
題型一: 二次函數(shù)與單線段最值問題
例1.如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線y=ax2+bx+c與x軸交于A(5,0),B(﹣1,0)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C(0,).
(1)求拋物線的解析式;
(2)在拋物線上是否存在點(diǎn)P,使得△ACP是以點(diǎn)A為直角頂點(diǎn)的直角三角形?若存在,求出符合條件的點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請說明理由;
(3)點(diǎn)G為拋物線上的一動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)G作GE垂直于y軸于點(diǎn)E,交直線AC于點(diǎn)D,過點(diǎn)D作x軸的垂線,垂足為點(diǎn)F,連接EF,當(dāng)線段EF的長度最短時(shí),求出點(diǎn)G的坐標(biāo).
【分析】(1)運(yùn)用待定系數(shù)法就可求出拋物線的解析式;
(2)以A為直角頂點(diǎn),根據(jù)點(diǎn)P的縱、橫坐標(biāo)之間的關(guān)系建立等量關(guān)系,就可求出點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)連接OD,易得四邊形OFDE是矩形,則OD=EF,根據(jù)垂線段最短可得當(dāng)OD⊥AC時(shí),OD(即EF)最短,然后只需求出點(diǎn)D的縱坐標(biāo),就可得到點(diǎn)P的縱坐標(biāo),就可求出點(diǎn)P的坐標(biāo).
【解答】解:(1)∵拋物線y=ax2+bx+c與x軸交于A(5,0),B(﹣1,0)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C(0,),
∴設(shè)拋物線的解析式是y=a(x﹣5)(x+1)1),
則a×(﹣5)×1,解得a.
則拋物線的解析式是y(x﹣5)(x+1)x2+2x;
(2)存在.
當(dāng)點(diǎn)A為直角頂點(diǎn)時(shí),過A作AP⊥AC交拋物線于點(diǎn)P,交y軸于點(diǎn)H,如圖.
∵AC⊥AP,OC⊥OA,
∴△OAC∽△OHA,
∴,
∴OA2=OC?OH,
∵OA=5,OC,
∴OH=10,
∴H(0,﹣10),A(5,0),
∴直線AP的解析式為y=2x﹣10,
聯(lián)立,
∴P的坐標(biāo)是(﹣5,﹣20).
(3)∵DF⊥x軸,DE⊥y軸,
∴四邊形OFDE為矩形,
∴EF=OD,
∴EF長度的最小值為OD長度的最小值,
當(dāng)OD⊥AC時(shí),OD長度最小,
此時(shí)S△AOCAC?ODOA?OC,
∵A(5,0),C(0,),
∴AC,
∴OD,
∵DE⊥y軸,OD⊥AC,
∴△ODE∽△OCD,
∴,
∴OD2=OE?CO,
∵CO,OD,
∴OE=2,
∴點(diǎn)G的縱坐標(biāo)為2,
∴yx2+2x2,
解得x1=2,x2=2,
∴點(diǎn)G的坐標(biāo)為(2,2)或(2,2).
【點(diǎn)評】本題主要考查了用待定系數(shù)法求拋物線的解析式、拋物線上點(diǎn)的坐標(biāo)特征、等腰三角形的性質(zhì)、矩形的性質(zhì)、解一元二次方程、勾股定理等知識(shí),有一定的綜合性,根據(jù)矩形的性質(zhì)將EF轉(zhuǎn)化為OD,然后利用垂線段最短是解決第(3)小題的關(guān)鍵.
題型二: 二次函數(shù)與將軍飲馬型問題
例2.如圖1,拋物線y=ax2+2x+c與x軸交于A(﹣4,0),B(1,0)兩點(diǎn),過點(diǎn)B的直線y=kx分別與y軸及拋物線交于點(diǎn)C,D.
(1)求直線和拋物線的表達(dá)式;
(2)動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)O出發(fā),在x軸的負(fù)半軸上以每秒1個(gè)單位長度的速度向左勻速運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒,當(dāng)t為何值時(shí),△PDC為直角三角形?請直接寫出所有滿足條件的t的值;
(3)如圖2,將直線BD沿y軸向下平移4個(gè)單位后,與x軸,y軸分別交于E,F(xiàn)兩點(diǎn),在拋物線的對稱軸上是否存在點(diǎn)M,在直線EF上是否存在點(diǎn)N,使DM+MN的值最???若存在,求出其最小值及點(diǎn)M,N的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
【分析】(1)利用待定系數(shù)法求解可得;
(2)先求得點(diǎn)D的坐標(biāo),過點(diǎn)D分別作DE⊥x軸、DF⊥y軸,分P1D⊥P1C、P2D⊥DC、P3C⊥DC三種情況,利用相似三角形的性質(zhì)逐一求解可得;
(3)通過作對稱點(diǎn),將折線轉(zhuǎn)化成兩點(diǎn)間距離,應(yīng)用兩點(diǎn)之間線段最短.
【解答】解:(1)把A(﹣4,0),B(1,0)代入y=ax2+2x+c,得
,
解得:,
∴拋物線解析式為:y,
∵過點(diǎn)B的直線y=kx,
∴代入(1,0),得:k,
∴BD解析式為y;
(2)由得交點(diǎn)坐標(biāo)為D(﹣5,4),
如圖1,過D作DE⊥x軸于點(diǎn)E,作DF⊥y軸于點(diǎn)F,
當(dāng)P1D⊥P1C時(shí),△P1DC為直角三角形,
則△DEP1∽△P1OC,
∴,即,
解得t,
當(dāng)P2D⊥DC于點(diǎn)D時(shí),△P2DC為直角三角形
由△P2DB∽△DEB得,
即,
解得:t;
當(dāng)P3C⊥DC時(shí),△DFC∽△COP3,
∴,即,
解得:t,
∴t的值為、、.
(3)由已知直線EF解析式為:yx,
在拋物線上取點(diǎn)D的對稱點(diǎn)D′,過點(diǎn)D′作D′N⊥EF于點(diǎn)N,交拋物線對稱軸于點(diǎn)M
過點(diǎn)N作NH⊥DD′于點(diǎn)H,此時(shí),DM+MN=D′N最?。?br>則△EOF∽△NHD′
設(shè)點(diǎn)N坐標(biāo)為(a,),
∴,即,
解得:a=﹣2,
則N點(diǎn)坐標(biāo)為(﹣2,﹣2),
求得直線ND′的解析式為yx+1,
當(dāng)x時(shí),y,
∴M點(diǎn)坐標(biāo)為(,),
此時(shí),DM+MN的值最小為2.
【點(diǎn)評】本題是二次函數(shù)和幾何問題綜合題,應(yīng)用了二次函數(shù)性質(zhì)以及轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想、分類討論思想.解題時(shí)注意數(shù)形結(jié)合.
題型三: 二次函數(shù)與胡不歸型線段最值問題
例3.已知拋物線yx2+bx+c(b,c為常數(shù))的圖象與x軸交于A(1,0),B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B左側(cè)).與y軸相交于點(diǎn)C,頂點(diǎn)為D.
(Ⅰ)當(dāng)b=2時(shí),求拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo);
(Ⅱ)若點(diǎn)P是y軸上一點(diǎn),連接BP,當(dāng)PB=PC,OP=2時(shí),求b的值;
(Ⅲ)若拋物線與x軸另一個(gè)交點(diǎn)B的坐標(biāo)為(4,0),對稱軸交x軸于點(diǎn)E,點(diǎn)Q是線段DE上一點(diǎn),點(diǎn)N為線段AB上一點(diǎn),且AN=2BN,連接NQ,求DQNQ的最小值.
【分析】(Ⅰ)求出函數(shù)的解析式即可求解;
(Ⅱ)由題意可求P(0,2)或(0,﹣2),將A點(diǎn)代入拋物線解析式可得cb,在求出B(2b﹣1,0),C(0,b),由PB=PC,(2b﹣1)2+4=|b﹣2|2或(2b﹣1)2+4=|b+2|2,再由2b﹣1>1,求出b即可;
(Ⅲ)先求出拋物線的解析式y(tǒng)x2x﹣2,設(shè)Q(,t)過點(diǎn)N作AD的垂線交于點(diǎn)M,交對稱軸于點(diǎn)Q,利用直角三角形可得MQDQ,當(dāng)M、Q、N三點(diǎn)共線時(shí),DQNQ有最小值MN,在Rt△AMN中,AN=2,求出MN,可求DQNQ的最小值為.
【解答】解:(Ⅰ)當(dāng)b=2時(shí),yx2+2x+c,
將點(diǎn)A(1,0)代入yx2+2x+c,
∴c,
∴yx2+2x(x﹣2)2,
∴拋物線的頂點(diǎn)為(2,);
(Ⅱ)∵點(diǎn)P是y軸上一點(diǎn),OP=2,
∴P(0,2)或(0,﹣2),
將A代入yx2+bx+c,
∴b+c=0,
∴cb,
∵x2+bxb=0,
∴1+x1=2b,
∴x1=2b﹣1,
∴B(2b﹣1,0),
令x=0,則y=2b﹣1,
∴C(0,b),
∵PB=PC,
∴(2b﹣1)2+4=|b﹣2|2或(2b﹣1)2+4=|b+2|2,
解得b或b或b或b,
∵A點(diǎn)在B點(diǎn)左側(cè),
∴2b﹣1>1,
∴b>1,
∴b;
(Ⅲ)將點(diǎn)A、B代入yx2+bx+c,
∴,
,
∴yx2x﹣2,
∴拋物線的對稱軸為直線x,
∴E(,0),
∵yx2x﹣2(x)2,
∴頂點(diǎn)D(,),
∵A(1,0),B(4,0),
∴AB=3,
∵AN=2BN,
∴AN=2,BN=1,
∴N(3,0),
設(shè)Q(,t),
過點(diǎn)N作AD的垂線交于點(diǎn)M,交對稱軸于點(diǎn)Q,
∵AE,DE,
∴tan∠DAE,
∴∠EQN=∠DAE,
∴∠DAN=∠MQD,
∴tan∠MQD,
∴sin∠MQD,
∴MQDQ,
∵DQNQ(DQ+NQ)(MQ+NQ),
∴當(dāng)M、Q、N三點(diǎn)共線時(shí),DQNQ有最小值MN,
在Rt△AMN中,AN=2,
∴sin∠MAN,
∴MN2,
∴DQNQMN,
∴DQNQ的最小值為.
