





中考数学二轮复习压轴题培优专练专题14 函数中的最值问题(2份打包,原卷版+解析版)
展开函数中的最值问题在中考中的考查频率较高,主要包括求线段之和的最小值(将军饮马型)、求线段之和的最小值(修桥模型)、胡不归求最值问题等。
一、求线段之和的最小值(将军饮马型)
1.在一条直线m上,求一点P,使PA+PB最小;
(1)点A、B在直线m两侧:
(2)点A、B在直线同侧:
A、A'是关于直线m的对称点。
2.在直线m、n上分别找两点P、Q,使PA+PQ+QB最小。
(1)两个点都在直线外侧:
(2)一个点在内侧,一个点在外侧:
(3)两个点都在内侧:
(4)台球两次碰壁模型
变式一:已知点A、B位于直线m,n 的内侧,在直线n、m分别上求点D、E点,使得围成的四边形ADEB周长最短.
变式二:已知点A位于直线m,n 的内侧, 在直线m、n分别上求点P、Q点PA+PQ+QA周长最短.
二、求线段之和的最小值(修桥模型)
已知A、B是两个定点,P、Q是直线m上的两个动点,P在Q的左侧,且PQ间长度恒定,在直线m上要求P、Q两点,使得PA+PQ+QB的值最小。(原理用平移知识解)
(1)点A、B在直线m两侧:
过A点作AC//m,且AC长等于PQ长,连接BC,交直线m于Q,Q向左平移PQ长,即为P点,此时P、Q即为所求的点。
(2)点A、B在直线m同侧:
过A点作AE//m,且AE长等于PQ长,作B关于m的对称点B',连接B'E,交直线m于Q,Q向左平移PQ长,即为P点,此时P、Q即为所求的点。
三、胡不归求最值(胡不归模型)
一动点P在直线MN外的运动速度为V1,在直线MN上运动的速度为V2,且V1
构造射线AD使得sin∠DAN=k,CH/AC=k,CH=kAC.
将问题转化为求BC+CH最小值,过B点作BH⊥AD交MN于点C,交AD于H点,此时BC+CH取到最小值,即BC+kAC最小.
在求形如“PA+kPB”的式子的最值问题中,关键是构造与kPB相等的线段,将“PA+kPB”型问题转化为“PA+PC”型.
(2022·西藏·统考中考真题)在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣ SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 +(m﹣1)x+2m与x轴交于A,B(4,0)两点,与y轴交于点C,点P是抛物线在第一象限内的一个动点.
(1)求抛物线的解析式,并直接写出点A,C的坐标;
(2)如图甲,点M是直线BC上的一个动点,连接AM,OM,是否存在点M使AM+OM最小,若存在,请求出点M的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)如图乙,过点P作PF⊥BC,垂足为F,过点C作CD⊥BC,交x轴于点D,连接DP交BC于点E,连接CP.设△PEF的面积为S1,△PEC的面积为S2,是否存在点P,使得 SKIPIF 1 < 0 最大,若存在,请求出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
(1)将B(4,0)代入 SKIPIF 1 < 0 ,求出函数解析式即可求解;
(2)作O点关于BC的对称点 SKIPIF 1 < 0 ,连接A SKIPIF 1 < 0 交BC 于点M,连接B SKIPIF 1 < 0 ,当A、M、 SKIPIF 1 < 0 三点共线时,AM+OM有最小值,分别求出直线A SKIPIF 1 < 0 的解析式和直线BC的解析式,两直线的交点即为M点;
(3)连接PB,过P点作PG SKIPIF 1 < 0 y轴交CB于点G, 设 SKIPIF 1 < 0 ,则G(t,-t+4),由 SKIPIF 1 < 0 求出 SKIPIF 1 < 0 ,再由PF SKIPIF 1 < 0 CD,可得 SKIPIF 1 < 0 则 SKIPIF 1 < 0 当t=2时, SKIPIF 1 < 0 有最大值,同时可求P的坐标. SKIPIF 1 < 0
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ,A(﹣2,0);C(0,4)
(2)存在点M使AM+OM最小, M( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )
(3)存在, P(2,4)
【详解】(1)将B(4,0)代入y=﹣ SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 +(m﹣1)x+2m,
∴﹣8+4(m﹣1)+2m=0,
解得m=2,
∴y=﹣ SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 +x+4,
令x=0,则y=4,
∴C(0,4),
令y=0,则﹣ SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 +x+4=0,
解得x=4或x=﹣2,
∴A(﹣2,0);
(2)
存在点M使AM+OM最小,理由如下:
作O点关于BC的对称点 SKIPIF 1 < 0 ,连接A SKIPIF 1 < 0 交BC于点M,连接B SKIPIF 1 < 0 ,
由对称性可知,OM= SKIPIF 1 < 0 M,
∴AM+OM=AM+ SKIPIF 1 < 0 M SKIPIF 1 < 0 A SKIPIF 1 < 0 ,
当A、M、 SKIPIF 1 < 0 三点共线时,AM+OM有最小值,
∵B(4,0),C(0,4),
∴OB=OC,
∴∠CBO=45°,
由对称性可知∠ SKIPIF 1 < 0 BM=45°,
∴B SKIPIF 1 < 0 ⊥BO,
∴ SKIPIF 1 < 0 (4,4),
设直线A SKIPIF 1 < 0 的解析式为y=kx+b,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴y= SKIPIF 1 < 0 x+ SKIPIF 1 < 0 ,
设直线BC的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,
∴4 SKIPIF 1 < 0 +4=0,
∴ SKIPIF 1 < 0 =﹣1,
∴y=﹣x+4,
联立方程组 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴M( SKIPIF 1 < 0 );
(3)
在点P,使得 SKIPIF 1 < 0 最大,理由如下:
连接PB,过P点作PG SKIPIF 1 < 0 y轴交CB于点G,
设P(t,﹣ SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 +t+4),则G(t,﹣t+4),
