,且B(﹣2,0),C(8,0),
∴OA=3,A(3,0),
∵点E是BD延长线上一点,∠CDE的角平分线DF交⊙A于点F,
∴∠CDF=∠CDE=×90°=45°,
连接AF,则∠CAF=2∠CDF=2×45°=90°,
∵OA=3,AF=5,
∴F(3,5),
∵∠CDB=90°,
∴如图2,延长CD至点C',使CD=C'D,则C'(﹣8,8),
连接C'F交BE于点P,再连接PF,PC,
此时△PFC的周长最短,
将C'(﹣8,8),F(3,5)代入y=kx+b,
得,k=﹣,b=,
∴直线C'F的解析式为y=﹣x+,
设BD的解析式为y=kx+4,
将点B(﹣2,0)代入,
得,k=2,
∴直线BD的解析式为y=2x+4,
联立,得,
解得,x=,y=,
∴点P坐标为(,);
(3)存在,理由如下:
如图3,①当点G在直线FC上方时,过点F作DC的平行线,交抛物线于点G,则此时∠GFC=∠DCF,
设直线DC的解析式为y=kx+4,
将点C(8,0)代入,
得,b=﹣,
∴直线DC的解析式为y=﹣x+4,
则可设FG的解析式为y=﹣x+m,
将点F(3,5)代入,
得,m=,
∴直线FG的解析式为y=﹣x+,
联立,得﹣x+=﹣x2+x+4,
解得,x1=4+,x2=4﹣(舍去),
∴G1(4+,);
②当点G在直线FC下方时,过点A作AH⊥FC于H,设AH交DC于M,
则AH垂直平分FC,
∴MF=MC,
∴∠MFC=∠DCF,
则射线FM与抛物线的交点为G2,
设直线FC的解析式为y=kx+b,
将点F(3,5),C(8,0)代入,
得,k=﹣1,b=8,
∴直线FC的解析式为y=﹣x+8,
∵点H是FC的中点,
∴H(,),
又∵AH垂直FC,
∴可设直线AH的解析式为y=x+n,
将点H(,)代入,
得,n=﹣3,
∴直线AH的解析式为y=x﹣3,
联立直线AH与直线DC,
得x﹣3=﹣x+4,
解得,x=,
∴M(,),
设直线FM的解析式为y=mx+d,
将点F(3,5),M(,)代入,
得,m=﹣2,d=11,
∴直线FM的解析式为y=﹣2x+11,
联立直线FM与抛物线,
得,﹣2x+11=﹣x2+x+4,
解得,x1=7+,x2=7﹣(舍去),
∴G2(7+,﹣3﹣2),
综上所述,点G的坐标为(4+,)或(7+,﹣3﹣2).
10.如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴相交于A、B两点,点A的坐标为(﹣1,0),点B的坐标为(3,0).
(1)求二次函数的解析式;
(2)求△ABC的面积;
(3)若P是第四象限内抛物线上任意一点,PH⊥x轴于点H,与BC交于点M.求线段PM的最大值.
【答案】解:(1)将A(﹣1,0),B(3,0)代入y=x2+bx+c得,
,
解得,
所以,抛物线解析式为y=x2﹣2x﹣3;
(2)由A(﹣1,0),B(3,0)知,AB=4.
∵抛物线解析式为y=x2﹣2x﹣3,
∴C(0,﹣3),
∴OC=3.
∴S△ABC=AB•OC=×4×3=6,即△ABC的面积是6;
(3)设BC的解析式为y=kx+t,
将B,C的坐标代入函数解析式,得
,
解得,
BC的解析式为y=x﹣3,
设M(n,n﹣3),P(n,n2﹣2n﹣3),
PM=(n﹣3)﹣(n2﹣2n﹣3)=﹣n2+3n=﹣(n﹣)2+,
当n=时,PM最大=.
