2021年中考數(shù)學第三輪沖刺復習:二次函數(shù)
解答題專題練習
1、如圖,拋物線與x軸交于A,B兩點,與y軸交于點C(0,﹣2),點A的坐標是(2,0),P為拋物線上的一個動點,過點P作PD⊥x軸于點D,交直線BC于點E,拋物線的對稱軸是直線x=﹣1.
(1)求拋物線的函數(shù)表達式;
(2)若點P在第二象限內(nèi),且PE=OD,求△PBE的面積.
(3)在(2)的條件下,若M為直線BC上一點,在x軸的上方,是否存在點M,使△BDM是以BD為腰的等腰三角形?若存在,求出點M的坐標;若不存在,請說明理由.
2、如圖,拋物線y=﹣x2+bx+c與x軸交于A、B兩點(A在B的左側(cè)),與y軸交于點N,過A點的直線l:y=kx+n與y軸交于點C,與拋物線y=﹣x2+bx+c的另一個交點為D,已知A(﹣1,0),D(5,﹣6),P點為拋物線y=﹣x2+bx+c上一動點(不與A、D重合).
(1)求拋物線和直線l的解析式;
(2)當點P在直線l上方的拋物線上時,過P點作PE∥x軸交直線l于點E,作PF∥y軸交直線l于點F,求PE+PF的最大值;
(3)設M為直線l上的點,探究是否存在點M,使得以點N、C,M、P為頂點的四邊形為平行四邊形?若存在,求出點M的坐標;若不存在,請說明理由.
3、如圖,在平面直角坐標系中,正方形OABC的邊長為4,邊OA,OC分別在x軸,y軸的正半軸上,把正方形OABC的內(nèi)部及邊上,橫、縱坐標均為整數(shù)的點稱為好點.點P為拋物線y=﹣(x﹣m)2+m+2的頂點.
(1)當m=0時,求該拋物線下方(包括邊界)的好點個數(shù).
(2)當m=3時,求該拋物線上的好點坐標.
(3)若點P在正方形OABC內(nèi)部,該拋物線下方(包括邊界)恰好存在8個好點,求m的取值范圍.
4、如圖,在平面直角坐標系中,拋物線y=ax2+bx+2(a≠0)與x軸交于A,B兩點(點A在點B的左側(cè)),與y軸交于點C,拋物線經(jīng)過點D(﹣2,﹣3)和點E(3,2),點P是第一象限拋物線上的一個動點.
(1)求直線DE和拋物線的表達式;
(2)在y軸上取點F(0,1),連接PF,PB,當四邊形OBPF的面積是7時,求點P的坐標;
(3)在(2)的條件下,當點P在拋物線對稱軸的右側(cè)時,直線DE上存在兩點M,N(點M在點N的上方),且MN=2,動點Q從點P出發(fā),沿P→M→N→A的路線運動到終點A,當點Q的運動路程最短時,請直接寫出此時點N的坐標.
5、如圖,已知直線AB與拋物線C:y=ax2+2x+c相交于點A(﹣1,0)和點B(2,3)兩點.
(1)求拋物線C函數(shù)表達式;
(2)若點M是位于直線AB上方拋物線上的一動點,以MA、MB為相鄰的兩邊作平行四邊形MANB,當平行四邊形MANB的面積最大時,求此時平行四邊形MANB的面積S及點M的坐標;
(3)在拋物線C的對稱軸上是否存在定點F,使拋物線C上任意一點P到點F的距離等于到直線y=的距離?若存在,求出定點F的坐標;若不存在,請說明理由.
6、在平面直角坐標系中,正方形ABCD的四個頂點坐標分別為A(﹣2,4),B(﹣2,﹣2),C(4,﹣2),D(4,4).
(1)填空:正方形的面積為 ;當雙曲線y=(k≠0)與正方形ABCD有四個交點時,k的取值范圍是: ;
(2)已知拋物線L:y=a(x﹣m)2+n(a>0)頂點P在邊BC上,與邊AB,DC分別相交于點E,F(xiàn),過點B的雙曲線y=(k≠0)與邊DC交于點N.
①點Q(m,﹣m2﹣2m+3)是平面內(nèi)一動點,在拋物線L的運動過程中,點Q隨m運動,分別切運動過程中點Q在最高位置和最低位置時的坐標;
②當點F在點N下方,AE=NF,點P不與B,C兩點重合時,求﹣的值;
③求證:拋物線L與直線x=1的交點M始終位于x軸下方.
7、如圖,若b是正數(shù),直線l:y=b與y軸交于點A;直線a:y=x﹣b與y軸交于點B;拋物線L:y=﹣x2+bx的頂點為C,且L與x軸右交點為D.
(1)若AB=8,求b的值,并求此時L的對稱軸與a的交點坐標;
(2)當點C在l下方時,求點C與l距離的最大值;
(3)設x0≠0,點(x0,y1),(x0,y2),(x0,y3)分別在l,a和L上,且y3是y1,y2的平均數(shù),求點(x0,0)與點D間的距離;
(4)在L和a所圍成的封閉圖形的邊界上,把橫、縱坐標都是整數(shù)的點稱為“美點”,分別直接寫出b=2019和b=2019.5時“美點”的個數(shù).
