
2、學(xué)會運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想。數(shù)形結(jié)合思想是指從幾何直觀的角度,利用幾何圖形的性質(zhì)研究數(shù)量關(guān)系,尋求代數(shù)問題的解決方法(以形助數(shù))。
3、要學(xué)會搶得分點。要將整道題目解題思路轉(zhuǎn)化為得分點。
4、學(xué)會運(yùn)用等價轉(zhuǎn)換思想。將抽象的問題轉(zhuǎn)化為具體的問題,將實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題。
5、學(xué)會運(yùn)用分類討論的思想。如果不注意對各種情況分類討論,就有可能造成錯解或漏解,縱觀近幾年的中考壓軸題分類討論思想解題已成為新的熱點。
6、轉(zhuǎn)化思想:體現(xiàn)在數(shù)學(xué)上也就是要把難轉(zhuǎn)簡,把不熟轉(zhuǎn)熟,把未知轉(zhuǎn)為已知的問題。
壓軸題解題模板01
二次函數(shù)圖象性質(zhì)與幾何問題
目 錄
TOC \ "1-2" \n \p " " \h \z \u \l "_Tc157701139" 題型一 二次函數(shù)與最值問題:
\l "_Tc157701140" 題型二 二次函數(shù)與圖形面積問題
\l "_Tc157701141" 題型三 二次函數(shù)與圖形判定問題
\l "_Tc157701142" 類型1:與特殊三角形相關(guān)
\l "_Tc157701143" 類型2:與特殊四邊形相關(guān)
題型一 二次函數(shù)與最值問題
【例1】(2023?棗莊節(jié)選)如圖,拋物線y=﹣x2+bx+c經(jīng)過A(﹣1,0),C(0,3)兩點,并交x軸于另一點B,點M是拋物線的頂點,直線AM與y軸交于點D.
(1)求該拋物線的表達(dá)式;
(2)若點H是x軸上一動點,分別連接MH,DH,求MH+DH的最小值;
【分析】(1)運(yùn)用待定系數(shù)法即可求得拋物線的表達(dá)式;
(2)利用待定系數(shù)法可得直線AM的解析式為y=2x+2,進(jìn)而可得D(0,2),作點D關(guān)于x軸的對稱點D′(0,﹣2),連接D′M,D′H,MH+DH=MH+D′H≥D′M,即MH+DH的最小值為D′M,利用兩點間距離公式即可求得答案;
【解答】解:(1)∵拋物線y=﹣x2+bx+c經(jīng)過A(﹣1,0),C(0,3)兩點,
∴,
解得:,
∴該拋物線的表達(dá)式為y=﹣x2+2x+3;
(2)∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴頂點M(1,4),
設(shè)直線AM的解析式為y=kx+d,則,
解得:,
∴直線AM的解析式為y=2x+2,
當(dāng)x=0時,y=2,
∴D(0,2),
作點D關(guān)于x軸的對稱點D′(0,﹣2),連接D′M,D′H,如圖,
則DH=D′H,
∴MH+DH=MH+D′H≥D′M,即MH+DH的最小值為D′M,
∵D′M==,
∴MH+DH的最小值為;
【點評】本題屬于二次函數(shù)綜合題,考查了求二次函數(shù)解析式,全等三角形的判定和性質(zhì),軸對稱的性質(zhì),勾股定理,平行四邊形的判定和性質(zhì),二次函數(shù)圖象上點的坐標(biāo)特征,運(yùn)用分類討論思想是解題的關(guān)鍵.
【變式1-1】(2023?內(nèi)蒙古節(jié)選)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=﹣x2+bx+c與x軸的交點分別為A和B(1,0)(點A在點B的左側(cè)),與y軸交于點C(0,3),點P是直線AC上方拋物線上一動點.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖1,過點P做x軸平行線交AC于點E,過點P做y軸平行線交x軸于點D,求PE+PD的最大值及點P的坐標(biāo);
【分析】(1)用待定系數(shù)法求函數(shù)的解析式即可;
(2)先求直線AC的解析式,設(shè)P(t,﹣t2﹣2t+3),則D(t,0),E(﹣t2﹣2t,﹣t2﹣2t+3),可得PD+PE=﹣2(t+)2+,當(dāng)t=﹣時,PD+PE取最大值,此時P(﹣,);
【解答】解:(1)把B(1,0),C(0,3)代入y=﹣x2+bx+c得:
,
解得,
∴拋物線的解析式為y=﹣x2﹣2x+3;
(2)在y=﹣x2﹣2x+3中,令y=0得0=﹣x2﹣2x+3,
解得x=﹣3或x=1,
∴A(﹣3,0),
由A(﹣3,0),C(0,3)得直線AC解析式為y=x+3,
設(shè)P(t,﹣t2﹣2t+3),則D(t,0),E(﹣t2﹣2t,﹣t2﹣2t+3),
∴PD+PE=﹣t2﹣2t+3+(﹣t2﹣2t)﹣t=﹣2t2﹣5t+3=﹣2(t+)2+,
∵﹣2<0,
∴當(dāng)t=﹣時,PD+PE取最大值,
此時P(﹣,);
【點評】本題考查二次函數(shù)的圖象及性質(zhì),熟練掌握二次函數(shù)的圖象及性質(zhì),矩形的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
【變式1-2】(2023?眉山)在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線y=ax2+bx+c與x軸交于點A(﹣3,0),B(1,0)兩點,與y軸交于點C(0,3),點P是拋物線上的一個動點.
