2020-2021九年级数学一模试题分类汇编——二次函数综合及答案解析

2020-2021九年级数学一模试题分类汇编——二次函数综合及答案解析
一、二次函数
1．已知，抛物线y＝ax2+ax+b（a≠0）与直线y＝2x+m有一个公共点M（1，0），且a＜b．
（1）求b与a的关系式和抛物线的顶点D坐标（用a的代数式表示）；
（2）直线与抛物线的另外一个交点记为N，求△DMN的面积与a的关系式；
（3）a＝﹣1时，直线y＝﹣2x与抛物线在第二象限交于点G，点G、H关于原点对称，现将线段GH沿y轴向上平移t个单位（t＞0），若线段GH与抛物线有两个不同的公共点，试求t的取值范围．
【答案】（1）b=﹣2a，顶点D的坐标为（﹣1
2
，﹣
9
4
a）；（2）
27327
48
a
a
--；（3）
2≤t＜9
4
．
【解析】
【分析】
（1）把M点坐标代入抛物线解析式可得到b与a的关系，可用a表示出抛物线解析式，化为顶点式可求得其顶点D的坐标；
（2）把点M（1，0）代入直线解析式可先求得m的值，联立直线与抛物线解析式，消去y，可得到关于x的一元二次方程，可求得另一交点N的坐标，根据a＜b，判断a＜0，确定D、M、N的位置，画图1，根据面积和可得△DMN的面积即可；
（3）先根据a的值确定抛物线的解析式，画出图2，先联立方程组可求得当GH与抛物线只有一个公共点时，t的值，再确定当线段一个端点在抛物线上时，t的值，可得：线段GH与抛物线有两个不同的公共点时t的取值范围．
【详解】
解：（1）∵抛物线y=ax2+ax+b有一个公共点M（1，0），
∴a+a+b=0，即b=-2a，
∴y=ax2+ax+b=ax2+ax-2a=a（x+1
2
）2-
9
4
a
，
∴抛物线顶点D 的坐标为（-1
2，-94a ）； （2）∵直线y=2x+m 经过点M （1，0）， ∴0=2×1+m ，解得m=-2，
∴y=2x-2， 则2222y x y ax ax a -⎧⎨+-⎩
＝＝， 得ax 2+（a-2）x-2a+2=0，
∴（x-1）（ax+2a-2）=0，
解得x=1或x=2a
-2， ∴N 点坐标为（
2a
-2，4a -6）， ∵a ＜b ，即a ＜-2a ，
∴a ＜0， 如图1，设抛物线对称轴交直线于点E ，
∵抛物线对称轴为122a x a =-
=-， ∴E （-12
，-3）， ∵M （1，0），N （
2a
-2，4a -6）， 设△DMN 的面积为S ， ∴S=S △DEN +S △DEM =
12
|（ 2a -2）-1|•|-94a -（-3）|=274−3a −278a ， （3）当a=-1时， 抛物线的解析式为：y=-x 2-x+2=-（x+12
）2+94，
由
22
2
y x x
y x
⎧=--+
⎨
=-
⎩
，
-x2-x+2=-2x，
解得：x1=2，x2=-1，
∴G（-1，2），
∵点G、H关于原点对称，
∴H（1，-2），
设直线GH平移后的解析式为：y=-2x+t，-x2-x+2=-2x+t，
x2-x-2+t=0，
△=1-4（t-2）=0，
t=9
4
，
当点H平移后落在抛物线上时，坐标为（1，0），
把（1，0）代入y=-2x+t，
t=2，
∴当线段GH与抛物线有两个不同的公共点，t的取值范围是2≤t＜9
4
．
【点睛】
本题为二次函数的综合应用，涉及函数图象的交点、二次函数的性质、根的判别式、三角形的面积等知识．在（1）中由M的坐标得到b与a的关系是解题的关键，在（2）中联立两函数解析式，得到关于x的一元二次方程是解题的关键，在（3）中求得GH与抛物线一个交点和两个交点的分界点是解题的关键，本题考查知识点较多，综合性较强，难度较大．
2．如图，抛物线y＝ax2＋bx（a≠0）过A（4，0），B（1，3）两点，点C、B关于抛物线的对称轴对称，过点B作直线BH⊥x轴，交x轴于点H．
（1）求抛物线的表达式；
（2）直接写出点C的坐标，并求出△ABC的面积；
（3）点P是抛物线上一动点，且位于第四象限，是否存在这样的点P，使得△ABP的面积为△ABC面积的2倍？若存在，求出点P的坐标，若不存在，请说明理由；
（4）若点M在直线BH上运动，点N在x轴正半轴上运动，当以点C，M，N为顶点的三角形为等腰直角三角形时，请直接写出此时△CMN的面积．
【答案】（1）y＝－x2＋4x；（2）C（3，3），面积为3；（3）P的坐标为（5，－5）；
（4）5
2
或5．
【解析】
试题分析：（1）利用待定系数法进行求解即可；
（2）先求出抛物线的对称轴，利用对称性即可写出点C的坐标，利用三角形面积公式即可求面积；
（3）利用三角形的面积以及点P所处象限的特点即可求；
（4）分情况进行讨论，确定点M、N，然后三角形的面积公式即可求.
试题解析：（1）将A（4，0），B（1，3）代入到y＝ax2＋bx中，得
1640
3
a b
a b
+=
⎧
⎨
+=
⎩
，解
得
1
4
a
b
=-
⎧
⎨
=
⎩
，
∴抛物线的表达式为y＝－x2＋4x．
（2）∵抛物线的表达式为y＝－x2＋4x，∴抛物线的对称轴为直线x＝2．
又C，B关于对称轴对称，∴C（3，3）．∴BC＝2，∴S△ABC＝1
2
×2×3＝3．
（3）存在点P．作PQ⊥BH于点Q，设P（m，－m2＋4m）．∵S△ABP＝2S△ABC，S△ABC＝3，∴S△ABP＝6．
∵S△ABP＋S△BPQ＝S△ABH＋S梯形AHQP
∴6＋1
2×（m－1）×（3＋m2－4m）＝
1
2
×3×3＋
1
2
×（3＋m－1）（m2－4m）
