北师大版初三数学秋季班(教师版) 第13讲 二次函数存在性问题--基础版
北师版数学九下9B教材知识梳理及中考复习 第13讲 二次函数的应用
第13讲二次函数的应用
一、知识清单梳理
知识点一:二次函数的应用关键点拨
一般步骤若题目中未给出坐标系,则需要建立坐标系求解,
建立的原则:①所建立的坐标系要使求出的二次
①据题意,结合函数图象求出函数解析式;
②确定自变量的取值范围;
函数表达式比较简单;②使已知点所在的位置适
实物抛物线
③根据图象,结合所求解析式解决问题. 当(如在x 轴,y 轴、原点、抛物线上等),方便
求二次函数丶表达式和之后的计算求解.
①分析问题中的数量关系,列出函数关系式;解决最值应用题要注意两点:
实际问题中求最值②研究自变量的取值范围;
③确定所得的函数;
④检验x 的值是否在自变量的取值范围内,并求
①设未知数,在“当某某为何值时,什么最大(最
小)”的设问中,“某某”要设为自变量,“什么”
要设为函数;
相关的值;②求解最值时,一定要考虑顶点(横、纵坐标)⑤解决提出的实际问题. 的取值是否在自变量的取值范围内.
结合几何图形①根据几何图形的性质,探求图形中的关系式;
②根据几何图形的关系式确定二次函数解析式;
③利用配方法等确定二次函数的最值,解决问题
由于面积等于两条边的乘积,所以几何问题的面
积的最值问题通常会通过二次函数来解决.同样
需注意自变量的取值范围.
1。
北师大版数学九年级下册第二章二次函数综合探究——最值问题及存在性问题课时对应练习(Word版含答案)
第13课时二次函数综合探究——最值问题及存在性问题1.已知抛物线y1=﹣x2+mx+n,直线y2=kx+b,y1的对称轴与y2交于点A(﹣1,5),点A与y1的顶点B的距离是4.(1)求y1的解析式;(2)若y2随着x的增大而增大,且y1与y2都经过x轴上的同一点,求y2的解析式.2.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过点A(1,0)、B(3,0)、C(0,3).(1)试求出抛物线的解析式;(2)问:在抛物线的对称轴上是否存在一个点Q,使得△QAC的周长最小,试求出△QAC 的周长的最小值,并求出点Q的坐标;(3)现有一个动点P从抛物线的顶点T出发,在对称轴上以1个单位长度每秒的速度向y 轴的正方向运动,试问,经过几秒后,△P AC是等腰三角形?3.如图,抛物线y=x2﹣2x﹣3与直线y=﹣x+b交于A,C两点,与x轴交于点A,B.点P为直线AC下方抛物线上的一个动点(不包括点A和点C),过点P作PN⊥AB交AC与点M,垂足为N,连接AP,CP.设点P的横坐标为m.(1)求b的值;(2)用含m的代数式表示线段PM的长并写出m的取值范围;(3)求△P AC的面积S关于m的函数解析式,并求使得△APC面积最大时,点P的坐标;(4)直接写出当△CMP为等腰三角形时点P的坐标.4.已知抛物线y=﹣mx2+4x+2m与x轴交于点A(α,0),B(β,0),且1α+1β=−2,(1)求抛物线的解析式.(2)抛物线的对称轴为l,与y轴的交点为C,顶点为D,点C关于l的对称点为E,是否存在x轴上的点M,y轴上的点N,使四边形DNME的周长最小?若存在,请画出图形(保留作图痕迹),并求出周长的最小值;若不存在,请说明理由.(3)若点P在抛物线上,点Q在x轴上,当以点D、E、P、Q为顶点的四边形是平行四边形时,求点P的坐标.5.如图,抛物线y=ax2+bx+4与x轴交于A(﹣2,0),D两点,与y轴交于点C,对称轴x=3交x轴交于点B.(1)求抛物线的解析式.(2)点M是x轴上方抛物线上一动点,过点M作MN⊥x轴于点N,交直线BC于点E.设点M的横坐标为m,用含m的代数式表示线段ME的长,并求出线段ME长的最大值.(3)若点P在y轴的正半轴上,连接P A,过点P作P A垂线,交抛物线的对称轴于点Q.是否存在点P,使以点P、A、Q为顶点的三角形与△BAQ全等?若存在,直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.6.(2019•广州)已知抛物线G :y =mx 2﹣2mx ﹣3有最低点.(1)求二次函数y =mx 2﹣2mx ﹣3的最小值(用含m 的式子表示);(2)将抛物线G 向右平移m 个单位得到抛物线G 1.经过探究发现,随着m 的变化,抛物线G 1顶点的纵坐标y 与横坐标x 之间存在一个函数关系,求这个函数关系式,并写出自变量x 的取值范围;(3)记(2)所求的函数为H ,抛物线G 与函数H 的图象交于点P ,结合图象,求点P 的纵坐标的取值范围.7.已知抛物线y =mx 2+(1﹣2m )x +1﹣3m 与x 轴相交于不同的两点A 、B(1)求m 的取值范围;(2)证明该抛物线一定经过非坐标轴上的一点P ,并求出点P 的坐标;(3)当14<m ≤8时,由(2)求出的点P 和点A ,B 构成的△ABP 的面积是否有最值?若有,求出该最值及相对应的m 值.8.已知O 为坐标原点,抛物线y 1=ax 2+bx +c (a ≠0)与x 轴相交于点A (x 1,0),B (x 2,0),与y 轴交于点C ,且O ,C 两点间的距离为3,x 1•x 2<0,|x 1|+|x 2|=4,点A ,C 在直线y 2=﹣3x +t 上.(1)求点C 的坐标;(2)当y 1随着x 的增大而增大时,求自变量x 的取值范围;(3)将抛物线y 1向左平移n (n >0)个单位,记平移后y 随着x 的增大而增大的部分为P ,直线y 2向下平移n 个单位,当平移后的直线与P 有公共点时,求2n 2﹣5n 的最小值.【参考答案】1.(1)∵抛物线y 1=﹣x 2+mx +n ,直线y 2=kx +b ,y 1的对称轴与y 2交于点A (﹣1,5),点A 与y 1的顶点B 的距离是4.∴B (﹣1,1)或(﹣1,9),∴−m 2×(−1)=−1,4×(−1)n−m 24×(−1)=1或9, 解得m =﹣2,n =0或8,∴y 1的解析式为y 1=﹣x 2﹣2x 或y 1=﹣x 2﹣2x +8;(2)①当y 1的解析式为y 1=﹣x 2﹣2x 时,抛物线与x 轴交点是(0,0)和(﹣2,0), ∵y 1的对称轴与y 2交于点A (﹣1,5),∴y 1与y 2都经过x 轴上的同一点(﹣2,0),把(﹣1,5),(﹣2,0)代入得{−k +b =5−2k +b =0, 解得{k =5b =10, ∴y 2=5x +10.②当y 1=﹣x 2﹣2x +8时,解﹣x 2﹣2x +8=0得x =﹣4或2,∵y 2随着x 的增大而增大,且过点A (﹣1,5),∴y 1与y 2都经过x 轴上的同一点(﹣4,0),把(﹣1,5),(﹣4,0)代入得{−k +b =5−4k +b =0, 解得{k =53b =203; ∴y 2=53x +203.2.(1)∵抛物线y =ax 2+bx +c (a ≠0)经过点A (1,0)、B (3,0)、C (0,3),∴把此三点代入得{a +b +c =09a +3b +c =0c =3,解得{a =1b =−4c =3,故抛物线的解析式为,y =x 2﹣4x +3;(2)点A 关于对称轴的对称点即为点B ,连接B 、C ,交x =2于点Q ,可得直线BC:y=﹣x+3,与对称轴交点Q(2,1),BC=3√2,可得△QAC周长为√10+3√2.(3)设t秒后△P AC是等腰三角形,因为P在对称轴上,所以P点坐标为(2,t﹣1)于是①当P A=CA时;根据勾股定理得:(2﹣1)2+(t﹣1)2=12+32;解得t=4秒或t=﹣2秒(负值舍去).②PC=P A时;根据勾股定理得:22+(t﹣4)2=(2﹣1)2+(t﹣1)2;解得t=3秒;③CP=CA时;根据勾股定理得:22+(t﹣4)2=12+32;解得t=(4+√6)秒或t=(4−√6)秒所以经过4秒,或3秒,或4+√6秒,或4−√6秒时,△P AC是等腰三角形.3.(1)令x2﹣2x﹣3=0,解得:x1=﹣1,x2=3,即A=(﹣1,0),B(3,0),把A(﹣1,0)代入y=﹣x+b,得b=﹣1,则一次函数解析式为y=﹣x﹣1;(2)把x=m代入抛物线解析式得:y=m2﹣2m﹣3,把x=m代入直线解析式得:y=﹣m﹣1,∴NP=﹣(m2﹣2m﹣3),MN=﹣(﹣m﹣1),∴MP=NP﹣NM=﹣(m2﹣2m﹣3)+(﹣m﹣1)=﹣m2+m+2,m 的取值范围是﹣1<m <2;(3)过点作CE ⊥AB 于点E ,则S △APC =S △AMP +S △CMP =12MP •AN +12MP •NE =12MP •AE =−32m 2+32m +3, ∵﹣1<0,开口向下,∴当m =−b 2a =12时,S △APC 面积最大,此时P (12,−154);(4)分三种情况:①当P 为抛物线顶点时,此时MC =PC ,△CMP 为等腰三角形,P 点坐标为P 1(1,﹣4);②当P 为C 关于抛物线对称轴对称的点时,此时MP =MC 时,△CMP 为等腰三角形,∵点C (2,﹣3),对称轴为:x =1,∴点P 坐标为P 2(0,﹣3);③当P 为MC 的垂直平分线上点时,此时PM =PC ,△CMP 为等腰三角形,P 3(√2−1,2﹣4√2).4.(1)由题意可得:α,β是方程﹣mx 2+4x +2m =0的两根,由根与系数的关系可得, α+β=4m ,αβ=﹣2,∵1α+1β=−2,∴α+βαβ=−2,即4m −2=−2,解得:m=1,故抛物线解析式为:y=﹣x2+4x+2;(2)存在x轴上的点M,y轴上的点N,使得四边形DNME的周长最小,∵y=﹣x2+4x+2=﹣(x﹣2)2+6,∴抛物线的对称轴l为x=2,顶点D的坐标为:(2,6),又∵抛物线与y轴交点C的坐标为:(0,2),点E与点C关于l对称,∴E点坐标为:(4,2),作点D关于y轴的对称点D′,点E关于x轴的对称点E′,则D′的坐标为;(﹣2,6),E′坐标为:(4,﹣2),连接D′E′,交x轴于M,交y轴于N,此时,四边形DNME的周长最小为:D′E′+DE,如图1所示:延长E′E,′D交于一点F,在Rt△D′E′F中,D′F=6,E′F=8,则D′E′=√D′F2+E′F2=√62+82=10,设对称轴l与CE交于点G,在Rt△DGE中,DG=4,EG=2,∴DE=√DG2+EG2=√42+22=2√5,∴四边形DNME的周长最小值为:10+2√5;(3)如图2,P为抛物线上的点,过点P作PH⊥x轴,垂足为H,若以点D、E、P、Q为顶点的四边形为平行四边形,则△PHQ≌△DGE,∴PH=DG=4,∴|y|=4,∴当y=4时,﹣x2+4x+2=4,解得:x1=2+√2,x2=2−√2,当y=﹣4时,﹣x2+4x+2=﹣4,解得:x3=2+√10,x4=2−√10,无法得出以DE为对角线的平行四边形,故P点的坐标为;(2−√2,4),(2+√2,4),(2−√10,﹣4),(2+√10,﹣4).5.(1)由题意得,点D 的坐标为(8,0),把点A 、D 的坐标代入y =ax 2+bx +4{4a −2b +4=064a +8b +4=0, 解{a =−14b =32. 故抛物线解析式为y =−14x 2+32x +4.(2)由题意,点C ,点B 坐标分别为(0,4),(3,0),则直线CB 解析式y =−43x +4,点M 坐标为(m ,−14m 2+32m +4),点E 坐标为(m ,−43m +4),①当﹣2<m ≤0时,ME =−43m +4﹣(−14m 2+32m +4)=14m 2−176m , m =﹣2时,ME =203,由二次函数性质可知,ME <203;②当0<m <8时,ME =−14m 2+32m +4﹣(−43m +4)=14m 2−176m =−14(m −173)2+28936 当m =173时,ME 取得最大值,最大值为28936. 综上所述,当﹣2<m ≤0时,ME =14m 2−176m ,当0<m <8时,ME =−14m 2+176m .当m =173时,ME 取得最大值,最大值为28936. (3)存在,∵P A ⊥PQ ,BQ ⊥x 轴∴∠APQ =∠ABQ =90°,∴△APQ 和△ABQ 中.点P 和点B 是对应点,∵以点P 、A 、Q 为顶点的三角形与△BAQ 全等,只有两种情况:设点P (0,c ),Q (3,n )(c >0),∴AB =5,BQ =n ,P A =√4+c 2,PQ =√9+(c −n)2,①△P AQ ≌△BAQ ,∴P A =BA ,PQ =BQ ,∴√4+c 2=5,√9+(c −n)2=n ,∴c =√21或c =−√21(舍),∴P (0,√21),②△PQA ≌△BAQ ,∴P A =BQ ,PQ =AB ,∴√4+c 2=n ,√9+(c −n)2=5,∴c 1=32,n 1=−52或c 2=−32,n 2=52(舍)故点P 坐标为P 1(0,√21),P 2(0,32). 6.(1)∵y =mx 2﹣2mx ﹣3=m (x ﹣1)2﹣m ﹣3,抛物线有最低点 ∴二次函数y =mx 2﹣2mx ﹣3的最小值为﹣m ﹣3(2)∵抛物线G :y =m (x ﹣1)2﹣m ﹣3∴平移后的抛物线G 1:y =m (x ﹣1﹣m )2﹣m ﹣3∴抛物线G 1顶点坐标为(m +1,﹣m ﹣3)∴x =m +1,y =﹣m ﹣3∴x +y =m +1﹣m ﹣3=﹣2即x +y =﹣2,变形得y =﹣x ﹣2∵m >0,m =x ﹣1∴x ﹣1>0∴x >1∴y 与x 的函数关系式为y =﹣x ﹣2(x >1)(3)法一:如图,函数H :y =﹣x ﹣2(x >1)图象为射线x =1时,y =﹣1﹣2=﹣3;x =2时,y =﹣2﹣2=﹣4∴函数H 的图象恒过点B (2,﹣4)∵抛物线G :y =m (x ﹣1)2﹣m ﹣3x =1时,y =﹣m ﹣3;x =2时,y =m ﹣m ﹣3=﹣3∴抛物线G 恒过点A (2,﹣3)由图象可知,若抛物线与函数H 的图象有交点P ,则y B <y P <y A ∴点P 纵坐标的取值范围为﹣4<y P <﹣3法二:{y =−x −2y =mx 2−2mx −3整理的:m (x 2﹣2x )=1﹣x∵x >1,且x =2时,方程为0=﹣1不成立∴x ≠2,即x 2﹣2x =x (x ﹣2)≠0∴m =1−x x(x−2)>0∵x >1∴1﹣x<0∴x(x﹣2)<0∴x﹣2<0∴x<2即1<x<2∵y P=﹣x﹣2∴﹣4<y P<﹣37.(1)解:当m=0时,函数为一次函数,不符合题意,舍去;当m≠0时,∵抛物线y=mx2+(1﹣2m)x+1﹣3m与x轴相交于不同的两点A、B,∴△=(1﹣2m)2﹣4×m×(1﹣3m)=(1﹣4m)2>0,∴1﹣4m≠0,∴m≠1 4,∴m的取值范围为m≠0且m≠1 4;(2)证明:∵抛物线y=mx2+(1﹣2m)x+1﹣3m,∴y=m(x2﹣2x﹣3)+x+1,抛物线过定点说明在这一点y与m无关,显然当x2﹣2x﹣3=0时,y与m无关,解得:x=3或x=﹣1,当x=3时,y=4,定点坐标为(3,4);当x=﹣1时,y=0,定点坐标为(﹣1,0),∵P不在坐标轴上,∴P(3,4);(3)解:|AB|=|x A﹣x B|=√b2−4ac|a|=√(1−2m)2−4m(1−3m)|m|=√1−4m+4m2−4m+12m2m2=√(1−4m)2m2=|1−4mm|=|1m−4|,∵14<m ≤8, ∴18≤1m <4, ∴−318≤1m−4<0, ∴0<|1m−4|≤318, ∴|AB |最大时,|1m−4|=318, 解得:m =8,或m =863(舍去),∴当m =8时,|AB |有最大值318,此时△ABP 的面积最大,没有最小值,则面积最大为:12|AB |y P =12×318×4=314. 8.(1)令x =0,则y =c ,故C (0,c ),∵OC 的距离为3,∴|c |=3,即c =±3,∴C (0,3)或(0,﹣3);(2)∵x 1x 2<0,∴x 1,x 2异号,①若C (0,3),即c =3,把C (0,3)代入y 2=﹣3x +t ,则0+t =3,即t =3, ∴y 2=﹣3x +3,把A (x 1,0)代入y 2=﹣3x +3,则﹣3x 1+3=0, 即x 1=1,∴A (1,0),∵x 1,x 2异号,x 1=1>0,∴x 2<0,∵|x 1|+|x 2|=4,∴1﹣x 2=4,解得:x 2=﹣3,则B (﹣3,0),代入y 1=ax 2+bx +3得,{a +b +3=09a −3b +3=0, 解得:{a =−1b =−2,∴y 1=﹣x 2﹣2x +3=﹣(x +1)2+4,则当x ≤﹣1时,y 随x 增大而增大.②若C (0,﹣3),即c =﹣3,把C (0,﹣3)代入y 2=﹣3x +t ,则0+t =﹣3,即t =﹣3, ∴y 2=﹣3x ﹣3,把A (x 1,0),代入y 2=﹣3x ﹣3,则﹣3x 1﹣3=0,即x 1=﹣1,∴A (﹣1,0),∵x 1,x 2异号,x 1=﹣1<0,∴x 2>0∵|x 1|+|x 2|=4,∴1+x 2=4,解得:x 2=3,则B (3,0),代入y 1=ax 2+bx ﹣3得,{a −b −3=09a +3b −3=0, 解得:{a =1b =−2, ∴y 1=x 2﹣2x ﹣3=(x ﹣1)2﹣4,则当x ≥1时,y 随x 增大而增大,综上所述,若c =3,当y 随x 增大而增大时,x ≤﹣1; 若c =﹣3,当y 随x 增大而增大时,x ≥1;(3)①若c =3,则y 1=﹣x 2﹣2x +3=﹣(x +1)2+4,y 2=﹣3x +3, y 1向左平移n 个单位后,则解析式为:y 3=﹣(x +1+n )2+4, 则当x ≤﹣1﹣n 时,y 随x 增大而增大,y 2向下平移n 个单位后,则解析式为:y 4=﹣3x +3﹣n , 要使平移后直线与P 有公共点,则当x =﹣1﹣n ,y 3≥y 4, 即﹣(﹣1﹣n +1+n )2+4≥﹣3(﹣1﹣n )+3﹣n , 解得:n ≤﹣1,∵n >0,∴n ≤﹣1不符合条件,应舍去;②若c =﹣3,则y 1=x 2﹣2x ﹣3=(x ﹣1)2﹣4,y 2=﹣3x ﹣3, y 1向左平移n 个单位后,则解析式为:y 3=(x ﹣1+n )2﹣4, 则当x ≥1﹣n 时,y 随x 增大而增大,y 2向下平移n 个单位后,则解析式为:y 4=﹣3x ﹣3﹣n , 要使平移后直线与P 有公共点,则当x =1﹣n ,y 3≤y 4,即(1﹣n﹣1+n)2﹣4≤﹣3(1﹣n)﹣3﹣n,解得:n≥1,综上所述:n≥1,2n2﹣5n=2(n−54)2−258,∴当n=54时,2n2﹣5n的最小值为:−258.。
