
?題型九 二次函數(shù)綜合題
類型八 二次函數(shù)與平行四邊形有關(guān)的問(wèn)題(專題訓(xùn)練)
1.(2021·四川南充市·中考真題)如圖,已知拋物線與x軸交于點(diǎn)A(1,0)和B,與y軸交于點(diǎn)C,對(duì)稱軸為.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖1,若點(diǎn)P是線段BC上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(不與點(diǎn)B,C重合),過(guò)點(diǎn)P作y軸的平行線交拋物線于點(diǎn)Q,連接OQ.當(dāng)線段PQ長(zhǎng)度最大時(shí),判斷四邊形OCPQ的形狀并說(shuō)明理由.
(3)如圖2,在(2)的條件下,D是OC的中點(diǎn),過(guò)點(diǎn)Q的直線與拋物線交于點(diǎn)E,且.在y軸上是否存在點(diǎn)F,使得為等腰三角形?若存在,求點(diǎn)F的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1);(2)四邊形OCPQ是平行四邊形,理由見詳解;(3)(0,)或(0,1)或(0,-1)
【分析】
(1)設(shè)拋物線,根據(jù)待定系數(shù)法,即可求解;
(2)先求出直線BC的解析式為:y=-x+4,設(shè)P(x,-x+4),則Q(x,),(0≤x≤4),得到PQ =,從而求出線段PQ長(zhǎng)度最大值,進(jìn)而即可得到結(jié)論;
(3)過(guò)點(diǎn)Q作QM⊥y軸,過(guò)點(diǎn)Q作QN∥y軸,過(guò)點(diǎn)E作EN∥x軸,交于點(diǎn)N,推出,從而得,進(jìn)而求出E(5,4),設(shè)F(0,y),分三種情況討論,即可求解.
【詳解】
解:(1)∵拋物線與x軸交于點(diǎn)A(1,0)和B,與y軸交于點(diǎn)C,對(duì)稱軸為直線,
∴B(4,0),C(0,4),
設(shè)拋物線,把C(0,4)代入得:,解得:a=1,
∴拋物線的解析式為:;
(2)∵B(4,0),C(0,4),
∴直線BC的解析式為:y=-x+4,
設(shè)P(x,-x+4),則Q(x,),(0≤x≤4),
∴PQ=-x+4-()==,
∴當(dāng)x=2時(shí),線段PQ長(zhǎng)度最大=4,
∴此時(shí),PQ=CO,
又∵PQ∥CO,
∴四邊形OCPQ是平行四邊形;
(3)過(guò)點(diǎn)Q作QM⊥y軸,過(guò)點(diǎn)Q作QN∥y軸,過(guò)點(diǎn)E作EN∥x軸,交于點(diǎn)N,
由(2)得:Q(2,-2),
∵D是OC的中點(diǎn),
∴D(0,2),
∵QN∥y軸,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,即:,
設(shè)E(x,),則,解得:,(舍去),
∴E(5,4),
設(shè)F(0,y),則,
,,
①當(dāng)BF=EF時(shí),,解得:,
②當(dāng)BF=BE時(shí),,解得:或,
③當(dāng)EF=BE時(shí),,無(wú)解,
綜上所述:點(diǎn)F的坐標(biāo)為:(0,)或(0,1)或(0,-1).
.
【點(diǎn)睛】
本題主要考查二次函數(shù)與平面幾何的綜合,掌握二次函數(shù)的性質(zhì)以及圖像上點(diǎn)的坐標(biāo)特征,添加輔助線,構(gòu)造直角三角形,是解題的關(guān)鍵.
2.(2021·重慶中考真題)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線與x軸交于點(diǎn),,與y軸交于點(diǎn)C.