(1)求拋物線的表達(dá)式;
(2)當(dāng)點P在直線AC上方的拋物線上時,連接BP交AC于點D,如圖1,當(dāng)?shù)闹底畲髸r,求點P的坐標(biāo)及的最大值;
【分析】(1)運(yùn)用待定系數(shù)法,將點A(﹣3,0),B(1,0),C(0,3)代入y=ax2+bx+c,即可求得拋物線的解析式;
(2)運(yùn)用待定系數(shù)法可得直線AC的解析式為y=x+3,過點P作PE∥x軸交直線AC于點E,設(shè)P(t,﹣t2﹣2t+3),則E(﹣t2﹣2t,﹣t2﹣2t+3),可得PE=﹣t2﹣2t﹣t=﹣t2﹣3t,由PE∥x軸,得△EPD∽△ABD,進(jìn)而得出===﹣(t+)2+,再運(yùn)用二次函數(shù)的性質(zhì)即可求得答案;
【解答】解:(1)∵拋物線y=ax2+bx+c與x軸交于點A(﹣3,0),B(1,0)兩點,與y軸交于點C(0,3),
∴,
解得:,
∴該拋物線的解析式為y=﹣x2﹣2x+3;
(2)設(shè)直線AC的解析式為y=kx+n,則,
解得:,
∴直線AC的解析式為y=x+3,
過點P作PE∥x軸交直線AC于點E,如圖,
設(shè)P(t,﹣t2﹣2t+3),則E(﹣t2﹣2t,﹣t2﹣2t+3),
∴PE=﹣t2﹣2t﹣t=﹣t2﹣3t,
∵A(﹣3,0),B(1,0),
∴AB=1﹣(﹣3)=4,
∵PE∥x軸,
∴△EPD∽△ABD,
∴=,
∴==﹣(t+)2+,
∵﹣<0,
∴當(dāng)t=﹣時,的值最大,最大值為,此時點P的坐標(biāo)為(﹣,);
【點評】本題是二次函數(shù)綜合題,考查了待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,點坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為線段長度,幾何圖形與二次函數(shù)結(jié)合的問題,相似三角形的判定和性質(zhì),翻折變換的性質(zhì)等,最后一問推出PM=CM為解題關(guān)鍵.
【變式1-3】(2023?西寧)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,直線l與x軸交于點A(6,0),與y軸交于點B(0,﹣6),拋物線經(jīng)過點A,B,且對稱軸是直線x=1.
(1)求直線l的解析式;
(2)求拋物線的解析式;
(3)點P是直線l下方拋物線上的一動點,過點P作PC⊥x軸,垂足為C,交直線1于點D,過點P作PM⊥l,垂足為M.求PM的最大值及此時P點的坐標(biāo).
【分析】(1)運(yùn)用待定系數(shù)法即可求得答案;
(2)根據(jù)拋物線的對稱軸是直線x=1,可設(shè)y=a(x﹣1)2+k,利用待定系數(shù)法即可求得答案;
(3)由∠PCA=90°,∠OAB=45°,可得∠PDM=∠ADC=45°,利用解直角三角形可得PM=PD,設(shè)點P(t,t2﹣t﹣6),則D(t,t﹣6),可得PD=t﹣6﹣(t2﹣t﹣6)=﹣t2+t=﹣(t﹣3)2+,利用二次函數(shù)的性質(zhì)即可求得答案.
【解答】解:(1)設(shè)直線l的解析式為y=mx+n(m≠0),
∵直線l與x軸交于點A(6,0),與y軸交于點B(0,﹣6),
∴,
解得:,
∴直線l的解析式為y=x﹣6;
(2)設(shè)拋物線的解析式為y=a(x﹣h)2+k(a≠0),
∵拋物線的對稱軸是直線x=1,
∴y=a(x﹣1)2+k,
∵拋物線經(jīng)過點A,B,
∴,
解得:,
∴拋物線的解析式為y=(x﹣1)2﹣;
(3)∵A(6,0),B(0,﹣6),
∴OA=OB=6,
在△AOB中,∠AOB=90°,
∴∠OAB=∠OBA=45°,
∵PC⊥x軸,PM⊥l,
∴∠PCA=∠PND=90°,
在Rt△ADC中,∵∠PCA=90°,∠OAB=45°,
∴∠ADC=45°,
∴∠PDM=∠ADC=45°,
在Rt△PMD中,∠PMD=90°,∠PDM=45°,
∴sin45°=,
∴PM=PD,
∵y=(x﹣1)2﹣=x2﹣x﹣6,
∴設(shè)點P(t,t2﹣t﹣6),
∴D(t,t﹣6),
∴PD=t﹣6﹣(t2﹣t﹣6)=﹣t2+t=﹣(t﹣3)2+,
∵﹣<0,
∴當(dāng)t=3時,PD有最大值是,此時PM最大,
PM=PD=×=,
當(dāng)t=3時,t2﹣t﹣6=×9﹣×3﹣6=﹣,
∴P(3,﹣),
∴PM的最大值是,此時點P(3,﹣).
【點評】本題是二次函數(shù)綜合題,考查了待定系數(shù)法,二次函數(shù)的圖象和性質(zhì),解直角三角形等,本題難度適中,熟練掌握待定系數(shù)法和二次函數(shù)的圖象和性質(zhì)是解題關(guān)鍵.
題型二 二次函數(shù)與圖形面積問題
【例2】(2023?婁底)如圖,拋物線y=x2+bx+c過點A(﹣1,0)、點B(5,0),交y軸于點C.
(1)求b,c的值.
(2)點P(x0,y0)(0<x0<5)是拋物線上的動點.當(dāng)x0取何值時,△PBC的面積最大?并求出△PBC面積的最大值;
【分析】(1)由拋物線過點A,B,可直接得出拋物線的表達(dá)式為:y=(x+1)(x﹣5),展開即可得出結(jié)論;
(2)過點P作PD⊥x軸,交線段BC于點D,則S△PBC=OB?PD,根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)可得結(jié)論;
(2)由題意可知PF⊥PE,若△PEF是等腰直角三角形,則PE=PF,分別表達(dá)PE及PF,可求出x0的值,進(jìn)而求出點P的坐標(biāo).
【解答】解:(1)∵拋物線y=x2+bx+c過點A(﹣1,0)、點B(5,0),
∴拋物線的表達(dá)式為:y=(x+1)(x﹣5)=x2﹣4x﹣5,
∴b=﹣4,c=﹣5;
(2)由(1)得,拋物線的解析式為:y=x2﹣4x﹣5,
令x=0,則y=﹣5;
∴C(0,﹣5)
∴直線BC的表達(dá)式為:y=x﹣5,P(x0,﹣4x0﹣5),
如圖,過點P作x軸的垂線,交線段BC于點D,
則D(x0,x0﹣5),
∴S△PBC=OB?PD=×5×(x0﹣5﹣+4x0+5)
=﹣+x0
=﹣(x0﹣2.5)2+,
∴當(dāng)x0=2.5時,S的值取最大,最大值為;
【點評】本題考查的是二次函數(shù)綜合運(yùn)用,涉及到一次函數(shù)、等腰三角形的性質(zhì)、圖形的面積計算等,本題難度不大.
【變式2-1】(2023?懷化)如圖一所示,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=ax2+bx﹣8與x軸交于A(﹣4,0)、B(2,0)兩點,與y軸交于點C.
