中考数学一轮复习考点提高练习专题14 函数综合题(教师版)
展开专题14 函数的综合问题
专题知识回顾
1.一次函数与二次函数的综合。
2.一次函数与反比例函数的综合。
3.二次函数与反比例函数的综合。
4.一次函数、二次函数和反比例函数的综合。专题典型题考法及解析
【例题1】(2019黑龙江绥化)一次函数y1=-x+6与反比例函数y2=(x>0)的图象如图所示.当y1>y2时,自变量x的取值范围是______.
第18题图
【答案】2
【答案】2.
【解析】本题主要考查二次函数的综合运用,首先根据二次函数的解析式可得出点A和点M的坐标,然后将二次函数的解析式配方写出y=a(x-1)2+-a的形式,得出点P的坐标,进而得出OP的方程,进而得出点B的坐标,最后根据M为线段AB的中点,可得=4,进而得出答案.
令x=0,可得y=,
∴点A的坐标为(0,),
∴点M的坐标为(2,).
∵y=ax2-2ax+=a(x-1)2+-a,
∴抛物线的顶点P的坐标为(1,-a),
∴直线OP的方程为y=(-a)x,
令y=,可得x=,
∴点B的坐标为(,).
∵M为线段AB的中点,
∴=4,解得a=2。
【例题3】(2019广西省贵港市)如图,菱形的边在轴上,点的坐标为,点在反比例函数的图象上,直线经过点,与轴交于点,连接,.
(1)求,的值;
(2)求的面积.
【答案】将解析。
【解析】由菱形的性质可知,,点代入反比例函数,求出;将点代入,求出;求出直线与轴和轴的交点,即可求的面积;
(1)由已知可得,
菱形,
,,
点在反比例函数的图象上,
,
将点代入,
;
(2),
直线与轴交点为,
专题典型训练题
1.(2019广东深圳)已知函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象如图所示,则函数y=ax+b与y=的图象为( )
【答案】C
【解析】二次函数的图象与系数的关系;一次函数的图象与系数的关系;反比例函数的图象与系数的关系;符号判断。先根据二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象确定a,b,c的正负,则判断一次函数与反比例函数的图象所在的象限.
由二次函数的图象可知,a<0,b>0,c<0.当a<0,b>0,c<0时,一次函数y=ax+b经过第一、二、四象限;反比例函数y=位于第二、四象限,选项C符合.故选C.
2.(2019四川省雅安市) 已知函数的图像如图所示,若直线y=x+m与该图像恰有三个不同的交点,则m的取值范围为 ___________.
【答案】0
由y=x+m与得,整理得,当有两个交点
,解得m<,
当直线y=x+m经过原点时与函数的图像有两个
不同的交点,再向上平移,有三个交点,∴m>0,∴m的取值范围为0
(1)直接写出y关于t的函数解析式及t的取值范围: ;
(2)当PQ=3时,求t的值;
(3)连接OB交PQ于点D,若双曲线y(k≠0)经过点D,问k的值是否变化?若不变化,请求出k的值;若变化,请说明理由.
【答案】见解析。
【解析】(1)过点P作PE⊥BC于点E,如图1所示.
当运动时间为t秒时(0≤t≤4)时,点P的坐标为(3t,0),点Q的坐标为(8﹣2t,6),
∴PE=6,EQ=|8﹣2t﹣3t|=|8﹣5t|,
∴PQ2=PE2+EQ2=62+|8﹣5t|2=25t2﹣80t+100,
∴y=25t2﹣80t+100(0≤t≤4).
故答案为:y=25t2﹣80t+100(0≤t≤4).
(2)当PQ=3时,25t2﹣80t+100=(3)2,
整理,得:5t2﹣16t+11=0,
解得:t1=1,t2.
(3)经过点D的双曲线y(k≠0)的k值不变.
连接OB,交PQ于点D,过点D作DF⊥OA于点F,如图2所示.
∵OC=6,BC=8,
∴OB10.
∵BQ∥OP,
∴△BDQ∽△ODP,
∴,
∴OD=6.
∵CB∥OA,
∴∠DOF=∠OBC.
在Rt△OBC中,sin∠OBC,cos∠OBC,
∴OF=OD•cos∠OBC=6,DF=OD•sin∠OBC=6,
∴点D的坐标为(,),
∴经过点D的双曲线y(k≠0)的k值为.
4. (2019湖南湘西)如图,一次函数y=kx+b的图象与反比例函数y的图象在第一象限交于点A(3,2),与y轴的负半轴交于点B,且OB=4.
(1)求函数y和y=kx+b的解析式;
(2)结合图象直接写出不等式组0kx+b的解集.
