2023年中考数学一轮复习:二次函数压轴题01
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1.如图①(注:与图②完全相同),在直角坐标系中,抛物线经过点A(1,0)、B(5,0)、C(0,4)三点.
(1)求抛物线的解析式和对称轴;
(2)P是抛物线对称轴上的一点,求满足PA+PC的值为最小的点P坐标(请在图①中探索);
(3)在第四象限的抛物线上是否存在点E,使四边形OEBF是以OB为对角线且面积为12的平行四边形?若存在,请求出点E的坐标,若不存在,请说明理由(请在图②中探索).
2.如图,在平面直角坐标系中,经过点A(4,0)的直线AB与y轴交于点B(0,4).经过原点O的抛物线y=-x2+bx+c交直线AB于点A,C,抛物线的顶点为D.
(1)求抛物线y=-x2+bx+c的表达式;
(2)M是线段AB上一点,N是抛物线上一点,当MN//y轴且MN=2时,求点M的坐标;
(3)P是抛物线上一动点,Q是平面直角坐标系内一点.是否存在以点A,C,P,Q为顶点的四边形是矩形?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
3.如图,已知点O(0,0),A(-5,0),B(2,1),抛物线l:y=-(x-h)2+1(h为常数)与y轴的交点为C.
(1)若l经过点B,求它的函数解析式,并写出此时l的对称轴及顶点坐标;
(2)设点C的纵坐标为yC,求yC的最大值,此时l上有两点(x1,y1),(x2,y2),其中x1>x2⩾0,比较y1与y2的大小;
(3)当线段OA被l分为两部分,且这两部分的比是1∶4时,求h的值.
4.如图,抛物线y=ax2+bx-3过A(1,0),B(-3,0),直线AD交抛物线于点D,点D的横坐标为-2,点P(m,n)是线段AD上的动点(点P不与点A,D重合).
(1)求直线AD及抛物线的解析式.
(2)过点P的直线垂直于x轴,交抛物线于点Q,求线段PQ的长度l与m的关系式,m为何值时,PQ最长?
(3)在平面内是否存在整点(横、纵坐标都为整数)R,使得以P,Q,D,R为顶点的四边形是平行四边形?若存在,直接写出点R的坐标;若不存在,说明理由.
5.如图,直线y=-x+3与x轴,y轴分别交于B,C两点,抛物线y=-x2+bx+c经过点B,C,与x轴另一交点为A,顶点为D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在x轴上找一点E,使EC+ED的值最小,求EC+ED的最小值;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在一点P,使得∠APB=∠OCB?若存在,求出P点坐标;若不存在,请说明理由.
6.如图,已知抛物线y=12x2+bx+c与直线y=12x+3相交于A,B两点,交x轴于C,D两点,连接AC,BC,已知A(0,3),C(-3,0).
(1)求出抛物线的解析式.
(2)在抛物线的对称轴l上找一点M,使|MB-MD|的值最大,并求出这个最大值.
(3)点P为y轴右侧抛物线上的一动点,连接PA,过点P作PQ⊥PA交y轴于点Q,是否存在点P,使得以A,P,Q为顶点的三角形与△ABC相似?若存在,请求出符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
7.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的圆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.
8.如图,抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于A、B两点(A在B的左侧),与y轴交于点N,过A点的直线l:y=kx+n与y轴交于点C,与抛物线y=-x2+bx+c的另一个交点为D,已知A(-1,0),D(5,-6),P点为抛物线y=-x2+bx+c上一动点(不与A、D重合).
(1)求抛物线和直线l的解析式;
(2)当点P在直线l上方的抛物线上时,过P点作PE//x轴交直线l于点E,作PF//y轴交直线l于点F,求PE+PF的最大值;
(3)设M为直线l上的点,探究是否存在点M,使得以点N、C,M、P为顶点的四边形为平行四边形?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
9.如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+bx+c的图象经过点A0,-74,点B1,14.
(1)求此二次函数的解析式;
(2)当-2≤x≤2时,求二次函数y=x2+bx+c的最大值和最小值;
(3)点P为此函数图象上任意一点,其横坐标为m,过点P作PQ//x轴,点Q的横坐标为-2m+1已知点P与点Q不重合,且线段PQ的长度随m的增大而减小.
(1)求m的取值范图;
(2)当PQ≤7时,直接写出线段PQ与二次函数y=x2+bx+c-2≤x<13的图象交点个数及对应的m的取值范围.
