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初中数学中考复习 第13关 以二次函数与圆的问题为背景的解答题(解析版)
展开第十三关:以二次函数与圆的问题为背景的解答题
【总体点评】二次函数在全国中考数学中常常作为压轴题,同时在省级,国家级数学竞赛中也有二次函数大题,很多学生在有限的时间内都不能很好完成。由于在高中和大学中很多数学知识都与函数知识或函数的思想有关,学生在初中阶段函数知识和函数思维方法学得好否,直接关系到未来数学的学习。“圆”在初中阶段学习占有重要位置,“垂径定理”、“点与圆的位置关系”的判定与性质、“直线与圆的位置关系”的判定与性质、“正多边形的判定与性质”通常是命题频率高的知识点.由于这部分知识的综合性较强,多作为单独的解答题出现.如果把圆放到直角坐标系中,同二次函数结合,则多作为区分度较高的压轴题中出现.此类题目由于解题方法灵活,考查的知识点全面,体现了方程、建模、转化、数形结合、分类讨论等多种数学思想,得到命题者的青睐
【解题思路】二次函数与圆都是初中数学的重点内容,历来是中考数学命题的热点,其本身涉及的知识点就较多,综合性和解题技巧较强,给解题带来一定的困难,而将函数与圆相结合,并作为中考的压轴题,就更显得复杂了.只要我们掌握解决这类问题的思路和方法,采取分而治之,各个击破的思想,问题是会迎刃而解的.解决二次函数与圆的问题,用到的数学思想方法有化归思想、分类思想、数学结合思想,以及代入法、消元法、配方法、代定系数法等。解题时要注意各知识点之间的联系和数学思想方法、解题技巧的灵活应用,要抓住题意,化整为零,层层深入,各个击破,从而达到解决问题的目的。
【典型例题】
【例1】(2019·黑龙江中考真题)如图,抛物线y=ax2+bx-53经过点A(1,0)和点B(5,0),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)以点A为圆心,作与直线BC相切的⊙A,请判断⊙A与y轴有怎样的位置关系,并说明理由;
(3)在直线BC上方的抛物线上任取一点P,连接PB、PC,请问:△PBC的面积是否存在最大值?若存在,求出这个值和此时点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=-13x2+2x-53;(2)相交;(3)S△PBC有最大值12524,此时P点坐标为(52,54).
【解析】
试题分析:(1)把A、B两点分别代入抛物线解析可求得a和b,可求得抛物线解析式;
(2)过A作AD⊥BC于点D,则AD为⊙A的半径,由条件可证明△ABD∽△CBO,利用相似三角形的性质可求得AD的长,可求得半径,进而得出答案;
(3)由待定系数法可求得直线BC解析式,过P作PQ∥y轴,交直线BC于点Q,交x轴于点E,可设出P、Q的坐标,可表示出△PQC和△PQB的面积,可表示出△PBC的面积,再利用二次函数的性质可求得其最大值,容易求得P点坐标.
试题解析:(1)∵抛物线y=ax2+bx-53经过点A(1,0)和点B(5,0),∴把A、B两点坐标代入可得a+b-53=025a+5b-53=0,解得:a=-13b=2,∴抛物线解析式为y=-13x2+2x-53;
(2)相交,理由:过A作AD⊥BC于点D,如图1,∵⊙A与BC相切,∴AD为⊙A的半径,由(1)可知C(0,﹣53),且A(1,0),B(5,0),∴OB=5,AB=OB﹣OA=4,OC=53,在Rt△OBC中,由勾股定理可得BC=OC2+OB2=(53)2+52=5103,∵∠ADB=∠BOC=90°,∠ABD=∠CBO,∴△ABD∽△CBO,∴ADOC=ABBC,即AD53=45103,解得AD=2105,即⊙A的半径为2105,∵2105>1,∴⊙A与y轴相交;
(3)∵C(0,﹣53),∴可设直线BC解析式为y=kx﹣53,把B点坐标代入可求得k=13,∴直线BC的解析式为y=13x-53,过P作PQ∥y轴,交直线BC于点Q,交x轴于点E,如图2,设P(x,-13x2+2x-53),则Q(x,13x-53),∴PQ=(-13x2+2x-53)﹣(13x-53)=-13x2+53x=-13(x-52)2+2512,∴S△PBC=S△PCQ+S△PBQ=12PQ•OE+12PQ•BE=12PQ(OE+BE)=12PQ•OB=52PQ=-56(x-52)2+12524,∴当x=52时,S△PBC有最大值12524,此时P点坐标为(52,54),∴当P点坐标为(52,54)时,△PBC的面积有最大值.
考点:二次函数综合题;探究型;二次函数的最值;最值问题;存在型;压轴题.
【例2】(2019·广西中考真题)如图,直线交轴于点,交轴于点,点的坐标为,抛物线经过三点,抛物线的顶点为点,对称轴与轴的交点为点,点关于原点的对称点为,连接,以点为圆心,的长为半径作圆,点为直线上的一个动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求周长的最小值;
(3)若动点与点不重合,点为⊙上的任意一点,当的最大值等于时,过两点的直线与抛物线交于两点(点在点的左侧),求四边形的面积.
【答案】(1);(2)(3)
【解析】
【分析】
(1)直线y=x-3,令x=0,则y=-3,令y=0,则x=3,故点A、C的坐标为(3,0)、(0,-3),即可求解;
(2)过点B作直线y=x-3的对称点B′,连接BD交直线y=x-3于点P,直线B′B交函数对称轴与点G,则此时△BDP周长=BD+PB+PD=BD+B′B为最小值,即可求解;
(3)如图2所示,连接PF并延长交圆与点Q,此时PQ为最大值,即可求解.
【详解】
解:(1)直线,令,则,令,则,
故点的坐标为、,
则抛物线的表达式为:,
则,解得:,
故抛物线的表达式为:…①;
(2)过点作直线的对称点,连接交直线于点,
直线交函数对称轴与点,连接,
则此时周长为最小值,
,则点,即:,
即点是的中点,过点,
周长最小值;
(3)如图2所示,连接并延长交圆与点,此时为最大值,
点的坐标为,
则,,
则,
设点,点,
,
解得:,故点,
将点坐标代入一次函数表达式并解得:
直线的表达式为:…②,
联立①②并解得:,
故点的坐标分别为:
过点分别作轴的垂线交于点,
则.
【名师点睛】
本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数、点的对称性、图形的面积计算等,其中(3),确定PQ最值时,通常考虑直线过圆心的情况,进而求解.
【例3】(2018·青海中考真题)如图,在平面直角坐标系中,四边形ABCD是以AB为直径的⊙M的内接四边形,点A,B在x轴上,△MBC是边长为2的等边三角形,过点M作直线l与x轴垂直,交⊙M于点E,垂足为点M,且点D平分.
(1)求过A,B,E三点的抛物线的解析式;
(2)求证:四边形AMCD是菱形;
(3)请问在抛物线上是否存在一点P,使得△ABP的面积等于定值5?若存在,请求出所有的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=(x+1)2﹣2;(2)证明过程见解析;(3)(2,),(﹣4,).
【解析】
试题分析:(1)根据题意首先求出抛物线顶点E的坐标,再利用顶点式求出函数解析式;(2)利用等边三角形的性质结合圆的有关性质得出∠AMD=∠CMD=∠AMC=60°,进而得出DC=CM=MA=AD,即可得出答案;(3)首先表示出△ABP的面积进而求出n的值,再代入函数关系式求出P点坐标.