∴PG=﹣ SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 +2t,
∵OB=OC=4,
∴BC=4 SKIPIF 1 < 0 ,
∴S△BCP= SKIPIF 1 < 0 ×4×(﹣ SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 +2t)=﹣ SKIPIF 1 < 0 +4t= SKIPIF 1 < 0 ×4 SKIPIF 1 < 0 ×PF,
∴PF=﹣ SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 + SKIPIF 1 < 0 t,
∵CD⊥BC,PF⊥BC,
∴PF SKIPIF 1 < 0 CD,
∴ SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ,
∵B、D两点关于y轴对称,
∴CD=4 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 =﹣ SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 ﹣4t)=﹣ SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 + SKIPIF 1 < 0 ,
∵P点在第一象限内,
∴0<t<4,
∴当t=2时, SKIPIF 1 < 0 有最大值 SKIPIF 1 < 0 ,
此时P(2,4).
本题考查二次函数的图像及性质,熟练掌握二次函数的图像及性质,轴对称求最短距离的方法,平行线的性质是解题的关键.
(2022·四川广元·统考中考真题)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= SKIPIF 1 < 0 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.
(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= SKIPIF 1 < 0 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.
【答案】(1)2a=b+1,c=-2;
(2)△PAB的周长最小值是2 SKIPIF 1 < 0 +2 SKIPIF 1 < 0 ;
(3)此时Q(-1,-2),DQ最大值为 SKIPIF 1 < 0 .
【详解】(1)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,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴2a=b+1,c=-2;
(2)解:当a= SKIPIF 1 < 0 时,则b=- SKIPIF 1 < 0 ,
∴抛物线的解析式为y= SKIPIF 1 < 0 x2- SKIPIF 1 < 0 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 SKIPIF 1 < 0 ,AB=2 SKIPIF 1 < 0 ,
∴△PAB的周长最小值是:2 SKIPIF 1 < 0 +2 SKIPIF 1 < 0 .
(3)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= SKIPIF 1 < 0 EQ,
设Q(t,t2+t-2),E(t,-t-2),
∴QE=-t-2-(t2+t-2)=-t2-2t,
∴DQ= SKIPIF 1 < 0 QE=- SKIPIF 1 < 0 (t2+2t)= - SKIPIF 1 < 0 (t+1)2+ SKIPIF 1 < 0 ,
当t=-1时,DQ有最大值 SKIPIF 1 < 0 ,此时Q(-1,-2).
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.
(2022·天津·统考中考真题)已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 (a,b,c是常数, SKIPIF 1 < 0 )的顶点为P,与x轴相交于点 SKIPIF 1 < 0 和点B.
(1)若 SKIPIF 1 < 0 ,
①求点P的坐标;
②直线 SKIPIF 1 < 0 (m是常数, SKIPIF 1 < 0 )与抛物线相交于点M,与 SKIPIF 1 < 0 相交于点G,当 SKIPIF 1 < 0 取得最大值时,求点M,G的坐标;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 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 SKIPIF 1 < 0 的最小值为5时,求点E,F的坐标.
(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 SKIPIF 1 < 0 ,则点G的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,再表示出MG的长,配方求出最值得到M、G的坐标;
(2)根据 SKIPIF 1 < 0 ,解析式经过A点,可得到解析式: SKIPIF 1 < 0 ,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 SKIPIF 1 < 0 ,作点N关于x轴的对称点 SKIPIF 1 < 0 ,再把 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的坐标表示出来,由题意可知,当 SKIPIF 1 < 0 取得最小值,此时 SKIPIF 1 < 0 ,将字母代入可得: SKIPIF 1 < 0 ,求出a的值,即可得到E、F的坐标;
【答案】(1)① SKIPIF 1 < 0 ;②点M的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,点G的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)点 SKIPIF 1 < 0 和点 SKIPIF 1 < 0 ;
【详解】(1)①∵抛物线 SKIPIF 1 < 0 与x轴相交于点 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 .又 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 .
