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2024年中考数学二轮复习 压轴题 专项培优练习02(含答案)
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这是一份2024年中考数学二轮复习 压轴题 专项培优练习02(含答案),共14页。
如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC的边OA在x轴的负半轴上,边OC在y轴的正半轴上,且OA=1,tan∠ACB=2,将矩形OABC绕点O按顺时针方向旋转90°后得到矩形ODEF.点A的对应点为点D,点B的对应点为点E,点C的对应点为点F,抛物线y=ax2+bx+2的图象过点A,C,F.
(1)求抛物线所对应函数的表达式;
(2)在边DE上是否存在一点M,使得以O,D,M为顶点的三角形与△ODE相似,若存在,求出经过M点的反比例函数y=eq \f(k,x)的表达式,若不存在,请说明理由;
(3)在x轴的上方是否存在点P,Q,使以O,F,P,Q为顶点的平行四边形的面积是矩形OABC面积的2倍,且点P在抛物线上,若存在,请求出P,Q两点的坐标;若不能存在,请说明理由;
(4)在抛物线的对称轴上是否存在一点H,使得HA﹣HC的值最大,若存在,直接写出点H的坐标;若不存在,请说明理由.
在平面直角坐标系中,二次函数y=eq \f(1,2)x2+bx+c的图象与x轴交于A(﹣2,0),B(4,0)两点,交y轴于点C,点P是第四象限内抛物线上的一个动点.
(1)求二次函数的解析式;
(2)如图甲,连接AC,PA,PC,若S△PAC=eq \f(15,2),求点P的坐标;
(3)如图乙,过A,B,P三点作⊙M,过点P作PE⊥x轴,垂足为D,交⊙M于点E.点P在运动过程中线段DE的长是否变化,若有变化,求出DE的取值范围;若不变,求DE的长.
如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0),与y轴交于点C(0,﹣3).
(1)求抛物线的解析式.
(2)若点M是抛物线上B,C之间的一个动点,线段MA绕点M逆时针旋转90°得到MN,当点N恰好落在y轴上时,求点M,点N的坐标.
(3)如图2,若点E坐标为(2,0),EF⊥x轴交直线BC于点F,将△BEF沿直线BC平移得到△B'E'F',在△B'E'F'移动过程中,是否存在使△ACE'为直角三角形的情况?若存在,请直接写出所有符合条件的点E′的坐标;若不存在,请说明理由.
抛物线y1=ax2﹣2ax+c(a<2且a≠0)与x轴交于A(﹣1,0),B两点,抛物线的对称轴与x轴交于点D,点M(m,n)在该抛物线上,点P是抛物线的最低点.
(1)若m=2,n=﹣3,求a的值;
(2)记△PMB面积为S,证明:当1<m<3时,S<2;
(3)将直线BP向上平移t个单位长度得直线y2=kx+b(k≠0),与y轴交于点C,与抛物线交于点E,当x<﹣1时,总有y1>y2.当﹣1<x<1时,总有y1<y2.是否存在t≥4,使得△CDE是直角三角形,若存在,求t的值;若不存在,请说明理由.
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,+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.
如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(1,0),B(﹣3,0)两点,C是抛物线与y轴的交点,P是该抛物线上一动点.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)在(1)中抛物线的对称轴上求一点M,使得△MAC是以AM为底的等腰三角形;求出点M的坐标.
(3)设(1)中的抛物线顶点为D,对称轴与直线BC交于点E,过抛物线上的动点P作x轴的垂线交线段BC于点Q,使得D、E、P、Q四点组成的四边形是平行四边形?若存在,直接写出P点的坐标;若不存在,请说明理由.
如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=eq \f(1,2)x2+bx+c的图象交y轴于点D,直线AB与之相交,且A(1,﹣eq \f(9,2))是抛物线y=eq \f(1,2)x2+bx+c的顶点.
(1)b= ,c= ;
(2)如图1,点P是第四象限抛物线上一点,且满足BP∥AD,抛物线交x轴于点C,连接PC.
①求直线PB的解析式;
②求PC的长;
(3)如图2,点Q是抛物线第三象限上一点(不与点B、D重合),连接BQ,以BQ为边作正方形BEFQ,当顶点E或F恰好落在抛物线对称轴上时,直接写出对应的Q点的坐标.