北师大版初三数学秋季班(学生版) 第13讲 二次函数存在性问题--基础班
北师大初三数学9年级上册秋季版(学生版)最新讲义第13讲 二次函数存在性问题知识点1二次函数中直角三角形存在性问题二次函数y=ax 2+bx+c (a ,b ,c 是常数,a≠0)的三种表达形式分别为:一般式:y=ax 2+bx+c ,通常要知道图像上的三个点的坐标才能得出此解析式;顶点式:y=a (x -h )2+k ,通常要知道顶点坐标或对称轴才能求出此解析式;交点式:y=a (x -x 1)(x -x 2),通常要知道图像与x 轴的两个交点坐标x 1,x 2才能求出此解析式;对于y=ax 2+bx+c 而言,其顶点坐标为(-2b a ,244ac b a ).对于y=a (x -h )2+k 而言其顶点坐标为(h ,k ), 由于二次函数的图像为抛物线,因此关键要抓住抛物线的三要素:开口方向,对称轴,顶点.【典例】1.如图,已知抛物线y=x 2+bx+c 与x 轴交于A ,B 两点(点A 在点B 的左侧)与y 轴交于点C (0,﹣3),对称轴是直线x=1,直线BC 与抛物线的对称轴交于点D ,点E 为y 轴上一动点,CE 的垂直平分线交抛物线于P ,Q 两点(点P 在第三象限)(1)求抛物线的函数表达式和直线BC 的函数表达式;(2)当△CDE 是直角三角形,且∠CDE=90° 时,求出点P 的坐标;(3)当△PBC 的面积为时,求点E 的坐标.【方法总结】探究直角三角形的存在性问题时,具体方法如下:(1)先假设结论成立,根据直角顶点的不确定性,分情况讨论;(2)找点:当所给定长没有说明是直角三角形的斜边还是直角边时,需分情况讨论,具体方法如下: ①当定长为直角三角形的直角边时,分别以定长的某一端点作定长的垂线,与数轴或抛物线有交点时,此交点即为符合条件的点;②当定长为直角三角形的斜边时,以此定长为直径作圆,圆弧与所求点满足条件的数轴或抛物线有交点时,此交点即为符合条件的点;(3)计算:把图形中的点坐标用含有自变量的代数式表示出来,从而表示出三角形的各个边(表示线段时,注意代数式的符号)。
二次函数的存在性问题(Word版解析+答案)
中考压轴题解析二次函数的存在性问题【典例分析】【考点 1】二次函数与相似三角形问题例1】已知抛物线y ax2 bx 3与 x轴分别交于A( 3,0),B(1,0)两点,与 y轴交于点 C.2)点 F 是线段 AD 上一个动点.1AD .2ABC 相似?若相似,求出点 F 的坐标;若不相似,请说明理由.变式1-1】如图,抛物线y ax2 2x c经过A( 1,0),B两点,且与y轴交于点C(0,3) ,抛物线与直线y x 1交于A,E 两点.(1)求抛物线的解析式;(2)坐标轴上是否存在一点Q,使得AQE是以AE为底边的等腰三角形?若存在,请直接写出点Q 的坐标;若不存在,说明理由.(3)P点在x轴上且位于点B 的左侧,若以P,B,C为顶点的三角形与ABE相似,求点P的坐AF①如图 1,设k ,当 k 为何值时,CFAD1)求抛物线的表达式及顶点 D 的坐标;标.1【变式1-2】如图,已知抛物线y m(x 2)(x m)(m > 0)与 x 轴相交于点 A,B,与 y轴相交于点 C,且点 A 在点 B 的左侧 .( 1)若抛物线过点( 2, 2),求抛物线的解析式;(2)在( 1)的条件下,抛物线的对称轴上是否存在一点H ,使 AH+CH 的值最小,若存在,求出点 H 的坐标;若不存在,请说明理由;(3)在第四象限内,抛物线上是否存在点M ,使得以点 A,B,M 为顶点的三角形与△ACB 相似?若存在,求出 m 的值;若不存在,请说明理由 .考点 2】二次函数与直角三角形问题BC交于点D,连接AC 、AD ,求VACD的面积;3 点E为直线BC上的任意一点,过点E作x轴的垂线与抛物线交于点F ,问是否存在点E使VDEF 为直角三角形?若存在,求出点E 坐标,若不存在,请说明理由.例2】如图,抛物线y ax2bx c a 0的顶点坐标为2, 1 ,图象与y 轴交于点C 0,3 ,与x轴2 设抛物线对称轴与直线【变式2-1】如图,经过x 轴上A( 1,0), B(3,0)两点的抛物线y m(x 1)2 4m (m 0)交y 轴于点C ,设抛物线的顶点为D ,若以DB 为直径的⊙ G 经过点C ,求解下列问题:1)用含m的代数式表示出C,D 的坐标;2)求抛物线的解析式;3)能否在抛物线上找到一点Q,使△BDQ 为直角三角形?如能,求出Q点的坐标,若不能,请说明理由。
新北师大版九年级数学二次函数的相关概念梳理
新北师大版九年级数学二次函数的相关概
念梳理
本文主要介绍新北师大版九年级数学中关于二次函数的相关概念。
二次函数的定义
二次函数是指自变量的二次多项式函数,通常表达式为
$f(x)=ax^2+bx+c$,其中 $a\ne0$。
二次函数的图像
二次函数的图像通常是一个开口朝上或朝下的抛物线。
当$a>0$ 时,抛物线开口朝上;当 $a<0$ 时,抛物线开口朝下。
二次函数的顶点
当 $a>0$ 时,二次函数的最小值(即顶点)为 $f\left(-
\dfrac{b}{2a}\right)$;当 $a<0$ 时,二次函数的最大值(即顶点)
为 $f\left(-\dfrac{b}{2a}\right)$。
轴对称
二次函数的图像关于垂直于 $x$ 轴的直线 $x=-
\dfrac{b}{2a}$ 对称。
零点
二次函数的零点是指函数值等于$0$ 时,对应的自变量的取值。
二次函数的零点可以通过求解二次方程 $ax^2+bx+c=0$ 来确定。
总结
二次函数是初中数学中非常重要的一个概念,在应用数学、高
中数学以及大学数学中都有广泛的应用。
通过本文的梳理,相信读
者可以更深入地理解和掌握二次函数的相关概念。
二次函数与几何的动点及最值、存在性问题(解析版)
二次函数与几何的动点及最值、存在性问题目录题型01平行y轴动线段最大值与最小值问题题型02抛物线上的点到某一直线的距离问题题型03已知点关于直线对称点问题题型04特殊角度存在性问题题型05将军饮马模型解决存在性问题题型06二次函数中面积存在性问题题型07二次函数中等腰三角形存在性问题题型08二次函数中直角三角形存在性问题题型09二次函数中全等三角形存在性问题题型10二次函数中相似三角形存在性问题题型11二次函数中平行四边形存在性问题题型12二次函数中矩形存在性问题题型13二次函数中菱形存在性问题题型14二次函数中正方形存在性问题二次函数常见存在性问题:(1)等线段问题:将动点坐标用函数解析式以“一母式”的结构表示出来,再利用点到点或点到直线的距离公式列出方程或方程组,然后解出参数的值,即可以将线段表示出来.【说明】在平面直角坐标系中该点在某一函数图像上,设该点的横坐标为m,则可用含m字母的函数解析式来表示该点的纵坐标,简称“设横表纵”或“一母式”.(2)平行y轴动线段最大值与最小值问题:将动点坐标用函数解析式以“一母式”的结构表示出来,再用纵坐标的较大值减去较小值,再利用二次函数的性质求出动线段的最大值或最小值.(3)求已知点关于直线对称点问题:先求出直线解析式,再利用两直线垂直的性质(两直线垂直,斜率之积等于-1)求出已知点所在直线的斜率及解析式,最后用中点坐标公式即可求出对称点的坐标.(4)“抛物线上是否存在一点,使其到某一直线的距离为最值”的问题:常常利用直线方程与二次函数解析式联立方程组,求出切点坐标,运用点到直线的距离公式进行求解.(5)二次函数与一次函数、特殊图形、旋转及特殊角度综合:图形或一次函数与x 轴的角度特殊化,利用与角度有关知识点求解函数图像上的点,结合动点的活动范围,求已知点与动点是否构成新的特殊图形.2.二次函数与三角形综合(1)将军饮马问题:本考点主要分为两类:①在定直线上是否存在点到两定点的距离之和最小;②三角形周长最小或最大的问题,主要运用的就是二次函数具有对称性.(2)不规则三角形面积最大或最小值问题:利用割补法将不规则三角形分割成两个或以上的三角形或四边形,在利用“一母式”将动点坐标表示出来,作线段差,用线段差来表示三角形的底或高,用面积公式求出各部分面积,各部分面积之和就是所求三角形的面积.将三角形的面积用二次函数的结构表示出来,再利用二次函数的性质求出面积的最值及动点坐标.(3)与等腰三角形、直角三角形的综合问题:对于此类问题,我们可以利用两圆一线或两线一圆的基本模型来进行计算.问题分情况找点画图解法等腰三角形已知点A ,B 和直线l ,在l 上求点P ,使△PAB 为等腰三角形以AB为腰分别以点A ,B 为圆心,以AB 长为半径画圆,与已知直线的交点P 1,P 2,P 4,P 5即为所求分别表示出点A ,B ,P 的坐标,再表示出线段AB ,BP ,AP 的长度,由①AB =AP ;②AB =BP ;③BP =AP 列方程解出坐标以AB 为底作线段AB 的垂直平分线,与已知直线的交点P 3即为所求分别表示出点A ,B ,P 的坐标,再表示出线段AB ,BP ,AP 的长度,由①AB =AP ;②AB =BP ;③BP =AP 列方程解出坐标问题分情况找点画图解法直角三角形已知点A ,B 和直线l ,在l 上求点P ,使△PAB 为直角三角形以AB为直角边分别过点A ,B 作AB 的垂线,与已知直线的交点P 1,P 4即为所求分别表示出点A ,B ,P 的坐标,再表示出线段AB ,BP ,AP 的长度,由①AB 2=BP 2+AP 2;②BP 2=AB 2+AP 2;③AP 2=AB 2+BP 2列方程解出坐标以AB 为斜边以AB 的中点Q 为圆心,QA 为半径作圆,与已知直线的交点P 2,P 3即为所求注:其他常见解题思路有:①作垂直,构造“三垂直”模型,利用相似列比例关系得方程求解;②平移垂线法:若以AB 为直角边,且AB 的一条垂线的解析式易求(通常为过原点O 与AB 垂直的直线),可将这条直线分别平移至过点A 或点B 得到相应解析式,再联立方程求解.(4)与全等三角形、相似三角形的综合问题:在没有指定对应点的情况下,理论上有六种情况需要讨论,但在实际情况中,通常不会超过四种,要注意边角关系,积极分类讨论来进行计算.情况一探究三角形相似的存在性问题的一般思路:解答三角形相似的存在性问题时,要具备分类讨论思想及数形结合思想,要先找出三角形相似的分类标准,一般涉及动态问题要以静制动,动中求静,具体如下:①假设结论成立,分情况讨论.探究三角形相似时,往往没有明确指出两个三角形的对应点(尤其是以文字形式出现求证两个三角形相似的题目),或者涉及动点问题,因动点问题中点的位置的不确定,此时应考虑不同的对应关系,分情况讨论;②确定分类标准.在分类时,先要找出分类的标准,看两个相似三角形是否有对应相等的角,若有,找出对应相等的角后,再根据其他角进行分类讨论来确定相似三角形成立的条件;若没有,则分别按三种角对应来分类讨论;③建立关系式,并计算.由相似三角形列出相应的比例式,将比例式中的线段用所设点的坐标表示出来(其长度多借助勾股定理运算),整理可得一元一次方程或者一元二次方程,解方程可得字母的值,再通过计算得出相应的点的坐标.情况二探究全等三角形的存在性问题的思路与探究相似三角形的存在性问题类似,但是除了要找角相等外,还至少要找一组对应边相等.3.二次函数与四边形的综合问题特殊四边形的探究问题解题步骤如下:①先假设结论成立;②设出点坐标,求边长;③建立关系式,并计算.若四边形的四个顶点位置已确定,则直接利用四边形边的性质进行计算;若四边形的四个顶点位置不确定,需分情况讨论:a.探究平行四边形:①以已知边为平行四边形的某条边,画出所有的符合条件的图形后,利用平行四边形的对边相等进行计算;②以已知边为平行四边形的对角线,画出所有的符合条件的图形后,利用平行四边形对角线互相平分的性质进行计算;③若平行四边形的各顶点位置不确定,需分情况讨论,常以已知的一边作为一边或对角线分情况讨论.b.探究菱形:①已知三个定点去求未知点坐标;②已知两个定点去求未知点坐标,一般会用到菱形的对角线互相垂直平分、四边相等的性质列关系式.c.探究正方形:利用正方形对角线互相垂直平分且相等的性质进行计算,一般是分别计算出两条对角线的长度,令其相等,得到方程再求解.d.探究矩形:利用矩形对边相等、对角线相等列等量关系式求解;或根据邻边垂直,利用勾股定理列关系式求解.题型01平行y轴动线段最大值与最小值问题1(2023·广东东莞·一模)如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,OA=OC =3,顶点为D.(1)求此函数的关系式;(2)在AC 下方的抛物线上有一点N ,过点N 作直线l ∥y 轴,交AC 与点M ,当点N 坐标为多少时,线段MN 的长度最大?最大是多少?(3)在对称轴上有一点K ,在抛物线上有一点L ,若使A ,B ,K ,L 为顶点形成平行四边形,求出K ,L 点的坐标.(4)在y 轴上是否存在一点E ,使△ADE 为直角三角形,若存在,直接写出点E 的坐标;若不存在,说明理由.【答案】(1)y =x 2+2x -3(2)当N 的坐标为-32,-154 ,MN 有最大值94(3)K -1,4 ,L -1,-4 或K -1,12 ,L -5,12 或K -1,12 ,L 3,12(4)存在,点E 的坐标为0,32 或0,-72或0,-1 或0,-3【分析】(1)由OA =OC =3求得A -3,0 ,C 0,-3 ,再分别代入抛物线解析式y =x 2+bx +c ,得到以b ,c 为未知数的二元一次方程组,求出b ,c 的值即可;(2)求出直线AC 的解析式,再设出M 、N 的坐标,把MN 表示成二次函数,配方即可;(3)根据平行四边形的性质,以AB 为边,以AB 为对角线,分类讨论即可;(4)设出E 的坐标,分别表示出△ADE 的平分,再分每一条都可能为斜边,分类讨论即可.【详解】(1)∵抛物线y =x 2+bx +c 经过点A ,点C ,且OA =OC =3,∴A -3,0 ,C 0,-3 ,∴将其分别代入抛物线解析式,得c =-39-3b +c =0,解得b =2c =-3 .故此抛物线的函数表达式为:y =x 2+2x -3;(2)设直线AC 的解析式为y =kx +t ,将A -3,0 ,C 0,-3 代入,得t =-3-3k +t =0 ,解得k =-1t =-3 ,∴直线AC 的解析式为y =-x -3,设N 的坐标为n ,n 2+2n -3 ,则M n ,-n -3 ,∴MN =-n -3-n 2+2n -3 =-n 2-3n =-n +32 +94,∵-1<0,∴当n =-32时,MN 有最大值,为94,把n =-32代入抛物线得,N 的坐标为-32,-154,当N 的坐标为-32,-154 ,MN 有最大值94;(3)①当以AB 为对角线时,根据平行四边形对角线互相平分,∴KL 必过-1,0 ,∴L 必在抛物线上的顶点D 处,∵y =x 2+2x -3=x +1 2-4,∴K -1,4 ,L -1,-4②当以AB 为边时,AB =KL =4,∵K 在对称轴上x =-1,∴L 的横坐标为3或-5,代入抛物线得L -5,12 或L 3,12 ,此时K 都为-1,12 ,综上,K -1,4 ,L -1,-4 或K -1,12 ,L -5,12 或K -1,12 ,L 3,12 ;(4)存在,由y =x 2+2x -3=x +1 2-4,得抛物线顶点坐标为D -1,-4 ∵A -3,0 ,∴AD 2=-3+1 2+0+4 2=20,设E 0,m ,则AE 2=-3-0 2+0-m 2=9+m 2,DE 2=-1-0 2+-4-m 2=17+m 2+8m ,①AE 为斜边,由AE 2=AD 2+DE 2得:9+m 2=20+17+m 2+8m ,解得:m =-72,②DE 为斜边,由DE 2=AD 2+AE 2得:9+m 2+20=17+m 2+8m ,解得:m =32,③AD 为斜边,由AD 2=ED 2+AE 2得:20=17+m 2+8m +9+m 2,解得:m =-1或-3,∴点E 的坐标为0,32 或0,-72或0,-1 或0,-3 .