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2023学年二轮复习解答题专题三十九:抛物线上最值问题的探究
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2023学年二轮复习解答题专题三十九:
抛物线上最值问题的探究
典例分析
例1 (2022天津中考) 已知抛物线(a,b,c是常数,)的顶点为P,与x轴相交于点和点B.
(1)若,
①求点P的坐标;
②直线(m是常数,)与抛物线相交于点M,与相交于点G,当取得最大值时,求点M,G的坐标;
(2)若,直线与抛物线相交于点N,E是x轴的正半轴上的动点,F是y轴的负半轴上的动点,当的最小值为5时,求点E,F的坐标.
【答案】(1)①;②点M的坐标为,点G的坐标为;
(2)点和点;
【解析】
【分析】(1)①将b、c的值代入解析式,再将A点坐标代入解析式即可求出a的值,再用配方法求出顶点坐标即可;②先令y=0得到B点坐标,再求出直线BP的解析式,设点M的坐标为,则点G的坐标为,再表示出MG的长,配方求出最值得到M、G的坐标;
(2)根据,解析式经过A点,可得到解析式:,再表示出P点坐标,N点坐标,接着作点P关于y轴的对称点,作点N关于x轴的对称点,再把和的坐标表示出来,由题意可知,当取得最小值,此时,将字母代入可得:,求出a的值,即可得到E、F的坐标;
【小问1详解】
①∵抛物线与x轴相交于点,
∴.又,得.
∴抛物线的解析式为.
∵,
∴点P的坐标为.
②当时,由,
解得.
∴点B的坐标为.
设经过B,P两点的直线的解析式为,
有解得
∴直线的解析式为.
∵直线(m是常数,)与抛物线相交于点M,与相交于点G,如图所示:
∴点M的坐标为,点G的坐标为.
∴.
∴当时,有最大值1.
此时,点M的坐标为,点G的坐标为.
【小问2详解】
由(Ⅰ)知,又,
∴.
∴抛物线的解析式为.
∵,
∴顶点P的坐标为.
∵直线与抛物线相交于点N,
∴点N的坐标为.
作点P关于y轴的对称点,作点N关于x轴的对称点,如图所示:
得点的坐标为,点的坐标为.
当满足条件的点E,F落在直线上时,取得最小值,
此时,.
延长与直线相交于点H,则.
在中,.
∴.
解得(舍).
∴点的坐标为,点的坐标为.
则直线的解析式为.
∴点和点.
【点睛】本题考查二次函数的几何综合运用,熟练掌握待定系数法求函数解析式、配方法求函数顶点坐标、勾股定理解直角三角形等是解决此类问题的关键.
专题过关
1. (2022宜宾中考) 如图,抛物线与x轴交于、两点,与y轴交于点,其顶点为点D,连结AC.
(1)求这条抛物线所对应的二次函数的表达式及顶点D的坐标;
(2)在抛物线的对称轴上取一点E,点F为抛物线上一动点,使得以点A、C、E、F为顶点、AC为边的四边形为平行四边形,求点F的坐标;
(3)在(2)的条件下,将点D向下平移5个单位得到点M,点P为抛物线的对称轴上一动点,求的最小值.
【答案】(1),顶点D的坐标为
(2)或
(3)
【解析】
【分析】(1)用待定系数法求解二次函数解析式,再化成顶点式即可得出顶点坐标;
(2)先用待定系数法求直线AC解析式为,再过点F作于点G,证,得,设F点的坐标为,则G点的坐标为,所以,即可求出或,从而求得点F坐标;
(3),是平移得得点M的坐标为,则(2)知点与点关于对称轴对称,连结,对称轴于点H,连结、,过点作于点N,交对称轴于点P,则,,.在中,,则在中,,所以,所以为最小值,根据,所以,即可求出.
【小问1详解】
解:∵抛物线经过点,,,
∴,解得:,
∴抛物线的解析式为:=-(x-1)2+4,
∴顶点D的坐标为;
【小问2详解】
解:设直线AC的解析式为:,
把点,代入得:,,
∴直线AC解析式为:,
过点F作于点G,
∵以A、C、E、F四点为顶点的四边形是以AC为边的平行四边形,
∴,AC=EF,
又∵,
∴
∴,
∴,
设F点的坐标为,
则G点的坐标为,
∴,
∴或,当时,,
∴,
当时,
∴,
∴或;
【小问3详解】
解:由题意,得点M的坐标为,
由题意知:点与点关于对称轴对称,
连结,对称轴于点H,连结、,过点作于点N,交对称轴于点P,则,,.
