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2023年中考九年级数学高频考点 专题训练 二次函数动几综合题
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2023年中考九年级数学高频考点 专题训练--二次函数动几综合题
1.如图,在平面直角坐标系xOy中,A、B为x轴上两点,C、D为y轴上的两点,经过点A、C、B的抛物线的一部分c1与经过点A、D、B的抛物线的一部分c2组合成一条封闭曲线,我们把这条封闭曲线成为“蛋线”.已知点C的坐标为(0,﹣ 32 ),点M是抛物线C2:y=mx2﹣2mx﹣3m(m<0)的顶点.
(1)求A、B两点的坐标;
(2)“蛋线”在第四象限上是否存在一点P,使得△PBC的面积最大?若存在,求出△PBC面积的最大值;若不存在,请说明理由;
(3)当△BDM为直角三角形时,求m的值.
2.如图,抛物线y=ax2﹣5ax﹣4交x轴于A,B两点(点A位于点B的左侧),交y轴于点C,过点C作CD∥AB,交抛物线于点D,连接AC、AD,AD交y轴于点E,且AC=CD,过点A作射线AF交y轴于点F,AB平分∠EAF.
(1)此抛物线的对称轴是 ;
(2)求该抛物线的解析式;
(3)若点P是抛物线位于第四象限图象上一动点,求△APF面积S△APF的最大值,以及此时点P的坐标;
(4)点M是线段AB上一点(不与点A,B重合),点N是线段AD上一点(不与点A,D重合),则两线段长度之和:MN+MD的最小值是 .
3.已知抛物线y=x2+bx+c与x轴相交于点A(−1,0),B(3,0),与y轴相交于点C.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图1,将直线BC间上平移,得到过原点O的直线MN.点D是直线MN上任意一点.
①当点D在抛物线的对称轴l上时,连接CD,关x轴相交于点E,水线段OE的长;
②如图2,在抛物线的对称轴l上是否存在点F,使得以B,C,D,F为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点F与点D的坐标;若不存在,请说明理由.
4.已知:如图,直线y=3x+3与x轴交于C点,与y轴交于A点,B点在x轴上,△OAB是等腰直角三角形.
(1)求过A、B、C三点的抛物线的解析式;
(2)若P点是抛物线上的动点,且在第一象限,那么△PAB是否有最大面积?若有,求出此时P点的坐标和△PAB的最大面积;若没有,请说明理由.
5.已知一个二次函数的图象经过A(1,0)、B(3,0)、C(0,−3)三点,顶点为D.
(1)求这个二次函数的解析式;
(2)求经过A、D两点的直线的表达式;
(3)设P为直线AD上一点,且以A、P、C、B为顶点的四边形是平行四边形,求点P的坐标.
6.已知抛物线y=ax2+2x+c过A(﹣1,0),C(0,3),交x轴于另一点B.点P是抛物线上一动点(不与点C重合),直线CP交抛物线对称轴于点N.
(1)求抛物线的解析式;
(2)连接AN,当∠ANC=45°时,求P点的横坐标;
(3)如图2,过点N作NM⊥y轴于点M,连接AM,当AM+MN+CN的值最小时,直接写出N点的坐标.
7.如图1,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,直线BC的解析式为y=x﹣4;线段OC的垂直平分线交抛物线于点M、N,点M、N横坐标分别为x1、x2且满足x1+x2=3.
(1)求抛物线的解析式;
(2)设点Q是直线MN上一动点,当点Q在什么位置上时,△QOB的周长最小?求出此时点Q的坐标及△QOB周长的最小值;
(3)如图2,P线段CB上的一点,过点P作直线PF⊥x轴于F,交抛物线于G,且PF=PG;点H是直线BC上一个动点,点Q是坐标平面内一点,以点H,Q,P,F为顶点的四边形是菱形,求所有满足条件的Q点坐标(写出其中一个点的坐标的详细求解过程,其余的点的坐标直接写出即可).
8.如图,已知一次函数 y=0.5x+2 的图象与 x 轴交于点 A ,与二次函数 y=ax2+bx+c 的图象交于 y 轴上的一点 B, 二次函数 y=ax2+bx+c 的图象与 x 轴只有唯一的交点 C ,且 OC=2 .
(1)求二次函数的表达式;
(2)点 M 为一次函数下方抛物线上的点, △ABM 的面积最大时,求点 M 的坐标;
(3)设一次函数 y=0.5x+2 的图象与二次函数的图象的另一交点为 D ,已知 P 为 x 轴上的一个动点,且 ΔPBD 为直角三角形,求点 P 的坐标.
9.在平面直角坐标系 xOy 中,点 A 、 B 的横坐标分别为 a 、 a+2 ,二次函数 y=−x2+(m−2)x+2m 的图像经过点 A 、 B ,且 m 满足 2a−m=d ( d 为常数).
(1)若一次函数 y1=kx+b 的图像经过 A 、 B 两点.
①当 a=1 、 d=−1 时,求 k 的值;
②若 y1 随 x 的增大而减小,求 d 的取值范围.
