決勝2021中考數(shù)學(xué)壓軸題全揭秘精品
專題16二次函數(shù)的存在性問題
【考點(diǎn)1】二次函數(shù)與相似三角形問題
【例1】(2020·湖北隨州·中考真題)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線的對稱軸為直線,其圖象與軸交于點(diǎn)和點(diǎn),與軸交于點(diǎn).
(1)直接寫出拋物線的解析式和的度數(shù);
(2)動點(diǎn),同時從點(diǎn)出發(fā),點(diǎn)以每秒3個單位的速度在線段上運(yùn)動,點(diǎn)以每秒個單位的速度在線段上運(yùn)動,當(dāng)其中一個點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)時,另一個點(diǎn)也隨之停止運(yùn)動.設(shè)運(yùn)動的時間為秒,連接,再將線段繞點(diǎn)順時針旋轉(zhuǎn),設(shè)點(diǎn)落在點(diǎn)的位置,若點(diǎn)恰好落在拋物線上,求的值及此時點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)在(2)的條件下,設(shè)為拋物線上一動點(diǎn),為軸上一動點(diǎn),當(dāng)以點(diǎn),為頂點(diǎn)的三角形與相似時,請直接寫出點(diǎn)及其對應(yīng)的點(diǎn)的坐標(biāo).(每寫出一組正確的結(jié)果得1分,至多得4分)
【答案】(1),;(2)t=,D點(diǎn)坐標(biāo)為;
(3);;;
;;
;;;
;;
.
【分析】
(1)根據(jù)拋物線的對稱軸以及點(diǎn)B坐標(biāo)可求出拋物線表達(dá)式;
(2)過點(diǎn)N作于E,過點(diǎn)D作于F,證明,得到,從而得到點(diǎn)D坐標(biāo),代入拋物線表達(dá)式,求出t值即可;
(3)設(shè)點(diǎn)P(m,),當(dāng)點(diǎn)P在y軸右側(cè),點(diǎn)Q在y軸正半軸,過點(diǎn)P作PR⊥y軸于點(diǎn)R,過點(diǎn)D作DS⊥x軸于點(diǎn)S,根據(jù)△CPQ∽△MDB,得到,從而求出m值,再證明△CPQ∽△MDB,求出CQ長度,從而得到點(diǎn)Q坐標(biāo),同理可求出其余點(diǎn)P和點(diǎn)Q坐標(biāo).【詳解】
解:(1)∵拋物線的對稱軸為直線,∴,則b=-3a,∵拋物線經(jīng)過點(diǎn)B(4,0),∴16a+4b+1=0,將b=-3a代入,解得:a=,b=,拋物線的解析式為:,令y=0,解得:x=4或-1,令x=0,則y=1,∴A(-1,0),C(0,1),∴tan∠CAO=,∴;
(2)由(1)易知,過點(diǎn)N作于E,過點(diǎn)D作于F,∵∠DMN=90°,∴∠NME+∠DMF=90°,又∠NME+∠ENM=90°,∴∠DMF=∠ENM,,(AAS),由題意得:,,,,又,故可解得:t=或0(舍),經(jīng)檢驗,當(dāng)t=時,點(diǎn)均未到達(dá)終點(diǎn),符合題意,此時D點(diǎn)坐標(biāo)為;
(3)由(2)可知:D,t=時,M(,0),B(4,0),C(0,1),設(shè)點(diǎn)P(m,),如圖,當(dāng)點(diǎn)P在y軸右側(cè),點(diǎn)Q在y軸正半軸,過點(diǎn)P作PR⊥y軸于點(diǎn)R,過點(diǎn)D作DS⊥x軸于點(diǎn)S,則PR=m,DS=,若△CPQ∽△MDB,∴,則,解得:m=0(舍)或1或5(舍),故點(diǎn)P的坐標(biāo)為:,∵△CPQ∽△MDB,∴,當(dāng)點(diǎn)P時,解得:CQ=,∴點(diǎn)Q坐標(biāo)為(0,),;
同理可得:點(diǎn)P和點(diǎn)Q的坐標(biāo)為:
;;
;;
;;;;;;.【點(diǎn)睛】
本題是二次函數(shù)綜合題,考查了二次函數(shù)的圖像和性質(zhì),二次函數(shù)表達(dá)式,全等三角形的判定和性質(zhì),相似三角形的性質(zhì),難度較大,計算量較大,解題時注意結(jié)合函數(shù)圖像,找出符合條件的情形.【變式1-1】(2019·湖南婁底·中考真題)如圖,拋物線與x軸交于點(diǎn),點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,且過點(diǎn).點(diǎn)P、Q是拋物線上的動點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式;
(2)當(dāng)點(diǎn)P在直線OD下方時,求面積的最大值.
(3)直線OQ與線段BC相交于點(diǎn)E,當(dāng)與相似時,求點(diǎn)Q的坐標(biāo).
【答案】(1)拋物線的表達(dá)式為:;(2)有最大值,當(dāng)時,其最大值為;(3)
或或或.
【分析】
(1)函數(shù)的表達(dá)式為:y=a(x+1)(x-3),將點(diǎn)D坐標(biāo)代入上式,即可求解;
(2)設(shè)點(diǎn),求出,根據(jù),利用二次函數(shù)的性質(zhì)即可求解;
(3)分∠ACB=∠BOQ、∠BAC=∠BOQ,兩種情況分別求解,通過角的關(guān)系,確定直線OQ傾斜角,進(jìn)而求解.
【詳解】
解:(1)函數(shù)的表達(dá)式為:,將點(diǎn)D坐標(biāo)代入上式并解得:,故拋物線的表達(dá)式為:…①;
(2)設(shè)直線PD與y軸交于點(diǎn)G,設(shè)點(diǎn),將點(diǎn)P、D的坐標(biāo)代入一次函數(shù)表達(dá)式:并解得,直線PD的表達(dá)式為:,則,∵,故有最大值,當(dāng)時,其最大值為;
(3)∵,∴,∵,故與相似時,分為兩種情況:
①當(dāng)時,,過點(diǎn)A作AH⊥BC與點(diǎn)H,解得:,∴CH=
則,則直線OQ的表達(dá)式為:…②,聯(lián)立①②并解得:,故點(diǎn)或;
②時,則直線OQ的表達(dá)式為:…③,聯(lián)立①③并解得:,故點(diǎn)或;
綜上,點(diǎn)或或或.
【點(diǎn)睛】
本題考查的是二次函數(shù)綜合運(yùn)用,涉及到解直角三角形、三角形相似、面積的計算等,其中(3),要注意分類求解,避免遺漏.
【變式1-2】(2019·遼寧盤錦·中考真題)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=﹣x2+bx+c經(jīng)過點(diǎn)A(﹣1,0)和點(diǎn)C(0,4),交x軸正半軸于點(diǎn)B,連接AC,點(diǎn)E是線段OB上一動點(diǎn)(不與點(diǎn)O,B重合),以O(shè)E為邊在x軸上方作正方形OEFG,連接FB,將線段FB繞點(diǎn)F逆時針旋轉(zhuǎn)90°,得到線段FP,過點(diǎn)P作PH∥y軸,PH交拋物線于點(diǎn)H,設(shè)點(diǎn)E(a,0).
(1)求拋物線的解析式.
(2)若△AOC與△FEB相似,求a的值.
(3)當(dāng)PH=2時,求點(diǎn)P的坐標(biāo).
【答案】(1)y=﹣x2+3x+4;(2)a=或;(3)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,4)或(1,4)或(,4).
【詳解】
(1)點(diǎn)C(0,4),則c=4,二次函數(shù)表達(dá)式為:y=﹣x2+bx+4,將點(diǎn)A的坐標(biāo)代入上式得:0=﹣1﹣b+4,解得:b=3,故拋物線的表達(dá)式為:y=﹣x2+3x+4;
(2)tan∠ACO==,△AOC與△FEB相似,則∠FBE=∠ACO或∠CAO,即:tan∠FEB=或4,∵四邊形OEFG為正方形,則FE=OE=a,EB=4﹣a,則或,解得:a=或;
(3)令y=﹣x2+3x+4=0,解得:x=4或﹣1,故點(diǎn)B(4,0);
分別延長CF、HP交于點(diǎn)N,∵∠PFN+∠BFN=90°,∠FPN+∠PFN=90°,∴∠FPN=∠NFB,∵GN∥x軸,∴∠FPN=∠NFB=∠FBE,∵∠PNF=∠BEF=90°,F(xiàn)P=FB,∴△PNF≌△BEF(AAS),∴FN=FE=a,PN=EB=4﹣a,∴點(diǎn)P(2a,4),點(diǎn)H(2a,﹣4a2+6a+4),∵PH=2,即:﹣4a2+6a+4﹣4=|2|,解得:a=1或或或(舍去),故:點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,4)或(1,4)或(,4).
【點(diǎn)睛】
本題考查的是二次函數(shù)綜合運(yùn)用,其中(2)、(3),要注意分類求解,避免遺漏.
【考點(diǎn)2】二次函數(shù)與直角三角形問題
【例2】(2020·湖北咸寧·中考真題)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,直線與x軸交于點(diǎn)A,與y軸交于點(diǎn)B,拋物線過點(diǎn)B且與直線相交于另一點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式;
(2)點(diǎn)P是拋物線上的一動點(diǎn),當(dāng)時,求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)點(diǎn)在x軸的正半軸上,點(diǎn)是y軸正半軸上的一動點(diǎn),且滿足.
①求m與n之間的函數(shù)關(guān)系式;
②當(dāng)m在什么范圍時,符合條件的N點(diǎn)的個數(shù)有2個?
【答案】(1);(2)或(3,)或(-2,-3);(3)①;②0<m<
【分析】
(1)利用一次函數(shù)求出A和B的坐標(biāo),結(jié)合點(diǎn)C坐標(biāo),求出二次函數(shù)表達(dá)式;
(2)當(dāng)點(diǎn)P在x軸上方時,點(diǎn)P與點(diǎn)C重合,當(dāng)點(diǎn)P在x軸下方時,AP與y軸交于點(diǎn)Q,求出AQ表達(dá)式,聯(lián)立二次函數(shù),可得交點(diǎn)坐標(biāo),即為點(diǎn)P;
(3)①過點(diǎn)C作CD⊥x軸于點(diǎn)D,證明△MNO∽△NCD,可得,整理可得結(jié)果;
②作以MC為直徑的圓E,根據(jù)圓E與線段OD的交點(diǎn)個數(shù)來判斷M的位置,即可得到m的取值范圍.【詳解】
解:(1)∵直線與x軸交于點(diǎn)A,與y軸交于點(diǎn)B,令x=0,則y=2,令y=0,則x=4,∴A(4,0),B(0,2),∵拋物線經(jīng)過B(0,2),∴,解得:,∴拋物線的表達(dá)式為:;
(2)當(dāng)點(diǎn)P在x軸上方時,點(diǎn)P與點(diǎn)C重合,滿足,∵,∴,當(dāng)點(diǎn)P在x軸下方時,如圖,AP與y軸交于點(diǎn)Q,∵,∴B,Q關(guān)于x軸對稱,∴Q(0,-2),又A(4,0),設(shè)直線AQ的表達(dá)式為y=px+q,代入,解得:,∴直線AQ的表達(dá)式為:,聯(lián)立得:,解得:x=3或-2,∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為(3,)或(-2,-3),綜上,當(dāng)時,點(diǎn)P的坐標(biāo)為:或(3,)或(-2,-3);
(3)①如圖,∠MNC=90°,過點(diǎn)C作CD⊥x軸于點(diǎn)D,∴∠MNO+∠CND=90°,∵∠OMN+∠MNO=90°,∴∠CND=∠OMN,又∠MON=∠CDN=90°,∴△MNO∽△NCD,∴,即,整理得:;
②如圖,∵∠MNC=90°,以MC為直徑畫圓E,∵,∴點(diǎn)N在線段OD上(不含O和D),即圓E與線段OD有兩個交點(diǎn)(不含O和D),∵點(diǎn)M在y軸正半軸,當(dāng)圓E與線段OD相切時,有NE=MC,即NE2=MC2,∵M(jìn)(0,m),∴E(,),∴=,解得:m=,當(dāng)點(diǎn)M與點(diǎn)O重合時,如圖,此時圓E與線段OD(不含O和D)有一個交點(diǎn),∴當(dāng)0<m<時,圓E與線段OD有兩個交點(diǎn),故m的取值范圍是:0<m<.【點(diǎn)睛】
本題是二次函數(shù)綜合,考查了求二次函數(shù)表達(dá)式,相似三角形的判定和性質(zhì),圓周角定理,一次函數(shù)表達(dá)式,難度較大,解題時要充分理解題意,結(jié)合圖像解決問題.【變式2-1】如圖,拋物線經(jīng)過A(-3,6),B(5,-4)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,連接AB,AC,BC.