(1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式及頂點坐標(biāo);
(2)點P為第三象限內(nèi)拋物線上一點,作直線AC,連接PA、PC,求△PAC面積的最大值及此時點P的坐標(biāo);
【分析】(1)運(yùn)用待定系數(shù)法,將A(﹣4,0)、B(2,0)代入y=ax2+bx﹣8,即可求得拋物線的函數(shù)表達(dá)式,再利用配方法或頂點坐標(biāo)公式即可求得拋物線的頂點坐標(biāo);
(2)運(yùn)用待定系數(shù)法可得直線AC的解析式為y=﹣2x﹣8,設(shè)P(t,t2+2t﹣8),過點P作PF∥y軸,交AC于點F,則F(t,﹣2t﹣8),進(jìn)而可得S△PAC=S△PAF+S△PCF=2(﹣t2﹣4t)=﹣2(t+2)2+8,運(yùn)用二次函數(shù)的性質(zhì)即可求得答案;
【解答】(1)解:∵拋物線y=ax2+bx﹣8與x軸交于A(﹣4,0)、B(2,0)兩點,
∴,
解得:,
∴拋物線的函數(shù)表達(dá)式為y=x2+2x﹣8,
∵y=x2+2x﹣8=(x+1)2﹣9,
∴拋物線的頂點坐標(biāo)為(﹣1,﹣9);
(2)解:∵拋物線y=x2+2x﹣8與y軸交于點C,
∴C(0,﹣8),
設(shè)直線AC的解析式為y=mx+n,則,
解得:,
∴直線AC的解析式為y=﹣2x﹣8,
設(shè)P(t,t2+2t﹣8),
過點P作PF∥y軸,交AC于點F,如圖,
則F(t,﹣2t﹣8),
∴PF=﹣2t﹣8﹣(t2+2t﹣8)=﹣t2﹣4t,
∴S△PAC=S△PAF+S△PCF=PF?(t+4)+PF?(﹣t)=2PF=2(﹣t2﹣4t)=﹣2(t+2)2+8,
∵﹣2<0,
∴當(dāng)t=﹣2時,S△PAC的最大值為8,此時點P(﹣2,﹣8);
【點評】本題是二次函數(shù)綜合題,考查了待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,二次函數(shù)的圖象和性質(zhì),一元二次方程根與系數(shù)關(guān)系,圓的性質(zhì),圓周角定理等,解題關(guān)鍵是證得O′E=MN,得出以MN為直徑的⊙O′一定經(jīng)過點E.
【變式2-2】(2023?安徽)在平面直角坐標(biāo)系中,點O是坐標(biāo)原點,拋物線y=ax2+bx(a≠0)經(jīng)過點A(3,3),對稱軸為直線x=2.
(1)求a,b的值;
(2)已知點B,C在拋物線上,點B的橫坐標(biāo)為t,點C的橫坐標(biāo)為t+1.過點B作x軸的垂線交直線OA于點D,過點C作x軸的垂線交直線OA于點E.
(i)當(dāng)0<t<2時,求△OBD與△ACE的面積之和;
(ii)在拋物線對稱軸右側(cè),是否存在點B,使得以B,C,D,E為頂點的四邊形的面積為?若存在,請求出點B的橫坐標(biāo)t的值;若不存在,請說明理由.
【分析】(1)運(yùn)用待定系數(shù)法即可求得答案;
(2)由題意得B(t,﹣t2+4t),C(t+1,﹣t2+2t+3),利用待定系數(shù)法可得OA的解析式為y=x,則D(t,t),E(t+1,t+1),
(i)設(shè)BD與x軸交于點M,過點A作AN⊥CE,則M(t,0),N(t+1,3),利用S△OBD+S△ACE=BD?OM+AN?CE即可求得答案;
(ii)分兩種情況:①當(dāng)2<t<3時,②當(dāng)t>3時,分別畫出圖象,利用S四邊形DCEB=(BD+CE)?DH,建立方程求解即可得出答案.
【解答】解:(1)∵拋物線y=ax2+bx(a≠0)經(jīng)過點A(3,3),對稱軸為直線x=2,
∴,
解得:;
(2)由(1)得:y=﹣x2+4x,
∴當(dāng)x=t時,y=﹣t2+4t,
當(dāng)x=t+1時,y=﹣(t+1)2+4(t+1),即y=﹣t2+2t+3,
∴B(t,﹣t2+4t),C(t+1,﹣t2+2t+3),
設(shè)OA的解析式為y=kx,將A(3,3)代入,得:3=3k,
∴k=1,
∴OA的解析式為y=x,
∴D(t,t),E(t+1,t+1),
(i)設(shè)BD與x軸交于點M,過點A作AN⊥CE,如圖,
則M(t,0),N(t+1,3),
∴S△OBD+S△ACE=BD?OM+AN?CE=(﹣t2+4t﹣t)?t+(﹣t2+2t+3﹣t﹣1)?(3﹣t﹣1)=(﹣t3+3t2)+(t3﹣3t2+4)=﹣t3+t2+t3﹣t2+2=2;
(ii)①當(dāng)2<t<3時,過點D作DH⊥CE于H,如圖,
則H(t+1,t),BD=﹣t2+4t﹣t=﹣t2+3t,CE=t+1﹣(﹣t2+2t+3)=t2﹣t﹣2,DH=t+1﹣t=1,
∴S四邊形DCEB=(BD+CE)?DH,
即=(﹣t2+3t+t2﹣t﹣2)×1,
解得:t=;
②當(dāng)t>3時,如圖,過點D作DH⊥CE于H,
則BD=t﹣(﹣t2+4t)=t2﹣3t,CE=t2﹣t﹣2,
∴S四邊形DBCE=(BD+CE)?DH,
即=(t2﹣3t+t2﹣t﹣2)×1,
解得:t1=+1(舍去),t2=﹣+1(舍去);
綜上所述,t的值為.
【點評】本題是二次函數(shù)綜合題,考查了待定系數(shù)法,一次函數(shù)和二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,四邊形面積等,其中(2)(ii)分類求解是解題的關(guān)鍵.
【變式2-3】(2023·遼寧阜新·統(tǒng)考中考真題)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,二次函數(shù)的圖象與軸交于點和點,與y軸交于點C.
(1)求這個二次函數(shù)的表達(dá)式.
(2)如圖1,二次函數(shù)圖象的對稱軸與直線交于點D,若點M是直線上方拋物線上的一個動點,求面積的最大值.
