全国中考数学二次函数的综合中考模拟和真题分类汇总附答案
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全国中考数学二次函数的综合中考模拟和真题分类汇总附答案
一、二次函数
1.如图,在直角坐标系xOy中,二次函数y=x2+(2k﹣1)x+k+1的图象与x轴相交于O、A两点.
(1)求这个二次函数的解析式;
(2)在这条抛物线的对称轴右边的图象上有一点B,使△AOB的面积等于6,求点B的坐标;
(3)对于(2)中的点B,在此抛物线上是否存在点P,使∠POB=90°?若存在,求出点P 的坐标,并求出△POB的面积;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=x2﹣3x。
(2)点B的坐标为:(4,4)。
(3)存在;理由见解析;
【解析】
【分析】
(1)将原点坐标代入抛物线中即可求出k的值,从而求得抛物线的解析式。
(2)根据(1)得出的抛物线的解析式可得出A点的坐标,也就求出了OA的长,根据△OAB的面积可求出B点纵坐标的绝对值,然后将符合题意的B点纵坐标代入抛物线的解析式中即可求出B点的坐标,然后根据B点在抛物线对称轴的右边来判断得出的B点是否符合要求即可。
(3)根据B点坐标可求出直线OB的解析式,由于OB⊥OP,由此可求出P点的坐标特点,代入二次函数解析式可得出P点的坐标.求△POB的面积时,求出OB,OP的长度即可求出△BOP的面积。
【详解】
解:(1)∵函数的图象与x轴相交于O,∴0=k+1,∴k=﹣1。
∴这个二次函数的解析式为y=x2﹣3x。
(2)如图,过点B做BD⊥x轴于点D,
令x 2﹣3x=0,解得:x=0或3。
∴AO=3。
∵△AOB 的面积等于6,∴12AO•BD=6。
∴BD=4。
∵点B 在函数y=x 2﹣3x 的图象上,
∴4=x 2﹣3x ,解得:x=4或x=﹣1(舍去)。
又∵顶点坐标为:( 1.5,﹣2.25),且2.25<4,
∴x 轴下方不存在B 点。
∴点B 的坐标为:(4,4)。
(3)存在。
∵点B 的坐标为:(4,4),∴∠BOD=45°,22BO 4442=
+=。
若∠POB=90°,则∠POD=45°。
设P 点坐标为(x ,x 2﹣3x )。
∴2x x 3x =-。
若2x x 3x =-,解得x="4" 或x=0(舍去)。
此时不存在点P (与点B 重合)。
若()2x x 3x =--,解得x="2" 或x=0(舍去)。
当x=2时,x 2﹣3x=﹣2。
∴点P 的坐标为(2,﹣2)。
∴22OP 2222=+=。
∵∠POB=90°,∴△POB 的面积为:12PO•BO=12
×42×22=8。
2.在平面直角坐标系中,点O 为坐标原点,抛物线y =ax 2+bx+c 与x 轴交于点A (﹣1,0),B (3,0),与y 轴交于点C (0,3),顶点为G .
(1)求抛物线和直线AC 的解析式;
(2)如图,设E (m ,0)为x 轴上一动点,若△CGE 和△CGO 的面积满足S △CGE =S △CGO ,求点E 的坐标;
(3)如图,设点P 从点A 出发,以每秒1个单位长度的速度沿x 轴向右运动,运动时间为ts ,点M 为射线AC 上一动点,过点M 作MN ∥x 轴交抛物线对称轴右侧部分于点N .试探究点P 在运动过程中,是否存在以P ,M ,N 为顶点的三角形为等腰直角三角形?
若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)抛物线解析式为:y=﹣x2+2x+3;直线AC解析式为:y=3x+3;(2)点E 坐标为(1,0)或(﹣7,0);(3)存在以P,M,N为顶点的三角形为等腰直角三角
形,t的值为或或.
【解析】
【分析】
(1)用待定系数法即能求出抛物线和直线AC解析式.
(2)△CGE与△CGO虽然有公共底边CG,但高不好求,故把△CGE构造在比较好求的三角形内计算.延长GC交x轴于点F,则△FGE与△FCE的差即为△CGE.
(3)设M的坐标(e,3e+3),分别以M、N、P为直角顶点作分类讨论,利用等腰直角三角形的特殊线段长度关系,用e表示相关线段并列方程求解,再根据e与AP的关系求t 的值.
【详解】
(1)∵抛物线y=ax2+bx+c过点A(-1,0),B(3,0),C(0,3),
, 解得:,
∴抛物线解析式为:y=-x2+2x+3,
设直线AC解析式为y=kx+3,
∴-k+3=0,得:k=3,
∴直线AC解析式为:y=3x+3.
(2)延长GC交x轴于点F,过G作GH⊥x轴于点H,
∵y=-x2+2x+3=-(x-1)2+4,
∴G(1,4),GH=4,
∴S△CGO=OC•x G=×3×1=,
∴S△CGE=S△CGO=×=2,
①若点E在x轴正半轴上,
设直线CG:y=k1x+3,
∴k1+3=4 得:k1=1,
∴直线CG解析式:y=x+3,
∴F(-3,0),
∵E(m,0),
∴EF=m-(-3)=m+3,
∴S△CGE=S△FGE-S△FCE=EF•GH-EF•OC=EF•(GH-OC)=(m+3)•(4-3)=,
∴=2,解得:m=1,
∴E的坐标为(1,0).
②若点E在x轴负半轴上,则点E到直线CG的距离与点(1,0)到直线CG距离相等,即点E到F的距离等于点(1,0)到F的距离,
∴EF=-3-m=1-(-3)=4,
解得:m=-7 即E(-7,0),
综上所述,点E坐标为(1,0)或(-7,0).