整理得m2－5m＝0，解得m1＝0（舍），m2＝5，∴点P的坐标为（5，－5）．
（4）5
2
或5．
提示：①当以M为直角顶点，则S△CMN＝5
2
；
②当以N为直角顶点，S△CMN＝5；
③当以C为直角顶点时，此种情况不存在．
【点睛】本题是二次函数的综合题，主要考查待定系数法求解析式，三角形面积、直角三角形的判定等，能正确地根据题意确定图形，分情况进行讨论是解题的关键.
3．在平面直角坐标系中，抛物线y＝﹣x2+bx+c经过点A、B、C，已知A（﹣1，0），C （0，3）．
（1）求抛物线的解析式；
（2）如图1，P为线段BC上一点，过点P作y轴的平行线，交抛物线于点D，当△CDP为等腰三角形时，求点P的坐标；
（3）如图2，抛物线的顶点为E，EF⊥x轴于点F，N是线段EF上一动点，M（m，0）是x 轴一个动点，若∠MNC＝90°，请求出m的取值范围．
【答案】（1）y＝﹣x2+2x+3；（2）点P的坐标为（1，2）或（2，1）或（3﹣
2,23）
5
5 4
m
-≤≤
【解析】
【分析】
（1）利用待定系数法即可求得此抛物线的解析式；
（2）由待定系数法即可求得直线BC 的解析式，再设P （t ，3﹣t ），即可得D （t ，﹣t 2+2t +3），即可求得PD 的长，然后分三种情况讨论，求点P 的坐标；
（3）直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半列出关系式m ＝（n ﹣
32）2﹣54，然后根据n 的取值得到最小值．
【详解】
解：（1）∵抛物线y ＝﹣x 2+bx +c 经过点A 、B 、C ，A （﹣1，0），C （0，3）， ∴103b c c --+=⎧⎨=⎩
，解得b ＝2，c ＝3． 故该抛物线解析式为：y ＝﹣x 2+2x +3．
（2）令﹣x 2+2x +3＝0，
解得x 1＝﹣1，x 2＝3，
即B （3，0），
设直线BC 的解析式为y ＝kx +b ′，
则330b k b ''=⎧⎨+=⎩
， 解得：k=-1,b’=3
故直线BC 的解析式为y ＝﹣x +3；
∴设P （t ，3﹣t ），
∴D （t ，﹣t 2+2t +3），
∴PD ＝（﹣t 2+2t +3）﹣（3﹣t ）＝﹣t 2+3t ，
∵OB ＝OC ＝3，
∴△BOC 是等腰直角三角形，
∴∠OCB ＝45°，
当CD ＝PC 时，则∠CPD ＝∠CDP ，
∵PD ∥y 轴，
∴∠CPD ＝∠OCB ＝45°，
∴∠CDP ＝45°，
∴∠PCD ＝90°，
∴直线CD 的解析式为y ＝x +3，
解23
23
y x y x x =+⎧⎨=-++⎩得03x y =⎧⎨=⎩或14x y =⎧⎨=⎩
∴D （1，4），
此时P （1，2）； 当CD ＝PD 时，则∠DCP ＝∠CPD ＝45°，
∴∠CDP ＝90°，
∴CD ∥x 轴，
∴D 点的纵坐标为3，
代入y ＝﹣x 2+2x +3得，3＝﹣x 2+2x +3，
解得x ＝0或x ＝2，
此时P （2，1）；
当PC ＝PD 时，∵PC ＝2t ， ∴2t ＝﹣t 2+3t ，
解得t ＝0或t ＝3﹣2，
此时P （3﹣2，2）；
综上，当△CDP 为等腰三角形时，点P 的坐标为（1，2）或（2，1）或（3﹣2，2） （3）如图2，由（1）y ＝﹣x 2+2x +3＝﹣（x ﹣1）2+4，
∴E （1，4），
设N （1，n ），则0≤n ≤4，
取CM 的中点Q （
2m ，32
）， ∵∠MNC ＝90°， ∴NQ ＝
12
CM ， ∴4NQ 2＝CM 2， ∵NQ 2＝（1﹣
2m ）2+（n ﹣32）2， ∴4[（1﹣2m ）2+（n ﹣32
）2]＝m 2+9， 整理得，m ＝（n ﹣
32）2﹣54， ∵0≤n ≤4，
当n ＝32时，m 最小值＝﹣54
，n ＝4时，m ＝5， 综上，m 的取值范围为：﹣
54≤m ≤5．
【点睛】
此题考查了待定系数法求函数的解析式、平行线的性质、二次函数的最值问题、判别式的应用以及等腰直角三角形的性质等知识．此题综合性很强，难度较大，注意掌握数形结合思想、分类讨论思想与方程思想的应用．
4．对于某一函数给出如下定义：若存在实数m，当其自变量的值为m时，其函数值等于﹣m，则称﹣m为这个函数的反向值．在函数存在反向值时，该函数的最大反向值与最小反向值之差n称为这个函数的反向距离．特别地，当函数只有一个反向值时，其反向距离n为零．
例如，图中的函数有4，﹣1两个反向值，其反向距离n等于5．
（1）分别判断函数y＝﹣x+1，y＝
1
x
-，y＝x2有没有反向值？如果有，直接写出其反向距
离；
（2）对于函数y＝x2﹣b2x，
①若其反向距离为零，求b的值；
②若﹣1≤b≤3，求其反向距离n的取值范围；
（3）若函数y＝
2
2
3()
3()
x x x m
x x x m
⎧-≥
⎨
--<
⎩
请直接写出这个函数的反向距离的所有可能值，并写出
相应m的取值范围．
【答案】（1）y＝−1
x
有反向值，反向距离为2；y＝x2有反向值，反向距离是1；（2）
①b＝±1；②0≤n≤8；（3）当m＞2或m≤﹣2时，n＝2，当﹣2＜m≤2时，n＝4．
【解析】
【分析】
(1)根据题目中的新定义可以分别计算出各个函数是否有方向值，有反向值的可以求出相应
的反向距离；
(2)①根据题意可以求得相应的b的值；
②根据题意和b的取值范围可以求得相应的n的取值范围；
(3)根据题目中的函数解析式和题意可以解答本题．
【详解】
(1)由题意可得，
当﹣m＝﹣m+1时，该方程无解，故函数y＝﹣x+1没有反向值，
当﹣m＝
