【中考数学压轴题专题突破01】二次函数中的定值问题
【中考数学压轴题专题突破01】二次函数中的定值问题
【中考压轴题专题突破】二次函数中的定值问题1.在平面直角坐标系xOy中,已知二次函数y=﹣的图象经过点A(2,0)和点B(1,),直线l经过抛物线的顶点且与y轴垂直,垂足为Q.(1)求该二次函数的表达式;(2)设抛物线上有一动点P从点B处出发沿抛物线向下运动,其纵坐标y1随时间t(t ≤0)的变化规律为y1=﹣2t.设点C是线段OP的中点,作DC⊥l于点D.①点P运动的过程中,是否为定值,请说明理由;②若在点P开始运动的同时,直线l也向下平行移动,且垂足Q的纵坐标y2随时间t的变化规律为y2=1﹣3t,以OP为直径作⊙C,l与⊙C的交点为E、F,若EF=,求t 的值.2.如图,已知二次函数y=﹣x2+bx+c的图象经过点C(0,3),与x轴分别交于点A、点B (3,0).点D(n,y1)、E(n+t,y2)、F(n+4,y3)都在这个二次函数的图象上,其中0<t<4,连接DE、DF、EF,记△DEF的面积为S.(1)求二次函数y=﹣x2+bx+c的表达式;(2)若n=0,求S的最大值,并求此时t的值;(3)若t=2,当n不同数值时,S的值是否变化?如不变,求该定值;如变化,试用含n的代数式表示S.3.若一次函数y=kx+m的图象经过二次函数y=ax2+bx+c的顶点,我们则称这两个函数为“丘比特函数组”(1)请判断一次函数y=﹣3x+5和二次函数y=x2﹣4x+5是否为“丘比特函数组”,并说明理由.(2)若一次函数y=x+2和二次函数y=ax2+bx+c为“丘比特函数组”,已知二次函数y =ax2+bx+c顶点在二次函数y=2x2﹣3x﹣4图象上并且二次函数y=ax2+bx+c经过一次函数y=x+2与y轴的交点,求二次函数y=ax2+bx+c的解析式;(3)当﹣3≤x≤﹣1时,二次函数y=x2﹣2x﹣4的最小值为a,若“丘比特函数组”中的一次函数y=2x+3和二次函数y=ax2+bx+c(b、c为参数)相交于PQ两点请问PQ的长度为定值吗?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.4.已知二次函数y=kx2+x+(k是常数).(1)若该函数的图象与x轴有两个不同的交点,试求k的取值范围;(2)若点(1,k)在某反比例函数图象上,要使该反比例函数和二次函数y=kx2+x+都是y随x的增大而增大,求k应满足的条件及x的取值范围;(3)若抛物线y=kx2+x+与x轴交于A(x A,0)、B(x B,0)两点,且x A<x B,x A2+x B2=34,若与y轴不平行的直线y=ax+b经过点P(1,3),且与抛物线交于Q1(x1,y1)、Q2(x2,y2)两点,试探究是否为定值,并写出探究过程.5.如图,已知二次函数y=﹣+bx+c的图象与x轴交于A、B两点(点A在点B的左边),与y轴交于点C(0,3),且抛物线的对称轴为直线x=.(1)直接写出b的值及点A的坐标;(2)∠BAC的平分线交y轴于点D,过点D的直线l与射线AC,AB分别交于点M,N.①直接写出:+=;②当直线l绕点D旋转时,+是否为定值,若是,求出这个值,若不是,说明理由.6.如图,抛物线y=ax2+bx+c的顶点为C(0,﹣),与x轴交于点A、B,连接AC、BC,得等边△ABC.T点从B点出发,以每秒1个单位的速度向点A运动,同时点S从点C 出发,以每秒个单位的速度向y轴负方向运动,TS交射线BC于点D,当点T到达A 点时,点S停止运动.设运动时间为t秒.(1)求二次函数的解析式;(2)设△TSC的面积为S,求S关于t的函数解析式;(3)以点T为圆心,TB为半径的圆与射线BC交于点E,试说明:在点T运动的过程中,线段ED的长是一定值,并求出该定值.【中考压轴题专题突破】二次函数中的定值问题参考答案与试题解析1.解:(1)由题意得,解得.故二次函数解析式为y=﹣x2+1.(2)①=,理由如下,将P点纵坐标代入(1)的解析式,得:﹣2t═﹣x2+1,x=,∴点P坐标(,),∴OP中点C的坐标(,),∴CD=1﹣()=,OP==2t+,∴OP=2CD∴=.②∵圆心到直线l的距离d=|﹣(1﹣3t)|=|2t﹣|,半径r=OP=t+,EF=,又∵()2+d2=r2,∴+(2t﹣)2=(t+)2,解得t=1或,∴t=1或时,以OP为直径作⊙C,l与⊙C的交点为E、F,EF=.2.解:(1)将点B(3,0),C(0,3)代入y=﹣x2+bx+c,得:,解得:,∴二次函数的表达式为y=﹣x2+2x+3.(2)当n=0时,点D的坐标为(0,3),点E的坐标为(t,﹣t2+2t+3),点F的坐标为(4,﹣5).设直线DF的函数表达式为y=kx+a(k≠0),将D(0,3),F(4,﹣5)代入y=kx+a,得:,解得:,∴直线DF的函数表达式为y=﹣2x+3.过点E作EQ∥y轴,交直线DF于点Q,如图1所示.∵点E的坐标为(t,﹣t2+2t+3),∴点Q的坐标为(t,﹣2t+3),∴EQ=﹣t2+2t+3﹣(﹣2t+3)=﹣t2+4t,∴S=EQ•(x F﹣x D)=﹣2t2+8t=﹣2(t﹣2)2+8.∵﹣2<0,∴当t=2时,S取最大值,最大值为8.(3)当n取不同数值时,S的值不变.过点DM∥y轴,过点F作FM∥x轴,交直线DM于点M,过点E作EN⊥FM于点N,交直线DF于点G,如图2所示.当t=2时,点D的坐标为(n,﹣n2+2n+3),点E的坐标为(n+2,﹣n2﹣2n+3),点F 的坐标为(n+4,﹣n2﹣6n﹣5),∴点M的坐标为(n,﹣n2﹣6n﹣5),点N的坐标为(n+2,﹣n2﹣6n﹣5),∴DM=8n+8,EN=4n+8,MN=2,NF=2,∴S=S梯形DMNE+S△ENF﹣S△DMF,=MN•(DM+EN)+NF•EN﹣DM•MF,=12n+16+4n+8﹣16n﹣16,=8.∴当n取不同数值时,S的值永远为8.3.解:(1)y=x2﹣4x+5=(x﹣2)2+1,即顶点坐标为(2,1),当x=2时,y=﹣3x+5=﹣1≠1,故一次函数y=﹣3x+5和二次函数y=x2﹣4x+5不是“丘比特函数组”;(2)设:二次函数的顶点为:(m,m+2),将顶点坐标代入二次函数y=2x2﹣3x﹣4得:m+2=2m2﹣3m﹣4,解得:m=3或﹣1,当m=3时,函数顶点为(3,5),一次函数y=x+2与y轴的交点为:(0,2),则二次函数表达式为:y=a(x﹣3)2+5=a(x2﹣6x+9)+5,即:9a+5=2,解得:a=﹣,故:抛物线的表达式为:y=﹣x2+2x+2;同理当m=﹣1时,抛物线的表达式为:y=x2+2x+2,综上,抛物线的表达式为:y=﹣x2+2x+2或y=x2+2x+2;(3)是定值,理由:令y=x2﹣2x﹣4=0,则x=1±,故当﹣3≤x≤﹣1时,x=﹣1时函数取得最小值,即a=1+2﹣4=﹣1,设抛物线的顶点为P(m,2m+3),则“丘比特函数组”另外一个交点为Q(x,y),则抛物线的表达式为:y=a(x﹣m)2+(2m+3)=﹣(x﹣m)2+(2m+3),由题意得:﹣(x﹣m)2+(2m+3)=2x+3,整理得:x2+(2﹣2m)x+(m2﹣2m)=0,由韦达定理得:x+m=2m﹣2,解得:x=m﹣2,故点Q(m﹣2,2m﹣1),则PQ==2,为定值.4.解:(1)∵二次函数y=kx2+x+与x轴有两个不同的交点,∴,解得k<且k≠0.(2)设反比例函数解析式为y=,∵经过点(1,k),∴m=k,∵反比例函数和二次函数y=kx2+x+都是y随x的增大而增大,∴k<0,∵对称轴x=﹣=﹣,根据二次函数以及反比例函数的性质可知:当x<0或0<x<﹣时,y随x的增大而增大.(3)结论:=1.理由:令y=0,则有kx2+x+=0,∴x A+x B=﹣,x A•x B=,∵x A2+x B2=34,∴(x A+x B)2﹣2x A•x B=34,∴()2﹣﹣34=0,解得k=﹣或由(1)可知k<,∴k=﹣,∴抛物线解析式为y=﹣x2+x+,设过点P的直线为y=kx+b,把P(1,3)代入得3=k+b,∴b=3﹣k,∴过点P的直线为y=kx+3﹣k,∵过点P的直线为y=kx+3﹣k与物线交于Q1(x1,y1)、Q2(x2,y2)两点,∴y1=kx1+3﹣k,y2=kx2+3﹣k,由消去y得x2+(4k﹣2)x﹣3﹣4k=0,∴x1+x2=﹣(4k﹣2),x1x2=﹣3﹣4k,∴=====1.5.解:(1)∵抛物线的对称轴为直线x=,∴﹣=,解得b=,将点C(0,3)代入y=﹣x2+bx+c得c=3,所以,y=﹣x2+x+3,令y=0,则﹣x2+x+3=0,整理得,x2﹣2x﹣9=0,解得x1=﹣,x2=3,所以,点A的坐标为(﹣,0);(2)①∵A的坐标为(﹣,0),∴AO=,∵点C(0,3),∴OC=3,根据勾股定理得,AC===2,所以,+=+=+=;故答案为:.②+为定值.理由如下:如图,过点D作DE∥AC交x轴于E,则∠ADE=∠CAD,∵∠BAC的平分线交y轴于点D,∴∠CAD=∠OAD,∴∠OAD=∠ADE,∴DE=AE,∵DE∥AC,∴△NED∽△ANM,∴=,由图可知,EN=AN﹣AE,∴===1﹣,∴1﹣=,整理得,+=,∵tan∠BAC===,∴∠BAC=60°,∵∠BAC的平分线与y轴相交于点D,∴∠DAO=∠BAC=×60°=30°,∴DO=AO•tan∠DAO=×tan30°=×=1,∵DE∥AC,∴∠DEO=∠BAC=60°,∴DE=DO÷sin∠DEO=1÷sin60°=1÷,∴=,∴+=.6.解:(1)∵y=ax2+bx+c的顶点是(0,﹣),∴抛物线的对称轴是y轴,∴b=0,故可设抛物线的解析式是:y=ax2﹣,又∵三角形ABC是等边三角形,且有CO⊥AB,CO=∴AO=1,∴A(﹣1,0)把点A代入y=ax2﹣,得a=∴抛物线的解析式是y=x2﹣.(2)当0<t<1时,OT=1﹣t,CS=t;∴S=OT•CS=(1﹣t)t=﹣t2+t;当1<t<2时,OT=t﹣1,CS=t;∴S=OT•CS=(t﹣1)t=t2﹣t;综上,S与t的函数关系式为:S=.(3)当0<t<1,(如图1)过D作DH⊥y轴,显然有TB=TE,又∠B=60度,∴三角形TBE为等边三角形,∴BE=TB=t,∵△SDH∽△STO,设DH=a,则有,即,∴a=,∴DC=1﹣t,∴DE=CB﹣EB﹣DC=2﹣t﹣(1﹣t)=1.当1<t<2,(如图2)同理,△SDH∽△STO,即有,a=,DC=t﹣1,∴DE=DC+CE=t﹣1+(2﹣t)=1.。
二次函数中考压轴题(定值问题)解析精选
二次函数中考压轴题(定值问题)解析精选【例1】(2013•南通)如图,直线y=kx+b(b>0)与抛物线相交于点A(x1,y1),B(x2,y2)两点,与x轴正半轴相交于点D,与y轴相交于点C,设△OCD的面积为S,且kS+32=0.(1)求b的值;(2)求证:点(y1,y2)在反比例函数的图象上;(3)求证:x1•OB+y2•OA=0.考点:二次函数综合题专题:压轴题.分析:(1)先求出直线y=kx+b与x轴正半轴交点D的坐标及与y轴交点C的坐标,得到△OCD的面积S=﹣,再根据kS+32=0,及b>0即可求出b的值;(2)先由y=kx+8,得x=,再将x=代入y=x2,整理得y2﹣(16+8k2)y+64=0,然后由已知条件直线y=kx+8与抛物线相交于点A(x1,y1),B(x2,y2)两点,知y1,y2是方程y2﹣(16+8k2)y+64=0的两个根,根据一元二次方程根与系数的关系得到y1•y2=64,即点(y1,y2)在反比例函数的图象上;(3)先由勾股定理,得出OA2=+,OB2=+,AB2=(x1﹣x2)2+(y1﹣y2)2,由(2)得y1•y2=64,又易得x1•x2=﹣64,则OA2+OB2=AB2,根据勾股定理的逆定理得出∠AOB=90°.再过点A作AE⊥x轴于点E,过点B作BF⊥x轴于点F,根据两角对应相等的两三角形相似证明△AEO∽△OFB,由相似三角形对应边成比例得到=,即可证明x1•OB+y2•OA=0.解答:(1)解:∵直线y=kx+b(b>0)与x轴正半轴相交于点D,与y轴相交于点C,∴令x=0,得y=b;令y=0,x=﹣,∴△OCD的面积S=(﹣)•b=﹣.∵kS+32=0,∴k(﹣)+32=0,解得b=±8,∵b>0,∴b=8;(2)证明:由(1)知,直线的解析式为y=kx+8,即x=,将x=代入y=x2,得y=()2,整理,得y2﹣(16+8k2)y+64=0.∵直线y=kx+8与抛物线相交于点A(x1,y1),B(x2,y2)两点,∴y1,y2是方程y2﹣(16+8k2)y+64=0的两个根,∴y1•y2=64,∴点(y1,y2)在反比例函数的图象上;(3)证明:由勾股定理,得OA2=+,OB2=+,AB2=(x1﹣x2)2+(y1﹣y2)2,由(2)得y1•y2=64,同理,将y=kx+8代入y=x2,得kx+8=x2,即x2﹣8kx﹣64=0,∴x1•x2=﹣64,∴AB2=+++﹣2x1•x2﹣2y1•y2=+++,又∵OA2+OB2=+++,∴OA2+OB2=AB2,∴△OAB是直角三角形,∠AOB=90°.如图,过点A作AE⊥x轴于点E,过点B作BF⊥x轴于点F.∵∠AOB=90°,∴∠AOE=90°﹣∠BOF=∠OBF,又∵∠AEO=∠OFB=90°,∴△AEO∽△OFB,∴=,∵OE=﹣x1,BF=y2,∴=,∴x1•OB+y2•OA=0.点评:本题是二次函数的综合题型,其中涉及到的知识点有二次函数、反比例函数图象上点的坐标特征,三角形的面积,一次函数与二次函数的交点,一元二次方程根与系数的关系,勾股定理及其逆定理,相似三角形的判定与性质,综合性较强,难度适中.求出△OCD的面积S是解第(1)问的关键;根据函数与方程的关系,得到y1,y2是方程y2﹣(16+8k2)y+64=0的两个根,进而得出y1•y2=64是解第(2)问的关键;根据函数与方程的关系,一元二次方程根与系数的关系,勾股定理及其逆定理得出∠AOB=90°,是解第(3)问的关键.【例2】(2013•吉林)如图①,在平面直角坐标系中,点P(0,m2)(m>0)在y轴正半轴上,过点P 作平行于x轴的直线,分别交抛物线C1:y=x2于点A、B,交抛物线C2:y=x2于点C、D.原点O关于直线AB的对称点为点Q,分别连接OA,OB,QC和QD.【猜想与证明】填表:m 1 2 3由上表猜想:对任意m(m>0)均有=.请证明你的猜想.【探究与应用】(1)利用上面的结论,可得△AOB与△CQD面积比为;(2)当△AOB和△CQD中有一个是等腰直角三角形时,求△CQD与△AOB面积之差;【联想与拓展】如图②过点A作y轴的平行线交抛物线C2于点E,过点D作y轴的平行线交抛物线C1于点F.在y轴上任取一点M,连接MA、ME、MD和MF,则△MAE与△MDF面积的比值为.考点:二次函数综合题分析:猜想与证明:把P点的纵坐标分别代入C1、C2的解析式就可以AB、CD的值,就可以求出结论,从而发现规律得出对任意m(m>0)将y=m2代入两个二次函数的解析式就可以分别表示出AB与CD的值,从而得出均有=;探究与证明:(1)由条件可以得出△AOB与△CQD高相等,就可以得出面积之比等于底之比而得出结论;(2)分两种情况讨论,当△AOB为等腰直角三角形时,可以求出m的值就可以求出△AOB的面积,从而求出△CQD的面积,就可以求出其差,当△CQD为等腰直角三角形时,可以求出m的值就可以求出△CDQ的面积,进而可以求出结论;联想与拓展:由猜想与证明可以得知A、D的坐标,可以求出F、E的纵坐标,从而可以求出AE、DF的值,由三角形的面积公式分别表示出△MAE与△MDF面积,就可以求出其比值.解答:解:猜想与证明:当m=1时,1=x2,1=x2,∴x=±2,x=±3,∴AB=4,CD=6,∴;当m=2时,4=x2,4=x2,∴x=±4,x=±6,∴AB=8,CD=12,∴;当m=3时,9=x2,9=x2,∴x=±6,x=±9,∴AB=12,CD=18,∴;∴填表为m 1 2 3对任意m(m>0)均有=.理由:将y=m2(m>0)代入y=x2,得x=±2m,∴A(﹣2m,m2),B(2m,m2),∴AB=4m.将y=m2(m>0)代入y=x2,得x=±3m,∴C(﹣3m,m2),D(3m,m2),∴CD=6m.∴,∴对任意m(m>0)均有=;探究与运用:(1)∵O、Q关于直线CD对称,∴PQ=OP.∵CD∥x轴,∴∠DPQ=∠DPO=90°.∴△AOB与△CQD的高相等.∵=,∴AB=CD.∵S△AOB=AB•PO,S△CQD=CD•PQ,∴=,(2)当△AOB为等腰直角三角形时,如图3,∴PO=PB=m2,AB=2OP∴m2=m4,∴4m2=m4,∴m1=0,m2=﹣2,m3=2.∵m>0,∴m=2,∴OP=4,AB=8,∴PD=6,CD=12.∴S△AOB==16∴S△CQD==24,∴S△CQD﹣S△AOB=24﹣16=8.当△CQD是等腰直角三角形时,如图4,∴PQ=PO=PD=m2,CD=2QP∴m2=m4,∴9m2=m4,∴m1=0,m2=﹣3,m3=3.∵m>0,∴m=3,∴OP=6,AB=12,∴PQ=9,CD=18.∴S△AOB==54∴S△CQD==81,∴S△CQD﹣S△AOB=81﹣54=27;联想与拓展由猜想与证明可以得知A(﹣2m,m2),D(3m,m2),∵AE∥y轴,DF∥y轴,∴E点的横坐标为﹣2m,F点的横坐标为3m,∴y=(﹣2m)2,y=(3m)2,∴y=m2,y=m2,∴E(﹣2m,m2),F(3m,m2),∴AE=m2﹣m2=m2,DF=m2﹣m2=m2.S△AEM=×m2•2m=m3,S△DFM=m2•3m=m3.∴=.故答案为:;;.点评:本题考出了对称轴为y轴的抛物线的性质的运用,由特殊到一般的数学思想的运用,等腰直角三角形的性质的运用,三角形的面积公式的运用,轴对称的性质的运用,在解答本题时运用两个抛物线上的点的特征不变建立方程求解是关键.【例3】(2013•株洲)已知抛物线C1的顶点为P(1,0),且过点(0,).将抛物线C1向下平移h个单位(h>0)得到抛物线C2.一条平行于x轴的直线与两条抛物线交于A、B、C、D四点(如图),且点A、C关于y轴对称,直线AB与x轴的距离是m2(m>0).(1)求抛物线C1的解析式的一般形式;(2)当m=2时,求h的值;(3)若抛物线C1的对称轴与直线AB交于点E,与抛物线C2交于点F.求证:tan∠EDF﹣tan∠ECP=.考点:二次函数综合题.专题:代数几何综合题.分析:(1)设抛物线C1的顶点式形式y=a(x﹣1)2,(a≠0),然后把点(0,)代入求出a的值,再化为一般形式即可;(2)先根据m的值求出直线AB与x轴的距离,从而得到点B、C的纵坐标,然后利用抛物线解析式求出点C的横坐标,再根据关于y轴对称的点的横坐标互为相反数,纵坐标相同求出点A的坐标,然后根据平移的性质设出抛物线C2的解析式,再把点A的坐标代入求出h的值即可;(3)先把直线AB与x轴的距离是m2代入抛物线C1的解析式求出C的坐标,从而求出CE,再表示出点A的坐标,根据抛物线的对称性表示出ED,根据平移的性质设出抛物线C2的解析式,把点A的坐标代入求出h的值,然后表示出EF,最后根据锐角的正切值等于对边比邻边列式整理即可得证.解答:(1)解:设抛物线C1的顶点式形式y=a(x﹣1)2,(a≠0),∵抛物线过点(0,),∴a(0﹣1)2=,解得a=,∴抛物线C1的解析式为y=(x﹣1)2,一般形式为y=x2﹣x+;(2)解:当m=2时,m2=4,∵BC∥x轴,∴点B、C的纵坐标为4,∴(x﹣1)2=4,解得x1=5,x2=﹣3,∴点B(﹣3,4),C(5,4),∵点A、C关于y轴对称,∴点A的坐标为(﹣5,4),设抛物线C2的解析式为y=(x﹣1)2﹣h,则(﹣5﹣1)2﹣h=4,解得h=5;(3)证明:∵直线AB与x轴的距离是m2,∴点B、C的纵坐标为m2,∴(x﹣1)2=m2,解得x1=1+2m,x2=1﹣2m,∴点C的坐标为(1+2m,m2),又∵抛物线C1的对称轴为直线x=1,∴CE=1+2m﹣1=2m,∵点A、C关于y轴对称,∴点A的坐标为(﹣1﹣2m,m2),∴AE=ED=1﹣(﹣1﹣2m)=2+2m,设抛物线C2的解析式为y=(x﹣1)2﹣h,则(﹣1﹣2m﹣1)2﹣h=m2,解得h=2m+1,∴EF=h+m2=m2+2m+1,∴tan∠EDF﹣tan∠ECP=﹣=﹣=﹣=,∴tan∠EDF﹣tan∠ECP=.点评:本题是二次函数综合题型,主要考查了待定系数法求二次函数解析式,二次函数图象与结合变换,关于y轴对称的点的坐标特征,抛物线上点的坐标特征,锐角的正切的定义,(3)用m表示出相应的线段是解题的关键,也是本题的难点.【例4】如图,抛物线y=ax2+c(a≠0)经过C(2,0),D(0,﹣1)两点,并与直线y=kx交于A、B两点,直线l过点E(0,﹣2)且平行于x轴,过A、B两点分别作直线l的垂线,垂足分别为点M、N.(1)求此抛物线的解析式;(2)求证:AO=AM;(3)探究:①当k=0时,直线y=kx与x轴重合,求出此时的值;②试说明无论k取何值,的值都等于同一个常数.考点:二次函数综合题.专题:代数几何综合题.分析:(1)把点C、D的坐标代入抛物线解析式求出a、c,即可得解;(2)根据抛物线解析式设出点A的坐标,然后求出AO、AM的长,即可得证;(3)①k=0时,求出AM、BN的长,然后代入+计算即可得解;②设点A(x1,x12﹣1),B(x2,x22﹣1),然后表示出+,再联立抛物线与直线解析式,消掉未知数y得到关于x的一元二次方程,利用根与系数的关系表示出x1+x2,x1•2,并求出x12+x22,x12•x22,然后代入进行计算即可得解.解答:(1)解:∵抛物线y=ax2+c(a≠0)经过C(2,0),D(0,﹣1),∴,解得,所以,抛物线的解析式为y=x2﹣1;(2)证明:设点A的坐标为(m,m2﹣1),则AO==m2+1,∵直线l过点E(0,﹣2)且平行于x轴,∴点M的纵坐标为﹣2,∴AM=m2﹣1﹣(﹣2)=m2+1,∴AO=AM;(3)解:①k=0时,直线y=kx与x轴重合,点A、B在x轴上,∴AM=BN=0﹣(﹣2)=2,∴+=+=1;②k取任何值时,设点A(x1,x12﹣1),B(x2,x22﹣1),则+=+==,联立,消掉y得,x2﹣4kx﹣4=0,由根与系数的关系得,x1+x2=4k,x1•x2=﹣4,所以,x12+x22=(x1+x2)2﹣2x1•x2=16k2+8,x12•x22=16,∴+===1,∴无论k取何值,+的值都等于同一个常数1.点评:本题是二次函数综合题型,主要考查了待定系数法求二次函数解析式,勾股定理以及点到直线的距离,根与系数的关系,根据抛物线上点的坐标特征设出点A、B的坐标,然后用含有k的式子表示出+是解题的关键,也是本题的难点,计算量较大,要认真仔细.【例5】. 如图,在平面直角坐标系xOy中,△OAB的顶点A的坐标为(10,0),顶点B在第一象限内,且AB=35,sin∠OAB=55.(1)若点C是点B关于x轴的对称点,求经过O、C、A三点的抛物线的函数表达式;(2)在(1)中,抛物线上是否存在一点P,使以P、O、C、A为顶点的四边形为梯形?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由;(3)若将点O、点A分别变换为点Q(-2k ,0)、点R(5k,0)(k>1的常数),设过Q、R两点,且以QR的垂直平分线为对称轴的抛物线与y轴的交点为N,其顶点为M,记△QNM的面积为QMNS∆,△QNR的面积QNRS∆,求QMNS∆∶QNRS∆的值.解:(1)如图,过点B作BD OA⊥于点D.在Rt ABD△中,35AB=5sin OAB∠=5sin3535BD AB OAB∴=∠==.又由勾股定理,得2222(35)36AD AB BD=-=-=.1064OD OA AD∴=-=-=.yFP3BECD AP2P1O点B 在第一象限内,∴点B 的坐标为(43),.∴点B 关于x 轴对称的点C 的坐标为(43)-,. ··················································· 2分 设经过(00)(43)(100)O C A -,,,,,三点的抛物线的函数表达式为2(0)y ax bx a =+≠.由11643810010054a ab a b b ⎧=⎪+=-⎧⎪⇒⎨⎨+=⎩⎪=-⎪⎩,.∴经过O C A ,,三点的抛物线的函数表达式为21584y x x =-. ····························· 2分 (2)假设在(1)中的抛物线上存在点P ,使以P O C A ,,,为顶点的四边形为梯形.①点(43)C -,不是抛物线21584y x =-的顶点,∴过点C 作直线OA 的平行线与抛物线交于点1P .则直线1CP 的函数表达式为3y =-. 对于21584y x x =-,令34y x =-⇒=或6x =. 1143x y =⎧∴⎨=-⎩,;2263x y =⎧⎨=-⎩,. 而点(43)C -,,1(63)P ∴-,. 在四边形1P AOC 中,1CP OA ∥,显然1CP OA ≠.∴点1(63)P -,是符合要求的点. ······································································· 1分 ②若2AP CO ∥.设直线CO 的函数表达式为1y k x =.将点(43)C -,代入,得143k =-.134k ∴=-. ∴直线CO 的函数表达式为34y x =-.于是可设直线2AP 的函数表达式为134y x b =-+. 将点(100)A ,代入,得131004b -⨯+=.1152b ∴=. ∴直线2AP 的函数表达式为31542y x =-+.由223154246001584y x x x y x x ⎧=-+⎪⎪⇒--=⎨⎪=-⎪⎩,即(10)(6)0x x -+=. 11100x y =⎧∴⎨=⎩,;22612x y =-⎧⎨=⎩,; 而点(100)A ,,2(612)P ∴-,. 过点2P 作2P E x ⊥轴于点E ,则212P E =. 在2Rt AP E △中,由勾股定理,得222222121620AP P E AE =+=+=.而5CO OB ==.∴在四边形2P OCA 中,2AP CO ∥,但2AP CO ≠.∴点2(612)P -,是符合要求的点. ······································································ 1分③若3OP CA ∥.设直线CA 的函数表达式为22y k x b =+.将点(100)(43)A C -,,,代入,得22222211002435k b k k b b ⎧+==⎧⎪⇒⎨⎨+=-⎩⎪=-⎩,.∴直线CA 的函数表达式为152y x =-. ∴直线3OP 的函数表达式为12y x =.由22121401584y x x x y x x ⎧=⎪⎪⇒-=⎨⎪=-⎪⎩,即(14)0x x -=. 1100x y =⎧∴⎨=⎩,;22147x y =⎧⎨=⎩,.而点(00)O ,,3(147)P ∴,. 过点3P 作3P F x ⊥轴于点F ,则37P F =. 在3Rt OP F △中,由勾股定理,得22223371475OP P F OF =+=+=而35CA AB ==∴在四边形3P OCA 中,3OP CA ∥,但3OP CA ≠.∴点3(147)P ,是符合要求的点. ········································································ 1分 综上可知,在(1)中的抛物线上存在点123(63)(612)(147)P P P --,,,,,, 使以P O C A ,,,为顶点的四边形为梯形. ······················································· 1分 (3)由题知,抛物线的开口可能向上,也可能向下.①当抛物线开口向上时,则此抛物线与y 轴的负半轴交于点N . 可设抛物线的函数表达式为(2)(5)(0)y a x k x k a =+->.即22310y ax akx ak =--2234924a x k ak ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭.如图,过点M 作MG x ⊥轴于点G .3(20)(50)02Q k R k G k ⎛⎫- ⎪⎝⎭,,,,,,22349(010)24N ak M k ak ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,,,,3||2||7||2QO k QR k OG k ∴===,,,22749||||10||24QG k ON ak MG ak ===,,.23117103522QNR S QR ON k ak ak ∴==⨯⨯=△.QNM QNO QMG ONMG S S S S =+-△△△梯形111()222QO ON ON GM OG QG GM =++- 2222114931749210102242224k ak ak ak k k ak ⎛⎫=⨯⨯+⨯+⨯-⨯⨯ ⎪⎝⎭ 3314949212015372884ak ak ⎛⎫=++⨯-⨯= ⎪⎝⎭. 3321::(35)3:204QNM QNR S S ak ak ⎛⎫∴== ⎪⎝⎭△△. ················································· 2分②当抛物线开口向下时,则此抛物线与y 轴的正半轴交于点N .同理,可得:3:20QNM QNR S S =△△. ································································· 1分yQ OGRMN综上可知,:QNM QNRS S△△的值为3:20.【例6】、如图,在平面直角坐标系xOy 中,一次函数54y x m=+ (m为常数)的图象与x轴交于点A(3-,0),与y轴交于点C.以直线x=1为对称轴的抛物线2y ax bx c=++ (a b c,,为常数,且a≠0)经过A,C两点,并与x轴的正半轴交于点B.(1)求m的值及抛物线的函数表达式;(2)设E是y轴右侧抛物线上一点,过点E作直线AC的平行线交x轴于点F .是否存在这样的点E,使得以A,C,E,F为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点E的坐标及相应的平行四边形的面积;若不存在,请说明理由;(3)若P是抛物线对称轴上使△ACP的周长取得最小值的点,过点P任意作一条与y轴不平行的直线交抛物线于111M()x y,,222M()x y,两点,试探究2112P PM MM M⋅是否为定值,并写出探究过程.考点:二次函数综合题。