∴抛物线的解析式为 SKIPIF 1 < 0 .
∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴点P的坐标为 SKIPIF 1 < 0 .
②当 SKIPIF 1 < 0 时,由 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 .
∴点B的坐标为 SKIPIF 1 < 0 .
设经过B,P两点的直线的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,
有 SKIPIF 1 < 0 解得 SKIPIF 1 < 0
∴直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式为 SKIPIF 1 < 0 .
∵直线 SKIPIF 1 < 0 (m是常数, SKIPIF 1 < 0 )与抛物线 SKIPIF 1 < 0 相交于点M,与 SKIPIF 1 < 0 相交于点G,如图所示:
∴点M的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,点G的坐标为 SKIPIF 1 < 0 .
∴ SKIPIF 1 < 0 .
∴当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 有最大值1.
此时,点M的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,点G的坐标为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)由(1)知 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 . SKIPIF 1 < 0
∴抛物线的解析式为 SKIPIF 1 < 0 .
∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴顶点P的坐标为 SKIPIF 1 < 0 .
∵直线 SKIPIF 1 < 0 与抛物线 SKIPIF 1 < 0 相交于点N,
∴点N的坐标为 SKIPIF 1 < 0 .
作点P关于y轴的对称点 SKIPIF 1 < 0 ,作点N关于x轴的对称点 SKIPIF 1 < 0 ,如图所示:
得点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 .
当满足条件的点E,F落在直线 SKIPIF 1 < 0 上时, SKIPIF 1 < 0 取得最小值,
此时, SKIPIF 1 < 0 .
延长 SKIPIF 1 < 0 与直线 SKIPIF 1 < 0 相交于点H,则 SKIPIF 1 < 0 .
在 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 .
∴ SKIPIF 1 < 0 .
解得 SKIPIF 1 < 0 (舍).
∴点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 .
则直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式为 SKIPIF 1 < 0 .
∴点 SKIPIF 1 < 0 和点 SKIPIF 1 < 0 .
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.
1.(2022·山东济南·校考一模)如图,直线 SKIPIF 1 < 0 与x轴交于点A,与y轴交于点C,抛物线 SKIPIF 1 < 0 过点A.
(1)求出抛物线解析式的一般式;
(2)抛物线上的动点D在一次函数的图象下方,求 SKIPIF 1 < 0 面积的最大值,并求出此时点D的坐标;
(3)若点P为x轴上任意一点,在(2)的结论下,求 SKIPIF 1 < 0 的最小值.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;
(2) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
(3)3.
【思路与分析】(1)利用函数 SKIPIF 1 < 0 求解 SKIPIF 1 < 0 的坐标,再把 SKIPIF 1 < 0 的坐标代入二次函数解析式可得答案,
(2)过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴交 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 ,得到 SKIPIF 1 < 0 ,利用二次函数的性质可得答案,
(3)作点 SKIPIF 1 < 0 关于 SKIPIF 1 < 0 轴的对称点 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,交 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,证明 SKIPIF 1 < 0 ,从而得到 SKIPIF 1 < 0 ,从而可得答案.
【详解】(1)解:令 SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 ,
∴点 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 .
(2)解:令 SKIPIF 1 < 0 ,化简可得: SKIPIF 1 < 0
解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
如图,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴交 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
所以:①当 SKIPIF 1 < 0 时,
SKIPIF 1 < 0 ;
②当 SKIPIF 1 < 0 时,
SKIPIF 1 < 0 ;
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 的面积有最大值,最大值是 SKIPIF 1 < 0 ,
此时 SKIPIF 1 < 0 点坐标为 SKIPIF 1 < 0 .
(3)解:作点 SKIPIF 1 < 0 关于 SKIPIF 1 < 0 轴的对称点 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,交 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 .
∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 则 SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 关于 SKIPIF 1 < 0 轴对称,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,此时 SKIPIF 1 < 0 最小.
∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 的最小值是3.