【點(diǎn)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),利用一元二次方程求最值是解題的關(guān)鍵.
題型四: 二次函數(shù)與三線段和最值問題
例4.如圖1,已知一次函數(shù)y=x+3的圖象與x軸、y軸分別交于A、B兩點(diǎn),拋物線y=﹣x2+bx+c過A、B兩點(diǎn),且與x軸交于另一點(diǎn)C.
(1)求b、c的值;
(2)如圖1,點(diǎn)D為AC的中點(diǎn),點(diǎn)E在線段BD上,且BE=2ED,連接CE并延長交拋物線于點(diǎn)M,求點(diǎn)M的坐標(biāo);
(3)將直線AB繞點(diǎn)A按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)15°后交y軸于點(diǎn)G,連接CG,如圖2,P為△ACG內(nèi)一點(diǎn),連接PA、PC、PG,分別以AP、AG為邊,在他們的左側(cè)作等邊△APR,等邊△AGQ,連接QR
①求證:PG=RQ;
②求PA+PC+PG的最小值,并求出當(dāng)PA+PC+PG取得最小值時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo).
【分析】(1)把A(﹣3,0),B(0,3)代入拋物線y=﹣x2+bx+c即可解決問題.
(2)首先求出A、C、D坐標(biāo),根據(jù)BE=2ED,求出點(diǎn)E坐標(biāo),求出直線CE,利用方程組求交點(diǎn)坐標(biāo)M.
(3)①欲證明PG=QR,只要證明△QAR≌△GAP即可.②當(dāng)Q、R、P、C共線時(shí),PA+PG+PC最小,作QN⊥OA于N,AM⊥QC于M,PK⊥OA于K,由sin∠ACM求出AM,CM,利用等邊三角形性質(zhì)求出AP、PM、PC,由此即可解決問題.
【解答】解:(1)∵一次函數(shù)y=x+3的圖象與x軸、y軸分別交于A、B兩點(diǎn),
∴A(﹣3,0),B(0,3),
∵拋物線y=﹣x2+bx+c過A、B兩點(diǎn),
∴解得,
∴b=﹣2,c=3.
(2),對于拋物線y=﹣x2﹣2x+3,令y=0,則﹣x2﹣2x+3=0,解得x=﹣3或1,
∴點(diǎn)C坐標(biāo)(1,0),
∵AD=DC=2,
∴點(diǎn)D坐標(biāo)(﹣1,0),
∵BE=2ED,
∴點(diǎn)E坐標(biāo)(,1),
設(shè)直線CE為y=kx+b,把E、C代入得到解得,
∴直線CE為yx,
由解得或,
∴點(diǎn)M坐標(biāo)(,).
(3)①∵△AGQ,△APR是等邊三角形,
∴AP=AR,AQ=AG,∠QAC=∠RAP=60°,
∴∠QAR=∠GAP,
在△QAR和△GAP中,
,
∴△QAR≌△GAP,
∴QR=PG.
②如圖3中,∵PA+PG+PC=QR+PR+PC=QC,
∴當(dāng)Q、R、P、C共線時(shí),PA+PG+PC最小,
作QN⊥OA于N,AM⊥QC于M,PK⊥OA于K.
∵∠GAO=60°,AO=3,
∴AG=QG=AQ=6,∠AGO=30°,
∵∠QGA=60°,
∴∠QGO=90°,
∴點(diǎn)Q坐標(biāo)(﹣6,3),
在RT△QCN中,QN=3,CN=7,∠QNC=90°,
∴QC2,
∵sin∠ACM,
∴AM,
∵△APR是等邊三角形,
∴∠APM=60°,∵PM=PR,cs30°,
∴AP,PM=RM
∴MC,
∴PC=CM﹣PM,
∵,
∴CK,PK,
∴OK=CK﹣CO,
∴點(diǎn)P坐標(biāo)(,).
∴PA+PC+PG的最小值為2,此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)(,).
【點(diǎn)評】本題考查二次函數(shù)綜合題、等邊三角形的性質(zhì)、全等三角形的判定和性質(zhì)、勾股定理等知識(shí),解題的關(guān)鍵是理解Q、R、P、C共線時(shí),PA+PG+PC最小,學(xué)會(huì)添加常用輔助線,屬于中考壓軸題.
題型五: 二次函數(shù)與線段倍分關(guān)系最值問題
例5.拋物線y=﹣x2+4ax+b(a>0)與x軸相交于O、A兩點(diǎn)(其中O為坐標(biāo)原點(diǎn)),過點(diǎn)P(2,2a)作直線PM⊥x軸于點(diǎn)M,交拋物線于點(diǎn)B,點(diǎn)B關(guān)于拋物線對稱軸的對稱點(diǎn)為C(其中B、C不重合),連接AP交y軸于點(diǎn)N,連接BC和PC.
(1)a時(shí),求拋物線的解析式和BC的長;
(2)如圖a>1時(shí),若AP⊥PC,求a的值;
(3)是否存在實(shí)數(shù)a,使?若存在,求出a的值,如不存在,請說明理由.
【分析】(1)根據(jù)拋物線經(jīng)過原點(diǎn)b=0,把a(bǔ)、b=0代入拋物線解析式,即可求出拋物線解析式,再求出B、C坐標(biāo),即可求出BC長.
(2)利用△PCB∽△APM,得,列出方程即可解決問題.
【解答】解:(1)∵拋物線y=﹣x2+4ax+b(a>0)經(jīng)過原點(diǎn)O,
∴b=0,
∵a,
∴拋物線解析式為y=﹣x2+6x,
∵x=2時(shí),y=8,
∴點(diǎn)B坐標(biāo)(2,8),
∵對稱軸x=3,B、C關(guān)于對稱軸對稱,
∴點(diǎn)C坐標(biāo)(4,8),
∴BC=2.
(2)∵AP⊥PC,
∴∠APC=90°,
∵∠CPB+∠APM=90°,∠APM+∠PAM=90°,
∴∠CPB=∠PAM,
∵∠PBC=∠PMA=90°,
∴△PCB∽△APM,
∴,
∴,
整理得a2﹣4a+2=0,解得a=2±,
∵a>1,
∴a=2.
(3)當(dāng)點(diǎn)P在等A的左側(cè)時(shí),∵△APM∽△ANO,
∴,
∵AM=4a﹣2,OM=2,
∴,
∴a.
當(dāng)點(diǎn)P在D點(diǎn)A的右側(cè)時(shí),同法可得OA=AM,
4a=2﹣4a,
∴a,
綜上所述,滿足條件的a的值為或.
【點(diǎn)評】本題考查二次函數(shù)性質(zhì)、相似三角形的判定和性質(zhì)、待定系數(shù)法等知識(shí),解題的關(guān)鍵是利用相似三角形性質(zhì)列出方程解決問題,學(xué)會(huì)轉(zhuǎn)化的思想,屬于中考??碱}型.
題型六: 二次函數(shù)與線段乘積問題
例6.已知直線yx+2分別交x軸、y軸于A、B兩點(diǎn),拋物線yx2+mx﹣2經(jīng)過點(diǎn)A,和x軸的另一個(gè)交點(diǎn)為C.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖1,點(diǎn)D是拋物線上的動(dòng)點(diǎn),且在第三象限,求△ABD面積的最大值;
(3)如圖2,經(jīng)過點(diǎn)M(﹣4,1)的直線交拋物線于點(diǎn)P、Q,連接CP、CQ分別交y軸于點(diǎn)E、F,求OE?OF的值.
備注:拋物線頂點(diǎn)坐標(biāo)公式(,)
【分析】(1)先求得點(diǎn)A的坐標(biāo),然后將點(diǎn)A的坐標(biāo)代入拋物線的解析式求得m的值即可;
(2)過點(diǎn)D作DH∥y軸,交AB于點(diǎn)H,設(shè)D(n,n2n﹣2),H(n,n+2),然后用含n的式子表示DH的長,接下來,利用配方法求得DH的最大值,從而可求得△ABD面積最大值;
(3)先求得點(diǎn)C的坐標(biāo),然后設(shè)直線CQ的解析式為y=ax﹣a,CP的解析式為y=bx﹣b,接下來求得點(diǎn)Q和點(diǎn)P的橫坐標(biāo),然后設(shè)直線PQ的解析式為y=x+d,把M(﹣4,1)代入得:y=kx+4k+1,將PQ的解析式為與拋物線解析式聯(lián)立得到關(guān)于x的一元二次方程,然后依據(jù)一元二次方程根與系數(shù)的關(guān)系可求得ab,最后,由ab的值可得到OE?OF的值.
【解答】解:(1)把y=0代入yx+2得:0x+2,解得:x=﹣4,
∴A(﹣4,0).