8、在平面直角坐標系xOy中,頂點為A的拋物線與x軸交于B、C兩點,與y軸交于點D,已知A(1,4),B(3,0).
(1)求拋物線對應的二次函數(shù)表達式;
(2)探究:如圖1,連接OA,作DE∥OA交BA的延長線于點E,連接OE交AD于點F,M是BE的中點,則OM是否將四邊形OBAD分成面積相等的兩部分?請說明理由;
(3)應用:如圖2,P(m,n)是拋物線在第四象限的圖象上的點,且m+n=﹣1,連接PA、PC,在線段PC上確定一點M,使AN平分四邊形ADCP的面積,求點N的坐標.
提示:若點A、B的坐標分別為(x1,y1)、(x2,y2),則線段AB的中點坐標為(,).
9、若二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖象與x軸、y軸分別交于點A(3,0)、B(0,﹣2),且過點C(2,﹣2).
(1)求二次函數(shù)表達式;
(2)若點P為拋物線上第一象限內(nèi)的點,且S△PBA=4,求點P的坐標;
(3)在拋物線上(AB下方)是否存在點M,使∠ABO=∠ABM?若存在,求出點M到y(tǒng)軸的距離;若不存在,請說明理由.
10、如圖,頂點為M的拋物線y=ax2+bx+3與x軸交于A(﹣1,0),B兩點,與y軸交于點C,過點C作CD⊥y軸交拋物線于另一點D,作DE⊥x軸,垂足為點E,雙曲線y=(x>0)經(jīng)過點D,連接MD,BD.
(1)求拋物線的表達式;
(2)點N,F(xiàn)分別是x軸,y軸上的兩點,當以M,D,N,F(xiàn)為頂點的四邊形周長最小時,求出點N,F(xiàn)的坐標;
(3)動點P從點O出發(fā),以每秒1個單位長度的速度沿OC方向運動,運動時間為t秒,當t為何值時,∠BPD的度數(shù)最大?(請直接寫出結(jié)果)
11、如圖,頂點為M的拋物線y=ax2+bx+3與x軸交于A(3,0),B(﹣1,0)兩點,與y軸交于點C.
(1)求這條拋物線對應的函數(shù)表達式;
(2)問在y軸上是否存在一點P,使得△PAM為直角三角形?若存在,求出點P的坐標;若不存在,說明理由.
(3)若在第一象限的拋物線下方有一動點D,滿足DA=OA,過D作DG⊥x軸于點G,設△ADG的內(nèi)心為I,試求CI的最小值.
12、如圖,在平面直角坐標系中,拋物線y=x2﹣2x﹣3與x軸交于點A,B(點A在點B的左側(cè)),交y軸于點C,點D為拋物線的頂點,對稱軸與x軸交于點E.
(1)連結(jié)BD,點M是線段BD上一動點(點M不與端點B,D重合),過點M作MN⊥BD,交拋物線于點N(點N在對稱軸的右側(cè)),過點N作NH⊥x軸,垂足為H,交BD于點F,點P是線段OC上一動點,當MN取得最大值時,求HF+FP+PC的最小值;
(2)在(1)中,當MN取得最大值,HF+FP+PC取得最小值時,把點P向上平移個單位得到點Q,連結(jié)AQ,把△AOQ繞點O順時針旋轉(zhuǎn)一定的角度α(0°<α<360°),得到△A′OQ′,其中邊A′Q′交坐標軸于點G.在旋轉(zhuǎn)過程中,是否存在一點G,使得∠Q'=∠Q'OG?若存在,請直接寫出所有滿足條件的點Q′的坐標;若不存在,請說明理由.
參考答案
2021年中考數(shù)學第三輪沖刺復習:二次函數(shù)
解答題專題練習
1、如圖,拋物線與x軸交于A,B兩點,與y軸交于點C(0,﹣2),點A的坐標是(2,0),P為拋物線上的一個動點,過點P作PD⊥x軸于點D,交直線BC于點E,拋物線的對稱軸是直線x=﹣1.
(1)求拋物線的函數(shù)表達式;
(2)若點P在第二象限內(nèi),且PE=OD,求△PBE的面積.
(3)在(2)的條件下,若M為直線BC上一點,在x軸的上方,是否存在點M,使△BDM是以BD為腰的等腰三角形?若存在,求出點M的坐標;若不存在,請說明理由.
