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2022年中考数学二次函数压轴300题终极突破提升训练(16)
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中考数学二次函数压轴300题终极突破提升训练(16)
1.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c的图象经过点A(3,3)、B(4,0)和原点O,P为直线OA上方抛物线上的一个动点.
(1)求直线OA及抛物线的解析式;
(2)过点P作x轴的垂线,垂足为D,并与直线OA交于点C,当△PCO为等腰三角形时,求D的坐标;
(3)设P关于对称轴的点为Q,抛物线的顶点为M,探索是否存在一点P,使得△PQM的面积为,如果存在,求出P的坐标;如果不存在,请说明理由.
【答案】(1)直线OA的解析式为y=x,二次函数的解析式是y=﹣x2+4x;(2)D();(3)存在,P()或().
【分析】(1)设直线OA的解析式为y1=kx,把点A坐标(3,3)代入得:k=1,直线OA的解析式为y=x;再设y2=ax(x−4),把点A坐标(3,3)代入得:a=−1,即可求解;
(2)P为直线OA上方抛物线上的一个动点,故0<m<3.此时仅有OC=PC,CO=OD=m,,解得,即可求解;
(3)M到直线PQ的距离为4−(−n2+4n)=(n−2)2,要使△PQM的面积为,则,即,即可求解.
【详解】解:(1)设直线OA的解析式为y1=kx,
把点A坐标(3,3)代入得:k=1,
直线OA的解析式为y=x;
再设y2=ax(x﹣4),
把点A坐标(3,3)代入得:a=﹣1,
函数的解析式为y=﹣x2+4x,
∴直线OA的解析式为y=x,二次函数的解析式是y=﹣x2+4x.
(2)设D的横坐标为m,则P的坐标为(m,﹣m2+4m),
∵P为直线OA上方抛物线上的一个动点,
∴0<m<3.
此时仅有OC=PC,CO==OD=m,
∴,解得,
∴;
(3)函数的解析式为y=﹣x2+4x,
∴对称轴为x=2,顶点M(2,4),
设P(n,﹣n2+4n),则点P关于对称轴的对称点Q(4﹣n,﹣n2+4n),
M到直线PQ的距离为4﹣(﹣n2+4n)=(n﹣2)2,
要使△PQM的面积为,
则,即,
解得:或,
∴P()或().
【点评】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数的性质、绝对值的定义、面积的计算等,综合性强,难度适中.
2.如图,抛物线:(,是常数)经过、两点.
(1)求,的值;
(2)向右平移抛物线,使它经过点,得抛物线,与轴的一个交点为,且在另一个交点的左侧.
①求抛物线的表达式;
②是点关于抛物线对称轴的对称点,是线段上一点,轴,交抛物线于点,为垂足,设,线段的长为,求的值,使取得最大值.
【答案】(1),2;(2)①,②3
【分析】(1)将A、B两点坐标代入即可求出,的值.
(2)将(1)中求得的抛物线的解析式化为顶点式,根据和关于轴轴对称,即可求得解析式.
②先求出关于直线的对称点,显然,求出直线的解析式为,设,,再根据,得出,即可求解.
【详解】(1)∵,
∴
解得
故答案为:,
(2)①由(1)得抛物线的解析式为
和关于轴轴对称,则:
∴即为所求.
②∵关于直线的对称点为
显然
∵,
∴直线的解析式为
∵点在线段上
∴
∵点在抛物线上
∴
令,得
∴当时,取得最大值2
故答案为:;当时,取得最大值2
【点评】本题是二次函数的综合题目,考查了用待定系数法求二次函数解析式,将二次函数一般式化为顶点式是求抛物线关于y轴对称图象的函数解析式的方法,以及二次函数最值的求法.
3.如图,二次函数的顶点的坐标为.
(1)求,的值;
(2)已知点为抛物线上异于的一点,且点横、纵坐标相等,为轴上任意一点,当取最小值时,求出点坐标和此时的面积.
【答案】(1) ; (2) 点坐标为,
【分析】(1)由题意可设,将代人即可求出解析式,得到a与b;
(2)可设点坐标为,代入求出m得到点A的坐标,,作点关于轴的对称点,连接,交轴于点,则此时为最小值,求出直线的解析式,得到直线与x轴交点B的坐标,分别作,垂直于轴,垂足分别为,,根据求出的面积.
