備戰(zhàn)2020年中考數(shù)學(xué)十大題型專練卷 題型10 二次函數(shù)的綜合應(yīng)用題(含解析)
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1、題型10 二次函數(shù)的綜合應(yīng)用題 一、解答題 1.如圖,拋物線與x軸交于A、B兩點(diǎn)(A在B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)N,過A點(diǎn)的直線l:與y軸交于點(diǎn)C,與拋物線的另一個(gè)交點(diǎn)為D,已知,P點(diǎn)為拋物線上一動(dòng)點(diǎn)(不與A、D重合). (1)求拋物線和直線l的解析式; (2)當(dāng)點(diǎn)P在直線l上方的拋物線上時(shí),過P點(diǎn)作PE∥x軸交直線l于點(diǎn)E,作軸交直線l于點(diǎn)F,求的最大值; (3)設(shè)M為直線l上的點(diǎn),探究是否存在點(diǎn)M,使得以點(diǎn)N、C,M、P為頂點(diǎn)的四邊形為平行四邊形?若存在,求出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請說明理由. 【答案】(1),直線l的表達(dá)式為:;(2)最大值:18;(3)存在,P的坐標(biāo)為:或
2、或或. 【分析】(1)將點(diǎn)A、D的坐標(biāo)分別代入直線表達(dá)式、拋物線的表達(dá)式,即可求解; (2),即可求解; (3)分NC是平行四邊形的一條邊、NC是平行四邊形的對角線,兩種情況分別求解即可. 【詳解】解:(1)將點(diǎn)A、D的坐標(biāo)代入直線表達(dá)式得:,解得:, 故直線l的表達(dá)式為:, 將點(diǎn)A、D的坐標(biāo)代入拋物線表達(dá)式, 同理可得拋物線的表達(dá)式為:; (2)直線l的表達(dá)式為:,則直線l與x軸的夾角為, 即:則, 設(shè)點(diǎn)P坐標(biāo)為、則點(diǎn), ,故有最大值, 當(dāng)時(shí),其最大值為18; (3), ①當(dāng)NC是平行四邊形的一條邊時(shí), 設(shè)點(diǎn)P坐標(biāo)為、則點(diǎn), 由題意得:,即:, 解得
3、或0或4(舍去0), 則點(diǎn)P坐標(biāo)為或或; ②當(dāng)NC是平行四邊形的對角線時(shí), 則NC的中點(diǎn)坐標(biāo)為, 設(shè)點(diǎn)P坐標(biāo)為、則點(diǎn), N、C,M、P為頂點(diǎn)的四邊形為平行四邊形,則NC的中點(diǎn)即為PM中點(diǎn), 即:, 解得:或(舍去0), 故點(diǎn); 故點(diǎn)P的坐標(biāo)為:或或或. 【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. 2.已知二次函數(shù)的圖象過點(diǎn),點(diǎn)(與0不重合)是圖象上的一點(diǎn),直線過點(diǎn)且平行于軸.于點(diǎn),點(diǎn). (1)求二次函數(shù)的解析式; (2)求證:點(diǎn)在線
4、段的中垂線上; (3)設(shè)直線交二次函數(shù)的圖象于另一點(diǎn),于點(diǎn),線段的中垂線交于點(diǎn),求的值; (4)試判斷點(diǎn)與以線段為直徑的圓的位置關(guān)系. 【答案】(1);(2)見解析;(3);(4)點(diǎn)在以線段為直徑的圓上 【分析】(1)把點(diǎn)代入函數(shù)表達(dá)式,即可求解; (2),即,又,即可求解; (3)證明≌、≌,即,即,即可求解; (4)在中,由(3)知平分,平分, 則,即可求解. 【詳解】解:(1)∵的圖象過點(diǎn), ∴,即,∴; (2)設(shè)二次函數(shù)的圖象上的點(diǎn),則, ,即,, 又, 即, ∴點(diǎn)在線段的中垂線上; (3)連接, ∵在線段的中垂線上, ∴, 又∵,, ∴
5、≌, ∴, ∴, 連接,又在和中, ∵在的圖象上,由(2)結(jié)論知∴, ∵, ∴≌, 即, 即, ∴; (4)在中,由(3)知平分,平分, ∴, ∴點(diǎn)在以線段為直徑的圓上. 【點(diǎn)睛】本題考查的是二次函數(shù)綜合運(yùn)用,涉及到三角形全等、中垂線、圓的基本知識等,其中(3),證明≌、≌R是本題解題的關(guān)鍵. 3.如圖,拋物線與軸交于點(diǎn)A(-1,0),點(diǎn)B(-3,0),且OB=OC, (1)求拋物線的解析式; (2)點(diǎn)P在拋物線上,且∠POB=∠ACB,求點(diǎn)P的坐標(biāo); (3)拋物線上兩點(diǎn)M,N,點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為m,點(diǎn)N的橫坐標(biāo)為m+4.點(diǎn)D是拋物線上M,N之間的動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)D作y
6、軸的平行線交MN于點(diǎn)E, ①求DE的最大值. ②點(diǎn)D關(guān)于點(diǎn)E的對稱點(diǎn)為F.當(dāng)m為何值時(shí),四邊形MDNF為矩形? 【答案】(1);(2)點(diǎn)P坐標(biāo)為或或或;(3)①當(dāng)時(shí),最大值為4,②當(dāng)或時(shí),四邊形MDNF為矩形. 【分析】(1)已知拋物線與x軸兩交點(diǎn)坐標(biāo),可設(shè)交點(diǎn)式y(tǒng)=a(x+1)(x+3);由OC=OB=3得C(0,-3),代入交點(diǎn)式即求得a=-1. (2)由∠POB=∠ACB聯(lián)想到構(gòu)造相似三角形,因?yàn)榍簏c(diǎn)P坐標(biāo)一般會作x軸垂線PH得Rt△POH,故可過點(diǎn)A在BC邊上作垂線AG,構(gòu)造△ACG∽△POH.利用點(diǎn)A、B、C坐標(biāo)求得AG、CG的長,由相似三角形對應(yīng)邊成比例推出.設(shè)點(diǎn)
7、P橫坐標(biāo)為p,則OH與PH都能用p表示,但需按P橫縱坐標(biāo)的正負(fù)性進(jìn)行分類討論.得到用p表示OH與PH并代入OH=2PH計(jì)算即求得p的值,進(jìn)而求點(diǎn)P坐標(biāo). (3)①用m表示M、N橫縱坐標(biāo),把m當(dāng)常數(shù)求直線MN的解析式.設(shè)D橫坐標(biāo)為t,把x=t代入直線MN解析式得點(diǎn)E縱坐標(biāo),D與E縱坐標(biāo)相減即得到用m、t表示的DE的長,把m當(dāng)常數(shù),對未知數(shù)t進(jìn)行配方,即得到當(dāng)t=m+2時(shí),DE取得最大值. ②由矩形MDNF得MN=DF且MN與DF互相平分,所以E為MN中點(diǎn),得到點(diǎn)D、E橫坐標(biāo)為m+2.由①得d=m+2時(shí),DE=4,所以MN=8.用兩點(diǎn)間距離公式用m表示MN的長,即列得方程求m的值. 【詳解】
