第22章+二次函数(解答题提升题)-【人教版-中考真题】九年级数学上学期期末复习培优练习(四川)
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一.二次函数综合题(共22小题)
1.(2022•资阳)已知二次函数图象的顶点坐标为A(1,4),且与x轴交于点B(﹣1,0).
(1)求二次函数的表达式;
(2)如图,将二次函数图象绕x轴的正半轴上一点P(m,0)旋转180°,此时点A、B的对应点分别为点C、D.
①连结AB、BC、CD、DA,当四边形ABCD为矩形时,求m的值;
②在①的条件下,若点M是直线x=m上一点,原二次函数图象上是否存在一点Q,使得以点B、C、M、Q为顶点的四边形为平行四边形,若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
2.(2022•内江)如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣4,0),B(2,0),与y轴交于点C(0,2).
(1)求这条抛物线所对应的函数的表达式;
(2)若点D为该抛物线上的一个动点,且在直线AC上方,求点D到直线AC的距离的最大值及此时点D的坐标;
(3)点P为抛物线上一点,连接CP,直线CP把四边形CBPA的面积分为1:5两部分,求点P的坐标.
3.(2022•眉山)在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2﹣4x+c与x轴交于点A,B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,且点A的坐标为(﹣5,0).
(1)求点C的坐标;
(2)如图1,若点P是第二象限内抛物线上一动点,求点P到直线AC距离的最大值;
(3)如图2,若点M是抛物线上一点,点N是抛物线对称轴上一点,是否存在点M使以A,C,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
4.(2022•达州)如图1,在平面直角坐标系中,已知二次函数y=ax2+bx+2的图象经过点A(﹣1,0),B(3,0),与y轴交于点C.
(1)求该二次函数的表达式;
(2)连接BC,在该二次函数图象上是否存在点P,使∠PCB=∠ABC?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,直线l为该二次函数图象的对称轴,交x轴于点E.若点Q为x轴上方二次函数图象上一动点,过点Q作直线AQ,BQ分别交直线l于点M,N,在点Q的运动过程中,EM+EN的值是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.
5.(2022•凉山州)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.
6.(2022•自贡)已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0).
(1)若a=﹣1,且函数图象经过(0,3),(2,﹣5)两点,求此二次函数的解析式,直接写出抛物线与x轴交点及顶点坐标;
(2)在图①中画出(1)中函数的大致图象,并根据图象写出函数值y≥3时自变量x的取值范围;
(3)若a+b+c=0且a>b>c,一元二次方程ax2+bx+c=0两根之差等于a﹣c,函数图象经过P(﹣c,y1),Q(1+3c,y2)两点,试比较y1、y2的大小.
7.(2021•绵阳)如图,二次函数y=﹣x2﹣2x+4﹣a2的图象与一次函数y=﹣2x的图象交于点A、B(点B在右侧),与y轴交于点C,点A的横坐标恰好为a.动点P、Q同时从原点O出发,沿射线OB分别以每秒和2个单位长度运动,经过t秒后,以PQ为对角线作矩形PMQN,且矩形四边与坐标轴平行.
(1)求a的值及t=1秒时点P的坐标;
(2)当矩形PMQN与抛物线有公共点时,求时间t的取值范围;
(3)在位于x轴上方的抛物线图象上任取一点R,作关于原点(0,0)的对称点为R′,当点M恰在抛物线上时,求R′M长度的最小值,并求此时点R的坐标.
8.(2021•巴中)已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣2,0)、B(6,0)两点,与y轴交于点C(0,﹣3).
(1)求抛物线的表达式;
(2)点P在直线BC下方的抛物线上,连接AP交BC于点M,当最大时,求点P的坐标及的最大值;
(3)在(2)的条件下,过点P作x轴的垂线l,在l上是否存在点D,使△BCD是直角三角形,若存在,请直接写出点D的坐标;若不存在,请说明理由.
9.(2021•雅安)已知二次函数y=x2+2bx﹣3b.
(1)当该二次函数的图象经过点A(1,0)时,求该二次函数的表达式;
(2)在(1)的条件下,二次函数图象与x轴的另一个交点为点B,与y轴的交点为点C,点P从点A出发在线段AB上以每秒2个单位长度的速度向点B运动,同时点Q从点B出发,在线段BC上以每秒1个单位长度的速度向点C运动,直到其中一点到达终点时,两点停止运动,求△BPQ面积的最大值;
(3)若对满足x≥1的任意实数x,都使得y≥0成立,求实数b的取值范围.
10.(2021•凉山州)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,AC=,OB=OC=3OA.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在第二象限内的抛物线上确定一点P,使四边形PBAC的面积最大,求出点P的坐标;
(3)在(2)的结论下,点M为x轴上一动点,抛物线上是否存在一点Q,使点P、B、M、Q为顶点的四边形是平行四边形,若存在,请直接写出Q点的坐标;若不存在,请说明理由.
11.(2021•广元)如图1,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+c与x轴分别相交于A、B两点,与y轴相交于点C,下表给出了这条抛物线上部分点(x,y)的坐标值:
x
…
﹣1
0
1
2
3
…
y
…
0
3
4
3
0
…
(1)求出这条抛物线的解析式及顶点M的坐标;
(2)PQ是抛物线对称轴上长为1的一条动线段(点P在点Q上方),求AQ+QP+PC的最小值;
(3)如图2,点D是第四象限内抛物线上一动点,过点D作DF⊥x轴,垂足为F,△ABD的外接圆与DF相交于点E.试问:线段EF的长是否为定值?如果是,请求出这个定值;如果不是,请说明理由.
12.(2021•泸州)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=﹣x2+x+4与两坐标轴分别相交于A,B,C三点.
(1)求证:∠ACB=90°;
(2)点D是第一象限内该抛物线上的动点,过点D作x轴的垂线交BC于点E,交x轴于点F.
①求DE+BF的最大值;
②点G是AC的中点,若以点C,D,E为顶点的三角形与△AOG相似,求点D的坐标.
13.(2020•资阳)如图,抛物线y=ax2+bx+c的顶点C的坐标是(6,﹣4),它的图象经过点A(4,0),其对称轴与x轴交于点D.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)若点E是抛物线对称轴上一动点,点F是y轴上一动点,且点E、F在运动过程中始终保持DF⊥OE,垂足为点N,连接CN,当CN最短时,求点N的坐标;
(3)连接AC(若点P是x轴下方抛物线上一动点(点P与顶点C不重合),过点P作PM⊥AC于点M,是否存在点P,使PM、CM的长度是2倍关系.若存在,求出此时点P的坐标;若不存在,说明理由.
14.(2020•巴中)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A、B两点(点A在点B左侧),交y轴正半轴于点C,M为BC中点,点P为抛物线上一动点,已知点A坐标(﹣1,0),且OB=2OC=4OA.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当△PCM≌△POM时,求PM的长;
(3)当4S△ABC=5S△BCP时,求点P的坐标.
15.(2020•眉山)如图1,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,已知点B坐标为(3,0),点C坐标为(0,3).
(1)求抛物线的表达式;
(2)点P为直线BC上方抛物线上的一个动点,当△PBC的面积最大时,求点P的坐标;
(3)如图2,点M为该抛物线的顶点,直线MD⊥x轴于点D,在直线MD上是否存在点N,使点N到直线MC的距离等于点N到点A的距离?若存在,求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
16.(2020•绵阳)如图,抛物线过点A(0,1)和C,顶点为D,直线AC与抛物线的对称轴BD的交点为B(,0),平行于y轴的直线EF与抛物线交于点E,与直线AC交于点F,点F的横坐标为,四边形BDEF为平行四边形.
(1)求点F的坐标及抛物线的解析式;
(2)若点P为抛物线上的动点,且在直线AC上方,当△PAB面积最大时,求点P的坐标及△PAB面积的最大值;
(3)在抛物线的对称轴上取一点Q,同时在抛物线上取一点R,使以AC为一边且以A,C,Q,R为顶点的四边形为平行四边形,求点Q和点R的坐标.