把點(diǎn)A的坐標(biāo)代入yx2+mx﹣2得:m,
∴拋物線的解析式為yx2x﹣2.
(2)過點(diǎn)D作DH∥y軸,交AB于點(diǎn)H,
設(shè)D(n,n2n﹣2),H(n,n+2).
∴DH=(n+2)﹣(n2n﹣2)(n+1)2.
∴當(dāng)n=﹣1時(shí),DH最大,最大值為,
此時(shí)△ABD面積最大,最大值為4=9.
(3)把y=0代入 yx2x﹣2,得:x2+3x﹣4=0,解得:x=1或x=﹣4,
∴C(1,0).
設(shè)直線CQ的解析式為y=ax﹣a,CP的解析式為y=bx﹣b.
∴,解得:x=1或x=2a﹣4.
∴xQ=2a﹣4.
同理:xP=2b﹣4.
設(shè)直線PQ的解析式為y=kx+b,把M(﹣4,1)代入得:y=kx+4k+1.
∴.
∴x2+(3﹣2k)x﹣8k﹣6=0,
∴xQ+xP=2a﹣4+2b﹣4=2k﹣3,xQ?xP=(2a﹣4)(2b﹣4)=﹣8k﹣6,
解得:ab.
又∵OE=﹣b,OF=a,
∴OE?OF=﹣ab.
【點(diǎn)評】本題主要考查的是二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,解答本題主要應(yīng)用了待定系數(shù)法求二次函數(shù)的解析式、一次函數(shù)的解析式、一元二次方程根與系數(shù)的關(guān)系,建立關(guān)于a、b的方程組求得ab的值是解題的關(guān)鍵.
題型七: 二次函數(shù)與線段比值問題
例7.拋物線y=ax2+c與x軸交于A,B兩點(diǎn),頂點(diǎn)為C,點(diǎn)P為拋物線上一點(diǎn),且位于x軸下方.
(1)如圖1,若P(1,﹣3),B(4,0).
①求該拋物線的解析式;
②若D是拋物線上一點(diǎn),滿足∠DPO=∠POB,求點(diǎn)D的坐標(biāo);
(2)如圖2,已知直線PA,PB與y軸分別交于E、F兩點(diǎn).當(dāng)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)時(shí),是否為定值?若是,試求出該定值;若不是,請說明理由.
【分析】(1)①根據(jù)待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,可得答案;②根據(jù)平行線的判定,可得PD∥OB,根據(jù)函數(shù)值相等兩點(diǎn)關(guān)于對稱軸對稱,可得D點(diǎn)坐標(biāo);
(2)根據(jù)待定系數(shù)法,可得E、F點(diǎn)的坐標(biāo),根據(jù)分式的性質(zhì),可得答案.
【解答】解:(1)①將P(1,﹣3),B(4,0)代入y=ax2+c,得
,解得,
拋物線的解析式為yx2;
②如圖1,
當(dāng)點(diǎn)D在OP左側(cè)時(shí),
由∠DPO=∠POB,得
DP∥OB,
D與P關(guān)于y軸對稱,P(1,﹣3),
得D(﹣1,﹣3);
當(dāng)點(diǎn)D在OP右側(cè)時(shí),延長PD交x軸于點(diǎn)G.
作PH⊥OB于點(diǎn)H,則OH=1,PH=3.
∵∠DPO=∠POB,
∴PG=OG.
設(shè)OG=x,則PG=x,HG=x﹣1.
在Rt△PGH中,由x2=(x﹣1)2+32,得x=5.
∴點(diǎn)G(5,0).
∴直線PG的解析式為yx
解方程組得,.
∵P(1,﹣3),
∴D(,).
∴點(diǎn)D的坐標(biāo)為(﹣1,﹣3)或(,).
(2)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)時(shí),是定值,定值為2,理由如下:
作PQ⊥AB于Q點(diǎn),設(shè)P(m,am2+c),A(﹣t,0),B(t,0),則at2+c=0,c=﹣at2.
∵PQ∥OF,
∴,
∴OFamt+at2.
同理OE=﹣amt+at2.
∴OE+OF=2at2=﹣2c=2OC.
∴2.
【點(diǎn)評】本題考查了二次函數(shù)綜合題,①利用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式;②利用函數(shù)值相等的點(diǎn)關(guān)于對稱軸對稱得出D點(diǎn)坐標(biāo)是解題關(guān)鍵;(2)利用待定系數(shù)法求出E、F點(diǎn)坐標(biāo)是解題關(guān)鍵.
題型八: 二次函數(shù)與倒數(shù)和定值問題
例8.如圖,已知拋物線y=ax2+bx+c與x軸分別交于A(﹣1,0)、B(3,0)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,且OB=OC.
(1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)如圖1,點(diǎn)D是拋物線頂點(diǎn),點(diǎn)P(m,n)是在第二象限拋物線上的一點(diǎn),分別連接BD、BC、BP,若∠CBD=∠ABP,求m的值;
(3)如圖1,過B、C、O三點(diǎn)的圓上有一點(diǎn)Q,并且點(diǎn)Q在第四象限,連接QO、QB、QC,試猜想線段QO、QB、QC之間的數(shù)量關(guān)系,并證明你的猜想;
(4)如圖2,若∠BAC的角平分線交y軸于點(diǎn)G,過點(diǎn)G的直線分別交射線AB、AC于點(diǎn)E、F(不與點(diǎn)A重合),則的值是否變化?若變化,請說明理由;若不變,請求出它的值.
【分析】(1)利用待定系數(shù)法求解二次函數(shù)的解析式即可:
(2)如圖,過P作PK⊥AB于K,連接CD,先求解頂點(diǎn)D(1.﹣4),證明∠BCD=90°,tan∠DBC,則tan∠CBD=tan∠ABP,再列方程求解即可;
(3)如圖,作O關(guān)于BC的對稱點(diǎn)N,證明四邊形OBNC為正方形,連接QB,QC,QO,QN,再分兩種情況討論:當(dāng)Q在B,N之間時(shí),當(dāng)Q在C、N之間時(shí),從而可得答案;
(4)過G作MG∥x軸交AC于M,過F作FT∥x軸交AG于T,過C作CQ∥x軸交AG于Q,如圖:證明ACOA~ACGM,AACQ~AMG,可得,同理可得:理可得:,從而可得答案.
【解答】解:(1)∵拋物線y=ax2+bx+c與軸分別交于A(﹣1,0)、B(3.0)兩點(diǎn),
設(shè)拋物線為:y=a(x+1)(x﹣3),
∵OB=OC,
∴C(0,﹣3),
∴﹣3a=﹣3.解得:a=1,
所以拋物線為:y=a(x+1)(x﹣3)=x2﹣2x﹣3;
(2)如圖,過P作PK⊥AB于K,連接CD,
∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
∴頂點(diǎn)D(1,﹣4),
∴CD2=(1﹣0)2+(﹣4+3)2=2,
BC2=32+32=18,
∴CD2+BC2=BD2,
∴∠BCD=90°,tan∠DBC,
∵∠CBD=∠ABP,
∴tan∠CBD=tan∠ABP,
∵P(m,n),m<0,n>0,
∴AB=3﹣m,PA﹣n=m2﹣2m﹣3,
∴,
∴m,經(jīng)檢驗(yàn)符合題意;
(3)如圖,作O關(guān)于BC的對稱點(diǎn)N,而OB=OC﹣3,0B⊥OC,
∴四邊形OBNC為正方形,連接QB,QC,QO,ON,
∴CN=BN=OC=CN=3,BC⊥ON,BC,ON為圓的直徑,
當(dāng)Q在B,N之間時(shí)(與B不重合),在QC上截取CK=BQ,
∵∠NBQ=∠NCQ,
∴ΔΝCΚ≌ΔΝBQ(SAS),
∴∠CNK=∠BNO,
∴∠BNO+∠BNK=∠BNK+∠CNK=∠CNB﹣90°,
∵BC⊥ON,
∴∠KQNx90°=45°=∠QKN,
∴QK2=2QN2,
∴(QC﹣QB)2=2QN2,
∵ON為直徑,則∠OQN=90°,
∴QN2=ON2﹣QO2=BC2﹣QO2=18﹣QO2,
∴(QC﹣QB)2=2(18﹣QO2),
而同理可得:QC2+QB2=18,
整理得:QO2﹣QC?QB=9,
當(dāng)Q在C,N之間時(shí)(與C不重合),如圖,
同理可得:QO2﹣QC?QB=9;
(4)過G作MG∥x軸交AC于M,過F作FT∥x軸交AG于T,過C作CQ∥x軸交AG于Q,如圖:
∵M(jìn)G∥x軸,F(xiàn)T∥x軸,CQ∥x軸,
∴MG∥FT∥CQ∥OA,
∴△COA∽△CGM,△ACQ∽△AMG,
∴,
∴,
∴,
∵AG平分∠BAC,
∴∠CAG=∠BAG=∠AQC,
∴AC=CQ,
∴,
同理可得:,
由(1)可知:A(﹣1,0),C(0,﹣3),
∴AC,
∴,
∴的值不變,為.
【點(diǎn)評】本題考查了利用待定系數(shù)法求解二次函數(shù)的解析式,銳角三角函數(shù)的應(yīng)用,勾股定理及其逆定理的應(yīng)用,相似三角形的判定與性質(zhì),正方形的性質(zhì),圓周角定理的應(yīng)用,正確作出輔助線是解題的關(guān)鍵.
一、解答題
1.如圖,已知二次函數(shù)的圖象與x軸交于A、B兩點(diǎn),D為頂點(diǎn),其中點(diǎn)B的坐標(biāo)為(5,0),點(diǎn)D的坐標(biāo)為(1,3).