(1)求拋物線的表達(dá)式;
(2)求證:AB平分;
(3)拋物線的對稱軸上是否存在點(diǎn)M,使得是以AB為直角邊的直角三角形.若存在,求出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,說明理由.
【答案】(1);(2)詳見解析;(3)存在,點(diǎn)M的坐標(biāo)為(,-9)或(,11).
【分析】
(1)將A(-3,0),B(5,-4)代入拋物線的解析式得到關(guān)于a、b的方程組,從而可求得a、b的值;
(2)先求得AC的長,然后取D(2,0),則AD=AC,連接BD,接下來,證明BC=BD,然后依據(jù)SSS可證明△ABC≌△ABD,接下來,依據(jù)全等三角形的性質(zhì)可得到∠CAB=∠BAD;
(3)作拋物線的對稱軸交x軸與點(diǎn)E,交BC與點(diǎn)F,作點(diǎn)A作AM′⊥AB,作BM⊥AB,分別交拋物線的對稱軸與M′、M,依據(jù)點(diǎn)A和點(diǎn)B的坐標(biāo)可得到tan∠BAE=,從而可得到tan∠M′AE=2或tan∠MBF=2,從而可得到FM和M′E的長,故此可得到點(diǎn)M′和點(diǎn)M的坐標(biāo).
【詳解】
解:(1)將A(-3,0),B(5,-4)兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別代入,得
解得
故拋物線的表達(dá)式為y=.
(2)證明:∵AO=3,OC=4,∴AC==5.
取D(2,0),則AD=AC=5.
由兩點(diǎn)間的距離公式可知BD==5.
∵C(0,-4),B(5,-4),∴BC=5.
∴BD=BC.
在△ABC和△ABD中,AD=AC,AB=AB,BD=BC,∴△ABC≌△ABD,∴∠CAB=∠BAD,∴AB平分∠CAO;
(3)存在.如圖所示:拋物線的對稱軸交x軸與點(diǎn)E,交BC與點(diǎn)F.
拋物線的對稱軸為x=,則AE=.
∵A(-3,0),B(5,-4),∴tan∠EAB=.
∵∠M′AB=90°.
∴tan∠M′AE=2.
∴M′E=2AE=11,∴M′(,11).
同理:tan∠MBF=2.
又∵BF=,∴FM=5,∴M(,-9).
∴點(diǎn)M的坐標(biāo)為(,11)或(,-9).
【點(diǎn)睛】
本題考查了二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,主要應(yīng)用了待定系數(shù)法求二次函數(shù)的解析式,全等三角形的性質(zhì)和判定、銳角三角函數(shù)的定義,求得FM和M′E的長是解題的關(guān)鍵
【變式2-2】(2019·甘肅蘭州·中考真題)二次函數(shù)的圖象交軸于兩點(diǎn),交軸于點(diǎn).動點(diǎn)從點(diǎn)出發(fā),以每秒2個單位長度的速度沿方向運(yùn)動,過點(diǎn)作軸交直線于點(diǎn),交拋物線于點(diǎn),連接.設(shè)運(yùn)動的時間為秒.(1)求二次函數(shù)的表達(dá)式:
(2)連接,當(dāng)時,求的面積:
(3)在直線上存在一點(diǎn),當(dāng)是以為直角的等腰直角三角形時,求此時點(diǎn)的坐標(biāo);
(4)當(dāng)時,在直線上存在一點(diǎn),使得,求點(diǎn)的坐標(biāo)
【答案】(1)(2)2(3)(4)或
【解析】
【分析】
(1)直接將A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)代入列方程組解出即可;
(2)根據(jù)題意得出AM,OM,設(shè)的解析式為:,將點(diǎn)代入求出解析式,然后將分別代入和中,得:,再根據(jù)三角形面積公式,即可解答
(3)過點(diǎn)作軸的平行線,交軸于點(diǎn),過點(diǎn)作軸的平行線,交的延長線于點(diǎn),設(shè),根據(jù)題意得出,根據(jù),即可解答
(4)當(dāng)時,此時點(diǎn)在二次函數(shù)的對稱軸上,以點(diǎn)為圓心,長為半徑作圓,交于兩點(diǎn),得出,再根據(jù)(同弧所對圓周角),即可解答
【詳解】
(1)將點(diǎn)代入,得:
解得:
所以,二次函數(shù)的表達(dá)方式為:
(2)
又
設(shè)的解析式為:,將點(diǎn)代入,得:
所以,直線的解析式為:.將分別代入和中,得:..(3)假設(shè)過點(diǎn)作軸的平行線,交軸于點(diǎn),過點(diǎn)作軸的平行線,交的延長線于點(diǎn),設(shè),由題意得:
所以,點(diǎn)的坐標(biāo)為:
(4)當(dāng)時,此時點(diǎn)在二次函數(shù)的對稱軸上,以點(diǎn)為圓心,長為半徑作圓,交于兩點(diǎn)
點(diǎn)在該圓上
(同弧所對圓周角)
或
【點(diǎn)睛】
此題考查二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,解題關(guān)鍵在于將已知點(diǎn)代入解析式
【考點(diǎn)3】二次函數(shù)與等腰三角形問題
【例3】(2020·山東濟(jì)南·中考真題)如圖1,拋物線y=﹣x2+bx+c過點(diǎn)A(﹣1,0),點(diǎn)B(3,0)與y軸交于點(diǎn)C.在x軸上有一動點(diǎn)E(m,0)(0m3),過點(diǎn)E作直線l⊥x軸,交拋物線于點(diǎn)M.
(1)求拋物線的解析式及C點(diǎn)坐標(biāo);
(2)當(dāng)m=1時,D是直線l上的點(diǎn)且在第一象限內(nèi),若△ACD是以∠DCA為底角的等腰三角形,求點(diǎn)D的坐標(biāo);
(3)如圖2,連接BM并延長交y軸于點(diǎn)N,連接AM,OM,設(shè)△AEM的面積為S1,△MON的面積為S2,若S1=2S2,求m的值.
【答案】(1);(2)或;(3)
【分析】
(1)用待定系數(shù)法即可求解;
(2)若△ACD是以∠DCA為底角的等腰三角形,則可以分CD=AD或AC=AD兩種情況,分別求解即可;
(3)S1=AE×yM,2S2=ON?xM,即可求解.
【詳解】
解:(1)將點(diǎn)A、B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y=﹣x2+2x+3,當(dāng)x=0時,y=3,故點(diǎn)C(0,3);
(2)當(dāng)m=1時,點(diǎn)E(1,0),設(shè)點(diǎn)D的坐標(biāo)為(1,a),由點(diǎn)A、C、D的坐標(biāo)得,AC=,同理可得:AD=,CD=,①當(dāng)CD=AD時,即=,解得a=1;
②當(dāng)AC=AD時,同理可得a=(舍去負(fù)值);
故點(diǎn)D的坐標(biāo)為(1,1)或(1,);
(3)∵E(m,0),則設(shè)點(diǎn)M(m,﹣m2+2m+3),設(shè)直線BM的表達(dá)式為y=sx+t,則,解得:,故直線BM的表達(dá)式為y=﹣x+,當(dāng)x=0時,y=,故點(diǎn)N(0,),則ON=;
S1=AE×yM=×(m+1)×(﹣m2+2m+3),2S2=ON?xM=×m=S1=×(m+1)×(﹣m2+2m+3),解得m=﹣2±(舍去負(fù)值),經(jīng)檢驗m=﹣2是方程的根,故m=﹣2.
【點(diǎn)睛】
本題考查的是二次函數(shù)綜合運(yùn)用,涉及到一次函數(shù)的性質(zhì)、等腰三角形的性質(zhì)、面積的計算等,其中(2),要注意分類求解,避免遺漏.
【變式3-1】(2020·貴州黔東南·中考真題)已知拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)與x軸交于A、B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左邊),與y軸交于點(diǎn)C(0,﹣3),頂點(diǎn)D的坐標(biāo)為(1,﹣4).
(1)求拋物線的解析式.
(2)在y軸上找一點(diǎn)E,使得△EAC為等腰三角形,請直接寫出點(diǎn)E的坐標(biāo).
(3)點(diǎn)P是x軸上的動點(diǎn),點(diǎn)Q是拋物線上的動點(diǎn),是否存在點(diǎn)P、Q,使得以點(diǎn)P、Q、B、D為頂點(diǎn),BD為一邊的四邊形是平行四邊形?若存在,請求出點(diǎn)P、Q坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
【答案】(1)y=x2﹣2x﹣3;(2)滿足條件的點(diǎn)E的坐標(biāo)為(0,3)、(0,﹣3+)、(0,﹣3﹣)、(0,﹣);(3)存在,P(﹣1+2,0)、Q(1+2,4)或P(﹣1﹣2,0)、Q(1﹣2,4).
【分析】
(1)根據(jù)拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)出拋物線的解析式,再將點(diǎn)C坐標(biāo)代入求解,即可得出結(jié)論;
(2)先求出點(diǎn)A,C坐標(biāo),設(shè)出點(diǎn)E坐標(biāo),表示出AE,CE,AC,再分三種情況建立方程求解即可;
(3)利用平移先確定出點(diǎn)Q的縱坐標(biāo),代入拋物線解析式求出點(diǎn)Q的橫坐標(biāo),即可得出結(jié)論.
【詳解】
解:(1)∵拋物線的頂點(diǎn)為(1,﹣4),∴設(shè)拋物線的解析式為y=a(x﹣1)2﹣4,將點(diǎn)C(0,﹣3)代入拋物線y=a(x﹣1)2﹣4中,得a﹣4=﹣3,∴a=1,∴拋物線的解析式為y=a(x﹣1)2﹣4=x2﹣2x﹣3;
(2)由(1)知,拋物線的解析式為y=x2﹣2x﹣3,令y=0,則x2﹣2x﹣3=0,∴x=﹣1或x=3,∴B(3,0),A(﹣1,0),令x=0,則y=﹣3,∴C(0,﹣3),∴AC=,設(shè)點(diǎn)E(0,m),則AE=,CE=|m+3|,∵△ACE是等腰三角形,∴①當(dāng)AC=AE時,=,∴m=3或m=﹣3(點(diǎn)C的縱坐標(biāo),舍去),∴E(3,0),②當(dāng)AC=CE時,=|m+3|,∴m=﹣3±,∴E(0,﹣3+)或(0,﹣3﹣),③當(dāng)AE=CE時,=|m+3|,∴m=﹣,∴E(0,﹣),即滿足條件的點(diǎn)E的坐標(biāo)為(0,3)、(0,﹣3+)、(0,﹣3﹣)、(0,﹣);
(3)如圖,存在,∵D(1,﹣4),∴將線段BD向上平移4個單位,再向右(或向左)平移適當(dāng)?shù)木嚯x,使點(diǎn)B的對應(yīng)點(diǎn)落在拋物線上,這樣便存在點(diǎn)Q,此時點(diǎn)D的對應(yīng)點(diǎn)就是點(diǎn)P,∴點(diǎn)Q的縱坐標(biāo)為4,設(shè)Q(t,4),將點(diǎn)Q的坐標(biāo)代入拋物線y=x2﹣2x﹣3中得,t2﹣2t﹣3=4,∴t=1+2或t=1﹣2,∴Q(1+2,4)或(1﹣2,4),分別過點(diǎn)D,Q作x軸的垂線,垂足分別為F,G,∵拋物線y=x2﹣2x﹣3與x軸的右邊的交點(diǎn)B的坐標(biāo)為(3,0),且D(1,﹣4),∴FB=PG=3﹣1=2,∴點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為(1+2)﹣2=﹣1+2或(1﹣2)﹣2=﹣1﹣2,即P(﹣1+2,0)、Q(1+2,4)或P(﹣1﹣2,0)、Q(1﹣2,4).
【點(diǎn)睛】
此題主要考查待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式、二次函數(shù)與幾何綜合,熟練掌握二次函數(shù)的圖象和性質(zhì)是解題關(guān)鍵.
【變式3-2】(2019·四川眉山·中考真題)如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線經(jīng)過點(diǎn)和點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式及頂點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)點(diǎn)是拋物線上、之間的一點(diǎn),過點(diǎn)作軸于點(diǎn),軸,交拋物線于點(diǎn),過點(diǎn)作軸于點(diǎn),當(dāng)矩形的周長最大時,求點(diǎn)的橫坐標(biāo);
(3)如圖2,連接、,點(diǎn)在線段上(不與、重合),作,交線段于點(diǎn),是否存在這樣點(diǎn),使得為等腰三角形?若存在,求出的長;若不存在,請說明理由.