在中,,则在中,
∴,
又∵
∴为最小值,
又∵,
∴,
∴求得的最小值为.
【点睛】本题考查用待定系数法求函数解析式,二次函数图象性质,平行四边形的性质,解直角三角形,利用轴对称求最小值,本题属二次函数综合题目,掌握二交次函数图象性质和灵活运用是解题的关键.
2. (2022雅安中考)已知二次函数y=ax2+bx+c的图象过点A(﹣1,0),B(3,0),且与y轴交于点C(0,﹣3).
(1)求此二次函数的表达式及图象顶点D的坐标;
(2)在此抛物线的对称轴上是否存在点E,使△ACE为Rt△,若存在,试求点E的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)在平面直角坐标系中,存在点P,满足PA⊥PD,求线段PB的最小值.
【答案】(1)
(2)E的坐标为:或或或
(3)BP的最小值为:
【解析】
【分析】(1)根据题意可设抛物线为再代入C的坐标可得函数解析式,化为顶点式可得顶点坐标;
(2)如图,由可得抛物线对称轴为:设 而A(﹣1,0),C(0,-3),再利用勾股定理分别表示 再分三种情况讨论即可;
(3)如图,连结AD,记AD的中点为H,由 则在以H为圆心,HA为半径的圆H上,不与A,D重合,连结BH,交圆H于P,则PB最短,再求解H的坐标,结合勾股定理可得答案.
【小问1详解】
解: 二次函数y=ax2+bx+c的图象过点A(﹣1,0),B(3,0),
∴设二次函数为:
把C(0,﹣3)代入抛物线可得:
解得:
∴抛物线为:
【小问2详解】
如图,由
可得抛物线的对称轴为:
设 而A(﹣1,0),C(0,-3),
当时,,
解得 即
当时,
解得: 即
当时,
整理得:
解得:
综上:E的坐标为:或或或
【小问3详解】
如图,连结AD,记AD的中点为H,由
则在以H为圆心,HA为半径的圆H上,不与A,D重合,
连结BH,交圆H于P,则PB最短,
即BP的最小值为:
【点睛】本题考查的是利用待定系数法求解抛物线的解析式,二次函数的性质,勾股定理的应用,二次函数与圆的综合,判断PB最小时,P的位置是解本题的关键.
3. (2022凉山中考) 在平面直角坐标系xoy中,已知抛物线y=-x2+bx+c经过点A(-1,0)和点B(0,3),顶点为C,点D在其对称轴上,且位于点C下方,将线段DC绕点D按顺时针方向旋转90°,点C落在抛物线上的点P处.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求点P的坐标;
(3)将抛物线平移,使其顶点落在原点O,这时点P落在点E的位置,在y轴上是否存在点M,使得MP+ME的值最小,若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,
【解析】
【分析】(1)根据点的坐标,利用待定系数法即可得;
(2)先求出抛物线的对称轴,再设点的坐标为,则,根据旋转的性质可得,从而可得,将点代入抛物线的解析式求出的值,由此即可得;
(3)先根据点坐标的平移规律求出点,作点关于轴的对称点,连接,从而可得与轴的交点即为所求的点,再利用待定系数法求出直线的解析式,由此即可得出答案.
【小问1详解】
解:将点代入得:,
解得,
则抛物线的解析式为.
【小问2详解】
解:抛物线的对称轴为直线,其顶点的坐标为,
设点的坐标为,则,
由旋转的性质得:,
,即,
将点代入得:,
解得或(舍去),
当时,,
所以点的坐标为.
【小问3详解】
解:抛物线的顶点的坐标为,
则将其先向左平移1个单位长度,再向下平移4个单位长度恰好落在原点,
这时点落在点的位置,且,
,即,恰好在对称轴直线上,
如图,作点关于轴的对称点,连接,
则,
由两点之间线段最短可知,与轴的交点即为所求的点,此时的值最小,即的值最小,
由轴对称的性质得:,
设直线的解析式为,
将点代入得:,
解得,
则直线的解析式为,
当时,,
故在轴上存在点,使得的值最小,此时点的坐标为.
【点睛】本题考查了求二次函数的解析式、二次函数的图象与性质、旋转的性质、点坐标的平移规律等知识点,熟练掌握待定系数法和二次函数的图象与性质是解题关键.
