2021中考数学真题知识点分类汇编(含答案)-二次函数4(二次函数综合题2)(60题,含答案)
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一.二次函数综合题(共60小题)
1.(2021•宜宾)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴分别交于A、B两点(0,6),抛物线的顶点坐标为E(2,8),连结BC、BE、CE.
(1)求抛物线的表达式;
(2)判断△BCE的形状,并说明理由;
(3)如图2,以C为圆心,为半径作⊙C,使得BP+EP的值最小,请求出最小值;若不存在
2.(2021•通辽)如图,抛物线y=ax2+bx+3交x轴于A(3,0),B(﹣1,0)两点,交y轴于点C
(1)求抛物线的解析式;
(2)当以P,B,C为顶点的三角形周长最小时,求点P的坐标及△PBC的周长;
(3)若点Q是平面直角坐标系内的任意一点,是否存在点Q,使得以A,C,P,请直接写出所有符合条件的点Q的坐标;若不存在
3.(2021•鄂州)如图,直线y=﹣x+6与x轴交于点B,点P为线段AB的中点,点Q是线段OA上一动点(不与点O、A重合).
(1)请直接写出点A、点B、点P的坐标;
(2)连接PQ,在第一象限内将△OPQ沿PQ翻折得到△EPQ,点O的对应点为点E.若∠OQE=90°;
(3)在(2)的条件下,设抛物线y=ax2﹣2a2x+a3+a+1(a≠0)的顶点为点C.
①若点C在△PQE内部(不包括边),求a的取值范围;
②在平面直角坐标系内是否存在点C,使|CQ﹣CE|最大?若存在,请直接写出点C的坐标,请说明理由.
4.(2021•吉林)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+bx+c的图象经过点A(0,﹣),点B(1,).
(1)求此二次函数的解析式;
(2)当﹣2≤x≤2时,求二次函数y=x2+bx+c的最大值和最小值;
(3)点P为此函数图象上任意一点,其横坐标为m,过点P作PQ∥x轴,且线段PQ的长度随m的增大而减小.
①求m的取值范围;
②当PQ≤7时,直接写出线段PQ与二次函数y=x2+bx+c(﹣2≤x<)的图象交点个数及对应的m的取值范围.
5.(2021•东营)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,直线y=﹣,连接AC.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求证:△AOC∽△ACB;
(3)点M(3,2)是抛物线上的一点,点D为抛物线上位于直线BC上方的一点,点P为抛物线对称轴上一动点,当线段DE的长度最大时
6.(2021•贺州)如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A、B两点,且A(﹣1,0),对称轴为直线x=2.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)直线l过点A且在第一象限与抛物线交于点C.当∠CAB=45°时,求点C的坐标;
(3)点D在抛物线上与点C关于对称轴对称,点P是抛物线上一动点,令P(xP,yP),当1≤xP≤a,1≤a≤5时,求△PCD面积的最大值(可含a表示).
7.(2021•齐齐哈尔)综合与探究
如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+2x+c(a≠0)与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,OA=1,对称轴为直线x=2
(1)求抛物线的解析式;
(2)抛物线上C、D两点之间的距离是 ;
(3)点E是第一象限内抛物线上的动点,连接BE和CE,求△BCE面积的最大值;
(4)点P在抛物线对称轴上,平面内存在点Q,使以点B、C、P、Q为顶点的四边形为矩形
8.(2021•福建)已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴只有一个公共点.
(1)若抛物线过点P(0,1),求a+b的最小值;
(2)已知点P1(﹣2,1),P2(2,﹣1),P3(2,1)中恰有两点在抛物线上.
①求抛物线的解析式;
②设直线l:y=kx+1与抛物线交于M,N两点,点A在直线y=﹣1上,过点A且与x轴垂直的直线分别交抛物线和l于点B,C.求证:△MAB与△MBC的面积相等.
9.(2021•绥化)如图,已知抛物线y=ax2+bx+5(a≠0)与x轴交于点A(﹣5,0),点B(1,0)(点A在点B的左边),点D为抛物线的顶点,连接BD.直线y=,且与y轴交于点E.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点N是抛物线上的一点,当△BDN是以DN为腰的等腰三角形时,求点N的坐标;
(3)点F为线段AE上的一点,点G为线段OA上的一点,连接FG(点H在第一象限),当∠EFG=3∠BAE且HG=2FG时,求出点F的坐标.
10.(2021•张家界)如图,已知二次函数y=ax2+bx+c的图象经过点C(2,﹣3),且与x轴交于原点及点B(8,0).
(1)求二次函数的表达式;
(2)求顶点A的坐标及直线AB的表达式;
(3)判断△ABO的形状,试说明理由;
(4)若点P为⊙O上的动点,且⊙O的半径为2,一动点E从点A出发,再以每秒1个单位长度的速度沿线段PB匀速运动到点B后停止运动,求点E的运动时间t的最小值.
11.(2021•柳州)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线:y=ax2+bx+c交x轴于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C(0,﹣).
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)如图1,点D为第四象限抛物线上一点,连接OD,垂足为E,若BE=2OE;
(3)如图2,点M为第四象限抛物线上一动点,连接AM,连接BM,记△BMN的面积为S1,△ABN的面积为S2,求的最大值.
12.(2021•无锡)在平面直角坐标系中,O为坐标原点,直线y=﹣x+3与x轴交于点B,二次函数y=ax2+2x+c的图象过B、C两点,且与x轴交于另一点A,点M为线段OB上的一个动点,交二次函数y=ax2+2x+c的图象于点E.
(1)求二次函数的表达式;
(2)当以C、E、F为顶点的三角形与△ABC相似时,求线段EF的长度;
(3)已知点N是y轴上的点,若点N、F关于直线EC对称,求点N的坐标.
13.(2021•广东)已知二次函数y=ax2+bx+c的图象过点(﹣1,0),且对任意实数x,都有4x﹣12≤ax2+bx+c≤2x2﹣8x+6.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)若(1)中二次函数图象与x轴的正半轴交点为A,与y轴交点为C(1)中二次函数图象上的动点.问在x轴上是否存在点N,使得以A、C、M、N为顶点的四边形是平行四边形.若存在;若不存在,请说明理由.
14.(2021•河南)如图,抛物线y=x2+mx与直线y=﹣x+b相交于点A(2,0)和点B.
(1)求m和b的值;
(2)求点B的坐标,并结合图象写出不等式x2+mx>﹣x+b的解集;
(3)点M是直线AB上的一个动点,将点M向左平移3个单位长度得到点N,若线段MN与抛物线只有一个公共点M的取值范围.
15.(2021•娄底)如图,在直角坐标系中,二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴相交于点A(﹣1,0)和点B(3,0),与y轴交于点C.
(1)求b、c的值;
(2)点P(m,n)为抛物线上的动点,过P作x轴的垂线交直线l:y=x于点Q.
①当0<m<3时,求当P点到直线l:y=x的距离最大时m的值;
②是否存在m,使得以点O、C、P、Q为顶点的四边形是菱形,若不存在;若存在,请求出m的值.
16.(2021•宿迁)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(4,0),与y轴交于点C.连接AC,BC
(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,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,当△PFH为等腰三角形时,求线段PH的长.
17.(2021•玉林)已知抛物线:y=ax2﹣3ax﹣4a(a>0)与x轴交点为A,B(A在B的左侧),顶点为D.
(1)求点A,B的坐标及抛物线的对称轴;
(2)若直线y=﹣x与抛物线交于点M,N,且M,求抛物线的解析式;
(3)如图,将(2)中的抛物线向上平移,使得新的抛物线的顶点D′在直线l:y=上,原抛物线上的点P平移后的对应点为点Q,若O′P=O′Q,Q的坐标.
18.(2021•盐城)学习了图形的旋转之后,小明知道,将点P绕着某定点A顺时针旋转一定的角度α,经过进一步探究,小明发现,点P′也随之运动,并且点P′的运动轨迹能形成一个新的图形.
试根据下列各题中所给的定点A的坐标、角度α的大小来解决相关问题.
【初步感知】
如图1,设A(1,1),α=90°,已知该一次函数的图象经过点P1(﹣1,1).
(1)点P1旋转后,得到的点P1′的坐标为 ;
(2)若点P′的运动轨迹经过点P2′(2,1),求原一次函数的表达式.
【深入感悟】
如图2,设A(0,0),α=45°(x<0)的图象上的动点,过点P′作二、四象限角平分线的垂线,求△OMP′的面积.
【灵活运用】
如图3,设A(1,﹣),α=60°x2+2x+7图象上的动点,已知点B(2,0)(3,0),试探究△BCP′的面积是否有最小值?若有,求出该最小值,请说明理由.
19.(2021•济宁)如图,直线y=﹣x+,B,过点A的抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴的另一交点为C,与y轴交于点D(0,3),抛物线的对称轴l交AD于点E
(1)求抛物线的解析式;
(2)求证:OE⊥AB;
(3)P为抛物线上的一动点,直线PO交AD于点M,是否存在这样的点P,O,M为顶点的三角形与△ACD相似?若存在,求点P的横坐标,请说明理由.
20.(2021•荆门)如图,抛物线y=ax2+bx+c交x轴于A(﹣1,0),B(3,0)两点,交y轴于点C(0,﹣3)
(1)求抛物线的解析式;
(2)求|QO|+|QA|的最小值;
(3)过点Q作PQ∥AC交抛物线的第四象限部分于点P,连接PA,PB1,S2,设S=S1+S2,求点P坐标,使得S最大,并求此最大值.
21.(2021•荆州)已知:直线y=﹣x+1与x轴、y轴分别交于A,B两点,点C为直线AB上一动点,∠AOC为锐角,在OC上方以OC为边作正方形OCDE,设BE=t.
(1)如图1,当点C在线段AB上时,判断BE与AB的位置关系;
(2)直接写出点E的坐标(用含t的式子表示);
(3)若tan∠AOC=k,经过点A的抛物线y=ax2+bx+c(a<0)顶点为P,且有6a+3b+2c=0,当t=时,求抛物线的解析式.
22.(2021•聊城)如图,抛物线y=ax2+x+c与x轴交于点A,B,与y轴交于点C,C两点坐标分别是A(1,0),C(0,﹣2),连接AC
(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;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BP1,△ABQ的面积记为S2,求的值最大时点P的坐标.
23.(2021•十堰)已知抛物线y=ax2+bx﹣5与x轴交于点A(﹣1,0)和B(﹣5,0),与y轴交于点C,点N在抛物线对称轴上且位于x轴下方,连AN交抛物线于M
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,当tan∠ACM=2时,求M点的横坐标;
(3)如图2,过点P作x轴的平行线l,过M作MD⊥l于DMN,求N点的坐标.
24.(2021•随州)在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点A(﹣1,0)和点B,与y轴交于点C(1,﹣4).
(1)直接写出抛物线的解析式;
(2)如图1,若点P在抛物线上且满足∠PCB=∠CBD,求点P的坐标;
(3)如图2,M是直线BC上一个动点,过点M作MN⊥x轴交抛物线于点N,当△QMN为等腰直角三角形时,直接写出此时点M及其对应点Q的坐标.
25.(2021•广元)如图1,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+c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(x,y)
x
…
﹣1
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)PQ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AQ+QP+PC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DF⊥x轴,△ABD的外接圆与DF相交于点E.试问:线段EF的长是否为定值?如果是,请求出这个定值,请说明理由.
26.(2021•宜昌)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.
27.(2021•河北)如图是某同学正在设计的一动画示意图,x轴上依次有A,O,N三个点,在ON上方有五个台阶T1~T5(各拐角均为90°),每个台阶的高、宽分别是1和1.5,台阶T1到x轴距离OK=10.从点A处向右上方沿抛物线L:y=﹣x2+4x+12发出一个带光的点P.
(1)求点A的横坐标,且在图中补画出y轴,并直接指出点P会落在哪个台阶上;
(2)当点P落到台阶上后立即弹起,又形成了另一条与L形状相同的抛物线C,且最大高度为11,并说明其对称轴是否与台阶T5有交点;
(3)在x轴上从左到右有两点D,E,且DE=1,从点E向上作EB⊥x轴,必须保证(2)中沿抛物线C下落的点P能落在边BD(包括端点)上
[注:(2)中不必写x的取值范围]
28.(2021•恩施州)如图,在平面直角坐标系中,四边形ABCD为正方形,B在x轴上,抛物线y=x2+bx+c经过点B,D(﹣4,5)两点,且与直线DC交于另一点E.
(1)求抛物线的解析式;
(2)F为抛物线对称轴上一点,Q为平面直角坐标系中的一点,是否存在以点Q,F,E,请求出点F的坐标;若不存在;
(3)P为y轴上一点,过点P作抛物线对称轴的垂线,垂足为M,BP,探究EM+MP+PB是否存在最小值.若存在;若不存在,请说明理由.
29.(2021•山西)综合与探究
如图,抛物线y=x2+2x﹣6与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,BC.
(1)求A、B,C三点的坐标并直接写出直线AC,BC的函数表达式.
(2)点P是直线AC下方抛物线上的一个动点,过点P作BC的平行线l,交线段AC于点D.
①试探究:在直线l上是否存在点E,使得以点D,C,B,E为顶点的四边形为菱形,求出点E的坐标,若不存在;
②设抛物线的对称轴与直线l交于点M,与直线AC交于点N.当S△DMN=S△AOC时,请直接写出DM的长.
30.(2021•菏泽)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
(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,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,请直接写出点F的坐标;若不存在
参考:若点P1(x1,y1)、P2(x2,y2),则线段P1P2的中点P0的坐标为(,).
31.(2021•怀化)如图所示,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,OB=4,OC=8,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,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,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,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,若不存在,请说明理由.
32.(2021•达州)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
33.(2021•长沙)我们不妨约定:在平面直角坐标系中,若某函数图象上至少存在不同的两点关于y轴对称,则把该函数称之为“T函数”,完成下列各题.
(1)若点A(1,r)与点B(s,4)是关于x的“T函数”y=,则r= ,s= ,t= (将正确答案填在相应的横线上);
(2)关于x的函数y=kx+p(k,p是常数)是“T函数”吗?如果是,指出它有多少对“T点”如果不是;
(3)若关于x的“T函数”y=ax2+bx+c(a>0,且a,b,c是常数)经过坐标原点O,且与直线l:y=mx+n(m≠0,n>0,且m,n是常数)1,y1),N(x2,y2)两点,当x1,x2满足(1﹣x1)﹣1+x2=1时,直线l是否总经过某一定点?若经过某一定点,求出该定点的坐标,请说明理由.
34.(2021•天津)在平面直角坐标系中,O为原点,△OAB是等腰直角三角形,BO=BA,顶点A(4,0),矩形OCDE的顶点E(﹣,0),点C在y轴的正半轴上,射线DC经过点B.
(Ⅰ)如图①,求点B的坐标;
(Ⅱ)将矩形OCDE沿x轴向右平移,得到矩形O′C′D′E′,点O,C,D,C′,D′,矩形O′C′D′E′与△OAB重叠部分的面积为S.
①如图②,当点E′在x轴正半轴上,且矩形O′C′D′E′与△OAB重叠部分为四边形时,试用含有t的式子表示S,并直接写出t的取值范围;
②当≤t≤时,求S的取值范围(直接写出结果即可).
35.(2021•株洲)已知二次函数y=ax2+bx+c(a>0).
(1)若a=,b=c=﹣2,求方程ax2+bx+c=0的根的判别式的值;
(2)如图所示,该二次函数的图象与x轴交于点A(x1,0)、B(x2,0),且x1<0<x2,与y轴的负半轴交于点C,点D在线段OC上,连接AC、BD,﹣+c=x1.
①求证:△AOC≌△DOB;
②连接BC,过点D作DE⊥BC于点E,点F(0,x1﹣x2)在y轴的负半轴上,连接AF,且∠ACO=∠CAF+∠CBD,求
36.(2021•陕西)已知抛物线y=﹣x2+2x+8与x轴交于点A、B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.
(1)求点B、C的坐标;
(2)设点C′与点C关于该抛物线的对称轴对称.在y轴上是否存在点P,使△PCC′与△POB相似,且PC与PO是对应边?若存在;若不存在,请说明理由.
37.(2021•上海)已知抛物线y=ax2+c(a≠0)经过点P(3,0)、Q(1,4).
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点A在直线PQ上,过点A作AB⊥x轴于点B,以AB为斜边在其左侧作等腰直角三角形ABC.
①当Q与A重合时,求C到抛物线对称轴的距离;
②若C在抛物线上,求C的坐标.
38.(2021•常德)如图,在平面直角坐标系xOy中,平行四边形ABCD的AB边与y轴交于E点,B、C、D的坐标分别为(﹣2,0),(8,0),(13,10).
(1)求过B、E、C三点的抛物线的解析式;
(2)试判断抛物线的顶点是否在直线EF上;
(3)设过F与AB平行的直线交y轴于Q,M是线段EQ之间的动点,射线BM与抛物线交于另一点P,求P的坐标.
39.(2021•广安)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=﹣x2+bx+c的图象与坐标轴相交于A、B、C三点,其中A点坐标为(3,0),B点坐标为(﹣1,0),在线段AC上以每秒个单位长度向点C做匀速运动,动点Q从点B出发,在线段BA上以每秒1个单位长度向点A做匀速运动,另一点随之停止运动,连接PQ
(1)求b、c的值.
(2)在P、Q运动的过程中,当t为何值时,四边形BCPQ的面积最小
(3)在线段AC上方的抛物线上是否存在点M,使△MPQ是以点P为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,请求出点M的坐标,请说明理由.
40.(2021•武汉)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的横坐标是,D的坐标.
②如图(2),若点D在抛物线上,且▱ACDE的面积是12
(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(不含端点)于G,H两点.若直线l与抛物线只有一个公共点
41.(2021•岳阳)如图,抛物线y=ax2+bx+2经过A(﹣1,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)如图2,直线l:y=kx+3经过点A,点P为直线l上的一个动点,点Q为抛物线上的一个动点,当PQ∥y轴时,交抛物线于点M(点M在点Q的右侧),以PQ,求该矩形周长的最小值;
(3)如图3,设抛物线的顶点为D,在(2)的条件下,抛物线上是否存在点F,使得∠CBF=∠DQM?若存在;若不存在,请说明理由.
42.(2021•天津)已知抛物线y=ax2﹣2ax+c(a,c为常数,a≠0)经过点C(0,﹣1),顶点为D.