中考数学压轴题专题-二次函数与线段最值定值及数量关系问题
专题10二次函数与线段最值定值及数量关系问题图形运动的过程中,求两条线段之间的函数关系,是中考数学的热点问题.产生两条线段间的函数关系,常见的情况有两种,一是勾股定理,二是比例关系.还有一种不常见的,就是线段全长等于部分线段之和.由比例线段产生的函数关系问题,在两种类型的题目中比较常用.一是由平行线产生的对于线段成比例,二是相似三角形的对应边成比例.一般步骤是先说理产生比例关系,再代入数值或表示数的字母,最后整理、变形,根据要求写出定义域.关键是寻找比例关系,难点是有的整理、变形比较繁琐,容易出错.【例1】(2021•沈阳)如图,平面直角坐标系中,O是坐标原点,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),点B坐标是(3,0).抛物线与y轴交于点C(0,3),点P是抛物线的顶点,连接PC.(1)求抛物线的函数表达式并直接写出顶点P的坐标.(2)直线BC与抛物线对称轴交于点D,点Q为直线BC上一动点.①当△QAB的面积等于△PCD面积的2倍时,求点Q的坐标;②在①的条件下,当点Q在x轴上方时,过点Q作直线l垂直于AQ,直线y=x﹣交直线l于点F,点G在直线y=x﹣上,且AG=AQ时,请直接写出GF的长.【例2】(2021•滨州)如下列图形所示,在平面直角坐标系中,一个三角板的直角顶点与原点O重合,在其绕原点O旋转的过程中,两直角边所在直线分别与抛物线y=x2相交于点A、B(点A在点B的左侧).(1)如图1,若点A、B的横坐标分别为﹣3、,求线段AB中点P的坐标;(2)如图2,若点B的横坐标为4,求线段AB中点P的坐标;(3)如图3,若线段AB中点P的坐标为(x,y),求y关于x的函数解析式;(4)若线段AB中点P的纵坐标为6,求线段AB的长.【例3】(2021•盘锦)如图,抛物线y=﹣x2+2x+6与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y 轴交于点C,直线y=x﹣2与y轴交于点D,与x轴交于点E,与直线BC交于点F.(1)点F的坐标为;(2)如图1,点P为第一象限抛物线上的一点,PF的延长线交OB于点Q,PM⊥BC于点M,QN⊥BC于点N,若=,求点P的坐标;(3)如图2,点S为第一象限抛物线上的一点,且点S在射线DE上方,动点G从点E出发,沿射线DE方向以每秒4个单位长度的速度运动,当SE=SG,且tan∠SEG=时,求点G的运动时间t.【例4】(2021•巴中)已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣2,0)、B(6,0)两点,与y轴交于点C (0,﹣3).(1)求抛物线的表达式;(2)点P在直线BC下方的抛物线上,连接AP交BC于点M,当最大时,求点P的坐标及的最大值;(3)在(2)的条件下,过点P作x轴的垂线l,在l上是否存在点D,使△BCD是直角三角形,若存在,请直接写出点D的坐标;若不存在,请说明理由.【例5】(2020•孝感)在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+4ax+4a﹣6(a>0)与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,顶点为点D.(1)当a=6时,直接写出点A,B,C,D的坐标:A,B,C,D;(2)如图1,直线DC交x轴于点E,若tan∠AED=43,求a的值和CE的长;(3)如图2,在(2)的条件下,若点N为OC的中点,动点P在第三象限的抛物线上,过点P作x 轴的垂线,垂足为Q,交AN于点F;过点F作FH⊥DE,垂足为H.设点P的横坐标为t,记f=FP+FH.①用含t的代数式表示f;②设﹣5<t≤m(m<0),求f的最大值.【例6】(2020•恩施州)如图1,抛物线y=−14x2+bx+c经过点C(6,0),顶点为B,对称轴x=2与x轴相交于点A,D为线段BC的中点.(1)求抛物线的解析式;(2)P为线段BC上任意一点,M为x轴上一动点,连接MP,以点M为中心,将△MPC逆时针旋转90°,记点P的对应点为E,点C的对应点为F.当直线EF与抛物线y=−14x2+bx+c只有一个交点时,求点M的坐标.(3)△MPC在(2)的旋转变换下,若PC=2(如图2).①求证:EA=ED.②当点E在(1)所求的抛物线上时,求线段CM的长.【题组一】1.(2021•青山区模拟)已知抛物线y=ax2﹣4ax﹣12a与x轴相交于A,B两点,与y轴交于C点,且OC =OA.设抛物线的顶点为M,对称轴交x轴于点N.(1)求抛物线的解析式;(2)如图1,点E(m,n)为抛物线上的一点,且0<m<6,连接AE,交对称轴于点P.点F为线段BC上一动点,连接EF,当PA=2PE时,求EF+BF的最小值.(3)如图2,过点M作MQ⊥CM,交x轴于点Q,将线段CQ向上平移t个单位长度,使得线段CQ 与抛物线有两个交点,求t的取值范围.2.(2021•赣州模拟)已知抛物线C1:y=x2﹣4x+3m和C2:y=mx2﹣4mx+3m,其中m≠0且m≠1.(1)抛物线C1的对称轴是,抛物线C2的对称轴是;(2)这两条抛物线相交于点E,F(点E在点F的左侧),求E、F两点的坐标(用含m的代数式表示)并直接写出直线EF与x轴的位置关系;(3)设抛物线C1的顶点为M,C2的顶点为N;①当m为何值时,点M与点N关于直线EF对称?②是否存在实数m,使得MN=2EF?若存在,直接写出实数m的值,若不存在,请说明理由.3.(2021•桓台县二模)在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c交x轴于A,B两点,点A,B的坐标分别为(﹣1,0),(3,0),点M为顶点.(1)求抛物线的解析式;(2)过点M作y轴的垂线,垂足为C,过点B作y轴的平行线,交CM于点D,点H为OC上的任一点,将线段HB绕点H逆时针旋转90°到HP.求∠PCD的度数;(3)在(2)的条件下,将点H改为y轴上的一动点,连接OP,BP,求OP+BP的最小值.4.(2021•成都模拟)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C.(1)求抛物线的解析式.(2)点D为第一象限内抛物线上的一动点,作DE⊥x轴于点E,交BC于点F,过点F作BC的垂线与抛物线的对称轴和y轴分别交于点G,H,设点D的横坐标为m.①求DF+HF的最大值;②连接EG,若∠GEH=45°,求m的值.【题组二】5.(2021•攸县模拟)材料:对抛物线,定义:点叫做该抛物线的焦点,直线叫做该抛物线的准线,且该抛物线上任意一点到焦点的距离与它到准线的距离相等.运用上述材料解决如下问题:如图所示,已知抛物线C:y=ax2﹣4ax的图象与x轴交于O、A两点,且过点.(1)求抛物线C的解析式和点A的坐标;(2)若将抛物线C的图象先向左平移2个单位,再向上平移1个单位得到抛物线C'的图象.①求抛物线C'的焦点坐标和准线方程.②设M为抛物线C'位于第一象限内图象上的任意一点,MN⊥x轴于点N,求MN+MA的最小值,并求出取得这个最小值时点M的坐标.6.(2021•南沙区一模)已知,抛物线y=mx2+x﹣4m与x轴交于点A(﹣4,0)和点B,与y轴交于点C.点D(n,0)为x轴上一动点,且有﹣4<n<0,过点D作直线l⊥x轴,且与直线AC交于点M,与抛物线交于点N,过点N作NP⊥AC于点P.点E在第三象限内,且有OE=OD.(1)求m的值和直线AC的解析式.(2)若点D在运动过程中,AD+CD取得最小值时,求此时n的值.(3)若△ADM的周长与△MNP的周长的比为5:6时,求AE+CE的最小值.7.(2021•宝安区模拟)(1)已知二次函数经过点A(﹣3,0)、B(1,0)、C(0,3),请求该抛物线解析式;(2)点M为抛物线上第二象限内一动点,BM交y轴于点N,当BM将四边形ABCM的面积分为1:2两部分时,求点M的坐标;(3)点P为对称轴上D点下方一动点,点Q为直线y=x第一象限上的动点,且DP=OQ,求BP+BQ 的最小值并求此时点P的坐标.8.(2021•茶陵县模拟)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于点A(﹣1,0)、B(3,0),与y轴交于点C,点P是直线BC上方抛物线上的动点.(1)求抛物线的解析式;(2)如图①,连接BC与OP,交于点D,求当的值最大时点P的坐标;(3)如图②,过点P作PD∥AC交x轴于点D,交BC于点E,求BE的最大值及点P的坐标.【题组三】9.(2021•东莞市校级一模)如图,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于A(﹣1,0)、B(3,0)两点,与y轴交于C点,抛物线的对称轴l与x轴交于M点.(1)求抛物线的函数解析式;(2)设点P是直线l上的一个动点,当PA+PC的值最小时,求PA+PC长;(3)已知点N(0,﹣1),在y轴上是否存在点Q,使以M、N、Q为顶点的三角形与△BCM相似?若存在,请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.10.(2021•怀化模拟)如图,已知抛物线y=ax2+bx+3的对称轴是直线x=1,与x轴交于点A、B,与y 轴交于点C,其中点A的坐标是(﹣1,0).(1)直接写出点B的坐标并求出抛物线的解析式;(2)点P是抛物线上的一个动点.①当∠PCB=∠OCB时,求点P的坐标;②当点P在B、C两点之间运动时,连接AP,交BC于点Q,设t=,求当t值最大时点P的坐标.11.(2021•罗湖区三模)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C.(1)直接写出抛物线的解析式:;(2)点D为第一象限内抛物线上的一动点,作DE⊥x轴于点E,交BC于点F,过点F作BC的垂线与抛物线的对称轴和y轴交于点G、H,设点D的横坐标为m.①求DF+HF的最大值;②连接EG,若∠GEH=45°时,求m的值.12.(2021•南海区二模)如图1,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A、B两点,点A、B分别位于原点左、右两侧,且AO=2BO=4,过A点的直线y=kx+c交y轴于点C.(1)求k、b、c的值;(2)在抛物线的对称轴上是否存在一点P,使△ACP为直角三角形?若存在,直接写出所有满足条件的点的坐标;若不存在,请说明理由;(3)如图2,点M为线段AC上一点,连接OM,求AM+OM的最小值.【题组四】13.(2020•西宁二模)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(5,0),B(﹣1,0)两点,与y轴交于点C(0,52).(1)求抛物线的解析式;(2)若点M是抛物线的顶点,连接AM,CM,求△AMC的面积;(3)若点P是抛物线上的一个动点,过点P作PE垂直y轴于点E,交直线AC于点D,过点D作x 轴的垂线,垂足为点F,连接EF,当线段EF的长度最短时,求出点P的坐标.14.(2020•涡阳县一模)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与直线y=x+1相交于A(﹣1,0),B(4,m)两点,且抛物线经过点C(5,0).(1)求抛物线的解析式.(2)点P是直线上方的抛物线上的一个动点,求△ABP的面积最大时的P点坐标.(3)若点P是抛物线上的一个动点(不与点A点B重合),过点P作直线PD⊥x轴于点D,交直线AB 于点E.当PE=2ED时,求P点坐标;(4)设抛物线与y轴交于点F,在抛物线的第一象限内,是否存在一点M,使得AM被FC平分?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,说明理由.15.(2020•哈尔滨模拟)如图,抛物线y=ax2+bx+5经过坐标轴上A、B和C三点,连接AC,tan C=355OA=3OB.(1)求抛物线的解析式;(2)点Q在第四象限的抛物线上且横坐标为t,连接BQ交y轴于点E,连接CQ、CB,△BCQ的面积为S,求S与t的函数解析式;(3)已知点D是抛物线的顶点,连接CQ,DH所在直线是抛物线的对称轴,连接QH,若∠BQC=45°,HR∥x轴交抛物线于点R,HQ=HR,求点R的坐标.16.(2020•皇姑区校级一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=−12x2+bx+c与x轴交于点A,B,其中点B的坐标为(4,0),与y轴交于点C(0,2).(1)求抛物线y=−122+bx+c和直线BC的函数表达式;(2)点P是直线BC上方的抛物线上一个动点,当点P到直线BC的距离最大时,求点P的坐标;(3)连接点O与(2)中求出的点P,交直线BC于点D,点N是直线BC上的一个动点,连接ON,作DF⊥ON于点F,点F在线段ON上,当OD=5DF时,请直接写出点N的坐标.【题组五】17.(2020•岳阳二模)如图,已知抛物线y=x2+bx+c与x轴相交于A(﹣1,0),B(m,0)两点,与y 轴相交于点C(0,﹣3),抛物线的顶点为D.(1)求抛物线的解析式;(2)若点E在x轴上,且∠ECB=∠CBD,求点E的坐标.(3)若P是直线BC下方抛物线上任意一点,过点P作PH⊥x轴于点H,与BC交于点M.①求线段PM长度的最大值.②在①的条件下,若F为y轴上一动点,求PH+HF的最小值.18.(2020•白云区模拟)如图,抛物线y=x2+bx+c交x轴于点A,B两点,OA=1,与y轴交于点C,连接AC,tan∠OAC=3,抛物线的对称轴与x轴交于点D.(1)求点A,C的坐标;(2)若点P在抛物线上,且满足∠PAB=2∠ACO,求直线PA在与y轴交点的坐标;(3)点Q在抛物线上,且在x轴下方,直线AQ,BQ分别交抛物线的对称轴于点M、N.求证:DM+DN 为定值,并求出这个定值.19.(2020•福安市校级模拟)已知,抛物线y=ax2,其中a>0.(1)如图1,若点A、B是此抛物线上两点,且分属于y轴两侧,连接AB与y轴相交于点C,且∠AOB =90°.求证:CO=1;(2)如图2,若点A是此抛物线上一点,过点A的直线恰好与此抛物线仅有一个交点,且与y轴交于点B,与x轴相交于点C.求证:AC=BC.20.(2020•德城区一模)已知,在以O为原点的直角坐标系中,抛物线的顶点为A(﹣1,﹣4),且经过点B(﹣2,﹣3),与x轴分别交于C、D两点.(1)求直线OB以及该抛物线相应的函数表达式;(2)如图1,点M是抛物线上的一个动点,且在直线OB的下方,过点M作x轴的平行线与直线OB 交于点N,求MN的最大值;(3)如图2,过点A的直线交x轴于点E,且AE∥y轴,点P是抛物线上A、D之间的一个动点,直线PC、PD与AE分别交于F、G两点.当点P运动时,EF+EG是否为定值?若是,试求出该定值;若不是,请说明理由.【题组六】21.(2020•青山区模拟)如图,在平面直角坐标系xOy中,一次函数y=54x+m(m为常数)的图象与x轴交于点A(﹣3,0),与y轴交于点C,以直线x=1为对称轴的抛物线y=ax2+bx+c(a、b、c为常数,且a≠0)经过A、C两点,并与x轴的正半轴交于点B(1)求m的值及抛物线的函数表达式;(2)是否存在抛物线上一动点Q,使得△ACQ是以AC为直角边的直角三角形?若存在,求出点Q的横坐标;若存在,请说明理由;(3)若P是抛物线对称轴上一动点,且使△ACP周长最小,过点P任意作一条与y轴不平行的直线交抛物线于M1(x1,y1),M2(x2,y2)两点,试问1δ212是否为定值,如果是,请求出结果,如果不是请说明理由.(参考公式:在平面直角坐标系中,若A(x1,y1),B(x2,y2),则A,B两点间的距离为AB=(1−2)2+(1−2)2)22.(2020•新都区模拟)已知:在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2﹣2ax+4(a<0)交x轴于点A、B,与y轴交于点C,AB=6.(1)如图1,求抛物线的解析式;(2)如图2,点R为第一象限的抛物线上一点,分别连接RB、RC,设△RBC的面积为s,点R的横坐标为t,求s与t的函数关系式;(3)在(2)的条件下,如图3,点D在x轴的负半轴上,点F在y轴的正半轴上,点E为OB上一点,点P为第一象限内一点,连接PD、EF,PD交OC于点G,DG=EF,PD⊥EF,连接PE,∠PEF=2∠PDE,连接PB、PC,过点R作RT⊥OB于点T,交PC于点S,若点P在BT的垂直平分线上,OB ﹣TS=23,求点R的坐标.23.(2020•自贡)在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(﹣3,0)、B(1,0),交y 轴于点N,点M为抛物线的顶点,对称轴与x轴交于点C.(1)求抛物线的解析式;(2)如图1,连接AM,点E是线段AM上方抛物线上一动点,EF⊥AM于点F,过点E作EH⊥x轴于点H,交AM于点D.点P是y轴上一动点,当EF取最大值时:①求PD+PC的最小值;②如图2,Q点为y轴上一动点,请直接写出DQ+14OQ的最小值.24.(2020•凉山州)如图,二次函数y=ax2+bx+c的图象过O(0,0)、A(1,0)、B(32,32)三点.(1)求二次函数的解析式;(2)若线段OB的垂直平分线与y轴交于点C,与二次函数的图象在x轴上方的部分相交于点D,求直线CD的解析式;(3)在直线CD下方的二次函数的图象上有一动点P,过点P作PQ⊥x轴,交直线CD于Q,当线段PQ的长最大时,求点P的坐标.。
二次函数-定值问题典型例题
二次函数-定值问题【例1】如图,直线y=kx+b(b>0)与抛物线相交于点A(x1,y1),B(x2,y2)两点,与x轴正半轴相交于点D,与y轴相交于点C,设△OCD的面积为S,且kS+32=0.(1)求b的值;(2)求证:点(y1,y2)在反比例函数的图象上;(3)求证:x1•OB+y2•OA=0.,再根据x=代入y=与抛物线的图象上;++,根据两角对应相等的两三角=,即可证明﹣(﹣)﹣(﹣,x=y=x y=)与抛物线)在反比例函数++y=kx+8=x+++++,++,OFB=90 =,=【例2】如图①,在平面直角坐标系中,点P(0,m2)(m>0)在y轴正半轴上,过点P作平行于x轴的直线,分别交抛物线C1:y=x2于点A、B,交抛物线C2:y=x2于点C、D.原点O关于直线AB的对称点为点Q,分别连接OA,OB,QC和QD.【猜想与证明】填表:由上表猜想:对任意m(m>0)均有= .请证明你的猜想.【探究与应用】(1)利用上面的结论,可得△AOB与△CQD面积比为;(2)当△AOB和△CQD中有一个是等腰直角三角形时,求△CQD与△AOB面积之差;【联想与拓展】如图②过点A作y轴的平行线交抛物线C2于点E,过点D作y轴的平行线交抛物线C1于点F.在y轴上任取一点M,连接MA、ME、MD和MF,则△MAE与△MDF面积的比值为.出均有=x1=x4=x9==.xx,)均有==,AB==CD=,m==m==(﹣(m y=m m﹣m2=m m m =m2m==m=.故答案为:;;.【例3】已知抛物线C1的顶点为P(1,0),且过点(0,).将抛物线C1向下平移h个单位(h>0)得到抛物线C2.一条平行于x轴的直线与两条抛物线交于A、B、C、D四点(如图),且点A、C关于y轴对称,直线AB与x轴的距离是m2(m>0).[来(1)求抛物线C1的解析式的一般形式;(2)当m=2时,求h的值;(3)若抛物线C1的对称轴与直线AB交于点E,与抛物线C2交于点F.求证:tan∠EDF﹣tan∠ECP=.)代入求出),a=y=y=x+;(y=(﹣(y=(﹣ECP=﹣﹣=﹣,ECP=【例4】如图,抛物线y=ax2+c(a≠0)经过C(2,0),D(0,﹣1)两点,并与直线y=kx交于A、B两点,直线l过点E(0,﹣2)且平行于x轴,过A、B两点分别作直线l的垂线,垂足分别为点M、N.(1)求此抛物线的解析式;(2)求证:AO=AM;(3)探究:①当k=0时,直线y=kx与x轴重合,求出此时的值;②试说明无论k取何值,的值都等于同一个常数.的长,然后代入+x x,然后表示出+,,x,AO=mAM=+=+x x +==,+=取何值,++是解题的关键,也是本题的难点,计算量较大,要认真仔细.【例5】. 如图,在平面直角坐标系xOy 中,△OAB 的顶点A的坐标为(10,0),顶点B 在第一象限内,且ABsin ∠(1)若点C 是点B 关于x 轴的对称点,求经过O 、C 、A 三点的抛物线的函数表达式;(2)在(1)中,抛物线上是否存在一点P ,使以P 、O 、C 、A 为顶点的四边形为梯形?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由;(3)若将点O 、点A 分别变换为点Q ( -2k ,0)、点R (5k ,0)(k>1的常数),设过Q 、R 两点,且以QR 的垂直平分线为对称轴的抛物线与y 轴的交点为N ,其顶点为M ,记△QNM 的面积为QMN S ∆,△QNR 的面积QNR S ∆,求QMN S ∆∶QNR S ∆的值.解:(1)如图,过点B 作BD OA ⊥于点D . 在Rt ABD △中,AB =sin OAB ∠=sin 3BD AB OAB ∴=∠==. 又由勾股定理,得6AD ===.1064OD OA AD ∴=-=-=.点B 在第一象限内,∴点B 的坐标为(43),.∴点B 关于x 轴对称的点C 的坐标为(43)-,. ················ 2分设经过(00)(43)(100)O C A -,,,,,三点的抛物线的函数表达式为2(0)y ax bx a =+≠.由11643810010054a ab a b b ⎧=⎪+=-⎧⎪⇒⎨⎨+=⎩⎪=-⎪⎩,.∴经过O C A ,,三点的抛物线的函数表达式为21584y x x =-. ········· 2分 (2)假设在(1)中的抛物线上存在点P ,使以P O C A ,,,为顶点的四边形为梯形. ①点(43)C -,不是抛物线21584y x =-的顶点, ∴过点C 作直线OA 的平行线与抛物线交于点1P .则直线1CP 的函数表达式为3y =-. 对于21584y x x =-,令34y x =-⇒=或6x =. 1143x y =⎧∴⎨=-⎩,;2263x y =⎧⎨=-⎩,. 而点(43)C -,,1(63)P ∴-,. 在四边形1P AOC 中,1CP OA ∥,显然1CP OA ≠.∴点1(63)P -,是符合要求的点. ······················· 1分 ②若2AP CO ∥.设直线CO 的函数表达式为1y k x =.将点(43)C -,代入,得143k =-.134k ∴=-. ∴直线CO 的函数表达式为34y x =-.于是可设直线2AP 的函数表达式为134y x b =-+. 将点(100)A ,代入,得131004b -⨯+=.1152b ∴=. ∴直线2AP 的函数表达式为31542y x =-+.由223154246001584y x x x y x x ⎧=-+⎪⎪⇒--=⎨⎪=-⎪⎩,即(10)(6)0x x -+=. 11100x y =⎧∴⎨=⎩,;22612x y =-⎧⎨=⎩,; 而点(100)A ,,2(612)P ∴-,. 过点2P 作2P E x ⊥轴于点E ,则212P E =. 在2Rt AP E △中,由勾股定理,得220AP ===.而5CO OB ==.∴在四边形2P OCA 中,2AP CO ∥,但2AP CO ≠.∴点2(612)P -,是符合要求的点.······················· 1分 ③若3OP CA ∥.设直线CA 的函数表达式为22y k x b =+.将点(100)(43)A C -,,,代入,得22222211002435k b k k b b ⎧+==⎧⎪⇒⎨⎨+=-⎩⎪=-⎩,.∴直线CA 的函数表达式为152y x =-. ∴直线3OP 的函数表达式为12y x =.由22121401584y x x x y x x ⎧=⎪⎪⇒-=⎨⎪=-⎪⎩,即(14)0x x -=. 1100x y =⎧∴⎨=⎩,;22147x y =⎧⎨=⎩,.而点(00)O ,,3(147)P ∴,. 过点3P 作3P F x ⊥轴于点F ,则37P F =. 在3Rt OP F △中,由勾股定理,得3OP ===而CA AB ==∴在四边形3P OCA 中,3OP CA ∥,但3OP CA ≠.∴点3(147)P ,是符合要求的点. ······················· 1分 综上可知,在(1)中的抛物线上存在点123(63)(612)(147)P P P --,,,,,, 使以P O C A ,,,为顶点的四边形为梯形. ·················· 1分 (3)由题知,抛物线的开口可能向上,也可能向下.①当抛物线开口向上时,则此抛物线与y 轴的负半轴交于点N . 可设抛物线的函数表达式为(2)(5)(0)y a x k x k a =+->.即22310y ax akx ak =--2234924a x k ak ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭.如图,过点M 作MG x ⊥轴于点G .3(20)(50)02Q k R k G k ⎛⎫- ⎪⎝⎭,,,,,,22349(010)24N ak M k ak ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,,,,3||2||7||2QO k QR k OG k ∴===,,,22749||||10||24QG k ON ak MG ak ===,,.23117103522QNR S QR ON k ak ak ∴==⨯⨯=△.QNM QNO QMG ONMG S S S S =+-△△△梯形111()222QO ON ON GM OG QG GM =++- 2222114931749210102242224k ak ak ak k k ak ⎛⎫=⨯⨯+⨯+⨯-⨯⨯ ⎪⎝⎭ 3314949212015372884ak ak ⎛⎫=++⨯-⨯= ⎪⎝⎭.3321::(35)3:204QNM QNR S S ak ak ⎛⎫∴== ⎪⎝⎭△△. ················ 2分②当抛物线开口向下时,则此抛物线与y 轴的正半轴交于点N .同理,可得:3:20QNM QNR S S =△△. ····················· 1分 综上可知,:QNM QNR S S △△的值为3:20.【例6】、 如图,在平面直角坐标系xOy 中,一次函数54y x m =+ (m 为常数)的图象与x 轴交于点A(3-,0),与y 轴交于点C .以直线x=1为对称轴的抛物线2y ax bx c =++ (a b c ,, 为常数,且a ≠0)经过A ,C 两点,并与x 轴的正半轴交于点B . (1)求m 的值及抛物线的函数表达式;(2)设E 是y 轴右侧抛物线上一点,过点E 作直线AC 的平行线交x 轴于点F .是否存在这样的点E ,使得以A ,C ,E ,F 为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点E 的坐标及相应的平行四边形的面积;若不存在,请说明理由;(3)若P 是抛物线对称轴上使△ACP 的周长取得最小值的点,过点P 任意作一条与y 轴不平行的直线交抛物线于111M ()x y , ,222M ()x y ,两点,试探究2112P PM M M M ⋅ 是否为定值,并写出探究过程.考点:二次函数综合题。