【点睛】本题主要考查待定系数法求二次函数解析式,二次函数图象与性质,平行四边形的判定与性质以及勾股定理等知识,会运用待定系数法列方程组,两点间距离公式求MN 的长,由平行四边形的性质判定边相等,运用勾股定理列方程.2(2023·河南南阳·统考一模)如图,抛物线与x 轴相交于点A 、B (点A 在点B 的左侧),与y 轴的交于点C 0,-4 ,点P 是第三象限内抛物线上的一个动点,设点P 的横坐标为m ,过点P 作直线PD ⊥x 轴于点D ,作直线AC 交PD 于点E .已知抛物线的顶点P 坐标为-3,-254.(1)求抛物线的解析式;(2)求点A 、B 的坐标和直线AC 的解析式;(3)求当线段CP =CE 时m 的值;(4)连接BC ,过点P 作直线l ∥BC 交y 轴于点F ,试探究:在点P 运动过程中是否存在m ,使得CE =DF ,若存在直接写出m 的值;若不存在,请说明理由.【答案】(1)y =14x 2+32x -4(2)A -8,0 ,B 2,0 ,y =-12x -4(3)-4(4)存在,m =2-25或m =-4【分析】(1)运用待定系数法即可求得抛物线的解析式;(2)令y =0,解方程即可求得点A 、B 的坐标,再运用待定系数法即可求得直线AC 的解析式;(3)过点C 作CF ⊥PE 于点F ,根据等腰三角形的性质可得点F 是PE 的中点,设P m ,14m 2+32m -4 ,则E m ,-12m -4 ,可得F m ,18m 2+12m -4 ,再由点F 与点C 的纵坐标相同建立方程求解即可;(4)过C 作CH ⊥PD 于H ,设P m ,14m 2+32m -4 ,由PF ∥BC ,可得直线PF 解析式为y =2x +14m 2-12m -4,进而可得OF =14m 2-12m -4 ,再证得Rt △CHE ≅Rt △DOF HL ,得出∠HCE =∠FDO ,进而推出∠FDO =∠CAO ,即tan ∠FDO =tan ∠CAO ,据此建立方程求解即可.【详解】(1)解:∵抛物线的顶点坐标为-3,-254∴设抛物线的解析式为y =a x +3 2-254,把点C 0,-4 代入,得:-4=9a -254,解得:a =14,∴y =14x +3 2-254=14x 2+32x -4,∴该抛物线的解析式为y =14x 2+32x -4.(2)解:令y =0,得14x 2+32x -4=0,解得:x 1=-8,x 2=2,∴A -8,0 ,B 2,0 ,,设直线AC 的解析式为y =kx +b ,则-8k +b =0b =-4 ,解得:k =-12b =-4 ,∴直线AC 的解析式为y =-12x -4.(3)解:如图,过点C 作CF ⊥PE 于点F ,∵CP =CE ,∴EF =PF ,即点F 是PE 的中点,设P m ,14m 2+32m -4 ,则E m ,-12m -4 ,∴F m ,18m 2+12m -4 ,∵PE ∥y 轴,CF ⊥PE ,∴CF ∥x 轴,∴18m 2+12m -4=-4,解得:m =-4或m =0(不符合题意,舍去),∴m =-4.(4)解:存在m ,使得CE =DF ,理由如下:如图:过C 作CH ⊥PD 于H ,设P m,14m2+32m-4,由B2,0,C0,-4,由待定系数法可得直线BC解析式为y=2x-4,根据PF∥BC,设直线PF解析式为y=2x+c,将P m,14m2+32m-4代入得:1 4m2+32m-4=2m+c,∴c=14m2-12m-4,∴直线PF解析式为y=2x+14m2-12m-4,令x=0得y=14m2-12m-4,∴F0,14m2-12m-4,∴OF=14m2-12m-4,∵∠CHD=∠PDO=∠COD=90°,∴四边形CODH是矩形,∴CH=OD,∵CE=DF,∴Rt△CHE≅Rt△DOF HL,∴∠HCE=∠FDO,∵∠HCE=∠CAO,∴∠FDO=∠CAO,∴tan∠FDO=tan∠CAO,∴OF OD =OCOA,即14m2-12m-4-m=48=12,∴1 4m2-12m-4=-12m或14m2-12m-4=12m,解得:m=-4或m=4或m=2-25或m=2+25,∵P在第三象限,∴m=2-25或m=-4.【点睛】本题属于二次函数综合题,主要考查了待定系数法求函数解析式、二次函数综合应用、等腰三角形性质、矩形判定及性质、相似三角形判定及性质、解直角三角形等知识点,解题的关键是用含m的代数式表示相关点坐标和相关线段的长度.3(2023·山东聊城·统考三模)抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于点A3,0,与y轴交于点C0,3,点P 为抛物线上的动点.(2)若P 为直线AC 上方抛物线上的动点,作PH ∥x 轴交直线AC 于点H ,求PH 的最大值;(3)点N 为抛物线对称轴上的动点,是否存在点N ,使直线AC 垂直平分线段PN ?若存在,请直接写出点N 的纵坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)b =2,c =3(2)PH 取得最大值为94(3)存在,2-2或2+2【分析】(1)将坐标代入解析式,构建方程求解;(2)设PH 交y 轴于点M ,P m ,-m 2+2m +3 ,则PM =m ;待定系数法确定直线AC 的解析式为y =-x +3,从而确定PH =m -m 2-2m =-m 2+3m =-m -32 2+94,解得PH 最大值为94;(3)如图,设PN 与AC 交于点G ,可设直线PN 的解析式为y =x +p ,设点N (1,n ),求得y =x +(n -1);联立y =-x +3y =x +(n -1) ,解得x =-n 2+2y =n 2+1,所以点P 的横坐标为2×-n 2+2 -1=-n +3,纵坐标为2×n2+1 -n =2,由二次函数解析式构建方程-(-n +3)2+2(-n +3)+3=2,解得n =2±2;【详解】(1)∵抛物线y =-x 2+bx +c 与x 轴交于点A 3,0 ,与y 轴交于点C 0,3 ,∴-9+3b +c =0c =3,解得:b =2c =3 ,∴b =2,c =3;(2)设PH 交y 轴于点M ,P m ,-m 2+2m +3 ,∴PM =m ,∵PH ∥x 轴,∴点H 的纵坐标为-m 2+2m +3,设直线AC 的解析式为y =kx +n ,∴3k +n =0n =3 ,解得:k =-1n =3 ,∴直线AC 的解析式为y =-x +3.∴-m 2+2m +3=-x +3,∴x =m 2-2m ,∴H m 2-2m ,-m 2+2m +3 ,∴PH =m -m 2-2m =-m 2+3m =-m -322+94,∴当m =32时,PH 取得最大值为94(3)存在点N ,使直线AC 垂直平分线段PN ,点N 的纵坐标为2-2或2+2如图,设PN 与AC 交于点G ,∵AC 垂直平分PN ,直线AC 的解析式为y =-x +3∴可设直线PN 的解析式为y =x +p 设点N (1,n ),则n =1+p ∴p =n -1,∴y =x +(n -1)联立y =-x +3y =x +(n -1) ,解得x =-n 2+2y =n 2+1∴点P 的横坐标为2×-n 2+2 -1=-n +3,纵坐标为2×n 2+1 -n =2∴-(-n +3)2+2(-n +3)+3=2,解得n =2±2∴点N 的纵坐标为2-2或2+2.【点睛】本题考查利用二次函数解析式及点坐标求待定参数、待定系数法确定函数解析式、二次函数极值及其它二次函数综合问题,利用直线间的位置关系、点线间的位置关系,融合方程的知识求解坐标是解题的关键.题型02抛物线上的点到某一直线的距离问题1(2023·广东梅州·统考二模)探究求新:已知抛物线G 1:y =14x 2+3x -2,将抛物线G 1平移可得到抛物线G 2:y =14x 2.(1)求抛物线G 1平移得到抛物线G 2的平移路径;(2)设T 0,t ,直线l :y =-t ,是否存在这样的t ,使得抛物线G 2上任意一点到T 的距离等于到直线l 的距离?若存在,求出t 的值;若不存在,试说明理由;(3)设H 0,1 ,Q 1,8 ,M 为抛物线G 2上一动点,试求QM +MH 的最小值.参考公式:若点M x 1,y 1 ,N x 2,y 2 为平面上两点,则有MN =x 1-x 22+y 1-y 2 2.【答案】(1)将G 1向左平移-6个单位,向上平移11个单位(2)存在,1(3)9【分析】(1)设G 1向左平移a 个单位,向上平移b 个单位得到函数G 2,列方程组即可求解;(2)设P x 0,x 204为抛物线G 2上的一点,根据题意列方程即可;(3)点H 坐标与(2)中t =1时的T 点重合,过点M 作MA ⊥l ,垂足为A ,如图所示,则有MH =MA ,当且仅当Q ,M ,A 三点共线时QM +MA 取得最小值.【详解】(1).解:设G 1向左平移a 个单位,向上平移b 个单位得到函数G 2,由平移法则可知14(x +a )2+3(x +a )-2+b =14x 2,整理可得14x 2+3+12a x +14a 2+3a -2+b =14x 2,可得方程组3+12a =014a 2+3a -2+b =0,解得a =-6b =11 ;∴平移路径为将G 1向左平移-6个单位,向上平移11个单位;(2)解:存在这样的t ,且t =1时满足条件,设P x 0,x 204为抛物线G 2上的一点,则点P 到直线l 的距离为x 204+t ,点P 到点T 距离为(x 0-0)2+x 204-t2,联立可得:x 204+t =(x 0-0)2+x 204-t2,两边同时平方合并同类项后可得x 20-x 20t =0解得:t =1;(3)解:点H 坐标与(2)中t =1时的T 点重合,作直线l :y =-1,过点M 作MA ⊥直线l ,垂足为A ,如图所示,则有MH =MA ,此时QM +MH =QM +MA ,当且仅当Q ,M ,A 三点共线时QM +MA 取得最小值即QM +MA =QA =8-(-1)=9∴QM +MH 的最小值为9;【点睛】本题考查二次函数综合题,涉及到线段最小值、平移性质等,灵活运用所学知识是关键.2(2023·湖北宜昌·统考一模)如图,已知:点P 是直线l :y =x -2上的一动点,其横坐标为m (m 是常数),点M 是抛物线C :y =x 2+2mx -2m +2的顶点.(1)求点M 的坐标;(用含m 的式子表示)(2)当点P 在直线l 运动时,抛物线C 始终经过一个定点N ,求点N 的坐标,并判断点N 是否是点M 的最高位置?(3)当点P 在直线l 运动时,点M 也随之运动,此时直线l 与抛物线C 有两个交点A ,B (A ,B 可以重合),A ,B 两点到y 轴的距离之和为d .①求m 的取值范围;②求d 的最小值.【答案】(1)M -m ,-m 2-2m +2(2)N (1,3),点N 是点M 的最高位置(3)①m ≤-52或m ≥32;②d 取得最小值为2【分析】(1)将抛物线解析式写成顶点式即可求解;(2)根据解析式含有m 项的系数为0,得出当x =1时,y =3,即N (1,3),根据二次函数的性质得出-m 2-2m +2=-m +1 2+3的最大值为3,即可得出点N 是点M 的最高位置;(3)①根据直线与抛物线有交点,联立方程,根据一元二次方程根的判别式大于等于0,求得m 的范围,即可求解;②设A ,B 的坐标分别为x 1,y 1 ,x 2,y 2 ,其中x 1<x 2,由①可知x 1,x 2是方程x 2+2mx -x -2m +4=0的两根,根据x 1+x 2=-2m +1,分情况讨论,求得d 是m 的一次函数,进而根据一次函数的性质即可求解.【详解】(1)解:y =x 2+2mx -2m +2=x +m 2-m 2-2m +2,∴顶点M -m ,-m 2-2m +2 ,(2)解:∵y =x 2+2mx -2m +2=x 2+2+2m x -1 ,∴当x =1时,y =3,抛物线C 始终经过一个定点1,3 ,即N (1,3);∵M -m ,-m 2-2m +2 ,-m 2-2m +2=-m +1 2+3,∴M 的纵坐标最大值为3,∴点N 是点M 的最高位置;(3)解:①联立y =x -2y =x 2+2mx -2m +2 ,得x 2+2mx -x -2m +4=0,∵直线l 与抛物线C 有两个交点A ,B (A ,B 可以重合),∴Δ=b 2-4ac =2m -1 2-4-2m +4 ,=4m 2+4m -15≥0,∵4m 2+4m -15=0,解得m 1=-52,m 2=32,∴当4m 2+4m -15≥0时,m ≤-52或m ≥32,②设A ,B 的坐标分别为x 1,y 1 ,x 2,y 2 ,其中x 1<x 2,由①可知x 1,x 2是方程x 2+2mx -x -2m +4=0的两根,∴x1+x 2=-2m +1,当m =-3时,如图所示,y A =0,当-3≤m ≤-52时,y 1≥0,y 2≥0,则d =x 1+x 2 =-2m +1 ,∵-2<0,∴当m =-52时,d 取得最小值为-2×-52 +1=5+1=6,当m ≥32时,d =-x 1+x 2 =--2m +1 =2m -1,∴当m =32时,d 取得最小值为2×32-1=2,综上所述,d 取得最小值为2.【点睛】本题考查了二次函数的性质,一元二次方程与二次函数的关系,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.3(2023·云南楚雄·统考一模)抛物线y =x 2-2x -3交x 轴于A ,B 两点(A 在B 的左边),C 是第一象限抛物线上一点,直线AC 交y 轴于点P .(1)直接写出A ,B 两点的坐标;(2)如图①,当OP =OA 时,在抛物线上存在点D (异于点B ),使B ,D 两点到AC 的距离相等,求出所有满足条件的点D 的横坐标;(3)如图②,直线BP 交抛物线于另一点E ,连接CE 交y 轴于点F ,点C 的横坐标为m ,求FP OP 的值(用含m 的式子表示).【答案】(1)A (-1,0),B (3,0)(2)0或3-41或3+41(3)13m 【分析】(1)令y =0,解方程可得结论;(2)分两种情形:①若点D 在AC 的下方时,过点B 作AC 的平行线与抛物线交点即为D 1.②若点D 在AC 的上方时,点D 1关于点P 的对称点G (0,5),过点G 作AC 的平行线交抛物线于点D 2,D 3,D 2,D 3符合条件.构建方程组分别求解即可;(3)设E 点的横坐标为n ,过点P 的直线的解析式为y =kx +b ,由y =kx +b y =x 2-2x -3 ,可得x 2-(2+k )x -3-b =0,设x 1,x 2是方程x 2-(2+k )x -3-b =0的两根,则x 1x 2=-3-b ,推出x A ⋅x C =x B ⋅x E =-3-b 可得n =-1-b 3,设直线CE 的解析式为y =px +q ,同法可得mn =-3-q 推出q =-mn -3,推出q =-(3+b )-1-b 3 -3=13b 2+2b ,推出OF =13b 2+b ,可得结论.【详解】(1)解:令y =0,得x 2-2x -3=0,解得:x =3或-1,∴A (-1,0),B (3,0);(2)∵OP =OA =1,∴P (0,1),∴直线AC 的解析式为y =x +1.①若点D 在AC 的下方时,过点B 作AC 的平行线与抛物线交点即为D 1.∵B (3,0),BD 1∥AC ,∴直线BD 1的解析式为y =x -3,由y =x -3y =x 2-2x -3,解得x =3y =0 或x =0y =-3 ,∴D 1(0,-3),∴D 1的横坐标为0.②若点D 在AC 的上方时,点D 1关于点P 的对称点G (0,5),过点G 作AC 的平行线l 交抛物线于点D 2,D 3,D 2,D 3符合条件.直线l 的解析式为y =x +5,由y =x +5y =x 2-2x -3 ,可得x 2-3x -8=0,解得:x =3-412或3+412,∴D 2,D 3的横坐标为3-412,3+412,综上所述,满足条件的点D 的横坐标为0,3-412,3+412.(3)设E 点的横坐标为n ,过点P 的直线的解析式为y =kx +b ,由y =kx +b y =x 2-2x -3,可得x 2-(2+k )x -3-b =0,设x 1,x 2是方程x 2-(2+k )x -3-b =0的两根,则x 1x 2=-3-b ,∴x A ⋅x C =x B ⋅x E =-3-b∵x A =-1,∴x C =3+b ,∴m =3+b ,∵x B =3,∴x E =-1-b 3,∴n =-1-b 3,设直线CE 的解析式为y =px +q ,同法可得mn =-3-q∴q =-mn -3,∴q =-(3+b )-1-b 3 -3=13b 2+2b ,∴OF =13b 2+2b ,∴FP OP=13b +1=13(m -3)+1=13m .【点睛】本题属于二次函数综合题,考查了二次函数的性质,一次函数的性质,一元二次方程的根与系数的关系等知识,解题的关键是学会构建一次函数,构建方程组确定交点坐标,学会利用参数解决问题,属于中考压轴题.