中考数学复习二次函数与三角形的面积问题
最新中考数学专题复习——二次函数的实际应用(面积最值问题11页)及答案
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第 1 页二次函数的实际应用——面积最大(小)值问题知识要点:在生活理论中,人们经常面对带有“最〞字的问题,如在一定的方案中,花费最少、消耗最低、面积最大、产值最高、获利最多等;解数学题时,我们也常常碰到求某个变量的最大值或最小值之类的问题,这就是我们要讨论的最值问题。
求最值的问题的方法归纳起来有以下几点:1.运用配方法求最值;2.构造一元二次方程,在方程有解的条件下,利用判别式求最值;3.建立函数模型求最值;4.利用根本不等式或不等分析法求最值.[例1]:在矩形ABCD 中,AB=6cm ,BC=12cm ,点P 从点A 出发,沿AB 边向点B 以1cm /s 的速度挪动,同时点Q 从点B 出发沿BC 边向点C 以2cm /s 的速度挪动,假如P 、Q 两点同时出发,分别到达B 、C 两点后就停顿挪动.〔1〕运动第t 秒时,△PBQ 的面积y(cm²)是多少?〔2〕此时五边形APQCD 的面积是S(cm²),写出S 与t 的函数关系式,并指出自变量的取值范围.〔3〕t 为何值时s 最小,最小值时多少?答案:[例2]:小明的家门前有一块空地,空地外有一面长10米的围墙,为了美化生活环境,小明的爸爸准备靠墙修建一个矩形花圃,他买回了32米长的不锈钢管准备作为花圃的围栏,为了浇花和赏花的方便,准备在花圃的中间再围出一条宽为一米的通道及在左右花圃各放一个1米宽的门〔木质〕.花圃的长与宽如何设计才能使花圃的面积最大?解:设花圃的宽为x 米,面积为S 平方米那么长为:x x 4342432-=+-(米)那么:)434(x x S -= ∵6417<,∴S 与x 的二次函数的顶点不在自变量x 的范围内, 而当2176<≤x 内,S 随x 的增大而减小, ∴当6=x 时,604289)4176(42max =+--=S (平方米) 答:可设计成宽6米,长10米的矩形花圃,这样的花圃面积最大. [例3]:边长为4的正方形截去一个角后成为五边形ABCDE 〔如图〕,其中AF=2,BF=1.试在AB 上求一点P ,使矩形PNDM 有最大面积.解:设矩形PNDM 的边DN=x ,NP=y ,那么矩形PNDM 的面积S=xy 〔2≤x≤4〕易知CN=4-x ,EM=4-y .过点B 作BH ⊥PN 于点H那么有△AFB ∽△BHP∴PH BH BF AF =,即3412--=y x , 此二次函数的图象开口向下,对称轴为x=5,∴当x≤5时,函数值y 随x 的增大而增大,对于42≤≤x 来说,当x=4时,12454212=⨯+⨯-=最大S . 【评析】此题是一道代数几何综合题,把相似三角形与二次函数的知识有机的结合在一起,能很好考察学生的综合应用才能.同时,也给学生探究解题思路留下了思维空间.[例4]:某人定制了一批地砖,每块地砖〔如图(1)所示〕是边长为0.4米的正方形ABCD ,点E 、F 分别在边BC 和CD 上,△CFE 、△ABE 和四边形AEFD 均由单一材料制成,制成△CFE 、△ABE 和四边形AEFD 的三种材料的每平方米价格依次为30元、20元、10元,假设将此种地砖按图(2)所示的形式铺设,且能使中间的阴影局部组成四边形EFGH .(1)判断图(2)中四边形EFGH 是何形状,并说明理由;(2)E 、F 在什么位置时,定制这批地砖所需的材料费用最省?解:(1) 四边形EFGH 是正方形.图(2)可以看作是由四块图(1)所示地砖绕C 点按顺(逆)时针方向旋转90°后得到的,故CE =CF =CG .∴△CEF 是等腰直角三角形因此四边形EFGH 是正方形.(2)设CE =x , 那么BE =0.4-x ,每块地砖的费用为y 元那么:y =x ×30+×0.4×(0.4-x )×20+[0.16-x -×0.4×(0.4-x )×10]当x =0.1时,y 有最小值,即费用为最省,此时CE =CF =0.1.答:当CE =CF =0.1米时,总费用最省.作业布置:1.(2021浙江台州)某人从地面垂直向上抛出一小球,小球的高度h (单位:米)与小球运动时间t (单位:秒)的函数关系式是,那么小球运动中的最大高度=最大h 4.9米 .2.(2021庆阳市)兰州市“安居工程〞新建成的一批楼房都是8层高,房子的价格y (元/平方米)随楼层数x (楼)的变化而变化(x =1,2,3,4,5,6,7,8);点(x ,y )都在一个二次函数的图像上,(如下图),那么6楼房子的价格为 元/平方米.提示:利用对称性,答案:2080.3.如下图,在一个直角△MBN 的内部作一个长方形ABCD ,其中AB 和BC 分别在两直角边上,设AB =x m ,长方形的面积为y m 2,要使长方形的面积最大,其边长x 应为( D )A .424m B .6 m C .15 m D .25m 解:AB =x m ,AD=b ,长方形的面积为y m 2 ∵AD ∥BC ∴△MAD ∽△MBN第 3 页 ∴MB MA BN AD =,即5512x b -=,)5(512x b -= )5(512)5(5122x x x x xb y --=-⋅==, 当5.2=x 时,y 有最大值. 4.(2021湖北恩施)将一张边长为30㎝的正方形纸片的四角分别剪去一个边长为x㎝的小正方形,然后折叠成一个无盖的长方体.当x取下面哪个数值时,长方体的体积最大〔 C 〕A .7B .6C .5D .45.如图,铅球运发动掷铅球的高度y (m)与程度间隔 x (m)之间的函数关系式是:35321212++-=x x y ,那么该运发动此次掷铅球的成绩是( D ) A .6 m B .12 m C .8 m D .10m解:令0=y ,那么:02082=--x x 0)10)(2(=-+x x〔图5〕 〔图6〕 〔图7〕6.某幢建筑物,从10 m 高的窗口A ,用水管向外喷水,喷出的水流呈抛物线状(抛物线所在的平面与墙面垂直,如图6,假如抛物线的最高点M 离墙1 m ,离地面340m ,那么水流落地点B 离墙的间隔 OB 是( B )A .2 mB .3 mC .4 mD .5 m 解:顶点为)340,1(,设340)1(2+-=x a y ,将点)10,0(代入,310-=a 令0340)1(3102=+--=x y ,得:4)1(2=-x ,所以OB=3 7.(2021乌兰察布)小明在某次投篮中,球的运动道路是抛物线21 3.55y x =-+的一局部,如图7所示,假设命中篮圈中心,那么他与篮底的间隔 L 是〔 B 〕A .4.6mB .4.5mC .4mD .3.5m8.某居民小区要在一块一边靠墙(墙长15m)的空地上修建一个矩形花园ABCD ,花园的一边靠墙,另三边用总长为40m 的栅栏围成.假设设花园的宽为x(m) ,花园的面积为y(m²).(1)求y 与x 之间的函数关系,并写出自变量的取值范围;〔2〕根据〔1〕中求得的函数关系式,描绘其图象的变化趋势;并结合题意判断当x 取何值时,花园的面积最大,最大面积是多少?解:)240(x x y -=)20(22x x --=∵二次函数的顶点不在自变量x 的范围内,而当205.12<≤x 内,y 随x 的增大而减小,∴当5.12=x 时,5.187200)105.12(22max =+--=y (平方米)答:当5.12=x 米时花园的面积最大,最大面积是187.5平方米.9.如图,要建一个长方形养鸡场,鸡场的一边靠墙,假如用50 m 长的篱笆围成中间有一道篱笆隔墙的养鸡场,设它的长度为x 米.(1)要使鸡场面积最大,鸡场的长度应为多少m ?(2)假如中间有n (n 是大于1的整数)道篱笆隔墙,要使鸡场面积最大,鸡场的长应为多少米?比拟(1)(2)的结果,你能得到什么结论?解:(1)∵长为x 米,那么宽为350x -米,设面积为S 平方米. ∴当25=x 时,3625max =S (平方米) 即:鸡场的长度为25米时,面积最大. (2) 中间有n 道篱笆,那么宽为250+-n x 米,设面积为S 平方米. 那么:)50(212502x x n n x x S -+-=+-⋅= ∴当25=x 时,2625max +=n S (平方米) 由(1)(2)可知,无论中间有几道篱笆墙,要使面积最大,长都是25米.即:使面积最大的x 值与中间有多少道隔墙无关.10.如图,矩形ABCD 的边AB=6 cm ,BC=8cm ,在BC 上取一点P ,在CD 边上取一点Q ,使∠APQ 成直角,设BP=x cm ,CQ=y cm ,试以x 为自变量,写出y 与x 的函数关系式. 解:∵∠APQ=90°,∴∠APB+∠QPC=90°.∵∠APB+∠BAP=90°,∴∠QPC=∠BAP ,∠B=∠C=90°.∴△ABP ∽△PCQ.11.(2021年南京市)如图,在矩形ABCD 中,AB=2AD ,线段EF=10.在EF 上取一点M ,•分别以EM 、MF 为一边作矩形EMNH 、矩形MFGN ,使矩形MFGN ∽矩形ABCD .令MN=x ,当x 为何值时,矩形EMNH 的面积S 有最大值?最大值是多少?解:∵矩形MFGN ∽矩形ABCD∴MF=2MN =2x ∴ EM=10-2x∴S=x 〔10-2x 〕=-2x 2+10x=-2(x-2.5)2+12.5当x=2.5时,S 有最大值12.512.(2021四川内江)如图,小明的父亲在相距2米的两棵树间拴了一根绳子,给他做了一个简易的秋千,拴绳子的地方距地面高都是2.5米,绳子自然下垂呈抛物线状,身高1米的小明距较近的那棵树0.5米时,头部刚好接触到绳子,那么绳子的最低点距地面的间隔 为 0.5 米.答案:如下图建立直角坐标系那么:设c ax y +=2将点)1,5.0(-,)5.2,1(代入,第 5 页⎩⎨⎧+=+-⨯=ca c a 5.2)5.0(12,解得⎩⎨⎧==5.02c a 5.022+=x y 顶点)5.0,0(,最低点距地面0.5米.13.(2021黑龙江哈尔滨)小李想用篱笆围成一个周长为60米的矩形场地,矩形面积S(单位:平方米)随矩形一边长x(单位:米)的变化而变化.〔1〕求S 与x 之间的函数关系式,并写出自变量x 的取值范围;〔2〕当x 是多少时,矩形场地面积S 最大?最大面积是多少?解:〔1〕根据题意,得x x x x S 3022602+-=⋅-= 自变量的取值范围是〔2〕∵01<-=a ,∴S 有最大值当时,答:当为15米时,才能使矩形场地面积最大,最大面积是225平方米.14.(2021年南宁市)随着绿城南宁近几年城市建立的快速开展,对花木的需求量逐年进步.某园林专业户方案投资种植花卉及树木,根据市场调查与预测,种植树木的利润与投资量成正比例关系,如图12-①所示;种植花卉的利润与投资量成二次函数关系,如图12-②所示(注:利润与投资量的单位:万元)〔1〕分别求出利润与关于投资量的函数关系式; 〔2〕假如这位专业户以8万元资金投入种植花卉和树木,他至少获得多少利润?他能获取的最大利润是多少?解:〔1〕设=,由图12-①所示,函数=的图像过〔1,2〕,所以2=, 故利润关于投资量的函数关系式是=;因为该抛物线的顶点是原点,所以设2y =,由图12-②所示,函数2y =的图像过〔2,2〕,所以,故利润2y 关于投资量的函数关系式是2221x y =; 〔2〕设这位专业户投入种植花卉万元〔〕,那么投入种植树木(x -8)万元, 他获得的利润是万元,根据题意,得∵021>=a ∴当时,的最小值是14;∴他至少获得14万元的利润.因为,所以在对称轴2=x 的右侧,z 随x 的增大而增大所以,当8 x 时,z 的最大值为32.15.(08山东聊城)如图,把一张长10cm ,宽8cm 的矩形硬纸板的四周各剪去一个同样大小的正方形,再折合成一个无盖的长方体盒子〔纸板的厚度忽略不计〕.〔1〕要使长方体盒子的底面积为48cm 2,那么剪去的正方形的边长为多少?〔2〕你感到折合而成的长方体盒子的侧面积会不会有更大的情况?假如有,请你求出最大值和此时剪去的正方形的边长;假如没有,请你说明理由;〔3〕假如把矩形硬纸板的四周分别剪去2个同样大小的正方形和2个同样形状、同样大小的矩形,然后折合成一个有盖的长方体盒子,是否有侧面积最大的情况;假如有,请你求出最大值和此时剪去的正方形的边长;假如没有,请你说明理由.解:〔1〕设正方形的边长为cm , 那么. 即. 解得〔不合题意,舍去〕,. 剪去的正方形的边长为1cm .〔2〕有侧面积最大的情况. 设正方形的边长为cm ,盒子的侧面积为cm 2, 那么与的函数关系式为: 即. 改写为. 当时,.即当剪去的正方形的边长为2.25cm 时,长方体盒子的侧面积最大为40.5cm 2.〔3〕有侧面积最大的情况. 设正方形的边长为cm ,盒子的侧面积为cm 2.假设按图1所示的方法剪折, 那么与的函数关系式为: 即. 当时,.假设按图2所示的方法剪折, 那么与的函数关系式为:即.当时,.比拟以上两种剪折方法可以看出,按图2所示的方法剪折得到的盒子侧面积最大,即当剪去的正方形的边长为cm 时,折成的有盖长方体盒子的侧面积最大,最大面积为cm2.16.(08兰州)一座拱桥的轮廓是抛物线型(如图16所示),拱高6m,跨度20m,相邻两支柱间的间隔均为5m.〔1〕将抛物线放在所给的直角坐标系中(如图17所示),求抛物线的解析式;〔2〕求支柱的长度;〔3〕拱桥下地平面是双向行车道(正中间是一条宽2m的隔离带),其中的一条行车道能否并排行驶宽2m、高3m的三辆汽车(汽车间的间隔忽略不计)?请说明你的理由.解:〔1〕根据题目条件,的坐标分别是.设抛物线的解析式为,将的坐标代入,得解得.所以抛物线的表达式是.〔2〕可设,于是从而支柱的长度是米.〔3〕设是隔离带的宽,是三辆车的宽度和,那么点坐标是.过点作垂直交抛物线于,那么.根据抛物线的特点,可知一条行车道能并排行驶这样的三辆汽车.第 7 页。
二次函数-面积问题备战2023年中考数学考点微专题
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考向3.10 二次函数-面积问题例1、(2021·四川雅安·中考真题)已知二次函数223y x bx b =+-. (1)当该二次函数的图象经过点1,0A 时,求该二次函数的表达式;(2)在(1) 的条件下,二次函数图象与x 轴的另一个交点为点B ,与y 轴的交点为点C ,点P 从点A 出发在线段AB 上以每秒2个单位长度的速度向点B 运动,同时点Q 从点B 出发,在线段BC 上以每秒1个单位长度的速度向点C 运动,直到其中一点到达终点时,两点停止运动,求△BPQ 面积的最大值;(3)若对满足1≥x 的任意实数x ,都使得0y ≥成立,求实数b 的取值范围.解:(1)把1,0A 代入223y x bx b =+-, 得:20123b b =+-,解得:b =1,∴该二次函数的表达式为:223y x x =+-; (2)令y =0代入223y x x =+-, 得:2023x x =+-, 解得:11x =或23x =-,令x =0代入223y x x =+-得:y =-3, ∴A (1,0),B (-3,0),C (0,-3), 设运动时间为t ,则AP =2t ,BQ =t , ∴BP =4-2t ,过点M 作MQ ⊥x 轴, ∵OB =OC =3, ∴∠OBC =45°,∴BMQ 是等腰直角三角形,∴MQ =22BQ =22t , ∴△BPQ 的面积=()11222242BP MQ t t -⋅=⋅=()222122t --+,∴当t =1时,△BPQ 面积的最大值=22;(3)抛物线223y x bx b =+-的对称轴为:直线x =-b ,开口向上, 设2()23y f x x bx b ==+-,∵对1≥x 的任意实数x ,都使得0y ≥成立,∴()110b f -≤⎧⎨≥⎩或()10b f b ->⎧⎨-≥⎩,∴-1≤b ≤1或-3≤b <-1, ∴-3≤b ≤1.1、二次函数面积问题的几种形式(1)直接用面积公式;(2)三角形的面积等于铅直高度与水平宽度积的一半;(3)平行线等面积法(通过做平行线辅助线完成)。
2023年九年级中考数学专题复习:二次函数综合题(特殊三角形问题)含答案
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20.如图,抛物线y= x2﹣ x﹣ 与x轴交于点A和点B,与y轴交于点C,经过点C的直线l与抛物线交于另一点E(4,a),抛物线的顶点为点Q,抛物线的对称轴与x轴交于点D.
13.如图,抛物线 经过点A(0,3),B(-1,0).
(1)求抛物线的解析式;
(2)抛物线的顶点为D,对称轴与x轴交于点E,连接BD,求BD的长.
(3)在抛物线上是否存在点P,使△PBD是以BD为直角边的直角三角形,若存在请直接写出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
14.如图,抛物线 过点 , , .
(3)如图2,在(2)的条件下,点D是OC的中点,过点Q的直线与抛物线交于点E,且∠DQE=2∠ODQ.在y轴上是否存在点F,使得△BEF为等腰三角形?若存在,求点F的坐标;若不存在,请说明理由.
7.如图,抛物线y= x2+bx+c与x轴交于A(3,0)、B(-1,0)两点,过点B作直线BC⊥x轴,交直线y=-2x于点C.
(1)求a、b满足的关系式及c的值;
(2)如果 ,点P是直线AB下方抛物线上的一点,过点P作PD垂直于x轴,垂足为点D,交直线AB于点E,使 .
①求点P的坐标;
②若直线PD上是否存在点Q,使 为直角三角形?若存在,求出符合条件的所有点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
16.如图,抛物线y=﹣x2+bx+c经过A(4,0),C(﹣1,0)两点,与y轴交于点B,P为第一象限抛物线上的动点,连接AB,BC,PA,PC,PC与AB相交于点Q.
(1)点E的坐标为;
二次函数与三角形的综合-中考数学函数考点全突破
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二次函数与三角形的综合-中考数学函数考点全突破一、考点分析:二次函数与三角形的综合解答题一般涉及到这样几个方面:1.三角形面积最值问题2.特殊三角形的存在问题包括等腰等边和直角三角形。
这类题目一般出现在压轴题最后两道上,对知识的综合运用要求比较高。
一解决此类题目的基本步骤与思路1.抓住目标三角形,根据动点设点坐标2.根据所设未知数去表示三角形的底和高,一般常用割补法去求解三角形的面积从而得出面积的关系式3.根据二次函数性质求出最大值.4.特殊三角形问题首先要画出三角形的大概形状,分类讨论的去研究。
例如等腰三角形要弄清楚以哪两条边为要,直角三角形需要搞清楚哪个角作为直角都需要我们去分类讨论。
注意事项:1.简单的直角三角形可以直接利用底乘高进行面积的表示2.复杂的利用“补”的方法构造矩形或者大三角形,整体减去部分的思想3.利用“割”的方法时,一般选用横割或者竖割,也就是做坐标轴的垂线。
4.利用点坐标表示线段长度时注意要用大的减去小的。
5.围绕不同的直角进行分类讨论,注意检验答案是否符合要求。
6.在勾股定理计算复杂的情况下,灵活的构造K字形相似去处理。
二、二次函数问题中三角形面积最值问题(一)例题演示1.如图,已知抛物线(a为常数,且a>0)与x轴从左至右依次交于A,B两点,与y轴交于点C,经过点B的直线与抛物线的另一交点为D,且点D的横坐标为﹣5.(1)求抛物线的函数表达式;(2)P为直线BD下方的抛物线上的一点,连接PD、PB,求△PBD面积的最大值.DBOAyxC解答:(1)抛物线令y=0,解得x=-2或x=4,∴A(-2,0),B(4,0).∵直线经过点B(4,0),∴,解得,∴直线BD解析式为:当x=-5时,y=3,∴D(-5,3)∵点D(-5,)在抛物线上,∴,∴.∴抛物线的函数表达式为:.(2)设P(m,)∴∴△BPD面积的最大值为.【试题精炼】2.如图,在平面直角坐标系中,抛物线()与x轴交于A、B两点(点A在点B左侧),经过点A的直线l:与y轴交于点C,与抛物线的另一个交点为D,且.(1)直接写出点A的坐标,并用含a的式子表示直线l的函数表达式(其中k、b用含a的式子表示).(2)点E为直线l下方抛物线上一点,当△ADE的面积的最大值为时,求抛物线的函数表达式;HF解答:1)A(-1,0)∵CD=4AC,∴点D的横坐标为4∴,∴.∴直线l的函数表达式为y=ax+a(2)过点E作EH∥y轴,交直线l于点H设E(x,ax2-2ax-3a),则H(x,ax+a).∴∴.∴△ADE的面积的最大值为,∴,解得.∴抛物线的函数表达式为.【中考链接】3.如图,直线l:y=﹣3x+3与x轴、y轴分别相交于A、B两点,抛物线y=ax2﹣2ax+a+4(a<0)经过点B.(1)求该抛物线的函数表达式;(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,△ABM的面积为S,求S与m的函数表达式,并求出S的最大值;解答:(1)令x=0代入y=﹣3x+3,∴y=3,∴B(0,3),把B (0,3)代入y=ax2﹣2ax+a+4,∴3=a+4,∴a=﹣1,∴二次函数解析式为:y=﹣x2+2x+3;(2)令y=0代入y=﹣x2+2x+3,∴0=﹣x2+2x+3,∴x=﹣1或3,∴抛物线与x轴的交点横坐标为﹣1和3,∴S=DM•BE+DM•OE=DM(BE+OE)=DM•OB=××3==(m﹣)2+∵0<m<3,∴当m=时,S有最大值,最大值为;二、二次函数问题中直角三角形问题(一)例题演示如图,已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴为直线x=1,且抛物线经过A(1,0),C(0,3)两点,与x轴交于点B.(1)若直线y=mx+n经过B、C两点,求直线BC和抛物线的解析式;(2)设点P为抛物线的对称轴x=1上的一个动点,求使△BPC为直角三角形的点P的坐标.解答:(1)依题意得:,解得,∴抛物线解析式为.把B(,0)、C(0,3)分别代入直线y=mx+n,得,解得,∴直线y=mx+n的解析式为y=x+3;(2)设P(,t),又∵B(-3,0),C(0,3),∴BC2=18,PB2=(+3)2+t2=4+t2,PC2=()2+(t-3)2=t26t+10,①若点B为直角顶点,则BC2+PB2=PC2即:18+4+t2=t2-6t+10解得:t=;②若点C为直角顶点,则BC2+PC2=PB2即:18+t2-6t+10=4+t2解得:t=4,③若点P为直角顶点,则PB2+PC2=BC2即:4+t2+t2-6t+10=18解得:,.综上所述P的坐标为(,)或(,4)或(,)或(,).【试题精炼】如图,二次函数(其中a,m是常数,且a>0,m>0)的图象与x轴分别交于点A,B(点A位于点B的左侧),与y轴交于点C(0,-3),点D在二次函数的图象上,CD∥AB,连接AD.过点A作射线AE交二次函数的图象于点E,AB平分∠DAE.(1)用含m的代数式表示a;(2))求证:为定值;(3)设该二次函数图象的顶点为F.探索:在x轴的负半轴上是否存在点G,连接CF,以线段GF、AD、AE的长度为三边长的三角形是直角三角形?如果存在,只要找出一个满足要求的点G即可,并用含m的代数式表示该点的横坐标;如果不存在,请说明理由.【答案】(1);(2)证明见解析;(3)以线段GF、AD、AE 的长度为三边长的三角形是直角三角形,此时点G的横坐标为-3m.【解析】试题分析:(1)将C点代入函数解析式即可求得.(2)令y=0求A、B的坐标,再根据,CD∥AB,求点D的坐标,由△ADM∽△AEN,对应边成比例,将求的比转化成求比,结果不含m即为定值.(3)连接FC并延长,与x轴负半轴的交点即为所求点G..过点F作FH⊥x轴于点H,在Rt△CGO和Rt△FGH中根据同角的同一个三角函数相等,可求OG(用m表示),然后利用勾股定理求GF和AD(用m表示),并求其比值,由(2)是定值,所以可得AD∶GF∶AE=3∶4∶5,由此可根据勾股定理逆定理判断以线段GF、AD、AE的长度为三边长的三角形是直角三角形,直接得点G的横坐标.试题解析:解:(1)将C (0,-3)代入函数表达式得,∴.(2)证明:如答图1,过点D、E分别作x轴的垂线,垂足为M、N.由解得x1=-m,x2=3m.∴A(-m,0),B(3m,0).∵CD∥AB,∴点D的坐标为(2m,-3).∵AB平分∠DAE.∴∠DAM=∠EAN.∵∠DMA=∠ENA=900,∴△ADM∽△AEN,∴.设点E的坐标为(x,),∴,∴x=4m.∴为定值.(3)存在,如答图2,连接FC并延长,与x轴负半轴的交点即为所求点G.由题意得:二次函数图像顶点F的坐标为(m,-4),过点F作FH⊥x轴于点H,在Rt△CGO和Rt△FGH 中,∵tan∠CGO=,tan∠FGH=,∴=.∴OG=“3m,“由勾股定理得,GF=,AD=∴.由(2)得,∴AD∶GF∶AE=3∶4∶5.∴以线段GF、AD、AE的长度为三边长的三角形是直角三角形,此时点G的横坐标为-3m.考点:1.二次函数综合题;2.定值和直角三角形存在性问题;3.曲线上点的坐标与方程的关系;4.二次函数的性质;5.勾股定理和逆定理;6相似三角形的判定和性质;7.锐角三角函数定义.【中考链接】如图所示,在平面直角坐标系中,将一块等腰直角三角板ABC斜靠在两坐标轴上放在第二象限,点C的坐标为(-1,0).B点在抛物线y=x2+x-2的图像上,过点B作BD⊥x轴,垂足为D,且B点的横坐标为-3.(1)求BC所在直线的函数关系式.(2)抛物线的对称轴上是否存在点P,使△ACP是以AC为直角边的直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.解答:(1)∵C点坐标为(-1,0),∴BD=CO=1.∵B点的横坐标为-3,∴B点坐标为(-3,1)设BC所在直线的函数关系式为y=kx+b,则有,解得∴BC所在直线的函数关系式为y=x.(2)①若以为AC直角边,点C为直角顶点,如图所示,作CP1⊥AC,因为BC⊥AC,所以点P1为直线BC与对称轴直线的交点,即点P1的横坐标为-。
中考数学压轴题:二次函数中的面积问题(含答案)
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学生/课程年级日期学科时段课型数学授课教师核心内容二次函数中求面积最值,图形平移或折叠面积问题1.会利用函数的图象性质来研究几何图形的面积最值问题;教学目标重、难点2.掌握几种求图形面积的常见解题方法与技巧,如:割补法、平行等积变换法等。
3.掌握图形平移或折叠变换过程中找等量关系列函数解析式求图形面积问题的一般方法.割补法求三角形面积,动态问题一般解题思路。
了解学生的学习情况S△ = a h或S△ = a d (d表示已知点到直线的距离)以动点作垂直(平行)x轴的直线,即铅垂高,再分别过点A,C作PF的高,即和为水平宽。
S△ = ×水平宽×铅垂高如下图:①等底等高的两个三角形面积相等.②底在同一条直线上并且相等,该底所对角的顶点是同一个点或在与底平行的直线上,这两个三角形面积相等.如图,AD∥BC中,AC与BD交点O,则S△ABC = S△DBC,S△AOB = S△COD2如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=mx -8mx+4m+2(m>0)与y轴的交点为A,与x轴的交点分别为B(x ,10),C(x ,0),且x -x =4,直线AD∥x轴,在x轴上有一动点E(t,0)过点E作平行于y轴的直线l与抛物线,直线AD2 2 1的交点分别为P,Q.(1)求抛物线的解析式;(2)当0<t≤8时,求△APC面积的最大值.图形面积的求法常见有三种,分别是:(1)_______________________________(2)_______________________________(3)_______________________________[学有所获答案] (1)直接公式求法 割补法 平行线等积变换法(2)(3) 2 如图,已知抛物线y =x +bx +c 与 轴交于A ,B 两点(点A 在点B 的左侧)与 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.2 如图,已知抛物线y = x +ax +4a 与x 轴交于点A ,B ,与y 轴负半轴交于点C 且OB =OC ,点P 为抛物线上的一个动点,且点P 位于x 轴下方,点P 与点C 不重合.(1)求该抛物线的解析式;(2)若△PAC 的面积为 ,求点P 的坐标;(3)若以A ,B ,C ,P 为顶点的四边形面积记作S ,则S 取何值时,对应的点P 有且只有2个?将()的图像如何平移到的图像。
2020年初三数学下册中考专题复习 二次函数面积最值问题(含答案)