【答案】见解析。
【解析】(1)把点A(3,2)代入反比例函数y,可得m=3×2=6,
∴反比例函数解析式为y,
∵OB=4,
∴B(0,﹣4),
把点A(3,2),B(0,﹣4)代入一次函数y=kx+b,可得,
解得,
∴一次函数解析式为y=2x﹣4;
(2)不等式组0kx+b的解集为:x>3.
5.(2019山东东营)如图,在平面直角坐标系中,直线y=mx与双曲线y=相交于A(-2,a)、B 两点,BC⊥x 轴,垂足为 C,△AOC的面积是2.
(1)求 m、n的值;
(2)求直线 AC的解析式.
【答案】见解析。
【解析】根据反比例函数的对称性可得点A与点B关于原点中心对称,则B(2,a),由于BC⊥x轴,所以C(2,0),先利用三角形面积公式得到×2×a=2,解得a=2,则可确定A(﹣2,2),然后把A点坐标代入y=mxy=mx和y=中即可求出m,n;根据待定系数法即可得到直线AC的解析式.
(1)∵直线y=mx与双曲线y=相交于A(﹣2,a)、B两点,
∴点A与点B关于原点中心对称,
∴B(2,﹣a),
∴C(2,0);
∵S△AOC=2,
∴×2×a=2,解得a=2,
∴A(﹣2,2),
把A(﹣2,2)代入y=mx和y=得﹣2m=2,2=,解得m=﹣1,n=﹣4;
(2)设直线AC的解析式为y=kx+b,
∵直线AC经过A、C,
∴,解得
∴直线AC的解析式为y=﹣x+1.
6.(2019湖北咸宁)某工厂用50天时间生产一款新型节能产品,每天生产的该产品被某网店以每件80元的价格全部订购,在生产过程中,由于技术的不断更新,该产品第x天的生产成本y(元/件)与x(天)之间的关系如图所示,第x天该产品的生产量z(件)与x(天)满足关系式z=﹣2x+120.
(1)第40天,该厂生产该产品的利润是 元;
(2)设第x天该厂生产该产品的利润为w元.
①求w与x之间的函数关系式,并指出第几天的利润最大,最大利润是多少?
②在生产该产品的过程中,当天利润不低于2400元的共有多少天?
【答案】见解析。
【解析】由图象可知,第40天时的成本为40元,此时的产量为z=﹣2×40+120=40,则可求得第40天的利润.利用每件利润×总销量=总利润,进而求出二次函数最值即可.
(1)由图象可知,第40天时的成本为40元,此时的产量为z=﹣2×40+120=40
则第40天的利润为:(80﹣40)×40=1600元
故答案为1600
(2)①设直线AB的解析式为y=kx+b(k≠0),把(0,70)(30,40)代入得
,解得
∴直线AB的解析式为y=﹣x+70
(Ⅰ)当0<x≤30时
w=[80﹣(﹣x+70)](﹣2x+120)
=﹣2x2+100x+1200
=﹣2(x﹣25)2+2450
∴当x=25时,w最大值=2450
(Ⅱ)当30<x≤50时,
w=(80﹣40)×(﹣2x+120)=﹣80x+4800
∵w随x的增大而减小
∴当x=31时,w最大值=2320
∴
第25天的利润最大,最大利润为2450元
②(Ⅰ)当0<x≤30时,令﹣2(x﹣25)2+2450=2400元
解得x1=20,x2=30
∵抛物线w=﹣2(x﹣25)2+2450开口向下
由其图象可知,当20≤x≤30时,w≥2400
此时,当天利润不低于2400元的天数为:30﹣20+1=11天
(Ⅱ)当30<x≤50时,
由①可知当天利润均低于2400元
综上所述,当天利润不低于2400元的共有11天.
7. (2019贵州省毕节市)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,点P为第二象限内抛物线上的动点.
(1)抛物线的解析式为 ,抛物线的顶点坐标为 ;
(2)如图1,连接OP交BC于点D,当S△CPD:S△BPD=1:2时,请求出点D的坐标;
(3)如图2,点E的坐标为(0,﹣1),点G为x轴负半轴上的一点,∠OGE=15°,连接PE,若∠PEG=2∠OGE,请求出点P的坐标;
(4)如图3,是否存在点P,使四边形BOCP的面积为8?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】见解析。
【解析】函数的表达式为:y=a(x﹣1)(x+3)=a(x2+2x﹣3),即可求解;
S△CPD:S△BPD=1:2,则BD=BC=×3=2,即可求解;
∠OGE=15°,∠PEG=2∠OGE=30°,则∠OHE=45°,故OH=OE=1,即可求解;
利用S四边形BOCP=S△OBC+S△PBC=8,即可求解.