【详解】解:(1)由题意可设,将代人,得,解得.
∴该抛物线的解析式为.
.
(2)由题意可设点坐标为,代入中,得
,
解得, (舍去),
故点坐标为.
如图,作点关于轴的对称点,连接,交轴于点,则此时为最小值.
设的解析式为
将和代入,得
,
解得,
,
当时,,
故点坐标为.
分别作,垂直于轴,垂足分别为,,
则
.
【点评】此题考查待定系数法求函数解析式,抛物线与几何图形面积问题,轴对称的最短路径问题,图象与坐标轴交点问题.
4.如图1,二次函数y=ax2﹣3ax﹣4a的图象与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C(0,﹣3).
(1)求二次函数的表达式及点A、点B的坐标;
(2)若点D在二次函数图象上,且,求点D的横坐标;
(3)将直线BC向下平移,与二次函数图象交于M,N两点(M在N左侧),如图2,过M作ME∥y轴,与直线BC交于点E,过N作NF∥y轴,与直线BC交于点F,当MN+ME的值最大时,求点M的坐标.
【答案】(1)y=,A(﹣1,0),B(4,0);(2)2+2或2﹣2或2;(3)M(,﹣)
【分析】(1)求出a,即可求解;
(2)求出直线BC的解析式,过点D作DH∥y轴,与直线BC交于点H,根据三角形面积的关系求解;
(3)过点M作MG∥x轴,交FN的延长线于点G,设M(m,m-3),N(n,n2-n-3),判断四边形MNFE是平行四边形,根据ME=NF,求出m+n=4,再确定ME+MN=-m2+3m+5-m=-(m-)2+ ,即可求M;
【详解】(1)y=ax2﹣3ax﹣4a与y轴交于点C(0,﹣3),
∴a=,
∴y=,
与x轴交点A(﹣1,0),B(4,0);
(2)设直线BC的解析式为y=kx+b,
∴ ,
∴ ,
∴y=x﹣3;
过点D作DH∥y轴,与直线BC交于点H,
设H(x,x﹣3),D(x,x2﹣x﹣3),
∴DH=|x2﹣3x|,
∵S△ABC=,
∴S△DBC==6,
∴S△DBC=2×|x2﹣3x|=6,
∴x=2+2,x=2﹣2,x=2;
∴D点的横坐标为2+2,2﹣2,2;
(3)过点M作MG∥x轴,交FN的延长线于点G,
设M(m,m2﹣m﹣3),N(n,n2﹣n﹣3),
则E(m,m﹣3),F(n,n﹣3),
∴ME=﹣m2+3m,NF=﹣n2+3n,
∵EF∥MN,ME∥NF,
∴四边形MNFE是平行四边形,
∴ME=NF,
∴﹣m2+3m=﹣n2+3n,
∴m+n=4,
∴MG=n﹣m=4﹣2m,
∴∠NMG=∠OBC,
∴cos∠NMG=cos∠OBC= ,
∵B(4,0),C(0,﹣3),
∴OB=4,OC=3,
在Rt△BOC中,BC=5,
∴MN=(n﹣m)=(4﹣2m)=5﹣m,
∴ME+MN=﹣m2+3m+5﹣m=﹣(m﹣)2+,
∵﹣<0,
∴当m=时,ME+MN有最大值,
∴M(,﹣)
【点评】此题考查二次函数图象及性质,一次函数图象及性质,解题关键在于熟练掌握待定系数法求函数解析式的方法,结合三角形的性质解题;
5.如图,抛物线与轴交于点和点,并经过点,抛物线的顶点为.将抛物线平移后得到顶点为且对称轴为直线的抛物线.
(1)求抛物线的表达式;
(2)在直线上是否存在点,使为等腰三角形?若存在,请求出所有点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)存在,是等腰三角形时,点坐标为或或或.