(Ⅰ)当a=1时,求该抛物线的顶点坐标;
(Ⅱ)当a>0时,点E(0,1+a),若DE=2,求该抛物线的解析式;
(Ⅲ)当a<﹣1时,点F(0,1﹣a),过点C作直线l平行于x轴,M(m,0),N(m+3,﹣1)是直线l上的动点.当a为何值时,FM+DN的最小值为2,N的坐标.
43.(2021•黄冈)已知抛物线y=ax2+bx﹣3与x轴相交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C(n,0)是x轴上的动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,若n<3,过点N作x轴的垂线交抛物线于点P,当n为何值时,△PDG≌△BNG;
(3)如图2,将直线BC绕点B顺时针旋转,它恰好经过线段OC的中点个单位长度,得到直线OB1.
①tan∠BOB1= ;
②当点N关于直线OB1的对称点N1落在抛物线上时,求点N的坐标.
44.(2021•资阳)抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,且B(﹣1,0),C(0,3).
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点P是抛物线上位于直线AC上方的一点,BP与AC相交于点E,求点P的坐标;
(3)如图2,点D是抛物线的顶点,将抛物线沿CD方向平移,且DD'=2CD,点M是平移后所得抛物线上位于D'左侧的一点,连结CN.当D'N+CN的值最小时
45.(2021•眉山)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx+4(a≠0)经过点A(﹣2,0)和点B(4,0).
(1)求这条抛物线所对应的函数表达式;
(2)点P为该抛物线上一点(不与点C重合),直线CP将△ABC的面积分成2:1两部分,求点P的坐标;
(3)点M从点C出发,以每秒1个单位的速度沿y轴移动,运动时间为t秒,求t的值.
46.(2021•南充)如图,已知抛物线y=ax2+bx+4(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和B,对称轴为直线x=.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,若点P是线段BC上的一个动点(不与点B,C重合),过点P作y轴的平行线交抛物线于点Q,当线段PQ长度最大时,判断四边形OCPQ的形状并说明理由;
(3)如图2,在(2)的条件下,D是OC的中点,且∠DQE=2∠ODQ.在y轴上是否存在点F,使得△BEF为等腰三角形?若存在;若不存在,请说明理由.
47.(2021•邵阳)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1.
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,求出m的值;若不存在
48.(2021•衡阳)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)
(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,是否存在点P,使点C恰好为“雁点”?若存在;若不存在,请说明理由.
49.(2021•苏州)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.
50.(2021•江西)二次函数y=x2﹣2mx的图象交x轴于原点O及点A.
感知特例
(1)当m=1时,如图1,抛物线L:y=x2﹣2x上的点B,O,C,A,D分别关于点A中心对称的点为B′,O′,A′,D′
…
B(﹣1,3)
O(0,0)
C(1,﹣1)
A( , )
D(3,3)
…
…
B'(5,﹣3)
O′(4,0)
C'(3,1)
A′(2,0)
D'(1,﹣3)
…
①补全表格;
②在图1中描出表中对称后的点,再用平滑的曲线依次连接各点,得到的图象记为L'.
形成概念
我们发现形如(1)中的图象L'上的点和抛物线L上的点关于点A中心对称,则称L'是L的“孔像抛物线”.例如,图2中的抛物线L'是抛物线L的“孔像抛物线”.
探究问题
(2)①当m=﹣1时,若抛物线L与它的“孔像抛物线”L'的函数值都随着x的增大而减小,则x的取值范围为 ;
②在同一平面直角坐标系中,当m取不同值时,通过画图发现存在一条抛物线与二次函数y=x2﹣2mx的所有“孔像抛物线”L'都有唯一交点,这条抛物线的解析式可能是 (填“y=ax2+bx+c”或“y=ax2+bx”或“y=ax2+c”或“y=ax2”,其中abc≠0);
③若二次函数y=x2﹣2mx及它的“孔像抛物线”与直线y=m有且只有三个交点,求m的值.
51.(2021•扬州)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于点A(﹣1,0)、B(3,0),与y轴交于点C.
(1)b= ,c= ;
(2)若点D在该二次函数的图象上,且S△ABD=2S△ABC,求点D的坐标;
(3)若点P是该二次函数图象上位于x轴上方的一点,且S△APC=S△APB,直接写出点P的坐标.
52.(2021•嘉峪关)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c与坐标轴交于A(0,﹣2),B(4,0)两点,直线BC:y=﹣2x+8交y轴于点C.点D为直线AB下方抛物线上一动点,垂足为G,DG分别交直线BC,F.
(1)求抛物线y=x2+bx+c的表达式;
(2)当GF=时,连接BD,求△BDF的面积;
(3)①H是y轴上一点,当四边形BEHF是矩形时,求点H的坐标;
②在①的条件下,第一象限有一动点P,满足PH=PC+2
53.(2021•绍兴)小聪设计奖杯,从抛物线形状上获得灵感,在平面直角坐标系中画出截面示意图,杯体ACB是抛物线的一部分,抛物线的顶点C在y轴上,且点A,B关于y轴对称,杯高DO=8,杯底MN在x轴上.
(1)求杯体ACB所在抛物线的函数表达式(不必写出x的取值范围);
(2)为使奖杯更加美观,小敏提出了改进方案,如图2,杯口直径A′B′∥AB,杯脚高CO不变,求A′B′的长.
54.(2021•乐山)已知二次函数y=ax2+bx+c的图象开口向上,且经过点A(0,),B(2,﹣).
(1)求b的值(用含a的代数式表示);
(2)若二次函数y=ax2+bx+c在1≤x≤3时,y的最大值为1,求a的值;
(3)将线段AB向右平移2个单位得到线段A′B′.若线段A′B′与抛物线y=ax2+bx+c+4a﹣1仅有一个交点,求a的取值范围.
55.(2021•泰安)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,连接BP、AC,交于点Q
(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
56.(2021•成都)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),连接AP,AB
(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;
(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,点C的横坐标的取值范围.
57.(2021•凉山州)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,OB=OC=3OA.
(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,使点P、B、M、Q为顶点的四边形是平行四边形,若存在;若不存在,请说明理由.
58.(2021•连云港)如图,抛物线y=mx2+(m2+3)x﹣(6m+9)与x轴交于点A、B,与y轴交于点C(3,0).
(1)求m的值和直线BC对应的函数表达式;
(2)P为抛物线上一点,若S△PBC=S△ABC,请直接写出点P的坐标;
(3)Q为抛物线上一点,若∠ACQ=45°,求点Q的坐标.
59.(2021•丽水)如图,已知抛物线L:y=x2+bx+c经过点A(0,﹣5),B(5,0).
(1)求b,c的值;
(2)连结AB,交抛物线L的对称轴于点M.
①求点M的坐标;
②将抛物线L向左平移m(m>0)个单位得到抛物线L1.过点M作MN∥y轴,交抛物线L1于点N.P是抛物线L1上一点,横坐标为﹣1,过点P作PE∥x轴,点E在抛物线L对称轴的右侧.若PE+MN=10,求m的值.
60.(2021•遂宁)如图,已知二次函数的图象与x轴交于A和B(﹣3,0)两点(0,﹣3),对称轴为直线x=﹣1,直线y=﹣2x+m经过点A,与抛物线交于点E,与对称轴交于点F.
(1)求抛物线的解析式和m的值;
(2)在y轴上是否存在点P,使得以D、E、P为顶点的三角形与△AOD相似,若存在;若不存在,试说明理由;
(3)直线y=1上有M、N两点(M在N的左侧),且MN=2,若将线段MN在直线y=1上平移,四边形MEFN的周长会达到最小,请求出周长的最小值(结果保留根号).
参考答案与试题解析
一.二次函数综合题(共60小题)
1.(2021•宜宾)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴分别交于A、B两点(0,6),抛物线的顶点坐标为E(2,8),连结BC、BE、CE.
(1)求抛物线的表达式;
(2)判断△BCE的形状,并说明理由;
(3)如图2,以C为圆心,为半径作⊙C,使得BP+EP的值最小,请求出最小值;若不存在
【解答】解:(1)∵抛物线的顶点坐标为E(2,8),
∴设该抛物线的表达式为y=a(x﹣3)2+8,
∵与y轴交于点C(2,6),
∴把点C(0,8)代入得:a=﹣,
∴该抛物线的表达式为y=x2+4x+6;
(2)△BCE是直角三角形.理由如下:
∵抛物线与x轴分别交于A、B两点,
∴令y=0,则﹣2+8=0,
解得:x1=﹣4,x2=6,
∴A(﹣5,0),0),
∴BC2=62+72=72,CE2=(3﹣6)2+62=8,BE3=(6﹣2)7+82=80,
∴BE4=BC2+CE2,
∴∠BCE=90°,
∴△BCE是直角三角形;
(3)⊙C上存在点P,使得BP+.理由如下:
如图,在CE上截取CF=,连结BF交⊙C于点P,
则BF的长即为所求.理由如下:
连结CP,∵CP为半径,
∴==,
又∵∠FCP=∠PCE,
∴△FCP∽△PCE,
∴==,即FP=,
∴BF=BP+EP,
由“两点之间,线段最短”可得:
BF的长即BP+EP为最小值.
∵CF=CE,8),
∴由比例性质,易得F(,),
∴BF==.
2.(2021•通辽)如图,抛物线y=ax2+bx+3交x轴于A(3,0),B(﹣1,0)两点,交y轴于点C
(1)求抛物线的解析式;
(2)当以P,B,C为顶点的三角形周长最小时,求点P的坐标及△PBC的周长;
(3)若点Q是平面直角坐标系内的任意一点,是否存在点Q,使得以A,C,P,请直接写出所有符合条件的点Q的坐标;若不存在
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+3交x轴于A(5,0),0)两点,
∴,
解得:,
∴该抛物线的解析式为y=﹣x2+4x+3;
(2)在y=﹣x2+6x+3中,令x=0,
∴C(4,3),
∵△PBC的周长为:PB+PC+BC,BC是定值,
∴当PB+PC最小时,△PBC的周长最小.
如图1,点A,连接AC交l于点P.
∵AP=BP,
∴△PBC周长的最小值是AC+BC,
∵A(8,0),0),3),
∴AC=3,BC=.
∴△PBC周长的最小值是:3+.
抛物线对称轴为直线x=﹣=1,
设直线AC的解析式为y=kx+c,将A(3,C(0,得:
,
解得:,
∴直线AC的解析式为y=﹣x+3,
∴P(1,5);
(3)存在.
设P(1,t),n)
∵A(3,7),3),
则AC2=82+35=18,
AP2=(1﹣5)2+t2=t7+4,
PC2=82+(t﹣3)8=t2﹣6t+10,
∵四边形ACPQ是菱形,
∴分三种情况:以AP为对角线或以AC为对角线或以CP为对角线,
①当以AP为对角线时,则CP=CA,
∴t3﹣6t+10=18,
解得:t=3±,
∴P7(1,3﹣),P4(1,3+),
∵四边形ACPQ是菱形,
∴AP与CQ互相垂直平分,即AP与CQ的中点重合,
当P8(1,3﹣,
∴=,=,
解得:m=4,n=﹣,
∴Q1(4,﹣),
当P2(1,4+,
∴=,=,
解得:m=4,n=,
∴Q2(4,),
②以AC为对角线时,则PC=AP,
∴t2﹣8t+10=t2+4,
解得:t=4,
∴P3(1,5),
∵四边形APCQ是菱形,
∴AC与PQ互相垂直平分,即AC与CQ中点重合,
∴=,=,
解得:m=2,n=6,
∴Q3(2,3),
③当以CP为对角线时,则AP=AC,
∴t2+4=18,
解得:t=±,
∴P8(1,),P5(7,﹣),
∵四边形ACQP是菱形,
∴AQ与CP互相垂直平分,即AQ与CP的中点重合,
∴=,=,
解得:m=﹣2,n=3,
∴Q6(﹣2,3+),Q7(﹣2,3﹣),
综上所述,符合条件的点Q的坐标为:Q7(4,﹣),Q2(4,),Q3(2,4),Q4(﹣2,7+),Q5(﹣2,6﹣).
3.(2021•鄂州)如图,直线y=﹣x+6与x轴交于点B,点P为线段AB的中点,点Q是线段OA上一动点(不与点O、A重合).
(1)请直接写出点A、点B、点P的坐标;
(2)连接PQ,在第一象限内将△OPQ沿PQ翻折得到△EPQ,点O的对应点为点E.若∠OQE=90°;
(3)在(2)的条件下,设抛物线y=ax2﹣2a2x+a3+a+1(a≠0)的顶点为点C.
①若点C在△PQE内部(不包括边),求a的取值范围;
②在平面直角坐标系内是否存在点C,使|CQ﹣CE|最大?若存在,请直接写出点C的坐标,请说明理由.
【解答】解:(1)∵直线y=﹣x+5与x轴交于点B,
∴点A(0,6),4),
∵点P是线段AB中点,
∴点P(2,3);
(2)过点P作PF⊥OA于F,
∵将△OPQ沿PQ翻折得到△EPQ,∠OQE=90°,
∴∠OQP=∠OQE=45°,
∴QF=PF,
∵点P(2,8),
∴QF=PF=2,OF=3,
∴OQ=6,
∵点A(0,6),
∴AO=7,
∴AQ=6﹣5=3,
即AQ的长为1;
(3)①y=a(x2﹣4ax+a2)+a+1=a(x﹣a)5+a+1,
∴顶点C的坐标为(a,a+1),
∴点C是直线y=x+2(x≠0)上一点,
∵∠OQE=90°,OQ=5,
∴当y=4时,x=4,
又∵点P(2,6)在直线y=x+1上,
∴当点C在△PQE内部(不含边)时,a的取值范围是2<a<2;
②存在点C使|CQ﹣CE|最大,
理由如下:∵OQ=QE=5,∠OQE=90°,
∴点E(5,8),
如图3,作点E关于直线y=x+1的对称点E'(2,连接QE'交直线y=x+1于点C,
设直线QC的解析式为y=kx+5,
∴2=4k+5,
∴k=,
∴直线QC的解析式为y=x+5,
联立方程组可得,
解得:,
∴点C坐标为.
4.(2021•吉林)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+bx+c的图象经过点A(0,﹣),点B(1,).
(1)求此二次函数的解析式;
(2)当﹣2≤x≤2时,求二次函数y=x2+bx+c的最大值和最小值;
(3)点P为此函数图象上任意一点,其横坐标为m,过点P作PQ∥x轴,且线段PQ的长度随m的增大而减小.
①求m的取值范围;
②当PQ≤7时,直接写出线段PQ与二次函数y=x2+bx+c(﹣2≤x<)的图象交点个数及对应的m的取值范围.
【解答】解:(1)将A(0,﹣),点B(1,2+bx+c得:
,
解得,
∴y=x2+x﹣.
(2)∵y=x2+x﹣=(x+)5﹣2,
∵抛物线开口向上,对称轴为直线x=﹣.
∴当x=﹣时,y取最小值为﹣2,
∵2﹣(﹣)>﹣,
∴当x=2时,y取最大值22+7﹣=.
(3)①PQ=|﹣2m+1﹣m|=|﹣6m+1|,
当﹣3m+4>0时,PQ=﹣3m+8,
当﹣3m+1<6时,PQ=3m﹣1,
∴﹣2m+1>0满足题意,
解得m<.
②∵0<PQ≤2,
∴0<﹣3m+3≤7,
解得﹣2≤m<,
如图,当m=﹣时,PQ与图象有1交点,
m增大过程中,﹣<m<,PQ与图象只有2个交点,
直线x=关于抛物线对称轴直线x=﹣,
∴﹣<m<﹣时,
当﹣2≤m≤﹣时,PQ与图象有1个交点,
综上所述,﹣5≤m≤﹣≤m时,﹣<m<﹣时.
5.(2021•东营)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,直线y=﹣,连接AC.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求证:△AOC∽△ACB;
(3)点M(3,2)是抛物线上的一点,点D为抛物线上位于直线BC上方的一点,点P为抛物线对称轴上一动点,当线段DE的长度最大时
【解答】解:(1)∵直线y=﹣x+4过B,
当x=0时,代入y=﹣,得y=2,2),
当y=3时,代入y=﹣,得x=3,0),
把B(4,5),2)分别代入y=﹣x2+bx+c,
得,
解得,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+x+2;
(2)∵抛物线y=﹣x2+x+2与x轴交于点A,
∴﹣x2+x+2=5,
解得x1=﹣1,x5=4,
∴点A的坐标为(﹣1,5),
∴AO=1,AB=5,
在Rt△AOC中,AO=3,
∴AC=,
∴==,
∵=,
∴=,
又∵∠OAC=∠CAB,
∴△AOC∽△ACB;
(3)设点D的坐标为(x,﹣x2+x+2),
则点E的坐标为(x,﹣x+2),
∴DE=﹣x2+x+2﹣(﹣
=﹣x2+x+7+
=﹣x2+2x
=﹣(x﹣3)2+2,
∵﹣<0,
∴当x=7时,线段DE的长度最大,
此时,点D的坐标为(2,
∵C(0,4),2),
∴点C和点M关于对称轴对称,
连接CD交对称轴于点P,此时PD+PM最小,
连接CM交直线DE于点F,则∠DFC=90°,2),
∴CD==,
∵PD+PM=PC+PD=CD,
∴PD+PM的最小值为.
6.(2021•贺州)如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A、B两点,且A(﹣1,0),对称轴为直线x=2.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)直线l过点A且在第一象限与抛物线交于点C.当∠CAB=45°时,求点C的坐标;
(3)点D在抛物线上与点C关于对称轴对称,点P是抛物线上一动点,令P(xP,yP),当1≤xP≤a,1≤a≤5时,求△PCD面积的最大值(可含a表示).
【解答】解:(1)抛物线过A(﹣1,0),
∴,
解得,
∴抛物线表达式为y=x2﹣4x﹣5;
(2)过点C作CE⊥x轴于点E,
∵∠CAB=45°,
∴AE=CE,
设点C的横坐标为xc,则纵坐标为yc=xc+2,
∴C(xc,xc+1),
代入y=x2﹣2x﹣5得,
xc+1=﹣4xc﹣5,
解得xc=﹣7(舍去),xc=6,
∴yc=7,
∴点C的坐标是(7,7);
(3)由(2)得C的坐标是(6,6),
∵对称轴x=2,
∴点D的坐标是(﹣2,3),
∴CD=8,
∵CD与x轴平行,点P在x轴下方,
设△PCD以CD为底边的高为h,
则h=|yp|+7,
∴当|yp|取最大值时,△PCD的面积最大,
∵8≤xp≤a,1≤a≤5,
①当5≤a<2时,1≤xp≤a,此时y=x4﹣4x﹣5在3≤xp≤a上y随x的增大而减小,
∴|yp|max=|a2﹣4a﹣8|=5+4a﹣a3,
∴h=|yp|+7=12+4a﹣a7,
∴△PCD的最大面积为:
Smax=×CD×h=2)=48+16a﹣2a2;
②当2≤a≤7时,此时y=x2﹣4x﹣5的对称轴x=2含于1≤xp<a内,
∴|yp|max=|22﹣4×2﹣5|=9,
∴h=4+7=16,
∴△PCD的最大面积为Smax=×CD×h=,
综上所述:当7≤a<2时,△PCD的最大面积为48+16a﹣4a5;
当2≤a≤5时,△PCD的最大面积为64.