(1)求該二次函數(shù)的表達(dá)式;
(2)試問在該二次函數(shù)圖象上是否存在點(diǎn)G,使得的面積是的面積的?若存在,求出點(diǎn)G的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
【答案】(1)
(2)存在,G的坐標(biāo)為或.
【分析】(1)依題意,利用二次函數(shù)的頂點(diǎn)式即可求.
(2)先求線段所在的直線解析式,求利用點(diǎn)到直線的公式,即可求與的高,利用三角形面積公式即可求.
【詳解】(1)依題意,設(shè)二次函數(shù)的解析式為
將點(diǎn)B代入得,得
∴二次函數(shù)的表達(dá)式為:
(2)存在點(diǎn)G,
當(dāng)點(diǎn)G在x軸的上方時(shí),設(shè)直線交x軸于P,設(shè)P(t,0),作于E,于F.
由題意:,
∵,
∴,
∴,
解得,
∴直線DG的解析式為,
由,
解得或,
∴G.
當(dāng)點(diǎn)G在x軸下方時(shí),如圖2所示,
∵
∴當(dāng)點(diǎn)G在的延長線上時(shí),存在點(diǎn)G使得,
此時(shí),的直線經(jīng)過原點(diǎn),設(shè)直線的解析式為,
將點(diǎn)D代入得,
故,
則有
整理得,,
得(舍去),
當(dāng)時(shí),,
故點(diǎn)G為.
綜上所述,點(diǎn)G的坐標(biāo)為或.
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)的解析式的求法和與幾何圖形結(jié)合的綜合能力,二次函數(shù)的圖象與性質(zhì),相似三角形的判定與性質(zhì),勾股定理,要學(xué)會(huì)利用數(shù)形結(jié)合的思想把代數(shù)和幾何圖形結(jié)合起來,利用點(diǎn)的坐標(biāo)的意義表示線段的長度,從而求出線段之間的關(guān)系.
2.在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線與x軸交于點(diǎn)A,B(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C,且點(diǎn)A的坐標(biāo)為.
(1)求點(diǎn)C的坐標(biāo);
(2)如圖1,若點(diǎn)P是第二象限內(nèi)拋物線上一動(dòng)點(diǎn),求點(diǎn)P到直線距離的最大值;
(3)如圖2,若點(diǎn)M是拋物線上一點(diǎn),點(diǎn)N是拋物線對稱軸上一點(diǎn),是否存在點(diǎn)M使以A,C,M,N為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?若存在,請直接寫出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在, 或或
【分析】(1)把點(diǎn)的坐標(biāo)代入,求出的值即可;
(2)過作于點(diǎn),過點(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,再根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)求解即可;
(3)分三種情況討論:①當(dāng)為平行四邊形的對角線時(shí),②當(dāng)為平行四邊形的對角線時(shí),③當(dāng)為平行四邊形的對角線時(shí)分別求解即可.
【詳解】(1)點(diǎn)在拋物線的圖象上,
,
點(diǎn)的坐標(biāo)為;
(2)過作于點(diǎn),過點(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,理由如下:
,
拋物線的對稱軸為直線,
設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,點(diǎn)的坐標(biāo)為,
分三種情況:①當(dāng)為平行四邊形對角線時(shí),
,
解得,
點(diǎn)的坐標(biāo)為;
②當(dāng)為平行四邊形對角線時(shí),
,
解得,
點(diǎn)的坐標(biāo)為;
③當(dāng)為平行四邊形對角線時(shí),
,
解得,
點(diǎn)的坐標(biāo)為;
綜上,點(diǎn)的坐標(biāo)為:或或.
【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.
3.如圖,已知拋物線與x軸交于點(diǎn)點(diǎn),,與y軸交于點(diǎn)C.
(1)求拋物線的解析式;
(2)在拋物線的對稱軸上是否存在點(diǎn)Q使最?。咳舸嬖?,請求出Q點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,請說明理由;
(3)點(diǎn)P為上方拋物線上的動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)作,垂足為點(diǎn),連接,當(dāng)與相似時(shí),求點(diǎn)的坐標(biāo).
【答案】(1)
(2)存在,
(3)點(diǎn)P的坐標(biāo)為或
【分析】(1)由待定系數(shù)法求解即可;
(2)找到點(diǎn)關(guān)于對稱軸對稱的點(diǎn)A,連接交對稱軸于一點(diǎn)即為,求所在直線解析式,即可求解;
(3)當(dāng)與相似時(shí),則或,故分分類討論即可:①若,則,可推出點(diǎn)的縱坐標(biāo)與點(diǎn)的縱坐標(biāo)相同,由點(diǎn)為上方拋物線上的動(dòng)點(diǎn),得關(guān)于的一元二次方程,求解并作出取舍則可得答案;②若,則,,過點(diǎn)作的垂線,交的延長線于點(diǎn),過點(diǎn)作軸于點(diǎn),判定,,由相似三角形的性質(zhì)得比例式,解得點(diǎn)的坐標(biāo),從而可得直線的解析式,求得直線與拋物線的交點(diǎn)橫坐標(biāo),再代入直線的解析式求得其縱坐標(biāo),即為此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo).
【詳解】(1)解:拋物線與軸交于點(diǎn),,
,
解得,
拋物線的解析式為;
(2)存在,如圖:∵,關(guān)于對稱軸對稱,
∴,
∴,
∴的最小值為,
∴與對稱軸的交點(diǎn)即為所求:
由(1)可知,對稱軸為:,,
,,
所在直線解析式為:,
令,,
,;
(3)點(diǎn),,
,,
在拋物線中,當(dāng)時(shí),,
,
,
.
,
,
當(dāng)與相似時(shí),則或,
①若,則,
,
,
點(diǎn)的縱坐標(biāo)為2,
點(diǎn)為上方拋物線上的動(dòng)點(diǎn),
,
解得:(不合題意,舍去),,
此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo)為;
②若,則,,
,
過點(diǎn)作的垂線,交的延長線于點(diǎn),過點(diǎn)作軸于點(diǎn),如圖:
,,
,
,
,
,
,軸,
,
,,
,
,
,
,
即,
,,
,
,
設(shè)直線的解析式為,
令,
解得:(不合題意,舍去),,
把代入得:,
此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo)為,,
綜上所述,符合條件的點(diǎn)的坐標(biāo)為或,.
【點(diǎn)睛】本題考查二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,掌握待定系數(shù)法求函數(shù)的解析式、一線三直角模型及相似三角形的判定與性質(zhì)等知識(shí)點(diǎn)是解題的關(guān)鍵.
4.如圖,拋物線過點(diǎn),且與直線交于、兩點(diǎn),點(diǎn)的坐標(biāo)為.
(1)求拋物線的解析式;
(2)點(diǎn)為拋物線上位于直線上方的一點(diǎn),過點(diǎn)作 軸交直線于點(diǎn),點(diǎn)為對稱軸上一動(dòng)點(diǎn),當(dāng)線段的長度最大時(shí),求的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)將點(diǎn)的坐標(biāo)為代入,,的坐標(biāo)為,將,代入,解得,,因此拋物線的解析式;
(2)設(shè),則,,當(dāng)時(shí),有最大值為2,此時(shí),作點(diǎn)關(guān)于對稱軸的對稱點(diǎn),連接,與對稱軸交于點(diǎn).,此時(shí)最小;
【詳解】(1)將點(diǎn)的坐標(biāo)為代入,
,
的坐標(biāo)為,
將,代入,
解得,,
拋物線的解析式;
(2)設(shè),則,
,
當(dāng)時(shí),有最大值為2,
此時(shí),
作點(diǎn)關(guān)于對稱軸的對稱點(diǎn),連接,與對稱軸交于點(diǎn).
,此時(shí)最小,
,
,
,
即的最小值為;
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù),熟練運(yùn)用二次函數(shù)的圖象的性質(zhì)與一次函數(shù)的性質(zhì)以及圓周角定理是解題的關(guān)鍵.
5.拋物線(a,b為常數(shù),)交x軸于,兩點(diǎn).
(1)求該拋物線的解析式;
(2)點(diǎn),D是線段上的動(dòng)點(diǎn)(點(diǎn)D不與點(diǎn)A,C重合).
①點(diǎn)D關(guān)于x軸的對稱點(diǎn)為,當(dāng)點(diǎn)在該拋物線上時(shí),求點(diǎn)D的坐標(biāo);
②E是線段上的動(dòng)點(diǎn)(點(diǎn)E不與點(diǎn)A,B重合),且,連接,,當(dāng)取得最小值時(shí),求點(diǎn)D的坐標(biāo).
【答案】(1)
(2)①;②
【分析】(1)用待定系數(shù)法可得拋物線的解析式為;
(2)①由,得直線解析式為,設(shè),可得,代入解得(與重合,舍去)或,故;
②過在軸左側(cè)作軸,且,連接,證明,有,故最小時(shí),最小,此時(shí),,共線,求出,可得直線解析式為,解即得的坐標(biāo)為.
【詳解】(1)解:把,代入得:
,
解得,
拋物線的解析式為;
(2)解:①如圖:
由,得直線解析式為,
設(shè),
點(diǎn)關(guān)于軸的對稱點(diǎn)為,
,
把代入得:
,
解得(與重合,舍去)或,
∴;
②過在軸左側(cè)作軸,且,連接,如圖:
,
,,
,
,
最小時(shí),最小,
此時(shí),,共線,
,,
,
,
由,得直線解析式為,
解得,
的坐標(biāo)為.