【分析】(1)根据待定系数法求得抛物线,然后求得点B的坐标,根据题意即可求得抛物线y2的表达式;
(2)由y1==-(x+1)2+2可知C点的坐标为(-1,2),根据勾股定理,设P点的坐标为(1,m),然后分三种情况列出关于m的方程,解方程即可求得.
【详解】(1)由于抛物线经过点和点,所以,
解得,抛物线.
当时,,解得,,所以点坐标为,
因为抛物线由抛物线平移得到,且顶点为,
所以抛物线的表达式为.
(2)在直线上存在点,使是等腰三角形.
由于,所以点坐标为,
根据勾股定理,设点坐标为,
分三种情况:
①当时,,解得,此时点坐标为;
②当时,,,此时点坐标为或;
③当时,,解得或(舍去),此时点坐标为.
综上,是等腰三角形时,点坐标为或或或.
【点评】此题考查二次函数的综合题,二次函数性质、等腰三角形判定,解题关键在于应用数形结合和分类讨论的数学思想.
6.在平面直角坐标系中,为坐标原点,抛物线的顶点为,与轴的交点为.
(1)求点,的坐标;
(2)已知点(4,2),将抛物线向上平移得抛物线,点平移后的对应点为,且,求抛物线的解析式;
(3)将抛物线:沿轴翻折,得抛物线,抛物线与轴交于点,(点在点的左侧),与轴交于点,平行于轴的直线与抛物线交于点(,),(,),与直线交于点(,),若<<,结合函数的图象,求的取值范围.
【答案】(1)M(-2,-1),N(0,3);(2)抛物线的解析式为:;(3).
【分析】(1)将解析式化成顶点式可得M的坐标,求出x=0时y的值可得N的坐标;
(2)设抛物线的解析式为:,则,过点P作PH⊥于点H,可得PH=4,N′H=m-2,根据勾股定理构建方程求出m即可;
(3)求出抛物线的解析式,可得点A、B、D的坐标及的值,求出直线BD的解析式,根据结合函数图象可得的取值范围,进而可得答案.
【详解】解:(1)∵,
∴M(-2,-1),
当x=0时,,
∴N(0,3);
(2)设抛物线的解析式为:,则,
过点P作PH⊥于点H,
∵(4,2),
∴PH=4,N′H=m-2,
∵,
∴,
解得:,
∴抛物线的解析式为:;
(3)∵抛物线的顶点坐标为(-2,-1),
∴抛物线的顶点坐标为(2,-1),
∴抛物线的解析式为:,
令y=0,得,
解得:,,
∴A(1,0),B(3,0),
令x=0,得,
∴D(0,3),
设直线BD的解析式为:y=kx+b(k≠0),
则,解得:,
∴直线BD的解析式为:y=-x+3,
∵抛物线的对称轴为:,
∴,
令y=-x+3=-1,解得:x=4,
∵,
结合函数图象得:,
∴,
即的取值范围为:.
【点评】本题考查了二次函数的图象和性质,二次函数图象与几何变换,待定系数法求函数解析式以及勾股定理的应用,准确作出图形,熟练掌握数形结合的数学思想是解题的关键.
7.综合与探究
已知:、是方程的两个实数根,且,抛物线的图像经过点、.
(1)求这个抛物线的解析式;
(2)设(1)中抛物线与轴的另一交点为,抛物线的顶点为,试求出点、的坐标和的面积;
(3)是线段上的一点,过点作轴,与抛物线交于点,若直线把分成面积之比为的两部分,请直接写出点的坐标 ;
(4)若点在直线上,点在平面上,直线上是否存在点,使以点、点、点、点为顶点的四边形为菱形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=−x2−4x+5;(2)15;(3)(−,0)或(−,0);(4)存在M点,M点坐标为(7,12)或
【分析】(1)通过解方程即可求出p、q的值,那么A、B两点的坐标就可求出.然后根据A、B两点的坐标即可求出抛物线的解析式.
(2)根据(1)得出的抛物线的解析式即可求出C、D两点的坐标.由于△BCD的面积无法直接求出,可用其他图形的面积的“和,差关系”来求出.过D作DM⊥x轴于M,那么△BCD的面积=梯形DMOB的面积+△DCM的面积-△BOC的面积.由此可求出△BCD的面积.