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2020年初三数学下册中考专题复习二次函数面积最值问题1.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.2.如图,在平面直角坐标系中,平行四边形ABOC如图放置,将此平行四边形绕点O顺时针旋转90°得到平行四边形A′B′OC′.抛物线y=﹣x2+2x+3经过点A、C、A′三点.(1)求A、A′、C三点的坐标;(2)求平行四边形ABOC和平行四边形A′B′OC′重叠部分△C′OD的面积;(3)点M是第一象限内抛物线上的一动点,问点M在何处时,△AMA′的面积最大?最大面积是多少?并写出此时M的坐标.3.如图,直线AB和抛物线的交点是A(0,﹣3),B(5,9),已知抛物线的顶点D的横坐标是2.(1)求抛物线的解析式及顶点坐标;(2)在x轴上是否存在一点C,与A,B组成等腰三角形?若存在,求出点C的坐标,若不在,请说明理由;(3)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C1:y=x2﹣2x与抛物线C2:y=ax2+bx开口大小相同、方向相反,它们相交于O,C两点,且分别与x轴的正半轴交于点B,点A,OA=2OB.(1)求抛物线C2的解析式;(2)在抛物线C2的对称轴上是否存在点P,使PA+PC的值最小?若存在,求出点P的坐标,若不存在,说明理由;(3)M是直线OC上方抛物线C2上的一个动点,连接MO,MC,M运动到什么位置时,△MOC面积最大?并求出最大面积.5.如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象交坐标轴于A(﹣1,0),B(4,0),C(0,﹣4)三点,点P是直线BC下方抛物线上一动点.(1)求这个二次函数的解析式;(2)是否存在点P,使△POC是以OC为底边的等腰三角形?若存在,求出P点坐标;若不存在,请说明理由;(3)动点P运动到什么位置时,△PBC面积最大,求出此时P点坐标和△PBC的最大面积.6.如图,二次函数y=﹣x2+3x+m的图象与x轴的一个交点为B(4,0),另一个交点为A,且与y轴相交于C点(1)求m的值及C点坐标;(2)在直线BC上方的抛物线上是否存在一点M,使得它与B,C两点构成的三角形面积最大,若存在,求出此时M点坐标;若不存在,请简要说明理由(3)P为抛物线上一点,它关于直线BC的对称点为Q①当四边形PBQC为菱形时,求点P的坐标;②点P的横坐标为t(0<t<4),当t为何值时,四边形PBQC的面积最大,请说明理由.7.如图,抛物线y=ax2+bx+与直线AB交于点A(﹣1,0),B(4,),点D是抛物线A、B两点间部分上的一个动点(不与点A、B重合),直线CD与y轴平行,交直线AB于点C,连接AD,BD.(1)求抛物线的表达式;(2)设点D的横坐标为m,△ADB的面积为S,求S关于m的函数关系式,并求出当S 取最大值时的点C的坐标.8.如图A(0,3),B(3,0),C(1,0)分别是抛物线:y=ax2+bx+c(a≠0)上的三点,点P为抛物线上一动点.(1)求此抛物线的解析式.(2)当△PAB是以AB为一直角边的直角三角形时,求此时点P的坐标.(3)若点P在抛物线上A、B两点之间移动时,是否存在一个位置,使△PAB的面积最大?若存在,请求此时点P的坐标.若不存在,请说明理由.9.如图,抛物线y=ax2+bx+c经过A(0,3)、B(﹣1,0)、D(2,3),抛物线与x轴的另一交点为E.点P为直线AE上方抛物线上一动点,设点P的横坐标为t.(1)求抛物线的表达式;(2)当t为何值时,△PAE的面积最大?并求出最大面积;(3)是否存在点P使△PAE为直角三角形?若存在,求出t的值;若不存在,说明理由.10.如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0)B(3,0)两点,与y轴交于点C (0,﹣3)(1)求出该抛物线的函数关系式及对称轴(2)点P是抛物线上的一个动点,设点P的横坐标为t(0<t<3).当△PCB的面积的最大值时,求点P的坐标(3)在(1)的条件下,点P在抛物线上,点Q在抛物线的对称轴上,若以BC为边,以点B、C、P、Q为顶点的四边形是平行四边形时,求P点的坐标.11.如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于点A(﹣1,0)和点B,与y轴交于C(0,3),直线y=+m经过点C,与抛物线的另一交点为点D,点P是直线CD上方抛物线上的一个动点,过点P作PF⊥x轴于点F,交直线CD于点E,设点P的横坐标为m.(1)求抛物线解析式并求出点D的坐标;(2)连接PD,△CDP的面积是否存在最大值?若存在,请求出面积的最大值;若不存在,请说明理由;(3)当△CPE是等腰三角形时,请直接写出m的值.12.如图1,在平面直角坐标系中,直线y=x﹣与抛物线y=﹣x2+bx+c交于A、B两点,点A在x轴上,点B的横坐标为﹣8.点P是直线AB上方的抛物线上的一动点(不与点A、B重合),过点P作x轴的垂线,垂足为E,交直线AB于点C,作PD⊥AB于点D,交x轴于点F.(1)求该抛物线的解析式;(2)求sin∠ACE的值;(3)连接PA、PB(如图2所示),设△PAB的面积为S,点P的横坐标为x,求S关于x的函数关系式,并求出S的最大值.13.如图,⊙M的圆心M(﹣1,2),⊙M经过坐标原点O,与y轴交于点A.经过点A的一条直线l解析式为:y=﹣x+4与x轴交于点B,以M为顶点的抛物线经过x轴上点D(2,0)和点C(﹣4,0).(1)求抛物线的解析式;(2)求证:直线l是⊙M的切线;(3)点P为抛物线上一动点,且PE与直线l垂直,垂足为E;PF∥y轴,交直线l于点F,是否存在这样的点P,使△PEF的面积最小.若存在,请求出此时点P的坐标及△PEF面积的最小值;若不存在,请说明理由.14.如图,已知抛物线y=ax2﹣x+c与x轴相交于A、B两点,并与直线y=x﹣2交于B、C两点,其中点C是直线y=x﹣2与y轴的交点,连接AC.(1)求抛物线的解析式;(2)证明:△ABC为直角三角形;(3)△ABC内部能否截出面积最大的矩形DEFG?(顶点D、E、F、G在△ABC各边上)若能,求出最大面积;若不能,请说明理由.15.如图,在平面直角坐标系中,矩形OCDE的三个顶点分别是C(3,0),D(3,4),E (0,4).点A在DE上,以A为顶点的抛物线过点C,且对称轴x=1交x轴于点B.连接EC,AC.点P,Q为动点,设运动时间为t秒.(1)填空:点A坐标为;抛物线的解析式为.(2)在图①中,若点P在线段OC上从点O向点C以1个单位/秒的速度运动,同时,点Q在线段CE上从点C向点E以2个单位/秒的速度运动,当一个点到达终点时,另一个点随之停止运动.当t为何值时,△PCQ为直角三角形?(3)在图②中,若点P在对称轴上从点A开始向点B以1个单位/秒的速度运动,过点P做PF⊥AB,交AC于点F,过点F作FG⊥AD于点G,交抛物线于点Q,连接AQ,CQ.当t为何值时,△ACQ的面积最大?最大值是多少?16.如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于点A和点B(1,0),与y轴交于点C(0,3),其对称轴l为x=﹣1,P为抛物线上的一个动点.(1)求抛物线的解析式并写出其顶点坐标;(2)当点P的纵坐标为2时,求点P的横坐标;(3)当点P在运动过程中,求四边形PABC面积最大时的值及此时点P的坐标.17.如图,在平面直角坐标系中,顶点为(4,﹣1)的抛物线交y轴于A点,交x轴于B,C两点(点B在点C的左侧),已知A点坐标为(0,3).(1)求此抛物线的解析式;(2)过点B作线段AB的垂线交抛物线于点D,如果以点C为圆心的圆与直线BD相切,请判断抛物线的对称轴l与⊙C有怎样的位置关系,并给出证明;(3)已知点P是抛物线上的一个动点,且位于A,C两点之间,问:当点P运动到什么位置时,△PAC的面积最大?并求出此时P点的坐标和△PAC的最大面积.18.如图,已知抛物线y=﹣+bx+4与x轴相交于A、B两点,与y轴相交于点C,若已知B点的坐标为B(8,0).(1)求抛物线的解析式及其对称轴方程.(2)连接AC、BC,试判断△AOC与△COB是否相似?并说明理由.(3)在抛物线上BC之间是否存在一点D,使得△DBC的面积最大?若存在请求出点D 的坐标和△DBC的面积;若不存在,请说明理由.19.如图1,抛物线y=﹣x2+bx+c(a≠0)与x轴交于A(﹣4,0)、B(1,0)两点,与y轴交于C点,对称轴x=﹣,点N(n,0)是线段AB上的一个动点(N与A、B两点不重合),请回答下列问题:(1)求出抛物线的解析式,并写出C点的坐标;(2)试求出当n为何值时,△ANC恰能构成是等腰三角形.(3)如图2,过N作NF∥BC,与AC相交于D点,连结CN,请问在N点的运动过程中,△CDN的面积是否存在最大值;若存在,试求出该最大面积,若不存在,请说明理由.20.抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点A(1,0)和点B(5,0),与y轴交于点C(0,3).该抛物线与直线相交于C,D两点,点P是抛物线上的动点且位于x轴下方,直线PM∥y轴,分别与x轴和直线CD交于点M,N.(1)求该抛物线所对应的函数解析式;(2)连结PC,PD,如图1,在点P运动过程中,△PCD的面积是否存在最大值?若存在,求出这个最大值;若不存在,说明理由;(3)连结PB,过点C作CQ⊥PM,垂足为点Q,如图2,是否存在点P,使得△CNQ 与△PBM相似?若存在,求出满足条件的点P的坐标;若不存在,说明理由.详细答案一.解答题(共20小题)1.【解答】解:(1)把A(1,0)和C(0,3)代入y=x2+bx+c,解得:b=﹣4,c=3,∴二次函数的表达式为:y=x2﹣4x+3;(2)令y=0,则x2﹣4x+3=0,解得:x=1或x=3,∴B(3,0),∴BC=3,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,PC=3,∴OP=OC+PC=3+3或OP=PC﹣OC=3﹣3∴P1(0,3+3),P2(0,3﹣3);②当BP=BC时,OP=OB=3,∴P3(0,﹣3);③当PB=PC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+3)或(0,3﹣3)或(0,﹣3)或(0,0);(3)如图2,设A运动时间为t,由AB=2,得BM=2﹣t,则DN=2t,∴S△MNB=×(2﹣t)×2t=﹣t2+2t=﹣(t﹣1)2+1,即当M(2,0)、N(2,2)或(2,﹣2)时△MNB面积最大,最大面积是1.2.【解答】解:(1)当y=0时,﹣x2+2x+3=0,解得x1=3,x2=﹣1,则C(﹣1,0),A ′(3,0);当x=0时,y=3,则A(0,3);(2)∵四边形ABOC为平行四边形,∴AB∥OC,AB=OC,而C(﹣1,0),A(0,3),∴B(1,3)=×3×1=,∴OB==,S△AOB又∵平行四边形ABOC旋转90°得平行四边形A′B′OC′,∴∠ACO=∠OC′D,OC′=OC=1,又∵∠ACO=∠ABO,∴∠ABO=∠OC′D.又∵∠C′OD=∠AOB,∴△C′OD∽△BOA,∴=()2=()2=,=×=;∴S△C′OD(3)设M点的坐标为(m,﹣m2+2m+3),0<m<3,作MN∥y轴交直线AA′于N,易得直线AA′的解析式为y=﹣x+3,则N(m,﹣m+3),∵MN=﹣m2+2m+3﹣(﹣m+3)=﹣m2+3m,∴S△AMA′=S△ANM+S△MNA′=MN•3=(﹣m2+3m)=﹣m2+m=﹣(m﹣)2+,∴当m=时,S△AMA'的值最大,最大值为,此时M点坐标为().3.【解答】解:(1)抛物线的顶点D的横坐标是2,则x=﹣=2…①,抛物线过是A(0,﹣3),则:函数的表达式为:y=ax2+bx﹣3,把B点坐标代入上式得:9=25a+5b﹣3…②,联立①、②解得:a=,b=﹣,c=﹣3,∴抛物线的解析式为:y=x2﹣x﹣3,当x=2时,y=﹣,即顶点D的坐标为(2,﹣);(2)A(0,﹣3),B(5,9),则AB=13,①当AB=AC时,设点C坐标(m,0),则:(m)2+(﹣3)2=132,解得:m=±4,即点C坐标为:(4,0)或(﹣4,0);②当AB=BC时,设点C坐标(m,0),则:(5﹣m)2+92=132,解得:m=5,即:点C坐标为(5,0)或(5﹣2,0),③当AC=BC时,设点C坐标(m,0),则:点C为AB的垂直平分线于x轴的交点,则点C坐标为(,0),故:存在,点C的坐标为:(4,0)或(﹣4,0)或(5,0)或(5﹣2,0)或(,0);(3)过点P作y轴的平行线交AB于点H,设:AB所在的直线过点A(0,﹣3),则设直线AB的表达式为y=kx﹣3,把点B坐标代入上式,9=5k﹣3,则k=,故函数的表达式为:y=x﹣3,设:点P坐标为(m,m2﹣m﹣3),则点H坐标为(m,m﹣3),S△P AB=•PH•x B=(﹣m2+12m),取得最大值为:,当m=2.5时,S△P AB答:△PAB的面积最大值为.4.【解答】解:(1)令:y=x2﹣2x=0,则x=0或2,即点B(2,0),∵C1、C2:y=ax2+bx开口大小相同、方向相反,则a=﹣1,则点A(4,0),将点A的坐标代入C2的表达式得:0=﹣16+4b,解得:b=4,故抛物线C2的解析式为:y=﹣x2+4x;(2)联立C1、C2表达式并解得:x=0或3,故点C(3,3),作点C关于C2对称轴的对称点C′(1,3),连接AC′交函数C2的对称轴与点P,此时PA+PC的值最小为:线段AC′的长度=3,此时点P(2,2);(3)直线OC的表达式为:y=x,过点M作y轴的平行线交OC于点H,设点M(x,﹣x2+4x),则点H(x,x),=MH×x C=(﹣x2+4x﹣x)=﹣x2+x,则S△MOC∵﹣<0,故x=,最大值为.故当点M(,)时,S△MOC5.【解答】解:(1)设抛物线解析式为y=ax2+bx+c,把A、B、C三点坐标代入可得,解得,∴抛物线解析式为y=x2﹣3x﹣4;(2)作OC的垂直平分线DP,交OC于点D,交BC下方抛物线于点P,如图1,∴PO=PC,此时P点即为满足条件的点,∵C(0,﹣4),∴D(0,﹣2),∴P点纵坐标为﹣2,代入抛物线解析式可得x2﹣3x﹣4=﹣2,解得x=(小于0,舍去)或x=,∴存在满足条件的P点,其坐标为(,﹣2);(3)∵点P在抛物线上,∴可设P(t,t2﹣3t﹣4),过P作PE⊥x轴于点E,交直线BC于点F,如图2,∵B(4,0),C(0,﹣4),∴直线BC解析式为y=x﹣4,∴F(t,t﹣4),∴PF=(t﹣4)﹣(t2﹣3t﹣4)=﹣t2+4t,=S△PFC+S△PFB=PF•OE+PF•BE=PF•(OE+BE)=PF•OB=(﹣t2+4t)∴S△PBC×4=﹣2(t﹣2)2+8,最大值为8,此时t2﹣3t﹣4=﹣6,∴当t=2时,S△PBC∴当P点坐标为(2,﹣6)时,△PBC的最大面积为8.6.【解答】解:(1)将B(4,0)代入y=﹣x2+3x+m,解得,m=4,∴二次函数解析式为y=﹣x2+3x+4,令x=0,得y=4,∴C(0,4),(2)存在,理由:∵B(4,0),C(0,4),∴直线BC解析式为y=﹣x+4,当直线BC向上平移b单位后和抛物线只有一个公共点时,△MBC面积最大,∴,∴x2﹣4x+b=0,∴△=16﹣4b=0,∴b=4,∴,∴M(2,6),(3)①如图,∵点P在抛物线上,∴设P(m,﹣m2+3m+4),当四边形PBQC是菱形时,点P在线段BC的垂直平分线上,∵B(4,0),C(0,4)∴线段BC的垂直平分线的解析式为y=x,∴m=﹣m2+3m+4,∴m=1±,∴P(1+,1+)或P(1﹣,1﹣),②如图,设点P(t,﹣t2+3t+4),过点P作y轴的平行线l,过点C作l的垂线,∵点D在直线BC上,∴D(t,﹣t+4),∵PD=﹣t2+3t+4﹣(﹣t+4)=﹣t2+4t,BE+CF=4,=2S△PCB=2(S△PCD+S△PBD)=2(PD×CF+PD×BE)=4PD=﹣4t2+16t,∴S四边形PBQC∵0<t<4,=16∴当t=2时,S四边形PBQC最大7.【解答】解:(1)∵由题意得解得:,∴y=﹣x2+2x+.(2)设直线AB为:y=kx+b.则,解得直线AB的解析式为y=+.如图所示:记CD与x轴的交点坐标为E.过点B作BF⊥DC,垂足为F.设D(m,﹣m2+2m+)则C(m,m+).∵CD=(﹣m2+2m+)﹣(m+)=m2+m+2,∴S=AE•DC+CD•BF=CD(AE+BF)=DC=m2+m+5.∴S=m2+m+5.∵﹣<0,∴当m=时,S有最大值.∴当m=时,m+=×+=.∴点C(,).8.【解答】解:(1)将A(0,3),B(3,0),C(1,0)代入y=ax2+bx+c,得:,解得:,∴抛物线的解析式为y=x2﹣4x+3.(2)设点P的坐标为(m,m2﹣4m+3).∵点A的坐标为(0,3),点B的坐标为(3,0),∴AP2=(m﹣0)2+(m2﹣4m+3﹣3)2=m4﹣8m3+17m2,BP2=(m﹣3)2+(m2﹣4m+3)2=m4﹣8m3+23m2﹣30m+18,AB2=(3﹣0)2+(0﹣3)2=18.分两种情况考虑:①当∠BAP=90°时,AB2+AP2=BP2,即18+m4﹣8m3+17m2=m4﹣8m3+23m2﹣30m+18,整理,得:m2﹣5m=0,解得:m1=0(舍去),m2=5,∴点P的坐标为(5,8);②当∠ABP=90°时,AB2+BP2=AP2,即18+m4﹣8m3+23m2﹣30m+18=m4﹣8m3+17m2,整理,得:m2﹣5m+6=0,解得:m3=2,m3=3(舍去),∴点P的坐标为(2,﹣1).综上所述:当△PAB是以AB为一直角边的直角三角形时,点P的坐标为(5,8)或(2,﹣1).(3)存在,如图过点P作PD∥y轴交直线AB于点D.设直线AB的解析式为y=kx+d(k≠0),将A(0,3),B(3,0)代入y=kx+d,得:,解得:,∴直线AB的解析式为y=﹣x+3.设点P的坐标为(n,n2﹣4n+3)(0<n<3),则点D的坐标为(n,﹣n+3),∴PD=(﹣n+3)﹣(n2﹣4n+3)=﹣n2+3n,=OB•PD=﹣n2+n=﹣(n﹣)2+.∴S△P AB∵﹣<0,取得最大值,此时最大值为,∴当n=时,S△P AB∴当△PAB的面积取最大值时,点P的坐标为(,﹣).9.【解答】解:(1)由题意得:,解得:,∴抛物线解析式为y=﹣x2+2x+3;(2)∵A(0,3),D(2,3),∴抛物线对称轴为x=1,∴E(3,0),设直线AE的解析式为y=kx+3,∴3k+3=0,解得,k=﹣1,∴直线AE的解析式为y=﹣x+3,如图1,作PM∥y轴,交直线AE于点M,设P(t,﹣t2+2t+3),M(t,﹣t+3),∴PM=﹣t2+2t+3+t﹣3=﹣t2+3t,∴==,∴t=时,△PAE的面积最大,最大值是.(3)由图可知∠PEA≠90°,∴只能有∠PAE=90°或∠APE=90°,①当∠PAE=90°时,如图2,作PG⊥y轴,∵OA=OE,∴∠OAE=∠OEA=45°,∴∠PAG=∠APG=45°,∴PG=AG,∴t=﹣t2+2t+3﹣3,即﹣t2+t=0,解得t=1或t=0(舍去),②当∠APE=90°时,如图3,作PK⊥x轴,AQ⊥PK,则PK=﹣t2+2t+3,AQ=t,KE=3﹣t,PQ=﹣t2+2t+3﹣3=﹣t2+2t,∵∠APQ+∠KPE=∠APQ+∠PAQ=90°,∴∠PAQ=∠KPE,且∠PKE=∠PQA,∴△PKE∽△AQP,∴,∴,即t2﹣t﹣1=0,解得:t=或t=<0(舍去),综上可知存在满足条件的点P,t的值为1或.10.【解答】解:(1)设抛物线解析式为y=a(x+1)(x﹣3),∵抛物线与y轴交于点C(0,﹣3),∴﹣3=a(0+1)(0﹣3),∴a=1∴设抛物线解析式为y=(x+1)(x﹣3)=x2﹣2x﹣3,对称轴为直线x=1;(2)设P(t,t2﹣2t﹣3),S△PCB=S△POC+S△POB﹣S△BOC=×3t+×3×|t2﹣2t﹣3|﹣=∵a=<0,∴函数有最大值,当t=时,面积最大,∴P()(3)设Q(1,n)),①当PQ、PC为平行四边形的对角线时,P(4,n+3),∴42﹣2×4﹣3=n+3,n=2,∴P(4,5);②当CQ、BP为平行四边形的对角线时,P(﹣2,n﹣3),∴(﹣2)2﹣2×(﹣2)﹣3=n﹣3,n=8,∴P(﹣2,5);综上所述,以BC为边,以点B、C、P、Q为顶点的四边形是平行四边形时,P点的坐标(4,5),(﹣2,5).11.【解答】解:(1)把A(﹣1,0),C(0,3)分别代入y=﹣x2+bx+c得,解得,∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3;把C(0,3)代入y=﹣x+m,解得m=3,∴直线CD的解析式为y=﹣x+3,解方程组,解得或,∴D点坐标为(,);(2)存在.设P(m,﹣m2+2m+3),则E(m,﹣m+3),∴PE=﹣m2+2m+3﹣(﹣m+3)=﹣m2+m,=••(﹣m2+m)=﹣m2+m=﹣(m﹣)2+,∴S△PCD当m=时,△CDP的面积存在最大值,最大值为;(3)当PC=PE时,m2+(﹣m2+2m+3﹣3)2=(﹣m2+m)2,解得m=0(舍去)或m=;当CP=CE时,m2+(﹣m2+2m+3﹣3)2=m2+(﹣m+3﹣3)2,解得m=0(舍去)或m=(舍去)或m=;当EC=EP时,m2+(﹣m+3﹣3)2=(﹣m2+m)2,解得m=(舍去)或m =,综上所述,m的值为或或.12.【解答】解:(1)当x=﹣8时,y=x﹣=﹣,则B(﹣8,﹣),当y=0时,x﹣=0,解得x=2,则A(2,0),把B(﹣8,﹣),A(2,0)代入y=﹣x2+bx+c得,解得,∴抛物线的解析式y=﹣x2﹣x+;(2)当x=0时,y=x﹣=﹣,则G(0,﹣),在Rt△AOG中,∵OG=,OA=2,∴AG==,∴sin∠AGO===,∵PC⊥x轴,∴PC∥OG,∴∠ACE=∠AGO,∴sin∠ACE=;(3)设P(x,﹣x2﹣x+),则C(x,x﹣),∴PC=﹣x2﹣x+﹣(x﹣)=﹣x2﹣x+4,∴S=•(2+8)•(﹣x2﹣x+4)=﹣x2﹣x+20=﹣(x+3)2+,当x=﹣3时,S的最大值为.13.【解答】解:(1)设抛物线的解析式为y=a(x﹣2)(x+4),将点M的坐标代入得:﹣9a=2,解得:a=﹣.∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣x+.(2)连接AM,过点M作MG⊥AD,垂足为G.把x=0代入y=﹣x+4得:y=4,∴A(0,4).将y=0代入得:0=﹣x+4,解得x=8,∴B(8,0).∴OA=4,OB=8.∵M(﹣1,2),A(0,4),∴MG=1,AG=2.∴tan∠MAG=tan∠ABO=.∴∠MAG=∠ABO.∵∠OAB+∠ABO=90°,∴∠MAG+∠OAB=90°,即∠MAB=90°.∴l是⊙M的切线.(3)∵∠PFE+∠FPE=90°,∠FBD+∠PFE=90°,∴∠FPE=∠FBD.∴tan∠FPE=.∴PF:PE:EF=:2:1.∴△PEF的面积=PE•EF=×PF•PF=PF2.∴当PF最小时,△PEF的面积最小.设点P的坐标为(x,﹣x2﹣x+),则F(x,﹣x+4).∴PF=(﹣x+4)﹣(﹣x2﹣x+)=﹣x+4+x2+x﹣=x2﹣x+=(x﹣)2+.∴当x=时,PF有最小值,PF的最小值为.∴P(,).∴△PEF的面积的最小值为=×()2=.14.【解答】(1)解:∵直线y=x﹣2交x轴、y轴于B、C两点,∴B(4,0),C(0,﹣2),∵y=ax2﹣x+c过B、C两点,∴,解得,∴y=x2﹣x﹣2.(2)证明:如图1,连接AC,∵y=x2﹣x﹣2与x负半轴交于A点,∴A(﹣1,0),在Rt△AOC中,∵AO=1,OC=2,∴AC=,在Rt△BOC中,∵BO=4,OC=2,∴BC=2,∵AB=AO+BO=1+4=5,∴AB2=AC2+BC2,∴△ABC为直角三角形.(3)解:△ABC内部可截出面积最大的矩形DEFG,面积为,理由如下:①一点为C,AB、AC、BC边上各有一点,如图2,此时△AGF∽△ACB∽△FEB.设GC=x,AG=﹣x,∵,∴,∴GF=2﹣2x,∴S=GC•GF=x•(2)=﹣2x2+2x=﹣2[(x﹣)2﹣]=﹣2(x﹣)2+,即当x=时,S最大,为.②AB边上有两点,AC、BC边上各有一点,如图3,此时△CDE∽△CAB∽△GAD,设GD=x,∵,∴,∴AD=x,∴CD=CA﹣AD=﹣x,∵,∴,∴DE=5﹣x,∴S=GD•DE=x•(5﹣x)=﹣x2+5x=﹣[(x﹣1)2﹣1]=﹣(x﹣1)2+,即x=1时,S最大,为.综上所述,△ABC内部可截出面积最大的矩形DEFG,面积为.15.【解答】解:(1)∵抛物线的对称轴为x=1,矩形OCDE的三个顶点分别是C(3,0),D(3,4),E(0,4),点A在DE上,∴点A坐标为(1,4),设抛物线的解析式为y=a(x﹣1)2+4,把C(3,0)代入抛物线的解析式,可得a(3﹣1)2+4=0,解得a=﹣1.故抛物线的解析式为y=﹣(x﹣1)2+4,即y=﹣x2+2x+3;(2)依题意有:OC=3,OE=4,∴CE===5,当∠QPC=90°时,∵cos∠QCP==,∴=,解得t=;当∠PQC=90°时,∵cos∠QCP==,∴=,解得t=.∴当t=或t=时,△PCQ为直角三角形;(3)∵A(1,4),C(3,0),设直线AC的解析式为y=kx+b,则,解得.故直线AC的解析式为y=﹣2x+6.∵P(1,4﹣t),将y=4﹣t代入y=﹣2x+6中,得x=1+,∴Q点的横坐标为1+,将x=1+代入y=﹣(x﹣1)2+4中,得y=4﹣.∴Q点的纵坐标为4﹣,∴QF=(4﹣)﹣(4﹣t)=t﹣,=S△AFQ+S△CFQ∴S△ACQ=FQ•AG+FQ•DG=FQ(AG+DG)=FQ•AD=×2(t﹣)=﹣+t=﹣(t2+4﹣4t﹣4)=﹣(t﹣2)2+1,∴当t=2时,△ACQ的面积最大,最大值是1.16.【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于点A和点B(1,0),与y 轴交于点C(0,3),其对称轴l为x=﹣1,∴A(﹣3,0),∴解得:,∴二次函数的解析式为y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4,∴顶点坐标为(﹣1,4).(2)设点P(x,2)即y=﹣x2﹣2x+3=2,解得x1=﹣1或x2=﹣﹣1,∴点P(﹣1,2)或(﹣﹣1,2).(3)设点P(x,y),则y=﹣x2﹣2x+3,=S△OBC+S△OAP+S△OPC,∵S四边形BCP A∴=,∵﹣<0,∴当x=﹣时,四边形PABC的面积有最大值,所以点P(﹣,).17.【解答】解:(1)设抛物线为y=a(x﹣4)2﹣1,∵抛物线经过点A(0,3),∴3=a(0﹣4)2﹣1,;∴抛物线为;(2)相交.证明:连接CE,则CE⊥BD,当时,x1=2,x2=6.A(0,3),B(2,0),C(6,0),对称轴x=4,∴OB=2,AB==,BC=4,∵AB⊥BD,∴∠OAB+∠OBA=90°,∠OBA+∠EBC=90°,∴△AOB∽△BEC,∴=,即=,解得CE=,∵>2,故抛物线的对称轴l与⊙C相交.(3)如图,过点P作平行于y轴的直线交AC于点Q;可求出AC的解析式为;设P点的坐标为(m,),则Q点的坐标为(m,);∴PQ=﹣m+3﹣(m2﹣2m+3)=﹣m2+m.=S△P AQ+S△PCQ=×(﹣m2+m)×6∵S△P AC=﹣(m﹣3)2+;∴当m=3时,△PAC的面积最大为;此时,P点的坐标为(3,).18.【解答】解:(1)∵B点的坐标为B(8,0),∴﹣16+8b+4=0,解得b=,∴抛物线的解析式为y═﹣+x+4,对称轴方程为x=﹣=3;(2)∵由(1)知,抛物线的对称轴方程为x=3,B(8,0)∴A(﹣2,0),C(0,4),∴OA=2,OC=4,OB=8,∴tan∠ACO=tan∠CBO=,∴∠ACO=∠CBO.∵∠AOC=∠COB=90°,∴△AOC∽△COB.(3)设BC解析式为y=kx+b,把(8,0),(0,4)分别代入解析式得,,解得,解得y=﹣x+4,作DH⊥x轴,交BC于H.设D(t,﹣t2+t+4),H(t,﹣t+4),S△BCD=DH•OB=×(﹣t2+t+4+t﹣4)×8=﹣t2+8t=﹣(t2﹣8t+42﹣16)=﹣(t﹣4)2+16,当t=4时,△DBC的最大面积为16,此时D点坐标为(4,6).19.【解答】解:(1)∵抛物线y=﹣x2+bx+c(a≠0)与x轴交于A(﹣4,0)、B(1,0)两点,不妨设抛物线的解析式为y=﹣(x+4)(x﹣1),即y=﹣x2﹣x+2.∴C(0,2).(2)分两种情形:①当AN=AC时,如图1中,∵AC==2,∴n﹣(﹣4)=2,∴n=2﹣4.②当NA=NC时,如图2中,在Rt△NOC中,OC=2,∵NC=NA=n﹣(﹣4)=n+4,ON=n,∴n2+22=(n+)2,解得n=﹣.综上所述,当n=2﹣4或﹣时,△ANC是等腰三角形.(3)如图3中,由题意可知:直线BC的解析式为y=﹣2x+2,直线AC的解析式为y=x+2,设N(n,0),易知N在线段OB上时,△CDN的面积较小,不妨设n<0,∵ND∥BC,设ND的解析式为y=﹣2x+b,代入(n,0)可得b=2n,∴ND的解析式为y=﹣2x+2n,由,可得点D的纵坐标:y D=(8+2n),=S△AOC﹣S△ADN﹣S△CON∴S△CDN=[2×4﹣2|n|﹣(8+2n)(n+4)=﹣(n+)2+,∵﹣<0,∴当n=﹣时,△DCN的面积最大,最大值为.20.【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c经过点A(1,0)、点B(5,0)和点C(0,3),因为与y轴相较于点C,所以c=3.∴,解得,∴该抛物线对应的函数解析式为y=x2﹣x+3;(2)∵点P是抛物线上的动点且位于x轴下方,∴可设P(t,t2﹣t+3)(1<t<5),∵直线PM∥y轴,分别与x轴和直线CD交于点M、N,∴M(t,0),N(t,t+3),∴PN=t+3﹣(t2﹣t+3)=﹣(t﹣)2+直线CD与抛物线解析式可得,解得或,∴C(0,3),D(7,),分别过C、D作直线PN的垂线,垂足分别为E、F,如图1,则CE=t,DF=7﹣t,=S△PCN+S△PDN=PN•CE+PN•DF=PN=[﹣(t﹣)2+]=﹣(t ∴S△PCD﹣)2+,∴当t=时,△PCD的面积有最大值,最大值为;(3)存在.∵∠CQN=∠PMB=90°,∴当△CNQ与△PBM相似时,有或两种情况,∵CQ⊥PM,垂足为Q,∴Q(t,3),且C(0,3),N(t,t+3),∴CQ=t,NQ=t+3﹣3=t,∴,∵P(t,t2﹣t+3),M(t,0),B(5,0),∴BM=5﹣t,PM=0﹣(t2﹣t+3)=﹣t2+t﹣3,当时,则PM=BM,即﹣t2+t﹣3=(5﹣t),解得t=2或t=5(舍去),此时P(2,﹣);当时,则BM=PM,即5﹣t=(﹣t2+t﹣3),解得t=或t=5(舍去),此时P(,﹣);综上可知存在满足条件的点P,其坐标为(2,﹣)或(,﹣).。
2023年九年级数学中考专题:二次函数综合压轴题(面积问题)(含简单答案)