2023年中考高频数学专题突破--二次函数的最值问题(含解析)
2023年中考高频数学专题突破--二次函数的最值问题1.永嘉某商店试销一种新型节能灯,每盏节能灯进价为18元,试销过程中发现,每周销量y(盏)与销售单价x(元)之间关系可以近似地看作一次函数y=﹣2x+100.(利润=售价﹣进价)(1)写出每周的利润w(元)与销售单价x(元)之间函数解析式;(2)当销售单价定为多少元时,这种节能灯每周能够获得最大利润?最大利润是多少元?(3)物价部门规定,这种节能灯的销售单价不得高于30元.若商店想要这种节能灯每周获得350元的利润,则销售单价应定为多少元?2.经市场调查,某种商品在第x天的售价与销量的相关信息如下表;已知该商品的进价为每件30元,设销售该商品每天的利润为y元.(1)求出y与x的函数关系式(2)问销售该商品第几天时,当天销售利润最大?最大利润是多少?.3.为了节省材料,某水产养殖户利用水库的岸堤(岸堤足够长)为一边,用总长为80m的围网在水库中围成了如图所示的①②③三块矩形区域,而且这三块矩形区域的面积相等.设BC的长度为xm,矩形区域ABCD的面积为ym2.(1)求y与x之间的函数关系式,并注明自变量x的取值范围;(2)x为何值时,y有最大值?最大值是多少?4.小明投资销售一种进价为每件20元的护眼台灯.销售过程中发现:每月的销售量y(件)与销售单价x(元/件)之间的关系可近似地看作一次函数y=-10x+500,在销售过程中销售单价不低于成本价,而每件的利润不高于成本价的60%.(1)设小明每月获得利润为w(元),求每月获得利润w(元)与销售单价x(元/件)之间的函数表达式,并确定自变量x的取值范围;(2)当销售单价定为多少元/件时,每月可获得最大利润?每月的最大利润是多少?5.自2020年3月开始,我国生猪、猪肉价格持续上涨,某大型菜场在销售过程中发现,从2020年10月1日起到11月9日的40天内,猪肉的每千克售价与上市时间的关系用图1的一条折线表示:猪肉的进价与上市时间的关系用图2的一段抛物线()2=-+表示.y a x30100(1)a=;(2)求图1表示的售价P与时间x的函数关系式;(3)问从10月1日起到11月9日的40天内第几天每千克猪肉利润最低,最低利润为多少?6.2022年冬奥会即将在北京召开,某网络经销商购进了一批以冬奥会为主题的文化衫进行销售,文化衫的进价每件40元,每月销售量y(件)与销售单价x(元)之间的函数关系如图所示,设每月获得的利润为W(元).(1)求出每月的销售量y(件)与销售单价x(元)之间的函数关系式;(2)这种文化衫销售单价定为多少元时,每月的销售利润最大?最大利润是多少元?(3)为了扩大冬奥会的影响,物价部门规定这种文化衫的销售单价不高于60元,该商店销售这种文化衫每月要获得最大利润,销售单价应定为多少元?每月的最大利润为多少元?7.我市绿色和特色农产品在国际市场上颇具竞争力,其中香菇远销日本和韩国等地.上市时,外贸商李经理按市场价格10元/千克在我市收购了2000千克香菇存放入冷库中.请根据李经理提供的预测信息(如下图)帮李经理解决以下问题:(1)若存放x天后,将这批香菇一次性出售,设这批香菇的销售总金额.....为y 元,试写出y与x之间的函数表达式;(销售总金额=销售单价×销售量)(2)将这批香菇仔放多少天后出售可获得最大利润..?最大利润是多少?8.“绿水青山就是金山银山”的理念已融入人们的日常生活中,因此,越来越多的人喜欢骑自行车出行,某自行车店在销售某型号自行车时,标价1500元已知拔标价九折销售该型号自行车8辆与将标价直降100元销售7辆获利相同。
二次函数中的定值问题
二次函数中的定值问题二次函数定值问题是中考压轴题常考考点,解决二次函数中的定值问题,可以根据特殊位置,特殊点去探求定值是多少,做到心中有数;其次再证明在一般情况下这个结论也成立,在运动变化过程中,应注意分清哪些量是变量,哪些是常量,其中二次函数定值问题常与一次函数结合一起,利用韦达定理解决二次函数中的定值问题是常用的解题思路!例1.抛物线y=ax2﹣6x+c与x轴的交点分别为点A、点B(点A在点B左边),顶点为点D,△ABD为等边三角形.求ac的值例2.如图,已知二次函数y=ax2﹣2ax﹣3a(a>0)与x轴交于A、B两点(A 点在B点左),与y轴交于C点,连接BC,P为对称轴右侧抛物线上的动点,直线PA交y轴于E点,直线PB交y轴于点D,判断的值是否为定值,若是,求出定值,若不是请说明理由.例3.在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+(a+1)x﹣a(a>1)交x轴于A、B两点(点A在点B的左边),交y轴于点C.过点B且与抛物线仅有一个交点的直线y=kx+b交y轴于点D,求的值.例4.已知抛物线C1:y=x2﹣1与x轴于A,B两点,与y轴交于点C,点F的坐标为(0,﹣2),直线l分别交线段AF,BF(不含端点)于G,H两点.若直线l与抛物线C1有且只有一个公共点,设点G的横坐标为b,点H的横坐标为a,则a﹣b是定值吗?若是,请求出其定值,若不是,请说明理由.例5.如图,抛物线y=x2﹣2x﹣6与x轴分别相交于A,B两点(点A在点B的左侧),C是AB的中点,平行四边形CDEF的顶点D,E均在抛物线上.点F 在抛物线上,连接DF,求证:直线DF过一定点.解:联立得:,例6.Rt△ABC的三个顶点都在抛物线y=﹣x2+4上,且直角顶点C在该抛物线的顶点处,设直线AB的解析式为y=kx+b,试证明该直线必过一定点.例7.抛物线y=﹣x2+2x+3;与x轴交于点A和点B(点A在原点的左侧),与y 轴交于点C,D为对称轴GT右边抛物线上的任意一点,连接AD,BD分别交GT于M、N两点,试证明MT+NT为定值.例8.如图,抛物线y=﹣x2+3x﹣3;顶点D在x轴上,抛物线与直线l交于A、B两点.∠ADB=90°,求证:直线l经过定点,并求出定点坐标.例10.如图已知抛物线y=x2﹣2x﹣3与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0),与y轴交于点C.点N为y轴上一点,AN、BN交抛物线于E、F两点,求•的值.例11.在平面直角坐标系中,已知二次函数y=x2+x+2;的图象经过点A(﹣1,0),B(3,0),与y轴交于点C.直线l为该二次函数图象的对称轴,交x轴于点E.若点Q为x轴上方二次函数图象上一动点,过点Q作直线AQ,BQ 分别交直线l于点M,N,在点Q的运动过程中,EM+EN的值是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.例12.已知y=x2﹣2x﹣3过点A(﹣1,0)和点C(0,﹣3).直线y=kx+k+1与此抛物线交于M、N两点,在抛物线上是否存在定点Q,使得对于任意实数k,都有∠MQN=90°,若存在,求出点Q的坐标,若不存在,请说明理由.例13.如图,抛物线y=x2+x﹣2;与x轴交于A(﹣2,0),B(1,0)两点,与y轴负半轴交于点C.经过定点P作一次函数y=kx+与抛物线交于M,N两点.试探究是否为定值?请说明理由.例14.已知抛物线C1:y=﹣x2+2x+3经过点(2,3),与x轴交于A(﹣1,0)、B两点.平移抛物线C1,使其顶点在y轴上,得到抛物线C2,过定点H(0,2)的直线交抛物线C2于M、N两点,过M、N的直线MR、NR与抛物线C2都只有唯一公共点,求证:R点在定直线上运动.例15.如图,在平面直角坐标系xOy中,直线y=kx﹣3(k≠0)与抛物线y=﹣x2相交于A,B两点(点A在点B的左侧),点B关于y轴的对称点为B'.试探究直线AB'是否经过某一定点.若是,请求出该定点的坐标;若不是,请说明理由.练习1.抛物线y=x2+x﹣2与x轴交于点A、点B(1,0),与y轴交于点C,连接AC,D点为抛物线上第三象限内一动点.过点N(﹣3,0)作y轴的平行线,交AD所在直线于点E,交BD所在直线于点F,在点D的运动过程中,求4NE+NF 的值.2.抛物线与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,直线l∥BC,直线l交抛物线于点M、N,直线AM交y轴于点P,直线AN交y轴于点Q,点P、Q的纵坐标为y P,y Q,求证:y P+y Q的值为定值.3.抛物线y=x2﹣2x+1的顶点A在x轴上,与y轴交于点B.P为抛物线对称轴上顶点下方的一点,过点P作直线交抛物线于点E,F,交x轴于点M,求的值.4.抛物线y=x2﹣2x﹣3与x轴交于A、B两点,过点D(0,3)的直线交y=﹣2x于M点,交抛物线于E、F两点,求﹣的值.5.抛物线y=ax2+bx﹣4交x轴于A(﹣2,0),B(4,0)两点交y轴于点C.点P在第四象限的抛物线上,过A,B,P作⊙O1,作PQ⊥x轴于Q,交⊙O于点H,求HQ的值.6.已知抛物线y=x2﹣2x﹣3与x轴正半轴交于点D,M、N为y轴上的两个不同的动点,且OM=ON,射线DM、DN分别与抛物线交于P、Q两点,求的值.7.平面直角坐标系中,已知抛物线y=﹣x2+4x的顶点为A(2,4),且经过坐标原点.若直线y=kx﹣2k+5与抛物线交于M,N两点,点N关于抛物线对称轴的对称点为P,当k<0时,试说明直线MP过一定点Q,并求出点Q的坐标.8.如图,抛物线y=﹣x2+1的顶点C在y轴正半轴上,与x轴交于A、B两点(A 点在B点左边)直线AQ、BP分别交y轴于E、F两点,求OE+OF的值.9.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2﹣(m﹣1)x﹣m(其中m>0),交x轴于A、B两点(点A在点B的左侧),交y轴负半轴于点C.平面上一点E(m,2),过点E作任意一条直线交抛物线于P、Q两点,连接AP、AQ,分别交y轴于M、N两点,求证:OM•ON是一个定值.10.已知抛物线y=x2,直线y=kx+2与抛物线交于点E,F,点P是抛物线上的动点,延长PE,PF分别交直线y=﹣2于M,N两点,MN交y轴于Q点,求QM•QN的值.11.如图,过点F(0,2)的直线y=kx+b与抛物线y=x2交于M(x1,y1)和N(x2,y2)两点(M在N的左侧),证明:无论k取何实数,+为定值,并求出该值.12.抛物线y=x2﹣2x﹣3,2,直线y=kx+k+1与抛物线C2交于M、N两点,在抛物线上是否存在定点Q,使得对于任意实数k都有∠MQN=90°?若存在,求点Q的坐标;若不存在,请说明理由.13.抛物线y=﹣x2+2x+3,交x轴于A、B两点,交y轴于点C,F为抛物线顶点,直线EF垂直于x轴于点E,点P是线段BE上的动点(除B、E外),过点P 作x轴的垂线交抛物线于点D.直线AD,BD分别与抛物线对称轴交于M、N 两点.试问,EM+EN是否为定值?如果是,请求出这个定值;如果不是,请说明理由.14.抛物线y=x2﹣1交x轴于A,B两点(A在B的左边).F是原点O关于抛物线顶点的对称点,不平行y轴的直线l分别交线段AF,BF(不含端点)于G,H两点.若直线l与抛物线只有一个公共点,求证:FG+FH的值是定值.15.在平面直角坐标系中,二次函数y=x2﹣x﹣4的图象与x轴交于A(﹣2,0),B(4,0)两点,交y轴于点C,点P是第四象限内抛物线上的一个动点.过A,B,P三点作⊙M,过点P作PE⊥x轴,垂足为D,交⊙M于点E.点P在运动过程中线段DE的长是否变化,若有变化,求出DE的取值范围;若不变,求DE 的长.16.抛物线y=﹣x2+x+1与x轴交于点A,B.与y轴交于点C.平行于y轴的直线交抛物线于点M,交x轴于点N(2,0).点D是抛物线上A,M之间的一动点,且点D不与A,M重合,连接DB交MN于点E.连接AD并延长交MN于点F.在点D运动过程中,3NE+NF是否为定值?若是,求出这个定值;若不是,请说明理由.17.如图,在平面直角坐标系xOy中,一次函数y=x+,抛物线y=﹣x2+ x+(a、b、c为常数,且a≠0)经过A、C两点,并与x轴的正半轴交于点B,若P是抛物线对称轴上一动点,且使△ACP周长最小,过点P任意作一条与y 轴不平行的直线交抛物线于M1(x1,y1),M2(x2,y2)两点,试问是否为定值,如果是,请求出结果,如果不是请说明理由.18.已知抛物线y=x2﹣2mx+m2﹣2m(m>2),顶点为点M,抛物线与x轴交于A、B点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.若直线CM交x轴于点N,请求的值.。
中考数学综合题专题【二次函数压轴题解析】专题解析一
中考数学综合题专题【二次函数压轴题解析】专题解析一(总40页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除中考数学综合题专题【二次函数压轴题解析】专题解析一1.已知抛物线y =ax 2-2ax -3a (a <0)与x 轴交于A 、B 两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C ,点D 为抛物线的顶点.(1)求A 、B 的坐标;(2)过点D 作DH 丄y 轴于点H ,若DH =HC ,求a 的值和直线CD 的解析式;(3)在第(2)小题的条件下,直线CD 与x 轴交于点E ,过线段OB 的中点N 作NF 丄x 轴,并交直线CD 于点F ,则直线NF 上是否存在点M ,使得点M 到直线CD 的距离等于点M 到原点O 的距离?若存在,求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由.考点:二次函数综合题专题:压轴题分析:(1)令y =0,求得x 的值,从而得出点A 、B 的坐标.(2)令x =0,则y =-3a ,求得点C 、D 的坐标,设直线CD 的解析式为y =kx +b ,把C 、D 两点的坐标代入,求出直线CD 的解析式.(3)设存在,作MQ ⊥CD 于Q ,由Rt △FQM ∽Rt △FNE ,得EF FM EN MQ ,及可得出关于m 的一元二次方程,求出方程的解,即可得出点M 的坐标. 解答:(1)由y =0得,ax 2-2ax -3a =0.∵a≠0,∴x 2-2x -3=0,解得x1=-1,x2=3,∴A (-1,0),B (3,0).(2)由y =ax 2-2ax -3a ,令x =0,得y =-3a∴C (0,-3a )∵y =ax 2-2ax -3a =a (x -1)2-4a∴D (1,-4a )∵DH =HC∴DH =1,CH =-4a -(-3a )=-a∴-a =1∴a =-1∴C (0,3),D (1,4)设直线CD 的解析式为y =kx +3,则k +3=4,解得k =1∴直线CD 的解析式为y =x +3.(3)存在,如下图,作MQ ⊥CD 于Q ,由(2)得,E (-3,0),N (23,0) ∴F (23,29),EN =29 设存在满足条件的点M (23,m ),则FM =29-m ,EF =292,MQ =OM =492+m ∵∠QFM =∠NFE ,∠FQM =∠FNE =90°∴Rt △FQM ∽Rt △FNE ∴EFFM EN MQ =即2292929492m m -=+ 整理得4m 2+36m -63=0,(2m -3)(2m +21)=0∴m 1=23,m 2=-221 ∴点M 的坐标为M 1(23,23),M 2(23,-221).Q M A B O C D E FN Hxy点评:本题是二次函数的综合题型,其中涉及的知识点有一元二次方程的解法.在求有关存在不存在问题时要注意先假设存在,再讨论结果.2.已知二次函数21342y x x =-+的图象如图. (1)求它的对称轴与x 轴交点D 的坐标;(2)将该抛物线沿它的对称轴向上平移,设平移后的抛物线与x 轴,y 轴的交点分别为A 、B 、C 三点,若∠ACB =90°,求此时抛物线的解析式;(3)设(2)中平移后的抛物线的顶点为M ,以AB 为直径,D 为圆心作⊙D ,试判断直线CM 与⊙D 的位置关系,并说明理由.考点:二次函数综合题.分析:(1)根据对称轴公式求出x=- ,求出即可;(2)假设出平移后的解析式即可得出图象与x轴的交点坐标,再利用勾股定理求出即可;(3)由抛物线的解析式 可得,A ,B ,C ,M 各点的坐标,再利用勾股定理逆定理求出CD ⊥CM ,即可证明.答案:解: (1)由21342y x x =-+得 32b x a =-= ∴D(3,0)(2)方法一:如图1, 设平移后的抛物线的解析式为21342y x x k =-++ 则C (0,)k OC =k令0y = 即 213042x x k -++= 得 1349x k =++ 2349x k =-+∴A (349,0)k -+,B (349,0)k ++∴22(493349)1636AB k k k =++-++=+222222(349)(349)AC BC k k k k +=+-+++++22836k k =++∵222AC BC AB +=即: 228361636k k k ++=+得 14k = 20k =(舍去)∴抛物线的解析式为213442y x x =-++方法二:∵ 21342y x x =-+ ∴顶点坐标93,4⎛⎫ ⎪⎝⎭设抛物线向上平移h 个单位,则得到()0,C h ,顶点坐标93,4M h ⎛⎫+ ⎪⎝⎭ ∴平移后的抛物线: ()219344y x h =--++ 当0y =时, ()2193044x h --++=, 得 1349x h =-+ 1349x h =++∴ A (349,0)h -+ B (349,0)h ++∵∠ACB =90° ∴△AOC ∽△COB∴2OC =OA ·OB()()2493493h h h =+-++ 得 14h =,()20h =舍去∴平移后的抛物线: ()()22191253434444y x x =--++=--+(3)方法一:如图2, 由抛物线的解析式213442y x x =-++可得 A (-2 ,0),B (8,0) ,C (4,0) ,M 25(3,)4过C 、M 作直线,连结CD ,过M 作MH 垂直y 轴于H ,则3MH =∴2225625()416DM == 22222252253(4)416CM MH CH =+=+-= 在Rt △COD 中,CD =22345+==AD∴点C 在⊙D 上∵2225625()416DM == 2222225256255()16416CD CM +=+== ∴222DM CM CD =+∴△CDM 是直角三角形,∴CD ⊥CM∴直线CM 与⊙D 相切方法二:如图3, 由抛物线的解析式可得A (-2 ,0),B (8,0) ,C (4,0) ,M 25(3,)4 作直线CM ,过D 作DE ⊥CM 于E , 过M 作MH 垂直y 轴于H ,则3MH =, 254DM =, 由勾股定理得154CM = ∵DM ∥OC∴∠MCH=∠EMD∴Rt △CMH ∽Rt △DME∴DE MD MH CM= 得 5DE = 由(2)知10AB = ∴⊙D 的半径为5∴直线CM 与⊙D 相切点评:此题主要考查了二次函数的综合应用以及勾股定理以及逆定理的应用,利用数形结合得出是解决问题的关键.3.如图,半径为1的⊙M 经过直角坐标系的原点O ,且与x 的正半轴,y 的正半轴交于点A 、B ,∠OMA=60°,过点B 的切线交x 轴负半轴于点C ,抛物线过点A 、B 、C.(1)求点A 、B 的坐标.(2)求抛物线的解析式.(3)若点D 为抛物线对称轴上的一个动点,问是否存在这样的点D ,使得△BCD 是等腰三角形?若存在,求出符合条件的点D 的坐标.若不存在,请说明理由.考点:二次函数综合题。
二次函数常见压轴题目类型
二次函数常见压轴题题目类型 一:定值问题1.如图,直线1y x =+与抛物线222y x mx m m =-++交于A,B 两点(点A 在点B 的左边)。
求证:无论m 为何值,AB 的长总为定值。
2.如图,抛物线243y x x =-+与x 轴交于A,B 两点,与y 轴交于点C,将直线BC 沿y 轴向上平移交抛物线于点M,N ,交y 轴于点P ,求PM PN -的值。
3.如图,已知直线()90y kx k k =-<与抛物线223y x x =--交于A,B 两点,与x 轴交于点P ,过点A 作AC ⊥x 轴于点C,过点B 作BD ⊥x 于点D ,求证:PD PC ⋅为定值。
4.如图,抛物线的顶点坐标为C (0,8),并且经过A (8,0),点P 是抛物线上点A,C 间的一个动点(含端点),过点P 作直线8y =的垂线,垂足为点F,点D ,E 的坐标分别为(0,6),(4,0),连接PD,PE,DE 。
(1)求抛物线的解析式(2)猜想并探究:对于任意一点P ,PD 与PF 的差是否为固定值,如果是,请求出此定值,如果不是,请说明理由。
二.二次函数与角度问题1.如图,抛物线232y x x =-+-与x 交于A,B 两点,与y 轴交于点C ,点P 在抛物线上,∠ACB=∠BCP ,求点P 的坐标物线,且DM 平分∠OME,求点E 的坐标。
3.抛物线2y ax c =+与x 轴交于A 、B 两点,顶点为C,点P 在抛物线上,且位于x 轴的下方。
(1)如图1,若点P (1,3-),B (4,0),①求该抛物线的解析式;②若D 是抛物线上的一点,满足∠DPO=∠POB ,求点D 的坐标(2)如图2,在(1)中的抛物线解析式不变的条件下,已知直线PA 、PB 与y 轴分别交于E 、F 两点,点P 运动时,OE+OF 是否为定值?若是,试求出改定值;若不是,请说明理由。
物线第四象限上一点,∠PCB=∠ACO ,求点P 的坐标5.如图,过点(1,4-)的抛物线与x 轴交于点()10,(30)A B -,,,与y 轴交于点C 。
中考复习压轴题之二次函数压轴之定值问题与定点问题-含详细参考答案
二次函数压轴之定值、定点问题1.如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴分别交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,且OB=OC=3OA.(1)求该抛物线的函数表达式;(2)如图2,∠BAC的角平分线交y轴于点M,过M点的直线l与射线AB,AC分别于E,F,已知当直线l绕点M旋转时,11AF AE为定值,请直接写出该定值.2.如图,平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+nx+4过点A(﹣4,0),与y轴交于点N,与x轴正半轴交于点B.直线l过定点A.(1)求抛物线解析式;(2)过点T(t,﹣1)的任意直线EF(不与y轴平行)与抛物线交于点E、F,直线BE、BF分别交y轴于点P、Q,是否存在t的值使得OP与OQ的积为定值?若存在,求t的值,若不存在,请说明理由.3.如图1,已知二次函数y =x 2+bx +c 的图象与x 轴交于点A (﹣1,0)和点B (3,0),与y 轴的负半轴交于点C .(1)求这个函数的解析式;(2)如图2,点T 是抛物线上一点,且点T 与点C 关于抛物线的对称轴对称,过点T 的直线TS 与抛物线有唯一的公共点,直线MN ∥TS 交抛物线于M ,N 两点,连AM 交y 轴正半轴于G ,连AN 交y 轴负半轴于H ,求OH ﹣OG4.如图1,已知抛物线的解析式为21362y x =--,直线y =kx ﹣4k 与x 轴交于M ,与抛物线相交于点A ,B (A 在B 的左侧).(1)当k =1时,直接写出A ,B ,M 三点的横坐标:x A =,x B =,x M =;(2)作AP ⊥x 轴于P ,BQ ⊥x 轴于Q ,当k 变化时,MP •MQ 的值是否发生变化?若变化,求出其变化范围;若不变,求出其值;5.如图,在正方形OABC中,AB=4,点E是线段OA(不含端点)边上一动点,作△ABE 的外接圆交AC于点D.抛物线y=ax2﹣x+c过点O,E.(1)如图1,若抛物线恰好经过点B,求此时点D的坐标;(2)如图2,AC与BE交于点F.请问点E在运动的过程中,CF•AD是定值吗?如果是,请求出这个值,如果不是,请说明理由;6.已知顶点为A的抛物线y=a(x﹣2)2(a≠0)交y轴于点B(0,2),且与直线l交于不同的两点M、N(M、N不与点A重合).(1)求抛物线的解析式;(2)若∠MAN=90°,试说明:直线l必过定点;7.如图,在直角坐标系中有Rt△AOB,O为坐标原点,OB=1,tan∠ABO=3,将此三角形绕原点O顺时针旋转90°,得到Rt△COD,二次函数y=﹣x2+bx+c的图象刚好经过A,B,C三点.(1)求二次函数的解析式及顶点P的坐标;(2)过定点Q(1,3)的直线l:y=kx﹣k+3与二次函数的图象相交于M,N两点.证明:无论k为何值,△PMN恒为直角三角形.8.已知,抛物线y=ax2+bx+c经过A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,3)三点,点P是抛物线上一点.(1)求抛物线的解析式;(2)如图2,当点P位于第二象限时,过P点作直线AP,BP分别交y轴于E,F两点,请问CECF的值是否为定值?若是,请求出此定值;若不是,请说明理由.9.已知点P(0,﹣4)为平面直角坐标系内一点,直线l绕原点O旋转,交经过点(0,﹣2)的抛物线y=14x2+c于M、N两点.(1)请求出该抛物线的解析式;(2)在直线l绕原点O旋转的过程中,请你研究一下(PM+MO)(PN﹣NO)是否定值?若是,请求出这个定值;若不是,请说明理由.10.如图,抛物线C:y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴为直线x=﹣12,且抛物线经过A、B两点,交x轴于另一点C,A(﹣2,0),B(0,2);(1)求抛物线的解析式;(2)在(1)的条件下,设对称轴直线x=﹣12与x轴交于M,点P为抛物线上对称轴左侧一点,直线PM交抛物线于另一点Q,点P关于抛物线对称轴对称点H,直线HQ交抛物线对称轴于G点,在点P运动过程中GM长是否为一定值,若为定值,请求出其值,若不为定值,请求出其变化范围.11.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线的顶点D为(1,﹣1),且经过点B(3,3).(1)求这个抛物线相应的函数表达式;(2)如图1,过点D且平行于x轴的直线l,与直线OB相交于点A,过点B作直线l 的垂线,垂足为C.若点Q是抛物线上BD之间的动点(不与B、D重合),连接DQ并延长交BC于点E.如图2,连接BQ并延长交CD于点F,在点Q运动的过程中,FC(AC+EC)的值是否发生变化?若不变求出该定值,若变化说明理由.12.如图,抛物线y=ax2+bx+c(a,b,c为常数,且a≠0)与坐标轴分别交于点A(﹣3,0),B(1,0)和点C.(1)求出a与c的数量关系式;(2)如图,若抛物线y=-x2-2x+3与直线y=(2k1﹣2)x交于E,F两点,与直线y=(2k2﹣2)x交于M,N两点,且k1k2=﹣1,点P,Q分别是EF、MN的中点,求证:直线PQ必定经过一个定点,并求出该定点坐标.13.已知抛物线y=ax2+bx+5(a≠0)经过点(4,5).(1)若a+b=﹣3,求抛物线y=ax2+bx+5的解析式;(2)在(1)的条件下,经过点A(2,54)的任意直线y=mx+n(m≠0)与(1)中的抛物线交于B,C两点,那么11AB AC的值是定值吗?如果是定值,请求出这个定值,如果不是定值,请说明理由.14.如图1,抛物线C:y=ax2+bx﹣3与x轴的正半轴交于点B,与y轴交于点C,OB=OC,其对称轴为直线x=1.(1)直接写出抛物线C的解析式;(2)如图2,将抛物线C平移得到抛物线C1,使C1的顶点在原点,过点P(t,﹣1)的两条直线PM,PN,它们与y轴不平行,都与抛物线C1只有一个公共点分别为点M和点N,求证:直线MN必过定点.参考答案1.