8、解:(1)∵拋物線與x軸交于點(diǎn)A(-1,0),點(diǎn)B(-3,0) ∴設(shè)交點(diǎn)式y(tǒng)=a(x+1)(x+3) ∵OC=OB=3,點(diǎn)C在y軸負(fù)半軸 ∴C(0,-3) 把點(diǎn)C代入拋物線解析式得:3a=-3 ∴a=-1 ∴拋物線解析式為y=-(x+1)(x+3)=-x2-4x-3 (2)如圖1,過點(diǎn)A作AG⊥BC于點(diǎn)G,過點(diǎn)P作PH⊥x軸于點(diǎn)H ∴∠AGB=∠AGC=∠PHO=90° ∵∠ACB=∠POB ∴△ACG∽△POH ∵OB=OC=3,∠BOC=90° ∴∠ABC=45°, ∴△ABG是等腰直角三角形 ∴OH=2PH 設(shè)P(p,-p2-4p-3
9、) ①當(dāng)p<-3或-1<p<0時(shí),點(diǎn)P在點(diǎn)B左側(cè)或在AC之間,橫縱坐標(biāo)均為負(fù)數(shù) ∴OH=-p,PH=-(-p2-4p-3)=p2+4p+3 ∴-p=2(p2+4p+3) 解得: 或 ②當(dāng)-3<p<-1或p>0時(shí),點(diǎn)P在AB之間或在點(diǎn)C右側(cè),橫縱坐標(biāo)異號 ∴p=2(p2+4p+3) 解得:p1=-2,p2=- ∴P(-2,1)或 綜上所述,點(diǎn)P的坐標(biāo)為或或或; (3)①如圖2, ∵x=m+4時(shí),y=-(m+4)2-4(m+4)-3=-m2-12m-35 ∴M(m,-m2-4m-3),N(m+4,-m2-12m-35) 設(shè)直線MN解析式為y=kx+n ∴ ?解得
10、: ∴直線MN:y=(-2m-8)x+m2+4m-3 設(shè)D(t,-t2-4t-3)(m<t<m+4) ∵DE∥y軸 ∴xE=xD=t,E(t,(-2m-8)t+m2+4m-3) ∴DE=-t2-4t-3-[(-2m-8)t+m2+4m-3]=-t2+(2m+4)t-m2-4m=-[t-(m+2)]2+4 ∴當(dāng)t=m+2時(shí),DE的最大值為4. ②如圖3, ∵D、F關(guān)于點(diǎn)E對稱 ∴DE=EF ∵四邊形MDNF是矩形 ∴MN=DF,且MN與DF互相平分 ∴DE= MN,E為MN中點(diǎn) 由①得當(dāng)d=m+2時(shí),DE=4 ∴MN=2DE=8 ∴(m+4-m)2+[-m
11、2-12m-35-(-m2-4m-3)]2=82 解得: ∴m的值為或時(shí),四邊形MDNF為矩形. 【點(diǎn)睛】本題考查了求二次函數(shù)解析式,求二次函數(shù)最大值,等腰三角形的性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),一元二次方程的解法,二元一次方程組的解法,矩形的性質(zhì).第(3)題沒有圖要先根據(jù)題意畫草圖幫助思考,設(shè)計(jì)較多字母運(yùn)算時(shí)抓住其中的常量和變量來分析和計(jì)算. 4.如圖,已知直線與拋物線: 相交于和點(diǎn)兩點(diǎn). ⑴求拋物線的函數(shù)表達(dá)式; ⑵若點(diǎn)是位于直線上方拋物線上的一動(dòng)點(diǎn),以為相鄰兩邊作平行四邊形,當(dāng)平行四邊形的面積最大時(shí),求此時(shí)四邊形的面積及點(diǎn)的坐標(biāo); ⑶在拋物線的對稱軸上是否存在定點(diǎn),使拋物
12、線上任意一點(diǎn)到點(diǎn)的距離等于到直線的距離,若存在,求出定點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請說明理由. 【答案】⑴;⑵當(dāng) ,□MANB=△= ,此時(shí);⑶存在. 當(dāng)時(shí),無論取任何實(shí)數(shù),均有. 理由見解析. 【分析】(1)利用待定系數(shù)法,將A,B的坐標(biāo)代入y=ax2+2x+c即可求得二次函數(shù)的解析式; (2)過點(diǎn)M作MH⊥x軸于H,交直線AB于K,求出直線AB的解析式,設(shè)點(diǎn)M(a,-a2+2a+3),則K(a,a+1),利用函數(shù)思想求出MK的最大值,再求出△AMB面積的最大值,可推出此時(shí)平行四邊形MANB的面積S及點(diǎn)M的坐標(biāo); (3)如圖2,分別過點(diǎn)B,C作直線y=的垂線,垂足為N,H,設(shè)拋物線對稱軸上
13、存在點(diǎn)F,使拋物線C上任意一點(diǎn)P到點(diǎn)F的距離等于到直線y=的距離,其中F(1,a),連接BF,CF,則可根據(jù)BF=BN,CF=CN兩組等量關(guān)系列出關(guān)于a的方程組,解方程組即可. 【詳解】(1)由題意把點(diǎn)(-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(dá)式為:y=-x2+2x+3; (2)如圖1,過點(diǎn)M作MH⊥x軸于H,交直線AB于K, 將點(diǎn)(-1,0)、(2,3)代入y=kx+b中, 得,, 解得,k=1,b=1, ∴yAB=x+1, 設(shè)點(diǎn)M(a,-a2+2a+3),則K(a,a+1), 則MK=-a2+2a+3-
14、(a+1) =-(a-)2+, 根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)可知,當(dāng)a=時(shí),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(dāng)平行四邊形MANB的面積最大時(shí), S最大=2S△AMB最大=2×=,M(,); (3)存在點(diǎn)F, ∵y=-x2+2x+3 =-(x-1)2+4, ∴對稱軸為直線x=1, 當(dāng)y=0時(shí),x1=-1,x2=3, ∴拋物線與點(diǎn)x軸正半軸交于點(diǎn)C(3,0), 如圖2,分別過點(diǎn)B,C作直線y=的垂線,垂足為N,H, 拋
15、物線對稱軸上存在點(diǎn)F,使拋物線C上任意一點(diǎn)P到點(diǎn)F的距離等于到直線y=的距離,設(shè)F(1,a),連接BF,CF, 則BF=BN=-3=,CF=CH=, 由題意可列:, 解得,a=, ∴F(1,). 【點(diǎn)睛】此題考查了待定系數(shù)法求解析式,還考查了用函數(shù)思想求極值等,解題關(guān)鍵是能夠判斷出當(dāng)平行四邊形MANB的面積最大時(shí),△ABM的面積最大,且此時(shí)線段MK的長度也最大. 5.如圖,拋物線y=ax2+bx(a>0)過點(diǎn)E(8,0),矩形ABCD的邊AB在線段OE上(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),點(diǎn)C、D在拋物線上,∠BAD的平分線AM交BC于點(diǎn)M,點(diǎn)N是CD的中點(diǎn),已知OA=2,且OA:AD=1:3.