已知点A(-1,1),B(4,6)在抛物线y=ax2+bx上.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图①,点F的坐标为(0,m)(m>2),直线AF交抛物线于另一点G,过点G作x轴的垂线,垂足为H,设抛物线与x轴的正半轴交于点E,连接FH,AE,求证:FH∥AE;
(3)如图②,直线AB分别交x轴,y轴于C,D两点,点P从点C出发,沿射线CD方向匀速运动,速度为每秒 eq \r(2)个单位长度,同时点Q从原点O出发,沿x轴正方向匀速运动,速度为每秒1个单位长度,点M是直线PQ与抛物线的一个交点,当运动到t秒时,QM=2PM,直接写出t的值.
\s 0 答案
解:(1)∵矩形OABC,∴BC=OA=1,OC=AB,∠B=90°,
∵tan∠ACB=2,
∴AB:BC=2∴OC:OA=2,则OC=2,
∵将矩形OABC绕点O按顺时针方向旋转90°后得到矩形ODEF,
∴OF=2,则有A(﹣1,0)C(0,2)F(2,0)
∵抛物线y=ax2+bx+2的图象过点A,C,F,
把点A、C、F坐标代入得a-b+c=0,4a+2b+c=0,c=2
∴解得a=-1,b=1,c=2
∴函数表达式为y=﹣x2+x+2,
(2)存在,当∠DOM=∠DEO时,△DOM∽△DEO
∴此时有DM:DO=DO:DE.
∴DM2=0.5,∴点M坐标为(0.5,1),
设经过点M的反比例函数表达式为y=eq \f(k,x),把点M代入解得k=0.5
∴经过M点的反比例函数的表达式为y=0.5x-1,
(3)存在符合条件的点P,Q.
∵S矩形ABCD=2×1=2,
∴以O,F,P,Q为顶点平行四边形的面积为4,
∵OF=2,∴以O,F,P,Q为顶点平行四边形的高为2,
∵点P在抛物线上,设点P坐标为(m,2),
∴﹣m2+m+2=2,解得m1=0,m2=1,
∴点P坐标为P1(0,2),P2(1,2)
∵以O,F,P,Q为顶点的四边形为平行四边形,
∴PQ∥OF,PQ=OF=2.
∴当点P坐标为P1(0,1)时,点Q的坐标分别为Q1(2,2),Q2(﹣2,2);
当点P坐标为P2(1,2)时,点Q的坐标分别为Q3(3,2),Q4(﹣1,2);
(4)若使得HA﹣HC的值最大,则此时点A、C、H应在同一直线上,
设直线AC的函数解析式为y=kx+b,把点A(﹣1,0),点C(0,2)代入得
-k+b=0,b=2解得k=2,b=2∴直线AC的函数解析式为y=2x+2,
∵抛物线函数表达式为y=﹣x2+x+2,∴对称轴为x=0.5
∴把x=0.5代入y=2x+2 解得y=3
∴点H的坐标为(0.5,3)
解:(1)∵二次函数y=eq \f(1,2)x2+bx+c的图象与x轴交于A(﹣2,0),B(4,0)两点,
∴二次函数的解析式为y=eq \f(1,2)(x+2)(x﹣4),即y=eq \f(1,2)x2﹣x﹣4.
(2)如图甲中,连接OP.设P(m,eq \f(1,2)m2﹣m﹣4).
由题意,A(﹣2,0),C(0,﹣4),
∵S△PAC=S△AOC+S△OPC﹣S△AOP,
∴eq \f(15,2)=eq \f(1,2)×2×4+eq \f(1,2)×4×m﹣eq \f(1,2)×2×(﹣eq \f(1,2)m2+m+4),
整理得,m2+2m﹣15=0,解得m=3或﹣5(舍弃),
∴P(3,﹣eq \f(5,2)).
(3)结论:点P在运动过程中线段DE的长是定值,DE=2.
理由:如图乙中,连接AM,PM,EM,设M(1,t),P[m,eq \f(1,2)(m+2)(m﹣4)],E(m,n).
由题意A(﹣2,0),AM=PM,
∴32+t2=(m﹣1)2+[eq \f(1,2)(m+2)(m﹣4)﹣t]2,解得t=1+eq \f(1,4)(m+2)(m﹣4),
∵ME=PM,PE⊥AB,∴t=,
∴n=2t﹣eq \f(1,2)(m+2)(m﹣4)=2[1+eq \f(1,4)(m+2)(m﹣4)]﹣eq \f(1,2)(m+2)(m﹣4)=2,
∴DE=2,
另解:∵PDDE=ADDB,∴DE==2,为定值.