解:(1)OB=OC,C(0,c)则B(-c,0),代入抛物线解析式得c 2-bc+c=0,c-b+1=0,即当x=-1时,y =1-b+c=0,故抛物线过点(-1,0),故A(-1,0),B(3,0),C(0,-3)抛物线的解析式为y =x 2-2x -3(2)过点M 作MG||x 轴交AC 于点G ,作FP||x 轴交AM 于点P ,作CQ||x 轴,易知∆COA~∆CMG ,∆ACQ~∆AGM ,GM CG OA AC =GM AG CQ AC =,GM GM CG AG 1OA CQ AC AC+=+=即得111OA CQ GM+=,而AM 平分∠BAC ,故AC=CQ ,故111OA AC GM +=;同时CG AC GM AE =,AF GM AC CQ=即可得111AE AF GM +=,OA=1,AC=10,故11101AE AF 10+=+2.解:(1)y =-x 2-3x +4(2)存在t 的值使得OP 与OQ 的积为定值,t=-4设E(m ,-m 2-3m+4),F(n,-n 2-3n+4),设BE 的解析式为y =k (x -1),将E 点坐标代入得k =-m -4,同理k =-n -4,则OP=m+4,OQ=-n-4,故OP ∙OQ=(m+4)(-n-4)=-mn-4(m+n)-16,直线CE 的解析式为y =k 1(x-t )-1,与抛物线y =-x 2-3x +4联立得x 2+(k 1+3)x-k 1t -5=0,m+n=-k 1-3,mn =-k 1t -5,OP ∙OQ=k 1t+4k 1+1=4k 1(t+4)+1,当t=-4时,OP ∙OQ 为定值,故当t=-4时,OP ∙OQ=13.解:(1)y =x 2-2x-3(3)易知T(2,-3),设直线TS 的解析式为y=m(x-2)-3,与抛物线y =x 2-2x-3联立得x 2-(m +2)x +2m =0,有两个相等实根,m 2+4m+4-8m=0,故m=2,即TS 解析式为y =2x -7,设MN 的解析式为y =2x+h ,与抛物线联立得x 17+h ,x 27+h 故7+h ,7+h ),N(2-7+h 7+h ),直线AM 解析式为y 1=k 1x+b 1,得b 1737hh +++737hh +++,同理可得773hh ++-,OH-OG=24.解:6,6,4;(2)MP ∙MQ 的值不变.y =21362x -与y =kx -4k 联立得x 2+6kx +9-24k =0,x A +x B =6k ,x A ∙x B =9-24k ,M(4,0),MP ∙MQ=(4-x P )(4-x Q )=16-4(x A +x B )+x A x B =16+24k+9-24k=255.解:(1)易得抛物线的解析式为y =12x 2-x ,圆的直径为BE ,故∠BDE=90°,且∠BED=∠BAD=45°,作MN ⟂OA 交BC 、OA 于点M 、N ,易知∆BDM ≅∆DEN ,设DM=NE=m ,则CM=ON=m ,而OE=2,故m=1,此时D(1,3)(2)不变,CF ∙AD=16,∠DBF=∠BAD=45°,故∆ADB~∆CBF ,故CF ∙AD=AB ∙CB=166.解:(1)y =12(x -2)2(2)设直线MN 的解析式为y=kx+b ,与抛物线联立得x 2-(4+2k )x +4-2b=0,x M +x N =4+2k,x M ∙x N =4-2b ,作ME 、NF 垂直于x 轴,易知∆AME~∆NAF ,AE ME NF AF =,即有AE ∙AF=ME ∙NF ,ME=kx 1+b ,NF=kx 2+b ,AE=2-x 1,AF=x 2-2,(2-x 1)(x 2-2)=(kx 1+b)(kx 2+b),即有4+2(x 1+x 2)-x 1x 2=k 2x 1x 2+kb (x 1+x 2)+b 2,整理得2k+b =0或2k +b -2=0,即当x =2时,y =2,所以直线l 必过定点(2,2)7.解:(1)y =-x 2+2x +3,P(1,4)(2)联立y=kx-k +3和抛物线y =-x 2+2x +3得x 2+(k-2)x-k=0,x 1+x 2=k-2,x 1x 2=-k,过点M 、N 作对称轴的垂线ME 、NF ,tan ∠PME=PE ME =221111114(23)(1)111x x x x x x --++-==---,同理tan ∠PFN=211x -,(1-x)(x2-1)=1,故tan ∠PME=tan ∠FPN,∠PME=∠FPN ,故∠MPN=90°,所以无论k 为何值,∆PMN 恒为直角三角形.8.解:(1)y =-x 2+2x +3(2)CE CF 的值为定值13,设P(t,-t 2+2t+3),直线AP 的解析式为y =(3-t)x +3-t ,直线BP 的解析式为y =(-t-1)x +3t+3,故CE=-t ,CF=-3t ,故CE CF =139.(1)y =2124x -(2)(PM+MO)(PN-ON)为定值,设直线l 的解析式为y=kx ,与抛物线联立得x 2-4kx -8=0,设M(x 1,y 1),N(x 2,y 2)则有x 1x 2=-8,,y 1=kx 1,故PM=|x 1OM=|x 1,同理PN=|x 2,ON=|x 2,故+|x 1)(|x 2-|x 2)=16,故(PM+MO)(PN-ON)为定值16.10.解:(1)y=-x 2-x +2(2)连接MH ,易知AMP=CMH ,设PQ 的解析式为y=kx+b 1,MH 的解析式为y=-kx+b 2,分别代入(-12,0)得b 1=12k ,b 2=12-k ,故PM 的解析式为y=kx+12k ,MH 的解析式为y=-kx-12k 与抛物线联立得x=(1)92k -+±,所以Q((1)92k -++,292k -±),同理可得H(192k -,292k --),易知QH 的解析式为y=-x +992-当x=-12时,y=92,所以G(-12,92),所以点P 运动过程中GM 长为定值9211.解:(1)y =x 2-2x(2)FC(AC+EC)为定值,设Q(m ,m 2-2m ),易得BF 的解析式为y=(m -1)x -3m ,故点F(311m m -+,-1),D(1,-1),DE 的解析式为y=(m-1)x-m ,E(3,2m-3),FC=3-311m m -+=41m +,AC+EC=4+2m-3+1=2m+2,所以FC(AC+EC)=41m +(2m+2)=812.解:(1)c =-3a (2)联立y =-x 2-2x +3与y =(2k 1﹣2)x 得x 2+2k 1x -3=0所以x 1+x 2=-2k 1,y 1+y 2=-4k 12+4k 1,故P(-k 1,-2k 12+2k 1),同理可得Q(-k 2,-2k 22+2k 2),设直线PQ 的解析式为y=kx+b,将P 、Q 两点代入得y =(2k 1+2k 2-2)x -2,所以直线PQ 过定点(0,-2)13.解:(1)y=x 2-4x +5(3)将坐标系向右平移2个单位,向上平移1个单位,此时抛物线的解析式为y=x2,点A(0,14),设B(m,m 2),C(n,n 2),则AB=m 2+14,AC=n 2+14,故11AB AC +=AB AC AB AC +⋅=22221211()()416m n mn m n +++++,同时BC 的解析式y=kx +14,与抛物线联立得x 2-kx -14=0,m+n=k,mn =-14,故11AB AC +=414.解:(1)y =x 2-2x -3(2)平移后的抛物线的解析式为y =x 2,设M(m,m 2),N(n,n 2),直线PM 的解析式设为y=k 1(x-m)+m 2,PN 的解析式为y=k 2(x-n)+n 2,与抛物线联立得x2-k1x+k1m-m2=0,此时∆=0,即有k 1=2m ,PM 的解析式为y=2m(x-m)+m 2=2mx-m 2同理可得PN 的解析式为y=2n(x-n)+n 2=2nx-n 2,可得P(2m n +,mn ),mn =-1,MN 的解析式为y=(m+n)x +1,故MN 过定点(0,1)。
二次函数综合(定值)问题与解析
成都市中考压轴题(二次函数)精选【例一】.如图,抛物线y=ax2+c(a≠0)经过C(2,0),D(0,﹣1)两点,并与直线y=kx交于A、B两点,直线l过点E(0,﹣2)且平行于x轴,过A、B两点分别作直线l的垂线,垂足分别为点M、N.(1)求此抛物线的解析式;(2)求证:AO=AM;(3)探究:①当k=0时,直线y=kx与x轴重合,求出此时的值;②试说明无论k取何值,的值都等于同一个常数.考点:二次函数综合题.专题:代数几何综合题.分析:(1)把点C、D的坐标代入抛物线解析式求出a、c,即可得解;(2)根据抛物线解析式设出点A的坐标,然后求出AO、AM的长,即可得证;(3)①k=0时,求出AM、BN的长,然后代入+计算即可得解;②设点A(x1,x12﹣1),B(x2,x22﹣1),然后表示出+,再联立抛物线与直线解析式,消掉未知数y得到关于x的一元二次方程,利用根与系数的关系表示出x1+x2,x1•2,并求出x12+x22,x12•x22,然后代入进行计算即可得解.解答:(1)解:∵抛物线y=ax2+c(a≠0)经过C(2,0),D(0,﹣1),∴,解得,所以,抛物线的解析式为y=x2﹣1;(2)证明:设点A的坐标为(m,m2﹣1),则AO==m 2+1,∵直线l 过点E (0,﹣2)且平行于x 轴, ∴点M 的纵坐标为﹣2,∴AM=m 2﹣1﹣(﹣2)=m 2+1,∴AO=AM ;(3)解:①k=0时,直线y=kx 与x 轴重合,点A 、B 在x 轴上, ∴AM=BN=0﹣(﹣2)=2, ∴+=+=1;②k 取任何值时,设点A (x 1,x 12﹣1),B (x 2,x 22﹣1),则+=+==,联立,消掉y 得,x 2﹣4kx ﹣4=0,由根与系数的关系得,x 1+x 2=4k ,x 1•x 2=﹣4, 所以,x 12+x 22=(x 1+x 2)2﹣2x 1•x 2=16k 2+8, x 12•x 22=16, ∴+===1,∴无论k 取何值,+的值都等于同一个常数1.点评: 本题是二次函数综合题型,主要考查了待定系数法求二次函数解析式,勾股定理以及点到直线的距离,根与系数的关系,根据抛物线上点的坐标特征设出点A 、B 的坐标,然后用含有k 的式子表示出+是解题的关键,也是本题的难点,计算量较大,要认真仔细.【例二】. 如图,在平面直角坐标系xOy 中,△OAB 的顶点A的坐标为(10,0),顶点B 在第一象限内,且AB 5,sin ∠OAB=55. (1)若点C 是点B 关于x 轴的对称点,求经过O 、C 、A 三点的抛物线的函数表达式;(2)在(1)中,抛物线上是否存在一点P ,使以P 、O 、C 、A 为顶点的四边形为梯形?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由;(3)若将点O 、点A 分别变换为点Q ( -2k ,0)、点R (5k ,0)(k>1的常数),设过Q 、R 两点,且以QR 的垂直平分线为对称轴的抛物线与y 轴的交点为N ,其顶点为M ,记△QNM 的面积为QMN S ,△QNR的面积QNR S ∆,求QMN S ∆∶QNR S ∆的值.解:(1)如图,过点B 作BD OA ⊥于点D . 在Rt ABD △中,35AB =5sin OAB ∠=5sin 3535BD AB OAB ∴=∠==. 又由勾股定理, 得2222(35)36AD AB BD =-=-=.1064OD OA AD ∴=-=-=.点B 在第一象限内,∴点B 的坐标为(43),.∴点B 关于x 轴对称的点C 的坐标为(43)-,. ··················································· 2分 设经过(00)(43)(100)O C A -,,,,,三点的抛物线的函数表达式为2(0)y ax bx a =+≠.由11643810010054a ab a b b ⎧=⎪+=-⎧⎪⇒⎨⎨+=⎩⎪=-⎪⎩,.∴经过O C A ,,三点的抛物线的函数表达式为21584y x x =-. ····························· 2分 (2)假设在(1)中的抛物线上存在点P ,使以P O C A ,,,为顶点的四边形为梯形.①点(43)C -,不是抛物线21584y x =-的顶点, ∴过点C 作直线OA 的平行线与抛物线交于点1P .y F P 3BEC D A P 2P 1O则直线1CP 的函数表达式为3y =-. 对于21584y x x =-,令34y x =-⇒=或6x =. 1143x y =⎧∴⎨=-⎩,;2263x y =⎧⎨=-⎩,.而点(43)C -,,1(63)P ∴-,. 在四边形1P AOC 中,1CP OA ∥,显然1CP OA ≠.∴点1(63)P -,是符合要求的点. ······································································· 1分 ②若2AP CO ∥.设直线CO 的函数表达式为1y k x =. 将点(43)C -,代入,得143k =-.134k ∴=-. ∴直线CO 的函数表达式为34y x =-.于是可设直线2AP 的函数表达式为134y x b =-+. 将点(100)A ,代入,得131004b -⨯+=.1152b ∴=.∴直线2AP 的函数表达式为31542y x =-+.由223154246001584y x x x y x x ⎧=-+⎪⎪⇒--=⎨⎪=-⎪⎩,即(10)(6)0x x -+=. 11100x y =⎧∴⎨=⎩,;22612x y =-⎧⎨=⎩,;而点(100)A ,,2(612)P ∴-,. 过点2P 作2P E x ⊥轴于点E ,则212P E =. 在2Rt AP E △中,由勾股定理,得220AP ===.而5CO OB ==.∴在四边形2P OCA 中,2AP CO ∥,但2AP CO ≠.∴点2(612)P -,是符合要求的点. ······································································ 1分③若3OP CA ∥.设直线CA 的函数表达式为22y k x b =+.将点(100)(43)A C -,,,代入,得22222211002435k b k k b b ⎧+==⎧⎪⇒⎨⎨+=-⎩⎪=-⎩,.∴直线CA 的函数表达式为152y x =-. ∴直线3OP 的函数表达式为12y x =.由22121401584y x x x y x x ⎧=⎪⎪⇒-=⎨⎪=-⎪⎩,即(14)0x x -=. 1100x y =⎧∴⎨=⎩,;22147x y =⎧⎨=⎩,. 而点(00)O ,,3(147)P ∴,. 过点3P 作3P F x ⊥轴于点F ,则37P F =. 在3Rt OP F △中,由勾股定理,得3OP ===而CA AB ==∴在四边形3P OCA 中,3OP CA ∥,但3OP CA ≠.∴点3(147)P ,是符合要求的点. ········································································ 1分 综上可知,在(1)中的抛物线上存在点123(63)(612)(147)P P P --,,,,,, 使以P O C A ,,,为顶点的四边形为梯形. ······················································· 1分 (3)由题知,抛物线的开口可能向上,也可能向下.①当抛物线开口向上时,则此抛物线与y 轴的负半轴交于点N . 可设抛物线的函数表达式为(2)(5)(0)y a x k x k a =+->.即22310y ax akx ak =--2234924a x k ak ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭.如图,过点M 作MG x ⊥轴于点G .3(20)(50)02Q k R k G k ⎛⎫- ⎪⎝⎭,,,,,,22349(010)24N ak M k ak ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,,,,3||2||7||2QO k QR k OG k ∴===,,,22749||||10||24QG k ON ak MG ak ===,,.23117103522QNR S QR ON k ak ak ∴==⨯⨯=△.QNM QNO QMG ONMG S S S S =+-△△△梯形111()222QO ON ON GM OG QG GM =++- 2222114931749210102242224k ak ak ak k k ak ⎛⎫=⨯⨯+⨯+⨯-⨯⨯ ⎪⎝⎭ 3314949212015372884ak ak ⎛⎫=++⨯-⨯= ⎪⎝⎭. 3321::(35)3:204QNM QNR S S ak ak ⎛⎫∴== ⎪⎝⎭△△. ················································· 2分②当抛物线开口向下时,则此抛物线与y 轴的正半轴交于点N .同理,可得:3:20QNM QNR S S =△△. ································································· 1分 综上可知,:QNM QNR S S △△的值为3:20.【例三】、 如图,在平面直角坐标系xOy 中,一次函数54y x m =+ (m 为常数)的图象与x 轴交于点A(3-,0),与y 轴交于点C .以直线x=1为对称轴的抛物线2y ax bx c =++ (a b c ,, 为常数,且a ≠0)经过A ,C 两点,并与x 轴的正半轴交于点B . (1)求m 的值及抛物线的函数表达式;(2)设E 是y 轴右侧抛物线上一点,过点E 作直线AC 的平行线交x 轴于点F .是否存在这样的点E ,使得以A ,C ,E ,F 为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点E 的坐标及相应的平行四边形的面积;若不存在,请说明理由;(3)若P 是抛物线对称轴上使△ACP 的周长取得最小值的点,过点P 任意作一条与y 轴不平行的直线交抛物线于111M ()x y , ,222M ()x y ,两点,试探究2112P PM M M M ⋅ 是否为定值,并写出探究过程.考点:二次函数综合题。
二次函数与面积最值定值问题(六大类型)-2023年中考数学压轴题(解析版)
二次函数与面积最值定值问题(六大类型)1.考向分析题型一:二次函数与三角形面积最值问题1如图,已知抛物线y =12x 2+bx 过点A (-4,0)、顶点为B ,一次函数y =12x +2的图象交y 轴于M ,对称轴与x 轴交于点H .(1)求抛物线的表达式;(2)已知P 是抛物线上一动点,点M 关于AP 的对称点为N .①若点N 恰好落在抛物线的对称轴上,求点N 的坐标;②请直接写出△MHN 面积的最大值.【解析】解:(1)∵抛物线y =12x 2+bx 过点A (-4,0),∴12×(-4)2-4b =0,解得:b =2,∴该抛物线的表达式为y =12x 2+2x ;(2)①∵y =12x 2+2x ,∴抛物线对称轴为直线x =-22×12=-2,∵对称轴与x 轴交于点H ,∴H (-2,0),∵A (-4,0),∴AH =2,∵直线y =12x +2交y 轴于M ,∴M (0,2),∴AM 2=OA 2+OM 2=42+22=20,设N (-2,n ),则NH =|n |,如图1、图2,∵M 、N 关于直线AP 对称,∴AN =AM ,即AN 2=AM 2,∴22+n 2=20,∴n =±4,∴点N 的坐标为(-2,-4)或(-2,4);②如图,连接MH ,以点A 为圆心,AM 为半径作⊙A ,过点A 作AN ⊥MH 于点F ,交⊙A 于点N ,则AN =AM ,在Rt △AMO 中,OM =2,OA =4,∴AM =OA 2+OM 2=42+22=25,∴AN =25,∵OH =OM =2,∠HOM =90°,∴△HOM 是等腰直角三角形,∠MHO =45°,MH =22,∴∠AHF =∠MHO =45°,在Rt △AFH 中,AH =OA -OH =4-2=2,∴AF =AH ×sin45°=2×22=2,∴NF =AN +AF =25+2,∴S △MHN =12MH •NF =12×22×(25+2)=210+2,故△MHN 面积的最大值为210+2.题型二:二次函数与三角形面积等积问题2如图,等腰直角三角形OAB 的直角顶点O 在坐标原点,直角边OA ,OB 分别在y 轴和x 轴上,点C 的坐标为(3,4),且AC 平行于x 轴.(1)求直线AB 的解析式;(2)求过B ,C 两点的抛物线y =-x 2+bx +c 的解析式;(3)抛物线y =-x 2+bx +c 与x 轴的另一个交点为D ,试判定OC 与BD 的大小关系;(4)若点M 是抛物线上的动点,当△ABM 的面积与△ABC 的面积相等时,求点M 的坐标.【解析】解:(1)∵点C 的坐标为(3,4),且AC 平行于x 轴,∴点A 的坐标为(0,4)且OA =4,∵△OAB 是等腰直角三角形,∠AOB =90°,∴OB =OA =4,∵点B 的坐标为(4,0),设直线AB的解析式为:y=mx+n,由题意得4m+n=0n=4,解得:m=-1n=4,∴直线AB的解析式为:y=-x+4;(2)∵抛物线y=-x2+bx+c过B,C两点,∴-16+4b+c=0-9+3b+c=4,解得:b=3c=4,∴抛物线的解析式为:y=-x2+3x+4;(3)BD=OC;理由:∵抛物线的解析式为y=-x2+3x+4=-x-322+52,∴抛物线的对称轴直线为x=32,∵点B的坐标为(4,0),点B与点D关于对称轴对称,∴点D的坐标为(-1,0),∴BD=4-(-1)=5,∵点C的坐标为(3,4),∴OC=32+42=5,∴BD=OC;(4)∵点C的坐标为(3,4),且AC平行于x轴,∴AC=3,∴S△ABC=12AC•y C=12×3×4=6,当点M在直线AB的上方时,如图所示,过点M作MN∥y轴,交直线AB于点N,设M的坐标为(t,-t2+3t+4),则N的坐标为(t,-t+4),∴MN=-t2+3t+4-(-t+4)=-t2+4t,∴S△AMB=12MN•x B=12×(-t2+4t)×4=-2t2+8t,∵△ABM的面积与△ABC的面积相等,∴-2t2+8t=6,解得:t=1或t=3(舍,该点为点C),此时M的坐标为(1,6)或(3,4);当点M在直线AB的下方时,如图所示,过点M作MN∥x轴,交直线AB于点N,设M的坐标为(t,-t2+3t+4),则N的坐标为(t2-3t,-t2+3t+4),∴MN=t2-3t-t=t2-4t,∴S△ABM=12MN•y A=12×(t2-4t)×4=2t2-8t,∵△ABM的面积与△ABC的面积相等,∴2t2-8t=6,解得:t=2±7,此时M的坐标为(2+7,-1-7)或(2-7,7-1);综上可得,M的坐标为(2+7,-1-7)或(2-7,7-1)或(1,6).题型三:二次函数与四边形面积最值问题3如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C.已知A(3,0),该抛物线的对称轴为直线x=1.(1)求该抛物线的函数表达式;(2)求点B、C的坐标;(3)将线段BC平移,使得平移后线段的一个端点在这条抛物线上,另一个端点在x轴上,若将点B、C平移后的对应点分别记为点D、E,求以B、C、D、E为顶点的四边形面积的最大值.【解析】解:(1)∵抛物线对称轴为直线x=-b-2=1,∴b=2,∴y=-x2+2x+c,将(3,0)代入y=-x2+2x+c得0=-9+6+c,解得c=3,∴y=-x2+2x+3.(2)∵抛物线对称轴为直线x=1,点A坐标为(3,0),∴由抛物线对称性可得点B坐标为(-1,0),将x=0代入y=-x2+2x+3得y=3,∴点C坐标为(0,3).(3)如图,可得图2中四边形面积最大,∵BC∥DE且BC=DE,图1图2图3∵y C-y B=y E-y D,∴y D=-3,将y=-3代入y=-x2+2x+3得-3=-x2+2x+3,解得x1=1-7(舍),x2=1+7,∴点E横坐标为1+7+1=2+7,∴BE=2+7+1=3+7,∴S四边形BDEC =12BE•y C+12BE•|y D|=12×(3+7)×3+12×(3+7)×3=9+37.题型四:二次函数与面积分割问题4已知抛物线y=x2+4mx+4m2-4m-3的顶点C在定直线l上.(1)求C点的坐标(用含m的式子表示);(2)求证:不论m为何值,抛物线与定直线l的两交点间的距离d恒为定值;(3)当抛物线的顶点C在y轴上,且与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧)时,是否存在直线n满足以下三个条件:①n与抛物线相交于点M,N(点M在点N的左侧),且与线段AC交于点P;②∠APN=2∠ACO;③n将△ABC的面积分成1:2的两部分.若存在,求出直线n的解析式;若不存在,请说明理由.【解析】(1)解:∵y=x2+4mx+4m2-4m-3=(x+2m)2-4m-3,∴顶点C(-2m,-4m-3);(2)证明:∵C(-2m,-4m-3),∴C点在直线y=2x-3上,∴定直线l为y=2x-3,联立方程组y=2x-3y=x2+4mx+4m2-4m-3 ,解得x=-2my=-4m-3或x=2-2my=-4m+1,∴两个交点分别为(-2m,-4m-3),(2-2m,-4m+1),∴d=(2-2m+2m)2+(-4m+1+4m+3)2=25,∴抛物线与定直线l的两交点间的距离d恒为定值;(3)解:存在直线n,理由如下:∵顶点C在y轴上,∴m=0,∴y=x2-3,令y=0,则x2-3=0,解得x=3或x=-3,∴A(-3,0),B(3,0),∴AB=23,∵抛物线关于y轴对称,∴∠ACO=∠BCO,∵∠APN=2∠ACO,∴∠APN=∠ACB,∴MN ∥BC ,设直线BC 的解析式为y =kx +b ,∴b =-33k +b =0 ,解得k =3b =-3 ,∴y =3x -3,设直线MN 的解析式为y =3x +t ,直线MN 与x 轴的交点为H ,∵直线MN 将△ABC 的面积分成1:2,∴S △PAH =13S △ACB 或S △PAH =23S △ACB ,∴AH AB2=13或AH AB 2=23,∴AH 23=33或AH 23=63,解得AH =2或AH =22,∴H (2-3,0)或(22-3,0),∴直线MN 的解析式为y =3x +3-23或y =3x +3-26.题型五:二次函数与面积比问题5如图,在平面直角坐标系xOy 中,二次函数y =23x 2+bx -2的图象与x 轴交于点A (3,0),B (点B 在点A 左侧),与y 轴交于点C ,点D 与点C 关于x 轴对称,作直线AD .(1)填空:b = -43 ;(2)将△AOC 平移到△EFG (点E ,F ,G 依次与A ,O ,C 对应),若点E 落在抛物线上且点G 落在直线AD 上,求点E 的坐标;(3)设点P 是第四象限抛物线上一点,过点P 作x 轴的垂线,垂足为H ,交AC 于点T .若∠CPT +∠DAC =180°,求△AHT 与△CPT 的面积之比.【解析】解:(1)把A (3,0)代入y =23x 2+bx -2,得23×9+3b -2=0,解得b =-43;故答案为:-43;(2)如图所示:由(1)得y =23x 2-43x -2,令x =0,y =-2,∴C (0,-2),∵点D 与点C 关于x 轴对称,∴D (0,2),设直线AD :y =kx +2,把A (3,0)代入y =kx +2,得3k +2=0,解得k =-23,∴直线AD 解析式:y =-23x +2,∵将△AOC 平移到△EFG ,∴OA =EF =3,FG =OC =2,设E m ,23m 2-43m -2 ,则G m -3,-23(m -3)+2 ,F m -3,-23(m -3)+4 ,∵EF ∥x 轴,∴23m 2-43m -2=-23(m -3)2+4,解得m =-3或m =4,∴E (-3,8)或4,103;(3)如图所示:过C 作CK ⊥AD ,CQ ⊥HP ,∵OD =2,OA =3∴AD =13,∵CK ⊥AD∴CD •AO =AD •CK ,∴CK =121313,DK =81313,AK =51313,∴tan ∠CAK =CK AK=125,∵CQ ⊥HP ,∴∠CPQ +∠CPT =180°,∵∠CPT +∠DAC =180°,∴∠CPQ =∠CAK ,∴tan ∠CPQ =tan ∠CAK =125,∴CQ PQ =125,设P n ,23n 2-43n -2 ,∴PQ =23n 2-43n ,CQ =n ,∴n 23n 2-43n =125,解得n =218,∴P 218,-2932,∴CQ =218,AH =3-218=38,∵tan ∠OAC =TH AH =OC OA =23,∴TH =23AH =23×38=14,∴TP =2132,∴S △ATH S △CPT =12×AH ×TH 12×TP ×CQ =8147,即△AHT 与△CPT 的面积之比为8:147.