17.(2020•内江)如图,抛物线y=ax2+bx+c经过A(﹣1,0)、B(4,0)、C(0,2)三点,点D(x,y)为抛物线上第一象限内的一个动点.
(1)求抛物线所对应的函数表达式;
(2)当△BCD的面积为3时,求点D的坐标;
(3)过点D作DE⊥BC,垂足为点E,是否存在点D,使得△CDE中的某个角等于∠ABC的2倍?若存在,求点D的横坐标;若不存在,请说明理由.
18.(2020•成都)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C(0,﹣2).
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)如图1,点D为第四象限抛物线上一点,连接AD,BC交于点E,连接BD,记△BDE的面积为S1,△ABE的面积为S2,求的最大值;
(3)如图2,连接AC,BC,过点O作直线l∥BC,点P,Q分别为直线l和抛物线上的点.试探究:在第一象限是否存在这样的点P,Q,使△PQB∽△CAB?若存在,请求出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
19.(2020•乐山)已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(5,0)两点,C为抛物线的顶点,抛物线的对称轴交x轴于点D,连接AC,BC,且tan∠CBD=,如图所示.
(1)求抛物线的解析式;
(2)设P是抛物线的对称轴上的一个动点.
①过点P作x轴的平行线交线段BC于点E,过点E作EF⊥PE交抛物线于点F,连接FB、FC,求△BCF的面积的最大值;
②连接PB,求PC+PB的最小值.
20.(2020•自贡)在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(﹣3,0)、B(1,0),交y轴于点N,点M为抛物线的顶点,对称轴与x轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,连接AM,点E是线段AM上方抛物线上一动点,EF⊥AM于点F,过点E作EH⊥x轴于点H,交AM于点D.点P是y轴上一动点,当EF取最大值时:
①求PD+PC的最小值;
②如图2,Q点为y轴上一动点,请直接写出DQ+OQ的最小值.
21.(2020•遂宁)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的图象经过A(1,0),B(3,0),C(0,6)三点.
(1)求抛物线的解析式.
(2)抛物线的顶点M与对称轴l上的点N关于x轴对称,直线AN交抛物线于点D,直线BE交AD于点E,若直线BE将△ABD的面积分为1:2两部分,求点E的坐标.
(3)P为抛物线上的一动点,Q为对称轴上动点,抛物线上是否存在一点P,使A、D、P、Q为顶点的四边形为平行四边形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
22.(2020•南充)已知二次函数图象过点A(﹣2,0),B(4,0),C(0,4).
(1)求二次函数的解析式.
(2)如图,当点P为AC的中点时,在线段PB上是否存在点M,使得∠BMC=90°?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)点K在抛物线上,点D为AB的中点,直线KD与直线BC的夹角为锐角θ,且tanθ=,求点K的坐标.
第22章 二次函数(解答题提升题)-【人教版-中考真题】九年级数学上学期期末复习培优练习(四川)
参考答案与试题解析
一.二次函数综合题(共22小题)
1.(2022•资阳)已知二次函数图象的顶点坐标为A(1,4),且与x轴交于点B(﹣1,0).
(1)求二次函数的表达式;
(2)如图,将二次函数图象绕x轴的正半轴上一点P(m,0)旋转180°,此时点A、B的对应点分别为点C、D.
①连结AB、BC、CD、DA,当四边形ABCD为矩形时,求m的值;
②在①的条件下,若点M是直线x=m上一点,原二次函数图象上是否存在一点Q,使得以点B、C、M、Q为顶点的四边形为平行四边形,若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵二次函数的图象的顶点坐标为A(1,4),
∴设二次函数的表达式为y=a(x﹣1)2+4,
又∵B(﹣1,0),
∴0=a(﹣1﹣1)2+4,
解得:a=﹣1,
∴y=﹣(x﹣1)2+4(或y=﹣x2+2x+3);
(2)①∵点P在x轴正半轴上,
∴m>0,
∴BP=m+1,
由旋转可得:BD=2BP,
∴BD=2(m+1),
过点A(1,4)作AE⊥x轴于点E,
∴BE=2,AE=4,
在Rt△ABE中,AB2=BE2+AE2=22+42=20,
当四边形ABCD为矩形时,AD⊥AB,
∴∠BAD=∠BEA=90°,
又∠ABE=∠DBA,
∴△BAE∽△BDA,
∴AB2=BE⋅BD,
∴4(m+1)=20,
解得m=4;
②由题可得点A(1,4)与点C关于点P(4,0)成中心对称,
∴C(7,﹣4),
∵点M在直线x=4上,
∴点M的横坐标为4,
存在以点B、C、M、Q为顶点的平行四边形,
1)当以BC为边时,平行四边形为BCMQ,点C向左平移8个单位,与点B的横坐标相同,
∴将点M向左平移8个单位后,与点Q的横坐标相同,
∴Q(﹣4,y1)代入y=﹣x2+2x+3,
解得:y1=﹣21,
∴Q(﹣4,﹣21),
2)当以BC为边时,平行四边形为BCQM,点B向右平移8个单位,与点C的横坐标相同,
∴将M向右平移8个单位后,与点Q的横坐标相同,
∴Q(12,y2)代入y=﹣x2+2x+3,
解得:y2=﹣117,
∴Q(12,﹣117),
3)当以BC为对角线时,点M向左平移5个单位,与点B的横坐标相同,
∴点C向左平移5个单位后,与点Q的横坐标相同,
∴Q(2,y3)代入y=﹣x2+2x+3,
得:y3=3,
∴Q(2,3),
综上所述,存在符合条件的点Q,其坐标为(﹣4,﹣21)或(2,3)或(12,﹣117).
2.(2022•内江)如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣4,0),B(2,0),与y轴交于点C(0,2).
(1)求这条抛物线所对应的函数的表达式;
(2)若点D为该抛物线上的一个动点,且在直线AC上方,求点D到直线AC的距离的最大值及此时点D的坐标;
(3)点P为抛物线上一点,连接CP,直线CP把四边形CBPA的面积分为1:5两部分,求点P的坐标.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣4,0),B(2,0),与y轴交于点C(0,2).
∴,
解得:,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣x+2;
(2)过点D作DH⊥AB于H,交直线AC于点G,过点D作DE⊥AC于E,如图.
设直线AC的解析式为y=kx+t,
则,
解得:,
∴直线AC的解析式为y=x+2.
设点D的横坐标为m,则点G的横坐标也为m,
∴DH=﹣m2﹣m+2,GH=m+2
∴DG=﹣m2﹣m+2﹣m﹣2=﹣m2﹣m,
∵DE⊥AC,DH⊥AB,
∴∠EDG+DGE=AGH+∠CAO=90°,
∵∠DGE=∠AGH,
∴∠EDG=∠CAO,
∴cos∠EDG=cos∠CAO==,
∴,
∴DE=DG=(﹣m2﹣m)=﹣(m2+4m)=﹣(m+2)2+,
∴当m=﹣2时,点D到直线AC的距离取得最大值.
此时yD=﹣×(﹣2)2﹣×(﹣2)+2=2,
即点D的坐标为(﹣2,2);
(3)如图,设直线CP交x轴于点E,
直线CP把四边形CBPA的面积分为1:5两部分,
又∵S△PCB:S△PCA=EB×(yC﹣yP):AE×(yC﹣yP)=BE:AE,
则BE:AE=1:5或5:1
则AE=5或1,
即点E的坐标为(1,0)或(﹣3,0),
将点E的坐标代入直线CP的表达式:y=nx+2,
解得:n=﹣2或,
故直线CP的表达式为:y=﹣2x+2或y=x+2,
联立方程组或,
解得:x=6或﹣(不合题意值已舍去),
故点P的坐标为(6,﹣10)或(﹣,﹣).
3.(2022•眉山)在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2﹣4x+c与x轴交于点A,B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,且点A的坐标为(﹣5,0).