试题解析:(1)由题意可知,△MBC为等边三角形,点A,B,C,E均在⊙M上, 则MA=MB=MC=ME=2,
又∵CO⊥MB, ∴MO=BO=1, ∴A(﹣3,0),B(1,0),E(﹣1,﹣2),
抛物线顶点E的坐标为(﹣1,﹣2), 设函数解析式为y=a(x+1)2﹣2(a≠0)
把点B(1,0)代入y=a(x+1)2﹣2, 解得:a=,
故二次函数解析式为:y=(x+1)2﹣2;
(2)连接DM, ∵△MBC为等边三角形, ∴∠CMB=60°, ∴∠AMC=120°, ∵点D平分弧AC,
∴∠AMD=∠CMD=∠AMC=60°, ∵MD=MC=MA, ∴△MCD,△MDA是等边三角形,
∴DC=CM=MA=AD, ∴四边形AMCD为菱形(四条边都相等的四边形是菱形);
(3)存在.
理由如下: 设点P的坐标为(m,n) ∵S△ABP=AB|n|,AB=4 ∴×4×|n|=5, 即2|n|=5,
解得:n=±, 当时,(m+1)2﹣2=, 解此方程得:m1=2,m2=﹣4
即点P的坐标为(2,),(﹣4,),
当n=﹣时,(m+1)2﹣2=﹣, 此方程无解,
故所求点P坐标为(2,),(﹣4,).
考点:二次函数综合题.
【方法归纳】函数知识要理解好数形结合的思想,知识点的掌握中要理解文字解释和图像之间的关系,至于与圆、三角形、方程的综合题,往往最后一问难度大,要建立模型、框架,完善步骤,循序渐进.
【针对练习】
1.我们不妨约定:对角线互相垂直的凸四边形叫做“十字形”.
(1)①在“平行四边形,矩形,菱形,正方形”中,一定是“十字形”的有 ;
②在凸四边形ABCD中,AB=AD且CB≠CD,则该四边形 “十字形”.(填“是”或“不是”)
(2)如图1,A,B,C,D是半径为1的⊙O上按逆时针方向排列的四个动点,AC与BD交于点E,∠ADB﹣∠CDB=∠ABD﹣∠CBD,当6≤AC2+BD2≤7时,求OE的取值范围;
(3)如图2,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+c(a,b,c为常数,a>0,c<0)与x轴交于A,C两点(点A在点C的左侧),B是抛物线与y轴的交点,点D的坐标为(0,﹣ac),记“十字形”ABCD的面积为S,记△AOB,△COD,△AOD,△BOC的面积分别为S1,S2,S3,S4.求同时满足下列三个条件的抛物线的解析式;
①S=S1 +S2;②S=S3 +S4;③“十字形”ABCD的周长为1210.
【答案】(1)①菱形,正方形;②不是;(2)12≤OE≤22(OE>0);(3)y=x2﹣9.
【解析】分析:(1)利用“十字形”的定义判断即可;
(2)先判断出∠ADB+∠CAD=∠ABD+∠CAB,进而判断出∠AED=∠AEB=90°,即:AC⊥BD,再判断出四边形OMEN是矩形,进而得出OE2=2-14(AC2+BD2),即可得出结论;
(3)由题意得,A(-b-△2a,0),B(0,c),C(-b+△2a,0),D(0,-ac),求出S=12AC•BD=-12(ac+c)×△a,S1=12OA•OB=-c(△+b)4a,S2=12OC•OD=-c(△-b)4,S3=12OA×OD=-c(△+b)4,S4=12OB×OC=-c(△-b)4a,进而建立方程-c(△+b)4a+-c(△-b)2=-c(△+b)2+-c(△-b)4a,求出a=1,再求出b=0,进而判断出四边形ABCD是菱形,求出AD=310,进而求出c=-9,即可得出结论.
详解:(1)①∵菱形,正方形的对角线互相垂直,
∴菱形,正方形是:“十字形”,
∵平行四边形,矩形的对角线不一定垂直,
∴平行四边形,矩形不是“十字形”,
故答案为:菱形,正方形;
②如图,
当CB=CD时,在△ABC和△ADC中,
AB=ADCB=CDAC=AC,
∴△ABC≌△ADC(SSS),
∴∠BAC=∠DAC,
∵AB=AD,
∴AC⊥BD,
∴当CB≠CD时,四边形ABCD不是“十字形”,
故答案为:不是;
(2)∵∠ADB+∠CBD=∠ABD+∠CDB,∠CBD=∠CDB=∠CAB,
∴∠ADB+∠CAD=∠ABD+∠CAB,
∴180°﹣∠AED=180°﹣∠AEB,
∴∠AED=∠AEB=90°,
∴AC⊥BD,
过点O作OM⊥AC于M,ON⊥BD于N,连接OA,OD,
∴OA=OD=1,OM2=OA2﹣AM2,ON2=OD2﹣DN2,AM=12AC,DN=12BD,四边形OMEN是矩形,
∴ON=ME,OE2=OM2+ME2,
∴OE2=OM2+ON2=2﹣14(AC2+BD2),
∵6≤AC2+BD2≤7,
∴2﹣74≤OE2≤2﹣32,
∴14≤OE2≤12,
∴12≤OE≤22;
(3)由题意得,A(-b-△2a,0),B(0,c),C(-b+△2a,0),D(0,﹣ac),
∵a>0,c<0,
∴OA=△+b2a,OB=﹣c,OC=△-b2a,OD=﹣ac,AC=△a,BD=﹣ac﹣c,
∴S=12AC•BD=﹣12(ac+c)×△a,S1=12OA•OB=﹣c(△+b)4a,S2=12OC•OD=﹣c(△-b)4,
S3=12OA×OD=﹣c(△+b)4,S4=12OB×OC=﹣c(△-b)4a,
∵S=S1+S2,S=S3+S4,
∴-c(△+b)4a+-c(△-b)2=-c(△+b)2+-c(△-b)4a,
∴4a=2,
∴a=1,
∴S=﹣cΔ,S1=﹣c(△+b)4a,S4=﹣c(△-b)4a,
∵S=S1+S2,
∴S=S1+S2+2S1S2,
∴﹣cΔ=﹣cΔ2+2c2·(-4c)16,
∴-cΔ2=-cc
∴b2-4c=-4c
∴b=0,
∴A(-c,0),B(0,c),C(-c,0),d(0,﹣c),
∴四边形ABCD是菱形,
∴4AD=1210,
∴AD=310,
即:AD2=90,
∵AD2=c2﹣c,
∴c2﹣c=90,
∴c=﹣9或c=10(舍),
即:y=x2﹣9.
【名师点睛】此题是二次函数综合题,主要考查了新定义,平行四边形,矩形,菱形,正方形的性质,全等三角形的判定和性质,三角形的面积公式,求出a=1是解本题的关键.
2.(2019·湖南中考真题)如图,抛物线(a为常数,a>0)与x轴交于O,A两点,点B为抛物线的顶点,点D的坐标为(t,0)(﹣3<t<0),连接BD并延长与过O,A,B三点的⊙P相交于点C.
(1)求点A的坐标;
(2)过点C作⊙P的切线CE交x轴于点E.①如图1,求证:CE=DE;②如图2,连接AC,BE,BO,当,∠CAE=∠OBE时,求的值
【答案】(1)A(-6,0);(2)①见解析 ;②
【解析】
【分析】
(1)令y=0,可得ax(x+6)=0,则A点坐标可求出;
(2)①连接PC,连接PB延长交x轴于点M,由切线的性质可证得∠ECD=∠COE,则CE=DE;
②设OE=m,由CE2=OE•AE,可得m=,由∠CAE=∠OBE可得,则m=,综合整理代入可求出的值.