题型六:函数关系与面积问题6平面直角坐标系中,已知抛物线y =-x 2+(1+m )x -m (m 为常数,m ≠±1)与轴交于定点A 及另一点B ,与y 轴交于点C .(1)当点(2,2)在抛物线上时,求抛物线解析式及点A ,B ,C 的坐标;(2)如图1,在(1)的条件下,D 为抛物线x 轴上方一点,连接BD ,若∠DBA +∠ACB =90°,求点D 的坐标;(3)若点P 是抛物线的顶点,令△ACP 的面积为S ,①直接写出S 关于m 的解析式及m 的取值范围;②当58≤S ≤158时,直接写出m 的取值范围.【解析】(1)将点(2,2)代入y =-x 2+(1+m )x -m ,求出m 即可确定函数的解析式;(2)过D 点作DE ⊥x 轴交于E ,过A 点作AF ⊥BC 交于F ,由题意可知∠ACB =∠BDE ,求出tan ∠ACF =tan ∠BDE =BE DE=35,设D (t ,-t 2+5t -4)(0<t <4),求出t 的值即可求D 点坐标;(3)①求出P 1+m 2,(1-m )24,C (0,-m ),定点A (1,0),B (m ,0),AC 的解析式为y =kx +b ,y =mx -m ,再画出函数图象结合函数图象分类讨即可;②对①中求出的解析式分别进行求解即可.【解答】解:(1)将点(2,2)代入y =-x 2+(1+m )x -m ,∴m =4,∴y =-x 2+5x -4,令x =0,则y =-4,∴C (0,-4),令y =0,则-x 2+5x -4=0,∴x =1或x =4,∴A (1,0),B (4,0);(2)如图1,过D 点作DE ⊥x 轴交于E ,过A 点作AF ⊥BC 交于F ,∵∠DBA +∠ACB =90°,∠DBA +∠BDE =90°,∴∠ACB =∠BDE ,∵B (4,0),C (0,-4),∴OB =OC =4,∴∠OBC =45°,∵BA =3,∴AF =322,∵A (1,0),∴AC =17,∴CF =522,∴tan ∠ACF =AF CF =35,∴tan ∠BDE =BE DE=35,设D (t ,-t 2+5t -4)(0<t <4),∴4-t -t 2+5t -4=35,解得x =4(舍)或x =83,∴D 83,209;(3)①∵y =-x 2+(1+m )x -m =-x -1+m 2 2+(1-m )24,∴P 1+m 2,(1-m )24,令x =0,则y =-m ,∴C (0,-m ),令y =0,则-x 2+(1+m )x -m =0,解得x =1或x =m ,∴定点A (1,0),B (m ,0),设AC 的解析式为y =kx +b ,∴k +b =0b =-m,解得k =m b =-m ,∴y =mx -m ,如图2,当m <-1时,S =S 梯形PNOC +S △OCA -S △PAN =12×(1-m )24-m×1+m 2+12×1×(-m )-12×1-1+m 2 ×(1-m )24=18m 2-18;如图3,当-1<m <0时,S =S 梯形PNOC +S △PNA -S △AOC =12×(1-m )24-m ×1+m 2+12×1-1+m 2 ×(1-m )24-12×1×(-m )=-18m 2+18;如图4,当0≤m <1时,设对称轴与直线AC 交于点M ,∴M 1+m 2,m 2-m 2,∴PM =-14m 2+14,∴S =12×-14m 2+14 ×1=-18m 2+18;如图5,当m >1时,过点C 作CM ⊥PN 交于点M ,∴M 1+m 2,-m ,∴S =S 矩形OCMN +S △APN -S △OCA -S △CMP =1+m 2×m +12×1+m 2-1 ×(1-m )24-12×1×m -12×1+m 2×(1-m )24+m =18m 2-18;综上所述:当m <-1时,S =18m 2-18;当-1<m <1,S =-18m 2+18;当m >1时,S =18m 2-18;②当m <-1时,58≤18m 2-18≤158,解得-4≤m ≤-6;当-1<m <0,58≤-18m 2+18≤158,此时m 无解;当0≤m <1时,58≤-18m 2+18≤158,此时m 无解;当m >1时,58≤18m 2-18≤158,解得6≤m ≤4;综上所述:当58≤S ≤158时,-4≤m ≤-6或6≤m ≤4.2.压轴题速练1一、解答题1(2023春·全国·九年级专题练习)已知:如图,抛物线y =ax 2+bx +c (a ≠0)与坐标轴分别交于点A (0,6),B (6,0),C (-2,0),点P 是线段AB上方抛物线上的一个动点.(1)求抛物线的解析式;(2)当点P 运动到什么位置时,△PAB 的面积有最大值,面积最大值是多少?【答案】(1)y =-12x 2+2x +6(2)当P 3,152 时,△PAB 的面积有最大值,最大值是272.【解析】(1)由题意得:36a +6b +c =04a -2b +c =0c =6,解得:a =-12b =2c =6,∴抛物线的表达式为:y =-12x 2+2x +6;(2)∵A (0,6)∴直线AB 的表达式为:y =kx +6,将点B 的坐标代入上式得:0=6k +6,解得:k =-1,∴直线AB 的表达式为:y =-x +6,点P 的横坐标为m ,则P m ,-12m 2+2m +6 ,过点P 作x 轴的垂线,交线段AB 于点D ,则D (m ,-m +6),∴S =12×OB ×PD =12×6×-12m 2+2m +6+m -6 =-32(m -3)2+272,∴当m =3时,S 的值取最大,此时P 3,152;2(2023春·全国·九年级专题练习)如图,抛物线y =ax 2+bx +6(a ≠0)与x 轴交于A (-1,0),B (6,0),与y 轴交于点C ,点P 为第一象限内抛物线上一动点,过点P 作x 轴的垂线,交直线BC 于点D ,交x 轴于点E ,连接 PB .(1)求该抛物线的解析式;(2)当△PBD 与△BDE 的面积之比为1:2时,求点P 的坐标;【答案】【答案】(1)y =-x 2+5x +6(2)P 12,334【解析】(1)∵抛物线y =ax 2+bx +6(a ≠0)与x 轴交于A -1,0 ,B 6,0∴a -b +6=036a +6b +6=0,∴a =-1b =5 ,∴抛物线的解析式为y =-x 2+5x +6;(2)∵抛物线y =-x 2+5x +6过点C ,∴C (0,6),设直线BC 的解析式为 y =kx +n ,∴6k +n =0n =6,∴k =-1n =6 ,∴直线BC 的解析式为y =-x +6,设P m ,-m 2+5m +6 ,则D m ,-m +6 ,∴PE =-m 2+5m +6,DE =-m +6,∵△PBD 与△BDE 的面积之比为1:2,∴PD :DE =1:2,∴PE :DE =3:2,∴3-m +6 =2-m 2+5m +6 ,解得m 1=12,m 2=6(舍去),∴P 12,334;3(2023春·全国·九年级专题练习)如图,抛物线y =-x 2+bx +c 过点A 、B ,抛物线的对称轴交x 轴于点D ,直线y =-x +3与x 轴交于点B ,与y 轴交于点C ,且OA =13OB .(1)求抛物线的解析式;(2)点M t ,0 是x 轴上的一个动点,点N 是抛物线对称轴上的一个动点,当DN =2t ,△MNB 的面积为154时,求出点M 与点N 的坐标;【答案】【答案】(1)y =-x 2+2x +3(2)3+262,0 ,1,3+26 【解析】(1)解:对于直线y =-x +3,令y =0,即-x +3=0,解得:x =3,令x =0,得y =3,∴B 3,0 ,C 0,3 ,∵A 为x 轴负半轴上一点,且OA =13OB ,∴A -1,0 .将点A 、B 的坐标分别代入y =-x 2+bx +c 中,得-1-b +c =0-9+3b +c =0 ,解得b =2c =3 ,∴抛物线的解析式为y =-x 2+2x +3;(2)解:由(1)知:A -1,0 ,B 3,0 ,抛物线解析式为y =-x 2+2x +3,∴对称轴x =-b 2a =-22×-1=1,∴D 点坐标为D 1,0 ,∵M t ,0∴BM =3-t ,∵S △MNB =12×BM ×DN =154,即12×3-t ×2t =154,当t <3时,12×3-t ×2t =154,化简得:4t 2-12t +15=0,∵Δ=b 2-4ac <0,∴方程无解;当t >3时,12×t -3 ×2t =154,解得t1=3+262,t2=3-262(舍),∴DN=2t=3+26,∴点M的坐标为3+262,0,点N的坐标为1,3+262;4(2023·广西贵港·统考一模)在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx经过A(4,0),B(1,3)两点.P是抛物线上一点,且在直线AB的上方.(1)求抛物线的表达式;(2)若△OAB面积是△PAB面积的2倍,求点P的坐标;(3)如图,OP交AB于点C,PD∥BO交AB于点D.记△CPB,△BCO的面积分别为S1,S2,判断S1S2是否存在最大值.若存在,求出最大值;若不存在,请说明理由.【答案】【答案】(1)y=-x2+4x(2)P(2,4)或(3,3)(3)见解析【解析】(1)解:将A(4,0),B(1,3)代入y=ax2+bx得16a+4b=0a+b=3,解得:a=-1b=4,∴抛物线的解析式为:y=-x2+4x;(2)解:设直线AB的解析式为:y=kx+t,将A4,0,B1,3代入y=kx+t得4k+t=0 k+t=3 ,解得:k=-1 t=4,∴直线AB的解析式为:y=-x+4,∵A4,0,B1,3,∴S△OAB=12×4×3=6,∴S△OAB=2S△PAB=6,即S△PAB=3,过点P作PM⊥x轴于点M,PM与AB交于点N,过点B作BE⊥PM于点E,如图,∴S△PAB=S△PNB+S△PNA=12PN×BE+12PN×AM=32PN=3,∴PN=2,设点P 的横坐标为m ,∴P (m ,-m 2+4m )(1<m <4),N (m ,-m +4),∴PN =-m 2+4m -(-m +4)=2,解得:m =2或m =3;∴P (2,4)或(3,3);(3)解:S 1S 2存在最大值.理由如下:∵PD ∥OB ,∴∠DPC =∠BOC ,∠PDC =∠OBC ,∴△DPC ∽△BOC ,∴CP :CO =CD :CB =PD :OB ,∵S 1S 2=CD CB =PD OB,设直线AB 交y 轴于点F ,则F (0,4),过点P 作PH ⊥x 轴,垂足为H ,PH 交AB 于点G ,如图,∵∠PDC =∠OBC ,∴∠PDG =∠OBF ,∵PG ∥OF ,∴∠PGD =∠OFB ,∴PD :OB =PG :OF ,∴△PDG ∽△OBF ,∴PD :OB =PG :OF ,设P (n ,-n 2+4n )1<n <4 由(2)可知,PG =-n 2+4n --n +4 =-n 2+5n -4,∴S 1S 2=PD BO =PG OF=14PG =-14n -52 2+916,∵1<n <4,∴当n =52时,S 1S 2的最大值为916.5(2023·新疆克孜勒苏·统考一模)如图所示,抛物线y =-x 2+2x +3的图像与x 轴交于A ,B 两点,与y 轴交于点C ,连结BC .(1)求抛物线顶点D 的坐标;(2)在直线BC 上方的抛物线上有一点M ,使得四边形ABMC 的面积最大,求点M 的坐标及四边形ABMC 面积的最大值;(3)点E 在抛物线上,当∠EBC =∠ACO 时,直接写出点E 的坐标.【答案】【答案】(1)(1,4)(2)当点M 32,154 时,四边形ABMC 面积最大,最大值为758(3)(1,4)或-12,74【解析】(1)∵y =-x 2+2x +3=-x -1 2+4.∴抛物线顶点D 的坐标为(1,4);(2)令y =0,则x 2-2x -3=0,解得x 1=-1,x 2=3,∴点A -1,0 ,B 3,0 ,令x =0,则y =-3,∴点C 的坐标为(0,3)∴AB =3--1 =4,OC =3,∴S ΔABC =12AB ⋅OC =6∴△BCM 的面积最大时四边形ABMC 面积最大.设直线BC 的解析式为y =kx +b ,则3k +b =0b =3,∴b =3k =-1 ,∴y =-x +3.设过点M 与y 轴平行的直线交BC 于点N ,M x ,-x 2+2x +3 ,N x ,-x +3 ,则MN =-x 2+2x +3 --x +3 =-x 2+3x ,S △BCM =12-x 2+3x ×3=-12x -32 2+278,∴当x =32时,△BCM 的面积最大,最大值为278,此时,y =-32 2+2×32+3=154,所以,当点M 32,154 时,四边形ABMC 面积最大,最大值为6+278=758(3)①连接CD ,BD ,作DM ⊥OC 于点M .∵C (0,3),D (1,4),∴CM =DM =1,∴△CDM 是等腰直角三角形,∴∠DCE =45°.∵B (3,0),C (0,3),∴△BOC 是等腰直角三角形,∴∠BCO =45°,∴∠BCD =90°,∵BC =32+32=32,CD =12+(-3+4)2=2,∴.tan ∠CBD =232=13,∴∠DBC =∠ACO ,∴点E 与点D 重合,∴点E 的坐标为(1,-4),②作点D 关于BC 的对称点D ,作DN ⊥OC 于点N ,∵∠DMC =∠D NC =90°,∠DCM =D CN ,DC =D C ,∴△DCM ≌△D CN ,∴D N =DM =1,CM =CN =1,∴ON =3-1=2,∴D (-1,2),设直线BD 的解析式为y =mx +n ,,则3m +n =0-m +n =2,解得m =-12n =32,所以,直线BD ′的解析式为y =-12x +32,联立y =-x 2+2x +3y =-12x +32,解得x 1=3y 1=0 (为点B 坐标,舍去),x 2=-12y 2=74,所以,点H 的坐标为-12,74 ,综上所述,点E 的坐标为1,4 或-12,74时,∠EBC =∠ACO .6(2023·广东珠海·统考一模)如图,抛物线与x 轴交于点A -1,0 、B 4,0 ,与y 轴交于点C 0,2 .点D 为抛物线第四象限一动点,连接AC 、BC 、BD 、AD .(1)求抛物线的解析式;(2)当S △BCD =S △ABC 时,求此时点D 的坐标;(3)在第(2)问的条件下,延长线段AC 、DB 交于点E .请判断△ADE 的形状,并说明理由.【答案】(1)y =-x 2+32x +2(2)D 5,-3(3)△ADE 是等腰直角三角形,理由见详解【解析】(1)设抛物线的解析式为y =ax 2+bx +c ,∵抛物线与x 轴交于点A -1,0 、B 4,0 ,与y 轴交于点C 0,2 ,∴a -b +c =016a +4b +c =0c =2,解得:a =-12b =32c =2 ,∴抛物线的解析式为y =-x 2+32x +2;(2)连接OD ,,∵A -1,0 ,B 4,0 ,C 0,2 ,∴AB =5,OC =2,∴S △ABC =12AB ⋅OC =5,设D m ,-12m 2+32m +2 m >4 ,∵S △BCD =S △OBD +S △OBC -S △OCD =S △ABC ,∴12×4×12m 2-32m -2 +12×4×2-12×2×m =5,整理,得m 2-4m -5=0,解得:m 1=5,m 2=-1(舍去),∴D 5,-3 ;(3)△ADE 是等腰直角三角形,理由如下:设直线AC 的解析式为y =k 1x +b 1,把A -1,0 ,C 0,2 代入,得-k 1+b 1=0b 1=2 ,解得:k 1=2b 1=2∴y =2x +2,设直线BD 的解析式为y =k 2x +b 2,把B 4,0 ,D 5,-3 代入,得4k 2+b 2=05k 2+b 2=-3 ,解得:k 2=-3b 2=12∴y =-3x +12,联立y =2x +2和y =-3x +12得,y =2x +2y =-3x +12 ,解得:x =2y =6 ,∴E 2,6 ,又∵A -1,0 ,D 5,-3 ,∴AE =-1-2 2+0-6 2=35,AD =-1-5 2+0+3 2=35,DE =5-2 2+-3-6 2=310,∴AE =AD ,AE 2+AD 2=DE 2,∴△ADE 是等腰直角三角形.7(2023春·上海·八年级专题练习)在边长为4的正方形ABCD 中,点O 是对角线AC 的中点,P 是对角线AC 上一动点,过点P 作PF ⊥CD 于点F ,作PE ⊥PB 交直线CD 于点E ,设PA =x ,S △PCE =y .(1)求证:DF =EF ;(2)当点P 在线段AO 上时,求y 关于x 的函数关系式及自变量x 的取值范围;(3)点P 在运动过程中能否使△PEC 为等腰三角形?如果能,请直接写出PA 的长;如果不能,请简单说明理由.【答案】(1)证明见解析(2)y =12x 2-32x +8,0≤x ≤22 (3)能使△PEC 为等腰三角形,PA =0或PA =4【解析】(1)证明:延长FP 交AB 于点G ,∵正方形ABCD 中,PF ⊥CD 于点F ,∴四边形AGFD 是矩形,∴DF =AG ,∠AGF =90°,∵正方形ABCD ,∴∠BAC =45°,∵∠AGF =90°,∴AG =GP ,∴DF =GP ,同理可得:CF =PF =BG ,∵PE ⊥PB ,∠AGF =90°,∴∠GBP +∠GPB =∠FPE +∠GPB =90°,∴∠GBP =∠FPE ,在△GBP 和△FPE 中,∵∠GBP =∠FPEPF =BG ∠BGP =∠PFE,∴△GBP ≌△FPE (ASA ),∴GP =EF ,∵DF =GP ,∴DF =EF ;(2)∵PA =x ,∴AG =GP =22x ,DF =EF =22x ,则DE =2x ,∴CE =4-2x ,∵PF =4-22x ,∴y =124-2x 4-22x =12x 2-32x +80≤x ≤22 ;(3)点P 在运动过程中能使△PEC 为等腰三角形;当点E 在CD 边上时,∵∠CEP ≥90°,若△PEC 为等腰三角形,只能是∠CPE =∠ECP =45°,则PE ⊥CE ,∵PE ⊥PB ,∴PB ∥CD ,∴PB ∥AB ,于是点P 在AB 上,又∵点P 在AC 上,∴A 与P 重合,此时PA =0;当点E 在DC 延长线上时,如图,若△PEC 为等腰三角形,只能是PC =CE ,设PA =x ,则PC =42-x ,EF =DF =AG =GP =22x ,PF =CF =BG =4-22x ,∴CE =EF -CF =22x -4-22x=2x -4,∵PC =CE ,∴42-x =2x -4,∴x =4,∴即PA =4;综上所述,当PA =0或PA =4时,△PEC 为等腰三角形.【点睛】本题主要考查正方形的性质的综合运用,等腰三角形的性质和判定,全等三角形的判定和性质,三角形的面积等知识,综合运用这些性质进行推理,同时注意对等腰的分类讨论是解题的关键.8(2023春·江苏无锡·九年级统考期中)在平面直角坐标系中xOy 中,二次函数y =ax 2+bx +2a <0 的图像与x 轴交于点A (-1,0)、B (2,0),与y 轴交于点C .(1)求二次函数的表达式;(2)若点P 是二次函数图像上位于线段BC 上方的一个动点.①如图,连接AC ,CP ,AP ,AP 交BC 于点E ,过点P 作AC 的平行线交BC 于点Q ,将△PEQ 与△PCE的面积比S △PEQ S △PCE 记为a ,将△PCE 与△ACE 的面积比S △PCE S △ACE记为b ,当a +22b 有最大值时,求点P 的坐标;②已知点N 是y 轴上一点,若点N 、P 关于直线AC 对称,求CN 的长.【答案】(1)y =-x 2+x +2(2)①当点P 的坐标为1,1 时,a +22b 有最大值;②CN =516【解析】(1)解:将A (-1,0)、B (2,0),代入y =ax 2+bx +2中可得:a -b +2=04a +2b +2=0 ,解得:a =-1b =1 ,∴二次函数的表达式为:y =-x 2+x +2;(2)①当x =0时,y =2,则C 0,2 ,设BC 的解析式为:y =kx +b ,将B (2,0),C 0,2 ,代入可得:2k +b =0b =2 ,解得:k =-1b =2 ,∴BC 的解析式为:y =-x +2,由题意可知,OB =OC =2,则△BOC 是等腰直角三角形,∴∠BCO =45°,∵A (-1,0),则OA =1,∴AC =OA 2+OC 2=5,∴sin ∠ACO =55,cos ∠ACO =255,过点P 作PN ∥y 轴,QM ⊥PN ,设AP 与y 轴交于点D ,则∠ADO =∠APN ,∠QNM =∠BCO =45°,即:△MQN 为等腰直角三角形,∴QM =MN ,∵AC ∥PQ ,∴∠CAP =∠APQ ,△AEC ∽△PEQ ,则EQ CE =EP AE =PQ AC,又∵∠ADO =∠ACP +∠ACO ,∠APN =∠APQ +∠QPM ,∴∠ACO =∠QPM ,则:PM =PQ ⋅cos ∠QPN =PQ ⋅cos ∠ACO =255PQ ,QM =MN =PQ ⋅sin ∠QPN =PQ ⋅sin ∠ACO =55PQ ,则PN =PM +MN =355PQ ,即:PQ =53PN ,∵S △PEQ S △PCE =EQ CE ,S △PCE S △ACE =EP AE ,EQ CE =EP AE =PQ AC,∴a =b =EQ CE =EP AE =PQ AC =PQ 5=13PN ,∴a +22b =1+22 ×13PN ,则当PN 取最大值时,a +22b 有最大值,设P t ,-t 2+t +2 ,0<t <2,则N t ,-t +2 ,∴PN =-t 2+t +2 --t +2 =-t 2+2t =-t -1 2+1,即:当t =1时,PN 取最大值,此时点P 的纵坐标为1,即:当点P 的坐标为1,1 时,a +22b 有最大值;②由题意可知,点N 在点C 下方时,点N 关于直线AC 的对称点在AC 的左侧,不符合题意,点N 在点C 上方时,连接PN ,交AC 于H ,作PF ⊥y 轴,由对称可知,NH =PH =12PN ,CH ⊥PN ,则∠NHC =∠PFN =90°,∴∠NCH +∠CNP =∠CNP +∠FPN ,∴∠NCH =∠FPN∵∠ACO =∠NCH ,sin ∠ACO =55,cos ∠ACO =255,∴∠ACO =∠NCH =∠FPN ,设CN =m ,则NH =CN ⋅sin ∠NCH =55m ,∴PN =2NH =255m ,则PF =PN ⋅cos ∠FPN =45m ,NF =PN ⋅sin ∠FPN =25m ∴CF =CN -NF =35m ,则OF =OC +CF =2+35m ,∴点P 的坐标为:45m ,2+35m ,0<45m <2,即0<m <52,∵点P 在二次函数图象上,∴-45m 2+45m +2=2+35m ,解得:m 1=0(舍去),m 2=516,∴CN =516.9(2023·黑龙江哈尔滨·统考一模)如图,在平面直角坐标系中,直线BC 的解析式为y =-x +6,直线BC 交x 轴和y 轴分别于点B 和点C ,抛物线y =-29x 2+bx +c 交x 轴于点A 和点B ,交y 轴于点C .(1)求抛物线的解析式;(2)点P 是第二象限抛物线上的点,连接PB 、PC ,设点P 的横坐标为t ,△PBC 的面积为S .求S 与t 的函数关系式(不要求写出t 的取值范围);(3)在(2)的条件下,点D 在线段OB 上,连接PD 、CD ,∠PDC =45°,点F 在线段BC 上,EF ⊥BC ,FE 的延长线交x 轴于点G ,交PD 于点E ,连接CE ,若∠GED +∠DCE =180°,DC >DE ,S △CDE =15,求点P 的横出标.【答案】(1)y =-29x 2+13x +6(2)S =23t 2-4t (3)3-3112【解析】(1)解:直线y=-x+6交x轴和y轴于点B和点C 令x=0时,y=6,即C0,6,令y=0时,x=6,即B6,0,∵点B、C在抛物线上,∴代入解析式可得:c=6-29×62+13×6+6=0,解得:c=6b=-13,∴解析式为y=-29x2+13x+6;(2)过点P作x轴的垂线交BC延长线于点M,交x轴于点N,过点C作CR⊥MN于R ∵P在抛物线上,P横坐标为t∴P t,-29t2+13t+6,∵M在直线BC上,∴M t,-t+6,∴MP=-t+6--29t2+13t+6=29t2-43t,S△PBC=S△MPB-S△MPC=12MP⋅OB=1229t2-43t×6=23t2-4t,即S=23t2-4t;(3)由(1)得,OB=OC=6,∴∠OBC=∠OCB=45°又EF⊥BC交x轴于点G,∴∠GFB=90°∴∠FGB=90°-∠FBG=45°即∠FGB=∠FBG=45°∴FG=FB又∠PDC=45°设∠PDA=α,∴∠CDA=45°+α=∠CBD+∠BCD=45°+∠BCD∴∠BCD=α=∠PDA又∠GED+∠DCE=180°(已知)∠GED+∠FED=180°(平角定义)∴∠DCE=∠FED,又∠FED=∠FGE+∠PDG=45°+a∴∠FED=∠CDA,∴∠DCE=∠CDA,过点D作DR⊥CE于R,如图所示∴在Rt△CRD中,∠CDR=90°-∠RCD=45°-α,∴∠RDE=∠CDE-∠CDR=α,,∴∠RDE=∠EDA=α,∵∠CRD=∠DOC=90°,∠DCE=∠CDA,CD=CD,∴△RCD≌△ODC(AAS),∴RD=CO=6,CR=OD,∠CDR=∠DCO,又∵S△DCE=15,∴12CE×DR=15∴CE=5作EM⊥x轴于M,CN⊥EM于N,DT⊥CN于T,如图所示∵∠RDE=∠EDA,∠ERD=∠EMD=90°,DE=DE,∴△RED ≌△MED (AAS ),∴RE =EM ,RD =MD ,∵EM ⊥x ,CN ⊥EM ,DT ⊥CN ,∴四边形NTDM 为矩形,∴∠MDT =90°,∴∠CDT =∠MDT -∠CDE -∠EDA =45°-α=∠CDR ,∴△DCR ≌△DCT (AAS ),∴DR =DT ,∴DM =DT ,∴四边形NMDT 是正方形∴DM =MN =NT =DT =OC =6,设EM =ER =m ,则CR =5-m =CT ,如图所示:∴NE =6-m ,NC =NT -TC =m +1在Rt △NEC 中,6-m 2+m +1 2=52解得:m 1=2,m 2=3,∵CD >DE ,∴m <5-m ,即m <2.5,∴m =3不符合题意,应舍去;当m =2时,CT =OD =3=MO ,∴E -3,2 ,又点D 3,0 ,设直线ED 的解析式为y =kx +b ,则-3k +b =23k +b =0 ,解得:k =-13b =1 ,∴直线ED 的解析式为:y =-13x +1,y =-13x +1y =-29x 2+13x +6 ,∴x =3-3112或3+3112(舍),∴P 的横坐标是3-311210(2023春·江苏宿迁·九年级统考阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y =ax 2+bx +c a <0 与x 轴交于A -2,0 、B 4,0 两点,与y 轴交于点C ,且OC =2OA .(1)试求抛物线的解析式;(2)直线y =kx +1k >0 与y 轴交于点D ,与抛物线在第一象限交于点P ,与直线BC 交于点M ,记m =S △CPM S △CDM,试求m 的最大值及此时点P 的坐标;(3)在(2)的条件下,m 取最大值时,点Q 是x 轴上的一个动点,点N 是坐标平面内的一点,是否存在这样的点Q 、N ,使得以P 、D 、Q 、N 四点组成的四边形是矩形?请直接写出满足条件的N 点的坐标.