【解答】解:(1)點A的坐標是(2,0),拋物線的對稱軸是直線x=﹣1,則點B(﹣4,0),則函數(shù)的表達式為:y=a(x﹣2)(x+4)=a(x2+2x﹣8),即:﹣8a=﹣2,解得:a=,故拋物線的表達式為:y=x2+x﹣2;
(2)將點B、C的坐標代入一次函數(shù)表達式:y=mx+n并解得:
直線BC的表達式為:y=﹣x﹣2,則tan∠ABC=,則sin∠ABC=,設點D(x,0),則點P(x,x2+x﹣2),點E(x,x﹣2),∵PE=OD,∴PE=(x2+x﹣2﹣x+2)=(﹣x),解得:x=0或﹣5(舍去x=0),即點D(﹣5,0)
S△PBE=×PE×BD=(x2+x﹣2﹣x+2)(﹣4﹣x)=;
(3)由題意得:△BDM是以BD為腰的等腰三角形,①當BD=BM時,過點M作MH⊥x軸于點H,BD=1=BM,則MH=y(tǒng)M=BMsin∠ABC=1×=,則xM=,故點M(﹣,﹣);
②當BD=DM(M′)時,同理可得:點M′(﹣,);
故點M坐標為(﹣,﹣)或(﹣,).
2、如圖,拋物線y=﹣x2+bx+c與x軸交于A、B兩點(A在B的左側(cè)),與y軸交于點N,過A點的直線l:y=kx+n與y軸交于點C,與拋物線y=﹣x2+bx+c的另一個交點為D,已知A(﹣1,0),D(5,﹣6),P點為拋物線y=﹣x2+bx+c上一動點(不與A、D重合).
(1)求拋物線和直線l的解析式;
(2)當點P在直線l上方的拋物線上時,過P點作PE∥x軸交直線l于點E,作PF∥y軸交直線l于點F,求PE+PF的最大值;
(3)設M為直線l上的點,探究是否存在點M,使得以點N、C,M、P為頂點的四邊形為平行四邊形?若存在,求出點M的坐標;若不存在,請說明理由.
【解答】解:(1)將點A、D的坐標代入直線表達式得:,解得:,故直線l的表達式為:y=﹣x﹣1,將點A、D的坐標代入拋物線表達式,同理可得拋物線的表達式為:y=﹣x2+3x+4;
(2)直線l的表達式為:y=﹣x﹣1,則直線l與x軸的夾角為45°,即:則PE=PE,設點P坐標為(x,﹣x2+3x+4)、則點F(x,﹣x﹣1),PE+PF=2PF=2(﹣x2+3x+4+x+1)=﹣2(x﹣2)2+18,∵﹣2<0,故PE+PF有最大值,當x=2時,其最大值為18;
(3)NC=5,①當NC是平行四邊形的一條邊時,設點P坐標為(x,﹣x2+3x+4)、則點M(x,﹣x﹣1),由題意得:|yM﹣yP|=5,即:|﹣x2+3x+4+x+1|=5,解得:x=2或0或4(舍去0),則點P坐標為(2+,﹣3﹣)或(2﹣,﹣3+)或(4,﹣5);
②當NC是平行四邊形的對角線時,則NC的中點坐標為(﹣,2),設點P坐標為(m,﹣m2+3m+4)、則點M(n,﹣n﹣1),N、C,M、P為頂點的四邊形為平行四邊形,則NC的中點即為PM中點,即:﹣=,2=,解得:m=0或﹣4(舍去0),故點P(﹣4,3);
故點P的坐標為:(2+,﹣3﹣)或(2﹣,﹣3+)或(4,﹣5)或(﹣4,3).
3、如圖,在平面直角坐標系中,正方形OABC的邊長為4,邊OA,OC分別在x軸,y軸的正半軸上,把正方形OABC的內(nèi)部及邊上,橫、縱坐標均為整數(shù)的點稱為好點.點P為拋物線y=﹣(x﹣m)2+m+2的頂點.
(1)當m=0時,求該拋物線下方(包括邊界)的好點個數(shù).
(2)當m=3時,求該拋物線上的好點坐標.
(3)若點P在正方形OABC內(nèi)部,該拋物線下方(包括邊界)恰好存在8個好點,求m的取值范圍.
【解答】解:(1)如圖1中,當m=0時,二次函數(shù)的表達式y(tǒng)=﹣x2+2,函數(shù)圖象如圖1所示.
∵當x=0時,y=2,當x=1時,y=1,∴拋物線經(jīng)過點(0,2)和(1,1),觀察圖象可知:好點有:(0,0),(0,1),(0,2),(1,0),(1,1),共5個.
(2)如圖2中,當m=3時,二次函數(shù)解析式為y=﹣(x﹣3)2+5.如圖2.
∵當x=1時,y=1,當x=2時,y=4,當x=4時,y=4,∴拋物線經(jīng)過(1,1),(2,4),(4,4),共線圖象可知,拋物線上存在好點,坐標分別為(1,1),(2,4),(4,4).