【答案】(1);
(2);
【分析】(1)根據(jù)拋物線的交點式直接得出結(jié)果;
(2)作于,作于,交于,先求出拋物線的對稱軸,進(jìn)而求得,坐標(biāo)及的長,從而得出過的直線與拋物線相切時,的面積最大,根據(jù)的△求得的值,進(jìn)而求得的坐標(biāo),進(jìn)一步求得上的高的值,進(jìn)一步得出結(jié)果;
【詳解】(1)解:由題意得,
;
(2)解:如圖1,
作于,作于,交于,
,,
,
,
拋物線的對稱軸是直線:,
,
,
,
,
故只需的邊上的高最大時,的面積最大,
設(shè)過點與平行的直線的解析式為:,
當(dāng)直線與拋物線相切時,的面積最大,
由得,
,
由△得,
得,
,
,
,
,
,
,
,
;
【點睛】本題考查了二次函數(shù)及其圖象的性質(zhì),一元二次方程的解法,平行四邊形的判定和性質(zhì),軸對稱的性質(zhì)等知識,解決問題的關(guān)鍵是分類討論.
【變式2-4】(2023·湖南·統(tǒng)考中考真題)如圖,二次函數(shù)的圖象與軸交于,兩點,與軸交于點,其中,.
(1)求這個二次函數(shù)的表達(dá)式;
(2)在二次函數(shù)圖象上是否存在點,使得?若存在,請求出點坐標(biāo);若不存在,請說明理由;
【答案】(1)
(2)或或
【分析】(1)待定系數(shù)法求解析式即可求解;
(2)根據(jù),可得到的距離等于到的距離,進(jìn)而作出兩條的平行線,求得解析式,聯(lián)立拋物線即可求解;
【詳解】(1)解:將點,代入,得
解得:
∴拋物線解析式為;
(2)∵,
頂點坐標(biāo)為,
當(dāng)時,
解得:
∴,則
∵,則
∴是等腰直角三角形,
∵
∴到的距離等于到的距離,
∵,,設(shè)直線的解析式為
∴
解得:
∴直線的解析式為,
如圖所示,過點作的平行線,交拋物線于點,
設(shè)的解析式為,將點代入得,
解得:
∴直線的解析式為,
解得:或
∴,
∵
∴
∴是等腰直角三角形,且,
如圖所示,延長至,使得,過點作的平行線,交軸于點,則,則符合題意的點在直線上,
∵是等腰直角三角形,
∴
∴是等腰直角三角形,
∴
∴
設(shè)直線的解析式為
∴
解得:
∴直線的解析式為
聯(lián)立
解得:或
∴或
綜上所述,或或;
【點睛】本題考查了二次函數(shù)綜合運(yùn)用,面積問題,角度問題,熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
題型三 二次函數(shù)與圖形判定問題
類型一 與特殊三角形相關(guān)
【例3】(2023?隨州節(jié)選)如圖1,平面直角坐標(biāo)系xOy中,拋物線y=ax2+bx+c過點A(﹣1,0),B(2,0)和C(0,2),連接BC,點P(m,n)(m>0)為拋物線上一動點,過點P作PN⊥x軸交直線BC于點M,交x軸于點N.
(1)直接寫出拋物線和直線BC的解析式;
(2)如圖2,連接OM,當(dāng)△OCM為等腰三角形時,求m的值;
【分析】(1)由題得拋物線的解析式為y=a(x+1)(x﹣2),將點C坐標(biāo)代入求a,進(jìn)而得到拋物線的解析式;設(shè)直線BC的解析式為y=kx+t,將B、C兩點坐標(biāo)代入求解即可得到直線BC的解析式.
(2)由題可得M坐標(biāo),分別求出OC,OM,CM,對等腰三角形OCM中相等的邊界線分類討論,進(jìn)而列方程求解.
【解答】解:(1)∵拋物線y=ax2+bx+c過點A(﹣1,0),B(2,0),
∴拋物線的表達(dá)式為y=a(x+1)(x﹣2),
將點C(0,2)代入得,2=﹣2a,
∴a=﹣1,
∴拋物線的表達(dá)式為y=﹣(x+1)(x﹣2),即y=﹣x2+x+2.
設(shè)直線BC的表達(dá)式為y=kx+t,
將B(2,0),C(0,2)代入得,
,
解得,
∴直線BC的表達(dá)式為y=﹣x+2.
(2)∵點M在直線BC上,且P(m,n),
∴點M的坐標(biāo)為(m,﹣m+2),
∴OC=2
∴CM2=(m﹣0)2+(﹣m+2﹣2)2=2m2,OM2=m2+(﹣m+2)2=2m2﹣4m+4,
當(dāng)△OCM為等腰三角形時,
①若CM=OM,則CM2=OM2,
即2m2=2m2﹣4m+4,
解得m=1;
②若CM=OC,則CM2=OC2,
即2m2=4,
解得或m=﹣(舍去);
③若OM=OC,則OM2=OC2,
即2m2﹣4m+4=4,
解得m=2或m=0(舍去).
綜上,m=1或m=或m=2.
【點評】本題考查了二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,解題的關(guān)鍵是熟練掌握待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,等腰三角形的性質(zhì)與判定,相似三角形的性質(zhì)與判定等相關(guān)知識.
【變式3-1】(2023?恩施州節(jié)選)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,O為坐標(biāo)原點,已知拋物線y=﹣x2+bx+c與y軸交于點A,拋物線的對稱軸與x軸交于點B.
(1)如圖,若A(0,),拋物線的對稱軸為x=3.求拋物線的解析式,并直接寫出y≥時x的取值范圍;
(2)在(1)的條件下,若P為y軸上的點,C為x軸上方拋物線上的點,當(dāng)△PBC為等邊三角形時,求點P,C的坐標(biāo);
【分析】(1)把A點的坐標(biāo)代入拋物線的解析式,可得c,由對稱軸是,可求得b;當(dāng)y=時,結(jié)合圖象求得x的范圍;
(2)連接AB,在對稱軸上截取BD=AB,分兩種情況進(jìn)行討論,根據(jù)題意可得A、B、C、P四點共圓,先證A、D、C在同一直線上,根據(jù)等邊三角形的性質(zhì),兩點之間的距離公式,坐標(biāo)系中的交點坐標(biāo)特征等即可求解.
(3))由拋物線過點D(m,2),E(n,2)可設(shè)設(shè)拋物線解析式為y=,于是再將點F(1,﹣1)的坐標(biāo)代入解析式中可得(m﹣1)(n﹣1)=6,再利用m<n,m,n為正整數(shù)求解即可.
【解答】解:(1)∵A ,拋物線的對稱軸為x=3.