(2)当 d=−4 且 a≠−2 、 a≠−4 时,判断直线 AB 与 x 轴的位置关系,并说明理由;
(3)点 A 、 B 的位置随着 a 的变化而变化,设点 A 、 B 运动的路线与 y 轴分别相交于点 C 、 D ,线段 CD 的长度会发生变化吗?如果不变,求出 CD 的长;如果变化,请说明理由.
10.已知,如图,在四边形OABC中,AB∥OC,BC⊥x轴于点C,A(1,﹣1),B(3,﹣1),动点P从点O出发,沿着x轴正方向以每秒2个单位长度的速度移动,过点P作PQ垂直于直线OA,垂足为点Q,设点P移动的时间t秒(0<t<2),△OPQ与四边形OABC重叠部分的面积为S.
(1)求经过O、A、B三点的抛物线的解析式,并确定顶点M的坐标;
(2)用含t的代数式表示点P、点Q的坐标;
(3)求出S与t的函数关系式.
11.在平面直角坐标系中,抛物线 y=−12x2+mx+m (m为常数).
(1)当点 (m,−12) 在该抛物线上时,求m的值.
(2)将抛物线在 x⩽2m 的部分图象沿y轴翻折得到新图象记为G,当 −2⩽x⩽−1 时,图象G的函数值y先随x的增大而增大,后随x的增大而减小,求m的取值范围.
(3)当该抛物线在 x⩽2m 的部分图象的最高点到 y=−12 的距离为1时,求m的值.
(4)当 m>0 时,过点 A(1,−12) 作垂直于x轴的直线交该抛物线于点B,在AB延长上取一点C,使 BC=13AB ,将线段AB绕点A顺时针旋转 90° 得到线段AE,以AC、AE为邻边作矩形ACDE,当该抛物线的顶点在矩形的边上时,直接写出该抛物线在该矩形内部(包含边界)图象所对应的函数的最大值与最小值的差.
12.如图,抛物线y=12x2-2x-6与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,点P是线段OB上的一个动点(不与O、B重合),过点P作直线PD⊥x轴交抛物线于点D,交直线BC于点E.
(1)求A、B两点的坐标,及直线BC的表达式;
(2)若DE=2PE时,求线段DE的长;
(3)在(2)的条件下,若点Q是直线PD上的一个动点,点M是抛物线上的一个动点,是否存在以B、C、Q、M为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
13.如图(1),已知抛物线y=ax2+bx﹣3的对称轴为x=1,与x轴分别交于A、B两点,与y轴交于点C,一次函数y=x+1经过A,且与y轴交于点D.
(1)求该抛物线的解析式.
(2)如图(2),点P为抛物线B、C两点间部分上的任意一点(不含B,C两点),设点P的横坐标为t,设四边形DCPB的面积为S,求出S与t的函数关系式,并确定t为何值时,S取最大值?最大值是多少?
(3)如图(3),将△ODB沿直线y=x+1平移得到△O′D′B′,设O′B′与抛物线交于点E,连接ED′,若ED′恰好将△O′D′B′的面积分为1:2两部分,请直接写出此时平移的距离.
14.如图,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于A、B两点(A在B的左边),与y轴交于C,tan∠CAB=3;双曲线y=kx(k≠0)经过抛物线y=ax2+bx+3的顶点D,点D的横坐标为1.
(1)求抛物线和双曲线的解析式.
(2)点P为抛物线上一动点,且在第一象限,连接BP、CP,求当四边形ABPC取得最大值时,点P的坐标,并求出这个最大值.
(3)若在此抛物线和双曲线上存在点Q,使得QB=QC,请求出点Q的坐标.
15.已知:抛物线y=2ax2﹣ax﹣3(a+1)与x轴交于点AB(点A在点B的左侧).
(1)不论a取何值,抛物线总经过第三象限内的一个定点C,请直接写出点C的坐标;
(2)如图,当AC⊥BC时,求a的值和AB的长;
(3)在(2)的条件下,若点P为抛物线在第四象限内的一个动点,点P的横坐标为h,过点P作PH⊥x轴于点H,交BC于点D,作PE∥AC交BC于点E,设△ADE的面积为S,请求出S与h的函数关系式,并求出S取得最大值时点P的坐标.
16.如图,平面直角坐标系中,点O为原点,抛物线y=−12x2+bx+c交x轴于A(−2,0)、B(5,0)两点,交y轴于点C.
(1)求抛物线解析式;
(2)点P在第一象限内的抛物线上,过点P作x轴的垂线,垂足为点H,连AP交y轴于点E,设P点横坐标为t,线段EC长为d,求d与t的函数解析式;
(3)在(2)条件下,点M在CE上,点Q在第三象限内抛物线上,连接PC、PQ、PM,PQ与y轴交于W,若CM+BH=MO,∠CPM=∠BAP,CM=EW,求点Q的坐标.
答案解析部分
1.【答案】(1)解: y=mx2−2mx−3m=m(x−3)(x+1),
∵m≠0,
∴当y=0时, x1=−1,x2=3,
∴A(−1,0),B(3,0)
(2)解:设 C1:y=ax2+bx+c ,将A. B. C三点的坐标代入得:
a−b+c=09a+3b+c=0c=−32, 解得 a=12b=−1c=−32,
故 C1:y=12x2−x−32.
