重庆四川2011年中考数学试题分类解析汇编 专题12 押轴题
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某某某某2011年中考数学试题分类解析汇编专题12:押轴题 解答题 1.(某某12分)如图,矩形ABCD 中,AB=6,BC=23,点
O 是AB 的中点,点P 在AB 的延长线上,且BP=3.一动点E
从O 点出发,以每秒1个单位长度的速度沿OA 匀速运动,
到达A 点后,立即以原速度沿AO 返回;另一动点F 从P 点
发发,以每秒1个单位长度的速度沿射线PA 匀速运动,点
E 、
F 同时出发,当两点相遇时停止运动,在点E 、F 的运动过程中,以EF 为边作等边△EFG,使△EF
G 和矩形ABCD 在射线PA 的同侧.设运动的时间为t 秒(t≥0).
(1)当等边△EFG 的边FG 恰好经过点C 时,求运动时间t 的值;
(2)在整个运动过程中,设等边△EFG 和矩形ABCD 重叠部分的面积为S ,请直接写出S 与t 之间的函数关系式和相应的自变量t 的取值X 围;
(3)设EG 与矩形ABCD 的对角线AC 的交点为H ,是否存在这样的t ,使△AOH 是等腰三角形?若存大,求出对应的t 的值;若不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)当边FG 恰好经过点C 时,∠CFB=60°,BF=3﹣t ,
在Rt△CBF 中,BC=23,tan∠CFB=
BC BF ,即tan60°=23BF 。
解得BF=2,即3﹣t=2,t=1。
∴当边FG 恰好经过点C 时,t=1。
(2)当0≤t<1时,S=23t+43;
当1≤t<3时,S=2373t 33t -++; 当3≤t<4时,S=﹣43t+203;
当4≤t<6时,S=3t 2
﹣123t+363。
(3)存在。
理由如下:
在Rt△ABC中,tan∠CAB=BC3
AB
,∴∠CAB=30°。
又∵∠HEO=60°,∴∠HAE=∠AHE=30°。
∴AE=HE=3﹣t或t﹣3。
1)当AH=AO=3时,(如图②),
过点E作EM⊥AH于M,则AM=1
2
AH=
3
2
,
在Rt△AME中,cos∠MAE═AM
AE
,即cos30°=
3
2
AE
,∴AE=3,即3﹣t=3或t﹣3=3。
∴t=3﹣3或t=3+3。
2)当HA=HO时,(如图③)则∠HOA=∠HAO=30°,又
∵∠HEO=60°,∴∠EHO=90°,EO=2HE=2AE。
又∵AE+EO=3,∴AE+2AE=3,AE=1。
即3﹣t=1或t﹣3=1。
∴t=2或t=4。
3)当OH=OA时,(如图④),则∠OHA=∠OAH=30°,
∴∠HOB=60°=∠HEB,∴点E和点O重合。
∴AE=3,即3﹣t=3或t﹣3=3,
∴t=6(舍去)或t=0。
综上所述,存在5个这样的t值,使△AOH是等腰三角形,即t=3﹣3,t=3+3,t=2,t=4,t=0。
【考点】相似三角形的判定和性质,二次函数关系式,等腰三角形的性质,等边三角形的性质,矩形的性质,解直角三角形,锐角三角函数。
【分析】(1)当边FG恰好经过点C时,∠CFB=60°,BF=3﹣t,在Rt△CBF中,解直角三角形可求t的值。
(2)按照等边△EFG和矩形ABCD重叠部分的图形特点,分为0≤t<1,1≤t<3,3≤t<4,4≤t <6四种情况,即可分别写出函数关系式。
(3)存在。
当△AOH是等腰三角形时,分为AH=AO=3,HA=HO,OH=OA三种情况,分别画出图形,
根据特殊三角形的性质,列方程求t的值。
2.(某某綦江10分)如图,等边△ABC中,AO是∠BAC的角平分线,D为AO上一点,以CD为一边且在CD下方作等边△CDE,连接BE.
(1)求证:△ACD≌△BCE;
(2)延长BE至Q,P为BQ上一点,连接CP、CQ使CP=CQ=5,若BC=8时,求PQ 的长.
【答案】解:(1)∵△ABC与△DCE是等边三角形,
∴AC=BC,DC=EC,∠ACB=∠DCE=60°。
∴∠ACD+∠DCB=∠ECB+∠DCB=60°。
∴∠ACD=∠BCE。
∴△ACD≌△BCE(SAS)。
(2)过点C作CH⊥BQ于H,
∵△ABC是等边三角形,AO是角平分线,∴∠DAC=30°
∵△ACD≌△BCE,∴∠QBC=∠DAC=30°。
∴CH=1
2
BC=
1
2
×8=4,
∵PC=CQ=5,CH=4,∴PH=QH=3。
∴PQ=6。
【考点】等边三角形的性质,全等三角形的判定和性质,含30度角的直角三角形的性质,等腰三角形的性质,勾股定理。
【分析】(1)由△ABC与△DCE是等边三角形,可得AC=BC,DC=EC,∠ACB=∠DCE=60°,又由∠ACD+∠DCB=∠ECB+∠DCB=60°,即可证得∠ACD=∠BCE,根据SAS即可证得△ACD≌△BCE。
(2)首先过点C作CH⊥BQ于H,由等边三角形的性质,即可求得∠DAC=30°,则根据等腰三角形与直角三角形中的勾股定理即可求得PQ的长,
3.(某某江津12分)在“五个某某”建设中,为了提高市民的宜居环境,
某区规划修建一个文化广场(平面图形如图所示),其中四边形ABCD是矩形,
分别以AB、BC、CD、DA边为直径向外作半圆,若整个广场的周长为628米,
设矩形的边长AB=y米,BC=x米.(注:取π=3.14)
(1)试用含x的代数式表示y;
(2)现计划在矩形ABCD区域上种植花草和铺设鹅卵石等,平均每平方米造价为428 元,在四个半圆的区域上种植草坪及铺设花岗岩,平均每平方米造价为400元;
①设该工程的总造价为W元,求W关于x的函数关系式;
②若该工程政府投入1千万元,问能否完成该工程的建设任务?若能,请列出设计方案,若不能,请说明理由?