【答案】(1);;(2)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為;(3)AN=1或.【分析】
(1)根據(jù)和點(diǎn)可得拋物線的表達(dá)式為,可知對稱軸為x=-2,代入解析式即可得出頂點(diǎn)坐標(biāo);(2)設(shè)點(diǎn),則,可得矩形的周長,即可求解;(3)由D為頂點(diǎn),A、B為拋物線與x軸的交點(diǎn)可得AD=BD,即可證明∠DAB=∠DBA,根據(jù),利用角的和差關(guān)系可得,即可證明,可得;分、、,三種情況分別求解即可.
【詳解】
(1)∵拋物線經(jīng)過點(diǎn)和點(diǎn).
∴拋物線的表達(dá)式為:,∴對稱軸為:x==-2,把x=-2代入得:y=4,∴頂點(diǎn).(2)設(shè)點(diǎn),則,矩形的周長,∵,∴當(dāng)時,矩形周長最大,此時,點(diǎn)的橫坐標(biāo)為.(3)∵點(diǎn)D為拋物線頂點(diǎn),A、B為拋物線與x軸的交點(diǎn),∴AD=BD,∴∠DAB=∠DBA,∵,,∴,∴,∴,∵D(-2,4),A(-5,0),B(1,0)
∴,①當(dāng)時,∵∠NAM=∠MBD,∠NMA=∠MBD,∴,∴,∴=AB-AM=1;
②當(dāng)時,則,∵∠DMN=∠DBA,∴∠NDM=∠DBA,∵∠DAB是公共角,∴,∴,∴,即:,∴,∵,即,∴;
③當(dāng)時,∵,而,∴,∴;
綜上所述:或.
【點(diǎn)睛】
本題考查的是二次函數(shù)綜合運(yùn)用,涉及到一次函數(shù)、三角形相似和全等、等腰三角形性質(zhì)等知識點(diǎn),其中(3),要注意分類求解,避免遺漏.
【考點(diǎn)4】二次函數(shù)與平行四邊形問題
【例4】(2020·四川綿陽·中考真題)如圖,拋物線過點(diǎn)A(0,1)和C,頂點(diǎn)為D,直線AC與拋物線的對稱軸BD的交點(diǎn)為B(,0),平行于y軸的直線EF與拋物線交于點(diǎn)E,與直線AC交于點(diǎn)F,點(diǎn)F的橫坐標(biāo)為,四邊形BDEF為平行四邊形.
(1)求點(diǎn)F的坐標(biāo)及拋物線的解析式;
(2)若點(diǎn)P為拋物線上的動點(diǎn),且在直線AC上方,當(dāng)△PAB面積最大時,求點(diǎn)P的坐標(biāo)及△PAB面積的最大值;
(3)在拋物線的對稱軸上取一點(diǎn)Q,同時在拋物線上取一點(diǎn)R,使以AC為一邊且以A,C,Q,R為頂點(diǎn)的四邊形為平行四邊形,求點(diǎn)Q和點(diǎn)R的坐標(biāo).
【答案】(1)(,﹣);y=﹣x2+2x+1
(2)(,);
(3)Q,R或Q(,﹣10),R()
【分析】
(1)由待定系數(shù)法求出直線AB的解析式為y=﹣x+1,求出F點(diǎn)的坐標(biāo),由平行四邊形的性質(zhì)得出﹣3a+1=a﹣8a+1﹣(﹣),求出a的值,則可得出答案;
(2)設(shè)P(n,﹣n2+2n+1),作PP'⊥x軸交AC于點(diǎn)P',則P'(n,﹣n+1),得出PP'=﹣n2+n,由二次函數(shù)的性質(zhì)可得出答案;
(3)聯(lián)立直線AC和拋物線解析式求出C(,﹣),設(shè)Q(,m),分兩種情況:①當(dāng)AQ為對角線時,②當(dāng)AR為對角線時,分別求出點(diǎn)Q和R的坐標(biāo)即可.
【詳解】
解:(1)設(shè)拋物線的解析式為y=ax2+bx+c(a≠0),∵A(0,1),B(,0),設(shè)直線AB的解析式為y=kx+m,∴,解得,∴直線AB的解析式為y=﹣x+1,∵點(diǎn)F的橫坐標(biāo)為,∴F點(diǎn)縱坐標(biāo)為﹣+1=﹣,∴F點(diǎn)的坐標(biāo)為(,﹣),又∵點(diǎn)A在拋物線上,∴c=1,對稱軸為:x=﹣,∴b=﹣2a,∴解析式化為:y=ax2﹣2ax+1,∵四邊形DBFE為平行四邊形.
∴BD=EF,∴﹣3a+1=a﹣8a+1﹣(﹣),解得a=﹣1,∴拋物線的解析式為y=﹣x2+2x+1;
(2)設(shè)P(n,﹣n2+2n+1),作PP'⊥x軸交AC于點(diǎn)P',則P'(n,﹣n+1),∴PP'=﹣n2+n,S△ABP=OB?PP'=﹣n=﹣,∴當(dāng)n=時,△ABP的面積最大為,此時P(,).
(3)∵,∴x=0或x=,∴C(,﹣),設(shè)Q(,m),①當(dāng)AQ為對角線時,∴R(﹣),∵R在拋物線y=+4上,∴m+=﹣+4,解得m=﹣,∴Q,R;
②當(dāng)AR為對角線時,∴R(),∵R在拋物線y=+4上,∴m﹣+4,解得m=﹣10,∴Q(,﹣10),R().
綜上所述,Q,R;或Q(,﹣10),R().
【點(diǎn)睛】
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)的性質(zhì),二次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征,平行四邊形的性質(zhì)等知識,熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì)及方程思想,分類討論思想是解題的關(guān)鍵.
【變式4-1】(2020·前郭爾羅斯蒙古族自治縣哈拉毛都鎮(zhèn)蒙古族中學(xué)初三期中)如圖,二次函數(shù)的圖象交x軸于點(diǎn),交y軸于點(diǎn)C.點(diǎn)是x軸上的一動點(diǎn),軸,交直線于點(diǎn)M,交拋物線于點(diǎn)N.
(1)求這個二次函數(shù)的表達(dá)式;
(2)①若點(diǎn)P僅在線段上運(yùn)動,如圖1.求線段的最大值;
②若點(diǎn)P在x軸上運(yùn)動,則在y軸上是否存在點(diǎn)Q,使以M,N,C,Q為頂點(diǎn)的四邊形為菱形.若存在,請直接寫出所有滿足條件的點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
【答案】(1);(2)①,②存在,【分析】
(1)把代入中求出b,c的值即可;
(2)①由點(diǎn)得,從而得,整理,化為頂點(diǎn)式即可得到結(jié)論;
②分MN=MC和兩種情況,根據(jù)菱形的性質(zhì)得到關(guān)于m的方程,求解即可.
【詳解】
解:(1)把代入中,得
解得
∴.
(2)設(shè)直線的表達(dá)式為,把代入.
得,解這個方程組,得
∴.
∵點(diǎn)是x軸上的一動點(diǎn),且軸.
∴.
∴
.
∵,∴此函數(shù)有最大值.
又∵點(diǎn)P在線段上運(yùn)動,且
∴當(dāng)時,有最大值.
②∵點(diǎn)是x軸上的一動點(diǎn),且軸.
∴.
∴
(i)當(dāng)以M,N,C,Q為頂點(diǎn)的四邊形為菱形,則有MN=MC,如圖,∵C(0,-3)
∴MC=
∴
整理得,∵,∴,解得,∴當(dāng)時,CQ=MN=,∴OQ=-3-()=
∴Q(0,);
當(dāng)m=時,CQ=MN=-,∴OQ=-3-(-)=
∴Q(0,);
(ii)若,如圖,則有
整理得,∵,∴,解得,當(dāng)m=-1時,MN=CQ=2,∴Q(0,-1),當(dāng)m=-5時,MN=-10<0(不符合實際,舍去)
綜上所述,點(diǎn)Q的坐標(biāo)為
【點(diǎn)睛】
本題考查了二次函數(shù)綜合題,解(1)的關(guān)鍵是待定系數(shù)法;解(2)的關(guān)鍵是利用線段的和差得出二次函數(shù),又利用了二次函數(shù)的性質(zhì),解(3)的關(guān)鍵是利用菱形的性質(zhì)得出關(guān)于m的方程,要分類討論,以防遺漏.
【變式4-2】(2020·重慶中考真題)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線與直線AB相交于A,B兩點(diǎn),其中,.
(1)求該拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)點(diǎn)P為直線AB下方拋物線上的任意一點(diǎn),連接PA,PB,求面積的最大值;
(3)將該拋物線向右平移2個單位長度得到拋物線,平移后的拋物線與原拋物線相交于點(diǎn)C,點(diǎn)D為原拋物線對稱軸上的一點(diǎn),在平面直角坐標(biāo)系中是否存在點(diǎn)E,使以點(diǎn)B,C,D,E為頂點(diǎn)的四邊形為菱形,若存在,請直接寫出點(diǎn)E的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
【答案】(1);(2)面積最大值為;(3)存在,【分析】
(1)將點(diǎn)A、B的坐標(biāo)代入拋物線表達(dá)式,即可求解;
(2)設(shè),求得解析式,過點(diǎn)P作x軸得垂線與直線AB交于點(diǎn)F,設(shè)點(diǎn),則,即可求解;
(3)分BC為菱形的邊、菱形的的對角線兩種情況,分別求解即可.
【詳解】
解:(1)∵拋物線過,∴
∴
∴
(2)設(shè),將點(diǎn)代入
∴
過點(diǎn)P作x軸得垂線與直線AB交于點(diǎn)F
設(shè)點(diǎn),則
由鉛垂定理可得
∴面積最大值為
(3)(3)拋物線的表達(dá)式為:y=x2+4x?1=(x+2)2?5,則平移后的拋物線表達(dá)式為:y=x2?5,聯(lián)立上述兩式并解得:,故點(diǎn)C(?1,?4);
設(shè)點(diǎn)D(?2,m)、點(diǎn)E(s,t),而點(diǎn)B、C的坐標(biāo)分別為(0,?1)、(?1,?4);
①當(dāng)BC為菱形的邊時,點(diǎn)C向右平移1個單位向上平移3個單位得到B,同樣D(E)向右平移1個單位向上平移3個單位得到E(D),即?2+1=s且m+3=t①或?2?1=s且m?3=t②,當(dāng)點(diǎn)D在E的下方時,則BE=BC,即s2+(t+1)2=12+32③,當(dāng)點(diǎn)D在E的上方時,則BD=BC,即22+(m+1)2=12+32④,聯(lián)立①③并解得:s=?1,t=2或?4(舍去?4),故點(diǎn)E(?1,2);
聯(lián)立②④并解得:s=-3,t=-4±,故點(diǎn)E(-3,-4+)或(-3,-4?);
②當(dāng)BC為菱形的的對角線時,則由中點(diǎn)公式得:?1=s?2且?4?1=m+t⑤,此時,BD=BE,即22+(m+1)2=s2+(t+1)2⑥,聯(lián)立⑤⑥并解得:s=1,t=?3,故點(diǎn)E(1,?3),綜上,點(diǎn)E的坐標(biāo)為:(?1,2)或或或(1,?3).
∴存在,【點(diǎn)睛】
本題考查的是二次函數(shù)綜合運(yùn)用,涉及到一次函數(shù)的性質(zhì)、菱形的性質(zhì)、圖形的平移、面積的計算等,其中(3),要注意分類求解,避免遺漏.
一、單選題
1.如圖,已知動點(diǎn)A,B分別在x軸,y軸正半軸上,動點(diǎn)P在反比例函數(shù)(x>0)圖象上,PA⊥x軸,△PAB是以PA為底邊的等腰三角形.當(dāng)點(diǎn)A的橫坐標(biāo)逐漸增大時,△PAB的面積將會()
A.越來越小
B.越來越大
C.不變
D.先變大后變小
【答案】C
【解析】
【分析】
設(shè)點(diǎn)P(x,),作BC⊥PA可得BC=OA=x,根據(jù)S△PAB=PA?BC=??x=3可得答案.
【詳解】
如圖,過點(diǎn)B作BC⊥PA于點(diǎn)C,則BC=OA,設(shè)點(diǎn)P(x,),則S△PAB=PA?BC==3,當(dāng)點(diǎn)A的橫坐標(biāo)逐漸增大時,△PAB的面積將會不變,始終等于3,故選C.