如图:过点P作PQ∥y轴,交BC于Q,
由B. C的坐标可得直线BC的解析式为: y=12x−32,
设 P(x,12x2−x−32), 则 Q(x,12x−32),
PQ=12x−32−(12x2−x−32)=−12x2+32x,
S△PBC=S△PCQ+S△PBQ=12PQ⋅OB=12×(−12x2+32x)×3=−34(x−32)2+2716,
当 x=32 时, S△PBC 有最大值, Smax=2716,
12×(32)2−32−32=−158,
P(32,−158);
(3)解: y=mx2−2mx−3m=m(x−1)2−4m,
顶点M坐标(1,−4m),
当x=0时,y=−3m,
∴D(0,−3m),B(3,0),
∴DM2=(0−1)2+(−3m+4m)2=m2+1,
MB2=(3−1)2+(0+4m)2=16m2+4,
BD2=(3−0)2+(0+3m)2=9m2+9,
当△BDM为Rt△时有: DM2+BD2=MB2 或 DM2+MB2=BD2.
DM2+BD2=MB2 时有: m2+1+9m2+9=16m2+4,
解得m=−1(∵m<0,∴m=1舍去);
DM2+MB2=BD2. 时有: m2+1+16m2+4=9m2+9,
解得 m=−22 ( m=22 舍去).
综上,m=−1或 −22 时, △BDM 为直角三角形.
2.【答案】(1)x= 52
(2)解:当x=0时,y=ax2﹣5ax﹣4=﹣4,则C(0,﹣4);
∵CD∥x轴,
∴点C与点D关于直线x= 52 对称,
∴D(5,﹣4),CD=5,
∵AC=CD,
∴AC=5,
在Rt△AOC中,OA= 52−42 =3,
∴A(﹣3,0),
把A(﹣3,0)代入y=ax2﹣5ax﹣4得9a+15a﹣4=0,解得a= 16 ,
∴抛物线解析式为y= 16 x2﹣ 56 x﹣4;
(3)解:作PQ∥y轴交AF于Q,如图1,
当y=0时, 16 x2﹣ 56 x﹣4=0,解得x1=﹣3,x2=8,则P(8,0),
设直线AD的解析式为y=kx+b,
把A(﹣3,0),D(5,﹣4)代入得 −3k+b=05k+b=−4 ,解得 k=−12b=−32 ,
∴直线AD的解析式为y=﹣ 12 x﹣ 32 ,
当x=0时,y=﹣ 12 x﹣ 32 =﹣ 32 ,则E(0,﹣ 32 ),
∵AB平分∠EAF,AO⊥EF,
∴OF=OE= 32 ,
∴F(0, 32 ),
易得直线AF的解析式为y= 12 x+ 32 ,
设P(x, 16 x2﹣ 56 x﹣4)(0<x<8),则Q(x, 12 x+ 32 ),
∴PQ= 12 x+ 32 ﹣( 16 x2﹣ 56 x﹣4)=﹣ 16 x2+ 43 x+ 112 ,
∴S△APF=S△PAQ﹣S△PFQ= 12 •3•PQ=﹣ 14 x2+2x+ 334 =﹣ 14 (x﹣4)2+ 494 ,
当x=4时,S△APF的最大值为 494 ,此时P点坐标为(4,﹣ 143 );
(4)1655 .
3.【答案】(1)解:将点A(−1,0),B(3,0)代入y=x2+bx+c得:
1−b+c=0,9+3b+c=0,
解得b=−2,c=−3.
∴抛物线的表达式为y=x2−2x−3.
(2)解:①由(1)可知:C(0,−3),
设直线BC:y=kx+b(k≠0),将点B(3,0),C(0,−3)代入得:
3k+b=0,b=−3.
解得k=1,b=−3.
∴直线BC:y=x−3,则直线MN:y=x.
∵抛物线的对称轴:x=−b2a=−−22×1=1,
把x=1代入y=x,得y=1,
∴D(1,1).
设直线CD:y=k1x+b1(k1≠0),将点C(0,−3),D(1,1)代入得:
k1+b1=1,b1=−3.
解得k1=4,b1=−3.
∴直线CD:y=4x−3.
当y=0时,得x=34,
∴E(34,0),
∴OE=34.
②存在点F,使得以B,C,D,F为项点的四边形是平行四边形.
理由如下:
(I)若平行四边形以BC为边时,由BC∥FD可知,FD在直线MN上,
∴点F是直线MN与对称轴l的交点,即F(1,1).
由点D在直线MN上,设D(t,t).
如图2-1,若四边形BCFD是平行四边形,则DF=BC.
过点D作y轴的垂线交对称轴l于点G,则G(1,t).
∵BC∥MN,
∴∠OBC=∠DOB,
∵GD∥x轴,
∴∠GDF=∠DOB,
∴∠OBC=∠GDF.
又∵∠BOC=∠DGF=90°,
∴△DGF≌△BOC,
∴GD=OB,GF=OC,
∵GD=t−1,OB=3,
∴t−1=3,解得t=4.
∴D(4,4),
如图2-2,若四边形BCDF是平行四边形,则DF=CB.