【详解】
(1)令ax2+bax=0
ax(x+6)=0
∴A(-6,0)
(2)连接PC,连接PB延长交x轴于M
过O、A、B三点,B为顶点
,
又∵PC=PB
,
∵CE为切线
°,
又
,
∴CE=DE,
(3)设OE=m,即E(m,0)
由切割定理:CE2=OE·AE
,
,
已知,
由角平分线定理:
即:
由①②得
∴t2=-18t-36
,
【点睛】
本题是二次函数与圆的综合问题,涉及二次函数图象与x轴的交点坐标、切线的性质、等腰三角形的判定、切割线定理等知识.把圆的知识镶嵌其中,会灵活运用圆的性质进行计算是解题的关键.
3.(2019·浙江中考真题)已知在平面直角坐标系中,直线分别交轴和轴于点.
(1)如图1,已知经过点,且与直线相切于点,求的直径长;
(2)如图2,已知直线分别交轴和轴于点和点,点是直线上的一个动点,以为圆心,为半径画圆.
①当点与点重合时,求证: 直线与相切;
②设与直线相交于两点, 连结. 问:是否存在这样的点,使得是等腰直角三角形,若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) 的直径长为;(2) ①见解析;②存在这样的点和,使得是等腰直角三角形.
【解析】
【分析】
(1)连接BC,证明△ABC为等腰直角三角形,则⊙P的直径长=BC=AB,即可求解;
(2)过点作于点,证明CE=ACsin45°=4×=2 =圆的半径,即可求解;
(3)假设存在这样的点,使得是等腰直角三角形,分点在线段上时和点在线段的延长线上两种情况,分别求解即可.
【详解】
(1)如图3,连接BC,
∵∠BOC=90°,
∴点P在BC上,
∵⊙P与直线l1相切于点B,
∴∠ABC=90°,而OA=OB,
∴△ABC为等腰直角三角形,
则⊙P的直径长=BC=AB=3
(2)如图4过点作于点,
图4
将代入,得,
∴点的坐标为.
∴,
∵,
∴.
∵点与点重合,
又的半径为,
∴直线与相切.
②假设存在这样的点,使得是等腰直角三角形,
∵直线经过点,
∴的函数解析式为.
记直线与的交点为,
情况一:
如图5,当点在线段上时,
由题意,得.
如图,延长交轴于点,
图5
∵,
∴,
即轴,
∴点与有相同的横坐标,
设,则,
∴.
∵的半径为,
∴,
解得,
∴,
∴的坐标为.
情况二:
当点在线段的延长线上时,同理可得,的坐标为.
∴存在这样的点和,使得是等腰直角三角形.
【点睛】
本题为圆的综合运用题,涉及到一次函数、圆的切线性质等知识点,其中(2),关键要确定圆的位置,分类求解,避免遗漏.
4.(2018·山东中考真题)如图①,在平面直角坐标系中,圆心为P(x,y)的动圆经过点A(1,2)且与x轴相切于点B.
(1)当x=2时,求⊙P的半径;
(2)求y关于x的函数解析式,请判断此函数图象的形状,并在图②中画出此函数的图象;
(3)请类比圆的定义(图可以看成是到定点的距离等于定长的所有点的集合),给(2)中所得函数图象进行定义:此函数图象可以看成是到 的距离等于到 的距离的所有点的集合.
(4)当⊙P的半径为1时,若⊙P与以上(2)中所得函数图象相交于点C、D,其中交点D(m,n)在点C的右侧,请利用图②,求cos∠APD的大小.
【答案】(1);(2)图象为开口向上的抛物线,见解析;(3)点A;x轴;(4)
【解析】
分析:(1)由题意得到AP=PB,求出y的值,即为圆P的半径;
(2)利用两点间的距离公式,根据AP=PB,确定出y关于x的函数解析式,画出函数图象即可;
(3)类比圆的定义描述此函数定义即可;
(4)画出相应图形,求出m的值,进而确定出所求角的余弦值即可.
详解:(1)由x=2,得到P(2,y),
连接AP,PB,
∵圆P与x轴相切,
∴PB⊥x轴,即PB=y,
由AP=PB,得到=y,
解得:y=,
则圆P的半径为;
(2)同(1),由AP=PB,得到(x﹣1)2+(y﹣2)2=y2,
整理得:y=(x﹣1)2+1,即图象为开口向上的抛物线,
画出函数图象,如图②所示;
(3)给(2)中所得函数图象进行定义:此函数图象可以看成是到点A的距离等于到x轴的距离的所有点的集合;
故答案为点A;x轴;
(4)连接CD,连接AP并延长,交x轴于点F,交CD于E,
设PE=a,则有EF=a+1,ED=,
∴D坐标为(1+,a+1),
代入抛物线解析式得:a+1=(1﹣a2)+1,
解得:a=﹣2+或a=﹣2﹣(舍去),即PE=﹣2+,
在Rt△PED中,PE=﹣2,PD=1,
则cos∠APD==﹣2.
点睛:此题属于圆的综合题,涉及的知识有:两点间的距离公式,二次函数的图象与性质,圆的性质,勾股定理,弄清题意是解本题的关键.
5.(2018·江苏中考真题)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=(x-a)(x-3)(0
(1)求点A、B、D的坐标;
(2)若△AOD与△BPC相似,求a的值;
(3)点D、O、C、B能否在同一个圆上,若能,求出a的值,若不能,请说明理由.
【答案】(1)(1)A(a,0),B(3,0),D(0,3a).(2)a的值为.(3)当a=时,D、O、C、B四点共圆.
【解析】
【分析】(1)根据二次函数的图象与x轴相交,则y=0,得出A(a,0),B(3,0),与y轴相交,则x=0,得出D(0,3a).
(2)根据(1)中A、B、D的坐标,得出抛物线对称轴x=,AO=a,OD=3a,代入求得顶点C(,-),从而得PB=3- =,PC=;再分情况讨论:①当△AOD∽△BPC时,根据相似三角形性质得, 解得:a= 3(舍去);
②△AOD∽△CPB,根据相似三角形性质得 ,解得:a1=3(舍),a2=;
(3)能;连接BD,取BD中点M,根据已知得D、B、O在以BD为直径,M(,a)为圆心的圆上,若点C也在此圆上,则MC=MB,根据两点间的距离公式得一个关于a的方程,解之即可得出答案.
【详解】(1)∵y=(x-a)(x-3)(0 ∴A(a,0),B(3,0),
当x=0时,y=3a,
∴D(0,3a);
(2)∵A(a,0),B(3,0),D(0,3a).∴对称轴x=,AO=a,OD=3a,
当x= 时,y=- ,
∴C(,-),
∴PB=3-=,PC=,
①当△AOD∽△BPC时,
∴,
即 ,
解得:a= 3(舍去);
②△AOD∽△CPB,
∴,
即 ,
解得:a1=3(舍),a2= .
综上所述:a的值为;
(3)能;连接BD,取BD中点M,
∵D、B、O三点共圆,且BD为直径,圆心为M(,a),
若点C也在此圆上,
∴MC=MB,
∴ ,
化简得:a4-14a2+45=0,
∴(a2-5)(a2-9)=0,
∴a2=5或a2=9,
∴a1=,a2=-,a3=3(舍),a4=-3(舍),
∵0 ∴a=,
∴当a=时,D、O、C、B四点共圆.