【答案】(1)y =-12x 2+x +4(2)m 取得最大值23,此时点P 的坐标为2,4 (3)存在,满足条件的N 的坐标为72,3 或6,-3 【解析】(1)解:∵A -2,0 ,∴OA =2,∵OC =2OA ,∴OC =4,∴C 0,4 ,∵抛物线y =ax 2+bx +c 经过点A -2,0 ,B 4,0 ,C 0,4 ,∴4a -2b +c =016a +4b +c =0c =4,解得:a =-12b =1c =4,∴该抛物线的解析式为y =-12x 2+x +4;(2)解:如图1,过点P 作PE ∥y 轴交直线BC 于E ,连接CP ,设直线BC 的解析式为y =kx +d ,∵B 4,0 ,C 0,4 ,∴4k +d =0d =4 ,解得:k =-1d =4 ,∴直线BC 的解析式为y =-x +4,设P t ,-12t 2+t +4 ,则E t ,-t +4 ,∴PE =-12t 2+t +4-(-t +4)=-12t 2+2t ,∵直线y =kx +1k >0 与y 轴交于点D ,∴D 0,1 ,∴CD =4-1=3,∵PE ∥y 轴,即PE ∥CD ,∴△EMP ∽△CMD ,∴PM DM =PE CD =-12t 2+2t 3=-16t 2+23t ,∵m =S △CPM S △CDM =PM DM,∴m =-16t 2+23t =-16t -2 2+23,∵-16<0,∴当t =2时,m 取得最大值23,此时点P 的坐标为2,4 ;(3)解:存在这样的点Q 、N ,使得以P 、D 、Q 、N 四点组成的四边形是矩形.①当DP 是矩形的边时,有两种情形,a 、如图2-1中,四边形DQNP 是矩形时,由(2)可知P 2,4 ,代入y =kx +1中,得到k =32,∴直线DP 的解析式为y =32x +1,可得D 0,1 ,E -23,0 ,由△DOE ∽△QOD 可得OD OQ =OE OD,∴OD 2=OE ⋅OQ ,∴1=23⋅OQ ,∴OQ =32,∴Q 32,0 .根据矩形的性质,将点P 向右平移32个单位,向下平移1个单位得到点N ,∴N 2+32,4-1 ,即N 72,3 ,b 、如图2-2中,四边形PDNQ 是矩形时,∵直线PD 的解析式为y =32x +1,PQ ⊥PD ,∴直线PQ 的解析式为y =-23x +163,∴Q 8,0 ,根据矩形的性质可知,将点D 向右平移6个单位,向下平移4个单位得到点N ,∴N 0+6,1-4 ,即N 6,-3 .②当DP 是对角线时,设Q x ,0 ,则QD 2=x 2+1,QP 2=x -2 2+42,PD 2=13,∵Q 是直角顶点,∴QD 2+QP 2=PD 2,∴x 2+1+x -2 2+42=13,整理得x 2-2x +4=0,方程无解,此种情形不存在,综上所述,满足条件的N 的坐标为72,3 或6,-3 .11(2023·山东济宁·统考一模)如图,抛物线y =ax 2+bx +3与坐标轴分别交于A ,B ,C 三点,其中A (-4,0)、B (1,0),M 是第二象限内抛物线上的一动点且横坐标为m ,(1)求抛物线的解析式;(2)连接BM ,交线段AC 于点D ,求S ΔADM S ΔADB的最大值(其中符号S 表示面积);(3)连接CM ,是否存在点M ,使得∠ACO +2∠ACM =90°,若存在,求m 的值,若不存在,请说明理由.【答案】(1)y =-34x 2-94x +3(2)S ΔADM S ΔADB 的最大值为45(3)存在,m =-319【解析】(1)解:(1)分别代入A (-4,0)、B (1,0)到抛物线解析式,解得:y =-34x 2-94x +3;故答案为:y =-34x 2-94x +3.(2)设直线AC 的解析式为y =kx +b ,将点A (-4,0)和点C (0,3)代入y =kx +b 中,-4k +b =0b =3 ,解得:k =34b =3,∴直线AC 的解析式为y =34x +3,如图所示,过点M 作MG ∥x 轴交于AC 于点G ,过点A 作AF ⊥MB 交MB 与点F ,∴G 点的纵坐标与M 点的纵坐标相同,∵M 为抛物线y =-34x 2-94x +3上的一点,设M m ,-34m 2-94m +3 ,又∵G 点在直线AC 上,直线AC 的解析式为y =34x +3,∴G -m 2-3m ,-34m 2-94m +3 ,∴MG =-m 2-4m ,又∵MG ∥AB ,∴MD DB =MG AB =-m 2-4m 5,∵S ΔADM =12MD ⋅AF ,S ΔADB =12DB ⋅AF ,∴S ΔADM S ΔADB =DM DB,∴S ΔADB S ΔADB =DM DB =MG AB=-m 2-4m 5=-m 2+4m 5=-15m +2 2+45,∴S ΔADM S ΔADB 的最大值为45.故答案为:45.(3)过点C 作CP ∥x 轴,延长CM 交x 轴于点T .∴∠MCO =90°,∠MCP =∠MTA ,∵∠ACO +2∠ACM =90°∠ACO +∠PCM +∠MCA =90°,∴∠MCP =∠MCA ,∴∠MCA =∠MTA ,∴△ACT 为等腰三角形,∴AC =AT .在Rt △ACO 中,AC =AO 2+OC 2=42+32=5,∴AC =AT =5,∴OT =AT +OA =5+4=9,∴T (-9,0),设直线CT 的解析式为y =kx +b ,将点T (-9,0)和点C (0,3)代入y =kx +b 中,解得:k =13b =3 ,∴直线CT 的解析式为y =13x +3,∵M 是直线CT 和抛物线y =-34x 2-94x +3的交点,-4<m <0,∴令-34m 2-94m +3=13m +3,∴9m 2+27m +4m =0,∴9m 2+31m =0,∴m 9m +31 =0,解得m =0(舍去)或m =-319故答案为:m =-319.12(2023·海南海口·海口市第九中学校考二模)如图①,已知抛物线L :y =x 2+bx +c 的图象经过点A 0,3 ,B 1,0 .过点A 作AC ∥x 轴交抛物线于点C ,∠AOB 的平分线交线段AC 于点E ,连结OE .(1)求抛物线的关系式并写出点E的坐标;(2)若动点P在x轴下方的抛物线上,连结PE、PO,当△OPE面积最大时,求出此时P点横坐标;(3)若将抛物线向上平移h个单位,且其顶点始终落在△OAE的内部或边上,写出h的取值范围;(4)如图②,F是抛物线的对称轴上l的一点,在抛物线上是否存在点P,使△POF成为以点P为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,求出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)y=x2-4x+3;E(3,3)(2)P的横坐标为52;(3)3≤h≤4;(4)存在,点P的坐标是:5-52,1-52或3-52,5+12或3+52,1-52或5+5 2,5+12【解析】(1)解:∵抛物线L:y=x2+bx+c的图象经过点A(0,3),B(1,0),∴1+b+c=0c=3,解得b=-4c=3,∴抛物线的解析式为:y=x2-4x+3;∵OE平分∠AOB,∠AOB=90°,∴∠AOE=45°,∴△AOE是等腰直角三角形,∴AE=OA=3,∴E(3,3),(2)如图1,过P作PG∥y轴,交OE于点G,设P(m,m2-4m+3),设直线OE的解析式为y=kx,把点E(3,3)代入得,3=3k,解得k=1,∴直线OE的解析式为:y=x,∴G(m,m),∴PG=m-(m2-4m+3)=-m2+5m-3,∴S△OPE=S△OPG+S△EPG=12PG×AE=12×3×(-m 2+5m -3)=-32(m 2-5m +3)=-32m -52 2+398,∵-32<0,∴当m =52时,△OPE 面积最大,∴P 的横坐标为52(3)由y =x 2-4x +3=(x -2)2-1,得抛物线l 的对称轴为直线x =2,顶点为(2,-1),抛物线L 向上平移h 个单位长度后顶点为F (2,-1+h ).设直线x =2交OE 于点M ,交AE 于点N ,则N (2,3),如图2,∵直线OE 的解析式为:y =x ,∴M (2,2),∵点F 在△OAE 内(包括△OAE 的边界),∴2≤-1+h ≤3,解得3≤h ≤4;(4)设P (m ,m 2-4m +3),分四种情况:①当P 在对称轴的左边,且在x 轴下方时,如图3,过P 作MN ⊥y 轴,交y轴于M ,交l 于N ,∴∠OMP =∠PNF =90°,∵△OPF 是等腰直角三角形,∴OP =PF ,∠OPF =90°,∴∠OPM +∠NPF =∠PFN +∠NPF =90°,∴∠OPM =∠PFN ,∴△OMP ≌△PNF (AAS ),∴OM =PN ,∵P (m ,m 2-4m +3),则-m 2+4m -3=2-m ,解得:m =5+52或5-52,∵m =5+52>2,不合题意,舍去,∴m =5-52,此时m 2-4m +3=1-52,∴P 的坐标为5-52,1-52;②当P 在对称轴的左边,且在x 轴上方时,同理得:2-m =m 2-4m +3,解得:m 1=3+52或m 2=3-52,∵3+52>2,不合题意,舍去,∴m =3-52,此时m 2-4m +3=5+12,∴P 的坐标为3-52,5+12;③当P 在对称轴的右边,且在x 轴下方时,如图4,过P 作MN ⊥x 轴于N ,过F 作FM ⊥MN 于M ,同理得△ONP ≌△PMF ,∴PN =FM ,则-m 2+4m -3=m -2,解得:m 1=3+52或m 2=3-52,∵3-52<2,不合题意,舍去,∴m =3+52,此时m 2-4m +3=1-52,P 的坐标为3+52,1-52;④当P 在对称轴的右边,且在x 轴上方时,如图5,同理得m 2-4m +3=m -2,解得:m =5+52或5-52(舍),P 的坐标为:5+52,5+12;综上所述,点P 的坐标是:5-52,1-52 或3-52,5+12或3+52,1-52 或5+52,5+12.13(2023·广东珠海·校考一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y =-12x 2+bx +c 与x 轴交于点A ,B ,其中点B 的坐标为(4,0),与y 轴交于点C (0,2).(1)求抛物线y =-12x 2+bx +c 和直线BC 的函数表达式;(2)点P 是直线BC 上方的抛物线上一个动点,当△PBC 面积最大时,求点P 的坐标;(3)连接B 和(2)中求出点P ,点Q 为抛物线上的一点,直线BP 下方是否存在点Q 使得∠PBQ =45°?若存在,求出点Q 的坐标.【答案】(1)y =-12x 2+32x +2,y =-12x +2(2)(2,3)(3)存在,-35,2325【解析】(1)把B (4,0),C (0,2)代入y =-12x 2+bx +c 得:-8+4b +c =0c =2 ,解得b =32c =2,∴抛物线的函数表达式为y =-12x 2+32x +2;设直线BC 的函数表达式为y =mx +2,把B (4,0)代入得:4m +2=0,解得m =-12,∴直线BC 的函数表达式为y =-12x +2;(2)过P 作PH ∥y 轴交BC 于H ,如图:设P t ,-12t 2+32t +2 ,则H t ,-12t +2 ,∴PH =-12t 2+32t +2--12t +2 =-12t 2+2t ,∴S ΔPBC =12PH ⋅OB =12×-12t 2+2t ×4=-t 2+4t =-(t -2)2+4,∵-1<0,∴当t =2时,S ΔPBC 取最大值4,此时P 的坐标为(2,3);(3)直线BP 下方存在点Q ,使得∠PBQ =45°,理由如下:过P 作PM ⊥PB 交BQ 的延长线于M ,过P 作TK ∥x 轴,过B 作BK ⊥TK 于K ,过M 作MT ⊥TK 于T ,如图:由(2)知P (2,3),∵B (4,0),∴PK =2,BK =3,∵∠PBQ =45°,∴ΔPBM 是等腰直角三角形,∴∠MPB =90°,PB =PM ,∴∠KPB =90°-∠TPM =∠TMP ,∵∠K =∠T =90°,∴ΔBPK ≅ΔPMT (AAS ),∴PK =MT =2,BK =PT =3,∴M (-1,1),由M (-1,1),B (4,0)得直线BM 函数表达式为y =-15x +45,联立y =-15x +45y =-12x 2+32x +2 ,解得x =4y =0 或x =-35y =2325,∴Q 的坐标为-35,2325 .14(2023·广西梧州·统考一模)如图1,在平面直角坐标系中,△ABC 的顶点A -6,0 ,B 0,8 ,C 8,0,点P 为线段AC 上的一动点(点P 与点A ,C 不重合),过点P 作PQ ∥BC 交AB 于点Q ,将△APQ 沿PQ 翻折,点A 的对应点为点D ,连接PD ,QD ,BD .设点P 的坐标为t ,0(1)当点D 恰好落在BC 上时,求点P 的坐标;(2)若△PDQ 与△ABC 重叠部分面积S 与点P 横坐标t 之间的函数解析式为S =a (t +6)2(-6<t ≤1)-67t 2+bt +647(1<t <8) ,其图象如图2所示,求a 、b 的值;(3)是否存在点P ,使得∠BDQ 为直角?若存在,请求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)1,0(2)a =27,b =247(3)67,0【解析】(1)解:∵A -6,0 ,B 0,8 ,C 8,0 ,∴OB =OC =8,∴∠C =45°.∵PQ ∥BC ,∴∠APQ =∠C =45°.由折叠的性质可得AP =PD ,∠APQ =∠DPQ =45°,∴∠DPA =90°.∵B 0,8 ,C 8,0 ,∴直线BC 的解析式为y =-x +8,∵P t ,0 ,∴PA =t --6 =t +6.∵点D 恰好落在BC 上,∴D (t ,-t +8),∴PD =-t +8,∴t +6=-t +8,解得:t =1,∴点P 的坐标为1,0 ;(2)解:∵PQ ∥BC ,∴可设直线PQ 的解析式为y =-x +m ,∴0=-t +m ,解得:t =m ,直线PQ 的解析式为y =-x +t .∵A -6,0 ,B 0,8 ,∴直线AB 的解析式为:y =43x +8. 联立y =-x +t y =43x +8 ,解得:x =3t -247y =4t +247,∴Q 3t -247,4t +247.当-6<t ≤1时,点D 在△ABC 内部,此时重叠部分面积为△PDQ 的面积,由折叠可知S △PDQ =S △APQ =12AP ⋅y Q =12×t +6 ×4t +247=27t +6 2,∴a =27;当1<t <8时,点D 在△ABC 外部,由图象可得当t =4时,S =1287,∴-67×42+4b +647=1287,解得:b =247;(3)解:如图,过点Q 和点B 分别作PD 的垂线,交PD 于点M 和PD 延长线于点N ,∵∠BDQ 为直角,∴∠BDN +∠MDQ =90°∵∠BDN +∠DBN =90°,∴∠MDQ =∠DBN ,∴tan ∠MDQ =tan ∠DBN ,即QM DM =DN BN .∵Q 3t -247,4t +247 ,M t ,4t +247,D t ,t +6 ,N t ,8 ,B 0,8 ,∴QM =t -3t -247=4t +247,DM =t +6-4t +247=3t +187,DN =8-(t +6)=2-t ,BN =t ,∴4t +2473t +187=2-t t,解得:t 1=67,t 2=-6(舍).∴存在,点P 的坐标为67,0 .15(2023·吉林长春·统考一模)在平面直角坐标系中,抛物线y =-x 2+ax +1(a 为常数),经过点P 2,-7 ,点Q 在抛物线上,其横坐标为m ,将此抛物线上P 、Q 两点间的部分(包括P 、Q 两点)记为图像G .。
二次函数与线段最值定值问题(八大类型)-2023年中考数学压轴题专项训练(教师版)
二次函数与线段最值定值问题(八大类型)考向分析题型一二次函数与单线段最值问题1.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y =ax 2+bx +c 与x 轴交于A (5,0),B (-1,0)两点,与y 轴交于点C 0,52.(1)求抛物线的解析式;(2)在抛物线上是否存在点P ,使得△ACP 是以点A 为直角顶点的直角三角形?若存在,求出符合条件的点P 的坐标;若不存在,请说明理由;(3)点G 为抛物线上的一动点,过点G 作GE 垂直于y 轴于点E ,交直线AC 于点D ,过点D 作x 轴的垂线,垂足为点F ,连接EF ,当线段EF 的长度最短时,求出点G 的坐标.【分析】(1)运用待定系数法就可求出抛物线的解析式;(2)以A 为直角顶点,根据点P 的纵、横坐标之间的关系建立等量关系,就可求出点P 的坐标;(3)连接OD ,易得四边形OFDE 是矩形,则OD =EF ,根据垂线段最短可得当OD ⊥AC 时,OD (即EF )最短,然后只需求出点D 的纵坐标,就可得到点P 的纵坐标,就可求出点P 的坐标.【解答】解:(1)∵抛物线y =ax 2+bx +c 与x 轴交于A (5,0),B (-1,0)两点,与y 轴交于点C 0,52,∴设抛物线的解析式是y =a (x -5)(x +1)1),则52=a ×(-5)×1,解得a =-12.则抛物线的解析式是y =-12(x -5)(x +1)=-12x 2+2x +52;(2)存在.当点A 为直角顶点时,过A 作AP ⊥AC 交抛物线于点P ,交y 轴于点H ,如图.∵AC ⊥AP ,OC ⊥OA ,∴△OAC ∽△OHA ,∴OA OH =OC OA,∴OA 2=OC •OH ,∵OA =5,OC =52,∴OH =10,∴H(0,-10),A(5,0),∴直线AP的解析式为y=2x-10,联立y=2x-10y=-12x2+2x+52 ,∴P的坐标是(-5,-20).(3)∵DF⊥x轴,DE⊥y轴,∴四边形OFDE为矩形,∴EF=OD,∴EF长度的最小值为OD长度的最小值,当OD⊥AC时,OD长度最小,此时S△AOC=12AC•OD=12OA•OC,∵A(5,0),C0,52,∴AC=552,∴OD=5,∵DE⊥y轴,OD⊥AC,∴△ODE∽△OCD,∴OD OE =CO OD,∴OD2=OE•CO,∵CO=52,OD=5,∴OE=2,∴点G的纵坐标为2,∴y=-12x2+2x+52=2,解得x1=2-5,x2=2+5,∴点G的坐标为(2-5,2)或(2+5,2).【点评】本题主要考查了用待定系数法求抛物线的解析式、抛物线上点的坐标特征、等腰三角形的性质、矩形的性质、解一元二次方程、勾股定理等知识,有一定的综合性,根据矩形的性质将EF转化为OD,然后利用垂线段最短是解决第(3)小题的关键.题型二二次函数与将军饮马型问题2.如图1,抛物线y=ax2+2x+c与x轴交于A(-4,0),B(1,0)两点,过点B的直线y=kx+23分别与y轴及抛物线交于点C,D.(1)求直线和抛物线的表达式;(2)动点P从点O出发,在x轴的负半轴上以每秒1个单位长度的速度向左匀速运动,设运动时间为t 秒,当t为何值时,△PDC为直角三角形?请直接写出所有满足条件的t的值;(3)如图2,将直线BD沿y轴向下平移4个单位后,与x轴,y轴分别交于E,F两点,在抛物线的对称轴上是否存在点M ,在直线EF 上是否存在点N ,使DM +MN 的值最小?若存在,求出其最小值及点M ,N 的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)利用待定系数法求解可得;(2)先求得点D 的坐标,过点D 分别作DE ⊥x 轴、DF ⊥y 轴,分P 1D ⊥P 1C 、P 2D ⊥DC 、P 3C ⊥DC 三种情况,利用相似三角形的性质逐一求解可得;(3)通过作对称点,将折线转化成两点间距离,应用两点之间线段最短.【解答】解:(1)把A (-4,0),B (1,0)代入y =ax 2+2x +c ,得16a -8+c =0a +2+c =0 ,解得:a =23c =-83 ,∴抛物线解析式为:y =23x 2+2x -83,∵过点B 的直线y =kx +23,∴代入(1,0),得:k =-23,∴BD 解析式为y =-23x +23;(2)由y =23x 2+2x -83y =-23x +23得交点坐标为D (-5,4),如图1,过D 作DE ⊥x 轴于点E ,作DF ⊥y 轴于点F ,当P 1D ⊥P 1C 时,△P 1DC 为直角三角形,则△DEP 1∽△P 1OC ,∴DE PO =PE OC ,即4t =5-t 23,解得t =15±1296,当P 2D ⊥DC 于点D 时,△P 2DC 为直角三角形由△P 2DB ∽△DEB 得DB EB =P 2B DB,即526=t +152,解得:t =233;当P 3C ⊥DC 时,△DFC ∽△COP 3,∴DF OC =CF P 3O ,即523=103t ,解得:t =49,∴t 的值为49、15±1296、233.(3)由已知直线EF 解析式为:y =-23x -103,在抛物线上取点D 的对称点D ′,过点D ′作D ′N ⊥EF 于点N ,交抛物线对称轴于点M过点N 作NH ⊥DD ′于点H ,此时,DM +MN =D ′N 最小.则△EOF ∽△NHD ′设点N 坐标为a ,-23a -103,∴OE NH =OF HD ',即54--23a -103 =1032-a ,解得:a =-2,则N 点坐标为(-2,-2),求得直线ND ′的解析式为y =32x +1,当x =-32时,y =-54,∴M 点坐标为-32,-54,此时,DM +MN 的值最小为D 'H 2+NH 2=42+62=213.【点评】本题是二次函数和几何问题综合题,应用了二次函数性质以及转化的数学思想、分类讨论思想.解题时注意数形结合.题型三二次函数与胡不归型线段最值问题3.已知抛物线y =-12x 2+bx +c (b ,c 为常数)的图象与x 轴交于A (1,0),B 两点(点A 在点B 左侧).与y 轴相交于点C ,顶点为D .(Ⅰ)当b =2时,求抛物线的顶点坐标;(Ⅱ)若点P 是y 轴上一点,连接BP ,当PB =PC ,OP =2时,求b 的值;(Ⅲ)若抛物线与x 轴另一个交点B 的坐标为(4,0),对称轴交x 轴于点E ,点Q 是线段DE 上一点,点N 为线段AB 上一点,且AN =2BN ,连接NQ ,求DQ +54NQ 的最小值.【分析】(Ⅰ)求出函数的解析式即可求解;(Ⅱ)由题意可求P (0,2)或(0,-2),将A 点代入抛物线解析式可得c =12-b ,在求出B (2b -1,0),C 0,12-b ,由PB =PC ,(2b -1)2+4=12-b -2 2或(2b -1)2+4=12-b +2 2,再由2b -1>1,求出b 即可;(Ⅲ)先求出抛物线的解析式y =-12x 2+52x -2,设Q 52,t过点N 作AD 的垂线交于点M ,交对称轴于点Q ,利用直角三角形可得MQ =45DQ ,当M 、Q 、N 三点共线时,DQ +54NQ 有最小值54MN ,在Rt △AMN 中,AN =2,求出MN =65,可求DQ +54NQ 的最小值为32.【解答】解:(Ⅰ)当b =2时,y =-12x 2+2x +c ,将点A (1,0)代入y =-12x 2+2x +c ,∴c =-32,∴y =-12x 2+2x -32=-12(x -2)2+12,∴抛物线的顶点为2,12 ;(Ⅱ)∵点P 是y 轴上一点,OP =2,∴P (0,2)或(0,-2),将A 代入y =-12x 2+bx +c ,∴-12+b +c =0,∴c =12-b ,∵-12x 2+bx +12-b =0,∴1+x 1=2b ,∴x 1=2b -1,∴B (2b -1,0),令x =0,则y =2b -1,∴C 0,12-b ,∵PB =PC ,∴(2b -1)2+4=12-b -2 2或(2b -1)2+4=12-b +2 2,解得b =12或b =116或b =12或b =-56,∵A 点在B 点左侧,∴2b -1>1,∴b >1,∴b =116;(Ⅲ)将点A 、B 代入y =-12x 2+bx +c ,∴-12+b +c =0-8+4b +c =0 ,b =52c =-2,∴y =-12x 2+52x -2,∴抛物线的对称轴为直线x =52,∴E 52,0,∵y =-12x 2+52x -2=-12x -52 2+98,∴顶点D 52,98,∵A (1,0),B (4,0),∴AB =3,∵AN =2BN ,∴AN =2,BN =1,∴N (3,0),设Q 52,t,过点N 作AD 的垂线交于点M ,交对称轴于点Q ,∵AE =32,DE =98,∴tan ∠DAE =34,∴∠EQN =∠DAE ,∴∠DAN =∠MQD ,∴tan ∠MQD =34,∴sin ∠MQD =45,∴MQ =45DQ ,∵DQ +54NQ =5445DQ +NQ =54(MQ +NQ ),∴当M 、Q 、N 三点共线时,DQ +54NQ 有最小值54MN ,在Rt △AMN 中,AN =2,∴sin ∠MAN =35,∴MN =35×2=65,∴DQ +54NQ =54×MN =32,∴DQ +54NQ 的最小值为32.【点评】本题考查二次函数的图象及性质,熟练掌握二次函数的图象及性质,利用一元二次方程求最值是解题的关键.二次函数与三线段和最值问题4.如图1,已知一次函数y=x+3的图象与x轴、y轴分别交于A、B两点,抛物线y=-x2+bx+c 过A、B两点,且与x轴交于另一点C.(1)求b、c的值;(2)如图1,点D为AC的中点,点E在线段BD上,且BE=2ED,连接CE并延长交抛物线于点M,求点M的坐标;(3)将直线AB绕点A按逆时针方向旋转15°后交y轴于点G,连接CG,如图2,P为△ACG内一点,连接PA、PC、PG,分别以AP、AG为边,在他们的左侧作等边△APR,等边△AGQ,连接QR①求证:PG=RQ;②求PA+PC+PG的最小值,并求出当PA+PC+PG取得最小值时点P的坐标.【分析】(1)把A(-3,0),B(0,3)代入抛物线y=-x2+bx+c即可解决问题.(2)首先求出A、C、D坐标,根据BE=2ED,求出点E坐标,求出直线CE,利用方程组求交点坐标M.(3)①欲证明PG=QR,只要证明△QAR≌△GAP即可.②当Q、R、P、C共线时,PA+PG+PC最小,作QN⊥OA于N,AM⊥QC于M,PK⊥OA于K,由sin∠ACM=AMAC=NQQC求出AM,CM,利用等边三角形性质求出AP、PM、PC,由此即可解决问题.【解答】解:(1)∵一次函数y=x+3的图象与x轴、y轴分别交于A、B两点,∴A(-3,0),B(0,3),∵抛物线y=-x2+bx+c过A、B两点,∴c=3-9-3b+c=0解得b=-2c=3,∴b=-2,c=3.(2),对于抛物线y=-x2-2x+3,令y=0,则-x2-2x+3=0,解得x=-3或1,∴点C坐标(1,0),∵AD=DC=2,∴点D坐标(-1,0),∵BE=2ED,∴点E坐标-23,1,设直线CE 为y =kx +b ,把E 、C 代入得到-23k +b =1k +b =0 解得k =-35b =35 ,∴直线CE 为y =-35x +35,由y =-35x +35y =-x 2-2x +3解得x =1y =0 或x =-125y =5125 ,∴点M 坐标-125,5125.(3)①∵△AGQ ,△APR 是等边三角形,∴AP =AR ,AQ =AG ,∠QAC =∠RAP =60°,∴∠QAR =∠GAP ,在△QAR 和△GAP 中,AQ =AG ∠QAR =∠GAP AR =AP,∴△QAR ≌△GAP ,∴QR =PG .②如图3中,∵PA +PG +PC =QR +PR +PC =QC ,∴当Q 、R 、P 、C 共线时,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°,∴点Q 坐标(-6,33),在RT △QCN 中,QN =33,CN =7,∠QNC =90°,∴QC =QN 2+NC 2=219,∵sin ∠ACM =AM AC=NQ QC ,∴AM =65719,∵△APR 是等边三角形,∴∠APM =60°,∵PM =PR ,cos30°=AM AP,∴AP =121919,PM =RM =61919∴MC =AC 2-AM 2=141919,∴PC =CM -PM =81919,∵PK QN =CP CQ =CK CN ,∴CK =2819,PK =12319,∴OK =CK -CO =919,∴点P 坐标-919,12319 .∴PA +PC +PG 的最小值为219,此时点P 的坐标-919,12319.【点评】本题考查二次函数综合题、等边三角形的性质、全等三角形的判定和性质、勾股定理等知识,解题的关键是理解Q 、R 、P 、C 共线时,PA +PG +PC 最小,学会添加常用辅助线,属于中考压轴题.题型五二次函数与线段倍分关系最值问题5.抛物线y =-x 2+4ax +b (a >0)与x 轴相交于O 、A 两点(其中O 为坐标原点),过点P (2,2a )作直线PM ⊥x 轴于点M ,交抛物线于点B ,点B 关于抛物线对称轴的对称点为C (其中B 、C 不重合),连接AP 交y 轴于点N ,连接BC 和PC .