同理可证:△DKF≌△COB,
∴KD=OC,
∵KD=1−t,OC=3,
∴1−t=3,解得t=−2.
∴D(−2,−2)
(II)若平行四边形以BC为对角线时,由于点D在BC的上方,则点F一定在BC的下方.
∴如图2-3,存在一种平行四边形,即▱BFCD.
设D(t,t),F(1,m),同理可证:△DHC≌△BPF,
∴DH=BP,HC=PF
∵DH=t,BP=3−1=2,HC=t−(−3)=t+3,PF=0−m=−m
∴t=2,t+3=−m.
解得t=2,m=−5.
∴D(2,2),F(1,−5).
综上所述,存在点F,使得以B,C,D,F为顶点的四边形是平行四边形.
当点F的坐标为(1,1)时,点D的坐标:(4,4)或(−2,−2);
当点F的坐标为(1,−5)时,点D的坐标:(2,2).
4.【答案】(1)解:令y=0得:3x+3=0,x= -1,
故点C的坐标为(-1,0);
令x=0得:y=3x+3=3×0+3=3
故点A的坐标为(0,3);
∵△OAB是等腰直角三角形.
∴ OB=OA=3,
∴点B的坐标为(3,0),
设过A、B、C三点的抛物线的解析式y=ax2+bx+c,
c=39a+3b+3=0a−b+3=0
解得:
a=−1b=2c=3
∴解析式为:y= -x2+2x+3
(2)解:存在.如图1所示,设P(x,y)是第一象限的抛物线上一点,
过点P作PN⊥x轴于点N,则ON=x,PN=y,BN=OB-ON=3-x.
S△ABP=S梯形PNOA+S△PNB-S△AOB
= 12 (OA+PN)ON+ 12 PNBN - 12 OA×OB
= 12(3+y)⋅x+12y⋅(3−x)−12×3×3
= 32x+32y−92
∵P(x,y)在抛物线上,∴y= -x2+2x+3,代入上式得:
S△ABP= 32x+32(−x2+2x+3)−92 = −32 (x2-3x)= −32(x−32)2+278
∴当x= 32 时,S△ABP取得最大值.
当x= 32 时,y= -x2+2x+3= 154 ,
∴P( 32,154 ).
所以,在第一象限的抛物线上,存在一点P,使得△ABP的面积最大;
P点的坐标为( 32,154 )
5.【答案】(1)解:∵二次函数的图象经过A(1,0)、B(3,0)、C(0,−3)三点,
∴设抛物线的解析式为y=a(x−1)(x−3),将C(0,−3)代入得,−3=3a
解得a=−1
∴抛物线的解析式为y=−(x−1)(x−3)=−x2+4x−3
∴二次函数解析式为y=−x2+4x−3
(2)解:∵y=−x2+4x−3=−(x−2)2+1
∴D(2,1)
设经过A、D两点的直线的表达式为y=kx+b,将A(1,0),D(2,1)代入得,1=2k+b0=k+b
解得k=1b=−1
∴经过A、D两点的直线的表达式为y=x−1;
(3)解:如图,A,C,B,P为顶点的四边形是平行四边形
∵AB=2
①当AC为对角线时,
PC=AB=2,PC∥AB
∵C(0,−3)
∴P(−2,−3)
②当AB为对角线时,
∵CO=3,AO=1
∵CA=BP1,CA∥BP1,B(3,0)
∴P1(4,3)
综上所述,点P的坐标为(−2,−3)或(4,3).
6.【答案】(1)解:∵抛物线y=ax2+2x+c过A(﹣1,0),C(0,3),
∴a−2+c=0c=3,
∴a=−1c=3,
∴抛物线解析式为y=−x2+2x+3
(2)解:∵抛物线解析式为y=−x2+2x+3,
∴抛物线对称轴为直线x=−b2a=1;
如图所示,过点A作 AM⊥AN交直线CP于M,过点M作MQ⊥x轴于Q,设抛物线对称轴与x轴交点为D,
∴∠AQM=∠MAN=∠NDA=90°,D(1,0),
∴∠AMQ+∠MAQ=90°,
又∵∠MAQ+∠NAD=90°,
∴∠AMQ=∠NAD,
∵∠MAN=90°,∠MNA=45°,
∴∠AMN=∠ANM=45°,
∴AM=NA,
∴△AMQ≌△NAD(AAS),
∴MQ=AD,AQ=ND,
设直线CP的解析式为y=kx+3,点N的坐标为(1,k+3),
∵当k+3>0时,A(-1,0),D(1,0),
∴MQ=AD=2,AQ=ND=k+3,
∴OQ=k+4,
∴点M的坐标为(-k-4,2),
∴k(−k−4)+3=2,即k2+4k−1=0,
解得k=5−2或k=−5−2(舍去),
∴直线PC的解析式为y=(5−2)x+3,
联立y=(5−2)x+3y=−x2+2x+3
得x2+(5−4)x=0,
解得x=4−5或x=0(舍去),
∴点P的横坐标为4−5;
同理当k+3≤0时,可以求得点P的横坐标为 4+5,
综上所述,点P的横坐标为4+5或4−5;
(3)解:(1,32)
7.【答案】(1)解:由直线BC:y=x−4,可得与x轴交点为B(4,0),与y轴交点为C(0,-4),
∵MN是线段OC的垂直平分线,
∴MN//x 轴,
∴M、N关于抛物线对称轴对称,
∴抛物线对称轴为直线x=x1+x22=32,
∴抛物线与x轴的另一个交点为A(-1,0),
设抛物线解析式为y=a(x+1)(x−4),将C(0,-4)代入,
得:-4a=-4,
解得:a=1,
∴y=(x+1)(x−4)=x2−3x−4,
故该抛物线解析式为y=x2−3x−4.