【點(diǎn)睛】本題考查二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,涉及待定系數(shù)法,對稱變換,三角形全等的判定與性質(zhì)等知識(shí),解題的關(guān)鍵是作輔助線,構(gòu)造全等三角形解決問題是(2)的關(guān)鍵.
6.如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線與x軸交于,兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,連接.
(1)求該拋物線的解析式;
(2)點(diǎn)P為直線上方的拋物線上一點(diǎn),過點(diǎn)P作y軸的垂線交線段于M,過點(diǎn)P作x軸的垂線交線段于N,求的周長的最大值.
(3)若點(diǎn)N為拋物線對稱軸上一點(diǎn),拋物線上是否存在點(diǎn)M,使得以B,C,M,N為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?若存在,請求出所有滿足條件的點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
【答案】(1);
(2)
(3)點(diǎn)的坐標(biāo)為或或.
【分析】(1)將點(diǎn)、代入即可;
(2)求出的解析式,設(shè),根據(jù)題意得,易得,求得其最大值,易證,可得,,進(jìn)而得的周長為,則當(dāng)最大時(shí),的周長有最大值,代入最大值即可求解;
(3)根據(jù)平行四邊形對邊平行且相等的性質(zhì)可以得到存在點(diǎn)M使得以B,C,M,N為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,分兩類考慮,以為對角線,以為邊利用平行四邊形對邊平行且相等求點(diǎn)M的坐標(biāo),和構(gòu)造直角三角形求點(diǎn)M的橫坐標(biāo).
【詳解】(1)解:(1)拋物線過,兩點(diǎn),
,
解得,
拋物線的解析式為;
(2)當(dāng)時(shí),,即:,
則,,,
設(shè)的解析式為:,將,代入可得:
,解得:,
∴的解析式為:,
設(shè),
∵點(diǎn)P為直線上方的拋物線上一點(diǎn),過點(diǎn)P作y軸的垂線交線段于M,過點(diǎn)P作x軸的垂線交線段于N,
∴,則,
當(dāng)時(shí),點(diǎn)的縱坐標(biāo)為:,
則 ,
∴當(dāng)時(shí),有最大值為:,
由題意可知,,軸,則,
∴,
則,則,,
的周長為,
則當(dāng)最大時(shí),的周長有最大值,
即:的周長的最大值為;
(3)存在點(diǎn),使得以B,C,M,N為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,
①以為對角線,過C作軸交拋物線與M,點(diǎn)N在x軸上,,;
②以為邊,過M作垂直拋物線對稱軸于G,當(dāng),且時(shí),四邊形為平行四邊形,M點(diǎn)橫坐標(biāo),縱坐標(biāo),;
③過N作軸,與過M作軸交于H,當(dāng),時(shí),四邊形為平行四邊形,M點(diǎn)橫坐標(biāo)為,縱坐標(biāo),;
綜上所述:點(diǎn)的坐標(biāo)為或或.
【點(diǎn)睛】本題考查了待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式,二次函數(shù)的圖像及性質(zhì),相似三角形的判定及性質(zhì),平行四邊形的判定與性質(zhì),及分類討論的數(shù)學(xué)思想,熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì)、相似三角形的判定及性質(zhì),平行四邊形的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
7.如圖,二次函數(shù)(m是常數(shù),且)的圖象與軸相交于點(diǎn)、(點(diǎn)在點(diǎn)的左側(cè)),與軸相交于點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)在對稱軸上,連接、、、.
(1)求點(diǎn)、、的坐標(biāo)(用數(shù)字或含的式子表示);
(2)當(dāng)?shù)淖钚≈档扔跁r(shí),求的值及此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)當(dāng)?。?)中的值時(shí),若,請直接寫出點(diǎn)的坐標(biāo).
【答案】(1),,
(2),
(3)點(diǎn)坐標(biāo)為或
【分析】(1)將,,分別代入,計(jì)算求解即可;
(2)如圖1,連接,由題意知,,則,可知當(dāng)三點(diǎn)共線時(shí),值最小,在中,由勾股定理得,由的最小值等于,可得,計(jì)算的值,然后得出的點(diǎn)坐標(biāo),待定系數(shù)法求直線的解析式,根據(jù)是直線與直線的交點(diǎn),計(jì)算求解即可;
(3)由(2)知,則,,拋物線的對稱軸為直線,勾股定理逆定理判斷是直角三角形,且,記為直線與軸的交點(diǎn),如圖2,連接,由直角三角形斜邊的中線等于斜邊的一半可得,由等邊對等角可得,由三角形外角的性質(zhì)可得,進(jìn)而可得,即與重合,求此時(shí)的點(diǎn)坐標(biāo);過三點(diǎn)作,如圖2,由同弧所對的圓周角相等可知與直線交點(diǎn)即為,設(shè),由題意知,圓心在直線上,設(shè)圓心坐標(biāo)為, 則,根據(jù),可求值,根據(jù),可求值,進(jìn)而可得此時(shí)的點(diǎn)坐標(biāo).
【詳解】(1)解:當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),,整理得,即,
解得,,
∴,,,
(2)解:如圖1,連接,
由題意知,,
∴,
∴當(dāng)三點(diǎn)共線時(shí),值最小,
在中,由勾股定理得,
∵的最小值等于,
∴,
解得,
∴,,
∴拋物線的對稱軸為直線,
設(shè)直線的解析式為,
將,代入得,,
解得,
∴直線的解析式為,
當(dāng)時(shí),,
∴,
∴,;
(3)解:∵,
∴,,拋物線的對稱軸為直線,
∵,,,
∴,
∴是直角三角形,且,
記為直線與軸的交點(diǎn),如圖2,連接,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴與重合,即;
過三點(diǎn)作,如圖2,由同弧所對的圓周角相等可知與直線交點(diǎn)即為,設(shè),
由題意知,圓心在直線上,設(shè)圓心坐標(biāo)為, 則,
∵,即,
解得,
∵,即,
解得,,
∴,
綜上,點(diǎn)坐標(biāo)為或.
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)與線段、角度綜合,二次函數(shù)的圖象與性質(zhì),勾股定理的逆定理,直角三角形斜邊的中線等于斜邊的一半,同弧所對的圓周角相等,等邊對等角,三角形外角的性質(zhì)等知識(shí).解題的關(guān)鍵在于對知識(shí)的熟練掌握與靈活運(yùn)用.
8.已知拋物線(為常數(shù),)的頂點(diǎn)為.
(1)當(dāng)時(shí),求該拋物線頂點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)若該拋物線與軸交于點(diǎn),(點(diǎn)在點(diǎn)左側(cè)),與軸交于點(diǎn).
①點(diǎn)是該拋物線對稱軸上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),當(dāng)?shù)淖钚≈禐闀r(shí),求該拋物線的解析式和點(diǎn)的坐標(biāo).
②連接,與拋物線的對稱軸交于點(diǎn),過點(diǎn)作,垂足為,若,求該拋物線的解析式.
【答案】(1)
(2)①,②
【分析】(1)將拋物線解析式轉(zhuǎn)化為頂點(diǎn)式,求出頂點(diǎn)坐標(biāo)即可;
(2)①點(diǎn)和點(diǎn)關(guān)于對稱軸對稱,易得的最小值即為的長,求出點(diǎn)的坐標(biāo),進(jìn)而求出拋物線和直線的解析式,即可得到點(diǎn)的坐標(biāo);②用含的式子表示的坐標(biāo),求出的長,易得為等腰直角三角形,得到,再根據(jù),得到,列式計(jì)算求出的值,即可得解.
【詳解】(1)解:當(dāng)時(shí),則:,
∴頂點(diǎn)的坐標(biāo)為:;
(2)解:①∵拋物線與軸交于點(diǎn),(點(diǎn)在點(diǎn)左側(cè)),與軸交于點(diǎn),
∴當(dāng)時(shí),,
∴,
∴,
當(dāng)時(shí),,
∴,
∵關(guān)于對稱軸對稱,為對稱軸上一點(diǎn),
∴,
∴當(dāng)三點(diǎn)共線時(shí),的值最小即為的長,
∵的最小值為,
∴,
∵,
∴,
∴拋物線的解析式為:;
∴,拋物線的對稱軸為,
設(shè)直線的解析式為:,
則:,解得: ,
∴,
當(dāng)時(shí),,
∴;
②由①知:,,
∴,,
∴,
設(shè)直線的解析式為:,
則:,解得:,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
設(shè)拋物線的對稱軸與軸交于點(diǎn),
則:,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,即:,整理得:,
解得:,
∵,
∴,
∴拋物線的解析式為:.
【點(diǎn)睛】本題考查二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,屬于中考壓軸題,同時(shí)考查了軸對稱解決線段和最小問題,以及等腰三角形的判定和性質(zhì).熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì),利用數(shù)形結(jié)合的思想進(jìn)行求解,是解題的關(guān)鍵.
9.已知拋物線(a、b、c是常數(shù),)的頂點(diǎn)為P,與x軸相交于點(diǎn)和點(diǎn)B.
(1)若,,
①求點(diǎn)P的坐標(biāo);
②直線(m是常數(shù),)與拋物線相交于點(diǎn)M,與相交于點(diǎn)G,當(dāng)取得最大值時(shí),求點(diǎn)M,G的坐標(biāo);
(2)若,直線與拋物線相交于點(diǎn)N,E是x軸的正半軸上的動(dòng)點(diǎn),F(xiàn)是y軸的負(fù)半軸上的動(dòng)點(diǎn),當(dāng)?shù)淖钚≈禐?時(shí),直接寫出頂點(diǎn)P的坐標(biāo).