(1)函数的表达式为:y=a(x﹣1)(x+3)=a(x2+2x﹣3),
即:﹣3a=3,解得:a=﹣1,
故抛物线的表达式为:y=﹣x2﹣2x+3…①,
顶点坐标为(﹣1,4);
(2)∵OB=OC,
∴∠CBO=45°,
∵S△CPD:S△BPD=1:2,
∴BD=BC=×3=2,
yD=BDsin∠CBO=2,
则点D(﹣1,2);
(3)如图2,设直线PE交x轴于点H,
∵∠OGE=15°,∠PEG=2∠OGE=30°,
∴∠OHE=45°,
∴OH=OE=1,
则直线HE的表达式为:y=﹣x﹣1…②,
联立①②并解得:x=(舍去正值),
故点P(,);
(4)不存在,理由:
连接BC,过点P作y轴的平行线交BC于点H,
直线BC的表达式为:y=x+3,
设点P(x,﹣x2﹣2x+3),点H(x,x+3),
则S四边形BOCP=S△OBC+S△PBC=×3×3+(﹣x2﹣2x+3﹣x﹣3)×3=8,
整理得:3x2+9x+7=0,
解得:△<0,故方程无解,
则不存在满足条件的点P.
8.(2019贵州黔西南州)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,点P为第二象限内抛物线上的动点.
(1)抛物线的解析式为 ,抛物线的顶点坐标为 ;
(2)如图1,连接OP交BC于点D,当S△CPD:S△BPD=1:2时,请求出点D的坐标;
(3)如图2,点E的坐标为(0,﹣1),点G为x轴负半轴上的一点,∠OGE=15°,连接PE,若∠PEG=2∠OGE,请求出点P的坐标;
(4)如图3,是否存在点P,使四边形BOCP的面积为8?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】见解析。
【解析】函数的表达式为:y=a(x﹣1)(x+3)=a(x2+2x﹣3),即可求解;
S△CPD:S△BPD=1:2,则BDBC2,即可求解;
∠OGE=15°,∠PEG=2∠OGE=30°,则∠OHE=45°,故OH=OE=1,即可求解;
利用S四边形BOCP=S△OBC+S△PBC=8,即可求解.
(1)函数的表达式为:y=a(x﹣1)(x+3)=a(x2+2x﹣3),
即:﹣3a=3,解得:a=﹣1,
故抛物线的表达式为:y=﹣x2﹣2x+3…①,
顶点坐标为(﹣1,4);
(2)∵OB=OC,
∴∠CBO=45°,
∵S△CPD:S△BPD=1:2,
∴BDBC2,
yD=BDsin∠CBO=2,
则点D(﹣1,2);
(3)如图2,设直线PE交x轴于点H,
∵∠OGE=15°,∠PEG=2∠OGE=30°,
∴∠OHE=45°,
∴OH=OE=1,
则直线HE的表达式为:y=﹣x﹣1…②,
联立①②并解得:x(舍去正值),
故点P(,);
(4)不存在,理由:
连接BC,过点P作y轴的平行线交BC于点H,
直线BC的表达式为:y=x+3,
设点P(x,﹣x2﹣2x+3),点H(x,x+3),
则S四边形BOCP=S△OBC+S△PBC3×3(﹣x2﹣2x+3﹣x﹣3)×3=8,
整理得:3x2+9x+7=0,
解得:△<0,故方程无解,
则不存在满足条件的点P.
9.(2019湖北十堰)已知抛物线y=a(x﹣2)2+c经过点A(2,0)和C(0,),与x轴交于另一点B,顶点为D.
(1)求抛物线的解析式,并写出D点的坐标;
(2)如图,点E,F分别在线段AB,BD上(E点不与A,B重合),且∠DEF=∠A,则△DEF能否为等腰三角形?若能,求出BE的长;若不能,请说明理由;
(3)若点P在抛物线上,且m,试确定满足条件的点P的个数.
【答案】见解析。
【解析】利用待定系数法,转化为解方程组即可解决问题.
可能.分三种情形①当DE=DF时,②当DE=EF时,③当DF=EF时,分别求解即可.
如图2中,连接BD,当点P在线段BD的右侧时,作DH⊥AB于H,连接PD,PH,PB.设P[n,(n﹣2)2+3],构建二次函数求出△PBD的面积的最大值,再根据对称性即可解决问题.
(1)由题意:,
解得,
∴抛物线的解析式为y(x﹣2)2+3,
∴顶点D坐标(2,3).
