人教版九年级上册22.1.1 二次函数优秀测试题
展开2022-2023学年九年级数学上册考点必刷练精编讲义(人教版)提高
第22章《二次函数》
章节达标检测
考试时间:120分钟 试卷满分:100分
一.选择题(共10小题,满分20分,每小题2分)
1.(2分)(2021•雨花区一模)下列关于二次函数y=4(x﹣3)2﹣5的说法,正确的是( )
A.对称轴是直线x=﹣3
B.当x=3时有最小值﹣5
C.顶点坐标是(3,5)
D.当x>3时,y随x的增大而减小
解:由二次函数y=4(x﹣3)2﹣5可得对称轴为直线x=3,顶点为(3,﹣5),当x>3时,y随x的增大而增大,
则A、C、D错误,
故选:B.
2.(2分)(2021•天心区开学)已知x=t﹣1,y=t+3,且﹣2≤t≤2,令S=xy,则函数S的取值范围是( )
A.﹣4≤S≤5 B.﹣3≤S≤5 C.﹣4≤S≤﹣3 D.﹣4≤S≤0
解:∵x=t﹣1,y=t+3,
∴S=xy=(t﹣1)(t+3)=t2+2t﹣3=(t+1)2﹣4,
∴当t=﹣1时,有最小值﹣4,
∵﹣2≤t≤2,
∴当t=2时,有最大值5,
∴函数S的取值范围是﹣4≤S≤5,
故选:A.
3.(2分)(2021•岳麓区模拟)若点M(m,n)是抛物线y=﹣2x2+2x+m上的点,且抛物线与x轴至多有一个交点,则m﹣n的最小值( )
A.﹣ B. C. D.﹣
解:∵抛物线y=﹣2x2+2x+m与x轴至多有一个交点,
∴△=4﹣4×(﹣2)m≤0,
解得m≤﹣,
∴点M(m,n)是抛物线y=﹣2x2+2x+m上的点,
∴n=﹣2m2+2m+m,
∴m﹣n=2m2﹣2m=2(m﹣)2﹣,
∵m≤﹣,
∴当m=﹣时,m﹣n有最小值,最小值为2×(﹣﹣)2﹣=,
故选:B.
4.(2分)(2021秋•雨花区期末)在同一平面直角坐标系中,函数y=ax2+b与y=ax+2b(ab≠0)的图象大致如图( )
A. B.
C. D.
解:A、由抛物线可知,a>0,由直线可知,a<0,故本选项错误;
B、由抛物线可知,a<0,b<0,由直线可知,a<0,b<0,故本选项正确;
C、由抛物线可知a>0,b<0,由直线可知a>0,b>0,故本选项错误;
D、由抛物线可知,a<0,b<0,由直线可知,a>0,b<0,故本选项错误.
故选:B.
5.(2分)(2021秋•长沙月考)我们定义一种新函数:形如y=|ax²+bx+c|(a≠0,b²﹣4ac>0)的函数叫做“鹊桥”函数.小丽同学画出了“鹊桥”函数y=|x²﹣2x﹣3|的图象(如图所示),并写出下列结论:
①图象与坐标轴的交点为(﹣1,0),(3,0)和(0,3);
②图象具有对称性,对称轴是直线x=1;
③当﹣1≤x≤1或x≥3时,函数值y随x值的增大而增大;
④当x=﹣1或x=3时,函数的最小值是0;
⑤当x=1时,函数的最大值是4;
⑥若点P(a,b)在该图象上,则当b=2时,可以找到4个不同的点P.
其中正确结论的个数是( )
A.6 B.5 C.4 D.3
解:①∵(﹣1,0),(3,0)和(0,3)坐标都满足函数y=|x2﹣2x﹣3|,∴①是正确的;
②从图象可知图象具有对称性,对称轴可用对称轴公式求得是直线x=1,因此②也是正确的;
③根据函数的图象和性质,发现当﹣1≤x≤1或x≥3时,函数值y随x值的增大而增大,因此③也是正确的;
④函数图象的最低点就是与x轴的两个交点,根据y=0,求出相应的x的值为x=﹣1或x=3,因此④也是正确的;
⑤从图象上看,当x<﹣1或x>3,存在函数值要大于当x=1时的y=|x2﹣2x﹣3|=4,因此⑤是不正确的;
⑥从图象上看,若点P(a,b)在该图象上,则当b=2时,可以找到4个不同的点P,因此⑥也是正确的.
故答案为:①②③④⑥.
故选:B.
6.(2分)(2021秋•长沙县期末)二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象的一部分如图所示.已知图象经过点(﹣1,0),其对称轴为直线x=1.
①abc<0;
②4a+2b+c<0;
③8a+c<0;
④若抛物线经过点(﹣3,n),则关于x的一元二次方程ax2+bx+c﹣n=0(a≠0)的两根分别为﹣3,5.