题型03已知点关于直线对称点问题1(2023·辽宁阜新·统考中考真题)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y =-x 2+bx -c 的图象与x 轴交于点A (-3,0)和点B (1,0),与y 轴交于点C .(1)求这个二次函数的表达式.(2)如图1,二次函数图象的对称轴与直线AC :y =x +3交于点D ,若点M 是直线AC 上方抛物线上的一个动点,求△MCD 面积的最大值.(3)如图2,点P 是直线AC 上的一个动点,过点P 的直线l 与BC 平行,则在直线l 上是否存在点Q ,使点B 与点P 关于直线CQ 对称?若存在,请直接写出点Q 的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)y =-x 2-2x +3;(2)S △MCD 最大=98;(3)Q 1-5,-5 或1+5,5 .【分析】(1)根据抛物线的交点式直接得出结果;(2)作MQ ⊥AC 于Q ,作ME ⊥AB 于F ,交AC 于E ,先求出抛物线的对称轴,进而求得C ,D 坐标及CD 的长,从而得出过M 的直线y =x +m 与抛物线相切时,△MCD 的面积最大,根据x +m =-x 2-2x +3的△=0求得m 的值,进而求得M 的坐标,进一步求得CD 上的高MQ 的值,进一步得出结果;(3)分两种情形:当点P 在线段AC 上时,连接BP ,交CQ 于R ,设P (t ,t +3),根据CP =CB 求得t 的值,可推出四边形BCPQ 是平行四边形,进而求得Q 点坐标;当点P 在AC 的延长线上时,同样方法得出结果.【详解】(1)解:由题意得,y =-(x +3)(x -1)=-x 2-2x +3;(2)解:如图1,作MQ ⊥AC 于Q ,作ME ⊥AB 于F ,交AC 于E ,∵OA =OC =3,∠AOC =90°,∴∠CAO =∠ACO =45°,∴∠MEQ =∠AEF =90°-∠CAO =45°,抛物线的对称轴是直线:x =-3+12=-1,∴y =x +3=-1+3=2,∴D (1,2),∵C (0,3),∴CD =2,故只需△MCD 的边CD 上的高最大时,△MCD 的面积最大,设过点M 与AC 平行的直线的解析式为:y =x +m ,当直线y =x +m 与抛物线相切时,△MCD 的面积最大,由x +m =-x 2-2x +3得,x 2+3x +(m -3)=0,由△=0得,32-4(m -3)=0得,m -3=94,∴x 2+3x +94=0,∴x 1=x 2=-32,∴y =--32 2-2×-32 +3=154,y =x +3=-32+3=32,∴ME =154-32=94,∴MQ =ME ⋅sin ∠MEQ =ME ⋅sin45°=94×22=928,∴S △MCD 最大=12×2×928=98;(3)解:如图2,当点P 在线段AC 上时,连接BP ,交CQ 于R ,∵点B 和点Q 关于CQ 对称,∴CP =CB ,设P (t ,t +3),由CP 2=CB 2得,2t 2=10,∴t 1=-5,t 2=5(舍去),∴P -5,3-5 ,∵PQ ∥BC ,∴CR =BR =1,∴CR =QR ,∴四边形BCPQ 是平行四边形,∵1+(-5)-0=1-5,0+(3-5)-3=-5,∴Q 1-5,-5 ;如图3,当点P 在AC 的延长线上时,由上可知:P 5,3+5 ,同理可得:Q 1+5,5 ,综上所述:Q 1-5,-5 或1+5,5 .【点睛】本题考查了二次函数及其图象的性质,一元二次方程的解法,平行四边形的判定和性质,轴对称的性质等知识,解决问题的关键是分类讨论.2(2023·四川甘孜·统考中考真题)已知抛物线y =x 2+bx +c 与x 轴相交于A -1,0 ,B 两点,与y 轴相交于点C 0,-3 .(1)求b ,c 的值;(2)P 为第一象限抛物线上一点,△PBC 的面积与△ABC 的面积相等,求直线AP 的解析式;(3)在(2)的条件下,设E 是直线BC 上一点,点P 关于AE 的对称点为点P ,试探究,是否存在满足条件的点E ,使得点P 恰好落在直线BC 上,如果存在,求出点P 的坐标;如果不存在,请说明理由.【答案】(1)b =-2,c =-3.(2)y =x +1(3)存在,点P 的坐标为1+21,-2+21 或1-21,-2-21【分析】(1)由待定系数法即可求解;(2)S △PBC =S △ABC 得到AP ∥BC ,即可求解;(3)由题意的:∠AEP =∠AEP ,P E =PE ,即可求解.【详解】(1)由题意,得1-b +c =0,c =-3.∴b =-2,c =-3.(2)由(1)得抛物线的解析式为y =x 2-2x -3.令y =0,则x 2-2x -3=0,得x 1=-1,x 2=3.∴B 点的坐标为3,0 .∵S △PBC =S △ABC ,∴AP ∥BC .∵B 3,0,C 0,-3 ,∵AP∥BC,∴可设直线AP的解析式为y=x+m.∵A(-1,0)在直线AP上,∴0=-1+m.∴m=1.∴直线AP的解析式为y=x+1.(3)设P点坐标为m,n.∵点P在直线y=x+1和抛物线y=x2-2x-3上,∴n=m+1,n=m2-2m-3.∴m+1=m2-2m-3.解得m1=4,m2=-1(舍去).∴点P的坐标为4,5.由翻折,得∠AEP=∠AEP ,P E=PE.∵AP∥BC,∴∠PAE=∠AEP '.∴∠PAE=∠PEA.∴PE=PA=4+12=52.2+5-0设点E的坐标为t,t-3,则PE2=t-42.2+t-3-52=52∴t=6±21.当t=6+21时,点E的坐标为6+21,3+21.设P (s,s-3),由P E=AP,P E=PE=52得:s-6-212,2=522+s-3-3-21解得:s=1+21,则点P 的坐标为1+21,-2+21.当t=6-21时,同理可得,点P 的坐标为1-21,-2-21.综上所述,点P 的坐标为1+21,-2+21.或1-21,-2-21【点睛】本题是二次函数的综合题,主要考查了用待定系数法求一次函数、二次函数的解析式,二次函数的性质,此题题型较好,综合性比较强,用的数学思想是分类讨论和数形结合的思想.3(2023·江苏连云港·连云港市新海实验中学校考二模)如图,“爱心”图案是由抛物线y=-x2+m的一部分及其关于直线y=-x的对称图形组成,点E、F是“爱心”图案与其对称轴的两个交点,点A、B、C、D是该图案与坐标轴的交点,且点D的坐标为6,0.(1)求m 的值及AC 的长;(2)求EF 的长;(3)若点P 是该图案上的一动点,点P 、点Q 关于直线y =-x 对称,连接PQ ,求PQ 的最大值及此时Q 点的坐标.【答案】(1)m =6,AC =6+6(2)52(3)2542,Q -234,-12【分析】(1)用待定系数法求得m 与抛物线的解析式,再求出抛物线与坐标轴的交点坐标,进而求得A 的坐标,根据对称性质求得B ,C 的坐标,即可求得结果;(2)将抛物线的解析式与直线EF 的解析式联立方程组进行求解,得到E ,F 的坐标,即可求得结果;(3)设P (m ,-m 2+6),则Q (m 2-6,-m ),可得PQ =2×m -12 2-252 ,即求m -12 2-252的最值,根据二次函数的最值,即可得到m 的值,即可求得.【详解】(1)把D 6,0 代入y =-x 2+m 得0=-6+m解得m =6∴抛物线的解析式为:y =-x 2+6∴A 0,6根据对称性可得B -6,0 ,C 0,-6∴AC =AO +OC =6+6(2)联立y =-x y =-x 2+6解得x =3y =-3 或x =-2y =2 ∴E -2,2 ,F 3,-3∴EF =-2-3 2+2+3 2=52(3)设P (m ,-m 2+6),则Q (m 2-6,-m )∴PQ =m -m 2-6 2+-m 2+6--m 2整理得PQ =2×m -12 2-254 ∵m -12 2≥0∴当m -12 2=0时,即m =12时,m -12 2-254 有最大值为254∴PQ 的最大值为2542∴12 2-6=-234故Q -234,-12【点睛】本题考查二次函数综合应用,涉及待定系数法求函数解析式,两点间的距离公式,求抛物线与一次函数的交点坐标,二次函数的最值等知识,解题的关键是掌握关于直线y =-x 对称的点坐标的关系.题型04特殊角度存在性问题1(2023·山西忻州·统考模拟预测)如图,抛物线y =18x 2+34x -2与x 轴交于A ,B 两点,与y 轴交于点C .P 是直线AC 下方抛物线上一个动点,过点P 作直线l ∥BC ,交AC 于点D ,过点P 作PE ⊥x 轴,垂足为E ,PE 交AC 于点F .(1)直接写出A ,B ,C 三点的坐标,并求出直线AC 的函数表达式;(2)当线段PF 取最大值时,求△DPF 的面积;(3)试探究在拋物线的对称轴上是否存在点Q ,使得∠CAQ =45°?若存在,请直接写出点Q 的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)A -8,0 ,B 2,0 ,C 0,-2 .y =-14x -2(2)85(3)存在,-3,3 或-3,-253【分析】(1)对于直线y =18x 2+34x -2,当x =0时,y =-2,即点C 0,-2 ,令18x 2+34x -2=0,则x =2或-8,则点A ,B 的坐标分别为-8,0 ,2,0 即求出三个点的坐标,设直线AC 的表达式为y =kx +b ,利用待定系数法求解即可;(2)设点P 的横坐标为m ,则P m ,18m 2+34m -2 ,F m ,-14m -2 ,表示出PF =-18m 2-m ,求出PF max =2,再表示出点D 到直线PF 的距离d =85,利用S △DPF =12⋅PF ⋅d 进行求解即可;(3)由抛物线的表达式知,其对称轴为x =-3,当点Q 在x 轴上方时,设抛物线的对称轴交x 轴于点N ,交AC 于H ,故点Q 作QT ⊥AC 于点T ,在△AQH 中,∠CAQ =45°,tan ∠QHA =4,用解直角三角形的方法求出QH =174,即可求出Q 点坐标,当点Q Q 在x 轴上方时,直线AQ 的表达式为y =35x +8 ,当∠CAQ =45°时,AQ ⊥AQ ,即可求解.【详解】(1)解:对于抛物线y =18x 2+34x -2,当x =0时,y =-2,即点C 0,-2 ,令18x 2+34x -2=0,则x =2或-8,则点A ,B 的坐标分别为-8,0 ,2,0 ,即点A ,B ,C 三点的坐标分别为-8,0 ,2,0 ,0,-2 ,设直线AC 的表达式为y =kx +b ,则-8k +b =0b =-2 ,解得k =-14b =-2 ,∴直线AC 的函数表达式为y =-14x -2;(2)设点P 的横坐标为m ,则P m ,18m 2+34m -2 ,F m ,-14m -2 ,PF =-14m -2 -18m 2+34m -2 =-18m 2-m ,当m =--12×-18 =-4时,PF 最大,PF max =-18×(-4)2--4 =2,此时,P -4,-3 ,由B 2,0 ,C 0,-2 ,可得直线BC 的函数表达式为y =x -2,设直线l 的函数表达式为y =x +p ,将P -4,-3 代入可得p =1,∴直线l 的函数表达式为y =x +1,由y =-14x -2y =x +1 ,解得x =-125y =-75,∴D -125,-75 ,点D 到直线PF 的距离d =-125--4 =85,∴S △DPF =12⋅PF ⋅d =12×2×85=85.(3)存在,理由:由抛物线的表达式知,其对称轴为x =-3,当点Q 在x 轴上方时,如下图:设抛物线的对称轴交x 轴于点N ,交AC 于H ,故点Q 作QT ⊥AC 于点T ,则∠ACO =∠QHA ,则tan ∠ACO =tan ∠QHA =4,当x =3时,y =-14x -2=-54,则点H -3,-54 ,由点A ,H 的坐标得,AH =5174,在△AQH 中,∠CAQ =45°,tan ∠QHA =4,设TH =x ,则QT =4x ,则QH =17x ,则AH =AT +TH =5x =5174,则x =174,则QH =17x =174,则174-54=3,则点Q -3,3 ;当点Q Q 在x 轴上方时,直线AQ 的表达式为y =35x +8 ,当∠CAQ =45°时,AQ ⊥AQ ,则直线AQ 的表达式为y =-53x +8 ,当x =-3时,y =-5x +8 =-25,。
中考专题4二次函数存在性问题教师版
特殊三角形、四边形存在性: A
1. 等腰三角形:
① 表示出点的坐标;
② 表示出线段平方;
B
③ 分类讨论:按照腰分类;
2. 直角三角形:
① 表示出点的坐标;
② 表示出线段平方;
③ 分类讨论:按照斜边分类,利用勾股定理列方程;
3. 平行四边形:
A
按照边或者对角形分类 B
C
D C
1
本专题的例题分为 A、B 两组.A 组中,我们重点讲解一下铅垂法的相关练习;B 组中, 我们分析了“直角三角形、等腰三角形、平行四边形”存在性问题的解题思路,依次展开,需 要同学们自己加以练习.将计算过程,踏实算一遍,再核对.
8
3.如图,直线 AB 和抛物线的交点是 A(0,﹣3),B(5,12),已知抛物线的顶点 D 的横 坐标是 1. (1)求抛物线的解析式及顶点坐标; (2)在直线 AB 的下方抛物线上找一点 P,连接 PA,PB 使得△PAB 的面积最大,并求出 这个最大值.
4.如图,抛物线 y=ax2+bx+2 交 x 轴于 A,B 两点,交 y 轴于点 C,抛物线的对称轴交 x 轴 于点 D,直线 BC 经过 B,C 两点,已知 A(﹣1,0),B(4,0) (1)求抛物线和直线 BC 的函数解析式; (2)点 F 是线段 BC 上方抛物线上一个动点,过点 F 作 x 轴的垂线与直线 BC 相交于点 E,交 x 轴于点 M. ①当点 F 运动到什么位置时,线段 FE 有最大值,请求出线段 FE 的最大值及 F 点坐标; ②当点 F 运动到什么位置时,四边形 CDBF 有最大面积?求出四边形 CDBF 的最大面积 及此时 E 点的坐标;
yF
=
yP
=3. 4
北师大版初中数学9年级下册抛物线中的存在性问题-优课件
典例精讲
类型三:与面积相关的存在性或最值问题
解:(1)∵抛物线y=-x2+2mx-3经过点M(5,-8), ∴-8=-25+10m-3,解得m=2, ∴抛物线解析式为y=-x2+4x-3=-(x-2)2+1, ∴其顶点坐标为(2,1); (2)在y=-x2+4x-3中,令y=0可得-x2+4x-3=0,解得x=1或x=3, ∴A点为(1,0),B为(3,0), ∴AB=3-1=2, 设P点坐标为(x,y),
典例精讲
典例精讲
P1(-3,-3)
典例精讲
类型三:与面积相关的存在性或最值问题
例:已知抛物线y=-x2+2mx-3经过点M(5,-8),并与x轴交 于A,B两点(点A在点B的左边). (1)求抛物线的顶点坐标; (2)在抛物线上是否存在点P,使△ABP的面积为3?若存 在,求出满足条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
典例精讲
类型二:二次函数中特殊四边形的存在性问题
已知,如图抛物线y=ax2+3ax+c(a>0)与y轴 交于C点,与x轴交于A、B两点,A点在B点左 侧.点B的坐标为(1,0),OC=3OB. (1)求抛物线的解析式; (2)若点D是线段AC下方抛物线上的动点,求四 边形ABCD的面积的最大值; (3)若点E在x轴上,点P在抛物线上,是否存在 以A、C、E、P为顶点且以AC为一边的平行四 边形?
典Байду номын сангаас精讲
类型三:与面积相关的存在性或最值问题
课堂小结
抛物线中的存在 性问题
等腰三角形的存在 性问题
直角三角形的 存在性问题
课堂小结
抛物线中的存在 性问题
二次函数中特殊四边 形的存在性问题
北师大中考数学总复习《二次函数与几何综合类存在性问题》课件
二次函数与三角形、四边形、圆和相似三角形常常综合在
一起运用,解决这类问题需要用到数形结合思想,把“数”与 “形”结合起来,互相渗透.存在探索型问题是指在给定条件 下,判断某种数学现象是否存在、某个结论是否出现的问 题.解决这类问题的一般思路是先假设结论的某一方面存在,
2
(3)过点 P 作 y 轴的平行线交 BC 于点 Q,交 OB 于点 F,设 P(x, x2-2x-3).由 x2-2x-3=0 得点 A 的坐标为(-1,0).∵B 点的坐 标为(3,0),C 点的坐标为(0,-3),∴直线 BC 的解析式为:y=x- 2 3,∴Q 点的坐标为(x,x-3),∴AB=4,CO=3,BO=3,PQ=-x + 1 1 1 1 3x.∴S 四边形 ABPC=S△ABC+S△BPQ+S△CPQ= AB² CO+ PQ² BF+ PQ² FO= AB² CO 2 2 2 2 1 1 1 1 1 2 + PQ²(BF+FO)= AB²CO+ PQ²BO= ³4³3+ (-x +3x)³3= 2 2 2 2 2 3 3 2 9 3 2 75 - x + x+6=- x- + . 2 2 2 2 8 3 ∴当 x = 时,四边形 ABPC 的面积最大.此时 P 点的推出矛盾,即可否定假设;
若推出合理结论,则可肯定假设.