(3)存在以P,M,N为顶点的三角形为等腰直角三角形,
设M(e,3e+3),则y N=y M=3e+3,
①若∠MPN=90°,PM=PN,如图2,过点M作MQ⊥x轴于点Q,过点N作NR⊥x轴于点R,
∵MN∥x轴,
∴MQ=NR=3e+3,
∴Rt△MQP≌Rt△NRP(HL),
∴PQ=PR,∠MPQ=∠NPR=45°,
∴MQ=PQ=PR=NR=3e+3,
∴x N=x M+3e+3+3e+3=7e+6,即N(7e+6,3e+3),
∵N在抛物线上,
∴-(7e+6)2+2(7e+6)+3=3e+3,
解得:e1=-1(舍去),e2=−,
∵AP=t,OP=t-1,OP+OQ=PQ,
∴t-1-e=3e+3,
∴t=4e+4=,
②若∠PMN=90°,PM=MN,如图3,
∴MN=PM=3e+3,
∴x N=x M+3e+3=4e+3,即N(4e+3,3e+3),
∴-(4e+3)2+2(4e+3)+3=3e+3,
解得:e1=-1(舍去),e2=−,
∴t=AP=e-(-1)=−+1=,
③若∠PNM=90°,PN=MN,如图4,
∴MN=PN=3e+3,N(4e+3,3e+3),
解得:e=−,
∴t=AP=OA+OP=1+4e+3=,
综上所述,存在以P,M,N为顶点的三角形为等腰直角三角形,t的值为或或.【点睛】
本题考查了待定系数法求函数解析式,坐标系中三角形面积计算,等腰直角三角形的性质,解一元二次方程,考查了分类讨论和方程思想.第(3)题根据等腰直角三角形的性质找到相关线段长的关系是解题关键,灵活运用因式分解法解一元二次方程能简便运算.
3.如图1,对称轴为直线x=1的抛物线y=
1 2
x2+bx+c,与x轴交于A、B两点(点A在点B
的左侧),且点A坐标为(-1,0).又P是抛物线上位于第一象限的点,直线AP与y轴交于点D,与抛物线对称轴交于点E,点C与坐标原点O关于该对称轴成轴对称.
(1)求点B 的坐标和抛物线的表达式;
(2)当AE:EP=1:4 时,求点E 的坐标;
(3)如图 2,在(2)的条件下,将线段 OC 绕点 O 逆时针旋转得到OC ′,旋转角为α(0°<α<90°),连接C ′D、C′B,求C ′B+
2
3
C′D 的最小值.
【答案】(1)B(3,0);抛物线的表达式为:y=
1
2
x2-x-
3
2
;(2)E(1,6);(3)C′B+2
3
C′D
4
10
3
【解析】
试题分析:(1)由抛物线的对称轴和过点A,即可得到抛物线的解析式,令y=0,解方程可得B的坐标;
(2)过点P作PF⊥x轴,垂足为F.由平行线分线段弄成比例定理可得
AE
AP
=
AG
AF
=
EG
PF
=
1
5
,从而求出E的坐标;
(3)由E(1,6)、A(-1,0)可得AP的函数表达式为y=3x+3,得到D(0,3).
如图,取点M(0,
4
3
),连接MC′、BM.则可求出OM,BM的长,得到
△MOC′∽△C′OD.进而得到MC′=
2
3
C′D,由C′B+
2
3
C′D=C′B+MC′≥BF可得到结论.
试题解析:解:(1)∵抛物线y=
1
2
x2+bx+c的对称轴为直线x=1,∴-1
2
2
b
=1,∴b=-1.
∵抛物线过点A (-1,0),∴12-b +c =0,解得:c =-32, 即:抛物线的表达式为:y =12x 2-x -32. 令y =0,则12
x 2-x -32=0,解得:x 1=-1,x 2=3,即B (3,0); (2)过点P 作PF ⊥x 轴,垂足为F .
∵EG ∥PF ,AE :EP =1:4,∴AE AP =AG AF =EG PF =15
. 又∵AG =2,∴AF =10,∴F (9,0).
当x =9时,y =30,即P (9,30),PF =30,∴EG =6,∴E (1,6).
(3)由E (1,6)、A (-1,0)可得AP 的函数表达式为y =3x +3,则D (0,3). ∵原点O 与点C 关于该对称轴成轴对称,∴EG =6,∴C (2,0),∴OC ′=OC =2. 如图,取点M (0,43),连接MC ′、BM .则OM =43,BM =2243()3+=97. ∵423'23
OM OC ==,'23OC OD =,且∠DOC ′=∠C ′OD ,∴△MOC ′∽△C ′OD .∴'2'3MC C D =,∴MC ′=23C ′D ,∴C ′B +23C ′D =C ′B +MC ′≥BM =4103,∴C ′B +23
C ′
D 的最小值为4103
.
点睛:本题是二次函数的综合题,解答本题主要应用了待定系数法求二次函数的解析式,相似三角形的性质和判定,求得AF 的长是解答问题(2)的关键;和差倍分的转化是解答问题(3)的关键.
4.如图,已知抛物线2y ax bx c =++经过A (-3,0),B (1,0),C (0,3)三点,其顶点为D ,对称轴是直线l ,l 与x 轴交于点H .
(1)求该抛物线的解析式;
(2)若点P 是该抛物线对称轴l 上的一个动点,求△PBC 周长的最小值;
(3)如图(2),若E 是线段AD 上的一个动点( E 与A 、D 不重合),过E 点作平行于y 轴的直线交抛物线于点F ,交x 轴于点G ,设点E 的横坐标为m ,△ADF 的面积为S . ①求S 与m 的函数关系式;
②S 是否存在最大值?若存在,求出最大值及此时点E 的坐标; 若不存在,请说明理由.
【答案】(1)2y x 2x 3=--+.
(2)3210.
(3)①2S m 4m 3=---.
②当m=﹣2时,S 最大,最大值为1,此时点E 的坐标为(﹣2,2).
【解析】
【分析】
(1)根据函数图象经过的三点,用待定系数法确定二次函数的解析式即可.