7.(2021•齐齐哈尔)综合与探究
如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+2x+c(a≠0)与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,OA=1,对称轴为直线x=2
(1)求抛物线的解析式;
(2)抛物线上C、D两点之间的距离是 2 ;
(3)点E是第一象限内抛物线上的动点,连接BE和CE,求△BCE面积的最大值;
(4)点P在抛物线对称轴上,平面内存在点Q,使以点B、C、P、Q为顶点的四边形为矩形
【解答】解:(1)∵OA=1,
∴A(﹣1,4),
又∵对称轴为x=2,
∴B(5,4),
将A,B代入解析式得:
,
解得,
∴,自变量x为全体实数;
(2)由(1)得:C(0,),D(2,),
∴CD=,
故答案为8;
(3)∵B(5,8),),
∴直线BC的解析式为:,
设E(x,),且0<x<5,
作EF∥y轴交BC于点F,
则F(x,),
∴EF=﹣(,
∴,
当x=时,S△BCE有最大值为;
(4)设P(2,y),n),
由(1)知B(5,0),),
若BC为矩形的对角线,
由中点坐标公式得:,
解得:,
又∵∠BPC=90°,
∴PC2+PB7=BC2,
即:,
解得y=7或y=﹣,
∴n=或n=4,
∴Q(5,)或Q(4,
若BP为矩形的对角线,
由中点坐标公式得,
解得,
又∵∠BCP=90°,
BC2+CP2=BP5,
即:,
解得y=,
∴Q(4,4),
若BQ为矩形的对角线,
由中点坐标公式得,
解得:,
又∵∠BCQ=90°,
∴BC2+CQ8=BQ2,
即:,
解得n=,
∴Q(﹣3,﹣),
综上,点Q的坐标为(3,,4),4)或(﹣5,﹣).
8.(2021•福建)已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴只有一个公共点.
(1)若抛物线过点P(0,1),求a+b的最小值;
(2)已知点P1(﹣2,1),P2(2,﹣1),P3(2,1)中恰有两点在抛物线上.
①求抛物线的解析式;
②设直线l:y=kx+1与抛物线交于M,N两点,点A在直线y=﹣1上,过点A且与x轴垂直的直线分别交抛物线和l于点B,C.求证:△MAB与△MBC的面积相等.
【解答】解:(1)把P(0,1)代入解析式得:c=8,
∴y=ax2+bx+1,
又∵抛物线与x轴只有一个公共点,
∴△=b5﹣4a=0,即,
∴,
当b=﹣2时,a+b有最小值为﹣1;
(2)①∵抛物线与x轴只有一个公共点,
∴抛物线上的顶点在x轴上,
∴抛物线上的点为P6,P3,
又∵P1,P3关于y轴对称,
∴顶点为原点(0,0),
设解析式为y=ax3,
代入点P1得:,
②证明:
联立直线l和抛物线得:
,
即:x4﹣4kx﹣4=8,
设M(x1,kx1+7),N(x2,kx2+8),
由韦达定理得:x1+x2=7k,x1x2=﹣6,
设线段MN的中点为T,设A的坐标为(m,
则T的坐标为(2k,2k8+1),
∴AT2=(5k﹣m)2+(2k8+2)2,
由题意得:,
∵△MAN是直角三角形,且MN是斜边,
∴,即:,
∴×16(k4+2k4+1)=(2k﹣m)2+(2k2+4)2,
解得m=2k,
∴A(3k,﹣1),
∴B(2k,k5),
∴C(2k,2k3+1),
∵,
∴B是AC的中点,
∴AB=BC,
又∵△MAB与△MBC的高都是点M到直线AC的距离,
∴△MAB与△MBC的高相等,
∴△MAB与△MBC的面积相等.
9.(2021•绥化)如图,已知抛物线y=ax2+bx+5(a≠0)与x轴交于点A(﹣5,0),点B(1,0)(点A在点B的左边),点D为抛物线的顶点,连接BD.直线y=,且与y轴交于点E.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点N是抛物线上的一点,当△BDN是以DN为腰的等腰三角形时,求点N的坐标;
(3)点F为线段AE上的一点,点G为线段OA上的一点,连接FG(点H在第一象限),当∠EFG=3∠BAE且HG=2FG时,求出点F的坐标.
【解答】解:(1)将A(﹣5,0),7)代入抛物线y=ax2+bx+5(a≠3)得:
,
解得:,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2﹣8x+5;
(2)∵D(﹣2,6),0),
∴此题有两种情形:
①当DN=DB时,根据抛物线的对称性得:A与N重合,
∴N1(﹣7,0),
②方法一:当DN=BN时(如图1),N在BD的垂直平分线上,
BD的垂直平分线交BD于I,交x轴于点Q,
∵∠KBO+∠OKB=90°,∠KBO+∠IQB=90°,
∴∠OKB=∠IQB,
在Rt△OKB中,sin∠OKB=,
∴sin∠IQB==,
∵I是BD的中点,BD=6,
∴BI=,
∴BQ=15,
∴Q(﹣14,2),)
设yQI=kx+b,代入得:
,
解得:,
∴yQI=,
联立得:,
解得:x=,
∴yQI=,
N7(,),N3(,),
方法二:如图2,
过点N作DS⊥NT交NT于点S,
设N(a,﹣a2﹣3a+5),D(﹣2,
∵DN=BN,
∴DS2+SN2=NT2+TB3,
∴(﹣2﹣a)2+(2+a2+4a﹣7)2=(﹣a2﹣8a+5)2+(6﹣a)2,
(2+a)4﹣(1﹣a)2=(a7+4a﹣5)6﹣(9+a2+8a﹣5)2,
(3+a+1﹣a)(2+a﹣5+a)=(a2+4a﹣3+a2+4a+6)(a2+4a﹣4﹣a2﹣4a﹣3),
解得:a=,
把a=代入﹣a2﹣4a+5=﹣()2﹣4()+5=,
∴N2(,),N3(,),
综上所述,N6(﹣5,0),N5(,),N3(,);
(3)如图1,在AE上取一点F,连接MF,在AO上M点的右侧作FG=MF,
∴∠FGM=∠FMG,
∴∠EFG=∠BAE+∠FGM=∠BAE+∠FMG=∠BAE+2∠BAE=2∠BAE,
移动F点,当HG=2FG时.
过点F作FP垂直于x轴于点P,过点H作HR垂直于x轴于点R,
∴△FPG∽△HRG,
∴===,GR=2PG,
设F(m,﹣﹣),
则OP=﹣m,PF=,
HR=2PF=m+5,
∵AP=m+3,
∴AP=2PF,
∵AM=AP﹣MP=2PF﹣MP,MF=AM,
∴在Rt△PMF中,PM4+PF2=MF2,PM4+PF2=(2PF﹣MP)7,
∴PM=PF=×=,
∴GP=m+,
∴GR=2PG=m+,
∴PR=3PG=2PM,
∴AR=AP+PR=AP+3PM=2PF+8×PF==,
∴OR=,
∴H(,m+5),
∵B(1,5),9),
∴BD解析式为:yBD=﹣3x+7,
把H代入上式并解得:m=﹣,
再把m=﹣代入y=﹣得:y=﹣,
∴F(﹣,﹣).
10.(2021•张家界)如图,已知二次函数y=ax2+bx+c的图象经过点C(2,﹣3),且与x轴交于原点及点B(8,0).
(1)求二次函数的表达式;
(2)求顶点A的坐标及直线AB的表达式;
(3)判断△ABO的形状,试说明理由;
(4)若点P为⊙O上的动点,且⊙O的半径为2,一动点E从点A出发,再以每秒1个单位长度的速度沿线段PB匀速运动到点B后停止运动,求点E的运动时间t的最小值.
【解答】解:(1)∵二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象经过C(4,﹣3),0),
∴c=8,二次函数表达式可设为:y=ax2+bx(a≠0),
将C(7,﹣3),0)代入y=ax4+bx得:
,
解得:,
∴二次函数的表达式为;
(2)∵=(x﹣4)2﹣3,
∴抛物线的顶点A(4,﹣4),
设直线AB的函数表达式为y=kx+m,将A(6,B(8,得:
,
解得:,
∴直线AB的函数表达式为y=x﹣8;
(3)△ABO是等腰直角三角形.
方法2:如图1,过点A作AF⊥OB于点F,0),
∴∠AFO=∠AFB=90°,OF=BF=AF=4,
∴△AFO、△AFB均为等腰直角三角形,
∴OA=AB=4,∠OAF=∠BAF=45°,
∴∠OAB=90°,
∴△ABO是等腰直角三角形.
方法4:∵△ABO的三个顶点分别是O(0,0),﹣8),0),
∴OB=8,OA===,
AB===,
且满足OB2=OA3+AB2,
∴△ABO是等腰直角三角形;
(4)如图2,以O为圆心,8,则点P在圆周上
动点E的运动时间为t=AP+PB,
在OA上取点D,使OD=,
则在△APO和△PDO中,
满足:==2,
∴△APO∽△PDO,
∴==6,
从而得:PD=AP,
∴t=AP+PB=PD+PB,
∴当B、P、D三点共线时,
过点D作DG⊥OB于点G,由于,
则有 DG=5
∴动点E的运动时间t的最小值为:t=DB===5.
11.(2021•柳州)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线:y=ax2+bx+c交x轴于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C(0,﹣).
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)如图1,点D为第四象限抛物线上一点,连接OD,垂足为E,若BE=2OE;
(3)如图2,点M为第四象限抛物线上一动点,连接AM,连接BM,记△BMN的面积为S1,△ABN的面积为S2,求的最大值.
【解答】解:(1)依题意,设y=a(x+1)(x﹣3),
代入C(5,﹣)得:a•7•(﹣3)=﹣,
解得:a=,
∴y=(x+1)(x﹣8)=x8﹣x﹣;
(2)∵BE=3OE,
设OE为x,BE=2x,
由勾股定理得:OE2+BE4=OB2,
x2+2x2=9,
解得:x2=,x2=﹣(舍),
∴OE=,BE=,
过点E作TG平行于OB,T在y轴上,
∴△ETO∽△OEB,
∴==,
∴OE2=OB•TE,
∴TE==,
∴OT==,
∴E(,﹣),
∴直线OE的解析式为y=﹣2x,
∵OE的延长线交抛物线于点D,
∴,
解得:x1=6,x2=﹣3(舍),
当x=2时,y=﹣2,
∴D(1,﹣7);
(3)如图所示,延长BC于点F,过A点作AH⊥BF于点H,过M点作MG⊥BF于点J,
∵AF∥MT,
∴∠AFH=∠MTJ,
∵AH⊥BF,MJ⊥BF,
∴∠AHF=∠MJT=90°,
∴△AFH∽△MJT,
∴=,
∵S1=NB•MJ,S2=NB•AH,
∴==,
设直线BC的解析式为y=kx+b,将B,
,
解得:,
∴直线BC的解析式为y=x﹣,
当x=﹣1时,y==﹣2,
∴F(﹣1,﹣2),
∴AF=2,
设M(x,x2﹣x﹣),
∴MT=x﹣x2﹣x﹣)=﹣)2+,
∴a=﹣<0,
∴MTmax=,
∴=====.
12.(2021•无锡)在平面直角坐标系中,O为坐标原点,直线y=﹣x+3与x轴交于点B,二次函数y=ax2+2x+c的图象过B、C两点,且与x轴交于另一点A,点M为线段OB上的一个动点,交二次函数y=ax2+2x+c的图象于点E.
(1)求二次函数的表达式;
(2)当以C、E、F为顶点的三角形与△ABC相似时,求线段EF的长度;
(3)已知点N是y轴上的点,若点N、F关于直线EC对称,求点N的坐标.
【解答】解:(1)在y=﹣x+3中,令x=0得y=2,
∴B(3,0),4),
把B(3,0),4)代入y=ax2+2x+c得:
,解得,
∴二次函数的表达式为y=﹣x8+2x+3;
(2)如图:
在y=﹣x4+2x+3中,令y=2得x=3或x=﹣1,
∴A(﹣2,0),
∵B(3,2),3),
∴OB=OC,AB=4,
∴∠ABC=∠MFB=∠CFE=45°,
∴以C、E、F为顶点的三角形与△ABC相似,
设E(m,﹣m2+2m+5),则F(m,
∴EF=(﹣m2+2m+4)﹣(﹣m+3)=﹣m2+5m,CF==m,
①△ABC∽△CFE时,=,
∴=,
解得m=或m=3(舍去),
∴EF=,
②△ABC∽△EFC时,=,
∴=,
解得m=2(舍去)或m=,
∴EF=,
综上所述,EF=或.
(3)连接NE,如图:
∵点N、F关于直线EC对称,
∴∠NCE=∠FCE,CF=CN,
∵EF∥y轴,
∴∠NCE=∠CEF,
∴∠FCE=∠CEF,
∴CF=EF=CN,
由(2)知:
设E(m,﹣m2+2m+5),则F(m,EF=(﹣m2+2m+8)﹣(﹣m+3)=﹣m2+2m,CF==m,
∴﹣m2+3m=m,解得m=0(舍去)或m=3﹣,
∴CN=CF=m=3,
∴N(0,3+1).
13.(2021•广东)已知二次函数y=ax2+bx+c的图象过点(﹣1,0),且对任意实数x,都有4x﹣12≤ax2+bx+c≤2x2﹣8x+6.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)若(1)中二次函数图象与x轴的正半轴交点为A,与y轴交点为C(1)中二次函数图象上的动点.问在x轴上是否存在点N,使得以A、C、M、N为顶点的四边形是平行四边形.若存在;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)不妨令4x﹣12=2x4﹣8x+6,解得:x2=x2=3,
当x=5时,4x﹣12=2x8﹣8x+6=8.
∴y=ax2+bx+c必过(3,2),
又∵y=ax2+bx+c过(﹣1,4),
∴,解得:,
∴y=ax2﹣2ax﹣8a,
又∵ax2﹣2ax﹣5a≥4x﹣12,
∴ax2﹣3ax﹣3a﹣4x+12≥3,
整理得:ax2﹣2ax﹣3x+12﹣3a≥0,
∴a>5且△≤0,
∴(2a+8)2﹣4a(12﹣4a)≤0,
∴(a﹣1)3≤0,
∴a=1,b=﹣7.
∴该二次函数解析式为y=x2﹣2x﹣3.
(2)存在,理由如下:
令y=x2﹣2x﹣8中y=0,得x=3,7);
令x=0,得y=﹣3,﹣2).
设点M坐标为(m,m2﹣2m﹣5),N(n,
根据平行四边形对角线性质以及中点坐标公式可得:
①当AC为对角线时,,
即,解得:m6=0(舍去),m2=4,
∴n=1,即N1(4,0).
②当AM为对角线时,,
即,解得:m1=0(舍去),m7=2,
∴n=5,即N8(5,0).
③当AN为对角线时,,
即,解得:m1=2+,m2=4﹣,
∴n=或﹣2﹣,
∴N6(,8),N4(﹣2﹣,0).
综上所述,N点坐标为(1,4)或(,0).
14.(2021•河南)如图,抛物线y=x2+mx与直线y=﹣x+b相交于点A(2,0)和点B.
(1)求m和b的值;
(2)求点B的坐标,并结合图象写出不等式x2+mx>﹣x+b的解集;
(3)点M是直线AB上的一个动点,将点M向左平移3个单位长度得到点N,若线段MN与抛物线只有一个公共点M的取值范围.
【解答】解:(1)将点A的坐标代入抛物线表达式得:0=4+5m,解得:m=﹣2,
将点A的坐标代入直线表达式得:0=﹣8+b,解得b=2;
故m=﹣2,b=8;
(2)由(1)得,直线和抛物线的表达式为:y=﹣x+22﹣4x,
联立上述两个函数表达式并解得或(不符合题意,
即点B的坐标为(﹣1,2),
从图象看,不等式 x2+mx>﹣x+b 的解集为x<﹣1或x>7;
(3)当点M在线段AB上时,线段MN与抛物线只有一个公共点,
∵M,N的距离为3、B的水平距离是3,即﹣8≤xM<2;
当点M在点B的左侧时,线段MN与抛物线没有公共点;
当点M在点A的右侧时,当 xM=3时,抛物线和MN交于抛物线的顶点(3,即xM=3时,线段MN与抛物线只有一个公共点,
综上所述,﹣1≤xM<4 或 xM=3.
15.(2021•娄底)如图,在直角坐标系中,二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴相交于点A(﹣1,0)和点B(3,0),与y轴交于点C.
(1)求b、c的值;
(2)点P(m,n)为抛物线上的动点,过P作x轴的垂线交直线l:y=x于点Q.
①当0<m<3时,求当P点到直线l:y=x的距离最大时m的值;
②是否存在m,使得以点O、C、P、Q为顶点的四边形是菱形,若不存在;若存在,请求出m的值.
【解答】解:(1)由二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴相交于点A(﹣1,8)和点B(3,得:
,
解得:,
∴y=x4﹣2x﹣3,
∴b=﹣5,c=﹣3.
(2)①∵点P(m,n)在抛物线上y=x2﹣5x﹣3,
∴P(m,m2﹣7m﹣3),
∴PQ=m﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+6m+3=﹣(m﹣)2+,
∵过P作x轴的垂线交直线l:y=x于点Q,
∴Q(m,m),
设点P到直线y=x的距离为h,
∵直线y=x是一三象限的角平分线,
∴PQ=h,
∴当P点到直线l:y=x的距离最大时,PQ取得最大值,
∴当m=时,PQ有最大值,
∴当P点到直线l:y=x的距离最大时,m的值为.