探究一
二次函数与三角形的结合
例1 [2013²重庆] 如图42-1,对称轴为直线x=-1的抛 物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴的交点为A、B两点,其中点A 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S△POC=4S△BOC, 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. 图42-1
中考数学二次函数角度的存在性问题(教师版)
第2 讲:角度的存在性问题【例1】如图,在平面直角坐标系两点,与y 轴交于点C(0, 2);1)求抛物线的表达式;2)求证:CAO BCO ;3)若点P 是抛物线上的一点,且PCB ACB BCO ,求直线CP的表达式.1 2 5 4参考答案】(1)y x2x 2 ;( 2)证明略;( 3)y x 2或y 2 .2 2 3思路点拨1.设求抛物线的交点式比较简便.2.第( 2)题求两个锐角的正切值相等,可以得到两个锐角相等.3.第( 3)题先把 3个角的关系,转化为∠ PCB=∠ 2,再按点 P与 CB的位置关系分两种情况讨论.满分解答(1)因为抛物线与 x轴交于 A(1, 0)、 B(4, 0)两点,所以 y=a(x-1)(x-4).代入点 C(0, 2),得a 1.2所以抛物线的表达式为y 1(x 1)(x 4)=1 x2 5x 2.2 2 22)如图 2,tan∠CAO=OC=2.如图 3,tan∠BCO=OB=4=2,所以∠ CAO =∠ BCO .xOy 中,抛物线y ax2bx c与x 轴交于A(1,0) 、B(4,0)(3)如图 2,图 3,由于∠ CAO =∠ BCO ,根据等角的余角相等,得∠ 1=∠2. 因为∠ PCB +∠ ACB =∠ BCO ,所以∠ PCB =∠ BCO -∠ ACB =∠ 1=∠2. ∠PCB 存在两种情况:7 10P (73,190) . 例 2】已知在直角坐标系中,抛物线 y ax交 x 轴于点 B ,点 P 在抛物线上,且位于抛物线对称轴的右侧; 1)当 AB BD 时(如图),求抛物线的表达式;2)在第( 1)小题的条件下,当 DP ∥ AB 时,求点 P 的坐标;13)点 G 在对称轴 BD 上,且 AGB ABD ,求△ ABG 的面积.2①如图 4,当点 P 在CB 的右侧时,由∠ PCB ==∠ 2,得 CP//x 轴. 此时直线 CP 的解析式为 y = 2.②如图 5,当点 P 在 CB 的左侧时,设 CP 与x 轴交于点 D . 由∠ PCB =∠ 2,得 DC =DB .33x 3.所以 D (3,0) .22考点伸展如果第( 3)题的条件不变,求点 P 的坐标.第一种情形,如图 4,当 CP//x 轴时,点 C 关于抛物线的对称轴 5x 5对称,所以 P(5,2) .第二种情形,如图 6,设 P (x,1x 2 5x 2).22 3 2作 PE⊥y 轴于 E ,那么ODCO CO .所以CE21 25 2 (2 x 22x 2)解得 x = 0,或 x 7.所以228ax 3 (a 0) 与 y 轴交于点 A ,顶点为 D ,其参考答案】 1) y1x 2 x 3 ;(2) (10, 1) ;(3)82设 D (x, 0),根据 DC 2=DB 2,列方程 x 2+22= (4- x )2.解得思路点拨1.抛物线的解析式中隐含了对称轴(点B)和点 A 的坐标,根据 AB= BD 求出点 D 的坐标,再代入解析式求待定系数 a .2.看着 1∠ ABD ,结合 BA = BD ,不由得让人联想起“三线合一” .23.以∠ ABD 为外角,构造等腰三角形 BAG ,BG =BA ,这样就满足∠ ABD =2∠ AGB . 4.根据对称性,∠ AGB 的顶点 G 存在两种情况.满分解答由 y =ax 2-8ax +3,可得 A(0, 3),抛物线的对称轴为直线 x =4. B(4, 0), AB = 5.当 BD = AB = 5时, D(4, 5).考点伸展(1) 所以 将点 D (4, 5)代入 y =ax 2-8ax +3,得1a 1 .所以8y 1 x 2x 3 . 82) 如图 2,作 PE ⊥ BD 于 E . 设点 P 的坐标为 (x, 1x 28OA OB当 DP //AB 时, ED EP 所以 ED3EP .x 3) .解方程 5 ( 1x 2x 3) 3(x 4), 84整理,得 x 2-14x + 40=0. 所以 x =10,或 x =4(与点 D 重合,舍去) .所以 P (10,1) .2(3)如图 3,在 DB 的延长线上截取 BG =BA = 5,那么∠ AGB=∠1 又因为∠ABD =∠ AGB +∠ BAG ,所以此时∠ AGB = ∠ABD .2BAG . 此时 如S △ABG = 10.4,作 AH⊥BD 于H ,点 G 关于直线 AH 的对称点为G′, BG′=BH+ G′H=11.此时 S △那么 G ′H =GH =8. 图5图3图4第( 3)题也可以从∠ ABD 的平分线开始思考: 如图 5,作∠ ABD 的平分线与 y 轴交于点 C .因为∠ 1=∠ 2,∠ 1=∠ C ,所以∠ 2=∠ C .所以 AC = AB = 5.过点 A 作 BC 的平行线交抛物线的对称轴于点 G ,那么四边形 CAGB 是平行四边形.1所以∠ 1=∠ G ,BG = AC = 5.所以∠ AGB = ∠ ABD .此时 S △ABG =10.2求点 G ′的过程同上.【例 3】在平面直角坐标系中,抛物线 y 3x 2bx c 与y 轴角于点 A(0,3) ,与 x 轴的正半轴交于点5B(5,0) ,点 D 在线段 OB 上,且 OD 1,联结 AD 、将线段 AD 绕着点 D 顺时针旋转 90 得到线段 DE过点 E 作直线 l x 轴,垂足为 H ,交抛物线于点 F . ( 1)求这条抛物线的解析式; ( 2)联结 DF ,求 cot EDF 的值;( 3)点 G 在直线 l 上,且 EDG 45 ,求点 G 的坐标.满分解答由 D(1, 0)、 F(4, 3)、E(4, 1),可得∠ DFE =45°,DF =3 2 ,EF =2.参考答案: 1)32 x 5 12x32) cot EDF3) E (4,6)或(4, 3).3x 轴交于点 B(5, 0),设 y (x 5)(x m) ,53 3 2 121.所以 y (x 5)(x 1) x 2 x 3 .5 5 5(2)如图 2,由△ AOD ≌△ DHE ,得 DH =AO =3,EH =DO =1.所以 E(4,1).1) 因为抛物线与代入点 A(0, 3), 得- 3m = 3 .所以 m =-如图 3,作 EM⊥DF 于 M,那么 EM=FM=2 .在 Rt△DEM 中,EM=2,DM=DF-FM=2 2 ,所以 DE=10.所以cos∠EDF =DM= 2 2= 2 5DE 10 52图(3)符合条件的点 G 有两个:①如图 4,当点 G在 DE 上方时,所以 ED2=EF·EG.所以 10=2EG.②如图 5,当 G′在DE下方时,△ GDG ′是直角三角形.此时 DH2=HG·HG′.所以9= 6HG ′.所以 HG′=3.此时G′(4, 3).由∠EDG=∠ EFD = 45°,∠ DEG是公共角,可得△ EDG ∽△EFG .所以 EG=5.此时 G(4, 6).x例4】已知顶点为A(2, 1)的抛物线经过点B(0,3),与x 轴交于C 、D 两点(点C 在点D 的左侧); 1)求这条抛物线的表达式;2)联结AB 、BD 、DA ,求△ ABD 的面积;3)点P在x轴正半轴上,如果A PB 45 ,求点P的坐标.参考答案:( 1)y x24x 3 ;(2)3;(3)(3 6,0).满分解答(1)设抛物线的顶点式为 y=a(x-2)2-1,代入点 B(0, 3),得 a=1.所以这条抛物线的解析式为 y=(x-2)2-1= x2- 4x+3.(2)由 y= x2- 4x+ 3=(x- 1)(x- 3),得 C(1, 0), D(3, 0).如图 2,由 A(2,-1)、B(0, 3)、D(3, 0),可得∠ BDO = 45°,∠ ADO=45°, BD=3 2,AD=2.所以 S△ABD =1AD BD =12 3 2 = 3.22(3)如图 3,以 AB 为斜边构造等腰直角三角形 GAB,以 G 为圆心、 GB 为半径画圆,与 x 轴交于点 P(圆与 x 轴右侧的一个交点),根据同弧所对的圆周角等于圆心角的一半,可知∠APB= 45°.如图 4,由△ BMG≌△ GNA,得 BM=GN,MG=NA.设 G(m, n),那么 m=n+1,3-n=m-2.解得 m=3,n=2.所以 G(3, 2).设 P(x, 0).根据 GB2=GP2,列方程 32+12=(x-3)2+ 22.解得(3 6,0),或(3 6,0)(这是圆与 x 轴左侧的交点的横坐标,此时∠ APB=135°).所以点P 的坐标为(3 6,0).【裴文通老师和顾晓琴老师提供的解法】 因为∠ BDO = 45°=∠ 1+∠ 3,∠ APB =45°=∠ 2+∠ 3,∠ ADO =45°=∠ 2+∠4, 所以∠ 1=∠2,∠3=∠ 4.所以△ PBD ∽△ APD .所以 DP DA.于是DP 2=DA ·DB = 2 3 2 =6.DB DP所以DP = 6,OP =3 6 .所以P (36,0) .【例 5】已知在平面直角坐标系 xOy 中,二次函数 y x 2 mx n 的图像经过点 A(3,0) , 且与 y 轴相交于点 C ;( 1)求这个二次函数的解析式并写出其图像顶点 D 的坐标; ( 2)求 CAD 的正弦值;(3)设点 P 在线段 DC 的延长线上,且 PAO CAD ,求点 P 的坐标.图2 图3 图4B(m,m 1) ,图2图3Ox2 9 3m n 0 1)将 A (3,0)、B (m, m +1)两点分别代入 y =- x 2+ mx + n ,得n m 1.解得m =2,n =3.所以y =- x 2+2x +3=-(x -1)2+4.所以C (0, 3),顶点 D (1, 4). (2)如图 2,作 DE ⊥y 轴于 E .由A(3, 0)、C(0, 3)、 D(1, 4),可得∠ ACO =∠DCE =45°,AC = 3 2,DC= 2.所以∠ ACD = 90°.所以 AD 2=AC 2+DC 2=18+2=20.所以 AD =2 5. 所以tan ∠CAD = DC= 2=1,sin ∠CAD = DC= 2= 10.AC 3 2 3 AD 2 5 10(3)直线 CD 的解析式为 y = x + 3,于是可设 P (x, x + 3). 作PH ⊥x 轴于H ,当∠ PAO =∠ CAD 时,由 tan ∠PAO =tan ∠CAD ,得 PH 1.AH 3①当P 在x 轴上方时,x 3 1.解得 x 3.此时 P ( 3,3)(如图 2所示).3 x 3 2 2 2 ②当P 在x 轴下方时, (x 3) 1.解得x =- 6.此时 P (-6,-3)(如图3所示).参考答案:(1) y x 22x 3,顶点 (1,4) ;满分解答2) 10 ;10333)( 23,32),( 6, 3).图2图3【例 6】 如图,在平面直角坐标系中 xOy 中,抛物线 y x 2 bx c 与 x 轴相交于点 A (-1,0) 和点 B ,与 y 轴相交于点 C (0,3),抛物线的顶点为点 D ,联结 AC 、BC 、DB 、DC . ( 1)求这条抛物线的表达式及顶点 D 的坐标; ( 2)求证: △ACO ∽△DBC ;( 3)如果点 E 在 x 轴上,且在点 B 的右侧,∠ BCE= ∠ ACO,求点 E 的坐标 .满分解答(1)由抛物线 y =-x 2+bx +c 与 x 轴相交于点 A (-1, 0),设 y =-(x +1)(x -m ). 代入点 C (0, 3) ,得 m = 3.所以 y =- (x +1)(x -3)=-(x 2-2x -3)=-x 2+2x +3=- (x -1)2+4. 所以点 B 的坐标为 (3, 0),顶点 D 的坐标为 (1, 4) .(2)如图 2,由 B (3, 0)、C (0, 3)、D (1, 4),可知 B 、C 两点间的水平距离、竖直距离都是3,C 、D两点间的水平距离、竖直距离都是 1.因此 BC 、DC 与 y 轴的夹角都是 45°.tan ∠DBC = DC= 2= 1. BC 3 2 3由 A(-1, 0)、 C(0, 3),得 OA =1, OC = 3,所以 tan ∠ACO = OC 所以∠ ACO =∠ DBC .所以△ ACO ∽△ DBC .(3)设 CE 与 BD 交于点 G .由∠ BCE =∠ ACO =∠ DBC ,得 GB = GC . 于是可得 CG 是 Rt △DBC 斜边上的中线,点 G 是 BD 的中点.所以 G (2, 2).所以∠ BCD = 90°,2)略;x3)E(6,0) .2达标检测【 1】如图,抛物线y ax2bx 5( a 0)经过点A(4, 5) ,与x轴的负半轴交于点B,与y 轴交于点C ,且OC 5OB ,抛物线的顶点为D .( 1)求这条抛物线的表达式;(2)联结AB、BC、CD、DA ,求四边形ABCD的面积;( 3)如果点E 在y 轴的正半轴上,且BEO A BC ,求点E 的坐标.参考答案】解: ( 1)∵抛物线y ax2bx 5与y 轴交于点C,∴C(0, 5),∴ OC5.∵OC 5OB,∴OB 1.又点B在x轴的负半轴上,∴B( 1,0).∵抛物线经过点A(4, 5)和点B( 1,0) ,16a 4b 5 5 a 1 2∴ ,解得.∴这条抛物线的表达式为y x24x 5 .a b 5 0 b 4(2)由y x24x 5,得顶点D 的坐标是(2, 9).联结AC .∵点A的坐标是(4, 5) ,点C的坐标是(0, 5),11又S ABC 2 4 5 10,S ACD 2 4 4 8,∴ S四边形ABCD S ABC S ACD 18.3)过点C作CH AB ,垂足为点H .15216∵S ABC 1AB CH 10, AB 5 2, ∴CH 2 2.2在 Rt BCH 中, BHC 90 , BC 26 , BH BC 2 CH 2 3 2 ;∴ tan CBHC B H H23.在 Rt BOE 中, BOE 90 , tan BEOBO,EO,∵ BEO ABC ,BO EO 2,得 EO 3∴点 E 的坐标为 (0, 3).2】如图,抛物线 y=x 2+bx+5与x 轴交于点 A 与 B (5,0) 点,与 y 轴交于点 C ,抛物线的顶点为点 P . 1)求抛物线的表达式并写出顶点 P 的坐标;2)在 x 轴上方的抛物线上有一点 D ,若 ?ABD ? ABP ,试求点 D 的坐标; 3)设在直线 BC 下方的抛物线上有一点 Q ,若S DBCQ = 15 ,试写出点 Q 坐标.满分解答(1)将点 B (5, 0)代入 y =x 2+bx +5,得.解得 b =- 6. 所以 y =x 2-6x +5=-(x -3)2-4,顶点 P 的坐标为 (3,-4).2)如图 2,作 DN ⊥x 轴于 N .设抛物线的对称轴与 x 轴交于点 M . 由 tan ∠ABD = tan∠ ABP,得DN PMBN BM2x 26x 5 4参考答案: ( 1) y x 26x 5 , P (3, 4) ; 2) D( 1,12) ; (3) Q(2, 3)或(3, 4).2.5 x 23)由 B (5, 0)、C (0, 5),可知 BC =5 2,直线 BC 与 x 轴负半轴的夹角为 45°设点 D 的坐标为 (x, x 2- 6x + 5),那么图3设BC 边上的高为 h ,那么 S △BCQ= 15 2h =15.解得 h 3 2 .2如图3,设y 轴上点 C 下方的点 G 到直线BC 的距离GH = 3 2,那么 CG =6,G (0,-1).练习 1】如图,在平面直角坐标系 xOy 中,抛物线 y ax 2 bx 1经过点 A (2, 1) ,它的对称轴与 x 轴 相交于点 B ;( 1)求点 B 的坐标;( 2)如果直线 y x 1与此抛物线的 对称轴交于点 C 、与抛物 线在对称轴右 侧交于点 D ,且 BDC ACB ,求此抛物线的表达式.过点 G 作BC 的平行线与抛物线的交点就是要求的点 Q ,这条直线为 y =- x - 1.解方程组y2x 1, 得x 2,或x 3,y x 26x 5, y3, y4.所以 Q (2,-3)或(3,-4).5 10参考答案】(1)B(1,0);(2) y 53x2 130x 1.满分解答1)将点 A(2,-1)代入 y=ax2+bx-1,得 1-= 4a+ 2b-1.所以 b=- 2a.抛物线的对称轴 x=b=2a=1.所以点 B 的坐标为 (1, 0).2a 2a(2)如图 2,由 y=x+ 1,得 C(1, 2).所以 BC=2.由A(2,-1)、B(1, 0),得BA 2 ,∠ 2=45°因为直线 y=x+1 与坐标轴的夹角为 45°,由此可知∠ 1= 45°.所以∠ 1=∠ 2.根据等角的邻补角相等,可知∠ DCB=∠ CBA.当∠ BDC=∠ ACB时,△ DCB ∽△ CBA.所以DC CB,即CB BA 所以DC 2 2 .因此 D、C 两点间的水平距离、竖直距离都是将点 D(3, 4)代入 y=ax2-2ax-1,得 4=9a-6a-1.解得所以抛物线的表达式是y 5x2 10 x 1.33DC 2.2 2.2.所以 D(3, 4).。
北师大版九年级二次函数辅导讲义