10.如图,在平面直角坐标系中,四边形ABCD为正方形,点A,B在x轴上,抛物线y=x2+bx+c经过点B,D(-4,5)两点,且与直线DC交于另一点E.
(1)求抛物线的解析式;
(2)F为抛物线对称轴上一点,Q为平面直角坐标系中的一点,是否存在以点Q,F,E,B为顶点的四边形是以BE为边的菱形.若存在,请求出点F的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)P为y轴上一点,过点P作抛物线对称轴的垂线,垂足为M,连接ME,BP,探究EM+MP+PB
是否存在最小值.若存在,请求出这个最小值及点M的坐标;若不存在,请说明理由.
11.如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于除原点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.
12.在平面直角坐标系中,抛物线y=2(x-m)2+2m(m为常数)的顶点为A.
(1)当m=12时,点A的坐标是,抛物线与y轴交点的坐标是.
(2)若点A在第一象限,且OA=5,求此抛物线所对应的二次函数的表达式,并写出函数值y随x的增大而减小时x的取值范围.
(3)当x≤2m时,若函数y=2(x-m)2+2m的最小值为3,求m的值.
(4)分别过点P(4,2)、Q(4,2-2m)作y轴的垂线,交抛物线的对称轴于点M、N.当抛物线y=2(x-m)2+2m与四边形PQNM的边有两个交点时,将这两个交点分别记为点B、点C,且点B的纵坐标大于点C的纵坐标.若点B到y轴的距离与点C到x轴的距离相等,直接写出m的值.
13.如图,已知抛物线y=a(x-3)(x+6)过点A(-1,5)和点B(-5,m)与x轴的正半轴交于点C.
(1)求a,m的值和点C的坐标;
(2)若点P是x轴上的点,连接PB,PA,当PBPA=25时,求点P的坐标;
(3)在抛物线上是否存在点M,使A,B两点到直线MC的距离相等?若存在,求出满足条件的点M的横坐标;若不存在,请说明理由
14.已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴只有一个公共点.
(1)若抛物线过点P(0,1),求a+b的最小值;
(2)已知点P1(-2,1),P2(2,-1),P3(2,1)中恰有两点在抛物线上.
①求抛物线的解析式;
②设直线l:y=kx+1与抛物线交于M,N两点,点A在直线y=-1上,且∠MAN=90∘,过点A且与x轴垂直的直线分别交抛物线和l于点B,C.求证:△MAB与△MBC的面积相等.
15.如图,在平面直角坐标系中,直线y=-12x+3与x轴交于点A,与y轴交于点B,抛物线y=13x2+bx+c经过坐标原点和点A,顶点为点M.
(1)求抛物线的关系式及点M的坐标;
(2)点E是直线AB下方的抛物线上一动点,连接EB,EA,当△EAB的面积等于252时,求E¯点的坐标;
(3)将直线AB向下平移,得到过点M的直线y=mx+n,且与X轴负半轴交于点C,取点D(2,0),连接DM,求证:∠ADM-∠ACM=45∘.
参考答案
1.【答案】(1)设二次函数表达式为y=a(x-1)(x-5)=a(x2-6x+5),
则5a=4,解得a=45,
抛物线的表达式为y=45(x2-6x+5)=45x2-245x+4,
抛物线的对称轴为直线x=3.
(2)连接BC交对称轴于点P,此时PA+PC的值为最小,
将点B、C的坐标代入一次函数表达式y=kx+b得:0=5k+b,b=4,
解得k=-45,b=4,
直线BC的表达式为y=-45x+4,
当x=3时,y=85,故点P(3,85).
(3)存在,理由:四边形OEBF是以OB为对角线且面积为12的平行四边形,
则S四边形OEBF=OB×yE=5×yE=12,
点E在第四象限,则yE=-125,
将y=-125代入二次函数表达式得45(x2-6x+5)=-125,
解得x=2或4,故点E的坐标为(2,-125)或(4,-125).
2.【答案】(1)解:∵抛物线y=-x2+bx+c过点A(4,0)和O(0,0),∴-16+4b+c=0,c=0,解得b=4,c=0,∴抛物线的表达式为y=-x2+4x.
(2)∵直线AB经过点A(4,0)和B(0,4),∴直线AB的表达式为y=-x+4.∵MN//y轴,∴设M(t,-t+4),N(t,-t2+4t),其中0≤t≤4.当点M在点N的上方时,MN=-t+4-(-t2+4t)=t2-5t+4=2,解得t1=5-172,t2=5+172(舍),∴15-172,3+172;当点M在点N的下方时,MN=-t2+4t-(-t+4)=-t2+5t-4=2,解得t1=2,t2=3,∴M2(2,2),M3(3,1).综上,满足条件的点M的坐标为5-172,3+172或(2,2)或(3,1).