(3)由于△PCH被直线BC分成的两个小三角形等高,因此面积比就等于底边的比.如果设PH与BC的交点为E,那么EH就是抛物线与直线BC的函数值的差,而EP就是E点的纵坐标.然后可根据直线BC的解析式设出E点的坐标,然后表示出EH,EP的长.进而可分两种情况进行讨论:①当EH=EP时;②当EH=EP时.由此可得出两个不同的关于E点横坐标的方程即可求出E点的坐标.也就求出了P点的坐标.
(4)分两种情况讨论,当CD=DM和当时,根据M点在直线BC上设出M点坐标,根据两点间距离公式列出方程即可求解出M点坐标.
【详解】解方程x2−6x+5=0,
(x−1)(x−5)=0,
得x1=5,x2=1
∵,
∴p=1,q=5
∴点A、B的坐标分别为A(1,0),B(0,5).
将A(1,0),B(0,5)的坐标分别代入y=−x2+bx+c.
得
得:
∴抛物线的解析式为y=−x2−4x+5
故答案为:y=−x2−4x+5
(2)∵y=−x2−4x+5,
令y=0,得−x2−4x+5=0,
得x1=−5,x2=1,
∴C点的坐标为(−5,0)
∵,
∴点D(−2,9)
过D作x轴的垂线交x轴于M
∴S△DMC=×9×(5−2)=
S梯形MDBO=×2×(9+5)=14,
S△BOC=×5×5=
∴S△BCD=S梯形MDBO+S△DMC−S△BOC=14+−=15
故答案为:15
(3)设P点的坐标为(a,0)
∵B(0,5),C (−5,0)
设BC直线的解析式为y=kx+b
∴
∴
∴BC所在的直线解析式为y=x+5
设PH与直线BC的交点坐标为E(a,a+5),
PH与抛物线y=−x2−4x+5的交点坐标为H(a,−a2−4a+5)
∵①EH=EP,
即(−a2−4a+5)−(a+5)=(a+5)
∴a=−或a=−5(舍去)
②EH=EP,
即(−a2−4a+5)−(a+5)=(a+5)
∴a=−或a=−5(舍去),
P点的坐标为(−,0)或(−,0)
故答案为:(−,0)或(−,0)
(4)①∵M在直线BC上,设M(m,m+5)
若使四边形CDMN为菱形,则CD=DM
∵C(-5,0),D(-2,9)
∴
解得m=-5或m=7
m=-5时,恰好为C点,不符合题意舍去
∴m=7
∴M(7,12)
②∵直线BC上存在一点,设
若使四边形是菱形,则
∵C(-5,0),D(-2,9)
∴
解得
∴
综上所述在直线BC上存在一点M,且以点、点、点、点为顶点的四边形为菱形,此时M点坐标为(7,12)或
故答案为:存在M点,M点坐标为(7,12)或
【点评】本题是二次函数的综合题目,涉及了待定系数法求抛物线方程,利用面积差求图形面积,两点间距离公式求线段长,菱形的判定和性质等知识点.
8.如图,抛物线L1:y=-x2-2x+3交x轴于A,B两点,交y轴于M点抛物线L1向右平移2个单位得到抛物线L2,L2交x轴于C,D两点.
(1)求抛物线L2对应的函数表达式;
(2)抛物线L1或L2在x轴上方的部分是否存在点N,使以A,C,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点N的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)若点P是抛物线L1上的一个动点(P不与点A,B重合),那么点P关于原点的对称点Q是否在抛物线L2上?请说明理由.
【答案】(1)y=-x2+2x+3;(2)存在,N(2,3),N′(-2,3);(3)点Q不在抛物线L2上.
【分析】(1)由于是平移,所以抛物线的开口方向和开口大小不变,先求出L1与x轴的交点,再求出L2与x轴的交点,即可求出抛物线L2的解析式;
(2)因为是平移,根据平移的性质,连接各组对应点的线段平行且相等,故存在符合条件的点N,即可求得N点坐标;
(3)先设出L1上的点(x1,y1),进而求得关于原点的对称点(-x1,-y1),再将(-x1,-y1)代入函数L2的解析式,成立则在图像上,不成立则不在图像上.