(2)解:如图,连接CQ,
∵MN是线段OC的垂直平分线,
∴CQ=OQ,
∴当点C、Q、B在同一直线上时,OQ+BQ=CQ+BQ=BC最短,
当x−4=−2时,解得:x=-2,
∴Q(-2,-2),
∵OB=OC=4,
∴BC=OB2+OC2=42,
∴△QOB周长最小值=OQ+BQ+OB=BC+OB=42+4;
(3)解:设P(m,m-4),且0<m<4,
则F(m,0),G(m,m2−3m−4),
∵PF=PG,
∴−(m−4)=(m−4)−(m2−3m−4),
解得:m1=1,m2=4(舍),
∴F(1,0),P(1,-3),
∴FP=3.
①如图,PF为菱形的边且点H在点P左侧,
延长HQ交x轴于点N,
∵FP=FQ=3,QH//FP,QF//HP,
∴∠QNF=90°,∠NFQ=∠ABC=45°,
∴NQ=NF=22FQ=322,
∴ON=NF−OF=322−1=32−22,
∵Q点在第三象限,
∴Q1(2−322,−322 );
Q2(2+322,322),Q3 (4,-3),Q4(−12,−32).
8.【答案】(1)解: ∵y=0.5x+2 交x轴于点 A ,
∴0=0.5x+2 ,
∴x=−4 ,
∴A(−4,0) ,
∵直线 y=0.5x+2 与 y 轴交于点 B ,
∴B 点坐标为 (0,2) ,
∵ 二次函数 y=ax2+bx+c 的图像与 x 轴只有唯一的交点 C ,且 OC=2 ,
∴ 可设二次函数 y=a(x−2)2 ,
把 B(0,2) 代入得, a=0.5 ,
∴ 二次函数的表达式: y=0.5x2−2x+2 ;
(2)解:作 MH⊥AD 于 H,MG//y 轴交 AD 于点 G ,
则∠MGH=∠OBA,∠MHG=∠AOB=90°,
∴ΔAOB∼ΔMHG ,
∴MHOA=MGAB ,
设 M(t,0.5t2−2t+2) ,则G(t, 0.5t+2 ),
∴MG=(0.5t+2)−(0.5t2−2t+2)=−12t2+52t ,
又∵AB= 42+22=25 ,OA=4,
∴MH=425(−12t2+52t) ,
∵SΔABM=12AB⋅MH=12×25×425(−12t2+52t)=−t2+5t ,
当 t=52 时, SΔABM 最大,此时, y=12×254−2×52+2=18 ,
∴M(52,18) ;
(3)解:(Ⅰ)当点B为直角顶点时,过 B 作 BP1⊥AD 交 x 轴于 P1 点,则 RtΔAOB∼RtΔBOP1 ,如图1,
∴AOBO=BOP1O ,
∴42=2OP1 ,得 OP1=1 ,
∴P1(1,0) ;
(Ⅱ)当点D为直角顶点时,作 P2D⊥BD ,如图2,
将 y=0.5x+2 与 y=0.5x2−2x+2 联立,
可得 D 点坐标为 (5,4.5) ,
∴AD=(5+4)2+(4.5−0)2=952 ,
∵∠DAP2=∠BAO,∠BOA=∠ADP2 ,
∴ΔABO∼ΔAP2D ,
∴ABAP2=AOAD ,即 25AP2=4952 ,
解得: AP2=11.25 ,则 OP2=11.25−4=7.25 ,
故 P2 点坐标为 (7.25,0) ;
(Ⅲ)当 P 为直角顶点时,过点 D 作 DE⊥x 轴于点 E ,如图3,
设 P3(a,0) ,
则由 RtΔOBP3∼RtΔEP3D ,得 OP3DE=OBP3E ,
∴a4.5=25−a ,
∵ 方程无解,
∴ 点 P3 不存在,
∴ 点 P 的坐标为 P1(1,0) 和 P2(7.25,0) .
9.【答案】(1)解:①∵a=1,d=−1,2a−m=d ,∴m=2a−d=3 ,∴二次函数的表达式为 y=−x2+x+6 .∵A 、 B 两点的横坐标分别为 a,a+2 ,当 a=1 时, A 、 B 两点的横坐标分别为 1,3 ,代入二次函数的表达式,得 A 、 B 两点的纵坐标分别为 6,0 ,即 A(1,6),B(3,0) .
将点 A 、 B 的坐标分别代入 y1=kx+b ,得: {k+b=63k+b=0 ,解得: {k=−3b=9 ,∴k 的值为 −3 .