(3)存在,点Q的坐标为(5,1)或(-4,-2)或7-52,1-52或7+52,1+52.理由如下:①如图②,若AC是矩形的边,设抛物线的对称轴与直线AB交于点R,且R(2,2).过点C,A分别作直线AB的垂线交抛物线于点1,P2.联立y=-x2+4x,y=-x+4,解得x=1,y=3或x=4,y=0,∴C(1,3).∵D(2,4),∴CD=(2-1)2+(4-3)2=2.同理,CR=2,DR=2,∴CD2+CR2=DR2,∴∠RCD=90∘,∴点P1与点D重合.当C1//A1,CP1=AQ1时,四边形ACP1Q1是矩形.∵C(1,3)向右平移1个单位长度,向上平移1个单位长度得到P1(2,4),∴A(4,0)向右平移1个单位长度,向上平移1个单位长度得到Q1(5,1).此时直线P1C的表达式为y=x+2.∵直线P2A与P1C平行且过点A(4,0),∴直线P2A的表达式为y=x-4.∵点P2是直线y=x-4与抛物线y=-x2+4x的交点,∴-x2+4x=x-4,解得x1=-1,x2=4(舍),∴P2(-1,-5).当AC//P2Q2时,四边形ACQ2P2是矩形,∵A(4,0)向左平移3个单位长度,向上平移3个单位长度得到C(1,3),∴P2(-1,-5)向左平移3个单位长度,向上平移3个单位长度得到Q2(-4,-2);②如图③,若AC是矩形的对角线,设P3(m,-m2+4m).当∠AP3C=90∘时,过点P3作P3H⊥x轴于点H,过点C作CK⊥P3H于点K,∴∠P3KC=∠AHP3=90∘,∠P3CK=∠AP3H,∴△P3CK∽△AP3H,∴P3KAH=CKP3H,∴-m2+4m-34-m=m-1-m2+4m.∵点P不与点A,C重合,∴m≠1且m≠4,∴m2-3m+1=0,∴m=3±52,∴满足条件的点P有两个,即33+52,5+52,43-52,5-52,如图④:当P3C//A3,P3C=AQ3时,四边形AP3CQ3是矩形.∵33+52,5+52向左平移1+52个单位长度,向下平移-1+52个单位长度得到C(1,3),∴A(4,0)向左平移1+52个单位长度,向下平移-1+52个单位长度得到37-52,1-52.当P4C//A4,P4C=AQ4时,四边形AP4CQ4是矩形.∵43-52,5-52向右平移-1+52个单位长度,向上平移1+52个单位长度得到C(1,3),∴A(4,0)向右平移-1+52个单位长度,向上平移1+52个单位长度得到47+52,1+52.综上,点Q的坐标为(5,1)或(-4,-2)或7-52,1-52或7+52,1+52.
3.【答案】(1)解:把x=2,y=1代入y=-(x-h)2+1,得h=2,∴l的函数解析式为y=-(x-2)2+1,此时l的对称轴为直线x=2,顶点坐标为(2,1)
(2)点C的横坐标为0,则yC=-h2+1,∴当h=0时,yC有最大值为1.此时,l的函数解析式为y=-x2+1,对称轴为y轴,当x⩾0时,y随着x的增大而减小,∴当x1>x2⩾0时,y1
【解析】(1)把点B的坐标代入函数解析式,列出关于h的方程,并求出h的值;
利用抛物线的函数解析式得出图象的对称轴和顶点坐标.
(2)把点C的横坐标代入函数解析式,得yC=-h2+1,由二次函数最值的求法易得yC的最大值;并可以求得此时抛物线的解析式,根据抛物线的增减性比较y1与y2的大小.
(3)根据题意推出把OA分为1∶4两部分的点为(-1,0)或(-4,0).然后将这两个点的坐标分别代入抛物线的解析式,求出对应的h的值
4.【答案】(1)∵抛物线y=ax2+bx-3过A(1,0),B(-3,0),∴a+b-3=0,9a-3b-3=0,解得a=1,b=2,∴该抛物线的解析式为:y=x2+2x-3.当x=-2时,y=(-2)2+2×(-2)-3=-3,∴D(-2,-3).设直线AD的解析式为y=kx+t,∴k+t=0,-2k+t=-3,解得k=1,t=-1,∴直线AD的解析式为y=x-1.