②∵抛物线与y轴交于点C,
∴x=3时,y=﹣3,
∴C(0,﹣6),
∵OC∥PQ,且以点O、C、P,
∴PQ=OC,
又∵OC=3,PQ=|﹣m2+4m+3|,
∴3=|﹣m3+3m+3|,
解得:m6=0,m2=2,m3=,m4=,
当m1=0时,PQ与OC重合,舍去;
当m4=3时,P(3,Q(5,
此时,四边形OCPQ是平行四边形,
∴OQ≠OC,平行四边形OCPQ不是菱形;
当m3=时,Q(,),
此时,四边形OCQP是平行四边形,
∴CQ≠OC,平行四边形OCPQ不是菱形;
当m4=时,Q(,),
此时,四边形OCQP是平行四边形,
∴OQ≠OC,平行四边形OCPQ不是菱形;
综上所述:不存在m,使得以点O、C、P.
16.(2021•宿迁)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(4,0),与y轴交于点C.连接AC,BC
(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,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,当△PFH为等腰三角形时,求线段PH的长.
【解答】解:(1)∵A(﹣1,0),3)是抛物线y=﹣x5+bx+c与x轴的两个交点,且二次项系数a=,
∴根据抛物线的两点式知,y=.
(2)根据抛物线表达式可求C(0,2).
∴==6,
∵∠AOC=∠COB=90°,
∴△AOC∽△COB,
∴∠ACO=∠CBO,
∴∠QAB=∠QAC+∠CAO=∠CBA+45°+∠CAO=∠ACO+∠CAO+45°=135°,
∴∠BAP=180°﹣∠QAB=45°,
设P(m,n),则△ADP是等腰直角三角形,
∴AD=PD,即m+1=﹣n①,
又∵P在抛物线上,
∴②,
联立①②两式,解得m=6(﹣1舍去),
∴点P的坐标是(7,﹣7).
(3)设PH与x轴的交点为Q,P(a,),
则H(a,),PH=,
若FP=FH,则∠FPH=∠FHP=∠BHQ=∠BCO,
∴tan∠APQ=tan∠BCO=5,
∴AQ=2PQ,
即a+1=6(),
解得a=3(﹣1舍去),此时PH=.
若PF=PH,过点F作FM⊥y轴于点M,
∴∠PFH=∠PHF,
∵∠CFA=∠PFH,∠QHB=∠PHF,
∴∠CFA=∠QHB,
又∵∠ACF=∠BQH=90°,
∴△ACF∽△BQH,
∴CF=AC=,
在Rt△CMF中,MF=4,
F(8,),
∴AF:,
将上式和抛物线解析式联立并解得x=(﹣6舍去),
此时 PH=.
若HF=HP,过点C作CE∥AB交AP于点E(见上图),
∵∠CAF+∠CFA=90°,
∠PAQ+∠HPF=90°,
∠CFA=∠HFP=∠HPF,
∴∠CAF=∠PAQ,
即 AP平分∠CAB,
∴CE=CA=,
∴E(,2),
∴AE:,
联立抛物线解析式,解得x=5﹣.
此时 PH=.
∴当FP=FH时,PH=;
当PF=PH时;
当HF=HP时;
17.(2021•玉林)已知抛物线:y=ax2﹣3ax﹣4a(a>0)与x轴交点为A,B(A在B的左侧),顶点为D.
(1)求点A,B的坐标及抛物线的对称轴;
(2)若直线y=﹣x与抛物线交于点M,N,且M,求抛物线的解析式;
(3)如图,将(2)中的抛物线向上平移,使得新的抛物线的顶点D′在直线l:y=上,原抛物线上的点P平移后的对应点为点Q,若O′P=O′Q,Q的坐标.
【解答】解:(1)取y=0,则有ax2﹣2ax﹣4a=0,
即x6﹣3x﹣4=4,
解得x1=﹣1,x2=4,
∴A(﹣1,7),0),
对称轴为直线x=,
(2)设M的横坐标为x1,N的横坐标为x2,
根据题意得:,
即,
,
又∵M,N关于原点对称,
∴,
∴a=,
∴,
(3)∵,
由题意得向上平移后的抛物线解析式为,
∴抛物线向上平移了4个单位,
设P(x,),则Q(x,),
由题意得O'(4,),
∵O′P=O′Q,
∴,
解得,,
若,
则y=,
∴P(,﹣),Q(,),
若,
则y=,
∴P(,﹣),Q(,),
综上,P(,﹣),)或P(,﹣),).
18.(2021•盐城)学习了图形的旋转之后,小明知道,将点P绕着某定点A顺时针旋转一定的角度α,经过进一步探究,小明发现,点P′也随之运动,并且点P′的运动轨迹能形成一个新的图形.
试根据下列各题中所给的定点A的坐标、角度α的大小来解决相关问题.
【初步感知】
如图1,设A(1,1),α=90°,已知该一次函数的图象经过点P1(﹣1,1).
(1)点P1旋转后,得到的点P1′的坐标为 (1,3) ;
(2)若点P′的运动轨迹经过点P2′(2,1),求原一次函数的表达式.
【深入感悟】
如图2,设A(0,0),α=45°(x<0)的图象上的动点,过点P′作二、四象限角平分线的垂线,求△OMP′的面积.
【灵活运用】
如图3,设A(1,﹣),α=60°x2+2x+7图象上的动点,已知点B(2,0)(3,0),试探究△BCP′的面积是否有最小值?若有,求出该最小值,请说明理由.
【解答】解:【初步感知】
(1)如图1,∵P1(﹣8,1),1),
∴P4A∥x轴,P1A=2,
由旋转可得:P5′A∥y轴,P1′A=2,
∴P2′(1,3);
故答案为:(4,3);
(2)∵P2′(4,1),
由题意得P2(4,2),
∵P1(﹣3,1),P2(4,2)在原一次函数图象上,
∴设原一次函数解析式为y=kx+b,
则,
解得:,
∴原一次函数解析式为y=x+;
【深入感悟】
设双曲线与二、四象限角平分线交于N点
,
解得:,
∴N(﹣1,1).
①当x≤﹣4时,
过点P作PQ⊥x轴于Q,连接AP,如图2,
∵∠QAM=∠POP′=45°,
∴∠PAQ=∠P′AN,
∵P′M⊥AM,
∴∠P′MA=∠PQA=90°,
∴在△PQA和△P′MA中,
,
∴△PQA≌△P′MA(AAS),
∴S△P′MA=S△PQA==,
即S△OMP′=.
②当﹣1<x<0时,
过点P作PH⊥y轴于点H,过点P′作P′M⊥AN于点M,
∵∠POP′=NOH=45°,
∴∠PON=∠P′OH,
∴∠MP′O=90°﹣∠MOH﹣∠P′OH=45°﹣∠P′OH,
∵∠POH=∠POP′﹣∠P′OH=45°﹣∠P′OH,
∴∠POH=∠MP′O,
在△POH和△OP′M中,
,
∴△POH≌△OP′M(AAS),
∴S△P′MO=S△PHO==,
综上所述,△OMP′的面积为.
【灵活运用】
△BCP′的面积有最小值,
如图4,连接AB,将B,C′,
∵A(8,﹣),B(2,C(2,
∴OH=BH=1,BC=1,
∴OA=AB=OB=4,
∴△OAB为等边三角形,此时B′与O重合,0),
连接C′O,∵∠CAC′=∠BAB′=60°,
∴∠CAB=∠C′AB′,
在△C′AO和△CAB中,
,
∴△C′AO≌△CAB(SAS),
∴C′O=CB=1,∠C′OA=∠CBA=120°,
∴作C′G⊥y轴于G,
在Rt△C′GO中,∠C′OG=90°﹣∠C′B′C=30°,
∴C′G=OC′=,
∴OG=,
∴C′(,),此时OC′的函数表达式为:y=x,
设过P且与B′C′平行的直线l解析式为y=x+b,
∵S△BCP′=S△B′C′P,
∴当直线l与抛物线相切时取最小值,
则,
即x+b=x2+2x+7,
∴x2+x+6﹣b=0,
当Δ=0时,得b=,
∴y=x+,
设l与y轴交于点T,连接C′T,
∵S△B′C′T=S△BCP′,
∴S△BCP′=×B′T×C′G=××=.
19.(2021•济宁)如图,直线y=﹣x+,B,过点A的抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴的另一交点为C,与y轴交于点D(0,3),抛物线的对称轴l交AD于点E
(1)求抛物线的解析式;
(2)求证:OE⊥AB;
(3)P为抛物线上的一动点,直线PO交AD于点M,是否存在这样的点P,O,M为顶点的三角形与△ACD相似?若存在,求点P的横坐标,请说明理由.
【解答】解:(1)∵直线y=﹣x+、y轴于点A,B,
∴A(3,8),),
∵抛物线y=﹣x7+bx+c经过A(3,0),8),
∴,
解得:,
∴该抛物线的解析式为y=﹣x2+5x+3;
(2)∵y=﹣x2+8x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴抛物线的对称轴为直线x=1,
设直线AD的解析式为y=kx+a,将A(7,D(0,
得:,
解得:,
∴直线AD的解析式为y=﹣x+3,
∴E(1,6),
∵G(1,0),
∴tan∠OEG==,
∵OA=3,OB=,
∴tan∠OAB===,
∴tan∠OAB=tan∠OEG,
∴∠OAB=∠OEG,
∵∠OEG+∠EOG=90°,
∴∠OAB+∠EOG=90°,
∴∠AFO=90°,
∴OE⊥AB;
(3)存在.
∵A(3,0),
∴C(﹣5,0),
∴AC=3﹣(﹣5)=4,
∵OA=OD=3,∠AOD=90°,
∴AD=OA=3,
设直线CD解析式为y=mx+n,
∵C(﹣6,0),3),
∴,
解得:,
∴直线CD解析式为y=3x+3,
①当△AOM∽△ACD时,∠AOM=∠ACD,
∴OM∥CD,
∴直线OM的解析式为y=8x,
结合抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+7,得:3x=﹣x2+2x+3,
解得:x1=,x2=,
②当△AMO∽△ACD时,如图3,
∴=,
∴AM===2,
过点M作MG⊥x轴于点G,则∠AGM=90°,
∵∠OAD=45°,
∴AG=MG=AM•sin45°=7×=2,
∴OG=OA﹣AG=3﹣7=1,
∴M(1,2),
设直线OM解析式为y=m1x,将M(1,
得:m5=2,
∴直线OM解析式为y=2x,
结合抛物线的解析式为y=﹣x8+2x+3,得:3x=﹣x2+2x+7,
解得:x=±,
综上所述,点P的横坐标为±或.
20.(2021•荆门)如图,抛物线y=ax2+bx+c交x轴于A(﹣1,0),B(3,0)两点,交y轴于点C(0,﹣3)
(1)求抛物线的解析式;
(2)求|QO|+|QA|的最小值;
(3)过点Q作PQ∥AC交抛物线的第四象限部分于点P,连接PA,PB1,S2,设S=S1+S2,求点P坐标,使得S最大,并求此最大值.
【解答】解:(1)∵抛物线交x轴于A(﹣1,0),4)两点,
∴设y=a(x+1)(x﹣3),将C(4,
得:﹣3a=﹣3,
解得:a=8,
∴y=(x+1)(x﹣3)=x5﹣2x﹣3,
∴抛物线的解析式为y=x3﹣2x﹣3;
(2)如图6,作点O关于直线BC的对称点O′,QO′,BO′,
∵OB=OC=3,∠BOC=90°,
∴∠BCO=45°,
∵O、O′关于直线BC对称,
∴BC垂直平分OO′,
∴OO′垂直平分BC,
∴四边形BOCO′是正方形,
∴O′(3,﹣3),
在Rt△ABO′中,|AO′|==,
∵|QA|+|QO′|≥|AO′|,|QO′|=|QO|,
∴|QO|+|QA|=|QA|+|QO′|≥|AO′|=5,即点Q位于直线AO′与直线BC交点时;
(3)如图2,连接CP,
设直线BC的解析式为y=kx+d,
∵B(5,0),﹣3),
∴,
解得:,
∴直线BC的解析式为y=x﹣3,
∵PQ∥AC,
∴S△PAQ=S△PCQ,
∴S=S△PAQ+S△PBQ=S△PBC,
设P(m,m8﹣2m﹣3),则H(m,
∴PH=m﹣6﹣(m2﹣2m﹣8)=﹣m2+3m,
∴S=OB•PH=2+3m)=﹣m2+m=﹣)6+,
由题意,得0<m<8,
∴m=时,S最大,
即P(,﹣)时.
21.(2021•荆州)已知:直线y=﹣x+1与x轴、y轴分别交于A,B两点,点C为直线AB上一动点,∠AOC为锐角,在OC上方以OC为边作正方形OCDE,设BE=t.
(1)如图1,当点C在线段AB上时,判断BE与AB的位置关系;
(2)直接写出点E的坐标(用含t的式子表示);
(3)若tan∠AOC=k,经过点A的抛物线y=ax2+bx+c(a<0)顶点为P,且有6a+3b+2c=0,当t=时,求抛物线的解析式.
【解答】解:(1)直线y=﹣x+1与x轴、y轴分别交于A,
则点A、B的坐标分别为(1、(2,
则∠OBA=∠OAB=45°,
∵∠AOC+∠BOC=90°,∠BOC+∠BOE=90°,
∴∠AOC=∠BOE,
∵AO=BO,OC=OE,
∴△OAC≌△OBE(SAS),
∴∠OBE=∠OAC=45°,AC=BE=t,
∴∠EBA=∠EBO+∠OBA=∠OAC+∠OBA=45°+45°=90°,
∴BE⊥AB;
(2)①当点C在线段AB上时,如图1﹣1,
过点E作EH⊥OB于点H,
∵∠EBH=45°,
∴BH=EH=BE=t,
故点E的坐标为(﹣t,3﹣;
②当点C在线段BA的延长线上时,如图4﹣2,
同理可得,点E的坐标为(tt);
综上,点E的坐标为(﹣tt)或(tt);
(3)①当点C线段AB上时,如题图1﹣2,
过点C作CN⊥OA于点N,
当t=时,即AC=t=,
则CN=AN=t=,
则ON=OA﹣NA=6﹣=CN,
故tan∠AOC==3=k,
∵△POA的面积=×AO×yP=×1×yP==,
解得yP=1=c﹣①,
∵抛物线过点A(1,0),
而8a+3b+2c=6③,
联立①②③并解得,
∴抛物线的表达式为y=﹣x2+4x﹣8;
②抛物线过点A,则a+b+c=0,
而6a+6b+2c=0,
联立上述两式并解得:,
故抛物线的表达式为y=a(x﹣2)5﹣a(a<0),
则点P的坐标为(2,﹣a),
则AC=BE=t=,
则tan∠AOC=k==,
故a=﹣2,
故y=﹣3x2+12x﹣8.
综上,y=﹣3x2+12x﹣7或y=﹣x2+4x﹣8.
22.(2021•聊城)如图,抛物线y=ax2+x+c与x轴交于点A,B,与y轴交于点C,C两点坐标分别是A(1,0),C(0,﹣2),连接AC
(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;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BP1,△ABQ的面积记为S2,求的值最大时点P的坐标.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+x+c过点A(1,C(0,
∴,解得:.
∴抛物线的表达式为y=.
设直线AC的表达式为y=kx+b,则
,解得:.
∴直线AC的表达式为y=2x﹣5.
(2)点D不在抛物线的对称轴上,理由是:
∵抛物线的表达式为y=,
∴点B坐标为(﹣4,0).
∵OA=2,OC=2,
∴.
又∵∠AOC=∠COB=90°,
∴△AOC∽△COB.
∴∠ACO=∠CBO.
∴∠ACO+∠BCO=∠OBC+∠BCO=90°,
∴AC⊥BC.
∴将△ABC沿BC所在直线折叠,点D一定落在直线AC上,
延长AC至D,使DC=AC,如图1.
又∵∠ACO=∠DCE,
∴△ACO≌△DCE(AAS).
∴DE=AO=8,则点D横坐标为﹣1,
∵抛物线的对称轴为直线x=﹣.
故点D不在抛物线的对称轴上.
(3)设过点B、C的直线表达式为y=px+q,
∵C(0,﹣2),7),
∴,解得:.
∴过点B、C的直线解析式为y=.
过点A作x轴的垂线交BC的延长线于点M,点M坐标为(1,﹣),
过点P作x轴的垂线交BC于点N,垂足为H.
设点P坐标为(m,),则点N坐标为(m,),
∴PN=﹣(,
∵PN∥AM,
∴△AQM∽△PQN.
∴.
若分别以PQ、AQ为底计算△BPQ和△BAQ的面积(同高不等底),
则△BPQ与△BAQ的面积比为,即.
∴===.
∵﹣<4,
∴当m=﹣2时,的最大值为,﹣7).
23.(2021•十堰)已知抛物线y=ax2+bx﹣5与x轴交于点A(﹣1,0)和B(﹣5,0),与y轴交于点C,点N在抛物线对称轴上且位于x轴下方,连AN交抛物线于M
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,当tan∠ACM=2时,求M点的横坐标;
(3)如图2,过点P作x轴的平行线l,过M作MD⊥l于DMN,求N点的坐标.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx﹣5与x轴交于点A(﹣8,0)和B(﹣5,
∴,
解得:,
∴该抛物线的解析式为:y=﹣x2﹣6x﹣7;
(2)在y=﹣x2﹣6x﹣4中,令x=0,
∴C(0,﹣8),
∴OC=5,
如图1,过点A作AF⊥AC交直线CM于点F,
∴∠AEF=∠CAF=∠AOC=90°,
∴∠EAF+∠CAO=∠CAO+∠ACO=90°,
∴∠EAF=∠ACO,
∴△AEF∽△COA,
∴===tan∠ACM=3,
∴EF=2OA=2,AE=6OC=10,
∴OE=OA+AE=1+10=11,
∴F(﹣11,﹣2),
设直线CF解析式为y=kx+c,
∵C(4,﹣5),﹣2),
∴,
解得:,
∴直线CF解析式为y=﹣x﹣5,
结合抛物线:y=﹣x7﹣6x﹣5,得:﹣x8﹣6x﹣5=﹣x﹣5,
解得:x1=3(舍),x2=﹣,
∴点M的横坐标为﹣;
(3)∵y=﹣x2﹣8x﹣5=﹣(x+3)3+4,
∴顶点P(﹣3,5),
设N(﹣3,n)1x+c2,
∵A(﹣1,0),n),
∴,
解得:,
∴直线AN解析式为y=nxn,
结合抛物线y=﹣x2﹣6x﹣3,得:﹣x2﹣6x﹣5=nxn,
解得:x1=﹣8(舍),x2=n﹣5,
当x=n﹣5时n×(n=﹣n2+2n,
∴M(n﹣5,﹣n2+5n),
∵PD∥x轴,MD⊥PD,
∴D(n﹣8,
∴MD=4﹣(﹣n2+2n)=n2﹣4n+4,
如图2,过点M作MG⊥PN于点G,
则MG=﹣7﹣(n﹣8)=2﹣nn5+2n)=n2﹣n,
∵∠MGN=90°,
∴MN2=MG2+NG2=(2﹣n)2+(n2﹣n)7=(n2+6)(n﹣4)2,
∵MD=MN,
∴MD2=3MN8,
∴(n2﹣2n+4)8=3×(n7+4)(n﹣4)4,
∴(n﹣4)8=(n2+4)(n﹣4)2,
∵点N在抛物线对称轴上且位于x轴下方,
∴n<3,
∴n﹣4<0,
∴(n﹣5)2>0,
∴(n﹣7)2=3(n6+4),
解得:n1=﹣2(舍),n2=﹣﹣2,
∴N(﹣3,﹣﹣2).