16、 (1)求拋物線的解析式; (2)F、G分別為x軸,y軸上的動(dòng)點(diǎn),順次連接M、N、G、F構(gòu)成四邊形MNGF,求四邊形MNGF周長的最小值; (3)在x軸下方且在拋物線上是否存在點(diǎn)P,使△ODP中OD邊上的高為?若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請說明理由; (4)矩形ABCD不動(dòng),將拋物線向右平移,當(dāng)平移后的拋物線與矩形的邊有兩個(gè)交點(diǎn)K、L,且直線KL平分矩形的面積時(shí),求拋物線平移的距離. 【答案】(1)y=x2﹣4x;(2)四邊形MNGF周長最小值為12;(3)存在點(diǎn)P,P坐標(biāo)為(6,﹣6);(4)拋物線平移的距離為3個(gè)單位長度. 【分析】(1)由點(diǎn)E在x軸正半軸且點(diǎn)A在線段
17、OE上得到點(diǎn)A在x軸正半軸上,所以A(2,0);由OA=2,且OA:AD=1:3得AD=6.由于四邊形ABCD為矩形,故有AD⊥AB,所以點(diǎn)D在第四象限,橫坐標(biāo)與A的橫坐標(biāo)相同,進(jìn)而得到點(diǎn)D坐標(biāo).由拋物線經(jīng)過點(diǎn)D、E,用待定系數(shù)法即求出其解析式;(2)畫出四邊形MNGF,由于點(diǎn)F、G分別在x軸、y軸上運(yùn)動(dòng),故可作點(diǎn)M關(guān)于x軸的對稱點(diǎn)點(diǎn)M',作點(diǎn)N關(guān)于y軸的對稱點(diǎn)點(diǎn)N',得FM=FM'、GN=GN'.易得當(dāng)M'、F、G、N'在同一直線上時(shí)N'G+GF+FM'=M'N'最小,故四邊形MNGF周長最小值等于MN+M'N'.根據(jù)矩形性質(zhì)、拋物線線性質(zhì)等條件求出點(diǎn)M、M'、N、N'坐標(biāo),即求得答案;(3
18、)因?yàn)镺D可求,且已知△ODP中OD邊上的高,故可求△ODP的面積.又因?yàn)椤鱋DP的面積常規(guī)求法是過點(diǎn)P作PQ平行y軸交直線OD于點(diǎn)Q,把△ODP拆分為△OPQ與△DPQ的和或差來計(jì)算,故存在等量關(guān)系.設(shè)點(diǎn)P坐標(biāo)為t,用t表示PQ的長即可列方程.求得t的值要討論是否滿足點(diǎn)P在x軸下方的條件;(4)由KL平分矩形ABCD的面積可得K在線段AB上、L在線段CD上,畫出平移后的拋物線可知,點(diǎn)K由點(diǎn)O平移得到,點(diǎn)L由點(diǎn)D平移得到,故有K(m,0),L(2+m,-6).易證KL平分矩形面積時(shí),KL一定經(jīng)過矩形的中心H且被H平分,求出H坐標(biāo)為(4,﹣3),由中點(diǎn)坐標(biāo)公式即求得m的值. 【詳解】(1)∵點(diǎn)
19、A在線段OE上,E(8,0),OA=2 ∴A(2,0) ∵OA:AD=1:3 ∴AD=3OA=6 ∵四邊形ABCD是矩形 ∴AD⊥AB ∴D(2,﹣6) ∵拋物線y=ax2+bx經(jīng)過點(diǎn)D、E ∴ 解得: ∴拋物線的解析式為y=x2﹣4x (2)如圖1,作點(diǎn)M關(guān)于x軸的對稱點(diǎn)M',作點(diǎn)N關(guān)于y軸的對稱點(diǎn)N',連接FM'、GN'、M'N' ∵y=x2﹣4x=(x﹣4)2﹣8 ∴拋物線對稱軸為直線x=4 ∵點(diǎn)C、D在拋物線上,且CD∥x軸,D(2,﹣6) ∴yC=y(tǒng)D=﹣6,即點(diǎn)C、D關(guān)于直線x=4對稱 ∴xC=4+(4﹣xD)=4+4﹣2=6,即C(6,﹣6) ∴
20、AB=CD=4,B(6,0) ∵AM平分∠BAD,∠BAD=∠ABM=90° ∴∠BAM=45° ∴BM=AB=4 ∴M(6,﹣4) ∵點(diǎn)M、M'關(guān)于x軸對稱,點(diǎn)F在x軸上 ∴M'(6,4),F(xiàn)M=FM' ∵N為CD中點(diǎn) ∴N(4,﹣6) ∵點(diǎn)N、N'關(guān)于y軸對稱,點(diǎn)G在y軸上 ∴N'(﹣4,﹣6),GN=GN' ∴C四邊形MNGF=MN+NG+GF+FM=MN+N'G+GF+FM' ∵當(dāng)M'、F、G、N'在同一直線上時(shí),N'G+GF+FM'=M'N'最小 ∴C四邊形MNGF=MN+M'N'= ∴四邊形MNGF周長最小值為12. (3)存在點(diǎn)P,使△ODP中O
21、D邊上的高為. 過點(diǎn)P作PQ∥y軸交直線OD于點(diǎn)Q ∵D(2,﹣6) ∴OD=,直線OD解析式為y=﹣3x 設(shè)點(diǎn)P坐標(biāo)為(t,t2﹣4t)(0<t<8),則點(diǎn)Q(t,﹣3t) ①如圖2,當(dāng)0<t<2時(shí),點(diǎn)P在點(diǎn)D左側(cè) ∴PQ=y(tǒng)Q﹣yP=﹣3t﹣(t2﹣4t)=﹣t2+t ∴S△ODP=S△OPQ+S△DPQ=PQ?xP+PQ?(xD﹣xP)=PQ(xP+xD﹣xP)=PQ?xD=PQ=﹣t2+t ∵△ODP中OD邊上的高h(yuǎn)=, ∴S△ODP=OD?h ∴﹣t2+t=×2× 方程無解 ②如圖3,當(dāng)2<t<8時(shí),點(diǎn)P在點(diǎn)D右側(cè) ∴PQ=y(tǒng)P﹣yQ=t2﹣4t﹣(
22、﹣3t)=t2﹣t ∴S△ODP=S△OPQ﹣S△DPQ=PQ?xP﹣PQ?(xP﹣xD)=PQ(xP﹣xP+xD)=PQ?xD=PQ=t2﹣t ∴t2﹣t=×2× 解得:t1=﹣4(舍去),t2=6 ∴P(6,﹣6) 綜上所述,點(diǎn)P坐標(biāo)為(6,﹣6)滿足使△ODP中OD邊上的高為. (4)設(shè)拋物線向右平移m個(gè)單位長度后與矩形ABCD有交點(diǎn)K、L ∵KL平分矩形ABCD的面積 ∴K在線段AB上,L在線段CD上,如圖4 ∴K(m,0),L(2+m,-6) 連接AC,交KL于點(diǎn)H ∵S△ACD=S四邊形ADLK=S矩形ABCD ∴S△AHK=S△CHL ∵AK∥LC
23、 ∴△AHK∽△CHL ∴==1, ∴AH=CH,KH=HL,即點(diǎn)H為AC中點(diǎn),也是KL中點(diǎn) ∴H(4,﹣3) ∴ ∴m=3 ∴拋物線平移的距離為3個(gè)單位長度. 【點(diǎn)睛】本題考查了矩形的性質(zhì),二次函數(shù)的圖象與性質(zhì),軸對稱求最短路徑問題,勾股定理,坐標(biāo)系中求三角形面積,拋物線的平移,相似三角形的判定和應(yīng)用,中點(diǎn)坐標(biāo)公式.易錯(cuò)的地方有第(1)題對點(diǎn)D、C、B坐標(biāo)位置的準(zhǔn)確說明,第(3)題在點(diǎn)D左側(cè)不存在滿足的P在點(diǎn)D左側(cè)的討論,第(4)題對KL必過矩形中心的證明. 6.如圖,在直角坐標(biāo)系中,直線與軸,軸分別交于點(diǎn),點(diǎn),對稱軸為的拋物線過兩點(diǎn),且交軸于另一點(diǎn),連接. (1)直接寫出
24、點(diǎn),點(diǎn),點(diǎn)的坐標(biāo)和拋物線的解析式; (2)已知點(diǎn)為第一象限內(nèi)拋物線上一點(diǎn),當(dāng)點(diǎn)到直線的距離最大時(shí),求點(diǎn)的坐標(biāo); (3)拋物線上是否存在一點(diǎn)(點(diǎn)除外),使以點(diǎn),,為頂點(diǎn)的三角形與相似?若存在,求出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請說明理由. 【答案】(1);(2)點(diǎn);(3)點(diǎn)的坐標(biāo)為:或或. 【分析】(1)y=x+3,令x=0,則y=3,令y=0,則x=6,故點(diǎn)B、C的坐標(biāo)分別為:(6,0)、(0,3),即可求解; (2)PH=PGcosα=,即可求解; (3)分點(diǎn)Q在x軸上方、點(diǎn)Q在x軸下方兩種情況,分別求解. 【詳解】(1),令,則,令,則, 故點(diǎn)的坐標(biāo)分別為、, 拋物線的對稱軸為
25、,則點(diǎn), 則拋物線的表達(dá)式為:, 即,解得:, 故拋物線的表達(dá)式為: (2)過點(diǎn)作軸的平行線交于點(diǎn),作于點(diǎn), 將點(diǎn)坐標(biāo)代入一次函數(shù)表達(dá)式并解得: 直線BC的表達(dá)式為:, 則,,則, 設(shè)點(diǎn),則點(diǎn), 則 ∵,故有最小值,此時(shí), 則點(diǎn); (3)①當(dāng)點(diǎn)在軸上方時(shí), 則點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形與全等,此時(shí)點(diǎn)與點(diǎn)關(guān)于函數(shù)對稱軸對稱, 則點(diǎn); ②當(dāng)點(diǎn)在軸下方時(shí), 為頂點(diǎn)的三角形與相似,則, 當(dāng)時(shí), 直線BC表達(dá)式的值為,則直線表達(dá)式的值為, 設(shè)直線表達(dá)式為:,將點(diǎn)的坐標(biāo)代入上式并解得: 直線的表達(dá)式為:②, 聯(lián)立①②并解得:或﹣8(舍去6), 故點(diǎn)坐標(biāo)為(舍去);