1
m
-时，m＝±1，∴n＝1﹣(﹣1)＝2，故y＝
1
x
-有反向值，反向距离为2，
当﹣m＝m2，得m＝0或m＝﹣1，∴n＝0﹣(﹣1)＝1，故y＝x2有反向值，反向距离是1；
(2)①令﹣m＝m2﹣b2m，
解得，m＝0或m＝b2﹣1，
∵反向距离为零，
∴|b2﹣1﹣0|＝0，
解得，b＝±1；
②令﹣m＝m2﹣b2m，
解得，m＝0或m＝b2﹣1，
∴n＝|b2﹣1﹣0|＝|b2﹣1|，
∵﹣1≤b≤3，
∴0≤n≤8；
(3)∵y＝
2
2
3()
3() x x x m
x x x m
⎧-≥
⎨
--<
⎩
，
∴当x≥m时，
﹣m＝m2﹣3m，得m＝0或m＝2，
∴n＝2﹣0＝2，
∴m＞2或m≤﹣2；
当x＜m时，
﹣m＝﹣m2﹣3m，
解得，m＝0或m＝﹣4，
∴n＝0﹣(﹣4)＝4，
∴﹣2＜m≤2，
由上可得，当m＞2或m≤﹣2时，n＝2，
当﹣2＜m≤2时，n＝4．
【点睛】
本题是一道二次函数综合题，解答本题的关键是明确题目中的新定义，找出所求问题需要的条件，利用新定义解答相关问题．
5．某商场经营某种品牌的玩具，购进时的单价是3元，经市场预测，销售单价为40元时，可售出600个；销售单价每涨1元，销售量将减少10个设每个销售单价为x元．
（1）写出销售量y（件）和获得利润w（元）与销售单价x（元）之间的函数关系；（2）若玩具厂规定该品牌玩具销售单价不低于44元，且商场要完成不少于540件的销售任务，求商场销售该品牌玩具获得的最大利润是多少？
【答案】（1）y＝﹣10x+1000；w=﹣10x2+1300x﹣30000
（2）商场销售该品牌玩具获得的最大利润是8640元．
【解析】
【分析】
（1）利用销售单价每涨1元，销售量将减少10个即可表示出y＝600﹣10（x﹣40），再利用w= y•（x﹣30）即可表示出w与x之间的关系式；（2）先将w＝﹣10x2+1300x﹣30000变成顶点式，找到对称轴，利用函数图像的增减性确定在44≤x≤46范围内当x＝46时有最大值，代入求值即可解题.
【详解】
解：
（1）依题意，易得销售量y（件）与销售单价x（元）之间的函数关系：y＝600﹣10（x﹣40）＝﹣10x+1000
获得利润w（元）与销售单价x（元）之间的函数关系为：w＝y•（x﹣30）＝（1000﹣
10x）（x﹣30）＝﹣10x2+1300x﹣30000
（2）根据题意得，x≥14时且1000﹣10x≥540，解得：44≤x≤46
w＝﹣10x2+1300x﹣30000＝﹣10（x﹣65）2+12250
∵a＝﹣10＜0，对称轴x＝65
∴当44≤x≤46时，y随x的增大而增大
∴当x＝46时，w最大值＝8640元
即商场销售该品牌玩具获得的最大利润是8640元．
【点睛】
本题考查了二次函数的实际应用，难度较大，求解二次函数与利润之间的关系时,需要用代数式表示销售数量和销售单价，熟悉二次函数顶点式的性质是解题关键.
6．如图，菱形ABCD的边长为20cm，∠ABC＝120°，对角线AC，BD相交于点O，动点P 从点A出发，以4cm/s的速度，沿A→B的路线向点B运动；过点P作PQ∥BD，与AC相交于点Q，设运动时间为t秒，0＜t＜5．
（1）设四边形PQCB的面积为S，求S与t的关系式；
（2）若点Q关于O的对称点为M，过点P且垂直于AB的直线l交菱形ABCD的边AD
（或CD）于点N，当t为何值时，点P、M、N在一直线上？
（3）直线PN与AC相交于H点，连接PM，NM，是否存在某一时刻t，使得直线PN平分四边形APMN的面积？若存在，求出t的值；若不存在，请说明理由．
【答案】(1) S=﹣2+0＜t＜5）； (2) 30
7
;(3)见解析.
【解析】
【分析】
（1）如图1，根据S=S△ABC-S△APQ，代入可得S与t的关系式；
（2）设PM=x，则AM=2x，可得，计算x的值，根据直角三角形30度角的性质可得
AM=AO+OM，列方程可得t的值；
（3）存在，通过画图可知：N在CD上时，直线PN平分四边形APMN的面积，根据面积相等可得MG=AP，由AM=AO+OM，列式可得t的值．
【详解】
解：（1）如图1，∵四边形ABCD是菱形，
∴∠ABD=∠DBC=1
2
∠ABC=60°，AC⊥BD，
∴∠OAB=30°，
∵AB=20，
∴OB=10，
由题意得：AP=4t，
∴PQ=2t
，，
∴S=S△ABC﹣S△APQ，
=11
··
22
AC OB PQ AQ
-，
=11
102
22
t
⨯⨯⨯⨯，
=﹣2（0＜t＜5）；（2）如图2，在Rt△APM中，AP=4t，∵点Q关于O的对称点为M，
∴OM=OQ，
设PM=x，则AM=2x，
∴
，
∴
∴
∵AM=AO+OM，
∴83t =103+103﹣23t ， t=307； 答：当t 为
307
秒时，点P 、M 、N 在一直线上； （3）存在，
如图3，∵直线PN 平分四边形APMN 的面积，
∴S △APN =S △PMN ，
过M 作MG ⊥PN 于G ， ∴
11··22
PN AP PN MG = ， ∴MG=AP ，
易得△APH ≌△MGH ， ∴AH=HM=3
t ， ∵AM=AO+OM ，
同理可知：OM=OQ=103﹣23t ，
3
t=103=103﹣23t ， t=3011
． 答：当t 为
3011秒时，使得直线PN 平分四边形APMN 的面积．
【点睛】
考查了全等三角形的判定与性质，对称的性质，三角形和四边形的面积，二次根式的化简等知识点，计算量大，解答本题的关键是熟练掌握动点运动时所构成的三角形各边的关系.