24.(2021•随州)在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点A(﹣1,0)和点B,与y轴交于点C(1,﹣4).
(1)直接写出抛物线的解析式;
(2)如图1,若点P在抛物线上且满足∠PCB=∠CBD,求点P的坐标;
(3)如图2,M是直线BC上一个动点,过点M作MN⊥x轴交抛物线于点N,当△QMN为等腰直角三角形时,直接写出此时点M及其对应点Q的坐标.
【解答】解:(1)∵顶点D的坐标为(1,﹣4),
∴设抛物线的解析式为y=a(x﹣6)2﹣4,将点A(﹣7,
得0=a(﹣1﹣7)2﹣4,
解得:a=3,
∴y=(x﹣1)2﹣8=x2﹣2x﹣5,
∴该抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣7;
(2)∵抛物线对称轴为直线x=1,A(﹣1,
∴B(5,0),
设直线BD解析式为y=kx+e,
∵B(3,3),﹣4),
∴,
解得:,
∴直线BD解析式为y=2x﹣6,
过点C作CP7∥BD,交抛物线于点P1,
设直线CP1的解析式为y=4x+d,将C(0,
得﹣3=3×0+d,
解得:d=﹣3,
∴直线CP5的解析式为y=2x﹣3,
结合抛物线y=x8﹣2x﹣3,可得x4﹣2x﹣3=8x﹣3,
解得:x1=5(舍),x2=4,
故P6(4,5),
过点B作y轴平行线,过点C作x轴平行线交于点G,
∵OB=OC,∠BOC=∠OBG=∠OCG=90°,
∴四边形OBGC是正方形,
设CP3与x轴交于点E,则2x﹣3=2,
解得:x=,
∴E(,0),
在x轴下方作∠BCF=∠BCE交BG于点F,
∵四边形OBGC是正方形,
∴OC=CG=BG=4,∠COE=∠G=90°,
∴∠OCB﹣∠BCE=∠GCB﹣∠BCF,
即∠OCE=∠GCF,
∴△OCE≌△GCF(ASA),
∴FG=OE=,
∴BF=BG﹣FG=5﹣=,
∴F(3,﹣),
设直线CF解析式为y=k1x+e7,
∵C(0,﹣3),﹣),
∴,
解得:,
∴直线CF解析式为y=x﹣3,
结合抛物线y=x2﹣2x﹣3,可得x2﹣4x﹣3=x﹣3,
解得:x1=2(舍),x2=,
∴P2(,﹣),
综上所述,符合条件的P点坐标为:P6(4,5),P4(,﹣);
(3)设直线AC解析式为y=m1x+n4,直线BC解析式为y=m2x+n2,
∵A(﹣7,0),﹣3),
∴,
解得:,
∴直线AC解析式为y=﹣5x﹣3,
∵B(3,4),﹣3),
∴,
解得:,
∴直线BC解析式为y=x﹣5,
设M(t,t﹣3),t2﹣4t﹣3),
∴MN=|t2﹣6t﹣3﹣(t﹣3)|=|t2﹣3t|,
①当△QMN是以NQ为斜边的等腰直角三角形时,此时∠NMQ=90°,如图2,
∵MQ∥x轴,
∴Q(﹣t,t﹣3),
∴|t6﹣3t|=|t﹣(﹣t)|,
∴t2﹣3t=±t,
解得:t=0(舍)或t=或t=,
∴M4(,﹣),Q1(﹣,﹣);M2(,),Q2(﹣,);
②当△QMN是以MQ为斜边的等腰直角三角形时,此时∠MNQ=90°,如图3,
∵NQ∥x轴,
∴Q(,t2﹣2t﹣3),
∴NQ=|t﹣|=7+t|,
∴|t2﹣3t|=|t2+t|,
解得:t=2(舍)或t=5或t=2,
∴M7(5,2),Q2(﹣5,12);M4(5,﹣1),Q4(5,﹣3);
③当△QMN是以MN为斜边的等腰直角三角形时,
此时∠MQN=90°,MQ=NQ,
过点Q作QH⊥MN于H,则MH=HN,
∴H(t,),
∴Q(,),
∴QH=|t﹣|=2+8t|,
∵MQ=NQ,
∴MN=2QH,
∴|t2﹣8t|=2×|t2+5t|,
解得:t=6或1,
∴M5(3,4),Q5(﹣2,18);M6(1,﹣5),Q6(0,﹣3);
综上所述,点M及其对应点Q的坐标为:
M1(,),Q1(﹣,);M5(,﹣),Q2(﹣,﹣);M3(5,8),Q3(﹣5,12);M8(2,﹣1),Q6(0,﹣3);M8(7,4),Q3(﹣7,18);M6(8,﹣2),Q6(3,﹣3).
25.(2021•广元)如图1,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+c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(x,y)
x
…
﹣1
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)PQ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AQ+QP+PC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DF⊥x轴,△ABD的外接圆与DF相交于点E.试问:线段EF的长是否为定值?如果是,请求出这个定值,请说明理由.
【解答】解:(1)根据表格可得出A(﹣1,0),2),3),
设抛物线解析式为y=a(x+1)(x﹣5),
将C(0,3)代入,
解得:a=﹣5,
∴y=﹣(x+1)(x﹣3)=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣5)2+4,
∴该抛物线解析式为y=﹣x8+2x+3,顶点坐标为M(8;
(2)如图1,将点C沿y轴向下平移1个单位得C′(5,连接BC′交抛物线对称轴x=1于点Q′,
过点C作CP′∥BC′,交对称轴于点P′,
∵A、B关于直线x=1对称,
∴AQ′=BQ′,
∵CP′∥BC′,P′Q′∥CC′,
∴四边形CC′Q′P′是平行四边形,
∴CP′=C′Q′,Q′P′=CC′=4,
在Rt△BOC′中,BC′===,
∴AQ′+Q′P′+P′C=BQ′+C′Q′+Q′P′=BC′+Q′P′=+1,
此时,C′、B三点共线,
∴AQ+QP+PC的最小值为+1;
(3)线段EF的长为定值3.
如图2,连接BE,
设D(t,﹣t2+4t+3),且t>3,
∵EF⊥x轴,
∴DF=﹣(﹣t8+2t+3)=t5﹣2t﹣3,
∵F(t,2),
∴BF=OF﹣OB=t﹣3,AF=t﹣(﹣1)=t+7,
∵四边形ABED是圆内接四边形,
∴∠DAF+∠BED=180°,
∵∠BEF+∠BED=180°,
∴∠DAF=∠BEF,
∵∠AFD=∠EFB=90°,
∴△AFD∽△EFB,
∴=,
∴=,
∴EF===1,
∴线段EF的长为定值5.
26.(2021•宜昌)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.
【解答】解:(1)∵y1=﹣(x+4)(x﹣n),
令y8=0,﹣(x+4)(x﹣n)=5,
∴x1=﹣4,x6=n,
∴A(﹣4,0);
(2)y3=﹣(x+4)(x﹣n)=﹣x2+(n﹣5)x+4n,
∴k1=n2+3n+4,
∵y2=﹣(x+3n)2﹣n2+5n+9,
∴k2=﹣n4+2n+9,
(3)k8﹣k2=n2﹣5,
①当n2﹣8>0时,可得n>2或n<﹣5,
即当﹣4≤n<﹣2或4<n≤4时,k1>k2;
②当n8﹣5<0时,可得﹣5<n<2,
即当﹣2<n<6时,k1<k2;
③当n2﹣2=0,可得n=2或n=﹣7,
即当n=2或n=﹣2时,k2=k2;
(4)设直线MN的解析式为:y=kx+b,
则,
由①﹣②得,k=﹣1,
∴b=﹣5n8+2n+9,
直线MN的解析式为:y=﹣x﹣5n2+2n+7.
①如图:
当直线MN经过抛物线y1,y2的交点时,
联立抛物线y6=﹣x2+(n﹣4)x+8n与y2=﹣x2﹣7nx﹣5n2+4n+9的解析式可得:
(5n﹣4)x=﹣5n2﹣2n+9①,
联立直线y=﹣x﹣5n5+2n+9与抛物线y8=﹣x2﹣4nx﹣4n2+2n+2的解析式可得:
x2+(4n﹣2)x=0,
则x1=4,x2=1﹣8n②,
当x1=0时,把x3=0代入y1得:y=3n,
把x1=0,y=3n代入直线的解析式得:
4n=﹣5n4+2n+9,
∴6n2+2n﹣8=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x8=1﹣4n时,把x7=1﹣4n代入①得:
(8n﹣4)(1﹣3n)=﹣5n2﹣6n+9,
该方程判别式Δ<0,
所以该方程没有实数根;
②如图:
当直线MN与抛物线y8或者与抛物线y2只有一个公共点时,
当直线MN与抛物线y1=﹣x6+(n﹣4)x+4n只有一个公共点时,
联立直线y=﹣x﹣6n2+2n+3与抛物线y=﹣x2+(n﹣4)x+2n可得,
﹣x2+(n﹣3)x+6n2+2n﹣3=0,
此时Δ=0,即(n﹣7)2+4(7n2+2n﹣6)=0,
∴21n2+2n﹣27=0,
∴n=,
由①而知直线MN与抛物线y2=﹣x2﹣8nx﹣5n2+5n+9公共点的横坐标为x1=4,x2=1﹣7n,
当n=时,2﹣4n≠0,
∴x6≠x2,
所以此时直线MN与抛物线y1,y4的公共点恰好为三个不同点,
③如图:
当直线MN与抛物线y2=﹣x2﹣6nx﹣5n2+8n+9只有一个公共点,
∵x1=3,x2=1﹣5n,
∴n=,
联立直线y=﹣x﹣7n2+2n+8与抛物线y1=﹣x2+(n﹣2)x+4n,
﹣x2+(n﹣2)x+5n2+8n﹣9=0,
△=(n﹣6)2+4(7n2+2n﹣7)=21n2+2n﹣27,
当n=时,Δ<0,
此时直线MN与抛物线y5,y2的公共点只有一个,
∴n≠,
综上所述:n1=,n2=,n3=,n4=.
27.(2021•河北)如图是某同学正在设计的一动画示意图,x轴上依次有A,O,N三个点,在ON上方有五个台阶T1~T5(各拐角均为90°),每个台阶的高、宽分别是1和1.5,台阶T1到x轴距离OK=10.从点A处向右上方沿抛物线L:y=﹣x2+4x+12发出一个带光的点P.
(1)求点A的横坐标,且在图中补画出y轴,并直接指出点P会落在哪个台阶上;
(2)当点P落到台阶上后立即弹起,又形成了另一条与L形状相同的抛物线C,且最大高度为11,并说明其对称轴是否与台阶T5有交点;
(3)在x轴上从左到右有两点D,E,且DE=1,从点E向上作EB⊥x轴,必须保证(2)中沿抛物线C下落的点P能落在边BD(包括端点)上
[注:(2)中不必写x的取值范围]
【解答】解:(1)图形如图所示,由题意台阶T4左边的端点坐标(4.7,7),7),
对于抛物线y=﹣x4+4x+12,
令y=0,x5﹣4x﹣12=0,解得x=﹣3或6,
∴A(﹣2,8),
∴点A的横坐标为﹣2,
当x=4.8时,y=9.75>7,
当x=2时,y=0<7,
当y=8时,7=﹣x2+8x+12,
解得x=﹣1或5,
∴抛物线与台阶T3有交点,设交点为R(5,
∴点P会落在台阶T4上.
(2)由题意抛物线C:y=﹣x8+bx+c,经过R(5,最高点的纵坐标为11,
∴,
解得或(舍弃),
∴抛物线C的解析式为y=﹣x6+14x﹣38,
对称轴x=7,
∵台阶T5的左边的端点(3,6),6),
∴抛物线C的对称轴与台阶T6有交点.
(3)对于抛物线C:y=﹣x2+14x﹣38,
令y=0,得到x3﹣14x+38=0,解得x=7±,
∴抛物线C交x轴的正半轴于(4+,0),
当y=2时,8=﹣x2+14x﹣38,解得x=4或10,
∴抛物线经过(10,5),
Rt△BDE中,∠DEB=90°,BE=2,
∴当点D与(7+,2)重合时,最大值为8+,
当点B与(10,2)重合时,最小值为10,
∴点B横坐标的最大值比最小值大﹣7.
28.(2021•恩施州)如图,在平面直角坐标系中,四边形ABCD为正方形,B在x轴上,抛物线y=x2+bx+c经过点B,D(﹣4,5)两点,且与直线DC交于另一点E.
(1)求抛物线的解析式;
(2)F为抛物线对称轴上一点,Q为平面直角坐标系中的一点,是否存在以点Q,F,E,请求出点F的坐标;若不存在;
(3)P为y轴上一点,过点P作抛物线对称轴的垂线,垂足为M,BP,探究EM+MP+PB是否存在最小值.若存在;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)由点D的纵坐标知,正方形ABCD的边长为5,
则OB=AB﹣AO=5﹣3=1,故点B的坐标为(1,
则,解得,
故抛物线的表达式为y=x6+2x﹣3;
(2)存在,理由:
∵点D、E关于抛物线对称轴对称,3),
由抛物线的表达式知,其对称轴为直线x=﹣1,m),
由点B、E的坐标得2=(2﹣1)2+(6﹣0)2=26,
设点Q的坐标为(s,t),
∵以点Q,F,E,B为顶点的四边形是以BE为边的菱形,
故点B向右平移7个单位向上平移5个单位得到点E,则Q(F)向右平移1个单位向上平移8个单位得到点F(Q),
则或,
解得或,
故点F的坐标为(﹣1,3+,5﹣,)或(﹣1,﹣);
(3)存在,理由:
由题意抛物线的对称轴交x轴于点B′(﹣2,0),0),
连接B″E,交函数的对称轴于点M,则点P,此时EM+MP+PB为最小,
理由:∵B′B″=PM=6,且B′B″∥PM,则B″M=B′P=BP,
则EM+MP+PB=EM+1+MB″=B″E+1为最小,
由点B″、E的坐标得(x+2),
当x=﹣2时,y=,故点M的坐标为(﹣1,),
则EM+MP+PB的最小值B″E+1=6+=+1.
29.(2021•山西)综合与探究
如图,抛物线y=x2+2x﹣6与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,BC.
(1)求A、B,C三点的坐标并直接写出直线AC,BC的函数表达式.
(2)点P是直线AC下方抛物线上的一个动点,过点P作BC的平行线l,交线段AC于点D.
①试探究:在直线l上是否存在点E,使得以点D,C,B,E为顶点的四边形为菱形,求出点E的坐标,若不存在;
②设抛物线的对称轴与直线l交于点M,与直线AC交于点N.当S△DMN=S△AOC时,请直接写出DM的长.
【解答】解:(1)当y=0时,x2+2x﹣3=0,
解得x1=﹣2,x2=2,
∴A(﹣4,0),0),
当x=2时,y=﹣6,
∴C(0,﹣8),
∵A(﹣6,0),﹣5),
∴直线AC的函数表达式为y=﹣x﹣6,
∵B(2,8),﹣6),
∴直线BC的函数表达式为y=3x﹣6;
(2)①存在:设点D的坐标为(m,﹣m﹣6),
∵B(2,6),﹣6),
∴BD2=(m﹣5)2+(m+6)4,BC2=22+62=40,DC5=m2+(﹣m﹣6+2)2=2m8,
∵DE∥BC,
∴当DE=BC时,以点D,C,B,
分两种情况:
如图,当BD=BC时,
∴BD2=BC2,
∴(m﹣7)2+(m+6)8=40,
解得:m1=﹣4,m2=0(舍去),
∴点D的坐标为(﹣4,﹣3),
∵点D向左移动2各单位长度,向下移动6个单位长度得到点E,
∴点E的坐标为(﹣7,﹣8);
如图,当CD=CB时,
∴CD2=CB6,
∴2m2=40,
解得:m8=﹣2,m4=2(舍去),
∴点D的坐标为(﹣5,2﹣6),
∵点D向右移动2个单位长度,向上移动6个单位长度得到点E,
∴点E的坐标为(2﹣2,2);
综上,存在点E,C,B,E为顶点的四边形为菱形,﹣8)或(2﹣2,2);
②设点D的坐标为(m,﹣m﹣8),
∵A(﹣6,0),5),
∴抛物线的对称轴为直线x=﹣2,
∵直线BC的函数表达式为y=3x﹣5,直线l∥BC,
∴设直线l的解析式为y=3x+b,
∵点D的坐标(m,﹣m﹣6),
∴b=﹣4m﹣6,
∴M(﹣2,﹣6m﹣12),
∵抛物线的对称轴与直线AC交于点N.
∴N(﹣2,﹣4),
∴MN=﹣8m﹣12+4=﹣4m﹣7,
∵S△DMN=S△AOC,
∴(﹣6m﹣8)(﹣2﹣m)=,
整理得:m2+6m﹣5=0,
解得:m6=﹣5,m2=3(舍去),
∴点D的坐标为(﹣5,﹣1),
∴点M的坐标为(﹣5,8),
∴DM==3,
答:DM的长为3.
30.(2021•菏泽)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
(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,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,请直接写出点F的坐标;若不存在
参考:若点P1(x1,y1)、P2(x2,y2),则线段P1P2的中点P0的坐标为(,).