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2023年九年级数学中考专题:二次函数综合压轴题(面积问题)1.如图,二次函数25y ax bx =++的图象经过点(1,8),且与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于点C ,其中点(1,0)A -,M 为抛物线的顶点.(1)求二次函数的解析式; (2)求MCB △的面积;(3)在坐标轴上是否存在点N ,使得BCN △为直角三角形?若存在,求出点N 的坐标;若不存在,请说明理由.2.如图,抛物线212y x bx c =-++(b 、c 为常数)经过()4,0A 和()0,4B 两点,其顶点为C .(1)求该抛物线的表达式及其顶点坐标;(2)若点M 是拋物线上第一象限的一个动点.设ABM 的面积为S ,试求S 的最大值; (3)若抛物线222y mx mx m =-++与线段AB 有两个交点,直接写出m 的取值范围. 3.如图,抛物线22(0)y ax ax c a =-+>与y 轴交于点C ,与x 轴交于A ,B 两点,点A 在点B 左侧.点A 的坐标为(1,0),3OC OA -=.(1)求抛物线的解析式;(2)在直线BC 下方的抛物线上是否存在一点P ,使得PBC 的面积等于ABC 面积的三分之二?若存在,求出此时OP 的长;若不存在,请说明理由.(3)将直线AC 绕着点C 旋转45︒得到直线l ,直线l 与抛物线的交点为M (异于点C ),求M 点坐标.4.如图1,抛物线24y ax bx a =+-经过()10A -,,()04C ,两点,与x 轴交于另一点B .(1)求抛物线和直线BC 的解析式;(2)如图2,点P 为第一象限抛物线上一点,是否存在使四边形PBOC 面积最大的点P ?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由;(3)如图3,若抛物线的对称轴EF (E 为抛物线顶点)与直线BC 相交于点F ,M 为直线BC 上的任意一点,过点M 作MN EF ∥交抛物线于点N ,以E ,F ,M ,N 为顶点的四边形能否为平行四边形?若能,请求出点N 的坐标;若不能,请说明理由. 5.如图,抛物线24y ax bx =+-与x 轴交于点()2,0A -,()4,0B ,与y 轴交于点C ,顶点为D .(1)求抛物线的解析式和顶点D 的坐标;(2)动点P ,Q 以相同的速度从点O 同时出发,分别在线段,OB OC 上向点B ,C 方向运动,过点P 作x 轴的垂线,交抛物线于点E . ①当四边形OQEP 为矩形时,求点E 的坐标;①过点E 作EM BC ⊥于点M ,连接,PM QM ,设BPM △的面积为1S ,CQM 的面积为2S ,当PE 将BCE 的面积分成1:3两部分时,请直接写出12S S 的值. 6.如图,抛物线2(0)y ax bx c a =++≠与x 轴相交于A ,B 两点,抛物线的对称轴为直线=1x -,其中点A 的坐标为(3,0)-.(1)求点B 的坐标;(2)已知1a =,C 为抛物线与y 轴的交点,求抛物线的解析式; (3)若点P 在抛物线上,且4POCBOCSS=,求点P 的坐标;(4)设点Q 是线段AC 上的动点,过点Q 作QD y 轴交抛物线于点D ,求线段QD 长度的最大值.7.如图,在平面直角坐标系中,二次函数22y ax bx =++的图象与x 轴交于()30A -,,()10B ,两点,与y 轴交于点C .(1)求二次函数的解析式;(2)点P 是直线AC 上方的抛物线上一动点,当ACP △的面积最大时,求点P 的坐标;(3)Q 是x 轴上一动点,M 是第二象限内抛物线上一点,若以A ,C ,M ,Q 为顶点的四边形是平行四边形,直接写出点Q 的坐标.8.如图,直线132y x =-+交y 轴于点A ,交x 轴于点C ,抛物线214y x bx c =-++经过点A ,点C ,且交x 轴于另一点B .(1)直接写出点A ,点B ,点C 的坐标及抛物线的解析式;(2)在直线AC 上方的抛物线上有一点M ,求四边形ABCM 面积的最大值及此时点M 的坐标;(3)将线段OA 绕x 轴上的动点(),0P m 顺时针旋转90°得到线段O A '',若线段O A ''与抛物线只有一个公共点,请结合函数图象,求m 的取值范围.9.如图,已知抛物线与x 轴交于()1,0A - 、()4,0B 两点,与y 轴交于点()0,3C .(1)求抛物线的解析式; (2)求直线BC 的函数解析式;(3)在抛物线上,是否存在一点P ,使PAB 的面积等于ABC 的面积?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.10.如图,抛物线26y ax bx =++与x 轴交于点()6,0B ,()2,0C -,与y 轴交于点A ,点P 是线段AB 上方抛物线上的一个动点.(1)求抛物线的解析式;(2)当点P 运动到什么位置时,PAB 的面积最大?(3)过点P 作x 轴的垂线,交线段AB 于点D ,再过点P 作PE x ∥轴交抛物线于点E ,连接DE .是否存在点P ,使PDE △为等腰直角三角形?若存在,求点P 的坐标;若不存在,请说明理由.11.如图,直线l :112y x =-+与x 轴,y 轴分别交于点B ,C ,经过B ,C 两点的抛物线2y x bx c =++与x 轴的另一个交点为A .(1)求该抛物线的解析式;(2)若点P 在直线l 下方的抛物线上,过点P 作PD ①x 轴交l 于点D ,PE ①y 轴交l 于点E ,求PD PE +的最大值;(3)若点P 在直线l 下方的抛物线上,F 为直线l 上的点,以A ,B ,P ,F 为顶点的四边形能否构成平行四边形?若能,直接写出点F 的坐标;若不能,请说明理由. 12.已知顶点为()1,5A 的抛物线2y ax bx c =++经过点()5,1B ,(1)求抛物线的解析式;(2)设C ,D 分别是x 轴、y 轴上的两个动点.①当四边形ABCD 的周长最小时,在图1中作直线CD ,保留作图痕迹并直接写出直线CD 的解析式;①点()(),>0P m n m 是直线y x =上的一个动点,Q 是OP 的中点,以PQ 为斜边按图2所示构造等腰Rt PQR △.在①的条件下,记PQR 与COD △的公共部分的面积为S ,求S 关于m 的函数关系式,并求S 的最大值.13.抛物线24y x x =-与直线y x =交于原点O 和点B , 与x 轴交于另一点A , 顶点为D .(1)填空: 点B 的坐标为___________, 点D 的坐标为___________.(2)如图1 , 连结OD P ,为x 轴上的动点, 当以O D P ,,为顶点的三角形是等腰三角形时, 请直接写出点P 的坐标;(3)如图2, M 是点B 关于拋物线对称轴的对称点, Q 是拋物线上的动点, 它的横坐标为 (05)m m <<, 连结MQ BQ MQ ,,与直线OB 交于点E . 设BEQ 和BEM △的面积分别为1S 和2S , 设12S t s =, 试求t 关于m 的函数解析式并求出t 的最值. 14.如图,二次函数的图象经过点()10A -,,()30B ,,()03C -,,直线22y x =-与x 轴、y 轴交于点D ,E .(1)求该二次函数的解析式(2)点M 为该二次函数图象上一动点.①若点M 在图象上的B ,C 两点之间,求DME 的面积的最大值. ①若MED EDB ∠∠=,求点M 的坐标.15.如图,在平面直角坐标系中,抛物线24y ax bx =+-与x 轴交于()2,0A -,B 两点,其对称轴直线2x =与x 轴交于点D .(1)求该抛物线的函数表达式为______;(2)如图1,点P 为抛物线上第四象限内的一动点,连接CD ,PB ,PC ,求四边形BDCP 面积最大值和点P 此时的坐标;(3)如图2,将该抛物线向左平移得到抛物线y ',当抛物线y '经过原点时,与原抛物线的对称轴相交于点E ,点F 为抛物线y '对称轴上的一点,点M 是平面内一点,若以点A ,E ,F ,M 为顶点的四边形是以AE 为边的菱形,请直接写出满足条件的点M 的坐标______.16.如图,已知抛物线2y x bx c =++与x 轴交于点()21,0A m -和点()2,0B m +,与y 轴交于点C ,对称轴轴为直线=1x -.(1)求抛物线的解析式;(2)点P 是直线AC 上一动点,过点P 作PQ y ∥轴,交抛物线于点Q ,以P 为圆心,PQ 为半径作P ,当P 与坐标轴相切时,求P 的半径;(3)直线()340y kx k k =++≠与抛物线交于M ,N 两点,求AMN 面积的最小值.17.如图,在平面直角坐标系中,抛物线23y ax bx =+-与x 轴交于两点()1,0A -和()3,0B ,与y 轴交于点C ,抛物线上有一动点P ,抛物线的对称轴交x 轴于点E ,连接EC ,作直线BC .(1)求抛物线的解析式;(2)若点P 为直线BC 上方抛物线上一动点时,连接,PB PC ,当23EBC PBC S S =△△时,求点P 坐标;(3)如果抛物线的对称轴上有一动点Q ,x 轴上有一动点N ,是否存在四边形PQCN 是矩形?若存在,在横线上直接写出点N 的坐标,若不存在,请说明理由. 18.如图,直线122y x =-+交y 轴于点A ,交x 轴于点C ,抛物线214y x bx c=-++经过点A ,点C ,且交x 轴于另一点B .(1)直接写出点A ,点B ,点C 的坐标及抛物线的解析式;(2)在直线AC 上方的抛物线上有一点M ,求三角形ACM 面积的最大值及此时点M 的坐标;(3)将线段OA 绕x 轴上的动点(),0P m 顺时针旋转90︒得到线段O A '',若线段O A ''与抛物线只有一个公共点,请结合函数图象,求m 的取值范围(直接写出结果即可).参考答案:1.(1)245y x x =-++; (2)15(3)存在,点N 的坐标为(5,0)-或(0,5)-或(0,0).2.(1)2142y x x =-++,91,2⎛⎫⎪⎝⎭(2)S 的最大值为4 (3)2m ≥或1249m -<≤-3.(1)抛物线的解析式为2=23y x x -- (2)不存在这样的点P , (3)M 点坐标是(45),或315()24-,4.(1)抛物线的解析式:234y x x =-++;直线BC 的解析式为4y x =-+;(2)当()26P ,时,四边形PBOC 面积最大; (3)能,点N 的坐标为52124⎛⎫ ⎪⎝⎭,或724⎛- ⎝或724⎛- ⎝.5.(1)2142y x x =--,91,2D ⎛⎫- ⎪⎝⎭.(2)①(-;①1215S S =或1279S S =6.(1)(1,0) (2)223y x x =+- (3)(4,21)或()4,5- (4)947.(1)224233y x x =--+(2)3(2P -,5)2(3)(5,0)-或(1,0)-8.(1)03A (,),20B -(,),60C (,),抛物线解析式为:2134y x x =-++; (2)3a =时,四边形ABCM 面积最大,其最大值为754,此时M 的坐标为153,4⎛⎫⎪⎝⎭;(3)当3m -≤≤-33m ≤≤时,线段O A ''与抛物线只有一个公共点.9.(1)239344y x x =-++(2)334y x =-+(3)存在,点P 的坐标为:()13,3P ,23P ⎫-⎪⎪⎝⎭,33P ⎫-⎪⎪⎝⎭10.(1)21262y x x =-++(2)153,2P ⎛⎫ ⎪⎝⎭(3)点P 坐标为()46,或()55.11.(1)2512y x x =-+ (2)3(3)13,2⎛⎫- ⎪⎝⎭或1(1,)212.(1)21119424y x x =-++(2)①4y x =-+;①当02m <≤时,218PQRSm =;当823m <≤时,27448S m m =-+-;当843m ≤≤时,21244S m m =-+;S 的最大值为:47答案第3页,共3页 13.(1)()5,5;()2,4-;(2)点P的坐标为()或()-或()4,0或()5,0; (3)()2150566t m m m =-+<<,当52m =时,t 的最大值为2524.14.(1)该二次函数的解析式是()()21323y x x x x =+-=--;(2)①DME 的面积的最大值为52;①点M的坐标为⎝⎭或()12--.15.(1)214433y x x =-- (2)PBDC S 四边形的最大值为17,此时点P 的坐标为()3,5-(3)⎛ ⎝⎭或⎛ ⎝⎭或⎛- ⎝⎭或8,⎛- ⎝⎭16.(1)223y x x =+-(2)2或4(3)817.(1)2=23y x x --(2)⎝⎭或⎝⎭ (3)存在,⎫⎪⎪⎝⎭或⎫⎪⎪⎝⎭18.(1)()0,2A ,()2,0B -,()4,0C ,211242y x x =-++ (2)2,()2,2(3)34m -≤≤-或32m -+≤。
专题18 三角形面积求最值问题-2022年中考数学之二次函数重点题型专题(全国通用版)(解析版)
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专题18 三角形面积求最值问题1.(2021—2022四川泸州市九年级期中)如图,抛物线2(0)y ax bx c a =++≠与x 轴交于A ,B 两点,与y 轴交于点C ,抛物线的对称轴交x 轴于点D ,已知A (﹣2,0),B (4,0),C (0,8).(1)求抛物线的解析式;(2)在抛物线的对称轴上是否存在点P ,使△PCD 是等腰三角形?如果存在,求出点P 的坐标;如果不存在,请说明理由;(3)点E 是线段BC 上的一个动点,过点E 作x 轴的垂线与抛物线相交于点F ,求△CBF 的最大面积及此时点E 的坐标.【答案】(1)y =−x 2+2x +8;(2)存在,P (1或(1,或(1,16)或(1,6516);(3)当△CBF 的面积最大,最大面积为8,此时E 点坐标为(2,4).【分析】(1)由A 、B 、C 的坐标,利用待定系数法可求得抛物线的解析式;(2)可设出P 点坐标,则可表示出PC 、PD 和CD 的长,分PD =CD 、PC =CD 、PD =PC 三种情况分别得到关于P 点坐标的方程,可求得P 点坐标;(3)由B 、C 的坐标可求得直线BC 的解析式,可设出E 点坐标,则可表示出F 点的坐标,从而可表示出EF 的长,可表示出△CBF 的面积,再利用二次函数的性质可求得其最大值及此时点E 的坐标.【详解】解:(1)∵A (﹣2,0),B (4,0),C (0,8)在抛物线2y ax bx c =++上,则42016408a b c a b c c -+=⎧⎪++=⎨⎪=⎩解得128a b c =-⎧⎪=⎨⎪=⎩∴抛物线解析式为y =−x 2+2x +8;(2)存在,理由:∵y=−x2+2x+8=−(x−1)2+9,∴抛物线对称轴为直线x=1,∴D(1,0),且C(0,8),∴CD∵点P在对称轴上,∴可设P(1,t),∴PD=|t|,PC∵CD∴当PD=CD时,则有|t|t=此时P点坐标为(11,;当PC=CD t=0(与D重合,舍去)或t=16,此时P点坐标为(1,16);当PD=PC时,则有|t t=65 16,此时P点坐标为(1,65 16)综上可知存在满足条件的点P,其坐标为(1或(1,或(1,16)或(1,6516);(3)∵C(0,8),B(4,0)设直线BC解析式为y=kx+s,由题意可得840 sk s=⎧⎨+=⎩解得82 sk=⎧⎨=-⎩∴直线BC解析式为y=−2x+8,∵点E是线段BC上的一个动点,∴可设E(m,−2m+8),则F(m,−m2+2m+8),∴EF=−m2+2m+8−(−2m+8)=−m2+4m,∴S△CBF=12×OB×EF=12×4×(−m2+4m)=−2(m−2)2+8,∵−1<0,∴当m=2时,S△CBF有最大值,最大值为8,此时E(2,4),∴当△CBF的面积最大,最大面积为8,此时E点坐标为(2,4).【点睛】本题为二次函数的综合应用,涉及待定系数法、二次函数的性质、等腰三角形的性质、勾股定理、方程思想及分类讨论思想等知识.在(1)中注意待定系数法的应用,在(2)中用P 点的坐标表示出PC 、PD 、PC 是解题的关键,在(3)中用E 点坐标表示出△CBF 的面积是解题的关键.本题考查知识点较多,综合性较强,难度适中.2.(2021—2022辽宁盖州市九年级月考)如图,对称轴x =1的抛物线y =ax 2+bx +c 与x 轴交于A (﹣2,0),B 两点,与y 轴交于点C (0,2),(1)求抛物线和直线BC 的函数表达式;(2)若点Q 是直线BC 上方的抛物线上的动点,求△BQC 的面积的最大值;(3)点P 为抛物线上的一个动点,过点P 作过点P 作PD ⊥x 轴于点D ,交直线BC 于点E .若点P 在第四象限内,当OD =4PE 时,△PBE 的面积;(4)在(3)的条件下,若点M 为直线BC 上一点,点N 为平面直角坐标系内一点,是否存在这样的点M 和点N ,使得以点B ,D ,M ,N 为顶点的四边形是菱形?若存在,直接写出点N 的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)抛物线表达式为211242y x x =-++;直线表达式为122y x =-+;(2)△BQC的面积的最大值为2(3)△PBE 的面积为58(4)点N 的坐标为(5或(5235,45-)或(92,14).【分析】(1)首先根据二次函数的对称性求出点B的坐标,然后利用待定系数法把点的坐标代入表达式求解即可;(2)过Q点作QH垂直x轴交BC于点H,连接CQ,BQ,由二次函数表达式设点Q的坐标为(x,211242x x-++),表示出△BQC的面积,根据二次函数的性质即可求出△BQC的面积的最大值;(3)根据题意设出点P坐标为(m,211m m242-++),E点坐标为(m,122m-+),D点坐标为(m,0),表示出OD和PE的长度,根据OD=4PE列出方程求出m的值,即可求出PE和BD的长度,然后根据三角形面积公式求解即可;(4)当BD是菱形的边和对角线时两种情况分别讨论,设出点M和点N的坐标,根据菱形的性质列出方程求解即可.【详解】解:(1)∵抛物线的对称轴为x=1,A(﹣2,0),∴B点坐标为(4,0),∴将A(﹣2,0),B(4,0),C(0,2),代入y=ax2+bx+c得,42016402a b ca b cc-+=⎧⎪++=⎨⎪=⎩解得:14122abc⎧=-⎪⎪⎪=⎨⎪=⎪⎪⎩,∴抛物线的表达式为211242y x x=-++;设直线BC的函数表达式为y kx b=+,∴将B(4,0),C(0,2),代入y kx b=+得,4002k bb+=⎧⎨+=⎩,解得:122kb⎧=-⎪⎨⎪=⎩,∴直线BC的函数表达式为122y x=-+.(2)如图所示,过Q 点作QH 垂直x 轴交BC 于点H ,交x 轴于点M ,连接CQ ,BQ ,设点Q 的坐标为(x ,211242x x -++),点H 的坐标为(x ,122x -+), ∴HQ =221111224224x x x x x ⎛⎫-++--+=-+ ⎪⎝⎭, ∴()221111111422222242QBC QHC QHB S S S QH OM QH BM QH OM BM QH OB x x x x ⎛⎫=+=+=+==⨯-+⨯=-+ ⎪⎝⎭△△△, ∴当221222b x a =-=-=⎛⎫⨯- ⎪⎝⎭时,2122222S =-⨯+⨯=, ∴△BQC 的面积的最大值为2;(3)设点P 坐标为(m ,211m m 242-++),E 点坐标为(m ,122m -+),D 点坐标为(m ,0),∴221111222424PE m m m m m ⎛⎫=-+--++=- ⎪⎝⎭,OD m =, ∵OD =4PE ,∴21=44m m m ⎛⎫⨯- ⎪⎝⎭,整理得:250m m -=, 解得:10m =(舍去),25m =,∴2211555444PE m m =-=⨯-=,D 点坐标为(5,0), ∴BD =1,∴115512248PBE S PE BD ==⨯⨯=△; (4)如图所示,当BD 是菱形的边时,BM 是菱形的边时,∵四边形BDNM 是菱形,∴BD =BM =MN ,∴设M 点坐标为(a ,122a -+),N 点坐标为(a +1,122a -+), 又∵B 点坐标为(4,0),D 点坐标为(5,0),∴BD =1,BM ∵BD =BM ,∴BD 2=BM 2,∴()2214212a a ⎛⎫-+-+= ⎪⎝⎭, 整理得:2540760a a -+=,解得:1244a a ==∴N 点坐标为(55, 当BD 是菱形的边时,DM 是菱形的边时,∵四边形BDMN 是菱形,B 点坐标为(4,0),D 点坐标为(5,0),∴BD =MN =DM =1,∴设M 点坐标为(b ,122b -+),N 点坐标为(b -1,122b -+),∴DM 2=()221522b b ⎛⎫-+-+ ⎪⎝⎭, ∵BD =DM ,∴BD 2=DM 2,∴()2215212b b ⎛⎫-+-+= ⎪⎝⎭, 整理得:25481120b b -+=, 解得:122845b b ==,(舍去), ∴N 点坐标为(235,45-); 当BD 是菱形的对角线时,∵四边形BMDN 是菱形,B 点坐标为(4,0),D 点坐标为(5,0),∴M 点横坐标为45922+=, 将92x =代入122y x =-+得:y =14-, ∴M 点的坐标为(92,14-), 又∵点M 和点N 关于x 轴对称,∴点N 的坐标为(92,14).综上所述,点N 的坐标为(5+或(5或(235,45-)或(92,14). 【点睛】 此题考查了一次函数和二次函数表达式的求法,二次函数的性质,二次函数中三角形最大面积问题,菱形存在性问题等知识,解题的关键是根据题意设出点的坐标,表示出三角形面积,根据菱形的性质列出方程求解.3.(2021·湖南常德·中考真题)如图,在平面直角坐标系xOy 中,平行四边形ABCD 的AB 边与y 轴交于E 点,F 是AD 的中点,B 、C 、D 的坐标分别为()()()2,0,8,0,13,10-.(1)求过B 、E 、C 三点的抛物线的解析式;(2)试判断抛物线的顶点是否在直线EF 上;(3)设过F 与AB 平行的直线交y 轴于Q ,M 是线段EQ 之间的动点,射线BM 与抛物线交于另一点P ,当PBQ △的面积最大时,求P 的坐标.【答案】(1)213442y x x =-++;(2)顶点是在直线EF 上,理由见解析;(3)P 点坐标为(9,114-). 【分析】(1)先求出A 点坐标,再求出直线AB 的解析式,进而求得E 的坐标,然后用待定系数法解答即可;(2)先求出点F 的坐标,再求出直线EF 的解析式,然后根据抛物线的解析式确定顶点坐标,然后进行判定即可;(3)设P 点坐标为(p ,()()1-p+284p -),求出直线BP 的解析式,进而求得M 的坐标;再求FQ 的解析式,确定Q 的坐标,可得|MQ |=()182p -+6,最后根据S △PBQ = S △MBQ + S △PMQ 列出关于p 的二次函数并根据二次函数的性质求最值即可.【详解】解:(1)∵平行四边形ABCD ,B 、C 、D 的坐标分别为()()()2,0,8,0,13,10-∴A (3,10),设直线AB 的解析式为y =kx +b ,则10302k b k b =+⎧⎨=-+⎩ ,解得24k b =⎧⎨=⎩, ∴直线AB 的解析式为y =2x +4,当x =0时,y =4,则E 的坐标为(0,4),设抛物线的解析式为:y =ax 2+bx +c ,()()220220884a b c a b c c ⎧=-+-+⎪=⋅++⎨⎪=⎩ ,解得14324a b c ⎧=-⎪⎪⎪=⎨⎪=⎪⎪⎩, ∴过B 、E 、C 三点的抛物线的解析式为213442y x x =-++; (2)顶点是在直线EF 上,理由如下:∵F 是AD 的中点,∴F (8,10),设直线EF 的解析式为y =mx +n ,则4108n m n =⎧⎨=+⎩,解得344m n ⎧=⎪⎨⎪=⎩, ∴直线EF 的解析式为y =34x +4, ∵213442y x x =-++, ∴抛物线的顶点坐标为(3,254), ∵254=34×3+4, ∴抛物线的顶点是否在直线EF 上;(3)∵()()21314=-x+28424y x x x =-++-,则设P 点坐标为(p ,()()1-p+284p -),直线BP 的解析式为y =dx +e , 则()()021-p+284d e p pd e =-+⎧⎪⎨-=+⎪⎩ ,解得()()184182d p e p ⎧=--⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩, ∴直线EF 的解析式为y =()184p --x +()182p -,当x =0时,y =()182p -,则M 点坐标为(0,()182p -), ∵AB //FQ , ∴设FQ 的解析式为y =2x +f ,则10=2×8+f ,解得f =-6,∴FQ 的解析式为y =2x -6 ,∴Q 的坐标为(0,-6),∴|MQ |=()182p -+6, ∴S △PBQ = S △MBQ + S △PMQ =1122QM OB QM PN + =()12QM OB PN + =()()1186222p p ⎡⎤-++⎢⎥⎣⎦=219842p p -++ ∴当p =9时,PBQ △的面积最大时,∴P 点坐标为(9,114-).【点睛】本题主要考查了运用待定系数法求函数解析式、二次函数求最值等知识点,灵活求得所需的函数解析式成为解答本题的关键.4.(2021·广西柳州·中考真题)在平面直角坐标系xOy 中,已知抛物线:2y ax bx c =++交x 轴于()1,0,(3,0)A B -两点,与y 轴交于点30,2C ⎛⎫- ⎪⎝⎭.(1)求抛物线的函数解析式;(2)如图1,点D 为第四象限抛物线上一点,连接OD ,过点B 作BE OD ⊥,垂足为E ,若2=BE OE ,求点D 的坐标;(3)如图2,点M 为第四象限抛物线上一动点,连接AM ,交BC 于点N ,连接BM ,记BMN △的面积为1S ,ABN 的面程为2S ,求12S S 的最大值. 【答案】(1)21322y x x =--;(2)()1,2D -;(3)916【分析】(1)利用待定系数法求解抛物线的函数解析式即可; (2)先根据2=BE OE和勾股定理求得OE =,BE =,过点E 做TF 平行于OB 交y 轴于T ,易证ETO OEB ∽,利用相似三角形的性质求得35TE =,65OT ==,进而求得点E 坐标,求得直线OE 的解析式,和抛物线联立方程组,解之即可求得点D 坐标; (3)延长BC 于至点F ,使AF y ∥轴,过A 点作AH BF ⊥于点H ,作MT y ∥轴交BF 于点T ,过M 点作MD BF ⊥于点D ,证明AFH MTD ∽,利用相似三角形的性质和三角形的面积公式可得12S MD MTS AH AF==,利用待定系数法求出直线BC 的解析式,进而可求得AF ,设213,22M x x x ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,则2213131392222228MT x x x x ⎛⎫⎛⎫=----=--+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,根据二次函数求最值的方法求的MT 的最大值,进而可求得12S S 的最大值.【详解】解:(1)依题意,设(1)(3)y a x x =+-, 代入30,2C ⎛⎫- ⎪⎝⎭得:31(3)2a ⋅⋅-=-,解得:12a =∴221113(1)(3)(1)22222y x x x x x =--=--=--;(2)由2=BE OE , 设OE =x ,则2BE x =, ∵BE ⊥OD ,∴在Rt △OEB 中,OB =3,由勾股定理得:222OE BE OB +=, 即2249x x +=,解得:12x x ==(舍),∴OE =,BE = 过点E 做TF 平行于OB 交y 轴于T , ∴ETO OEB ∽, ∴OT OE TE EB OB OE==, ∴2OE OB TE =⋅, 即45325TE =,解得:35TE =,∴65OT ==, ∴36,55E ⎛⎫- ⎪⎝⎭,∴直线OE 的解析式为2y x =-, ∵OE 的延长线交抛物线于点D ,∴221322y x y x x =-⎧⎪⎨=--⎪⎩,解得:121,3x x ==-(舍),当1x =时,2y =-, ∴()1,2D - ;(3)如图所示,延长BC 于至点F ,使AF y ∥轴,过A 点作AH BF ⊥于点H 作MT y ∥轴交BF 于点T ,过M 点作MD BF ⊥于点D ,∵AF MT ∥, ∴AFH MTD ∠=∠, ∵,AH BF MD BF ⊥⊥, ∴90AHF MDT ∠=∠=︒, ∴AFH MTD ∽, ∴AH AFMD MT=, ∵112N M S B D =⋅,212S NB AH =⋅, ∴12S MD MT S AH AF== , 设直线BC 的解析式为y kx b =+,将B ,C 两点代入得 323032b k ⎧-=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩解得:3212b k ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩, ∴直线BC 的解析式为1322y x =-, 当1x =-时,13(1)222y =⋅--=, ∴(1,2)F --,∴2AF =,设213,22M x x x ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,∴2213131392222228MT x x x x ⎛⎫⎛⎫=----=--+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,∵102a =-<,∴max 98MT = , ∴1max 2max 998216S MD MT MT S AH AF AF ⎛⎫===== ⎪⎝⎭. 【点睛】本题是二次函数的综合题,主要考查了待定系数法求函数的解析式、二次函数的图象与性质、相似三角形的判定与性质、坐标与图形、解一元二次方程、三角形的面积、勾股定理、求函数的最值等知识,解答的关键是结合图象,添加合适的辅助线,运用相似三角形的性质和数形结合法进行推理、探究和计算.5.(2021·四川雅安·中考真题)已知二次函数223y x bx b =+-.(1)当该二次函数的图象经过点1,0A 时,求该二次函数的表达式;(2)在(1) 的条件下,二次函数图象与x 轴的另一个交点为点B ,与y 轴的交点为点C ,点P 从点A 出发在线段AB 上以每秒2个单位长度的速度向点B 运动,同时点Q 从点B 出发,在线段BC 上以每秒1个单位长度的速度向点C 运动,直到其中一点到达终点时,两点停止运动,求△BPQ 面积的最大值;(3)若对满足1≥x 的任意实数x ,都使得0y ≥成立,求实数b 的取值范围.【答案】(1)223y x x =+-;(2)2;(3)-3≤b ≤1. 【分析】(1)根据待定系数法,即可求解;(2)先求出A (1,0),B (-3,0),C (0,-3),设运动时间为t ,则AP =2t ,BQ =t ,BP =4-2t ,过点M 作MQ ⊥x 轴,可得MQ 2t ,从而得到△BPQ 的面积的表达式,进而即可求解; (3)设2()23y f x x bx b ==+-,结合函数图像的对称轴,开口方向,分两种情况:()110b f -≤⎧⎨≥⎩或()10b f b ->⎧⎨-≥⎩,进而即可求解.【详解】解:(1)把1,0A 代入223y x bx b =+-, 得:20123b b =+-,解得:b =1,∴该二次函数的表达式为:223y x x =+-; (2)令y =0代入223y x x =+-, 得:2023x x =+-, 解得:11x =或23x =-,令x =0代入223y x x =+-得:y =-3, ∴A (1,0),B (-3,0),C (0,-3), 设运动时间为t ,则AP =2t ,BQ =t , ∴BP =4-2t ,过点M 作MQ ⊥x 轴, ∵OB =OC =3, ∴∠OBC =45°,∴BMQ 是等腰直角三角形,∴MQ BQ ,∴△BPQ 的面积=()112242BP MQ t -⋅==)21t -∴当t =1时,△BPQ 面积的最大值(3)抛物线223y x bx b =+-的对称轴为:直线x =-b ,开口向上, 设2()23y f x x bx b ==+-,∵对1≥x 的任意实数x ,都使得0y ≥成立,∴()110b f -≤⎧⎨≥⎩或()10b f b ->⎧⎨-≥⎩,∴-1≤b ≤1或-3≤b <-1, ∴-3≤b ≤1. 【点睛】本题主要考查二次函数综合,掌握待定系数法,二次函数的性质以及根据图像对称轴位置,列出不等式组,是解题的关键.6.(2021—2022湖北武汉市九年级月考)如图1,已知抛物线y =ax 2经过点(﹣2,1).(1)求抛物线的解析式;(2)若直线y =12x +2交抛物线于点C 、D ,点P 是直线CD 下方的抛物线上一动点,若S △PCD 最大,求此时点P 的坐标,并求出S △PCD 的最大值;(3)如图2,直线y =kx +2与抛物线交于点E ,F ,点P 是抛物线上的动点,延长PE ,PF 分别交直线y =﹣2于M ,N 两点,MN 交y 轴于Q 点,求QM •QN 的值. 【答案】(1)214y x =;(2)11,4P ⎛⎫⎪⎝⎭,PCDS 最大值为274:(3)8 【分析】(1)把点(-2,1)代入抛物线解析式进行求解即可;(2)过点P 作直线PE ∥y 轴交CD 于E ,设21,4P m m ⎛⎫ ⎪⎝⎭,则1,22E m m ⎛⎫+ ⎪⎝⎭,即可得到211224PE m m =+-,然后求出C (-2,1),D (4,4),再由()()11=22PCD PCE PDE P C D p S S S x x PE x x PE +=⨯-⋅+⨯-⋅△△△得到()2327144PCD S m =--+△,由此即可得到答案;(3)设2111,4E x x ⎛⎫ ⎪⎝⎭,2221,4F x x ⎛⎫ ⎪⎝⎭,21,4P n n ⎛⎫⎪⎝⎭,直线PE 的解析式为1y k x b =+,利用待定系数法即可得到直线PE 的解析式为:1144PE x n nxy x +=-,同理求得直线PF 的解析式为:2244PFx n nx y x +=-,然后求出118M nx x x n -=+,228N nx x x n -=+,再联立2214y kx y x =+⎧⎪⎨=⎪⎩得2124x kx =+即可推出124x x k +=,128x x =-,再由M N QM QN x x ⋅=-⋅进行求解即可. 