(1)求点C的坐标;
(2)如图1,若点P是第二象限内抛物线上一动点,求点P到直线AC距离的最大值;
(3)如图2,若点M是抛物线上一点,点N是抛物线对称轴上一点,是否存在点M使以A,C,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵点A(﹣5,0)在抛物线y=﹣x2﹣4x+c的图象上,
∴0=﹣52﹣4×5+c
∴c=5,
∴点C的坐标为(0,5);
(2)过P作PE⊥AC于点E,过点P作PF⊥x轴交AC于点H,如图1:
∵A(﹣5,0),C(0,5)
∴OA=OC,
∴△AOC是等腰直角三角形,
∴∠CAO=45°,
∵PF⊥x轴,
∴∠AHF=45°=∠PHE,
∴△PHE是等腰直角三角形,
∴,
∴当PH最大时,PE最大,
设直线AC解析式为y=kx+5,
将A(﹣5,0)代入得0=﹣5k+5,
∴k=1,
∴直线AC解析式为y=x+5,
设P(m,﹣m2﹣4m+5),(﹣5<m<0),则H(m,m+5),
∴,
∵a=﹣1<0,
∴当时,PH最大为,
∴此时PE最大为,即点P到直线AC的距离值最大;
(3)存在,理由如下:
∵y=﹣x2﹣4x+5=﹣(x+2)2+9,
∴抛物线的对称轴为直线x=﹣2,
设点N的坐标为(﹣2,m),点M的坐标为(x,﹣x2﹣4x+5),
分三种情况:①当AC为平行四边形对角线时,
,
解得,
∴点M的坐标为(﹣3,8);
②当AM为平行四边形对角线时,
,
解得,
∴点M的坐标为(3,﹣16);
③当AN为平行四边形对角线时,
,
解得,
∴点M的坐标为(﹣7,﹣16);
综上,点M的坐标为:(﹣3,8)或(3,﹣16)或(﹣7,﹣16).
4.(2022•达州)如图1,在平面直角坐标系中,已知二次函数y=ax2+bx+2的图象经过点A(﹣1,0),B(3,0),与y轴交于点C.
(1)求该二次函数的表达式;
(2)连接BC,在该二次函数图象上是否存在点P,使∠PCB=∠ABC?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,直线l为该二次函数图象的对称轴,交x轴于点E.若点Q为x轴上方二次函数图象上一动点,过点Q作直线AQ,BQ分别交直线l于点M,N,在点Q的运动过程中,EM+EN的值是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+2经过点A(﹣1,0),B(3,0),
∴,
解得:
∴该二次函数的表达式为y=x2+x+2;
(2)存在,理由如下:
如图1,当点P在BC上方时,
∵∠PCB=∠ABC,
∴CP∥AB,即CP∥x轴,
∴点P与点C关于抛物线对称轴对称,
∵y=x2+x+2,
∴抛物线对称轴为直线x=﹣=1,
∵C(0,2),
∴P(2,2);
当点P在BC下方时,设CP交x轴于点D(m,0),
则OD=m,DB=3﹣m,
∵∠PCB=∠ABC,
∴CD=BD=3﹣m,
在Rt△COD中,OC2+OD2=CD2,
∴22+m2=(3﹣m)2,
解得:m=,
∴D(,0),
设直线CD的解析式为y=kx+d,则,
解得:,
∴直线CD的解析式为y=x+2,
联立,得,
解得:(舍去),,
∴P(,﹣),
综上所述,点P的坐标为(2,2)或(,﹣);
(3)由(2)知:抛物线y=x2+x+2的对称轴为直线x=1,
∴E(1,0),
设Q(t,t2+t+2),且﹣1<t<3,
设直线AQ的解析式为y=ex+f,则,
解得:,
∴直线AQ的解析式为y=(t+2)x﹣t+2,
当x=1时,y=﹣t+4,
∴M(1,﹣t+4),
同理可得直线BQ的解析式为y=(﹣t﹣)x+2t+2,
当x=1时,y=t+,
∴N(1,t+),
∴EM=﹣t+4,EN=t+,
∴EM+EN=﹣t+4+t+=,
故EM+EN的值为定值.
5.(2022•凉山州)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.
【解答】解:(1)把A(﹣1,0)和点B(0,3)代入y=﹣x2+bx+c,
得,
解得:,
∴抛物线解析式为y=﹣x2+2x+3;
(2)∵y=﹣(x﹣1)2+4,
∴C(1,4),抛物线的对称轴为直线x=1,
如图,设CD=t,则D(1,4﹣t),
∵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,
∴∠PDC=90°,DP=DC=t,
∴P(1+t,4﹣t),
把P(1+t,4﹣t)代入y=﹣x2+2x+3得:
﹣(1+t)2+2(1+t)+3=4﹣t,
整理得t2﹣t=0,
解得:t1=0(舍去),t2=1,
∴P(2,3);
(3)∵P点坐标为(2,3),顶点C坐标为(1,4),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,
∴E点坐标为(1,﹣1),
∴点E关于y轴的对称点F(﹣1,﹣1),
连接PF交y轴于M,则MP+ME=MP+MF=PF的值最小,
设直线PF的解析式为y=kx+n,
∴,
解得:,
∴直线PF的解析式为y=x+,
∴点M的坐标为(0,).
6.(2022•自贡)已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0).
(1)若a=﹣1,且函数图象经过(0,3),(2,﹣5)两点,求此二次函数的解析式,直接写出抛物线与x轴交点及顶点坐标;
(2)在图①中画出(1)中函数的大致图象,并根据图象写出函数值y≥3时自变量x的取值范围;
(3)若a+b+c=0且a>b>c,一元二次方程ax2+bx+c=0两根之差等于a﹣c,函数图象经过P(﹣c,y1),Q(1+3c,y2)两点,试比较y1、y2的大小.
【解答】解:(1)由题意可得:,
解得:,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4,
∴顶点坐标为(﹣1,4),
当y=0时,则0=﹣x2﹣2x+3,
∴x1=1,x2=﹣3,
∴抛物线与x轴的交点坐标为(1,0),(﹣3,0);
(2)如图,
当y=3时,3=﹣x2﹣2x+3,
∴x1=0,x2=﹣2,
由图象可得:当﹣2≤x≤0时,y≥3;
(3)∵a+b+c=0且a>b>c,
∴a>0,c<0,b=﹣a﹣c,一元二次方程ax2+bx+c=0必有一根为x=1,
∵一元二次方程ax2+bx+c=0两根之差等于a﹣c,
∴方程的另一个根为1+c﹣a,
∴抛物线y=ax2+bx+c的对称轴为:直线x=1+,
∴﹣=1+,
∴a+c=﹣a2+ac+2a,
∴(a﹣1)(a﹣c)=0,
∵a>c,
∴a=1,P(﹣c,y1),Q(1+3c,y2),
∴b=﹣1﹣c,
∴抛物线解析式为:y=x2﹣(1+c)x+c,
∴当x=﹣c时,则y1=(﹣c)2﹣(1+c)(﹣c)+c=2c2+c﹣,
当x=1+3c时,则y2=(1+3c)2﹣(1+c)(1+3c)+c=6c2+3c,
∴y2﹣y1=(6c2+3c)﹣(2c2+c﹣)=4(c+)2﹣,
∵b>c,
∴﹣1﹣c>c,
∴c<﹣,
∴4(c+)2﹣>0,
∴y2>y1.
7.(2021•绵阳)如图,二次函数y=﹣x2﹣2x+4﹣a2的图象与一次函数y=﹣2x的图象交于点A、B(点B在右侧),与y轴交于点C,点A的横坐标恰好为a.动点P、Q同时从原点O出发,沿射线OB分别以每秒和2个单位长度运动,经过t秒后,以PQ为对角线作矩形PMQN,且矩形四边与坐标轴平行.
(1)求a的值及t=1秒时点P的坐标;
(2)当矩形PMQN与抛物线有公共点时,求时间t的取值范围;
(3)在位于x轴上方的抛物线图象上任取一点R,作关于原点(0,0)的对称点为R′,当点M恰在抛物线上时,求R′M长度的最小值,并求此时点R的坐标.