(2)由题意得:P(m,m-1),Q(m,m2+2m-3),-2
5.【答案】(1)解:直线y=-x+3与x轴、y轴分别交于B,C两点,
则点B,C的坐标分别为(3,0),(0,3),
将点B,C的坐标代入二次函数表达式得:
-9+3b+c=0,c=3,
解得:b=2,c=3,
故二次函数的表达式为:y=-x2+2x+3.
(2)如图①,作点C关于x轴的对称点C',连接C'D交x轴于点E,连接EC,则此时EC+ED的值最小,
易得二次函数图象顶点坐标为(1,4),点C'(0,-3),
易求得直线C'D的表达式为:y=7x-3,
当y=0时,x=37,
故点E37,0.
EC+ED的最小值为C'D=12+(4+3)2=52.
(3)①当点P在x轴上方时,如图②,
∵OB=OC=3,
∴∠OCB=45∘=∠APB,
过点B作BH⊥AP交AP于H点,则PH=BH,
设PH=BH=m,则PB=PA=2m,
在Rt△ABH中,由勾股定理得:AB2=BH2+AH2,
∴16=m2+(2m-m)2,解得:m2=42(2+1),
则PB2=(2m)2=82(2+1),yP=82(2+1)-22=22+2;
②当点P在x轴下方时,同理求得yP=-(22+2).
故点P的坐标为(1,22+2)或(1,-22-2).
6.【答案】(1)∵抛物线y=12x2+bx+c经过点A(0,3),C(-3,0),∴c=3,12×(-3)2-3b+c=0.解得b=52,c=3.∴抛物线的解析式为y=12x2+52x+3.
(2)根据二次函数图象的对称性可知MD=MC,要使|MB-MD|的值最大,就是使|MB-MC|的值最大,由三角形两边之差小于第三边,得当点B,C,M在同一条直线上时,|MB-MD|的值最大.由一次函数和二次函数的图象交于A,B两点,得12x2+52x+3=12x+3,解得x=-4或x=0,当x=-4时,y=1,即点B(-4,1).故BC=(-4+3)2+(1-0)2=2,所以最大值为2.
(3)∵点B(-4,1),点A(0,3),点C(-3,0),∴AB=25,BC=2,AC=32,则AB2=BC2+AC2,∴△ABC是直角三角形,且∠ACB=90∘,BCAC=13.设点P的坐标为a,12a2+52a+3(a>0),过点P作PE⊥y轴于点E.
则PE=a,AE=12a2+52a,∵△APQ和△APE相似,∴当a12a2+52a=13或a12a2+52a=3时,△APE与△ABC相似,即△APQ和△ABC相似,解得a=1或a=-133(舍)或a=0(舍).∴点P的坐标为(1,6)
【解析】(1)将点A,C的坐标代入关系式,求出b,c的值即可;
(2)先确定要求|MB-MD|的最大值就是求|MB-MC|的最大值,即可确定点M的位置,然后求出点B的坐标,即可求出最大值;
(3)先确定△ABC是直角三角形,直角边的比为13,再根据题意设出点P的坐标,并构造Rt△APE,并根据两直角边的比为13,求出点P的坐标
7.【答案】(1)菱形、正方形;不是
(2)由题意可得∠ADB+∠CBD=∠ABD+∠CDB,∠CBD=∠CAD,∠CDB=∠CAB,所以∠ADB+∠CAD=∠ABD+∠CAB,所以180∘-∠AED=180∘-∠AEB,所以∠AED=∠AEB=90∘,即AC⊥BD,过点O作OM⊥AC于点M,ON⊥BD于点N,连接OA,OD,则OA=OD=1,OM2=OA2-AM2,ON2=OD2-DN2,AM=12AC,DN=12BD,四边形OMEN为矩形,所以ON=ME,OE2=OM2+ME2,所以OE2=OM2+ON2=2-14(AC2+BD2),又因为6≤AC2+BD2≤7,所以2-74≤OE2≤2-32,即14≤OE2≤12(OE>0),所以12≤OE≤22.