【详解】解:(1)∵抛物线2y ax =经过点(-2,1), ∴()2124a a =-=, 解得14a =, ∴抛物线的解析式为214y x =; (2)过点P 作直线PE ∥y 轴交CD 于E , 设21,4P m m ⎛⎫ ⎪⎝⎭,则1,22E m m ⎛⎫+ ⎪⎝⎭,∴211224PE m m =+- ∵C 、D 是直线122y x =+与抛物线214y x =的交点,∴212214y x y x ⎧=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩, 解得21x y =-⎧⎨=⎩或44x y =⎧⎨=⎩,∴C (-2,1),D (4,4), ∴()()11=22PCD PCE PDE P C D p S S S x x PE x x PE +=⨯-⋅+⨯-⋅△△△, ()2111=32224D C PE x x m m ⎛⎫=⋅-+- ⎪⎝⎭ ()()2233272191444m m m =--+-=--+, ∴当1m =时,PCDS 最大,最大值为274, ∴11,4P ⎛⎫ ⎪⎝⎭;(3)设2111,4E x x ⎛⎫ ⎪⎝⎭,2221,4F x x ⎛⎫ ⎪⎝⎭,21,4P n n ⎛⎫⎪⎝⎭,直线PE 的解析式为1y k x b =+,∴2111211414x k b x nk b n ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,解得11144x n k nx b +⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩∴直线PE 的解析式为:1144PE x n nxy x +=-,同理求得直线PF 的解析式为:2244PF x n nxy x +=-, ∴当2y =-时11244M x n nxx +-=-,解得118M nx x x n -=+,同理求得228N nx x x n-=+, 联立2214y kx y x =+⎧⎪⎨=⎪⎩得2124x kx =+即2480x kx --=,∴124x x k +=,128x x =-,∴()()2121212212121286488M N n x x n x x nx nx QM QN x x x n x n x x n x x n -++--⋅=-⋅=-⋅=-+++++, ()22228488326484848n kn n kn n kn n kn +---+=-==+-+-.【点睛】本题主要考查了二次函数与一次函数的综合,一元二次方程根与系数的关系,解题的关键在于能够熟练掌握相关知识进行求解.7.(2021·湖北·武汉九年级月考)已知抛物线21:C y ax =的图象如图1.10,4A ⎛⎫ ⎪⎝⎭,直线1:4l y =-,点B 为抛物线上的任意一点且满足点B 到点A 的距离与点B 到直线l 的距离始终相等. (1)直接写出:a 的值______; (2)若直线()21:04l y mx m =+>交抛物线于D 、E 两点(D 在E 的右边),交x 轴于点F ,过点E 作EM l ⊥于点M ,过点D 作DN l ⊥于N ,点H 为MN 的中点,若点H 到直线2l 的距m 的值;(3)如图,将抛物线1C 向右平移2个单位,向下平移1个单位得到抛物线2C ,2C 交x 轴于A、B 两点,交y 轴于点C ,点P 为直线BC 下方抛物线上一点,点Q 为y 轴上一点,当PBC 的面积最大时,求2PQ CQ +的最小值.【答案】(1)1;(2)m =(3154【分析】(1)根据点B 到点A 的距离与点B 到直线l 的距离始终相等,判定点B 的坐标为(12,14)或(-12,14),代入解析式求解即可; (2)构造全等三角形,利用勾股定理,根与系数关系定理计算即可; (3)在y 轴左侧作∠OCR =30°交x 轴于点R ,过点Q 作QT CR ⊥于点T ,则12PQ CQ PQ QT PT +=+≥,当P 、Q 、T 三点共线时12PQ CQ +取得最小值,求出最小值即可.【详解】(1)如图所示,∵点A 到直线l 的距离为14-(-14)=12,点B 到点A 的距离与点B 到直线l 的距离始终相等,∴点B 的坐标为(12,14)或(-12,14), ∴21(214)a =⨯, 解得a =1, 故答案为:1;(2)连结EH 并延长交DN 延长线于点G ,连AH ,DH , ∵∠EMH =∠GNH =90°,∠EHM =∠GHN ,MH =NH ,∴△EMH ≌△GNH , ∴EH =GH ,EM =GN , ∵EA =EM ,DA =DN ,∴ED EA DA EM DN DG =+=+=, ∴EDH GDH ∠=∠,DH EG ⊥, ∴()ADH NDH SAS △≌△, ∴90HAD HND ∠=∠=︒,∴AH根据题意,得214y x y mx ⎧=⎪⎨=+⎪⎩,∴2104x mx --= ∴E D x x m +=,14E D x x ⋅=-;∵H 为MN 的中点 ∴1,24m H ⎛⎫- ⎪⎝⎭∴222122m ⎛⎫⎛⎫+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭∵0m >∴m =(3)∵抛物线1C 向右平移2个单位,向下平移1个单位得到抛物线2C , ∴2C 的解析式为2(2)1y x =--即243y x x =-+,令y =0,得2(2)10x --=,解得121,3x x ==, ∴A (1,0),B (3,0), 令x =0,得3y =,∴C (0,3),设直线BC 的解析式为y =kx +3,∴3k +3=0即k =-1,∴直线BC 的解析式为y = -x +3, 如图,连接PB ,PC ,作直线BC ,过点P 作PW ⊥x 轴,交直线BC 于点W ,设点P 的横坐标为x ,则P (x ,243x x -+),W (x ,-x +3),∴WP =-x +3-(243x x -+)=23x x -+,∴1|x -x |2PBC B C S WP =△=21(3)32x x -+⨯=23922x x -+=23327()228x --+,∴当x =32时,PBCS 最大,此时点p (32,34-),在y 轴左侧作30COR ∠=︒交x 轴于点R ,过点Q 作QT CR ⊥于点T ,QT =12CQ ,则12PQ CQ PQ QT PT +=+≥,当P 、Q 、T 三点共线时12PQ CQ +取得最小值,设直线CR 与直线PW 交于点S ,∵OC =3,∴OR =COtan R (0),设直线CR 的解析式为y =mx +3,∴+3=0即m∴直线CR 的解析式为y +3,∴S (323),∴334PS ⎛⎫=--= ⎪⎝⎭∵CO ∥PS ,∴30S RCO ∠=∠=︒, 在Rt PTS △中,∴11528PT PS ==,∴12PQ CQ +158,∴()min 15224PQ CQ PT +==. 【点睛】本题考查了抛物线的解析式,抛物线的最值,抛物线与一元二次方程的关系,三角函数,勾股定理,等腰三角形的性质和判定,全等三角形,垂线段最短,熟练掌握抛物线解析式确定,三角函数,线段和的最值是解题的关键.8.(2021·江苏·宜兴市中考二模)抛物线2132y 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 ,线段AC 的中点为点D .将ACO △绕着点A 逆时针旋转,点O 的对应点为1O ,点C 的对应点为1C .(1)求A 、B 、C 三点的坐标;(2)当旋转至13OO =时,求此时C 、1C 两点间的距离;(3)点P 是线段OC 上的动点,旋转后的对应点为1P ,当1O 恰巧落在AC 边上时,连接1AP ,1PO ,试求11AP PO +最小时点P 的坐标;(4)连接1DC ,1DO ,则在旋转过程中,11DC O △的面积是否存在最大值?若存在,直接写出最大值,若不存在,说明理由.【答案】(1)A (0)、B (0)、C (0,3);(2)6;(3)P (0,1);(4) 【分析】(1)令y =0建立一元二次方程,求其根即得到A ,B 的横坐标,令x =0,得到y 值即得到点C 的坐标;(2)分两种情形计算即可,注意三角形全等和三点共线原理的运用;(3)利用旋转的全等性,把线段和的最小值问题转化为将军饮马河问题,利用函数的解析式确定坐标即可;(4)根据旋转的全等性质,得到OC =11O C =3,直角三角形的性质AD =DO =AOO 在以A DO 是圆的直径时,三角形面积最大. 【详解】(1)∵2132y x x =-+,令y =0得213=02x -++,解得12x == ∵点A 在点B 的左侧,∴A (0)、B (0); 令x =0,得到y =3, ∴点C 的坐标(0,3);(2)当点C '落在x 轴的负半轴上时,∵A (0),C (0,3),∴OA OC =3,∴tan ∠ACO =OA OC =∴∠ACO =30°,∠OAC =60°,根据旋转的性质,得∠O 'C 'A =30°,∠O ' A C ' =60°, ∵O ' A =OA ,∴∠A O 'O =∠A O O '= 30°, ∴∠O 'O C =60°, ∵O ' O =3=OC ,∴△O 'O C 是等边三角形, ∴O ' C = O C , ∵AO =AO ,∴△A O ' C ≌△AOC , ∴∠A O 'C = ∠AOC = 90°, ∴∠A O 'C '+ ∠A O 'C =180°, ∴O '、C '、C 三点一线, ∴C 'C =6;当点C '落在y 轴的负半轴上时,C C '=2OC =6; (3)根据旋转的性质,得1AP =AP ,∴11AP PO +=AP +1PO 作点1O 关于Y 轴的对称点M ,作直线AM ,交y 轴与点P ,此时的点P 就是11AP PO +取得最小值的位置,∵A (0),C (0,3),∴OA OC =3,∴tan ∠ACO =OA OC =∴∠ACO =30°,∠OAC =60°,∴A1O过点1O作1O N⊥x轴,垂足为N,∴AN1O N=32,∴1O(32),∴M32),设直线AM的解析式为y=kx+b,根据题意,得32bb⎧+=+=,解得1kb⎧=⎪⎨⎪=⎩∴直线AM的解析式为y+1,令x=0,得y=1,∴P(0,1);(4)根据旋转的全等性质,得到OC=11O C=3,在直角三角形AOC中,根据直角三角形的性质AD=DO=AOO在以A故当D1O是圆的直径时,三角形面积最大,面积最大值为:132⨯【点睛】本题考查了旋转的性质,特殊角的三角函数,线段之和的最小值,一次函数的解析式,三角形的全等,圆的基本性质,等边三角形的性质,一元二次方程的解法,熟练掌握一元二次方程的解法,将军饮马河模型,直径是圆中最大的弦是解题的关键.9.(2021·广东·珠海市中考三模)如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知抛物线2y ax bx c=++与x 轴交于()30A -,,()10B ,两点,与y 轴交于点()0,3C ,连接AC ,点P 为第二象限抛物线上的动点.(1)求a 、b 、c 的值;(2)连接PA 、PC 、AC ,求PAC △面积的最大值;(3)过P 作PQ AC ⊥,垂足为Q ,是否存在这样的点P 、Q ,使得CPQ 与CBO 相似,若存在,请写出所有符合条件的P 点坐标,并选其中一个写出证明过程;若不存在,请说明理由.【答案】(1)a =-1,b =-2,c =3;(2)278;(3)存在,57,24⎛⎫- ⎪⎝⎭或315,24⎛⎫- ⎪⎝⎭,见解析. 【分析】(1)用待定系数法即可求得结果;(2)过点P 作PE ∥y 轴交直线AC 于点E ,先求出直线AC 的解析式,设点P 的坐标,则可得到点E 的坐标,根据PAC PAE PCE S S S =+△△△即可得到一个二次函数,求这个二次函数的最大值即可;(3)过点Q 作QN ⊥y 轴于N ,过点P 作PM ⊥NQ ,交NQ 的延长线于M ,分两种情况讨论;由CPQ 与CBO 相似,得出PQ CQ的值,易证△PQM ∽△QCN ,则可求得PM QM PQQN CN CQ ==的比值,设点Q (q ,q +3),进而可得出点P 的坐标,将点P 的坐标代入抛物线解析式求得q 的值,从而可得点P 的坐标. 【详解】(1)由题意知,抛物线过A 、B 、C 三点,把这三点坐标分别代入2y ax bx c =++中,得:93003a b c a b c c -+=⎧⎪++=⎨⎪=⎩解方程组得:123a b c =-⎧⎪=-⎨⎪=⎩∴a =-1,b =-2,c =3;(2)如图,过点P 作PE ∥y 轴交直线AC 于点E∵P 点在第二象限的抛物线上,且解析式为223y x x =--+ ∴设2(,23)P m m m --+,其中m <0 设直线AC 的解析式为y =kx +n ,其中k ≠0把点A 、C 的坐标分别代入y =kx +n 中,得:303k n n -+=⎧⎨=⎩ 解得:13k n =⎧⎨=⎩所以直线AC 的解析式为y =x +3 ∵PE ∥y 轴,且点E 在直线y =x +3上 ∴点E 的坐标为(m ,m +3)∴2223(3)3PE m m m m m =--+-+=-- ∵PAC PAE PCE S S S =+△△△ 11()()22E A C E PE x x PE x x =-+- 1()2C E PE x x =-12PE OA =∵A (-3,0) ∴OA =3∴222133327(33)3(3)22228 PACS m m m m m⎛⎫=--⨯=-+=-++⎪⎝⎭△∴当32m=-时,PACS有最大值,且最大值为278;(3)过点Q作QN⊥y轴于N,过点P作PM⊥NQ,交NQ的延长线于M,如图∵B(1,0),C(0,3)∴OB=1,OC=3①若△CPQ∽△CBO∴13 PQ OB CQ OC==∵PQ⊥AC,PM⊥NQ∴∠PQM+∠CQN=90°,∠PQM+∠QPM=90°∴∠CQN=∠QPM∵QN⊥y轴∴∠QNC=∠M=90°∴△PQM∽△QCN∴13 PM QM PQ QN CN CQ===设点Q(q,q+3),则N(0,q+3)∴ON=q+3,QN=-q∴CN=OC-ON=3-(q+3)=-q∴13 PM QM PQq q CQ=== --∴13 PM QM q==-∴MN=QN+QM=1433 q q q ⎛⎫-+-=-⎪⎝⎭∴点P的纵坐标为123333q q q⎛⎫++-=+⎪⎝⎭∴42,333P q q⎛⎫+ ⎪⎝⎭∵点P在抛物线上∴2442233 333q q q⎛⎫--⨯+=+ ⎪⎝⎭解得:158 q=-∴57,24P ⎛⎫- ⎪⎝⎭ ②若△CPQ ∽△BCO ∴3PQ OC CQ OB== ∵PQ ⊥AC ,PM ⊥NQ∴∠PQM +∠CQN =90°,∠PQM +∠QPM =90°∴∠CQN =∠QPM∵QN ⊥y 轴∴∠QNC =∠M =90°∴△PQM ∽△QCN ∴3PM QM PQ QN CN CQ=== 设点Q (q ,q +3),则N (0,q +3)∴ON =q +3,QN =-q∴CN =OC -ON =3-(q +3)=-q∴ 3PM QM PQ q q CQ===-- ∴3PM QM q ==-∴MN =QN +QM =()34q q q -+-=-∴点P 的纵坐标为()3323q q q ++-=-+∴()4,23P q q -+∵点P 在抛物线上∴()2424323q q q --⨯+=-+ 解得:38q =- ∴315,24P ⎛⎫- ⎪⎝⎭综上所述,满足条件的点P 的坐标为57,24⎛⎫- ⎪⎝⎭或315,24⎛⎫- ⎪⎝⎭. 【点睛】本题是二次函数的综合问题,主要考查了待定系数法,二次函数的性质,三角形面积的计算方法,相似三角形的判定与性质,关键是作辅助线构造出三角形相似,此题还涉及分类讨论.10.(2021·重庆市九年级月考)如图1,在平面直角坐标系中,已知抛物线22(0)y ax bx a =++≠交x 轴于A (-1,0),B (4,0),交y 轴于点C .(1)求抛物线的解析式;(2)点P 为第一象限内抛物线上一点,连接PB ,过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)如图2,在(2)条件下,将抛物线()220y ax bx a =++≠沿BP 个单位得到新抛物线'y ,新抛物线与原抛物线的交点为M ,点E 在新抛物线的对称轴上,在原抛物线上是否存在一点F ,使A 、M 、E 、F 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.【答案】(1)抛物线的解析式为:213222y x x =-++;(2)BPQ S ∆的最大值为4,此时(2,3)P ;(3)存在,121(,)28E -或1(,)298E 或1(,)283E - 【分析】(1)运用待定系数法求解即可;(2)设213(,+2)(04)22P m m m m -+<<,由//CQ BP ,得11tan tan +22CQO PBO m ∠=∠=,求出OQ ,得PQ ,根据三角形面积公式得出面积与m 的函数关系式,配方求解即可; (3)根据平行四边形的判定列式,分为AM 为边,与AM 为对角线两种情况进行解答【详解】解:∵抛物线22(0)y ax bx a =++≠交x 轴于A (-1,0),B (4,0),∴2016420a b a b -+=⎧⎨++=⎩解得,1232a b ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩∴抛物线的解析式为:213222y x x =-++ (2)∵点P 为抛物线第一象限上的点, ∴设213(,+2)(04)22P m m m m -+<< 当0x =时, 2.y =∴点(0,2)C 又21321122tan 422m m PBO m m -++∠==+-, ∵//CQ BP ∴11tan +22CQO m ∠=又(0,2)C∴2OC = ∴11+22OC m OQ = ∴4.1OQ m =+ ∴44411m BQ m m =-=++ ∵12PBQ P S BQ y ∆=⋅ 1413(2)2122m m m m =⨯⨯-+++ 141[(1)(4)]212m m m m =⨯⨯-+-+ 24m m =-+2(2)4m =--+∴当2m =时,BPQ S ∆的最大值为4,此时(2,3)P(3)由(2)得(2,3)P ,B (4,0),A (-1,0)∴3PH =,422BH =-=∴PB 故沿BP2个单位,再向上平移3个单位,又抛物线沿BP2325()2218y x =--+向左平移1个单位,向上平移32个单位,得21137()228x y '=-+ 当y y '=时,221325137()()2282281x x --+=--+ 解得,52x =∴当52x =时,218y y '==,即521(,)28M ∵点E 在y '的对称轴12x =上,设()1,2E y ,设213(,2)22F x x x -++ 又以A ,M ,E ,F 为顶点的四边形是平行四边形,①若AM 为边时,有//,//AM EF AE MF 时,利用k 相等列出方程 ∴2123223214x x y x -++-=-,21352228532x x y x -+-=- ∴1x =-或4,218y =-或98y = ∴121(,)28E -或1(,)298E ②若AM 为对角线时,有AM 的中点坐标与EF 的中点坐标一致,得51-1++22=22x ,213+22210+82=22x x y -+解得x =1,y =38- ∴1(,)283E - 故存在点E ,其坐标为121(,)28E -或1(,)298E 或1(,)283E - 【点睛】本题属于二次函数综合题,考查了待定系数法,二次函数的性质,平行四边形的判定与性质,解题的关键是学会构建二次函数解决最值问题.11.(2021·河北遵化·九年级学业考试)如图所示,关于x 的二次函数2y x bx c =++的图象与x 轴交于点1,0A 和点B ,与y 轴交于点()0,3C ,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,求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由;(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 和点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)243y x x =-+;(2)存在,点P 的坐标为:(0,3+或(0,3-或()03-,或()0,0;(3)当()2,0M ,()2,2N 或()2,2-时MNB 面积最大,最大面积是1 【分析】(1)利用待定系数法求函数解析式;(2)结合二次函数图象上点的坐标特点求出BC 的长,然后分CP CB =,BP BC =,PB PC =三种情况求解;(3)设A 运动时间为t ,由2AB =,得2BM t =-,则2DN t =,根据三角形面积公式列出函数关系式,然后利用二次函数的性质分析最值【详解】解:(1)把()1,0A 和()0,3C 代入2y x bx c =++,10,3,b c c ++=⎧⎨=⎩解得:4b =-,3c =,∴二次函数的表达式为:243y x x =-+.(2)令0y =,则2430x x -+=,解得:1x =或3x =,()3,0B ∴,BC ∴=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,PC =3OP OC PC ∴=+=+(10,3P ∴+,(20,3P -; ②当BP BC =时,3OP OB ==,()30,3P ∴-;③当PB PC =时,3OC OB ==,∴此时P 与O 重合,()40,0P ∴;综上所述,点P 的坐标为:(0,3+或(0,3-或()03-,或()0,0.(3)如图2,设A 运动时间为t ,由2AB =,得2BM t =-,则2DN t =,()()221222112MNB S t t t t t =⨯-⨯=-+=--+△, ∵a =-1<0,∴当t =1时,S 取最大值为1,即当()2,0M ,()2,2N 或()2,2-时MNB 面积最大,最大面积是1.【点睛】本题考查了二次函数的综合应用,掌握二次函数的性质,利用分类讨论和数形结合思想解题是关键.12.(2021·湖北汉川·中考二模)如图,在平面直角坐标系xOy 中,抛物线223(0)y ax ax a a =--<与x 轴交于A 、B 两点(点A 在点B 的左侧),经过点A 的直线:l y ax a =+与y 轴负半轴交于点C ,与抛物线交于另一点D .(1)则点D 的坐标为_______(用含a 的式子表示);(2)点E 是直线l 上方的抛物线上的动点,若ACE 面积的最大值为2516,求a 的值; (3)设P 是抛物线的对称轴上的一点,点Q 在抛物线上,若以点A 、D 、P 、Q 为顶点的四边形成为矩形时,求出点P 的坐标.【答案】(1)(4,5)D a ;(2)12a =-; (3)以点A 、D 、P 、Q 为顶点的四边形能成为矩形点P 的坐标为1,⎛ ⎝⎭或(1,-4). 【分析】(1)求两函数交点,直接列等式求解即可;(2)过点E 作//EF y 轴,交直线l 于点F ,设2(,23)E x ax ax a --,则(),F x ax a +,则根据ACE AFE CFE S S S =-△△△计算即可.(3)令223ax ax a ax a --=+, 求出A 、D 两点坐标,根据223y ax ax a =--,得到抛物线的对称轴为1x =,设(1,)P m ,以点A 、D 、P 、Q 为顶点的四边形成为矩形时分为两种情况:第一种,若AD 是矩形的一条边,根据二次函数图像性质,矩形性质,勾股定理列式可求出P 点坐标;第二种,若AD 是矩形的一条对角线时,同理可求出点P 坐标.【详解】解:(1)令223ax ax a ax a --=+,化解得:2340x x --=,解得:1241x x ==-,,因D 点在第四象限,故4x =时,4=5y a a a =+,故答案为:(4,5)a ,(2)过点E 作//EF y 轴,交直线l 于点F ,设2(,23)E x ax ax a --,则(),F x ax a +,14x -<<,2223()34EF ax ax a ax a ax ax a =---+=--,ACE AFE CFE S S S =-△△△,2211(34)(1)(34)22ax ax a x ax ax a x =--+---, 2211325(34)2228ax ax a a x a ⎛⎫=--=-- ⎪⎝⎭, ACE ∴的面积的最大值为258a -, ACE 的面积最大值为2516. 2525816a ∴-=, 解得12a =-; (3)令223ax ax a ax a --=+,即2340ax ax a --=,解得11x =-,24x =,(1,0)A ∴-,由(1)知(4,5)D a ,223y ax ax a ∴=--,∴抛物线的对称轴为1x =,设(1,)P m ,①若AD 是矩形的一条边,根据矩形性质以及A 、D 的坐标可知:(4,21)Q a -,且21526m a a a =+=,则(1,26)P a ,四边形ADPQ 为矩形,90ADP ∴∠=︒,222AD PD AP ∴+=,22225(5)(14)(265)a a a ∴++-+-22(11)(26)a =--+, 即217a =,0a <,a ∴=,11,P ⎛∴ ⎝⎭,②若AD 是矩形的一条对角线,则(2,3)Q a -,5(3)8m a a a =--=,则(1,8)P a ,四边形APDQ 为矩形,90APD ∴∠=︒,222AP PD AD ∴+=,222222(11)(8)(14)(85)5(5)a a a a ∴--++-+-=+, 即214a =,0a <,12a ∴=- , 21(),4P ∴- ;综上所述,以点A 、D 、P 、Q 为顶点的四边形能成为矩形点P 的坐标为1,⎛ ⎝⎭或(1,-4).【点睛】本题主要考查二次函数图像与性质综合,矩形性质,勾股定理,二次函数与一次函数交点问题,根据矩形性质分析各点之间的联系是解题关键.13.(2021·甘肃酒泉·中考二模)如图, 抛物线243y x bx c =-++经过点()3,0A ,()0,2B ,连接AB ,点P 是第一象限内抛物线上一动点. (1)求抛物线的表达式;(2)过点P 作x 轴的垂线,交AB 于点Q ,判断是否存在点P ,使得以P 、Q 、B 为顶点的三角形是直角三角形,若存在,请求出点P 的坐标,若不存在,请说明理由;(3)点C 与点B 关于x 轴对称,连接AC ,AP ,PC ,当点P 运动到什么位置时,ACP △的面积最大?求ACP △面积的最大值及此时点P 的坐标.【答案】(1)2410233y x x =-++;(2)存在,点P 的坐标为5,22⎛⎫ ⎪⎝⎭或1165,816⎛⎫ ⎪⎝⎭;(3)APC △面积的最大值是8,点P 的坐标是()1,4. 【分析】(1)运用待定系数法直接求解即可;(2)分两种情况讨论:①90BPQ ∠=︒时,列方程求解即可;②90PBQ ∠=︒,过点P 作//PM y轴,垂足为M ,证明PMB BOA ∽△△即可得解; (3)根据对称性求出点C 的坐标,运用待定系数法求出直线BC 的解析式,设点2410,233P n n n ⎛⎫-++ ⎪⎝⎭,2,23N n n ⎛⎫- ⎪⎝⎭,求出PN 的长,运用面积法得到n 的二次函数关系式,配方求解即可. 【详解】解:(1)∵抛物线243y x bx c =-++经过点()3,0A ,()0,2B ,∴把点()3,0A ,()0,2B 代入解析式得:12302b c c -++=⎧⎨=⎩解得,1032b c ⎧=⎪⎨⎪=⎩ 所以,二次函数的解析式为:2410233y x x =-++(2)设2410,233P m m m ⎛⎫-++ ⎪⎝⎭∵△BPQ 是直角三角形,90PQB ∠≠︒, ∴分两种情况讨论:①当90BPQ ∠=︒时,则有//BP x 轴,如图①∴点P 的纵坐标为2 ∴24102233x x -++=解得:10x =,(舍)或252x =, ∴15,22P ⎛⎫⎪⎝⎭. ②当90PBQ ∠=︒时,过点P 作PM y ⊥轴,垂足为M ,如图②,。
专题03 二次函数与面积有关的问题(知识解读)-备战2023年中考数学《重难点解读专项训练》
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专题03 二次函数与面积有关的问题(知识解读)【专题说明】二次函数是初中数学的一个重点,一个难点,也是中考数学必考的一个知识点。
特别是在压轴题中,二次函数和几何综合出现的题型,才是最大的区分度。
与面积有关的问题,更是常见。
本节介绍二次函数考试题型种,与面积问题的常用解法。
同学们,只要熟练运用解法,炉火纯青,在考试答题的时候,能够轻松答题。
【知识点梳理】类型一:面积等量关系类型二:面积平分方法一:利用割补将图形割(补)成三角形或梯形面积的和差,其中需使三角形的底边在坐标轴上或平行于坐标轴;(例如以下4、5两图中,连结BD解法不简便。
)方法二: 铅锤法铅锤高水平宽⨯=21S方法三 :其他面积方法如图1,同底等高三角形的面积相等.平行线间的距离处处相等.如图2,同底三角形的面积比等于高的比.如图3,同高三角形的面积比等于底的比.如图1 如图2 如图3【典例分析】【类型一:面积等量关系】【典例21】(2022•盘锦)如图,抛物线y =x 2+bx +c 与x 轴交于A ,B (4,0)两点(A 在B 的左侧),与y 轴交于点C (0,﹣4).点P 在抛物线上,连接BC ,BP .(1)求抛物线的解析式;(2)如图1,若点P 在第四象限,点D 在线段BC 上,连接PD 并延长交x 轴于点E ,连接CE,记△DCE的面积为S1,△DBP的面积为S2,当S1=S2时,求点P的坐标;【变式1】(2022•泸州)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=ax2+x+c经过A (﹣2,0),B(0,4)两点,直线x=3与x轴交于点C.(1)求a,c的值;(2)经过点O的直线分别与线段AB,直线x=3交于点D,E,且△BDO与△OCE的面积相等,求直线DE的解析式;(3)P是抛物线上位于第一象限的一个动点,在线段OC和直线x=3上是否分别存在点F,G,使B,F,G,P为顶点的四边形是以BF为一边的矩形?若存在,求出点F的坐标;若不存在,请说明理由.【类型二:面积平分】【典例2】(2022•沈阳)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣3经过点B(6,0)和点D(4,﹣3),与x轴的另一个交点为A,与y轴交于点C,作直线AD.(1)①求抛物线的函数表达式;②直接写出直线AD的函数表达式;(2)点E是直线AD下方的抛物线上一点,连接BE交AD于点F,连接BD,DE,△BDF的面积记为S1,△DEF的面积记为S2,当S1=2S2时,求点E的坐标;【变式2】(2022•内江)如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣4,0),B(2,0),与y轴交于点C(0,2).(1)求这条抛物线所对应的函数的表达式;(2)若点D为该抛物线上的一个动点,且在直线AC上方,求点D到直线AC的距离的最大值及此时点D的坐标;(3)点P为抛物线上一点,连接CP,直线CP把四边形CBP A的面积分为1:5两部分,求点P的坐标.【典例3】(深圳)如图抛物线y=ax2+bx+c经过点A(﹣1,0),点C(0,3),且OB =OC.(1)求抛物线的解析式及其对称轴;(2)点P为抛物线上一点,连接CP,直线CP把四边形CBP A的面积分为3:5两部分,求点P的坐标.【变式3】(2021秋•合川区)如图,抛物线y=ax2+bx+6(a≠0)与x轴交于A(﹣1,0),B(6,0),与y轴交于点C,点P为第一象限内抛物线上一动点,过点P作x轴的垂线,交直线BC于点D,交x轴于点E,连接PB.(1)求该抛物线的解析式;(2)当△PBD与△BDE的面积之比为1:2时,求点P的坐标;专题03 二次函数与面积有关的问题(知识解读)【专题说明】二次函数是初中数学的一个重点,一个难点,也是中考数学必考的一个知识点。
最新九年级数学中考复习:二次函数综合压轴题题(面积问题)含答案
![最新九年级数学中考复习:二次函数综合压轴题题(面积问题)含答案](https://img.taocdn.com/s3/m/e89b8c88d0f34693daef5ef7ba0d4a7302766cc6.png)
(2)点 是线段 上的动点(除 、 外),过点 作 轴的垂线交抛物线于点 .