2.(2022·重庆铜梁·统考一模)如图1,二次函数 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 )的图象与x轴交于点A,B,与y轴交于点C, SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求二次函数的解析式;
(2)如图2,点P是直线 SKIPIF 1 < 0 上方抛物线上一点, SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 轴交 SKIPIF 1 < 0 于点D, SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 交x轴于点E,求 SKIPIF 1 < 0 的最大值;
(3)在(2)的条件下,当 SKIPIF 1 < 0 取最大值时,点M在该抛物线的对称轴上,满足 SKIPIF 1 < 0 的周长最小,点N为该坐标平面内一点,是否存在以点A,B,M,N为顶点的平行四边形,若存在,请直接写出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0
(3)存在,点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
【思路与分析】(1)先由点 SKIPIF 1 < 0 的坐标求得 SKIPIF 1 < 0 的长,然后结合 SKIPIF 1 < 0 的大小求得 SKIPIF 1 < 0 的值,即可得到点 SKIPIF 1 < 0 的坐标,然后用待定系数法求得抛物线的解析式;
(2)过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴交 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,然后结合 SKIPIF 1 < 0 得到四边形 SKIPIF 1 < 0 为平行四边形,进而得到 SKIPIF 1 < 0 ,然后求得直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式,设点 SKIPIF 1 < 0 的坐标,进而得到点 SKIPIF 1 < 0 和点 SKIPIF 1 < 0 的坐标,从而求得 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的长,再利用二次函数的性质求得 SKIPIF 1 < 0 最大值;
(3)求出直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,得出 SKIPIF 1 < 0 ,分两种情况,由平行四边形的性质可得出答案.
【详解】(1)因为二次函数解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,
由抛物线经过点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 设抛物线的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,
将点 SKIPIF 1 < 0 代入解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 抛物线的解析式为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴交 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 四边形 SKIPIF 1 < 0 为平行四边形,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
设直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,则
SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,
设点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,则点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 轴,
SKIPIF 1 < 0 点 SKIPIF 1 < 0 和点 SKIPIF 1 < 0 的纵坐标相等,即 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 的最大值为 SKIPIF 1 < 0 ;
(3)由(2)可得点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 抛物线的解析式为 SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 抛物线的对称轴为 SKIPIF 1 < 0 ,
连接 SKIPIF 1 < 0 交抛物线的对称轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的周长最小,
设直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 存在以点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为顶点的平行四边形,
若以 SKIPIF 1 < 0 为平行四边形的一边,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
若以 SKIPIF 1 < 0 为平行四边形的一条对角线,
SKIPIF 1 < 0 .
综上所述,存在以点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为顶点的平行四边形,点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
3.(2022·广东中山·统考三模)如图,抛物线 SKIPIF 1 < 0 与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,抛物线的对称轴为直线 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 ,过B的直线交y轴于点D,交抛物线于E,且 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线第四象限的图象上找一点P,使得 SKIPIF 1 < 0 的面积最大,求出点P的坐标;
(3)点M是线段BE上的一点,求 SKIPIF 1 < 0 的最小值,并求出此时点M的坐标.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0
(3) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
【思路与分析】(1) 由 SKIPIF 1 < 0 得点A的对称点B的坐标,将A、B坐标代入 SKIPIF 1 < 0 中, 利用待定系数法可求;
(2)求出直线BE的解析式,用m表示点P、H的坐标,进而表示线段PH,根据S△BDP= SKIPIF 1 < 0 ×PH×3,用含m的代数式表示 SKIPIF 1 < 0 的面积,利用二次函数的性质,求出S关于m的二次函数的顶点横坐标即可得出结论;
(3) 过点M作 SKIPIF 1 < 0 轴,过点E作 SKIPIF 1 < 0 轴,过A作 SKIPIF 1 < 0 交于点T,构造出直角三角形,利用三角函数找到与 SKIPIF 1 < 0 相等的线段,根据“垂线段最短”得 SKIPIF 1 < 0 的最小值,将二次函数与直线方程联立,解方程组,先求出点E坐标,点M坐标可求.
【详解】(1)解:∵对称轴为直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
∵抛物线 SKIPIF 1 < 0 经过A、B两点,
∴ SKIPIF 1 < 0 解得: SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
(2)∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
∴直线BE的解析式为: SKIPIF 1 < 0
过P作 SKIPIF 1 < 0 轴,交AB于点H
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
当 SKIPIF 1 < 0 时,即 SKIPIF 1 < 0 时 SKIPIF 1 < 0 的面积最大.
(3)(3)过点M作 SKIPIF 1 < 0 轴,过点E作 SKIPIF 1 < 0 轴,过A作 SKIPIF 1 < 0 交于点T
∵ SKIPIF 1 < 0 轴
∴ SKIPIF 1 < 0
∵ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 的最小值为AT.
由 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0 ,此时 SKIPIF 1 < 0
4.(2022·贵州黔东南·统考二模)如图,抛物线 SKIPIF 1 < 0 与x轴交于点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点M是抛物线对称轴上的动点,求 SKIPIF 1 < 0 的最小值;
(3)若点P是直线AC下方抛物线上的动点,过点P作 SKIPIF 1 < 0 于点Q,线段PQ是否存在最大值?若存在,求出此时点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0
(3)线段PQ存在最大值,此时点P坐标为 SKIPIF 1 < 0
【思路与分析】(1)根据点A和点B坐标使用待定系数法求解即可.