③若该工程在政府投入1千万元的基础上,又增加企业募捐资金64.82万元,但要求矩形的边BC的长不超过AB长的三分之二,且建设广场恰好用完所有资金,问:能否完成该工程的建设任务?若能,请列出所有可能的设计方案,若不能,请说明理由.
【答案】解:(1)由题意得,πy+πx=628,
y x=628,∴y+x=200则y=200﹣x。
(2)①W=428x y+400π
2
2
y
⎛⎫
⎪
⎝⎭
+400π
2
2
x
⎛⎫
⎪
⎝⎭
,
=428x(200﹣x)+400×3.14×()2
200
4
x
-
+400×3.14×
2
4
x
=200x2﹣40000x+12560000;
②仅靠政府投入的1千万不能完成该工程的建设任务.理由如下,由①知W=200(x﹣100)2+1.056×107>107,所以不能。
③由题意可知:x≤y即x≤(200﹣x),解之得x≤80。
∴0≤x≤80,
又由题意得:W=200(x﹣100)2+1.056×107=107+6.482×105,
整理得(x﹣100)2=441,
解得x1=79,x2=121(不合题意舍去),
∴只能取x=79,则y=200﹣79=121。
∴设计方案是:AB 长为121米,BC 长为79米,再分别以各边为直径向外作半圆。
【考点】二次函数的应用(工程问题),解一元一次不等式和一元二次方程。
【分析】(1)把组合图形惊醒分割拼凑,利用圆的周长计算公式解答整理即可。
(2)①利用组合图形的特点,算出种植花草和铺设鹅卵石各自的面积,进一步求得该工程的总造价即可解答。
②利用配方法求得最小值进行验证即可得出结论。
③建立不等式与一元二次方程,求出答案结合实际即可解决问题。
4.(某某潼南12分)如图,在平面直角坐标系中,△ABC 是直角三角形,∠ACB=90,AC=BC ,OA=1,OC=4,抛物线2y x bx c =++经过A ,B 两点,抛物线的顶点为D .
(1)求b ,c 的值;
(2)点E 是直角三角形ABC 斜边AB 上一动点(点A 、B 除外),过点E
作x 轴的垂线交抛物线于点F ,当线段EF 的长度最大时,求点E 的坐标;
(3)在(2)的条件下:
①求以点E 、B 、F 、D 为顶点的四边形的面积;
②在抛物线上是否存在一点P ,使△EFP 是以EF 为直角边的直角三角形?
若存在,求出所有点P 的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】解:(1)由已知得:A (﹣1,0),B (4,5),
∵二次函数2y x bx c =++的图象经过点A (﹣1,0),B (4,5),
∴101645b c b c -+=⎧⎨++=⎩,解得:23b c =-⎧⎨=-⎩。
(2)如图:∵直线AB 经过点A (﹣1,0),B (4,5),
∴直线AB 的解析式为:1y x =+。
又∵二次函数223y x x =--,点E 在1y x =+上,点F 在
223y x x =--上,
∴设点E(t,t+1),则F(t,t2﹣2t﹣3),
∴EF=(t+1)﹣(t2﹣2t﹣3)=﹣(t﹣3
2
)2+
25
4
,
∴当t=3
2
时,EF的最大值为
25
4。
∴点E的坐标为(3
2
,
5
2
)。
(3)①如图:顺次连接点E、B、F、D得四边形EBFD.
可求出点F的坐标(3
2
,
15
4
-),点D的坐标为(1,﹣4),
∴S四边形EBFD=S△BEF+S△DEF=1253125375
41 2422428
+=
⎛⎫⎛⎫
⨯⨯-⨯⨯-
⎪ ⎪
⎝⎭⎝⎭。
②如图:
ⅰ)过点E作PE⊥EF交抛物线于点P,设点P(m,m2﹣2m﹣3),
则有:m2﹣2m﹣2=5
2
,解得:m=
226
±
,
∴P1(226
2
-
,
5
2
),P2(
226
2
+
,
5
2
)。
ⅱ)过点F作P3F⊥EF交抛物线于P3,设P3(n,n2﹣2n﹣3),
则有:n2﹣2n﹣2=
15
4
-,解得:n1=
1
2
,n2=
3
2
(与点F重合,舍去),
∴P3(1
2
,
3
2
)。
综上所述:所有点P的坐标:P1(226
-
,
5
2
),P2(
226
+
,
5
2
),P3(
1
2
,
3
2
)能使△EFP
组成以EF为直角边的直角三角形。
【考点】二次函数综合题,曲线上的点与方程的关系,待定系数法,解二元一次方程和一元二次方程,二次函数的最值。
【分析】(1)由∠ACB=90°,AC=BC,OA=1,OC=4,可得A(﹣1,0)B(4,5),然后利用待定系数法即可求得b,c的值。
(2)由直线AB经过点A(﹣1,0),B(4,5),即可求得直线AB的解析式,设点E(t,t+1),点F (t,t2﹣2t﹣3)则可得点F的坐标,则可求得EF的最大值,求得点E的坐标。
(3)①顺次连接点E 、B 、F 、D 得四边形EBFD ,可求出点F 的坐标(
32,154
-),点D 的坐标为(1,﹣4)由S 四边形EBFD =S △BEF+S △DEF 即可求得。
②分EP 和FP 为另一直角边的两种情况,求出点P 的坐标即可。
5.(某某某某13分)已知顶点为A(1,5)的抛物线2
y ax bx c =++经过点B(5,1).
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图(1),设C,D 分别是x 轴、y 轴上的两个动点,求四边形ABCD 周长的最小值;
(3)在(2)中,当四边形ABCD 的周长最小时,作直线CD.设点P(x y ,)(0x >)是直线y x =上的一个动点,Q 是OP 的中点,以PQ 为斜边按图(2)所示构造等腰直角三角形PRQ.