4. (2022广元中考)在平面直角坐标系中,直线y=﹣x﹣2与x轴交于点A,与y轴交于点B,抛物线y=ax2+bx+c(a>0)经过A,B两点,并与x轴的正半轴交于点C.
(1)求a,b满足的关系式及c的值;
(2)当a=时,若点P是抛物线对称轴上的一个动点,求△PAB周长的最小值;
(3)当a=1时,若点Q是直线AB下方抛物线上的一个动点,过点Q作QD⊥AB于点D,当QD的值最大时,求此时点Q的坐标及QD的最大值.
【答案】(1)2a=b+1,c=-2;
(2)△PAB周长最小值是2+2;
(3)此时Q(-1,-2),DQ最大值为.
【解析】
【分析】(1)先求得点A、点B的坐标,再利用待定系数法求解即可;
(2)先利用对称性找出△PAB周长最小时点P的位置,此时AP=CP,△PAB的周长最小值为:PB+PA+AB=BC+AB,根据勾股定理求出AB、BC的长即可求出△PAB最小值;
(3)过点Q作QF⊥x轴交于F点,交直线AB于点E,得到∠QED=∠EQD=45°,推出QD=ED=EQ,设Q(t,t2+t-2),E(t,-t-2),求得QE=-t2-2t,再利用二次函数的性质即可求解.
【小问1详解】
解:∵直线y=﹣x﹣2与x轴交于点A,与y轴交于点B,
∴点A的坐标为(-2,0),点B的坐标为(0,-2),
∵抛物线y=ax2+bx+c(a>0)经过A,B两点,
∴,
∴2a=b+1,c=-2;
【小问2详解】
解:当a=时,则b=-,
∴抛物线的解析式为y=x2-x-2,
抛物线的对称轴为直线x=1,
∵点A的坐标为(-2,0),
∴点C的坐标为(4,0) ,
△PAB的周长为:PB+PA+AB,且AB是定值,
∴当PB+PA最小时,△PAB的周长最小,
∵点A、C关于直线x=1对称,
∴连接BC交直线x=1于点P,此时PB+PA值最小,
∵AP=CP,
∴△PAB的周长最小值为:PB+PA+AB=BC+AB,
∵A(-2,0),B(0,-2),C(4,0),
∴OA=2,OB=2,OC=4,
由勾股定理得BC=2,AB=2,
∴△PAB的周长最小值是:2+2.
【小问3详解】
解:当a=1时,b=1,
∴抛物线的解析式为y=x2+x-2,
过点Q作QF⊥x轴交于F点,交直线AB于点E,
∵A(-2,0),B(0,-2),
∴OA=OB,
∴∠OAB=45°,
∵QD⊥AB,
∴∠AEF=∠QED=∠EQD=45°,
∴QD=ED=EQ,
设Q(t,t2+t-2),E(t,-t-2),
∴QE=-t-2-(t2+t-2)=-t2-2t,
∴DQ=QE=-(t2+2t)= -(t+1)2+,
当t=-1时,DQ有最大值,此时Q(-1,-2).
【点睛】本题是二次函数的综合题,熟练掌握二次函数的图象及性质,等腰直角三角形的性质是解题的关键.
5.(2022遂宁中考)(12分)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,其中点A的坐标为(﹣1,0),点C的坐标为(0,﹣3).
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,E为△ABC边AB上的一动点,F为BC边上的一动点,D点坐标为(0,﹣2),求△DEF周长的最小值;
(3)如图2,N为射线CB上的一点,M是抛物线上的一点,M、N均在第一象限内,B、N位于直线AM的同侧,若M到x轴的距离为d,△AMN面积为2d,当△AMN为等腰三角形时,求点N的坐标.
【分析】(1)利用待定系数法把问题转化为方程组解决;
(2)如图,设D1为D关于直线AB的对称点,D2为D关于ZX直线BC的对称点,连接D1E,D2F,D1D2.当D1,E.F.D2共线时,△DEF的周长最小,最小值为D1D2的长;
(3)求出直线AM的解析式,利用方程组求出点M的坐标,过点M作x轴的平行线l,过点N作y轴的平行线交x轴于点P,交直线l于点Q.分三种情形:当AM=AN时,当AM=MN时,当AN=MN时,分别构建方程求解.
【解答】解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c经过点A(﹣1,0),点C(0,﹣3).