(1)a =32时,求抛物线的解析式和BC 的长;(2)如图a >1时,若AP ⊥PC ,求a 的值;(3)是否存在实数a ,使AP PN=12若存在,求出a 的值,如不存在,请说明理由.【分析】(1)根据抛物线经过原点b =0,把a =32、b =0代入抛物线解析式,即可求出抛物线解析式,再求出B 、C 坐标,即可求出BC 长.(2)利用△PCB ∽△APM ,得PB AM=BC PM ,列出方程即可解决问题.【解答】解:(1)∵抛物线y =-x 2+4ax +b (a >0)经过原点O ,∴b =0,∵a =32,∴抛物线解析式为y =-x 2+6x ,∵x =2时,y =8,∴点B 坐标(2,8),∵对称轴x =3,B 、C 关于对称轴对称,∴点C 坐标(4,8),∴BC =2.(2)∵AP ⊥PC ,∴∠APC =90°,∵∠CPB +∠APM =90°,∠APM +∠PAM =90°,∴∠CPB =∠PAM ,∵∠PBC =∠PMA =90°,∴△PCB ∽△APM ,∴PB AM =BC PM ,∴6a -44a -2=4a -42a,整理得a 2-4a +2=0,解得a =2±2,∵a >1,∴a =2+2.(3)当点P 在等A 的左侧时,∵△APM ∽△ANO ,∴AP PN =AM MO=12,∵AM =4a -2,OM =2,∴4a -22=12,∴a =34.当点P 在D 点A 的右侧时,同法可得OA =AM ,4a =2-4a ,∴a =14,综上所述,满足条件的a 的值为34或14.【点评】本题考查二次函数性质、相似三角形的判定和性质、待定系数法等知识,解题的关键是利用相似三角形性质列出方程解决问题,学会转化的思想,属于中考常考题型.题型六二次函数与线段乘积问题6.已知直线y =12x +2分别交x 轴、y 轴于A 、B 两点,抛物线y =12x 2+mx -2经过点A ,和x 轴的另一个交点为C .(1)求抛物线的解析式;(2)如图1,点D 是抛物线上的动点,且在第三象限,求△ABD 面积的最大值;(3)如图2,经过点M (-4,1)的直线交抛物线于点P 、Q ,连接CP 、CQ 分别交y 轴于点E 、F ,求OE •OF 的值.备注:抛物线顶点坐标公式-b 2a ,4ac -b 24a【分析】(1)先求得点A 的坐标,然后将点A 的坐标代入抛物线的解析式求得m 的值即可;(2)过点D 作DH ∥y 轴,交AB 于点H ,设D n ,12n 2+32n -2 ,H n ,12n +2 ,然后用含n 的式子表示DH 的长,接下来,利用配方法求得DH 的最大值,从而可求得△ABD 面积最大值;(3)先求得点C 的坐标,然后设直线CQ 的解析式为y =ax -a ,CP 的解析式为y =bx -b ,接下来求得点Q 和点P 的横坐标,然后设直线PQ 的解析式为y =x +d ,把M (-4,1)代入得:y =kx +4k +1,将PQ 的解析式为与抛物线解析式联立得到关于x 的一元二次方程,然后依据一元二次方程根与系数的关系可求得ab =-12,最后,由ab 的值可得到OE •OF 的值.【解答】解:(1)把y =0代入y =12x +2得:0=12x +2,解得:x =-4,∴A (-4,0).把点A 的坐标代入y =12x 2+mx -2得:m =32,∴抛物线的解析式为y =12x 2+32x -2.(2)过点D 作DH ∥y 轴,交AB 于点H ,设D n ,12n 2+32n -2 ,H n ,12n +2 .∴DH =12n +2 -12n 2+32n -2 =-12(n +1)2+92.∴当n =-1时,DH 最大,最大值为92,此时△ABD 面积最大,最大值为12×92×4=9.(3)把y =0代入y =12x 2+32x -2,得:x 2+3x -4=0,解得:x =1或x =-4,∴C (1,0).设直线CQ 的解析式为y =ax -a ,CP 的解析式为y =bx -b .∴y =ax -a y =12x 2+32x -2,解得:x =1或x =2a -4.∴x Q =2a -4.同理:x P =2b -4.设直线PQ 的解析式为y =kx +b ,把M (-4,1)代入得:y =kx +4k +1.∴y =kx +4k +1y =12x 2+32x -2.∴x 2+(3-2k )x -8k -6=0,∴x Q +x P =2a -4+2b -4=2k -3,x Q •x P =(2a -4)(2b -4)=-8k -6,解得:ab =-12.又∵OE =-b ,OF =a ,∴OE •OF =-ab =12.【点评】本题主要考查的是二次函数的综合应用,解答本题主要应用了待定系数法求二次函数的解析式、一次函数的解析式、一元二次方程根与系数的关系,建立关于a 、b 的方程组求得ab 的值是解题的关键.题型七二次函数与线段比值问题7.抛物线y =ax 2+c 与x 轴交于A ,B 两点,顶点为C ,点P 为抛物线上一点,且位于x 轴下方.(1)如图1,若P (1,-3),B (4,0).①求该抛物线的解析式;②若D 是抛物线上一点,满足∠DPO =∠POB ,求点D 的坐标;(2)如图2,已知直线PA ,PB 与y 轴分别交于E 、F 两点.当点P 运动时,OE +OF OC是否为定值?若是,试求出该定值;若不是,请说明理由.【分析】(1)①根据待定系数法求函数解析式,可得答案;②根据平行线的判定,可得PD ∥OB ,根据函数值相等两点关于对称轴对称,可得D 点坐标;(2)根据待定系数法,可得E 、F 点的坐标,根据分式的性质,可得答案.【解答】解:(1)①将P (1,-3),B (4,0)代入y =ax 2+c ,得16a +c =0a +c =-3 ,解得a =15c =-165 ,抛物线的解析式为y =15x 2-165;②如图1,当点D 在OP 左侧时,由∠DPO =∠POB ,得DP ∥OB ,D 与P 关于y 轴对称,P (1,-3),得D (-1,-3);当点D 在OP 右侧时,延长PD 交x 轴于点G .作PH ⊥OB 于点H ,则OH =1,PH =3.∵∠DPO =∠POB ,∴PG =OG .设OG =x ,则PG =x ,HG =x -1.在Rt △PGH 中,由x 2=(x -1)2+32,得x =5.∴点G (5,0).∴直线PG 的解析式为y =34x -154解方程组y =34x -154y =15x 2-165 得x 1=1y 1=-3 ,x 2=114y 2=-2716 .∵P (1,-3),∴D 114,-2716.∴点D 的坐标为(-1,-3)或114,-2716.(2)点P 运动时,OE +OF OC是定值,定值为2,理由如下:作PQ ⊥AB 于Q 点,设P (m ,am 2+c ),A (-t ,0),B (t ,0),则at 2+c =0,c =-at 2.∵PQ ∥OF ,∴PQ OF =BQ BO,∴OF =PQ ⋅BO BQ=-(am 2+c )t t -m =(am 2-at 2)t m -t =amt +at 2.同理OE =-amt +at 2.∴OE +OF =2at 2=-2c =2OC .∴OE +OF OC=2.【点评】本题考查了二次函数综合题,①利用待定系数法求函数解析式;②利用函数值相等的点关于对称轴对称得出D 点坐标是解题关键;(2)利用待定系数法求出E 、F 点坐标是解题关键.题型八二次函数与倒数和定值问题8.如图,已知抛物线y =ax 2+bx +c 与x 轴分别交于A (-1,0)、B (3,0)两点,与y 轴交于点C ,且OB =OC .(1)求抛物线的函数表达式;(2)如图1,点D 是抛物线顶点,点P (m ,n )是在第二象限抛物线上的一点,分别连接BD 、BC 、BP ,若∠CBD =∠ABP ,求m 的值;(3)如图1,过B 、C 、O 三点的圆上有一点Q ,并且点Q 在第四象限,连接QO 、QB 、QC ,试猜想线段QO 、QB 、QC 之间的数量关系,并证明你的猜想;(4)如图2,若∠BAC 的角平分线交y 轴于点G ,过点G 的直线分别交射线AB 、AC 于点E 、F (不与点A 重合),则1AE +1AF的值是否变化?若变化,请说明理由;若不变,请求出它的值.【分析】(1)利用待定系数法求解二次函数的解析式即可:(2)如图,过P作PK⊥AB于K,连接CD,先求解顶点D(1.-4),证明∠BCD=90°,tan∠DBC=CD BC =232=13,则tan∠CBD=tan∠ABP=13,再列方程求解即可;(3)如图,作O关于BC的对称点N,证明四边形OBNC为正方形,连接QB,QC,QO,QN,再分两种情况讨论:当Q在B,N之间时,当Q在C、N之间时,从而可得答案;(4)过G作MG∥x轴交AC于M,过F作FT∥x轴交AG于T,过C作CQ∥x轴交AG于Q,如图:证明ACOA~ACGM,AACQ~AMG,可得1OA+1AC=1GM,同理可得:理可得:1AE+1AF=1GM,从而可得答案.【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c与轴分别交于A(-1,0)、B(3.0)两点,设抛物线为:y=a(x+1)(x-3),∵OB=OC,∴C(0,-3),∴-3a=-3.解得:a=1,所以抛物线为:y=a(x+1)(x-3)=x2-2x-3;(2)如图,过P作PK⊥AB于K,连接CD,∵y=x2-2x-3=(x-1)2-4,∴顶点D(1,-4),∴CD2=(1-0)2+(-4+3)2=2,BC2=32+32=18,∴CD2+BC2=BD2,∴∠BCD=90°,tan∠DBC=CDBC =232=13,∵∠CBD=∠ABP,∴tan∠CBD=tan∠ABP=13,∵P(m,n),m<0,n>0,∴AB=3-m,PA-n=m2-2m-3,∴m2-2m-33-m =13,∴m=-43,经检验符合题意;(3)如图,作O关于BC的对称点N,而OB=OC-3,0B⊥OC,∴四边形OBNC为正方形,连接QB,QC,QO,ON,∴CN=BN=OC=CN=3,BC⊥ON,BC,ON为圆的直径,当Q在B,N之间时(与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,∴∠KQN=12x90°=45°=∠QKN,∴QK2=2QN2,∴(QC-QB)2=2QN2,∵ON为直径,则∠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,当Q在C,N之间时(与C不重合),如图,同理可得:QO2-QC•QB=9;(4)过G作MG∥x轴交AC于M,过F作FT∥x轴交AG于T,过C作CQ∥x轴交AG于Q,如图:∵MG∥x轴,FT∥x轴,CQ∥x轴,∴MG∥FT∥CQ∥OA,∴△COA∽△CGM,△ACQ∽△AMG,∴GMOA =CMAC,GMCQ=AMAC,∴GMOA +GMCQ=CMAC+AMAC=1,∴1 OA +1CQ=1GM,∵AG平分∠BAC,∴∠CAG=∠BAG=∠AQC,∴AC=CQ,∴1 OA +1AC=1GM,同理可得:1AE +1AF=1GM,由(1)可知:A(-1,0),C(0,-3),∴AC=12+32=10,∴1 AE +1AF=1GM=1OA+1AC=1+1010=10+1010,∴1 AE +1AF的值不变,为10+1010.【点评】本题考查了利用待定系数法求解二次函数的解析式,锐角三角函数的应用,勾股定理及其逆定理的应用,相似三角形的判定与性质,正方形的性质,圆周角定理的应用,正确作出辅助线是解题的关键.压轴题速练一、解答题1.如图,已知二次函数的图象与x 轴交于A 、B 两点,D 为顶点,其中点B 的坐标为(5,0),点D 的坐标为(1,3).(1)求该二次函数的表达式;(2)试问在该二次函数图象上是否存在点G ,使得△ADG 的面积是△BDG 的面积的35若存在,求出点G 的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)y =-316x -1 2+3(2)存在,G 的坐标为0,4516或-15,-45 .【分析】(1)依题意,利用二次函数的顶点式即可求.(2)先求线段AD 所在的直线解析式,求利用点到直线的公式d =Ax +By +C A 2+B 2,即可求△ADG 与△BDG 的高,利用三角形面积公式即可求.【详解】(1)依题意,设二次函数的解析式为y =a x -1 2+3将点B 代入得0=a 5-1 2+3,得a =-316∴二次函数的表达式为:y =-316x -1 2+3(2)存在点G ,当点G 在x 轴的上方时,设直线DG 交x 轴于P ,设P (t ,0),作AE ⊥DG 于E ,BF ⊥DG 于F .由题意:AE :BF =3:5,∵AE ∥BF ,∴AP :BP =AE :BF =3:5,∴-3-t :5-t =3:5,解得t =-15,∴直线DG 的解析式为y =316x +4516,由y =316x +4516y =316x -12+3 ,解得x =0y =4516 或x =1y =3,∴G 0,4516.当点G 在x 轴下方时,如图2所示,∵AO :OB =3:5∴当点G 在DO 的延长线上时,存在点G 使得S ADG :S BDG =3:5,此时,DG 的直线经过原点,设直线DG 的解析式为y =kx ,将点D 代入得k =3,故y =3x ,则有y =3x y =316x -1 2+3 整理得,x -1 x +15 =0,得x 1=1(舍去),x 2=-15当x =-15时,y =-45,故点G 为-15,-45 .综上所述,点G 的坐标为0,4516或-15,-45 .【点睛】本题考查了二次函数的解析式的求法和与几何图形结合的综合能力,二次函数的图象与性质,相似三角形的判定与性质,勾股定理,要学会利用数形结合的思想把代数和几何图形结合起来,利用点的坐标的意义表示线段的长度,从而求出线段之间的关系.2.在平面直角坐标系中,抛物线y =-x 2-4x +c 与x 轴交于点A ,B (点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C ,且点A 的坐标为(-5,0).(1)求点C 的坐标;(2)如图1,若点P 是第二象限内抛物线上一动点,求点P 到直线AC 距离的最大值;(3)如图2,若点M 是抛物线上一点,点N 是抛物线对称轴上一点,是否存在点M 使以A ,C ,M ,N 为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点M 的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)(0,5)(2)2528(3)存在,(-3,8)或(3,-16)或(-7,-16)【分析】(1)把点A的坐标代入y=-x2-4x+c,求出c的值即可;(2)过P作PE⊥AC于点E,过点P作PF⊥x轴交AC于点H,证明△PHE是等腰直角三角形,得PE=PH2,当PH最大时,PE最大,运用待定系数法求直线AC解析式为y=x+5,设P(m,-m2 -4m+5),(-5<m<0),则H(m,m+5),求得PH,再根据二次函数的性质求解即可;(3)分三种情况讨论:①当AC为平行四边形的对角线时,②当AM为平行四边形的对角线时,③当AN为平行四边形的对角线时分别求解即可.【详解】(1)∵点A(-5,0)在抛物线y=-x2-4x+c的图象上,∴0=-52-4×(-5)+c∴c=5,∴点C的坐标为(0,5);(2)过P作PE⊥AC于点E,过点P作PF⊥x轴交AC于点H,如图1:∵A(-5,0),C(0,5)∴OA=OC,∴△AOC是等腰直角三角形,∴∠CAO=45°,∵PF⊥x轴,∴∠AHF=45°=∠PHE,∴△PHE是等腰直角三角形,∴PE=PH2,∴当PH最大时,PE最大,设直线AC解析式为y=kx+5,将A(-5,0)代入得0=-5k+5,∴k=1,∴直线AC解析式为y=x+5,设P(m,-m2-4m+5),(-5<m<0),则H(m,m+5),∴PH=(-m2-4m+5)-(m+5)=-m2-5m=-m+522+254,∵a=-1<0,∴当m=-52时,PH最大为25 4,∴此时PE最大为2528,即点P到直线AC的距离值最大;(3)存在,理由如下:∵y=-x2-4x+5=-(x+2)2+9,∴抛物线的对称轴为直线x=-2,设点N的坐标为(-2,m),点M的坐标为(x,-x2-4x+5),分三种情况:①当AC为平行四边形对角线时,-5=x-25=m-x2-4x+5,解得x =-3m =-3,∴点M 的坐标为(-3,8);②当AM 为平行四边形对角线时,x -5=-2-x 2-4x +5=5+m ,解得x =3m =-21,∴点M 的坐标为(3,-16);③当AN 为平行四边形对角线时,-5-2=x m =5-x 2-4x +5 ,解得x =-7m =-11,∴点M 的坐标为(-7,-16);综上,点M 的坐标为:(-3,8)或(3,-16)或(-7,-16).【点睛】本题是二次函数综合题,其中涉及到二次函数图象上点的坐标特征,二次函数图象与几何变换,二次函数的性质,平行四边形的判定与性质.熟知几何图形的性质利用数形结合是解题的关键.3.如图,已知抛物线y =ax 2-32x +c 与x 轴交于点点A (-4,0),B (1,0),与y 轴交于点C .(1)求抛物线的解析式;(2)在抛物线的对称轴上是否存在点Q 使QB +QC 最小?若存在,请求出Q 点坐标;若不存在,请说明理由;(3)点P 为AC 上方抛物线上的动点,过点P 作PD ⊥AC ,垂足为点D ,连接PC ,当△PCD 与△ACO 相似时,求点P 的坐标.【答案】(1)y =-12x 2-32x +2(2)存在,Q -32,54 (3)点P 的坐标为(-3,2)或-32,258【分析】(1)由待定系数法求解即可;(2)找到点B 关于对称轴对称的点A ,连接AC 交对称轴于一点即为Q ,求AC 所在直线解析式,即可求解;(3)当△PCD 与△ACO 相似时,则△PCD ∽△CAO 或△PCD ∽△ACO ,故分分类讨论即可:①若△PCD ∽△CAO ,则∠PCD =∠CAO ,可推出点P 的纵坐标与点C 的纵坐标相同,由点P 为AC 上方抛物线上的动点,得关于x 的一元二次方程,求解并作出取舍则可得答案;②若△PCD ∽△ACO ,则∠PCD =∠ACO ,PD AO=CD CO ,过点A 作AC 的垂线,交CP 的延长线于点G ,过点G 作GH ⊥x 轴于点H ,判定△GAC ∽△PDC ,△GHA ∽△AOC ,由相似三角形的性质得比例式,解得点G 的坐标,从而可得直线CG 的解析式,求得直线CG 与抛物线的交点横坐标,再代入直线CG 的解析式求得其纵坐标,即为此时点P 的坐标.【详解】(1)解:∵抛物线y =ax 2-32x +c 与x 轴交于点A (-4,0),B (1,0),∴16a -32×(-4)+c =0a -32+c =0,解得a =-12c =2 ,∴抛物线的解析式为y =-12x 2-32x +2;(2)存在,如图:∵A ,B 关于对称轴对称,∴QA =QB ,∴QB +QC =QA +QC ,∴QB +QC 的最小值为AC ,∴AC 与对称轴的交点即为所求:由(1)可知,对称轴为:x =-b 2a =--322×-12 =-32,C (0,2),∵A (-4,0),C (0,2),∴AC 所在直线解析式为:y =12x +2,令x =-32,y =12×-32 +2=54,∴Q -32,54;(3)∵点A (-4,0),B (1,0),∴OA =4,OB =1,在抛物线y =-12x 2-32x +2中,当x =0时,y =2,∴C (0,2),∴OC =2,∴AC =OA 2+OC 2=42+22=25.∵PD ⊥AC ,∴∠PDC =90°=∠AOC ,∴当ΔPCD 与ΔACO 相似时,则△PCD ∽△CAO 或△PCD ∽△ACO ,①若△PCD ∽△CAO ,则∠PCD =∠CAO ,∴CP ∥AO ,∵C (0,2),∴点P 的纵坐标为2,∵点P 为AC 上方抛物线上的动点,∴2=-12x 2-32x +2,解得:x 1=0(不合题意,舍去),x 2=-3,∴此时点P 的坐标为(-3,2);②若△PCD ∽△ACO ,则∠PCD =∠ACO ,PD AO =CD CO ,∴PD CD =AO CO=42=2,过点A 作AC 的垂线,交CP 的延长线于点G ,过点G 作GH ⊥x 轴于点H ,如图:∵PD ⊥AC ,GA ⊥AC ,∴GA ∥PD ,∴△GAC ∽△PDC ,∴GA PD =AC CD ,∴GA AC=PD CD =2,∵GA ⊥AC ,GH ⊥x 轴,∴∠GAC =∠GHA =90°,∴∠AGH +∠GAH =90°,∠GAH +∠CAO =90°,∴∠AGH =∠CAO ,∵∠GHA =∠AOC =90°,∴△GHA ∽△AOC ,∴GH AO =AH CO =GA AC ,即GH 4=AH 2=2,∴GH =8,AH =4,∴HO =AH +OA =8,∴G (-8,8),设直线CG 的解析式为y =-34x +2,令-34x +2=-12x 2-32x +2,解得:x 1=0(不合题意,舍去),x 2=-32,把x =-32代入y =-34x +2得:y =-34x +2=-34×-32 +2=258,∴此时点P 的坐标为-32,258 ,综上所述,符合条件的点P 的坐标为(-3,2)或-32,258.【点睛】本题考查二次函数的综合应用,掌握待定系数法求函数的解析式、一线三直角模型及相似三角形的判定与性质等知识点是解题的关键.4.如图,抛物线y =-12x 2+bx +c 过点A 3,2 ,且与直线y =-x +72交于B 、C 两点,点B 的坐标为4,m .(1)求抛物线的解析式;(2)点D 为抛物线上位于直线BC 上方的一点,过点D 作DE ⊥x 轴交直线BC 于点E ,点P 为对称轴上一动点,当线段DE 的长度最大时,求PD +PA 的最小值.【答案】(1)y =-12x 2+x +72(2)325【分析】(1)将点B 的坐标为(4,m )代入y =-x +72,m =-4+72=-12,B 的坐标为4,-12 ,将A (3,2),B 4,-12 代入y =-12x 2+bx +c ,解得b =1,c =72,因此抛物线的解析式y =-12x 2+x +72;(2)设D m ,-12m 2+m +72 ,则E m ,-m +72 ,DE =-12m 2+m +72 --m +72 =-12m 2+2m =-12(m -2)2+2,当m =2时,DE 有最大值为2,此时D 2,72,作点A 关于对称轴的对称点A ,连接A D ,与对称轴交于点P .PD +PA =PD +PA =A D ,此时PD +PA 最小;【详解】(1)将点B 的坐标为(4,m )代入y =-x +72,m =-4+72=-12,∴B 的坐标为4,-12 ,将A (3,2),B 4,-12 代入y =-12x 2+bx +c ,-12×32+3b +c =2-12×42+4b +c =-12 解得b =1,c =72,∴抛物线的解析式y =-12x 2+x +72;(2)设D m ,-12m 2+m +72 ,则E m ,-m +72 ,DE=-12m2+m+72--m+72=-12m2+2m=-12(m-2)2+2,∴当m=2时,DE有最大值为2,此时D2,7 2,作点A关于对称轴的对称点A ,连接A D,与对称轴交于点P.PD+PA=PD+PA =A D,此时PD+PA最小,∵A(3,2),∴A (-1,2),A D=(-1-2)2+2-722=325,即PD+PA的最小值为325;【点睛】本题考查了二次函数,熟练运用二次函数的图象的性质与一次函数的性质以及圆周角定理是解题的关键.5.抛物线y=ax2+bx-3(a,b为常数,a≠0)交x轴于A-3,0,B4,0两点.(1)求该抛物线的解析式;(2)点C0,4,D是线段AC上的动点(点D不与点A,C重合).①点D关于x轴的对称点为D ,当点D 在该抛物线上时,求点D的坐标;②E是线段AB上的动点(点E不与点A,B重合),且CD=AE,连接CE,BD,当CE+BD取得最小值时,求点D的坐标.【答案】(1)y=14x2-14x-3(2)①-43,20 9;②-54,73【分析】(1)用待定系数法可得抛物线的解析式为y=14x2-14x-3;(2)①由A(-3,0),C(0,4)得直线AC解析式为y=43x+4,设D m,43m+4,可得Dm,-43m-4,代入y=14x2-14x-3解得m=-3(与A重合,舍去)或m=-43,故D-43,209;②过C在y轴左侧作CK∥x轴,且CK=AC,连接DK,证明△DCK≌△ECA(SAS),有DK=CE,故CE+BD最小时,DK+BD最小,此时K,D,B共线,求出K(-5,4),可得直线BK解析式为y=-4 9x+169,解y=-49x+169y=43x+4即得D的坐标为-54,73.【详解】(1)解:把A(-3,0),B(4,0)代入y=ax2+bx-3得:9a-3b-3=016a+4b-3=0,解得a=14b=-14 ,∴抛物线的解析式为y=14x2-14x-3;(2)解:①如图:由A (-3,0),C (0,4)得直线AC 解析式为y =43x +4,设D m ,43m +4 ,∵点D 关于x 轴的对称点为D ,∴D m ,-43m -4 ,把D m ,-43m -4 代入y =14x 2-14x -3得:-43m -4=14m 2-14m -3,解得m =-3(与A 重合,舍去)或m =-43,∴D -43,209;②过C 在y 轴左侧作CK ∥x 轴,且CK =AC ,连接DK ,如图:∴∠KCD =∠CAE ,∵CD =AE ,CK =AC ,∴△DCK ≌△ECA (SAS ),∴DK =CE ,∴CE +BD 最小时,DK +BD 最小,此时K ,D ,B 共线,∵A (-3,0),C (0,4),∴AC =5=CK ,∴K (-5,4),由K (-5,4),B (4,0)得直线BK 解析式为y =-49x +169,解y =-49x +169y =43x +4 得x =-54y =73,∴D 的坐标为-54,73.【点睛】本题考查二次函数的综合应用,涉及待定系数法,对称变换,三角形全等的判定与性质等知识,解题的关键是作辅助线,构造全等三角形解决问题是(2)的关键.6.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y =ax 2+bx +2a ≠0 与x 轴交于A -1,0 ,B 3,0 两点,与y 轴交于点C ,连接BC .(1)求该抛物线的解析式;(2)点P 为直线BC 上方的抛物线上一点,过点P 作y 轴的垂线交线段BC 于M ,过点P 作x 轴的垂线交线段BC 于N ,求△PMN 的周长的最大值.(3)若点N 为抛物线对称轴上一点,抛物线上是否存在点M ,使得以B ,C ,M ,N 为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请求出所有满足条件的点M 的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)y =-23x 2+43x +2;(2)10+2133(3)点M 的坐标为2,2 或4,-103 或-2,-103.【分析】(1)将点A -1,0 、B 3,0 代入y =ax 2+bx +2a ≠0 即可;(2)求出BC 的解析式,设P t ,-23t 2+43t +2 ,根据题意得2≤t <3,易得PN =-23t -32 2+32,求得其最大值,易证△BOC ∽△MPN ,可得PM =32PN ,MN =132PN ,进而得△PMN 的周长为PN +PM +MN =PN +32PN +132PN =5+132PN ,则当PN 最大时,△PMN 的周长有最大值,代入PN 最大值即可求解;(3)根据平行四边形对边平行且相等的性质可以得到存在点M 使得以B ,C ,M ,N 为顶点的四边形是平行四边形,分两类考虑,以BC 为对角线,以BC 为边利用平行四边形对边平行且相等求点M 的坐标,和构造直角三角形求点M 的横坐标.