①当△PBR 与直线CD 有公共点时,求x 的取值X 围; x 的函数关系式,并求S 的最大值。
【答案】解:(1)∵抛物线的顶点为A (1,5),∴设抛物线的解析式为2(1)5y a x =-+,
将点B (5,1)代入,得2(51)51a -+=,解得14a =-。
∴抛物线的解析式21119424
y x x =-++。
(2)作A 关于y 轴的对称点A',作B 关于x 轴的对称点B',显然A'(1 5)-,,B'(5 1)-,。
如图,连结A'B'分别交x 轴、y 轴于C 、D 两点,
∵DA DA'=,CB CB'=。
∴此时四边形ABCD 的周长最小,最小值就是A'B'AB +。
而22A'B'(51)(15)62=+++=, 22AB (51)(15)42=-+-=,
∴A 'B'AB 102+=。
∴四边形ABCD 周长的的最小值为102。
(3)①点B 关于x 轴的对称点B′(5 1-,)
,点A 关于y 轴的对称点A′(﹣1,5),连接A′B′,与x 轴,y 轴交于C ,D 点,∴CD 的解析式为:4y x =-+。
联立4y x y x =-+⎧⎨=⎩,得:22
x y =⎧⎨=⎩
∵点P 在y x =上,点Q 是OP 的中点,
∴要使等腰直角三角形与直线CD 有公共点,则24x ≤≤。
故x 的取值X 围是:24x ≤≤。
②如图:
由①点E (2,2),当EP=EQ 时,1222x x -=-
,得:83x =。
当823
x ≤≤时, 2111111S PR RQ EP ()()2(2)2(2)222222
x x x x x x =⋅-=-⋅----,
即227716444()8877
S x x x =-
+-=--+。
∴当167x =时,4S =7
最大。
当843x ≤≤时,2211111S EQ 2(2)2(2)(4)22224
x x x ==⋅-⋅-=- 当83x =时,4S =9
最大。
综上所述,S 的最大值为:47。
【考点】二次函数综合题,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,对称的性质,勾股定理,二次函数的最值。
【分析】(1)可设顶点式,将顶点为A (1,5),点B (5,1)代入求出抛物线的解析式。
(2)可以过y ,x 轴分别做A ,B 的对称点A′,B′,然后连A′D,B′C,当这四点在同一直线时,周长最小,求出即可。
(3)作B 关于x 轴对称点B′,A 关于y 轴对称点A′,连接A′B′,与x 轴,y 轴交于C 、D 点,此时四边形ABCD 周长最小,求出CD 的解析式,求出CD 与直线y=x 的交点坐标,得到△PQR 与直线y=x 有公共点时x 的取值X 围,以及公共部分的面积S 与x 之间的函数关系式。
6.(某某某某12分)已知抛物线的顶点是C (0,a) (a>0,a
为常数),并经过点(2a ,2a),点D (0,2a )为一定点.
(1)求含有常数a 的抛物线的解析式;
(2)设点P 是抛物线任意一点,过P 作PH⊥x 轴,垂足是H ,
求证:PD = PH ;
(3)设过原点O 的直线l 与抛物线在第一象限相交于A 、B 两点,
若DA=2DB ,且S △ABD = 42,求a 的值.
【答案】解:(1)设抛物线的解析式为y=kx 2
+a ,
∵点D (2a ,2a )在抛物线上,∴ 4a 2k+a = 2a 。
∴k = 14a 。
∴抛物线的解析式为y= 14a x 2+a 。
(2)设抛物线上一点P (x ,y ),
过P 作PH⊥x 轴,PG⊥y 轴,
在Rt△GDP 中,由勾股定理得:
PD 2=DG 2+PG 2=(y –2a)2+x 2 =y 2 – 4ay+4a 2+x 2。
∵y= 14a
x 2+a , ∴x 2 = 4a ⨯ (y – a)= 4ay – 4a 2 。
∴PD 2= y 2– 4ay+4a 2 +4ay – 4a 2= y 2 =PH 2。
∴P D = PH 。
(3)过B 点BE ⊥ x 轴,AF⊥x 轴., 由(2)的结论:BE=DB ,AF=DA 。
∵DA=2DB ,∴AF=2BE。
∴AO = 2BO。
∴B 是OA 的中点。
∴C 是OD 的中点。
连结BC 。
∴BC= DA 2 = AF 2
= BE = DB 。
过B 作BR⊥y 轴,∵BR⊥CD ,∴CR=DR,OR= a + a 2 = 3a 2。
∴B 点的纵坐标是3a 2。
又点B 在抛物线上, ∴3a 2 = 14a
x 2+a 。
∴x 2 =2a 2。
∵x>0,∴x = 2a 。
∴B (2a ,3a 2 )。
又AO = 2OB , ∴S △ABD =S △OBD = 42。
∴12
⨯2a ⨯2a= 42。
∴a 2= 4 。
∵a>0,∴a = 2 。
【考点】二次函数综合题,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,勾股定理。
【分析】(1)根据抛物线的图象假设出解析式为y=kx2+a ,将经过点(2a ,2a ),代入求出即可。
(2)根据勾股定理得出PD 2=DG 2+PG 2
,从而求出PD=PH 。
(3)利用(2)中结论得出BE=DB ,AF=DA ,即可得出B 是OA 的中点,进而得出S △OBD =S △ABD =42,即可得出a 的值。
7.(某某某某14分)已知抛物线2
23(0)y ax x a =++≠有如下两个特点:①无论实数a 怎样变化,其顶点都在某一条直线l 上;②若把顶点的横坐标减少1a ,纵坐标增大1
a
分别作为点A 的横、纵坐标;把顶点的横坐标增加1a ,纵坐标增加1a
分别作为点B 的横、纵坐标,则A ,B 两点也在抛物线2
23(0)y ax x a =++≠上.