∴点P在运动过程中线段DE的长是定值,DE=2.
解:(1)将A(﹣1,0),B(3,0),C(0,﹣3)代入y=ax2+bx+c,
∴,∴,
∴y=x2﹣2x﹣3;
(2)过点M作HG∥y轴,交x轴于点H,过点N作NG⊥HG交于点G,
∴∠AMH+∠NMG=90°,
∵∠AMH+∠MAH=90°,
∴∠NMG=∠MAH,
∵AM=MN,
∴△AMH≌△MNG(AAS),
∴AH=MG,HM=NG,
设M(t,t2﹣2t﹣3),
∴HM=﹣t2+2t+3,NG=t,
∴﹣t2+2t+3=t,
∴t=eq \f(1,2)±eq \f(\r(13),2),
∵点M是抛物线上B,C之间,
∴0<t<3,
∴t=eq \f(1,2)±eq \f(\r(13),2),
∴M(eq \f(1,2)+eq \f(\r(13),2),﹣eq \f(1,2)﹣eq \f(\r(13),2)),
∴AH=1+eq \f(1,2)+eq \f(\r(13),2)=eq \f(3,2)+eq \f(\r(13),2),
∴HG=eq \f(3,2)+eq \f(\r(13),2)+eq \f(1,2)+eq \f(\r(13),2)=2+eq \r(13),
∴N(0,﹣2﹣eq \r(13));
(3)存在使△ACE'为直角三角形,理由如下:
∵OB=OC,
∴∠OBC=45°,
设△BEF沿x轴方向平移t个单位长,则沿y轴方向平移t个单位长,
∵E(2,0),
∴E'(2+t,t),
①如图2,当∠ACE'=90°时,过点E'作E'H⊥y轴交于点H,
∴∠ACO+∠E'CH=90°,
∵∠ACO+∠CAO=90°,
∴∠E'CH=∠CAO,
∴△ACO∽△CE'H,
∴=,
∵AO=1,CO=3,CH=﹣3﹣t,E'H=﹣2﹣t,
∴=,
解得t=﹣eq \f(7,2),∴E'(﹣eq \f(3,2),﹣eq \f(7,2));
②如图3,当∠CAE'=90°时,
过点A作MN⊥x轴,过点C作CN⊥MN交于N点,过点E'作E'M⊥MN交于M点,
∴∠MAE'+∠NAC=90°,
∵∠MAE'+∠ME'A=90°,
∴∠NAC=∠ME'A,
∴△AME'∽△CNA,
∴=,
∵NC=1,AN=3,AM=t,ME'=3+t,
∴=,
解得t=eq \f(3,2),∴E'(eq \f(7,2),eq \f(3,2));
当E'点与N重合时,△ACE'为直角三角形,
∴E'(﹣1,﹣3);
③如图3,当∠AE'C=90°时,
过点E'作ST⊥x轴交于S点,过点C作CT⊥ST交于T点,
∴∠AE'S+∠CE'T=90°,
∵∠AE'S+∠E'AS=90°,
∴∠CE'T=∠E'AS,
∴△ASE'∽△E'TC,
∴=,
∵AS=3+t,SE'=﹣t,CT=2+t,E'T=t+3,
∴=,解得t=﹣1,
∴E'(1,﹣1);
综上所述:E'的坐标为(﹣eq \f(3,2),﹣eq \f(7,2))或(eq \f(7,2),eq \f(3,2))或(1,﹣1)或(﹣1,﹣3).
解:(1)将点A(﹣1,0)代入抛物线y1=ax2﹣2ax+c中,
∴a+2a+c=0,
∴c=﹣3a,
∴抛物线y1=ax2﹣2ax﹣3a.
当m=2,n=﹣3时,M(2,﹣3),
∴4a﹣4a﹣3a=﹣3,解得a=1;
(2)证明:过点M作x轴的垂线,交直线BP于点Q,
∵点P为y1=ax2﹣2ax﹣3a的最低点,
∴P(a,﹣4a),
令y1=ax2﹣2ax﹣3a=0,解得x=﹣1或x=3,
∴B(3,0),
∴直线BP的解析式为:y=2ax﹣6a,
设M(m,am2﹣2am﹣3a),
∴Q(m,2am﹣6a),
∴QM=2am﹣6a﹣(am2﹣2am﹣3a)=﹣am2+4am﹣3a,
∴S=eq \f(1,2)|xB﹣xP|•QM=﹣am2+4am﹣3a=﹣a(m﹣2)2+a,
∵﹣a<0,开口向下,
∴当m=2时,S的最大值为a,
∵a<2,
∴当1<m<3时,S=a<2.