②∵2a−m=d ,∴m=2a−d ,二次函数的表达式为 y=−x2+(2a−d−2)x+2(2a−d) .∵A 、 B 两点在二次函数的图象上,∴点 A 的坐标为 (a,a2−ad+2a−2d) ,点 B 的坐标为 (a+2,a2+2a−4d−8−ad) .∵在 y1=kx+b 中, y1 随 x 的增大而减小, aa2+2a−4d−8−ad ,解得: d>−4
(2)解: AB//x 轴.理由如下:
当 d=−4 时, A(a,a2+6a+8),B(a+2,a2+6a+8) .
∵a≠−2 、 a≠−4 ,
∴A 、 B 两点的纵坐标相等且不为0.
∵横坐标不等,
∴AB//x 轴.
(3)解:当点 A 运动到 y 轴上时, a=0 ,∴点 A 的对应点 C 的坐标为 (0,−2d) ,
当点 B 运动到 y 轴上时, a=−2 ,∴点 B 的对应点 D 的坐标为 (0,−2d−8) ,∴|CD|=|−2d−(−2d−8)|=8 ,∴CD 的长不变
10.【答案】(1)解:设抛物线解析式为y=ax2+bx(a≠0),
把点A(1,﹣1),B(3,﹣1)代入得,
a+b=−19a+3b=−1 ,
解得: a=13b=−43 ,
故抛物线解析式为y= 13 x2﹣ 43 x
(2)解:∵点P从点O出发速度是每秒2个单位长度,
∴OP=2t,
∴点P的坐标为(2t,0),
∵A(1,﹣1),
∴∠AOC=45°,
∴点Q到x轴、y轴的距离都是 12 OP= 12 ×2t=t,
∴点Q的坐标为(t,﹣t)
(3)解:如图,点Q与点A重合时,
OP=1×2=2,t=2÷2=1,
点P与点C重合时,OP=3,t=3÷2=1.5,
t=2时,OP=2×2=4,PC=4﹣3=1,此时PQ经过点B,
所以,分三种情况讨论:
①0<t≤1时,重叠部分的面积等于△POQ的面积,S= 12 ×(2t)× 2t2 =t2,
②1<t≤1.5时,重叠部分的面积等于两个等腰直角三角形的面积的差,
S=S△OP′Q′﹣S△AEQ′= 12 ×(2t)× 2t2 ﹣ 12 ×( 2 t﹣ 2 )2=2t﹣1;
③1.5<t<2时,重叠部分的面积等于梯形的面积减去一个等腰直角三角形的面积
S=S梯形OABC﹣S△BGF= 12 ×(2+3)×1﹣ 12 ×[1﹣(2t﹣3)]2=﹣2(t﹣2)2+ 52 ;
所以,S与t的关系式为S= t2(0
解得m1=m2=-1,
∴m=-1;
(2)解:∵抛物线的对称轴为直线x=m,
∴直线x=m关于y轴的对称的直线为x=-m,
∵当 −2⩽x⩽−1 时,图象G的函数值y先随x的增大而增大,后随x的增大而减小,
∴−m<−1−m>−2 ,
解得1
∴当x=2m时,抛物线在x≤2m的部分有最高点,
∴y=−12⋅(2m)2+m⋅2m+m=m ,
∴最高点的坐标为(2m,m),
∴|m−(−12)|=1 .
解得 m=12 (不合题意,舍去)或 m=−32 ;
当m>0时,对称轴为 x=m ,抛物线在x≤2m的部分的最高点坐标为 (m,12m2+m) .
∴|12m2+m−(−12)|=1 .
解得 m=2−1 或 m=−2−1 (舍去),
综上所述,当m的值为 −32 或 2−1 时,抛物线在x≤2m的部分图象的最高点到 y=−12 的距离为1;
(4)解:∵AB⊥ x 轴,
∴xB=1 代入 y=−12x2+mx+m =2m−12 ,
∴AB=2m,BC= 13 AB= 23 m,
∴C(1, 83m−12 ), yE=−12 , xE=1+AB=1+2m ,
∴E( 1+2m , −12 ),
当抛物线的顶点在矩形的边AC上时,
∴x=m=1 ,最大值为 y=−12+1+1=32 ,
∴y=−12x2+x+1 ,
∴E( 3 , −12 ),即最小值为 −12 ,
∴最大值与最小值的差为 32−(−12)=2 .
当抛物线的顶点在矩形的边CD上时,顶点坐标为( m , 12m2+m ),
依题意得: 83m−12=12m2+m ,整理得 3m2−10m+3=0 ,
解得 m=13 或 m=3 ,
当 m=13 时,顶点坐标为( 13 , 718 ),
∵13<1 ,
则抛物线的顶点不在矩形的边CD上,不符合题意,舍去;
当 m=3 时,顶点坐标为(3, 152 ),即最大值为 152 ,
E(7, −12 ),即最小值为 −12 ,
最大值与最小值的差为 152−(−12)=8 ;
当抛物线的顶点在矩形的边DE上时,
则 m=1+2m ,
解得 m=−1 ,不符合题意,
综上,最大值与最小值的差为2或8.