例1、下列函数中,是二次函数的是 ____________ . _______2 2 2① y=x — 4x+1; ②y=2x ; ③ y=2x+4x ; ④y= — 3x ;⑤ y= — 2x — 1; ⑥ y=mx+nx+p ; ⑦ y =(4,x); ⑧ y= — 5x 。
例2、在一定条件下,若物体运动的路程 s (米)与时间t (秒)的关系式为s=5t 2+2t ,则t =4秒时,该物体所经过的路程为 ______________________ 。
例3、若函数y=(m 2+2m- 7)x 2+4x+5是关于x 的二次函数,贝U m 的取值范围为 ______________ 。
例1 .抛物线y=2x 22— m 经过坐标原点,则m 的值为例2 .抛物y=x 2+bx+c 线的顶点坐标为(1,3),则b = _________ ,c =.例3 .抛物线y = x 2+ 3x 的顶点在() A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限1 例4.已知抛物线y = x 2+ (m — 1)x — 4的顶点的横坐标是2,则m 的值是 .例5 .若二次函数y=3x 2+mx — 3的对称轴是直线x = 1,则m= __________ 。
例6.当n = _______ ,m= _____ 时,函数y = (m + n)x '+ (m — n)x 的图象是抛物线,且其顶点 在原点,此抛物线的开口 _________ .。
例7.已知二次函数y=x 2—4x+m — 3的最小值为3,则m= ____________ 。
例1.抛物线y=x 2+4x+9的对称轴是 _______________ 。
例2.抛物线y=2x 2— 12x+25的开口方向是 __________ ,顶点坐标是 ___________________ 。
例3.试写出一个开口方向向上,对称轴为直线x = — 2,且与y 轴的交点坐标为(0, 3)的抛物线的解析式 __________________ 。
初三数学 二次函数 全章教案 北师版
初三数学二次函数全章教案北师版第二章二次函数§2.1 二次函数所描述的关系课时安排1课时从容说课本节课要学习的内容是二次函数所描述的关系,重点是通过分析实际问题,以及用关系式表示这一关系的过程,引出二次函数的概念,获得用二次函数表示变量之间关系的体验。
然后根据这种体验能够表示简单变量之间的二次函数关系.并能利用尝试求值的方法解决实际问题.让学生通过分析实际问题(探究橙子的数量与橙子树之间的关系),从学生感兴趣的问题入手,并广泛联系多学科问题,使学生好奇而愉快地感受二次函数的意义,感受数学的广泛联系和应用价值.在教学中,让学生通过观察、思考、合作,交流,归纳出二次函数的概念,并从中体会函数的建模思想.第一课时课题§2.1 二次函数所描述的关系教学目标(一)教学知识点1.探索并归纳二次函数的定义.2.能够表示简单变量之间的二次函数关系.(二)能力训练要求1.经历探索,分析和建立两个变量之间的二次函数关系的过程,进一步体验如何用数学的方法描述变量之间的数量关系.2.让学生学习了二次函数的定义后,能够表示简单变量之间的二次函数关系.3. 能够利用尝试求值的方法解决实际问题.(三)情感与价值观要求1.从学生感兴趣的问题入手,能使学生积极参与数学学习活动,对数学有好奇心和求知欲.2.把数学问题和实际问题相联系,使学生初步体会数学与人类生活的密切联系及对人类历史发展的作用.3.通过学生之间互相交流合作,让学生学会与人合作,并能与他人交流思维的过程,培养大家的合作意识.教学重点1.经历探索和表示二次函数关系的过程,获得用二次函数表示变量之间关系的体验。
2.能够表示简单变量之间的二次函数关系.教学难点经历探索和表示二次函数关系的过程,获得用二次函数表示变量之间关系的体验.教学方法讨论探索法.教具准备投影片二张第一张:(记作§2.1 A) 第二张:(记作§2.1 B) 教学过程Ⅰ.创设问题情境,引入新课[师]对于“函数”这个词我们并不陌生,大家还记得我们学过哪些函数吗? [生]学过正比例函数,一次函数,反比例函数. [师]那函数的定义是什么,大家还记得吗?[生]记得,在某个变化过程中,有两个变量x 和y ,如果给定一个x 值,相应地就确定 了一个y 值,那么我们称y 是x 的函数,其中x 是自变量,y 是因变量. [师]能把学过的函数回忆一下吗? [生]可以,一次函数y=kx+b .(其中k 、b 是常数,且k ≠0) 正比例函数y =kx(k 是不为0的常数). 反比例函数y=xk(A 是不为0的常数). [师]很好,从上面的几种函数来看,每一种函数都有一般的形式.那么二次函数的一般形式究竟是什么呢?本节课我们将揭开它神秘的面纱. Ⅱ.新课讲解一、由实际问题探索二次函数关系 投影片:(§2.1 A)某果园有100棵橙子树,每一棵树平均结600个橙子,现准备多种一些橙子树以提高产量,但是如果多种树,那么树之间的距离和每一棵树所接受的阳光就会减少.根据经验估计,每多种一棵树,平均每棵树就会少结5个橙子.(1)问题中有哪些变量?其中哪些是自变量?哪些是因变量?(2)假设果园增种;棵橙子树,那么果园共有多少棵橙子树?这时平均每棵树结多少个橙子? (3)如果果园橙子的总产量为y 个,那么请你写出y 与x 之间的关系式. [师]请大家互相交流后回答.[生](1)变量有树的数量,每棵树上平均结的橙子数,所有的树上共结的橙子数.其中 树的数量是自变量,每棵树上平均结的橙子数以及所有的树上共结的橙子数是因变量.(2)假设果园增种x 棵橙子树,那么果园共有(x+100)棵树,平均每棵树就会少结5x 个橙子,则平均每棵树结(600-5x)个橙子.(3)如果果园橙子的总产量为y 个,则 y=(x+100)(600-5x)=-5x 2+100x+60000. [师]大家根据刚才的分析,判断一下上式中的y 是否是x 的函数?若是函数,与原来学过的函数相同吗? [生]因为x 是自变量,y 是因变量,给x 一个值,相应地就确定了一个y 的值,因此根据函数的定义,y 是x 的函数.但是从函数形式上看,它不同于正比例函数,一次函数与反比例函数,自变量的最高次数是2,所以我猜测可能是二次函数. 二、想一想在上述问题中,种多少棵橙子树,可以使果园橙子的总产量最多? [师]请大家发表自己的看法.[生甲]在函数y=-5x 2+100+60000中,因为一次项系数100大于二次项系数-5,因此当x 越大时,y 的值越大.[生乙]我不同意他的观点.因为x2的增长速度比x的增长速度要快,因此-5x2的绝对值要大于100x的绝对值,因此x应取比较小的数才能使y的值大.[师]大家说的都有道理,究竟是如何呢?我们不妨取一些特殊的数字验证一下.我们可以列表表示橙子的总产量随橙子树的增加而变化的情况.你能根据表格中的数据作出猜测吗?自请大家先填表,再猜测.[生]从左到右依次填60095,60180,60255,60320,60375,60420,60455,60480,60495,60500,60495,60480,60455,60420.可以猜测当x逐渐增大时,y也逐渐增大.当x取10时,y取最大值.x大于10时,y的值反而减小,因此当增种10棵橙子树时,橙子的总产量最多.[师]大家的猜想很有道理,推理能力日渐增长,究竟猜想结果如何,我们将要在后面的学习中专门进行研究.三、做一做投影片:(§2. 1 B)银行的储蓄利率是随时间的变化而变化的,也就是说,利率是一个变量.在我国,利率的调整是由中国人民银行根据国民经济发展的情况而决定的.设人民币一年定期储蓄的年利率是x,一年到期后,银行将本金和利息自动按一年定期储蓄转存.如果存款额是100元,那么请你写出两年后的本息和y(元)的表达式(不考虑利息税),[师]首先我们要回顾一下有关名词,本金.利息,本息时,如何计算利息,在前面的学习中我们已接触过,大家还记得吗?[生]记得.本金是存入银行时的资金,利息是银行根据利率和存的时间付给的“报酬”,本息和就是本金和利息的和,利息=本金×利率×期数(时间).[师]根据利息的公式,大家可以计算出一年后的本息和.[生]一年后的本息和为(100+100x·1)=100(1+x).[师]再计算出两年后的本息和,这时,一年后的本息和将作为第二年的本金.[生]y=100(1+x)+100(1+x)x×l=100(1+x)+100(1+x)x=100(1+x)(1+x)=100(1+x)2=100x2+200x+100.[师]在这个关系式中,y是x的函数吗?是x的什么函数?请猜想.[生]因为年利率x是一个变量,两年后的本息和y是随着x的变化而变化的,因此x是自变量,y是x 的函数.再从函数的形式来看,y是x的二次函数.四、二次函数的定义[师]从我们刚才推导出的式子y=-5x2+100x+60000和y=100x2+200x+100中,大家能否根据式子的形式,猜想出二次函数的定义及一般形式呢?[生]一般地,形如y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)的函数叫做x的二次函数(quadratic function). [师]很好,上面说的只是一般形式,并不是每个二次函数关系式必须如此,有时没有一次项,有时没有常数项,有时这两项都不存在,只要有二次项存在即为二次函数.如正方形面积A与边长a的关系A=a2,圆面积S和半径r的关系S=πr2也都是二次函数的例子.Ⅲ.课堂练习随堂练习(P36)Ⅳ.课时小结本节课我们学习了如下内容:1. 经历探索和表示二次函数关系的过程.猜想并归纳二次函数的定义及一般形式. 2.利用尝试求值的方法解决种多少棵橙子树,可以使果园橙子的总产量最多. Ⅴ.课后作业 习题2.1Ⅵ.活动与探究若y =(m 2+m)x m2-m是二次函数,求m 的值.分析:根据:二次函数的定义,只要满足m 2+m ≠0,且m 2-m=2,y=(m 2+m)x m2-m就是二次函数. 解:由题意得m 2+m ≠0,m 2-m=2.m ≠0或m ≠-1, 解,得.m=2或m ≠-1,故若y =(m 2+m)x m2-m是二次函数,则m 的值等于2. 板书设计§2.1 二次函数所描述的关系一、1.由实际问题探索二次函数关系(投影片§2.1 A) 2.想一想3.做一做(投影片§2.1 B) 4.二次函数的定义 二、课堂练习 随堂练习 三、课时小结 四、课后作业 备课资料 参考例题1.用总长为60 m 的篱笆围成矩形场地,矩形面积S(m 2)与矩形一边长l(m)之间 的关系是什么?是函数关系吗?是哪一种函数? 解:S=l(260-l)=l(30-l)=30l-l 2=-l 2+30l 是二次函数关系式. 2.下列函数中,哪些是一次函数?哪些是二次函数?(1)y=3(x-1)2+1; (2)y =x+x1; (3)y =(x+3)2-x 2;(4)y=21x -x 解:(1)y=3(x-1)2+1=3x 2-6x+4;(3)y=(x+3)2-x =x 2+6x+9-x 2=6x+9; ∴(3)是一次函数,(1)是二次函数.§2.2 结识抛物线课时安排2课时从容说课二次函数的图象——抛物线,也是人们最为熟悉的曲线之一.喷泉的水流,标枪的投掷等都形成抛物线路径.同时,抛物线形状在建筑上也有着广泛的应用,如抛物线型拱桥,抛物线型隧道等.本节课将研究最简单的二次函数y=x2与y=-x2的图象及性质.在教学中,让学生利用描点法作出y=x2的图象,并能根据图象经过大家的合作交流归纳总结出二次函数y=x2的性质.在此基础上猜想y=-x2的图象及性质,再进行有关验证.通过讨论最简单的二次函数y=±x2的图象的作法,引出抛物线的概念,在此基础上初步归纳这类抛物线的性质.本节的内容主要由学生自己思考,动手操作,合作交流得出结论,教师只给以引导,充分体现教师引导,学生学的教学理念.第二课时课题§2.2 结识抛物线教学目标(一)教学知识点1.能够利用描点法作出函数y=x2的图象,能根据图象认识和理解二次函数y=x2的性质.2.猜想并能作出y=-x2的图象,能比较它与y=x2的图象的异同.(二)能力训练要求1.经历探索二次函数y=x2的图象的作法和性质的过程,获得利用图象研究函数性质的经验.2.由函数y=x2的图象及性质,对比地学习y=-x2的图象及性质,并能比较出它们的异同点,培养学生的类比学习能力和发展学生的求同求异思维.(三)情感与价值观要求1.通过学生自己的探索活动,达到对抛物线自身特点的认识和对二次函数性质的理解.2.在利用图象讨论二次函数的性质时,让学生尽可能多地合作交流,以便使学生能够从多个角度看问题,进而比较准确地理解二次函数的性质.教学重点1.能够利用描点法作出函数y=x2的图象,并能根据图象认识和理解二次函数y=x2的性质.2.能够作出二次函数y=-x2的图象,并能比较它与y=x2的图象的异同.教学难点经历探索二次函数y=x2的图象的作法和性质的过程,获得利用图象研究函数性质的经验.并把这种经验运用于研究二次函数y=-x2的图象与性质方面,实现“探索——经验——运用”的思维过程.教学方法探索——总结——运用法.教具准备投影片四张第一张:(记作§2.2 A)第二张:(记作§2.2 B)第三张:(记作§2.2 C)第四张:(记作§2.2 D)教学过程Ⅰ.创设问题情境,引入新课[师]我们在学习了正比例函数,一次函数与反比例函数的定义后,研究了它们各自的图象特征.知道正比例函数的图象是过原点的一条直线,一般的一次函数的图象是不过原点的一条直线,反比例函数的图象是两条双曲线.上节课我们学习了二次函数的一般形式为y=ax2+bx+c(其中a,b,c是常数且a≠0),那么它的图象是否也为直线或双曲线呢?本节课我们将一起来研究有关问题.Ⅱ.新课讲解一、作函数y=x2的图象.[师]一次函数的图象是一条直线,二次函数的图象是什么形状呢?让我们先看最简单的二次函数y=x2.大家还记得画函数图象的一般步骤吗?[生]记得,是列表,描点,连线.[师]非常正确,下面就请大家按上面的步骤作出y=x2的图象.[生](1)列表:x -3 -2 -1 0 1 2 3y 9 4 1 0 1 4 9(2)在直角坐标系中描点.(3)用光滑的,曲线连接各点,便得到函数y=x2的图象.[师]画的非常漂亮.二、议一议投影片:(§2.2 A)对于二次函数y=x2的图象,(1)你能描述图象的形状吗?与同伴进行交流.(2)图象与x轴有交点吗?如果有,交点坐标是什么?(3)当x<0时,随着x值的增大,y的值如何变化?当x>0时呢?(4)当x取什么值时,y的值最小?最小值是什么?你是如何知道的?(5)图象是轴对称图形吗?如果是,它的对称轴是什么?请你找出几对对称点,并与同伴进行交流.[生](1)图象的形状是一条曲线.就像抛出的物体所行进的路线的倒影.(2)图象与x轴有交点,交于原点,交点坐标是(0,0).(3)当x<0时,图象在y轴的左侧,随着x值的增大,y的值逐渐减小;当x>0时,图象在y轴的右侧,随着x值的增大,y的值逐渐增大。
专题2.9 二次函数中的十二大存在性问题(北师大版)(原卷版)
专题2.9 二次函数中的十二大存在性问题【北师大版】【题型1 二次函数中等腰三角形的存在性问题】 (1)【题型2 二次函数中直角三角形的存在性问题】 (3)【题型3 二次函数中等腰直角三角形的存在性问题】 (5)【题型4 二次函数中全等三角形的存在性问题】 (7)【题型5 二次函数中平行四边形的存在性问题】 (8)【题型6 二次函数中菱形的存在性问题】 (11)【题型7 二次函数中矩形的存在性问题】 (13)【题型8 二次函数中正方形的存在性问题】 (15)【题型9 二次函数中面积问题的存在性问题】 (17)【题型10 二次函数中线段问题的存在性问题】 (18)【题型11 二次函数中角度问题的存在性问题】 (20)【题型12 二次函数中最值问题的存在性问题】 (22)【题型1二次函数中等腰三角形的存在性问题】【例1】(2023春·甘肃张掖·九年级校考期中)如图甲,直线y=−x+3与x轴、y轴分别交于点B、点C,经过B、C两点的抛物线y=x2+bx+c与x轴的另一个交点为A,顶点为P.(1)求该抛物线的解析式;(2)当0<x<3时,在抛物线上求一点E,使△CBE的面积有最大值(图乙、丙供画图探究),并求出最大面积及E点的坐标.(3)在该抛物线的对称轴上是否存在点M,使以C、P、M为顶点的三角形为等腰三角形?若存在,请求出所符合条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由;【变式1-1】(2023秋·广西贵港·九年级统考期末)如图,抛物线y=ax2+3x+c(a≠0)与x轴交于点A(−2,0)和点B,与y轴交于点C(0,8),点P为直线BC上方抛物线上的动点,连接CP,PB,直线BC与抛物线的对称轴l交于点E.(1)求抛物线的解析式;(2)求△BCP的面积最大值;(3)点M是抛物线的对称轴l上一动点.是否存在点M,使得△BEM为等腰三角形?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.【变式1-2】(2023秋·山西晋城·九年级校考期末)如图1,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于A(−1,0),B (4,0)两点,与y轴交于点C,顶点为D.点P是直线BC上方抛物线上的一个动点,过点P作PE⊥x轴于点E,交直线BC于点Q.(1)求抛物线的表达式;(2)求线段PQ的最大值;(3)如图2,过点P作x轴的平行线交y轴于点M,连接QM.是否存在点P,使得△PQM为等腰三角形?若存在,请直接写出点P的横坐标;若不存在,请说明理由.【变式1-3】(2023•沙坪坝区校级模拟)如图1,抛物线y=ax2+bx+2(a≠0)交x轴于点A(﹣1,0),点B (4,0),交y 轴于点C .连接BC ,过点A 作AD ∥BC 交抛物线于点D (异于点A ).