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2021年黑龙江省各市中考数学真题汇编——专题4二次函数
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这是一份2021年黑龙江省各市中考数学真题汇编——专题4二次函数,共30页。试卷主要包含了综合与探究等内容,欢迎下载使用。
2021年黑龙江各市中考数学真题汇编——专题4二次函数
一.选择题(共3小题)
1.(2021•牡丹江)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的顶点为(1,n),与x轴的一个交点B(3,0),与y轴的交点在(0,﹣3)和(0,﹣2)之间.下列结论中:①abc>0;②﹣2<b<−53;③(a+c)2﹣b2=0;④2c﹣a<2n,则正确的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.(2021•大庆)已知函数y=ax2﹣(a+1)x+1,则下列说法不正确的个数是( )
①若该函数图象与x轴只有一个交点,则a=1;
②方程ax2﹣(a+1)x+1=0至少有一个整数根;
③若1a<x<1,则y=ax2﹣(a+1)x+1的函数值都是负数;
④不存在实数a,使得ax2﹣(a+1)x+1≤0对任意实数x都成立.
A.0 B.1 C.2 D.3
3.(2021•齐齐哈尔)如图,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)图象的一部分与x轴的一个交点坐标为(1,0),对称轴为直线x=﹣1,结合图象给出下列结论:
①a+b+c=0;
②a﹣2b+c<0;
③关于x的一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的两根分别为﹣3和1;
④若点(﹣4,y1),(﹣2,y2),(3,y3)均在二次函数图象上,则y1<y2<y3;
⑤a﹣b<m(am+b)(m为任意实数).
其中正确的结论有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
二.填空题(共1小题)
4.(2021•牡丹江)将抛物线y=x2﹣2x+3向左平移2个单位长度,所得抛物线为 .
三.解答题(共8小题)
5.(2021•牡丹江)抛物线y=﹣x2+bx+c经过点A(﹣3,0)和点C(0,3).
(1)求此抛物线所对应的函数解析式,并直接写出顶点D的坐标;
(2)若过顶点D的直线将△ACD的面积分为1:2两部分,并与x轴交于点Q,则点Q的坐标为 .
注:抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的顶点坐标(−b2a,4ac−b24a)
6.(2021•哈尔滨)在平面直角坐标系中,点O为坐标系的原点,抛物线y=ax2+bx经过A(10,0),B(52,6)两点,直线y=2x﹣4与x轴交于点C,与y轴交于点D,点P为直线y=2x﹣4上的一个动点,连接PA.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,当点P在第一象限时,设点P的横坐标为t,△APC的面积为S,求S关于t的函数解析式(不要求写出自变量t的取值范围);
(3)如图2,在(2)的条件下,点E在y轴的正半轴上,且OE=OD,连接CE,当直线BP交x轴正半轴于点L,交y轴于点V时,过点P作PG∥CE交x轴于点G,过点G作y轴的平行线交线段VL于点F,连接CF,过点G作GQ∥CF交线段VL于点Q,∠CFG的平分线交x轴于点M,过点M作MH∥CF交FG于点H,过点H作HR⊥CF于点R,若FR+MH=GQ,求点P的坐标.
7.(2021•黑龙江)已知抛物线y=ax2+bx+3经过点A(1,0)和点B(﹣3,0),与y轴交于点C,P为第二象限内抛物线上一点.
(1)求抛物线的解析式,并写出顶点坐标;
(2)如图,连接PB,PO,PC,BC.OP交BC于点D,当S△CPD:S△BPD=1:2时,求出点D的坐标.
8.(2021•大庆)如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于原点O和点A,且其顶点B关于x轴的对称点坐标为(2,1).
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)抛物线的对称轴上存在定点F,使得抛物线y=ax2+bx+c上的任意一点G到定点F的距离与点G到直线y=﹣2的距离总相等.
①证明上述结论并求出点F的坐标;
②过点F的直线l与抛物线y=ax2+bx+c交于M,N两点.