(3)由题意得A-b-Δ2a,0(Δ=b2-4ac,下同),B(0,c),C-b+Δ2a,0,D(0,-ac),因为a>0,c<0,所以AO=b+Δ2a,BO=-c,CO=-b+Δ2a,DO=-ac,AC=Δa,BD=-ac-c,S=12·AC·BD=-12(ac+c)·Δa,S1=12·AO·OB=-c(Δ+b)4a,S2=12·CO·OD=-c(Δ-b)4,S3=12·AO·OD=-c(Δ+b)4,S4=12·CO·OB=-c(Δ-b)4a,又因为S=S1+S2,S=S3+S4,可得a=1,所以S=-cΔ,因为S=S1+S2,所以S=S1+S2+2S1S2,可得b=0,所以A(--c,0),B(0,c),C(-c,0),D(0,-c),所以四边形ABCD为菱形,所以AD=310,又因为AD2=c2-c,得到(c-10)(c+9)=0,所以c1=-9,c2=10(舍去),所以抛物线的解析式为:y=x2-9.
【解析】(1)①根据特殊四边形对角线的性质可知;②根据“十字形”的定义判断;
(2)构造矩形,将OE转化为对角线,利用圆周角定理得到AC⊥BD,即四边形ABCD是“十字形”,利用勾股定理,得到AC,BD和OE之间的数量关系,根据已知条件通过运算可得OE的取值范围;
(3)由二次函数表达式可表示出A,B,C的坐标,结合点D的坐标,表示出S,S1,S2,S3,S4,利用S=S1+S2,S=S3+S4以及“十字形”ABCD的周长为1210三个等量关系,可以得到关于c的一元二次方程,解方程可得.
8.【答案】(1)解:将点A、D的坐标代入直线表达式得:-k+n=05k+n=-6,解得:k=-1n=-1,故直线l的表达式为:y=-x-1,将点A、D的坐标代入抛物线表达式,同理可得抛物线的表达式为:y=-x2+3x+4;
(2)直线l的表达式为:y=-x-1,则直线l与x轴的夹角为45°,即:则PE=PF,设点P坐标为(x,-x2+3x+4)、则点F(x,-x-1),PE+PF=2PF=2-x2+3x+4+x+1=-x-22+18,∵-2<0,故PE+PF有最大值,当x=2时,其最大值为18;
(3)存在∵NC=5,①当NC是平行四边形的一条边时,设点P坐标为(x,-x2+3x+4)、则点M(x,-x-1),由题意得:|yM-P|=5,即:|-x2+3x+4+x+1|=5,解得:x=2±14或0或4(舍去0),则点P坐标为(2+14,-3-14)或(2-14,-3+14)或(4,-5);②当NC是平行四边形的对角线时,则NC的中点坐标为(-12,2),设点P坐标为(m,-m2+3m+4)、则点M(n,-n-1),N、C,M、P为顶点的四边形为平行四边形,则NC的中点即为PM中点,即:-12=m+n2,2=-m2+3m+4-n-12,解得:m=0或-4(舍去0),故点P(-4,3);故点P的坐标为:(2+14,-3-14)或(2-14,-3+14)或(4,-5)或(-4,3).
【解析】(1)将点A、D的坐标分别代入直线表达式、抛物线的表达式,即可求解;
(2)PE+PF=2PF=2-x2+3x+4+x+1=-x-22+18,即可求解;
(3)分NC是平行四边形的一条边、NC是平行四边形的对角线,两种情况分别求解即可.
9.【答案】(1)解:将A0,-74,点B1,14代入y=x2+bx+c得:-74=c14=1+b+c,解得b=1c=-74,∴y=x2+x-74.
(2)∵y=x2+x-74=x+122-2,∵4抛物线开口向上,对称轴为直线x=-12.∴当x=-12时,y取最小值为-2,∵2--12>-12-(-2),∴当x=2时,y取最大值22+2-74=174.
(3)(1)PQ=|-2-2m+1-m=-3m+1,当-3m+1>0时,PQ=-3m+1,PQ的长度随m的增大而减小,当-3m+1<0时,PQ=3m-1,PQ的长度随m增大而增大,∴-3m+1>0满足题意,解得m<13.(2)∵PQ≤7∴0<-3m+1≤7,解得-2≤m<13,如图,当x=-12时,点P在最低点,PQ与图象有1交点,m增大过程中,-12
(2)将函数代数式配方,由抛物线开口方向和对称轴直线方程求解.