∴c=,,
解得:b=3,
∴拋物線解析式為y=,
當(dāng)y=時,=,
解得:x1=0,x2=6,
∴x的取值范圍是:0≤x≤6;
(2)連接AB,在對稱軸上截取BD=AB,
由已知可得:OA=,OB=3,
在Rt△AOB中,
tan∠OAB==,
∴∠OAB=60°,
∴∠PAB=180°﹣∠OAB=120°,
∵△BCP是等邊三角形,
∴∠BCP=60°,
∴∠PAB+∠BCP=180°,
∴A、B、C、P四點共圓,
∴∠BAC=∠BPC=60°,
∵BD=AB,
∴△ABD是等邊三角形,
∴∠BAD=60°,
∴點D在AC上,
BD=AB=,
∴D(3,),
設(shè)AD的解析式為y=kx+b,則有:
,
解得:,
∴AC的解析式為:y=,
由=,得:
x1=0,x2=,
當(dāng)x=時,y=,
∴C(,),
設(shè)P(0,y),則有:
,
解得:y=,
∴P(0,);
當(dāng)C與A重合時,
∵∠OAB=60°,
∴點P與點A關(guān)于x軸對稱,符合題意,
此時,P(0,),C(0,);
∴C(,),P(0,)或P(0,),C(0,);
【點評】本題考查了二次函數(shù)的性質(zhì),根據(jù)特三角函數(shù)求角度,圓內(nèi)接四邊形對角互補(bǔ),二次函數(shù)的性質(zhì),熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
【變式3-2】(2023?益陽)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,直線l:y=a(x+2)(a>0)與x軸交于點A,與拋物線E:y=ax2交于B,C兩點(B在C的左邊).
(1)求A點的坐標(biāo);
(2)如圖1,若B點關(guān)于x軸的對稱點為B′點,當(dāng)以點A,B′,C為頂點的三角形是直角三角形時,求實數(shù)a的值;
【分析】(1)解方程a(x+2)=0;
(2)表示出點A,B′,C的坐標(biāo),利用勾股定理解方程求解,注意直角頂點不確定,需分類討論;
(3)直線l與拋物線E所圍成的封閉圖形(不包含邊界)中的格點只能落在y軸和直線x=1上,各為13個,分別求出a的范圍.
【解答】解:(1)令y=a(x+2)=0,得x=﹣2,
A點的坐標(biāo)為(﹣2,0);
(2)聯(lián)立直線l:y=a(x+2)與拋物線E:y=ax2得:
,
∴x2﹣x﹣2=0,
∴x=﹣1或x=2,
∴B(﹣1,a),C(2,4a),
∵B點關(guān)于x軸的對稱點為B′點,
∴B'(﹣1,﹣a),
∴AB'2=(﹣2+1)2+(0+a)2=a2+1,
AC2=(2+2)2+(4a﹣0)2=16a2+16,
B'C2=(2+1)2+(4a+a)2=25a2+9,
若∠CAB'=90°,則AB'2+AC2=B'C2,即a2+1+16a2+16=25a2+9,所以a=1,
若∠AB'C=90°,則AB'2+B'C2=AC2,即a2+1+25a2+9=16a2+16,所以a=,
若∠ACB'=90°,則AC2+B'C2=AB'2,即16a2+16+25a2+9=a2+1,此方程無解.
∴a=1或a=.
【點評】本題考查了一次函數(shù)和二次函數(shù)的圖象與性質(zhì),并與直角三角形和新定義結(jié)合,關(guān)鍵是弄清格點只能落在y軸和直線x=1上,各為13個,并對點D、F進(jìn)行定位.
類型二 與特殊四邊形相關(guān)
【例4】(2023?自貢)如圖,拋物線y=﹣x2+bx+4與x軸交于A(﹣3,0),B兩點,與y軸交于點C.
(1)求拋物線解析式及B,C兩點坐標(biāo);
(2)以A,B,C,D為頂點的四邊形是平行四邊形,求點D坐標(biāo);
【分析】(1)根據(jù)待定系數(shù)法求出拋物線的解析式,然后即可求出拋物線與x軸和y軸的交點坐標(biāo).
(2)分三種情況,先確定四邊形的對角線,找到對角線的中點,然后根據(jù)中點坐標(biāo)公式即可求解.
【解答】解:(1)把點A的坐標(biāo)代入解析式得b=,
∴拋物線的解析式為y=﹣x2﹣x+4,
∴點C的坐標(biāo)為(0,4),點B的坐標(biāo)為(1,0).
(2)以A,B,C,D為頂點的四邊形是平行四邊形,分三種情況:
①若AC為對角線,設(shè)AC的中點為F,則根據(jù)中點坐標(biāo)公式可得F的坐標(biāo)為(﹣,2),
設(shè)點D的坐標(biāo)為(a,b),則有,
解得a=﹣4,b=4,此時點D的坐標(biāo)為(﹣4,4),
②若以AB為對角線,設(shè)AB的中點為F,則F的坐標(biāo)為(﹣1,0),
設(shè)點D的坐標(biāo)為(a,b),則有,
解得a=﹣2,b=﹣4,此時點D的坐標(biāo)為(﹣2,﹣4),
③若以BC為對角線,設(shè)BC的中點為F,則點F的坐標(biāo)為(,2),
設(shè)點D的坐標(biāo)為(a,b),則有,
解得a=4,b=4,此時點D的坐標(biāo)為(4,4),
綜上所述,點D的坐標(biāo)為(﹣4,4)或(﹣2,﹣4)或(4,4);
【變式4-1】(2023?巴中)在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)經(jīng)過點A(﹣1,0)和B(0,3),其頂點的橫坐標(biāo)為1.
(1)求拋物線的表達(dá)式.
(2)若直線x=m與x軸交于點N,在第一象限內(nèi)與拋物線交于點M,當(dāng)m取何值時,使得AN+MN有最大值,并求出最大值.
(3)若點P為拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)的對稱軸上一動點,將拋物線向左平移1個單位長度后,Q為平移后拋物線上一動點.在(2)的條件下求得的點M,是否能與A、P、Q構(gòu)成平行四邊形?若能構(gòu)成,求出Q點坐標(biāo);若不能構(gòu)成,請說明理由.