7．如图1，在平面直角坐标系中，直线122y x =
+与x 轴交于点A ，与y 轴交于点C ，抛物线212
y x bx c =++经过A 、C 两点，与x 轴的另一交点为点B ．
（1）求抛物线的函数表达式；（2）点D 为直线AC 上方抛物线上一动点，
①连接BC 、CD 、BD ，设BD 交直线AC 于点E ，△CDE 的面积为S 1，△BCE 的面积为
S 2．求：12
S S 的最大值； ②如图2，是否存在点D ，使得∠DCA ＝2∠BAC ？若存在，直接写出点D 的坐标，若不存在，说明理由．
【答案】（1）213222y x x =-
-+；（2）①当2a =-时，12S S 的最大值是45；②点D 的坐标是(2,3)-
【解析】
【分析】
（1）根据题意得到A （-4，0），C （0，2）代入y=-12
x 2+bx+c ，于是得到结论； （2）①如图，令y=0，解方程得到x 1=-4，x 2=1，求得B （1，0），过D 作DM ⊥x 轴于M ，过B 作BN ⊥x 轴交于AC 于N ，根据相似三角形的性质即可得到结论；
②根据勾股定理的逆定理得到△ABC 是以∠ACB 为直角的直角三角形，取AB 的中点P ，
求得P （-
32，0），得到PA=PC=PB=52
，过D 作x 轴的平行线交y 轴于R ，交AC 的延线于G ，∠DCF=2∠BAC=∠DGC+∠CDG ，解直角三角形即可得到结论．
【详解】
解：（1）根据题意得A （-4，0），C （0，2）， ∵抛物线y=-12
x 2+bx+c 经过A ．C 两点， ∴1016422b c c
⎧-⨯-+⎪⎨⎪⎩＝＝， ∴3b=-2c=2
⎧⎪⎨⎪⎩， 抛物线解析式为：213222
y x x =--+ ;
（2）①令0y =， ∴213
2022
x x --+= 解得：14x =- ,21x =
∴B （1，0） 过点D 作DM x ⊥轴交AC 于M ，过点B 作BN x ⊥轴交AC 于点N ，
∴DM ∥BN
∴DME BNE ∆∆∽
∴12S DE DM S BE BN
== 设：213222D a a a ⎛⎫--+ ⎪⎝⎭，
∴122M a a ⎛
⎫+ ⎪⎝⎭
， ∵()10
B ， ∴51,2N ⎛⎫ ⎪⎝⎭
∴()2212121422555
2
a a S DM a S BN --===-++ ∴当2a =-时，12S S 的最大值是45
; ②∵A （-4，0），B （1，0），C （0，2），
∴55AB=5，
∴AC 2+BC 2=AB 2，
∴△ABC 是以∠ACB 为直角的直角三角形，
取AB 的中点P ，
∴P （-32
，0）， ∴PA=PC=PB=
52， ∴∠CPO=2∠BAC ，
∴tan ∠CPO=tan （2∠BAC ）=43
， 过D 作x 轴的平行线交y 轴于R ，交AC 的延长线于G ，如图，
∴∠DCF=2∠BAC=∠DGC+∠CDG ，
∴∠CDG=∠BAC ，
∴tan ∠CDG=tan ∠BAC=
12， 即RC ：DR=
12， 令D （a ，-12a 2-32
a+2）， ∴DR=-a ，RC=-
12a 2-32a ， ∴（-12a 2-32
a ）：（-a ）=1：2， ∴a 1=0（舍去），a 2=-2，
∴x D =-2，
∴-12a 2-32
a+2=3, ∴点D 的坐标是()2,3-
【点睛】
本题是二次函数综合题，涉及待定系数法求函数的解析式，相似三角形的判定和性质，解直角三角形等知识点，正确的作出辅助线是解题的关键，难度较大．
8．如图，对称轴为直线x 1=-的抛物线()2
y ax bx c a 0=++≠与x 轴相交于A 、B 两
点，其中A 点的坐标为（－3，0）．
（1）求点B 的坐标；
（2）已知a 1=，C 为抛物线与y 轴的交点．
①若点P 在抛物线上，且POC BOC S 4S ∆∆=，求点P 的坐标；
②设点Q 是线段AC 上的动点，作QD ⊥x 轴交抛物线于点D ，求线段QD 长度的最大值．
【答案】（1）点B 的坐标为（1，0）.
（2）①点P 的坐标为（4，21）或（－4，5）.
②线段QD 长度的最大值为
94
. 【解析】
【分析】
（1）由抛物线的对称性直接得点B 的坐标．
（2）①用待定系数法求出抛物线的解析式，从而可得点C 的坐标，得到BOC S ∆，设出点P 的坐标，根据POC BOC S 4S ∆∆=列式求解即可求得点P 的坐标．
②用待定系数法求出直线AC 的解析式，由点Q 在线段AC 上，可设点Q 的坐标为(q,-q-3)，从而由QD ⊥x 轴交抛物线于点D ，得点D 的坐标为(q,q 2+2q-3)，从而线段QD 等于两点纵坐标之差，列出函数关系式应用二次函数最值原理求解.
【详解】
解：（1）∵A 、B 两点关于对称轴x 1=-对称 ，且A 点的坐标为（－3，0）， ∴点B 的坐标为（1，0）.
（2）①∵抛物线a 1=，对称轴为x 1=-，经过点A （－3，0）， ∴2a 1b 12a 9a 3b c 0
=⎧⎪⎪-=-⎨⎪-+=⎪⎩，解得a 1b 2c 3=⎧⎪=⎨⎪=-⎩. ∴抛物线的解析式为2y x 2x 3=+-.
∴B 点的坐标为（0，－3）.∴OB=1，OC=3.∴BOC 13S 1322
∆=⨯⨯=.
设点P 的坐标为(p,p 2+2p-3)，则POC 13S 3p p 22∆=⨯⨯=. ∵POC BOC S 4S ∆∆=，∴
3p 62=，解得p 4=±. 当p 4=时2p 2p 321+-=；当p 4=-时，2p 2p 35+-=，