证明:当直线l绕点F旋转时,1MF+1NF是定值,并求出该定值;
(3)点C(3,m)是该抛物线上的一点,在x轴,y轴上分别找点P,Q,使四边形PQBC周长最小,直接写出P,Q的坐标.
9.(2021•黑龙江)如图,抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和点B(﹣3,0),与y轴交于点C,连接BC,与抛物线的对称轴交于点E,顶点为点D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是对称轴左侧抛物线上的一个动点,点Q在射线ED上,若以点P、Q、E为顶点的三角形与△BOC相似,请直接写出点P的坐标.
10.(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,连接BC,OA=1,对称轴为直线x=2,点D为此抛物线的顶点.
(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,请直接写出点Q的坐标.
11.(2021•黑龙江)如图,抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和点B(﹣3,0),与y轴交于点C,连接BC,与抛物线的对称轴交于点E,顶点为点D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求△BOC的面积.
12.(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),与y轴交于点C,点D为抛物线的顶点,连接BD.直线y=−12x−52经过点A,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,并延长FG与线段BD交于点H(点H在第一象限),当∠EFG=3∠BAE且HG=2FG时,求出点F的坐标.
2021年黑龙江各市中考数学真题汇编——专题4二次函数
参考答案与试题解析
一.选择题(共3小题)
1.(2021•牡丹江)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的顶点为(1,n),与x轴的一个交点B(3,0),与y轴的交点在(0,﹣3)和(0,﹣2)之间.下列结论中:①abc>0;②﹣2<b<−53;③(a+c)2﹣b2=0;④2c﹣a<2n,则正确的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【解答】解:①∵函数图象开口向上,
∴a>0,
∵对称轴在y轴右侧,a与b异号,
∴b<0,
∵函数图象与y轴交负半轴,
∴c<0,故abc>0,正确
②∵顶点坐标(1,n),对称轴x=−b2a=1,
∴b=﹣2a<0,a=−b2,
∴B点(3,0)关于对称轴x=1对称点为(﹣1,0),
∴当x=﹣1时,y=a﹣b+c=0,得c=32b,
∵﹣3<c<﹣2,
∴﹣3<32b<−2,
∴﹣2<b<−43,错误.
③当x=﹣1时,y=a﹣b+c=0,(a+c)2﹣b2=(a+b+c)(a﹣b+c)=0,正确.
④当x=1,时,y=a+b+c=n,
∵a=−b2,c=32b,
∴n=2b,
∴2c﹣a=72b,
∵b<0,
∴72b>4b,即2c﹣a>2n,错误.
故选:B.
2.(2021•大庆)已知函数y=ax2﹣(a+1)x+1,则下列说法不正确的个数是( )
①若该函数图象与x轴只有一个交点,则a=1;
②方程ax2﹣(a+1)x+1=0至少有一个整数根;
③若1a<x<1,则y=ax2﹣(a+1)x+1的函数值都是负数;
④不存在实数a,使得ax2﹣(a+1)x+1≤0对任意实数x都成立.
A.0 B.1 C.2 D.3
【解答】解:①当a=0时,y=﹣x+1,此时函数图象与x轴交点为(1,0),故①错误;
②当a=0时,﹣x+1=0,解得x=1;
当a≠0时,ax2﹣(a+1)x+1=(x﹣1)(ax﹣1)=0,
解得x=1或x=1a,
故②正确;
③当a>0时,函数图象开口向上,若1a<x<1,则y<0;
当a<0时,函数图象开口向下,若1a<x<1,则y>0;
故③错误;
④当a≠0时,y=ax2﹣(a+1)x+1,Δ=(a﹣1)2≥0,
此时ax2﹣(a+1)x+1≤0函数与x至少有一个交点,
不能使ax2﹣(a+1)x+1≤0对任意实数x都成立;
当a=0时,﹣x+1≤0,不能使ax2﹣(a+1)x+1≤0对任意实数x都成立;
故④正确;
故选:C.