(3)(1)由0
10.【答案】(1)解:由点D的纵坐标知,正方形ABCD的边长为5,则OB=AB-AO=5-4=1,故点B的坐标为(1,0),则1+b+c=016-4b+c=5,解得b=2c=-3,故抛物线的表达式为y=x2+2x-3;
(2)存在,理由:∵点D、E关于抛物线对称轴对称,故点E的坐标为(2,5),由抛物线的表达式知,其对称轴为直线x=-1,故设点F的坐标为(-1,m),由点B、E的坐标得,BE2=(2-1)2+(5-0)2=26,设点Q的坐标为(s,t),∵以点Q,F,E,B为顶点的四边形是以BE为边的菱形,故点B向右平移1个单位向上平移5个单位得到点E,则Q(F)向右平移1个单位向上平移5个单位得到点F(Q),且BE=EF(BE=EQ),则s+1=-1t+5=m26=(2+1)2+(m-5)2或s-1=-1t-5=m26=(s-2)2+(t-5)2,解得m=5±17s=-2t=±17或s=0t=5±22m=±22,故点F的坐标为(-1,5+17)或(-1,5-17)或(-1,22)或(-1,-22);
(3)存在,理由:设抛物线的对称轴交x轴于点B'(-1,0),将点B'向左平移1个单位得到点B''(-2,0),连接B″E,交函数的对称轴于点M,过点M作MP⊥y轴,则点P、M为所求点,此时EM+MP+PB为最小,理由:∵B''B''=PM=1,且B'B''//PM,故四边形B″B'PM为平行四边形,则B″M=B'P=BP,则EM+MP+PB=EM+1+MB″=B″E为最小,由点B''、E的坐标得,直线B″E的表达式为y=54(x+2),当x=-1时,y=54(x+2)=54,故点M的坐标为-1,54,则EM+MP+PB的最小值B'E=(-2-2)2+(0-5)2=41+1
【解析】(1)求出点B的坐标为(1,0),再用待定系数法即可求解;
(2)以点Q,F,E,B为顶点的四边形是以BE为边的菱形,故点B向右平移1个单位向上平移5个单位得到点E,则Q(F)向右平移1个单位向上平移5个单位得到点F(Q),且BE=EF(BE=EQ),即可求解;
(3)设抛物线的对称轴交x轴于点B'(-1,0),将点B'向左平移1个单位得到点B''(-2,0),连接B″E,交函数的对称轴于点M,过点M作MP⊥y轴,则点P、M为所求点,此时EM+MP+PB为最小,进而求解.
11.【答案】(1)解:∵点B关于x轴对称点的坐标为(2,1);∴点B的坐标为(2-1);设抛物线的解析式为y=a(x-2)2-1;∵抛物点过原点;∴0=a(0-2)2-1;解得a=14;∴抛物线解析式为:y=14(x-2)2-1,即y=14x2-x.
(2)①设点F坐标为(2,b),点G坐标为(a,14a2-a)由题意可得:(a-2)2+(14a2-a-b)2=14a2-a+2整理得:b×(a22-2a-b)=0∴b=0∴点F的坐标为(2,0)②设直线l的解析式为y=k(x-2),直线l与抛物线交于点M,Ny=14x2-xy=k(x-2)∴y=14(y+2kk)2-y+2kk整理得:y2-4k2y-4k2=0∴yM+yN=4k2,yM-yN=-4k2由①得MF=yM+2,NF=yN+21MF+1NF=1yM+2+1yN+2整理得:1MF+1NF=yM+yN+4yMyN+2yM+yN+4∴1MF+1NF=4k2+44k2+4=1.
(3)∵点C(3,m)在抛物线y=14x2-x上,∴m=14×9-3=-34∴C3,-34如图:作点C关于x轴的对称点C,点B关于y轴的对称点B则点C3,34,点B(-2,-1),连接B'C,交x轴于点P,交y轴于点Q,则此时四边形PQBC周长最小设直线B'C的解析式为y=kx+b-2k+b=-13k+b=34解得b=-310k=720∴直线B'C的解析式为y=720x-310∴点P坐标为67,0,点Q坐标为0,-310.
