《中考(數(shù)學(xué))分類二 二次函數(shù)與線段有關(guān)的問題(含答案)-歷年真題???、重難點(diǎn)題型講練》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《中考(數(shù)學(xué))分類二 二次函數(shù)與線段有關(guān)的問題(含答案)-歷年真題???、重難點(diǎn)題型講練(7頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、數(shù)學(xué)專題 精心整理
類型一二次函數(shù)與線段問題
【典例1】已知拋物線y=ax2+bx+6(a≠0)交x軸于點(diǎn)A(6,0)和點(diǎn)B(-1,0),交y軸于點(diǎn)C.
(1)求拋物線的解析式和頂點(diǎn)坐標(biāo);
(2)如圖(1),點(diǎn)P是拋物線上位于直線AC上方的動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P分別作x軸,y軸的平行線,交直線AC于點(diǎn)D,E,當(dāng)PD+PE取最大值時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)如圖(2),點(diǎn)M為拋物線對(duì)稱軸l上一點(diǎn),點(diǎn)N為拋物線上一點(diǎn),當(dāng)直線AC垂直平分△AMN的邊MN時(shí),求點(diǎn)N的坐標(biāo).
【答案】(1)y=-x2+5x+6,頂點(diǎn)坐標(biāo)為(,);(2)P(3,12);(3)(,)或(,)
【解析】
【分
2、析】
(1)將點(diǎn)A,B坐標(biāo)代入拋物線解析式中,解方程組即可得出結(jié)論;
(2)先求出OA=OC=6,進(jìn)而得出∠OAC=45,進(jìn)而判斷出PD=PE,即可得出當(dāng)PE的長度最大時(shí),PE+PD取最大值,設(shè)出點(diǎn)E坐標(biāo),表示出點(diǎn)P坐標(biāo),建立PE=-t2+6t=-(t-3)2+9,即可得出結(jié)論;
(3)先判斷出NF∥x軸,進(jìn)而求出點(diǎn)N的縱坐標(biāo),即可建立方程求解得出結(jié)論.
【詳解】
解:(1)∵拋物線y=ax2+bx+6經(jīng)過點(diǎn)A(6,0),B(-1,0),
∴
解得a=-1,b=5,
∴拋物線的解析式為y=-x2+5x+6.
∵y=-x2+5x+6=-(x)2+,
∴拋物線的解析式為y=-x
3、2+5x+6,頂點(diǎn)坐標(biāo)為(,).
(2)由(1)知,拋物線的解析式為y=-x2+5x+6,
∴C(0,6),∴OC=6.
∵A(6,0),
∴OA=6,∴OA=OC,∴∠OAC=45.
∵PD平行于x軸,PE平行于y軸,
∴∠DPE=90,∠PDE=∠DAO=45,
∴∠PED=45,
∴∠PDE=∠PED,
∴PD=PE,
∴PD+PE=2PE,
∴當(dāng)PE的長度最大時(shí),PE+PD取最大值.
設(shè)直線AC的函數(shù)關(guān)系式為y=kx+d,
把A(6,0),C(0,6)代入得
解得k=-1,d=6,
∴直線AC的解析式為y=-x+6.
設(shè)E(t,-t+6)(0<t<6),
4、則P(t,-t2+5t+6),
∴PE=-t2+5t+6-(-t+6)=-t2+6t=-(t-3)2+9.
∵-1<0,∴當(dāng)t=3時(shí),PE最大,此時(shí)-t2+5t+6=12,
∴P(3,12).
(3)如答圖,設(shè)直線AC與拋物線的對(duì)稱軸l的交點(diǎn)為F,連接NF.
∵點(diǎn)F在線段MN的垂直平分線AC上,
∴FM=FN,∠NFC=∠MFC.
∵l∥y軸,
∴∠MFC=∠OCA=45,
∴∠MFN=∠NFC+∠MFC=90,
∴NF∥x軸.
由(2)知直線AC的解析式為y=-x+6,
當(dāng)x=時(shí),y=,
∴F(,),
∴點(diǎn)N的縱坐標(biāo)為.
∵點(diǎn)N在拋物線上,
∴-x2+5x+6
5、=,解得,x1=或x2=,
∴點(diǎn)N的坐標(biāo)為(,)或(,).
【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,解一元二次方程,(2)中判斷出PD=PE,(3)中NF∥x軸是解本題的關(guān)鍵.
【典例2】如圖1-1,拋物線y=x2-2x-3與x軸交于A、B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)P是拋物線對(duì)稱軸上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),如果△PAC的周長最小,求點(diǎn)P的坐標(biāo).
圖1-1
【解析】如圖1-2,把拋物線的對(duì)稱軸當(dāng)作河流,點(diǎn)A與點(diǎn)B對(duì)稱,連結(jié)BC,那么在△PBC中,PB+PC總是大于BC的.如圖1-3,當(dāng)點(diǎn)P落在BC上時(shí),PB+PC最小,因此PA+PC最小,△PAC的周長也最?。?
6、
由y=x2-2x-3,可知OB=OC=3,OD=1.所以DB=DP=2,因此P(1,-2).
圖1-2 圖1-3
【典例3】如圖,拋物線與y軸交于點(diǎn)A,B是OA的中點(diǎn).一個(gè)動(dòng)點(diǎn)G從點(diǎn)B出發(fā),先經(jīng)過x軸上的點(diǎn)M,再經(jīng)過拋物線對(duì)稱軸上的點(diǎn)N,然后返回到點(diǎn)A.如果動(dòng)點(diǎn)G走過的路程最短,請(qǐng)找出點(diǎn)M、N的位置,并求最短路程.