(3)解:∵当x<﹣1时,总有y1<y2,
∴直线l必经过点A(﹣1,0),
将点A代入直线l:y2=kx+b,
∴﹣k+b=0,
∵直线l:y2=kx+b由直线PB:y=2ax﹣6a向上平移t个单位长度得到,
∴k=b=2a,b=﹣6a+t=2a,
∴t=8a,
∴y2=2ax+2a,点C(0,2a),
令2ax+2a=ax2﹣2ax﹣3a,解得x=﹣1或x=5,
∴E(5,12a).
①当∠ECD=90°时,过点E作y轴的垂线交y轴于点F,
∴△FEC∽△OCD,
∴EF:OC=CF:OD,即5:2a=10a:1,∴a=eq \f(1,2)或a=﹣eq \f(1,2)(舍);
∴t=8a=4≥4,符合题意;
②当∠CDE=90°时,过点E作x轴的垂线于点F,
∴△OCD∽△FDE,
∴EF:OD=DF:OC,即12a:1=4:2a,解得a=eq \f(\r(6),6)或a=﹣eq \f(\r(6),6)(舍),
∴t=8a=<=4,不符合题意;
③当∠CED=90°时,显然不存在.
综上,存在,且t的值为eq \f(1,2).
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,解得,
∴y=eq \f(1,4)x2﹣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=eq \f(1,4)x2﹣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﹣eq \f(1,4)x2﹣x+2)2=(eq \f(1,4)x2﹣x+2)2,整理得,m(m﹣eq \f(1,2)x2+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,整理得x2﹣(4+4k)x+8k=0,
∴xM+xN=4+4k,xMxN=8k,
∴yM+yN=4k2,yMyN=﹣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,
∴+=+===1,
∴+=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,﹣eq \f(3,4)),
∵B(2,﹣1),∴B'(﹣2,﹣1),C'(3,eq \f(3,4)),
∴直线B'C'的解析为y=x﹣,
∴Q(0,﹣eq \f(3,10)),P(eq \f(6,7),0).
解:(1)将A(1,0),B(﹣3,0)代入y=﹣x2+bx+c,
∴,解得,
∴y=﹣x2﹣2x+3;
(2)∵y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4,
∴抛物线的对称轴为直线x=﹣1,令x=0,则y=3,
∴C(0,3),
设M(﹣1,m),
∵△MAC是以AM为底的等腰三角形,
∴CM=CA,
∴1+(m﹣3)2=1+9,解得m=0或m=6(舍),
∴M(﹣1,0);
(3)存在P点,使得D、E、P、Q四点组成的四边形是平行四边形,理由如下:
由(2)知D(﹣1,4),
设直线BC的解析式为y=kx+b,
∴,解得,
∴y=x+3,
∴E(﹣1,2),
设P(t,﹣t2﹣2t+3),Q(t,t+3)(﹣3≤t≤0),
①当DE为平行四边形的对角线时,
,
∴t=﹣1,
∴P(﹣1,4)(舍);
②当DP为平行四边形的对角线时,
4﹣t2﹣2t+3=2+t+3,解得t=(舍);
③当DQ为平行四边形的对角线时,
4+t+3=2﹣t2﹣2t+3,解得t=﹣1(舍)或t=﹣2,
∴P(﹣2,3);
综上所述:P点坐标为(﹣2,3).