(1)求出当实数a 变化时,抛物线2
23(0)y ax x a =++≠的顶点所在直线l 的解析式; (2)请找出在直线l 上但不是该抛物线顶点的所有点,并说明理由;
(3)你能根据特点②的启示,对一般二次函数2
(0)y ax bx c a =++≠提出一个猜想吗?请用数学语言把你的猜想表达出来,并给予证明。
【答案】解:(1)取1a =,得抛物线2
23y x x =++,其顶点为1P (1 2)-,。
取1a =-,得抛物线2
23y x x =-++,其顶点为2P (1 4),。
由题意有12P P 、在直线l 上,设直线l 的解析式为y kx b =+, 则24k b k b -+=⎧⎨
+=⎩,解得:1
3
k b =⎧⎨=⎩。
∴直线l 的解析式为3y x =+。
(2)∵抛物线2
23y ax x =++的顶点P 坐标为1
1( 3)a a
--,, 显然P 11( 3)a a
--,在直线3y x =+上。
又1
a
-
能取到除0以外的所有实数, ∴在3y x =+上仅有一点(0,3)不是该抛物线的顶点。
(3)猜想:对于抛物线2
(0)y ax bx c a =++≠,将其顶点的横坐标减少
1a ,纵坐标增加1a
分别作为点A 的横、纵坐标;把顶点的横坐标增加
1a ,纵坐标增加1
a
分别作为点B 的横、纵坐标,则A ,B 两点也在抛物线2
(0)y ax bx c a =++≠上。
证明如下:
∵抛物线2
(0)y ax bx c a =++≠的顶点坐标为(2
424b ac b a a
--,), ∴点A 的坐标为2244()24b ac b a a +-+-,,点B 的坐标为2244
()24b ac b a a -+-+,。
∵22b x a +=-时,22
22244()(224b b ac b y ax bx c a b c a a a -+-+-+=++=++=)。
∴点A 2244
()24b ac b a a +-+-,在抛物线2(0)y ax bx c a =++≠, 同理有B 2244
()24b ac b a a
-+-+,也在抛物线上,故结论成立。
【考点】二次函数综合题,二次函数的顶点坐标的性质,待定系数法,曲线上点的坐标与议程的关系。
【分析】(1)任取两a ,求出顶点坐标,由待定系数法求出直线l 的解析式。
(2)求出2
23y ax x =++的所有顶点坐标的表达式1
1( 3)a a
--,,证明它们都在直线3
y x =+上,由1
0a
-
≠,得到直线l 上不是该抛物线顶点的点(0,3)。
(3)证明点A 、B 的坐标满足2
(0)y ax bx c a =++≠即可。
8.(某某某某12分)如图,已知二次函数c x ax y ++=22
)0(>a 图像的
顶点M 在反比例函数x
y 3
=
上,且与x 轴交于A ,B 两点。
(1)若二次函数的对称轴为2
1
-=x ,试求c a ,的值;
(2)在(1)的条件下求AB 的长;
(3)若二次函数的对称轴与x 轴的交点为N ,当NO+MN 取最小值时,试求二次函数的解析式。
【答案】解:(1)∵二次函数的对称轴为2
1
-
=x , ∴21
22
a -
=-,解得2a =。
∴二次函数的顶点为M (11
, 22
c --)。
∵顶点M 在反比例函数x y 3=
上,∴11 322c ⎛⎫⎛
⎫--= ⎪ ⎪⎝⎭⎝
⎭,解得112c =-。
∴二次函数的解析式为211
222
y x x =+-。
(2)∵二次函数的解析式为211
222y x x =+-,
∴令y =0,得211
22x x +-=0,解得x =。
∴AB===。
(3)∵二次函数的对称轴为1x a =-,且当1
x a
=-时,M 点坐标为(1a -,3a -)。
∴NO+MN 13a a =
+≥=是NO+MN 的最小值。
此时,
1
3a a
+=a 。
∴M 点坐标为(。
∴此时二次函数的解析式为2
y x =
2
2y x +。
【考点】二次函数综合题,二次函数的对称轴和顶点性质,曲线上点的坐标与方程的关系,解一元二次方程,不等式的性质。
【分析】(1)根据对称轴2122
x a =-=-,求得二次函数c x ax y ++=22
)0(>a 中的a ,再根据顶点在反比例函数x
y 3
=
上,求出c 即可。
(2)求得抛物线与x 轴的交点坐标,再用点B 的横坐标减去点A 的横坐标即可。
(3)可用含有a 的式子表示点M 、N 的坐标,即求出a 的值,再求得解析式。
9.(某某某某12分)如图,已知二次函数y=x 2
+bx+c 的图象的对称轴为直线x=1,且与x 轴有两个不同的交点,其中一个交点坐标为(﹣1,0). (1)求二次函数的关系式;
(2)在抛物线上有一点A ,其横坐标为﹣2,直线l 过点A 并绕着点A 旋转,与抛物线的另一个交点是点B ,点B 的横坐标满足﹣2<x B <
2
3
,当△AOB 的面积最大时,求出此时直线l 的关系式;
(3)抛物线上是否存在点C 使△AOC 的面积与(2)中△AOB 的最大面积相等.若存在,求出点C 的横坐标;若不存在说明理由.