2.已知直線y=n與二次函數(shù)y=(x﹣2)2﹣1的圖象交于點(diǎn)B,點(diǎn)C,二次函數(shù)圖象的頂點(diǎn)為A,當(dāng)△ABC是等腰直角三角形時,則n的值為()
A.1
B.
C.2﹣
D.2+
【答案】A
【解析】
【分析】
設(shè)B(x1,n)、C(x2,n).因為△ABC是等腰直角三角形,作AD⊥BC,所以AD=BC,即BC=2AD,AD=n﹣(﹣1)=n+1,即:BC=|x1-x2|===,所以=2(n+1),容易求出n=1.
【詳解】
設(shè)B(x1,n)、C(x2,n),作AD⊥BC,垂足為D連接AB,AC,∵y=(x﹣2)2﹣1,∴頂點(diǎn)A(2,﹣1),AD=n﹣(﹣1)=n+1
∵直線y=n與二次函數(shù)y=(x﹣2)2﹣1的圖象交于點(diǎn)B、C,∴(x﹣2)2﹣1=n,化簡,得x2﹣4x+2﹣2n=0,x1+x2=4,x1x2=2﹣2n,∴BC=|x1﹣x2|===,∵點(diǎn)B、C關(guān)于對稱軸直線AD對稱,∴D為線段BC的中點(diǎn),∵△ABC是等腰直角三角形,∴AD=BC,即BC=2AD
=2(n+1),∴(2+2n)=(n+1)2,化簡,得n2=1,∴n=1或﹣1,n=﹣1時直線y=n經(jīng)過點(diǎn)A,不符合題意舍去,所以n=1.
故選A.
【點(diǎn)睛】
本題考查了二次函數(shù)圖象的性質(zhì)以及根與系數(shù)的關(guān)系,正確理解二次函數(shù)的圖象性質(zhì)和根與系數(shù)的關(guān)系是解題的關(guān)鍵.
3.二次函數(shù)的函數(shù)圖象如圖,點(diǎn)位于坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)在軸的正半軸上,點(diǎn)在二次函數(shù)位于第一象限的圖象上,,…都是直角頂點(diǎn)在拋物線上的等腰直角三角形,則的斜邊長為()
A.20
B.
C.22
D.
【答案】C
【分析】
由于,,…,都是等腰直角三角形,因此可得出直線
:,求出,的坐標(biāo),得出的長;
利用的坐標(biāo),得直線:,求出,坐標(biāo),得出的長;用同樣的的方法可求得,…的邊長,然后根據(jù)各邊長的的特點(diǎn)得出一般化規(guī)律,求得的長.
【詳解】
解:
等腰直角三角形,為原點(diǎn);
直線:,的坐標(biāo)為(1,1),則
為(0,2)
=2
為(0,2),直線
:
(2,4),=4,則(0,6)
(0,6),直線
:
(3,9),=6,由上面A0A1=2,A1A2=4,A2A3=6,可以看出這些直角頂點(diǎn)在拋物線上的等腰直角三角形的斜邊長依次加2
∴△A10B11A11的斜邊長為2+10×2=22,綜上,由此可以推出=22.
故選C.
【點(diǎn)睛】
本題主要考查了二次函數(shù)綜合題,解題時,利用了二次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征,函數(shù)的交點(diǎn),等腰直角三角形性質(zhì)等知識點(diǎn),解答此題的難點(diǎn)是推知的長.
4.已知拋物線y=﹣x2+1的頂點(diǎn)為P,點(diǎn)A是第一象限內(nèi)該二次函數(shù)圖象上一點(diǎn),過點(diǎn)A作x軸的平行線交二次函數(shù)圖象于點(diǎn)B,分別過點(diǎn)B、A作x軸的垂線,垂足分別為C、D,連結(jié)PA、PD,PD交AB于點(diǎn)E,△PAD與△PEA相似嗎?()
A.始終不相似
B.始終相似
C.只有AB=AD時相似
D.無法確定
【答案】B
【解析】
試題分析:設(shè)A(x,-x2+1)根據(jù)題意可求出PA、PD、PE的值,從而得出,又∠APE=∠DPA,因此,△PAD∽△PEA.故選B.考點(diǎn):
二次函數(shù)綜合題.5.二次函數(shù)y=﹣x2+1的圖象與x軸交于A、B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,下列說法錯誤的是().A.點(diǎn)C的坐標(biāo)是(0,1)
B.線段AB的長為2
C.△ABC是等腰直角三角形
D.當(dāng)x>0時,y隨x增大而增大
【答案】D
【解析】1、回想二次函數(shù)圖象與坐標(biāo)軸交點(diǎn)的特征,自己試著求出A、B、C三點(diǎn)的坐標(biāo);
2、結(jié)合A、B、C三點(diǎn)的坐標(biāo)可得OA=OB=OC,根據(jù)兩軸互相垂直的性質(zhì),利用勾股定理求出AB、AC、BC,至此判斷選項A、B、C的正誤;
3、找出二次函數(shù)圖象的對稱軸,根據(jù)開口方向判斷選項D的正誤.本題解析:
根據(jù)題意可知:當(dāng)x=0時,y=1
∴點(diǎn)C的坐標(biāo)為(0,1)
故選A正確;
當(dāng)y=0時,x=
-1或x=1
∴AB=2
故選項B正確
∵OA=1,OB=1,OC=1
∴AC==
BC=
=
∴AC2+BC2=AB2
∴△ABC是等腰直角三角形
故選項C正確;
由y=
-x2+1可知:a=
-1<0,對稱軸為x=0
∴當(dāng)x>0時,y隨x增大而減小
故選項D錯誤
故選D
二、填空題
6.如圖,直線與二次函數(shù)的圖象交于點(diǎn)B、點(diǎn)C,二次函數(shù)圖象的頂點(diǎn)為A,當(dāng)是等腰直角三角形時,則______.
【答案】1
【解析】
【分析】
作拋物線的對稱軸,交BC于D,根據(jù)拋物線的性質(zhì)和等腰直角三角形的性質(zhì)得出B(n+3,n),代入解析式求得即可.
【詳解】
作拋物線的對稱軸,交BC于D,∵直線y=n與二次函數(shù)y=(x-2)2-1的圖象交于點(diǎn)B、點(diǎn)C,∴BC∥x軸,∵△ABC是等腰直角三角形,∴∠CAB=90°,AC=BC,∵直線CD是拋物線的對稱軸,∴AD⊥BC,∠CAD=∠BAD=45°,∴△ADB是等腰直角三角形,∴AD=BD,∵拋物線的頂點(diǎn)為(2,-1),∴AD=n+1,∴B(n+3,n),把B的坐標(biāo)代入y=(x-2)2-1得,n=(n+3-2)2-1,解得n=1,故答案為1.
【點(diǎn)睛】
本題考查了拋物線的性質(zhì),等腰直角三角形的性質(zhì)以及二次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征,求得B點(diǎn)的坐標(biāo)是解題的關(guān)鍵.
7.已知二次函數(shù)的圖象與x軸交于A、B兩點(diǎn),交y軸于C點(diǎn),且△ABC是直角三角形,請寫出符合要求的一個二次函數(shù)解析式:___________________
【答案】y=-x2+1(答案不唯一)
【解析】
【分析】
可以在y軸取一點(diǎn),x軸上取兩點(diǎn)讓它們能組成直角三角形的三個頂點(diǎn),再利用待定系數(shù)法求出二次函數(shù)解析式即可.
【詳解】
根據(jù)如果三角形一邊上的中線等于這邊的一半,那么這個是直角三角形,所以可以取C(0,1),A(-1,0),B(1,0)三點(diǎn),設(shè)拋物線的表達(dá)式是y=ax2+1,拋物線過(1,0),所以a+1=0,a=-1.
拋物線是:y=-x2+1.
故答案為:y=-x2+1(答案不唯一)
【點(diǎn)睛】
本題是開放性題目,答案不唯一,考查了利用待定系數(shù)法求拋物線的表達(dá)式.
8.已知點(diǎn)P為二次函數(shù)y=x2﹣2x﹣3圖象上一點(diǎn),設(shè)這個二次函數(shù)的圖象與x軸交于A,B兩點(diǎn)(A在B的右側(cè)),與y軸交于C點(diǎn),若△APC為直角三角形且AC為直角邊,則點(diǎn)P的橫坐標(biāo)的值為_____.
【答案】﹣1或﹣2
【分析】
分∠ACP為直角、∠PAC為直角兩種情況,利用直線與拋物線的交點(diǎn)求解即可.
【詳解】
解:對于y=x2﹣2x﹣3①,令y=0,則x=3或﹣1,令x=0,則y=﹣3,故點(diǎn)A、B、C的坐標(biāo)分別為:(3,0)、(﹣1,0)、(0,﹣3).
①當(dāng)∠ACP為直角時,如下圖,由點(diǎn)A、C的坐標(biāo)知,OA=OC=3,即直線AC的與x軸負(fù)半軸的夾角為45°,而∠ACP為直角,故直線PC的傾斜角為45°,故設(shè)直線PC的表達(dá)式為:y=﹣x+b,將點(diǎn)C的坐標(biāo)代入上式并解得:b=﹣3,故直線PC的表達(dá)式為:y=﹣x﹣3②,聯(lián)立①②并解得:x=0或﹣1(舍去0),故點(diǎn)P的坐標(biāo)為:(﹣1,0);
②當(dāng)∠PAC為直角時,同理可得:點(diǎn)P(﹣2,5);
故答案為:﹣1或﹣2.
【點(diǎn)睛】
本題考查的是拋物線與x軸的交點(diǎn),解題的關(guān)鍵利用分類討論的思想求解,避免遺漏.
9.二次函數(shù)y=2x2+4x+m與x軸交于A、B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,若△ABC為直角三角形,則m=_____.
【答案】﹣.
【解析】
【分析】
根據(jù)題意和勾股定理,可以求得m的值,本題得以解決.
【詳解】
設(shè)點(diǎn)A的坐標(biāo)為(x1,0),點(diǎn)B的坐標(biāo)為(x2,0),點(diǎn)A在點(diǎn)B的左邊,∵點(diǎn)C(0,m),二次函數(shù)y=2x2+4x+m=2(x+1)2+m-2,∴點(diǎn)C在y軸的負(fù)半軸,x1x2=,∴m<0,∵△ABC為直角三角形,∴(x2?x1)2=(x22+m2)+(x12+m2),解得,m=-,故答案為:-.
【點(diǎn)睛】
本題考查勾股定理、拋物線與x軸的交點(diǎn),解答本題的關(guān)鍵是明確題意,利用二次函數(shù)的性質(zhì)和勾股定理解答.
10.如圖,二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a>0)圖象的頂點(diǎn)為D,其圖象與x軸的交點(diǎn)A、B的橫坐標(biāo)分別為﹣1,3.與y軸負(fù)半軸交于點(diǎn)C,當(dāng)a=時,△ABD是_______三角形;要使△ACB為等腰三角形,則a值為______
【答案】等腰直角
或
【解析】
解:如圖1,∵二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a>0)圖象與x軸的交點(diǎn)A、B的橫坐標(biāo)分別為﹣1,3,a=,∴二次函數(shù)為y=(x+1)(x﹣3),整理得y=x2﹣x﹣,∴y=(x﹣1)2﹣2,∴頂點(diǎn)D(1,﹣2),作DE⊥AB于E,∴DE=2,DE垂直平分AB,∵AB=3+1=4,∴AE=DE=BE,∴∠DAB=∠ADE,∠ABD=∠BDE,∵AD=BD,∴∠DAB=∠DBA,∴∠DAB=∠ADE=∠ABD=∠BDE,∴∠ADB=∠DAB+∠CBA=90°,∴△ABD是等腰直角三角形;
(2)要使△ACB為等腰三角形,則必須保證AB=BC=4或AB=AC=4或AC=BC,當(dāng)AB=BC=4時,∵AO=1,△BOC為直角三角形,又∵OC的長即為|c|,∴c2=16﹣9=7,∵由拋物線與y軸的交點(diǎn)在y軸的負(fù)半軸上,∴c=﹣,與2a+b=0、a﹣b+c=0聯(lián)立組成解方程組,解得a=;
同理當(dāng)AB=AC=4時,∵AO=1,△AOC為直角三角形,又∵OC的長即為|c|,∴c2=16﹣1=15,∵由拋物線與y軸的交點(diǎn)在y軸的負(fù)半軸上,∴c=﹣與2a+b=0、a﹣b+c=0聯(lián)立組成解方程組,解得a=;
同理當(dāng)AC=BC時
在△AOC中,AC2=1+c2,在△BOC中BC2=c2+9,∵AC=BC,∴1+c2=c2+9,此方程無解.
綜上,要使△ACB為等腰三角形,則a值為或;
故答案為:等腰直角,或.