(1)求抛物线的表达式;(2)点P 是直线BC 上方抛物线上一动点,过点P 作PE ∥y 轴,交AD 于点E ,过点E 作EG ⊥BC 于点G ,连接PG .求△PEG 面积的最大值及此时点P 的坐标;(3)如图2,将抛物线y =ax 2+bx +2(a ≠0)水平向右平移32个单位,得到新抛物线y 1,在y 1的对称轴上确定一点M ,使得△BDM 是以BD 为腰的等腰三角形,请写出所有符合条件的点M 的坐标,并任选其中一个点的坐标,写出求解过程.【题型2 二次函数中直角三角形的存在性问题】【例2】(2023秋·四川广安·九年级校考期中)如图,已知抛物线y =ax 2+bx +c(a ≠0)经过点A(−3,2),B(0,−2),其对称轴为直线x =52,C(0,12)为y 轴上一点,直线AC 与抛物线交于另一点D .(1)求抛物线的函数表达式;(2)试在线段AD 下方的抛物线上求一点E ,使得△ADE 的面积最大,并求出最大面积;(3)在抛物线的对称轴上是否存在一点F ,使得△ADF 是直角三角形?如果存在,求点F 的坐标;如果不存在,请说明理由.【变式2-1】(2023秋·辽宁盘锦·九年级校考期中)如图,已知直线y=x+3与x轴交于点A,与y轴交于点B,抛物线y=−x2+bx+c经过A、B两点,与x轴交于另一个点C,对称轴与直线AB交于点E,抛物线顶点为D.(1)求抛物线的解析式;(2)在第三象限内,F为抛物线上一点,以A、E、F为顶点的三角形面积为3,求点F的横坐标;(3)点P是对称轴上的一动点,是否存在某一点P使P、B、C为顶点的三角形是以BC为直角边的直角三角形?若存在,请直接写出所有符合条件的P点坐标;不存在,说明理由.【变式2-2】(2023春·广东梅州·九年级校考期中)已知二次函数y=x2+bx+c的图象经过A(−2,5),B(−1,0),与x轴交于点C.(1)求这个二次函数的解析式;(2)点P直线AC下方抛物线上的一动点,求△PAC面积的最大值;(3)在抛物线对称轴上是否存在点Q,使△ACQ是直角三角形?若存在,直接写出点Q的坐标,若不存在,请说明理由.与x轴交于【变式2-3】(2023春·甘肃金昌·九年级统考期中)平面直角坐标系中,抛物线y=a(x−1)2+92A,B(4,0)两点,与y轴交于点C.(1)求抛物线的解析式,并直接写出点A,C的坐标;(2)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使△BCP是直角三角形?若存在,请直接写出点P的坐标,若不存在,请说明理由;(3)如图,点M是直线BC上的一个动点,连接AM,OM,是否存在点M使AM+OM最小,若存在,请求出点M 的坐标,若不存在,请说明理由;【题型3二次函数中等腰直角三角形的存在性问题】【例3】(2023秋·山西阳泉·九年级统考期末)综合与探究:在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx−2与x轴交于点A(−1,0)和点B(4,0),与y轴交于点C,过动点D(0,m)作平行于x轴的直线l,直线l与抛物线y=ax2+bx−2相交于点E,F.(1)求抛物线的表达式;(2)求m的取值范围;(3)直线l上是否存在一点P,使得△BCP是以BC为直角边的等腰直角三角形?若存在,求m的值;若不存在,请说明理由.【变式3-1】(2023秋·福建漳州·九年级校考期中)如图①,已知抛物线y=ax2+bx+3的图象经过点B (1,0),与y轴交于点A,其对称轴为直线l:x=2,过点A作AC∥x轴交抛物线于点C,∠AOB的角平分线交线段AC于点E,点P是抛物线上的一个动点,设其横坐标为m.(1)求抛物线的解析式;(2)若动点P在直线OE下方的抛物线上,连接PE、PO,当m为何值时,四边形AOPE面积最大,并求出其最大值;(3)如图②,F是抛物线的对称轴l上的一点,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,直接写出所有符合条件的点P 的坐标;若不存在,请说明理由.【变式3-2】(2023秋·湖南湘西·九年级统考期末)如图,在平面直角坐标系中,直线y =−x +3交x 轴于点B ,交y 轴于点C ,直线AD 交x 轴于点A ,交y 轴于点D ,交直线BC 于点E −12CD =1. (1)求直线AD 解析式;(2)点P 从B 点出发沿线段BA 方向以1个单位/秒的速度向终点A 运动(点P 不与A ,B 两点重合),设点P 的运动时间为t ,则是否存在t ,使得△AEP 为等腰直角三角形?若存在,请求出t 的值,若不存在,请说明理由;(3)在(2)的条件下,点P 出发的同时,点Q 从C 点出发沿射线CO 方向运动,当点P 到达终点时,点Q 也停止运动,连接AQ ,PQ ,设△APQ 的面积为S ,S 与t 的函数关系式为S=2−12t +212(0≤t <1)t−1)(t−7)(1<t <7),其图象如图2所示,结合图1、图2的信息,请求出a 的值及当△APQ 的面积取得最大值时AQ 的长.【变式3-3】(2023秋·北京通州·九年级统考期末)如图,抛物线y 1=ax 2−2x +c 的图象与x 轴交点为A 和B ,与y 轴交点为D (0,3),与直线y 2=−x−3交点为A 和C .(1)求抛物线的解析式;(2)在直线y 2=−x−3上是否存在一点M ,使得△ABM 是等腰直角三角形,如果存在,求出点M 的坐标,如果不存在请说明理由.(3)若点E 是x 轴上一个动点,把点E 向下平移4个单位长度得到点F ,点F 向右平移4个单位长度得到点G ,点G 向上平移4个单位长度得到点H ,若四边形EFGH 与抛物线有公共点,请直接写出点E的横坐标x E 的取值范围.【题型4二次函数中全等三角形的存在性问题】x2−2x+3与x轴交于A、B两点,抛物线的顶点为【例4】(2023·陕西咸阳·统考三模)如图,抛物线y=14C,对称轴为直线l,l交x轴于点D.(1)求点A、B、C的坐标;(2)点P是抛物线上的动点,过点P作PM⊥y轴于点M,点N在y轴上,且点N在点M上方,是否存在这样的点P、N,使得以点P、M、N为顶点的三角形与△BCD全等,若存在,请求出点P、N的坐标;若不存在,请说明理由.【变式4-1】(2023·甘肃陇南·统考一模)如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A(−1,0),B两点,与y轴交于点C(0,−3).(1)求抛物线的函数解析式;(2)已知点P(m,n)在抛物线上,当−1≤m<3时,直接写出n的取值范围;(3)抛物线的对称轴与x轴交于点M,点D坐标为(2,3),试问在该抛物线上是否存在点P,使△ABP与△ABD 全等?若存在,请求出所有满足条件的P点的坐标;若不存在,请说明理由.x2−2x+3与x轴交于A,B两点,抛物线的顶【变式4-2】(2023·陕西咸阳·统考三模)如图,抛物线y=14点为C,对称轴为直线l,l交x轴于点D.(1)求点A、B、C的坐标;(2)点P是抛物线上的动点,过点P作PM⊥y轴于点M,点N在y轴上,且点N在点M上方,是否存在这样的点P、N,使得以点P、M、N为顶点的三角形与△BCD全等,若存在,请求出点P、N的坐标;若不存在,请说明理由.【变式4-3】(2023·内蒙古通辽·统考中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的顶点为B(2,1),且过点A(0,2),直线y=x与抛物线交于点D,E(点E在对称轴的右侧),抛物线的对称轴交直线y=x于点C,交x轴于点G,EF⊥x轴,垂足为F,点P在抛物线上,且位于对称轴的右侧,PQ⊥x轴,垂足为点Q,△PCQ为等边三角形(1)求该抛物线的解析式;(2)求点P的坐标;(3)求证:CE=EF;(4)连接PE,在x轴上点Q的右侧是否存在一点M,使△CQM与△CPE全等?若存在,试求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.[注:1)2].【题型5二次函数中平行四边形的存在性问题】【例5】(2023秋·云南临沧·九年级统考期末)如图,抛物线y=ax2+bx−3与x轴交于A(−1,0)、B(3,0)两点,与y轴交于点C.(1)求抛物线的解析式;(2)若点D是抛物线上的一点,当△ABD的面积为10时,求点D的坐标;(3)点P是抛物线对称轴上的一点,在抛物线上是否存在一点Q,使得以B、C、P、Q为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.【变式5-1】(2023秋·山东东营·九年级校考期末)如图,已知抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于A(−1,0)、B(3,0)两点,与y轴交于点C,连接BC.(1)求抛物线的解析式;(2)若点P为线段BC上的一动点(不与B、C重合),PM∥y轴,且PM交抛物线于点M,交x轴于点N,当△BCM 的面积最大时,求点P的坐标;(3)在(2)的条件下,当△BCM的面积最大时,点D是抛物线的对称轴上的动点,在抛物线上是否存在点E,使得以A、P、D、E为顶点的四边形为平行四边形?若存在,请直接写出点E的坐标;若不存在,请说明理由.【变式5-2】(2023秋·重庆梁平·九年级统考期末)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=−2x2+4x+6与y轴交于点A,与x轴交于点E,B(E在B的左侧).(1)如图2,抛物线的顶点为点Q,求△BEQ的面积;(2)如图3,过点A作AC平行于x轴,交抛物线于点C,点P为抛物线上的一点(点P在AC上方),作PD平行于y轴交AB于点D、交AC于点F,当点P在何位置时,PD+CF最大?求出最大值;(3)在(2)条件下,当PD+CF最大时,将抛物线y=−2x2+4x+6沿着射线AB平移,使得抛物线经过点C,此时得到新抛物y′,点N是原抛物线对称轴上一点,在新抛物线y′上是否存在一点M,使以点A,D,M,N 为顶点的四边形为平行四边形,若存在,请直接写出点M的所有坐标,若不存在,请说明理由.【变式5-3】(2023秋·重庆江北·九年级重庆十八中校考期末)如图1,抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴正半轴交于点A,B,与y轴正半轴交于点C,且OC=OB=3OA,点D为抛物线的顶点.(1)求该抛物线的函数表达式;(2)点P为直线BC下方该抛物线上任意一点,点E为直线BC与该抛物线对称轴的交点,求△PBE面积的最大值;(3)如图2,将该抛物线沿射线CB的方向平移y′,新抛物线y′的顶点为D′,过(2)问中使得△PBE面积为最大时的点P作平行于y轴的直线交新抛物线y′于点M.在新抛物线y′的对称轴上是否存在点N,使得以点P,D′,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点N的坐标;若不存在,请说明理由.【题型6二次函数中菱形的存在性问题】【例6】(2023春·重庆云阳·九年级校联考期中)如图1,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴相交于点A、B(点B在点A左侧),与y轴相交于点C(0,3).已知点A坐标为(1,0),△ABC面积为6.(1)求抛物线的解析式;(2)点P是直线BC上方抛物线上一动点,过点P作直线BC的垂线,垂足为点E,过点P作PF∥y轴交BC于点F,求△PEF周长的最大值及此时点P的坐标:(3)如图2,将该抛物线向左平移2个单位长度得到新的抛物线y′,平移后的抛物线与原抛物线相交于点D,点M为直线BC上的一点,点N是平面坐标系内一点,是否存在点M,N,使以点B,D,M,N为顶点的四边形为菱形,若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.【变式6-1】(2023秋·甘肃庆阳·九年级统考期末)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C(0,−3),点A在原点的左侧,点B的坐标为(3,0),点P是直线BC下方的抛物线上一动点.(1)求这个二次函数的表达式.(2)连接PO、PC,并把△POC沿CO所在直线翻折,得到四边形POP′C,那么是否存在点P,使四边形POP′C 为菱形?若存在,请求出此时点P的坐标;若不存在,请说明理由.(3)当点P运动到什么位置时,四边形ABPC的面积最大?求出此时P点的坐标和四边形ABPC的面积.【变式6-2】(2023秋·广东汕头·九年级统考期末)如图:已知直线l:y=−2x+2与x轴、y轴分别相交于A、B两点,抛物线y=−x2+bx+c经过点B,且与x轴交于点C(2,0).(1)求该抛物线的解析式;(2)已知点M是抛物线上的一个动点,并且点M在第一象限内,连接AM、BM,设点M的横坐标为m,四边形OAMB的面积为S,求S与m的函数表达式,并求出S的最大值;(3)若点P在平面内,点Q在直线AB上,平面内是否存在点P使得以O,B,P,Q为顶点的四边形是菱形.若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.【变式6-3】(2023秋·广东汕头·九年级统考期末)如图:已知直线l:y=−2x+2与x轴、y轴分别相交于A、B两点,抛物线y=−x2+bx+c经过点B,且与x轴交于点C(2,0).(1)求该抛物线的解析式;(2)已知点M是抛物线上的一个动点,并且点M在第一象限内,连接AM、BM,设点M的横坐标为m,四边形OAMB的面积为S,求S与m的函数表达式,并求出S的最大值;(3)若点P在平面内,点Q在直线AB上,平面内是否存在点P使得以O,B,P,Q为顶点的四边形是菱形.若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.【题型7二次函数中矩形的存在性问题】【例7】(2023秋·浙江湖州·九年级统考期末)如图,在平面直角坐标系xOy中,O为坐标原点,抛物线y =a(x+3)(x﹣1)(a>0)与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧).(1)求点A与点B的坐标;,点M是抛物线上一动点,若满足∠MAO不大于45°,求点M的横坐标m的取值范围.(2)若a=13(3)经过点B的直线l:y=kx+b与y轴正半轴交于点C.与抛物线的另一个交点为点D,且CD=4BC.若点P在抛物线对称轴上,点Q在抛物线上,以点B,D,P,Q为顶点的四边形能否成为矩形?若能,求出点P的坐标;若不能,请说明理由.【变式7-1】(2023·山东东营·东营市胜利第一初级中学校考三模)已知抛物线y=ax2+bx−4(a≠0)交x 轴于点A(4,0)和点B(−2,0),交y轴于点C.(1)求抛物线的解析式;(2)如图,点P是抛物线上位于直线AC下方的动点,过点P分别作x轴、y轴的平行线,交直线AC于点D,交x轴于点E,当PD+PE取最大值时,求点P的坐标及PD+PE最大值.(3)在抛物线上是否存在点M,对于平面内任意点N,使得以A、C、M、N为顶点且AC为一条边的四边形为矩形,若存在,请直接写出M、N的坐标,不存在,请说明理由.【变式7-2】(2023春·内蒙古通辽·九年级校考期中)如图,抛物线y=ax2+bx+3交x轴于A(3,0),B(−1,0)两点,交y轴于点C.(1)求抛物线的解析式和对称轴.SΔABC,求R的坐标.(2)若R为第一象限内抛物线上点,满足SΔRAC=12(3)若点P在抛物线的对称轴上,点Q是平面直角坐标系内的任意一点,是否存在点P使得A、C、P、Q为顶点的四边形是矩形,若存在,请直接写出所有符合条件的点P的坐标.【变式7-3】(2023秋·广东江门·九年级校考期末)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx−2 (a≠0)交x轴于A−1,0、B两点,交y轴于点C,其对称轴为x=1.5,(1)求该抛物线的函数解析式;(2)P为第四象限内抛物线上一点,连接PB,过点C作CQ∥BP交x轴于点Q,连接PQ,求△PBQ面积的最大值及此时点P的坐标.(3)在(2)的条件下,将抛物线y=ax2+bx−2(a≠0)向右平移经过点Q,得到新抛物线,点E在新抛物线的对称轴上,是否在平面内存在一点F,使得以A、P、E、F为顶点的四边形是矩形?若存在,直接写出点F的坐标;若不存在,请说明理由.【题型8二次函数中正方形的存在性问题】【例8】(2023·辽宁阜新·阜新实验中学校考一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx−3与x 轴交于A(−1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C,点P为抛物线上的动点.(1)求该抛物线的函数表达式;(2)点D为直线y=x上的动点,当点P在第四象限时,求四边形PBDC面积的最大值及此时点P的坐标;(3)已知点E为x轴上一动点,点Q为平面内任意一点,是否存在以点P,C,E,Q为顶点的四边形是以PC为对角线的正方形,若存在,请直接写出点Q的坐标,若不存在,请说明理由.【变式8-1】(2023·陕西西安·校考模拟预测)如图,已知拋物线y=−x2+2x+c与x轴交于点A(3,0),B与y 轴交于点C.(1)求c的值及该抛物线的对称轴;(2)若点D在直线AC上,点E是平面内一点.是否存在点E,使得以点A,B,D,E为顶点的四边形为正方形?若存在,请求出点E的坐标;若不存在,请说明理由.