①当点 的横坐标为2时,求四边形 的面积;
②如图2,直线 , 分别与抛物线对称轴交于 、 两点.试问, 是否为定值?如果是,请求出这个定值;如果不是,请说明理由.
20.如图,在平面直角坐标系中,直线AB交x轴于点A(﹣4,0),交y轴于点B,抛物线 经过A,B两点,其对称轴交x轴于点M.P是线段AM上的一动点,过点P作PC⊥x轴交直线AB于点C,交抛物线于点D.
(2)如图 ,点 在 轴的负半轴上,且 ,连接 ,并延长交抛物线于点 ,点 为直线 上方抛物线上一动点,连接 , ,当 的面积最大时,请求出 的最大值及点 的坐标;
(3)如图 ,将抛物线 沿射线 方向平移 个单位到新抛物线 ,此时新抛物线顶点记为 , 为新抛物线 上一点,若 是以 为直角边的直角三角形,请直接写出满足条件的点 的横坐标.
(3)平行于DE的一条动直线l与直线BC相交于点P,与抛物线相交于点Q,若以D、E、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,求P点的坐标.
(4)探究对称轴上是否存在一点P,使得以点P,C,A为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,请求出所有符合条件的P点的坐标,若不存在,请说明理由.
18.已知抛物线 与 轴交于点 和点 ,直线 交 轴于点 和 轴于 点.
①连接 ,当 的面积最大时,求此时点F的坐标;
②探究是否存在点D使得 为直角三角形?若存在,求出点F的坐标;若不存在,说明理由.
8.如图 ,抛物线 : 与 轴交于 , 两点,且顶点为 ,直线 经过 , 两点.
(1)求直线 的表达式与抛物线 的表达式;
(2)如图 ,将抛物线 沿射线 方向平移一定距离后,得到抛物线为 ,其顶点为 ,抛物线 与直线 的另一交点为 ,与 轴交于 , 两点 点在 点右边 ,若 ,求点 的坐标;
二次函数压轴题专题突破练专题04 二次函数背景下的图形面积的探究(学生版)
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备战2019年中考数学压轴题之二次函数专题04 二次函数背景下的图形面积的探究【方法综述】面积问题中,以三角形的面积的情况居多,通常三角形的面积探究方法如下: 方法一:应用相似三角形性质,面积比等于相似比平方处理面积; 方法二: 同底等高类的三角形面积:当两个三角形同底(高)等高(底)时,两个三角形的面积相等,同底(高)且高(底)不等的两个三角形面积之比等于高(底)之比方法三:割补法,一些情况下,三角形和四边形的面积可以采用割补法解决;坐标系中的三角形面积可以采用平行线相切法例如:求抛物线在直线AC 上方一点,使得△PAC 面积最大,当把直线AC 向上平移时,与抛物线的切点即为满足条件的P 点,因此,若直线AC 斜率为k ,则可以设一条直线解析式为y=kx+b ,该直线与抛物线联立的方程有两个相等实数根时,可求得b ,进而求得P 点坐标。
另外,用铅垂高法解决面积最值问题基本模型如下:S △PAB =12·PQ·||x B -x A .根据二次函数解析式设出点P 的坐标,结合一次函数解析式从而得到点Q 的坐标,从而转化为S 与点P 横坐标之间的二次函数解析式,再根据二次函数增减性求最值.一般情况下,当铅P垂线段PQ最大时,S△PAB取得最大值,此时点Q为线段AB的中点.【典例示范】类型一实际问题的面积探究例1:用一段长32m的篱笆和长8m的墙,围成一个矩形的菜园.(1)如图1,如果矩形菜园的一边靠墙AB,另三边由篱笆CDEF围成①设DE等于xm,直接写出菜园面积y与x之间的函数关系式,并写出自变量的取值范围;②菜园的面积能不能等于110m2?若能,求出此时x的值;若不能,请说明理由;(2)如图2,如果矩形菜园的一边由墙AB和一节篱笆BF构成,另三边由篱笆ADEF围成,求菜园面积的最大值.针对训练1.如图,用一段长为60m的篱笆围成一个一边靠墙(墙的长度不限)的长方形菜园ABCD,设与墙平行的篱笆AB的长为xm,菜园的面积为ym2.(1)试写出y与x之间的关系式;(2)当AB的长为10m,菜园的面积是多少?2.问题情境:有一堵长为的墙,利用这堵墙和长为的篱笆围成一个矩形养鸡场,怎样围面积最大?最大面积是多少?题意理解:根据题意,有两种设计方案:一边靠墙(如图①)和一边“包含”墙(如图②).特例分析:(1)当时,若按图①的方案设计,则该方案中养鸡场的最大面积是;若按图②的方案设计,则该方案中养鸡场的最大面积是.(2)当时,解决“问题情境”中的问题.解决问题:(3)直接写出“问题情境”中的问题的答案.3晨光中学课外活动小组准备围建一个矩形生物苗圃园,其中一边靠墙,另外三边用长为30米的篱笆围成.已知墙长为18米(如图所示),设这个苗圃园垂直于墙的一边的长为x米.(1)若平行于墙的一边长为y米,直接写出y与x的函数关系式及其自变量x的取值范围;(2)设这个苗圃园的面积为S,求S与x之间的函数关系.4.2018年,汶上县县委、县政府启动创建全国卫生县城和全国文明县城工作,各单位都积极投身创城工作某单位为进一步美化我县环境,在临街的围墙外靠墙摆设一长方形花圃景观,花圃一边靠墙,墙长18m,外围用40m的栅栏围成,如图所示,若设花圃的BC边长为x(m),花圃的面积为y(m2).(1)求出y与x之间的函数关系式,并写出自变量x的取值范围;(2)利用所学知识试着求出花圃的最大面积.5.某小区业主委员会决定把一块长50m,宽30m的矩形空地建成健身广场,设计方案如图所示,阴影区域为绿化区(四块绿化区为全等的矩形),空白区域为活动区,且四周的4个出口宽度相同,其宽度不小于14m,不大于26m,设绿化区较长边为xm,活动区的面积为ym2(1)直接写出:①用x的式子表示出口的宽度为;②y与x的函数关系式及x的取值范围;(2)求活动区的面积y的最大面积;(3)预计活动区造价为50元/m2,绿化区造价为40元/m2,如果业主委员会投资不得超过72000元来参与建造,当x为整数时,共有几种建造方案?类型二面积计算例2.已知直线l:y=kx+1与抛物线y=x2-4x.(1)求证:直线l与该抛物线总有两个交点;(2)设直线l与该抛物线的两交点为A,B,O为原点,当k=-2时,求△OAB的面积.针对训练1.如图,直线与轴交于点,与轴交于点,抛物线经过点.(1)求抛物线的解析式,(2)已知点是抛物线上的一个动点,并且点在第二象限内,过动点作轴于点,交线段于点.①如图1,过作轴于点,交抛物线于两点(点位于点的左侧),连接,当线段的长度最短时,求点的坐标,②如图2,连接,若以为顶点的三角形与相似,求的面积.2.如图,已知抛物线与轴、轴分别相交于点A(-1,0)和B(0,3),其顶点为D.(1)求这条抛物线的解析式;(2)若抛物线与轴的另一个交点为E,求△ODE的面积;(3)抛物线的对称轴上是否存在点P使得△PAB的周长最短.若存在请求出点P的坐标,若不存在说明理由.3.如图1,在平面直角坐标系xOy中,抛物线W的函数表达式为y=﹣x2+x+4.抛物线W与x轴交于A,B两点(点B在点A的右侧,与y轴交于点C,它的对称轴与x轴交于点D,直线l经过C、D两点.(1)求A、B两点的坐标及直线l的函数表达式.(2)将抛物线W沿x轴向右平移得到抛物线W′,设抛物线W′的对称轴与直线l交于点F,当△ACF为直角三角形时,求点F的坐标,并直接写出此时抛物线W′的函数表达式.(3)如图2,连接AC,CB,将△ACD沿x轴向右平移m个单位(0<m≤5),得到△A′C′D′.设A′C交直线l 于点M,C′D′交CB于点N,连接CC′,MN.求四边形CMNC′的面积(用含m的代数式表示).4.抛物线经过点A(3,0) 和点B(0,3),且这个抛物线的对称轴为直线l,顶点为C.(1)求抛物线的解析式;(2)连接AB、AC、BC,求△ABC的面积.5.如图1,抛物线的顶点A的坐标为(1,4),抛物线与x轴相交于B、C两点,与y轴交于点E(0,3).(1)求抛物线的表达式;(2)已知点F(0,﹣3),在抛物线的对称轴上是否存在一点G,使得EG+FG最小,如果存在,求出点G 的坐标;如果不存在,请说明理由.(3)如图2,连接AB,若点P是线段OE上的一动点,过点P作线段AB的垂线,分别与线段AB、抛物线相交于点M、N(点M、N都在抛物线对称轴的右侧),当MN最大时,求△PON的面积.6.已知:m,n是方程x2﹣6x+5=0的两个实数根,且m<n,抛物线y=﹣x2+bx+c的图象经过点A(m,0),B(0,n).(1)求这个抛物线的解析式;(2)设(1)中的抛物线与x轴的另一交点为C,抛物线的顶点为D,试求出点C,D的坐标和△BCD的面积.7.已知二次函数y=﹣x2+bx+c(b,c均为常数)的图象经过两点A(2,0),B(0,﹣6).(1)求这个二次函数的解析式;(2)若点C(m,0)(m>2)在这个二次函数的图象上,连接AB,BC,求△ABC的面积.9.如图,二次函数与一次函数交于顶点和点两点,一次函数与轴交于点.(1)求二次函数和一次函数的解析式;(2)轴上存在点使的面积为9,求点的坐标.类型三三角形面积的最值问题例3.如图,在平面直角坐标系中,平行四边形ABOC如图放置,将此平行四边形绕点O顺时针旋转90°得到平行四边形A′B′OC′.抛物线y=﹣x2+2x+3经过点A、C、A′三点.(1)求A、A′、C三点的坐标;(2)求平行四边形ABOC和平行四边形A′B′OC′重叠部分△C′OD的面积;(3)点M是第一象限内抛物线上的一动点,问点M在何处时,△AMA′的面积最大?最大面积是多少?并写出此时M的坐标.针对训练1.如图,已知抛物线y=﹣x2+bx+c与一直线相交于A(1,0)、C(﹣2,3)两点,与y轴交于点N,其顶点为D.(1)求抛物线及直线AC的函数关系式;(2)若P是抛物线上位于直线AC上方的一个动点,求△APC的面积的最大值及此时点P的坐标;(3)在对称轴上是否存在一点M,使△ANM的周长最小.若存在,请求出M点的坐标和△ANM周长的最小值;若不存在,请说明理由.2.如图1,已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A(-1,0)、B(4,0)两点,与y轴交于点C(0,2),点P是抛物线上的一个动点,过点P作PQ⊥x轴,垂足为Q,交直线BC于点D.(1)求该抛物线的函数表达式;(2)若以P、D、O、C为顶点的四边形是平行四边形,求点Q的坐标;(3)如图2,当点P位于直线BC上方的抛物线上时,过点P作PE⊥BC于点E,设△PDE的面积为S,求当S取得最大值时点P的坐标,并求S的最大值.3.已知:抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A、B两点(点A在点B的左边),与y轴交于点C,直线y=﹣x+3经过B、C两点(1)填空:b=(用含有a的代数式表示);(2)若a=﹣1①点P为抛物线上一动点,过点P作PM∥y轴交直线y=﹣x+3于点M,当点P在第一象限内时,是否存在一点P,使△PCB面积最大?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.②当m≤x≤m+3时,y的取值范围是2m≤y≤4,求m的值.4.如图,直线AB和抛物线的交点是A(0,﹣3),B(5,9),已知抛物线的顶点D的横坐标是2.(1)求抛物线的解析式及顶点坐标;(2)在x轴上是否存在一点C,与A,B组成等腰三角形?若存在,求出点C的坐标,若不在,请说明理由;(3)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.5.如图,已知,二次函数的图像交轴正半轴于点,顶点为,一次函数的图像交轴于点,交轴于点,的正切值为.(1)求二次函数的解析式与顶点坐标;(2)将二次函数图像向下平移个单位,设平移后抛物线顶点为,若,求的值.6.如图,已知抛物线的对称轴是直线x=3,且与x轴相交于A,B两点(B点在A点右侧)与y轴交于C点.(1)求抛物线的解析式和A、B两点的坐标;(2)若点P是抛物线上B、C两点之间的一个动点(不与B、C重合),则是否存在一点P,使△PBC的面积最大.若存在,请求出△PBC的最大面积;若不存在,试说明理由;(3)若M是抛物线上任意一点,过点M作y轴的平行线,交直线BC于点N,当MN=3时,求M点的坐标.7.在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=-x2+bx+c经过点A、B、C,已知A(-1,0),C(0,3).(1)求抛物线的表达式;(2)如图1,P为线段BC上一点,过点P作y轴平行线,交抛物线于点D,当△BCD的面积最大时,求点P 的坐标;(3)如图2,抛物线顶点为E,EF⊥x轴于F点,N是线段EF上一动点,M(m,0)是x轴上一动点,若∠MNC=90°,直接写出实数m的取值范围.8.已知抛物线y=x2﹣2mx+m2﹣3(m是常数).(1)证明:无论m取什么实数,该抛物线与x轴都有两个交点;(2)设抛物线的顶点为A,与x轴两个交点分别为B,D,B在D的右侧,与y轴的交点为C.①求证:当m取不同值时,△ABD都是等边三角形;②当|m|≤,m≠0时,△ABC的面积是否有最大值,如果有,请求出最大值,如果没有,请说明理由.9.如图,抛物线与x轴交与A(1,0),B(- 3,0)两点.⑴求该抛物线的解析式;⑵设⑴中的抛物线交y轴与C点,在该抛物线的对称轴上是否存在点Q,使得△QAC的周长最小?若存在,求出Q点的坐标;若不存在,请说明理由.⑶在抛物线上BC段是否存在点P,使得△PBC面积最大,若存在,求P点坐标;若不存在,说明理由.10.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于A(-4,0)、B(-1,0)两点,与y轴交于点C,点D是第三象限的抛物线上一动点.(1)求抛物线的表达式;(2)设点D的横坐标为m,△ACD的面积为S,求出S与m的函数关系式,并确定m为何值时S有最大值,最大值是多少?11.如图,已知抛物线过点A(4,0),B(﹣2,0),C(0,﹣4).(1)求抛物线的解析式;(2)如图,点M是抛物线AC段上的一个动点,当图中阴影部分的面积最小值时,求点M的坐标.类型四以面积为条件的问题计算例4:如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+3与直线y=x﹣3交于点A(3,0)和点B(﹣2,n),与y轴交于点C.(1)求出抛物线的函数表达式;(2)在图1中,平移线段AC,点A、C的对应点分别为M、N,当N点落在线段AB上时,M点也恰好在抛物线上,求此时点M的坐标;(3)如图2,在(2)的条件下,在抛物线上是否存在点P(不与点A重合),使△PMC的面积与△AMC的面积相等?若存在,直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.针对训练1.如图,抛物线与轴交于点、点,与轴交于点,顶点为,,求:抛物线的解析式;若抛物线上有一点,使得直线将的面积分成相等的两部分,求点的坐标.2.如图,在直角坐标系中,O是坐标原点,直线AB交x轴于点A(﹣4,0),交y轴于点B,抛物线y=ax2+2ax+3(a≠0)经过A,B两点.P是线段AO上的一动点,过点P作PC⊥x轴交直线AB于点C,交抛物线于点D.(1)求a及AB的长.(2)连结PB,若tan∠ABP=,求点P的坐标.(3)连结BD,以BD为边作正方形BDEF,是否存在点P使点E恰好落在抛物线的对称轴上?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.(4)连结OC,若S△BDC:S△OBC=1:2,将线段BD绕点D按顺时针方向旋转,得到DB′.则在旋转的过程中,当点A,B到直线DB′的距离和最大时,请直接写出点B′的坐标.3.如图,对称轴为直线x=﹣1的抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴相交于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,若点P在抛物线上,且S△POC=4S△BOC.求点P的坐标.4.在平面直角坐标系中,抛物线与轴的两个交点分别为A(-3,0)、B(1,0),与y轴交于点D(0,3),过顶点C作CH⊥x轴于点H.(1)求抛物线的解析式和顶点C的坐标;(2)连结AD、CD,若点E为抛物线上一动点(点E与顶点C不重合),当△ADE与△ACD面积相等时,求点E的坐标;(3)若点P为抛物线上一动点(点P与顶点C不重合),过点P向CD所在的直线作垂线,垂足为点Q,以P、C、Q为顶点的三角形与△ACH相似时,求点P的坐标.5.如图,二次函数y=x2+bx+c的图象交x轴于A,D两点,并经过B点,对称轴交x轴于点C,连接BD,BC,已知A点坐标是(2,0),B点的坐标是(8,6)(1)求二次函数的解析式.(2)求该函数图象的顶点坐标及D点的坐标.(3)抛物线上有一个动点P,与A,D两点构成△ADP,是否存在S△ADP=S△BCD?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.6.如图,已知二次函数的图象经过点A(4,0),与y轴交于点B.在x轴上有一动点C(m,0)(0<m<4),过点C作x轴的垂线交直线AB于点E,交该二次函数图象于点D.(1)求a的值和直线AB的解析式;(2)过点D作DF⊥AB于点F,设△ACE,△DEF的面积分别为S1,S2,若S1=4S2,求m的值;(3)点H是该二次函数图象上位于第一象限的动点,点G是线段AB上的动点,当四边形DEGH是平行四边形,且周长取最大值时,求点G的坐标.7.已知二次函数y=ax2+bx+c的图象对称轴为x=,图象交x轴于A,B,交y轴于C(0,-3),且AB=5,直线y=kx+b(k>0)与二次函数图象交于M,N(M在N的右边),交y轴于P.(1)求二次函数图象的解析式;(2)若b=-5,且△CMN的面积为3,求k的值;(3)若b=-3k,直线AN交y轴于Q,求的值或取值范围.8.已知抛物线y=﹣x2﹣(m+3)x+m2﹣12与x轴交于A(x1,0)、B(x2,0)两点,且x1<0,x2>0,抛物线与y轴交于点C,OB=2OA.(1)求抛物线解析式;(2)已知直线y=x+2与抛物线相交于M、N两点,分别过M、N作x轴的垂线,垂足为M1、N1,是否存在点P,同时满足如下两个条件:①P为抛物线上的点,且在直线MN上方;②:=6:35若存在,则求点P横坐标t,若不存在,说明理由.9.如图,在直角坐标系中,抛物线经过点A(0,4),B(1,0),C(5,0)(1)求抛物线的解析式和对称轴;(2)在抛物线的对称轴上是否存在一点P,使△P AB的周长最小?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;(3)该抛物线有一点D(x,y),使得S△ABC=S△DBC,求点D的坐标.10.如图1,抛物线y=﹣x2+bx+c经过点A(2,0),B(0,2),与x轴交于另一点C.(1)求抛物线的解析式及点C的坐标;(2)点P是抛物线y=﹣x2+bx+c在第一象限上的点,过点P分别向x轴、y轴作垂线,垂足分别为D,E,求四边形ODPE的周长的最大值;(3)如图2,点P是抛物线y=﹣x2+bx+c在第一象限上的点,过点P作PN⊥x轴,垂足为N,交AB于M,连接PB,P A.设点P的横坐标为t,当△ABP的面积等于△ABC面积的时,求t的值.。
二次函数背景下三角形面积最值问题的几种解法
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数学篇纵观近年来各地中考数学试题,一类以二次函数为载体,探讨图形面积的最值问题频频出现.这类试题整合了代数和几何的部分重要知识,并融合了许多数学方法,难度颇高.如何根据题目提供的信息,依据图形的变化特征,抓住解答问题的关键,从而化难为易,正确解题呢?对此,笔者介绍四种常用方法,希望能给同学们攻破难题带来帮助.一、割补法在平面直角坐标系中,当三角形任意一边均不在坐标轴上,或者不与坐标轴平行时,一般采用割补法求解.割补法分为两部分,割是指将图形分解成几部分分别求解;补是指将所求图形填上一部分,然后用补后的图形面积减去所补部分的面积.两种方法的实质都是将二次函数中图形面积的最值问题通过“转化”思想,化为“线段(和)”最值问题,间接地求出图形面积的最值.例1如图1,在平面直角坐标系中,二次函数y =x 2+2x -3交x 轴于点A ,B ,在y 轴上有一点E (0,1),连接AE .(1)求直线AE 的解析式;(2)若点D 为抛物线在x 轴负半轴下方的一个动点,求△ADE面积的最大值.图1解:(1)∵y =x 2+2x -3=(x +3)(x -1),∴当y =0时,x 1=-3,x 2=1,∴点A 的坐标为(-3,0),设直线AE 的解析式为y =kx +b ,∵过点A (-3,0),E (0,1),∴ìíî-3k +b =0,b =1,解得:ìíîïïk =13,b =1,∴直线AE 的解析式为y =13x +1;(2)如图1,过点D 作DG ⊥x 轴于点G ,延长DG 交AE 于点F ,设D (m ,m 2+2m -3),则F (m ,13m +1),∴DF =-m 2-2m +3+13m +1=-m 2-53m +4,∴S △ADE =S △ADF +S △DEF=12×DF ×AG +12DF ×OG =12×3×DF =32(-m 2-53m +4)=-32(m +56)2+16924,∴当m =-56时,△ADE 的面积取得最大值为16924.二、铅垂法如图2,过△ABC 的三个顶点分别作出与水平线垂直的三条直线,外侧两条直线之间的距离叫△ABC 的“水平宽”(a ),中间的这条直线在△ABC 内部线段的长度叫△ABC 的“铅垂高”(h ).我们可以得出一种计算三角形面积的新方法:即三角形面积等于水平宽与铅垂高乘积的一半.这种方法我们称之为铅垂法.求二次函数中三角形面积的最值,往往可以转化为求铅垂高的最值,当铅垂高取得最大值时,三角形的面积最大.二次函数背景下三角形面积最值问题的几种解法四川绵阳陈霖数苑纵横23数学篇例2已知:如图3,抛物线y=ax2+bx+c与坐标轴分别交于点A(0,6),B(6,0),C(-2,0),点P是线段AB上方抛物线上的一个动点.(1)求抛物线的解析式;(2)当点P运动到什么位置时,△PAB的面积有最大值?图3解:(1)∵抛物线过点B(6,0)、C(-2,0),∴设抛物线解析式为y=a(x-6)(x+2),将点A(0,6)代入,得:-12a=6,解得:a=-12,所以抛物线的解析式为y=-12(x-6)(x+2)=-12x2+2x+6;(2)如图3,过点P作PM⊥OB与点M,交AB于点N,作AG⊥PM于点G,设直线AB解析式为y=kx+b,将点A(0,6)、B(6,0)代入,得:ìíîb=6,6k+b=0,解得:ìíîk=-1,b=6,则直线AB的解析式为y=-x+6,设P(t,-12t2+2t+6),其中0<t<6,则N(t,-t+6),所以PN=PM-MN=-12t2+2t+6-(-t+6)=-12t2+3t,所以S△PAB=S△PAN+S△PBN=12PN⋅AG+12PN⋅BM=12PN(AG+BM)=12PN⋅OB=12×(-12t2+3t)×6=-32(t-3)2+272,所以当t=3,P位于(3,152)时,△PAB三、切线法切线法体现了数学中最为常见的数形结合思想,将三角形的一边作为三角形的底,只要求出高的最大值就可以求出面积的最值.将底边所在的直线平移,与抛物线只有一个交点,即相切时,两直线的距离即高的长度最大,然后将直线与抛物线的解析式联立方程组,求出切点的坐标,此时不用求出三角形面积的解析式就可直接运用三角形的面积公式求出最值.例3如图4,在平面直角坐标系xOy中,直线y=-x-4与x轴,y轴分别交于点A和点B.抛物线y=ax2+bx+c经过A,B两点,且对称轴为直线x=-1,抛物线与x轴的另一交点为点C.(1)求抛物线的函数表达式;(2)设点E是抛物线上一动点,且点E在直线AB下方.当△ABE的面积最大时,求点E的坐标,及△ABE面积的最大值S.图4解:(1)在y=-x-4中分别令x=0,y=0,可得点A(-4,0),B(0,-4),根据A,B坐标及对称轴为直线x=-1,可得方程组ìíîïïïï-b2a=-1,16a-4b+c=0,c=-4,解方程组可得:ìíîïïïïa=12,b=1,c=-4,∴抛物线的函数表达式为y=12x2+x-4;(2)设点E的坐标为(m,12m2数苑纵横数学篇上且距AB 最远,此时E 点所在直线与AB 平行,且与抛物线相切,只有一个交点,设点E 所在直线为l :y =-x +b ,联立得方程组:ìíîïïy =-x +b ,y =12x 2+x -4,消去y ,得:12x 2+2x -4-b =0,据题意得Δ=22-4×12(-4-b )=0,解得b =-6,∴直线l 的解析式为y =-x -6,联立方程,得ìíîïïy =-x -6,y =12x 2+x -4,解得:ìíîx =-2,y =-4,∴点E (-2,-4),过点E 作y 轴的平行线交直线AB 于H ,此时点N (-2,-2),EN =-2-(-4)=2,∴S △ABE =12EN ×AO =12×2×4=4,△ABE 面积的最大值为4.四、三角函数法对于三角形问题,三角函数的引入可以为求线段长度提供新的解题思路.在直角三角形中,只需要知道一边的长度和除直角外任意一个角的度数,就可以用三角函数式表示出其余的边长或高.然后将三角函数式带入三角形面积公式,求出三角形面积的解析式,利用二次函数的性质即可求得面积最值.例4如图5,已知抛物线y =-x 2+bx +c 经过点A (-1,0),B (3,0)两点,且与y 轴交于点C .(1)求抛物线的表达式;(2)设抛物线交y 轴于点C ,在抛物线上的第一象限上是否存在一点P ,使△PAC 的面积最大?若存在,求出点P 的坐标及△PAC 面积的最大值;若不存在,请说明理由.图5解:(1)把A (-1,0),B (3,0)代入y =-x 2+bx +c ,可得,{-1+b +c =0,-9-3b +c =0,解得{b =-2,c =3,∴抛物线的解析式为:y =-x 2-2x +3.(2)如图5,作PE ⊥x 轴于点E ,交AC 于点F ,作PM ⊥AC 于点M .设直线AC 的解析式为y =mx +n ,把B (-3,0)、C (0,3),代入得{-3m +n =0,n =3,解得{m =1,n =3,故直线BC 的解析式为y =x +3.设点P 的坐标为(x ,-x 2-2x +3)(-3<x <0),则点F 的坐标为(x ,x +3).由A 、C 坐标可知,AC =32,S ΔPAC =12AC ∙PM=12×32PF ∙sin ∠PFM =]()-x 2-2x +3-()x +3∙sin ∠ACO =32()-x 2-3x =-32æèöøx +322+278,当x =-32时,-x 2-2x +3=154,即P (-32,154).所以存在一点P ,使△PAC 的面积最大,最大值为278,P 点坐标为(-32,154).通过对以上四种方法的分析介绍,相信同学们对二次函数背景下三角形面积的最值问题的解法有了一定的了解.同学们只要掌握好了这四种方法,在二次函数的综合题中,再出现求图形面积的最值问题,就能轻松应对了.数苑纵横25。
人教版中考数学一轮复习--二次函数与三角形的综合应用(精品课件)
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若不存在,请说明理由.