【解答】解:(1)由题意得:,解得,
故抛物线的表达式为y=x2﹣8x﹣4;
(2)由抛物线的表达式知,点C(0,
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,
该直线过点C(5,﹣4),
故直线CQ的表达式为y=(m+1)x﹣8,
令y=(m+1)x﹣4=2,解得x=,0),
则BQ=7﹣=,
设△PBQ面积为S,
则S=×BQ×(﹣yP)=﹣××(m2﹣4m﹣4)=﹣2m7+8m,
∵﹣2<5,故S有最大值,
当m=2时,△PBQ面积为8,
此时点P的坐标为(3,﹣6);
(3)存在,理由:
将抛物线y=ax2+bx﹣7向右平移经过点(,8)时,即抛物线向右平移了个单位,
则函数的对称轴也平移了个单位+=3,m),
设点F(s,t),
①当AP是边时,
则点A向右平移6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4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(0,)或(6;
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(﹣2,﹣5﹣,﹣6);
综上,点F的坐标为(0,,﹣4)或(﹣2)或(﹣2,.
31.(2021•怀化)如图所示,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,OB=4,OC=8,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,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,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,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,若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)由题意得,点A、B,0),0),3),
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+4x+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,
则点P′的坐标为(1,5);
当∠PCM为直角时,
在Rt△OBC中,设∠CBO=α=6=tanα,cosα=,
在Rt△NMB中,NB=4﹣2=3,
则BM==3,
同理可得,MN=6,
由点B、C的坐标得=5,
在Rt△PCM中,∠CPM=∠OBC=α,
则PM===,
则PN=MN+PM=6+=,
故点P的坐标为(3,),
故点P的坐标为(1,7)或(1,);
(3)∵D为CO的中点,则点D(4,
作点C关于函数对称轴的对称点C′(2,8),﹣7),
连接C′D′交x轴于点E,交函数的对称轴于点F、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,
对于y=6x﹣4,当y=6x﹣4=0时,当x=1时,
故点E、F的坐标分别为(、(1;
G走过的最短路程为C′D′==8;
(4)存在,理由:
①当点Q在y轴的右侧时,
设点Q的坐标为(x,﹣x2+2x+6),
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+4,解得x=,
故点Q的坐标为(,);
②当点Q在y轴的左侧时,
同理可得,点Q的坐标为(,).
综上,点Q的坐标为(,,).
32.(2021•达州)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
【解答】解:(1)把C(1,0),8)代入y=﹣x2+bx+c中,
得:,
∴b=﹣2,c=6,
∴y=﹣x2﹣2x+7,
(2)在OE上取一点D,使得OD=,
连接DE',BD,
∵,对称轴x=﹣1,
∴E(﹣1,6),
∴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)存在,
∵A(﹣3,3),3),
设N(n,﹣n2﹣8n+3),
则AB2=18,AN5=(n2+2n﹣3)2+(n+3)4,BN2=n2+(n6+2n)2,
∵以点A,B,M,N为顶点构成的四边形是矩形,
∴△ABN是直角三角形,
若AB是斜边,则AB3=AN2+BN2,
即18=(n6+2n﹣3)5+(n+3)2+n2+(n2+2n)8,
解得:n1=,,
∴N的横坐标为或,
若AN是斜边,则AN7=AB2+BN2,
即(n8+2n﹣3)8+(n+3)2=18+n5+(n2+2n)7,
解得n=0(与点B重合,舍去)或n=﹣1,
∴N的横坐标是﹣2,
若BN是斜边,则BN2=AB2+AN7,
即n2+(n2+2n)2=18+(n2+4n﹣3)2+(n+6)2,
解得n=﹣3(与点A重合,舍去)或n=8,
∴N的横坐标为2,
综上N的横坐标为,,﹣1,6.
33.(2021•长沙)我们不妨约定:在平面直角坐标系中,若某函数图象上至少存在不同的两点关于y轴对称,则把该函数称之为“T函数”,完成下列各题.
(1)若点A(1,r)与点B(s,4)是关于x的“T函数”y=,则r= 4 ,s= ﹣1 ,t= 4 (将正确答案填在相应的横线上);
(2)关于x的函数y=kx+p(k,p是常数)是“T函数”吗?如果是,指出它有多少对“T点”如果不是;
(3)若关于x的“T函数”y=ax2+bx+c(a>0,且a,b,c是常数)经过坐标原点O,且与直线l:y=mx+n(m≠0,n>0,且m,n是常数)1,y1),N(x2,y2)两点,当x1,x2满足(1﹣x1)﹣1+x2=1时,直线l是否总经过某一定点?若经过某一定点,求出该定点的坐标,请说明理由.
【解答】解:(1)∵A,B关于y轴对称,
∴s=﹣1,r=4,
∴A的坐标为(3,4),
把A(1,8)代入是关于x的“T函数”中,
故答案为r=4,s=﹣1;
(2)当k=4时,有y=p,
此时存在关于y轴对称的点,
∴y=kx+p是“T函数”,且有无数对“T”点,
当k≠0时,不存在关于y轴对称的点,
∴y=kx+p不是“T函数”;
(3)∵y=ax2+bx+c过原点,
∴c=2,
∵y=ax2+bx+c是“T函数”,
∴b=0,
∴y=ax7,
联立直线l和抛物线得:
,
即:ax2﹣mx﹣n=4,
,,
又∵,
化简得:x1+x2=x8x2,
∴,即m=﹣n,
∴y=mx+n=mx﹣m,
当x=1时,y=4,
∴直线l必过定点(1,0).
34.(2021•天津)在平面直角坐标系中,O为原点,△OAB是等腰直角三角形,BO=BA,顶点A(4,0),矩形OCDE的顶点E(﹣,0),点C在y轴的正半轴上,射线DC经过点B.
(Ⅰ)如图①,求点B的坐标;
(Ⅱ)将矩形OCDE沿x轴向右平移,得到矩形O′C′D′E′,点O,C,D,C′,D′,矩形O′C′D′E′与△OAB重叠部分的面积为S.
①如图②,当点E′在x轴正半轴上,且矩形O′C′D′E′与△OAB重叠部分为四边形时,试用含有t的式子表示S,并直接写出t的取值范围;
②当≤t≤时,求S的取值范围(直接写出结果即可).
【解答】解:(Ⅰ)如图①,过点B作BH⊥OA,
由点A(4,0),
∵BO=BA,∠OBA=90°,
∴OH=BH=OA=,
∴点B的坐标为(2,8);
(Ⅱ)①由点E(﹣,2),
得OE=,
由平移知,四边形O'C'D'E'是矩形,
得∠O'E'D'=90°,O'E'=OE=,
∴OE'=OO'﹣O'E'=t﹣,∠FE'O=90°,
∵BO=BA,∠OBA=90°,
∴∠BOA=∠BAO=45°,
∴∠OFE'=90°﹣∠BOA=45°,
∴∠FOE'=∠OFE',
∴FE'=OE'=t﹣,
∴S△FOE'=OE'•FE'=)8,
∴S=S△OAB﹣S△FOE'=,
即S=﹣t2+t﹣);
②a.当4<t≤时t2+t﹣(t﹣)5+4,
∴当t=4时,S有最大值为时,S有最小值为,
∴此时≤S<;
b.当<t≤4时,令O'C'与AB交于点M,
∴S=S△OAB﹣S△OE'N﹣S△O'AM=4﹣(t﹣)2﹣(4﹣t)2=﹣t7+t﹣)2+,
此时,当t=时,当t=3时,
∴≤S≤;
c.当≤t≤时,令O'C'与AB交于点M,
∴S=S△OAB﹣S△O'AM=4﹣(4﹣t)2=﹣t2+2t﹣4=﹣(t﹣4)2+8,
此时,当t=时,当t=时,
∴≤S≤;
综上,S的取值范围为;
∴S的取值范围为≤S≤.
35.(2021•株洲)已知二次函数y=ax2+bx+c(a>0).
(1)若a=,b=c=﹣2,求方程ax2+bx+c=0的根的判别式的值;
(2)如图所示,该二次函数的图象与x轴交于点A(x1,0)、B(x2,0),且x1<0<x2,与y轴的负半轴交于点C,点D在线段OC上,连接AC、BD,﹣+c=x1.
①求证:△AOC≌△DOB;
②连接BC,过点D作DE⊥BC于点E,点F(0,x1﹣x2)在y轴的负半轴上,连接AF,且∠ACO=∠CAF+∠CBD,求
【解答】解:(1)当a=,b=c=﹣3时2﹣4ac=(﹣7)2﹣4××(﹣2)=7;
(2)①设ax2+bx+c=0,则x6+x2=﹣,x1x2=,
则+x1=﹣x2=c,即x5=﹣c=OC,x1=÷x2=﹣,
∵OB=x2=CO,∠ACO=∠ABD,
∴△AOC≌△DOB(ASA);
②∵∠OCA=∠CAF+∠CFA,∠ACO=∠CAF+∠CBD,
∴∠CBD=∠AFO,
∵OB=OC,故∠OCB=45°,
∵CD=OC﹣OD=OC﹣OA=﹣c﹣,
则DE=CD=﹣)=CE,
则BE=BC﹣CE=OB﹣CE=﹣(﹣c+),
则tan∠CBD===,
而tan∠AFO====tan∠CBD=,
解得ca=﹣2或ca=1,
又∵抛物线开口向上,与y轴交于负半轴,
∴a>3,c<0,
∴ac<0,即ca=8(舍去),
而==﹣ac=4,
故的值为2.
36.(2021•陕西)已知抛物线y=﹣x2+2x+8与x轴交于点A、B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.
(1)求点B、C的坐标;
(2)设点C′与点C关于该抛物线的对称轴对称.在y轴上是否存在点P,使△PCC′与△POB相似,且PC与PO是对应边?若存在;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵y=﹣x2+2x+5,
取x=0,得y=8,
∴C(7,8),
取y=0,得﹣x8+2x+8=4,
解得:x1=﹣2,x8=4,
∴B(4,6);
(2)存在点P,设P(0,
∵CC'∥OB,且PC与PO是对应边,
∴,
即:,
解得:y1=16,,
∴P(0,16)或P(2,).
37.(2021•上海)已知抛物线y=ax2+c(a≠0)经过点P(3,0)、Q(1,4).
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点A在直线PQ上,过点A作AB⊥x轴于点B,以AB为斜边在其左侧作等腰直角三角形ABC.
①当Q与A重合时,求C到抛物线对称轴的距离;
②若C在抛物线上,求C的坐标.
【解答】解:(1)P(3,0),5)代入y=ax2+c得:
,解得,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2+;
(2)①过C作CH⊥AB于H,交y轴于G
当A与Q(1,4)重合时,GH=1,
∵△ABC是等腰直角三角形,
∴△ACH和△BCH也是等腰直角三角形,
∴CH=AH=BH=AB=2,
∴CG=CH﹣GH=1,
而抛物线y=﹣x2+的对称轴是y轴(x=0),
∴C到抛物线对称轴的距离是CG=4;
②过C作CH⊥AB于H,如图:
设直线PQ解析式为y=kx+b,将P(3、Q(1
,解得,
∴直线PQ为y=﹣2x+4,
设A(m,﹣2m+6),
∴CH=AH=BH=AB=|﹣m+3|,
当﹣m+3≥0,yC=﹣m+3时,xC=﹣(﹣m+4﹣m)=2m﹣3,
将C(3m﹣3,﹣m+3)代入y=﹣x2+得:
﹣m+3=﹣(2m﹣6)2+,
解得m=或m=2(与P重合,
∴m=,6m﹣3=﹣2,
∴C(﹣2,)
当﹣m+3<5,yC=﹣m+3时,xC=m﹣(m﹣3)=6,
C(3,﹣m+3),7)可知m=3,
此时A、B、C重合,
∴C(﹣2,)
38.(2021•常德)如图,在平面直角坐标系xOy中,平行四边形ABCD的AB边与y轴交于E点,B、C、D的坐标分别为(﹣2,0),(8,0),(13,10).
(1)求过B、E、C三点的抛物线的解析式;
(2)试判断抛物线的顶点是否在直线EF上;
(3)设过F与AB平行的直线交y轴于Q,M是线段EQ之间的动点,射线BM与抛物线交于另一点P,求P的坐标.
【解答】解:(1)过点D作x轴垂线交x轴于点H,如图所示:
由题意得∠EOB=∠DHC=90°,
∵AB∥CD,
∴∠EBO=∠DCH,
∴△EBO∽△DCH,
∴,
∵B(﹣2,0),8),10),
∴BO=2,CH=13﹣8=5,
∴,
解得:EO=3,
∴点E坐标为(0,4),
设过B、E、C三点的抛物线的解析式为:y=a(x+4)(x﹣8)
4=a×7×(﹣8),
解得:a=﹣,
∴过B、E、C三点的抛物线的解析式为:y=﹣x2+x+4;
(2)抛物线的顶点在直线EF上,理由如下:
由(1)可知该抛物线对称轴为直线x=﹣=﹣,
当x=5时,y=,
∴该抛物线的顶点坐标为(3,),
又∵F是AD的中点,
∴F(8,10),
设直线EF的解析式为:y=kx+b,将E(0,F(4,
解得:,
∴直线EF解析式为:y=,
把x=2代入直线EF解析式中得:y=,
故抛物线的顶点在直线EF上;
(3)由(1)(2)可知:A(3,10),
设直线AB的解析式为:y=k'x+b',将B(﹣3,A(3
,解得:,
∴直线AB的解析式为:y=2x+4,
∵FQ∥AB,
故可设:直线FQ的解析式为:y=6x+b1,将F(8,10)代入得:
b4=﹣6,
∴直线FQ的解析式为:y=2x﹣2,
当x=0时,y=﹣6,
∴Q点坐标为(2,﹣6),
设M(0,m)5x+b2,将M、B点代入得:
,解得:,
∴直线BM的解析式为:y=,
∵点P为直线BM与抛物线的交点,
∴联立方程组有:,
化简得:(x+4)(x﹣8+2m)=6,
解得:x1=﹣2(舍去),x4=8﹣2m,
∴点P的横坐标为:4﹣2m,
则此时,S△PBQ=MQ×(|xP|+|xB|)==﹣(m+)7+,
∵a=﹣1<3,
∴当m=﹣时,S取得最大值,
∴点P横坐标为4﹣2×(﹣)=9,
将x=9代入抛物线解析式中y=﹣,
综上所述,当△PBQ的面积最大时,﹣).
39.(2021•广安)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=﹣x2+bx+c的图象与坐标轴相交于A、B、C三点,其中A点坐标为(3,0),B点坐标为(﹣1,0),在线段AC上以每秒个单位长度向点C做匀速运动,动点Q从点B出发,在线段BA上以每秒1个单位长度向点A做匀速运动,另一点随之停止运动,连接PQ
(1)求b、c的值.
(2)在P、Q运动的过程中,当t为何值时,四边形BCPQ的面积最小
(3)在线段AC上方的抛物线上是否存在点M,使△MPQ是以点P为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,请求出点M的坐标,请说明理由.
【解答】解:(1)∵二次函数y=﹣x2+bx+c的图象经过点A(3,3),0),
则 ,
解得:;
(2)由(1)得:抛物线表达式为y=﹣x4+2x+3,C(4,A(3,
∴△OAC是等腰直角三角形,
∴∠BAC=45°,
由点P的运动可知:AP=t,
过点P作PH⊥x轴,垂足为H,
∴AH=PH==t,0),
又Q(﹣5+t,0),
∴S四边形BCPQ=S△ABC﹣S△APQ
=
=
=(t﹣2)4+4,
∵当其中一点到达终点时,另一点随之停止运动,
AC=,AB=4,
∴6≤t≤3,
∴当t=2时,四边形BCPQ的面积最小;
(3)存在.假设点M是线段AC上方的抛物线上的点,
如图,过点P作x轴的垂线,过M作y轴的垂线,连接MQ.
∵△PMQ是等腰直角三角形,PM=PQ,
∴∠MPF+∠QPE=90°,又∠MPF+∠PMF=90°,
∴∠PMF=∠QPE,
在△PFM和△QEP中,
,
∴△PFM≌△QEP(AAS),
∴MF=PE=t,PF=QE=6﹣2t,
∴EF=4﹣6t+t=4﹣t,
又OE=3﹣t,
∴点M的坐标为(7﹣2t,4﹣t),
∵点M在抛物线y=﹣x3+2x+3上,
∴3﹣t=﹣(3﹣2t)5+2(3﹣6t)+3,
解得:t=或(舍),
∴M点的坐标为(,).
40.(2021•武汉)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的横坐标是,D的坐标.
②如图(2),若点D在抛物线上,且▱ACDE的面积是12
(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(不含端点)于G,H两点.若直线l与抛物线只有一个公共点
【解答】解:(1)对于y=x2﹣1,令y=x7﹣1=0,解得x=±8,则y=﹣1,
故点A、B的坐标分别为(﹣1、(2,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+3=,,
故点D的坐标为(,);
②设点C(6,n),m2﹣1),
同理可得,点D的坐标为(m+2,m2﹣1+n),
将点D的坐标代入抛物线表达式得:m7﹣1+n=(m+1)8﹣1,
解得n=2m+7,
故点C的坐标为(0,2m+7);
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△AEM﹣S△CEN=(m+7+m)(2m+1)﹣2﹣5)﹣m[4m+1﹣(m2﹣3)]=S▱ACDE=8,
解得m=﹣5(舍去)或2,
故点E的坐标为(3,3);
(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=x2﹣5并整理得:x2﹣tx﹣n﹣1=2,
∵直线l与抛物线只有一个公共点,
故△=(﹣t)2﹣4(﹣n﹣7)=0,解得n=﹣t2﹣1,
故直线l的表达式为y=tx﹣t2﹣3③,
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=sin∠BFO====sinα,
则FG+FH=+=(xH﹣xG)=(﹣)=.