3.(2021•齐齐哈尔)如图,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)图象的一部分与x轴的一个交点坐标为(1,0),对称轴为直线x=﹣1,结合图象给出下列结论:
①a+b+c=0;
②a﹣2b+c<0;
③关于x的一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的两根分别为﹣3和1;
④若点(﹣4,y1),(﹣2,y2),(3,y3)均在二次函数图象上,则y1<y2<y3;
⑤a﹣b<m(am+b)(m为任意实数).
其中正确的结论有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【解答】解:①∵二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)图象的一部分与x轴的一个交点坐标为(1,0),
∴a+b+c=0,
故①正确;
②∵抛物线的对称轴为直线x=−b2a=−1,
∴b=2a,
∵抛物线开口向上,与y轴交于负半轴,
∴a>0,c<0,
∴a﹣2b+c=c﹣3a<0,
故②正确;
③由对称得:抛物线与x轴的另一交点为(﹣3,0),
∴关于x的一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的两根分别为﹣3和1,
故③正确;
④∵对称轴为直线x=﹣1,且开口向上,
∴离对称轴越近,y值越小,
∵|﹣4+1|=3,||﹣2+1|=1,|3+1|=4,
∵点(﹣4,y1),(﹣2,y2),(3,y3)均在二次函数图象上,
∴y2<y1<y3,
故④不正确;
⑤∵x=﹣1时,y有最小值,
∴a﹣b+c≤am2+bm+c(m为任意实数),
∴a﹣b≤m(am+b),
故⑤不正确.
所以正确的结论有①②③,共3个.
故选:C.
二.填空题(共1小题)
4.(2021•牡丹江)将抛物线y=x2﹣2x+3向左平移2个单位长度,所得抛物线为 y=(x+1)2+2 .
【解答】解:将抛物线y=x2﹣2x+3=(x﹣1)2+2向左平移2个单位长度得到解析式:y=(x+1)2+2,
故答案为:y=(x+1)2+2.
三.解答题(共8小题)
5.(2021•牡丹江)抛物线y=﹣x2+bx+c经过点A(﹣3,0)和点C(0,3).
(1)求此抛物线所对应的函数解析式,并直接写出顶点D的坐标;
(2)若过顶点D的直线将△ACD的面积分为1:2两部分,并与x轴交于点Q,则点Q的坐标为 Q1(−73,0),Q2(﹣1,0) .
注:抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的顶点坐标(−b2a,4ac−b24a)
【解答】解:(1)把点A(﹣3,0)和点C(0,3)代入y=﹣x2+bx+c得:−9−3b+c=0c=3,
解得:b=−2c=3,
∴y=﹣x2﹣2x+3,
∵y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4,
∴顶点D(﹣1,4).
(2)取线段AC的三等分点E、F,连接DE、DF交x轴于点Q1、Q2,则:
S△DAE:S△DEC=1:2,S△DAF:S△DFC=2:1,
∵点A(﹣3,0),点C(0,3),
∴E(﹣2,1),F(﹣1,2),
∴DF⊥x轴于点Q2,
∴Q2(﹣1,0),
设直线DE的解析式为:y=kx+b(k≠0),
把点D(﹣1,4),E(﹣2,1)代入,得:−k+b=4−2k+b=1,
解得:k=3b=7,
∴直线DE的表达式为:y=3x+7,
当y=0时,x=−73,
∴Q1(−73,0).
故答案为:Q1(−73,0),Q2(﹣1,0).