圖2-1
【解析】如圖2-2,按照“臺(tái)球兩次碰壁”的模型,作點(diǎn)A關(guān)于拋物線的對(duì)稱軸對(duì)稱的點(diǎn)A′,作點(diǎn)B關(guān)于x軸對(duì)稱的點(diǎn)B′,連結(jié)A′B′與x軸交于點(diǎn)M,與拋物線的對(duì)稱軸交于點(diǎn)N.
在Rt△AA′B′中,AA′
7、=8,AB′=6,所以A′B′=10,即點(diǎn)G走過的最短路程為10.根據(jù)相似比可以計(jì)算得到OM=,MH=,NH=1.所以M(, 0),N(4, 1).
圖2-2
【典例4】如圖3-1,拋物線與y軸交于點(diǎn)A,頂點(diǎn)為B.點(diǎn)P是x軸上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),求線段PA與PB中較長的線段減去較短的線段的差的最小值與最大值,并求出相應(yīng)的點(diǎn)P的坐標(biāo).
圖3-1
【解析】題目讀起來像繞口令,其實(shí)就是求|PA-PB|的最小值與最大值.
由拋物線的解析式可以得到A(0, 2),B(3, 6).設(shè)P(x, 0).
絕對(duì)值|PA-PB|的最小值當(dāng)然是0了,此時(shí)PA=PB,點(diǎn)P在AB的垂直平分線上(如圖3-2)
8、.解方程x2+22=(x-3)2+62,得.此時(shí)P.
在△PAB中,根據(jù)兩邊之差小于第三邊,那么|PA-PB|總是小于AB了.如圖3-3,當(dāng)點(diǎn)P在BA的延長線上時(shí),|PA-PB|取得最大值,最大值A(chǔ)B=5.此時(shí)P.
圖3-2 圖3-3
【典例5】如圖,拋物線的頂點(diǎn)為A(h,﹣1),與y軸交于點(diǎn)B(0,﹣),點(diǎn)F(2,1)為其對(duì)稱軸上的一個(gè)定點(diǎn).
(1)求這條拋物線的函數(shù)解析式;
(2)已知直線l是過點(diǎn)C(0,﹣3)且垂直于y軸的定直線,若拋物線上的任意一點(diǎn)P(m,n)到直線l的距離為d,求證:PF=d;
(3)已知坐標(biāo)平面內(nèi)的點(diǎn)D
9、(4,3),請(qǐng)?jiān)趻佄锞€上找一點(diǎn)Q,使△DFQ的周長最小,并求此時(shí)△DFQ周長的最小值及點(diǎn)Q的坐標(biāo).
【分析】(1)由題意拋物線的頂點(diǎn)A(2,﹣1),可以假設(shè)拋物線的解析式為y=a(x﹣2)2﹣1,把點(diǎn)B坐標(biāo)代入求出a即可.
(2)由題意P(m,m2﹣m﹣),求出d2,PF2(用m表示)即可解決問題.
(3)如圖,過點(diǎn)Q作QH⊥直線l于H,過點(diǎn)D作DN⊥直線l于N.因?yàn)椤鱀FQ的周長=DF+DQ+FQ,DF是定值==2,推出DQ+QF的值最小時(shí),△DFQ的周長最小,再根據(jù)垂線段最短解決問題即可.
【解答】(1)解:由題意拋物線的頂點(diǎn)A(2,﹣1),可以假設(shè)拋物線的解析式為y=a(x﹣
10、2)2﹣1,
∵拋物線經(jīng)過B(0,﹣),
∴﹣=4a﹣1,
∴a=,
∴拋物線的解析式為y=(x﹣2)2﹣1.
(2)證明:∵P(m,n),
∴n=(m﹣2)2﹣1=m2﹣m﹣,
∴P(m,m2﹣m﹣),
∴d=m2﹣m﹣﹣(﹣3)=m2﹣m+,
∵F(2,1),
∴PF==,
∵d2=m4﹣m3+m2﹣m+,PF2=m4﹣m3+m2﹣m+,
∴d2=PF2,
∴PF=d.
(3)如圖,過點(diǎn)Q作QH⊥直線l于H,過點(diǎn)D作DN⊥直線l于N.
∵△DFQ的周長=DF+DQ+FQ,DF是定值==2,
∴DQ+QF的值最小時(shí),△DFQ的周長最小,
∵QF=QH,
∴DQ+DF=DQ+QH,
根據(jù)垂線段最短可知,當(dāng)D,Q,H共線時(shí),DQ+QH的值最小,此時(shí)點(diǎn)H與N重合,點(diǎn)Q在線段DN上,
∴DQ+QH的最小值為3,
∴△DFQ的周長的最小值為2+3,此時(shí)Q(4,﹣)
【點(diǎn)評(píng)】本題屬于二次函數(shù)綜合題,考查了待定系數(shù)法,兩點(diǎn)間距離公式,垂線段最短等知識(shí),解題的關(guān)鍵是學(xué)會(huì)利用參數(shù)解決問題,學(xué)會(huì)用轉(zhuǎn)化的思想思考問題,屬于中考??碱}型
初中數(shù)學(xué)中考備課必備