∴点P 的坐标为（4，21）或（－4，5）.
②设直线AC 的解析式为y kx b =+，将点A ，C 的坐标代入，得：
3k b 0b 3-+=⎧⎨=-⎩
，解得：k 1b 3=-⎧⎨=-⎩. ∴直线AC 的解析式为y x 3=--.
∵点Q 在线段AC 上，∴设点Q 的坐标为(q,-q-3).
又∵QD ⊥x 轴交抛物线于点D ，∴点D 的坐标为(q,q 2+2q-3).
∴()222
39QD q 3q 2q 3q 3q q 24⎛⎫=---+-=--=-++ ⎪⎝⎭. ∵a 10<=-，-3302<<-
∴线段QD 长度的最大值为94
.
9．课本中有一道作业题：
有一块三角形余料ABC ，它的边BC=120mm ，高AD=80mm ．要把它加工成正方形零件，使正方形的一边在BC 上，其余两个顶点分别在AB ，AC 上．问加工成的正方形零件的边长是多少mm ？
小颖解得此题的答案为48mm ，小颖善于反思，她又提出了如下的问题．
（1）如果原题中要加工的零件是一个矩形，且此矩形是由两个并排放置的正方形所组成，如图1，此时，这个矩形零件的两条边长又分别为多少mm ？请你计算．
（2）如果原题中所要加工的零件只是一个矩形，如图2，这样，此矩形零件的两条边长就不能确定，但这个矩形面积有最大值，求达到这个最大值时矩形零件的两条边长．
【答案】（1）
2407
mm ，4807mm ；（2）PN=60mm ，40PQ =mm ． 【解析】
【分析】
(1)、设PQ=y（mm），则PN=2y（mm），AE=80-y（mm），根据平行得出△APN和△ABC 相似，根据线段的比值得出y的值，然后得出边长；(2)、根据第一题同样的方法得出y与x的函数关系式，然后求出S与x的函数关系式，根据二次函数的性质得出最大值.
【详解】
(1)、设PQ=y（mm），则PN=2y（mm），AE=80-y（mm）
∵PN∥BC,
∴=，△APN∽△ABC
∴=
∴=
∴=解得 y=
∴2y=
∴这个矩形零件的两条边长分别为mm，mm
(2)、设PQ=x（mm），PN=y（mm），矩形面积为S ，则AE=80-x（mm）．.
由（1）知=
∴=
∴ y=
则S=xy===
∵
∴ S有最大值
∴当x=40时，S最大=2400（mm2）此时，y==60 ．
∴面积达到这个最大值时矩形零件的两边PQ、PN长分别是40 mm ，60 mm．
考点：三角形相似的应用
10．如图，关于x的二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于点A（1，0）和点B与y轴交于点C（0，3），抛物线的对称轴与x轴交于点D．
（1）求二次函数的表达式；
（2）在y 轴上是否存在一点P ，使△PBC 为等腰三角形？若存在．请求出点P 的坐标； （3）有一个点M 从点A 出发，以每秒1个单位的速度在AB 上向点B 运动，另一个点N 从点D 与点M 同时出发，以每秒2个单位的速度在抛物线的对称轴上运动，当点M 到达点B 时，点M 、N 同时停止运动，问点M 、N 运动到何处时，△MNB 面积最大，试求出最大面积．
【答案】（1）二次函数的表达式为：y=x 2﹣4x+3；（2）点P 的坐标为：（0，2（0，3﹣2）或（0，-3）或（0，0）；（3）当点M 出发1秒到达D 点时，△MNB 面积最大，最大面积是1．此时点N 在对称轴上x 轴上方2个单位处或点N 在对称轴上x 轴下方2个单位处．
【解析】
【分析】
（1）把A （1，0）和C （0，3）代入y=x 2+bx+c 得方程组，解方程组即可得二次函数的表达式；
（2）先求出点B 的坐标，再根据勾股定理求得BC 的长，当△PBC 为等腰三角形时分三种情况进行讨论：①CP=CB ；②BP=BC ；③PB=PC ；分别根据这三种情况求出点P 的坐标； （3）设AM=t 则DN=2t ，由AB=2，得BM=2﹣t ，S △MNB=12
×（2﹣t ）×2t=﹣t 2+2t ，把解析式化为顶点式，根据二次函数的性质即可得△MNB 最大面积；此时点M 在D 点，点N 在对称轴上x 轴上方2个单位处或点N 在对称轴上x 轴下方2个单位处．
【详解】
解：（1）把A （1，0）和C （0，3）代入y=x 2+bx+c ，
103b c c ++=⎧⎨=⎩
解得：b=﹣4，c=3，
∴二次函数的表达式为：y=x 2﹣4x+3；
（2）令y=0，则x 2﹣4x+3=0，
解得：x=1或x=3，
∴B （3，0），
∴2
点P 在y 轴上，当△PBC 为等腰三角形时分三种情况进行讨论：如图1，
①当CP=CB 时，2，∴2或OP=PC ﹣2﹣3
∴P1（0，3+32），P2（0，3﹣32）；
②当PB=PC时，OP=OB=3，
∴P3（0，-3）；
③当BP=BC时，
∵OC=OB=3
∴此时P与O重合，
∴P4（0，0）；
综上所述，点P的坐标为：（0，3+32）或（0，3﹣32）或（﹣3，0）或（0，0）；
（3）如图2，设AM=t，由AB=2，得BM=2﹣t，则DN=2t，
∴S△MNB=1
×（2﹣t）×2t=﹣t2+2t=﹣（t﹣1）2+1，
2
当点M出发1秒到达D点时，△MNB面积最大，最大面积是1．此时点N在对称轴上x 轴上方2个单位处或点N在对称轴上x轴下方2个单位处．
11．如图，在平面直角坐标系xOy中，A、B为x轴上两点，C、D为y轴上的两点，经过点A、C、B的抛物线的一部分C1与经过点A、D、B的抛物线的一部分C2组合成一条封闭曲线，我们把这条封
闭曲线称为“蛋线”．已知点C的坐标为（0，），点M是抛物线C2：