(3)如圖3中,∵拋物線的頂點P(m,m+2),∴拋物線的頂點P在直線y=x+2上,∵點P在正方形內(nèi)部,則0<m<2,如圖3中,E(2,1),F(xiàn)(2,2),觀察圖象可知,當點P在正方形OABC內(nèi)部,該拋物線下方(包括邊界)恰好存在8個好點時,拋物線與線段EF有交點(點F除外),當拋物線經(jīng)過點E時,﹣(2﹣m)2+m+2=1,解得m=或(舍棄),當拋物線經(jīng)過點F時,﹣(2﹣m)2+m+2=2,解得m=1或4(舍棄),∴當≤m<1時,頂點P在正方形OABC內(nèi)部,該拋物線下方(包括邊界)恰好存在8個好點.
4、如圖,在平面直角坐標系中,拋物線y=ax2+bx+2(a≠0)與x軸交于A,B兩點(點A在點B的左側(cè)),與y軸交于點C,拋物線經(jīng)過點D(﹣2,﹣3)和點E(3,2),點P是第一象限拋物線上的一個動點.
(1)求直線DE和拋物線的表達式;
(2)在y軸上取點F(0,1),連接PF,PB,當四邊形OBPF的面積是7時,求點P的坐標;
(3)在(2)的條件下,當點P在拋物線對稱軸的右側(cè)時,直線DE上存在兩點M,N(點M在點N的上方),且MN=2,動點Q從點P出發(fā),沿P→M→N→A的路線運動到終點A,當點Q的運動路程最短時,請直接寫出此時點N的坐標.
【解答】解:(1)將點D、E的坐標代入函數(shù)表達式得:,解得:,故拋物線的表達式為:y=﹣x2+x+2,同理可得直線DE的表達式為:y=x﹣1…①;
(2)如圖1,連接BF,過點P作PH∥y軸交BF于點H,將點FB代入一次函數(shù)表達式,同理可得直線BF的表達式為:y=﹣x+1,設點P(x,﹣x2+x+2),則點H(x,﹣x+1),S四邊形OBPF=S△OBF+S△PFB=×4×1+×PH×BO=2+2(﹣x2+x+2+x﹣1)=7,解得:x=2或,故點P(2,3)或(,);
(3)當點P在拋物線對稱軸的右側(cè)時,點P(2,3),過點M作A′M∥AN,過作點A′直線DE的對稱點A″,連接PA″交直線DE于點M,此時,點Q運動的路徑最短,∵MN=2,相當于向上、向右分別平移2個單位,故點A′(1,2),A′A″⊥DE,則直線A′A″過點A′,則其表達式為:y=﹣x+3…②,聯(lián)立①②得x=2,則A′A″中點坐標為(2,1),由中點坐標公式得:點A″(3,0),同理可得:直線AP″的表達式為:y=﹣3x+9…③,聯(lián)立①③并解得:x=,即點M(,),點M沿BD向下平移2個單位得:N(,﹣).
5、如圖,已知直線AB與拋物線C:y=ax2+2x+c相交于點A(﹣1,0)和點B(2,3)兩點.
(1)求拋物線C函數(shù)表達式;
(2)若點M是位于直線AB上方拋物線上的一動點,以MA、MB為相鄰的兩邊作平行四邊形MANB,當平行四邊形MANB的面積最大時,求此時平行四邊形MANB的面積S及點M的坐標;
(3)在拋物線C的對稱軸上是否存在定點F,使拋物線C上任意一點P到點F的距離等于到直線y=的距離?若存在,求出定點F的坐標;若不存在,請說明理由.
【解答】解:(1)由題意把點(﹣1,0)、(2,3)代入y=ax2+2x+c,得,解得a=﹣1,c=3,∴此拋物線C函數(shù)表達式為:y=﹣x2+2x+3;
(2)如圖1,過點M作MH⊥x軸于H,交直線AB于K,將點(﹣1,0)、(2,3)代入y=kx+b中,得,解得,k=1,b=1,∴yAB=x+1,設點M(a,﹣a2+2a+3),則K(a,a+1),則MK=﹣a2+2a+3﹣(a+1)
=﹣(a﹣)2+,根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)可知,當a=時,MK有最大長度,∴S△AMB最大=S△AMK+S△BMK
=MK?AH+MK?(xB﹣xH)
=MK?(xB﹣xA)
=××3
=,∴以MA、MB為相鄰的兩邊作平行四邊形MANB,當平行四邊形MANB的面積最大時,S最大=2S△AMB最大=2×=,M(,);
(3)y=﹣x2+2x+3
=﹣(x﹣1)2+4,∴對稱軸為直線x=1,當y=0時,x1=﹣1,x2=3,∴拋物線與點x軸正半軸交于點C(3,0),如圖2,分別過點B,C作直線y=的垂線,垂足為N,H,設拋物線對稱軸上存在點F,使拋物線C上任意一點P到點F的距離等于到直線y=的距離,其中F(1,a),連接BF,CF,則BF=BN=﹣3=,CF=CH=,由題意可列:,解得,a=,∴F(1,).
6、在平面直角坐標系中,正方形ABCD的四個頂點坐標分別為A(﹣2,4),B(﹣2,﹣2),C(4,﹣2),D(4,4).