(2)连接MA,设直线AC与二次函数的对称轴交于N.根据轴对称的性质,两点之间,线段最短确定当点M与点N重合时,MB+MC取得最小值为AC,根据二次函数解析式求出点C坐标,再根据勾股定理即可求解.
(3)过点P作PD⊥x轴于D,交直线AC于E,设 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 ,设直线AC解析式为y=kx+d.根据等边对等角,三角形内角和定理,等角对等边确定QE=PQ,根据勾股定理确定 SKIPIF 1 < 0 ,进而确定当EP取得最大值时,PQ取得最大值,根据点A和点C坐标使用待定系数法求出直线AC解析式,进而用p表示EP的长度,再根据二次函数的最值求出p的值,最后代入计算即可.
【详解】(1)解:把点A和点B坐标代入抛物线解析式得 SKIPIF 1 < 0
解得 SKIPIF 1 < 0
所以抛物线的解析式为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)解:如下图所示,连接MA,设直线AC与二次函数的对称轴交于N.
∵ SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,
∴点A和点B关于二次函数的对称轴对称,OA=2.
∴MA=MB.
∴MB+MC=MA+MC.
∴当点M与点N重合时MA+MC取得最小值,即MB+MC取得最小值为AC.
∵抛物线 SKIPIF 1 < 0 与y轴交于点C,
∴ SKIPIF 1 < 0 .
∴OC=2.
∴ SKIPIF 1 < 0 .
∴MB+MC的最小值为 SKIPIF 1 < 0 .
(3)解:如下图所示,过点P作PD⊥x轴于D,交直线AC于E,设 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 ,设直线AC解析式为y=kx+d.
∵OA=2,OC=2,
∴OA=OC.
∴ SKIPIF 1 < 0 .
∵PD⊥x轴,
∴∠ADE=90°.
∴∠DEA=180°-∠ADE-∠OAC=45°.
∴∠QEP=∠DEA=45°.
∵PQ⊥AC,
∴∠PQE=90°, SKIPIF 1 < 0 .
∴∠QPE=180°-∠PQE-∠QEP=45°.
∴∠QPE=∠QEP.
∴QE=PQ.
∴ SKIPIF 1 < 0 .
∴ SKIPIF 1 < 0 .
∴当EP取得最大值时,PQ取得最大值.
把点A和点C坐标代入直线AC解析式得 SKIPIF 1 < 0
解得 SKIPIF 1 < 0
∴直线AC解析式为 SKIPIF 1 < 0 .
∴ SKIPIF 1 < 0 .
∴ SKIPIF 1 < 0 .
∴当 SKIPIF 1 < 0 时,EP取得最大值.
∴ SKIPIF 1 < 0 .
∴线段PQ存在最大值,此时点P坐标为 SKIPIF 1 < 0 .
5.(2022·辽宁沈阳·沈阳市第七中学校考模拟预测)如图,抛物线 SKIPIF 1 < 0 经过点 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 和点 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,且与 SKIPIF 1 < 0 轴交于点 SKIPIF 1 < 0 .
(1)分别求抛物线和直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式;
(2)在 SKIPIF 1 < 0 轴上有一动点 SKIPIF 1 < 0 ,抛物线上有一动点 SKIPIF 1 < 0 ,是否存在以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点 SKIPIF 1 < 0 的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)点 SKIPIF 1 < 0 为抛物线上位于直线 SKIPIF 1 < 0 上方的一点,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴交直线 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 为对称轴上一动点,当线段 SKIPIF 1 < 0 的长度最大时,求 SKIPIF 1 < 0 的最小值.
【答案】(1)抛物线的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式为 SKIPIF 1 < 0
(2)存在, SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
(3) SKIPIF 1 < 0
【思路与分析】(1)将点A(3,2)和点B(4,− SKIPIF 1 < 0 )代入y=ax2+bx+ SKIPIF 1 < 0 得
SKIPIF 1 < 0 ,可解得抛物线的解析式为y=ax2+bx+ SKIPIF 1 < 0 ,令x=0得y= SKIPIF 1 < 0 ,得C(0, SKIPIF 1 < 0 ),设直线BC的解析式为y=kx+ SKIPIF 1 < 0 ,将B(4,− SKIPIF 1 < 0 )代入可得直线BC的解析式为y=−x+ SKIPIF 1 < 0 ;
(2)设G(m,0), SKIPIF 1 < 0 ,又O(0,0),A(3,2),分三种情况:①若GH、OA为对角线,则GH、OA的中点重合,有 SKIPIF 1 < 0 ,可解得H(−1,2),②若GO、HA为对角线,则GO、HA的中点重合,有 SKIPIF 1 < 0 ,可解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ;③若GA、OH为对角线,则GA、OH的中点重合,有 SKIPIF 1 < 0 ,解得H(−1,2);
(3)作A关于抛物线对称轴的对称点 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 交抛物线对称轴于 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,即知t=2时,DE取最小值2,D(2, SKIPIF 1 < 0 ),抛物线 SKIPIF 1 < 0 的对称轴为直线 SKIPIF 1 < 0 ,得A(3,2)关于对称轴直线x=1的对称点 SKIPIF 1 < 0 ,有 SKIPIF 1 < 0 ,当D、P、 SKIPIF 1 < 0 共线时, SKIPIF 1 < 0 最小,即 SKIPIF 1 < 0 最小, SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0 的长, SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0 .