上述结论中正确结论的个数为( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
解:∵抛物线的开口向下,
∴a<0.
∵抛物线与y轴的正半轴相交,
∴c>0.
∵抛物线的对称轴为直线x=1,
∴﹣,
∴b=﹣2a,b>0.
∵抛物线经过点(﹣1,0),
∴a﹣b+c=0.
①∵a<0,b>0,c>0,
∴abc<0.
故①正确;
②∵b=﹣2a,
∴4a+2b+c=4a+2×(﹣2a)+c=4a﹣4a+c=c>0.
故②错误;
③∵a﹣b+c=0,
∴a﹣(﹣2a)+c=0,即3a+c=0.
∴8a+c=3a+c+5a=5a<0.
故③正确;
④∵抛物线经过点(﹣3,n),其对称轴为直线x=1,
∴根据对称性,抛物线必经过点(5,n),
∴当y=n时,x=﹣3或5.
∵y=ax2+bx+c(a≠0),
∴当ax2+bx+c=n(a≠0)时,x=﹣3或5.
即关于x的一元二次方程ax2+bx+c﹣n=0(a≠0)的两根分别为﹣3,5.
故④正确;
综上,正确的结论有:①③④.
故选:C.
7.(2分)(2021•天心区模拟)从地面竖直向上抛出一小球,小球的高度h(单位:m)与小球运动时间t(单位:s)之间的函数关系如图所示.下列结论:①小球抛出3秒时达到最高点;②小球从抛出到落地经过的路程是80m;③小球的高度h=20时,t=1s或5s.④小球抛出2秒后的高度是35m.其中正确的有( )
A.①② B.②③ C.①③④ D.①②③
解:由图象可知,点(0,0),(6,0),(3,40)在抛物线上,顶点为(3,40),
设函数解析式为h=a(t﹣3)2+40,
将(0,0)代入得:0=a(0﹣3)2+40,
解得:a=﹣,
∴h=﹣(t﹣3)2+40.
①∵顶点为(3,40),
∴小球抛出3秒时达到最高点,故①正确;
②小球从抛出到落地经过的路程应为该小球从上升到落下的长度,故为40×2=80m,故②正确;
③令h=20,则20=﹣(t﹣3)2+40,
解得t=3±,故③错误;
④令t=2,则h=﹣(2﹣3)2+40=m,故④错误.
综上,正确的有①②.
故选:A.
8.(2分)(2020•长沙)“闻起来臭,吃起来香”的臭豆腐是长沙特色小吃,臭豆腐虽小,但制作流程却比较复杂,其中在进行加工煎炸臭豆腐时,我们把“焦脆而不糊”的豆腐块数的百分比称为“可食用率”.在特定条件下,“可食用率”P与加工煎炸时间t(单位:分钟)近似满足的函数关系为:P=at2+bt+c(a≠0,a,b,c是常数),如图记录了三次实验的数据.根据上述函数关系和实验数据,可以得到加工煎炸臭豆腐的最佳时间为( )
A.3.50分钟 B.4.05分钟 C.3.75分钟 D.4.25分钟
解:将图象中的三个点(3,0.8)、(4,0.9)、(5,0.6)代入函数关系P=at2+bt+c中,
,
解得,
所以函数关系式为:P=﹣0.2t2+1.5t﹣1.9,
由题意可知:加工煎炸臭豆腐的最佳时间为抛物线顶点的横坐标:
t=﹣=﹣=3.75,
则当t=3.75分钟时,可以得到最佳时间.
故选:C.
9.(2分)(2021•望城区模拟)如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴的一个交点为A(﹣1,0),与y轴的交点B在点(0,﹣2)与点(0,﹣3)之间(包含端点),顶点D的坐标为(1,n).则下列结论:其中结论正确的个数为( )
①3a+c=0;
②<a<1;
③对于任意实数m,a+b≤am2+bm总成立;
④关于x的方程ax2+bx+c=n+1没有实数根.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
解:∵顶点D的坐标为(1,n).
∴对称轴为x=1,即﹣=1,也就是b=﹣2a;
∵抛物线y=ax2+bx+c与x轴的一个交点为A(﹣1,0),
∴a﹣b+c=0,将b=﹣2a代入得;a+2a+c=0,即3a+c=0;因此①正确;
由a﹣b+c=0得,c=b﹣a=﹣2a﹣a=﹣3a;
∵抛物线与y轴的交点B在点(0,﹣2)与点(0,﹣3)之间,
∴﹣3≤c≤﹣2,即:﹣3≤﹣3a≤﹣2,
∴≤a≤1,因此②不正确;
当x=1时,y=a+b+c=n,
当x=m时,y=am2+bm+c,(m为任意实数),
∵(1,n)为顶点坐标,
∴a+b+c≤am2+bm+c,即:a+b≤am2+bm,因此③正确,
∵a>0,顶点为(1,n),
当y=n时,关于x的方程ax2+bx+c=n有两个相等的实数根,即:x1=x2=1,
当y=n+1时,关于x的方程ax2+bx+c=n+1有两个不相等的实数根,
因此④不正确;
综上所述,正确的结论有2个,
故选:B.