【分析】(1)由拋物線頂點橫坐標(biāo),可得出拋物線的對稱軸為直線x=1,結(jié)合點A的坐標(biāo),可得出拋物線與x軸另一交點的坐標(biāo),結(jié)合點B的坐標(biāo),再利用待定系數(shù)法,即可求出拋物線的表達(dá)式;
(2)由“直線x=m與x軸交于點N,在第一象限內(nèi)與拋物線交于點M”,可得出點M,N的坐標(biāo),進(jìn)而可得出AN,MN的值,代入AN+MN中,可得出AN+MN=﹣(m﹣)2+,再利用二次函數(shù)的性質(zhì),即可解決最值問題;
(3)利用平移的性質(zhì),可得出平移后拋物線的表達(dá)式為y=﹣x2+4,利用二次函數(shù)圖象上點的坐標(biāo)特征,可求出點M的坐標(biāo),假設(shè)存在以A,P,Q,M為頂點的平行四邊形,設(shè)點P的坐標(biāo)為(1,m),點Q的坐標(biāo)為(n,﹣n2+4),分AM為對角線、AP為對角線及AQ為對角線三種情況考慮,由平行四邊形的對角線互相平分,可得出關(guān)于n的一元一次方程,解之可得出n值,再將其代入點Q的坐標(biāo)中,即可得出結(jié)論.
【解答】解:(1)∵拋物線的頂點橫坐標(biāo)為1,
∴拋物線的對稱軸為直線x=1.
∵點A的坐標(biāo)為(﹣1,0),
∴拋物線與x軸的另一交點坐標(biāo)為(3,0).
將(﹣1,0),(3,0),(0,3)代入y=ax2+bx+c得:,
解得:,
∴拋物線的表達(dá)式為y=﹣x2+2x+3;
(2)∵直線x=m與x軸交于點N,在第一象限內(nèi)與拋物線交于點M,
∴點M的坐標(biāo)為(m,﹣m2+2m+3),點N的坐標(biāo)為(m,0),
∴MN=﹣m2+2m+3,AN=m+1,
∴AN+MN=m+1+(﹣m2+2m+3)=﹣m2+3m+4=﹣(m﹣)2+,
∵﹣1<0,且0<m<3,
∴當(dāng)m=時,AN+MN有最大值,最大值為;
(3)∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴拋物線向左平移1個單位長度后的表達(dá)式為y=﹣x2+4.
當(dāng)x=時,y=﹣()2+2×+3=,
∴點M的坐標(biāo)為(,).
假設(shè)存在以A,P,Q,M為頂點的平行四邊形,設(shè)點P的坐標(biāo)為(1,m),點Q的坐標(biāo)為(n,﹣n2+4).
①當(dāng)AM為對角線時,對角線AM,PQ互相平分,
∴=,
解得:n=﹣,
∴點Q的坐標(biāo)為(﹣,);
②當(dāng)AP為對角線時,對角線AP,MQ互相平分,
∴=,
解得:n=﹣,
∴點Q的坐標(biāo)為(﹣,);
③當(dāng)AQ為對角線時,對角線AQ,PM互相平分,
∴=,
解得:n=,
∴點Q的坐標(biāo)為(,﹣).
綜上所述,存在以A,P,Q,M為頂點的平行四邊形,點Q的坐標(biāo)為(﹣,)或(﹣,)或(,﹣).
【點評】本題考查了二次函數(shù)圖象上點的坐標(biāo)特征、待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式、二次函數(shù)的性質(zhì)以及平行四邊形的判定與性質(zhì),解題的關(guān)鍵是:(1)根據(jù)點的坐標(biāo),利用待定系數(shù)法求出拋物線的表達(dá)式;(2)利用二次函數(shù)的性質(zhì),求出AN+MN的最大值;(3)利用平行四邊形的性質(zhì)(對角線互相平分),找出關(guān)于n的一元一次方程.
【變式4-2】(2023?錦州)如圖,拋物線y=﹣x2+bx+c交x軸于點A(﹣1,0)和B,交y軸于點C(0,3),頂點為D.
(1)求拋物線的表達(dá)式;
(2)若點E在第一象限內(nèi)對稱軸右側(cè)的拋物線上,四邊形ODEB的面積為7,求點E的坐標(biāo);
(3)在(2)的條件下,若點F是對稱軸上一點,點H是坐標(biāo)平面內(nèi)一點,在對稱軸右側(cè)的拋物線上是否存在點G,使以點E,F(xiàn),G,H為頂點的四邊形是菱形,且∠EFG=60°,如果存在,請直接寫出點G的坐標(biāo);如果不存在,請說明理由.
【分析】(1)把點A(﹣1,0)和點C(0,3)代入求拋物線的表達(dá)式;
(2)將四邊形ODEB分割,S四邊形ODEB=S△ODM+S梯形DMNE+S△ENB,利用7建立方程求點E的坐標(biāo);
(3)對E,F(xiàn),G,H四個點按順時針和逆時針排成菱形,分別求解.
【解答】解:(1)∵拋物線y=﹣x2+bx+c過點A(﹣1,0)和點C(0,3),
∴,
∴,
∴拋物線的表達(dá)式y(tǒng)=﹣x2+2x+3.
(2)設(shè)拋物線的對稱軸與x軸交于點M,過點E作EN⊥x軸于點N,如圖.
設(shè)E(x,﹣x2+2x+3),
∴BN=3﹣x,MN=x﹣1,
∴S四邊形ODEB=S△ODM+S梯形DMNE+S△ENB=×1×4+(4﹣x2+2x+3)(x﹣1)+(﹣x2+2x+3)(3﹣x)=﹣x2+4x+3,
∵四邊形ODEB的面積為7,
∴﹣x2+4x+3=7,
∴x2﹣4x+4=0,
∴x1=x2=2,
∴E(2,3).
(3)存在點G,使以點E,F(xiàn),G,H為頂點的四邊形是菱形,且∠EFG=60°,滿足條件G的坐標(biāo)為(,)或(,).理由如下:
如圖,連接CG,DG,
∵四邊形EFGH是菱形,且∠EFG=60°,
∴△EFG是等邊三角形,
∴△DCE是等邊三角形,
∴△CEG≌△DEF,
∴∠ECG=∠EDF=30°,
∴直線CG的表達(dá)式為y=﹣x+3,
∴,
∴G(,);
如圖,連接CG、DG、CF,
∵四邊形EFGH是菱形,且∠EFG=60°,
∴△EFG是等邊三角形,
∴△DCE是等邊三角形,
∴△DGE≌△CFE,
∴DG=CF,
∴CF=FE,GE=FE,
∴DG=GE,
∴△CDG≌△CEG,
∴∠DCG=∠ECG=30°,
∴直線CG的表達(dá)式為y=x+3,
∴,
∴G(,),
綜上,G(,)或(,).