6.(2021•哈尔滨)在平面直角坐标系中,点O为坐标系的原点,抛物线y=ax2+bx经过A(10,0),B(52,6)两点,直线y=2x﹣4与x轴交于点C,与y轴交于点D,点P为直线y=2x﹣4上的一个动点,连接PA.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,当点P在第一象限时,设点P的横坐标为t,△APC的面积为S,求S关于t的函数解析式(不要求写出自变量t的取值范围);
(3)如图2,在(2)的条件下,点E在y轴的正半轴上,且OE=OD,连接CE,当直线BP交x轴正半轴于点L,交y轴于点V时,过点P作PG∥CE交x轴于点G,过点G作y轴的平行线交线段VL于点F,连接CF,过点G作GQ∥CF交线段VL于点Q,∠CFG的平分线交x轴于点M,过点M作MH∥CF交FG于点H,过点H作HR⊥CF于点R,若FR+MH=GQ,求点P的坐标.
【解答】解:(1)把A(10,0),B(52,6)代入y=ax2+bx,得到100a+10b=0254a+52b=6,
解得a=−825b=165,
∴抛物线的解析式为y=−825x2+165x.
(2)∵直线y=2x﹣4与x轴交于点C,与y轴交于点D,
∴C(2,0),D(0,﹣4),
∵A(10,0),
∴OA=10,OC=2,
∴AC=8,
由题意P(t,2t﹣4),
∴S=12•PT•AC=12×8×(2t﹣4)=8t﹣16.
(3)如图2中,过点P作PT⊥CG于T,交CF于W,过点F作FJ⊥MH交MH的延长线于J,连接JQ.
∵PT⊥CG,
∴∠PTC=∠ODC=90°,
∴OD∥PT,
∴∠ODC=∠CPT,
∴tan∠CPT=tan∠ODC=OCOD=24=12,
∵HR⊥RF,FJ⊥MJ,MH∥CF,
∴RH⊥MJ,
∴∠FRH=∠RHJ=∠FJH=90°,
∴四边形RFJH是矩形,
∴RF=HJ,
∵RF+HM=MH+HJ=MJ=GQ,MJ∥GQ,
∴四边形MJQG是平行四边形,
∴JQ=GM,∠JQG=∠GMJ,
∵MF平分∠CFG,
∴∠CFM=∠MFG,
∵CF∥MH,
∴∠FMH=∠CFM,
∴∠FMH=∠MFH,
∴FH=HM,
∵∠MGH=∠FJH=90°,∠MHG=∠FHJ,
∴△MHG≌△FHJ(AAS),
∴MG=FJ=JQ,∠GMH=∠HFJ,
∴∠JFQ=∠JQF,∠GFJ=∠GQJ,
∴∠GFQ=∠GQF,
∵CF∥GQ,PT∥FG,
∴∠WPF=∠GFQ,∠WFP=∠GQF,
∴∠WPF=∠WFP,
∴WP=WF,
∵D,E关于x轴对称,
∴∠ECO=∠DCO=∠PCG,
∵EC∥PG,
∴∠PGC=∠ECO,
∴∠PCG=∠PGC,
∴PC=PG,
∵PT⊥CG,
∴CT=TG,
∵WT∥FG,
∴CW=WF,
∴WP=WC=WF,
∴∠CPF=90°,
∴∠LCP+∠PLC=90°,
∵∠ODC+∠OCD=90°,∠OCD=∠LCP,
∴∠PLC=∠ODC,
∴tan∠PLC=tan∠ODC=12,
∵B(52,6),
∴OL=52+12=292,
∴L(292,0),
∴直线PB的解析式为y=−12x+294,
由y=2x−4y=−12x+294,解得x=92y=5,
∴P(92,5).
7.(2021•黑龙江)已知抛物线y=ax2+bx+3经过点A(1,0)和点B(﹣3,0),与y轴交于点C,P为第二象限内抛物线上一点.
(1)求抛物线的解析式,并写出顶点坐标;
(2)如图,连接PB,PO,PC,BC.OP交BC于点D,当S△CPD:S△BPD=1:2时,求出点D的坐标.