10.(2分)(2015•长沙县校级自主招生)如图(1)所示,E为矩形ABCD的边AD上一点,动点P、Q同时从点B出发,点P沿折线BE﹣ED﹣DC运动到点C时停止,点Q沿BC运动到点C时停止,它们运动的速度都是1cm/秒.设P、Q同时出发t秒时,△BPQ的面积为ycm2.已知y与t的函数关系图象如图(2)(曲线OM为抛物线的一部分).则下列结论错误的是( )
A.AD=BE=5cm
B.cos∠ABE=
C.当0<t≤5时,
D.当秒时,△ABE∽△QBP
解:根据图(2)可得,当点P到达点E时点Q到达点C,
∵点P、Q的运动的速度都是1cm/秒,
∴BC=BE=5,
∴AD=BE=5,故A正确;
又∵从M到N的变化是2,
∴ED=2,
∴AE=AD﹣ED=5﹣2=3,
在Rt△ABE中,AB===4,
∴cos∠ABE==,故B错误;
如图(1)过点P作PF⊥BC于点F,
∵AD∥BC,
∴∠AEB=∠PBF,
∴sin∠PBF=sin∠AEB==,
∴PF=PBsin∠PBF=t,
∴当0<t≤5时,y=BQ•PF=t•t=t2,故C正确;
当秒时,点P在CD上,此时,PD=﹣BE﹣ED=﹣5﹣2=,
PQ=CD﹣PD=4﹣=,
∵=,=,
∴=,
又∵∠A=∠Q=90°,
∴△ABE∽△QBP,故D正确.
由于该题选择错误的,故选:B.
二.填空题(共10小题,满分20分,每小题2分)
11.(2分)(2021秋•长沙县期末)如图,一抛物线形拱桥,当拱顶到水面的距离为2米时,水面宽度为4米;那么当水位上升1米后,水面的宽度为 米.
解:建立如图所示的直角坐标系,
设抛物线解析式为y=ax2+c,
把(2,0)和(2,0)代入得,
,
解得:a=﹣,c=2,
∴抛物线解析式为y=﹣x2+2,
把y=1代入得:x=±,
则水面的宽度是2米.
故答案为:2.
12.(2分)(2021•天心区开学)如图,已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象,且关于x的一元二次方程ax2+bx+c﹣m=0没有实数根,有下列结论:①b2﹣4ac>0;②abc<0;③m<﹣3;④3a+b>0.其中正确结论的序号有 ①③④ .
解:∵抛物线与x轴有两个交点,
∴Δ=b2﹣4ac>0,①正确;
∵抛物线开口向上,对称轴为直线x=1,与y轴交于负半轴,
∴a>0,﹣=1,c<0,
∴b=﹣2a<0,
∴abc>0,②错误;
∵方程ax2+bx+c﹣m=0没有实数根,
∴m<﹣3,③正确;
∵a>0,b=﹣2a,
∴3a+b=a>0,④正确.
故答案为:①③④.
13.(2分)(2021•雨花区校级二模)已知二次函数y=mx2+2mx+1(m≠0)在﹣2≤x≤2时有最小值﹣2,则m= 3或 .
解:∵二次函数y=mx2+2mx+1=m(x+1)2﹣m+1,
∴对称轴为直线x=﹣1,
①m>0,抛物线开口向上,
x=﹣1时,有最小值y=﹣m+1=﹣2,
解得:m=3;
②m<0,抛物线开口向下,
∵对称轴为直线x=﹣1,在﹣2≤x≤2时有最小值﹣2,
∴x=2时,有最小值y=4m+4m+1=﹣2,
解得:m=﹣;
故答案为:3或.
14.(2分)(2021秋•望城区期末)已知二次函数y=x2+(m﹣3)x+m+1,当x>1时,y随x的增大而增大,则m的取值范围是 m≥1 .
解:∵y=x2+(m﹣3)x+m+1,
∴抛物线开口向上,对称轴为直线x=﹣,
∴当x>﹣时,y随x增大而增大,
∴1≥﹣,
解得m≥1,
故答案为:m≥1.
15.(2分)(2020秋•雨花区期末)已知二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,对称轴为直线x=﹣1,经过点(0,1)有以下结论:
①a+b+c<0;②b2﹣4ac>0;③abc>0;④4a﹣2b+c>0;⑤c﹣a>1.