【变式8-2】(2023·山西晋中·山西省平遥中学校校考模拟预测)如图,二次函数y=−x2+2x+3的图象与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C.连接BC.点P是抛物线第一象限内的一个动点,设点P的横坐标为m,过点P作直线PD⊥x轴于点D.交BC于点E.过点P作BC的平行线,交y轴于点M.(1)求A,B,C三点的坐标,并直接写出直线BC的函数表达式;(2)在点P的运动过程中,求使四边形CEPM为菱形时,m的值;(3)点N为平面内任意一点,在(2)的条件下,直线PM上是否存在点Q使得以P,E,Q,N为顶点的四边形是正方形?若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.【变式8-3】(2023·江西赣州·统考一模)已知二次函数C1:y=mx2-2mx+3(m≠0).(1)有关二次函数C1的图象与性质,下列结论中正确的有______.(填序号)①二次函数C1的图象开口向上;②二次函数C1的图象的对称轴是直线x=1;③二次函数C1的图象经过定点(0,3)和(2,3);④函数值y随着x的增大而减小.(2)当m=1时,①抛物线C1的顶点坐标为______;②将抛物线C1沿x轴翻折得到抛物线C2,则抛物线C2的表达式为______;(3)设抛物线C1与y轴相交于点E,过点E作直线l∥x轴,与抛物线C1的另一交点为F,将抛物线C1沿直线l 翻折,得到抛物线C3,抛物线C1,C3的顶点分别记为P,Q.是否存在实数m,使得以点E,F,P,Q为顶点的四边形为正方形?若存在,请求出m的值;若不存在,请说明理由.【题型9二次函数中面积问题的存在性问题】【例9】(2023秋·四川广安·九年级统考期末)如图1,抛物线y=ax2+bx+3经过A(1,0),B(3,0)两点,交y 轴于点C.(1)求抛物线的函数解析式.(2)在抛物线的对称轴上是否存在一点M,使得△ACM的周长最小?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.S△BCA,请直接写出点P的横坐(3)如图2,连接BC,若在BC下方的抛物线上存在一点P,使得S△BCP=12标.【变式9-1】(2023春·江西九江·九年级校考期中)如图,已知二次函数L1:y=x2+bx+c与x轴交于A、B 两点,A点坐标(−1,0),B点坐标(3,0),与y轴交于点C,直线L2:y=x+n经过点A.(1)求二次函数L1的表达式及顶点P的坐标;(2)二次函数L3与二次函数L1关于X轴对称,直线L2与二次函数L3相交于A、D两点.①直接写出二次函数L3的表达式;②求出D点的坐标;③在直线L2上半部分的二次函数L3上,是否存在一点M,使得△AMD的面积最大?若存在,请求出M坐标,并求出最大面积.【变式9-2】(2023春·山东东营·九年级东营市实验中学校考期中)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与y轴交于点C(0,4),与x轴交于A(−2,0),点B(4,0).(1)求抛物线的解析式;(2)若点M是抛物线上的一动点,且在直线BC的上方,当S△MBC取得最大值时,求点M的坐标;(3)在抛物线上是否存在点P,使三角形ABP的面积为12?若存在,直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.【变式9-3】(2023秋·福建泉州·九年级统考期末)如图,在平面直角坐标系xOy中,顶点为E1,4的抛物线y=ax2+bx+c与x轴从左到右依次交于A,B两点,与y轴的交点为C0,3,P是抛物线对称轴右侧图象上的一点,且在x轴的上方.(1)求此抛物线的解析式;(2)若直线BP与抛物线对称轴交于点D,当|BD−CD|取得最大值时,求点P的坐标;(3)若直线BC与抛物线对称轴交于点F,连接PC,PE,PF,记△PCF,△PEF的面积分别为S1,S2,判断2S1+S2是否存在最大值.若存在,求出最大值;若不存在,请说明理由.【题型10二次函数中线段问题的存在性问题】【例10】(2023春·内蒙古巴彦淖尔·九年级校考期中)如图1,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A (−8,0),C(2,0)两点,与y轴交于点D(0,4).点E是第二象限内抛物线上的一个动点,设点E的横坐标为n,过点E作直线EB⊥x轴于点B,作直线AD交EB于点F.(1)求该抛物线的解析式;(2)如图1,当△EFD是以FD为底边的等腰三角形时,求点E的坐标;(3)如图2,连接CD,过点E作直线l∥CD,交y轴于点H,连接BH.试探究:在点E运动的过程中,是否存在点E,使得FD=BH,若存在,请求出点E的坐标;若不存在,请说明理由.【变式10-1】(2023春·四川南充·九年级统考期中)如图,平面直角坐标系中的Rt△AOB和Rt△COD全等,直角边OB、OD在x轴上.已知点C的坐标为4,2,过A、C两点的直线分别交x轴、y轴于点E、F,抛物线y=ax2+bx+c经过O、A、C三点.(1)写出点A的坐标并求该抛物线的函数解析式;(2)点G为抛物线上位于线段OC所在可直线上方部分的一动点,求G到直线OC的最大距离和此时点G的坐标;(3)点P为线段OC上一个动点,过点P作y轴的平行线交抛物线于点M,交x轴于点N,问是否存在这样的点P,使得四边形ABPM的边AM与边BP相等?若存在,求出此时点P的坐标;若不存在,请说明理由.【变式10-2】(2023秋·云南曲靖·九年级统考期末)已知抛物线y=x2+bx+c与x轴交于点A(−1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C,连接BC.(1)求抛物线的解析式;(2)在抛物线上是否存在点M,使得B、C两点到直线AM的距离相等,如果存在,求出点M的坐标,如果不存在,请说明理由;(3)点P为x轴上一动点,以P为旋转中心,把线段BC逆时针旋转90°,得到线段GH,其中点B的对应点为点G,当抛物线的对称轴刚好经过GH中点时,求此时点P的坐标.【变式10-3】(2023秋·安徽阜阳·九年级校考期末)如图,已知抛物线经过原点O和x轴上另一点A,它的对称轴x=−2与x轴交于点C,直线y=−2x+1经过抛物线上一点B(2,m),且与y轴.直线x=−2分别交于点D、E.(1)求m的值及该抛物线对应的函数关系式;(2)①判断△CBE的形状,并说明理由;②判断CD与BE的位置关系;(3)若P(x,y)是该抛物线上的一个动点,是否存在这样的点P,使得PB=PE?若存在,试求出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.【题型11二次函数中角度问题的存在性问题】【例11】(2023秋·辽宁葫芦岛·九年级统考期末)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=−x2+bx+c 与x轴交于A,B(4,0)两点,与y轴交于点C,点D(3,4)在抛物线上,点P是抛物线上一动点.(1)求该抛物线的解析式;(2)如图1,连接OD,若OP平分∠COD,求点P的坐标;(3)如图2,连接AC,BC,抛物线上是否存在点P,使∠CBP+∠ACO=45°?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.【变式11-1】(2023秋·内蒙古鄂尔多斯·九年级统考期末)如图,直线y=−x+3与x轴、y轴分别交于B、C 两点,抛物线y=−x2+bx+c经过点B、C,与x轴另一交点为A,顶点为D.(1)求抛物线的解析式;(2)在第四象限的抛物线上是否存在一点M,使△MBC的面积为27?若存在,求出M点坐标;若不存在,请说明理由.(3)在抛物线的对称轴上是否存在一点P,使得∠APB=∠OCB?若存在,求出P点坐标;若不存在,请说明理由.x2+mx+n与x轴交于A,B两点,【变式11-2】(2023春·江苏盐城·九年级统考期末)如图,抛物线y=12与y轴交于点C,抛物线的对称轴交x轴于点D,已知A(−4,0),C(0,−2).(1)求抛物线的函数表达式;(2)点E 是线段AC 上的一个动点,过点E 作x 轴的垂线与抛物线相交于点F ,当点E 运动到什么位置时,四边形CDAF 的面积最大?求出四边形CDAF 的最大面积及此时E 点的坐标;(3)在y 轴上是否存在点P ,使得∠OAP +∠OAC =60°?若存在,请直接写出P 点的坐标,若不存在,请说明理由.【变式11-3】(2023秋·浙江湖州·九年级统考期末)如图,在平面直角坐标系中,直线y =12x−2与x 轴交于点A ,与y 轴交于点C ,抛物线y =12x 2+bx +c 经过A ,C 两点,与x 轴的另一交点为点B ,点P 为抛物线上的一个动点.(1)求抛物线的函数表达式;(2)当△ACP 的面积与△ABC 的面积相等时,求点P 的坐标;(3)是否存在点P ,使得∠ACP =∠ABC−∠BAC ,若存在,请直接写出点P 的横坐标;若不存在,请说明理由.【题型12 二次函数中最值问题的存在性问题】【例12】(2023秋·甘肃庆阳·九年级统考期中)如图,已知抛物线y =38x 2−34x−3与x 轴的交点为点A 、D (点A 在点D 的右侧),与y 轴的交点为点C .。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
北师大初三数学9年级上册秋季版(教师版)
最
新
讲
义
第13讲 二次函数存在性问题
知识点1二次函数中直角三角形存在性问题 二次函数y=ax 2+bx+c (a ,b ,c 是常数,a≠0)的三种表达形式分别为:一般式:y=ax 2+bx+c ,通常要知道图像上的三个点的坐标才能得出此解析式;顶点式:y=a (x -h )2+k ,通常要知道顶点坐标或对称轴才能求出此解析式;交点式:y=a (x -x 1)(x -x 2),通常要知道图像与x 轴的两个交点坐标x 1,x 2才能求出此解析式;对于
y=ax 2+bx+c 而言,其顶点坐标为(-2b a ,244ac b a ).对于y=a (x -h )2+k 而言其顶点坐标为(h ,k ), 由于二次函数的图像为抛物线,因此关键要抓住抛物线的三要素:开口方向,对称轴,顶点.
【典例】
1.如图,已知抛物线y=x 2+bx+c 与x 轴交于A ,B 两点(点A 在点B 的左侧)与y 轴交于点C (0,﹣3),对称轴是直线x=1,直线BC 与抛物线的对称轴交于点D ,点E 为y 轴上一动点,CE 的垂直平分线交抛物线于P ,Q 两点(点P 在第三象限)
(1)求抛物线的函数表达式和直线BC 的函数表达式;
(2)当△CDE 是直角三角形,且∠CDE=90° 时,求出点P 的坐标;
(3)当△PBC 的面积为时,求点E 的坐标.
【解析】解:(1)∵抛物线的对称轴为直线x=1,
∴﹣﹣=1,
∴b=﹣2
∵抛物线与y轴交于点C(0,﹣3),
∴c=﹣3,
∴抛物线的函数表达式为:y=x2﹣2x﹣3;
∵抛物线与x轴交于A、B两点,
当y=0时,x2﹣2x﹣3=0.
∴x1=﹣1,x2=3.
∵A点在B点左侧,
∴A(﹣1,0),B(3,0)
设过点B(3,0)、C(0,﹣3)的直线的函数表达式为y=kx+m,
则,
∴
∴直线BC的函数表达式为y=x﹣3;
(2)∵Rt△CDE 中∠CDE=90°,直线BC的解析式为y=x﹣3,
∴∠OCB=45°,
∵点D在对称轴x=1与直线y=x﹣3交点上,
∴D坐标为(1,﹣2 )
Rt△CDE为等腰直角三角形易得E的坐标(0,﹣1),
∵点P在CE垂直平分线上,
∴点P纵坐标为﹣2,
∵点P在y=x2﹣2x﹣3上,
∴x2﹣2x﹣3=﹣2,
解得:x=1±,
∵P在第三象限,
∴P的坐标为(1﹣,﹣2);
(3)过P作PK∥x轴,交直线BC于点K,设P(m,n),则n=m2﹣2m﹣3∵直线BC的解析式为y=x﹣3,
∴K的坐标为(n+3,n),
∴PK=n+3﹣m=m2﹣3m,
∵S △PBC =S △PKC +S △PKB =
,
∴×3KP= ∴m 2﹣3m=,
解得:m=﹣或,
∵P 在第三象限,
∴P 的坐标为(﹣,﹣)
∵点P 在CE 垂直平分线上,
∴E 的坐标为(0,﹣)
【方法总结】
探究直角三角形的存在性问题时,具体方法如下:
(1)先假设结论成立,根据直角顶点的不确定性,分情况讨论;
(2)找点:当所给定长没有说明是直角三角形的斜边还是直角边时,需分情况讨论,具体方法如下: ①当定长为直角三角形的直角边时,分别以定长的某一端点作定长的垂线,与数轴或抛物线有交点时,此交点即为符合条件的点;
②当定长为直角三角形的斜边时,以此定长为直径作圆,圆弧与所求点满足条件的数轴或抛物线有交点时,此交点即为符合条件的点;
(3)计算:把图形中的点坐标用含有自变量的代数式表示出来,从而表示出三角形的各个边(表示线段时,注意代数式的符号)。
再利用相似三角形的性质得出比例式,或者利用勾股定理进行计算,或者利用三角函数建立方程求点坐标。
【随堂练习】
1.(2019•禅城区二模)如图,已知直线2x m =-+与抛物线2y ax bx c =++相交于A ,B 两点,且点(1,4)A 为抛物线的顶点,点B 在x 轴上.
(1)求m 的值;
(2)求抛物线的解析式;
(3)若点P 是x 轴上一点,当ABP ∆为直角三角形时直接写出点P 的坐标.
【解答】解:(1)将点A 坐标代入2y x m =-+得:42m =-+,解得:6m =;
(2)26y x =-+,令0y =,则3x =,故点(3,0)B ,
则二次函数表达式为:2(1)4y a x =-+,
将点B 的坐标代入上式得:20(31)4a =-+,
解得:1a =-,
故抛物线的表达式为:22(1)423y x x x =--+=-++;
(3)①当90ABP ∠=︒时,
直线AB 的表达式为:26y x =-+,
则直线PB 的表达式中的k 值为1
2,
设直线PB 的表达式为:12
y x b =+, 将点B 的坐标代入上式得:1032
b =⨯+, 解得:32
b =-, 即直线PB 的表达式为:1322
y x =
-, 当1x =时,1y =-,
即点(1,1)P -;
②当()90AP P B ∠'=︒时,
点(1,0)P '; 故点P 的坐标为(1,1)-或(1,0).
2.(2019•郊区一模)如图,在平面直角坐标系中,直线2x =-与x 轴交与点C ,与抛物线2y x bx c =-++交于点A ,此抛物线与x 轴的正半轴交于点(1,0)B ,且2AC BC =.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P 是直线AB 上方抛物线上的一点.过点P 作PD 垂直于x 轴于点D ,交线段AB 于点E ,使3DE PE =.
①求点P 的坐标;
②在直线PD 上是否存在点M ,使ABM ∆为以AB 为直角边的直角三角形?若存在,直接写出符合条件的点M 的坐标;若不存在,说明理由.
【解答】解:(1)直线2x =-与x 轴交于点C ,
∴点(2,0)C -,
(1,0)B ,
3BC ∴=,
2AC BC =,
6AC ∴=,
直线2x =-与抛物线交于点A ,
∴点(2,6)A -,
把点A 、B 的坐标代入解析式,得:
42610b c b c --+=⎧⎨-++=⎩,解得:34
b c =-⎧
⎨=⎩, ∴抛物线的解析式为:234y x x =--+;
(2)①P 是直线AB 上方的抛物线上的一点,
∴设点P 的坐标为2(,34)a a a --+,
设直线AB 的解析式为AB y kx b =+,
将点A 、B 的坐标代入解析式,得:
260k b k b -+=⎧⎨+=⎩,解得:22
k b =-⎧
⎨=⎩, ∴直线AB 的解析式为:22y x =-+,
PD x ⊥轴于点D ,交AB 于点E ,
∴点E 的坐标为(,22)a a -+,
22DE a ∴=-+,2234(22)2PE a a a a a =--+--+=--+,
3DE PE =,
2223(2)a a a ∴-+=--+,解得:11a =(舍去),24
3a =-,
当4
3x =-时,24456
()3()4339y =---⨯-+=,
∴点P 的坐标为4(3-,56
)9; ②点M 在直线PD 上,
∴设点M 的坐标为4
(3-,)m ,
点(2,6)A -,点(1,0)B ,
AB ∴=AM =BM = ABM ∆为以AB 为直角边的直角三角形,
Ⅰ:当BM 为斜边时,可得:222AB AM BM +=, 即2244945(6)99m m ++-=+,解得:193
m =, ∴点M 的坐标为4
(3-,
19)3; Ⅱ:当AM 为斜边时,可得:222AB BM AM +=, 即2249445(6)99m m ++=+-,解得:76
m =-, ∴点M 的坐标为4
(3-,7)6-;
综上所述,符合题意的点M 的坐标为14(3M -,19)3、24(3
M -,7)6-.
知识点2二次函数中等腰三角形存在性问题
此知识点是二次函数综合题,主要考查了二次函数与一次函数的图象与性质、待定系数法、勾股定理、等腰三角形的判定等知识点.难点在于第(2)(3)问,符合条件的等腰三角形可能有多种情形,需要分类讨论.
【典例】
1.如图,在平面直角坐标系中,抛物线C 1:y=ax 2+bx ﹣1经过点A (﹣2,1)和点B (﹣1,﹣1),抛物线C 2:y=2x 2+x+1,动直线x=t 与抛物线C 1交于点N ,与抛物线C 2交于点M .
(1)求抛物线C 1的表达式;
(2)直接用含t 的代数式表示线段MN 的长;
(3)当△AMN 是以MN 为直角边的等腰直角三角形时,求t 的值;。