2y mx 2mx 3m =--（m ＜0）的顶点．
（1）求A 、B 两点的坐标；
（2）“蛋线”在第四象限上是否存在一点P ，使得△PBC 的面积最大？若存在，求出△PBC 面积的最大值；若不存在，请说明理由； （3）当△BDM 为直角三角形时，求m 的值． 【答案】（1）A （
，0）、B （3，0）．
（2）存在．S △PBC 最大值为2716
（3）2
m 2
=-或1m =-时，△BDM 为直角三角形． 【解析】 【分析】
（1）在2
y mx 2mx 3m =--中令y=0，即可得到A 、B 两点的坐标．
（2）先用待定系数法得到抛物线C 1的解析式，由S △PBC = S △POC + S △BOP –S △BOC 得到△PBC 面积的表达式，根据二次函数最值原理求出最大值．
（3）先表示出DM 2，BD 2，MB 2，再分两种情况：①∠BMD=90°时；②∠BDM=90°时，讨论即可求得m 的值． 【详解】
解：（1）令y=0，则2mx 2mx 3m 0--=，
∵m ＜0，∴2x 2x 30--=，解得：1x 1=-，2x 3=． ∴A （
，0）、B （3，0）．
（2）存在．理由如下：
∵设抛物线C 1的表达式为()()y a x 1x 3=+-（a 0≠），
把C （0，3
2-）代入可得，12
a =．
∴Ｃ1的表达式为：()()1y x 1x 32=+-，即213
y x x 22
=--．
设P （p ，
213
p p 22
--）， ∴ S △PBC = S △POC + S △BOP –S △BOC =2
3
327p 42
16
--+
（）．
∵3a 4=-
<0，∴当3p 2=时,S △PBC 最大值为2716
． （3）由C 2可知： B （3，0），D （0，3m -），M （1，4m -）， ∴BD 2=29m 9+，BM 2=216m 4+，DM 2=2m 1+． ∵∠MBD<90°, ∴讨论∠BMD=90°和∠BDM=90°两种情况：
当∠BMD=90°时，BM 2+ DM 2= BD 2，即216m 4+＋2m 1+=29m 9+， 解得：12m =-
,22
m =(舍去)． 当∠BDM=90°时，BD 2+ DM 2= BM 2，即29m 9+＋2m 1+=216m 4+， 解得：1m 1=-，2m 1=(舍去) ． 综上所述，2
m 2
=-
或1m =-时，△BDM 为直角三角形．
12． 阅读：我们约定，在平面直角坐标系中，经过某点且平行于坐标轴或平行于两坐标轴夹角平分线的直线，叫该点的“特征线”．例如，点M （1，3）的特征线有：x =1，y =3，y =x +2，y =﹣x +4．
问题与探究：如图，在平面直角坐标系中有正方形OABC ，点B 在第一象限，A 、C 分别在
x 轴和y 轴上，抛物线21
()4
y x m n =
-+经过B 、C 两点，顶点D 在正方形内部． （1）直接写出点D （m ，n ）所有的特征线；
（2）若点D 有一条特征线是y =x +1，求此抛物线的解析式；
（3）点P 是AB 边上除点A 外的任意一点，连接OP ，将△OAP 沿着OP 折叠，点A 落在点A ′的位置，当点A ′在平行于坐标轴的D 点的特征线上时，满足（2）中条件的抛物线向下平移多少距离，其顶点落在OP 上？
【答案】（1）x =m ，y =n ，y =x +n ﹣m ，y =﹣x +m+n ；（2）21
(2)34
y x =-+；（3）抛物923-23
12距离，其顶点落在OP 上． 【解析】
试题分析：（1）根据特征线直接求出点D 的特征线；
（2）由点D 的一条特征线和正方形的性质求出点D 的坐标，从而求出抛物线解析式； （2）分平行于x 轴和y 轴两种情况，由折叠的性质计算即可．
试题解析：解：（1）∵点D （m ，n ），∴点D （m ，n ）的特征线是x =m ，y =n ，y =x +n ﹣m ，y =﹣x +m +n ；
（2）点D 有一条特征线是y =x +1，∴n ﹣m =1，∴n =m +1．∵抛物线解析式为
21()4y x m n =-+，∴21
()14
y x m m =-++，∵四边形OABC 是正方形，且D 点为正方
形的对称轴，D （m ，n ），∴B （2m ，2m ），∴21
(2)24
y m m n m =-+=，将n =m +1带入得到m =2，n =3；
∴D （2，3），∴抛物线解析式为21
(2)34
y x =
-+． （3）①如图，当点A ′在平行于y 轴的D 点的特征线时：
根据题意可得，D （2，3），∴OA ′=OA =4，OM =2，∴∠A ′OM =60°，∴∠A ′OP =∠AOP =30°，∴MN 323∴抛物线需要向下平移的距离=233923
-． ②如图，当点A ′在平行于x 轴的D 点的特征线时，设A ′（p ，3），则OA ′=OA =4，OE =3，EA 2243-7，∴A ′F =47，设P （4，c ）（c ＞0），，在Rt △A ′FP 中，（4﹣
7）2+（3﹣c ）2=c 2，∴c 1647-∴P （41647
-），∴直线OP 解析式为y 47
-x ，∴N （2，873
-），∴抛物线需要向下平移的距离=3﹣827-=127
+ 923-127
+OP 上．
点睛：此题是二次函数综合题，主要考查了折叠的性质，正方形的性质，解答本题的关键是用正方形的性质求出点D的坐标．
13．如图，已知抛物线的图象与x轴的一个交点为B（5，0），另一个交点为A，且与y轴交于点C（0，5）。