其中所有正确结论的序号是 ①②③④⑤ .
解:①x=1时,y=a+b+c<0,正确,符合题意;
②抛物线与x轴有2个交点,故b2﹣4ac>0正确,符合题意;
③对称轴在y轴右侧,则ab>0,而c>0,故abc>0正确,符合题意;
④由函数的对称性知,x=﹣2和x=0对称,故x=﹣2时,y=4a﹣2b+c=1>0,正确,符合题意;
⑤c=1,a<0,故c﹣a>1,正确,符合题意.
故答案为:①②③④⑤.
16.(2分)(2019秋•宁乡市期末)如图,点A、B的坐标分别为(1,4)和(4,4),抛物线的顶点在线段AB上运动(抛物线随顶点一起平移),与x轴交于C、D两点(C在D的左侧),点D的横坐标的最大值为8,则点C的横坐标的最小值为 ﹣3 .
解:∵抛物线的顶点在线段AB上运动,点D的横坐标的最大值为8,
∴抛物线的顶点为B(4,4),此时点D(8,0).
设抛物线的解析式为:y=a(x﹣4)2+4,
∴a(8﹣4)2+4=0,
解得:a=﹣.
由题意可得当抛物线的顶点在点A处时,点C的横坐标取最小值.
∵抛物线平移过程中a的值不变,
∴抛物线的顶点移动到点A出时的抛物线的解析式为y=﹣,
令y=0,则﹣=0,
解得:x=﹣3或5.
∵C在D的左侧,
∴点C的横坐标的最小值为﹣3.
故答案为:﹣3.
17.(2分)(2020秋•开福区校级月考)已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象如图所示,对称轴为直线x=1且经过点(﹣1,0),则下列结论:①b2﹣4ac>0;②abc>0;③8a+c>0;④9a+3b+c<0.正确结论的是 ①②③ (填序号).
解:∵抛物线与x轴有两个交点,
∴b2﹣4ac>0,故结论①正确;
∵抛物线开口向上、对称轴在y轴右侧、抛物线与y轴交于负半轴,
∴a>0,b<0,c<0,
∴abc>0,故结论②正确;
∵对称轴为直线x=1,
∴,即b=﹣2a,
由图象可知:当x=﹣2时,y=4a﹣2b+c>0,
∴4a﹣2×(﹣2a)+c>0,
∴8a+c>0,故结论③正确;
∵对称轴为直线x=1,过点(﹣1,0),
∴抛物线过点(3,0),
∴当x=3时,y=9a+3b+c=0,故结论④错误;
故答案为①②③.
18.(2分)(2019•开福区校级三模)已知二次函数y=x2﹣4x+m(m为常数)的图象上的两点A(x1,y1)、B(x2,y2),若x1<2<x2,且x1+x2>4,则y1与y2的大小关系为y1 < y2.(填“>”或“<”或“=”)
解:二次函数y=x2﹣4x+m的对称轴为x=﹣=﹣=2,
x1<2<x2,则A、B在对称轴两侧,
x1+x2>4,则(x1+x2)>2,即B离对称轴的距离比A离对称轴的距离远,
而a=1>0,抛物线开口向上,故y2大于y1,
故答案为:<.
19.(2分)(2019•长沙县校级开学)如图,已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴交于点A(﹣1,0),与y轴的交点B在(0,﹣2)和(0,﹣1)之间(不包括这两点),对称轴为直线x=1.下列结论:①abc>0;②4a+2b+c>0;③4ac﹣b2<﹣4a;④<a<;⑤b>c.其中正确结论有 ①③④⑤ (填写所有正确结论的序号).
解:①∵函数开口方向向上,
∴a>0;
∵对称轴在y轴右侧
∴ab异号,
∵抛物线与y轴交点在y轴负半轴,
∴c<0,
∴abc>0,
故①正确;
②∵图象与x轴交于点A(﹣1,0),对称轴为直线x=1,
∴图象与x轴的另一个交点为(3,0),
∴当x=2时,y<0,
∴4a+2b+c<0,
故②错误;
③∵二次函数y=ax2+bx+c的图象与y轴的交点在(0,﹣1)的下方,对称轴在y轴右侧,a>0,
∴最小值:<﹣1,
∵a>0,
∴4ac﹣b2<﹣4a;
∴③正确;
④∵图象与y轴的交点B在(0,﹣2)和(0,﹣1)之间,
∴﹣2<c<﹣1
∴﹣2<﹣3a<﹣1,
∴>a>;
故④正确
⑤∵a>0,
∴b﹣c>0,即b>c;
故⑤正确.
综上所述,正确的有①③④⑤,
故答案为:①③④⑤.