(2)根据BC 是定值,得到当PB+PC 最小时,△PBC 的周长最小,根据点的坐标求得相应线段的长即可.
(3)设点E 的横坐标为m ,表示出E (m ,2m+6),F (m ,2m 2m 3--+),最后表示出EF 的长,从而表示出S 于m 的函数关系,然后求二次函数的最值即可.
【详解】
解:(1)∵抛物线2y ax bx c =++经过A (-3,0),B (1,0),
∴可设抛物线交点式为()()y a x 3x 1=+-.
又∵抛物线2y ax bx c =++经过C (0,3),∴a 1=-.
∴抛物线的解析式为:()()y x 3x 1=-+-,即2y x 2x 3=--+.
(2)∵△PBC 的周长为:PB+PC+BC ,且BC 是定值.
∴当PB+PC 最小时,△PBC 的周长最小.
∵点A 、点B 关于对称轴I 对称,
∴连接AC 交l 于点P ,即点P 为所求的点.
∵AP=BP ,∴△PBC 的周长最小是:PB+PC+BC=AC+BC.
∵A (-3,0),B (1,0),C (0,3),∴AC=32,BC=10.
∴△PBC 的周长最小是:3210+.
(3)①∵抛物线2y x 2x 3=--+顶点D 的坐标为(﹣1,4),A (﹣3,0),
∴直线AD 的解析式为y=2x+6
∵点E 的横坐标为m ,∴E (m ,2m+6),F (m ,2m 2m 3--+)
∴()22
EF m 2m 32m 6m 4m 3=--+-+=---. ∴
()
22DEF AEF 1111S S S EF GH EF AG EF AH m 4m 32m 4m 32222∆∆=+=⋅⋅+⋅⋅=⋅⋅=⋅---⋅=---.
∴S 与m 的函数关系式为2S m 4m 3=---.
②()2
2S m 4m 3m 21=---=-++,
∴当m=﹣2时,S 最大,最大值为1,此时点E 的坐标为(﹣2,2).
5.如图,在平面直角坐标系中,已知矩形ABCD 的三个顶点B (1, 0)、C (3, 0)、D (3, 4).以A 为顶点的抛物线y =ax 2+bx +c 过点C .动点P 从点A 出发,以每秒12
个单位的速度沿线段AD 向点D 运动,运动时间为t 秒.过点P 作PE ⊥x 轴交抛物线于点M ,交AC 于点N .
(1)直接写出点A 的坐标,并求出抛物线的解析式;
(2)当t 为何值时,△ACM 的面积最大?最大值为多少?
(3)点Q 从点C 出发,以每秒1个单位的速度沿线段CD 向点D 运动,当t 为何值时,在线段PE 上存在点H ,使以C 、Q 、N 、H 为顶点的四边形为菱形?
【答案】(1)A (1,4);y =-x 2+2x +3;(2)当t =2时,△A MC 面积的最大值为1;(3)2085-或2013. 【解析】
(1)由矩形的性质得到点A 的坐标,由抛物线的顶点为A ,设抛物线的解析式为y =a (x -1)2+4,把点C 的坐标代入即可求得a 的值;
(2)由点P 的坐标以及抛物线解析式得到点M 的坐标,由A 、C 的坐标得到直线AC 的解析式,进而得到点N 的坐标,即可用关于t 的式子表示MN ,然后根据△ACM 的面积是△AMN 和△CMN 的面积和列出用t 表示的△ACM 的面积,利用二次函数的性质即可得到当t =2时,△A MC 面积的最大值为1;
(3)①当点H在N点上方时,由P N=CQ ,PN ∥CQ ,得到四边形PNCQ 为平行四边形,所以当PQ =CQ 时,四边形FECQ 为菱形,据此得到,解得t 值;②当点H在N点下方时,NH=CQ=,NQ =CQ 时,四边形NHCQ 为菱形,NQ 2=CQ 2,得:
,解得t 值.
解:(1)由矩形的性质可得点A (1,4),
∵抛物线的顶点为A ,
设抛物线的解析式为y =a (x -1)2+4,
代入点C (3, 0),可得a =-1.
∴y =-(x -1)2+4=-x 2+2x +3.
(2)∵P (112t +
,4), 将112x t =+
代入抛物线的解析式,y =-(x -1)2+4=2144t -, ∴M (112t +,2144
t -), 设直线AC 的解析式为,
将A (1,4),C (3,0)代入
,得:, 将112x t =+
代入得, ∴N (112t +
,), ∴MN ,
∴
, ∴当t =2时,△A MC 面积的最大值为1.
(3)①如图1,当点H在N点上方时,
∵N(112t +,),P (112
t +,4), ∴P N=4—(
)==CQ ,
又∵PN ∥CQ , ∴四边形PNCQ 为平行四边形,
∴当PQ =CQ 时,四边形FECQ 为菱形,
PQ 2=PD 2+DQ 2 =
,
∴, 整理,得240800t t -+=.解得12085t =-,22085t =+(舍去);
②如图2当点H在N点下方时,
NH=CQ=,NQ =CQ 时,四边形NHCQ 为菱形,
NQ 2=CQ 2,得:.
整理,得213728000t t -+=.()()1320400t t --=.所以12013t =,(舍去).
“点睛”此题主要考查二次函数的综合问题,会用顶点式求抛物线,会用两点法求直线解析式,会设点并表示三角形的面积,熟悉矩形和菱形的性质是解题的关键.
6.如图,已知抛物线经过点A (-1,0),B (4,0),C (0,2)三点,点D 与点C 关于x 轴对称,点P 是线段AB 上的一个动点,设点P 的坐标为(m ,0),过点P 作x 轴的垂线l 交抛物线于点Q ,交直线BD 于点M .