【解答】解:(1)由题意知,交点A坐标为(a,﹣2a),代入y=﹣x2﹣2x+4﹣a2,
解得:a=﹣,
抛物线解析式为:y=﹣x2﹣2x+2,
当t=1秒时,OP=,设P的坐标为(x,y),
则,
解得或(舍去),
∴P的坐标为(1,﹣2);
(2)经过t秒后,OP=t,OQ=2t,
由(1)方法知,P的坐标为(t,﹣2t),Q的坐标为(2t,﹣4t),
由矩形PMQN的邻边与坐标轴平行可知,M的坐标为(2t,﹣2t),N的坐标为(t,﹣4t),
矩形PMQN在沿着射线OB移动的过程中,点M与抛物线最先相交,如图1,
然后公共点变为2个,点N与抛物线最后相离,然后渐行渐远,如图2,
将M(2t,﹣2t)代入y=﹣x2﹣2x+2,得2t2+t﹣1=0,
解得:t=,或t=﹣1(舍),
将N(t,﹣4t)代入y=﹣x2﹣2x+2,得(t﹣1)2=3,
解得:t=1+或t=1﹣(舍).
所以,当矩形PMQN与抛物线有公共点时,
时间t的取值范围是:≤t≤1+;
(3)设R(m,n),则R关于原点的对称点为R'(﹣m,﹣n),
当点M恰好在抛物线上时,M坐标为(1,﹣1),
过R'和M作坐标轴平行线相交于点S,如图3,
则R'M==,
又∵n=﹣m2﹣2m+2得(m+1)2=3﹣n,
消去m得:R'M=
=
=
=,
当n=时,R'M长度的最小值为,
此时,n=﹣m2﹣2m+2=,
解得:m=﹣1±,
∴点R的坐标是(﹣1±,).
8.(2021•巴中)已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣2,0)、B(6,0)两点,与y轴交于点C(0,﹣3).
(1)求抛物线的表达式;
(2)点P在直线BC下方的抛物线上,连接AP交BC于点M,当最大时,求点P的坐标及的最大值;
(3)在(2)的条件下,过点P作x轴的垂线l,在l上是否存在点D,使△BCD是直角三角形,若存在,请直接写出点D的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)将点A(﹣2,0)、B(6,0)、C(0,﹣3)代入y=ax2+bx+c,
得,
解得,
∴y=x2﹣x﹣3;
(2)如图1,过点A作AE⊥x轴交直线BC于点E,过P作PF⊥x轴交直线BC于点F,
∴PF∥AE,
∴=,
设直线BC的解析式为y=kx+d,
∴,
∴,
∴y=x﹣3,
设P(t,t2﹣t﹣3),则F(t,t﹣3),
∴PF=t﹣3﹣t2+t+3=﹣t2+t,
∵A(﹣2,0),
∴E(﹣2,﹣4),
∴AE=4,
∴===﹣t2+t=﹣(t﹣3)2+,
∴当t=3时,有最大值,
∴P(3,﹣);
(3)∵P(3,﹣),D点在l上,
如图2,当∠CBD=90°时,
过点B作GH⊥x轴,过点D作DG⊥y轴,DG与GH交于点G,过点C作CH⊥y轴,CH与GH交于点H,
∴∠DBG+∠GDB=90°,∠DBG+∠CBH=90°,
∴∠GDB=∠CBH,
∴△DBG∽△BCH,
∴=,即=,
∴BG=6,
∴D(3,6);
如图3,当∠BCD=90°时,
过点D作DK⊥y轴交于点K,
∵∠KCD+∠OCB=90°,∠KCD+∠CDK=90°,
∴∠CDK=∠OCB,
∴△OBC∽△KCD,
∴=,即=,
∴KC=6,
∴D(3,﹣9);
如图4,当∠BDC=90°时,
线段BC的中点T(3,﹣),BC=3,
设D(3,m),
∵DT=BC,
∴|m+|=,
∴m=﹣或m=﹣﹣,
∴D(3,﹣)或D(3,﹣﹣);
综上所述:△BCD是直角三角形时,D点坐标为(3,6)或(3,﹣9)或(3,﹣﹣)或(3,﹣).
9.(2021•雅安)已知二次函数y=x2+2bx﹣3b.
(1)当该二次函数的图象经过点A(1,0)时,求该二次函数的表达式;
(2)在(1)的条件下,二次函数图象与x轴的另一个交点为点B,与y轴的交点为点C,点P从点A出发在线段AB上以每秒2个单位长度的速度向点B运动,同时点Q从点B出发,在线段BC上以每秒1个单位长度的速度向点C运动,直到其中一点到达终点时,两点停止运动,求△BPQ面积的最大值;
(3)若对满足x≥1的任意实数x,都使得y≥0成立,求实数b的取值范围.
【解答】解:(1)把点A(1,0)代入y=x2+2bx﹣3b得:1+2b﹣3b=0,
解得:b=1,
∴二次函数的表达式为:y=x2+2x﹣3.
(2)如图1,对函数y=x2+2x﹣3,
当x=0时,y=﹣3,当y=0时,x1=﹣3,x2=1,
∴C(0,﹣3),B(﹣3,0),A(1,0),
∴AB=4,OB=OC=3,BC=3,
过点Q作QN⊥AB于点N,
∴sin∠NBQ=sin∠OBC,
∴,
设运动时间为t,则:BQ=t,AP=2t,
∴BP=4﹣2t,,
∴NQ=,
∴S△BPQ=,
∴当t=1时,△BPQ面积的最大值为.
(3)①∵二次函数y=x2+2bx﹣3b的图象开口向上,
∴当二次函数y=x2+2bx﹣3b的图象与x轴没有交点或只有1个交点时,x≥1总有y≥0成立(如图2);
此时△≤0,即(2b)2﹣4(﹣3b)≤0,
解得﹣3≤b≤0;
②当二次函数y=x2+2bx﹣3b的图象与x轴有2个交点时,
Δ=(2b)2﹣4(﹣3b)>0,可得b>0或b<﹣3,
设此时两交点为(x1,0),(x2,0),则x1+x2=﹣2b,x1•x2=﹣3b,
要使x≥1的任意实数x,都有y≥0,需x1≤1,x2≤1,即x1﹣1≤0,x2﹣1≤0(如图3),
∴(x1﹣1)+(x2﹣1)≤0且(x1﹣1)•(x2﹣1)≥0,
∴﹣2b﹣2≤0且﹣3b﹣(﹣2b)+1≥0,
解得﹣1≤b≤1,
∴此时0<b≤1,
总上所述,对满足x≥1的任意实数x,都使得y≥0成立,则﹣3≤b≤1.
10.(2021•凉山州)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,AC=,OB=OC=3OA.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在第二象限内的抛物线上确定一点P,使四边形PBAC的面积最大,求出点P的坐标;
(3)在(2)的结论下,点M为x轴上一动点,抛物线上是否存在一点Q,使点P、B、M、Q为顶点的四边形是平行四边形,若存在,请直接写出Q点的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵OC=3OA,AC=,∠AOC=90°,
∴OA2+OC2=AC2,即OA2+(3OA)2=()2,
解得:OA=1,
∴OC=3,
∴A(1,0),C(0,3),
∵OB=OC=3,
∴B(﹣3,0),
设抛物线解析式为y=a(x+3)(x﹣1),将C(0,3)代入,
得:﹣3a=3,
解得:a=﹣1,
∴y=﹣(x+3)(x﹣1)=﹣x2﹣2x+3,
∴该抛物线的解析式为y=﹣x2﹣2x+3;
(2)如图1,过点P作PK∥y轴交BC于点K,
设直线BC解析式为y=kx+n,将B(﹣3,0),C(0,3)代入,
得:,
解得:,
∴直线BC解析式为y=x+3,
设P(t,﹣t2﹣2t+3),则K(t,t+3),
∴PK=﹣t2﹣2t+3﹣(t+3)=﹣t2﹣3t,
∴S△PBC=S△PBK+S△PCK=PK•(t+3)+PK•(0﹣t)=PK=(﹣t2﹣3t),
S△ABC=AB•OC=×4×3=6,
∴S四边形PBAC=S△PBC+S△ABC=(﹣t2﹣3t)+6=﹣(t+)2+,
∵﹣<0,
∴当t=﹣时,四边形PBAC的面积最大,此时点P的坐标为(﹣,);
(3)存在.如图2,分两种情况:点Q在x轴上方或点Q在x轴下方.