∴,
∴,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3;
(2)如图,设D1为D关于直线AB的对称点,D2为D关于ZX直线BC的对称点,连接D1E,D2F,D1D2.
由对称性可知DE=D1E,DF=D2F,△DEF的周长=D1E+EF+D2F,
∴当D1,E.F.D2共线时,△DEF的周长最小,最小值为D1D2的长,
令y=0,则x2﹣2x﹣3=0,
解得x=﹣1或3,
∴B(3,0),
∴OB=OC=3,
∴△BOC是等腰直角三角形,
∵BC垂直平分DD2,且D(﹣2,0),
∴D2(1,﹣3),
∵D,D1关于x轴的长,
∴D1(0,2),
∴D1D2===,
∴△DEF的周长的最小值为.
(3)∵M到x轴距离为d,AB=4,连接BM.
∴S△ABM=2d,
又∵S△AMN=2d,
∴S△ABM=S△AMN,
∴B,N到AM的距离相等,
∵B,N在AM的同侧,
∴AM∥BN,
设直线BN的解析式为y=kx+m,
则有,
∴,
∴直线BC的解析式为y=x﹣3,
∴设直线AM的解析式为y=x+n,
∵A(﹣1,0),
∴直线AM的解析式为y=x+1,
由,解得或,
∴M(4,5),
∵点N在射线BC上,
∴设N(t,t﹣3),
过点M作x轴的平行线l,过点N作y轴的平行线交x轴于点P,交直线l于点Q.
∵A(﹣1,0),M(4,5),N(t,t﹣3),
∴AM=5,AN=,MN=,
∵△AMN是等腰三角形,
当AM=AN时,5=,
解得t=1±,
当AM=MN时,5=,
解得t=6±,
当AN=MN时,=,
解得t=,
∵N在第一象限,
∴t>3,
∴t的值为,1+,6+,
∴点N的坐标为(,)或(1+,﹣2+)或(6+,3+).
【点评】本题属于二次函数综合题,考查了二次函数的性质,一次函数的性质,轴对称最短问题,等腰三角形的判定和性质等知识,解题的关键是学会利用轴对称解决最短问题,学会用分类讨论的思想思考问题,属于中考压轴题.
6. (2022邵阳中考) 如图,已知直线y=2x+2与抛物线y=ax2+bx+c相交于A,B两点,点A在x轴上,点B在y轴上,点C(3,0)在抛物线上.
(1)求该抛物线的表达式.
(2)正方形OPDE的顶点O为直角坐标系原点,顶点P在线段OC上,顶点E在y轴正半轴上,若△AOB与△DPC全等,求点P的坐标.
(3)在条件(2)下,点Q是线段CD上的动点(点Q不与点D重合),将△PQD沿PQ所在的直线翻折得到△PQD',连接CD',求线段CD'长度的最小值.
【答案】(1)该抛物线的表达式为y=x2+x+2;
(2)点P的坐标为(1,0)或(2,0);
(3)线段CD'长度的最小值为1.
【解析】
【分析】(1)先求得点A(-1,0),点B(0,2),利用待定系数法即可求解;
(2)分两种情况讨论:△AOB≌△DPC和△AOB≌△CPD,利用全等三角形的性质求解即可;
(3)按照(2)的结论,分两种情况讨论,当P、D'、C三点共线时,线段CD'长度取得最小值,据此求解即可.
【小问1详解】
解:令x=0,则y=2x+2=2,令y=0,则0=2x+2,解得x=-1,
点A(-1,0),点B(0,2),
把A(-1,0),B(0,2),C(3,0)代入y=ax2+bx+c,
得,解得,
∴该抛物线的表达式为y=x2+x+2;
【小问2详解】
解:若△AOB和△DPC全等,且∠AOB=∠DPC=90°,
分两种情况:
①△AOB≌△DPC,则AO=PD=1,OB=PC=2,
∵OC=3,
∴OP=3-2=1,
∴点P的坐标为(1,0);
②△AOB≌△CPD,则OB=PD=2,
∴正方形OPDE的边长为2,
∴点P的坐标为(2,0);
综上,点P的坐标为(1,0)或(2,0);
【小问3详解】
解:①点P的坐标为(1,0)时,
∵△PQD'与△PQD关于PQ对称,
∴PD'=PD,
∴点D'在以点P为圆心,1为半径的圆上运动,
当P、D'、C三点共线时,线段CD'长度取得最小值,最小值为2-1=1;
②点P的坐标为(2,0)时,
∵△PQD'与△PQD关于PQ对称,
∴PD'=PD,
∴点D'在以点P为圆心,2为半径的圆上运动,
当P、C、D'三点共线时,线段CD'长度取得最小值,最小值为2-1=1;
综上,线段CD'长度的最小值为1.