12.【答案】(1)解:令y=0,则 12x2-2x-6=0,
∴x1=-2,x2=6
∴A(-2,0),B(6,0)
令x=0,则y=-6,
∴C(0,-6)
设直线BC的表达式为y=kx+b
将B(6,0),C(0,-6)代入,得
6k+b=0b=−6
解得 k=1b=−6
∴直线BC的表达式为y=x-6;
(2)解:设P(m,0),则E(m,m-6),D(m, 12m2-2m-6)
∴DE=m-6-( 12m2-2m-6)=- 12m2+3m
PE=0-(m-6)=-m+6
当DE=2PE时,- 12m2+3m=2(-m+6),
解得m1=4,m2=6(舍去)
∴P(4,0)
∴DE=- 12 ×42+3×4=4;
(3)解:存在,点Q的坐标为:Q1(4,2),Q2(4,18),Q3(4,6)
13.【答案】(1)解:把y=0代入直线的解析式得:x+1=0,解得x=﹣1,
∴A(﹣1,0).
∵抛物线的对称轴为x=1,
∴B的坐标为(3,0).
将x=0代入抛物线的解析式得:y=﹣3,
∴C(0,﹣3).
设抛物线的解析式为y=a(x+1)(x﹣3),将C(0,﹣3)代入得:﹣3a=﹣3,解得a=1,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3.
(2)解:如图1所示:连结OP.
将x=0代入直线AD的解析式得:y=1,
∴OD=1.
由题意可知P(t,t2﹣2t﹣3).
∵四边形DCPB的面积=△ODB的面积+△OBP的面积+△OCP的面积,
∴S= 12 ×3×1+ 12 ×3×(﹣t2+2t+3)+ 12 ×3×t,整理得:S=﹣ 32 t2+ 92 t+6.
配方得:S=﹣ 32 (t﹣ 32 )2+ 758 .
∴当t= 32 时,S取得最大值,最大值为 758 .
(3)解:如图2所示:
设点D′的坐标为(a,a+1),O′(a,a).
当△D′O′E的面积:D′EB′的面积=1:2时,则O′E:EB′=1:2.
∵O′B′=0B=3,
∴O′E=1.
∴E(a+1,a).
将点E的坐标代入抛物线的解析式得:(a+1)2﹣2(a+1)﹣3=a,整理得:a2﹣a﹣4=0,解得:a= 1+172 或a= 1−172 .
∴O′的坐标为( 1+172 , 1+172 )或( 1−172 , 1−172 ).
∴OO′= 2+342 或OO′= 34−22 .
∴△DOB平移的距离为 2+342 或 34−22 .
当△D′O′E的面积:D′EB′的面积=2:1时,则O′E:EB′=2:1.
∵O′B′=0B=3,
∴O′E=2.
∴E(a+2,a).
将点E的坐标代入抛物线的解析式得:(a+2)2﹣2(a+2)﹣3=a,整理得:a2﹣a﹣4=0,解得:a= −1+132 或a= −1−132 .
∴O′的坐标为( −1+132 , −1+132 )或( −1−132 , −1−132 ).
∴OO′= −2+262 或OO′= 2+262 .
∴△DOB平移的距离为 −2+262 或 2+262 .
综上所述,当△D′O′B′沿DA方向平移 2+342 或 2+262 单位长度,或沿AD方向平移 34−22 或 −2+262 个单位长度时,ED′恰好将△O′D′B′的面积分为1:2两部分.
14.【答案】(1)解:∵令x=0得:y=3,
∴点C的坐标为(0,3),
∴OC=3.
∵tan∠CAB=3,
∴OCOA=3,即3OA=3,
∴OA=1.
∴点A的坐标为(−1,0).
∵抛物线的对称轴为x=1,
∴点B的坐标为(3,0).
将A(−1,0),B(3,0)代入得:a−b+3=09a+3b+3=0,
解得:a=−1,b=2,
∴抛物线的解析y=−x2+2x+3.
将x=1代入得:y=−1+2+3=4.
∴点D的坐标为(1,4).
将(1,4)代入反比例函数的解析式得:4=k1,
解得:k=4.
∴反比例函数的解析式为y=4x.
(2)解:如图1所示:连接BC,过点P作PE⊥AB,交BC于点E.
∵AB=4,OC=3,
∴S△ABC=12AB×OC=12×4×3=6.
设直线BC的解析式为y=kx+b,将(3,0)、(0,3)代入得:3k+b=0,b=3,
解得b=3,k=−1,
∴直线BC的解析式为y=−x+3.
设点P的坐标为(x,−x2+2x+3),则E点的坐标(x,−x+3).
∴PE=−x2+3x,
∴S△PBC=12PE⋅OB=12×3×(−x2+3x)=32x2+92x.
∴S四边形ABPC=−32x2+92x+6=−32(x−32)2+758,
将x=32代入抛物线的解析式得:y=154,
∴P点坐标(32,154),S四边形ABPC最大值=758.
(3)解:如图2所示:连接BC,过点O作OE⊥BC,垂足为E.
∵QB=QC,
∴点Q在BC的垂直平分线上.
∵OE⊥BC,OB=OC,
∴EC=BE,
∴OE是BC的垂直平分线,
∴点Q在OE上,
∵OE垂直平分BC,
∴直线OE的解析式为y=x.