(1)求该抛物线所表示的二次函数的表达式;
(2)在点P 运动过程中,是否存在点Q ,使得△BQM 是直角三角形?若存在,求出点Q 的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)连接AC ,将△AOC 绕平面内某点H 顺时针旋转90°,得到△A 1O 1C 1,点A 、O 、C 的对应点分别是点A 、O 1、C 1、若△A 1O 1C 1的两个顶点恰好落在抛物线上,那么我们就称这样的点为“和谐点”,请直接写出“和谐点”的个数和点A 1的横坐标.
【答案】(1)y=-21x 2+32
x+2;(2)存在,Q (3,2)或Q (-1,0);(3)两个和谐点,A 1的横坐标是1,
12
. 【解析】
【分析】 (1)把点A (1,0)、B (4,0)、C (0,3)三点的坐标代入函数解析式,利用待定系数法求解;
(2)分两种情况分别讨论,当∠QBM=90°或∠MQB=90°,即可求得Q 点的坐标. (3)(3)两个和谐点;AO=1,OC=2,设A 1(x ,y ),则C 1(x+2,y-1),O 1(x ,y-1),
①当A 1、C 1在抛物线上时,A 1的横坐标是1;
当O 1、C 1在抛物线上时,A 1的横坐标是2;
【详解】
解:(1)设抛物线解析式为y=ax 2+bx+c ,
将点A (-1,0),B (4,0),C (0,2)代入解析式,
∴0a b c 016a 4b c 2c =-+⎧⎪=++⎨⎪=⎩
,
∴
1 a
2
3 b
2
⎧
=-
⎪⎪
⎨
⎪=
⎪⎩
,
∴y=-2
1
x
2
+
3
2
x+2;
(2)∵点C与点D关于x轴对称,
∴D(0,-2).
设直线BD的解析式为y=kx-2.
∵将(4,0)代入得:4k-2=0,
∴k=1
2
.
∴直线BD的解析式为y=1
2
x-2.
当P点与A点重合时,△BQM是直角三角形,此时Q(-1,0);
当BQ⊥BD时,△BQM是直角三角形,
则直线BQ的直线解析式为y=-2x+8,
∴-2x+8=-2
1
x
2
+
3
2
x+2,可求x=3或x=4(舍)
∴x=3;
∴Q(3,2)或Q(-1,0);
(3)两个和谐点;
AO=1,OC=2,
设A1(x,y),则C1(x+2,y-1),O1(x,y-1),
①当A1、C1在抛物线上时,
∴()2213y
x x 22213y 1(x 2)x 2222⎧=-++⎪⎪⎨⎪-=-++++⎪⎩
, ∴x 1y 3=⎧⎨=⎩
, ∴A 1的横坐标是1;
当O 1、C 1在抛物线上时,
()2213y 1x x 22213y 1(x 2)x 2222⎧-=-++⎪⎪⎨⎪-=-++++⎪⎩
, ∴1x 221y 8
⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩, ∴A 1的横坐标是
12;
【点睛】
本题是二次函数的综合题,考查了待定系数法求二次函数的解析式,轴对称-最短路线问题,等腰三角形的性质等;分类讨论思想的运用是本题的关键.
7.如图,已知直线y kx 6=-与抛物线2y ax bx c =++相交于A ,B 两点,且点A (1,-4)为抛物线的顶点,点B 在x 轴上。
(1)求抛物线的解析式;
(2)在(1)中抛物线的第二象限图象上是否存在一点P ,使△POB 与△POC 全等?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)若点Q 是y 轴上一点,且△ABQ 为直角三角形,求点Q 的坐标。
【答案】解:(1)2y x 2x 3=--;(2)存在,P 1-1313-1);(3)Q 点坐标为(0,-
72)或(0,32
)或(0,-1)或(0,-3). 【解析】
【分析】 (1)已知点A 坐标可确定直线AB 的解析式,进一步能求出点B 的坐标.点A 是抛物线的顶点,那么可以将抛物线的解析式设为顶点式,再代入点B 的坐标,依据待定系数法可解. (2)首先由抛物线的解析式求出点C 的坐标,在△POB 和△POC 中,已知的条件是公共边OP ,若OB 与OC 不相等,那么这两个三角形不能构成全等三角形;若OB 等于OC ,那么还要满足的条件为:∠POC=∠POB ,各自去掉一个直角后容易发现,点P 正好在第二象限的角平分线上,联立直线y=-x 与抛物线的解析式,直接求交点坐标即可,同时还要注意点P 在第二象限的限定条件.
(3)分别以A 、B 、Q 为直角顶点,分类进行讨论,找出相关的相似三角形,依据对应线段成比例进行求解即可.
【详解】
解:(1)把A (1,﹣4)代入y =kx ﹣6,得k =2,
∴y =2x ﹣6,
令y =0,解得:x =3,
∴B 的坐标是(3,0).
∵A 为顶点,
∴设抛物线的解析为y =a (x ﹣1)2﹣4,
把B (3,0)代入得:4a ﹣4=0,
解得a =1,
∴y =(x ﹣1)2﹣4=x 2﹣2x ﹣3.
(2)存在.
∵OB =OC =3,OP =OP ,
∴当∠POB=∠POC时,△POB≌△POC,
此时PO平分第二象限,即PO的解析式为y=﹣x.
设P(m,﹣m),则﹣m=m2﹣2m﹣3,解得m=1-13
2
(m=
1+13
2
>0
,舍),
∴P(1-13,13-1).
(3)①如图,当∠Q1AB=90°时,△DAQ1∽△DOB,
∴1
DQ
AD
OD DB
=,即5
6
=1
35
,∴DQ1=
5
2
,
∴OQ1=7
2
,即Q1(0,-
7
2
);
②如图,当∠Q2BA=90°时,△BOQ2∽△DOB,
∴2
OQ
OB
OD OB
=,即2
3
63
OQ
=,
∴OQ2=3
2
,即Q2(0,
3
2
);
③如图,当∠AQ3B=90°时,作AE⊥y轴于E,
则△BOQ3∽△Q3EA,
∴3
3
OQ
OB
Q E AE
=,即3
3
3
41
OQ
OQ
=
-
∴OQ32﹣4OQ3+3=0,∴OQ3=1或3,
即Q3(0,﹣1),Q4(0,﹣3).