【点睛】本题考查了二次函数、相似三角形的性质、四点共圆等,综合性较强,有一定的难度,正确进行分析,熟练应用相关知识是解题的关键.
6.(2017·江苏中考真题)如图,以原点O为圆心,3为半径的圆与x轴分别交于A,B两点(点B在点A的右边),P是半径OB上一点,过P且垂直于AB的直线与⊙O分别交于C,D两点(点C在点D的上方),直线AC,DB交于点E.若AC:CE=1:2.
(1)求点P的坐标;
(2)求过点A和点E,且顶点在直线CD上的抛物线的函数表达式.
【答案】(1) P(1,0).(2) y=x2﹣x﹣.
【解析】
试题分析:(1)如图,作EF⊥y轴于F,DC的延长线交EF于H.设H(m,n),则P(m,0),PA=m+3,PB=3﹣m.首先证明△ACP∽△ECH,推出,推出CH=2n,EH=2m=6,再证明△DPB∽△DHE,推出,可得,求出m即可解决问题;
(2)由题意设抛物线的解析式为y=a(x+3)(x﹣5),求出E点坐标代入即可解决问题.
试题解析:(1)如图,作EF⊥y轴于F,DC的延长线交EF于H.设H(m,n),则P(m,0),PA=m+3,PB=3﹣m.
∵EH∥AP,
∴△ACP∽△ECH,
∴,
∴CH=2n,EH=2m=6,
∵CD⊥AB,
∴PC=PD=n,
∵PB∥HE,
∴△DPB∽△DHE,
∴,
∴,
∴m=1,
∴P(1,0).
(2)由(1)可知,PA=4,HE=8,EF=9,
连接OP,在Rt△OCP中,PC=,
∴CH=2PC=4,PH=6,
∴E(9,6),
∵抛物线的对称轴为CD,
∴(﹣3,0)和(5,0)在抛物线上,设抛物线的解析式为y=a(x+3)(x﹣5),把E(9,6)代入得到a=,
∴抛物线的解析式为y=(x+3)(x﹣5),即y=x2﹣x﹣.
考点:圆的综合题.
7.(2019·山东中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c与⊙M相交于A、B、C、D四点.其中AB两点的坐标分别为(-1,0),(0,-2),点D在x轴上且AD为⊙M的直径.点E是⊙M与y轴的另一个交点,过劣弧DE上的点F作FH⊥AD于点H,且FH=1.5.
(1)求点D的坐标及该抛物线的表达式;
(2)若点P是x轴上的一个动点,试求出⊿PEF的周长最小时点P的坐标;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点Q,使⊿QCM是等腰三角形?如果存在,请直接写出点Q的坐标;如果不存在,请说明理由.
【答案】(1)(4,0),y=12(x+1)(x-4);(2)P(2,0);
(3)Q(,),Q(,-),Q(,-4),∴Q(,-).
【解析】
试题分析:(1)根据题意,设点M的坐标为(m,0),根据两点间的距离公式(半径相等)可以求得m=32,则点D的坐标为(4,0),这样就可以根据交点式来求解抛物线的解析式:y=12(x+1)(x-4)=12x2-32x-2;
(2)要在x轴上的找到一点P,使得⊿PEF的周长最小,我们先来看E,F两点,这是两个定点,也就是说EF的长度是不变的,那实际上这个题目就是求PE+PF的最小值,这就变成了轴对称问题中最为经典的“放羊问题”,要解决这一问题首先我们看图中有没有E或F的对称点,根据题意,显然是有E点的对称点B的,那么连接BF与x轴的交点就是我们要求的点P(2,0);
(3)首先点M本身就在抛物线对称轴上,其坐标为(32 ,0);点C是点B关于抛物线对称轴的对称点,所以点C的坐标为(3,-2);求Q点的坐标,根据题意可设Q点为(32 ,n).⊿QCM是等腰三角形,则可能有三种情况,分别是QC=MC;QM=MC;QC=QM.根据这三种情况就能求得Q点的坐标可能是(32 ,±52)或(32 ,-2516)或(32 ,-4).
试题解析:(1)∵A(-1,0),B(0,-2)
∴OE=OB=2,OA=1,
∵AD是⊙M的直径,
∴OE·OB=OA·OD,
即:2²=1·OD,OD=4,
∴D(4,0),
把A(-1,0),B(0,-2),D(4,0)代入得:
a-b+c=0c=-216a+4b+c=0,即,,a=12b=-32c=-2
该抛物线的表达式为:.
连接AF,DF,
∵FH⊥AD于点H,AD为直径
∴△AFH∽△FDH,
∴HF²=DH·AH,
∵E点与B点关于点O对称,
根据轴对称的性质,连接BF交x轴于点P,
∵A(-1,0),D(4,0),
∴AD=5,
设DH=x,则AH=5-x,
即1.5²=x(5-x),
5x-x²=,
4x²-20x+9=0,
(2x-1)(2x-9)=0,
由AH>DH,
∴DH=,
∴OH=OD-DH=,
∴F(3.5,1.5),
设直线BF的解析式为,
则3.5k+b=1.5;b=-2,
则k=1,b=-2,
∴y=x-2,
令y=0,则x=-2,
∴P(2,0)
(3)Q(,),Q(,-),Q(,-4),∴Q(,-).
考点:二次函数与圆
8.(2019·山东中考真题)如图,在平面直角坐标系xOy中,半径为1的圆的圆心O在坐标原点,且与两坐标轴分别交于A、B、C、D四点.抛物线y=ax2+bx+c与y轴交于点D,与直线y=x交于点M、N,且MA、NC分别与圆O相切于点A和点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)抛物线的对称轴交x轴于点E,连结DE,并延长DE交圆O于F,求EF的长.
(3)过点B作圆O的切线交DC的延长线于点P,判断点P是否在抛物线上,说明理由.
【答案】(1)(2)3510(3)点P在抛物线上,理由见解析
【解析】
解:(1)∵圆心O在坐标原点,圆O的半径为1,
∴点A、B、C、D的坐标分别为A(-1,0)、B(0,-1)、C(1,0)、D(0,1)
∵抛物线与直线y=x交于点M、N,且MA、NC分别与圆O相切于点A和点C,
∴ M(-1,-1)、N(1,1).
∵点D、M、N在抛物线上,将D(0,1)、M(-1,-1)、N(1,1)的坐标代入
y=ax2+bx+c,得:解之,得:a=-1b=1c=1
∴抛物线的解析式为:C(1,0)、D(0,1).
(2)∵y=-x2+x+1=-(x-12)2+54
∴抛物线的对称轴为x=12,
∴OE=12,DE=14+1=52.
连结BF,∠BFD=90°,
∴△BFD∽△EOD,∴DEDB=ODFD,
又DE=52,OD=1,DB=2,
∴FD=455,
∴EF=FD-DE=455-52=3510.
(3)点P在抛物线上.
设过D、C点的直线为:y=kx+b,
将点C(1,0)、D(0,1)的坐标代入y=kx+b,得:k=-1,b=1,
∴直线DC为:y=kx+b.
过点P作圆O的切线BP与P轴平行,P点的纵坐标为y=-1,
将y=-1代入y=kx+b,得:x=2.