20.(2分)(2019秋•开福区校级月考)如图,已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴交于点A(﹣1,0),与y轴的交点B在(0,﹣2)和(0,﹣1)之间(不包括这两点),对称轴为直线x=1.下列结论:①abc>0;②16a+4b+c<0;③4ac﹣b2<8a;④;⑤b<c.其中正确结论有 ①④ .
解:①∵函数开口方向向上,
∴a>0;
∵对称轴在y轴右侧
∴ab异号,
∵抛物线与y轴交点在y轴负半轴,
∴c<0,
∴abc>0,
故①正确;
②当x=4时,y=16a+4b+c>0,故②错误;
③∵二次函数y=ax2+bx+c的图象与y轴的交点在(0,﹣1)的下方,对称轴在y轴右侧,a>0,
∴当<﹣2,
∵a>0,
∴4ac﹣b2<﹣8a,
∴4ac﹣b2<8a,结论成立,
当≥﹣2,结论不成立,
∴③错误;
④∵图象与y轴的交点B在(0,﹣2)和(0,﹣1)之间,
∴﹣2<c<﹣1
∵x1x2==﹣3,
∴c=﹣3a,
∴﹣2<﹣3a<﹣1,
∴;
故④正确;
⑤∵二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴交于点A(﹣1,0),
∴a﹣b+c=0,
∴a=b﹣c,
∵a>0,
∴b﹣c>0,即b>c;
故⑤错误;
综上所述,正确的有①④,
故答案为:①④.
三.解答题(共9小题,满分60分)
21.(4分)(2021秋•长沙期中)已知:抛物线y=﹣x2+bx+c经过A(﹣1,0)、B(5,0)两点,顶点为P.求:
(1)求抛物线的解析式;
(2)求△ABP的面积.
解:(1)设抛物线的解析式为y=﹣(x+1)(x﹣5),
所以y=﹣x2+4x+5;
(2)因为y=﹣x2+4x+5=﹣(x﹣2)2+9,
则P点坐标为(2,9),
所以△ABP的面积=×6×9=27.
22.(5分)(2021秋•长沙期中)某商店以每件60元的进价购进某种商品,原来按每件80元的售价出售,一天可售出50件.后经市场调查,发现这种商品每件的售价每降低1元,其销售量可增加5件.
(1)该商店销售这种商品原来一天可获利多少元?
(2)若此商店为了尽可能增加该商品的销售量,且一天仍能获利1080元,则每件商品的售价应降价多少元?
(3)当该商店的商品每件售价为多少元时,一天所获利润最大?求出最大利润.
解:(1)∵某店以每件60元的进价购进某种商品,原来按每件80元的售价出售,一天可售出50件,
∴该店销售该商品原来一天可获利润为:(80﹣60)×50=1000(元),
∴该商店销售这种商品原来一天可获利1000元;
(2)设该商品降价x元,则有:(80﹣60﹣x)(50+5x)=1080,
整理得:x2﹣10x+16=0,
解得:x1=2,x2=8,
又∵尽量多增加销售量,
∴x=8.
∴每件商品的售价应降价8元;
(3)设该商店一天的利润为y元,
由题意,得:y=(80﹣60﹣x)(50+5x)
=﹣5x2+50x+1000
=﹣5(x﹣5)2+1125,
∵﹣1<0,
∴当x=5时,y有最大值,最大值为1125,
此时售价为80﹣5=75(元),
答:该商品每件售价为75元时,该店一天所获利润最大,最大利润为1125元.
23.(6分)(2021•天心区开学)某超市销售一种商品,每件成本为50元,销售人员经调查发现,销售单价为100元时,每月的销售量为50件,而销售单价每降低2元,则每月可多售出10件,且要求销售单价不得低于成本.
(1)求该商品每月的销售量y(件)与销售单价x(元)之间的函数关系式;(不需要求自变量取值范围)
(2)若使该商品每月的销售利润为4000元,并使顾客获得更多的实惠,销售单价应定为多少元?
(3)超市的销售人员发现:当该商品每月销售量超过某一数量时,会出现所获利润反而减小的情况,为了每月所获利润最大,该商品销售单价应定为多少元?
解:(1)∵依题意,得:y=50+(100﹣x)××10=﹣5x+550,
∴y与x的函数关系式为y=﹣5x+550;
(2)∵依题意得:y(x﹣50)=4000,
即(﹣5x+550)(x﹣50)=4000,
解得:x1=70,x2=90,
∵70<90,
∴当该商品每月销售利润为4000,为使顾客获得更多实惠,销售单价应定为70元;
(3)设每月总利润为w,依题意得w=y(x﹣50)=(﹣5x+550)(x﹣50)=﹣5x2+800x﹣27500=﹣5(x﹣80)2+4500,
∵﹣5<0,此图象开口向下,
∴当x=80时,w有最大值为4500元,
∴为了每月所获利润最大,该商品销售单价应定为80元.