①当点Q在x轴上方时,P与Q纵坐标相等,
∴﹣x2﹣2x+3=,
解得:x1=﹣,x2=﹣(舍去),
∴Q1(﹣,),
②当点Q在x轴下方时,P与Q纵坐标互为相反数,
∴﹣x2﹣2x+3=﹣,
解得:x1=﹣,x2=,
∴Q2(﹣,﹣),Q3(,﹣),
综上所述,Q点的坐标为Q1(﹣,),Q2(﹣,﹣),Q3(,﹣).
11.(2021•广元)如图1,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+c与x轴分别相交于A、B两点,与y轴相交于点C,下表给出了这条抛物线上部分点(x,y)的坐标值:
x
…
﹣1
0
1
2
3
…
y
…
0
3
4
3
0
…
(1)求出这条抛物线的解析式及顶点M的坐标;
(2)PQ是抛物线对称轴上长为1的一条动线段(点P在点Q上方),求AQ+QP+PC的最小值;
(3)如图2,点D是第四象限内抛物线上一动点,过点D作DF⊥x轴,垂足为F,△ABD的外接圆与DF相交于点E.试问:线段EF的长是否为定值?如果是,请求出这个定值;如果不是,请说明理由.
【解答】解:(1)根据表格可得出A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3),
设抛物线解析式为y=a(x+1)(x﹣3),
将C(0,3)代入,得:3=a(0+1)(0﹣3),
解得:a=﹣1,
∴y=﹣(x+1)(x﹣3)=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴该抛物线解析式为y=﹣x2+2x+3,顶点坐标为M(1,4);
(2)如图1,将点C沿y轴向下平移1个单位得C′(0,2),连接BC′交抛物线对称轴x=1于点Q′,
过点C作CP′∥BC′,交对称轴于点P′,连接AQ′,
∵A、B关于直线x=1对称,
∴AQ′=BQ′,
∵CP′∥BC′,P′Q′∥CC′,
∴四边形CC′Q′P′是平行四边形,
∴CP′=C′Q′,Q′P′=CC′=1,
在Rt△BOC′中,BC′===,
∴AQ′+Q′P′+P′C=BQ′+C′Q′+Q′P′=BC′+Q′P′=+1,
此时,C′、Q′、B三点共线,BQ′+C′Q′的值最小,
∴AQ+QP+PC的最小值为+1;
(3)线段EF的长为定值1.
如图2,连接BE,
设D(t,﹣t2+2t+3),且t>3,
∵EF⊥x轴,
∴DF=﹣(﹣t2+2t+3)=t2﹣2t﹣3,
∵F(t,0),
∴BF=OF﹣OB=t﹣3,AF=t﹣(﹣1)=t+1,
∵四边形ABED是圆内接四边形,
∴∠DAF+∠BED=180°,
∵∠BEF+∠BED=180°,
∴∠DAF=∠BEF,
∵∠AFD=∠EFB=90°,
∴△AFD∽△EFB,
∴=,
∴=,
∴EF===1,
∴线段EF的长为定值1.
12.(2021•泸州)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=﹣x2+x+4与两坐标轴分别相交于A,B,C三点.
(1)求证:∠ACB=90°;
(2)点D是第一象限内该抛物线上的动点,过点D作x轴的垂线交BC于点E,交x轴于点F.
①求DE+BF的最大值;
②点G是AC的中点,若以点C,D,E为顶点的三角形与△AOG相似,求点D的坐标.
【解答】解:(1)y=﹣x2+x+4中,令x=0得y=4,令y=0得x1=﹣2,x2=8,
∴A(﹣2,0),B(8,0),C(0,4),
∴OA=2,OB=8,OC=4,AB=10,
∴AC2=OA2+OC2=20,BC2=OB2+OC2=80,
∴AC2+BC2=100,
而AB2=102=100,
∴AC2+BC2=AB2,
∴∠ACB=90°;
(2)①设直线BC解析式为y=kx+b,将B(8,0),C(0,4)代入可得:,
解得,
∴直线BC解析式为y=﹣x+4,
设第一象限D(m,+m+4),则E(m,﹣m+4),
∴DE=(+m+4)﹣(﹣m+4)=﹣m2+2m,BF=8﹣m,
∴DE+BF=(﹣m2+2m)+(8﹣m)
=﹣m2+m+8
=﹣(m﹣2)2+9,
∴当m=2时,DE+BF的最大值是9;
②由(1)知∠ACB=90°,
∴∠CAB+∠CBA=90°,
∵DF⊥x轴于F,
∴∠FEB+∠CBA=90°,
∴∠CAB=∠FEB=∠DEC,
(一)当A与E对应时,
以点C,D,E为顶点的三角形与△AOG相似,只需=或=,
而G为AC中点,A(﹣2,0),C(0,4),
∴G(﹣1,2),OA=2,AG=,
由①知:DE=﹣m2+2m,E(m,﹣m+4),
∴CE==,
当=时,=,解得m=4或m=0(此时D与C重合,舍去)
∴D(4,6),
当=时,=,解得m=3或m=0(舍去),
∴D(3,),
∵在Rt△AOC中,G是AC中点,
∴OG=AG,
∴∠GAO=∠GOA,即∠CAB=∠GOA,
∴∠DEC=∠GOA,
(二)当O与E对应时,
以点C,D,E为顶点的三角形与△AOG相似,只需=或=,
∵OG=AG,
∴=与=答案相同,同理=与或=答案相同,
综上所述,以点C,D,E为顶点的三角形与△AOG相似,则D的坐标为(4,6)或(3,).
13.(2020•资阳)如图,抛物线y=ax2+bx+c的顶点C的坐标是(6,﹣4),它的图象经过点A(4,0),其对称轴与x轴交于点D.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)若点E是抛物线对称轴上一动点,点F是y轴上一动点,且点E、F在运动过程中始终保持DF⊥OE,垂足为点N,连接CN,当CN最短时,求点N的坐标;
(3)连接AC(若点P是x轴下方抛物线上一动点(点P与顶点C不重合),过点P作PM⊥AC于点M,是否存在点P,使PM、CM的长度是2倍关系.若存在,求出此时点P的坐标;若不存在,说明理由.
【解答】解:(1)由题意可设抛物线的解析式为y=a(x﹣6)2﹣4,
∵图象经过点A(4,0),
∴a(4﹣6)2﹣4=0,
∴a=1,
∴y=(x﹣6)2﹣4=x2﹣12x+32,
∴该抛物线的解析式为y=x2﹣12x+32;
(2)如图1,
∵点E、F在运动过程中始终保持DF⊥OE,
∴点N是以OD为直径的圆上的一动点,
设以OD为直径的圆的圆心为点G,连接CG,交⊙G于点N',此时CN'即为最短的CN,过点N'作N'B⊥x轴于点B,
由已知得OD=6,CD=4,
∴GD=3,CG=5,
∵N'B⊥x轴,CD⊥x轴,
∴N'B∥CD,
∴△GBN'∽△GDC,
∴,
∴N'B=,GB=,
∴OB=OG+GB
=3+
=,
∴点N的坐标为(,﹣);
(3)存在点P,使PM、CM的长度是2倍关系.
∵A(4,0),D(6,0),
∴AD=2,
∵,∠ADC=90°,
∴当PM、CM的长度是2倍关系时,△PCM与△ACD相似.