【详解】解:(1)令y=0,得-x2-2x+3=0,
∴x1=-3,x2=1,
∴A(-3,0),B(1,0) ,
∵抛物线L1向右平移2个单位得抛物线L2,
∴C(-1,0),D(3,0),a=-1,
∴抛物线L2为y=-(x+1)(x-3) .
即y=-x2+2x+3.
(2)存在;令x=0,得y=3,
∴M(0,3),
∵抛物线L2是L1向右平移2个单位得到的,
∴点N(2,3)在L2上,且MN=2,MN∥AC,
又∵AC=2,
∴MN=AC,
∴四边形ACNM为平行四边形.
同理,L1上的点N′(-2,3)满足N′M∥AC,N′M=AC,
∴四边形ACMN′是平行四边形.
∴N(2,3)或N′(-2,3)即为所求.
(3)设P(x1,y1)是L1上任意一点(y1≠0),
则点P关于原点的对称点Q(-x1,-y1),
且,
将点Q的横坐标代入L2,
得:
∴点Q不在抛物线L2上.
【点评】本题目是二次函数的综合题型,涉及的知识点有平移、平行四边形的判定、对称等相关知识,是中考的常考点,同学们需要熟练掌握解题技巧方能快速解题.
9.如图, 已知二次函数(,,为常数)的对称轴为,与轴的交点为,的最大值为5,顶点为,过点且平行于轴的直线与抛物线交于点,.
(1)求该二次函数的解析式和点,的坐标.
(2)点是直线上的动点,若点,点,点所构成的三角形与相似,求出所有点的坐标.
【答案】(1)y=−x2+2x+4;B(−1,1);A(3,1)(2)(3,1)或(−3,7)或(,)或(−,)
【分析】(1)先确定顶点M的坐标,再设顶点式y=a(x−1)2+5,然后把C点坐标代入求出a即可得到抛物线解析式;在计算函数值为1所对应的自变量的值即可得到A、B点的坐标;
(2)先计算出CD=3,BD=1,AM=2,CM=,AC=3,则利用勾股定理的逆定理得到△ACM为直角三角形,∠ACM=90°,根据相似三角形的判定,当时,△MCP∽△BDC,即,解得PC=3,设此时P(x,−x+4),利用两点间的距离公式得到x2+(−x+4−4)2=(3)2,求出x从而得到此时P点坐标;当时,△MCP∽△CDB,即,解得PC=,利用同样方法求出对应的P点坐标.
【详解】(1)根据题意得抛物线的顶点M的坐标为(1,5),
设抛物线的解析式为y=a(x−1)2+5,
把C(0,4)代入y=a(x−1)2+5得a+5=4,
解得a=−1,
所以抛物线解析式为y=−(x−1)2+5,
即y=−x2+2x+4;
当y=1时,−x2+2x+4=1,
解得x1=−1,x2=3,则B(−1,1),A(3,1);
(2)∵,
∴CD=3,BD=1,
故AM==2,CM=,AC=
设直线AC的解析式为y=kx+b
把A(3,1),C(0,4)代入得
解得
∴直线AC的解析式为y=−x+4,
∵CM2+AC2=AM2,
∴△ACM为直角三角形,∠ACM=90°,
∴∠BDC=∠MCP,
如图1,当时,△MCP∽△BDC,即,解得PC=3,
设此时P(x,−x+4),
∴x2+(−x+4−4)2=(3)2,解得x=±3,则此时P点坐标为(3,1)或(−3,7);
如图2,当时,△MCP∽△CDB,即,解得PC=,
设此时P(x,−x+4),
∴x2+(−x+4−4)2=()2,解得x=±,则此时P点坐标为(,)或(−,);
综上所述,满足条件的P点坐标为(3,1)或(−3,7)或(,)或(−,).
【点评】本题考查了二次函数的综合题:熟练掌握二次函数的性质和相似三角形的判定;会利用待定系数法求一次函数和二次函数的解析式;理解坐标与图形性质,记住两点间的距离公式.
10.如图,已知点A(0,2),B(2,2),C(﹣1,﹣2),抛物线F:y=x2﹣2mx+m2﹣2与直线x=﹣2相交,点P为抛物线上任意一点.