【点睛】此题主要考查了二次函数的综合应用,全等三角形的判定与性质以及待定系数法求二次函数解析式,正方形的性质的应用,点和圆的位置关系,解题的关键是正确进行分类讨论.
7. (2022常德中考) 如图,已经抛物线经过点,,且它的对称轴为.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)若点是抛物线对称轴上的一点,且点在第一象限,当的面积为15时,求的坐标;
(3)在(2)的条件下,是抛物线上的动点,当的值最大时,求的坐标以及的最大值
【答案】(1)
(2)
(3) 的最大值为
【解析】
【分析】(1)根据题意可设抛物线为再利用待定系数法求解抛物线的解析式即可;
(2)设 且 记OA与对称轴的交点为Q,设直线为: 解得: 可得直线为: 则 利用列方程,再解方程即可;
(3)如图,连接AB,延长AB交抛物线于P,则此时最大,由勾股定理可得最小值,再利用待定系数法求解AB的解析式,联立一次函数与二次函数的解析式,解方程组可得P的坐标.
【小问1详解】
解: 抛物线经过点,
∴设抛物线为:
抛物线过,且它的对称轴为.
解得:
∴抛物线为:
【小问2详解】
解:如图,点是抛物线对称轴上的一点,且点在第一象限,
设 且 记OA与对称轴的交点为Q,
设直线为:
解得:
直线为:
解得:或
∵ 则
【小问3详解】
如图,连接AB,延长AB交抛物线于P,则此时最大,
设AB为: 代入A、B两点坐标,
解得:
∴AB为:
解得:
【点睛】本题考查的是利用待定系数法求解二次函数的解析式,坐标与图形面积,三角形三边关系的应用,勾股定理的应用,确定最大时P的位置是解本题的关键.
8. (2022齐齐哈尔中考) 综合与探究
如图,某一次函数与二次函数的图象交点为A(-1,0),B(4,5).
(1)求抛物线的解析式;
(2)点C为抛物线对称轴上一动点,当AC与BC的和最小时,点C的坐标为 ;
(3)点D为抛物线位于线段AB下方图象上一动点,过点D作DE⊥x轴,交线段AB于点E,求线段DE长度最大值;
(4)在(2)条件下,点M为y轴上一点,点F为直线AB上一点,点N为平面直角坐标系内一点,若以点C,M,F,N为顶点的四边形是正方形,请直接写出点N的坐标.
【答案】(1)
(2)(1,2) (3)
(4)
【解析】
【分析】(1)将A(-1,0),B(4,5)代入得到关于m,n的二元一次方程组求解即可;
(2)抛物线的对称轴为,求出直线AB与对称轴的交点即可求解;
(3)设,则,则,根据二次函数的性质求解即可;
(4)根据题意画出图形,分情况求解即可.
【小问1详解】
解:将A(-1,0),B(4,5)代入得, ,
解这个方程组得,
抛物线的解析式为:;
小问2详解】
解:如图,设直线AB的解析式为:,
把点 A(-1,0),B(4,5)代入,
得,
解得 ,
直线AB的解析式为: ,
由(1)知抛物线的对称轴为,
点C为抛物线对称轴上一动点,,
当点C在AB上时,最小,
把x=1代入,得y=2,
点C的坐标为(1,2);
【小问3详解】
解:如图,由(2)知 直线AB的解析式为y=x+1
设,则,
则,
当时,DE有最大值为,
【小问4详解】
解:如图,直线AB的解析式为:y=x+1,
直线与y轴的交点为D(0,1),
,
,
若以点C,M,F,N为顶点的四边形是正方形,分情况讨论:
①过点C作轴于点,则为等腰直角三角形,过点C作 ,则四边形 为正方形,
依题意,知D与F重合,点 的坐标为(1,1);
②以为中心分别作点F,点C点的对称点 ,连接,则四边形是正方形,则点的坐标为(-1,2);
③延长到使,作于点,则四边形是正方形,则的坐标为(1,4);
④取的中点,的中点,则为正方形,则的坐标为,
综上所述,点N的坐标为:
【点睛】本题考查了用待定系数法求一次函数和二次函数的解析式,二次函数的性质,正方形的判定,根据题意正确画图是解本题的关键.