【點評】本題考查了二次函數(shù)解析式的求法,與四邊形面積和菱形結(jié)合,對于(2)關(guān)鍵是分割,對于(3)關(guān)鍵是找清分類標(biāo)準(zhǔn).
【變式4-3】(2022?黔西南州)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,經(jīng)過點A(4,0)的直線AB與y軸交于點B(0,4).經(jīng)過原點O的拋物線y=﹣x2+bx+c交直線AB于點A,C,拋物線的頂點為D.
(1)求拋物線y=﹣x2+bx+c的表達(dá)式;
(2)M是線段AB上一點,N是拋物線上一點,當(dāng)MN∥y軸且MN=2時,求點M的坐標(biāo);
(3)P是拋物線上一動點,Q是平面直角坐標(biāo)系內(nèi)一點.是否存在以點A,C,P,Q為頂點的四邊形是矩形?若存在,直接寫出點Q的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
【分析】(1)將點A、O的坐標(biāo)分別代入拋物線解析式,解方程即可;
(2)設(shè)直線AB的解析式為y=kx+b,利用待定系數(shù)法求出解析式,再表示出MN,然后根據(jù)MN=2解方程可得答案;
(3)分AC為邊和對角線兩種情況進(jìn)行討論:根據(jù)平移的性質(zhì),三角形相似的性質(zhì)和判定,兩點的距離公式可得結(jié)論.
【解答】解:(1)∵拋物線y=﹣x2+bx+c過點A(4,0)和O(0,0),
∴,
解得:,
∴拋物線的解析式為:y=﹣x2+4x;
(2)∵直線AB經(jīng)過點A(4,0)和B(0,4),
∴直線AB的解析式為:y=﹣x+4,
∵M(jìn)N∥y軸,
設(shè)M(t,﹣t+4),N(t,﹣t2+4t),其中0≤t≤4,
當(dāng)M在N點的上方時,
MN=﹣t+4﹣(﹣t2+4t)=t2﹣5t+4=2,
解得:t1=,t2=(舍),
∴M1(,),
當(dāng)M在N點下方時,
MN=﹣t2+4t﹣(﹣t+4)=﹣t2+5t﹣4=2,
解得:t1=2,t2=3,
∴M2(2,2),M3(3,1),
綜上,滿足條件的點M的坐標(biāo)有三個(,)或(2,2)或(3,1);
(3)存在,
①如圖2,若AC是矩形的邊,
設(shè)拋物線的對稱軸與直線AB交于點R,且R(2,2),
過點C,A分別作直線AB的垂線交拋物線于點P1,P2,
∵C(1,3),D(2,4),
∴CD==,
同理得:CR=,RD=2,
∴CD2+CR2=DR2,
∴∠RCD=90°,
∴點P1與點D重合,
當(dāng)CP1∥AQ1,CP1=AQ1時,四邊形ACP1Q1是矩形,
∵C(1,3)向右平移1個單位,向上平移1個單位得到P1(2,4),
∴A(4,0)向右平移1個單位,向上平移1個單位得到Q1(5,1),
此時直線P1C的解析式為:y=x+2,
∵直線P2A與P1C平行且過點A(4,0),
∴直線P2A的解析式為:y=x﹣4,
∵點P2是直線y=x﹣4與拋物線y=﹣x2+4x的交點,
∴﹣x2+4x=x﹣4,
解得:x1=﹣1,x2=4(舍),
∴P2(﹣1,﹣5),
當(dāng)AC∥P2Q2時,四邊形ACQ2P2是矩形,
∵A(4,0)向左平移3個單位,向上平移3個單位得到C(1,3),
∴P2(﹣1,﹣5)向左平移3個單位,向上平移3個單位得到Q2(﹣4,﹣2);
②如圖3,若AC是矩形的對角線,
設(shè)P3(m,﹣m2+4m)
當(dāng)∠AP3C=90°時,過點P3作P3H⊥x軸于H,過點C作CK⊥P3H于K,
∴∠P3KC=∠AHP3=90°,∠P3CK=∠AP3H,
∴△P3CK∽△AP3H,
∴=,
∴=,
∵點P不與點A,C重合,
∴m≠1或m≠4,
∴m2﹣3m+1=0,
∴m=,
∴如圖4,滿足條件的點P有兩個,即P3(,),P4(,),
當(dāng)P3C∥AQ3,P3C=AQ3時,四邊形AP3CQ3是矩形,
∵P3(,)向左平移個單位,向下平移個單位得到C(1,3),
∴A(4,0)向左平移個單位,向下平移個單位得到Q3(,),
當(dāng)P4C∥AQ4,P4C=AQ4時,四邊形AP4CQ4是矩形,
∵P4(,)向右平移個單位,向上平移個單位得到C(1,3),
∴A(4,0)向右平移個單位,向上平移個單位得到Q4(,);
綜上,點Q的坐標(biāo)為(5,1)或(﹣4,﹣2)或(,)或(,).
【點評】本題是二次函數(shù)綜合題,主要考查了二次函數(shù)的圖象與性質(zhì),待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,相似三角形的判定與性質(zhì),矩形的判定與性質(zhì),平移的性質(zhì)等知識,正確畫圖,并運(yùn)用分類討論的思想是解本題的關(guān)鍵.
一、解答題
1.(2023·遼寧·統(tǒng)考中考真題)如圖,拋物線y=ax2+83x+c與x軸交于點A和點B3.0,與y軸交于點C0,4,點P為第一象限內(nèi)拋物線上的動點過點P作PE⊥x軸于點E,交BC于點F.
(1)求拋物線的解析式;
(2)當(dāng)△BEF的周長是線段PF長度的2倍時,求點P的坐標(biāo);
(3)當(dāng)點P運(yùn)動到拋物線頂點時,點Q是y軸上的動點,連接BQ,過點B作直線l⊥BQ,連接QF并延長交直線l于點M.當(dāng)BQ=BM時,請直接寫出點的坐標(biāo).
【答案】(1)y=?43x2+83x+4
(2)P32,5
(3)Q0,12+463或0,12?463
【分析】(1)利用待定系數(shù)法求解;
(2)根據(jù)直角三角形三角函數(shù)值可得BE=34EF,BF=54EF,進(jìn)而可得△BEF的周長=BE+BF+EF=3EF,結(jié)合已知條件可得2PF=3EF,設(shè)Pt,?43t2+83t+4,則Ft,?43t+4,Et,0,從而可得方程3×?43t+4 =2×?43t2+4t,解方程即可;
(3)先求出F1,83,P1,163,設(shè)Q0,n,過點M作MN⊥x軸于點N,通過證明△BQO△≌MBN AAS,求出M3+n,3,再求出直線QM的解析式為y=3?n3+nx+n,將點F1,83代入解析式求出n的值即可.