(2)可能.如图1,
∵A(﹣2,0),D(2,3),B(6,0),
∴AB=8,AD=BD=5,
①当DE=DF时,∠DFE=∠DEF=∠ABD,
∴EF∥AB,此时E与B重合,与条件矛盾,不成立.
②当DE=EF时,
又∵△BEF∽△AED,
∴△BEF≌△AED,
∴BE=AD=5
③当DF=EF时,∠EDF=∠DEF=∠DAB=∠DBA,
△FDE∽△DAB,
∴,
∴,
∵△AEF∽△BCE
∴,
∴EBAD,
答:当BE的长为5或时,△CFE为等腰三角形.
(3)如图2中,连接BD,当点P在线段BD的右侧时,作DH⊥AB于H,连接PD,PH,PB.设P[n,(n﹣2)2+3],
则S△PBD=S△PBH+S△PDH﹣S△BDH4×[(n﹣2)2+3]3×(n﹣2)4×3(n﹣4)2,
∵0,
∴n=4时,△PBD的面积的最大值为,
∵m,
∴当点P在BD的右侧时,m的最大值,
观察图象可知:当0<m时,满足条件的点P的个数有4个,
当m时,满足条件的点P的个数有3个,
当m时,满足条件的点P的个数有2个(此时点P在BD的左侧).
10.(2019湖北咸宁)如图,在平面直角坐标系中,直线yx+2与x轴交于点A,与y轴交于点B,抛物线yx2+bx+c经过A,B两点且与x轴的负半轴交于点C.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)若点D为直线AB上方抛物线上的一个动点,当∠ABD=2∠BAC时,求点D的坐标;
(3)已知E,F分别是直线AB和抛物线上的动点,当B,O,E,F为顶点的四边形是平行四边形时,直接写出所有符合条件的E点的坐标.
【答案】见解析。
【解析】求得A、B两点坐标,代入抛物线解析式,获得b、c的值,获得抛物线的解析式.
通过平行线分割2倍角条件,得到相等的角关系,利用等角的三角函数值相等,得到点坐标.
B、O、E、F四点作平行四边形,以已知线段OB为边和对角线分类讨论,当OB为边时,以EF=OB的关系建立方程求解,当OB为对角线时,OB与EF互相平分,利用直线相交获得点E坐标.
(1)在中,令y=0,得x=4,令x=0,得y=2
∴A(4,0),B(0,2)
把A(4,0),B(0,2),代入,得
,解得
∴抛物线得解析式为
(2)如图,过点B作x轴得平行线交抛物线于点E,过点D作BE得垂线,垂足为F
∵BE∥x轴,∴∠BAC=∠ABE
∵∠ABD=2∠BAC,∴∠ABD=2∠ABE
即∠DBE+∠ABE=2∠ABE
∴∠DBE=∠ABE
∴∠DBE=∠BAC
设D点的坐标为(x,),则BF=x,DF
∵tan∠DBE,tan∠BAC
∴,即
解得x1=0(舍去),x2=2
当x=2时,3
∴点D的坐标为(2,3)
(3)
当BO为边时,OB∥EF,OB=EF
设E(m,),F(m,)
EF=|()﹣()|=2
解得m1=2,,
当BO为对角线时,OB与EF互相平分
过点O作OF∥AB,直线OF交抛物线于点F()和()
求得直线EF解析式为或
直线EF与AB的交点为E,点E的横坐标为或
∴E点的坐标为(2,1)或(,)或()或()或()
11.(2019湖南湘西)如图,抛物线y=ax2+bx(a>0)过点E(8,0),矩形ABCD的边AB在线段OE上(点A在点B的左侧),点C、D在抛物线上,∠BAD的平分线AM交BC于点M,点N是CD的中点,已知OA=2,且OA:AD=1:3.
(1)求抛物线的解析式;
(2)F、G分别为x轴,y轴上的动点,顺次连接M、N、G、F构成四边形MNGF,求四边形MNGF周长的最小值;
(3)在x轴下方且在抛物线上是否存在点P,使△ODP中OD边上的高为?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(4)矩形ABCD不动,将抛物线向右平移,当平移后的抛物线与矩形的边有两个交点K、L,且直线KL平分矩形的面积时,求抛物线平移的距离.