9. (2022牡丹江中考) 如图,已知抛物线(a>0)与x轴交于点B、C,与y轴交于点E,且点B在点C的左侧.
(1)若抛物线过点M(﹣2,﹣2),求实数a的值;
(2)在(1)的条件下,解答下列问题;
①求出△BCE的面积;
②在抛物线的对称轴上找一点H,使CH+EH的值最小,直接写出点H的坐标.
【答案】(1)a=4;(2)①6;②(﹣1,)
【解析】
【详解】解:(1)将M(﹣2,﹣2)代入抛物线解析式得:,
解得:a=4.
(2)①由(1)抛物线解析式,
当y=0时,得:,解得:.
∵点B在点C的左侧,
∴B(﹣4,0),C(2,0).
当x=0时,得:y=﹣2,
∴E(0,﹣2).
∴S△BCE=×6×2=6.
②∵,
∴抛物线对称轴为直线x=﹣1.
连接BE,与对称轴交于点H,即为所求.
设直线BE解析式为y=kx+b,
将B(﹣4,0)与E(0,﹣2)代入得:
,解得:.
∴直线BE解析式.
将x=﹣1代入得:,
∴H(﹣1,).
10. (2022梧州中考) 如图,在平面直角坐标系中,直线分别与x,y轴交于点A,B,抛物线恰好经过这两点.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)若点C的坐标是,将绕着点C逆时针旋转90°得到,点A的对应点是点E.
①写出点E的坐标,并判断点E是否在此抛物线上;
②若点P是y轴上的任一点,求取最小值时,点P的坐标.
【答案】(1)
(2)①点E在抛物线上;②(0,)
【解析】
【分析】(1)先求出A、B坐标,然后根据待定系数法求解即可;
(2)①根据旋转性质求出EF=AO=3,CF=CO=6,从而可求E的坐标,然后把E的坐标代入(1)的函数解析式中,从而判断出点E是否在抛物线上;
②过点P作PQ⊥AB于Q,证明△ABO∽△PBQ,从而求出,则可判断当P,E,Q三点共线,且EP⊥AB时,取最小值,然后根据待定系数法求直线EP解析式,即可求出点P的坐标.
【小问1详解】
解:当x=0时,y=-4,
当y=0时,,
∴x=-3,
∴A(-3,0),B(0,-4),
把A、B代入抛物线,
得,
∴,
∴抛物线解析式为;
【小问2详解】
①∵A(-3,0),C(0,6),
∴AO=3,CO=6,
由旋转知:EF=AO=3,CF=CO=6,∠FCO=90°
∴E到x轴的距离为6-3=3,
∴点E的坐标为(6,3),
当x=3时,,
∴点E在抛物线上;
②过点P作PQ⊥AB于Q,
又∠AOB=90°,
∴∠AOB=∠PQB,
在Rt△ABO中,AO=3,BO=4,
∴由勾股定理得:AB=5,
∵∠AOB=∠PQB,∠ABO=∠PBQ,
∴△ABO∽△PBQ,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴当P,E,Q三点共线,且EP⊥AB时,取最小值,
∵EP⊥AB,
∴设直线EP解析式为,
又E(6,0),
∴,
∴,
∴直线EP解析式为,
当x=0时,y=,
∴点P坐标为(0,).
【点睛】本题考查了待定系数法求二次函数函数解析式,相似三角形的判定与性质等,解第(2)题第②问的关键是正确作出点P的位置.
11.(2022桂林中考)(12分)如图,抛物线y=﹣x2+3x+4与x轴交于A,B两点(点A位于点B的左侧),与y轴交于C点,抛物线的对称轴l与x轴交于点N,长为1的线段PQ(点P位于点Q的上方)在x轴上方的抛物线对称轴上运动.
(1)直接写出A,B,C三点的坐标;
(2)求CP+PQ+QB的最小值;
(3)过点P作PM⊥y轴于点M,当△CPM和△QBN相似时,求点Q的坐标.
【考点】二次函数综合题.