(1)当抛物线F经过点C时,求它的表达式;
(2)在(1)条件下,当点P到直线x=﹣2距离不超过2时,求点P纵坐标y的范围.
(3)当抛物线F与线段AB有公共点时,直接写出m的取值范围.
【答案】(1);(2);(3)﹣2≤m≤0或2≤m≤4
【分析】(1)抛物线经过点C,把点C代入抛物线的解析式,求出m即可;
(2)根据题意可确定点P的横坐标范围,可知点P经过抛物线最低点,求出最低点和离对称轴最远的点即可求出范围;
(3)抛物线与线段AB有公共点,根据图像,可得出或,求解即可得出答案.
【详解】(1)∵抛物线F经过点C(﹣1,﹣2),
∴﹣2=(﹣1)2﹣2×m×(﹣1)+m2﹣2,
m=﹣1,
∴抛物线F的表达式是:y=x2+2x﹣1;
(2)当点P到直线x=﹣2距离不超过2,
所以点P的横坐标范围为-4≤x≤0
对称轴x=-1,
∴当x=-1时,y有最小值-2,当x=-4时,y有最大值7,
∴-2≤y≤7
(3)m的取值范围是﹣2≤m≤0或2≤m≤4,
理由:∵抛物线F与线段AB有公共点,点A(0,2),B(2,2),
∴ 或,
解得,﹣2≤m≤0或2≤m≤4.
【点评】本题是一道关于二次函数的综合问题,考查利用待定系数法求出函数的解析式、对称轴、坐标的范围以及系数的取值,要充分掌握二次函数的基本性质,并且能熟练运用.
11.已知抛物线,顶点为.
(1)求的值;
(2)如图1,若为轴右侧抛物线上一动点,过作直线轴交轴于点交直线于点,设点的横坐标为,当时,求的值;
(3)如图2,点为轴正半轴上一定点,点均为轴右侧抛物线上两动点,若,求证:直线经过一个定点.
【答案】(1);(2)或;(3)见解析
【分析】(1)利用二次函数顶点式,代入顶点即可求解;
(2)利用二次函数解析式和一次函数解析式,用m去表示P、M点的纵坐标,再利用列出等量关系式即可求解m;
(3)作A点关于二次函数对称轴的对称点M,设则,由已知和中垂线定理可得,即可得M、P、B再同一条直线上,设,代入P、M坐标求PM解析式,再联立抛物线解析式,可表示B、M坐标,同理的求直线AB解析式,根据一次函数解析式可知AB恒过.
【详解】解:设
代入上式
在抛物线上,在直线上
解得或或
为轴右侧抛物线上一动点
综上或
取点关于轴的对称点,
抛物线关于轴对称
点在抛物线上.
连
设,
则
三点共线
设
解得
联立直线与抛物线,
得:
代入抛物线
同理可求恒经过定点
【点评】本题主要考查一次函数与二次函数综合、一次函数的图像性质、图形对称、等腰三角形三线合一等.本题综合性较强,对各涉及知识点掌握要求较高.特别注意两函数交点需满足各函数解析式.
12.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.
(1)求直线的解析式;
(2)若点为抛物线上一动点,当点运动到某一位置时,,求此时点的坐标.
(3)若将沿射线方向平移,平移后的三角形记为,连接,直线交抛物线于点,是否存在点,使得为等腰三角形?若存在,直接写出点横坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)直线的解析式为:;(2);(3)或或或.
【分析】(1)根据抛物线与x轴和y轴的交点分别纵坐标为0和横坐标为0求得A、B、C坐标,设直线BC的解析式为:,代入B、C坐标即可求得BC解析式;(2)两三角形均以AB为底,根据A、B坐标求得线段AB长度,根据C点纵坐标可求,再根据已知面积关系可得P点到x轴距离为4,最后讨论P在x轴上下位置都在抛物线上,满足解析式,列式求横坐标即可;(3)根据平移可知,即可得证,通过A点坐标即可求得直线AM的解析式和M点坐标,根据点到点距离公式可求AM距离,P再射线CB上,根据BC直线解析式设,分类讨论 两两相等,再次利用点到点的距离公式即可得出5个P点坐标,因为沿射线方向平移,P点横坐标大于0故舍去.