解:(1)∵A(1,﹣eq \f(9,2))是抛物线y=eq \f(1,2)x2+bx+c的顶点,
∴抛物线的解析式为y=eq \f(1,2)(x﹣1)2﹣eq \f(9,2)=eq \f(1,2)x2﹣x﹣4,
∴b=﹣1,c=﹣4,对称轴为:x=1,
故答案为:b=﹣1,c=﹣4;
(2)①当x=0时,y=eq \f(1,2)x2﹣x﹣4=﹣4,
∴D点坐标为(0,﹣4),
设直线AD的函数解析式为y=kx﹣4,
把A(1,﹣eq \f(9,2))点的坐标代入得k=eq \f(1,2),
∴直线AD的函数解析式为y=﹣eq \f(1,2)x﹣4,
由于BP∥AD,故可设直线BP的函数解析式为:y=﹣eq \f(1,2)x+b,
又BP经过点B,得:﹣eq \f(1,2)×(﹣2)+b=0,解得:b=﹣1,
从而BP的解析式为y=﹣eq \f(1,2)x﹣1;
②解方程组:,解得或,
∴点P的坐标为(3,﹣eq \f(5,2)),
令0=eq \f(1,2)x2﹣x﹣4,解得x1=﹣1,x2=4,
∴点C(4,0),∴PC=eq \f(1,2)eq \r(29);
(3)设点Q的坐标为(a,b),过点Q作QM∥x轴,过点B作BM∥y轴,交QM于点M,过点F作FN∥y轴交QM于点N,过点E作EK∥x轴交BM于点K,
则△BMQ≌△QNF≌△EKB,
∴NF=KB=MQ=|a+2|,QN=EK=BM=|b|,
∴点F的坐标为(a﹣b,a+b+2),
点E的坐标为(﹣2﹣b,a+2),
当点F在抛物线的对称轴上时,a﹣b=1,
∴a﹣(eq \f(1,2)a2﹣a﹣4)=1,解得:a=2﹣eq \r(10)(舍去正值),
得点Q的坐标为(2﹣eq \r(10),1﹣eq \r(10)),
当点E在抛物线的对称轴上时,﹣2﹣b=1,
∴﹣2﹣(eq \f(1,2)a2﹣a﹣4)=1,解得:a=1﹣eq \r(3)(舍去正值),
得点Q的坐标为(1﹣eq \r(3),﹣3).
故点Q的坐标为:(2﹣eq \r(10),1﹣eq \r(10))或(1﹣eq \r(3),﹣3).
解:(1)将点A(-1,1),B(4,6)代入y=ax2+bx中,
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a-b=1,16a+4b=6)),解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a=\f(1,2),b=-\f(1,2))),
∴抛物线的解析式为y=eq \f(1,2)x2-eq \f(1,2)x;
(2)证明:∵A(-1,1),F(0,m)
∴直线AF的解析式为:y=(m-1)x+m.
联立eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(y=(m-1)x+m,y=\f(1,2)x2-\f(1,2)x)),得eq \f(1,2)x2-(m-eq \f(1,2))x-m=0.
∵A、G为直线AF与抛物线的交点,
∴xA+xG=-eq \f(-(m-\f(1,2)),\f(1,2))=2m-1,∴xG=2m-1-(-1)=2m,∴H(2m,0),
∴直线HF的解析式为:y=-eq \f(1,2)x+m.
由抛物线解析式易得E(1,0),
又A(-1,1),
∴直线AE的解析式为:y=-eq \f(1,2)x+eq \f(1,2),
∵直线HF与直线AE的斜率相等,
∴HF∥AE;
(3)t的值为eq \f(15+\r(113),6)或eq \f(15-\r(113),6)或eq \f(13+\r(89),2)或eq \f(13-\r(89),2).
由题意知直线AB解析式为y=x+2,∴C(-2,0),D(0,2),P(t-2,t),Q(t,0).
∴直线PQ的解析式为y=-eq \f(t,2)x+eq \f(t2,2),
设M(x0,y0),由QM=2PM可得:|t-x0|=2|x0-t+2|,
解得:x0=t-eq \f(4,3)或x0=t-4.
(i)当x0=t-eq \f(4,3)时,代入直线PQ解析式得y0=eq \f(2,3)t.∴M(t-eq \f(4,3),eq \f(2,3)t),
代入y=eq \f(1,2)x2-eq \f(1,2)x中得:eq \f(1,2)(t-eq \f(4,3))2-eq \f(1,2)(t-eq \f(4,3))=eq \f(2,3)t,解得t1=eq \f(15+\r(113),6),t2=eq \f(15-\r(113),6);
(ii)当x0=t-4时,y0=2t.∴M(t-4,2t),
代入y=eq \f(1,2)x2-eq \f(1,2)x中得:eq \f(1,2)(t-4)2-eq \f(1,2)(t-4)=2t,
解得:t3=eq \f(13+\r(89),2),t4=eq \f(13-\r(89),2).
综上所述,t的值为eq \f(15+\r(113),6)或eq \f(15-\r(113),6)或eq \f(13+\r(89),2)或eq \f(13-\r(89),2).
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