【详解】(1)解:把点A(3,2)和点B(4,− SKIPIF 1 < 0 )代入y=ax2+bx+ SKIPIF 1 < 0 得
SKIPIF 1 < 0
解得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 抛物线的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 中,令 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
设直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,将 SKIPIF 1 < 0 代入得:
SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,
答:抛物线的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)存在以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为顶点的四边形是平行四边形,理由如下:
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 若 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 为对角线,则 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的中点重合,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 此时 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 重合,舍去 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ;
SKIPIF 1 < 0 若 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 为对角线,则 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的中点重合,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ;
SKIPIF 1 < 0 若 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 为对角线,则 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的中点重合,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 舍去 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
综上所述, SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
(3)作A关于抛物线对称轴的对称点 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 交抛物线对称轴于 SKIPIF 1 < 0 ,如图:
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 取最小值 SKIPIF 1 < 0 ,此时 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 抛物线 SKIPIF 1 < 0 的对称轴为直线 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 关于对称轴直线 SKIPIF 1 < 0 的对称点 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 共线,
SKIPIF 1 < 0 此时 SKIPIF 1 < 0 最小,即 SKIPIF 1 < 0 最小, SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0 的长,
∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0 .
6.(2022·黑龙江大庆·统考一模)如图,已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 与x轴相交于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点,与y轴相交于点 SKIPIF 1 < 0 ,抛物线的顶点为D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若P是直线BC下方抛物线上任意一点,过点P作 SKIPIF 1 < 0 轴于点H,与BC交于点M.
①求线段PM长度的最大值.
②在①的条件下,若F为y轴上一动点,求 SKIPIF 1 < 0 的最小值.
【答案】(1)y=x2-2x-3
(2)① SKIPIF 1 < 0 ;② SKIPIF 1 < 0
【思路与分析】(1)将 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 ,待定系数法即可求得抛物线的解析式;
(2)①根据 SKIPIF 1 < 0 的解析式和抛物线的解析式,设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,表示 SKIPIF 1 < 0 的长,根据二次函数的最值可得:当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 的最大值;
②当 SKIPIF 1 < 0 取最大值时, SKIPIF 1 < 0 ,确定 SKIPIF 1 < 0 的位置:在 SKIPIF 1 < 0 轴的负半轴取点 SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 ,过 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 三点共线时,如图2, SKIPIF 1 < 0 最小,即 SKIPIF 1 < 0 的值最小,根据 SKIPIF 1 < 0 的直角三角形的性质可得结论.
【详解】(1)解:把 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 代入抛物线 SKIPIF 1 < 0 中
得: SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 抛物线的解析式为: SKIPIF 1 < 0 ;
(2)解:①如图,
令 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 的解析式为: SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 的解析式为: SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 有最大值为 SKIPIF 1 < 0 ;
②当 SKIPIF 1 < 0 有最大值, SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 轴的负半轴上取一点 SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 ,过 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0
当 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 三点共线时, SKIPIF 1 < 0 最小,即 SKIPIF 1 < 0 的值最小,
SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 的最小值是 SKIPIF 1 < 0 .
7.(2022·山东临沂·统考一模)如图,抛物线 SKIPIF 1 < 0 与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,直线 SKIPIF 1 < 0 过B、C两点,连接AC.
(1)求抛物线的解析式.
(2)点M(3,1)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,过点D作DE⊥x轴交直线BC于点E,点P为抛物线对称轴上一动点,当线段DE的长度最大时,求PD+PM的最小值.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0
【思路与分析】(1)根据一次函数解析式可求出点B,C的坐标,再代入抛物线解析式进而求解即可;
(2)设点D的坐标为(x, SKIPIF 1 < 0 ),则点E的坐标为(x, SKIPIF 1 < 0 ),由坐标得DE= SKIPIF 1 < 0 -( SKIPIF 1 < 0 )= SKIPIF 1 < 0 ,当x=2时,线段DE的长度最大,此时,点D的坐标为(2, SKIPIF 1 < 0 ),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°,由勾股定理得CD= SKIPIF 1 < 0 ,根据PD+PM=PC+PD=CD,即可求解.