【答案】(1)①;②,
(2)
【分析】(1)①利用待定系數(shù)法求出拋物線的解析式,即可得頂點(diǎn)P的坐標(biāo);
②求出直線的解析式,設(shè)點(diǎn),則,表示出的長,可得關(guān)于m的二次函數(shù),根據(jù)二次函數(shù)的最值即可求解;
(2)由得,,拋物線的解析式為,可得頂點(diǎn)P的坐標(biāo)為,點(diǎn)N的坐標(biāo)為,作點(diǎn)P關(guān)于y軸的對稱點(diǎn),作點(diǎn)N關(guān)于x軸的對稱點(diǎn),得點(diǎn)的坐標(biāo)為,點(diǎn)的坐標(biāo)為,當(dāng)滿足條件的點(diǎn)E,F(xiàn)落在直線上時(shí),取得最小值,此時(shí),延長與直線相交于點(diǎn)H,則,在中,,,由勾股定理可得,即,解得,(舍去),即可得點(diǎn)P的坐標(biāo)為.
【詳解】(1)解:①若,,則拋物線,
∵拋物線與x軸相交于點(diǎn),
∴,解得,
∴拋物線為,
∴頂點(diǎn)P的坐標(biāo)為;
當(dāng)時(shí),,
解得,,
∴,
設(shè)直線的解析式為,
∴,解得,
∴直線的解析式為,
∵直線(m是常數(shù),)與拋物線相交于點(diǎn)M,與相交于點(diǎn)G,
設(shè)點(diǎn),則,
∴,
∴當(dāng)時(shí),取得最大值1,
此時(shí),點(diǎn),則;
(2)解:∵拋物線與x軸相交于點(diǎn),
,
又,
,,
∴拋物線的解析式為.
∴,
∴頂點(diǎn)P的坐標(biāo)為,
∵直線與拋物線相交于點(diǎn)N,
∴點(diǎn)N的坐標(biāo)為,
作點(diǎn)P關(guān)于y軸的對稱點(diǎn),作點(diǎn)N關(guān)于x軸的對稱點(diǎn),
得點(diǎn)的坐標(biāo)為,點(diǎn)的坐標(biāo)為,
當(dāng)滿足條件的點(diǎn)E,F(xiàn)落在直線上時(shí),取得最小值,此時(shí).
延長與直線相交于點(diǎn)H,則.
在中,,,
∴,
解得,(舍去),
∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為.
【點(diǎn)睛】此題是二次函數(shù)綜合題,主要考查了待定系數(shù)法,兩點(diǎn)間的距離公式,軸對稱求最小值問題,勾股定理等,利用待定系數(shù)法求出函數(shù)解析式是解本題的關(guān)鍵.
10.如圖,拋物線交軸于、兩點(diǎn)(點(diǎn)在點(diǎn)的左側(cè))坐標(biāo)分別為,,交軸于點(diǎn).
(1)求出拋物線解析式:
(2)如圖1,過軸上點(diǎn)做的垂線,交線段于點(diǎn),交拋物線于點(diǎn),當(dāng) 時(shí),請求出點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)如圖2,點(diǎn)的坐標(biāo)是,點(diǎn)為軸上一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)在拋物線上,把沿翻折,使點(diǎn)剛好落在軸上,請直接寫出點(diǎn)的坐標(biāo).
【答案】(1)
(2)或
(3),
【分析】(1)待定系數(shù)求解析式即可求解;
(2)過點(diǎn)作軸垂線交于,交軸于,得出,根據(jù),得出,根據(jù)解析式,待定系數(shù)法求解析式直線,設(shè),,根據(jù),建立方程,解方程即可求解;
(3)作軸,交于點(diǎn)K,由翻折得 ,在,中,勾股定理求得,進(jìn)而得出點(diǎn)坐標(biāo)為或,過點(diǎn)作軸,則且,設(shè),根據(jù)勾股定理得出點(diǎn)坐標(biāo)為,.
【詳解】(1)解:將,代入表達(dá)式得,
解得,
∴.
(2)解:過點(diǎn)作軸垂線交于,交軸于,
∵, ,
∴,
在中, ,
由勾股定理得 ,
∴,
∴ ,
∵,,
設(shè)直線:,將點(diǎn)代入得,
解得:,
∴直線,
設(shè),,
∴或,
∴或 ,
∴, ; ,
∴或 或或,
其中和兩點(diǎn)所對應(yīng)的點(diǎn)不在線段上,所以舍去,
∴或.
(3)解:如圖,作軸,交于點(diǎn)K,則,
∴,,
在中, ,由翻折得 ,
∴, ,
在中,∵ ,,
∴,
∴點(diǎn)坐標(biāo)為或,
過點(diǎn)作軸,則且,
設(shè),
則 , ,
,
,
解得或,
點(diǎn)坐標(biāo)為,.
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)綜合,余弦的定義,折疊的性質(zhì),勾股定理,熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
11.拋物線與坐標(biāo)軸交于、、三點(diǎn).點(diǎn)P為拋物線上位于上方的一動(dòng)點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖,過點(diǎn)P作軸于點(diǎn)F,交于點(diǎn)E,連結(jié).當(dāng)時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)過點(diǎn)P作于點(diǎn)G,是否存在點(diǎn)P,使線段的長度是2倍關(guān)系?若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在點(diǎn)P,使線段的長度是2倍關(guān)系.此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為或
【分析】(1)利用待定系數(shù)法求解;
(2)設(shè),求出直線的解析式,得到點(diǎn)E的坐標(biāo),表示出的長,根據(jù),得到,列得一元二次方程,求解即可;
(3)分兩種情況①當(dāng)時(shí), ②當(dāng)時(shí), 利用三角函數(shù)求解即可.
【詳解】(1)解:由題意,得
∴
∴此拋物線的解析式為:
(2)設(shè),
設(shè)直線的解析式為,
得,解得,
∴,則,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴或4(舍去),
∴;
(3)存在點(diǎn)P.
①當(dāng)時(shí),連接,
∴
∴,
∴點(diǎn)P的縱坐標(biāo)為2,則,
解得或,
∴;
②當(dāng)時(shí),過點(diǎn)B作交的延長線于點(diǎn)E,過點(diǎn)E作軸于點(diǎn)F.
則,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
聯(lián)立方程組,得或,
∴,
綜上所述,存在點(diǎn)P,使線段的長度是2倍關(guān)系.此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為或 .
【點(diǎn)睛】此題考查的是二次函數(shù)的綜合,待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,線段與二次函數(shù),勾股定理,三角函數(shù),求直線與拋物線的交點(diǎn),正確掌握各知識(shí)點(diǎn)是解題的關(guān)鍵.
12.已知拋物線經(jīng)過點(diǎn)、、.
(1)求拋物線解析式和直線的解析式;
(2)如圖(1),若點(diǎn)P是第四象限拋物線上的一點(diǎn),若,求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)如圖(2),點(diǎn)M是直線上方拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(不與A、C重合),過點(diǎn)M作垂直于點(diǎn)H,求的最大值.
【答案】(1)直線的解析式是;拋物線解析式是;
(2);
(3).
【分析】(1)可設(shè)拋物線的解析式是交點(diǎn)式,然后將C點(diǎn)坐標(biāo)代入,進(jìn)而求拋物線的解析式,設(shè)直線的解析式,將A、C兩點(diǎn)代入,進(jìn)一步可求得的解析式;
(2)作,先求出邊上的高為,然后延長至Q,使,求出Q的坐標(biāo),作,然后求出的解析式,然后求出直線與拋物線的交點(diǎn)即可;
(3)作交于N,可得,所以只需求得的最大值即可,設(shè)M、N的坐標(biāo),表示出的長,求的最值,進(jìn)而求得的最大值.
【詳解】(1)解:設(shè),
∴,
∴,
∴,
設(shè)的解析式是,
,
∴,
∴;
(2)解:如圖1,
作于E,
∵,,
∴是等腰直角三角形,
∴,,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵,
∴,
∴,
延長至Q,使,作軸于D,過Q作,
∴,
∴,
設(shè)的解析式是:,
∴,
解得,
∴的解析式是:,
由得,,
∴,(舍去),
當(dāng)時(shí),,
∴;
(3)解:如圖2,
作交于M,
∴,
∴,
∴,
設(shè),,
∴,
∴當(dāng)時(shí),,
∴.
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)及其圖象性質(zhì),求一次函數(shù)解析式,等腰三角形的判定和性質(zhì)等知識(shí),解決問題的關(guān)鍵是轉(zhuǎn)化條件,間接求直線和拋物線交點(diǎn).
13.如圖,已知拋物線與一直線相交于,兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)N,其頂點(diǎn)為D.
(1)求拋物線及直線的解析式.
(2)設(shè)點(diǎn),求使的值最小時(shí)m的值.
(3)若拋物線的對稱軸與直線相交于點(diǎn)B,E為直線上的任意一點(diǎn),過E作交拋物線于點(diǎn)F,以B,D,E,F(xiàn)為頂點(diǎn)的四邊形能否為平行四邊形?若能,求出點(diǎn)E,F(xiàn)的坐標(biāo);若不能,請說明理由.
【答案】(1)拋物線的解析式為,直線的解析式為
(2)
(3)以B,D,E,F(xiàn)為頂點(diǎn)的四邊形能為平行四邊形,,或,或,
【分析】(1)待定系數(shù)法求拋物線與直線的解析式即可;
(2)作直線平行于軸,則在直線上,作關(guān)于直線的對稱點(diǎn),連接,與直線交點(diǎn)為,連接,則,可知當(dāng)三點(diǎn)共線時(shí),的值最小且為,待定系數(shù)法求直線的解析式,然后將點(diǎn)坐標(biāo)代入求解的值即可;
(3)由平行四邊形的性質(zhì)可知,設(shè),則,則,解方程求滿足要求的值,進(jìn)而可得對應(yīng)的點(diǎn)的坐標(biāo).