26、 當(dāng)時(shí), 同理可得:直線的表達(dá)式為:③, 聯(lián)立①③并解得:或﹣10(舍去6), 故點(diǎn)坐標(biāo)為, 由點(diǎn)的對稱性,另外一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)為; 綜上,點(diǎn)的坐標(biāo)為:或 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)、解直角三角形三角形相似等,其中(3),要注意分類求解,避免遺漏. 7.如圖,在平面在角坐標(biāo)系中,拋物線y=x2-2x-3與x軸交與點(diǎn)A,B(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè))交y軸于點(diǎn)C,點(diǎn)D為拋物線的頂點(diǎn),對稱軸與x軸交于點(diǎn)E. (1)連結(jié)BD,點(diǎn)M是線段BD上一動(dòng)點(diǎn)(點(diǎn)M不與端點(diǎn)B,D重合),過點(diǎn)M作MN⊥BD交拋物線于點(diǎn)N(點(diǎn)N在對稱軸的右側(cè)),過點(diǎn)N作NH⊥x軸,垂足為H
27、,交BD于點(diǎn)F,點(diǎn)P是線段OC上一動(dòng)點(diǎn),當(dāng)MN取得最大值時(shí),求HF+FP+PC的最小值; (2)在(1)中,當(dāng)MN取得最大值HF+FP+1/3PC取得小值時(shí),把點(diǎn)P向上平移個(gè)單位得到點(diǎn)Q,連結(jié)AQ,把△AOQ繞點(diǎn)O瓶時(shí)針旋轉(zhuǎn)一定的角度(0°<<360°),得到△AOQ,其中邊AQ交坐標(biāo)軸于點(diǎn)C在旋轉(zhuǎn)過程中,是否存在一點(diǎn)G使得?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)存在,Q的坐標(biāo)(,﹣),(,),(﹣,),(,﹣) 【分析】(1)先確定點(diǎn)F的位置,可設(shè)點(diǎn)N(m,m2-2m-3),則點(diǎn)F(m,2m-6),可得|NF|=(2m-6)-(m2-
28、2m-3)=-m2+4m-3,根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)得m= 時(shí),NF取到最大值,此時(shí)HF=2, F(2,-2),在x軸上找一點(diǎn)K(,0),連接CK,過點(diǎn)F作CK的垂線交CK于點(diǎn)J,交y軸于點(diǎn)P,,直線KC的解析式為: ,從而得到直線FJ 的解析式為:聯(lián)立解出點(diǎn)J( , )得FP+PC的最小值即為FJ的長,且, 最后得出 ;(2)由題意可得出點(diǎn)Q(0,-2),A2=,應(yīng)用“直角三角形斜邊上的中線等于斜邊上的一半”取AQ的中點(diǎn)G,連接OG,則OG=GQ=AQ=,此時(shí),∠AQ0=∠GOQ,把△AOQ繞點(diǎn)O順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一定的角度 (0°<<360°),得到△A'OQ',其中邊A’Q’交坐標(biāo)軸于點(diǎn)G,則
29、用0G=GQ’,分四種情況求解即可. 【詳解】解:(1)如圖1 ∵拋物線y=x2﹣2x﹣3與x軸交于點(diǎn)A,B(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),交y軸于點(diǎn)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(diǎn)D為拋物線的頂點(diǎn),且﹣4 ∴點(diǎn)D的坐標(biāo)為D(1,﹣4) ∴直線BD的解析式為:y=2x﹣6, 由題意,可設(shè)點(diǎn)N(m,m2﹣2m﹣3),則點(diǎn)F(m,2m﹣6) ∴|NF|=(2m﹣6)﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+4m﹣3 ∴當(dāng)m==2時(shí),NF 取到最大值,此時(shí)MN取到最大值,此時(shí)HF=2, 此時(shí),N(2,﹣3
30、),F(xiàn)(2,﹣2),H(2,0) 在x軸上找一點(diǎn)K(,0),連接CK,過點(diǎn)F作CK的垂線交CK于點(diǎn)J點(diǎn),交y軸于點(diǎn)P, ∴sin∠OCK= ,直線KC的解析式為:,且點(diǎn)F(2,﹣2), ∴PJ=PC,直線FJ的解析式為: ∴點(diǎn)J( , ) ∴FP+PC的最小值即為FJ的長,且 ∴; (2)由(1)知,點(diǎn)P(0, ), ∵把點(diǎn)P向上平移 個(gè)單位得到點(diǎn)Q ∴點(diǎn)Q(0,﹣2) ∴在Rt△AOQ中,∠AOG=90°,AQ=,取AQ的中點(diǎn)G,連接OG,則OG=GQ=AQ=,此時(shí),∠AQO=∠GOQ 把△AOQ繞點(diǎn)O順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一定的角度α(0°<α<360°),得到△A′OQ′,其
31、中邊A′Q′交坐標(biāo)軸于點(diǎn)G ①如圖2 G點(diǎn)落在y軸的負(fù)半軸,則G(0,﹣),過點(diǎn)Q'作Q'I⊥x軸交x軸于點(diǎn)I,且∠GOQ'=∠Q' 則∠IOQ'=∠OA'Q'=∠OAQ, ∵sin∠OAQ=== ∴,解得:|IO|= ∴在Rt△OIQ'中根據(jù)勾股定理可得|OI|= ∴點(diǎn)Q'的坐標(biāo)為Q'(,﹣); ②如圖3, 當(dāng)G點(diǎn)落在x軸的正半軸上時(shí),同理可得Q'(,) ③如圖4 當(dāng)G點(diǎn)落在y軸的正半軸上時(shí),同理可得Q'(﹣,) ④如圖5 當(dāng)G點(diǎn)落在x軸的負(fù)半軸上時(shí),同理可得Q'(﹣,﹣) 綜上所述,所有滿足條件的點(diǎn)Q′的坐標(biāo)為:(,﹣),(,),(﹣,),(,
32、﹣) 【點(diǎn)睛】本題主要考查了二次函數(shù)圖象與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)求法和與幾何圖形結(jié)合的綜合能力的培養(yǎng)及直角三角形的中線性質(zhì).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,利用通過求點(diǎn)的坐標(biāo)來表示線段的長度,從而求出線段之間的關(guān)系. 8.已知拋物線的對稱軸為直線,其圖像與軸相交于、兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn) (1)求,的值; (2)直線與軸交于點(diǎn). ①如圖1,若∥軸,且與線段及拋物線分別相交于點(diǎn)、,點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)為,求四邊形面積的最大值; ②如圖2,若直線與線段相交于點(diǎn),當(dāng)∽時(shí),求直線的表達(dá)式. 【答案】(1);(2)①四邊形的面積最大值為;② 【分析】(1)根據(jù)拋物線的對稱軸及
33、拋物線與y軸的交點(diǎn)坐標(biāo)可求出b、c的值; (2)由題意先求出D點(diǎn)坐標(biāo)為(2,3),求出直線AC的解析式,設(shè),,則,四邊形CEDF的面積可表示為,利用二次函數(shù)的性質(zhì)可求出面積的最大值; (3)當(dāng)△PCQ∽△CAP時(shí),可得,,作于點(diǎn),設(shè),可求出PH、CH的長,得到P點(diǎn)坐標(biāo),即可得出函數(shù)解析式. 【詳解】解:(1)由題意可得: , 解得; (2)①由題可知, ∴, 令,解得:, ∴, ∴: 設(shè),則 ∴ ∴, ∴當(dāng)時(shí),四邊形的面積最大,最大值為. ②由(1)可知 由∽可得 ∴, ∴, 由,可得 ∴, 作于點(diǎn),設(shè),則, ∴,, ∴,即 解得, ∴
34、∴:. 【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),會利用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,理解坐標(biāo)與圖形性質(zhì),會利用相似三角形的性質(zhì)解題,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是解題的關(guān)鍵. 9.如圖,已知拋物線與軸相交于、兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn),且tan.設(shè)拋物線的頂點(diǎn)為,對稱軸交軸于點(diǎn). (1)求拋物線的解析式; (2)為拋物線的對稱軸上一點(diǎn),為軸上一點(diǎn),且. ①當(dāng)點(diǎn)在線段(含端點(diǎn))上運(yùn)動(dòng)時(shí),求的變化范圍; ②當(dāng)取最大值時(shí),求點(diǎn)到線段的距離; ③當(dāng)取最大值時(shí),將線段向上平移個(gè)單位長度,使得線段與拋物線有兩個(gè)交點(diǎn),求的取值范圍.