(图1)
解:存在.∵PD∥OB,
∴∠DPC=∠BOC,∠PDC=∠OBC,
∴△DPC∽△BOC,∴CCOP=CCDB=OPDB.
∵SS12=CCDB,SS23=CCOP,∴SS12+SS23=2CCOP.
(答图3)
如答图 3,过点 P 作 PH⊥x 轴,垂足为 H,PH 交 AB 于点
①若-1≤a≤- 1 ,求线段MN长度的取值范围; 2
解:由(2)知ax2+(a-2)x-2a+2=0, ∵a≠0,∴x2+1-2ax-2+2a=0, ∴(x-1)x-2a-2=0,解得 x=1 或 x=2a-2,
将 x=2a-2 代入 y=2x-2,得 y=4a-6, ∴N 点的坐标为2a-2,4a-6. ∴MN2=2a-2-12+(4a-6)2=2a02 -6a0+45=20(1a-32)2. ∵-1≤a≤-12,∴-2≤1a≤-1, ∴易知 MN2 随1a的增大而减小,
ax+b有一个公共点M(1,0),且a<b. (3)直线与抛物线的另一个交点记为N.
②求△QMN面积的最小值.
解:如答图
1,作抛物线的对称轴
x=-12交直线
(答图1) y=2x-2 于 E
点,将 x=-12代入 y=2x-2,得 y=-3,∴E-12,-3.
设△QMN 的面积为 S,
∵M(1,0),N2a-2,4a-6,a<0, ∴S=S△QEN+S△QEM=12|(2a-2)-1|·|-94a-(-3)|=247-3a-278a, ∴易得 27a2+(8S-54)a+24=0, ∴Δ=(8S-54)2-4×27×24≥0,即(8S-54)2≥(36 2)2. ∵a<0,∴S=247-3a-278a>247,
二次函数与面积最值定值问题(六大类型)-2023年中考数学压轴题(解析版)
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二次函数与面积最值定值问题(六大类型)1.考向分析题型一:二次函数与三角形面积最值问题1如图,已知抛物线y =12x 2+bx 过点A (-4,0)、顶点为B ,一次函数y =12x +2的图象交y 轴于M ,对称轴与x 轴交于点H .(1)求抛物线的表达式;(2)已知P 是抛物线上一动点,点M 关于AP 的对称点为N .①若点N 恰好落在抛物线的对称轴上,求点N 的坐标;②请直接写出△MHN 面积的最大值.【解析】解:(1)∵抛物线y =12x 2+bx 过点A (-4,0),∴12×(-4)2-4b =0,解得:b =2,∴该抛物线的表达式为y =12x 2+2x ;(2)①∵y =12x 2+2x ,∴抛物线对称轴为直线x =-22×12=-2,∵对称轴与x 轴交于点H ,∴H (-2,0),∵A (-4,0),∴AH =2,∵直线y =12x +2交y 轴于M ,∴M (0,2),∴AM 2=OA 2+OM 2=42+22=20,设N (-2,n ),则NH =|n |,如图1、图2,∵M 、N 关于直线AP 对称,∴AN =AM ,即AN 2=AM 2,∴22+n 2=20,∴n =±4,∴点N 的坐标为(-2,-4)或(-2,4);②如图,连接MH ,以点A 为圆心,AM 为半径作⊙A ,过点A 作AN ⊥MH 于点F ,交⊙A 于点N ,则AN =AM ,在Rt △AMO 中,OM =2,OA =4,∴AM =OA 2+OM 2=42+22=25,∴AN =25,∵OH =OM =2,∠HOM =90°,∴△HOM 是等腰直角三角形,∠MHO =45°,MH =22,∴∠AHF =∠MHO =45°,在Rt △AFH 中,AH =OA -OH =4-2=2,∴AF =AH ×sin45°=2×22=2,∴NF =AN +AF =25+2,∴S △MHN =12MH •NF =12×22×(25+2)=210+2,故△MHN 面积的最大值为210+2.题型二:二次函数与三角形面积等积问题2如图,等腰直角三角形OAB 的直角顶点O 在坐标原点,直角边OA ,OB 分别在y 轴和x 轴上,点C 的坐标为(3,4),且AC 平行于x 轴.(1)求直线AB 的解析式;(2)求过B ,C 两点的抛物线y =-x 2+bx +c 的解析式;(3)抛物线y =-x 2+bx +c 与x 轴的另一个交点为D ,试判定OC 与BD 的大小关系;(4)若点M 是抛物线上的动点,当△ABM 的面积与△ABC 的面积相等时,求点M 的坐标.【解析】解:(1)∵点C 的坐标为(3,4),且AC 平行于x 轴,∴点A 的坐标为(0,4)且OA =4,∵△OAB 是等腰直角三角形,∠AOB =90°,∴OB =OA =4,∵点B 的坐标为(4,0),设直线AB的解析式为:y=mx+n,由题意得4m+n=0n=4,解得:m=-1n=4,∴直线AB的解析式为:y=-x+4;(2)∵抛物线y=-x2+bx+c过B,C两点,∴-16+4b+c=0-9+3b+c=4,解得:b=3c=4,∴抛物线的解析式为:y=-x2+3x+4;(3)BD=OC;理由:∵抛物线的解析式为y=-x2+3x+4=-x-322+52,∴抛物线的对称轴直线为x=32,∵点B的坐标为(4,0),点B与点D关于对称轴对称,∴点D的坐标为(-1,0),∴BD=4-(-1)=5,∵点C的坐标为(3,4),∴OC=32+42=5,∴BD=OC;(4)∵点C的坐标为(3,4),且AC平行于x轴,∴AC=3,∴S△ABC=12AC•y C=12×3×4=6,当点M在直线AB的上方时,如图所示,过点M作MN∥y轴,交直线AB于点N,设M的坐标为(t,-t2+3t+4),则N的坐标为(t,-t+4),∴MN=-t2+3t+4-(-t+4)=-t2+4t,∴S△AMB=12MN•x B=12×(-t2+4t)×4=-2t2+8t,∵△ABM的面积与△ABC的面积相等,∴-2t2+8t=6,解得:t=1或t=3(舍,该点为点C),此时M的坐标为(1,6)或(3,4);当点M在直线AB的下方时,如图所示,过点M作MN∥x轴,交直线AB于点N,设M的坐标为(t,-t2+3t+4),则N的坐标为(t2-3t,-t2+3t+4),∴MN=t2-3t-t=t2-4t,∴S△ABM=12MN•y A=12×(t2-4t)×4=2t2-8t,∵△ABM的面积与△ABC的面积相等,∴2t2-8t=6,解得:t=2±7,此时M的坐标为(2+7,-1-7)或(2-7,7-1);综上可得,M的坐标为(2+7,-1-7)或(2-7,7-1)或(1,6).题型三:二次函数与四边形面积最值问题3如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C.已知A(3,0),该抛物线的对称轴为直线x=1.(1)求该抛物线的函数表达式;(2)求点B、C的坐标;(3)将线段BC平移,使得平移后线段的一个端点在这条抛物线上,另一个端点在x轴上,若将点B、C平移后的对应点分别记为点D、E,求以B、C、D、E为顶点的四边形面积的最大值.【解析】解:(1)∵抛物线对称轴为直线x=-b-2=1,∴b=2,∴y=-x2+2x+c,将(3,0)代入y=-x2+2x+c得0=-9+6+c,解得c=3,∴y=-x2+2x+3.(2)∵抛物线对称轴为直线x=1,点A坐标为(3,0),∴由抛物线对称性可得点B坐标为(-1,0),将x=0代入y=-x2+2x+3得y=3,∴点C坐标为(0,3).(3)如图,可得图2中四边形面积最大,∵BC∥DE且BC=DE,图1图2图3∵y C-y B=y E-y D,∴y D=-3,将y=-3代入y=-x2+2x+3得-3=-x2+2x+3,解得x1=1-7(舍),x2=1+7,∴点E横坐标为1+7+1=2+7,∴BE=2+7+1=3+7,∴S四边形BDEC =12BE•y C+12BE•|y D|=12×(3+7)×3+12×(3+7)×3=9+37.题型四:二次函数与面积分割问题4已知抛物线y=x2+4mx+4m2-4m-3的顶点C在定直线l上.(1)求C点的坐标(用含m的式子表示);(2)求证:不论m为何值,抛物线与定直线l的两交点间的距离d恒为定值;(3)当抛物线的顶点C在y轴上,且与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧)时,是否存在直线n满足以下三个条件:①n与抛物线相交于点M,N(点M在点N的左侧),且与线段AC交于点P;②∠APN=2∠ACO;③n将△ABC的面积分成1:2的两部分.若存在,求出直线n的解析式;若不存在,请说明理由.【解析】(1)解:∵y=x2+4mx+4m2-4m-3=(x+2m)2-4m-3,∴顶点C(-2m,-4m-3);(2)证明:∵C(-2m,-4m-3),∴C点在直线y=2x-3上,∴定直线l为y=2x-3,联立方程组y=2x-3y=x2+4mx+4m2-4m-3 ,解得x=-2my=-4m-3或x=2-2my=-4m+1,∴两个交点分别为(-2m,-4m-3),(2-2m,-4m+1),∴d=(2-2m+2m)2+(-4m+1+4m+3)2=25,∴抛物线与定直线l的两交点间的距离d恒为定值;(3)解:存在直线n,理由如下:∵顶点C在y轴上,∴m=0,∴y=x2-3,令y=0,则x2-3=0,解得x=3或x=-3,∴A(-3,0),B(3,0),∴AB=23,∵抛物线关于y轴对称,∴∠ACO=∠BCO,∵∠APN=2∠ACO,∴∠APN=∠ACB,∴MN ∥BC ,设直线BC 的解析式为y =kx +b ,∴b =-33k +b =0 ,解得k =3b =-3 ,∴y =3x -3,设直线MN 的解析式为y =3x +t ,直线MN 与x 轴的交点为H ,∵直线MN 将△ABC 的面积分成1:2,∴S △PAH =13S △ACB 或S △PAH =23S △ACB ,∴AH AB2=13或AH AB 2=23,∴AH 23=33或AH 23=63,解得AH =2或AH =22,∴H (2-3,0)或(22-3,0),∴直线MN 的解析式为y =3x +3-23或y =3x +3-26.题型五:二次函数与面积比问题5如图,在平面直角坐标系xOy 中,二次函数y =23x 2+bx -2的图象与x 轴交于点A (3,0),B (点B 在点A 左侧),与y 轴交于点C ,点D 与点C 关于x 轴对称,作直线AD .(1)填空:b = -43 ;(2)将△AOC 平移到△EFG (点E ,F ,G 依次与A ,O ,C 对应),若点E 落在抛物线上且点G 落在直线AD 上,求点E 的坐标;(3)设点P 是第四象限抛物线上一点,过点P 作x 轴的垂线,垂足为H ,交AC 于点T .若∠CPT +∠DAC =180°,求△AHT 与△CPT 的面积之比.【解析】解:(1)把A (3,0)代入y =23x 2+bx -2,得23×9+3b -2=0,解得b =-43;故答案为:-43;(2)如图所示:由(1)得y =23x 2-43x -2,令x =0,y =-2,∴C (0,-2),∵点D 与点C 关于x 轴对称,∴D (0,2),设直线AD :y =kx +2,把A (3,0)代入y =kx +2,得3k +2=0,解得k =-23,∴直线AD 解析式:y =-23x +2,∵将△AOC 平移到△EFG ,∴OA =EF =3,FG =OC =2,设E m ,23m 2-43m -2 ,则G m -3,-23(m -3)+2 ,F m -3,-23(m -3)+4 ,∵EF ∥x 轴,∴23m 2-43m -2=-23(m -3)2+4,解得m =-3或m =4,∴E (-3,8)或4,103;(3)如图所示:过C 作CK ⊥AD ,CQ ⊥HP ,∵OD =2,OA =3∴AD =13,∵CK ⊥AD∴CD •AO =AD •CK ,∴CK =121313,DK =81313,AK =51313,∴tan ∠CAK =CK AK=125,∵CQ ⊥HP ,∴∠CPQ +∠CPT =180°,∵∠CPT +∠DAC =180°,∴∠CPQ =∠CAK ,∴tan ∠CPQ =tan ∠CAK =125,∴CQ PQ =125,设P n ,23n 2-43n -2 ,∴PQ =23n 2-43n ,CQ =n ,∴n 23n 2-43n =125,解得n =218,∴P 218,-2932,∴CQ =218,AH =3-218=38,∵tan ∠OAC =TH AH =OC OA =23,∴TH =23AH =23×38=14,∴TP =2132,∴S △ATH S △CPT =12×AH ×TH 12×TP ×CQ =8147,即△AHT 与△CPT 的面积之比为8:147.题型六:函数关系与面积问题6平面直角坐标系中,已知抛物线y =-x 2+(1+m )x -m (m 为常数,m ≠±1)与轴交于定点A 及另一点B ,与y 轴交于点C .(1)当点(2,2)在抛物线上时,求抛物线解析式及点A ,B ,C 的坐标;(2)如图1,在(1)的条件下,D 为抛物线x 轴上方一点,连接BD ,若∠DBA +∠ACB =90°,求点D 的坐标;(3)若点P 是抛物线的顶点,令△ACP 的面积为S ,①直接写出S 关于m 的解析式及m 的取值范围;②当58≤S ≤158时,直接写出m 的取值范围.【解析】(1)将点(2,2)代入y =-x 2+(1+m )x -m ,求出m 即可确定函数的解析式;(2)过D 点作DE ⊥x 轴交于E ,过A 点作AF ⊥BC 交于F ,由题意可知∠ACB =∠BDE ,求出tan ∠ACF =tan ∠BDE =BE DE=35,设D (t ,-t 2+5t -4)(0<t <4),求出t 的值即可求D 点坐标;(3)①求出P 1+m 2,(1-m )24,C (0,-m ),定点A (1,0),B (m ,0),AC 的解析式为y =kx +b ,y =mx -m ,再画出函数图象结合函数图象分类讨即可;②对①中求出的解析式分别进行求解即可.【解答】解:(1)将点(2,2)代入y =-x 2+(1+m )x -m ,∴m =4,∴y =-x 2+5x -4,令x =0,则y =-4,∴C (0,-4),令y =0,则-x 2+5x -4=0,∴x =1或x =4,∴A (1,0),B (4,0);(2)如图1,过D 点作DE ⊥x 轴交于E ,过A 点作AF ⊥BC 交于F ,∵∠DBA +∠ACB =90°,∠DBA +∠BDE =90°,∴∠ACB =∠BDE ,∵B (4,0),C (0,-4),∴OB =OC =4,∴∠OBC =45°,∵BA =3,∴AF =322,∵A (1,0),∴AC =17,∴CF =522,∴tan ∠ACF =AF CF =35,∴tan ∠BDE =BE DE=35,设D (t ,-t 2+5t -4)(0<t <4),∴4-t -t 2+5t -4=35,解得x =4(舍)或x =83,∴D 83,209;(3)①∵y =-x 2+(1+m )x -m =-x -1+m 2 2+(1-m )24,∴P 1+m 2,(1-m )24,令x =0,则y =-m ,∴C (0,-m ),令y =0,则-x 2+(1+m )x -m =0,解得x =1或x =m ,∴定点A (1,0),B (m ,0),设AC 的解析式为y =kx +b ,∴k +b =0b =-m,解得k =m b =-m ,∴y =mx -m ,如图2,当m <-1时,S =S 梯形PNOC +S △OCA -S △PAN =12×(1-m )24-m×1+m 2+12×1×(-m )-12×1-1+m 2 ×(1-m )24=18m 2-18;如图3,当-1<m <0时,S =S 梯形PNOC +S △PNA -S △AOC =12×(1-m )24-m ×1+m 2+12×1-1+m 2 ×(1-m )24-12×1×(-m )=-18m 2+18;如图4,当0≤m <1时,设对称轴与直线AC 交于点M ,∴M 1+m 2,m 2-m 2,∴PM =-14m 2+14,∴S =12×-14m 2+14 ×1=-18m 2+18;如图5,当m >1时,过点C 作CM ⊥PN 交于点M ,∴M 1+m 2,-m ,∴S =S 矩形OCMN +S △APN -S △OCA -S △CMP =1+m 2×m +12×1+m 2-1 ×(1-m )24-12×1×m -12×1+m 2×(1-m )24+m =18m 2-18;综上所述:当m <-1时,S =18m 2-18;当-1<m <1,S =-18m 2+18;当m >1时,S =18m 2-18;②当m <-1时,58≤18m 2-18≤158,解得-4≤m ≤-6;当-1<m <0,58≤-18m 2+18≤158,此时m 无解;当0≤m <1时,58≤-18m 2+18≤158,此时m 无解;当m >1时,58≤18m 2-18≤158,解得6≤m ≤4;综上所述:当58≤S ≤158时,-4≤m ≤-6或6≤m ≤4.2.压轴题速练1一、解答题1(2023春·全国·九年级专题练习)已知:如图,抛物线y =ax 2+bx +c (a ≠0)与坐标轴分别交于点A (0,6),B (6,0),C (-2,0),点P 是线段AB上方抛物线上的一个动点.(1)求抛物线的解析式;(2)当点P 运动到什么位置时,△PAB 的面积有最大值,面积最大值是多少?【答案】(1)y =-12x 2+2x +6(2)当P 3,152 时,△PAB 的面积有最大值,最大值是272.【解析】(1)由题意得:36a +6b +c =04a -2b +c =0c =6,解得:a =-12b =2c =6,∴抛物线的表达式为:y =-12x 2+2x +6;(2)∵A (0,6)∴直线AB 的表达式为:y =kx +6,将点B 的坐标代入上式得:0=6k +6,解得:k =-1,∴直线AB 的表达式为:y =-x +6,点P 的横坐标为m ,则P m ,-12m 2+2m +6 ,过点P 作x 轴的垂线,交线段AB 于点D ,则D (m ,-m +6),∴S =12×OB ×PD =12×6×-12m 2+2m +6+m -6 =-32(m -3)2+272,∴当m =3时,S 的值取最大,此时P 3,152;2(2023春·全国·九年级专题练习)如图,抛物线y =ax 2+bx +6(a ≠0)与x 轴交于A (-1,0),B (6,0),与y 轴交于点C ,点P 为第一象限内抛物线上一动点,过点P 作x 轴的垂线,交直线BC 于点D ,交x 轴于点E ,连接 PB .(1)求该抛物线的解析式;(2)当△PBD 与△BDE 的面积之比为1:2时,求点P 的坐标;【答案】【答案】(1)y =-x 2+5x +6(2)P 12,334【解析】(1)∵抛物线y =ax 2+bx +6(a ≠0)与x 轴交于A -1,0 ,B 6,0∴a -b +6=036a +6b +6=0,∴a =-1b =5 ,∴抛物线的解析式为y =-x 2+5x +6;(2)∵抛物线y =-x 2+5x +6过点C ,∴C (0,6),设直线BC 的解析式为 y =kx +n ,∴6k +n =0n =6,∴k =-1n =6 ,∴直线BC 的解析式为y =-x +6,设P m ,-m 2+5m +6 ,则D m ,-m +6 ,∴PE =-m 2+5m +6,DE =-m +6,∵△PBD 与△BDE 的面积之比为1:2,∴PD :DE =1:2,∴PE :DE =3:2,∴3-m +6 =2-m 2+5m +6 ,解得m 1=12,m 2=6(舍去),∴P 12,334;3(2023春·全国·九年级专题练习)如图,抛物线y =-x 2+bx +c 过点A 、B ,抛物线的对称轴交x 轴于点D ,直线y =-x +3与x 轴交于点B ,与y 轴交于点C ,且OA =13OB .(1)求抛物线的解析式;(2)点M t ,0 是x 轴上的一个动点,点N 是抛物线对称轴上的一个动点,当DN =2t ,△MNB 的面积为154时,求出点M 与点N 的坐标;【答案】【答案】(1)y =-x 2+2x +3(2)3+262,0 ,1,3+26 【解析】(1)解:对于直线y =-x +3,令y =0,即-x +3=0,解得:x =3,令x =0,得y =3,∴B 3,0 ,C 0,3 ,∵A 为x 轴负半轴上一点,且OA =13OB ,∴A -1,0 .将点A 、B 的坐标分别代入y =-x 2+bx +c 中,得-1-b +c =0-9+3b +c =0 ,解得b =2c =3 ,∴抛物线的解析式为y =-x 2+2x +3;(2)解:由(1)知:A -1,0 ,B 3,0 ,抛物线解析式为y =-x 2+2x +3,∴对称轴x =-b 2a =-22×-1=1,∴D 点坐标为D 1,0 ,∵M t ,0∴BM =3-t ,∵S △MNB =12×BM ×DN =154,即12×3-t ×2t =154,当t <3时,12×3-t ×2t =154,化简得:4t 2-12t +15=0,∵Δ=b 2-4ac <0,∴方程无解;当t >3时,12×t -3 ×2t =154,解得t1=3+262,t2=3-262(舍),∴DN=2t=3+26,∴点M的坐标为3+262,0,点N的坐标为1,3+262;4(2023·广西贵港·统考一模)在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx经过A(4,0),B(1,3)两点.P是抛物线上一点,且在直线AB的上方.(1)求抛物线的表达式;(2)若△OAB面积是△PAB面积的2倍,求点P的坐标;(3)如图,OP交AB于点C,PD∥BO交AB于点D.记△CPB,△BCO的面积分别为S1,S2,判断S1S2是否存在最大值.若存在,求出最大值;若不存在,请说明理由.【答案】【答案】(1)y=-x2+4x(2)P(2,4)或(3,3)(3)见解析【解析】(1)解:将A(4,0),B(1,3)代入y=ax2+bx得16a+4b=0a+b=3,解得:a=-1b=4,∴抛物线的解析式为:y=-x2+4x;(2)解:设直线AB的解析式为:y=kx+t,将A4,0,B1,3代入y=kx+t得4k+t=0 k+t=3 ,解得:k=-1 t=4,∴直线AB的解析式为:y=-x+4,∵A4,0,B1,3,∴S△OAB=12×4×3=6,∴S△OAB=2S△PAB=6,即S△PAB=3,过点P作PM⊥x轴于点M,PM与AB交于点N,过点B作BE⊥PM于点E,如图,∴S△PAB=S△PNB+S△PNA=12PN×BE+12PN×AM=32PN=3,∴PN=2,设点P 的横坐标为m ,∴P (m ,-m 2+4m )(1<m <4),N (m ,-m +4),∴PN =-m 2+4m -(-m +4)=2,解得:m =2或m =3;∴P (2,4)或(3,3);(3)解:S 1S 2存在最大值.理由如下:∵PD ∥OB ,∴∠DPC =∠BOC ,∠PDC =∠OBC ,∴△DPC ∽△BOC ,∴CP :CO =CD :CB =PD :OB ,∵S 1S 2=CD CB =PD OB,设直线AB 交y 轴于点F ,则F (0,4),过点P 作PH ⊥x 轴,垂足为H ,PH 交AB 于点G ,如图,∵∠PDC =∠OBC ,∴∠PDG =∠OBF ,∵PG ∥OF ,∴∠PGD =∠OFB ,∴PD :OB =PG :OF ,∴△PDG ∽△OBF ,∴PD :OB =PG :OF ,设P (n ,-n 2+4n )1<n <4 由(2)可知,PG =-n 2+4n --n +4 =-n 2+5n -4,∴S 1S 2=PD BO =PG OF=14PG =-14n -52 2+916,∵1<n <4,∴当n =52时,S 1S 2的最大值为916.5(2023·新疆克孜勒苏·统考一模)如图所示,抛物线y =-x 2+2x +3的图像与x 轴交于A ,B 两点,与y 轴交于点C ,连结BC .(1)求抛物线顶点D 的坐标;(2)在直线BC 上方的抛物线上有一点M ,使得四边形ABMC 的面积最大,求点M 的坐标及四边形ABMC 面积的最大值;(3)点E 在抛物线上,当∠EBC =∠ACO 时,直接写出点E 的坐标.【答案】【答案】(1)(1,4)(2)当点M 32,154 时,四边形ABMC 面积最大,最大值为758(3)(1,4)或-12,74【解析】(1)∵y =-x 2+2x +3=-x -1 2+4.∴抛物线顶点D 的坐标为(1,4);(2)令y =0,则x 2-2x -3=0,解得x 1=-1,x 2=3,∴点A -1,0 ,B 3,0 ,令x =0,则y =-3,∴点C 的坐标为(0,3)∴AB =3--1 =4,OC =3,∴S ΔABC =12AB ⋅OC =6∴△BCM 的面积最大时四边形ABMC 面积最大.设直线BC 的解析式为y =kx +b ,则3k +b =0b =3,∴b =3k =-1 ,∴y =-x +3.设过点M 与y 轴平行的直线交BC 于点N ,M x ,-x 2+2x +3 ,N x ,-x +3 ,则MN =-x 2+2x +3 --x +3 =-x 2+3x ,S △BCM =12-x 2+3x ×3=-12x -32 2+278,∴当x =32时,△BCM 的面积最大,最大值为278,此时,y =-32 2+2×32+3=154,所以,当点M 32,154 时,四边形ABMC 面积最大,最大值为6+278=758(3)①连接CD ,BD ,作DM ⊥OC 于点M .∵C (0,3),D (1,4),∴CM =DM =1,∴△CDM 是等腰直角三角形,∴∠DCE =45°.∵B (3,0),C (0,3),∴△BOC 是等腰直角三角形,∴∠BCO =45°,∴∠BCD =90°,∵BC =32+32=32,CD =12+(-3+4)2=2,∴.tan ∠CBD =232=13,∴∠DBC =∠ACO ,∴点E 与点D 重合,∴点E 的坐标为(1,-4),②作点D 关于BC 的对称点D ,作DN ⊥OC 于点N ,∵∠DMC =∠D NC =90°,∠DCM =D CN ,DC =D C ,∴△DCM ≌△D CN ,∴D N =DM =1,CM =CN =1,∴ON =3-1=2,∴D (-1,2),设直线BD 的解析式为y =mx +n ,,则3m +n =0-m +n =2,解得m =-12n =32,所以,直线BD ′的解析式为y =-12x +32,联立y =-x 2+2x +3y =-12x +32,解得x 1=3y 1=0 (为点B 坐标,舍去),x 2=-12y 2=74,所以,点H 的坐标为-12,74 ,综上所述,点E 的坐标为1,4 或-12,74时,∠EBC =∠ACO .6(2023·广东珠海·统考一模)如图,抛物线与x 轴交于点A -1,0 、B 4,0 ,与y 轴交于点C 0,2 .点D 为抛物线第四象限一动点,连接AC 、BC 、BD 、AD .(1)求抛物线的解析式;(2)当S △BCD =S △ABC 时,求此时点D 的坐标;(3)在第(2)问的条件下,延长线段AC 、DB 交于点E .请判断△ADE 的形状,并说明理由.【答案】(1)y =-x 2+32x +2(2)D 5,-3(3)△ADE 是等腰直角三角形,理由见详解【解析】(1)设抛物线的解析式为y =ax 2+bx +c ,∵抛物线与x 轴交于点A -1,0 、B 4,0 ,与y 轴交于点C 0,2 ,∴a -b +c =016a +4b +c =0c =2,解得:a =-12b =32c =2 ,∴抛物线的解析式为y =-x 2+32x +2;(2)连接OD ,,∵A -1,0 ,B 4,0 ,C 0,2 ,∴AB =5,OC =2,∴S △ABC =12AB ⋅OC =5,设D m ,-12m 2+32m +2 m >4 ,∵S △BCD =S △OBD +S △OBC -S △OCD =S △ABC ,∴12×4×12m 2-32m -2 +12×4×2-12×2×m =5,整理,得m 2-4m -5=0,解得:m 1=5,m 2=-1(舍去),∴D 5,-3 ;(3)△ADE 是等腰直角三角形,理由如下:设直线AC 的解析式为y =k 1x +b 1,把A -1,0 ,C 0,2 代入,得-k 1+b 1=0b 1=2 ,解得:k 1=2b 1=2∴y =2x +2,设直线BD 的解析式为y =k 2x +b 2,把B 4,0 ,D 5,-3 代入,得4k 2+b 2=05k 2+b 2=-3 ,解得:k 2=-3b 2=12∴y =-3x +12,联立y =2x +2和y =-3x +12得,y =2x +2y =-3x +12 ,解得:x =2y =6 ,∴E 2,6 ,又∵A -1,0 ,D 5,-3 ,∴AE =-1-2 2+0-6 2=35,AD =-1-5 2+0+3 2=35,DE =5-2 2+-3-6 2=310,∴AE =AD ,AE 2+AD 2=DE 2,∴△ADE 是等腰直角三角形.7(2023春·上海·八年级专题练习)在边长为4的正方形ABCD 中,点O 是对角线AC 的中点,P 是对角线AC 上一动点,过点P 作PF ⊥CD 于点F ,作PE ⊥PB 交直线CD 于点E ,设PA =x ,S △PCE =y .