點(diǎn)睛:本題考查了拋物線和x軸的交點(diǎn),拋物線的解析式,拋物線的對稱軸以及頂點(diǎn)坐標(biāo),熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
11.二次函數(shù)y=一x2+ax+b圖象與軸交于,兩點(diǎn),且與軸交于點(diǎn).(1)則的形狀為;
(2)在此拋物線上一動點(diǎn),使得以四點(diǎn)為頂點(diǎn)的四邊形是梯形,則點(diǎn)的坐標(biāo)為
.【答案】
【解析】
試題分析:(1)∵二次函數(shù)y=-x2+ax+b的圖象經(jīng)過、B(2,0)兩點(diǎn),利用待定系數(shù)法就可以直接求出a、b的值,求出拋物線的解析式.
(2)在(1)題已將證得∠ACB=90°,若A、C、B、P四點(diǎn)為頂點(diǎn)的四邊形是直角梯形,則有兩種情況需要考慮:
①以BC、AP為底,AC為高;可先求出直線BC的解析式,進(jìn)而可確定直線AP的解析式,聯(lián)立拋物線的解析式即可求出點(diǎn)P的坐標(biāo).
②以AC、BP為底,BC為高;方法同①.
解:(1))∵二次函數(shù)y=-x2+ax+b的圖象經(jīng)過、B(2,0)兩點(diǎn),由題意,得,解得:,∴拋物線的解析式為:
∴C(0,1),∴,CB2=BO2+CO2=5,∴AC2+CB2=AB2,∴△ACB是直角三角形;
(2)存在,點(diǎn)或;
若以A、C、B、P四點(diǎn)為頂點(diǎn)的直角梯形以BC、AP為底;
∵B(2,0),C(0,1),∴直線BC的解析式為:;
設(shè)過點(diǎn)B且平行于AC的直線的解析式為,將點(diǎn)代入得:,;
∴;
聯(lián)立拋物線的解析式有:,解得,或;
∴點(diǎn);
若以A、C、B、P四點(diǎn)為頂點(diǎn)的直角梯形以AC、BP為底,同理可求得;
故當(dāng)或時,以A、C、B、P四點(diǎn)為頂點(diǎn)的四邊形是直角梯形.
(根據(jù)拋物線的對稱性求出另一個P點(diǎn)坐標(biāo)亦可)
考點(diǎn):二次函數(shù)綜合題;待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式;二次函數(shù)與不等式(組);直角梯形.
12.如圖,二次函數(shù)Y=-x2-x+2圖象與x軸交于A、B兩點(diǎn),與y軸交于C點(diǎn),點(diǎn)D(m,n)是拋物線在第二象限的部分上的一動點(diǎn),則四邊形OCDA的面積的最大值是______.
【答案】8
【解析】
【分析】
根據(jù)解析式求得點(diǎn)A、C坐標(biāo),過點(diǎn)D作DH⊥x軸于點(diǎn)H,運(yùn)用割補(bǔ)法即可得到:四邊形OCDA的面積=△ADH的面積+四邊形OCDH的面積,據(jù)此列式計算化簡就可求得S關(guān)于m的函數(shù)關(guān)系,配方成頂點(diǎn)式可得其最值情況.
【詳解】
解:在y=-x2-x+2中,當(dāng)x=0時,y=2,∴C(0,2),當(dāng)y=0時,有-x2-x+2=0,解得:x=-4或x=1,∴點(diǎn)A(-4,0)、B(1,0),∵點(diǎn)D(m,n)是拋物線在第二象限的部分上的一動點(diǎn),∴D(m,-m2-m+2),過點(diǎn)D作DH⊥x軸于點(diǎn)H,則DH=-m2-m+2,AH=m+4,HO=-m,∵四邊形OCDA的面積=△ADH的面積+四邊形OCDH的面積,∴S=(m+4)×(-m2-m+2)+(-m2-m+2+2)×(-m),=-m2-4m+4
=-(m+2)2+8,(-4<m<0);
則m=-2時,S取得最大值,最大值為8,【點(diǎn)睛】
本題主要考查了拋物線與x軸的交點(diǎn)、二次函數(shù)的性質(zhì)等知識的綜合應(yīng)用,運(yùn)用割補(bǔ)法列出面積的函數(shù)解析式是解決問題的關(guān)鍵.
13.二次函數(shù)的圖象如圖,點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)A在y軸的正半軸上,點(diǎn)B、C在二次函數(shù)的圖象上,四邊形OBAC為菱形,且∠OBA=120°,則菱形OBAC的面積為
.
【答案】.
【解析】
試題分析:連接BC與AO交于點(diǎn)D,根據(jù)菱形的性質(zhì)可得AO⊥BC,根據(jù)∠OBA=120°可得:∠AOB=30°,根據(jù)二次函數(shù)圖象上的點(diǎn)的性質(zhì)可得點(diǎn)B的坐標(biāo)為(1,),則OA=2OD=2,BC=2BD=2,則菱形的面積=×AO×BC=×2×2=2.考點(diǎn):二次函數(shù)的性質(zhì)
三、解答題
14.如圖,已知二次函數(shù)()的圖象與軸交于點(diǎn)和點(diǎn),與交軸于點(diǎn),表示當(dāng)自變量為時的函數(shù)值,對于任意實數(shù),均有.
(1)求該二次函數(shù)的解析式;
(2)點(diǎn)是線段上的動點(diǎn),過點(diǎn)作,交于點(diǎn),連接.當(dāng)?shù)拿娣e最大時,求點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)若平行于軸的動直線與該拋物線交于點(diǎn),與直線交于點(diǎn),點(diǎn)的坐標(biāo)為.是否存在這樣的直線,使得是等腰三角形?若存在,請求出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
【答案】(1);(2);(3)存在,點(diǎn)的坐標(biāo)為:或或或
【分析】
(1)根據(jù)題意即可求出拋物線的對稱軸,然后利用拋物線的對稱性即可求出點(diǎn)A的坐標(biāo),設(shè)二次函數(shù)的解析式為,將點(diǎn)C的坐標(biāo)代入即可求出二次函數(shù)的解析式,化為一般式即可;
(2)設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,過點(diǎn)作軸于點(diǎn),根據(jù)點(diǎn)A、B、C的坐標(biāo)即可求出OA、OB、OC、BQ和AB,根據(jù)相似三角形的判定及性質(zhì),即可用含m的式子表示EG,然后根據(jù)即可求出與m的二次函數(shù)關(guān)系式,根據(jù)二次函數(shù)求最值即可;
(3)根據(jù)等腰三角形腰的情況分類討論,分別在每種情況下求出點(diǎn)F的坐標(biāo),然后根據(jù)點(diǎn)P和點(diǎn)F的縱坐標(biāo)相等,將點(diǎn)P的縱坐標(biāo)代入二次函數(shù)解析式中即可求出點(diǎn)P的橫坐標(biāo).
【詳解】
解:(1)當(dāng)與時函數(shù)值相等,可知拋物線的對稱軸為,由點(diǎn)的坐標(biāo)可求得點(diǎn)的坐標(biāo)為
設(shè)二次函數(shù)的解析式為
將點(diǎn)代入,得
所以,二次函數(shù)的解析式為.
(2)設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,過點(diǎn)作軸于點(diǎn),如圖
∵(4,0),,∴OA=4,OB=2,OC=4,BQ=m+2
∴AB=6
∵
∴
∵
∴
∴,即,∴
∴
又∵
∴當(dāng)時,有最大值3,此時
(3)存在.
①若,如下圖所示
則,∴∠DOF=∠DFO,∠DAF=∠DFA
∴∠DOF+∠DAF=∠DFO+∠DFA=∠OFA
∴是直角三角形,OF⊥AC
∵OA=OC=4
∴點(diǎn)F為AC的中點(diǎn)
∴根據(jù)中點(diǎn)坐標(biāo)公式:點(diǎn)的坐標(biāo)為
∵直線l∥x軸
∴點(diǎn)P的縱坐標(biāo)=點(diǎn)F的縱坐標(biāo)=2,將y=2代入二次函數(shù)解析式中,得,得,此時點(diǎn)的坐標(biāo)為:或
②若,過點(diǎn)作軸于點(diǎn)
由等腰三角形的性質(zhì)得:,∴,在等腰直角三角形AOC中,∠OAC=45°
∴△AMF也是等腰直角三角形
∴FM=AM=3
∴
∵直線l∥x軸
∴點(diǎn)P的縱坐標(biāo)=點(diǎn)F的縱坐標(biāo)=3,將y=3代入二次函數(shù)解析式中,得
由,得,此時,點(diǎn)的坐標(biāo)為:或
③若,∵,且
∴
∴點(diǎn)到的距離為
而
∴上不存在點(diǎn)使得
此時,不存在這樣的直線,使得是等腰三角形
綜上,存在這樣的直線,使得是等腰三角形,所求點(diǎn)的坐標(biāo)為:或或或
【點(diǎn)睛】
此題考查的是二次函數(shù)與幾何圖形的綜合大題,難度系數(shù)較大,掌握利用待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式、把面積最值問題轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)最值問題和分類討論的數(shù)學(xué)思想是解決此題的關(guān)鍵.
15.如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,二次函數(shù)的圖象交坐標(biāo)軸于A(﹣1,0),B(4,0),C(0,﹣4)三點(diǎn),點(diǎn)P是直線BC下方拋物線上一動點(diǎn).
(1)求這個二次函數(shù)的解析式;
(2)動點(diǎn)P運(yùn)動到什么位置時,△PBC面積最大,求出此時P點(diǎn)坐標(biāo)和△PBC的最大面積.
(3)是否存在點(diǎn)P,使△POC是以O(shè)C為底邊的等腰三角形?若存在,求出P點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,請說明理由;
【答案】(1)y=x2﹣3x﹣4;(2)當(dāng)P點(diǎn)坐標(biāo)為(2,﹣6)時,△PBC的最大面積為8;(3)存在,點(diǎn)P的其坐標(biāo)為.【解析】
試題分析:(1)由A、B、C三點(diǎn)的坐標(biāo),利用待定系數(shù)法可求得拋物線解析式;
(2)過P作PE⊥x軸,交x軸于點(diǎn)E,交直線BC于點(diǎn)F,用P點(diǎn)坐標(biāo)可表示出PF的長,則可表示出△PBC的面積,利用二次函數(shù)的性質(zhì)可求得△PBC面積的最大值及P點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)由題意可知點(diǎn)P在線段OC的垂直平分線上,則可求得P點(diǎn)縱坐標(biāo),代入拋物線解析式可求得P點(diǎn)坐標(biāo).
試題解析:解:(1)設(shè)拋物線解析式為,把A、B、C三點(diǎn)坐標(biāo)代入可得:,解得:,∴拋物線解析式為;
(2)∵點(diǎn)P在拋物線上,∴可設(shè)P(t,t2﹣3t﹣4),過P作PE⊥x軸于點(diǎn)E,交直線BC于點(diǎn)F,如圖2,∵B(4,0),C(0,﹣4),∴直線BC解析式為y=x﹣4,∴F(t,t﹣4),∴PF=(t﹣4)﹣(t2﹣3t﹣4)=﹣t2+4t,∴S△PBC=S△PFC+S△PFB=PF?OE+PF?BE=PF?(OE+BE)=PF?OB=(﹣t2+4t)×4=﹣2(t﹣2)2+8,∴當(dāng)t=2時,S△PBC最大值為8,此時t2﹣3t﹣4=﹣6,∴當(dāng)P點(diǎn)坐標(biāo)為(2,﹣6)時,△PBC的最大面積為8;
(3)作OC的垂直平分線DP,交OC于點(diǎn)D,交BC下方拋物線于點(diǎn)P,如圖1,∴PO=PD,此時P點(diǎn)即為滿足條件的點(diǎn),∵C(0,﹣4),∴D(0,﹣2),∴P點(diǎn)縱坐標(biāo)為﹣2,代入拋物線解析式可得x2﹣3x﹣4=﹣2,解得x=(小于0,舍去)或x=,∴存在滿足條件的P點(diǎn),其坐標(biāo)為(,﹣2).
點(diǎn)睛:本題為二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,涉及待定系數(shù)法、等腰三角形的性質(zhì)、二次函數(shù)的性質(zhì)、三角形的面積、方程思想等知識.在(1)中注意待定系數(shù)法的應(yīng)用,在(2)中用P點(diǎn)坐標(biāo)表示出△PBC的面積是解題的關(guān)鍵,在(3)中確定出P點(diǎn)的位置是解題的關(guān)鍵.本題考查知識點(diǎn)較多,綜合性較強(qiáng),難度適中.