【详解】(1)解:(1)∵抛物线y =ax 2+bx +2a ≠0 过A -1,0 ,B 3,0 两点,∴a -b +2=09a +3b +2=0 ,解得a =-23b =43 ,∴抛物线的解析式为y =-23x 2+43x +2;(2)当x =0时,y =2,即:C 0,2 ,则OC =2,OB =3,BC =13,设BC 的解析式为:y =kx +b 1,将B 3,0 ,C 0,2 代入可得:b 1=23k +b 1=0 ,解得:k =-23b 1=2,∴BC 的解析式为:y =-23x +2,设P t ,-23t 2+43t +2 ,∵点P 为直线BC 上方的抛物线上一点,过点P 作y 轴的垂线交线段BC 于M ,过点P 作x 轴的垂线交线段BC 于N ,∴t >0t <3-23t 2+43t +2≤2,则2≤t <3,当x =t 时,点N 的纵坐标为:y =-23t +2,则PN =-23t 2+43t +2--23t +2 =-23t 2+2t =-23t -32 2+322≤t <3 ,∴当t =2时,PN 有最大值为:-23×2-32 2+32=43,由题意可知,∠BOC =∠P =90°,PN ∥y 轴,则∠PNM =∠OCB ,∴△BOC ∽△MPN ,则OC PN =OB PM =BC MN,则PM =32PN ,MN =132PN ,△PMN 的周长为PN +PM +MN =PN +32PN +132PN =5+132PN ,则当PN 最大时,△PMN 的周长有最大值,即:△PMN 的周长的最大值为5+132×43=10+2133;(3)存在点M ,使得以B ,C ,M ,N 为顶点的四边形是平行四边形,①以BC 为对角线,过C 作CM ∥x 轴交抛物线与M ,点N 在x 轴上,NB =2=MC ,M 2,2 ;②以BC 为边,过M 作MG 垂直抛物线对称轴于G ,当MG =OB =3,且OC =GN 时,四边形CNMB为平行四边形,M 点横坐标x =3+1=4,纵坐标y =-23×42+43×4+2=-103,M 4,-103;③过N作NH∥x轴,与过M作MH∥y轴交于H,当MH=CO=2,NH=BO=3时,四边形CMNB为平行四边形,M点横坐标为x=1-3=-2,纵坐标y=-23×-22+43×-2+2=-103,M-2,-103 ;综上所述:点M的坐标为2,2或4,-10 3或-2,-103.【点睛】本题考查了待定系数法求二次函数解析式,二次函数的图像及性质,相似三角形的判定及性质,平行四边形的判定与性质,及分类讨论的数学思想,熟练掌握二次函数的性质、相似三角形的判定及性质,平行四边形的性质是解题的关键.7.如图,二次函数y=-14x2+12m-1x+m(m是常数,且m>0)的图象与x轴相交于点A、B(点A在点B的左侧),与y轴相交于点C,动点P在对称轴l上,连接AC、BC、PA、PC.(1)求点A、B、C的坐标(用数字或含m的式子表示);(2)当PA +PC 的最小值等于45时,求m 的值及此时点P 的坐标;(3)当m 取(2)中的值时,若∠APC =2∠ABC ,请直接写出点P 的坐标.【答案】(1)A -2,0 ,B 2m ,0 ,C 0,m(2)m =4,P 3,52 (3)P 点坐标为3,0 或3,52 【分析】(1)将x =0,y =0,分别代入y =-14x 2+12m -1 x +m ,计算求解即可;(2)如图1,连接PB ,由题意知,PA =PB ,则PA +PC =PB +PC ,可知当C ,P ,B 三点共线时,PA +PC 值最小,在Rt △BOC 中,由勾股定理得BC =5m ,由PA +PC 的最小值等于45,可得5m =45,计算m 的值,然后得出B ,C 的点坐标,待定系数法求直线BC 的解析式,根据P 是直线BC 与直线l 的交点,计算求解即可;(3)由(2)知m =4,则B 8,0 ,C 0,4 ,抛物线的对称轴为直线x =3,勾股定理逆定理判断△ABC 是直角三角形,且∠ACB =90°,记D 为直线l 与x 轴的交点,如图2,连接CD ,由直角三角形斜边的中线等于斜边的一半可得CD =BD =AD ,由等边对等角可得∠DCB =∠ABC ,由三角形外角的性质可得∠ADC =∠DCB +∠ABC =2∠ABC ,进而可得∠ADC =∠APC ,即P 与D 重合,求此时的P 点坐标;过A ,C ,D 三点作⊙O ,如图2,由同弧所对的圆周角相等可知⊙O 与直线l =3交点即为P ,设P 3,a ,由题意知,圆心O 在直线x =12上,设圆心坐标为12,n ,则AO 2=CO 2=PO 2,根据AO 2=CO 2,可求n 值,根据AO 2=PO 2,可求a 值,进而可得此时的P 点坐标.【详解】(1)解:当x =0时,y =m ,当y =0时,-14x 2+12m -1 x +m =0,整理得x 2-2m -1 x -4m =0,即x -2m x +2 =0,解得x 1=2m ,x 2=-2,∴A -2,0 ,B 2m ,0 ,C 0,m ,(2)解:如图1,连接PB ,由题意知,PA =PB ,∴PA +PC =PB +PC ,∴当C ,P ,B 三点共线时,PA +PC 值最小,在Rt △BOC 中,由勾股定理得BC =OB 2+OC 2=4m 2+m 2=5m ,∵PA +PC 的最小值等于45,∴5m =45,解得m =4,∴B 8,0 ,C 0,4 ,∴抛物线的对称轴为直线x =3,设直线BC 的解析式为y =kx +b ,将B 8,0 ,C 0,4 代入得,0=8k +b 4=b,解得k =-12b =4 ,∴直线BC 的解析式为y =-12x +4,。
中考二次函数压轴题解题技巧
中考二次函数压轴题解题技巧在解题过程中,我们需要借助函数解析式来表示动点坐标。
首先,我们可以设定动点P在某条直线上,其坐标为(t,f(t))。
然后,我们可以通过计算两个线段的长度,利用代数式证明它们相等。
这种方法适用于各种类型的线段相等问题,如求证两个三角形的周长相等等。
2.求解“定三角形内一点到三边距离之和〞的问题:对于定三角形内的一个点P,我们可以利用动点的方法来求解其到三边距离之和。
具体来说,我们可以将点P的坐标表示为(x,y),然后通过计算P到三条边的距离,再将它们相加,得到定理的结论。
这种方法适用于各种类型的定三角形内点距离之和问题。
3.求解“定直线与定点之间的距离〞的问题:对于一个定点A和一条定直线L,我们可以利用点到直线的距离公式来求解它们之间的距离。
具体来说,我们可以设定一个动点P在直线L上,然后计算点P到点A的距离,即可得到定点与定直线之间的距离。
这种方法适用于各种类型的定直线与定点之间的距离问题。
4.求解“定点到定线段的最短距离〞的问题:对于一个定点A和一条定线段BC,我们可以利用点到线段的最短距离公式来求解它们之间的最短距离。
具体来说,我们可以设定一个动点P在线段BC上,然后计算点A到线段BP和线段CP的距离,取其中较小值即可得到定点到定线段的最短距离。
这种方法适用于各种类型的定点到定线段的最短距离问题。
5.求解“动三角形内一点到三边距离之和〞的问题:对于一个动三角形ABC内的一个点P,我们可以利用动点的方法来求解其到三边距离之和。
具体来说,我们可以将点P的坐标表示为(x,y),然后通过计算P到三条边的距离,再将它们相加,得到结论。
这种方法适用于各种类型的动三角形内点距离之和问题。
1.证明两线段相等的方法:首先确定两线段的距离类型(点点距离、点轴距离或点线距离),然后利用距离公式计算出两线段的长度,并进行化简,从而证明它们相等。
2.平行于y轴的动线段长度的最大值问题:对于平行于y轴的线段,可以利用端点的函数图象解析式,将两个端点的纵坐标表示为含有字母t的代数式。
初中中考二次函数压轴题分类突破之专题(一)数学建模类(附答案解析)
专题01 二次函数基础上的数学建模类【方法综述】此类问题以实际问题为背景,一般解答方法是先按照题目要求利用各种数学知识,构造二次函数的数学模型,再通过将临界点带入讨论或者通过考察二次函数最值讨论解决实际问题。
【典例示范】类型一临界点讨论例1:(2019河北石家庄毕业班教学质量检测)跳绳是大家喜闻乐见的一项体育运动,集体跳绳时,需要两人同频甩动绳子,当绳子甩到最高处时,其形状可近似看作抛物线,下图是小明和小亮甩绳子到最高处时的示意图,两人拿绳子的手之间的距离为4m,离地面的高度为1m,以小明的手所在位置为原点建立平面直角坐标系.(1)当身高为15m的小红站在绳子的正下方,且距小明拿绳子手的右侧1m处时,绳子刚好通过小红的头顶,求绳子所对应的抛物线的表达式;(2)若身高为1.65m的小丽也站在绳子的正下方.①当小丽在距小亮拿绳子手的左侧1.5m处时,绳子能碰到小丽的头吗?请说明理由;②设小丽与小亮拿绳子手之间的水平距离为dm,为保证绳子不碰到小丽的头顶,求d的取值范围.(参考数据: √10取3.16)【答案】(1)y=−16x2+23x;(2)①绳子能碰到小丽的头,理由见解析;②1.684⩽d⩽2.316.【思路引导】(1)因为抛物线过原点,可设抛物线的解析式为:y=ax2+bx(a≠0),把小亮拿绳子的手的坐标(4,0),以及小红头顶坐标(1,1.5-1)代入,得到二元一次方程组,解方程组便可;(2)①由自变量的值求出函数值,再比较便可;①由y=0.65时求出其自变量的值,便可确定d的取值范围.【解析】(1)根据题意,设绳子所对应的抛物线的表达式为y=ax2+bx(a≠0)∵1.5-1=0.5,∴抛物线经过点(4,0)和点(1,0.5) ∴{16a +4b =0a +b =0.5 ,解得{a =−16b =23∴绳子对应的抛物线表达式为y =−16x 2+23x (2)①绳子能碰到小丽的头 理由如下:∵小丽在距小亮拿绳子手的左侧1.5m 处, ∴小丽所在位置与原点距离为4-1.5=2.5(m ),∴当x =2.5时,y =−16x 2+23x =−16×2.52+23×2.5=0.625∵1+0.625=1.625<1.65 ∴绳子能碰到小丽的头.②∵1.65-1=0.65,∴当y =0.65时,0.65=−16x 2+23x即10x 2−40x +39=0,解得:x =20±√1010∵√10取3.16 ∴x 1=20+3.1610=2.316,x 2=20−3.1610=1.684,∴4−2.316=1.684,4−1.684=2.316, ∴1.684≤d ≤2.316. 【方法总结】本题是二次函数的应用,主要考查了待定系数法求二次函数的解析式,应用二次函数的解析式由自变量求函数值,由函数值确定自变量等知识判定实际问题,关键是确定抛物线上点的坐标,和应用二次函数解析式解决实际问题.针对训练1.(2017内蒙古鄂尔多斯市东胜区)如图,排球运动员站在点O 处练习发球,将球从O 点正上方2m 的A 处发出,把球看成点,其运行的高度y (m )与运行的水平距离x (m )满足关系式y =a(x −6)2+ℎ,已知球网与O 点的水平距离为9m ,高度为3m ,球场的边界距O 点的水平距离为14m. (1)当h=4时,求y 与x 的关系式(不要求写出自变量x 的取值范围) (2)当h=4时,球能否越过球网?球会不会出界?请说明理由;(3)若球一定能越过球网,又不出边界,求h 的取值范围.【答案】(1) y =−118(x −6)2+4 ;(2)见解析;(3) h≥327.【解析】分析:(1)运用待定系数法求二次函数解析式;(2)由(1)可得函数解析式,当x =9时y=3.5,由此可判定球能越过网,令y =0时,求得x =6+6√2,所以球会出界;(3)把两临界值求出来即可. 详解:(1)当h=4时,y =a(x −6)2+4 ∵它过(0,2), ∴2=a(0−6)2+4 ∵a =−118∴y =−118(x −6)2+4;(2)答:球能越过球网且球会出界 理由如下:由(1)可知, y =−118(x −6)2+4令x=9得y=3.5, ∵3.5>3 ∴球能越过球网; 令y=0得x=6+6√2, ∵6+6√2>14 ∴球会出界 (3)当球过球网时y =a(x −6)2+ℎ过(0,2)和(9,3) {36a +ℎ=29a +ℎ=3 解得:{a =−127ℎ=103 ∴-h≥103 当球到界时,y =a(x −6)2+ℎ过(0,2)和(14,0){36a +ℎ=264a +ℎ=0 解得:{a =−114ℎ=327 ∴-h≥327 ∴h≥327时球一定能越过球网,又不出边界.2.(2018•河北)如图是轮滑场地的截面示意图,平台AB 距x 轴(水平)18米,与y 轴交于点B ,与滑道y=kx (x≥1)交于点A ,且AB=1米.运动员(看成点)在BA 方向获得速度v 米/秒后,从A 处向右下飞向滑道,点M 是下落路线的某位置.忽略空气阻力,实验表明:M ,A 的竖直距离h (米)与飞出时间t (秒)的平方成正比,且t=1时h=5,M ,A 的水平距离是vt 米. (1)求k ,并用t 表示h ;(2)设v=5.用t 表示点M 的横坐标x 和纵坐标y ,并求y 与x 的关系式(不写x 的取值范围),及y=13时运动员与正下方滑道的竖直距离;(3)若运动员甲、乙同时从A 处飞出,速度分别是5米/秒、v 乙米/秒.当甲距x 轴1.8米,且乙位于甲右侧超过4.5米的位置时,直接写出t 的值及v 乙的范围.【答案】(1)k=18,h=5t 2;(2)x=5t+1,y=﹣5t 2+18,y=−15x 2+25x +895,当y=13时,运动员在与正下方滑道的竖直距离是10米;(3)t=1.8,v 乙>7.5 解:(1)由题意,点A (1,18)代入y=kx ,得:18=k1,∴k=18,设h=at 2,把t=1,h=5代入, ∴a=5, ∴h=5t 2;(2)∵v=5,AB=1, ∴x=5t+1, ∵h=5t 2,OB=18,∴y=﹣5t 2+18, 由x=5t+1, 则t=15(x -1),∴y=﹣15(x -1)2+18=−15x 2+25x +895,当y=13时,13=﹣15(x -1)2+18, 解得x=6或﹣4, ∵x≥1, ∴x=6,把x=6代入y=18x , y=3,∴运动员在与正下方滑道的竖直距离是13﹣3=10(米); (3)把y=1.8代入y=﹣5t 2+18 得t 2=8125,解得t=1.8或﹣1.8(负值舍去) ∴x=10∴甲坐标为(10,1.8)恰号落在滑道y=18x 上,此时,乙的坐标为(1+1.8v 乙,1.8), 由题意:1+1.8v 乙﹣(1+5×1.8)>4.5, ∴v 乙>7.5.3.(2019盘锦双台子区)一位运动员在距篮下4米处跳起投篮,篮球运行的路线是抛物线,当球运行的水平距离为2.5米时,达到最大高度3.5米,然后准确落入篮筐。
中考数学专题复习:二次函数与定值问题
中考数学专题复习:二次函数与定值问题1.如图,直线y=−32x+6分别交x轴、y轴于A、B两点,抛物线y=−18x2+8,与y轴交于点D,点P是抛物线在第一象限部分上的一动点,过点P作PC⊥x 轴于点C.(1)点A的坐标为__________,点D的坐标为__________;(2)试判断:对于任意一点P,PB+PC的值是否为定值?并说明理由。
第1题图第2题图2.如图,已知直线y=kx﹣9k(k<0)与抛物线y=x2﹣2x﹣3交于A,B两点,与x轴交于点P.过点A作AC⊥x轴于点C,过点B作BD⊥x轴于点D,求证:PD•PC为定值.3.如下图,抛物线y=ax2﹣4ax+3a(a>0)与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C.(1)填空:A点坐标是__________,B点的坐标是__________;(2)当a=1时,如图,将直线BC沿y轴向上平移交抛物线于M,N,交y 轴于点P,求证:PM﹣PN是定值.4.已知直线y=kx+2与抛物线y=ax2(a>0)交于A、B两点,AM⊥y轴于M,BN⊥y轴于N,求OM•ON的值.5.已知关于x的二次函数y=x2﹣2mx+m2+m的图象与直线y=kx+1.(1)若k=1,求证:无论m为何值,二次函数图象与直线总有两个不同交点.(2)在(1)条件下,若两图象交于两点A、B,试证明AB的长为定值,并求出这个定值.6.如图,抛物线C1:y=ax2+bx+c经过A(﹣1,0)、C(0,54)两点,与x轴正半轴交于点B,对称轴为直线x=2.(1)求抛物线C1的函数表达式;(2)设点D(0,2512),若F是抛物线C1:y=ax2+bx+c的对称轴上使得△ADF 的周长取得最小值的点,过F任意作一条与y轴不平行的直线交抛物线C1于M1(x1,y1)、M2(x2,y2)两点,试探究11+12是否为定值,请说明理由。
第6题图第7题图7.如图,抛物线的顶点坐标为C(0,8),并且经过A(8,0),点P是抛物线上点A,C间的一个动点(含端点),过点P作直线y=8的垂线,垂足为点F,点D,E的坐标分别为(0,6),(4,0),连接PD,PE,DE.(1)求抛物线的解析式;(2)猜想并探究:对于任意一点P,PD与PF的差是否为固定值?如果是,请求出此定值;如果不是,请说明理由;(3)求:①当△PDE的周长最小时的点P坐标;②使△PDE的面积为整数的点P的个数.参考答案1.(1)y=−32x+6当y=0时,x=4,即A(4,0),y=−18x2+8当x=0时,y=8,即D点坐标(0,8),故答案为:(4,0),(0,8);(2)是,理由如下:过点P作PQ⊥y轴于点Q,如图。
中考数学二次函数压轴题突破最值问题之将军饮马
O
N
P''
此处M、N均为折点,分别作点P关于OA(折点M所在直线)、OB(折点N
所在直线)的对称点,化折线段PM+MN+NP为P’M+MN+NP’’,当P’、M、
N、P’’共线时,△PMN周长最小.
【例题】如图,点 P 是∠AOB 内任意一点,∠AOB=30°,OP=8,点 M 和点 N 分别是射线 OA 和射线 OB 上的动点,则△PMN 周长的最小值为___________.
形 PMNQ 的周长最小。
【一定两动之点线】
在OA、OB上分别取M、N使得PM+MN最小。
A
A
P'
M P
M
P
O
N
B
ON
B
此处 M 点为折点,作点 P 关于 OA 对称的点 P’,将折线段 PM+MN 转化为 P’M+MN ,即 过点 P’作 OB 垂线分别交 OA、OB 于点 M、N,得 PM+MN 最小值(点到直线的连线中, 垂线段最短)
二次中物函理 数压轴题突破 ——最值问题之将军饮马
中物理
将军饮马(一)
1 一、什么是将军饮马?
【问题引入】 “白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,这是唐代诗人 李颀《古从军行》里的一句诗。而由此却引申出一系 列非常有趣的数学问题,通常称为“将军饮马”。
【问题描述】 如图,将军在图中点A处,现在他要带马去河边喝水,之后返 回军营,问:将军怎么走能使得路程最短?
当A’、P、B三点共线的时候,PA’+PB=A’B, 此时为最小值(两点之间线段最短)
【思路概述】
作端点(点A或点B)关于折点(上图P点)所在直线的对称,
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【中考压轴题专题突破】二次函数中的定值问题1.在平面直角坐标系xOy中,已知二次函数y=﹣的图象经过点A(2,0)和点B(1,),直线l经过抛物线的顶点且与y轴垂直,垂足为Q.(1)求该二次函数的表达式;(2)设抛物线上有一动点P从点B处出发沿抛物线向下运动,其纵坐标y1随时间t(t ≤0)的变化规律为y1=﹣2t.设点C是线段OP的中点,作DC⊥l于点D.①点P运动的过程中,是否为定值,请说明理由;②若在点P开始运动的同时,直线l也向下平行移动,且垂足Q的纵坐标y2随时间t的变化规律为y2=1﹣3t,以OP为直径作⊙C,l与⊙C的交点为E、F,若EF=,求t 的值.2.如图,已知二次函数y=﹣x2+bx+c的图象经过点C(0,3),与x轴分别交于点A、点B (3,0).点D(n,y1)、E(n+t,y2)、F(n+4,y3)都在这个二次函数的图象上,其中0<t<4,连接DE、DF、EF,记△DEF的面积为S.(1)求二次函数y=﹣x2+bx+c的表达式;(2)若n=0,求S的最大值,并求此时t的值;(3)若t=2,当n不同数值时,S的值是否变化?如不变,求该定值;如变化,试用含n的代数式表示S.3.若一次函数y=kx+m的图象经过二次函数y=ax2+bx+c的顶点,我们则称这两个函数为“丘比特函数组”(1)请判断一次函数y=﹣3x+5和二次函数y=x2﹣4x+5是否为“丘比特函数组”,并说明理由.(2)若一次函数y=x+2和二次函数y=ax2+bx+c为“丘比特函数组”,已知二次函数y =ax2+bx+c顶点在二次函数y=2x2﹣3x﹣4图象上并且二次函数y=ax2+bx+c经过一次函数y=x+2与y轴的交点,求二次函数y=ax2+bx+c的解析式;(3)当﹣3≤x≤﹣1时,二次函数y=x2﹣2x﹣4的最小值为a,若“丘比特函数组”中的一次函数y=2x+3和二次函数y=ax2+bx+c(b、c为参数)相交于PQ两点请问PQ的长度为定值吗?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.4.已知二次函数y=kx2+x+(k是常数).(1)若该函数的图象与x轴有两个不同的交点,试求k的取值范围;(2)若点(1,k)在某反比例函数图象上,要使该反比例函数和二次函数y=kx2+x+都是y随x的增大而增大,求k应满足的条件及x的取值范围;(3)若抛物线y=kx2+x+与x轴交于A(x A,0)、B(x B,0)两点,且x A<x B,x A2+x B2=34,若与y轴不平行的直线y=ax+b经过点P(1,3),且与抛物线交于Q1(x1,y1)、Q2(x2,y2)两点,试探究是否为定值,并写出探究过程.5.如图,已知二次函数y=﹣+bx+c的图象与x轴交于A、B两点(点A在点B的左边),与y轴交于点C(0,3),且抛物线的对称轴为直线x=.(1)直接写出b的值及点A的坐标;(2)∠BAC的平分线交y轴于点D,过点D的直线l与射线AC,AB分别交于点M,N.①直接写出:+=;②当直线l绕点D旋转时,+是否为定值,若是,求出这个值,若不是,说明理由.6.如图,抛物线y=ax2+bx+c的顶点为C(0,﹣),与x轴交于点A、B,连接AC、BC,得等边△ABC.T点从B点出发,以每秒1个单位的速度向点A运动,同时点S从点C 出发,以每秒个单位的速度向y轴负方向运动,TS交射线BC于点D,当点T到达A 点时,点S停止运动.设运动时间为t秒.(1)求二次函数的解析式;(2)设△TSC的面积为S,求S关于t的函数解析式;(3)以点T为圆心,TB为半径的圆与射线BC交于点E,试说明:在点T运动的过程中,线段ED的长是一定值,并求出该定值.【中考压轴题专题突破】二次函数中的定值问题参考答案与试题解析1.解:(1)由题意得,解得.故二次函数解析式为y=﹣x2+1.(2)①=,理由如下,将P点纵坐标代入(1)的解析式,得:﹣2t═﹣x2+1,x=,∴点P坐标(,),∴OP中点C的坐标(,),∴CD=1﹣()=,OP==2t+,∴OP=2CD∴=.②∵圆心到直线l的距离d=|﹣(1﹣3t)|=|2t﹣|,半径r=OP=t+,EF=,又∵()2+d2=r2,∴+(2t﹣)2=(t+)2,解得t=1或,∴t=1或时,以OP为直径作⊙C,l与⊙C的交点为E、F,EF=.2.解:(1)将点B(3,0),C(0,3)代入y=﹣x2+bx+c,得:,解得:,∴二次函数的表达式为y=﹣x2+2x+3.(2)当n=0时,点D的坐标为(0,3),点E的坐标为(t,﹣t2+2t+3),点F的坐标为(4,﹣5).设直线DF的函数表达式为y=kx+a(k≠0),将D(0,3),F(4,﹣5)代入y=kx+a,得:,解得:,∴直线DF的函数表达式为y=﹣2x+3.过点E作EQ∥y轴,交直线DF于点Q,如图1所示.∵点E的坐标为(t,﹣t2+2t+3),∴点Q的坐标为(t,﹣2t+3),∴EQ=﹣t2+2t+3﹣(﹣2t+3)=﹣t2+4t,∴S=EQ•(x F﹣x D)=﹣2t2+8t=﹣2(t﹣2)2+8.∵﹣2<0,∴当t=2时,S取最大值,最大值为8.(3)当n取不同数值时,S的值不变.过点DM∥y轴,过点F作FM∥x轴,交直线DM于点M,过点E作EN⊥FM于点N,交直线DF于点G,如图2所示.当t=2时,点D的坐标为(n,﹣n2+2n+3),点E的坐标为(n+2,﹣n2﹣2n+3),点F 的坐标为(n+4,﹣n2﹣6n﹣5),∴点M的坐标为(n,﹣n2﹣6n﹣5),点N的坐标为(n+2,﹣n2﹣6n﹣5),∴DM=8n+8,EN=4n+8,MN=2,NF=2,∴S=S梯形DMNE+S△ENF﹣S△DMF,=MN•(DM+EN)+NF•EN﹣DM•MF,=12n+16+4n+8﹣16n﹣16,=8.∴当n取不同数值时,S的值永远为8.3.解:(1)y=x2﹣4x+5=(x﹣2)2+1,即顶点坐标为(2,1),当x=2时,y=﹣3x+5=﹣1≠1,故一次函数y=﹣3x+5和二次函数y=x2﹣4x+5不是“丘比特函数组”;(2)设:二次函数的顶点为:(m,m+2),将顶点坐标代入二次函数y=2x2﹣3x﹣4得:m+2=2m2﹣3m﹣4,解得:m=3或﹣1,当m=3时,函数顶点为(3,5),一次函数y=x+2与y轴的交点为:(0,2),则二次函数表达式为:y=a(x﹣3)2+5=a(x2﹣6x+9)+5,即:9a+5=2,解得:a=﹣,故:抛物线的表达式为:y=﹣x2+2x+2;同理当m=﹣1时,抛物线的表达式为:y=x2+2x+2,综上,抛物线的表达式为:y=﹣x2+2x+2或y=x2+2x+2;(3)是定值,理由:令y=x2﹣2x﹣4=0,则x=1±,故当﹣3≤x≤﹣1时,x=﹣1时函数取得最小值,即a=1+2﹣4=﹣1,设抛物线的顶点为P(m,2m+3),则“丘比特函数组”另外一个交点为Q(x,y),则抛物线的表达式为:y=a(x﹣m)2+(2m+3)=﹣(x﹣m)2+(2m+3),由题意得:﹣(x﹣m)2+(2m+3)=2x+3,整理得:x2+(2﹣2m)x+(m2﹣2m)=0,由韦达定理得:x+m=2m﹣2,解得:x=m﹣2,故点Q(m﹣2,2m﹣1),则PQ==2,为定值.4.解:(1)∵二次函数y=kx2+x+与x轴有两个不同的交点,∴,解得k<且k≠0.(2)设反比例函数解析式为y=,∵经过点(1,k),∴m=k,∵反比例函数和二次函数y=kx2+x+都是y随x的增大而增大,∴k<0,∵对称轴x=﹣=﹣,根据二次函数以及反比例函数的性质可知:当x<0或0<x<﹣时,y随x的增大而增大.(3)结论:=1.理由:令y=0,则有kx2+x+=0,∴x A+x B=﹣,x A•x B=,∵x A2+x B2=34,∴(x A+x B)2﹣2x A•x B=34,∴()2﹣﹣34=0,解得k=﹣或由(1)可知k<,∴k=﹣,∴抛物线解析式为y=﹣x2+x+,设过点P的直线为y=kx+b,把P(1,3)代入得3=k+b,∴b=3﹣k,∴过点P的直线为y=kx+3﹣k,∵过点P的直线为y=kx+3﹣k与物线交于Q1(x1,y1)、Q2(x2,y2)两点,∴y1=kx1+3﹣k,y2=kx2+3﹣k,由消去y得x2+(4k﹣2)x﹣3﹣4k=0,∴x1+x2=﹣(4k﹣2),x1x2=﹣3﹣4k,∴=====1.5.解:(1)∵抛物线的对称轴为直线x=,∴﹣=,解得b=,将点C(0,3)代入y=﹣x2+bx+c得c=3,所以,y=﹣x2+x+3,令y=0,则﹣x2+x+3=0,整理得,x2﹣2x﹣9=0,解得x1=﹣,x2=3,所以,点A的坐标为(﹣,0);(2)①∵A的坐标为(﹣,0),∴AO=,∵点C(0,3),∴OC=3,根据勾股定理得,AC===2,所以,+=+=+=;故答案为:.②+为定值.理由如下:如图,过点D作DE∥AC交x轴于E,则∠ADE=∠CAD,∵∠BAC的平分线交y轴于点D,∴∠CAD=∠OAD,∴∠OAD=∠ADE,∴DE=AE,∵DE∥AC,∴△NED∽△ANM,∴=,由图可知,EN=AN﹣AE,∴===1﹣,∴1﹣=,整理得,+=,∵tan∠BAC===,∴∠BAC=60°,∵∠BAC的平分线与y轴相交于点D,∴∠DAO=∠BAC=×60°=30°,∴DO=AO•tan∠DAO=×tan30°=×=1,∵DE∥AC,∴∠DEO=∠BAC=60°,∴DE=DO÷sin∠DEO=1÷sin60°=1÷,∴=,∴+=.6.解:(1)∵y=ax2+bx+c的顶点是(0,﹣),∴抛物线的对称轴是y轴,∴b=0,故可设抛物线的解析式是:y=ax2﹣,又∵三角形ABC是等边三角形,且有CO⊥AB,CO=∴AO=1,∴A(﹣1,0)把点A代入y=ax2﹣,得a=∴抛物线的解析式是y=x2﹣.(2)当0<t<1时,OT=1﹣t,CS=t;∴S=OT•CS=(1﹣t)t=﹣t2+t;当1<t<2时,OT=t﹣1,CS=t;∴S=OT•CS=(t﹣1)t=t2﹣t;综上,S与t的函数关系式为:S=.(3)当0<t<1,(如图1)过D作DH⊥y轴,显然有TB=TE,又∠B=60度,∴三角形TBE为等边三角形,∴BE=TB=t,∵△SDH∽△STO,设DH=a,则有,即,∴a=,∴DC=1﹣t,∴DE=CB﹣EB﹣DC=2﹣t﹣(1﹣t)=1.当1<t<2,(如图2)同理,△SDH∽△STO,即有,a=,DC=t﹣1,∴DE=DC+CE=t﹣1+(2﹣t)=1.。