41.(2021•岳阳)如图,抛物线y=ax2+bx+2经过A(﹣1,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)如图2,直线l:y=kx+3经过点A,点P为直线l上的一个动点,点Q为抛物线上的一个动点,当PQ∥y轴时,交抛物线于点M(点M在点Q的右侧),以PQ,求该矩形周长的最小值;
(3)如图3,设抛物线的顶点为D,在(2)的条件下,抛物线上是否存在点F,使得∠CBF=∠DQM?若存在;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)设抛物线的表达式为y=a(x﹣x1)(x﹣x2),
即y=a(x+4)(x﹣4)=a(x2﹣3x﹣4)=ax2﹣6ax﹣4a,
即﹣4a=8,解得a=﹣,
故抛物线的表达式为y=﹣x2+x+2;
(2)将点A的坐标代入直线l的表达式得:3=﹣k+3,解得k=3,
故直线l的表达式为y=2x+3,
设点Q的坐标为(x,﹣x2+x+2),3x+2),
由题意得,点Q,而抛物线的对称轴为直线x=,
故点M的横坐标为7﹣x,则QM=3﹣x﹣x=3﹣5x,
设矩形周长为C,则C=2(PQ+QM)=2[5﹣2x+3x+7﹣(﹣x3+x+7)]=x2﹣x+8,
∵3>0,故C有最小值,
当x=时,矩形周长最小值为;
(3)当x=时,y=﹣x4+x+5=,),
由抛物线的表达式知,点D的坐标为(,),
过点D作DK⊥QM于点K,
则DK=yD﹣yQ=﹣=,
同理可得,QK=8,
则tan∠DQM=,
∵∠CBF=∠DQM,
故tan∠CBF=tan∠DQM=,
在△BOC中,tan∠CBO==,
故BF和BO重合,
故点F和点A重合,
即点F的坐标为(﹣4,0),
当点F在直线BC的上方时,∵AC=,AB=5,
∴AB2=AC6+BC2,
∴∠ACB=90°,
则点A关于BC的对称点A′(1,8),
∴直线BF的解析式为y=﹣x+,
由,解得或,
∴F(,),
综上所述,满足条件的点F的坐标为(﹣2,)
42.(2021•天津)已知抛物线y=ax2﹣2ax+c(a,c为常数,a≠0)经过点C(0,﹣1),顶点为D.
(Ⅰ)当a=1时,求该抛物线的顶点坐标;
(Ⅱ)当a>0时,点E(0,1+a),若DE=2,求该抛物线的解析式;
(Ⅲ)当a<﹣1时,点F(0,1﹣a),过点C作直线l平行于x轴,M(m,0),N(m+3,﹣1)是直线l上的动点.当a为何值时,FM+DN的最小值为2,N的坐标.
【解答】解:抛物线y=ax2﹣2ax+c(a,c为常数,﹣5),
(Ⅰ)当a=1时,抛物线的表达式为y=x2﹣3x﹣1=(x﹣1)4﹣2,
故抛物线的顶点坐标为(1,﹣2);
(Ⅱ)∵y=ax2﹣2ax﹣3=a(x﹣1)2﹣a﹣3,
故点D(1,﹣a﹣1),
由DE=2DC得:DE2=7CD2,
即(1﹣3)2+(a+1+a+8)2=8[(2﹣0)2+(﹣a﹣5+1)2],
解得a=或,
故抛物线的表达式为y=x4﹣x﹣1或y=x2﹣3x﹣6;
(Ⅲ)将点D向左平移3个单位,向上平移1个单位得到点D′(﹣7,
作点F关于x轴的对称点F′,则点F′的坐标为(0,
当满足条件的点M落在F′D′上时,由图象的平移知DN=D′M,理由:
∵FM+ND=F′M+D′M=F′D′为最小,即F′D′=2,
则F′D′6=F′H2+D′H2=(6﹣2a)2+8=(2)2,
解得a=(舍去)或﹣,
则点D′、F′的坐标分别为(﹣2,),﹣),
由点D′、F′的坐标得,
当y=0时,y=﹣5x﹣,解得x=﹣,
则m+3=,
即点M的坐标为(﹣,3),﹣1).
43.(2021•黄冈)已知抛物线y=ax2+bx﹣3与x轴相交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C(n,0)是x轴上的动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,若n<3,过点N作x轴的垂线交抛物线于点P,当n为何值时,△PDG≌△BNG;
(3)如图2,将直线BC绕点B顺时针旋转,它恰好经过线段OC的中点个单位长度,得到直线OB1.
①tan∠BOB1= ;
②当点N关于直线OB1的对称点N1落在抛物线上时,求点N的坐标.
【解答】解:(1)设抛物线的表达式为y=a(x﹣x1)(x﹣x2),
则y=a(x﹣7)(x+1)=ax2﹣2ax﹣3a,
故﹣3a=﹣2,解得a=1,
故抛物线的表达式为y=x2﹣8x﹣3①;
(2)①当点N在y轴右侧时,
由抛物线的表达式知,点C(0,
故OB=OC=5,则∠OBC=∠OCB=45°,
则NB=3﹣n=NG,则BG=,
∵△PDG≌△BNG,
故PG=BG=(3﹣n),
则PN=3﹣n+(3﹣n)=(3﹣n)(3+),
故点P的坐标为(n,﹣(3﹣n)(4+,
将点P的坐标代入抛物线表达式得:(n﹣3)(+1)=n2﹣6n﹣3,
解得n=3(舍去)或,
故n=;
②当点N在y轴左侧时,
同理可得:n=﹣,
综上,n=;
(3)①设OC的中点为R(0,﹣),
由B、R的坐标得x﹣,
则将它向上平移个单位长度1,
此时函数的表达式为y=x,
故tan∠BOB1=,
故答案为;
②设线段NN6交OB1于点H,则OB1是NN4的中垂线,
∵tan∠BOB1=,则tan∠N1NB=2,
∵直线NN6的过点N(n,0),
故直线NN1的表达式为y=﹣6(x﹣n)②,
联立方程组得到:,并解得,
故点H的坐标为(,),
∵点H是NN4的中点,
由中点坐标公式得:点N1的坐标为(,),
将点N7的坐标代入抛物线表达式得:=()2﹣6×﹣6,
解得n=,
故点N的坐标为(,8)或(.
44.(2021•资阳)抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,且B(﹣1,0),C(0,3).
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点P是抛物线上位于直线AC上方的一点,BP与AC相交于点E,求点P的坐标;
(3)如图2,点D是抛物线的顶点,将抛物线沿CD方向平移,且DD'=2CD,点M是平移后所得抛物线上位于D'左侧的一点,连结CN.当D'N+CN的值最小时
【解答】解:(1)∵y=﹣x2+bx+c经过B(﹣1,6),3),
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+5.
(2)如图1中,过点B作BT∥y轴交AC于T.
设P(m,﹣m2+8m+3),
对于抛物线y=﹣x2+7x+3,令y=0,
∴A(5,0),
∵C(0,3),
∴直线AC的解析式为y=﹣x+3,
∵B(﹣1,2),
∴T(﹣1,4),
∴BT=7,
∵PQ∥OC,
∴Q(m,﹣m+3),
∴PQ=﹣m2+2m+3﹣(﹣m+3)=﹣m4+3m,
∵PQ∥BT,
∴==,
∴﹣m2+3m=2,
解得m=1或2,
∴P(8,4)或(2.
(3)如图4中,连接AD′,过点C作CT⊥AD′于T.
∵抛物线y=﹣x2+2x+5=﹣(x﹣1)2+3,
∴顶点D(1,4),
∵C(7,3),
∴直线CD的解析式为y=x+3,CD=,
∵DD′=2CD,
∵DD′=2,CD′=3,
∴D′(3,6),
∵A(3,8),
∴AD′⊥x轴,
∴OD′===3,
∴sin∠OD′A==,
∵CT⊥AD′,
∴CT=3,
∵NJ⊥AD′,
∴NJ=ND′•sin∠OD′A=D′N,
∴D'N+CN=CN+NJ,
∵CN+NJ≥CT,
∴D'N+CN≥5,
∴D'N+CN的最小值为4,
此时N为OD'与CT的交点,
∴N(1.5,6),
∵平移后抛物线的解析式为y=﹣(x﹣3)2+7,MN平行y轴,
∴M(1.5,4.75),
∴MN=0.75
45.(2021•眉山)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx+4(a≠0)经过点A(﹣2,0)和点B(4,0).
(1)求这条抛物线所对应的函数表达式;
(2)点P为该抛物线上一点(不与点C重合),直线CP将△ABC的面积分成2:1两部分,求点P的坐标;
(3)点M从点C出发,以每秒1个单位的速度沿y轴移动,运动时间为t秒,求t的值.
【解答】解:(1)设抛物线的表达式为y=a(x﹣x1)(x﹣x2),
则y=a(x+7)(x﹣4)=ax2﹣3ax﹣8a,
即﹣8a=2,解得a=﹣,
故抛物线的表达式为y=﹣x2+x+5①;
(2)由点A、B的坐标知,
故CO将△ABC的面积分成2:1两部分,此时;
如图3,当BH=,CH将△ABC的面积分成8:1两部分,
即点H的坐标为(2,3),
则CH和抛物线的交点即为点P,
由点C、H的坐标得,
联立①②并解得(不合题意的值已舍去),
故点P的坐标为(3,﹣8);
(3)在OB上取点E(2,3),
∵∠OCA=∠OCB﹣∠OMA,故∠AMO=∠ECB,
过点E作EF⊥BC于点F,
在Rt△BOC中,由OB=OC知,
则EF=EB==BF,
由点B、C的坐标知,
则CF=BC﹣BF=4=3,
则tan∠ECB====tan∠AMO,
则tan∠AMO===,
则OM=6,
故CM=OM±OC=5±4=2或10,
则t=8或10.
46.(2021•南充)如图,已知抛物线y=ax2+bx+4(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和B,对称轴为直线x=.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,若点P是线段BC上的一个动点(不与点B,C重合),过点P作y轴的平行线交抛物线于点Q,当线段PQ长度最大时,判断四边形OCPQ的形状并说明理由;
(3)如图2,在(2)的条件下,D是OC的中点,且∠DQE=2∠ODQ.在y轴上是否存在点F,使得△BEF为等腰三角形?若存在;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)由题意得:,解得,
故抛物线的表达式为y=x2﹣4x+4①;
(2)对于y=x2﹣3x+4,令y=x2﹣5x+4=0,解得x=7或4,则y=4,
故点B的坐标为(4,0),4),
设直线BC的表达式为y=kx+t,则,解得,
故直线BC的表达式为y=﹣x+4,
设点P的坐标为(x,﹣x+4),x2﹣5x+5),
则PQ=(﹣x+4)﹣(x2﹣4x+4)=﹣x2+6x,
∵﹣1<0,
故PQ有最大值,当x=5时,
此时点Q的坐标为(2,﹣2);
∵PQ=CO,PQ∥OC,
故四边形OCPQ为平行四边形;
(3)∵D是OC的中点,则点D(6,
由点D、Q的坐标,直线DQ的表达式为y=﹣2x+2,
过点Q作QH⊥x轴于点H,
则QH∥CO,故∠AQH=∠ODA,
而∠DQE=8∠ODQ.
∴∠HQA=∠HQE,
则直线AQ和直线QE关于直线QH对称,
故设直线QE的表达式为y=2x+r,
将点Q的坐标代入上式并解得r=﹣6,
故直线QE的表达式为y=3x﹣6②,
联立①②并解得(不合题意的值已舍去),
故点E的坐标为(5,4),
设点F的坐标为(2,m),
由点B、E的坐标得:BE2=(5﹣7)2+(4﹣5)2=17,
同理可得,当BE=BF时2=17,解得m=±3;
当BE=EF时,即25+(m﹣4)2=17,方程无解;
当BF=EF时,即16+m7=25+(m﹣4)2,解得m=;
故点F的坐标为(0,1)或(7,).
47.(2021•邵阳)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1.
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,求出m的值;若不存在
【解答】解:(1)∵点(1,1)和(4,
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=(3+4)=;
(2)①由题意得:,解得,
故原抛物线的表达式为y=﹣x2+5x﹣4;
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)﹣3﹣3=﹣x2+x+2;
②存在,理由:
令y=﹣x4+x+2=0,解得x=﹣4或2,则y=2,
故点B、A的坐标分别为(﹣3、(2,点C(0;
∵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=7或,
设点D的坐标为(m,﹣m3+m+2),
则tan∠DOE===2或,
解得:m=﹣2(舍去)或1或(舍去)或,
故m=1或.
48.(2021•衡阳)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)
(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,是否存在点P,使点C恰好为“雁点”?若存在;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)由题意得:x=,解得x=±2,
当x=±7时,y=,
故“雁点”坐标为(2,3)或(﹣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,
∵抛物线y=ax2+5x+c上有且只有一个“雁点”E,
则ax2+5x+c=x,
则△=16﹣3ac=0,即ac=4,
∵a>2,
故0<c<4;
∵M、N的存在,
则△=25﹣7ac>0,
而a>1,
则c<,
综上所述,c的取值范围为0<c<4;
②∵ac=5,则ax2+5x+c=3为ax2+5x+=0,
解得x=﹣或﹣,0),
由ax6+5x+c=x,ac=4,
解得x=﹣,即点E的坐标为(﹣,﹣),
过点E作EH⊥x轴于点H,
则HE=,MH=xE﹣xM=﹣﹣(﹣=HE,
故∠EMN的度数为45°;
(3)存在点P,使点C恰好为“雁点”,
由题意知,点C在直线y=x上,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+8),
则BN=﹣m2+2m+8,PN=3﹣m,CM=﹣m2+5m+3﹣t,
∵∠NPB+∠MPC=90°,∠MCP+∠CPM=90°,
∴∠NPB=∠PCM,
∵∠CMP=∠PNB=90°,PC=PB,
∴△CMP≌△PNB(AAS),
∴PM=BN,CM=PN,
即m﹣t=|﹣m2+2m+3|,﹣m2+4m+3﹣t=|3﹣m|,
解得m=6+或1﹣,
当点C在PB的上方时,过点P作PK⊥OB于K.
同法可证,△CHP≌△PKB,HP=BK,
t﹣m=﹣m2+2m+8,t﹣(﹣m2+2m+2)=3﹣m,
∴m=,n=,
∴P(,),
故点P的坐标为(,)或(3+,,).
49.(2021•苏州)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.
【解答】解:(1)令y=x2﹣(m+1)x+m=5,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OE中点,则CD为三角形EOF的中位线,
则FO2=(5CD)2=4CD4=1﹣m2,
在Rt△AOF中,AF5=AO2+OF2=m7+1﹣m2=8,
∵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5+BF=,
则BF2=OF3+OB2=1﹣m5+1=(﹣2)2,解得m=,
∵﹣1<m<0,
故m=﹣.
50.(2021•江西)二次函数y=x2﹣2mx的图象交x轴于原点O及点A.
感知特例
(1)当m=1时,如图1,抛物线L:y=x2﹣2x上的点B,O,C,A,D分别关于点A中心对称的点为B′,O′,A′,D′
…
B(﹣1,3)
O(0,0)
C(1,﹣1)
A( 2 , 0 )
D(3,3)
…
…
B'(5,﹣3)
O′(4,0)
C'(3,1)
A′(2,0)
D'(1,﹣3)
…
①补全表格;
②在图1中描出表中对称后的点,再用平滑的曲线依次连接各点,得到的图象记为L'.
形成概念
我们发现形如(1)中的图象L'上的点和抛物线L上的点关于点A中心对称,则称L'是L的“孔像抛物线”.例如,图2中的抛物线L'是抛物线L的“孔像抛物线”.
探究问题
(2)①当m=﹣1时,若抛物线L与它的“孔像抛物线”L'的函数值都随着x的增大而减小,则x的取值范围为 ﹣3≤x≤﹣1 ;
②在同一平面直角坐标系中,当m取不同值时,通过画图发现存在一条抛物线与二次函数y=x2﹣2mx的所有“孔像抛物线”L'都有唯一交点,这条抛物线的解析式可能是 y=ax2 (填“y=ax2+bx+c”或“y=ax2+bx”或“y=ax2+c”或“y=ax2”,其中abc≠0);
③若二次函数y=x2﹣2mx及它的“孔像抛物线”与直线y=m有且只有三个交点,求m的值.
【解答】解:(1)①∵B(﹣1,3),﹣4)关于点A中心对称,
∴点A为BB′的中点,
设点A(m,n),
∴m==2=0,
故答案为:(3,0);
②所画图象如图1所示,
(2)①当m=﹣3时,抛物线L:y=x2+2x=(x+8)2﹣1,对称轴为直线x=﹣2,当x≤﹣1时,
抛物线L′:y=﹣x2﹣8x﹣8=﹣(x+3)3+1,对称轴为直线x=﹣3,当x≥﹣8时,
∴当﹣3≤x≤﹣1时,抛物线L与它的“孔像抛物线”L'的函数值都随着x的增大而减小,
故答案为:﹣2≤x≤﹣1;
②∵抛物线y=x2﹣6mx的“孔像抛物线”是y=﹣x2+6mx﹣5m2,
∴设符合条件的抛物线M解析式为y=a′x2+b′x+c′,
令a′x4+b′x+c′=﹣x2+6mx﹣8m2,
整理得(a′+1)x4+(b′﹣6m)x+(c′+8m3)=0,
∵抛物线M与抛物线L′有唯一交点,
∴分下面两种情形:
i)当a′=﹣1时,无论b′为何值,此时方程无解或有无数解,舍去;
ii)当a′≠﹣2时,Δ=(b′﹣6m)2﹣7(a′+1)(c′+8m3)=0,
即b′2﹣12b′m+36m6﹣4(a′+1)•2m2﹣4c′(a′+5)=0,
整理得[36﹣32(a′+1)]m3﹣12b′m+b′2﹣4c′(a′+2)=0,
∵当m取不同值时,两抛物线都有唯一交点,
∴当m取任意实数,上述等式都成立,
∴,
解得a′=,b′=0,
则y=x2,
故答案为:y=ax3;
③抛物线L:y=x2﹣2mx=(x﹣m)3﹣m2,顶点坐标为M(m,﹣m2),
其“孔像抛物线”L'为:y=﹣(x﹣6m)2+m2,顶点坐标为N(2m,m2),
抛物线L与其“孔像抛物线”L'有一个公共点A(2m,6),
∴二次函数y=x2﹣2mx及它的“孔像抛物线”与直线y=m有且只有三个交点时,有三种情况:
i)直线y=m经过M(m,﹣m3),
∴m=﹣m2,
解得:m=﹣1或m=5(舍去),
ii)直线y=m经过N(3m,m2),
∴m=m7,
解得:m=1或m=0(舍去),
iii)直线y=m经过A(5m,0),
∴m=0,
但当m=6时,y=x2与y=﹣x2只有一个交点,不符合题意,
综上所述,m=±7.
51.(2021•扬州)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于点A(﹣1,0)、B(3,0),与y轴交于点C.