将y=x与y=4x联立得y=xy=4x,
解得x=2y=2或x=−2y=−2
∴点Q的坐标为(2,2)或(−2,−2),
将y=x与y=−x2+2x+3联立得y=xy=−x2+2x+3,
解得:x=1+132y=1+132或x=1−132y=1−132,
∴点Q的坐标为(1+132,1+132)或(1−132,1−132).
综上所述,点Q的坐标为(2,2)或(−2,−2)或(1+132,1+132)或(1−132,1−132).
15.【答案】(1)解:y=2ax2﹣ax﹣3(a+1)=a(2x2﹣x﹣3)﹣3,
令2x2﹣x﹣3=0,解得:x= 32 或﹣1,
故第三象限内的一个定点C为(﹣1,﹣3)
(2)解:函数的对称轴为:x= −−a2×2a=14 ,
设函数对称轴与x轴交点为M,则其坐标为:( 14 ,0),
则由勾股定理得CM= (14−1)2+(0+3)2=134 ,
则AB=2CM= 132 ,
∴AM=BM=134
则点A、B的坐标分别为:(﹣3,0)、( 72 ,0);
将点A的坐标代入函数表达式得:18a+3a﹣3a﹣3=0,
解得:a= 16 ,
函数的表达式为:y= 16 (x+3)(x﹣ 72 )= 16 x2﹣ 112 x﹣ 74
(3)解:过点E作EF⊥PH于点F,
设:∠ABC=α,则∠ABC=∠HPE=∠DEF=α,
设直线BC的解析式为 y=kx+b
将点B、C坐标代入一次函数表达式
得 72k+b=0−k+b=−3 解得: k=23b=−73
∴直线BC的表达式为: y=23x−73 ,
设点P(h, 16ℎ2−112ℎ−74 ),则点D(h, 23ℎ−73 ),
故tan∠ABC=tanα= 23 ,则sinα= 21313 ,
yD﹣yE=DEsinα=PDsinα•sinα,
S=S△ABE﹣S△ABD
= 12 ×AB×(yD﹣yE)
= 12×132×413(23ℎ−73−16ℎ2+112ℎ+74)
=−16ℎ2+34ℎ−712
=−16(ℎ−94)2+2596
∵﹣ 16 <0,
∴S有最大值,当h= 94 时,S的最大值为: 2596 ,此时点P( 94,−3532 ).
16.【答案】(1)解:∵ 抛物线y=−12x2+bx+c交x轴于A(−2,0)、B(5,0)两点,
所以可得抛物线为:y=−12(x+2)(x−5)=−12(x2−3x−10)=−12x2+32x+5
(2)解:如图,过P作PH⊥OB于H, 连AP交OC于E,
则OE∥PH,P[t,−12(t+2)(t−5)],H(t,0),
∴△AOE∽△AHP,
∴AOAH=OEPH,
∵A(−2,0),
∴2t+2=OE−12(t+2)(t−5),
∴OE=−t+5,
∵y=−12x2+32x+5,
令x=0, 则y=5,
∴C(0,5),
∴d=CE=5−(−t+5)=t,
(3)解:如图,过P作PK⊥y轴于K, 过M作MN⊥AP于N,
由(2)得:CE=OH=t,OC=OB=5,
∴OE=BH,
∵ CM+BH=MO,CM=EW,
∴CM+OE=ME+OE,
∴CM=ME=EW,
∵PK⊥y轴,则PK∥x轴,
∴∠BAP=∠KPE,
∵ ∠CPM=∠BAP,
∴∠CPM=∠KPN,
∴∠CPK=∠MPN,
∴tan∠CPK=tan∠MPN, 即CKPK=MNPN,
结合(1)可得:四边形PHOK为矩形,
∵A(−2,0),P(t,−12t2+32t+5),H(t,0),
∴OA=2,OH=PK=t,PH=OK=−12t2+32t+5,CM=ME=EW=12t,
CK=5−(−12t2+32t+5)=12t2−32t,
∴CKPK=12t2−32tt=12t−32,
∵sin∠MEN=sin∠AEO, 设a=AE=4+(5−t)2,
∴2a=MN12t,
∴MN=ta,
∵cos∠AEO=cos∠MEN,
∴(5−t)a=EN12t,
∴EN=t(5−t)2a,
由CM=ME,
∴12CM·PK=12PE·MN,
∴PE=12at,
∴PN=PE−EN=12at−t(5−t)2a,
∴MNPN=ta÷(12at−5t−t22a)=2a2−5+t=2t2−9t+24,
∴t−32=2t2−9t+24,
整理得:(t−4)(t2−8t+19)=0,
∴t−4=0或t2−18t+19=0,
解得:t=4, (方程t2−18t+19=0无解),经检验符合题意,
∴P(4,3),OE=1,EW=12×4=2,
∴OW=1,W(0,−1),
设PW为:y=mx+n,
∴4m+n=3n=−1
解得:m=1n=−1,
∴ PW为:y=x−1,
∴y=x−1y=−12x2+32x+5
解得:x1=4y1=3或x2=−3y2=−4
∴Q(−3,−4).
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