综上,Q点坐标为(0,-
7
2
)或(0,
3
2
)或(0,﹣1)或(0,﹣3).
8.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+c经过点A(﹣1,0)和点C(0,4),交x轴正半轴于点B,连接AC,点E是线段OB上一动点(不与点O,B重合),以OE为边在x轴上方作正方形OEFG,连接FB,将线段FB绕点F逆时针旋转90°,得到线段FP,过点P作PH∥y轴,PH交抛物线于点H,设点E(a,0).
(1)求抛物线的解析式.
(2)若△AOC与△FEB相似,求a的值.(3)当PH=2时,求点P的坐标.
【答案】(1)y=﹣x2+3x+4;(2)a=16
5
或
4
5
;(3)点P的坐标为(2,4)或(1,4)
或(3+17
,4).
【解析】
【详解】
(1)点C(0,4),则c=4,
二次函数表达式为:y=﹣x2+bx+4,
将点A的坐标代入上式得:0=﹣1﹣b+4,解得:b=3,故抛物线的表达式为:y=﹣x2+3x+4;
(2)tan∠ACO=AO
CO
=
1
4
,
△AOC与△FEB相似,则∠FBE=∠ACO或∠CAO,
即:tan∠FEB=1
4
或4,
∵四边形OEFG为正方形,则FE=OE=a,EB=4﹣a,
则
1
44
a
a
=
-
或4
4
a
a
=
-
,
解得:a=16
5
或
4
5
;
(3)令y=﹣x2+3x+4=0,解得:x=4或﹣1,故点B(4,0);分别延长CF、HP交于点N,
∵∠PFN+∠BFN=90°,∠FPN+∠PFN=90°,
∴∠FPN=∠NFB,
∵GN∥x轴,∴∠FPN=∠NFB=∠FBE,
∵∠PNF =∠BEF =90°,FP =FB ,
∴△PNF ≌△BEF (AAS ),
∴FN =FE =a ,PN =EB =4﹣a ,
∴点P (2a ,4),点H (2a ,﹣4a 2+6a+4),
∵PH =2,
即:﹣4a 2+6a+4﹣4=|2|,
解得:a =1或12或317+或317-(舍去), 故:点P 的坐标为(2,4)或(1,4)或(
3+17,4). 【点睛】
本题考查的是二次函数综合运用,其中(2)、(3),要注意分类求解,避免遗漏.
9.如图,在平面直角坐标系中,已知点B 的坐标为()1,0-,且4OA OC OB ==,抛物
线()20y ax bx c a =++≠图象经过,,A B C 三点.
(1)求,A C 两点的坐标;
(2)求抛物线的解析式;
(3)若点P 是直线AC 下方的抛物线上的一个动点,作PD AC ⊥于点D ,当PD 的值最大时,求此时点P 的坐标及PD 的最大值.
【答案】解:(1)点A 、C 的坐标分别为(4,0)、(0,﹣4);;
(2)抛物线的表达式为:234y x x =﹣
﹣ ; (3)PD 有最大值,当x =2时,其最大值为2,此时点P (2,﹣6).
【解析】
【分析】
(1)OA =OC =4OB =4,即可求解;
(2)抛物线的表达式为:234y x x =a (x+1)(x-4)=a(﹣
﹣) ,即可求解; (3)22434--++=()PD x x x ,即可求解.
【详解】
解:(1)OA =OC =4OB =4,
故点A 、C 的坐标分别为(4,0)、(0,﹣4);
(2)抛物线的表达式为:234y x x =a (x+1)(x-4)=a(﹣
﹣), 即﹣4a =﹣4,解得:a =1,
故抛物线的表达式为:234y x x --= ;
(3)直线CA 过点C ,设其函数表达式为:4y kx -=,
将点A 坐标代入上式并解得:k =1,
故直线CA 的表达式为:y =x ﹣4,
过点P 作y 轴的平行线交AC 于点H ,
∵OA =OC =4,
45OAC OCA ∴∠∠︒== ,
∵//PH y 轴,
45PHD OCA ∴∠∠︒==,
设点234P x x x --(,)
,则点H (x ,x ﹣4), 2224342222
--+++=()=-PD x x x x x ∵2<0,∴PD 有最大值,当x =2时,其最大值为22 此时点P (2,﹣6).
【点睛】
本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数、解直角三角形、图象的面积计算等,其中(3),用函数关系表示PD ,是本题解题的关键
10.在平面直角坐标系xOy 中,顶点为A 的抛物线与x 轴交于B 、C 两点,与y 轴交于点D ,已知A(1,4),B(3,0).
(1)求抛物线对应的二次函数表达式;
(2)探究:如图1,连接OA ,作DE ∥OA 交BA 的延长线于点E ,连接OE 交AD 于点F ,M 是BE 的中点,则OM 是否将四边形OBAD 分成面积相等的两部分?请说明理由;
(3)应用:如图2,P(m ,n)是抛物线在第四象限的图象上的点,且m+n =﹣1,连接PA 、PC ,在线段PC 上确定一点M ,使AN 平分四边形ADCP 的面积,求点N 的坐标.提示:若点A 、B 的坐标分别为(x 1,y 1)、(x 2,y 2),则线段AB 的中点坐标为(122x x +,122
y y +).
【答案】(1)y =﹣x 2+2x ﹣3;(2)OM 将四边形OBAD 分成面积相等的两部分,理由见解析;
(3)点N(
43,﹣73
). 【解析】
【分析】 (1)函数表达式为:y =a(x ﹣1)2+4,将点B 坐标的坐标代入上式,即可求解;
(2)利用同底等高的两个三角形的面积相等,即可求解;
(3)由(2)知:点N 是PQ 的中点,根据C,P 点的坐标求出直线PC 的解析式,同理求出AC,DQ 的解析式,并联立方程求出Q 点的坐标,从而即可求N 点的坐标.