16.已知一次函數(shù)的圖象與二次函數(shù)的圖象相交于和,點(diǎn)是線段上的動點(diǎn)(不與重合),過點(diǎn)作軸,與二次函數(shù)的圖象交于點(diǎn).
(1)求的值;
(2)求線段長的最大值;
(3)當(dāng)為的等腰直角三角形時,求出此時點(diǎn)的坐標(biāo).
【答案】(1)1,3;(2)最大值為;(3)
【分析】
(1)將點(diǎn)分別代入一次函數(shù)解析式可求得b的值,再將點(diǎn)A的坐標(biāo)代入二次函數(shù)可求出a的值;
(2)設(shè),則,根據(jù)平行于y軸的直線上兩點(diǎn)間的距離是較大的縱坐標(biāo)減較小的縱坐標(biāo),可得PC的長關(guān)于m的二次函數(shù),根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)可得答案;
(3)同(2)設(shè)出點(diǎn)P,C的坐標(biāo),根據(jù)題意可用含m的式子表示出AC,PC的長,根據(jù)AC=PC可得關(guān)于m的方程,求得m的值,進(jìn)而求出點(diǎn)P的坐標(biāo).
【詳解】
解:(1)∵在直線上,∴,∴.
又∵在拋物線上,∴,解得.
(2)設(shè),則,∴,∴當(dāng)時,有最大值,最大值為.
(3)如圖,∵為的等腰三角形且軸,∴連接,軸,∵,∴,.
∵,∴,化簡,得,解得,(不合題意,舍去).
當(dāng)時,∴此時點(diǎn)的坐標(biāo)為.
【點(diǎn)睛】
本題是二次函數(shù)綜合題,主要考查了求待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,二次函數(shù)的最值以及等腰三角形的性質(zhì)等知識,利用平行于y軸的直線上兩點(diǎn)間的距離建立出二次函數(shù)模型求出最值是解題關(guān)鍵.
17.如圖,已知一次函數(shù)的圖象與x軸交于點(diǎn)A,與二次函數(shù)的圖象交于y軸上的一點(diǎn)B,二次函數(shù)的圖象與x軸只有唯一的交點(diǎn)C,且OC=2.
(1)求二次函數(shù)的解析式;
(2)設(shè)一次函數(shù)的圖象與二次函數(shù)的圖象的另一交點(diǎn)為D,已知P為x軸上的一個動點(diǎn),且△PBD為直角三角形,求點(diǎn)P的坐標(biāo).
【答案】(1)(2)P1(1,0)和P2(,0)
【解析】
解:(1)∵交x軸于點(diǎn)A,∴0=0.5x+2,解得x=-4.∴A點(diǎn)坐標(biāo)為:(-4,0).
∵與y軸交于點(diǎn)B,∴y=2.∴B點(diǎn)坐標(biāo)為:(0,2).
∵二次函數(shù)的圖象與x軸只有唯一的交點(diǎn)C,且OC=2
∴可設(shè)二次函數(shù).
把B(0,2)代入得:a=.
∴二次函數(shù)的解析式為:,即.
(2)①當(dāng)B為直角頂點(diǎn)時,過B作BP1⊥AD交x軸于P1點(diǎn),∵Rt△AOB∽Rt△BOP1,∴.
∴,解得:OP1=1.
∴P1點(diǎn)坐標(biāo)為(1,0),②當(dāng)D為直角頂點(diǎn)時作P2D⊥BD,連接BP2,將與2聯(lián)立求出兩函數(shù)另一交點(diǎn)坐標(biāo):D點(diǎn)坐標(biāo)為:(5,),則AD=.
由A(-4,0),B(0,2)可得AB=.
∵∠DAP2=∠BAO,∠BOA=∠ADP2,∴△ABO∽△AP2D.∴.
∴,解得AP2=.
則OP2=.
∴P2點(diǎn)坐標(biāo)為(,0).
③當(dāng)P為直角頂點(diǎn)時,過點(diǎn)D作DE⊥x軸于點(diǎn)E,設(shè)P3(a,0),則由Rt△OBP3∽Rt△EP3D得:,∴.
∵方程無解,∴點(diǎn)P3不存在.
綜上所述,點(diǎn)P的坐標(biāo)為:P1(1,0)和P2(,0).
(1)根據(jù)交x軸于點(diǎn)A,與y軸交于點(diǎn)B,即可得出A,B兩點(diǎn)坐標(biāo),二次函數(shù)的圖象與x軸只有唯一的交點(diǎn)C,且OC=2.得出可設(shè)二次函數(shù),進(jìn)而求出即可.
(2)分點(diǎn)B為直角頂點(diǎn),點(diǎn)D為直角頂點(diǎn),點(diǎn)P為直角頂點(diǎn)三種情況討論,分別利用三角形相似對應(yīng)邊成比例求出即可.
18.在平面直角坐標(biāo)系中,直線y=x﹣2與x軸交于點(diǎn)B,與y軸交于點(diǎn)C,二次函數(shù)y=x2+bx+c的圖象經(jīng)過B,C兩點(diǎn),且與x軸的負(fù)半軸交于點(diǎn)A.
(1)求二次函數(shù)的解析式;
(2)如圖1,點(diǎn)M是線段BC上的一動點(diǎn),動點(diǎn)D在直線BC下方的二次函數(shù)圖象上.設(shè)點(diǎn)D的橫坐標(biāo)為m.
①過點(diǎn)D作DM⊥BC于點(diǎn)M,求線段DM關(guān)于m的函數(shù)關(guān)系式,并求線段DM的最大值;
②若△CDM為等腰直角三角形,直接寫出點(diǎn)M的坐標(biāo).
【答案】(1)y=x2﹣x﹣2;(2)①DM=﹣,DM的最大值為;②M的坐標(biāo)為()或(,﹣).
【分析】
(1)由直線y=x﹣2得B(4,0)、C(0,﹣2),將B(4,0)、C(0,﹣2)代入y=x2+bx+c,列方程組求出b、c即可;
(2)①過點(diǎn)DH∥AB,交直線y=x﹣2于點(diǎn)H.則∠H=∠OBC,OC=2,OB=4,BC=2,由sin∠H=sin∠OBC===,即=,設(shè)D(m,m2﹣m﹣2),則H(m2﹣3m,m2﹣m﹣2),DH=m﹣(m2﹣3m)=﹣m2+4m,所以DM=(﹣m2+4m)=﹣,當(dāng)m=2時,DM的最大值為;
②分兩種情況:當(dāng)CM⊥DM時,過點(diǎn)M作ME⊥y軸于點(diǎn)E,點(diǎn)D作DF∥y軸,交EM的延長線于點(diǎn)F;當(dāng)CD⊥DM時,過點(diǎn)D作DE⊥y軸于點(diǎn)E,點(diǎn)M作MF∥y軸,交ED的延長線于點(diǎn)F,分別求出t的值即可.
【詳解】
解(1)由直線y=x﹣2得
B(4,0)、C(0,﹣2),將B(4,0)、C(0,﹣2)代入y=x2+bx+c,解得b=,c=﹣2,∴二次函數(shù)的解析式y(tǒng)=x2﹣x﹣2;
(2)①過點(diǎn)DH∥AB,交直線y=x﹣2于點(diǎn)H.
∴∠H=∠OBC,∵B(4,0)、C(0,﹣2),∴OC=2,OB=4,BC=2
∴sin∠H=sin∠OBC===,即=,設(shè)D(m,m2﹣m﹣2),則H(m2﹣3m,m2﹣m﹣2),∴DH=m﹣(m2﹣3m)=﹣m2+4m,∴DM=(﹣m2+4m)=﹣,當(dāng)m=2時,DM的最大值為;
②Ⅰ.當(dāng)CM⊥DM時,過點(diǎn)M作ME⊥y軸于點(diǎn)E,點(diǎn)D作DF∥y軸,交EM的延長線于點(diǎn)F,∵△CDM為等腰直角三角形,易證△EMC≌△FDM,∴EM=DF,EC=MF,設(shè)M(t,t﹣2),則EM=t,OE=﹣t+2,∴CE=OC﹣OE=2﹣(﹣t+2)=t,MF=t,DF=t,EF=EM+MF=t+t=,OE+DF=﹣t+2+t=t+2,∴D(t,﹣t﹣2)
將D(t,﹣t﹣2)代入二次函數(shù)的解析式y(tǒng)=x2﹣x﹣2,解得t=0(舍去)或t=,∴M1();
Ⅱ.當(dāng)CD⊥DM時,過點(diǎn)D作DE⊥y軸于點(diǎn)E,點(diǎn)M作MF∥y軸,交ED的延長線于點(diǎn)F,∵△CDM為等腰直角三角形,易證△CED≌△DFM,∴DE=MF,EC=DF,設(shè)M(t,t﹣2),則EF=t,CE=,DE=t,MF=t,OC=t+2
∴D(t,﹣t﹣2),將D(t,﹣t﹣2)代入二次函數(shù)的解析式y(tǒng)=x2﹣x﹣2,解得t=0(舍去)或t=,∴M2(,﹣)
綜上,△CDM為等腰直角三角形,點(diǎn)M的坐標(biāo)為()或(,﹣).
【點(diǎn)睛】
本題考查了二次函數(shù)綜合,一次函數(shù)與坐標(biāo)軸的交點(diǎn),銳角三角函數(shù)的定義,全等三角形的判定與性質(zhì),等腰直角三角形的性質(zhì),熟運(yùn)用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式、熟練運(yùn)運(yùn)用二次函數(shù)的性質(zhì)以及一線三直角構(gòu)建全等三角形是解題的關(guān)鍵.
19.如圖,已知二次函數(shù)的圖象與軸交于、兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn),的半徑為,為上一動點(diǎn).
(1)求點(diǎn),的坐標(biāo)?
(2)是否存在點(diǎn),使得為直角三角形?若存在,求出點(diǎn)的坐標(biāo):若不存在,請說明理由.
【答案】(1),;(2)或,或或;
【分析】
(1)在拋物線解析式中令y=0可求得B點(diǎn)坐標(biāo),令x=0可求得C點(diǎn)坐標(biāo);
(2)①當(dāng)PB與⊙相切時,△PBC為直角三角形,根據(jù)勾股定理得到BC=5,過作軸于,軸于,易得,四邊形是矩形,根據(jù)相似三角形的性質(zhì)得到,設(shè),得到BE=3?x,CF=2x?4,于是得到,求得,過作軸于,軸于,同理求得;②當(dāng)BC⊥PC時,△PBC為直角三角形,過作軸于,易得,根據(jù)相似三角形的性質(zhì)求出,即可得到,同理可得.即可得到結(jié)論;
【詳解】
(1)在中,令,解得:,令,得,∴,;
(2)存在點(diǎn),使得為直角三角形,①當(dāng)與相切時,為直角三角形,如圖(2),連接,∵,∴,∵,∴,過作軸于,軸于,易得,四邊形是矩形,∴,設(shè),∴,∴,∴,∴,∴;
過作軸于,軸于,同理求得;
②當(dāng)時,為直角三角形,過作軸于,如圖(2),易得,∴,∴,∴;
同理可得:;
綜上所述:點(diǎn)的坐標(biāo)為:或,或或.
【點(diǎn)睛】
本題考查了二次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征,圓與直線的位置關(guān)系,勾股定理,相似三角形的判定和性質(zhì)等知識點(diǎn),正確的作出輔助線構(gòu)造相似三角形是解題的關(guān)鍵.
20.如圖,二次函數(shù)的圖象經(jīng)過,三點(diǎn).
(1)求該二次函數(shù)的解析式;
(2)點(diǎn)是線段上的動點(diǎn)(點(diǎn)與線段的端點(diǎn)不重合),若與相似,求點(diǎn)的坐標(biāo).
【答案】(1);(2)點(diǎn)的坐標(biāo)為
【分析】
(1)由A、B、C三點(diǎn)的坐標(biāo),利用待定系數(shù)法可求得拋物線的解析式;
(2)可求得直線AC的解析式,設(shè)G(k,-2k-2),可表示出AB、BC、AG的長,由條件可知只有△AGB∽△ABC,再利用相似三角形的性質(zhì)可求得k的值,從而可求得G點(diǎn)坐標(biāo).
【詳解】
(1)∵二次函數(shù)的圖象經(jīng)過,兩點(diǎn),∴設(shè)二次函數(shù)的解析式為.
∵二次函數(shù)的圖象經(jīng)過點(diǎn),解得.
∴二次函數(shù)的解析式為,即.
(2)設(shè)直線的函數(shù)解析式為,把的坐標(biāo)代入,可得解得
∴直線的函數(shù)解析式為.
設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為.
點(diǎn)與點(diǎn)不重合,與相似只有這一種情況.