【答案】解:(1)二次函数y=x 2
+bx+c 图象的对称轴是直线x=1,且过点A (﹣1,0),
∴b
12110
b c ⎧-
=⎪⨯⎨⎪-+=⎩,解得:b 23c =-⎧⎨=-⎩。
∴二次函数的关系式为:y=x 2
-2x -3。
(2)∵点A 在抛物线上,∴A (-2,5))。
∵AO 是定长,要使ΔAOB 的面积最大,则要以AO 为底的高最大,即点B 到AO 的距离最大。
∵易求直线AO 的解析式为y=5
2
-x ,∴直线AO 与抛物线另一交点的横坐标为2
3。
∴点B 在﹣2<x B <
2
3
之间的抛物线上,将直线平移到与抛物线相切于点B 时,ΔAOB 的面积最大。
设切线的方程为y=52
-x +b ,
联立2y x 2x 3
5
y x b 2⎧=⎪⎨=-⎪
⎩
﹣﹣+得:x 2
+12x -3-b=0① ∵Δ=
14-4(-3-b )=0,解得b =4916-,代入式①,解得点B 的横坐标为:14-。
∴B (14-,39
16
-)。
∵A (-2,5)),∴直线l 的方程为: y=177
x 42
--。
(3)要使ΔAOC 的面积与(2)中ΔAOB 面积的最大值相等,则点C 到直线的距离等于B (1
4
-,
39
16
-
)到OA 的距离。
∵过点B 的切线方程为: 549y x 216
=--
∴要使点C 到直线OA 的距离等于 B (14
-,39
16
-
)到OA 的距离,那么点C 一定在直线
549y x 216=-+
上(它与549y x 216=--关于y=5
2
-x 对称)。
∴满足题目条件的点C 存在,即直线549y x 216
=-+与抛物线y=x 2
﹣2x ﹣3的交点。
由2y x 2x 3
549y x 216⎧=--⎪⎨=-+⎪
⎩
得:16x 2
+8x -97=0,解得x=
1724-±。
∴点C 的横坐标为:
172--或172
-+。
【考点】二次函数综合题,二次函数的对称轴,待定系数法,曲线图上点的坐标与方程的关系,方程根的判别式,对称的性质,解二元方程组。
【分析】(1)把点A 的坐标和对称轴代入即可。
(2)先确定点B 的位置是到AO 的距离最大的点,求出后,用待定系数法求出直线l 的方程。
(3)根据对称的性质,求出549y x 216=--
关于y=52-x 对称的直线方程549y x 216
=-+,它与抛物线y=x 2
﹣2x ﹣3的交点即为所求。
10.(某某眉山11分)如图,在直角坐标系中,已知点A (0,1),B (-4,4),将点B 绕点A 顺时针方向旋转90°得到点C ;顶点在坐标原点的拋物线经过点B . (1)求抛物线的解析式和点C 的坐标;
(2)抛物线上一动点P ,设点P 到x 轴的距离为d 1,点P 到点A 的距离为d 2,试说明d 2=d 1+1;
(3)在(2)的条件下,请探究当点P 位于何处时,△PAC 的周长有最小值,并求出△PAC 的周长的最小值. 【答案】解:(1)设抛物线的解析式:y=ax 2
,
∵拋物线经过点B (-4,4), ∴4=a•42
,解得a=
4
1。
∴抛物线的解析式为:y=
4
1x 2。
如图,过点B 作BE⊥y 轴于E ,过点C 作CD⊥y 轴于D 。
∵点B 绕点A 顺时针方向旋转90°得到点C ,∴Rt△BAE≌Rt△ACD。
∴AD=BE=4,CD=AE=OE -OA=4-1=3。
∴OD=AD+OA=5。
∴C 点坐标为(3,5)。
(2)设P 点坐标为(a ,b ),如图,过P 作PF⊥y 轴于F ,PH⊥x 轴于H 。
∵点P 在抛物线y=
41x 2上,∴b= 41a 2,∴d 1= 4
1a 2
, ∵AF=OF-OA=PH -OA=d 1-1=4
1a 2
-1,PF=a ,
在Rt△PAF 中,PA=d 2=222221
AF PF (a 1)a 4+=-+ = 4
1a 2+1。
∴d 2=d 1+1。
(3)由(1)得AC=5, ∴△PAC 的周长=PC +PA +5=PC +PH +6, 则C 、P 、H 三点共线时,PC+PH 最小, ∴此时P 点的横坐标为3,把x=3代入y= 41x 2,得到y=4
9。
即P 点坐标为(3,
4
9
),此时PC+PH=5。
∴△PAC 的周长的最小值=5+6=11。
【考点】二次函数综合题,待定系数法,曲线图上点的坐标与方程的关系,旋转的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理,三角形三边关系,垂直线段最短的性质。
【分析】(1)设抛物线的解析式:y=ax 2
,把B (-4,4)代入即可得到a 的值;过点B 作BE⊥y 轴于E ,过点C 作CD⊥y 轴于D ,易证Rt△BAE≌Rt△ACD,得到AD=BE=4,CD=AE=OE-OA=4-1=3,即可得到C 点坐标(3,5)。
(2)设P 点坐标为(a ,b ),过P 作PF⊥y 轴于F ,
PH⊥x 轴于H ,则有d 1=
4
1a 2
,又AF=OF -OA=PH -OA=d 1-1= 41a 2-1,PF=a ,在Rt△PAF 中,由勾股定理得到PA=d 2= 4
1a 2
+1,即有结论d 2=d 1+1。
(3)△PAC 的周长=PC+PA+5,由(2)得到△PAC 的
周长=PC+PH+6,根据三角形三边关系和垂直线段最短的性质,要使PC+PH 最小,则C 、P 、H 三点共线, 如图,对任意的点P′,总有CP′+P′H′>C H′>CH 。
从而, P 点坐标为(3,
4
9
),此时PC +PH=5,得到△PAC 的周长的最小值=5+6=11。
11.(某某某某12分) 已知如图所示,在平面直角坐标系中,四边形ABCO 为梯形,BC∥AO,四个顶点坐标分别为A(4,0),B(1,4),C(0,4),O(0,0)。
一动点P 从O 出发以每秒1个单位长度的速度沿OA 的方向向A 运动;同时,动点Q 从A 出发,以每秒2个单位长度的速度沿A →B →C 的方向向C 运动。
两个动点若其中一个到达终点,另一个也随之停止.设其运动时间为t 秒.
(1)求过A ,B ,C 三点的抛物线的解析式; (2)当t 为何值时,PB 与AQ 互相平分;
(3)连接PQ ,设△PAQ 的面积为S ,探索S 与t 的函数关系式.求t 为何值时,S 有最大值?最大值是多少?