24.(6分)(2020•雨花区二模)已知抛物线y=ax2+x+c经过点A(﹣2,0)和C(0,),与x轴交于另一点B,顶点为D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图,点E,F分别在线段AB,BD上(E点不与A,B重合),且∠DEF=∠DAB,设AE=x,BF=y,求y与x的函数关系式;
(3)在(2)问的条件下,△DEF能否为等腰三角形?若能,求出DF的长;若不能,请说明理由.
解:(1)把点A(﹣2,0)和C(0,)代入抛物线的解析式得:
,
解得:,
∴y=x2+x+;
(2)当y=0时,x2+x+=0,
解得:x1=﹣2,x2=6,
∴A(﹣2,0)、B(6,0),
∴AB=8,
∴对称轴为直线x==2,
当x=2时,y=×22+×2+=3,
∴D(2,3),
∴AD=5,
∵抛物线与x轴交于A、B两点,顶点为D,
∴DA=DB,
∴∠DAB=∠DBA,
∵∠DEB是△ADE的外角,
∴∠DEB=∠DAE+∠ADE,
∴∠DEF+∠FEB=∠DAB+∠ADE,
∵∠DEF=∠DAB,
∴∠FEB=∠ADE,
∴△BEF∽△ADE,
∴,
∵AE=x,BF=y,
∴,
∴y=﹣x2+x;
(3)可能,
∵A(﹣2,0)、B(6,0),D(2,3),
∴AB=8,AD=BD=5,
当DE=DF时,∠DFE=∠DEF=∠ABD,
∴EF∥AB,此时E与B重合,与条件矛盾,不成立,
当DE=EF时,
∵△BEF∽△ADE,
∴△BEF≌△ADE,
∴BE=AD=5,
∴AE=AB﹣BE=8﹣5=3,
∴BF=AE=3,
∴DF=BD﹣BF=5﹣3=2,
当DF=EF时,∠EDF=∠DEF=∠DAB=∠BDA,
∴△FDE∽△DAB,
∴,
∴,
∵△BEF∽△ADE,
∴,
∴EB=AD=,
∴AE=AB﹣BE=8﹣=,
∴BF=AE=×=,
∴DF=BD﹣BF=5﹣=,
综上所述,DF的长为2或.
25.(6分)(2021秋•雨花区期末)如图,已知抛物线y=x2﹣2x﹣3的顶点为A,交x轴于B、D两点,与y轴交于点C.
(1)求线段BD的长;
(2)求△ABC的面积;
(3)P是抛物线对称轴上一动点,求PC+PD的最小值.
解:(1)当y=0,则0=x2﹣2x﹣3,则(x﹣3)(x+1)=0,
解得:x1=﹣1,x2=3,
∴D(﹣1,0),B(3,0),
∴BD=4;故答案为:4.
(2)连接AO,
∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
∴抛物线的顶点坐标为(1,﹣4),
当x=0时,y=﹣3,
∴C(0,﹣3),
∴S△CAB=S△OAB+S△OCA﹣S△OCB=×3×4+×3×1﹣×3×3=3;故答案为:3.
(3)连接BC交对称轴与点P,
∵y=(x﹣1)2﹣4,
∴对称轴为直线x=1,
∵B点与D点关于对称轴x=1对称,
∴DP=PB,
∴PC+PD=PC+BP≥BC,
∴当P、B、C三点共线时,PC+PD的值最小,
∵B(3,0),C(0,﹣3),
∴BC=3,
∴PC+PD的最小值即BC=.
26.(6分)(2021•开福区校级二模)在直角坐标系xOy中,定义点C(a,b)为抛物线L:y=ax2+bx(a≠0)的特征点坐标.
(1)已知抛物线L经过点A(﹣2,﹣2)、B(﹣4,0),求出它的特征点坐标;
(2)若抛物线L1:y=ax2+bx的位置如图所示:
①抛物线L1:y=ax2+bx关于原点O对称的抛物线L2的解析式为 y=﹣ax2+bx ;
②若抛物线L1的特征点C在抛物线L2的对称轴上,试求a、b之间的关系式;
③在②的条件下,已知抛物线L1、L2与x轴有两个不同的交点M、N,当一点C、M、N为顶点构成的三角形是等腰三角形时,求a的值.
解:(1)将点A(﹣2,﹣2)、B(﹣4,0)代入到抛物线解析式中,
得,解得:.
∴抛物线L的解析式为y=+2x,
∴它的特征点为(,2).
(2)①∵抛物线L1:y=ax2+bx与抛物线L2关于原点O对称,
∴抛物线L2的解析式为﹣y=a(﹣x)2+b(﹣x),即y=﹣ax2+bx.