由,得.,,解得或(舍去),∴點(diǎn)的坐標(biāo)為.
【點(diǎn)睛】
本題主要考查二次函數(shù)綜合應(yīng)用,涉及待定系數(shù)法、相似三角形的判定和性質(zhì)、勾股定理、平行四邊形的性質(zhì)等知識點(diǎn).在(1)中注意二次函數(shù)解析式三種形式的靈活運(yùn)用,在(2)中確定出只有△AGB∽△ABC一種情況是解題的突破口.
21.如圖,已知二次函數(shù)(,為常數(shù))的對稱軸為,與軸的交點(diǎn)為,的最大值為5,頂點(diǎn)為,過點(diǎn)且平行于軸的直線與拋物線交于點(diǎn),.(1)求該二次函數(shù)的解析式和點(diǎn),的坐標(biāo).(2)點(diǎn)是直線上的動點(diǎn),若點(diǎn),點(diǎn),點(diǎn)所構(gòu)成的三角形與相似,求出所有點(diǎn)的坐標(biāo).【答案】(1)y=?x2+2x+4;B(?1,1);A(3,1)(2)(3,1)或(?3,7)或(,)或(?,)
【分析】
(1)先確定頂點(diǎn)M的坐標(biāo),再設(shè)頂點(diǎn)式y(tǒng)=a(x?1)2+5,然后把C點(diǎn)坐標(biāo)代入求出a即可得到拋物線解析式;在計算函數(shù)值為1所對應(yīng)的自變量的值即可得到A、B點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)先計算出CD=3,BD=1,AM=2,CM=,AC=3,則利用勾股定理的逆定理得到△ACM為直角三角形,∠ACM=90°,根據(jù)相似三角形的判定,當(dāng)時,△MCP∽△BDC,即,解得PC=3,設(shè)此時P(x,?x+4),利用兩點(diǎn)間的距離公式得到x2+(?x+4?4)2=(3)2,求出x從而得到此時P點(diǎn)坐標(biāo);當(dāng)時,△MCP∽△CDB,即,解得PC=,利用同樣方法求出對應(yīng)的P點(diǎn)坐標(biāo).
【詳解】
(1)根據(jù)題意得拋物線的頂點(diǎn)M的坐標(biāo)為(1,5),設(shè)拋物線的解析式為y=a(x?1)2+5,把C(0,4)代入y=a(x?1)2+5得a+5=4,解得a=?1,所以拋物線解析式為y=?(x?1)2+5,即y=?x2+2x+4;
當(dāng)y=1時,?x2+2x+4=1,解得x1=?1,x2=3,則B(?1,1),A(3,1);
(2)∵,∴CD=3,BD=1,故AM==2,CM=,AC=
設(shè)直線AC的解析式為y=kx+b
把A(3,1),C(0,4)代入得
解得
∴直線AC的解析式為y=?x+4,∵CM2+AC2=AM2,∴△ACM為直角三角形,∠ACM=90°,∴∠BDC=∠MCP,如圖1,當(dāng)時,△MCP∽△BDC,即,解得PC=3,設(shè)此時P(x,?x+4),∴x2+(?x+4?4)2=(3)2,解得x=±3,則此時P點(diǎn)坐標(biāo)為(3,1)或(?3,7);
如圖2,當(dāng)時,△MCP∽△CDB,即,解得PC=,設(shè)此時P(x,?x+4),∴x2+(?x+4?4)2=()2,解得x=±,則此時P點(diǎn)坐標(biāo)為(,)或(?,);
綜上所述,滿足條件的P點(diǎn)坐標(biāo)為(3,1)或(?3,7)或(,)或(?,).
【點(diǎn)睛】
本題考查了二次函數(shù)的綜合題:熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì)和相似三角形的判定;會利用待定系數(shù)法求一次函數(shù)和二次函數(shù)的解析式;理解坐標(biāo)與圖形性質(zhì),記住兩點(diǎn)間的距離公式.
22.如圖,已知二次函數(shù)的圖像過點(diǎn)A(-4,3),B(4,4).(1)求二次函數(shù)的解析式:
(2)求證:△ACB是直角三角形;
(3)若點(diǎn)P在第二象限,且是拋物線上的一動點(diǎn),過點(diǎn)P作PH垂直x軸于點(diǎn)H,是否存在以P、H、D、為頂點(diǎn)的三角形與△ABC相似?若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請說明理由。
【答案】解:
(1)將A(-4,3),B(4,4)代人中,整理得:
解得
∴二次函數(shù)的解析式為:,即:。
(2)由
整理得,解得。
∴C
(-2,0),D。
∴AC2=4+9,BC2=36+16,AC2+
BC2=13+52=65,AB2=64+1=65,∴
AC2+
BC2=AB2
。∴△ACB是直角三角形。
(3)設(shè)(x<0),則PH=,HD=。
又∵AC=,BC=,①當(dāng)△PHD∽△ACB時有:,即:,整理得,解得(舍去),此時。
∴。
②當(dāng)△DHP∽△ACB時有:,即:,整理,解得(舍去),此時。
∴。
綜上所述,滿足條件的點(diǎn)有兩個即。
【解析】二次函數(shù)綜合題,曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,勾股定理和逆定理的應(yīng)用,相似三角形的判定性質(zhì),坐標(biāo)系中點(diǎn)的坐標(biāo)的特征,拋物線與x軸的交點(diǎn),解一元二次方程和二元一次方程組。
【分析】(1)求二次函數(shù)的解析式,也就是要求中a、b的值,只要把A(-4,3),B(4,4)代人即可。
(2)求證△ACB是直角三角形,只要求出AC,BC,AB的長度,然后用勾股定理及其逆定理去考察。
(3)分兩種情況進(jìn)行討論,①△DHP∽△BCA,②△PHD∽△BCA,然后分別利用相似三角形對應(yīng)邊成比例的性質(zhì)求出點(diǎn)P的坐標(biāo)。
23.如圖,二次函數(shù)的圖像交軸于,交軸于,過畫直線。
(1)求二次函數(shù)的解析式;
(2)若點(diǎn)P是拋物線上的動點(diǎn),點(diǎn)Q是直線上的動點(diǎn),請判斷是否存在以P、Q、O、C為頂點(diǎn)的四邊形為平行四邊形,若存在,請求出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請說明理由;
(3)在軸右側(cè)的點(diǎn)在二次函數(shù)圖像上,以為圓心的圓與直線相切,切點(diǎn)為。且△CHM∽△AOC(點(diǎn)與點(diǎn)對應(yīng)),求點(diǎn)的坐標(biāo)。
【答案】(1)
(2)(2,2),(,),(,);(,)。
(3)或
【解析】
試題分析:解:(1)∵二次函數(shù)的圖像交軸于,∴設(shè)該二次函數(shù)的解析式為:,又二次函數(shù)的圖像交軸于,將代入,得,解得,∴拋物線的解析式為,即;
(2)若OC為平行四邊形的邊,設(shè)P(,),Q(,),則PQ=,P、Q、O、C為頂點(diǎn)的四邊形為平行四邊形,則,∴(舍去),;∴(2,2),(,),(,);若OC為平行四邊形的對角線,則(,)。
(3)∵△CHM∽△AOC,點(diǎn)與點(diǎn)對應(yīng),∴
情形1:如上圖,當(dāng)在點(diǎn)下方時,∵
∴軸,∴,點(diǎn)在二次函數(shù)圖像上,∴,解得(舍去)或,∴;
情形2:如圖,當(dāng)在點(diǎn)上方時,∵,設(shè)交軸于點(diǎn)P,設(shè),則,在中,由勾股定理,得,解得,即,為直線與拋物線的另一交點(diǎn),設(shè)直線的解析式為,把的坐標(biāo)代入,得,解得,∴,由,解得,(舍去)或
此時,∴,∴點(diǎn)的坐標(biāo)為或
考點(diǎn):二次函數(shù)在幾何中的應(yīng)用
點(diǎn)評:該題需要考慮的情況有多種,這是難點(diǎn),需要學(xué)生經(jīng)常練習(xí),積累經(jīng)驗,結(jié)合圖形找出突破口。
24.如圖,三角形是以為底邊的等腰三角形,點(diǎn)、分別是一次函數(shù)的圖象與軸、軸的交點(diǎn),點(diǎn)在二次函數(shù)的圖象上,且該二次函數(shù)圖象上存在一點(diǎn)使四邊形能構(gòu)成平行四邊形.(1)試求、的值,并寫出該二次函數(shù)表達(dá)式;
(2)動點(diǎn)沿線段從到,同時動點(diǎn)沿線段從到都以每秒1個單位的速度運(yùn)動,問:
①當(dāng)運(yùn)動過程中能否存在?如果不存在請說明理由;如果存在請說明點(diǎn)的位置?
②當(dāng)運(yùn)動到何處時,四邊形的面積最???此時四邊形的面積是多少?
【答案】(1),;(2)
①當(dāng)點(diǎn)運(yùn)動到距離點(diǎn)個單位長度處,有;②當(dāng)點(diǎn)運(yùn)動到距離點(diǎn)個單位處時,四邊形面積最小,最小值為.【分析】
(1)根據(jù)一次函數(shù)解析式求出A和C的坐標(biāo),再由△ABC是等腰三角形可求出點(diǎn)B的坐標(biāo),根據(jù)平行四邊形的性質(zhì)求出點(diǎn)D的坐標(biāo),利用待定系數(shù)法即可得出二次函數(shù)的表達(dá)式;
(2)①設(shè)點(diǎn)P運(yùn)動了t秒,PQ⊥AC,進(jìn)而求出AP、CQ和AQ的值,再由△APQ∽△CAO,利用對應(yīng)邊成比例可求出t的值,即可得出答案;
②將問題化簡為△APQ的面積的最大值,根據(jù)幾何關(guān)系列出關(guān)于時間的二次函數(shù),根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì),求出函數(shù)的最大值,即求出△APQ的面積的最大值,進(jìn)而求出四邊形PDCQ面積的最小值.【詳解】
解:(1)由,令,得,所以點(diǎn);
令,得,所以點(diǎn),∵是以為底邊的等腰三角形,∴點(diǎn)坐標(biāo)為,又∵四邊形是平行四邊形,∴點(diǎn)坐標(biāo)為,將點(diǎn)、點(diǎn)代入二次函數(shù),可得,解得:,故該二次函數(shù)解析式為:.(2)∵,∴.①設(shè)點(diǎn)運(yùn)動了秒時,此時,,∵,∴,∴,∴,即,解得:.即當(dāng)點(diǎn)運(yùn)動到距離點(diǎn)個單位長度處,有.②∵,且,∴當(dāng)?shù)拿娣e最大時,四邊形的面積最小,當(dāng)動點(diǎn)運(yùn)動秒時,,設(shè)底邊上的高為,作于點(diǎn),由可得:,解得:,∴,∴當(dāng)時,達(dá)到最大值,此時,故當(dāng)點(diǎn)運(yùn)動到距離點(diǎn)個單位處時,四邊形面積最小,最小值為.【點(diǎn)睛】
本題考查的是二次函數(shù)的綜合題,難度系數(shù)較大,解題關(guān)鍵是將四邊形PDCQ面積的最小值轉(zhuǎn)化為△APQ的面積的最大值并根據(jù)題意列出的函數(shù)關(guān)系式.25.(14分)如圖,二次函數(shù)的圖象與x軸相交于點(diǎn)A(﹣3,0)、B(1,0),與y軸相交于點(diǎn)C,點(diǎn)G是二次函數(shù)圖象的頂點(diǎn),直線GC交x軸于點(diǎn)H(3,0),AD平行GC交y軸于點(diǎn)D.
(1)求該二次函數(shù)的表達(dá)式;
(2)求證:四邊形ACHD是正方形;
(3)如圖2,點(diǎn)M(t,p)是該二次函數(shù)圖象上的動點(diǎn),并且點(diǎn)M在第二象限內(nèi),過點(diǎn)M的直線交二次函數(shù)的圖象于另一點(diǎn)N.
①若四邊形ADCM的面積為S,請求出S關(guān)于t的函數(shù)表達(dá)式,并寫出t的取值范圍;
②若△CMN的面積等于,請求出此時①中S的值.
【答案】(1);(2)證明見試題解析;(3)①(﹣3<t<0);②12或.
【解析】
試題分析:(1)根據(jù)二次函數(shù)的圖象與x軸相交于點(diǎn)A(﹣3,0)、B(1,0),即可求出a、b的值,從而得到二次函數(shù)的表達(dá)式;
(2)先求出點(diǎn)C、G、H、D的坐標(biāo);然后得出AO=CO=DO=HO=3,AH⊥CD,從而得到四邊形ACHD是正方形;
(3)①作ME⊥x軸于點(diǎn)E,作MF⊥y軸于點(diǎn)F,則S=,再分別求出,即可;
②首先設(shè)點(diǎn)N的坐標(biāo)是(,),則NI=,∴=,再根據(jù)t<0,>0,可得==,得到,然后求出k的值,進(jìn)而求出,的值,再把它們代入S關(guān)于t的函數(shù)表達(dá)式,求出S的值是多少即可.