【詳解】(1)解;將,兩點(diǎn)代入得,,
解得,
∴,
設(shè)直線的解析式為,
將,兩點(diǎn)代入得,,
解得,
∴,
∴拋物線的解析式為,直線的解析式為;
(2)解:當(dāng),,
當(dāng),,
當(dāng),或,
∴,,拋物線與 軸的另一個(gè)交點(diǎn)坐標(biāo)為,
∵,
如圖,作直線平行于軸,則在直線上,作關(guān)于直線的對稱點(diǎn),連接,與直線交點(diǎn)為,連接,
由題意知,,,
∴,
∴當(dāng)三點(diǎn)共線時(shí),的值最小且為,
設(shè)直線的解析式為,
將點(diǎn)坐標(biāo)代入得,
解得,
∴直線的解析式為,
將代入得,,
∴的值為;
(3)解:將代入得,,
∴,,
設(shè),則,
∵以B,D,E,F(xiàn)為頂點(diǎn)的四邊形為平行四邊形,
∴,
∴,
①當(dāng),解得,(與重合,舍去),
∴,則,,
②當(dāng),解得,,
∴,則,,
,則,,
綜上所述,以B,D,E,F(xiàn)為頂點(diǎn)的四邊形能為平行四邊形,,或,或,.
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)與一次函數(shù)綜合,二次函數(shù)與線段綜合,二次函數(shù)與特殊四邊形綜合等知識(shí).解題的關(guān)鍵在于對知識(shí)的熟練掌握與靈活運(yùn)用.
14.已知拋物線()與軸有且只有一個(gè)交點(diǎn),且與軸于交于點(diǎn).
(1)求與的關(guān)系式;
(2)若時(shí),點(diǎn)在拋物線的對稱軸上;
①若過點(diǎn)的直線:()與拋物線只有一個(gè)交點(diǎn);證明:直線平分;
②設(shè)過點(diǎn)的直線與拋物線交于,點(diǎn),則是否為定值,若為定值請求出定值,若不是定值請說明理由.
【答案】(1)
(2)①見解析;②是定值,值為4
【分析】(1)由題意可設(shè)函數(shù)解析式,令,即可得;
(2)①當(dāng)時(shí),,由題意可得過點(diǎn)的直線:()與拋物線只有一個(gè)交點(diǎn),即,即,解得,根據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算可得,進(jìn)而得出結(jié)論即可;
②設(shè)過點(diǎn)的直線:,聯(lián)立,設(shè),N, ,則,,代入即可得出答案.
【詳解】(1)由題意可知:
令,
∴
(2)①當(dāng)時(shí),,
∴,
∵過點(diǎn)的直線:()與拋物線只有一個(gè)交點(diǎn),
∴直線:()
∵過點(diǎn)的直線:()與拋物線只有一個(gè)交點(diǎn)
∴,即,
整理得,
∴,
解得,
∴直線l:交對稱軸與
∴,,
∴
∴,即,
∴直線平分
②為定值,理由如下,
設(shè)過點(diǎn)的直線:
聯(lián)立
化簡
設(shè),N,
則,
∴
【點(diǎn)睛】本題主要考查了二次函數(shù)綜合題,解題的關(guān)鍵是根據(jù)題意設(shè)函數(shù)關(guān)系式以及點(diǎn)的坐標(biāo).
15.如圖1,拋物線,交軸于、兩點(diǎn),交軸于點(diǎn),為拋物線頂點(diǎn),直線垂直于軸于點(diǎn),當(dāng)時(shí),.
(1)求拋物線的表達(dá)式;
(2)點(diǎn)是線段上的動(dòng)點(diǎn)除、外,過點(diǎn)作軸的垂線交拋物線于點(diǎn).
①當(dāng)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為2時(shí),求四邊形ACFD的面積;
②如圖2,直線,分別與拋物線對稱軸交于、兩點(diǎn).試問,是否為定值?如果是,請求出這個(gè)定值;如果不是,請說明理由.
【答案】(1)
(2)①;②是,
【分析】(1)根據(jù)當(dāng)時(shí),,可得,,然后待定系數(shù)法求解析式即可求解;
(2)①根據(jù)題意得出.進(jìn)而得出, 軸,進(jìn)而根據(jù)解析式得出頂點(diǎn),即可求解;
②設(shè),得出直線:,:.令得,,即可得出.
【詳解】(1)解:∵當(dāng)時(shí),,
,是的兩根,,,
∴,
解得:,
∴拋物線的表達(dá)式為:;
(2)①把代入得:,
.
又當(dāng),,
,
線段 軸.
,
,
;
②設(shè),
直線,
因此可得:或,
解得:或,
直線:,:.
令得,,
∴,,
∴.
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)綜合運(yùn)用,面積問題、線段問題,熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
16.已知拋物線的頂點(diǎn)為,與軸交點(diǎn)為,點(diǎn)是拋物線上異于點(diǎn)H的一個(gè)動(dòng)點(diǎn).
(1)若拋物線的對稱軸為直線,請用含的式子表示;
(2)若,作直線交軸于點(diǎn),當(dāng)點(diǎn)在軸上方且在線段上時(shí),直接寫出的取值范圍;
(3)在(1)的條件下,記拋物線與軸的右交點(diǎn)為,的中點(diǎn)為,作直線,過點(diǎn)作于點(diǎn)并交軸于點(diǎn),若,,求的值.
【答案】(1)
(2)且
(3)
【分析】(1)利用二次函數(shù)的性質(zhì)可得出,確定拋物線的解析式為,再根據(jù)圖像上點(diǎn)的坐標(biāo)特征即可得出結(jié)論;
(2)根據(jù)題意和拋物線的解析式可得出,,,再根據(jù)點(diǎn)在軸上方且在線段上,可得出不等式組,解不等式組即可得出結(jié)論;
(3)如圖,過點(diǎn)作,交軸于點(diǎn),由(1)知拋物線的解析式為,結(jié)合中點(diǎn)定義先確定,,得出直線的解析式為,證明,利用相似三角形的性質(zhì)得出,,從而可求出直線的解析式為,然后根據(jù)和確定直線的解析式為,得出,再通過解二元一次方程組確定,接著利用兩點(diǎn)間距離公式用含的代數(shù)式求出,,根據(jù)建立方程,分兩種情況求解即可.
【詳解】(1)解:∵拋物線,
∴,對稱軸,
∵點(diǎn)是拋物線上異于點(diǎn)H的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),
∴,
∵拋物線的對稱軸為直線,
∴,
∴拋物線的解析式為,
∵點(diǎn)在拋物線上,
∴當(dāng)時(shí),.
(2)∵拋物線與軸交點(diǎn)為,
∴當(dāng)時(shí),,
∴,
∵點(diǎn)在拋物線上,且,點(diǎn)是拋物線上異于點(diǎn)H的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),
∴,,
設(shè)直線的解析式為,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∵點(diǎn)在軸上方且在線段上,
∴,
∴,
∴,
綜上所述,的取值范圍是且.
(3)如圖,過點(diǎn)作,交軸于點(diǎn),
∵拋物線的解析式為,的中點(diǎn)為,
當(dāng)時(shí),,
∴,,
∴,,
當(dāng)時(shí),,
解得:,
∴,,
設(shè)直線的解析式為,
∴,
解得:,
∴直線的解析式為,
∵,,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
設(shè)直線的解析式為,
∴,
解得:,
∴直線的解析式為,
∵,
∴,
設(shè)直線的解析式為,
由(1)知:,
∴,
∴,
∴直線的解析式為,
當(dāng)時(shí),,
∴
由可得:,
∴,
∴,
,
∵,
∴,
∴,
當(dāng)時(shí),
解得:,(不合題意,舍去),
當(dāng)時(shí),
解得:(不合題意,舍去),(不合題意,舍去),
綜上所述,的值是.
【點(diǎn)睛】本題是二次函數(shù)綜合題,考查用待定系數(shù)法確定函數(shù)解析式,二次函數(shù)圖像的性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),直角三角形兩銳角互余,解二元一次方程組,解不等式組,兩點(diǎn)間距離,解絕對值方程,解一元二次方程等知識(shí)點(diǎn),運(yùn)用了分類討論、方程的思想.根據(jù)題意,靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問題是解題的關(guān)鍵.
17.已知拋物線()與x軸只有一個(gè)公共點(diǎn)且經(jīng)過點(diǎn).
(1)求拋物線的函數(shù)解析式;
(2)直線:與拋物線相交于B、C兩點(diǎn)(C點(diǎn)在B點(diǎn)的左側(cè)),與對稱軸相交于點(diǎn)P,且B、C分布在對稱軸的兩側(cè).若B點(diǎn)到拋物線對稱軸的距離為n,且().
①試探求n與t的數(shù)量關(guān)系;
②求線段BC的最大值,以及當(dāng)BC取得最大值時(shí)對應(yīng)m的值.