故答案为:y=﹣ax2+bx.
②∵抛物线L2的对称轴为直线:x=﹣=.
∴当抛物线L1的特征点C(a,b)在抛物线L2的对称轴上时,有a=,
∴a与b的关系式为b=2a2.
③∵抛物线L1、L2与x轴有两个不同的交点M、N,
∴在抛物线L1:y=ax2+bx中,令y=0,即ax2+bx=0,
解得:x1=﹣,x2=0(舍去),
即点M(﹣,0);
在抛物线L2:y=﹣ax2+bx中,令y=0,即﹣ax2+bx=0,
解得:x1=,x2=0(舍去),
即点N(,0).
∵b=2a2,
∴点M(﹣2a,0),点N(2a,0),点C(a,2a2).
∴MN=2a﹣(﹣2a)=4a,MC=,NC=.
因此以点C、M、N为顶点的三角形是等腰三角形时,有以下三种可能:
(i)MC=MN,此时有:=4a,即9a2+4a4=16a2,
解得:a=0,或a=±,
∵a<0,
∴a=﹣;
(ii)NC=MN,此时有:=4a,即a2+4a4=16a2,
解得:a=0,或a=±,
∵a<0,
∴a=﹣;
(iii)MC=NC,此时有:=,即9a2=a2,
解得:a=0,
又∵a<0,
∴此情况不存在.
综上所述:当以点C、M、N为顶点的三角形是等腰三角形时,a的值为﹣或﹣.
27.(8分)(2022•雨花区校级二模)在平面直角坐标系中,若两点的纵坐标互为相反数,横坐标不相等,则称这两点互为雅对称,其中一点叫做另一点的雅点.如点(﹣2,4),(1,﹣4)互为雅对称,在平面直角坐标系xOy中,点A的坐标为(2,1).
(1)直线y=x﹣1上是否存在点A的雅对称点?若存在,求出点A的雅点,若不存在,请说明理由.
(2)若点A的雅点B恰好落在反比例函数的图象上,且△AOB的面积为3,求k的值;
(3)抛物线y=ax2﹣2ax﹣3a上恰有两个点与点A互为雅对称,且这两个点之间的距离不超过6,请求出a的取值范围.
解:(1)存在,
由雅对称点的定义可得,点A(2,1)的雅对称点的纵坐标为﹣1.将y=﹣1代入y=x﹣1得,﹣1=x﹣1.
解得x=0,
∴存在,点A的雅点为(0,﹣1);
(2)由题意得,点B的纵坐标为﹣1,
设B(m,﹣1),
当k>0时,
分别过点A、B作AM⊥x轴,作BN⊥y轴,AM、BN交于点M,
由题意得,BN=﹣m,AM=2,ON=1,NM=2,
∴S△AOB=S△ABM﹣S△OBN﹣S梯形AMNO,
即×2(2﹣m)﹣×1×(﹣m)﹣×(2+1)×2=3.
解得m=﹣8,
∴B(﹣8,﹣1),
代入反比例函数y=得k=8;
当k<0时,
分别过点A、B作AM⊥y轴于M,作BN⊥y轴于N,
由题意得,OM=ON﹣1,AM=2.BN=m,
∴S△AOB=S梯形AMNO﹣S△OBN﹣S△AOM,
即×2×(2+m)﹣×1•m﹣×1×2=3,
解得m=4,
∴B(4,﹣1),
代入反比例函数y=得k=﹣4.
综上,k的值为8或﹣4;
(3)令y=﹣1,则ax2﹣2ax﹣3a=﹣1,
∴ax2﹣2ax﹣3a+1=0,
∵抛物线y=ax2﹣2ax﹣3a上恰有两个点与点A关于x轴纵对称,
∴Δ=(﹣2a)2﹣4a(﹣3a+1)=16a2﹣4a>0,
∴4a2﹣a>0,
设两个点的横坐标分别为x1、x2,
∴x1+x2=﹣=2,x1•x2=,
∵|x1﹣x2|≤6,
∴(x1﹣x2)2=(x1+x2)2﹣4x1•x2≤36,
∴4﹣4×≤36,
∴1﹣≤9,
①当a>0时,
1﹣≤9,且4a2﹣a>0,
解得a≥﹣,且a>,
∴a>;
∵与点A(2,1)关于x轴纵对称,
∴这两个点不能是(2,﹣1),
将(2,﹣1)代入ax2﹣2ax﹣3a=0得,
4a﹣4a﹣3a=﹣1,解得a=,
∴a≠,
∴a>且a≠;
②当a<0时,
1﹣≤9,且4a2﹣a>0,
解得a≤﹣,且a<,
∴a≤﹣;
综上,a的取值范围为a>且a≠或a≤﹣.