試題解析:(1)∵二次函數(shù)的圖象與x軸相交于點(diǎn)A(﹣3,0)、B(1,0),∴,解得:,∴二次函數(shù)的表達(dá)式為;
(2)如圖1,∵二次函數(shù)的表達(dá)式為,∴點(diǎn)C的坐標(biāo)為(0,3),∵=,∴點(diǎn)G的坐標(biāo)是(﹣1,4),∵點(diǎn)C的坐標(biāo)為(0,3),∴設(shè)CG所在的直線的解析式是,則﹣m+3=4,∴m=﹣1,∴CG所在的直線的解析式是,∴點(diǎn)H的坐標(biāo)是(3,0),設(shè)點(diǎn)D的坐標(biāo)是(0,p),則,∴p=﹣3,∵AO=CO=DO=HO=3,AH⊥CD,∴四邊形ACHD是正方形;
(3)①如圖2,作ME⊥x軸于點(diǎn)E,作MF⊥y軸于點(diǎn)F,∵四邊形ADCM的面積為S,∴S=,∵AO=OD=3,∴S△AOD=3×3÷2=4.5,∵點(diǎn)M(t,p)是與在第二象限內(nèi)的交點(diǎn),∴點(diǎn)M的坐標(biāo)是(t,),∵M(jìn)E=,MF=﹣t,∴S四邊形AOCM==,∴=(﹣3<t<0);
②如圖3,作NI⊥x軸于點(diǎn)I,設(shè)點(diǎn)N的坐標(biāo)是(,),則NI=,∴=,∵t<0,>0,∴==,∴,聯(lián)立,可得,∵、t是方程的兩個根,∴,∵,∴,解得或,(a)當(dāng)時,由,解得,或(舍去).
(b)當(dāng)時,由,解得,或(舍去),∴,或,當(dāng)時,S==,當(dāng)時,S===,∴S的值是12或.
考點(diǎn):1.二次函數(shù)綜合題;2.分類討論;3.壓軸題.
26.如圖,已知二次函數(shù)c為常數(shù)的圖象經(jīng)過點(diǎn),點(diǎn),頂點(diǎn)為點(diǎn)M,過點(diǎn)A作軸,交y軸于點(diǎn)D,交該二次函數(shù)圖象于點(diǎn)B,連結(jié)BC.
求該二次函數(shù)的解析式及點(diǎn)M的坐標(biāo).
過該二次函數(shù)圖象上一點(diǎn)P作y軸的平行線,交一邊于點(diǎn)Q,是否存在點(diǎn)P,使得以點(diǎn)P、Q、C、O為頂點(diǎn)的四邊形為平行四邊形,若存在,求出P點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,說明理由.
點(diǎn)N是射線CA上的動點(diǎn),若點(diǎn)M、C、N所構(gòu)成的三角形與相似,請直接寫出所有點(diǎn)N的坐標(biāo)直接寫出結(jié)果,不必寫解答過程.
【答案】二次函數(shù)解析式為,點(diǎn)M的坐標(biāo)為;
存在平行四邊形,;,,.
【解析】
【分析】
將點(diǎn)A、點(diǎn)C的坐標(biāo)代入函數(shù)解析式,即可求出b、c的值,通過配方法得到點(diǎn)M的坐標(biāo);
根據(jù)平行四邊形的判定對邊平行且相等,可得關(guān)于m的方程,根據(jù)解方程,可得答案;
由題意分析可得,則若與相似,則要進(jìn)行分類討論,分成∽或∽兩種,然后利用邊的對應(yīng)比值求出N點(diǎn)坐標(biāo)的橫坐標(biāo),再利用自變量與函數(shù)值的對應(yīng)關(guān)系,可得答案.
【詳解】
把點(diǎn),點(diǎn)代入二次函數(shù)得,解得
二次函數(shù)解析式為,配方得,點(diǎn)M的坐標(biāo)為;
由知,當(dāng)時,解之,或、令P點(diǎn)橫坐標(biāo)為m,當(dāng)PQ與BC邊相交時,此時不存在平行四邊形.
當(dāng)PQ與AC?邊相交時,由、可得直線AC解析式,,令,,此方程無解,此時不存在平行四邊形.
當(dāng)PQ與AB?邊相交時,、,令,化簡,得,解得,當(dāng)時,點(diǎn)坐標(biāo)為,此時,存在平行四邊形,;
連接MC,作軸并延長交AC于點(diǎn)N,則點(diǎn)G坐標(biāo)為,,把代入解得,則點(diǎn)P坐標(biāo)為,,,由此可知,若點(diǎn)N在AC上,則,則點(diǎn)D與點(diǎn)C必為相似三角形對應(yīng)點(diǎn)
若有∽,則有,,,若點(diǎn)N在y軸右側(cè),作軸,,把代入,解得,;
同理可得,若點(diǎn)N在y軸左側(cè),把代入,解得;
若有∽,則有,若點(diǎn)N在y軸右側(cè),把代入,解得;
若點(diǎn)N在y軸左側(cè),把代入,解得
;.
所有符合題意得點(diǎn)N坐標(biāo)有4個,分別為,,.
【點(diǎn)睛】
本題考查了二次函數(shù)綜合題,解的關(guān)鍵是利用待定系數(shù)法;解的關(guān)鍵是利用平行四邊形的判定得出關(guān)于m的方程,要分類討論,以防遺漏;解的關(guān)鍵是利用相似三角形的性質(zhì)得出N點(diǎn)的橫坐標(biāo),要分類討論,以防遺漏.
27.如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,二次函數(shù)的圖像與軸交于、兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn),點(diǎn)是拋物線頂點(diǎn),點(diǎn)是直線下方的拋物線上一動點(diǎn).
()這個二次函數(shù)的表達(dá)式為____________.
()設(shè)直線的解析式為,則不等式的解集為___________.
()連結(jié)、,并把沿翻折,得到四邊形,那么是否存在點(diǎn),使四邊形為菱形?若存在,請求出此時點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
()當(dāng)四邊形的面積最大時,求出此時點(diǎn)的坐標(biāo)和四邊形的最大面積.
()若把條件“點(diǎn)是直線下方的拋物線上一動點(diǎn).”改為“點(diǎn)是拋物線上的任一動點(diǎn)”,其它條件不變,當(dāng)以、、、為頂點(diǎn)的四邊形為梯形時,直接寫出點(diǎn)的坐標(biāo).
【答案】(1);(2)x≤0或x≥3;(3);(4)當(dāng)P(,)時,S四邊形ABPC最大;(5)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(-2,5),(2,-3)或(4,5).
【解析】
試題分析:(1)直接設(shè)成頂點(diǎn)式即可得出拋物線解析式;
(2)先確定出點(diǎn)B,C坐標(biāo),再根據(jù)圖象直接寫出范圍;
(3)利用菱形的性質(zhì)得出PO=PC即可得出點(diǎn)P的縱坐標(biāo),代入拋物線解析式即可得出結(jié)論;
(4)先利用坐標(biāo)系中幾何圖形的面積的計算方法建立函數(shù)關(guān)系式即可求出面積的最大值;
(5)先求出直線BC,BC,CD的解析式,分三種情況利用梯形的性質(zhì),一組對邊平行即可得出直線DP1,CP2,BP3的解析式,分別聯(lián)立拋物線的解析式建立方程組求解即可.
試題解析:解:(1)∵點(diǎn)D(1,﹣4)是拋物線y=x2+bx+c的頂點(diǎn),∴y=(x﹣1)2﹣4=x2﹣2x﹣3.故答案為y=x2﹣2x﹣3;
(2)令x=0,∴y=﹣3,∴C(0,﹣3),令y=0,∴x2﹣2x﹣3=0,∴x=﹣1或x=3,∴A(﹣1,0),B(3,0),∴不等式x2+bx+c≥kx+m的解集為x<0或>3.故答案為x<0或>3;
(3)如圖1.∵四邊形POP′C為菱形,∴PO=PC.∵C(0,﹣3),∴點(diǎn)P的縱坐標(biāo)為﹣.∵P在拋物線y=x2﹣2x﹣3上,∴﹣=x2﹣2x﹣3,∴x=或x=(舍),∴P(.﹣);
(4)如圖2,由(1)知,B(3,0),C(0,﹣3),∴直線BC的解析式為y=x﹣3,過點(diǎn)P作PE∥y軸交BC于E,設(shè)P(m,m2﹣2m﹣3),(0<m<3)
∴E(m,m﹣3),∴PE=m﹣3﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+3m.∵A(﹣1,0),B(3,0),C(0,﹣3),∴S四邊形ABPC=S△ABC+S△PCE+S△PBE=AB?OC+PE?|xP|+PE?|xB﹣xP|
=AB?OC+PE(|xP|+|xB﹣xP|)=×4×3+(﹣m2+3m)×(m+3﹣m)
=6+×(﹣m2+3m)=﹣(m﹣)2+
當(dāng)m=時,S四邊形ABPC最大=.
當(dāng)m=時,m2﹣2m﹣3=,∴P(,).
(5)如圖,由(1)知,B(3,0),C(0,﹣3),D(1,﹣4),∴直線BC的解析式為y=x﹣3,直線BD的解析式為y=2x﹣6,直線CD的解析式為y=﹣x﹣3.∵以P、C、D、B為頂點(diǎn)的四邊形為梯形.∵拋物線的解析式為y=x2﹣2x﹣3①;
①當(dāng)DP1∥BC時,∴直線DP1的解析式為y=x﹣5②,聯(lián)立①②解得,點(diǎn)P1(2,﹣3),[另一個點(diǎn)為(1,﹣4)和點(diǎn)D重合,舍去]
②當(dāng)CP2∥BD時,∴直線CP2的解析式為y=2x﹣3③,聯(lián)立①③解得點(diǎn)P2(4,5)
③當(dāng)BP3∥CD時,∴直線BP3∥CD的解析式為y=﹣x+3④,聯(lián)立①④解得點(diǎn)P3(﹣2,5).
綜上所述:以P、C、D、B為頂點(diǎn)的四邊形為梯形時,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(﹣2,5)、(2,﹣3)或(4,5).
點(diǎn)睛:本題是二次函數(shù)綜合題,主要考查了待定系數(shù)法求拋物線解析式,不規(guī)則圖形的面積的計算方法,菱形的性質(zhì),梯形的性質(zhì),解答本題的關(guān)鍵是用方程或方程組的思想解決問題.
28.如圖,已知二次函數(shù)圖象的頂點(diǎn)坐標(biāo)為A(1,4),與坐標(biāo)軸交于B、C、D三點(diǎn),且B點(diǎn)的坐標(biāo)為(-1,0).
(1)求二次函數(shù)的解析式;
(2)在二次函數(shù)圖象位于x軸上方部分有兩個動點(diǎn)M、N,且點(diǎn)N在點(diǎn)M的左側(cè),過M、N作x軸的垂線交x軸于點(diǎn)G、H兩點(diǎn),當(dāng)四邊形MNHG為矩形時,求該矩形周長的最大值.
【答案】(1)y=-;(2)周長最大值為10
【分析】
(1)設(shè)二次函數(shù)表達(dá)式為:y=a(x?1)2+4,將點(diǎn)B的坐標(biāo)代入上式,即可求解;
(2)設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(x,?x2+2x+3),根據(jù)對稱性得到點(diǎn)N(2?x,?x2+2x+3),再表示出矩形MNHG的周長C=2MN+2GM=2(2x?2)+2(?x2+2x+3)=?2x2+8x+2,即可求解.
【詳解】
(1)設(shè)拋物線的解析式為y=,把B(-1,0)代入解析式得:4a+4=0,解得a=-1,∴y=-=-;
(2)設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(x,?x2+2x+3),∵二次函數(shù)對稱軸為x=1,∴點(diǎn)N(2?x,?x2+2x+3),則MN=x?2+x=2x?2,GM=?x2+2x+3,矩形MNHG的周長C=2MN+2GM=2(2x?2)+2(?x2+2x+3)=?2x2+8x+2,∵?2<0,故當(dāng)x=?=2,C有最大值,最大值為10,故該矩形周長的最大值為10.
【點(diǎn)睛】
主要考查了二次函數(shù)的解析式的求法和與幾何圖形結(jié)合的綜合能力的培養(yǎng).要會利用數(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.