【解答】解:(1)将点A(1,0)和点B(﹣3,0)代入函数解析式,
可得a+b+3=09a−3b+3=0,
解得:a=−1b=−2,
∴y=﹣x2﹣2x+3,
又∵y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4,
∴抛物线的顶点坐标为(﹣1,4);
(2)如图,过点D作DM⊥y轴,
由y=﹣x2﹣2x+3,当x=0时,y=3,
∴C点坐标为(0,3),
设直线BC的解析式为y=kx+b,将B(﹣3,0),C(0,3)代入,
可得:−3k+b=0b=3,
解得:k=1b=3,
∴直线BC的解析式为y=x+3,
∵S△CPD:S△BPD=1:2,
∴CDBD=12,BDBC=23,
又∵DM⊥y轴,
∴DM∥OB,
∴OMOC=BDBC=23,
∴OM3=23,
解得:OM=2,
在y=x+3中,当y=2时,x=﹣1,
∴D点坐标为(﹣1,2).
8.(2021•大庆)如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于原点O和点A,且其顶点B关于x轴的对称点坐标为(2,1).
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)抛物线的对称轴上存在定点F,使得抛物线y=ax2+bx+c上的任意一点G到定点F的距离与点G到直线y=﹣2的距离总相等.
①证明上述结论并求出点F的坐标;
②过点F的直线l与抛物线y=ax2+bx+c交于M,N两点.
证明:当直线l绕点F旋转时,1MF+1NF是定值,并求出该定值;
(3)点C(3,m)是该抛物线上的一点,在x轴,y轴上分别找点P,Q,使四边形PQBC周长最小,直接写出P,Q的坐标.
【解答】解:(1)∵顶点B关于x轴的对称点坐标为(2,1),
∴B(2,﹣1),
∴A(4,0),
将点O、点A、点B代入抛物线y=ax2+bx+c,
得到c=04a+2b+c=−116a+4b+c=0,解得a=14b=−1c=0,
∴y=14x2﹣x;
(2)①设F(2,m),G(x,y),
∴G点到直线y=﹣2的距离为|y+2|,
∴(y+2)2=y2+4y+4,
∵y=14x2﹣x,
∴(y+2)2=y2+4y+4=y2+x2﹣4x+4=y2+(x﹣2)2,
∴G到直线y=﹣2的距离与点(2,0)和G点的距离相等,
∴抛物线上的任意一点G到定点F的距离与点G到直线y=﹣2的距离总相等;
∵G到定点F的距离与点G到直线y=﹣2的距离相等,
∴(x﹣2)2+(m−14x2+x)2=(14x2−x+2)2,
整理得,m(m−12x2+2x)=0,
∵距离总相等,
∴m=0,
∴F(2,0);
②设过点F的直线解析式为y=kx﹣2k,M(xM,yM),N(xN,yN),
联立y=kx−2ky=14x2−x,整理得x2﹣(4+4k)x+8k=0,
∴xM+xN=4+4k,xM•xN=8k,
∴yM+yN=4k2,yM•yN=﹣4k2,
∵M到F点与M点到y=﹣2的距离相等,N到F点与N点到y=﹣2的距离相等,
∴1MF+1NF=12+yM+12+yN=4+yN+yM4+2(yN+yM)+yM⋅yN=4+4k24+2(4k2)−4k2=1,
∴1MF+1NF=1是定值;
(3)作B点关于y轴的对称点B',作C点关于x轴的对称点C',连接C'B'交x轴、y轴分别于点P、Q,
∵BQ=B'Q,CP=C'P,
∴四边形PQBC周长=BQ+PQ+PC+BC=B'Q+PQ+C'P+CB=C'B'+CB,
∵点C(3,m)是该抛物线上的一点
∴C(3,−34),
∵B(2,﹣1),
∴B'(﹣2,﹣1),C'(3,34),
∴直线B'C'的解析为y=720x−310,
∴Q(0,−310),P(67,0).