【详解】(1)解:∵直线 SKIPIF 1 < 0 过B、C两点,且B,C分别在x轴和y轴上
当x=0时,y=1
当y=0时,x=4
∴点B(4,0),点C(0,1)
∵抛物线 SKIPIF 1 < 0 与x轴交于点B,与y轴交于点C,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴抛物线的解析式为: SKIPIF 1 < 0 .
(2)解:设点D的坐标为(x, SKIPIF 1 < 0 ),则点E的坐标为(x, SKIPIF 1 < 0 ),
∵点D为抛物线上位于直线BC上方的一点,
∴DE= SKIPIF 1 < 0 -( SKIPIF 1 < 0 )= SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 <0,
∴当x=2时,线段DE的长度最大,
此时,点D的坐标为(2, SKIPIF 1 < 0 ),
∵C(0,1),M(3,1),
∴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°,点F的坐标为(2,1),
∴CD= SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ,
∵PD+PM=PC+PD=CD,
∴PD+PM的最小值为 SKIPIF 1 < 0 .
8.(2021·贵州遵义·校考二模)在平面直角坐标系中,有一抛物线 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 ,顶点为 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的坐标分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴的垂线交抛物线于点 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 .把 SKIPIF 1 < 0 向右平移,当点 SKIPIF 1 < 0 刚好落在抛物线上时得 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的对应点分别是点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,如图(1).
(1)线段 SKIPIF 1 < 0 的长为__________,直角三角形平移的距离是__________,抛物线的对称轴是直线 SKIPIF 1 < 0 __________;
(2)将 SKIPIF 1 < 0 绕着点 SKIPIF 1 < 0 沿逆时针方向旋转,点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的对应点分别记为点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,当点 SKIPIF 1 < 0 落在抛物线的对称轴上时,在直线 SKIPIF 1 < 0 的下方的抛物线上有一点 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴的平行线交直线 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 .线段 SKIPIF 1 < 0 的长是否存在最大值,若存在,求出点 SKIPIF 1 < 0 的坐标,若不存在,说明理由;
(3)在(2)的条件下, SKIPIF 1 < 0 继续旋转,当点 SKIPIF 1 < 0 与点 SKIPIF 1 < 0 之间的距离最小时,求在整个旋转过程中点 SKIPIF 1 < 0 所经过的路径的长.
【答案】(1)3;5;1.
(2)存在, SKIPIF 1 < 0 .
(3) SKIPIF 1 < 0 .
【思路与分析】(1)将 SKIPIF 1 < 0 代入二次函数解析式可得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,由题意知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,进而可得 SKIPIF 1 < 0 的长,直角三角形平移的距离,根据对称轴的求解公式计算可得对称轴;
(2)由题意知 SKIPIF 1 < 0 ,在 SKIPIF 1 < 0 中,由勾股定理得 SKIPIF 1 < 0 ,进而可得 SKIPIF 1 < 0 坐标,设 SKIPIF 1 < 0 ,则有 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 。可知 SKIPIF 1 < 0 点坐标为 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,如图1,由图可知 SKIPIF 1 < 0 ,设直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,待定系数法求解直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,计算求解最大值即可;
(3)由 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,可知顶点坐标 SKIPIF 1 < 0 ,由题意知 SKIPIF 1 < 0 在以 SKIPIF 1 < 0 为圆心,4为半径的圆上,如图2,连接 SKIPIF 1 < 0 ,与 SKIPIF 1 < 0 的交点即为 SKIPIF 1 < 0 最小时的 SKIPIF 1 < 0 点,作 SKIPIF 1 < 0 轴, SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 与直线 SKIPIF 1 < 0 的交点,求解 SKIPIF 1 < 0 ,进而可得 SKIPIF 1 < 0 的值,进而根据弧长的公式求解即可.
【详解】(1)解:将 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴抛物线的对称轴是直线 SKIPIF 1 < 0 ,
故答案为:3;5;1.
(2)解:由题意知 SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 中,由勾股定理得 SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,则有 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 点坐标为 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
如图1,
由图可知 SKIPIF 1 < 0 ,
设直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,
将 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 代入解析式得 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴当 SKIPIF 1 < 0 时,线段 SKIPIF 1 < 0 的长最大,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴存在,点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 .
(3)解:由 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,可知顶点坐标 SKIPIF 1 < 0 ,
由题意知 SKIPIF 1 < 0 在以 SKIPIF 1 < 0 为圆心,4为半径的圆上,如图2,连接 SKIPIF 1 < 0 ,与 SKIPIF 1 < 0 的交点即为 SKIPIF 1 < 0 最小时的 SKIPIF 1 < 0 点,作 SKIPIF 1 < 0 轴, SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 与直线 SKIPIF 1 < 0 的交点,
∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
由旋转的性质可得 SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴整个旋转过程中点 SKIPIF 1 < 0 所经过的路径的长为 SKIPIF 1 < 0 .