(1)填空:正方形的面積為 36 ;當雙曲線y=(k≠0)與正方形ABCD有四個交點時,k的取值范圍是: 0<k<4或﹣8<k<0 ;
(2)已知拋物線L:y=a(x﹣m)2+n(a>0)頂點P在邊BC上,與邊AB,DC分別相交于點E,F(xiàn),過點B的雙曲線y=(k≠0)與邊DC交于點N.
①點Q(m,﹣m2﹣2m+3)是平面內(nèi)一動點,在拋物線L的運動過程中,點Q隨m運動,分別切運動過程中點Q在最高位置和最低位置時的坐標;
②當點F在點N下方,AE=NF,點P不與B,C兩點重合時,求﹣的值;
③求證:拋物線L與直線x=1的交點M始終位于x軸下方.
【解答】解:(1)由點A(﹣2,4),B(﹣2,﹣2)可知正方形的邊長為6,∴正方形面積為36;
有四個交點時0<k<4或﹣8<k<0;
故答案為36,0<k<4或﹣8<k<0;
(2)①由題意可知,﹣2≤m≤4,yQ=﹣m2﹣2m+3=﹣(m+1)2+4,當m=﹣1,yQ最大=4,在運動過程中點Q在最高位置時的坐標為(﹣1,4),當m<﹣1時,yQ隨m的增大而增大,當m=﹣2時,yQ最小=3,當m>﹣1時,yQ隨m的增大而減小,當m=4時,yQ最小=﹣21,∴3>﹣21,∴yQ最小=﹣21,點Q在最低位置時的坐標(4,﹣21),∴在運動過程中點Q在最高位置時的坐標為(﹣1,4),最低位置時的坐標為(4,﹣21);
②當雙曲線y=經(jīng)過點B(﹣2,﹣2)時,k=4,∴N(4,1),∵頂點P(m,n)在邊BC上,∴n=﹣2,∴BP=m+2,CP=4﹣m,∵拋物線y=a(x﹣m)2﹣2(a>0)與邊AB、DC分別交于點E、F,∴E(﹣2,a(﹣2﹣m)2﹣2),F(xiàn)(4,a(4﹣m)2﹣2),∴BE=a(﹣2﹣m)2,CF=a(4﹣m)2,∴=﹣,∴a(m+2)﹣a(4﹣m)=2am﹣2a=2a(m﹣1),∵AE=NF,點F在點N下方,∴6﹣a(﹣2﹣m)2=3﹣a(4﹣m)2,∴12a(m﹣1)=3,∴a(m﹣1)=,∴=;
③由題意得,M(1,a(1﹣m)2﹣2),∴yM=a(1﹣m)2﹣2(﹣2≤m≤4),即yM=a(m﹣1)2﹣2(﹣2≤m≤4),∵a>0,∴對應每一個a(a>0)值,當m=1時,yM最小=﹣2,當m=﹣2或4時,yM最大=9a﹣2,當m=4時,y=a(x﹣4)2﹣2,∴F(4,﹣2),E(﹣2,36a﹣2),∵點E在邊AB上,且此時不與B重合,∴﹣2<36a﹣2≤4,∴0<a≤,∴﹣2<9a﹣2≤﹣,∴yM≤﹣,同理m=﹣2時,y=y(tǒng)=a(x+2)2﹣2,∴E(﹣2,﹣2),F(xiàn)(4,36a﹣2),∵點F在邊CD上,且此時不與C重合,∴﹣2<36a﹣2≤4,解得0<a≤,∴﹣2<9a﹣2≤﹣,∴yM≤﹣,綜上所述,拋物線L與直線x=1的交點M始終位于x軸下方;
7、如圖,若b是正數(shù),直線l:y=b與y軸交于點A;直線a:y=x﹣b與y軸交于點B;拋物線L:y=﹣x2+bx的頂點為C,且L與x軸右交點為D.
(1)若AB=8,求b的值,并求此時L的對稱軸與a的交點坐標;
(2)當點C在l下方時,求點C與l距離的最大值;
(3)設x0≠0,點(x0,y1),(x0,y2),(x0,y3)分別在l,a和L上,且y3是y1,y2的平均數(shù),求點(x0,0)與點D間的距離;
(4)在L和a所圍成的封閉圖形的邊界上,把橫、縱坐標都是整數(shù)的點稱為“美點”,分別直接寫出b=2019和b=2019.5時“美點”的個數(shù).
【解答】解:(1)當x=0吋,y=x﹣b=﹣b,∴B
(0,﹣b),∵AB=8,而A(0,b),∴b﹣(﹣b)=8,∴b=4.
∴L:y=﹣x2+4x,∴L的對稱軸x=2,當x=2吋,y=x﹣4=﹣2,∴L的對稱軸與a的交點為(2,﹣2);
(2)y=﹣(x﹣)2+,∴L的頂點C()
∵點C在l下方,∴C與l的距離b﹣=﹣(b﹣2)2+1≤1,∴點C與1距離的最大值為1;
(3)由題意得,即y1+y2=2y3,得b+x0﹣b=2(﹣x02+bx0)
解得x0=0或x0=b﹣.但x0#0,取x0=b﹣,對于L,當y=0吋,0=﹣x2+bx,即0=﹣x(x﹣b),解得x1=0,x2=b,∵b>0,∴右交點D(b,0).