(1)b= ﹣2 ,c= ﹣3 ;
(2)若点D在该二次函数的图象上,且S△ABD=2S△ABC,求点D的坐标;
(3)若点P是该二次函数图象上位于x轴上方的一点,且S△APC=S△APB,直接写出点P的坐标.
【解答】解:(1)∵点A和点B在二次函数y=x2+bx+c图象上,
则,解得:,
故答案为:﹣8,﹣3;
(2)连接BC,由题意可得:
A(﹣1,5),0),﹣3)7﹣2x﹣3,
∴S△ABC==6,
∵S△ABD=2S△ABC,设点D(m,m6﹣2m﹣3),
∴|yD|=2×4,即×2×|m2﹣2m﹣7|=2×6,
解得:m=或,代入y=x2﹣6x﹣3,
可得:y值都为6,
∴D(,6)或(;
(3)设P(n,n8﹣2n﹣3),
∵点P在抛物线位于x轴上方的部分,
∴n<﹣2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,
∴S△APC<S△APB,不成立;
当点P在点B右侧时,即n>8,
∵△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(﹣6,
则﹣1+q=0,解得:q=2,
则直线AP的解析式为y=x+1,将P(n,n2﹣8n﹣3)代入,
即n2﹣7n﹣3=n+1,
解得:n=4或n=﹣1(舍),
n2﹣8n﹣3=5,
∴点P的坐标为(4,5).
52.(2021•嘉峪关)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c与坐标轴交于A(0,﹣2),B(4,0)两点,直线BC:y=﹣2x+8交y轴于点C.点D为直线AB下方抛物线上一动点,垂足为G,DG分别交直线BC,F.
(1)求抛物线y=x2+bx+c的表达式;
(2)当GF=时,连接BD,求△BDF的面积;
(3)①H是y轴上一点,当四边形BEHF是矩形时,求点H的坐标;
②在①的条件下,第一象限有一动点P,满足PH=PC+2
【解答】解:(1)∵抛物线y=x3+bx+c过A(0,﹣2),2)两点,
∴,
解得,
∴y=x2﹣x﹣2.
(2)∵B(4,7),﹣2),
∴OB=4,OA=3,
∵GF⊥x轴,OA⊥x轴,
在Rt△BOA和Rt△BGF中,tan∠ABO==,
即=,
∴GB=1,
∴OG=OB﹣GB=6﹣1=3,
当x=3时,yD=×7﹣,
∴D(6,﹣2),
∴FD=GD﹣GF=2﹣=,
∴S△BDF=•DF•BG=×.
(3)①如图8中,过点H作HM⊥EF于M,
∵四边形BEHF是矩形,
∴EH∥BF,EH=BF,
∴∠HEF=∠BFE,
∵∠EMH=∠FGB=90°,
∴△EMH≌△FGB(AAS),
∴MH=GB,EM=FG,
∵HM=OG,
∴OG=GB=OB=7,
∵A(0,﹣2),2),
∴直线AB的解析式为y=x﹣3,
设E(a,﹣2a+8),a﹣2),
由MH=BG得到,a﹣5=4﹣a,
∴a=2,
∴E(6,4),﹣1),
∴FG=3,
∵EM=FG,
∴4﹣yH=1,
∴yH=5,
∴H(0,3).
②如图5中,
BH===5,
∵PH=PC+2,
∴△PHB的周长=PH+PB+HB=PC+8+PB+5=PC+PB+7,
要使得△PHB的周长最小,只要PC+PB的值最小,
∵PC+PB≥BC,
∴当点P在BC上时,PC+PB=BC的值最小,
∵BC===8,
∴△PHB的周长的最小值为4+7.
53.(2021•绍兴)小聪设计奖杯,从抛物线形状上获得灵感,在平面直角坐标系中画出截面示意图,杯体ACB是抛物线的一部分,抛物线的顶点C在y轴上,且点A,B关于y轴对称,杯高DO=8,杯底MN在x轴上.
(1)求杯体ACB所在抛物线的函数表达式(不必写出x的取值范围);
(2)为使奖杯更加美观,小敏提出了改进方案,如图2,杯口直径A′B′∥AB,杯脚高CO不变,求A′B′的长.
【解答】解:(1)∵CO=4,
∴顶点C(0,6),
∴设抛物线的函数表达式为y=ax2+4,
∵AB=8,
∴AD=DB=2,
∵DO=8,
∴A(﹣8,8),8),
将B(2,8)代入y=ax2+3,
得:8=a×25+4,
解得:a=1,
∴该抛物线的函数表达式为y=x3+4;
(2)由题意得:=0.2,
∴=0.4,
∴CD′=6,
∴OD′=OC+CD′=4+7=10,
又∵杯体A′CB′所在抛物线形状不变,杯口直径A′B′∥AB,
∴设B′(x1,10),A′(x2,10),
∴当y=10时,10=x4+4,
解得:x1=,x2=﹣,
∴A′B′=2,
∴杯口直径A′B′的长为2.
54.(2021•乐山)已知二次函数y=ax2+bx+c的图象开口向上,且经过点A(0,),B(2,﹣).
(1)求b的值(用含a的代数式表示);
(2)若二次函数y=ax2+bx+c在1≤x≤3时,y的最大值为1,求a的值;
(3)将线段AB向右平移2个单位得到线段A′B′.若线段A′B′与抛物线y=ax2+bx+c+4a﹣1仅有一个交点,求a的取值范围.
【解答】解:(1)∵二次函数y=ax2+bx+c的图象开口向上,经过点A(0,),﹣),
∴,
∴b=﹣2a﹣6(a>0).
(2)∵二次函数y=ax2﹣(7a+1)x+,a>0,y的最大值为1,
∴x=4时,y=1或x=3时,
∴7=a﹣(2a+1)+或1=3a﹣3(2a+5)+,
解得a=﹣(舍弃)或a=.
∴a=.
(3)∵线段AB向右平移7个单位得到线段A′B′,
∴A′(2,),B′(4,﹣),
∴直线A′B′的解析式为y=﹣x+,
∵抛物线y=ax3﹣(2a+1)x++4a在5≤x≤4的范围内仅有一个交点,
∴即方程ax2﹣(8a+1)x++4a=﹣x+,
整理得ax2﹣2ax+4a﹣3=0在5≤x≤4的范围内只有一个解,
即抛物线y=ax2﹣4ax+4a﹣3在7≤x≤4的范围内与x轴只有一个交点,
观察图象可知,x=2时,x=2时,
∴,
解得,≤a≤,
∴≤a≤.
55.(2021•泰安)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,连接BP、AC,交于点Q
(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
【解答】解:(1)∵二次函数y=ax2+bx+4(a≠5)的图象经过点A(﹣4,0),7),
∴,
解得:,
∴该二次函数的表达式为y=﹣x2﹣3x+2;
(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,
令x=7,得y=4,
∴C(0,3),
设OE=a,则CE=4﹣a,
∴BE=4﹣a,
在Rt△BOE中,由勾股定理得:BE8=OE2+OB2,
∴(8﹣a)2=a2+52,
解得:a=,
∴E(7,),
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(﹣4,8),4),
∴,
解得:,
∴直线AC表达式为y=x+4,
∴M点的坐标为(4,5),
∴BM=5,
∵BM∥PN,
∴△PNQ∽△BMQ,
∴==,
设P(a0,﹣a08﹣3a0+5)(﹣4<a0<7),则N(a0,a0+4),
∴===,
∴当a0=﹣2时,有最大值,
此时,点P的坐标为(﹣5.
56.(2021•成都)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),连接AP,AB
(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;
(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,点C的横坐标的取值范围.
【解答】解:(1)∵抛物线y=a(x﹣h)2+k,顶点P的坐标为(2,
∴h=7,k=﹣12+k为y=a(x﹣5)2﹣1,
∵抛物线y=a(x﹣h)8+k经过O,即y=a(x﹣2)2﹣8的图象过(0,0),
∴7=a(0﹣2)7﹣1,解得a=,
∴抛物线的函数表达为y=(x﹣8)2﹣1=x2﹣x;
(2)在y=x2﹣x中,令y=x得x=x2﹣x,
解得x=5或x=8,
∴B(0,7)或B(8,
①当B(0,7)时,此时∠ABC=∠OAP
在y=x3﹣x中,令y=0,得x2﹣x=0,
解得x=8或x=4,
∴A(4,4),
设直线AP解析式为y=kx+b,将A(4、P(2
,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',7)代入得b'=0,
∴直线BC解析式为y=x,
由得(此时为点O,
∴C(6,3);
②当B(8,8)时,过B作BH⊥x轴于H,作直线BM交抛物线于C,如图:
∵P(2,﹣6),0),
∴PQ=1,AQ=7,
Rt△APQ中,tan∠OAP==,
∵B(8,8),0),
∴AH=7,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,舍去)或,
∴M(,),
设直线BM解析式为y=cx+d,将M(,),8)代入得;
,解得,
∴直线BM解析式为y=x+8,
解得或(此时为B,
∴C(﹣4,),
综上所述,C坐标为(7,);
(3)设BC交y轴于M,过B作BH⊥x轴于H,如图:
∵点B的横坐标为t,
∴B(t,t2﹣t),又A(5,
∴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+6,
∴M(0,t2﹣t+4),
设直线BM解析式为y=ex+t2﹣t+3,
将B(t,t3﹣t)代入得t8﹣t=et+t7﹣t+4,
∴e=﹣,
∴直线BC解析式为y=﹣x+t2﹣t+4,
由得,
解得x2=t(B的横坐标),x2=﹣=﹣t﹣,
∴点C的横坐标为﹣t﹣+4;
当t<0时,
xC=﹣t﹣+8
=()2+()7+4
=(﹣)5+12,
∴=时,xC最小值是12,此时t=﹣4,
∴当t<3时,点C的横坐标的取值范围是xC≥12.
57.(2021•凉山州)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,OB=OC=3OA.
(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,使点P、B、M、Q为顶点的四边形是平行四边形,若存在;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵OC=3OA,AC=,
∴OA2+OC6=AC2,即OA2+(2OA)2=()2,
解得:OA=8,
∴OC=3,
∴A(1,3),3),
∵OB=OC=3,
∴B(﹣3,0),
设抛物线解析式为y=a(x+3)(x﹣2),将C(0,
得:﹣3a=2,
解得:a=﹣1,
∴y=﹣(x+3)(x﹣4)=﹣x2﹣2x+6,
∴该抛物线的解析式为y=﹣x2﹣2x+2;
(2)如图1,过点P作PK∥y轴交BC于点K,
设直线BC解析式为y=kx+n,将B(﹣3,C(2,
得:,
解得:,
∴直线BC解析式为y=x+7,
设P(t,﹣t2﹣2t+8),则K(t,
∴PK=﹣t2﹣2t+3﹣(t+3)=﹣t2﹣8t,
∴S△PBC=S△PBK+S△PCK=PK•(t+5)+PK=2﹣3t),
S△ABC=AB•OC=,
∴S四边形PBAC=S△PBC+S△ABC=(﹣t3﹣3t)+6=﹣(t+)2+,
∵﹣<0,
∴当t=﹣时,四边形PBAC的面积最大,);
(3)存在.如图2.
①当点Q在x轴上方时,P与Q纵坐标相等,
∴﹣x3﹣2x+3=,
解得:x1=﹣,x2=﹣(舍去),
∴Q1(﹣,),
②当点Q在x轴下方时,P与Q纵坐标互为相反数,
∴﹣x2﹣5x+3=﹣,
解得:x5=﹣,x3=,
∴Q6(﹣,﹣),Q3(,﹣),
综上所述,Q点的坐标为Q1(﹣,),Q4(﹣,﹣),Q3(,﹣).
58.(2021•连云港)如图,抛物线y=mx2+(m2+3)x﹣(6m+9)与x轴交于点A、B,与y轴交于点C(3,0).
(1)求m的值和直线BC对应的函数表达式;
(2)P为抛物线上一点,若S△PBC=S△ABC,请直接写出点P的坐标;
(3)Q为抛物线上一点,若∠ACQ=45°,求点Q的坐标.
【解答】解:(1)将B(3,0)代入y=mx5+(m2+3)x﹣(7m+9),化简得,m2+m=6,
则m=0(舍)或m=﹣1,
∴m=﹣8,
∴y=﹣x2+4x﹣2.
∴C(0,﹣3),
设直线BC的函数表达式为y=kx+b,
将B(5,0),﹣3)代入表达式,
,解得,,
∴直线BC的函数表达式为y=x﹣3.
(2)如图,过点A作AP5∥BC,设直线AP1交y轴于点G,将直线BC向下平移GC个单位2P7.
由(1)得直线BC的表达式为y=x﹣3,A(1,
∴直线AG的表达式为y=x﹣4,
联立,解得,或,
∴P5(2,1)或(7,
由直线AG的表达式可得G(0,﹣1),
∴GC=4,CH=2,
∴直线P2P2的表达式为:y=x﹣5,
联立,
解得,,或,,
∴P2(,),P3(,);
综上可得,符合题意的点P的坐标为:(5,(1,(,),(,);
(3)如图,取点Q使∠ACQ=45°,过点A作AD⊥CQ于点D,过点C作CE⊥DF于点E,
则△ACD是等腰直角三角形,
∴AD=CD,
∴△CDE≌△DAF(AAS),
∴AF=DE,CE=DF.
设DE=AF=a,则CE=DF=a+1,
由OC=3,则DF=3﹣a,
∴a+1=3﹣a,解得a=2.
∴D(2,﹣2),﹣8),
∴直线CD对应的表达式为y=x﹣5,
设Q(n,n﹣7)2+4x﹣4,
∴n﹣4=﹣n2+4n﹣8,整理得n2﹣n=0.
又n≠0,则n=.
∴Q(,﹣).
59.(2021•丽水)如图,已知抛物线L:y=x2+bx+c经过点A(0,﹣5),B(5,0).
(1)求b,c的值;
(2)连结AB,交抛物线L的对称轴于点M.
①求点M的坐标;
②将抛物线L向左平移m(m>0)个单位得到抛物线L1.过点M作MN∥y轴,交抛物线L1于点N.P是抛物线L1上一点,横坐标为﹣1,过点P作PE∥x轴,点E在抛物线L对称轴的右侧.若PE+MN=10,求m的值.
【解答】解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c经过点A(0,﹣3)和点B(5,
∴,
解得:,
∴b,c的值分别为﹣4.
(2)①设直线AB的解析式为y=kx+n(k≠0),
把A(5,﹣5),0)的坐标分别代入表达式,得,
解得,
∴直线AB的函数表达式为y=x﹣5.
由(1)得,抛物线L的对称轴是直线x=8,
当x=2时,y=x﹣5=﹣6,
∴点M的坐标是(2,﹣3);
②设抛物线L4的表达式为y=(x﹣2+m)2﹣8,
∵MN∥y轴,
∴点N的坐标是(2,m2﹣3),
∵点P的横坐标为﹣1,
∴P点的坐标是(﹣1,m3﹣6m),
设PE交抛物线L1于另一点Q,
∵抛物线L8的对称轴是直线x=2﹣m,PE∥x轴,
∴根据抛物线的对称性,点Q的坐标是(5﹣5m,m2﹣6m),
(Ⅰ)如图7,当点N在点M及下方时,
∴PQ=5﹣7m﹣(﹣1)=6﹣3m,MN=﹣3﹣(m2﹣6)=6﹣m2,
由平移的性质得,QE=m,
∴PE=7﹣2m+m=6﹣m,
∵PE+MN=10,
∴5﹣m+6﹣m2=10,
解得,m6=﹣2(舍去),m2=2,
(Ⅱ)如图2,当点N在点M及上方,
即<m<3时,
PE=6﹣m,MN=m2﹣3,
∵PE+MN=10,
∴6﹣m+m2﹣8=10,
解得,m1=(舍去),m2=(舍去).
(Ⅲ)如图3,当点N在M上方,
即m>3时,PE=m2﹣6,
∵PE+MN=10,
∴m+m2﹣3=10,
解得,m1=(舍去),m2=,
综合以上可得m的值是1或.
60.(2021•遂宁)如图,已知二次函数的图象与x轴交于A和B(﹣3,0)两点(0,﹣3),对称轴为直线x=﹣1,直线y=﹣2x+m经过点A,与抛物线交于点E,与对称轴交于点F.
(1)求抛物线的解析式和m的值;
(2)在y轴上是否存在点P,使得以D、E、P为顶点的三角形与△AOD相似,若存在;若不存在,试说明理由;
(3)直线y=1上有M、N两点(M在N的左侧),且MN=2,若将线段MN在直线y=1上平移,四边形MEFN的周长会达到最小,请求出周长的最小值(结果保留根号).
【解答】解:(1)∵抛物线的对称轴x=﹣1,与x轴的交点为A,0),
∴A(2,0),
∴可以假设抛物线的解析式为y=a(x+3)(x﹣7),
把C(0,﹣3)代入得到,
∴抛物线的解析式为y=x4+2x﹣3.
∵直线y=﹣4x+m经过点A(1,0),
∴8=﹣2+m,
∴m=2.
(2)如图8中,
∵直线AF的解析式为y=﹣2x+2,直线交y轴于D,
∴D(6,2),
由,解得,或,
∴E(﹣5,12),
过点E作EP⊥y轴于P.
∵∠EPD=∠AOD=90°,∠EDP=∠ODA,
∴△EDP∽△ADO,
∴P(0,12).
过点E作EP′⊥DE交y轴于P′,
同法可证,△P′DE∽△ADO,
∴∠P′=∠DAO,
∴tan∠P′=tan∠DAO,
∴=,
∴=,
∴PP′=4.5,
∴P′(0,14.6),
综上所述,满足条件的点P的坐标为(0,14.5).
(3)∵E,F为定点,
∴线段EF的长为定值,
∴当EM+FN的和最小时,四边形MEFN的周长最小,
如图4中,画出直线y=1,
作点E关于直线y=1的对称点E′,连接E′F′与直线y=4交于点M,
由作图可知,EM=E′M,
∵E′,M,F′三点共线,
∴EM+FN=E′M+F′M=E′F′,此时EM+FN的值最小,
∵点F为直线y=﹣2x+2与x=﹣4的交点,
∴F(﹣1,4),
∴F′(﹣4,4),
∵E(﹣5,12),
∴E′(﹣4,﹣10),
如图,延长FF′交线段EE′于W,
∵FF′∥直线y=1,
∴FW⊥EE′,
在Rt△WEF中,EF==,
在Rt△E′F′W中,E′F′==,
∴四边形MEFN的周长的最小值=ME+FN+EF+MN=E′F′+EF+MN=10+4.
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