(1)求該拋物線的解析式;
(2)直線l為該拋物線的對(duì)稱軸,點(diǎn)D與點(diǎn)C關(guān)于直線l對(duì)稱,點(diǎn)P為直線AD下方拋物線上一動(dòng)點(diǎn),連接PA,PD,求面積的最大值;
(3)在(2)的條件下,將拋物線沿射線AD平移個(gè)單位,得到新的拋物線,點(diǎn)E為點(diǎn)P的對(duì)應(yīng)點(diǎn),點(diǎn)F為的對(duì)稱軸上任意一點(diǎn),在上確定一點(diǎn)G,使得以點(diǎn)D,E,F(xiàn),G為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,寫出所有符合條件的點(diǎn)G的坐標(biāo),并任選其中一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo),寫出求解過(guò)程.
【答案】(1)y=x2-3x-4;(2)8;(3)或或,過(guò)程見解析
【分析】
(1)將,的坐標(biāo)代入函數(shù)式利用待定系數(shù)法求解即可;
(2)先得出拋物線的對(duì)稱軸,作PE∥y軸交直線AD于E,設(shè)P(m,m2-3m-4),用m表示出△APD的面積即可求出最大面積;
(3)通過(guò)平移距離為,轉(zhuǎn)化為向右平移4個(gè)單位,再向下平移4個(gè)單位,根據(jù)平移變化得出平移后的拋物線關(guān)系式和E的坐標(biāo),分DE為對(duì)角線、EG為對(duì)角線、EF為對(duì)角線三種情況進(jìn)行討論即可.
【詳解】
解:(1)將A(-1,0),B(4,0)代入y=ax2+bx-4得
,解得:,
∴該拋物線的解析式為y=x2-3x-4,
(2)把x=0代入y=x2-3x-4中得:y=-4,
∴C(0,-4),
拋物線y=x2-3x-4的對(duì)稱軸l為
∵點(diǎn)D與點(diǎn)C關(guān)于直線l對(duì)稱,
∴D(3,-4),
∵A(-1,0),
設(shè)直線AD的解析式為y=kx+b;
∴,解得:,
∴直線AD的函數(shù)關(guān)系式為:y=-x-1,
設(shè)P(m,m2-3m-4),
作PE∥y軸交直線AD于E,
∴E(m,-m-1),
∴PE=-m-1-(m2-3m-4)=-m2+2m+3,
∴,
∴,
∴當(dāng)m=1時(shí),的面積最大,最大值為:8
(3)∵直線AD的函數(shù)關(guān)系式為:y=-x-1,
∴直線AD與x軸正方向夾角為45°,
∴拋物線沿射線AD方向平移平移個(gè)單位,相當(dāng)于將拋物線向右平移4個(gè)單位,再向下平移4個(gè)單位,
∵,,平移后的坐標(biāo)分別為(3,-4),(8,-4),
設(shè)平移后的拋物線的解析式為
則,解得:,
∴平移后y1=x2-11x+20,
∴拋物線y1的對(duì)稱軸為:,
∵P(1,-6),
∴E(5,-10),
∵以點(diǎn)D,E,F(xiàn),G為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,分三種情況:
設(shè)G(n,n2-11n+20),F(xiàn)(,y),
①當(dāng)DE為對(duì)角線時(shí),平行四邊形的對(duì)角線互相平分
∴,∴
∴
②當(dāng)EF為對(duì)角線時(shí),平行四邊形的對(duì)角線互相平分
∴,∴
∴
③當(dāng)EG為對(duì)角線時(shí),平行四邊形的對(duì)角線互相平分
∴,∴
∴
∴或或
【點(diǎn)睛】
本題是二次函數(shù)綜合題,考查了待定系數(shù)法求函數(shù)關(guān)系式和最值問(wèn)題,求三角形的面積,以及平移的性質(zhì)和平行四邊形的性質(zhì),注意分類討論的數(shù)學(xué)思想.
3.(2022·四川眉山)在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線與軸交于點(diǎn),(點(diǎn)在點(diǎn)的左側(cè)),與軸交于點(diǎn),且點(diǎn)的坐標(biāo)為.