【详解】
(1)函数表达式为:y =a(x ﹣1)2+4,
将点B 坐标的坐标代入上式得:0=a(3﹣1)2+4,
解得:a =﹣1,
故抛物线的表达式为:y =﹣x 2+2x ﹣3;
(2)OM 将四边形OBAD 分成面积相等的两部分,理由:
如图1,∵DE ∥AO ,S △ODA =S △OEA ,
S △ODA +S △AOM =S △OEA +S △AOM ,即:S 四边形OMAD =S △OBM ,
∴S △OME =S △OBM ,
∴S 四边形OMAD =S △OBM ;
(3)设点P(m ,n),n =﹣m 2+2m+3,而m+n =﹣1,
解得:m =﹣1或4,故点P(4,﹣5);
如图2,故点D 作QD ∥AC 交PC 的延长线于点Q ,
由(2)知:点N 是PQ 的中点, 设直线PC 的解析式为y=kx+b ,
将点C(﹣1,0)、P(4,﹣5)的坐标代入得:0
45
k b k b -+=⎧⎨
+=-⎩,
解得:1
1
k b =-⎧⎨
=-⎩,
所以直线PC 的表达式为:y =﹣x ﹣1…①, 同理可得直线AC 的表达式为:y =2x+2, 直线DQ ∥CA ,且直线DQ 经过点D(0,3), 同理可得直线DQ 的表达式为:y =2x+3…②, 联立①②并解得:x =﹣43,即点Q(﹣43,13
), ∵点N 是PQ 的中点, 由中点公式得:点N(43,﹣73
). 【点睛】
本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数、图形面积的计算等,其中(3)直接利用(2)的结论,即点N 是PQ 的中点,是本题解题的突破点.
11.如图,抛物线25(0)y ax bx a =+-≠经过x 轴上的点A (1,0)和点B 及y 轴上的点C ,经过B 、C 两点的直线为y x n =+. ①求抛物线的解析式.
②点P 从A 出发,在线段AB 上以每秒1个单位的速度向B 运动,同时点E 从B 出发,在线段BC 上以每秒2个单位的速度向C 运动.当其中一个点到达终点时,另一点也停止运动.设运动时间为t 秒,求t 为何值时,△PBE 的面积最大并求出最大值.
③过点A 作AM BC ⊥于点M ,过抛物线上一动点N (不与点B 、C 重合)作直线AM 的平行线交直线BC 于点Q .若点A 、M 、N 、Q 为顶点的四边形是平行四边形,求点N 的横坐标.
【答案】①2
65y x x =-+-;②当2t =时,△PBE 的面积最大,最大值为22③点
N 的横坐标为:4541+541
-. 【解析】 【分析】
①点B 、C 在直线为y x n =+上,则B (﹣n ,0)、C (0,n ),点A (1,0)在抛物线
上,所以2
50
505a b an bn n +-=⎧⎪+-=⎨⎪=-⎩
,解得1a =-,6b =,因此抛物线解析式:
265y x x =-+-;
②先求出点P 到BC 的高h 为2
sin 45)BP t ︒=
-,于是21122)22)2222PBE S BE h t t t ∆=
⋅=-⨯=-+2t =时,△PBE 的面积最大,最大值为22
③由①知,BC 所在直线为:5y x =-,所以点A 到直线BC 的距离22d =N 作x 轴的垂线交直线BC 于点P ,交x 轴于点H .设(
)
2
,65N m m m -+-,则(,0)H m 、
(,5)P m m -,易证△PQN 为等腰直角三角形,即22NQ PQ ==4PN =,
Ⅰ.4NH HP +=,所以265(5)4m m m -+---=解得11m =(舍去),24m =,Ⅱ.4NH HP +=,()
2
5654m m m ---+-=解得1541
2
m =
,25412m =(舍
去),Ⅲ.4NH HP -=,(
)
2
65[(5)]4m m m --+----=,解得1541
2
m =(舍去),2541
2
m =. 【详解】
解:①∵点B 、C 在直线为y x n =+上,
∴B (﹣n ,0)、C (0,n ), ∵点A (1,0)在抛物线上,
∴2
50505a b an bn n +-=⎧⎪+-=⎨⎪=-⎩
, ∴1a =-,6b =,
∴抛物线解析式:265y x x =-+-; ②由题意,得,
4PB t =-,2BE t =,
由①知,45OBC ︒∠=, ∴点P 到BC 的高h
为sin 45(4)2
BP t ︒=-,
∴211)22)22PBE S BE h t t t ∆=
⋅=-⨯=-+ 当2t =时,△PBE
的面积最大,最大值为 ③由①知,BC 所在直线为:5y x =-, ∴点A 到直线BC
的距离d =
过点N 作x 轴的垂线交直线BC 于点P ,交x 轴于点H . 设(
)
2
,65N m m m -+-,则(,0)H m 、(,5)P m m -, 易证△PQN
为等腰直角三角形,即NQ PQ == ∴4PN =, Ⅰ.4NH HP +=, ∴265(5)4m m m -+---= 解得11m =,24m =,
∵点A 、M 、N 、Q 为顶点的四边形是平行四边形, ∴4m =;
Ⅱ.4NH HP +=, ∴(
)
2
5654m m m ---+-=
解得1m =
,2m =
∵点A 、M 、N 、Q 为顶点的四边形是平行四边形,
5m >,
∴m =
, Ⅲ.4NH HP -=,
∴(
)
2
65[(5)]4m m m --+----=, 解得1541
m +=
,2541m -=,
∵点A 、M 、N 、Q 为顶点的四边形是平行四边形,
0m <,
∴541
m -=
, 综上所述,若点A 、M 、N 、Q 为顶点的四边形是平行四边形,点N 的横坐标为:4或
5412+或541
2
-. 【点睛】
本题考查了二次函数,熟练掌握二次函数的性质、平行四边形的判定与性质是解题的关键.