【答案】解:(1)设抛物线的解析式为2
(0)y ax bx c a =++≠, A 、B 、C 三点坐标代入,得
164044a b c a b c c ++=⎧⎪++=⎨⎪=⎩,解得13134
a b c ⎧
=-⎪⎪
⎪
=⎨
⎪
=⎪⎪⎩。
∴211433y x x =-++。
(2)PB 与AQ 互相平分,则PABQ 为平行四边形, ∵BC∥AO,∴只要QB=PA 。
由勾股定理可求得AB=
()
2
24145-+=,
∴QB=2t -5,PA=4-t 。
∴2t -5=4-t ,解得t=3。
∴当t =3,PB 与AQ 互相平分。
(3)由已知得AB=5,CB=1。
①当5
02
t <<
时,点Q 在线段AB 上运动,
设P Q Q P( 0)Q( )x x y ,
,,,∠OAB=θ,sinθ=4
5
, ∵Q P 8
2sin 5
y t t x t θ=⋅=
=,, ∴ΔPAQ Q P 1S (4)2y x =⋅⋅-()22
184416(4)(4)225555
t t t t t =⋅⋅-=-=-+。
∴当2t =时,ΔPAQ S 有最大值为16
5。
②当532t ≤≤时,点Q 在线段BC 上运动,则ΔPAQ 1
S 4(4)822t t =⋅⋅-=-。
∴当5
2
t =时,ΔPAQ S 有最大值为3。
综上所述,当2t =时,ΔPAQ S 有最大值为16
5。
【考点】二次函数综合题,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,勾股定理,平行四边形的判定和性质,锐角三角函数,二次函数最值。
【分析】(1)求过A ,B ,C 三点的抛物线的解析式,由待定系数法即可求。
(2)由PB 与AQ 互相平分,判断PABQ 为平行四边形,根据对边平行且相等的性质求解即可。
(3)分点Q 在线段AB 上和在线段BC 上两种情况讨论即可。
12.(某某德阳14分)如图,已知抛物线经过原点O ,与x 轴交于另一点A ,它的对称轴2x =与x 轴交于点C ,直线21y x =+经过抛物线上一点B(3m -,),且与y 轴、直线2x =分别交于点D ,E . (1) 求抛物线对应的函数解析式并用配方法把这个解析式化成
2()y a x h k =-+的形式;
(2) 求证:CD⊥BE;
(3) 在对称轴2x =上是否存在点P ,使△PBE 是直角三角形,如果存在,请求出点P 的坐标,并求出△PAB 的面积;如果不存在,请说明理由。
【答案】解:(1)∵已知抛物线的对称轴为2x =,
∴设抛物线的解析式为2
(2)y a x k =-+。
又∵直线21y x =+经过点B(3m -,), ∴321m -=+,解得,2m =-。
∴点B(23--,)。
又∵二次函数2
(2)y a x k =-+的图象经过O(0,0), B(23--,),
∴2
2
0=(02)3=(22)a k a k ⎧-+⎪⎨---+⎪⎩, 解得141
a k ⎧=-⎪⎨⎪=⎩。
∴抛物线的解析式为21(2)14y x =--+。
(2)由题意解方程组212y x x =+⎧⎨
=⎩, 得2
5
x y =⎧⎨=⎩。
∴点E 的坐标为(2,5)。
∴CE=5。
过点B 作BF 垂直于x 轴于F , 作BH 垂直于直线2x =于H ,
交y 轴于点Q 。
∵点B(23--,),D(0,1),
∴BF=3,BH=4,CH=BF=3,OD=1,EH=8,DQ=4。
在Rt△BHE,Rt△BQ0,Rt△BHC 中,由勾股定理,得
222222BE 4845, BD 4225, BC 435=+==+==+=。
∴BD=
1
2
BE 。
又∵EC=5,∴BC=CE,∴CD⊥BE。
(3)结论:存在点P ,使△PBE 是直角三角形,
①当∠BPE=90°时,点P 与(2)中的点H 重合,∴此时点P 的坐标为(23)-,。
延长BH 与过点A(4,0)且与x 轴垂直的直线交于M , 则ΔPAB ΔHAB ΔABM ΔAHM 11
6323622
S S S S ==-=
⨯⨯-⨯⨯=。
②当∠EBP=90°时,设点P(2,y ),
∵E(2,5),H(2,3-),B((23)--,
),∴BH=4,EH=8,PH=3y --。
在Rt△PBE 中,BH⊥PE,可证得△BHP∽△EHB,
HP BH =BH EH ,即34
48
y --=。
解得5y =-。
此时点P 的坐标为(25)-,。
过点P 与x 轴平行的直线与FB 的延长线交于点N , 则ΔPAB ΔFAB ΔBPN APNF 111
(46)5634212222
S S S S =--=
⨯+⨯-⨯⨯-⨯⨯=梯形。
综上所述,点P 的坐标为(23)-,,△PAB 的面积为6;或点P 的坐标为(25)-,,△PAB 的面
积为12。
【考点】二次函数综合题,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,抛物线对称轴的性质,勾股定理,等腰三角形的判定和性质,直角三角形的判定,相似三角形的判定和性质。
【分析】(1)先由直线21y x =+经过点B(3m -,)求出点B 的坐标,再由抛物线的对称轴为2x =和经过 O(0,0), B(23--,),用待定系数法,求出抛物线的解析式。
(2)由勾股定理求出△BCE 各边和BD 的长,从而判断△BCE 是等腰三角形并根据等腰三角形三线合一的性质,得证。
(3)分∠BPE=90°和∠EBP=90°两种情况讨论,应用相似三角形的判定和性质即可。
13.(某某某某12分)如图所示,在平面直角坐标系中,四边形ABCD 是直角梯形,BC∥AD,∠BAD=90°,BC 与y 轴相交于点M ,且M 是BC 的中点,A 、B 、D 三点的坐标分别是A ( 1 0-,),B ( 1 2-,),D (3,0).连接DM ,并把线段DM 沿DA 方向平移到ON .若抛物线2
y ax bx c =++经过点D 、M 、N . (1)求抛物线的解析式.