(1)求點(diǎn)的坐標(biāo);(2)如圖1,若點(diǎn)是第二象限內(nèi)拋物線上一動(dòng)點(diǎn),求點(diǎn)到直線距離的最大值;(3)如圖2,若點(diǎn)是拋物線上一點(diǎn),點(diǎn)是拋物線對(duì)稱軸上一點(diǎn),是否存在點(diǎn)使以,,,為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?若存在,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1)(2)最大為(3)存在,的坐標(biāo)為或(3,-16)或
【分析】(1)把點(diǎn)A的坐標(biāo)代入,求出c的值即可;
(2)過(guò)作于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸交于點(diǎn),證明 是等腰直角三角形,得,當(dāng)最大時(shí),最大,,運(yùn)用待定系數(shù)法求直線解析式為,設(shè),,則,求得PH,再根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)求解即可;
(3)分①當(dāng)AC為平行四邊形ANMC的邊,②當(dāng)AC為平行四邊形AMNC的邊,③當(dāng)AC為對(duì)角線三種情況討論求解即可.
(1)
(1)∵點(diǎn)在拋物線的圖象上,
∴
∴,
∴點(diǎn)的坐標(biāo)為;
(2)過(guò)作于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸交于點(diǎn),如圖:
∵,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵軸,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴當(dāng)最大時(shí),最大,
設(shè)直線解析式為,
將代入得,
∴,
∴直線解析式為,
設(shè),,則,
∴,
∵,
∴當(dāng)時(shí),最大為,
∴此時(shí)最大為,即點(diǎn)到直線的距離值最大;
(3)存在.∵
∴拋物線的對(duì)稱軸為直線,
設(shè)點(diǎn)N的坐標(biāo)為(-2,m),點(diǎn)M的坐標(biāo)為(x,)
分三種情況:①當(dāng)AC為平行四邊形ANMC的邊時(shí),如圖,
∵A(-5,0),C(0,5),
∴,即
解得,x=3.
∴
∴點(diǎn)M的坐標(biāo)為(3,-16)
②當(dāng)AC為平行四邊形AMNC的邊長(zhǎng)時(shí),如圖,
方法同①可得,,
∴
∴點(diǎn)M的坐標(biāo)為(-7,-16);
③當(dāng)AC為對(duì)角線時(shí),如圖,
∵A(-5,0),C(0,5),
∴線段AC的中點(diǎn)H的坐標(biāo)為,即H()
∴,解得,。
∴
∴點(diǎn)M的坐標(biāo)為(-3,8)
綜上,點(diǎn)的坐標(biāo)為:或(3,-16)或.
【點(diǎn)睛】本題是二次函數(shù)綜合題,其中涉及到二次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征,二次函數(shù)圖象與幾何變換,二次函數(shù)的性質(zhì),平行四邊形的判定與性質(zhì).熟知幾何圖形的性質(zhì)利用數(shù)形結(jié)合是解題的關(guān)鍵.
4.(2021·重慶中考真題)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線經(jīng)過(guò)A(0,﹣1),B(4,1).直線AB交x軸于點(diǎn)C,P是直線AB下方拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn).過(guò)點(diǎn)P作PD⊥AB,垂足為D,PE∥x軸,交AB于點(diǎn)E.
(1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)當(dāng)△PDE的周長(zhǎng)取得最大值時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo)和△PDE周長(zhǎng)的最大值;
(3)把拋物線平移,使得新拋物線的頂點(diǎn)為(2)中求得的點(diǎn)P.M是新拋物線上一點(diǎn),N是新拋物線對(duì)稱軸上一點(diǎn),直接寫出所有使得以點(diǎn)A,B,M,N為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形的點(diǎn)M的坐標(biāo),并把求其中一個(gè)點(diǎn)M的坐標(biāo)的過(guò)程寫出來(lái).
【答案】(1);(2)t=2時(shí),△PDE周長(zhǎng)取得最大值,最大值為, 點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,﹣4);(3)滿足條件的點(diǎn)M的坐標(biāo)有(2,﹣4),(6,12),(﹣2,12),過(guò)程見解析
【分析】
(1)利用待定系數(shù)法求函數(shù)表達(dá)式即可;
(2)先求出直線AB的函數(shù)表達(dá)式和點(diǎn)C坐標(biāo),設(shè)P,其中0
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