【分析】(1)由y=﹣x2+3x+4可得A(﹣1,0),B(4,0),C(0,4);
(2)将C(0,4)向下平移至C',使CC'=PQ,连接BC'交抛物线的对称轴l于Q,可知四边形CC'QP是平行四边形,及得CP+PQ+BQ=C'Q+PQ+BQ=BC'+PQ,而B,Q,C'共线,故此时CP+PQ+BQ最小,最小值为BC'+PQ的值,由勾股定理可得BC'=5,即得CP+PQ+BQ最小值为6;
(3)由在y=﹣x2+3x+4得抛物线对称轴为直线x=﹣=,设Q(,t),则Q(,t+1),M(0,t+1),N(,0),知BN=,QN=t,PM=,CM=|t﹣3|,①当=时,=,可解得Q(,)或(,);②当=时,=,得Q(,).
【解答】解:(1)在y=﹣x2+3x+4中,令x=0得y=4,令y=0得x=﹣1或x=4,
∴A(﹣1,0),B(4,0),C(0,4);
(2)将C(0,4)向下平移至C',使CC'=PQ,连接BC'交抛物线的对称轴l于Q,如图:
∵CC'=PQ,CC'∥PQ,
∴四边形CC'QP是平行四边形,
∴CP=C'Q,
∴CP+PQ+BQ=C'Q+PQ+BQ=BC'+PQ,
∵B,Q,C'共线,
∴此时CP+PQ+BQ最小,最小值为BC'+PQ的值,
∵C(0,4),CC'=PQ=1,
∴C'(0,3),
∵B(4,0),
∴BC'==5,
∴BC'+PQ=5+1=6,
∴CP+PQ+BQ最小值为6;
(3)如图:
由在y=﹣x2+3x+4得抛物线对称轴为直线x=﹣=,
设Q(,t),则Q(,t+1),M(0,t+1),N(,0),
∵B(4,0),C(0,4);
∴BN=,QN=t,PM=,CM=|t﹣3|,
∵∠CMP=∠QNB=90°,
∴△CPM和△QBN相似,只需=或=,
①当=时,=,
解得t=或t=,
∴Q(,)或(,);
②当=时,=,
解得t=或t=(舍去),
∴Q(,),
综上所述,Q的坐标是(,)或(,)或(,).
【点评】本题考查二次函数综合应用,涉及二次函数图象上点坐标的特征,线段和的最小值,相似三角形的性质及应用等,解题的关键是分类讨论思想的应用.
12. (2022武威中考)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于,两点,点在轴上,且,,分别是线段,上的动点(点,不与点,,重合).
(1)求此抛物线的表达式;
(2)连接并延长交抛物线于点,当轴,且时,求的长;
(3)连接.
①如图2,将沿轴翻折得到,当点在抛物线上时,求点的坐标;
②如图3,连接,当时,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)①;②
【解析】
【分析】(1)把点B代入抛物线关系式,求出a的值,即可得出抛物线的关系式;
(2)根据抛物线可求出点A的坐标,点C的坐标,根据,利用三角函数,求出DE的长,再求出点E的坐标,根据点P与点E的横坐标相同,得出点P的横坐标,代入抛物线的关系式,求出点P的纵坐标,即可得出EP的值,最后求出DP的值即可;
(3)①连接交于点,设,则,求出,得出点,将其代入抛物线关系式,列出关于a的方程,解方程,求出a的值,即可得出G的坐标;
②在下方作且,连接,,证明,得出,说明当,,三点共线时,最小,最小为,过作,垂足为,先证明∠CAH=45°,算出AC长度,即可求出CH、AH,得出HQ,最后根据勾股定理求出CQ的长度即可得出结果.
【小问1详解】
解:∵在抛物线上,
∴,解得,
∴,即;
【小问2详解】
在中,令,得,,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
,
∴,
∵轴,
∴,
∴,
∴,
∴.
【小问3详解】
①连接交于点,如图1所示:
∵与关于轴对称,
∴,,
设,则,
,
∴,
∵点在抛物线上,
∴,
解得(舍去),,
∴;
②在下方作且,连接,,如图2所示:
∵,
∴,
∴,
∴当,,三点共线时,最小,最小为,
过作,垂足为,
∵,,
∴,,
∵,
,,
,
∴
,
即的最小值为.
【点睛】本题主要考查了二次函数的综合应用,待定系数法求抛物线的关系式,全等三角形的判定和性质,解直角三角形,三角函数的定义,作出辅助线,证明,得出当,,三点共线时,最小,是解题的关键.
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