∴ P点的坐标为y=-1,
当x=2时,y=-x2+x+1=-22+2+1=-1,
所以,P点在抛物线C(1,0)、D(0,1)上.
(1)根据⊙O半径为1,得出D点坐标,再利用CO=1,AO=1,点M、N在直线y=x上,即可求出答案;
(2)先利用配方法求出顶点坐标,再根据相似三角形的对应边成比例即可求得结果;
(3)先求出直线CD的解析式,即可得到点P的坐标,从而可以判断点P是否在抛物线上.
9.(2018·山东中考真题)如图,已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过点A(3,0),B(﹣1,0),C(0,﹣3).
(1)求该抛物线的解析式;
(2)若以点A为圆心的圆与直线BC相切于点M,求切点M的坐标;
(3)若点Q在x轴上,点P在抛物线上,是否存在以点B,C,Q,P为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=x2﹣2x﹣3;(2)M(﹣,﹣);(3)存在以点B,C,Q,P为顶点的四边形是平行四边形,P的坐标为(1+,3)或(1﹣,3)或(2,﹣3).
【解析】
【分析】
(1)把A,B,C的坐标代入抛物线解析式求出a,b,c的值即可;
(2)由题意得到直线BC与直线AM垂直,求出直线BC解析式,确定出直线AM中k的值,利用待定系数法求出直线AM解析式,联立求出M坐标即可;
(3)存在以点B,C,Q,P为顶点的四边形是平行四边形,分两种情况,利用平移规律确定出P的坐标即可.
【详解】
(1)把A(3,0),B(﹣1,0),C(0,﹣3)代入抛物线解析式得:,
解得:,
则该抛物线解析式为y=x2﹣2x﹣3;
(2)设直线BC解析式为y=kx﹣3,
把B(﹣1,0)代入得:﹣k﹣3=0,即k=﹣3,
∴直线BC解析式为y=﹣3x﹣3,
∴直线AM解析式为y=x+m,
把A(3,0)代入得:1+m=0,即m=﹣1,
∴直线AM解析式为y=x﹣1,
联立得:,
解得:,
则M(﹣,﹣);
(3)存在以点B,C,Q,P为顶点的四边形是平行四边形,
分两种情况考虑:
设Q(x,0),P(m,m2﹣2m﹣3),
当四边形BCQP为平行四边形时,由B(﹣1,0),C(0,﹣3),
根据平移规律得:﹣1+x=0+m,0+0=﹣3+m2﹣2m﹣3,
解得:m=1±,x=2±,
当m=1+时,m2﹣2m﹣3=8+2﹣2﹣2﹣3=3,即P(1+,3);
当m=1﹣时,m2﹣2m﹣3=8﹣2﹣2+2﹣3=3,即P(1﹣,3);
当四边形BCPQ为平行四边形时,由B(﹣1,0),C(0,﹣3),
根据平移规律得:﹣1+m=0+x,0+m2﹣2m﹣3=﹣3+0,
解得:m=0或2,
当m=0时,P(0,﹣3)(舍去);当m=2时,P(2,﹣3),
综上,存在以点B,C,Q,P为顶点的四边形是平行四边形,P的坐标为(1+,3)或(1﹣,3)或(2,﹣3).
【点睛】
此题属于二次函数综合题,涉及的知识有:待定系数法求函数解析式,平行四边形的性质以及平移规律,熟练掌握各自的性质是解本题的关键.
10.(2018·湖南中考真题)我们不妨约定:对角线互相垂直的凸四边形叫做“十字形”.
(1)①在“平行四边形,矩形,菱形,正方形”中,一定是“十字形”的有 ;
②在凸四边形ABCD中,AB=AD且CB≠CD,则该四边形 “十字形”.(填“是”或“不是”)
(2)如图1,A,B,C,D是半径为1的⊙O上按逆时针方向排列的四个动点,AC与BD交于点E,∠ADB﹣∠CDB=∠ABD﹣∠CBD,当6≤AC2+BD2≤7时,求OE的取值范围;
(3)如图2,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+c(a,b,c为常数,a>0,c<0)与x轴交于A,C两点(点A在点C的左侧),B是抛物线与y轴的交点,点D的坐标为(0,﹣ac),记“十字形”ABCD的面积为S,记△AOB,△COD,△AOD,△BOC的面积分别为S1,S2,S3,S4.求同时满足下列三个条件的抛物线的解析式;
①= ;②= ;③“十字形”ABCD的周长为12.
【答案】(1)①菱形,正方形;②不是;(2)(OE>0);(3)y=x2﹣9.
【解析】
【详解】
分析:(1)利用“十字形”的定义判断即可;
(2)先判断出∠ADB+∠CAD=∠ABD+∠CAB,进而判断出∠AED=∠AEB=90°,即:AC⊥BD,再判断出四边形OMEN是矩形,进而得出OE2=2-(AC2+BD2),即可得出结论;
(3)由题意得,A(,0),B(0,c),C(,0),D(0,-ac),求出S=AC•BD=-(ac+c)×,S1=OA•OB=-,S2=OC•OD=-,S3=OA×OD=-,S4=OB×OC=-,进而建立方程,求出a=1,再求出b=0,进而判断出四边形ABCD是菱形,求出AD=3,进而求出c=-9,即可得出结论.
详解:(1)①∵菱形,正方形的对角线互相垂直,
∴菱形,正方形是:“十字形”,
∵平行四边形,矩形的对角线不一定垂直,
∴平行四边形,矩形不是“十字形”,
故答案为菱形,正方形;
②如图,
当CB=CD时,在△ABC和△ADC中,
,
∴△ABC≌△ADC(SSS),
∴∠BAC=∠DAC,
∵AB=AD,
∴AC⊥BD,
∴当CB≠CD时,四边形ABCD不是“十字形”,
故答案为不是;
(2)∵∠ADB+∠CBD=∠ABD+∠CDB,∠CBD=∠CAD,∠CDB=∠CAB,
∴∠ADB+∠CAD=∠ABD+∠CAB,
∴180°﹣∠AED=180°﹣∠AEB,
∴∠AED=∠AEB=90°,
∴AC⊥BD,
过点O作OM⊥AC于M,ON⊥BD于N,连接OA,OD,
∴OA=OD=1,OM2=OA2﹣AM2,ON2=OD2﹣DN2,AM=AC,DN=BD,四边形OMEN是矩形,
∴ON=ME,OE2=OM2+ME2,
∴OE2=OM2+ON2=2﹣(AC2+BD2),
∵6≤AC2+BD2≤7,
∴2﹣≤OE2≤2﹣,
∴≤OE2≤,
∴≤OE≤;
(3)由题意得,A(,0),B(0,c),C(,0),D(0,﹣ac),
∵a>0,c<0,
∴OA=,OB=﹣c,OC=,OD=﹣ac,AC=,BD=﹣ac﹣c,
∴S=AC•BD=﹣(ac+c)×,S1=OA•OB=﹣,S2=OC•OD=﹣,
S3=OA×OD=﹣,S4=OB×OC=﹣,
∵,,
∴,
∴=2,
∴a=1,
∴S=﹣c,S1=﹣,S4=﹣,
∵,
∴S=S1+S2+2,
∴﹣c=﹣,
∴
∴
∴b=0,
∴A(,0),B(0,c),C(,0),d(0,﹣c),
∴四边形ABCD是菱形,
∴4AD=12,
∴AD=3,
即:AD2=90,
∵AD2=c2﹣c,
∴c2﹣c=90,
∴c=﹣9或c=10(舍),
即:y=x2﹣9.