11.如图,直线y=x+4与x轴交于点A,与y轴交于点B,抛物线y=﹣x2+bx+c经过A,B两点,与x轴正半轴交于点C,连接BC,P为线段AC上的动点,P与A,C不重合,作PQ∥BC交AB于Q,A关于PQ的对称点为D,连接PD,QD,BD.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当点D在抛物线上时,求点P的坐标;
(3)设点P的横坐标为x,△PDQ与△ABC重叠部分的面积为S.
①直接写出S与x的函数关系式;
②当△BDQ为直角三角形时,直接写出x的值.
【答案】解:(1)直线y=x+4①,
令x=0,则y=4,令y=0,则x=﹣3
∴A(﹣3,0)B(0,4),
∵抛物线经过A,B两点,
∴,解得,
∴;
(2)设P点坐标为(x,0),
令=0,
解得x1=﹣3,x2=4,
∴OB=OC=4,
∴∠BCO=45°,
又PQ∥BC,
∴∠QPA=∠BCO=45°,
∴∠APD=90°,
∴D(x,x+3),
∴,解得x1=﹣3,x2=1,
∵P与A,C不重合,
∴P(1,0);
(3)∵PQ∥BC,
∴直线PQ的表达式中的k值为﹣1,
则直线PQ的表达式为:y=﹣x+b,
将点P的坐标[改设为:点P(m,0)]代入上式并解得:
直线PQ的表达式为:y=﹣x+m②,
联立①②并解得:x=,故点Q(,);
①由点B、C的坐标得,直线BC的表达式为:y=﹣x+4,
由(2)知,点D(x,x+3),
∵当点D在直线BC上时,即x+3=﹣x+4,解得:x=;
当﹣3<x≤时,
S=S△PQG=×PD×(xP﹣xQ)=×(x+3)(x﹣)=;
当<x<4时,
同理可得:S=;
②点B的坐标(0,4),点D(x,x+3),点Q(,);
(Ⅰ)当∠BDQ为直角时,如图1,
过点D作y轴的平行线交过点Q与x轴的平行线于点M,交过点B与x轴的平行线于点N,
∵∠NDB+∠NBD=90°,∠NDB+∠MDQ=90°,
∴∠MDQ=∠NBD,
∴tan∠MDQ=tan∠NBD,即,
而MQ=x﹣=,MD=x+3﹣=,BN=x,ND=4﹣(x﹣3)=1﹣x,
,解得:x=或﹣3(舍去﹣3),
故x=;
(Ⅱ)当∠BQD为直角时,如图2,
同理可得:tan∠QDN=tan∠MQB,即,则,
解得:x=0或﹣3(舍去);
(3)当∠QBD为直角时,
同理可得:x=;
综上,当△BDQ为直角三角形时,x的值是或.
12.已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(5,0)两点,C为抛物线的顶点,抛物线的对称轴交x轴于点D,连结BC,且tan∠CBD=,如图所示.
(1)求抛物线的解析式;
(2)设P是抛物线的对称轴上的一个动点.
①过点P作x轴的平行线交线段BC于点E,过点E作EF⊥PE交抛物线于点F,连结FB、FC,求△BCF的面积的最大值;
②连结PB,求PC+PB的最小值.
【答案】解:(1)根据题意,可设抛物线的解析式为:y=a(x+1)(x﹣5),
∵抛物线的对称轴为直线x=2,
∴D(2,0),
又∵=,
∴CD=BD•tan∠CBD=4,
即C(2,4),
代入抛物线的解析式,得4=a(2+1)(2﹣5),
解得 ,
∴二次函数的解析式为 =﹣x2++;
(2)①设P(2,t),其中0<t<4,
设直线BC的解析式为 y=kx+b,
∴,
解得
即直线BC的解析式为 ,
令y=t,得:,
∴点E(5﹣t,t),
把 代入,得 ,
即,
∴,
∴△BCF的面积=×EF×BD=(t﹣)=,
∴当t=2时,△BCF的面积最大,且最大值为;
②如图,连接AC,根据图形的对称性可知∠ACD=∠BCD,AC=BC=5,
∴,
过点P作PG⊥AC于G,则在Rt△PCG中,,
∴,
过点B作BH⊥AC于点H,则PG+PH≥BH,
∴线段BH的长就是的最小值,
∵,
又∵,
∴,
即,
∴的最小值为.