①当点P在抛物线的对称轴的右侧时,PM=2CM,△PCM∽△CAD,
如图2,延长CP交x轴于点Q,此时∠QCA=∠QAC,
∴QA=QC,
∴QA2=QC2,
设Q(m,0),则(m﹣4)2=(m﹣6)2+42,
解得m=9,
∴Q(9,0),
设直线CQ的解析式为y=kx+b(k≠0),将C(6,﹣4),Q(9,0)代入,得:
,
解得,
∴y=x﹣12,
联立,
解得(舍去),,
∴点P(,﹣);
②当点P在抛物线对称轴的左侧时,CM=2PM,△PCM∽△ACD,
如图3,过点A作AH⊥AC,交CP的延长线于点H,过点H作HK⊥x轴,交x轴于点K,
由勾股定理得AC==2,
∵AH⊥AC,PM⊥AC,
∴AH∥PM,
∴△PCM∽△HCA,
∵△PCM∽△ACD,
∴△HCA∽△ACD,
∴=,
∴,
∴AH=,
∵HK⊥x轴,AH⊥AC,
∴∠HKA=∠ADC=∠HAC=90°,
∴∠KAH+∠AHK=90°,∠CAD+∠KAH=90°,
∴∠AHK=∠CAD,
∴△AHK∽△CAD,
∴,
∴,
∴AK=2,KH=1,
∴H(2,﹣1),
设直线CH的解析式为y=mx+n(m≠0),将C(6,﹣4),H(2,﹣1)代入,得:
,
解得,
∴直线CH的解析式为y=﹣x+,
联立,
解得(舍去),,
∴点P(,﹣);
综上所述,满足条件的点P的坐标为(,﹣)或(,﹣).
14.(2020•巴中)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A、B两点(点A在点B左侧),交y轴正半轴于点C,M为BC中点,点P为抛物线上一动点,已知点A坐标(﹣1,0),且OB=2OC=4OA.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当△PCM≌△POM时,求PM的长;
(3)当4S△ABC=5S△BCP时,求点P的坐标.
【解答】解:(1)∵A(﹣1,0),
∴OA=1,
又∵OB=2OC=4OA,
∴OC=2,OB=4,
∴B(4,0),C(0,2),
∵点B,点C,点A在抛物线上,
∴
解得:,、
∴抛物线解析式为:;
(2)连接OM,
∵M为BC中点,
∴M(2,1),
∵△PCM≌△POM,
∴CM=OM,PC=PO,
∴MP是OC的垂直平分线,
∴PM∥x轴,
∴点P的纵坐标为1,
当y=1时,代入,
解得:,
∴或,
∴PM=或;
(3)
∵S△ABC=×AB×OC=5,4S△ABC=5S△BCP,
∴S△BCP=4,
∵B(4,0),C(0,2),
∴直线BC解析式为y=﹣x+2,
当点P在BC上方时,如图2,过点P作PE⊥x轴,交BC于点E,
设点P(p,﹣p2+p+2),则点E(p,﹣p+2),
∴PE=﹣p2+2p,
∴4=×4×(﹣p2+2p),
∴p=2,
∴点P(2,3);
当点P在BC下方时,如图3,过点P作PE⊥x轴,交BC于点E,
∴PE=p2﹣2p,
∴4=×4×(p2﹣2p),
∴p=2±2,
∴点P或;
综上,点P的坐标为:(2,3)或或.
15.(2020•眉山)如图1,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,已知点B坐标为(3,0),点C坐标为(0,3).
(1)求抛物线的表达式;
(2)点P为直线BC上方抛物线上的一个动点,当△PBC的面积最大时,求点P的坐标;
(3)如图2,点M为该抛物线的顶点,直线MD⊥x轴于点D,在直线MD上是否存在点N,使点N到直线MC的距离等于点N到点A的距离?若存在,求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵点B(3,0),点C(0,3)在抛物线y=﹣x2+bx+c图象上,
∴,
解得:,
∴抛物线解析式为:y=﹣x2+2x+3;
(2)∵点B(3,0),点C(0,3),
∴直线BC解析式为:y=﹣x+3,
如图,过点P作PH⊥x轴于H,交BC于点G,
设点P(m,﹣m2+2m+3),则点G(m,﹣m+3),
∴PG=(﹣m2+2m+3)﹣(﹣m+3)=﹣m2+3m,
∵S△PBC=×PG×OB=×3×(﹣m2+3m)=﹣(m﹣)2+,
∴当m=时,S△PBC有最大值,
∴点P(,);
(3)存在N满足条件,
理由如下:∵抛物线y=﹣x2+2x+3与x轴交于A、B两点,
∴点A(﹣1,0),
∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴顶点M为(1,4),
∵点M为(1,4),点C(0,3),
∴直线MC的解析式为:y=x+3,
如图,设直线MC与x轴交于点E,过点N作NQ⊥MC于Q,
∴点E(﹣3,0),
∴DE=4=MD,
∴∠NMQ=45°,
∵NQ⊥MC,
∴∠NMQ=∠MNQ=45°,
∴MQ=NQ,
∴MQ=NQ=MN,
设点N(1,n),
∵点N到直线MC的距离等于点N到点A的距离,
∴NQ=AN,
∴NQ2=AN2,
∴(MN)2=AN2,
∴(|4﹣n|)2=4+n2,
∴n2+8n﹣8=0,
∴n=﹣4±2,
∴存在点N满足要求,点N坐标为(1,﹣4+2)或(1,﹣4﹣2).
16.(2020•绵阳)如图,抛物线过点A(0,1)和C,顶点为D,直线AC与抛物线的对称轴BD的交点为B(,0),平行于y轴的直线EF与抛物线交于点E,与直线AC交于点F,点F的横坐标为,四边形BDEF为平行四边形.
(1)求点F的坐标及抛物线的解析式;
(2)若点P为抛物线上的动点,且在直线AC上方,当△PAB面积最大时,求点P的坐标及△PAB面积的最大值;
(3)在抛物线的对称轴上取一点Q,同时在抛物线上取一点R,使以AC为一边且以A,C,Q,R为顶点的四边形为平行四边形,求点Q和点R的坐标.
【解答】解:(1)设抛物线的解析式为y=ax2+bx+c(a≠0),
∵A(0,1),B(,0),
设直线AB的解析式为y=kx+m,
∴,
解得,
∴直线AB的解析式为y=﹣x+1,
∵点F的横坐标为,
∴F点纵坐标为﹣+1=﹣,
∴F点的坐标为(,﹣),
又∵点A在抛物线上,
∴c=1,
对称轴为:x=﹣,
∴b=﹣2a,
∴解析式化为:y=ax2﹣2ax+1,
∵四边形DBFE为平行四边形.
∴BD=EF,
∴﹣3a+1=a﹣8a+1﹣(﹣),
解得a=﹣1,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+1;
(2)设P(n,﹣n2+2n+1),作PP'⊥x轴交AC于点P',
则P'(n,﹣n+1),
∴PP'=﹣n2+n,
S△ABP=OB•PP'=﹣n=﹣+,
∴当n=时,△ABP的面积最大为,此时P(,).
(3)∵,
∴x=0或x=,
∴C(,﹣),
设Q(,m),
①当AQ为对角线时,
∴R(﹣),
∵R在抛物线y=+4上,
∴m+=﹣+4,
解得m=﹣,
∴Q,R;
②当AR为对角线时,
∴R(),
∵R在抛物线y=+4上,
∴m﹣+4,
解得m=﹣10,
∴Q(,﹣10),R().
综上所述,Q,R;或Q(,﹣10),R().
17.(2020•内江)如图,抛物线y=ax2+bx+c经过A(﹣1,0)、B(4,0)、C(0,2)三点,点D(x,y)为抛物线上第一象限内的一个动点.
(1)求抛物线所对应的函数表达式;
(2)当△BCD的面积为3时,求点D的坐标;
(3)过点D作DE⊥BC,垂足为点E,是否存在点D,使得△CDE中的某个角等于∠ABC的2倍?若存在,求点D的横坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)将A(﹣1,0)、B(4,0)、C(0,2)代入y=ax2+bx+c得:,
解得:.