点睛:此题是二次函数综合题,主要考查了新定义,平行四边形,矩形,菱形,正方形的性质,全等三角形的判定和性质,三角形的面积公式,求出a=1是解本题的关键.
11.(2017·广西中考真题)已知抛物线y1=ax2+bx-4(a≠0)与x轴交于点A(-1,0)和点B(4,0).
(1)求抛物线y1的函数解析式;
(2)如图①,将抛物线y1沿x轴翻折得到抛物线y2,抛物线y2与y轴交于点C,点D是线段BC上的一个动点,过点D作DE∥y轴交抛物线y1于点E,求线段DE的长度的最大值;
(2)在(2)的条件下,当线段DE处于长度最大值位置时,作线段BC的垂直平分线交DE于点F,垂足为H,点P是抛物线y2上一动点,⊙P与直线BC相切,且S⊙P:S△DFH=2π,求满足条件的所有点P的坐标.
【答案】(1) 抛物线y1的函数解析式为:y1=x2-3x-4;(2)9;(3)(2+,-),(2-,),(2+,4-),(2-,4+).
【解析】
试题分析:(1)将点A(-1,0)和点B(4,0)代入y1=ax2+bx-3即可得到结论;
(2)由对称性可知,得到抛物线y2的函数解析式为y2=-x2+3x+4,求得直线BC的解析式为:y=-x+4,设D(m,-m+4),E(m,m2-3m-4),其中0≤m≤4,得到DE=-m+4-(m2-3m-4)=-(m-1)2+9,即可得到结论;
(3)由题意得到△BOC是等腰直角三角形,求得线段BC的垂直平分线为y=x,由(2)知,直线DE的解析式为x=1,得到H(2,2),根据S⊙P:S△DFH=2π,得到r=,由于⊙P与直线BC相切,推出点P在与直线BC平行且距离为的直线上,于是列方程即可得到结论.
试题解析:(1)将点A(-1,0)和点B(4,0)代入y1=ax2+bx-3得:a=1,b=-3,
∴抛物线y1的函数解析式为:y1=x2-3x-4;
(2)由对称性可知,抛物线y2的函数解析式为:y2=-x2+3x+4,
∴C(0,4),设直线BC的解析式为:y=kx+q,
把B(4,0),C(0,4)代入得,k=-1,q=4,
∴直线BC的解析式为:y=-x+4,
设D(m,-m+4),E(m,m2-3m-4),其中0≤m≤4,
∴DE=-m+4-(m2-3m-4)=-(m-1)2+9,
∵0≤m≤4,∴当m=1时,DEmax=9;
此时,D(1,3),E(1,-6);
(3)由题意可知,△BOC是等腰直角三角形,
∴线段BC的垂直平分线为:y=x,
由(2)知,直线DE的解析式为:x=1,
∴F(1,1),
∵H是BC的中点,
∴H(2,2),
∴DH=,FH=,
∴S△DFH=1,
设⊙P的半径为r,
∵S⊙P:S△DFH=2π,
∴r=,
∵⊙P与直线BC相切,
∴点P在与直线BC平行且距离为的直线上,
∴点P在直线y=-x+2或y=-x+6的直线上,
∵点P在抛物线y2=-x2+3x+4上,
∴-x+2=-x2+3x+4,
解得:x1=2+,x2=2-,
-x+2=-x2+3x+4,
解得:x3=2+,x4=2-,
∴符合条件的点P坐标有4个,分别是(2+,-),(2-,),(2+,4-),(2-,4+).
【点睛】本题考查了二次函数的综合题,涉及到待定系数法,一次函数、圆的切线等知识点,结合图形正确地选择适当的方法和知识进行解答是关键.
12.(2018·山东中考真题)抛物线y=ax2+bx+4(a≠0)过点A(1,﹣1),B(5,﹣1),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)如图1,连接CB,以CB为边作▱CBPQ,若点P在直线BC上方的抛物线上,Q为坐标平面内的一点,且▱CBPQ的面积为30,求点P的坐标;
(3)如图2,⊙O1过点A、B、C三点,AE为直径,点M为 上的一动点(不与点A,E重合),∠MBN为直角,边BN与ME的延长线交于N,求线段BN长度的最大值.
【答案】(1)y=x2-6x+4;(2)点P的坐标为(6,4);(3)313.
【解析】
试题分析:(1)将点A、B的坐标代入抛物线的解析式,得到关于a、b的方程,从而可求得a、b的值;
(2)设点P的坐标为P(m,m2﹣6m+4),由平行四边形的面积为30可知S△CBP=15,由S△CBP=S梯形CEDP﹣S△CEB﹣S△PBD,得到关于m的方程求得m的值,从而可求得点P的坐标;
(3)首先证明△EAB∽△NMB,从而可得到NB=32MB,当MB为圆的直径时,NB有最大值.
试题解析:解:(1)将点A、B的坐标代入抛物线的解析式得:a+b+4=-125a+5b+4=-1,
解得:a=1b=-6.
∴抛物线得解析式为y=x2﹣6x+4.
(2)如图所示:
设点P的坐标为P(m,m2﹣6m+4)
∵平行四边形的面积为30,
∴S△CBP=15,即:S△CBP=S梯形CEDP﹣S△CEB﹣S△PBD.
∴12m(5+m2﹣6m+4+1)﹣12×5×5﹣12(m﹣5)(m2﹣6m+5)=15.
化简得:m2﹣5m﹣6=0,
解得:m=6,或m=﹣1.
∵m>0
∴点P的坐标为(6,4).
(3)连接AB、EB.
∵AE是圆的直径,
∴∠ABE=90°.
∴∠ABE=∠MBN.
又∵∠EAB=∠EMB,
∴△EAB∽△NMB.
∵A(1,﹣1),B(5,﹣1),
∴点O1的横坐标为3,
将x=0代入抛物线的解析式得:y=4,
∴点C的坐标为(0,4).
设点O1的坐标为(3,m),
∵O1C=O1A,
∴32+(m-4)2=22+(m+1)2,
解得:m=2,
∴点O1的坐标为(3,2),
∴O1A=32+(2-4)2=13,
在Rt△ABE中,由勾股定理得:BE=AE2-AB2=(213)2-42=6,
∴点E的坐标为(5,5).
∴AB=4,BE=6.
∵△EAB∽△NMB,
∴ABEB=MBNB.
∴46=MBNB.
∴NB=32MB.
∴当MB为直径时,MB最大,此时NB最大.
∴MB=AE=213,
∴NB=32×213=313.
考点:二次函数综合题.
13.(2019·四川中考真题)如图,已知抛物线(a≠0)的图象的顶点坐标是(2,1),并且经过点(4,2),直线与抛物线交于B,D两点,以BD为直径作圆,圆心为点C,圆C与直线m交于对称轴右侧的点M(t,1),直线m上每一点的纵坐标都等于1.
(1)求抛物线的解析式;
(2)证明:圆C与x轴相切;
(3)过点B作BE⊥m,垂足为E,再过点D作DF⊥m,垂足为F,求MF的值.
【答案】(1);(2)证明见解析;(3).
【解析】
试题分析:(1)可设抛物线的顶点式,再结合抛物线过点(4,2),可求得抛物线的解析式;
(2)联立直线和抛物线解析式可求得B、D两点的坐标,则可求得C点坐标和线段BD的长,可求得圆的半径,可证得结论;
(3)过点C作CH⊥m于点H,连接CM,可求得MH,利用(2)中所求B、D的坐标可求得FH,则可求得MF和BE的长,可求得其比值.