∴點(x0,0)與點D間的距離b﹣(b﹣)=
(4)①當b=2019時,拋物線解析式L:y=﹣x2+2019x
直線解析式a:y=x﹣2019
聯(lián)立上述兩個解析式可得:x1=﹣1,x2=2019,∴可知每一個整數(shù)x的值
都對應的一個整數(shù)y值,且﹣1和2019之間(包括﹣1和﹣2019)共有2021個整數(shù);
∵另外要知道所圍成的封閉圖形邊界分兩部分:線段和拋物線,∴線段和拋物線上各有2021個整數(shù)點
∴總計4042個點,∵這兩段圖象交點有2個點重復,∴美點”的個數(shù):4042﹣2=4040(個);
②當b=2019.5時,拋物線解析式L:y=﹣x2+2019.5x,直線解析式a:y=x﹣2019.5,聯(lián)立上述兩個解析式可得:x1=﹣1,x2=2019.5,∴當x取整數(shù)時,在一次函數(shù)y=x﹣2019.5上,y取不到整數(shù)值,因此在該圖象上“美點”為0,在二次函數(shù)y=x2+2019.5x圖象上,當x為偶數(shù)時,函數(shù)值y可取整數(shù),可知﹣1到2019.5之
間有1009個偶數(shù),并且在﹣1和2019.5之間還有整數(shù)0,驗證后可知0也符合條件,因此“美點”共有1010個.
故b=2019時“美點”的個數(shù)為4040個,b=2019.5時“美點”的個數(shù)為1010個.
8、在平面直角坐標系xOy中,頂點為A的拋物線與x軸交于B、C兩點,與y軸交于點D,已知A(1,4),B(3,0).
(1)求拋物線對應的二次函數(shù)表達式;
(2)探究:如圖1,連接OA,作DE∥OA交BA的延長線于點E,連接OE交AD于點F,M是BE的中點,則OM是否將四邊形OBAD分成面積相等的兩部分?請說明理由;
(3)應用:如圖2,P(m,n)是拋物線在第四象限的圖象上的點,且m+n=﹣1,連接PA、PC,在線段PC上確定一點M,使AN平分四邊形ADCP的面積,求點N的坐標.
提示:若點A、B的坐標分別為(x1,y1)、(x2,y2),則線段AB的中點坐標為(,).
【解答】解:(1)函數(shù)表達式為:y=a(x﹣1)2+4,將點B坐標的坐標代入上式得:0=a(3﹣1)2+4,解得:a=﹣1,故拋物線的表達式為:y=﹣x2+2x﹣3;
(2)OM將四邊形OBAD分成面積相等的兩部分,理由:
如圖1,∵DE∥AO,S△ODA=S△OEA,S△ODA+S△AOM=S△OEA+S△AOM,即:S四邊形OMAD=S△OBM,∴S△OME=S△OBM,∴S四邊形OMAD=S△OBM;
(3)設點P(m,n),n=﹣m2+2m+3,而m+n=﹣1,解得:m=﹣1或4,故點P(4,﹣5);
如圖2,故點D作QD∥AC交PC的延長線于點Q,由(2)知:點N是PQ的中點,將點C(﹣1,0)、P(4,﹣5)的坐標代入一次函數(shù)表達式并解得:
直線PC的表達式為:y=﹣x﹣1…①,同理直線AC的表達式為:y=2x+2,直線DQ∥CA,且直線DQ經(jīng)過點D(0,3),同理可得直線DQ的表達式為:y=2x+3…②,聯(lián)立①②并解得:x=﹣,即點Q(﹣,),∵點N是PQ的中點,由中點公式得:點N(,﹣).
9、若二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖象與x軸、y軸分別交于點A(3,0)、B(0,﹣2),且過點C(2,﹣2).
(1)求二次函數(shù)表達式;
(2)若點P為拋物線上第一象限內(nèi)的點,且S△PBA=4,求點P的坐標;
(3)在拋物線上(AB下方)是否存在點M,使∠ABO=∠ABM?若存在,求出點M到y(tǒng)軸的距離;若不存在,請說明理由.