【答案】见解析。
【解析】由点E在x轴正半轴且点A在线段OE上得到点A在x轴正半轴上,所以A(2,0);由OA=2,且OA:AD=1:3得AD=6.由于四边形ABCD为矩形,故有AD⊥AB,所以点D在第四象限,横坐标与A的横坐标相同,进而得到点D坐标.由抛物线经过点D、E,用待定系数法即求出其解析式.画出四边形MNGF,由于点F、G分别在x轴、y轴上运动,故可作点M关于x轴的对称点点M',作点N关于y轴的对称点点N',得FM=FM'、GN=GN'.易得当M'、F、G、N'在同一直线上时N'G+GF+FM'=M'N'最小,故四边形MNGF周长最小值等于MN+M'N'.根据矩形性质、抛物线线性质等条件求出点M、M'、N、N'坐标,即求得答案.
因为OD可求,且已知△ODP中OD边上的高,故可求△ODP的面积.又因为△ODP的面积常规求法是过点P作PE平行y轴交直线OD于点E,把△ODP拆分为△OPE与△DPE的和或差来计算,故存在等量关系.设点P坐标为t,用t表示PE的长即列得方程.求得t的值要讨论是否满足点P在x轴下方的条件.
由KL平分矩形ABCD的面积可得K在线段AB上、L在线段CD上,画出平移后的抛物线可知,点K由点O平移得到,点L由点D平移得到,故有K(m,0),L(2+m,0).易证KL平分矩形面积时,KL一定经过矩形的中心H且被H平分,求出H坐标为(4,﹣3),由中点坐标公式即求得m的值.
(1)∵点A在线段OE上,E(8,0),OA=2
∴A(2,0)
∵OA:AD=1:3
∴AD=3OA=6
∵四边形ABCD是矩形
∴AD⊥AB
∴D(2,﹣6)
∵抛物线y=ax2+bx经过点D、E
∴ 解得:
∴抛物线的解析式为yx2﹣4x
(2)如图1,作点M关于x轴的对称点点M',作点N关于y轴的对称点点N',连接FM'、GN'、M'N'
∵yx2﹣4x(x﹣4)2﹣8
∴抛物线对称轴为直线x=4
∵点C、D在抛物线上,且CD∥x轴,D(2,﹣6)
∴yC=yD=﹣6,即点C、D关于直线x=4对称
∴xC=4+(4﹣xD)=4+4﹣2=6,即C(6,﹣6)
∴AB=CD=4,B(6,0)
∵AM平分∠BAD,∠BAD=∠ABM=90°
∴∠BAM=45°
∴BM=AB=4
∴M(6,﹣4)
∵点M、M'关于x轴对称,点F在x轴上
∴M'(6,4),FM=FM'
∵N为CD中点
∴N(4,﹣6)
∵点N、N'关于y轴对称,点G在y轴上
∴N'(﹣4,﹣6),GN=GN'
∴C四边形MNGF=MN+NG+GF+FM=MN+N'G+GF+FM'
∵当M'、F、G、N'在同一直线上时,N'G+GF+FM'=M'N'最小
∴C四边形MNGF=MN+M'N'21012
∴四边形MNGF周长最小值为12.
(3)存在点P,使△ODP中OD边上的高为.
过点P作PE∥y轴交直线OD于点E
∵D(2,﹣6)
∴OD,直线OD解析式为y=﹣3x
设点P坐标为(t,t2﹣4t)(0<t<8),则点E(t,﹣3t)
①如图2,当0<t<2时,点P在点D左侧
∴PE=yE﹣yP=﹣3t﹣(t2﹣4t)t2+t
∴S△ODP=S△OPE+S△DPEPE•xPPE•(xD﹣xP)PE(xP+xD﹣xP)PE•xD=PEt2+t
∵△ODP中OD边上的高h,
∴S△ODPOD•h
∴t2+t2
方程无解
②如图3,当2<t<8时,点P在点D右侧
∴PE=yP﹣yEt2﹣4t﹣(﹣3t)t2﹣t
∴S△ODP=S△OPE﹣S△DPEPE•xPPE•(xP﹣xD)PE(xP﹣xP+xD)PE•xD=PEt2﹣t
∴t2﹣t2
解得:t1=﹣4(舍去),t2=6
∴P(6,﹣6)
综上所述,点P坐标为(6,﹣6)满足使△ODP中OD边上的高为.
(4)设抛物线向右平移m个单位长度后与矩形ABCD有交点K、L
∵KL平分矩形ABCD的面积
∴K在线段AB上,L在线段CD上,如图4
∴K(m,0),L(2+m,0)
连接AC,交KL于点H
∵S△ACD=S四边形ADLKS矩形ABCD
∴S△AHK=S△CHL
∵AK∥LC
∴△AHK∽△CHL
∴
∴AH=CH,即点H为AC中点
∴H(4,﹣3)也是KL中点
∴
∴m=3
∴抛物线平移的距离为3个单位长度.
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