故抛物线的解析式为y=﹣x2+x+2.
(2)
法一:如图2,设点M的坐标为(0,m),使得△BCM的面积为3,
3×2÷4=1.5,
则m=2+1.5=,
M(0,)
∵点B(4,0),C(0,2),
∴直线BC的解析式为y=﹣x+2,
∴DM的解析式为y=﹣x+,
联立抛物线解析式,
解得,.
∴点D的坐标为(3,2)或(1,3).
法二:如下图所示,过D作DG⊥x轴,垂足为G点,与BC交于K点,设D(a,b)(其中a>0,b>0),
∴K(a,2﹣),
∴,
∴S△BCD=S△CDK+S△BDK==2b﹣4+a=3,
∴2b+a=7,
∵D在抛物线y=﹣x2+x+2上,
∴b=,
∴a2﹣4a+3=0,
∴(a﹣1)(a﹣3)=0,
∴a=1或3,
∵当a=1时,b=3,当a=3时,b=2,
∴点D的坐标为(3,2)或(1,3).
(3)分两种情况考虑:
①当∠DCE=2∠ABC时,取点F(0,﹣2),连接BF,如图3所示.
∵OC=OF,OB⊥CF,
∴∠ABC=∠ABF,
∴∠CBF=2∠ABC.
∵∠DCB=2∠ABC,
∴∠DCB=∠CBF,
∴CD∥BF.
∵点B(4,0),F(0,﹣2),
∴直线BF的解析式为y=x﹣2,
∴直线CD的解析式为y=x+2.
联立直线CD及抛物线的解析式成方程组得:,
解得:(舍去),,
∴点D的坐标为(2,3);
②当∠CDE=2∠ABC时,过点C作CN⊥BF于点N,交OB于H.作点N关于BC的对称点P,连接NP交BC于点Q,如图4所示.
∵∠OCH=90°﹣∠OHC,∠OBF=90°﹣∠BHN,
∠OHC=∠BHN,
∴∠OCH=∠OBF.
在△OCH与△OBF中
,
∴△OCH∽△OBF,
∴=,即=,
∴OH=1,H(1,0).
设直线CN的解析式为y=kx+n(k≠0),
∵C(0,2),H(1,0),
∴,解得,
∴直线CN的解析式为y=﹣2x+2.
联立直线BF及直线CN成方程组得:,
解得:,
∴点N的坐标为(,﹣).
∵点B(4,0),C(0,2),
∴直线BC的解析式为y=﹣x+2.
∵NP⊥BC,且点N(,﹣),
∴直线NP的解析式为y=2x﹣.
联立直线BC及直线NP成方程组得:,
解得:,
∴点Q的坐标为(,).
∵点N(,﹣),点N,P关于BC对称,
∴点P的坐标为(,).
∵点C(0,2),P(,),
∴直线CP的解析式为y=x+2.
将y=x+2代入y=﹣x2+x+2整理,得:11x2﹣29x=0,
解得:x1=0(舍去),x2=,
∴点D的横坐标为.
综上所述:存在点D,使得△CDE的某个角恰好等于∠ABC的2倍,点D的横坐标为2或.
18.(2020•成都)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C(0,﹣2).
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)如图1,点D为第四象限抛物线上一点,连接AD,BC交于点E,连接BD,记△BDE的面积为S1,△ABE的面积为S2,求的最大值;
(3)如图2,连接AC,BC,过点O作直线l∥BC,点P,Q分别为直线l和抛物线上的点.试探究:在第一象限是否存在这样的点P,Q,使△PQB∽△CAB?若存在,请求出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)设抛物线的解析式为y=a(x+1)(x﹣4).
∵将C(0,﹣2)代入得:4a=2,解得a=,
∴抛物线的解析式为y=(x+1)(x﹣4),即y=x2﹣x﹣2.
(2)过点D作DG⊥x轴于点G,交BC于点F,过点A作AK⊥x轴交BC的延长线于点K,
∴AK∥DG,
∴△AKE∽△DFE,
∴,
∴,
设直线BC的解析式为y=kx+b1,
∴,解得,
∴直线BC的解析式为y=x﹣2,
∵A(﹣1,0),
∴y=﹣﹣2=﹣,
∴AK=,
设D(m,m﹣2),则F(m,m﹣2),
∴DF=m+2=﹣+2m.
∴m=﹣.
∴当m=2时,有最大值,最大值是.
(3)存在.符合条件的点P的坐标为()或().
∵l∥BC,
∴直线l的解析式为y=x,
设P(a1,),
①当点P在直线BQ右侧时,如图2,过点P作PN⊥x轴于点N,过点Q作QM⊥直线PN于点M,
∵A(﹣1,0),C(0,﹣2),B(4,0),
∴AC=,AB=5,BC=2,
∵AC2+BC2=AB2,
∴∠ACB=90°,
∵△PQB∽△CAB,
∴,
∵∠QMP=∠BNP=90°,
∴∠MQP+∠MPQ=90°,∠MPQ+∠BPN=90°,
∴∠MQP=∠BPN,
∴△QPM∽△PBN,
∴=,
∴QM=,PM=(a1﹣4)=a1﹣2,
∴MN=a1﹣2,BN﹣QM=a1﹣4﹣=a1﹣4,
∴Q(a1,a1﹣2),
将点Q的坐标代入抛物线的解析式得﹣2=a1﹣2,
解得a1=0(舍去)或a1=.
∴P().
②当点P在直线BQ左侧时,
由①的方法同理可得点Q的坐标为(a1,2).
此时点P的坐标为().
19.(2020•乐山)已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(5,0)两点,C为抛物线的顶点,抛物线的对称轴交x轴于点D,连接AC,BC,且tan∠CBD=,如图所示.
(1)求抛物线的解析式;
(2)设P是抛物线的对称轴上的一个动点.
①过点P作x轴的平行线交线段BC于点E,过点E作EF⊥PE交抛物线于点F,连接FB、FC,求△BCF的面积的最大值;
②连接PB,求PC+PB的最小值.
【解答】解:(1)根据题意,可设抛物线的解析式为:y=a(x+1)(x﹣5),
∵抛物线的对称轴为直线x=2,
∴D(2,0),
又∵=,
∴CD=BD•tan∠CBD=4,
即C(2,4),
代入抛物线的解析式,得4=a(2+1)(2﹣5),
解得 ,
∴二次函数的解析式为 =﹣x2++;
(2)①设P(2,t),其中0<t<4,
设直线BC的解析式为 y=kx+b,
∴,
解得
即直线BC的解析式为 ,
令y=t,得:,
∴点E(5﹣t,t),
把 代入,得 ,
即,
∴,
∴△BCF的面积=×EF×BD=(t﹣)=,
∴当t=2时,△BCF的面积最大,且最大值为;
②如图,据图形的对称性可知∠ACD=∠BCD,AC=BC=5,
∴,
过点P作PG⊥AC于G,则在Rt△PCG中,,
∴,
过点B作BH⊥AC于点H,则PG+PB≥BH,
∴线段BH的长就是的最小值,
∵,
又∵,
∴,
即,
∴的最小值为.
20.(2020•自贡)在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(﹣3,0)、B(1,0),交y轴于点N,点M为抛物线的顶点,对称轴与x轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,连接AM,点E是线段AM上方抛物线上一动点,EF⊥AM于点F,过点E作EH⊥x轴于点H,交AM于点D.点P是y轴上一动点,当EF取最大值时:
①求PD+PC的最小值;
②如图2,Q点为y轴上一动点,请直接写出DQ+OQ的最小值.