【详解】解:(1)当时,抛物线与y轴交于点C,
则,点C坐标为:(0,-3),
当时,抛物线与x轴交于A、B,
∴
解得,,
∴A坐标为:(-1,0),B坐标为:(3,0),
设直线BC的解析式为:,则
解得 ,
∴BC的解析式为: .
(2)由(1)可知A(-1,0)、B(3,0)、C(0,-3),
∴,,
∴,
∵,
∴P到x轴的距离为:,
当P点纵坐标为4时,代入抛物线解析式得:
,解得,
当P点纵坐标为-4时,代入抛物线解析式得:
,解得,
∴,此时点的坐标为:(,4)、(,4)或(1,-4).
(3)存在点,使得为等腰三角形.
∵沿射线方向平移,
∴
∴四边形为平行四边形,
∴,
设直线AM的解析式为:,且过A(-1,0),
即,解得,
∴直线AM的解析式为:,
联立直线AM与抛物线解析式得:
解得 或,
∴M点坐标为(4,5),
即,
设,
当时,
,
解得,
当时,
,
解得,
当时,
解得(舍去),
∴沿射线方向平移,为等腰三角形时,
点横坐标为:或或或.
【点评】本题主要考查一次函数解析式、二次函数综合、图形的平移、直线上与已知两点组成等腰三角形的点、坐标系两点间的距离、分类讨论等.这类题目综合性强,难度相对较大,计算繁琐,要求学生对各个知识点都能掌握.
13.已知,抛物线y=-x²+bx+c经过点A(-1,0)和C(0,3).
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴上,是否存在点P,使PA+PC的值最小?如果存在,请求出点P的坐标,如果不存在,请说明理由;
(3)设点M在抛物线的对称轴上,当△MAC是直角三角形时,求点M的坐标.
【答案】(1);(2)存在,当的值最小时,点的坐标为;(3)点的坐标为、、或
【分析】(1)由点、的坐标,利用待定系数法即可求出抛物线的解析式;
(2)连接交抛物线对称轴于点,此时取最小值,利用二次函数图象上点的坐标特征可求出点的坐标,由点、的坐标利用待定系数法即可求出直线的解析式,利用配方法可求出抛物线的对称轴,再利用一次函数图象上点的坐标特征即可求出点的坐标;
(3)设点的坐标为,则,,,分、和三种情况,利用勾股定理可得出关于的一元二次方程或一元一次方程,解之可得出的值,进而即可得出点的坐标.
【详解】解:(1)将、代入中,
得:,解得:,
抛物线的解析式为.
(2)连接交抛物线对称轴于点,此时取最小值,如图1所示.
当时,有,
解得:,,
点的坐标为.
抛物线的解析式为,
抛物线的对称轴为直线.
设直线的解析式为,
将、代入中,
得:,解得:,
直线的解析式为.
当时,,
当的值最小时,点的坐标为.
(3)设点的坐标为,
则,,.
分三种情况考虑:
①当时,有,即,
解得:,,
点的坐标为或;
②当时,有,即,
解得:,
点的坐标为;
③当时,有,即,
解得:,
点的坐标为.
综上所述:当是直角三角形时,点的坐标为、、或.
【点评】本题考查待定系数法求二次(一次)函数解析式、二次(一次)函数图象的点的坐标特征、轴对称中的最短路径问题以及勾股定理,解题的关键是:(1)由点的坐标,利用待定系数法求出抛物线解析式;(2)由两点之间线段最短结合抛物线的对称性找出点的位置;(3)分、和三种情况,列出关于的方程.
14.如图,在平面直⻆坐标系中,二次函数y=ax2+bx+c的图象与直线AB交于A、B两点,A(1,﹣)、B(﹣2,0),其中点A是抛物线y=ax2+bx+c的顶点,交y轴于点D.