【解析】(1)先求出点B的坐标为(2-1),再求出a=14,最后求函数解析式即可;
(2)①先求出(a-2)2+(14a-a-b)2=14a2-a+2,再求出b=0,最后求点的坐标即可;②先求出y=14x2-xy=k(x-2),再求出1MF+1NF=yM+yN+4yMyN+2yM+yN+4,最后证明求解即可;
(3)先求出m=14×9-3=-34,再求出直线B'C的解析式为y=720x-310,最后求点的坐标即可。
12.【答案】(1)(12,1);(0,32)
(2)顶点坐标A(m,2m),∴OA2=m2+(2m)2=5m2,又已知OA2=5,∴5m2=5,且A点在第一象限,∴m=1∴抛物线的解析式为:y=2(x-1)2+2,∵抛物线的对称轴为x=1,由开口向上可知在对称轴左侧y随x的增大而减小,∴y随x的增大而减小时x的取值范围为:x<1
(3)解:函数的对称轴为x=m,且开口向上,当m≥0,且x≤2m时,x=m时,函数有最小值为y=2m,由已知:函数的最小值为3,∴2m=3,解得m=32,当m<0,且x≤2m时,x=2m时,函数有最小值为y=2m2+2m,由已知:函数的最小值为3,∴2m2+2m=3,解得m1=-1-72或m2=-1+72(正值舍去),故m的值为32或-1-72;
(4)如图1,当m>0时,∵P(4,2)、Q(4,2-2m)∴M(m,2),N(m,2-2m)抛物线y=2(x-m)2+2m与四边形PQNM的边有两个交点,若点B在PM边上,点C在MN边上,∴令y=2,则2=2(x-m)2+2m∴x=m+1-m或x=m-1-m(不合题意,应舍去),∴B(m+1-m,2),C(m,2m)根据题意,得2m=m+1-m,解得:m=5-12或m=-5-12(不合题意,应舍去);∴m=5-12若点B在PM边上,点C在NQ边上,则2-2m=m+1-m,解得:m=11±1318,经检验,m=11+1318不符合题意,舍去∴m=11-1318若点B在PQ边上,点C在NQ边上,则4=2-2m,解得:m=-1<0,不合题意,舍去;当m<0时,如图2,若点B在NQ边上,点C在PM边上,则2-2m=2(x-m)2+2m,∴x=m+1-2m或x=m-1-2m(舍去),∴|m+1-2m|=2,当m+1-2m=2时,得m2-2m+3=0,∵Δ=(-2)2-4×1×3=-8<0,∴该方程无解.当m+1-2m=-2时,得m2+6m+3=0,解得:m=-3-6或m=-3+6,∵当m=-3+6时,|m+1-2m|=26-4≠2,不符合题意,舍去.∴m=-3-6若点B在NQ边上,点C在MN边上,则|m+1-2m|=|2m|∴m+1-2m=-2m或m+1-2m=2m∵m<0∴m=-10+19或m=-1-2经验证,m=-10+19或m=-1-2,均不符合题意;若点B在PQ边上,点C在PM边上,显然点B到y轴的距离为4,点C到x轴的距离为2,不符合题意;综上所述,m的值为5-12或11-1318或-3-6.
【解析】(1)由题意可知,二次函数顶点坐标A(m,2m),当m=12时,顶点坐标为,A(12,1)此时抛物线解析式为:y=2x-122+1,令x=0,∴y=12+1=32,∴抛物线与y轴交点的坐标为(0,32);
(2)先求出OA2=5,再求出抛物线的对称轴为x=1,最后计算求解即可;
(3)分类讨论,计算求解即可;
(4)分类讨论,结合函数图象,计算求解即可.
13.【答案】(1)解:抛物线y=a(x-3)(x+6)过点A(-1,5),∴5=-20a,∴a=-14,∴抛物线的解析式为y=-14(x-3)(x+6),令y=0,则-14(x-3)(x+6)=0,解得x=3或-6,∴C(3,0),当x=-5时,y=-14×(-8)×1=2,∴B(-5,2),∴m=2.
(2)设P(t,0),则有(t+5)2+22(t+1)2+52=25,整理得,21t2+242t+621=0,解得t=-277或-16121,经检验t=-277或-16121是方程的解,∴满足条件的点P坐标为-277,0或-16121,0
(3)存在.连接AB,设AB的中点为T①当直线CM经过AB的中点T时,满足条件.∵A(-1,5),B(-5,2),TA=TB,∴T-3,72,∵C(3,0),∴直线CT的解析式为:y=kx+b,∴3k+b=0-3k+b=72,解得k=-712b=74∴直线CT的解析式为y=-712x+74,由y=-712x+74y=-14x-3x+6,解得x=3y=0(即点C)或x=-113y=359,∴M-113,359,②CM'//AB时,满足条件,直线AB的解析式为y=34x+234,∴直线CM'的解析式为y=34x-94,由y=34x-94y=-14x-3x+6,解得x=3y=0即点C)或x=-9y=-9,∴M'(-9,-9),综上所述,满足条件的点M的横坐标为-113或-9.
【解析】(1)利用待定系数法求解即可.
(2)设P(t,0),则有(t+5)2+22(t+1)2+52=25,解方程,可得结论.