【解答】解:(1)∵二次函數(shù)的圖象經(jīng)過點A(3,0)、B(0,﹣2)、C(2,﹣2)
∴
解得:
∴二次函數(shù)表達式為y=x2﹣x﹣2
(2)如圖1,設直線BP交x軸于點C,過點P作PD⊥x軸于點D
設P(t,t2﹣t﹣2)(t>3)
∴OD=t,PD=t2﹣t﹣2
設直線BP解析式為y=kx﹣2
把點P代入得:kt﹣2=t2﹣t﹣2
∴k=t﹣
∴直線BP:y=(t﹣)x﹣2
當y=0時,(t﹣)x﹣2=0,解得:x=
∴C(,0)
∵t>3
∴t﹣2>1
∴,即點C一定在點A左側(cè)
∴AC=3﹣
∵S△PBA=S△ABC+S△ACP=AC?OB+AC?PD=AC(OB+PD)=4
∴=4
解得:t1=4,t2=﹣1(舍去)
∴t2﹣t﹣2=
∴點P的坐標為(4,)
(3)在拋物線上(AB下方)存在點M,使∠ABO=∠ABM.
如圖2,作點O關于直線AB的對稱點E,連接OE交AB于點G,連接BE交拋物線于點M,過點E作EF⊥y軸于點F
∴AB垂直平分OE
∴BE=OB,OG=GE
∴∠ABO=∠ABM
∵A(3,0)、B(0,﹣2),∠AOB=90°
∴OA=3,OB=2,AB=
∴sin∠OAB=,cos∠OAB=
∵S△AOB=OA?OB=AB?OG
∴OG=
∴OE=2OG=
∵∠OAB+∠AOG=∠AOG+∠BOG=90°
∴∠OAB=∠BOG
∴Rt△OEF中,sin∠BOG=,cos∠BOG=
∴EF=OE=,OF=OE=
∴E(,﹣)
設直線BE解析式為y=ex﹣2
把點E代入得:e﹣2=﹣,解得:e=﹣
∴直線BE:y=﹣x﹣2
當﹣x﹣2=x2﹣x﹣2,解得:x1=0(舍去),x2=
∴點M橫坐標為,即點M到y(tǒng)軸的距離為.
10、如圖,頂點為M的拋物線y=ax2+bx+3與x軸交于A(﹣1,0),B兩點,與y軸交于點C,過點C作CD⊥y軸交拋物線于另一點D,作DE⊥x軸,垂足為點E,雙曲線y=(x>0)經(jīng)過點D,連接MD,BD.
(1)求拋物線的表達式;
(2)點N,F(xiàn)分別是x軸,y軸上的兩點,當以M,D,N,F(xiàn)為頂點的四邊形周長最小時,求出點N,F(xiàn)的坐標;
(3)動點P從點O出發(fā),以每秒1個單位長度的速度沿OC方向運動,運動時間為t秒,當t為何值時,∠BPD的度數(shù)最大?(請直接寫出結(jié)果)
【解答】解;(1)C(0,3)
∵CD⊥y,∴D點縱坐標是3,∵D在y=上,∴D(2,3),將點A(﹣1,0)和D(2,3)代入y=ax2+bx+3,∴a=﹣1,b=2,∴y=﹣x2+2x+3;
(2)M(1,4),B(3,0),作M關于y軸的對稱點M',作D關于x軸的對稱點D',連接M'D'與x軸、y軸分別交于點N、F,則以M,D,N,F(xiàn)為頂點的四邊形周長最小即為M'D'+MD的長;
∴M'(﹣1,4),D'(2,﹣3),∴M'D'直線的解析式為y=﹣x+,∴N(,0),F(xiàn)(0,);
(3)設P(0,t),∵△PBO和△CDP都是直角三角形,tan∠CDP=,tan∠PBO=,令y=tan∠BPD=,∴yt2+t﹣3yt+6y﹣9=0,△=﹣15y2+30y+1=0時,y=(舍)或y=,∴t=﹣×,∴t=9﹣2,∴P(0,9﹣2);
11、如圖,頂點為M的拋物線y=ax2+bx+3與x軸交于A(3,0),B(﹣1,0)兩點,與y軸交于點C.
(1)求這條拋物線對應的函數(shù)表達式;
(2)問在y軸上是否存在一點P,使得△PAM為直角三角形?若存在,求出點P的坐標;若不存在,說明理由.
(3)若在第一象限的拋物線下方有一動點D,滿足DA=OA,過D作DG⊥x軸于點G,設△ADG的內(nèi)心為I,試求CI的最小值.
【解答】解:(1)∵拋物線y=ax2+bx+3過點A(3,0),B(﹣1,0)
∴
解得:
∴這條拋物線對應的函數(shù)表達式為y=﹣x2+2x+3
(2)在y軸上存在點P,使得△PAM為直角三角形.
∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4
∴頂點M(1,4)
∴AM2=(3﹣1)2+42=20
設點P坐標為(0,p)
∴AP2=32+p2=9+p2,MP2=12+(4﹣p)2=17﹣8p+p2
①若∠PAM=90°,則AM2+AP2=MP2
∴20+9+p2=17﹣8p+p2
解得:p=﹣
∴P(0,﹣)
②若∠APM=90°,則AP2+MP2=AM2
∴9+p2+17﹣8p+p2=20
解得:p1=1,p2=3
∴P(0,1)或(0,3)
③若∠AMP=90°,則AM2+MP2=AP2
∴20+17﹣8p+p2=9+p2
解得:p=
∴P(0,)
綜上所述,點P坐標為(0,﹣)或(0,1)或(0,3)或(0,)時,△PAM為直角三角形.