9.(2021•黑龙江)如图,抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和点B(﹣3,0),与y轴交于点C,连接BC,与抛物线的对称轴交于点E,顶点为点D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是对称轴左侧抛物线上的一个动点,点Q在射线ED上,若以点P、Q、E为顶点的三角形与△BOC相似,请直接写出点P的坐标.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+3过点A(1,0),B(﹣3,0),
∴a+b+3=09a−3b+3=0,
解得a=−1b=−2,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2﹣2x+3;
(2)令x=0,y=3,
∴OC=OB=3,即△OBC是等腰直角三角形,
∵抛物线的解析式为:y=﹣x2﹣2x+3,
∴抛物线对称轴为:x=﹣1,
∵EN∥y轴,
∴△BEN∽△BCO,
∴BNBO=ENCO,
∴23=EN3,
∴EN=2,
①若△PQE∽△OBC,如图所示,过点P作PH⊥ED垂足为H,
∴∠PEH=45°,
∴∠PHE=90°,
∴∠HPE=∠PEH=45°,
∴PH=HE,
∴设点P坐标(x,﹣x﹣1+2),
∴代入关系式得,﹣x﹣1+2=﹣x2﹣2x+3,
整理得,x2+x﹣2=0,
解得,x1=﹣2,x2=1(舍),
∴点P坐标为(﹣2,3),
②若△PEQ∽△OCB,如图所示,
设P(x,2),
代入关系式得,2=﹣x2﹣2x+3,
整理得,x2+2x﹣1=0,
解得,x1=−1−2,x2=−1+2(舍),
∴点P的坐标为(﹣1−2,2),
综上所述点P的坐标为(﹣1−2,2)或(﹣2,3).
10.(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,连接BC,OA=1,对称轴为直线x=2,点D为此抛物线的顶点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)抛物线上C、D两点之间的距离是 22 ;
(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,请直接写出点Q的坐标.
【解答】解:(1)∵OA=1,
∴A(﹣1,0),
又∵对称轴为x=2,
∴B(5,0),
将A,B代入解析式得:
0=a−2+c0=25a+10+c,
解得a=−12c=52,
∴y=−12x2+2x+52;
(2)由(1)得:C(0,52),D(2,92),
∴CD=(92−52)2+(2−0)2=22,
故答案为22;
(3)∵B(5,0),C(0,52),
∴直线BC的解析式为:y=−12x+52,
设E(x,−12x2+2x+52),
作EF∥y轴交BC于点F,
则F(x,−12x+52),
∴EF=−12x2+2x+52−(−12x+52)=−12x(x−5),
∴S△BCE=12×(xB−xC)×EF=12×5×[−12x(x−5)]=−54x(x−5),
当x=52时,S△BCE有最大值为12516;
(4)设P(2,y),Q(m,n),
由(1)知B(5,0),C(0,52),
若BC为矩形的对角线,
由中点坐标公式得:5+0=2+m0+52=y+n,
解得:m=3n=52−y,
又∵∠BPC=90°,
∴PC2+PB2=BC2,
即:22+(52−y)2+32+y2=52+(52)2,
解得y=4或y=−32,
∴n=−32或n=4,
∴Q(3,−32)或Q(3,4),
若BP为矩形得对角线,
由中点坐标公式得5+2=0+m0+y=52+n,
解得m=7n=y−52,
又∵∠BCP=90°,
BC2+CP2=BP2,
即:52+(52)2+22+(52−y)2=32+y2,
解得y=132,
∴Q(7,4),
若BQ为矩形的对角线,
由中点坐标公式得5+m=2+00+n=y+52,
解得:m=−3n=y+52,
又∵∠BCQ=90°,
∴BC2+CQ2=BQ2,
即:52+(52)2+m2+(52−n)2=(5−m)2+n2,
解得n=−72,
∴Q(﹣3,−72),
综上,点Q的坐标为(3,−32)或(3,4),或(7,4)或(﹣3,−72).
11.(2021•黑龙江)如图,抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和点B(﹣3,0),与y轴交于点C,连接BC,与抛物线的对称轴交于点E,顶点为点D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求△BOC的面积.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和点B(﹣3,0),
∴a+b+3=09a−3b+3=0,
解得a=−1b=−2,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣2x+3;
(2)由(1)知,y=﹣x2﹣2x+3,
∴点C的坐标为(0,3),
∴OC=3,
∵点B的坐标为(﹣3,0),
∴OB=3,
∵∠BOC=90°,
∴△BOC的面积是OB⋅OC2=3×32=92.