(3)存在.连接AB,设AB的中点为T分两种情形:①当直线CM经过AB的中点T时,满足条件.②CM'//AB时,满足条件.根据方程组求出点M的坐标即可.
14.【答案】(1)解:把P(0,1)代入解析式得:c=1,∴y=ax2+bx+1,又∵抛物线与x轴只有一个公共点,∴Δ=b2-4a=0,即a=b24,∴a+b=14b2+b=14(b+2)2-1,当b=-2时,a+b有最小值为-1;
(2)①抛物线与x轴只有一个公共点,∴抛物线上的点在x轴的同一侧或x轴上,∴抛物线上的点为P1,P3,又∵P1,P3关于y轴对称,∴顶点为原点(0,0),①∵设解析式为y=ax2,代入点P1得:y=14x2,②证明:联立直线l和抛物线得:y=14x2y=kx+1,即:x2-4kx-4=0,设Mx1,kx1+1,Nx2,kx2+1,由韦达定理得:x1+x2=4k,x1x2=-4,设线段MN的中点为T,设A的坐标为(m,-1),则T的坐标为2k,2k2+1,∴AT2=(2k-m)2+2k2+22,由题意得:MN2=x1-x22+kx1-kx22=16k4+2k2+1,∵△MAN是直角三角形,且MN是斜边,∴12MN=AT,即:14MN2=AT2,∴14×16k4+2k2+1=(2k-m)2+2k2+22,解得m=2k,∴A(2k,-1),∴B2k,k2,∴C2k,2k2+1,∵2k2+1+(-1)2=k2,∴B是AC的中点,∴AB=BC,又∵△MAB与△MBC的高都是点M到直线AC的距离,∴△MAB与△MBC的高相等,∴△MAB与△MBC的面积相等.
【解析】(1)将点P的坐标代入解析式中,得出a和b的关系式,即可求出a+b的最小值;
(2)①由题意得出抛物线与x轴只有一个交点,所以抛物线上的点在同一侧,即两点只能为P1,P3,即可求出抛物线的解析式;②根据题意先设出点A的横坐标,然后用含k的式子表示出A的横坐标,再证明AB=BC即可得出△MAB与△MBC的面积相等.
15.【答案】(1)解:对于函数y=-12x+3,当y=0时,-12x+3=0,解得x=6,即A(6,0),当x=0时,y=3,即B(0,3),将点A(6,0)和原点(0,0)代入y=13x2+bx+c得:12+6b+c=0c=0,解得b=-2c=0,则抛物线的关系式为y=13x2-2x,将y=13x2-2x化成顶点式为y=13(x-3)2-3,则顶点M的坐标为M(3,-3)
(2)设直线AB与抛物线的另一个交点为点N,联立y=-12x+3y=13x2-2x,解得x=-32y=154或x=6y=0,则N-32,154,过点E作y轴的平行线,交直线AB于点F,设点E的坐标为Ea,13a2-2a,则点F的坐标为Fa,-12a+3,∴EF=-12a+3-13a2-2a=-13a2+32a+3,由题意,分以下两种情况:①如图,当0≤a<6时,则S△EAB=S△BEF+S△AEF=12a-13a2+32a+3+12(6-a)-13a2+32a+3=-a2+92a+9,因此有-a2+92a+9=252,解得a=1或a=72,均符合题设,当a=1时,13a2-2a=-53,即E1-53,当a=72时,13a2-2a=-3512,即E72,-3512;②如图,当-32 (3)证明:由题意得:m=-12,将点M(3,-3)代入y=-12x+n得:-32+n=-3,解得n=-32,则直线CM的解析式为y=-12x-32,如图,过点D作DH⊥CM于点H,可设直线DH的解析式为y=2x+k,将点D(2,0)代入得:4+k=0,解得k=-4,则直线DH的解析式为y=2x-4,联立y=-12x-32y=2x-4,解得x=1y=-2,即H(1-2),∵D(2,0),M(3,-3),∴DH=(1-2)2+(-2-0)2=5,MH=(1-3)2+(-2+3)2=5,∴DH=MH,又∵DH⊥CM,∴Rt△DHM是等腰直角三角形,∠DMH=45∘,由三角形的外角性质得:∠ADM=∠ACM+∠DMH=∠ACM+45∘,∴∠ADM-∠ACM=45∘.
【解析】(1)用待定系数法即可求解;
(2)由△EAB的面积=252,即可求解;
(3)由直线CM的表达式知,tan∠MCD=12,则sin∠MCD=15,则DM=5,由带你D、M的坐标得出DM的值,即可求解.
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