(1)求证:DF =EF ;(2)当点P 在线段AO 上时,求y 关于x 的函数关系式及自变量x 的取值范围;(3)点P 在运动过程中能否使△PEC 为等腰三角形?如果能,请直接写出PA 的长;如果不能,请简单说明理由.【答案】(1)证明见解析(2)y =12x 2-32x +8,0≤x ≤22 (3)能使△PEC 为等腰三角形,PA =0或PA =4【解析】(1)证明:延长FP 交AB 于点G ,∵正方形ABCD 中,PF ⊥CD 于点F ,∴四边形AGFD 是矩形,∴DF =AG ,∠AGF =90°,∵正方形ABCD ,∴∠BAC =45°,∵∠AGF =90°,∴AG =GP ,∴DF =GP ,同理可得:CF =PF =BG ,∵PE ⊥PB ,∠AGF =90°,∴∠GBP +∠GPB =∠FPE +∠GPB =90°,∴∠GBP =∠FPE ,在△GBP 和△FPE 中,∵∠GBP =∠FPEPF =BG ∠BGP =∠PFE,∴△GBP ≌△FPE (ASA ),∴GP =EF ,∵DF =GP ,∴DF =EF ;(2)∵PA =x ,∴AG =GP =22x ,DF =EF =22x ,则DE =2x ,∴CE =4-2x ,∵PF =4-22x ,∴y =124-2x 4-22x =12x 2-32x +80≤x ≤22 ;(3)点P 在运动过程中能使△PEC 为等腰三角形;当点E 在CD 边上时,∵∠CEP ≥90°,若△PEC 为等腰三角形,只能是∠CPE =∠ECP =45°,则PE ⊥CE ,∵PE ⊥PB ,∴PB ∥CD ,∴PB ∥AB ,于是点P 在AB 上,又∵点P 在AC 上,∴A 与P 重合,此时PA =0;当点E 在DC 延长线上时,如图,若△PEC 为等腰三角形,只能是PC =CE ,设PA =x ,则PC =42-x ,EF =DF =AG =GP =22x ,PF =CF =BG =4-22x ,∴CE =EF -CF =22x -4-22x=2x -4,∵PC =CE ,∴42-x =2x -4,∴x =4,∴即PA =4;综上所述,当PA =0或PA =4时,△PEC 为等腰三角形.【点睛】本题主要考查正方形的性质的综合运用,等腰三角形的性质和判定,全等三角形的判定和性质,三角形的面积等知识,综合运用这些性质进行推理,同时注意对等腰的分类讨论是解题的关键.8(2023春·江苏无锡·九年级统考期中)在平面直角坐标系中xOy 中,二次函数y =ax 2+bx +2a <0 的图像与x 轴交于点A (-1,0)、B (2,0),与y 轴交于点C .(1)求二次函数的表达式;(2)若点P 是二次函数图像上位于线段BC 上方的一个动点.①如图,连接AC ,CP ,AP ,AP 交BC 于点E ,过点P 作AC 的平行线交BC 于点Q ,将△PEQ 与△PCE的面积比S △PEQ S △PCE 记为a ,将△PCE 与△ACE 的面积比S △PCE S △ACE记为b ,当a +22b 有最大值时,求点P 的坐标;②已知点N 是y 轴上一点,若点N 、P 关于直线AC 对称,求CN 的长.【答案】(1)y =-x 2+x +2(2)①当点P 的坐标为1,1 时,a +22b 有最大值;②CN =516【解析】(1)解:将A (-1,0)、B (2,0),代入y =ax 2+bx +2中可得:a -b +2=04a +2b +2=0 ,解得:a =-1b =1 ,∴二次函数的表达式为:y =-x 2+x +2;(2)①当x =0时,y =2,则C 0,2 ,设BC 的解析式为:y =kx +b ,将B (2,0),C 0,2 ,代入可得:2k +b =0b =2 ,解得:k =-1b =2 ,∴BC 的解析式为:y =-x +2,由题意可知,OB =OC =2,则△BOC 是等腰直角三角形,∴∠BCO =45°,∵A (-1,0),则OA =1,∴AC =OA 2+OC 2=5,∴sin ∠ACO =55,cos ∠ACO =255,过点P 作PN ∥y 轴,QM ⊥PN ,设AP 与y 轴交于点D ,则∠ADO =∠APN ,∠QNM =∠BCO =45°,即:△MQN 为等腰直角三角形,∴QM =MN ,∵AC ∥PQ ,∴∠CAP =∠APQ ,△AEC ∽△PEQ ,则EQ CE =EP AE =PQ AC,又∵∠ADO =∠ACP +∠ACO ,∠APN =∠APQ +∠QPM ,∴∠ACO =∠QPM ,则:PM =PQ ⋅cos ∠QPN =PQ ⋅cos ∠ACO =255PQ ,QM =MN =PQ ⋅sin ∠QPN =PQ ⋅sin ∠ACO =55PQ ,则PN =PM +MN =355PQ ,即:PQ =53PN ,∵S △PEQ S △PCE =EQ CE ,S △PCE S △ACE =EP AE ,EQ CE =EP AE =PQ AC,∴a =b =EQ CE =EP AE =PQ AC =PQ 5=13PN ,∴a +22b =1+22 ×13PN ,则当PN 取最大值时,a +22b 有最大值,设P t ,-t 2+t +2 ,0<t <2,则N t ,-t +2 ,∴PN =-t 2+t +2 --t +2 =-t 2+2t =-t -1 2+1,即:当t =1时,PN 取最大值,此时点P 的纵坐标为1,即:当点P 的坐标为1,1 时,a +22b 有最大值;②由题意可知,点N 在点C 下方时,点N 关于直线AC 的对称点在AC 的左侧,不符合题意,点N 在点C 上方时,连接PN ,交AC 于H ,作PF ⊥y 轴,由对称可知,NH =PH =12PN ,CH ⊥PN ,则∠NHC =∠PFN =90°,∴∠NCH +∠CNP =∠CNP +∠FPN ,∴∠NCH =∠FPN∵∠ACO =∠NCH ,sin ∠ACO =55,cos ∠ACO =255,∴∠ACO =∠NCH =∠FPN ,设CN =m ,则NH =CN ⋅sin ∠NCH =55m ,∴PN =2NH =255m ,则PF =PN ⋅cos ∠FPN =45m ,NF =PN ⋅sin ∠FPN =25m ∴CF =CN -NF =35m ,则OF =OC +CF =2+35m ,∴点P 的坐标为:45m ,2+35m ,0<45m <2,即0<m <52,∵点P 在二次函数图象上,∴-45m 2+45m +2=2+35m ,解得:m 1=0(舍去),m 2=516,∴CN =516.9(2023·黑龙江哈尔滨·统考一模)如图,在平面直角坐标系中,直线BC 的解析式为y =-x +6,直线BC 交x 轴和y 轴分别于点B 和点C ,抛物线y =-29x 2+bx +c 交x 轴于点A 和点B ,交y 轴于点C .(1)求抛物线的解析式;(2)点P 是第二象限抛物线上的点,连接PB 、PC ,设点P 的横坐标为t ,△PBC 的面积为S .求S 与t 的函数关系式(不要求写出t 的取值范围);(3)在(2)的条件下,点D 在线段OB 上,连接PD 、CD ,∠PDC =45°,点F 在线段BC 上,EF ⊥BC ,FE 的延长线交x 轴于点G ,交PD 于点E ,连接CE ,若∠GED +∠DCE =180°,DC >DE ,S △CDE =15,求点P 的横出标.【答案】(1)y =-29x 2+13x +6(2)S =23t 2-4t (3)3-3112【解析】(1)解:直线y=-x+6交x轴和y轴于点B和点C 令x=0时,y=6,即C0,6,令y=0时,x=6,即B6,0,∵点B、C在抛物线上,∴代入解析式可得:c=6-29×62+13×6+6=0,解得:c=6b=-13,∴解析式为y=-29x2+13x+6;(2)过点P作x轴的垂线交BC延长线于点M,交x轴于点N,过点C作CR⊥MN于R ∵P在抛物线上,P横坐标为t∴P t,-29t2+13t+6,∵M在直线BC上,∴M t,-t+6,∴MP=-t+6--29t2+13t+6=29t2-43t,S△PBC=S△MPB-S△MPC=12MP⋅OB=1229t2-43t×6=23t2-4t,即S=23t2-4t;(3)由(1)得,OB=OC=6,∴∠OBC=∠OCB=45°又EF⊥BC交x轴于点G,∴∠GFB=90°∴∠FGB=90°-∠FBG=45°即∠FGB=∠FBG=45°∴FG=FB又∠PDC=45°设∠PDA=α,∴∠CDA=45°+α=∠CBD+∠BCD=45°+∠BCD∴∠BCD=α=∠PDA又∠GED+∠DCE=180°(已知)∠GED+∠FED=180°(平角定义)∴∠DCE=∠FED,又∠FED=∠FGE+∠PDG=45°+a∴∠FED=∠CDA,∴∠DCE=∠CDA,过点D作DR⊥CE于R,如图所示∴在Rt△CRD中,∠CDR=90°-∠RCD=45°-α,∴∠RDE=∠CDE-∠CDR=α,,∴∠RDE=∠EDA=α,∵∠CRD=∠DOC=90°,∠DCE=∠CDA,CD=CD,∴△RCD≌△ODC(AAS),∴RD=CO=6,CR=OD,∠CDR=∠DCO,又∵S△DCE=15,∴12CE×DR=15∴CE=5作EM⊥x轴于M,CN⊥EM于N,DT⊥CN于T,如图所示∵∠RDE=∠EDA,∠ERD=∠EMD=90°,DE=DE,∴△RED ≌△MED (AAS ),∴RE =EM ,RD =MD ,∵EM ⊥x ,CN ⊥EM ,DT ⊥CN ,∴四边形NTDM 为矩形,∴∠MDT =90°,∴∠CDT =∠MDT -∠CDE -∠EDA =45°-α=∠CDR ,∴△DCR ≌△DCT (AAS ),∴DR =DT ,∴DM =DT ,∴四边形NMDT 是正方形∴DM =MN =NT =DT =OC =6,设EM =ER =m ,则CR =5-m =CT ,如图所示:∴NE =6-m ,NC =NT -TC =m +1在Rt △NEC 中,6-m 2+m +1 2=52解得:m 1=2,m 2=3,∵CD >DE ,∴m <5-m ,即m <2.5,∴m =3不符合题意,应舍去;当m =2时,CT =OD =3=MO ,∴E -3,2 ,又点D 3,0 ,设直线ED 的解析式为y =kx +b ,则-3k +b =23k +b =0 ,解得:k =-13b =1 ,∴直线ED 的解析式为:y =-13x +1,y =-13x +1y =-29x 2+13x +6 ,∴x =3-3112或3+3112(舍),∴P 的横坐标是3-311210(2023春·江苏宿迁·九年级统考阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y =ax 2+bx +c a <0 与x 轴交于A -2,0 、B 4,0 两点,与y 轴交于点C ,且OC =2OA .(1)试求抛物线的解析式;(2)直线y =kx +1k >0 与y 轴交于点D ,与抛物线在第一象限交于点P ,与直线BC 交于点M ,记m =S △CPM S △CDM,试求m 的最大值及此时点P 的坐标;(3)在(2)的条件下,m 取最大值时,点Q 是x 轴上的一个动点,点N 是坐标平面内的一点,是否存在这样的点Q 、N ,使得以P 、D 、Q 、N 四点组成的四边形是矩形?请直接写出满足条件的N 点的坐标.【答案】(1)y =-12x 2+x +4(2)m 取得最大值23,此时点P 的坐标为2,4 (3)存在,满足条件的N 的坐标为72,3 或6,-3 【解析】(1)解:∵A -2,0 ,∴OA =2,∵OC =2OA ,∴OC =4,∴C 0,4 ,∵抛物线y =ax 2+bx +c 经过点A -2,0 ,B 4,0 ,C 0,4 ,∴4a -2b +c =016a +4b +c =0c =4,解得:a =-12b =1c =4,∴该抛物线的解析式为y =-12x 2+x +4;(2)解:如图1,过点P 作PE ∥y 轴交直线BC 于E ,连接CP ,设直线BC 的解析式为y =kx +d ,∵B 4,0 ,C 0,4 ,∴4k +d =0d =4 ,解得:k =-1d =4 ,∴直线BC 的解析式为y =-x +4,设P t ,-12t 2+t +4 ,则E t ,-t +4 ,∴PE =-12t 2+t +4-(-t +4)=-12t 2+2t ,∵直线y =kx +1k >0 与y 轴交于点D ,∴D 0,1 ,∴CD =4-1=3,∵PE ∥y 轴,即PE ∥CD ,∴△EMP ∽△CMD ,∴PM DM =PE CD =-12t 2+2t 3=-16t 2+23t ,∵m =S △CPM S △CDM =PM DM,∴m =-16t 2+23t =-16t -2 2+23,∵-16<0,∴当t =2时,m 取得最大值23,此时点P 的坐标为2,4 ;(3)解:存在这样的点Q 、N ,使得以P 、D 、Q 、N 四点组成的四边形是矩形.①当DP 是矩形的边时,有两种情形,a 、如图2-1中,四边形DQNP 是矩形时,由(2)可知P 2,4 ,代入y =kx +1中,得到k =32,∴直线DP 的解析式为y =32x +1,可得D 0,1 ,E -23,0 ,由△DOE ∽△QOD 可得OD OQ =OE OD,∴OD 2=OE ⋅OQ ,∴1=23⋅OQ ,∴OQ =32,∴Q 32,0 .根据矩形的性质,将点P 向右平移32个单位,向下平移1个单位得到点N ,∴N 2+32,4-1 ,即N 72,3 ,b 、如图2-2中,四边形PDNQ 是矩形时,∵直线PD 的解析式为y =32x +1,PQ ⊥PD ,∴直线PQ 的解析式为y =-23x +163,∴Q 8,0 ,根据矩形的性质可知,将点D 向右平移6个单位,向下平移4个单位得到点N ,∴N 0+6,1-4 ,即N 6,-3 .②当DP 是对角线时,设Q x ,0 ,则QD 2=x 2+1,QP 2=x -2 2+42,PD 2=13,∵Q 是直角顶点,∴QD 2+QP 2=PD 2,∴x 2+1+x -2 2+42=13,整理得x 2-2x +4=0,方程无解,此种情形不存在,综上所述,满足条件的N 的坐标为72,3 或6,-3 .11(2023·山东济宁·统考一模)如图,抛物线y =ax 2+bx +3与坐标轴分别交于A ,B ,C 三点,其中A (-4,0)、B (1,0),M 是第二象限内抛物线上的一动点且横坐标为m ,(1)求抛物线的解析式;(2)连接BM ,交线段AC 于点D ,求S ΔADM S ΔADB的最大值(其中符号S 表示面积);(3)连接CM ,是否存在点M ,使得∠ACO +2∠ACM =90°,若存在,求m 的值,若不存在,请说明理由.【答案】(1)y =-34x 2-94x +3(2)S ΔADM S ΔADB 的最大值为45(3)存在,m =-319【解析】(1)解:(1)分别代入A (-4,0)、B (1,0)到抛物线解析式,解得:y =-34x 2-94x +3;故答案为:y =-34x 2-94x +3.(2)设直线AC 的解析式为y =kx +b ,将点A (-4,0)和点C (0,3)代入y =kx +b 中,-4k +b =0b =3 ,解得:k =34b =3,∴直线AC 的解析式为y =34x +3,如图所示,过点M 作MG ∥x 轴交于AC 于点G ,过点A 作AF ⊥MB 交MB 与点F ,∴G 点的纵坐标与M 点的纵坐标相同,∵M 为抛物线y =-34x 2-94x +3上的一点,设M m ,-34m 2-94m +3 ,又∵G 点在直线AC 上,直线AC 的解析式为y =34x +3,∴G -m 2-3m ,-34m 2-94m +3 ,∴MG =-m 2-4m ,又∵MG ∥AB ,∴MD DB =MG AB =-m 2-4m 5,∵S ΔADM =12MD ⋅AF ,S ΔADB =12DB ⋅AF ,∴S ΔADM S ΔADB =DM DB,∴S ΔADB S ΔADB =DM DB =MG AB=-m 2-4m 5=-m 2+4m 5=-15m +2 2+45,∴S ΔADM S ΔADB 的最大值为45.故答案为:45.(3)过点C 作CP ∥x 轴,延长CM 交x 轴于点T .∴∠MCO =90°,∠MCP =∠MTA ,∵∠ACO +2∠ACM =90°∠ACO +∠PCM +∠MCA =90°,∴∠MCP =∠MCA ,∴∠MCA =∠MTA ,∴△ACT 为等腰三角形,∴AC =AT .在Rt △ACO 中,AC =AO 2+OC 2=42+32=5,∴AC =AT =5,∴OT =AT +OA =5+4=9,∴T (-9,0),设直线CT 的解析式为y =kx +b ,将点T (-9,0)和点C (0,3)代入y =kx +b 中,解得:k =13b =3 ,∴直线CT 的解析式为y =13x +3,∵M 是直线CT 和抛物线y =-34x 2-94x +3的交点,-4<m <0,∴令-34m 2-94m +3=13m +3,∴9m 2+27m +4m =0,∴9m 2+31m =0,∴m 9m +31 =0,解得m =0(舍去)或m =-319故答案为:m =-319.12(2023·海南海口·海口市第九中学校考二模)如图①,已知抛物线L :y =x 2+bx +c 的图象经过点A 0,3 ,B 1,0 .过点A 作AC ∥x 轴交抛物线于点C ,∠AOB 的平分线交线段AC 于点E ,连结OE .(1)求抛物线的关系式并写出点E的坐标;(2)若动点P在x轴下方的抛物线上,连结PE、PO,当△OPE面积最大时,求出此时P点横坐标;(3)若将抛物线向上平移h个单位,且其顶点始终落在△OAE的内部或边上,写出h的取值范围;(4)如图②,F是抛物线的对称轴上l的一点,在抛物线上是否存在点P,使△POF成为以点P为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,求出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)y=x2-4x+3;E(3,3)(2)P的横坐标为52;(3)3≤h≤4;(4)存在,点P的坐标是:5-52,1-52或3-52,5+12或3+52,1-52或5+5 2,5+12【解析】(1)解:∵抛物线L:y=x2+bx+c的图象经过点A(0,3),B(1,0),∴1+b+c=0c=3,解得b=-4c=3,∴抛物线的解析式为:y=x2-4x+3;∵OE平分∠AOB,∠AOB=90°,∴∠AOE=45°,∴△AOE是等腰直角三角形,∴AE=OA=3,∴E(3,3),(2)如图1,过P作PG∥y轴,交OE于点G,设P(m,m2-4m+3),设直线OE的解析式为y=kx,把点E(3,3)代入得,3=3k,解得k=1,∴直线OE的解析式为:y=x,∴G(m,m),∴PG=m-(m2-4m+3)=-m2+5m-3,∴S△OPE=S△OPG+S△EPG=12PG×AE=12×3×(-m 2+5m -3)=-32(m 2-5m +3)=-32m -52 2+398,∵-32<0,∴当m =52时,△OPE 面积最大,∴P 的横坐标为52(3)由y =x 2-4x +3=(x -2)2-1,得抛物线l 的对称轴为直线x =2,顶点为(2,-1),抛物线L 向上平移h 个单位长度后顶点为F (2,-1+h ).设直线x =2交OE 于点M ,交AE 于点N ,则N (2,3),如图2,∵直线OE 的解析式为:y =x ,∴M (2,2),∵点F 在△OAE 内(包括△OAE 的边界),∴2≤-1+h ≤3,解得3≤h ≤4;(4)设P (m ,m 2-4m +3),分四种情况:①当P 在对称轴的左边,且在x 轴下方时,如图3,过P 作MN ⊥y 轴,交y轴于M ,交l 于N ,∴∠OMP =∠PNF =90°,∵△OPF 是等腰直角三角形,∴OP =PF ,∠OPF =90°,∴∠OPM +∠NPF =∠PFN +∠NPF =90°,∴∠OPM =∠PFN ,∴△OMP ≌△PNF (AAS ),∴OM =PN ,∵P (m ,m 2-4m +3),则-m 2+4m -3=2-m ,解得:m =5+52或5-52,∵m =5+52>2,不合题意,舍去,∴m =5-52,此时m 2-4m +3=1-52,∴P 的坐标为5-52,1-52;②当P 在对称轴的左边,且在x 轴上方时,同理得:2-m =m 2-4m +3,解得:m 1=3+52或m 2=3-52,∵3+52>2,不合题意,舍去,∴m =3-52,此时m 2-4m +3=5+12,∴P 的坐标为3-52,5+12;③当P 在对称轴的右边,且在x 轴下方时,如图4,过P 作MN ⊥x 轴于N ,过F 作FM ⊥MN 于M ,同理得△ONP ≌△PMF ,∴PN =FM ,则-m 2+4m -3=m -2,解得:m 1=3+52或m 2=3-52,∵3-52<2,不合题意,舍去,∴m =3+52,此时m 2-4m +3=1-52,P 的坐标为3+52,1-52;④当P 在对称轴的右边,且在x 轴上方时,如图5,同理得m 2-4m +3=m -2,解得:m =5+52或5-52(舍),P 的坐标为:5+52,5+12;综上所述,点P 的坐标是:5-52,1-52 或3-52,5+12或3+52,1-52 或5+52,5+12.13(2023·广东珠海·校考一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y =-12x 2+bx +c 与x 轴交于点A ,B ,其中点B 的坐标为(4,0),与y 轴交于点C (0,2).(1)求抛物线y =-12x 2+bx +c 和直线BC 的函数表达式;(2)点P 是直线BC 上方的抛物线上一个动点,当△PBC 面积最大时,求点P 的坐标;(3)连接B 和(2)中求出点P ,点Q 为抛物线上的一点,直线BP 下方是否存在点Q 使得∠PBQ =45°?若存在,求出点Q 的坐标.【答案】(1)y =-12x 2+32x +2,y =-12x +2(2)(2,3)(3)存在,-35,2325【解析】(1)把B (4,0),C (0,2)代入y =-12x 2+bx +c 得:-8+4b +c =0c =2 ,解得b =32c =2,∴抛物线的函数表达式为y =-12x 2+32x +2;设直线BC 的函数表达式为y =mx +2,把B (4,0)代入得:4m +2=0,解得m =-12,∴直线BC 的函数表达式为y =-12x +2;(2)过P 作PH ∥y 轴交BC 于H ,如图:设P t ,-12t 2+32t +2 ,则H t ,-12t +2 ,∴PH =-12t 2+32t +2--12t +2 =-12t 2+2t ,∴S ΔPBC =12PH ⋅OB =12×-12t 2+2t ×4=-t 2+4t =-(t -2)2+4,∵-1<0,∴当t =2时,S ΔPBC 取最大值4,此时P 的坐标为(2,3);(3)直线BP 下方存在点Q ,使得∠PBQ =45°,理由如下:过P 作PM ⊥PB 交BQ 的延长线于M ,过P 作TK ∥x 轴,过B 作BK ⊥TK 于K ,过M 作MT ⊥TK 于T ,如图:由(2)知P (2,3),∵B (4,0),∴PK =2,BK =3,∵∠PBQ =45°,∴ΔPBM 是等腰直角三角形,∴∠MPB =90°,PB =PM ,∴∠KPB =90°-∠TPM =∠TMP ,∵∠K =∠T =90°,∴ΔBPK ≅ΔPMT (AAS ),∴PK =MT =2,BK =PT =3,∴M (-1,1),由M (-1,1),B (4,0)得直线BM 函数表达式为y =-15x +45,联立y =-15x +45y =-12x 2+32x +2 ,解得x =4y =0 或x =-35y =2325,∴Q 的坐标为-35,2325 .14(2023·广西梧州·统考一模)如图1,在平面直角坐标系中,△ABC 的顶点A -6,0 ,B 0,8 ,C 8,0,点P 为线段AC 上的一动点(点P 与点A ,C 不重合),过点P 作PQ ∥BC 交AB 于点Q ,将△APQ 沿PQ 翻折,点A 的对应点为点D ,连接PD ,QD ,BD .设点P 的坐标为t ,0(1)当点D 恰好落在BC 上时,求点P 的坐标;(2)若△PDQ 与△ABC 重叠部分面积S 与点P 横坐标t 之间的函数解析式为S =a (t +6)2(-6<t ≤1)-67t 2+bt +647(1<t <8) ,其图象如图2所示,求a 、b 的值;(3)是否存在点P ,使得∠BDQ 为直角?若存在,请求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)1,0(2)a =27,b =247(3)67,0【解析】(1)解:∵A -6,0 ,B 0,8 ,C 8,0 ,∴OB =OC =8,∴∠C =45°.∵PQ ∥BC ,∴∠APQ =∠C =45°.由折叠的性质可得AP =PD ,∠APQ =∠DPQ =45°,∴∠DPA =90°.∵B 0,8 ,C 8,0 ,∴直线BC 的解析式为y =-x +8,∵P t ,0 ,∴PA =t --6 =t +6.∵点D 恰好落在BC 上,∴D (t ,-t +8),∴PD =-t +8,∴t +6=-t +8,解得:t =1,∴点P 的坐标为1,0 ;(2)解:∵PQ ∥BC ,∴可设直线PQ 的解析式为y =-x +m ,∴0=-t +m ,解得:t =m ,直线PQ 的解析式为y =-x +t .∵A -6,0 ,B 0,8 ,∴直线AB 的解析式为:y =43x +8. 联立y =-x +t y =43x +8 ,解得:x =3t -247y =4t +247,∴Q 3t -247,4t +247.当-6<t ≤1时,点D 在△ABC 内部,此时重叠部分面积为△PDQ 的面积,由折叠可知S △PDQ =S △APQ =12AP ⋅y Q =12×t +6 ×4t +247=27t +6 2,∴a =27;当1<t <8时,点D 在△ABC 外部,由图象可得当t =4时,S =1287,∴-67×42+4b +647=1287,解得:b =247;(3)解:如图,过点Q 和点B 分别作PD 的垂线,交PD 于点M 和PD 延长线于点N ,∵∠BDQ 为直角,∴∠BDN +∠MDQ =90°∵∠BDN +∠DBN =90°,∴∠MDQ =∠DBN ,∴tan ∠MDQ =tan ∠DBN ,即QM DM =DN BN .∵Q 3t -247,4t +247 ,M t ,4t +247,D t ,t +6 ,N t ,8 ,B 0,8 ,∴QM =t -3t -247=4t +247,DM =t +6-4t +247=3t +187,DN =8-(t +6)=2-t ,BN =t ,∴4t +2473t +187=2-t t,解得:t 1=67,t 2=-6(舍).∴存在,点P 的坐标为67,0 .15(2023·吉林长春·统考一模)在平面直角坐标系中,抛物线y =-x 2+ax +1(a 为常数),经过点P 2,-7 ,点Q 在抛物线上,其横坐标为m ,将此抛物线上P 、Q 两点间的部分(包括P 、Q 两点)记为图像G .。
专题26 二次函数与三角形面积问题-2022年中考数学之二次函数重点题型专题(全国通用版)(解析版)
![专题26 二次函数与三角形面积问题-2022年中考数学之二次函数重点题型专题(全国通用版)(解析版)](https://img.taocdn.com/s3/m/1c194ba5dc3383c4bb4cf7ec4afe04a1b071b0d6.png)