（1）求直线BC与抛物线的解析式；
（2）若点M是抛物线在x轴下方图象上的动点，过点M作MN∥y轴交直线BC于点N，求MN的最大值；
（3）在（2）的条件下，MN取得最大值时，若点P是抛物线在x轴下方图象上任意一点，以BC为边作平行四边形CBPQ，设平行四边形CBPQ的面积为S1，△ABN的面积为
S2，且S1=6S2，求点P的坐标。

【答案】（1）
（2）
（3）P的坐标为（－1，12）或（6，5）或（2，－3）或（3，－4）
【解析】
【分析】
（1）由B（5，0），C（0，5），应用待定系数法即可求直线BC与抛物线的解析式。

（2）构造MN关于点M横坐标的函数关系式，应用二次函数最值原理求解。

（3）根据S1=6S2求得BC与PQ的距离h，从而求得PQ由BC平移的距离，根据平移的性质求得PQ的解析式，与抛物线联立，即可求得点P的坐标。

【详解】
解：（1）设直线BC的解析式为，
将B（5，0），C（0，5）代入，得，得。

∴直线BC的解析式为。

将B（5，0），C（0，5）代入，得，得。

∴抛物线的解析式。

（2）∵点M是抛物线在x轴下方图象上的动点，∴设M。

∵点N是直线BC上与点M横坐标相同的点，∴N。

∵当点M在抛物线在x轴下方时，N的纵坐标总大于M的纵坐标。

∴。

∴MN的最大值是。

（3）当MN取得最大值时，N。

∵的对称轴是，B（5，0），∴A（1，0）。

∴AB=4。

∴。

由勾股定理可得，。

设BC与PQ的距离为h，则由S1=6S2得：，即。

如图，过点B作平行四边形CBPQ的高BH，过点H作x轴的垂线交点E ，则
BH=，EH是直线BC沿y轴方向平移的距离。

易得，△BEH是等腰直角三角形，
∴EH=。

∴直线BC沿y轴方向平移6个单位得PQ的解析式：
或。

当时，与联立，得
，解得或。

此时，点P的坐标为（－1，12）或（6，5）。

当时，与联立，得
，解得或。

此时，点P的坐标为（2，－3）或（3，－4）。

综上所述，点P的坐标为（－1，12）或（6，5）或（2，－3）或（3，－4）。

14．如图，在平面直角坐标系中，已知矩形ABCD的三个顶点B（4，0）、C（8，0）、D （8，8）.抛物线y=ax2+bx过A、C两点.
(1)直接写出点A的坐标，并求出抛物线的解析式；
(2)动点P从点A出发．沿线段AB向终点B运动，同时点Q从点C出发，沿线段CD向终点D运动．速度均为每秒1个单位长度，运动时间为t秒.过点P作PE⊥AB交AC于点E
①过点E作EF⊥AD于点F，交抛物线于点G.当t为何值时，线段EG最长?
②连接EQ．在点P、Q运动的过程中，判断有几个时刻使得△CEQ是等腰三角形?请直接写出相应的t值.
【答案】(1)点A的坐标为（4，8）
将A (4,8)、C（8，0）两点坐标分别代入y=ax2+bx
得8=16a+4b
0=64a+8b
解得a=,b=4
∴抛物线的解析式为：y=-x2+4x
（2）①在Rt△APE和Rt△ABC中，tan∠PAE=PE
AP
=
BC
AB
,即
PE
AP
=
4
8
∴PE=AP=t．PB=8-t．
∴点Ｅ的坐标为（4+t，8-t）.
∴点G的纵坐标为：-（4+t）2+4(4+t）=-t2+8.∴EG=-t2+8-(8-t)
=-t 2+t.
∵-
＜0，∴当t=4时，线段EG 最长为2.
②共有三个时刻：t 1=163， t 2=4013，t 3=8525
+． 【解析】
（1）根据题意即可得到点A 的坐标，再由A 、C 两点坐标根据待定系数法即可求得抛物线的解析式；
（2）①在Rt △APE 和Rt △ABC 中，由tan ∠PAE ，即可表示出点E 的坐标，从而得到点G 的坐标，EG 的长等于点G 的纵坐标减去点E 的纵坐标，得到一个函数关系式，根据函数关系式的特征即可求得结果；②考虑腰和底，分情况讨论．
15．综合与探究 如图，抛物线y=