试题解析:
(1)∵已知抛物线(a≠0)的图象的顶点坐标是(2,1),∴可设抛物线解析式为,∵抛物线经过点(4,2),∴,解得a=,∴抛物线解析式为,即;
(2)联立直线和抛物线解析式可得,解得:或,∴B(,),D(,),∵C为BD的中点,∴点C的纵坐标为=,∵BD==5,∴圆的半径为,∴点C到x轴的距离等于圆的半径,∴圆C与x轴相切;
(3)如图,过点C作CH⊥m,垂足为H,连接CM,由(2)可知CM=,CH=﹣1=,在Rt△CMH中,由勾股定理可求得MH=2,∵HF==,∴MF=HF﹣MH=,∵BE=﹣1=,∴==.
考点:二次函数综合题;压轴题.
14.(2019·江苏中考真题)如图,已知二次函数的图象与轴交于两点与轴交于点,⊙的半径为为⊙上一动点.
(1)点的坐标分别为( ),( );
(2)是否存在点,使得为直角三角形?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)连接,若为的中点,连接,则的最大值= .
【答案】(1)3,0;0,-4;(2)(-1,-2)或((,),或(,--4)或(--,);(3).
【解析】
试题分析:(1)在抛物线解析式中令y=0可求得B点坐标,令x=0可求得C点坐标;
(2)①当PB与⊙相切时,△PBC为直角三角形,如图1,连接BC,根据勾股定理得到BC=5,BP2=2,过P2作P2E⊥x轴于E,P2F⊥y轴于F,根据相似三角形的性质得到,设OC=P2E=2x,CP2=OE=x,得到BE=3-x,CF=2x-4,于是得到FP2=,EP2=,求得P2(,-),过P1作P1G⊥x轴于G,P1H⊥y轴于H,同理求得P1(-1,-2),②当BC⊥PC时,△PBC为直角三角形,根据相似三角形的判定和性质即可得到结论;
(3)如图2,当PB与⊙C相切时,OE的值最大,过E作EM⊥y轴于M,过P作PF⊥y轴于F,根据平行线等分线段定理得到ME=(OB+PF)=,OM=MF=OF=,根据勾股定理即可得到结论.
试题解析:(1)在y=x2-4中,令y=0,则x=±3,令x=0,则y=-4,
∴B(3,0),C(0,-4);
(2)存在点P,使得△PBC为直角三角形,
①当PB与⊙相切时,△PBC为直角三角形,如图(2)a,连接BC,
∵OB=3.OC=4,
∴BC=5,
∵CP2⊥BP2,CP2=,
∴BP2=2,
过P2作P2E⊥x轴于E,P2F⊥y轴于F,则△CP2F∽△BP2E,四边形OCP2B是矩形,
∴,
设OC=P2E=2x,CP2=OE=x,
∴BE=3-x,CF=2x-4,
∴,
∴x=,2x=,
∴FP2=,EP2=,
∴P2(,),
过P1作P1G⊥x轴于G,P1H⊥y轴于H,
同理求得P1(-1,-2),
②当BC⊥PC时,△PBC为直角三角形,过P4作P4H⊥y轴于H,则△BOC∽△CHP4,
∴,
∴CH=,P4H=,
∴P4(,--4);
同理P3(-,);
综上所述:点P的坐标为:(-1,-2)或((,),或(,--4)或(--,);
(3)如图(3),当PB与⊙C相切时,PB与y 轴的距离最大,OE的值最大,
∵过E作EM⊥y轴于M,过P作PF⊥y轴于F,
∴OB∥EM∥PF,
∵E为PB的中点,
∴ME=(OB+PF)=,OM=MF=OF=,
∴OE=.
考点:二次函数综合题.
15.(2017·黑龙江中考真题)在平面直角坐标系中,直线交轴于点,交轴于点,抛物线经过点,与直线交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图,横坐标为的点在直线上方的抛物线上,过点作轴交直线于点,以为直径的圆交直线于另一点.当点在轴上时,求的周长;
(3)将绕坐标平面内的某一点按顺时针方向旋转,得到,点的对应点分别是.若的两个顶点恰好落在抛物线上,请直接写出点的坐标.
【答案】(1)抛物线的解析式为:y=﹣x2+x+1;
(2)△DEM的周长=;
(3)点A1(,)或(﹣,).
【解析】
试题分析:(1)利用待定系数法求抛物线的解析式;
(2)如图1,A与E重合,根据直线y=﹣x+1求得与x轴交点坐标可得OA的长,由勾股定理得AB的长,利用等角的三角函数得:sin∠ABO=,cos∠ABO=,则可得DE和DM的长,根据M的横坐标代入抛物线的解析式可得纵坐标,即ME的长,相加得△DEM的周长;
(3)由旋转可知:O1A1⊥x轴,O1B1⊥y轴,设点A1的横坐标为x,则点B1的横坐标为x+1,所以点O1,A1不可能同时落在抛物线上,分以下两种情况:
①如图2,当点O1,B1同时落在抛物线上时,根据点O1,B1的纵坐标相等列方程可得结论;
②如图3,当点A1,B1同时落在抛物线上时,根据点B1的纵坐标比点A1的纵坐标大,列方程可得结论.
试题解析:(1)∵直线y=﹣x+1交y轴于点B,∴B(0,1),
∵抛物线y=﹣x2+bx+c经过点B和点C(4,﹣2).∴,解得:,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2+x+1;
(2)如图1,∵直线y=﹣x+1交x轴于点A,
当y=0时,﹣x+1=0,x=,∴A(,0),∴OA=,
在Rt△AOB中,∵OB=1,∴AB=,∴sin∠ABO=,cos∠ABO=,
∵ME∥x轴,
∴∠DEM=∠ABO,
∵以ME为直径的圆交直线BC于另一点D,
∴∠EDM=90°,
∴DE=ME•cos∠DEM=ME,DM=ME•sin∠DEM=ME,
当点E在x轴上时,E和A重合,则m=OA=,
当x=时,y=﹣×()2+×+1=;∴ME=,
∴DE==,DM==,
∴△DEM的周长=DE+DM+ME==;
(3)由旋转可知:O1A1⊥x轴,O1B1⊥y轴,设点A1的横坐标为x,则点B1的横坐标为x+1,
∵O1A1⊥x轴,
∴点O1,A1不可能同时落在抛物线上,分以下两种情况:
①如图2,当点O1,B1同时落在抛物线上时,
点O1,B1的纵坐标相等,
∴﹣x2+x+1=﹣(x+1)2+(x+1)+1,
解得:x=,
此时点A1的坐标为(,),
②如图3,当点A1,B1同时落在抛物线上时,
点B1的纵坐标比点A1的纵坐标大,
﹣x2+x+1+=﹣(x+1)2+(x+1)+1,
解得:x=﹣,
此时A1(﹣,),
综上所述,点A1(,)或(﹣,).
考点:二次函数综合题.
16.(2017·甘肃中考真题)如图,抛物线与直线交于,两点,直线交轴与点,点是直线上的动点,过点作轴交于点,交抛物线于点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)连接,,当四边形是平行四边形时,求点的坐标;
(3)①在轴上存在一点,连接,,当点运动到什么位置时,以为顶点的四边形是矩形?求出此时点的坐标;
②在①的前提下,以点为圆心,长为半径作圆,点为上一动点,求的最小值.