(3)如圖,過點I作IE⊥x軸于點E,IF⊥AD于點F,IH⊥DG于點H
∵DG⊥x軸于點G
∴∠HGE=∠IEG=∠IHG=90°
∴四邊形IEGH是矩形
∵點I為△ADG的內(nèi)心
∴IE=IF=IH,AE=AF,DF=DH,EG=HG
∴矩形IEGH是正方形
設點I坐標為(m,n)
∴OE=m,HG=GE=IE=n
∴AF=AE=OA﹣OE=3﹣m
∴AG=GE+AE=n+3﹣m
∵DA=OA=3
∴DH=DF=DA﹣AF=3﹣(3﹣m)=m
∴DG=DH+HG=m+n
∵DG2+AG2=DA2
∴(m+n)2+(n+3﹣m)2=32
∴化簡得:m2﹣3m+n2+3n=0
配方得:(m﹣)2+(n+)2=
∴點I(m,n)與定點Q(,﹣)的距離為
∴點I在以點Q(,﹣)為圓心,半徑為的圓在第一象限的弧上運動
∴當點I在線段CQ上時,CI最小
∵CQ=
∴CI=CQ﹣IQ=
∴CI最小值為.
12、如圖,在平面直角坐標系中,拋物線y=x2﹣2x﹣3與x軸交于點A,B(點A在點B的左側(cè)),交y軸于點C,點D為拋物線的頂點,對稱軸與x軸交于點E.
(1)連結(jié)BD,點M是線段BD上一動點(點M不與端點B,D重合),過點M作MN⊥BD,交拋物線于點N(點N在對稱軸的右側(cè)),過點N作NH⊥x軸,垂足為H,交BD于點F,點P是線段OC上一動點,當MN取得最大值時,求HF+FP+PC的最小值;
(2)在(1)中,當MN取得最大值,HF+FP+PC取得最小值時,把點P向上平移個單位得到點Q,連結(jié)AQ,把△AOQ繞點O順時針旋轉(zhuǎn)一定的角度α(0°<α<360°),得到△A′OQ′,其中邊A′Q′交坐標軸于點G.在旋轉(zhuǎn)過程中,是否存在一點G,使得∠Q'=∠Q'OG?若存在,請直接寫出所有滿足條件的點Q′的坐標;若不存在,請說明理由.
【解答】解:(1)如圖1
∵拋物線y=x2﹣2x﹣3與x軸交于點A,B(點A在點B的左側(cè)),交y軸于點C
∴令y=0解得:x1=﹣1,x2=3,令x=0,解得:y=﹣3,∴A(﹣1,0),B(3,0),C(0,﹣3)
∵點D為拋物線的頂點,且==1,==﹣4
∴點D的坐標為D(1,﹣4)
∴直線BD的解析式為:y=2x﹣6,由題意,可設點N(m,m2﹣2m﹣3),則點F(m,2m﹣6)
∴|NF|=(2m﹣6)﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+4m﹣3
∴當m==2時,NF
取到最大值,此時MN取到最大值,此時HF=2,此時,N(2,﹣3),F(xiàn)(2,﹣2),H(2,0)
在x軸上找一點K(,0),連接CK,過點F作CK的垂線交CK于點J點,交y軸于點P,∴sin∠OCK=,直線KC的解析式為:y=,且點F(2,﹣2),∴PJ=PC,直線FJ的解析式為:y=
∴點J(,)
∴FP+PC的最小值即為FJ的長,且|FJ|=
∴|HF+FP+PC|min=;
(2)由(1)知,點P(0,),∵把點P向上平移個單位得到點Q
∴點Q(0,﹣2)
∴在Rt△AOQ中,∠AOG=90°,AQ=,取AQ的中點G,連接OG,則OG=GQ=AQ=,此時,∠AQO=∠GOQ
把△AOQ繞點O順時針旋轉(zhuǎn)一定的角度α(0°<α<360°),得到△A′OQ′,其中邊A′Q′交坐標軸于點G
①如圖2
G點落在y軸的負半軸,則G(0,﹣),過點Q'作Q'I⊥x軸交x軸于點I,且∠GOQ'=∠Q'
則∠IOQ'=∠OA'Q'=∠OAQ,∵sin∠OAQ===
∴sin∠IOQ'===,解得:|IO|=
∴在Rt△OIQ'中根據(jù)勾股定理可得|OI|=
∴點Q'的坐標為Q'(,﹣);
②如圖3,當G點落在x軸的正半軸上時,同理可得Q'(,)
③如圖4
當G點落在y軸的正半軸上時,同理可得Q'(﹣,)
④如圖5
當G點落在x軸的負半軸上時,同理可得Q'(﹣,﹣)
綜上所述,所有滿足條件的點Q′的坐標為:(,﹣),(,),(﹣,),(﹣,﹣)