(1)求二次函数解析式;
(2)如图1,点P是第四象限抛物线上一动点,若∠PBA=∠BAD,抛物线交x轴于点C.求△BPC的面积;
(3)如图2,点Q是第三象限内抛物线上一点(不与点B、D重合),连接BQ,以BQ为边作正方形BEFQ,当顶点E或F恰好落在抛物线对称轴上时,直接写出对应的Q点的坐标.
【答案】(1);(2)S△BPC=;(3)点Q坐标为(,)或(,)
【分析】(1)由待定系数法可求解析式;
(2)先求出点D,点C坐标,可求BP解析式,联立方程组可求点P坐标,即可求解;
(3)分两种情况讨论,由全等三角形的性质可得FH=QG,或BN=GQ,即可求解.
【详解】(1)设抛物线解析式为:,且过点B(-2,0),
∴,
∴,
∴抛物线解析式为:;
(2)∵与轴交于B,C,交轴与点D,
∴当,,即点D(0,),
当时,,
∴,
∴点C(4,0),
∵点A(1,),点D(0,)
设直线 AD解析式为:,
把点A(1,)代入,得:,
解得:,
∴直线 AD解析式为:,
∵∠PBA=∠BAD,
∴BP∥AD,
∴设直线BP解析式为:,且过点B(-2,0),
∴,
∴,
∴直线BP解析式为:,
联立方程组可得:,
∴,,
∴点P(3,),
∴S△BPC;
(3)如图,过点Q作QG⊥BC于G,过点F作FH⊥GQ于H,设对称轴与BC交于N点,
∵四边形BEFQ是正方形,
∴BE=EF=BQ=QF,∠EBQ=∠BQF=90°,
∵∠BQG+∠FQH=90°,∠BQG+∠QBG=90°,
∴∠GBQ=∠FQH,
在△BQG和△QFH中,
,
∴△BGQ≌△QHF(AAS)
∴BG=QH,FH=QG,
设点Q(m,)
若点F在对称轴上,
∵FH=GQ,
∴,
∴(舍去),,
∴点Q坐标(,);
若点E在对称轴上,
同理可证:△BGQ≌△ENB,
∴BN=GQ,
∴,
∴(舍去),,
∴点Q坐标(,),
综上所述:点Q坐标为(,)或(,).
【点评】本题是二次函数的综合题,利用待定系数法求解析式,全等三角形的判定和性质,正方形的性质,利用分类讨论思想解决问题是本题的关键.
15.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线过三点,点A的坐标是,点C的坐标是.
(1)求抛物线的解析式及顶点D的坐标;
(2)求以点A、点C及点D围成的的面积;
(3)在抛物线上是否存在点P,使得,若存在,请求出点P的横坐标.若不存在,请说明理由.
【答案】(1),顶点(1,-4)(2)3(3)2+,2+.
【分析】(1)根据待定系数法求出函数解析式,再求出顶点坐标;
(2)根据割补法即可求解三角形的面积;
(3)根据题意作图,求出CP的倾斜角,再求出其解析式,联立二次函数即可求解.
【详解】(1)把A,C坐标代入得
解得
∴抛物线的解析式为=
∴顶点D(1,-4);
(2)∵A(3,0),C(0,-3),D(1,-4)
∴的面积为3×4-×2×4-×1×1-×3×3=12-4--=3
(3)①当P点在直线AC下方时,
∵OA=OC,∴△AOC是等腰直角三角形,
∴∠OCA=45°,又∵∠PCA=15°
∴∠OCP=45°+15°=60°
故直线PC的倾斜角为90°-60°=30°,
设直线PC的解析式为y=x+b
把C(0,-3)代入得-3=b
∴直线PC的解析式为y=x-3
联立,解得x1=2+,x2=0(舍去)
②当P’点在直线AC上方时,
∵∠OCA=45°,∠P’CA=15°
∴∠OCP’=45°-15°=30°
故直线P’C的倾斜角为90°-30°=60°,
设直线P’C的解析式为y=x+n
把C(0,-3)代入得-3=n
∴直线PC的解析式为y=x-3
联立,解得x1=2+,x2=0(舍去)
综上,点P的横坐标为2+,2+.
【点评】此题主要考查二次函数综合,解题的关键是熟知待定系数法、割补法及二次函数的性质、一次函数的解析式求解方法.
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