211
433
x x --与x 轴交于A ，B 两点（点A 在点B 的左侧），与y 轴交于点C ，连接AC ，BC ．点P 是第四象限内抛物线上的一个动点，点P 的横坐标为m ，过点P 作PM ⊥x 轴，垂足为点M ，PM 交BC 于点Q ，过点P 作PE ∥AC 交x 轴于点E ，交BC 于点F ．
（1）求A ，B ，C 三点的坐标；
（2）试探究在点P 运动的过程中，是否存在这样的点Q ，使得以A ，C ，Q 为顶点的三角形是等腰三角形．若存在，请直接写出此时点Q 的坐标；若不存在，请说明理由； （3）请用含m 的代数式表示线段QF 的长，并求出m 为何值时QF 有最大值．
【答案】（1）C （0，﹣4）；（2）Q 点坐标为（522，52
2
﹣4）或（1，﹣3）； （3）当m=2时，QF 有最大值． 【解析】 【分析】 （1）解方程13x 2−1
3
x-4=0得A （-3，0），B （4，0），计算自变量为0时的二次函数值得C 点坐标；
（2）利用勾股定理计算出AC=5，利用待定系数法可求得直线BC 的解析式为y=x-4，则可设Q （m ，m-4）（0＜m ＜4），讨论：当CQ=CA 时，则m 2+（m-4+4）2=52，
当AQ=AC 时，（m+3）2+（m-4）2=52；当QA=QC 时，（m+3）2+（m-4）2=52，然后分别解方程求出m 即可得到对应的Q 点坐标；
（3）过点F 作FG ⊥PQ 于点G ，如图，由△OBC 为等腰直角三角形．可判断△FQG 为等腰
直角三角形，则，再证明△FGP ～△AOC 得到34FG PG =，则
PG=
3FQ ，所以PQ=6
FQ ，于是得到，设P （m ，13m 2-13m-4）（0＜m
＜4），则Q （m ，m-4），利用PQ=-13m 2+43m 得到-13m 2+43m ），然后利用二次函数的性质解决问题． 【详解】
（1）当y=0，
13x 2−1
3
x-4=0，解得x 1=-3，x 2=4， ∴A （-3，0），B （4，0），
当x=0，y=
13x 2−1
3
x-4=-4， ∴C （0，-4）；
（2）， 易得直线BC 的解析式为y=x-4， 设Q （m ，m-4）（0＜m ＜4），
当CQ=CA 时，m 2+（m-4+4）2=52，解得m 1=
2，m 2=-2
（舍去），此时Q 点坐标为
（
2，
2
-4）； 当AQ=AC 时，（m+3）2+（m-4）2=52，解得m 1=1，m 2=0（舍去），此时Q 点坐标为（1，-3）；
当QA=QC 时，（m+3）2+（m-4）2=52，解得m=25
2
（舍去），
综上所述，满足条件的Q 点坐标为（
2，
2
-4）或（1，-3）； （3）解：过点F 作FG ⊥PQ 于点G ，如图，
则FG ∥x 轴．由B （4，0），C （0，-4）得△OBC 为等腰直角三角形 ∴∠OBC=∠QFG=45 ∴△FQG 为等腰直角三角形， ∴FG=QG=
2
2
FQ ， ∵PE ∥AC ，PG ∥CO ， ∴∠FPG=∠ACO ， ∵∠FGP=∠AOC=90°， ∴△FGP ～△AOC ． ∴
FG PG OA CO =，即34FG PG
=， ∴PG=
43FG=43222
FQ ， ∴PQ=PG+GQ=23FQ+22FQ=2
6
FQ ， ∴32
PQ ， 设P （m ，
13m 2-1
3m-4）（0＜m ＜4），则Q （m ，m-4）， ∴PQ=m-4-（13m 2-13m-4）=-13m 2+4
3
m ， ∴32（-13m 2+43m ）2（m-2）242
∵2
＜0， ∴QF 有最大值．
∴当m=2时，QF 有最大值． 【点睛】
本题考查了二次函数的综合题：熟练掌握二次函数图象上点的坐标特征、二次函数的性质和等腰三角形的性质；会利用待定系数法求函数解析式；理解坐标与图形性质，会利用相似比表示线段之间的关系；会运用分类讨论的思想解决数学问题．。