35、 【答案】(1);(2)①②2③ 【分析】(1)由解析式可知點(diǎn)A(-2,0),點(diǎn)B(6,0)根據(jù),可得OC=3,即點(diǎn)C(0,3),代入解析式即可求a. (2)①由解析式求得頂點(diǎn)M(2,4),設(shè)P點(diǎn)坐標(biāo)為(2,m)(其中0≤m≤4),利用勾股定理將PC、PQ、CQ用含m,n的式子表示,再利用△PCQ為直角三角形,可利用勾股定理得PC2+PQ2=CQ2,將含m,n的式子代入整理可得一個(gè)關(guān)于m,n的二次函數(shù),且0≤m≤4,通過二次函數(shù)增減性可求得n取值范圍. ②當(dāng)n取最大值4時(shí),m=4,可得點(diǎn)P(2,4),Q(4,0),故可求得PC=,PQ=2,CQ=5,利用直角三角形等面積法可求得點(diǎn)到線段
36、CQ距離 ③由題意求得線段的解析式為:,故可設(shè)線段向上平移個(gè)單位長度后的解析式為:,當(dāng)線段向上平移,使點(diǎn)恰好在拋物線上時(shí),線段與拋物線有兩個(gè)交點(diǎn),此時(shí)可求對應(yīng)的點(diǎn)的縱坐標(biāo)為,進(jìn)而求得此時(shí)t值,當(dāng)線段繼續(xù)向上平移,線段與拋物線只有一個(gè)交點(diǎn)時(shí),聯(lián)解拋物線與CQ’的解析式并化簡得一元二次方程,有一個(gè)交點(diǎn)可知由,得此時(shí)t值,即可解題. 【詳解】解:(1)根據(jù)題意得:,, 在中 ,且, ∴, ,將點(diǎn)坐標(biāo)代入得:, 故拋物線解析式為:; (2)①由(1)知,拋物線的對稱軸為:x=2,頂點(diǎn)M(2,4), 設(shè)P點(diǎn)坐標(biāo)為(2,m)(其中0≤m≤4), 則PC2=22+(m-3)2,PQ2
37、=m2+(n-2)2,CQ2=32+n2, ∵PQ⊥PC, ∴在Rt△PCQ中中,由勾股定理得:PC2+PQ2=CQ2, 即22+(m-3)2+ m2+(n-2)2=32+n2,整理得: n==(0≤m≤4), ∴當(dāng)時(shí),n取得最小值為;當(dāng)時(shí),n取得最大值為4, ∴≤n≤4; ②由①知:當(dāng)n取最大值4時(shí),m=4, ∴P(2,4),Q(4,0) 則PC=,PQ=2,CQ=5, 設(shè)點(diǎn)P到線段CQ距離為, 由, 得: 故點(diǎn)到線段距離為; ③由②可知:當(dāng)取最大值4時(shí),, 線段的解析式為:, 設(shè)線段向上平移個(gè)單位長度后的解析式為:, 當(dāng)線段向上平移,使點(diǎn)恰好在拋物線上
38、時(shí),線段與拋物線有兩個(gè)交點(diǎn) 此時(shí)對應(yīng)的點(diǎn)的縱坐標(biāo)為:, 將代入得:, 當(dāng)線段繼續(xù)向上平移,線段與拋物線只有一個(gè)交點(diǎn)時(shí), 聯(lián)解 得:,化簡得: , 由,得, 當(dāng)線段與拋物線有兩個(gè)交點(diǎn)時(shí),. 【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)求解析式,銳角三角函數(shù),勾股定理,一次函數(shù)的平移,與二次函數(shù)的交點(diǎn)情況,解本題的關(guān)鍵是通過建立新的二次函數(shù)模型和一元二次方程模型來解題. 10.如圖1,已知拋物線過點(diǎn). (1)求拋物線的解析式及其頂點(diǎn)C的坐標(biāo); (2)設(shè)點(diǎn)D是x軸上一點(diǎn),當(dāng)時(shí),求點(diǎn)D的坐標(biāo); (3)如圖2.拋物線與y軸交于點(diǎn)E,點(diǎn)P是該拋物線上位于第二象限的點(diǎn),線段PA交BE于點(diǎn)M
39、,交y軸于點(diǎn)N,和的面積分別為,求的最大值. 【答案】(1),頂點(diǎn)C的坐標(biāo)為-(-1,4);(2);(3)的最大值為. 【分析】(1)利用待定系數(shù)法,將A,B的坐標(biāo)代入即可求得二次函數(shù)的解析式; (2)設(shè)拋物線對稱軸與x軸交于點(diǎn)H,在中,可求得,推出,可證,利用相似三角形的性質(zhì)可求出AD的長度,進(jìn)一步可求出點(diǎn)D的坐標(biāo),由對稱性可直接求出另一種情況; (3)設(shè)代入,求出直線PA的解析式,求出點(diǎn)N的坐標(biāo),由,可推出,再用含a的代數(shù)式表示出來,最終可用函數(shù)的思想來求出其最大值. 【詳解】解:(1)由題意把點(diǎn)代入, 得,, 解得, ∴此拋物線解析式為:,頂點(diǎn)C的坐標(biāo)為 (2)
40、∵拋物線頂點(diǎn), ∴拋物線對稱軸為直線, 設(shè)拋物線對稱軸與x軸交于點(diǎn)H, 則, 在中,, , ∴當(dāng)時(shí), 如圖1,當(dāng)點(diǎn)D在對稱軸左側(cè)時(shí), , , , , , 當(dāng)點(diǎn)D在對稱軸右側(cè)時(shí),點(diǎn)D關(guān)于直線的對稱點(diǎn)D'的坐標(biāo)為, ∴點(diǎn)D的坐標(biāo)為或; (3)設(shè), 將代入, 得,, 解得,, 當(dāng)時(shí),, 如圖2, , 由二次函數(shù)的性質(zhì)知,當(dāng)時(shí),有最大值, 和的面積分別為m、n, 的最大值為. 【點(diǎn)睛】考查了用待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式,銳角三角函數(shù),相似三角形的判定與性質(zhì),用函數(shù)思想求極值等,解題關(guān)鍵是能夠設(shè)出點(diǎn)P坐
41、標(biāo),求出含參數(shù)的直線PA的解析式,進(jìn)一步表示出點(diǎn)N坐標(biāo). 11.如圖,已知二次函數(shù)圖象的頂點(diǎn)坐標(biāo)為,與坐標(biāo)軸交于B、C、D三點(diǎn),且B點(diǎn)的坐標(biāo)為. (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(gè)動(dòng)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(shí),求該矩形周長的最大值; (3)當(dāng)矩形MNHG的周長最大時(shí),能否在二次函數(shù)圖象上找到一點(diǎn)P,使的面積是矩形MNHG面積的?若存在,求出該點(diǎn)的橫坐標(biāo);若不存在,請說明理由. 【答案】(1) (2)最大值為10 (3)故點(diǎn)P坐標(biāo)為:或或. 【分析】(1)二
42、次函數(shù)表達(dá)式為:,將點(diǎn)B的坐標(biāo)代入上式,即可求解; (2)矩形MNHG的周長,即可求解; (3),解得:,即可求解. 【詳解】(1)二次函數(shù)表達(dá)式為:, 將點(diǎn)B的坐標(biāo)代入上式得:,解得:, 故函數(shù)表達(dá)式為:…①; (2)設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為,則點(diǎn), 則,, 矩形MNHG的周長, ∵,故當(dāng),C有最大值,最大值為10, 此時(shí),點(diǎn)與點(diǎn)D重合; (3)的面積是矩形MNHG面積的, 則, 連接DC,在CD得上下方等距離處作CD的平行線m、n, 過點(diǎn)P作y軸的平行線交CD、直線n于點(diǎn)H、G,即, 過點(diǎn)P作于點(diǎn)K, 將、坐標(biāo)代入一次函數(shù)表達(dá)式并解得: 直線CD的表達(dá)式為
43、:, ,∴,, 設(shè)點(diǎn),則點(diǎn), , 解得:, 則, 解得:, 故點(diǎn), 直線n的表達(dá)式為:…②, 聯(lián)立①②并解得:, 即點(diǎn)、的坐標(biāo)分別為、; 故點(diǎn)P坐標(biāo)為:或或. 【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. 12.如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線與軸交于點(diǎn)、(點(diǎn)在點(diǎn)右側(cè)),點(diǎn)為拋物線的頂點(diǎn).點(diǎn)在軸的正半軸上,交軸于點(diǎn),繞點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)得到,點(diǎn)恰好旋轉(zhuǎn)到點(diǎn),連接. (1)求點(diǎn)、、的坐標(biāo); (2)求證:四邊形是