【詳解】(1)解:將B3.0,C0,4代入y=ax2+83x+c,
可得32?a+83×3+c=0c=4,
解得a=?43c=4,
∴拋物線的解析式為y=?43x2+83x+4;
(2)解:∵ B3.0,C0,4,
∴ OB=3,OC=4,
∴ tan∠OBC=43,
∴ BE=34EF,BF=54EF,
∴ △BEF的周長=BE+BF+EF=3EF,
∵ △BEF的周長是線段PF長度的2倍,
∴ 2PF=3EF,
設(shè)直線BC的解析式為y=kx+b,
將B3.0,C0,4代入可得3k+b=0b=4,
解得k=?43b=4,
∴直線BC的解析式為y=?43x+4,
設(shè)Pt,?43t2+83t+4,則Ft,?43t+4,Et,0,
∴ EF=?43t+4,PF=?43t2+83t+4??43t+4=?43t2+4t,
∴ 3×?43t+4 =2×?43t2+4t,
解得t1=32,t2=3(舍),
∴ ?43t2+83t+4=?43×322+83×32+4=5,
∴ P32,5;
(3)解:∵ y=?43x2+83x+4=?43x?12+163,
∴當(dāng)x=1時,y取最大值163,
∴ P1,163,
∵直線BC的解析式為y=?43x+4,
∴當(dāng)x=1時,y=?43×1+4=83,
∴ F1,83,
設(shè)Q0,n,過點M作MN⊥x軸于點N,
由題意知∠QBM=90°,
∴ ∠QBO+∠MBN=90°,
∵ ∠QBO+∠OQB=90°,
∴ ∠OQB=∠MBN,
又∵ ∠QOB=∠BNM=90°,BQ=BM,
∴ △BQO△≌MBN AAS,
∴ OQ=NB,BO=MN,
∴ M3+n,3,
設(shè)直線QM的解析式為y=k′x+n,
則k′3+n+n=3,
解得k′=3?n3+n,
∴直線QM的解析式為y=3?n3+nx+n,
將點F1,83代入,得3?n3+n+n=83,
解得n=13+463或n=13?463,
∴ Q0,13+463或0,13?463.
【點睛】本題考查一次函數(shù)的圖象和性質(zhì),二次函數(shù)的圖象和性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì),解直角三角形等,綜合性較強(qiáng),難度較大,熟練運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想,正確作出輔助線是解題的關(guān)鍵.
2.(2023·湖南張家界·統(tǒng)考中考真題)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,已知二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖象與x軸交于點A?2,0和點B6,0兩點,與y軸交于點C0,6.點D為線段BC上的一動點.
(1)求二次函數(shù)的表達(dá)式;
(2)如圖1,求△AOD周長的最小值;
(3)如圖2,過動點D作DP∥AC交拋物線第一象限部分于點P,連接PA,PB,記△PAD與△PBD的面積和為S,當(dāng)S取得最大值時,求點P的坐標(biāo),并求出此時S的最大值.
【答案】(1)y=?12x2+2x+6
(2)12
(3)3,152,S最大值=272
【分析】(1)根據(jù)題意設(shè)拋物線的表達(dá)式為y=ax+2x?6,將0,6代入求解即可;
(2)作點O關(guān)于直線BC的對稱點E,連接EC、EB,根據(jù)點坐特點及正方形的判定得出四邊形OBEC為正方形,E6,6,連接AE,交BC于點D,由對稱性DE=DO,此時DO+DA有最小值為AE的長,再由勾股定理求解即可;
(3)由待定系數(shù)法確定直線BC的表達(dá)式為y=?x+6,直線AC的表達(dá)式為y=3x+6,設(shè)Pm,?12m2+2m+6,然后結(jié)合圖形及面積之間的關(guān)系求解即可.
【詳解】(1)解:由題意可知,設(shè)拋物線的表達(dá)式為y=ax+2x?6,
將0,6代入上式得:6=a0+20?6,
a=?12
所以拋物線的表達(dá)式為y=?12x2+2x+6;
(2)作點O關(guān)于直線BC的對稱點E,連接EC、EB,
∵B6,0,C0,6,∠BOC=90°,
∴OB=OC=6,
∵O、E關(guān)于直線BC對稱,
∴四邊形OBEC為正方形,
∴E6,6,
連接AE,交BC于點D,由對稱性DE=DO,
此時DO+DA有最小值為AE的長,
AE=AB2+BE2=82+62=10
∵△AOD的周長為DA+DO+AO,
AO=2,DA+DO的最小值為10,
∴△AOD的周長的最小值為10+2=12;
(3)由已知點A?2,0,B6,0,C0,6,
設(shè)直線BC的表達(dá)式為y=kx+n,
將B6,0,C0,6代入y=kx+n中,6k+n=0n=0,解得k=?1n=6,
∴直線BC的表達(dá)式為y=?x+6,
同理可得:直線AC的表達(dá)式為y=3x+6,
∵PD∥AC,
∴設(shè)直線PD表達(dá)式為y=3x+?,
由(1)設(shè)Pm,?12m2+2m+6,代入直線PD的表達(dá)式
得:?=?12m2?m+6,
∴直線PD的表達(dá)式為:y=3x?12m2?m+6,
由y=?x+6y=3x?12m2?m+6,得x=18m2+14my=?18m2?14m+6,
∴D18m2+14m,?18m2?14m+6,
∵P,D都在第一象限,
∴S=S△PAD+S△PBD=S△PAB?S△DAB
=12AB?12m2+2m+6??18m2?14m+6
=12×8?38m2+94m
=?32m2+9m=?32m2?6m
=?32(m?3)2+272,
∴當(dāng)m=3時,此時P點為3,152.
S最大值=272.
【點睛】題目主要考查二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,包括待定系數(shù)法確定函數(shù)解析式,周長最短問題及面積問題,理解題意,熟練掌握運(yùn)用二次函數(shù)的綜合性質(zhì)是解題關(guān)鍵.
3.(2023·四川涼山·統(tǒng)考中考真題)如圖,已知拋物線與x軸交于A1,0和B?5,0兩點,與y軸交于點C.直線y=?3x+3過拋物線的頂點P.
(1)求拋物線的函數(shù)解析式;
(2)若直線x=m?5
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