【答案】(1) y=﹣x2﹣2x+4;(2) G(﹣2,4);(3)①E(﹣2,0).H(0,﹣1);②.
【解析】
试题分析:(1)利用待定系数法求出抛物线解析式;
(2)先利用待定系数法求出直线AB的解析式,进而利用平行四边形的对边相等建立方程求解即可;
(3)①先判断出要以点A,E,F,H为顶点的四边形是矩形,只有EF为对角线,利用中点坐标公式建立方程即可;
②先取EG的中点P进而判断出△PEM∽△MEA即可得出PM=AM,连接CP交圆E于M,再求出点P的坐标即可得出结论.
试题解析:(1)∵点A(﹣4,﹣4),B(0,4)在抛物线y=﹣x2+bx+c上,
∴,
∴,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣2x+4;
(2)设直线AB的解析式为y=kx+n过点A,B,
∴,
∴,
∴直线AB的解析式为y=2x+4,
设E(m,2m+4),
∴G(m,﹣m2﹣2m+4),
∵四边形GEOB是平行四边形,
∴EG=OB=4,
∴﹣m2﹣2m+4﹣2m﹣4=4,
∴m=﹣2,
∴G(﹣2,4);
(3)①如图1,
由(2)知,直线AB的解析式为y=2x+4,
∴设E(a,2a+4),
∵直线AC:y=﹣x﹣6,
∴F(a,﹣a﹣6),
设H(0,p),
∵以点A,E,F,H为顶点的四边形是矩形,
∵直线AB的解析式为y=2x+4,直线AC:y=﹣x﹣6,
∴AB⊥AC,
∴EF为对角线,
∴(﹣4+0)=(a+a),(﹣4+p)=(2a+4﹣a﹣6),
∴a=﹣2,P=﹣1,
∴E(﹣2,0).H(0,﹣1);
②如图2,
由①知,E(﹣2,0),H(0,﹣1),A(﹣4,﹣4),
∴EH=,AE=2,
设AE交⊙E于G,取EG的中点P,
∴PE=,
连接PC交⊙E于M,连接EM,
∴EM=EH=,
∴=,
∵=,
∴,
∵∠PEM=∠MEA,
∴△PEM∽△MEA,
∴,
∴PM=AM,
∴AM+CM的最小值=PC,
设点P(p,2p+4),
∵E(﹣2,0),
∴PE2=(p+2)2+(2p+4)2=5(p+2)2,
∵PE=,
∴5(p+2)2=,
∴p=﹣或p=﹣(由于E(﹣2,0),所以舍去),
∴P(﹣,﹣1),
∵C(0,﹣6),
∴PC=,
即:AM+CM=.
考点:二次函数综合题.
17.(2017·湖南中考真题)已知二次函数y=﹣x2+bx+c+1,
①当b=1时,求这个二次函数的对称轴的方程;
②若c=b2﹣2b,问:b为何值时,二次函数的图象与x轴相切?
③若二次函数的图象与x轴交于点A(x1,0),B(x2,0),且x1<x2,与y轴的正半轴交于点M,以AB为直径的半圆恰好过点M,二次函数的对称轴l与x轴、直线BM、直线AM分别交于点D、E、F,且满足,求二次函数的表达式.
【答案】①.二次函数的对称轴的方程为x=; ②.b为2+或2﹣时,二次函数的图象与x轴相切;③. 二次函数的表达式为y=﹣x2+x+1.
【解析】
试题分析:①二次函数y=﹣x2+bx+c+1的对称轴为x=,即可得出答案;②二次函数y=﹣x2+bx+c+1的顶点坐标为(,),y由二次函数的图象与x轴相切且c=b2﹣2b,得出方程组,求出b即可;③由圆周角定理得出∠AMB=90°,证出∠OMA=∠OBM,得出△OAM∽△OMB,得出OM2=OA•OB,由二次函数的图象与x轴的交点和根与系数关系得出OA=﹣x1,OB=x2,x1+x2,=b,x1•x2=﹣(c+1),得出方程(c+1)2=c+1,得出c=0,OM=1,证明△BDE∽△BOM,△AOM∽△ADF,得出,,得出OB=4OA,即x2=﹣4x1,由x1•x2=﹣(c+1)=﹣1,得出方程组,解方程组求出b的值即可.
试题解析:①二次函数y=﹣x2+bx+c+1的对称轴为x=,当b=1时,=,
∴当b=1时,求这个二次函数的对称轴的方程为x=.
②二次函数y=﹣x2+bx+c+1的顶点坐标为(,),
∵二次函数的图象与x轴相切且c=b2﹣2b,
∴,解得:b=2+或b=2﹣,
∴b为2+或2﹣时,二次函数的图象与x轴相切.
③∵AB是半圆的直径,∴∠AMB=90°,∴∠OAM+∠OBM=90°,
∵∠AOM=∠MOB=90°,∴∠OAM+∠OMA=90°,∴∠OMA=∠OBM,
∴△OAM∽△OMB,∴,∴OM2=OA•OB,
∵二次函数的图象与x轴交于点A(x1,0),B(x2,0),
∴OA=﹣x1,OB=x2,x1+x2,=b,x1•x2=﹣(c+1),∵OM=c+1,∴(c+1)2=c+1,
解得:c=0或c=﹣1(舍去),∴c=0,OM=1,
∵二次函数的对称轴l与x轴、直线BM、直线AM分别交于点D、E、F,且满足,
∴AD=BD,DF=4DE,DF∥OM,∴△BDE∽△BOM,△AOM∽△ADF,
∴,∴DE=,DF=,∴×4,∴OB=4OA,即x2=﹣4x1,
∵x1•x2=﹣(c+1)=﹣1,∴,解得:,∴b=﹣+2=,
∴二次函数的表达式为y=﹣x2+x+1.
考点:二次函数综合题;二次函数的性质.
18.(2017·江苏中考真题)如图,已知二次函数的图象经过点,,且与轴交于点,连接、、.
(1)求此二次函数的关系式;
(2)判断的形状;若的外接圆记为,请直接写出圆心的坐标;
(3)若将抛物线沿射线方向平移,平移后点、、的对应点分别记为点、、,的外接圆记为,是否存在某个位置,使经过原点?若存在,求出此时抛物线的关系式;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)(2)直角三角形,(2,2)(3)存在,抛物线的关系式为
或
【解析】
试题分析:(1)根据待定系数法可直接代入得到方程组求值,得到函数的解析式;
(2)过点作轴于点,然后根据角之间的关系得到是直角三角形,最后根据坐标得到D点;
(3)取中点,过点作轴于点,根据勾股定理求出MC的长和OM的长,再通过平移的性质得到平移的距离,然后根据二次函数的平移性质可得到解析式.
试题解析:(1)把点,代入中得
,解得,
所以所求函数的关系式为.
(2)为直角三角形.
过点作轴于点,
易知点坐标为,所以,所以,
又因为点坐标为,所以,所以,
所以,所以为直角三角形,
圆心的坐标为.
(3)存在.
取中点,过点作轴于点,
因为的坐标为,
所以,,
所以,
又因为,
所以,
所以要使抛物线沿射线方向平移,
且使经过原点,
则平移的长度为或,
因为,
所以抛物线的顶点向左、向下均分别平移个单位长度,
或个单位长度.
因为.
所以平移后抛物线的关系式为,
即
或,即.
综上所述,存在一个位置,使经过原点,此时抛物线的关系式为
或.
考点:二次函数的综合
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