44、平行四邊形; (3)如圖2,過頂點(diǎn)作軸于點(diǎn),點(diǎn)是拋物線上一動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)作軸,點(diǎn)為垂足,使得與相似(不含全等). ①求出一個(gè)滿足以上條件的點(diǎn)的橫坐標(biāo); ②直接回答這樣的點(diǎn)共有幾個(gè)? 【答案】(1),,;(2)證明見解析;(3)①點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為,,,②點(diǎn)P共有3個(gè). 【分析】(1)令y=0,可得關(guān)于x的方程,解方程求得x的值即可求得A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo),對解析式配方可得頂點(diǎn)D的坐標(biāo); (2)由,CO⊥AF,可得OF=OA=1,如圖2,易得,由此可得,繼而證明為等邊三角形,推導(dǎo)可得,再由,,可得,問題得證; (3)①設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,分三種情況:點(diǎn)在點(diǎn)左側(cè),點(diǎn)在點(diǎn)右側(cè),點(diǎn)在之間,分別討論即可得;
45、 ②由①的結(jié)果即可得. 【詳解】(1)令, 解得或, 故,, 配方得,故; (2)∵,CO⊥AF, ∴OF=OA=1, 如圖,DD1⊥軸,∴DD1//CO, ∴, ∴, 即, ∴, ∴CF==2, ∴, 即為等邊三角形, ∴∠AFC=∠ACF=60°, ∵∠ECF=∠ACF, ∴, ∴, ∵CF:DF=OF:FD1=1:2, ∴DF=4,∴CD=6, 又∵,, ∴, ∴四邊形是平行四邊形; (3)①設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為, (ⅰ)當(dāng)點(diǎn)在點(diǎn)左側(cè)時(shí), 因?yàn)榕c相似, 則1), 即, ∴(舍),x2=-11; 2), 即, ∴(舍),;
46、 (ⅱ)當(dāng)點(diǎn)在點(diǎn)右側(cè)時(shí), 因?yàn)榕c相似, 則3), 即, ∴(舍),(舍); 4), 即, ∴(舍),(舍); (ⅲ)當(dāng)點(diǎn)在之間時(shí), ∵與相似, 則5), 即, ∴(舍),(舍); 6), 即, ∴(舍),; 綜上所述,點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,,; ②由①可得這樣的點(diǎn)P共有3個(gè). 【點(diǎn)睛】本題考查的是函數(shù)與幾何綜合題,涉及了等邊三角形的判定與性質(zhì),平行四邊形的判定,相似三角形的判定與性質(zhì),解一元二次方程等,綜合性較強(qiáng),有一定的難度,熟練掌握相關(guān)知識,正確進(jìn)行分類討論并畫出符合題意的圖形是解題的關(guān)鍵. 13.如圖1,△AOB的三個(gè)頂點(diǎn)A、O、B分別落在拋物線F1
47、:的圖象上,點(diǎn)A的橫坐標(biāo)為﹣4,點(diǎn)B的縱坐標(biāo)為﹣2.(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)) (1)求點(diǎn)A、B的坐標(biāo); (2)將△AOB繞點(diǎn)O逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得到△A'OB',拋物線F2:經(jīng)過A'、B'兩點(diǎn),已知點(diǎn)M為拋物線F2的對稱軸上一定點(diǎn),且點(diǎn)A'恰好在以O(shè)M為直徑的圓上,連接OM、A'M,求△OA'M的面積; (3)如圖2,延長OB'交拋物線F2于點(diǎn)C,連接A'C,在坐標(biāo)軸上是否存在點(diǎn)D,使得以A、O、D為頂點(diǎn)的三角形與△OA'C相似.若存在,請求出點(diǎn)D的坐標(biāo);若不存在,請說明理由. 【答案】(1)點(diǎn)A坐標(biāo)為(﹣4,﹣4),點(diǎn)B坐標(biāo)為(﹣1,﹣2);(2)S△OA'M=8;(3)點(diǎn)D坐標(biāo)為(4
48、,0)、(8,0)、(0,4)或(0,8)時(shí),以A、O、D為頂點(diǎn)的三角形與△OA'C相似. 【分析】(1)把x=﹣4代入解析式,求得點(diǎn)A的坐標(biāo),把y=-2代入解析式,根據(jù)點(diǎn)B與點(diǎn)A的位置關(guān)系即可求得點(diǎn)B的坐標(biāo); (2)如圖1,過點(diǎn)B作BE⊥x軸于點(diǎn)E,過點(diǎn)B'作B'G⊥x軸于點(diǎn)G,先求出點(diǎn)A'、B'的坐標(biāo),OA=OA'=,然后利用待定系數(shù)法求得拋物線F2解析式為:,對稱軸為直線:,設(shè)M(6,m),表示出OM2,A'M2,進(jìn)而根據(jù)OA'2+A'M2=OM2,得到(4)2+m2+8m+20=36+m2,求得m=﹣2,繼而求得A'M=,再根據(jù)S△OA'M=OA'?A'M通過計(jì)算即可得; (3)
49、在坐標(biāo)軸上存在點(diǎn)D,使得以A、O、D為頂點(diǎn)的三角形與△OA'C相似,先求得直線OA與x軸夾角為45°,再分點(diǎn)D在x軸負(fù)半軸或y軸負(fù)半軸時(shí),∠AOD=45°,此時(shí)△AOD不可能與△OA'C相似,點(diǎn)D在x軸正半軸或y軸正半軸時(shí),∠AOD=∠OA'C=135°(如圖2、圖3),此時(shí)再分△AOD∽△OA'C,△DOA∽△OA'C兩種情況分別討論即可得. 【詳解】(1)當(dāng)x=﹣4時(shí),, ∴點(diǎn)A坐標(biāo)為(﹣4,﹣4), 當(dāng)y=﹣2時(shí),, 解得:x1=﹣1,x2=﹣6, ∵點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè), ∴點(diǎn)B坐標(biāo)為(﹣1,﹣2); (2)如圖1,過點(diǎn)B作BE⊥x軸于點(diǎn)E,過點(diǎn)B'作B'G⊥x軸于點(diǎn)G,
50、∴∠BEO=∠OGB'=90°,OE=1,BE=2, ∵將△AOB繞點(diǎn)O逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得到△A'OB', ∴OB=OB',∠BOB'=90°, ∴∠BOE+∠B'OG=∠BOE+∠OBE=90°, ∴∠B'OG=∠OBE, 在△B'OG與△OBE中 , ∴△B'OG≌△OBE(AAS), ∴OG=BE=2,B'G=OE=1, ∵點(diǎn)B'在第四象限, ∴B'(2,﹣1), 同理可求得:A'(4,﹣4), ∴OA=OA'=, ∵拋物線F2:y=ax2+bx+4經(jīng)過點(diǎn)A'、B', ∴, 解得:, ∴拋物線F2解析式為:, ∴對稱軸為直線:, ∵點(diǎn)M在直線x=6上,
51、設(shè)M(6,m), ∴OM2=62+m2,A'M2=(6﹣4)2+(m+4)2=m2+8m+20, ∵點(diǎn)A'在以O(shè)M為直徑的圓上, ∴∠OA'M=90°, ∴OA'2+A'M2=OM2, ∴(4)2+m2+8m+20=36+m2, 解得:m=﹣2, ∴A'M=, ∴S△OA'M=OA'?A'M=; (3)在坐標(biāo)軸上存在點(diǎn)D,使得以A、O、D為頂點(diǎn)的三角形與△OA'C相似, ∵B'(2,﹣1), ∴直線OB'解析式為y=﹣x, , 解得:(即為點(diǎn)B'),, ∴C(8,﹣4), ∵A'(4,﹣4), ∴A'C∥x軸,A'C=4, ∴∠OA'C=135°, ∴∠A'