28.(9分)(2022•岳麓区校级模拟)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=a(x﹣h)2+k与x轴相交于O,A两点,顶点P的坐标为(2,﹣1).点B为抛物线上一动点,连接AP,AB,过点B的直线与抛物线交于另一点C.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)Q为y轴上一点,当△APQ周长最小时,求点Q的坐标及△APQ周长的最小值;
(3)若点B的横坐标与纵坐标相等,∠ABC=∠OAP,且点C位于x轴上方,求点C的坐标.
解:(1)∵顶点P的坐标为(2,﹣1),
∴y=a(x﹣2)2﹣1,
将点(0,0)代入,4a﹣1=0,
∴a=,
∴y=(x﹣2)2﹣1=x2﹣x;
(2)作P点关于y轴的对称点P',连接P'A交y轴于点Q,点Q即为所求点,
∵PQ=P'Q,
∴△APQ周长=AP+AQ+PQ=AP+AQ+P'Q≥AP+AP',
∴当点A、P'、Q三点共线时,△APQ周长最小,
∵P(2,﹣1),
∴P'(﹣2,﹣1),
令y=0,则x2﹣x=0,
解得x=0或x=4,
∴A(4,0),
设直线AP'的解析式为y=kx+b,
∴,
解得,
∴y=x﹣,
∴Q(0,﹣),
∵AP=,AP'=,
此时△APQ周长的最小值为+;
(3)∵点B的横坐标与纵坐标相等,B点在抛物线上,
∴x2﹣x=x,
解得x=8或x=0,
∴B(8,8)或B(0,0),
当B(0,0)时,如图2,过点C作CE⊥x轴交于点E,过点P作PQ⊥x轴交于点Q,
在Rt△APQ中,PQ=1,AP=2,
∴tan∠PAQ=,
∵∠ABC=∠OAP,
∴tan∠ABC=,
设C(t,t2﹣t),
∴=,
解得t=2(舍)或t=6,
∴C(6,3);
当B(8,8)时,如图3,过点A作AB⊥AD交BC于点D,
∴tan∠ABD=,
∴=,
∵A(4,0),B(8,8),
∴AB=4,
∴AD=2,
过B点作BF⊥x轴交于F点,过D点作DG⊥x轴交于G点,
∴△ABF∽△DAG,
∴==,
∴AG=4,DG=2,
∴G点与O点重合,
∴D(0,2),
设直线BD的解析式为y=k'x+b',
∴,
∴,
∴y=x+2,
联立方程组,
解得或(舍),
∴C(﹣1,);
综上所述:C点坐标为(6,3)或(﹣1,).
29.(10分)(2022•长沙县一模)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,与y轴交于点C(O,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,点F为线段BE的中点,点P,Q分别为x轴,y轴上的动点,当四边形EFPQ的周长取最小值时,求P,Q两点的坐标.
解:(1)∵抛物线的顶点坐标为E(2,8),
∴设抛物线的解析式为y=a(x﹣2)2+8,
∵抛物线经过点C(O,6),
∴4a+8=6.
∴a=﹣.
∴抛物线的表达式为y=﹣(x﹣2)2+8=﹣+2x+6.
(2)△BCE的形状是直角三角形,理由:
令y=0,则﹣+2x+6=0.
解得:x=6或﹣2.
∴B(6,0),A(﹣2,0).
∴OB=6.
∵C(O,6),
∴OC=6.
∴BC==6.
过点E作ED⊥OB于点D,过点C作CF⊥ED与点F,如图,
则四边形OCFD为矩形.
∴FD=OC=6.
∵E(2,8),
∴OD=2,DE=8,CF=2.
∴EF=DE﹣DF=2,
BD=OB﹣OD=4.
∴CE2=CF2+EF2=8,BE2=DE2+DB2=82+42=80.
∵BC2=72,
∴BC2+CE2=BE2.
∴∠ECB=90°.
∴△BCE的形状是直角三角形.
(3)作点E关于y轴的对称点E′,点F关于x轴的对称点F′,连接E′F′,分别交x轴,y轴于点P,Q,如图,
则此时四边形EFPQ的周长取最小值;
令y=0,则﹣+2x+6=0.
解得:x=6或﹣2.
∴B(6,0),A(﹣2,0).
∵E(2,8),
∴F(4,4).
∴F′(4,﹣4).
∵E(2,8),
∴E′(﹣2,8).
设直线E′F′的解析式为y=kx+b,
∴,
解得:.
∴直线E′F′的解析式为y=﹣2x+4.
令x=0,则y=4,
∴Q(0,4).
令y=0,则x=2.
∴P(2,0).
综上,当四边形EFPQ的周长取最小值时,求P,Q两点的坐标分别为(2,0),(0,4)
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