【解答】解:(1)抛物线的表达式为:y=a(x+3)(x﹣1)=a(x2+2x﹣3)=ax2+2ax﹣3a,
即﹣3a=3,解得:a=﹣1,
故抛物线的表达式为:y=﹣x2﹣2x+3;
(2)由抛物线的表达式得,点M(﹣1,4),点N(0,3),
则tan∠MAC==2,
则设直线AM的表达式为:y=2x+b,
将点A的坐标代入上式并解得:b=6,
故直线AM的表达式为:y=2x+6,
∵∠EFD=∠DHA=90°,∠EDF=∠ADH,
∴∠MAC=∠DEF,则tan∠DEF=2,则cos∠DEF=,
设点E(x,﹣x2﹣2x+3),则点D(x,2x+6),
则FE=EDcos∠DEF=(﹣x2﹣2x+3﹣2x﹣6)×=(﹣x2﹣4x﹣3),
∵﹣<0,故EF有最大值,此时x=﹣2,故点D(﹣2,2);
①点C(﹣1,0)关于y轴的对称点为点B(1,0),连接BD交y轴于点P,则点P为所求点,
PD+PC=PD+PB=DB为最小,
则BD==;
②过点O作直线OK,使sin∠NOK=,过点D作DK⊥OK于点K,交y轴于点Q,则点Q为所求点,
DQ+OQ=DQ+QK=DK为最小值,
则直线OK的表达式为:y=x,
∵DK⊥OK,故设直线DK的表达式为:y=﹣x+b,
将点D的坐标代入上式并解得:b=2﹣,
而直线DK的表达式为:y=﹣x+2﹣,
故点Q(0,2﹣),
由直线KD的表达式知,QD与x轴负半轴的夹角(设为α)的正切值为,则cosα=,
则DQ===,而OQ=(2﹣),
则DQ+OQ为最小值=+(2﹣)=.
21.(2020•遂宁)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的图象经过A(1,0),B(3,0),C(0,6)三点.
(1)求抛物线的解析式.
(2)抛物线的顶点M与对称轴l上的点N关于x轴对称,直线AN交抛物线于点D,直线BE交AD于点E,若直线BE将△ABD的面积分为1:2两部分,求点E的坐标.
(3)P为抛物线上的一动点,Q为对称轴上动点,抛物线上是否存在一点P,使A、D、P、Q为顶点的四边形为平行四边形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的图象经过A(1,0),B(3,0),
∴设抛物线解析式为:y=a(x﹣1)(x﹣3),
∵抛物线y=a(x﹣1)(x﹣3)(a≠0)的图象经过点C(0,6),
∴6=a(0﹣1)(0﹣3),
∴a=2,
∴抛物线解析式为:y=2(x﹣1)(x﹣3)=2x2﹣8x+6;
(2)∵y=2x2﹣8x+6=2(x﹣2)2﹣2,
∴顶点M的坐标为(2,﹣2),
∵抛物线的顶点M与对称轴l上的点N关于x轴对称,
∴点N(2,2),
设直线AN解析式为:y=kx+b,
由题意可得:,
解得:,
∴直线AN解析式为:y=2x﹣2,
联立方程组得:,
解得:,,
∴点D(4,6),
∴S△ABD=×2×6=6,
设点E(m,2m﹣2),
∵直线BE将△ABD的面积分为1:2两部分,
∴S△ABE=S△ABD=2或S△ABE=S△ABD=4,
∴×2×(2m﹣2)=2或×2×(2m﹣2)=4,
∴m=2或3,
∴点E(2,2)或(3,4);
(3)若AD为平行四边形的边,
∵以A、D、P、Q为顶点的四边形为平行四边形,
∴AD=PQ,
∴xD﹣xA=xP﹣xQ或xD﹣xA=xQ﹣xP,
∴xP=4﹣1+2=5或xP=2﹣4+1=﹣1,
∴点P坐标为(5,16)或(﹣1,16);
若AD为平行四边形的对角线,
∵以A、D、P、Q为顶点的四边形为平行四边形,
∴AD与PQ互相平分,
∴,
∴xP=3,
∴点P坐标为(3,0),
综上所述:当点P坐标为(5,16)或(﹣1,16)或(3,0)时,使A、D、P、Q为顶点的四边形为平行四边形.
22.(2020•南充)已知二次函数图象过点A(﹣2,0),B(4,0),C(0,4).
(1)求二次函数的解析式.
(2)如图,当点P为AC的中点时,在线段PB上是否存在点M,使得∠BMC=90°?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)点K在抛物线上,点D为AB的中点,直线KD与直线BC的夹角为锐角θ,且tanθ=,求点K的坐标.
【解答】解:(1)∵二次函数图象过点B(4,0),点A(﹣2,0),
∴设二次函数的解析式为y=a(x+2)(x﹣4),
∵二次函数图象过点C(0,4),
∴4=a(0+2)(0﹣4),
∴a=﹣,
∴二次函数的解析式为y=﹣(x+2)(x﹣4)=﹣x2+x+4;
(2)存在,
理由如下:如图1,取BC中点Q,连接MQ,
∵点A(﹣2,0),B(4,0),C(0,4),点P是AC中点,点Q是BC中点,
∴P(﹣1,2),点Q(2,2),BC==4,
设直线BP解析式为:y=kx+b,
由题意可得:,
解得:
∴直线BP的解析式为:y=﹣x+,
∵∠BMC=90°
∴点M在以BC为直径的圆上,
∴设点M(c,﹣c+),
∵点Q是Rt△BCM的中点,
∴MQ=BC=2,
∴MQ2=8,
∴(c﹣2)2+(﹣c+﹣2)2=8,
∴c=4或﹣,
当c=4时,点B,点M重合,即c=4,不合题意舍去,
∴c=﹣,则点M坐标(﹣,),
故线段PB上存在点M(﹣,),使得∠BMC=90°;
(3)如图2,过点D作DE⊥BC于点E,设直线DK与BC交于点N,
∵点A(﹣2,0),B(4,0),C(0,4),点D是AB中点,
∴点D(1,0),OB=OC=4,AB=6,BD=3,
∴∠OBC=45°,
∵DE⊥BC,
∴∠EDB=∠EBD=45°,
∴DE=BE==,
∵点B(4,0),C(0,4),
∴直线BC解析式为:y=﹣x+4,
设点E(n,﹣n+4),
∴﹣n+4=,
∴n=,
∴点E(,),
在Rt△DNE中,NE===,
①若DK与射线EC交于点N(m,4﹣m),
∵NE=BN﹣BE,
∴=(4﹣m)﹣,
∴m=,
∴点N(,),
∴直线DK解析式为:y=4x﹣4,
联立方程组可得:,
解得:或,
∴点K坐标为(2,4)或(﹣8,﹣36);
②若DK与射线EB交于N(m,4﹣m),
∵NE=BE﹣BN,
∴=﹣(4﹣m),
∴m=,
∴点N(,),
∴直线DK解析式为:y=x﹣,
联立方程组可得:,
解得:或,
∴点K坐标为(,)或(,),
综上所述:点K的坐标为(2,4)或(﹣8,﹣36)或(,)或(,).
第22章二次函数(解答题压轴题)-【人教版-中考真题】九年级数学上学期期末复习培优练习(广西): 这是一份第22章二次函数(解答题压轴题)-【人教版-中考真题】九年级数学上学期期末复习培优练习(广西),共25页。试卷主要包含了,与y轴交于点C,,与x轴的正半轴交于点C,,顶点为D,,则该抛物线的解析式可以表示为等内容,欢迎下载使用。
第22章二次函数(解答题提升题)-【人教版-中考真题】九年级数学上学期期末复习培优练习(黑龙江): 这是一份第22章二次函数(解答题提升题)-【人教版-中考真题】九年级数学上学期期末复习培优练习(黑龙江),共42页。试卷主要包含了,连接AD,BC,BD,,与y轴交于点C,综合与探究,,与x轴交于另一点B,顶点为D等内容,欢迎下载使用。
第22章二次函数(解答题提升题)-【人教版-中考真题】九年级数学上学期期末复习培优练习(广西): 这是一份第22章二次函数(解答题提升题)-【人教版-中考真题】九年级数学上学期期末复习培优练习(广西),共35页。试卷主要包含了在x轴上方的抛物线对称轴上运动,,与y轴交于点C,,对称轴为直线x=2,,顶点为B等内容,欢迎下载使用。