9.(2022·甘肃天水·校考三模)如图,抛物线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴交于A、B两点,与 SKIPIF 1 < 0 轴交于点C,直线 SKIPIF 1 < 0 过B、C两点,连接AC.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求证: SKIPIF 1 < 0 ;
(3)点 SKIPIF 1 < 0 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,过点D作 SKIPIF 1 < 0 轴交直线BC于点E,点P为抛物线对称轴上一动点,当线段DE的长度最大时,求 SKIPIF 1 < 0 的最小值.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2)见解析;(3) SKIPIF 1 < 0
【思路与分析】(1)先利用直线 SKIPIF 1 < 0 得到点B和点C的坐标,利用待定系数法求解;
(2)根据解析式求得点A的坐标,求出两个三角形的边长,根据两组对应边成比例夹角相等求证;
(3)设点D的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,将线段DE的长用函数关系式表示为顶点式形式,利用函数的性质得到当 SKIPIF 1 < 0 时,线段DE的长度最大,得到点D的坐标,再利用轴对称及勾股定理求出答案即可.
【详解】(1)解:∵直线 SKIPIF 1 < 0 分别与 SKIPIF 1 < 0 轴和 SKIPIF 1 < 0 轴交于点B和点C,
∴点B的坐标为(4,0),点C的坐标为(0,2),
把 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别代入 SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴抛物线的解析式为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)∵抛物线 SKIPIF 1 < 0 与x轴交于点A,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴点A的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
又∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 .
(3)设点D的坐标为 SKIPIF 1 < 0
则点E的坐标为 SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
= SKIPIF 1 < 0
∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴当 SKIPIF 1 < 0 时,线段DE的长度最大.
此时,点D的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
∴点C和点M关于对称轴对称,
连接CD交对称轴于点P,此时 SKIPIF 1 < 0 最小.
连接CM交直线DE于点F,则 SKIPIF 1 < 0 ,点F的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 的最小值 SKIPIF 1 < 0 .
.
10.(2021·湖北襄阳·统考二模)在平面直角坐标系中,二次函数 SKIPIF 1 < 0 的图象经过点 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求 SKIPIF 1 < 0 的值,并用含 SKIPIF 1 < 0 的代数式表示 SKIPIF 1 < 0 .
(2)当 SKIPIF 1 < 0 时,
①求此函数的表达式,并写出当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 的最大值和最小值.
②如图:抛物线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴的左侧交点为 SKIPIF 1 < 0 ,作直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为直线 SKIPIF 1 < 0 下方抛物线上一动点,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,与 SKIPIF 1 < 0 交于点 SKIPIF 1 < 0 ,作 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 .是否存在点 SKIPIF 1 < 0 使 SKIPIF 1 < 0 的周长最大?若存在,请求出 SKIPIF 1 < 0 点的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)若线段 SKIPIF 1 < 0 的端点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的坐标分别为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,此二次函数的图象与线段 SKIPIF 1 < 0 只有一个公共点,求出 SKIPIF 1 < 0 的取值范围.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2)① SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的最大值为 SKIPIF 1 < 0 ;②存在, SKIPIF 1 < 0 ;(3) SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
【思路与分析】(1)把A、B的坐标分别代入解析式即可求解;
(2)①把解析式化成顶点式即可求得结论;②根据图象上点的坐标特征即可求得;
(3)当a>0时,若抛物线与线段CD只有一个公共点,则抛物线上的点(1,3a+10)在D点的上方,即可求解;②当a<0时,若抛物线的顶点在线段CD上,则抛物线与线段只有一个公共点,即可求解.
【详解】解:(1)把 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 .
把 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 .
(2)①当 SKIPIF 1 < 0 时,此函数表达式为 SKIPIF 1 < 0 ,图象开口向上.
由顶点坐标公式可知顶点坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0 .
观察图象结合增减性,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 有最大值,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 有最小值,
把 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 的最大值为 SKIPIF 1 < 0 .
② SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 点 SKIPIF 1 < 0 在左侧,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
设直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,把 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
代入可求 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 则 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 的周长为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0
当 SKIPIF 1 < 0 最大时,周长最大,
又 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
又因为 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 有最大值,即此刻 SKIPIF 1 < 0 周长最大,
把 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ;
(3)①当 SKIPIF 1 < 0 时,若抛物线与线段 SKIPIF 1 < 0 只有一个公共点(如图1),
SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
则抛物线上的点 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 点的上方,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 .
解得 SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ;
②当 SKIPIF 1 < 0 时,因为抛物线与线段只有一个公共点,
又图象经过点 SKIPIF 1 < 0 ,和 SKIPIF 1 < 0 则抛物线的顶点必在线段 SKIPIF 1 < 0 上,(如图2)
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 .
即 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,对称轴在 SKIPIF 1 < 0 轴左侧,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,故只能是 SKIPIF 1 < 0 ,
综上, SKIPIF 1 < 0 的取值范围是 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
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