13.如图,二次函数y═ax2+bx+4的图象与x轴交于点A(﹣1,0),B(4,0),与y轴交于点C,抛物线的顶点为D,其对称轴与线段BC交于点E,垂直于x轴的动直线l分别交抛物线和线段BC于点P和点F,动直线l在抛物线的对称轴的右侧(不含对称轴)沿x轴正方向移动到B点.
(1)求出二次函数y=ax2+bx+4和BC所在直线的表达式;
(2)在动直线l移动的过程中,试求使四边形DEFP为平行四边形的点P的坐标;
(3)连接CP,CD,在动直线l移动的过程中,抛物线上是否存在点P,使得以点P,C,F为顶点的三角形与△DCE相似?如果存在,求出点P的坐标;如果不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)将点A(﹣1,0),B(4,0),代入y═ax2+bx+4,
得:,
解得:,
∴二次函数的表达式为:y=﹣x2+3x+4,
当x=0时,y=4,
∴C(0,4),
设BC所在直线的表达式为:y=mx+n,
将C(0,4)、B(4,0)代入y=mx+n,
得:,
解得:,
∴BC所在直线的表达式为:y=﹣x+4;
(2)∵DE⊥x轴,PF⊥x轴,
∴DE∥PF,
只要DE=PF,四边形DEFP即为平行四边形,
∵y=﹣x2+3x+4=﹣(x﹣)2+,
∴点D的坐标为:(,),
将x=代入y=﹣x+4,即y=﹣+4=,
∴点E的坐标为:(,),
∴DE=﹣=,
设点P的横坐标为t,
则P的坐标为:(t,﹣t2+3t+4),F的坐标为:(t,﹣t+4),
∴PF=﹣t2+3t+4﹣(﹣t+4)=﹣t2+4t,
由DE=PF得:﹣t2+4t=,
解得:t1=(不合题意舍去),t2=,
当t=时,﹣t2+3t+4=﹣()2+3×+4=,
∴点P的坐标为(,);
(3)存在,理由如下:
如图2所示:
由(2)得:PF∥DE,
∴∠CED=∠CFP,
又∵∠PCF与∠DCE有共同的顶点C,且∠PCF在∠DCE的内部,
∴∠PCF≠∠DCE,
∴只有∠PCF=∠CDE时,△PCF∽△CDE,
∴=,
∵C(0,4)、E(,),
∴CE==,
由(2)得:DE=,PF=﹣t2+4t,F的坐标为:(t,﹣t+4),
∴CF==t,
∴=,
∵t≠0,
∴(﹣t+4)=3,
解得:t=,
当t=时,﹣t2+3t+4=﹣()2+3×+4=,
∴点P的坐标为:(,).
14.如图,抛物线y=x2+bx﹣2与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,且A(﹣1,0),点M(m,0)是x轴上的一个动点,
(1)判断△ABC的形状,证明你的结论;
(2)当CM+DM的值最小时,求m的值.
【答案】解:(1)△ABC是直角三角形,理由如下:
∵点A(﹣1,0)在抛物线上,
∴,
解得:b=﹣,
∴抛物线的解析式为:y=x2﹣x﹣2,
∴当x=0时,y=﹣2,
∴C(0,﹣2),即OC=2,
当y=0时,,
解得:x1=﹣1,x2=4,
∴A(﹣1,0),B(4,0),
即:OA=1,OB=4,AB=5.
∴AB2=25,AC2=OA2+OC2=12+22=5,BC2=OC2+OB2=22+42=20,
∴AC2+BC2=AB2,
∴△ABC是直角三角形;
(2)作点C关于x轴的对称点C′,
则C′(0,2),OC′=2,连接C′D交x轴于点M,如图所示:
根据轴对称性及两点之间线段最短可知,MC+MD的最小值为线段C'D,
∵抛物线y=x2﹣x﹣2=(x﹣)2﹣,
∴抛物线的顶点
设直线C'D解析式:y=kx+b(k≠0),则,
解得:k=﹣,b=2,
∴直线C'D解析式:y=﹣x+2,
当y=0时,得x=,
∴m=.