【答案】(1)
(2)①②的值最大為,
【分析】(1)根據(jù)()與x軸只有一個(gè)公共點(diǎn),設(shè),將點(diǎn),代入,求出的值即可得解;
(2)①設(shè)直線,與軸交于點(diǎn),與軸交于點(diǎn),過點(diǎn)分別作y軸,x軸的垂線,兩條垂線相交于點(diǎn),設(shè)與拋物線的對稱軸交于點(diǎn),易得,,推出,進(jìn)而求出點(diǎn)的坐標(biāo),利用,即可得解;②根據(jù),求出,進(jìn)而得到,根據(jù)反比例函數(shù)的性質(zhì),進(jìn)行求解即可.
【詳解】(1)解:∵拋物線()與x軸只有一個(gè)公共點(diǎn),
∴點(diǎn)為拋物線的頂點(diǎn),
設(shè),
∵拋物線過點(diǎn),
∴,
∴,
∴;
(2)解:①設(shè)直線,與軸交于點(diǎn),與軸交于點(diǎn),過點(diǎn)分別作y軸,x軸的垂線,兩條垂線相交于點(diǎn),設(shè)與拋物線的對稱軸交于點(diǎn),如圖:
則:,軸,
∴,
∴,
∵B點(diǎn)到拋物線對稱軸的距離為n,
∴,
∵,(),
∴,
∴
∴,
∵與拋物線相交于B、C兩點(diǎn),
∴,
∴,
∵軸,
∴,
∴,即:,
∴;
②∵,
∴,
∵,
∴
;
令:,
∴,
∵,
∴
∵當(dāng),隨著的增大而減小,
∴當(dāng)時(shí),即時(shí),的值最大為,
此時(shí)
∴
∴,即:.
【點(diǎn)睛】本題考查二次函數(shù)的綜合應(yīng)用.同時(shí)考查了平行線分線段成比例,一次函數(shù),反比例函數(shù)的性質(zhì),等腰三角形的判定和性質(zhì),解直角三角形.綜合性強(qiáng),難度較大,屬于中考壓軸題.正確的求出函數(shù)解析式,畫出圖象,利用數(shù)形結(jié)合的思想進(jìn)行求解,是解題的關(guān)鍵.
18.如圖1,二次函數(shù)的圖像與軸交于點(diǎn),,與軸交于點(diǎn).
(1)求二次函數(shù)的解析式;
(2)點(diǎn)為拋物線上一動(dòng)點(diǎn).
①如圖2,過點(diǎn)作軸的平行線與拋物線交于另一點(diǎn),連接,.當(dāng)時(shí),求點(diǎn)的坐標(biāo);
②如圖3,若點(diǎn)在直線上方的拋物線上,連接與交于點(diǎn),求的最大值.
【答案】(1)
(2)①或;②
【分析】(1)將,,代入解析式即可得到答案;
(2)①根據(jù)得到點(diǎn)到直線的距離是點(diǎn)到直線距離的2倍,
求出直線的解析式,過點(diǎn)作的平行線與軸交于點(diǎn),設(shè)直線的解析式為:,根據(jù)C點(diǎn)坐標(biāo)求出點(diǎn),直線解出的解析式,根據(jù)平移規(guī)律即可得到答案;
②過點(diǎn)作軸的平行線與交于點(diǎn),設(shè)點(diǎn),則點(diǎn),根據(jù)平行得到,表示出,利用函數(shù)的性質(zhì)即可得到答案;
【詳解】(1)解:∵的圖像與軸交于點(diǎn),,
∴,
解得:,
;
(2)①,
點(diǎn)到直線的距離是點(diǎn)到直線距離的2倍,
令,則,
,
,,
直線的解析式為:,
如圖,過點(diǎn)作的平行線與軸交于點(diǎn),
設(shè)直線的解析式為:,
軸,,
,
在直線上,
,
,
直線的解析式為:,
直線可看作是將直線向上平移2個(gè)單位得到,將直線向下平移4個(gè)單位得到直線:,則它與拋物線的交點(diǎn)就是滿足條件的點(diǎn),
(將直線向上平移4個(gè)單位得到直線,它與拋物線沒有交點(diǎn))
令,解得:,,
當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),,
點(diǎn)的坐標(biāo)為或;
②如圖,過點(diǎn)作軸的平行線與交于點(diǎn),
設(shè)點(diǎn),則點(diǎn),
,
軸,
,
,
,
的最大值為.
【點(diǎn)睛】本題考查二次函數(shù)綜合問題,主要有待定系數(shù)法求解析式,動(dòng)點(diǎn)圍成三角形面積問題及線段問題,解題的關(guān)鍵是根據(jù)題意列出函數(shù)根據(jù)函數(shù)性質(zhì)求解.
19.拋物線經(jīng)過、兩點(diǎn),且,直線過點(diǎn),,點(diǎn)是線段(不含端點(diǎn))上的動(dòng)點(diǎn),過作軸交拋物線于點(diǎn),連接、.
(1)求拋物線與直線的解析式;
(2)求證:為定值;
(3)在第四象限內(nèi)是否存在一點(diǎn),使得以、、、為頂點(diǎn)的平行四邊形面積最大,若存在,求出點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
【答案】(1);
(2)見解析
(3)存在,
【分析】(1)由待定系數(shù)法即可求解;
(2)由,則,,,計(jì)算即可求解;
(3)①當(dāng)是平行四邊形的邊時(shí),確定以、、、為頂點(diǎn)的平行四邊形面積,故當(dāng)最大時(shí),平行四邊形的面積最大,計(jì)算的最大值為;②當(dāng)是平行四邊形的對角線時(shí),證明該種情況,不符合題設(shè)要求,進(jìn)而求解.
【詳解】(1)解:令,則,
∴,
∵,
∴,
∴,
將點(diǎn)代入得:,
解得:,
∴拋物線的解析式為:;
設(shè)直線為,
將點(diǎn),的坐標(biāo)代入得,
,解得:,
∴直線的解析式是:;
(2)證明:設(shè)點(diǎn),,如圖,過點(diǎn)作軸于點(diǎn),
則,則,,,
∴為定值;
(3)解:存在,理由:
①當(dāng)是平行四邊形的邊時(shí),
如下圖:設(shè)直線交軸于點(diǎn),交于點(diǎn),
令,則,解得;
令,則,
∴,,則,
∴,,
過點(diǎn)作于點(diǎn),則,
則,
則以、、、為頂點(diǎn)的平行四邊形面積,
其中為常數(shù),
故當(dāng)最大時(shí),平行四邊形的面積最大,
設(shè)點(diǎn),則點(diǎn),
則,
即的最大值為,此時(shí)點(diǎn);
②當(dāng)是平行四邊形的對角線時(shí),如下圖,
同理可得:以、、、為頂點(diǎn)的平行四邊形面積,
此時(shí),
∵當(dāng)時(shí),的值隨最大而增大,而,
當(dāng)時(shí),最大值為,
故該種情況,不符合題設(shè)要求,
綜上,點(diǎn),即四邊形為平行四邊形時(shí),符合題設(shè)要求,
設(shè)點(diǎn),
由中點(diǎn)坐標(biāo)公式得:,
解得:,
故點(diǎn).
【點(diǎn)睛】此題考查的是二次函數(shù)綜合題目,掌握待定系數(shù)法求解析式、由坐標(biāo)得線段長度、平行四邊形的判定與性質(zhì)是解決此題關(guān)鍵.
20.如圖1.在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線與x軸交于點(diǎn),點(diǎn),與y軸交于點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式;
(2)點(diǎn)P是第一象限內(nèi)的拋物線上一點(diǎn).過點(diǎn)P作軸于點(diǎn)H,交直線BC于點(diǎn)Q,求的最大值,并求出此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)如圖2.將地物線沿射線BC的方向平移個(gè)單位長度.得到新拋物線,新拋物線與原拋物線交于點(diǎn)G,點(diǎn)M是x軸上一點(diǎn),點(diǎn)N是新拋物線上一點(diǎn),若以點(diǎn)C、G、M、N為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形時(shí),請直接寫出點(diǎn)N的坐標(biāo).
【答案】(1);
(2)最大值為,此時(shí)點(diǎn);
(3),或,或,或,.
【分析】(1)將點(diǎn)、、的坐標(biāo)代入拋物線表達(dá)式,即可求解;
(2),則,即可求解;
(3)分是邊、是對角線兩種情況,利用平移的性質(zhì)和中點(diǎn)公式即可求解.
【詳解】(1)將點(diǎn)、、的坐標(biāo)代入拋物線表達(dá)式得:,
解得.
故拋物線的表達(dá)式為;
(2)由點(diǎn)、的坐標(biāo)得,直線的表達(dá)式為,
設(shè)點(diǎn),則點(diǎn),
過點(diǎn)作軸于點(diǎn),
由點(diǎn)、的坐標(biāo)知,,,則,則,
則,
則,
,故有最大值,
當(dāng)時(shí),最大值為,此時(shí)點(diǎn);
(3)將拋物線沿射線的方向平移個(gè)單位長度,則向左平移了2個(gè)單位,向上平移了1個(gè)單位,
則拋物線的拋物線為②;
聯(lián)立①②并解得,
故點(diǎn),
設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,
①當(dāng)是邊時(shí),
將點(diǎn)向上平移個(gè)單位得到點(diǎn),則點(diǎn)向上平移個(gè)單位得到,
即,解得或,
故點(diǎn)的坐標(biāo)為,或,或,或,;
②當(dāng)是對角線時(shí),
由中點(diǎn)公式得:,
整理得:,
△,故該方程無解;
綜上,點(diǎn)的坐標(biāo)為,或,或,或,.
【點(diǎn)睛】本題是二次函數(shù)綜合題,主要考查了一次函數(shù)的性質(zhì)、平行四邊形的性質(zhì)、圖形的平移等,其中(3),要注意分類求解,避免遺漏.
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