52、OC<45°,∠A'CO<45°, ∵A(﹣4,﹣4),即直線OA與x軸夾角為45°, ∴當(dāng)點(diǎn)D在x軸負(fù)半軸或y軸負(fù)半軸時(shí),∠AOD=45°,此時(shí)△AOD不可能與△OA'C相似, ∴點(diǎn)D在x軸正半軸或y軸正半軸時(shí),∠AOD=∠OA'C=135°(如圖2、圖3), ①若△AOD∽△OA'C, 則, ∴OD=A'C=4, ∴D(4,0)或(0,4); ②若△DOA∽△OA'C, 則, ∴OD=OA'=8, ∴D(8,0)或(0,8), 綜上所述,點(diǎn)D坐標(biāo)為(4,0)、(8,0)、(0,4)或(0,8)時(shí),以A、O、D為頂點(diǎn)的三角形與△OA'C相似. 【點(diǎn)睛】本題考查
53、的是二次函數(shù)與幾何的綜合題,涉及了待定系數(shù)法,全等三角形的判定與性質(zhì),相似三角形的判定與性質(zhì),圓周角定理等知識,綜合性較強(qiáng),有一定的難度,熟練掌握和靈活運(yùn)用相關(guān)知識是解題的關(guān)鍵.注意數(shù)形結(jié)合思想與分類討論思想的運(yùn)用. 14.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,頂點(diǎn)為A的拋物線與x軸交于B、C兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)D,已知A(1,4),B(3,0). (1)求拋物線對應(yīng)的二次函數(shù)表達(dá)式; (2)探究:如圖1,連接OA,作DE∥OA交BA的延長線于點(diǎn)E,連接OE交AD于點(diǎn)F,M是BE的中點(diǎn),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(yīng)用:如圖2,P(m,n)是拋物線在第四象限的
54、圖象上的點(diǎn),且m+n=﹣1,連接PA、PC,在線段PC上確定一點(diǎn)M,使AN平分四邊形ADCP的面積,求點(diǎn)N的坐標(biāo).提示:若點(diǎn)A、B的坐標(biāo)分別為(x1,y1)、(x2,y2),則線段AB的中點(diǎn)坐標(biāo)為(,). 【答案】(1)y=﹣x2+2x﹣3;(2)OM將四邊形OBAD分成面積相等的兩部分,理由見解析;(3)點(diǎn)N(,﹣). 【分析】(1)函數(shù)表達(dá)式為:y=a(x﹣1)2+4,將點(diǎn)B坐標(biāo)的坐標(biāo)代入上式,即可求解; (2)利用同底等高的兩個(gè)三角形的面積相等,即可求解; (3)由(2)知:點(diǎn)N是PQ的中點(diǎn),根據(jù)C,P點(diǎn)的坐標(biāo)求出直線PC的解析式,同理求出AC,DQ的解析式,并聯(lián)立方程求出Q
55、點(diǎn)的坐標(biāo),從而即可求N點(diǎn)的坐標(biāo). 【詳解】(1)函數(shù)表達(dá)式為:y=a(x﹣1)2+4, 將點(diǎn)B坐標(biāo)的坐標(biāo)代入上式得:0=a(3﹣1)2+4, 解得:a=﹣1, 故拋物線的表達(dá)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(shè)點(diǎn)P(m,n),n=﹣m2+2m+3,而m+n=﹣1, 解得:m=﹣1或4,故點(diǎn)P(4,﹣5); 如圖2,故點(diǎn)D作
56、QD∥AC交PC的延長線于點(diǎn)Q, 由(2)知:點(diǎn)N是PQ的中點(diǎn), 設(shè)直線PC的解析式為y=kx+b, 將點(diǎn)C(﹣1,0)、P(4,﹣5)的坐標(biāo)代入得:, 解得:, 所以直線PC的表達(dá)式為:y=﹣x﹣1…①, 同理可得直線AC的表達(dá)式為:y=2x+2, 直線DQ∥CA,且直線DQ經(jīng)過點(diǎn)D(0,3), 同理可得直線DQ的表達(dá)式為:y=2x+3…②, 聯(lián)立①②并解得:x=﹣,即點(diǎn)Q(﹣,), ∵點(diǎn)N是PQ的中點(diǎn), 由中點(diǎn)公式得:點(diǎn)N(,﹣). 【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)、圖形面積的計(jì)算等,其中(3)直接利用(2)的結(jié)論,即點(diǎn)N是PQ的中點(diǎn),是本題
57、解題的突破點(diǎn). 15.如圖①,在平面直角坐標(biāo)系中,已知,四點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)以每秒個(gè)單位長度的速度沿運(yùn)動(dòng)(不與點(diǎn)、點(diǎn)重合),設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為(秒). (1)求經(jīng)過、、三點(diǎn)的拋物線的解析式; (2)點(diǎn)在()中的拋物線上,當(dāng)為的中點(diǎn)時(shí),若,求點(diǎn)的坐標(biāo); (3)當(dāng)在上運(yùn)動(dòng)時(shí),如圖②.過點(diǎn)作軸,垂足為,,垂足為.設(shè)矩形與重疊部分的面積為,求與的函數(shù)關(guān)系式,并求出的最大值; (4)點(diǎn)為軸上一點(diǎn),直線與直線交于點(diǎn),與軸交于點(diǎn).是否存在點(diǎn),使得為等腰三角形?若存在,直接寫出符合條件的所有點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請說明理由. 【答案】(1)(2)或;(3)或或或 【分析】(1)設(shè)函數(shù)解析式為y=ax2+bx+
58、c,將點(diǎn)A(﹣2,2),C(0,2),D(2,0)代入解析式即可; (2)由已知易得點(diǎn)P為AB的垂直平分線與拋物線的交點(diǎn),點(diǎn)P的縱坐標(biāo)是1,則有1=,即可求P; (3)設(shè)點(diǎn)Q(m,0),直線BC的解析式y(tǒng)=﹣x+2,直線AQ的解析式 ,求出點(diǎn),,由勾股定理可得,,,分三種情況討論△HOK為等腰三角形即可; 【詳解】解:(1)設(shè)函數(shù)解析式為c, 將點(diǎn)代入解析式可得 , , ; (2), , 點(diǎn)為的垂直平分線與拋物線的交點(diǎn), , ∴點(diǎn)的縱坐標(biāo)是, , 或, ∴或; (3), t, , , ; 當(dāng)時(shí),最大值為; (3)設(shè)點(diǎn),直線的解析式, 直線的解析式,
59、 ∴,, ∴,,, ①時(shí),, , 或; ②時(shí),, , 或; ③K時(shí),,不成立; 綜上所述:或或或; 【點(diǎn)睛】本題考查二次函數(shù)綜合;熟練應(yīng)用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,掌握三角形全等的性質(zhì),直線交點(diǎn)的求法是解題的關(guān)鍵. 16.如圖,頂點(diǎn)為的拋物線與軸交于,兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn),過點(diǎn)作軸交拋物線于另一點(diǎn),作軸,垂足為點(diǎn).雙曲線經(jīng)過點(diǎn),連接,. (1)求拋物線的表達(dá)式; (2)點(diǎn),分別是軸,軸上的兩點(diǎn),當(dāng)以,,,為頂點(diǎn)的四邊形周長最小時(shí),求出點(diǎn),的坐標(biāo); 【答案】(1);(2);; 【分析】(1)先求D的坐標(biāo),再代入二次函數(shù)解析式解析式求解;(2)分別作點(diǎn),關(guān)于軸,軸的對
60、稱點(diǎn),,連接交軸,軸于點(diǎn),.即,F(xiàn),N,在同同一直線上時(shí),四邊形的周長最小,用待定系數(shù)法求直線的表達(dá)式,再求N,F的坐標(biāo); 【詳解】解:(1)由題意,得點(diǎn)的坐標(biāo),. ∵, ∴. ∴點(diǎn)的坐標(biāo). 將點(diǎn),分別代人拋物線,得 解得 ∴拋物線的表達(dá)式為. (2)分別作點(diǎn),關(guān)于軸,軸的對稱點(diǎn),, 連接交軸,軸于點(diǎn),. 由拋物線的表達(dá)式可知,頂點(diǎn)的坐標(biāo), ∴點(diǎn)的坐標(biāo). 設(shè)直線為, ∵點(diǎn)的坐標(biāo), ∴ 解得 ∴直線的表達(dá)式為. 令,則,解得, ∴點(diǎn)的坐標(biāo). 令,則, ∴點(diǎn)的坐標(biāo). 【點(diǎn)睛】考核知識點(diǎn):二次函數(shù)的綜合運(yùn)用.數(shù)形結(jié)合分析問題是關(guān)鍵. 17.如圖,頂