12.如图,抛物线与x 轴交于点A (,0)、点B (2,0),与y 轴交于点C (0,1),
连接BC .
(1)求抛物线的函数关系式;
(2)点N 为抛物线上的一个动点,过点N 作NP ⊥x 轴于点P ,设点N 的横坐标为t (),求△ABN 的面积S 与t 的函数关系式;
(3)若且
时△OPN ∽△COB ,求点N 的坐标.
【答案】(1)
;(2)
;(3)(
,
)或(1,2).
【解析】
试题分析:(1)可设抛物线的解析式为,用待定系数法就可得到结
论;
(2)当时,点N 在x 轴的上方,则NP 等于点N 的纵坐标,只需求出AB ,就
可得到S 与t 的函数关系式;
(3)由相似三角形的性质可得PN=2PO .而PO=
,需分
和0<t <2两种情况
讨论,由PN=2PO 得到关于t 的方程,解这个方程,就可得到答案. 试题解析:(1)设抛物线的解析式为
,把C (0,1)代入可得:
,∴,∴抛物线的函数关系式为:
,即
;
(2)当时,
>0,∴NP=
==
, ∴S=AB•PN=
=;
(3)∵△OPN ∽△COB ,∴,∴
,∴PN=2PO . ①当时,PN=
=
=
,PO==
,∴,整
理得:
,解得:=
,=
,∵>0,<
<0,∴t=
,此时点N 的坐标为(,);
②当0<t <2时,PN==
=
,PO=
=t ,∴
,整理得:
,解得:=,=1.∵
<0,0<1<2,∴t=1,此时点N 的坐标
为(1,2).
综上所述:点N 的坐标为(
,
)或(1,2).
考点:1.二次函数综合题;2.待定系数法求二次函数解析式;3.相似三角形的性质.
13.如图,已知抛物线2(0)y ax bx a =+≠过点3,-3) 和3,0),过点A 作直线AC//x 轴,交y 轴与点C . (1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线上取一点P ,过点P 作直线AC 的垂线,垂足为D ,连接OA ,使得以A ,D ,P 为顶点的三角形与△AOC 相似,求出对应点P 的坐标;
(3)抛物线上是否存在点Q ,使得1
3
AOC AOQ S S ∆∆=?若存在,求出点Q 的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)21332y x x =
-;(2)P 点坐标为(3
83,- 4
3);(3)Q 点坐标(30)或(315) 【解析】 【分析】
(1)把A 与B 坐标代入抛物线解析式求出a 与b 的值,即可确定出解析式;
(2)设P 坐标为2133
,22
x x x ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝
⎭
,表示出AD 与PD ,由相似分两种情况得比例求出x 的值,即可确定出P 坐标;
(3)存在,求出已知三角形AOC 边OA 上的高h ,过O 作OM ⊥OA ,截取OM=h,与y 轴交于点N ,分别确定出M 与N 坐标,利用待定系数法求出直线MN 解析式,与抛物线解析式联立求出Q 坐标即可. 【详解】
(1)把3A 3)-和点(33B 0)代入抛物线得:333
27330
a b a b ⎧+=-⎪⎨+=⎪⎩,
解得:12a =
,33
2
b =-, 则抛物线解析式为2133
22
y x x =
-; (2)当P 在直线AD 上方时,
设P 坐标为2133
,2x x x ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭
,则有3AD x =213332PD x x =+, 当OCA ADP ∆∆∽时,OC CA AD DP =2331333
x x x =
--+, 整理得:239318236x x x -+=-,即23113240x x -+=,
解得:6x =
,即3
x =
或x =
此时P 4)3-;
当OCA PDA ∆∆∽时,OC CA PD AD =
22
=
,
296x x -+=-
2120x -+=,
解得:x =
x =
此时P 6);
当点()0,0P 时,也满足OCA PDA ∆∆∽; 当P 在直线AD 下方时,同理可得:P
的坐标为10)3-,
综上,P
的坐标为,4)3-
或6)
或10)3-或()0,0;
(3)在Rt AOC ∆中,3OC =
,AC =
根据勾股定理得:OA =
Q 11
··22OC AC OA h =, 3
2
h ∴=
,
132AOC AOQ S S ∆∆==
Q , AOQ ∴∆边OA 上的高为
9
2
, 过O 作OM OA ⊥,截取9
2
OM =
,过M 作//MN OA ,交y 轴于点N ,如图所示:
在Rt OMN ∆中,29ON OM ==,即()0,9N , 过M 作MH x ⊥轴,
在Rt OMH ∆中,1924MH OM ==,393OH ==,即93(M ,9)4, 设直线MN 解析式为9y kx =+,
把M 坐标代入得:
99394=+,即3k =39y x =+, 联立得:239
13322y x y x x ⎧=-+⎪
⎨=-
⎪⎩
,
解得:330x y ⎧=⎪⎨=⎪⎩3
15
x y ⎧=-⎪⎨=⎪⎩(33Q 0)或(23-,15),
则抛物线上存在点Q ,使得1
3
AOC AOQ S S ∆∆=
,此时点Q 的坐标为(330)或(23-15).
【点睛】
二次函数综合题,涉及的知识有:待定系数法求函数解析式,相似三角形的判定与性质,点到直线的距离公式,熟练掌握待定系数法是解本题的关键.
14.已知抛物线2
7
y x 3x 4
=--
的顶点为点D ,并与x 轴相交于A 、B 两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴相交于点C .
(1)求点A、B、C、D的坐标;
(2)在y轴的正半轴上是否存在点P,使以点P、O、A为顶点的三角形与△AOC相似?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)取点E(
3
4
,0)和点F(0,),直线l经过E、F两点,点G是线段BD的中
点.