15.平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c交x轴于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C,点A,C的坐标分别为(﹣3,0),(0,3),对称轴直线x=﹣1交x轴于点E,点D为顶点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点K是直线AC下方的抛物线上一点,且S△KAC=S△DAC求点K的坐标;
(3)如图2若点P是线段AC上的一个动点,∠DPM=30°,DP⊥DM,则点P的线段AC上运动时,D点不变,M点随之运动,求当点P从点A运动到点C时,点M运动的路径长.
【答案】解:(1)由题意可得,
解得,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣2x+3;
(2)过点D作DH⊥y轴于H,连接EK交y轴于F,连接EC,如图1.
由y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4可得顶点D为(﹣1,4),
∴S△ADC=S梯形AOHD﹣S△OAC﹣S△DHC
=(1+3)×4﹣×3×3﹣×1×(4﹣3)=3.
又∵S△AEC=AE•OC=×2×3=3,
∴S△ADC=S△AEC.
∵S△KAC=S△DAC,
∴S△KAC=S△EAC,
∴EK∥AC,
∴,
∴,
∴OF=1,F(0,1).
设直线EK的解析式为y=mx+n,则有
,
解得,
∴直线EK的解析式为y=x+1.
解方程组,得
,,
∴点K的坐标为(,)或(,);
(3)设点P在点A处时点M在点M′,点P在点C处时点M在点M″,如图2.
∵∠CDM″=∠PDM=90°,∠DPM=∠DCM″=30°,
∴=,∠PDC=∠MDM″,
∴△DPC∽△DMM″,
∴∠DCP=∠DM″M.
同理可得△DAC∽△DM′M″,
∴∠DCA=∠DM″M′.
∴∠DM″M=∠DM″M′=∠DCP,
∵∠DCP是定值,
∴点M的运动路径是线段M′M″.
∵△DM′M″∽△DAC,
∴==.
∵AC===3,
∴M′M″=,
∴点M的运动路径长为.
16.如图,已知关于x的二次函数y=﹣x2+bx+c(c>0)的图象与x轴相交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,且OB=OC=3,顶点为M.
(1)求出二次函数的关系式;
(2)点P为线段MB上的一个动点,过点P作x轴的垂线PD,垂足为D.若OD=m,△PCD的面积为S,求S关于m的函数关系式,并写出m的取值范围;
(3)探索线段MB上是否存在点P,使得△PCD为直角三角形?如果存在,求出P的坐标;如果不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)∵OB=OC=3,
∴B(3,0),C(0,3)
∴,
解得 1分
∴二次函数的解析式为y=﹣x2+2x+3;
(2)∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴M(1,4)
设直线MB的解析式为y=kx+n,
则有
解得:,
∴直线MB的解析式为y=﹣2x+6
∵PD⊥x轴,OD=m,
∴点P的坐标为(m,﹣2m+6)
S三角形PCD=×(﹣2m+6)•m=﹣m2+3m(1≤m<3);
(3)∵若∠PDC是直角,则点C在x轴上,由函数图象可知点C在y轴的正半轴上,
∴∠PDC≠90°,
在△PCD中,当∠DPC=90°时,
当CP∥AB时,
∵PD⊥AB,
∴CP⊥PD,
∴PD=OC=3,
∴P点纵坐标为:3,代入y=﹣2x+6,
∴x=,此时P(,3).
∴线段BM上存在点P( ,3)使△PCD为直角三角形.
当∠P′CD′=90°时,△COD′∽△D′CP′,
此时CD′2=CO•P′D′,
即9+m2=3(﹣2m+6),
∴m2+6m﹣9=0,
解得:m=﹣3±3,
∵1≤m<3,
∴m=3(﹣1),
∴P′(3﹣3,12﹣6)
综上所述:P点坐标为:(,3),(3﹣3,12﹣6).
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