61、點(diǎn)為的拋物線與軸交于,兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn). (1)求這條拋物線對應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式; (2)問在軸上是否存在一點(diǎn),使得為直角三角形?若存在,求出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,說明理由. (3)若在第一象限的拋物線下方有一動(dòng)點(diǎn),滿足,過作軸于點(diǎn),設(shè)的內(nèi)心為,試求的最小值. 【答案】(1);(2)點(diǎn)坐標(biāo)為或或或時(shí),為直角三角形;(3)最小值為. 【分析】(1)結(jié)合題意,用待定系數(shù)法即可求解; (2)分3種情況討論,用勾股定理即可求解; (3)根據(jù)正方形的判定和勾股定理,即可得到答案. 【詳解】(1)∵拋物線過點(diǎn),, ∴,解得:, ∴這條拋物線對應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式為. (2)在軸上存在點(diǎn),使得
62、為直角三角形. ∵, ∴頂點(diǎn), ∴, 設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)為, ∴,, ①若,則. ∴, 解得:, ∴. ②若,則, ∴, 解得:,, ∴或. ③若,則, ∴, 解得:, ∴. 綜上所述,點(diǎn)坐標(biāo)為或或或時(shí),為直角三角形. (3)如圖,過點(diǎn)作軸于點(diǎn),于點(diǎn),于點(diǎn), ∵軸于點(diǎn), ∴, ∴四邊形是矩形, ∵點(diǎn)為的內(nèi)心, ∴,,,, ∴矩形是正方形, 設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)為, ∴,, ∴, ∵, ∴, ∴, ∵, ∴, ∴化簡得:, 配方得:, ∴點(diǎn)與定點(diǎn)的距離為. ∴點(diǎn)在以點(diǎn)為圓心,半徑為的圓在第一象限的弧上運(yùn)動(dòng), ∴當(dāng)點(diǎn)在線段上時(shí),最小, ∵,
63、 ∴, ∴最小值為. 【點(diǎn)睛】本題考查用待定系數(shù)法求二元一次方程、勾股定理和正方形的判定,解題的關(guān)鍵是熟練掌握用待定系數(shù)法求二元一次方程、勾股定理和正方形的判定. 18.如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,拋物線L1:過點(diǎn)C(0,﹣3),與拋物線L2:的一個(gè)交點(diǎn)為A,且點(diǎn)A的橫坐標(biāo)為2,點(diǎn)P、Q分別是拋物線L1、拋物線L2上的動(dòng)點(diǎn). (1)求拋物線L1對應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式; (2)若以點(diǎn)A、C、P、Q為頂點(diǎn)的四邊形恰為平行四邊形,求出點(diǎn)P的坐標(biāo); (3)設(shè)點(diǎn)R為拋物線L1上另一個(gè)動(dòng)點(diǎn),且CA平分∠PCR,若OQ∥PR,求出點(diǎn)Q的坐標(biāo). 【答案】(1)拋物線對應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式為;(2
64、)點(diǎn)的坐標(biāo)為或或或;(3)點(diǎn)坐標(biāo)為或. 【分析】(1)先求出A點(diǎn)的坐標(biāo),再用待定系數(shù)法求出函數(shù)解析式便可; (2)設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x,x2﹣2x﹣3),分兩種情況討論:AC為平行四邊形的一條邊,AC為平行四邊形的一條對角線,用x表示出Q點(diǎn)坐標(biāo),再把Q點(diǎn)坐標(biāo)代入拋物線中,列出方程求得解便可; (3)當(dāng)點(diǎn)P在y軸左側(cè)時(shí),拋物線L1不存在點(diǎn)R使得CA平分∠PCR,當(dāng)點(diǎn)P在y軸右側(cè)時(shí),不妨設(shè)點(diǎn)P在CA的上方,點(diǎn)R在CA的下方,過點(diǎn)P、R分別作y軸的垂線,垂足分別為S、T,過點(diǎn)P作PH⊥TR于點(diǎn)H,設(shè)點(diǎn)P坐標(biāo)為(x1,),點(diǎn)R坐標(biāo)為(x2,),證明△PSC∽△RTC,由相似比得到x1+x2=4,進(jìn)
65、而得tan∠PRH的值,過點(diǎn)Q作QK⊥x軸于點(diǎn)K,設(shè)點(diǎn)Q坐標(biāo)為(m,),由tan∠QOK=tan∠PRH,移出m的方程,求得m便可. 【詳解】(1)將代入,得,故點(diǎn)的坐標(biāo)為. 將代入, 得,解得. 所以拋物線對應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式為. (2)設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為. 第一種情況:為平行四邊形的一條邊. ①當(dāng)點(diǎn)在點(diǎn)右側(cè)時(shí),則點(diǎn)的坐標(biāo)為. 將代入,得 , 整理得,解得. 因?yàn)闀r(shí),點(diǎn)與點(diǎn)重合,不符合題意,所以舍去, 此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo)為. ②當(dāng)點(diǎn)在點(diǎn)左側(cè)時(shí),則點(diǎn)的坐標(biāo)為. 將代入,得 , 整理得,解得. 此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo)為或. 第二種情況:當(dāng)為平行四邊形的一條對角線時(shí). 由的中點(diǎn)坐標(biāo)為,
66、得的中點(diǎn)坐標(biāo)為, 故點(diǎn)的坐標(biāo)為. 將代入,得 , 整理得,解得. 因?yàn)闀r(shí),點(diǎn)與點(diǎn)重合,不符合題意,所以舍去, 此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo)為. 綜上所述,點(diǎn)的坐標(biāo)為或或或. (3)當(dāng)點(diǎn)在軸左側(cè)時(shí),拋物線不存在動(dòng)點(diǎn)使得平分. 當(dāng)點(diǎn)在軸右側(cè)時(shí),不妨設(shè)點(diǎn)在的上方,點(diǎn)在的下方, 過點(diǎn)、分別作軸的垂線,垂足分別為, 過點(diǎn)作,垂足為,則有. 由平分,得,則, 故,所以. 設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)為, 點(diǎn)坐標(biāo)為, 所以有, 整理得. 在中,. 過點(diǎn)作軸,垂足為.設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)為. 若,則需.所以. 所以.解得. 所以點(diǎn)坐標(biāo)為或. 【點(diǎn)睛】本題是二次函數(shù)的綜合題,主要考查了待定系數(shù)法求函數(shù)的解析式,平行四邊形的性質(zhì),解直角三角形的應(yīng)用,相似三角形的性質(zhì)與判定,角平分線的性質(zhì),動(dòng)點(diǎn)問題探究,突破第(2)題的方法是分情況討論;突破第(3)的方法是作直角三角形,構(gòu)造相似三角形,用相似三角形的相似比列方程. 19.如圖,拋物線交軸于、兩點(diǎn),其中點(diǎn)坐標(biāo)為,與軸交于點(diǎn). (1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式; (2)如圖①,連接,點(diǎn)在拋物線上,且滿足.求點(diǎn)的坐標(biāo); (3)如圖②,點(diǎn)為軸下方拋物線上任
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