①点G是否在直线l上,请说明理由;
②在抛物线上是否存在点M,使点M关于直线l的对称点在x轴上?若存在,求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】解:(1) D(3
2
,﹣4)
(2) P(0,7
4
)或(0,
1
7
)
(3)详见解析
【解析】
【分析】
(1)令y=0,解关于x的一元二次方程求出A、B的坐标,令x=0求出点C的坐标,再根据顶点坐标公式计算即可求出顶点D的坐标.
(2)根据点A、C的坐标求出OA、OC的长,再分OA和OA是对应边,OA和OC是对应边两种情况,利用相似三角形对应边成比例列式求出OP的长,从而得解.
(3)①设直线l的解析式为y=kx+b(k≠0),利用待定系数法求一次函数解析式求出直线l的解析式,再利用中点公式求出点G的坐标,然后根据直线上点的坐标特征验证即可.②设抛物线的对称轴与x轴交点为H,求出OE、OF、HD、HB的长,然后求出△OEF和△HDB相似,根据相似三角形对应角相等求出∠OFE=∠HBD,然后求出EG⊥BD,从而得到直线l是线段BD的垂直平分线,根据线段垂直平分线的性质点D关于直线l的对称点就是B,从而判断出点M就是直线DE与抛物线的交点.再设直线DE的解析式为y=mx+n,利用待定系数法求一次函数解析求出直线DE的解析式,然后与抛物线解析式联立求解即可得到符合条件的点M.
【详解】
解:(1)在2
7y x 3x 4=--中,令y=0,则2
7x 3x 04
--=,整理得,4x 2﹣12x ﹣7=0, 解得x 1=12-
,x 2=72.∴A (12-,0),B (7
2
,0). 在2
7y x 3x 4=--
中,令x=0,则y=74-.∴C (0,7
4
-). ∵()227413b 334ac b 442a 2124a 41⎛⎫
⨯⨯--- ⎪--⎝⎭-=-===-⨯⨯,,∴顶点D (32
,﹣4). (2)在y 轴正半轴上存在符合条件的点P . 设点P 的坐标为(0,y ),
∵A (12-
,0),C (0,74-),∴OA=12,OC=7
4
,OP=y , ①若OA 和OA 是对应边,则△AOP ∽△AOC ,∴
OP OA OC OA =.∴y=OC=7
4
,此时点P (0,7
4
). ②若OA 和OC 是对应边,则△POA ∽△AOC ,∴OP OA
OA OC
=,即1y 21724
=.
解得y=17,此时点P (0,1
7
).
综上所述,符合条件的点P 有两个,P (0,74)或(0,1
7
). (3)①设直线l 的解析式为y=kx+b (k≠0),
∵直线l 经过点E (32-
,0)和点F (0,3
4
-), ∴3k b 023b 4⎧-+=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,解得1k 23b 4⎧
=-⎪⎪⎨⎪=-
⎪⎩
,
∴直线l 的解析式为13
y x 24
=--. ∵B (
72,0),D (3
2,﹣4), ∴[]17
35104222
2
22+=+-=-()
,(),∴线段BD 的中点G 的坐标为(52
,﹣2).
当x=52时,153y 2224=-⨯-=-,∴点G 在直线l 上. ②在抛物线上存在符合条件的点M .
设抛物线的对称轴与x 轴交点为H ,则点H 的坐标为(
32,0), ∵E (32-
,0)、F (0,34-),B (72,0)、D (32,﹣4), ∴OE=
32,OF=72,HD=4,HB=72﹣32=2. ∵,∠OEF=∠HDB ,
∴△OEF ∽△HDB .∴∠OFE=∠HBD .
∵∠OEF+∠OFE=90°,∴∠OEF+∠HBD=90°.
∴∠EGB=180°﹣(∠OEF+∠HBD )
=180°﹣90°=90°,
∴直线l 是线段BD 的垂直平分线.
∴点D 关于直线l 的对称点就是点B .
∴点M 就是直线DE 与抛物线的交点.
设直线DE 的解析式为y=mx+n ,
∵D (32,﹣4),E (32
-,0), ∴
,解得. ∴直线DE 的解析式为.
联立,解得,.
∴符合条件的点M 有两个,是(32
,﹣4)或(,).
15.如图,抛物线y =ax 2+bx 经过△OAB 的三个顶点,其中点A (1,3),点B (3,﹣3),O 为坐标原点.
(1)求这条抛物线所对应的函数表达式;
(2)若P (4,m ),Q (t ,n )为该抛物线上的两点,且n <m ,求t 的取值范围; (3)若C 为线段AB 上的一个动点,当点A ,点B 到直线OC 的距离之和最大时,求∠BOC 的大小及点C 的坐标.
【答案】(1)22353y x x =;(2)t >4;(3)∠BOC =60°,C (323 【解析】 分析:(1)将已知点坐标代入y=ax 2+bx ,求出a 、b 的值即可;
(2)利用抛物线增减性可解问题;
(3)观察图形,点A ,点B 到直线OC 的距离之和小于等于AB ;同时用点A (13点B (33
详解:(1)把点A (13B (33y=ax 2+bx 得
3=393a b a b ⎧+⎪⎨-=+⎪⎩ ,解得2353a b ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩
∴y=22353x + (2)由(1)抛物线开口向下,对称轴为直线x=54
,
当x>5
4
时,y随x的增大而减小,
∴当t>4时,n<m.
(3)如图,设抛物线交x轴于点F,分别过点A、B作AD⊥OC于点D,BE⊥OC于点E
∵AC≥AD,BC≥BE,
∴AD+BE≤AC+BE=AB,
∴当OC⊥AB时,点A,点B到直线OC的距离之和最大.
∵A(13B(33
∴∠AOF=60°,∠BOF=30°,
∴∠AOB=90°,
∴∠ABO=30°.
当OC⊥AB时,∠BOC=60°,点C坐标为(3
2
3
点睛:本题考查综合考查用待定系数法求二次函数解析式,抛物线的增减性.解答问题时注意线段最值问题的转化方法.。