(2)抛物线上是否存在点P ,使得PA=PC ,若存在,求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由. (3)设抛物线与x 轴的另一个交点为E ,点Q 是抛物线的对称轴上的一个动点,当点Q 在什么位置时有|QE-QC|最大?并求出最大值. 【答案】解:(1)∵BC∥AD,B (-1,2),M 是BC 与x 轴的交点,∴M (0,2)。
∵DM∥ON,D (3,0),∴N(-3,2)。
则9302930a b c c a b c ++=⎧⎪=⎨⎪-+=⎩,解得19132
a b c ⎧
=-⎪⎪
⎪
=-⎨⎪
=⎪⎪⎩
,
∴211
293
y x x =-
-+。
(2)连接AC 交y 轴与G , ∵M 是BC 的中点, ∴AO=BM=MC,AB=BC=2。
∴AG=GC,即G (0,1)。
∵∠ABC=90°, ∴BG⊥AC,即BG 是AC 的垂直平分线,要使PA=PC ,即点P 在AC 的垂直平分线上,故P 在直
线BG 上。
∴点P 为直线BG 与抛物线的交点。
设直线BG 的解析式为y kx b =+,则21k b b -+=⎧⎨=⎩,解得1
1k b =-⎧⎨=
⎩。
1y x =-+。
∴21
11
293y x y x x =-+⎧⎪⎨=--+⎪⎩
,解得1132x y ⎧
=+⎪⎨=--⎪⎩
,
2232x y ⎧
=-⎪⎨=-+⎪⎩
∴点P
(3 2+--,P
( 2-+,)。
(3)∵22111392()93924y x x x =--+=-++,∴对称轴3
2x =-。
令21
1
2093x x --+=,解得13x =,26x =,∴E(6-,0)。
故E 、D 关于直线3
2x =-对称,∴QE=QD,∴|QE -QC|=|QD-QC|,
要使|QE-QC|最大,则延长DC 与3
2x =-相交于点Q ,
即点Q 为直线DC 与直线3
2x =-的交点。
由于M 为BC 的中点,∴C(1,2)。
设直线CD 的解析式为y kx b =+,则302k b k b +=⎧⎨+=⎩,解得13
k b =-⎧
⎨=⎩,∴3y x =-+。
当3
2x =-时,3
9322y =+=。
故当Q 在(3
9
22-,)的位置时,|QE-QC|最大。
过点C 作CF⊥x 轴,垂足为F ,则
==
因此,|QE-QC|的最大值为22。
【考点】二次函数综合题,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,解方程组,线段垂直平分线的性质,抛物线的对称性,勾股定理。
【分析】(1)求出M,N的坐标,由D,M,N的坐标。
用待定系数法即可求出抛物线的解析式。
(2)PA=PC,即AC的垂直平分线与抛物线的交点,据此思路求解即可。
(3)|QE-QC|最大,根据抛物线的对称性,即|QD-QC|最大,据
此求解即可。
14.(某某某某12分)如图,抛物线y=ax2+2ax+c(a≠0)与y轴交于
点C(0,4),与x轴交于点A(-4,0)和B.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)点Q是线段AB上的动点,过点Q作QE∥AC,交BC于点E,
连接CQ.当△CEQ的面积最大时,求点Q的坐标;
(3)平行于x轴的动直线l与该抛物线交于点P,与直线AC交于
点F,点D的坐标为(-2,0).问是否有直线l,使△ODF是等腰三角形?若存在,请求出点F的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)∵抛物线y=ax2+2ax+c(a≠0)与y轴交于点C(0,4),与x轴交于点A(-4,0),
∴
c3
16a8a c0
=
⎧
⎨
-+=
⎩
,解得:
1
a
2
c4
⎧
=-
⎪
⎨
⎪=
⎩。
∴所求抛物线的解析式为:y=﹣
1
2
x2﹣x+4。
(2)设点Q的坐标为(m,0),过点E作EG⊥x轴于点G.
由﹣1
2
x2﹣x+4=0,得x1=2,x2=﹣4。
∴点B的坐标为(2,0)。
∴AB=6,BQ=2﹣m。
∵QE∥AC,∴△BQE∽△BAC。
∴BQ EG
BA OC
=,即
2m EG
64
=
﹣。
∴EG=
2
3
(2﹣m)。
∴S△CQE=S△CBQ﹣S△EBQ=1
2
BQ•CO﹣
1
2
BQ•EG
=1
2
(2﹣m)[4﹣
2
3
(2﹣m)]=﹣(m+1)2+3。
又∵﹣4≤m≤2,
∴当m=﹣1时,S△CQE有最大值3,此时Q(﹣1,0)。
(3)存在.在△ODF中,
(ⅰ)若DO=DF,
∵A(﹣4,0),D(﹣2,0),∴AD=OD=DF=2。
又在Rt△AOC中,OA=OC=4,
∴∠OAC=45°。
∴∠DFA=∠OAC=45°。
∴∠ADF=90°。
此时,点F的坐标为(﹣2,2)。
由﹣1
2
x2﹣x+4=2,得x1=﹣1+5,x2=﹣1﹣5。
此时,点P的坐标为:P(﹣1+5,2)或P(﹣1﹣5,2)。
(ⅱ)若FO=FD,过点F作FM⊥x轴于点M。
由等腰三角形的性质得:OM=OD=1,∴AM=3,
∴在等腰直角△AMF中,MF=AM=3,∴F(﹣1,3)。
由﹣1
2
x2﹣x+4=3,得x1=﹣1+3,x2=﹣1﹣3,
此时,点P的坐标为:P(﹣1+3,3)或P(﹣1﹣3,3)。
(ⅲ)若OD=OF,
∵OA=OC=4,且∠AOC=90°,∴AC=42。
∴点O到AC的距离为22,而OF=OD=2<22,
∴此时不存在这样的直线l,使得△ODF是等腰三角形。
综上所述,存在这样的直线l,使得△ODF是等腰三角形,所求点P的坐标为:
P(﹣1+5,2)或P(﹣1﹣5,2)或P(﹣1+3,3)或P(﹣1﹣3,3).