12.(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),与y轴交于点C,点D为抛物线的顶点,连接BD.直线y=−12x−52经过点A,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,并延长FG与线段BD交于点H(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),B(1,0)代入抛物线y=ax2+bx+5(a≠0)得:
25a−5b+5=0a+b+5=0,
解得:a=−1b=−4,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2﹣4x+5;
(2)∵D(﹣2,9),B(1,0),点N是抛物线上的一点且△BDN是以DN为腰的等腰三角形,
∴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(﹣5,0),
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,BD与y轴交点为K,
∵∠KBO+∠OKB=90°,∠KBO+∠IQB=90°,
∴∠OKB=∠IQB,
在Rt△OKB中,sin∠OKB=1010,
∴sin∠IQB=BIBQ=1010,
∵I是BD的中点,BD=310,
∴BI=3102,
∴BQ=15,
∴Q(﹣14,0),I(−12,92)
设yQI=kx+b,代入得:
−14k+b=0−12k+b=92,
解得:k=13b=143,
∴yQI=13x+143,
联立得:y=13x+143y=−x2−4x+5,
解得:x=−13±1816,
∴yQI=13x+143=13(−13±1816)+143=71±18118,
N2(−13−1816,71−18118),N3(−13+1816,71+18118),
方法二:如图2,
过点N作DS⊥NT交NT于点S,
设N(a,﹣a2﹣4a+5),D(﹣2,9),
∵DN=DB,
∴DS2+SN2=NT2+TB2,
∴(﹣2﹣a)2+(9+a2+4a﹣5)2=(﹣a2﹣4a+5)2+(1﹣a)2,
(2+a)2﹣(1﹣a)2=(a2+4a﹣5)2﹣(9+a2+4a﹣5)2,
(2+a+1﹣a)(2+a﹣1+a)=(a2+4a﹣5+a2+4a+4)(a2+4a﹣5﹣a2﹣4a﹣4),
解得:a=−13±1816,
把a=−13±1816代入﹣a2﹣4a+5=﹣(−13±1816)2﹣4(−13±1816)+5=71±18118,
∴N2(−13−1816,71−18118),N3(−13+1816,71+18118),
综上所述,N1(﹣5,0),N2(−13−1816,71−18118),N3(−13+1816,71+18118);
(3)如图1,在AE上取一点F,作AF的垂直平分线交x轴于点M,连接MF,则AM=MF,在AO上M点的右侧作FG=MF,
∴∠FGM=∠FMG,
∴∠EFG=∠BAE+∠FGM=∠BAE+∠FMG=∠BAE+2∠BAE=3∠BAE,
移动F点,当HG=2FG时,点F为所求.
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,
∴PFHR=PGRG=FGGH=12,GR=2PG,HR=2PF,
设F(m,−12m−52),
则OP=﹣m,PF=12m+52,
HR=2PF=m+5,
∵AP=m+5,
∴AP=2PF,
∵AM=AP﹣MP=2PF﹣MP,MF=AM,
∴在Rt△PMF中,PM2+PF2=MF2,PM2+PF2=(2PF﹣MP)2,
∴PM=34PF=34×m+52=38m+158,
∴GP=38m+158,
∴GR=2PG=34m+154,
∴PR=3PG=3PM,
∴AR=AP+PR=AP+3PM=2PF+3×34PF=174PF=178m+858,
∴OR=178m+858−5=178m+458,
∴H(178m+458,m+5),
∵B(1,0),D(﹣2,9),
∴BD解析式为:yBD=﹣3x+3,
把H代入上式并解得:m=−15159,
再把m=−15159代入y=−12x−52得:y=−7259,
∴F(−15159,−7259).
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