【考点】二次函数综合题,曲线上点的坐标与方程的关系,相似三角形的判定和性质,二次函数的最值,
等腰三角形的性质。
【分析】(1)由抛物线y=ax 2+2ax+c (a≠0)与y 轴交于点C (0,4),与x 轴交于点A (﹣4,0),利用待定系数法即可求得该抛物线的解析式。
(2)首先设点Q 的坐标为(m ,0),过点E 作EG⊥x 轴于点G .由(1)中的抛物线,即可求得B 的坐标,即可求得AB 与BQ 的值,又由△BQE∽△BAC,利用相似三角形的对应边成比例,即可求得EG 的值,又由S △CQE =S △CBQ ﹣S △EBQ ,利用二次函数的最值的求解方法,即可求得当△CEQ 的面积最大时,点Q 的坐标。
(3)根据题意分别从OD=DF ,DF=OF ,OD=OF 去分析,即可求得答案,利用等腰三角形与直角三角形的性质即可求得答案。
15.(某某某某13分)如图:抛物线m ax ax y +-=42
与x 轴交于A 、B 两
点,点A 的坐标是(1,0),与y 轴交于点C 。
⑴求抛物线的对称轴和点B 的坐标;
⑵过点C 作CP⊥对称轴于点P ,连结BC 交对称轴于点D ,连结AC 、BP ,
且∠BPD=∠BCP,求抛物线的解析式;
⑶在⑵的条件下,设抛物线的顶点为G ,连结BG 、CG 、求∆BCG 的面积。
【答案】解:⑴∵()22424y ax ax m a x m a =-+=-+-,
∴对称轴是2x=。
∵点A (1,0)且点A 、B 关于2x=对称,∴点B(3,0)。
⑵点A (1,0),B (3,0),∴ AB=2。
∵ CP⊥对称轴于P ,∴CP∥AB。
∵对称轴是2x=,∴AB∥CP 且AB=CP 。
∴四边形ABPC 是平行四边形。
设点C (0,x ), x <0,
在Rt ∆AOC 中,AC=12+x , ∴ BP=12+x 。
在Rt ∆BOC 中,BC=92+x 。
∵∆BED∽∆BOC ,且BE=1,BO=3,BC=92+x ,∴BD BE 1BC BO 3==。
∴BD=3192+x ∵ ∠BPD=∠PCB,∠PBD=∠CBP,∴∆BPD∽∆BCP 。
∴2BP BD BC =⋅,即9931)1(2222+⋅+=
+x x x ,)9(3
1122+=+x x 。
∴31=x ,32-=x 。
∵点C 在y 轴的负半轴上,∴点C (0,3-)。
∴ 342--=ax ax y 。
∵抛物线过点A (1,0),∴034=--a a ,解得,3
3-=a 。
∴抛物线的解析式是:33
34332-+-=x x y 。
⑶∵ 当x =2时,33=y ,∴顶点坐标G 是(2,3
3)。
设CG 的解析式是:b kx y +=。
∵G(0,3-),C (2,3
3), ∴332b k b ⎧=-⎪⎨+=⎪⎩,解得,233k b ⎧=⎪⎨⎪=-⎩。
∴CG 的解析式是33
32-=x y 。
设CG 与x 轴的交点为H 。
令y =0, 则03332=-x ,解得 2
3=x 。
∴H(23,0)。
∴BH=233-=23。
∴BCG BHG BHC S S S ∆∆∆=+32321332321-⨯⨯+⨯⨯=
43343+=3=。
【考点】二次函数综合题,抛物线的对称轴,抛物线的轴对称性,平行四边形的判定和性质,勾股定理,
相似三角形的判定和性质,曲线上点的坐标与方程的关系
【分析】⑴把m ax ax y +-=42
化为顶点式即可求出抛物线的对称轴;根据抛物线的轴对称性和A 点坐标即可得B 点的坐标。
(2)由AB 和CP 的位置关系和横坐标的值,可判断四边形ABPC 是平行四边形,从而根据勾股定理和相似三角形的性质,可求出C 点的坐标。
由此点A 的坐标可求出抛物线的解析式。
(3)求出CG 与x 轴的交点坐标,由BCG BHG BHC S S S ∆∆∆=+即可。
16.(某某某某14分)已知△ABC 是等腰直角三角形,∠A = 90︒,D 是腰AC 上的一个动点,过C 作CE 垂直于BD 或BD 的延长线,垂足为E ,如图. (1)若BD 是AC 的中线,求BD CE
的值; (2)若BD 是∠ABC 的角平分线,求BD CE
的值; (3)结合(1)、(2),试推断BD CE 的取值X 围(直接写出结论,不必证明),并探究BD CE 的值能小于34吗?若能,求出满足条件的D 点的位置;若不能,说明理由.
【答案】解:设AB = AC = 1,CD = x ,则0<x≤1,BC =2,AD = 1-x .
在Rt △ABD 中,BD 2 = AB 2 + AD 2 = 1 +(1-x )2 = x 2-2x + 2.
由已知可得 Rt △ABD∽Rt△ECD , ∴CE CD AB BD =, 即
CE 1=
,∴CE 。
∴ 2BD x 2x 22x 2CE
x x
-+===+-,0<x≤1。
(1)若BD 是AC 的中线,则CD = AD = x =21,得BD 5CE 2
=。
(2)若BD 是∠ABC 的角平分线,则Rt △ABD∽Rt△EBC
CE BC AD BD =,
(
)1x -=
即x 1x =-,
解得,x=2 E D C A B。