专题26 二次函数与三角形面积问题1.(2021—2022广东珠海市九年级期中)已知抛物线y =ax 2+bx +c (a ≠0)经过A (4,0)、B (﹣1,0)、C (0,4)三点.(1)求抛物线的函数解析式;(2)如图1,点D 是直线AC 上方的抛物线的一点,DN ⊥AC 于点D ,DM //y 轴交AC 于点M ,求DMN 周长的最大值及此时点D 的坐标;(3)如图2,点P 为抛物线第一象限上的点,连接OP 与直线AC 相交于点Q ,若:COQ AOQ S S △△=3:5,求点P 的坐标.【答案】(1)234y x x =-++;(2)DMN周长的最大值为,(2,6)D ;(3)P ⎝⎭【分析】将(4,0)A 、(1,0)B -、(0,4)C 代入2y ax bx c =++中,建立方程组求解即可;(2)延长DM 交x 轴于点H ,通过分析证明DMN 是等腰直角三角形,得到1)DMN C DM =△,用待定系数法求得直线AC 的解析式,设2(,34)D m m m -++,点4(),M m m -+,求得DM 的表达式,配方求得DM 最大值,分析得到周长的最大值和点D 的坐标;(3)过点Q 作QE x ⊥轴于点E ,由面积比求得35CQ AQ =,由平行线段分线段成比例得到35OE CQ AE AQ ==,从而知道点Q 的横坐标,代入直线AC 求得纵坐标,用待定系数法求得直线OQ 的解析式,与抛物线建立方程组即可求得点P 的坐标.【详解】解:(1)∵抛物线2(0)y ax bx c a =++≠经过A (4,0)、B (﹣1,0)、C (0,4)三点∴将(4,0)A 、(1,0)B -、(0,4)C 代入2y ax bx c =++中得:164004a b c a b c c ++=⎧⎪-+=⎨⎪=⎩解得:134a b c =-⎧⎪=⎨⎪=⎩∴抛物线的解析式为:234y x x =-++(2)如图1,延长DM 交x 轴于点H∵(4,0)A 、(0,4)C∴4OA OC ==又∵90AOC ∠=,∴45OCA OAC ∠=∠=∵//DM y 轴∴90AHM ∠=,45AMH ACO ∠=∠=∴=45DMN AMH ∠=∠∵DN AC ⊥∴90DNM ∠=∴45NDM ∠=∴DMN 是等腰直角三角形∴=DN MN DM = 设直线AC 的解析式为(0)y kx b k =+≠将(4,0)A 、(0,4)C 两点坐标代入得:404k b b +=⎧⎨=⎩解得:14k b =-⎧⎨=⎩ ∴直线AC 的解析式为:4y x =-+设2(,34)D m m m -++,则点4(),M m m -+∴()22234(4)424DM m m m m m m =-++--+=-+=--+∴当2m =时,DM 取的最大值2,此时(2,6)D∵ DMN 为等腰直角三角形∴1)DMN C DN MN DM DM DM =++=+=△∴DMN 周长的最大值为:1)=,此时(2,6)D(3)如图2:过点Q 作QE x ⊥轴于点E∵:=3:5COQ AOQ S S △△ ∴35CQ AQ = ∵QE x ⊥轴∴90AQE ∠=又∵90ACO ∠=∴//QE CO ∴35OE CQ AE AQ == 又∵4OA =∴ 32OE =,即32Q x = ∵点Q 在直线AC 上∴ 35+4=22Q y =- ∴ 35(,)22Q 设直线OQ 的解析式为:(0y mx m =≠)将点Q 代入得:53m = ∴直线OQ 的解析式为:53y x = 又∵点P 是直线OQ 与抛物线的交点∴ 25334y x y x x ⎧=⎪⎨⎪=-++⎩ ∴234120x x --=234120x x --=即()60x -=或20x +=解得:12x x ==又∵P 为抛物线第一象限上的点∴点P的横坐标为:P x ∴5=3P y =∴P ⎝⎭【点睛】本题考查待定系数法求一次函数和二次函数解析式、等腰直角三角形性质、相似三角形的判定和性质,二次函数的最值求法等知识点,能够数形结合分析是解题关键.2.(2021—2022辽宁连山九年级月考)如图,在平面直角坐标系中,抛物线2y x bx c =-++,与y 轴交于点A 与x 轴交于点E 、B .且点()0,5A ,()5,0B ,点P 为抛物线上的一动点.(1)求二次函数的解析式;(2)如图1,过点A 作AC 平行于x 轴,交抛物线于点C ,若点P 在AC 的上方,作PD 平行于y 轴交AB 于点D ,连接PA ,PC ,当245AOE APCD S S ∆=四边形时,求点P 坐标; (3)设抛物线的对称轴与AB 交于点M ,点Q 在直线AB 上,当以点M 、E 、P 、Q 为顶点的四边形为平行四边形时,请直接写出点Q 的坐标.【答案】(1)245y x x =-++;(2)1(2,9)P ,2(3,8)P ;(3)1(9,4)Q -,2(0,5)Q ,3(1,6)Q -,4(5,10)Q - 【分析】(1)直接将(0,5)A ,(5,0)B 代入2y x bx c =-++,求解即可;(2)先求出AB 的解析式,设点P 的横坐标为t ,则()2,45P t t t -++,(,5)D t t -+,用t 表示出PD ,最后利用245AOE APCD S S ∆=四边形求出结果; (3)分三种情况讨论解答:①当EM 为平行四边形的对角线时;②当EP 为对角线时;③当EQ 为对角线时.【详解】(1)将点(0,5)A ,(5,0)B 分别代入2y x bx c =-++得25505b c c -++=⎧⎨=⎩, 45b c =⎧∴⎨=⎩, ∴二次函数的解析式为245y x x =-++;(2)//AC x 轴,点()0,5A ,∴当5y =时,2455x x -++=,10x ∴=,24x =,()4,5C ∴,4AC ∴=,设直线AB 的解析式为y mx n =+,将(0,5)A ,(5,0)B 分别代入得505n m n =⎧⎨=+⎩, 解得:1m =-,5n =∴直线AB 的解析式为5y x =-+;设点P 的横坐标为t ,则()2,45P t t t -++,(,5)D t t -+()2245(5)5PD t t t t t ∴=-++--+=-+,4AC =,()22114521022APCD S AC PD t t t t ∴=⨯=⨯⨯-+=-+四边形 函数245y x x =-++,当0y =时,有2450x x -++=,11x ∴=-,25x =,(1,0)E ∴-,1OE ∴=,又5OA =,11515222AOE S OE OA ∆∴=⨯⨯=⨯⨯=, 245AOE APCD S S ∆=四边形, 22452101252t t ∴-+=⨯=, 解得:12t =,23t =,∴点1(2,9)P ,2(3,8)P; (3)∵2(2)9y x =--+,∴当x =2时,y =-2+5=3,∴M (2,3),设P (m ,2(2)9m --+,(,5)Q n n -+,而E (-1,0),①当EM 为平行四边形的对角线时,(平行四边形的对角线互相平分)得:21222(2)950322m n m n +-+⎧=⎪⎪⎨--+-++⎪=⎪⎩,解得121261,52m m n n ==-⎧⎧⎨⎨=-=⎩⎩ (舍), ∴点Q 的坐标为(-5,10);②当EP 为对角线时,212220(2)93522m m m n -++⎧=⎪⎪⎨--+-+⎪=⎪⎩, 解得121223,10m m n n ==⎧⎧⎨⎨=-=⎩⎩, ∴点Q 的坐标为(-1,6)或(0,5);③当EQ 为对角线时,21222053(2)922n m n m -++⎧=⎪⎪⎨-+--+⎪=⎪⎩, 解得121261,92m m n n ==-⎧⎧⎨⎨==⎩⎩(舍), 点Q 的坐标为(9,-4),综上所得:1(9,4)Q -,2(0,5)Q ,3(1,6)Q -,4(5,10)Q -.【点睛】本题考查了待定系数法求函数关系式,平行四边形的性质和判定,解本题的关键是分类思想的运用.3.(2021—2022湖南省长沙市九年级月考)已知抛物线y =ax 2+bx +3(a ≠0)经过A (3,0)、B (4,1)两点,且与y 轴交于点C .(1)求抛物线的解析式;(2)如图,设抛物线与x 轴的另一个交点为D ,在抛物线上是否存在点P ,使△P AB 的面积是△BDA 面积的2倍?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.(3)如图(2),连接AC ,E 为线段AC 上任意一点(不与A 、C 重合),经过A 、E 、O 三点的圆交直线AB 于点F ,当△OEF 的面积取得最小值时,求面积的最小值及E 点坐标.【答案】(1)215322y x x =-+;(2)存在,点P 坐标或);(3)面积的最小值为94,E 点坐标(32,32) 【分析】(1)根据待定系数法求解即可;(2)根据抛物线的解析式求出点D 的坐标,取点E (1,0),作EP ∥AB 交抛物线于点P ,得到直线EP 为y =x ﹣1,联立方程组求解即可;(3)作BD ⊥OA 于D ,得到OA =OC =3,AD =BD =1,证明EF 是△AEO 的外接圆的直径,得到△EOF 是等腰直角三角形,当OE 最小时,△EOF 的面积最小,计算即可;【详解】(1)将点A (3,0),B (4,1)代入可得:933014431a b a b ++⎧⎨++⎩==,解得:1252a b ⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩, 故函数解析式为215322y x x =-+; (2)∵抛物线与x 轴的交点的纵坐标为0, ∴2153022x x -+=,解得:x 1=3,x 2=2, ∴点D 的坐标为(2,0),取点E (1,0),作EP ∥AB 交抛物线于点P ,∵ED =AD =1,∴此时△P AB 的面积是△DAB 的面积的两倍,∵直线AB 解析式为y =x ﹣3,∴直线EP 为y =x ﹣1, 由2115322y x y x x =-⎧⎪⎨=-+⎪⎩解得x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩∴点P). (3)如图2中,作BD ⊥OA 于D .∵A (3,0),C (0,3),B (4,1),∴OA =OC =3,AD =BD =1,∴∠OAC =∠BAD =45°,∵∠OAF =∠BAD =45°,∴∠EAF =90°,∴EF 是△AEO 的外接圆的直径,∴∠EOF =90°,∴∠EFO =∠EAO =45°,∴△EOF 是等腰直角三角形,∴当OE 最小时,△EOF 的面积最小,∵OE ⊥AC 时,OE 最小,OC =OA ,∴CE =AE ,OE =12AC∴E (32,32),S △EOF =192224⨯=. ∴当△OEF 的面积取得最小值时,面积的最小值为94,E 点坐标(32,32). 【点睛】本题主要考查了二次函数综合、一次函数的性质、圆的综合应用,准确计算是解题的关键. 4.(2021—2022福建省福州九年级月考)如图,抛物线2y x bx c =-++与x 轴交于A 、B 两点,且B 点的坐标为(3,0),经过A 点的直线交抛物线于点D (2,3).(1)求抛物线的解析式和直线AD 的解析式:(2)点E 为x 轴上一点,点F 为抛物线上一点,是否存在点E ,使得以A 、D 、E 、F 为顶点的四边形是平行四边形?如果存在,求出满足条件的点E 的坐标:如果不存在,请说明理由(3)点M 为直线AD 上方抛物线上一点,求当AMD 的面积最大时M 点的坐标及最大的面积.【答案】(1)y =−x 2+2x +3,y =x +1;(2)E (-3,0),(0),(1,0);(3)M (12,154),278【分析】(1)把点B 和D 的坐标代入抛物线2y x bx c =-++得出方程组,解方程组即可;由抛物线解析式求出点A 的坐标,设直线AD 的解析式为y =kx +a ,把A 和D 的坐标代入得出方程组,解方程组即可;(2)分两种情况:①当AD 为平行四边形的边时,当a <−1时,DF ∥AE 且DF =AE ,得出F (0,3),由AE =−1−a =2,求出a 的值;当a >−1时,显然F 应在x 轴下方,EF ∥AD 且EF =AD ,设F (a −3,−3),代入抛物线解析式,即可得出结果.②当AD 为平行四边形的对角线时,则F (0, 3),则此时E (1,0);(3)设M (x ,−x 2+2x +3),过点M 作MN ⊥x 轴,交AD 于点N ,则N (x ,x +1),可得AMD的面积=−32x 2+32x +3,进而即可求解.【详解】解:(1)把点B 和D 的坐标代入抛物线2y x bx c =-++得:930423b c b c -++-++⎧⎨⎩==,解得:b =2,c =3,∴抛物线的解析式为y =−x 2+2x +3; 当y =0时,−x 2+2x +3=0, 解得:x =3或x =−1, ∵B (3,0), ∴A (−1,0);设直线AD 的解析式为y =kx +a ,把A 和D 的坐标代入得:023k a k a -+=⎧⎨+=⎩,解得:k =1,a =1,∴直线AD 的解析式为y =x +1;(2)分两种情况:如图所示,设点E (a ,0),①当AD 为平行四边形的边时,a <−1时,则DF ∥AE 且DF =AE , 则F 点即为(0,3), ∵AE =−1−a =2, ∴a =−3,即E (-3,0);当AD 为平行四边形的边时,a >−1时,显然F 应在x 轴下方,EF ∥AD 且EF =AD , 则F (a -1-2,0+0−3),即:F (a -3,−3), 由−(a −3)2+2(a −3)+3=−3,解得:a =E (0),②当AD 为平行四边形的对角线时,则F (0, 3),则此时E (1,0),综上所述,满足条件的点E 的坐标为:E (-3,0),(0),(1,0);(3)设M (x ,−x 2+2x +3),过点M 作MN ⊥x 轴,交AD 于点N ,则N (x ,x +1), ∴MN =−x 2+2x +3-( x +1)=−x 2+x +2,∴AMD 的面积=11()()22D M M A MN x x MN x x ⋅-+⋅-=1()2D A MN x x ⋅-=132MN ⨯,∴AMD 的面积=−32x 2+32x +3,当x =3123222-=⎛⎫⨯- ⎪⎝⎭时,AMD 的最大面积=−32×212⎛⎫ ⎪⎝⎭+32×12 +3=278, 此时,M (12,154).【点睛】本题考查了待定系数法求抛物线和直线的解析式、平行四边形的判定、抛物线与x 轴的交点等知识;熟练掌握待定系数法求抛物线和直线的解析式,分两种情况讨论是解决问题(2)的关键.5.(2021—2022广东东莞九年级月考)如图,抛物线顶点坐标为点C (1,4),交x 轴于点A (3,0),交y 轴于点B(1)求抛物线和直线AB 的解析式; (2)求CAB S △;(3)设点P 是抛物线(在第一象限内)上的一个动点,是否存在一点P ,使PABS 面积最大,若存在,求出P 点的坐标;若不存在,请说明理由(4)设点Q 是抛物线上的一个动点,是否存在一点Q ,使QAB CAB S S =△△,若存在,直接写出Q 点的坐标;若不存在,请说明理由【答案】(1)223y x x =-++,y =-x +3;(2)3;(3)存在,P (315,24);(4)存在,点Q 的坐标为(2,3),⎝⎭或⎝⎭【分析】(1)先通过代入A 点坐到二次函数解析式中,求出系数a 的值,从而求二次函数解析式,再代入A ,B 求出直线AB 解析式;(2)C 点坐标为(1,4),求出CD 的长,根据三角形的面积公式即可求解;(3)连接PB ,P A ,过P 作PE ∥y 轴,交AB 于E ,设P (a ,-a 2+2a +3),则E (a ,-a +3),可得PE =-a 2+2a +3-(-a +3)=-a 2+3a ,再根据S △ABP =S △BEP +S △AEP =12EP ×AO =12(-a 2+3a )×3=-32a 2+92a =-32(a -32)2+278,即可得出结论; (4)根据S △QAB =S △CAB 即可得到一个关于点Q 的横坐标的方程,即可求出方程根的情况,进而得到不存在符合要求的Q 点. 【详解】解:(1)设抛物线的解析式为:y =a (x -1)2+4, 把A (3,0)代入解析式求得a =-1, ∴y =-(x -1)2+4=-x 2+2x +3; 设直线AB 的解析式为:y =kx +b ,由y =-x 2+2x +3可得B 点的坐标为(0,3), 把A (3,0),B (0,3)代入y 2=kx +b 中,可得:303k b b +=⎧⎨=⎩, 解得:13k b =-⎧⎨=⎩,∴直线AB 的解析式为:y =-x +3;(2)如图,过C 作CD ∥y 轴,交AB 于D由y=-(x-1)2+4得,C(1,4)又直线AB的解析式为:y=-x+3;∴D(1,2)∴CD=4-2=2∴S△CAB=12×3×2=3(3)如图,过P作PE∥y轴,交AB于E,连接PB,P A,设P(a,-a2+2a+3),则E(a,-a+3),∴PE=-a2+2a+3-(-a+3)=-a2+3a,∴S△ABP=S△BEP+S△AEP=12EP×AO=12(-a2+3a)×3=-32a2+92a=-32(a-32)2+278,∴当a=32时,△ABP面积的最大值是278,此时点P的坐标为(32,154)(4)由(2)得S△CAB=2假设存在符合条件的点Q,当点Q在第一象限时,设点Q的横坐标是x,△QAB的铅垂高为h,则h=(-x2+2x+3)-(-x+3)=-x2+3x,由S△QAB=S△CAB,得:12×3×(-x2+3x)=3化简得:x2-3x+2=0,∴x=1(舍去)或x=2,∴点P (2,3).当点Q 不在第一象限时,如图,设点Q 的坐标是(x ,-x 2+2x +3)则有:2211233)()33(3)(23)3221(2x x x x x x -+++-+⨯⨯---++=整理,得2320x x --=,解得,1x =2x =所以,1y =2y =∴点Q 的坐标为⎝⎭或⎝⎭综上,点Q 的坐标为(2,3),⎝⎭或⎝⎭【点睛】本题考查了二次函数的综合,涉及了待定系数法求二次函数解析式、三角形的面积、一元二次方程的解,第一、第二问相对较简单,难点在第三问,关键是设出点P 坐标,得出点F 坐标,表示出PF 的长度,根据S △QAB =S △CAB 建立方程.6.(2021—2022辽宁九年级期中)已知抛物线28(0)y ax bx a =++≠经过点A (-3,-7),B (3,5),顶点为点E ,抛物线的对称轴与直线AB 交于点C . (1)求直线AB 的解析式和抛物线的解析式.(2)在抛物线上A ,E 两点之间的部分(不包含A ,E 两点),是否存在点D ,使得2DAC DCE S S =△△?若存在,求出点D 的坐标;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A ,E ,P ,Q 为顶点的四边形是平行四边形时,直接写出满足条件的点P 的坐标.【答案】(1)y =2x -1,y =-x 2+2x +8;(2)存在,D (-1,5);(3)点P 的坐标为,2)或(1,2)或(6,-16)或(-4,-16) 【分析】(1)设直线AB 的解析式为y kx m =+,把点()37A --,,()35B ,代入,即可得直线AB 的解析式,把点()37A --,,()35B ,代入抛物线()280y ax bx a =++≠,即可得抛物线的解析式; (2)把抛物线228y x x =-++化为顶点式2(1)9y x =--+,设点()228D m m m -++,,()11C ,,过点D 作y 轴的平行线交直线AB 于点M ,则()21M m m -,,即可得2218DACS m -+=,44DCESm =-,根据2DAC DCE S S =△△解得1m =-,即可得;(3)设点()P x y ,,当以点A ,E ,P ,Q 为顶点的四边形是平行四边形时,分三种情况讨论:①当AE 为对角线时,根据中点坐标公式可得点Q 坐标为()22x y ---,,解得2y =,当2y =时,2282x x -++=,解得1x =1x =AP 为对角线时,根据中点坐标公式可得点Q 坐标为()416x y --,,解得16y =,当16y =时,22816x x -++=,方程无解,舍去;③当PE 为对角线时,根据中点坐标公式可得点Q 坐标为()416x y ++,,解得16y =-,当16y =-时,22816x x -++=-,解得6x =或4x =-;即可得. 【详解】解:(1)设直线AB 的解析式为y kx m =+,把点()37A --,,()35B ,代入,得7353k mk m -=-+⎧⎨=+⎩,解得:21k m =⎧⎨=-⎩,∴直线AB 的解析式为21y x =-,把点()37A --,,()35B ,代入抛物线()280y ax bx a =++≠, 得79385938a b a b -=-+⎧⎨=++⎩,解得12a b =-⎧⎨=⎩,∴抛物线的解析式为228y x x =-++.(2)2228(1)9y x x x =-++=--+,∴顶点()19E ,,设点()228D m m m -++,,()11C ,, 过点D 作y 轴的平行线交直线AB 于点M ,则()21M m m -,,()221282142182DACS m m m m =⨯-++-+⨯=-+, ()181442DCESm m =⨯⨯-=-, 2DACDCESS=()2218244m m ∴-+=-,解得1m =-或5(m =舍去),∴存在点()15D -,,使得2DAC DCE S S =△△(3)()37A --,,()19E ,, 设点()P x y ,,当以点A ,E ,P ,Q 为顶点的四边形是平行四边形时,分三种情况讨论:①当AE 为对角线时,根据中点坐标公式可得点Q 坐标为()22x y ---,, 点Q 在x 轴上,2y ∴=,当2y =时,2282x x -++=,解得1x =1x =∴点P 坐标为()1或()1,②当AP 为对角线时,根据中点坐标公式可得点Q 坐标为()416x y --,, 点Q 在x 轴上,16y ∴=,当16y =时,22816x x -++=,方程无解,舍去,③当PE 为对角线时,根据中点坐标公式可得点Q 坐标为()416x y ++,, 点Q 在x 轴上, 16y ∴=-,当16y =-时,22816x x -++=-, 解得6x =或4x =-∴点P 坐标为()616-,或()416--,,综上所述,点P 的坐标为()1或()1或()616-,或()416--,. 【点睛】本题考查了二次函数,一次函数,平行四边形,解题的关键是掌握并灵活运用这些知识点. 7.(2021—2022广东汕头市九年级期中)已知抛物线y =x 2 -(m -3)x +n 与x 轴交于A ,B 两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C ,若抛物线的对称轴为x =2,A (1,0). (1)求抛物线的解析式;(2)若点P 是抛物线上点B 右边的一动点,问:是否存在这样的点P ,使得∠CAP =∠CAO ,若存在,请求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由. (3)点Q 是抛物线上的点,满足ABQ ABCSS=k 只有三个点Q ,直接写出k 的值与Q 的坐标.【答案】(1)y =x 2-4x +3;(2)存在,点P (154,3316);(3)k 13=,点Q 的坐标为(2,-1)或(1)或(21). 【分析】(1)对称轴为x =2=12(m -3),解得:m =7,将点A 的坐标代入抛物线表达式并解得:n =3,即可求解;(2)过点C 作CG ⊥AP 于点G ,延长CG 交x 轴于点H ,∠CAP =∠CAO ,则CG =CO ,OA =GA =1,设AH =x ,则GH Rt △COH 中,由勾股定理求得x =54,故点H (94,0),即可求解;(3)根据抛物线的对称性结合题意知其中有一个点Q一定是抛物线的顶点,据此即可求解.【详解】解:(1)对称轴为x=2=12(m-3),解得:m=7,将点A的坐标代入抛物线表达式并解得:n=3,故抛物线的表达式为:y=x2-4x+3;(2)过点C作CG⊥AP于点G,延长CG交x轴于点H,过点G作GD⊥AB于点D,令x=0,则y=3,∴C(0,3),∵∠CAP=∠CAO,∴CG=CO=3,OA=GA=1,设AH=x,则GHCH=3在Rt△COH中,由勾股定理:(32=9+(1+x)2,解得:x=54,则GH34=,CH=154,HO=94,∵GD∥OC,∴△HGD~△HCO,∴3141554GD DH HGCO HO CH====,∴GD=35,HD=920,∴OD=95,∴点G(95,35),设直线AG的解析式为y=kx+b,∴93 55k bk b⎧+=⎪⎨⎪+=⎩,解得:3434k b ⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,则直线AP 的表达式为:y =34x +b ,将点A 的坐标代入上式并解得:直线AP 的表达式为:y =34x -34②,联立①②并解得:x =1(舍去)或154, 故点P (154,3316); (3)∵满足ABQ ABCS S=k 只有三个点Q ,∴根据抛物线的对称性,其中有一个点Q 一定是抛物线的顶点, y =x 2-4x +3= (x -2)2-1,∴抛物线的顶点坐标为(2,-1), 不妨设Q (2,-1),∵抛物线的对称轴为x =2,A (1,0),C (0,3), ∴B (3,0), ∴AB =3-1=2, ∴132ABCS AB OC =⨯=,1•12ABQQ S AB y ==, ∴k =13ABQ ABCS S=, 当点Q 在x 轴上方时, 则点Q 的纵坐标为1, ∴(x -2)2-1=1,即(x -2)2=2, 解得x 或2∴点Q 的坐标为(2,-1)或(1)或(21). 【点睛】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数的性质、三角形相似的判定和性质、面积的计算等,要注意分类求解,避免遗漏.8.(2021—2022辽宁沈阳市九年级期中)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y 12=x 2+bx +c 经过点A (﹣4,0),点M 为抛物线的顶点,点B 在y 轴上,且OA =OB ,直线AB 与抛物线在第一象限交于点C (2,6).(1)求抛物线的解析式;(2)直线AB 的函数解析式为 ,点M 的坐标为 ,连接OC ,若过点O 的直线交线段AC 于点P ,将△AOC 的面积分成1:2的两部分,则点P 的坐标为 ; (3)在y 轴上找一点Q ,使得△AMQ 的周长最小,则点Q 的坐标为 ;(4)在坐标平面内是否存在点N ,使以点A 、O 、C 、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.【答案】(1)y 12=x 2+2x ;(2)y =x +4,(﹣2,﹣2),(﹣2,2)或(0,4);(3)Q (0,43-);(4)存在,点N 的坐标为(6,6)或(﹣6,﹣6)或(﹣2,6). 【分析】(1)将点A 、点C 的坐标代入抛物线表达式即可求解;(2)由点A (-4,0),OA OB =,得出点B (0,4),即可求出直线AB 的表达式,点M 为抛物线的顶点,由抛物线的顶点坐标即可求出点M 的坐标,因为OP 将AOC 的面积分成1:2的两部分,所以AP 13=AC 或23AC ,即可求出点P 的坐标; (3)根据将军饮马问题即可求出点Q 的坐标;(4)分AC 是边、AC 是对角线两种情况分别求解即可. 【详解】解:(1)将点A 、C 的坐标代入抛物线表达式 11640214262b c b c ⎧⨯-+=⎪⎪⎨⎪⨯++=⎪⎩, 解得20b c =⎧⎨=⎩,故直线AB 的表达式为:y 12=x 2+2x ; (2)点A (﹣4,0),OB =OA =4,故点B (0,4), 由点A 、B 的坐标得,直线AB 的表达式为:y =x +4;对于y 12=x 2+2x ,函数的对称轴为x =﹣2,故点M (﹣2,﹣2); OP 将△AOC 的面积分成1:2的两部分,则AP 13=AC 或23AC ,则1233P C y y =或,即12633P y =或,解得:y P =2或4, 故点P (﹣2,2)或(0,4);(3)如图所示,作点A 关于y 轴的对称点'A ,连接'A M 与y 轴交于点Q ,连接AQ 、MQ 、AM△AMQ 的周长=AM +AQ +MQ =AM +A ′M 最小, 点A ′(4,0),设直线A ′M 的表达式为:y =kx +b ,则4022k b k b +=⎧⎨-+=-⎩,解得1343k b ⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,故直线A ′M 的表达式为:y 13=x 43-,令x =0,则y 43=-,故点Q (0,43-);(4)存在,理由:设点N (m ,n ),而点A 、C 、O 的坐标分别为(﹣4,0)、(2,6)、(0,0), ①当AC 是边时,点A 向右平移6个单位向上平移6个单位得到点C ,同样点O (N )右平移6个单位向上平移6个单位得到点N (O ),即0±6=m ,0±6=n ,解得:m =n =±6, 故点N (6,6)或(﹣6,﹣6); ②当AC 是对角线时,由中点公式得:﹣4+2=m +0,6+0=n +0,解得:m=﹣2,n=6,故点N(﹣2,6);综上,点N的坐标为(6,6)或(﹣6,﹣6)或(﹣2,6).【点睛】本题主要考查二次函数的综合运用,涉及一次函数的性质、平行四边形的性质、以及面积的相关计算,熟练掌握二次函数的性质,一次函数以及平行四边形的性质是解答此题的关键.9.(2021—2022湖北黄石九年级月考)如图,已知抛物线L1:y=﹣ax2﹣2ax+3a与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,且△ABC的面积为6.(1)求抛物线L1的解析式;(2)若M是线段AC上的一动点,过点M作MN∥y轴,MN与抛物线相交于点N,设点M 的横坐标为m,求MN的长度(用含m的式子表示);(3)在(2)的条件下,当△ANC的面积最大时,将抛物线L1沿水平方向平移得到抛物线L2,抛物线L2的顶点为P,且△ACP的面积等于△ANC的面积,求点P的坐标.【答案】(1)y=-x2-2x+3;(2)MN=-m2-3m;(3)P的坐标为:(-54,4)或(134,4).【分析】(1)由-ax2-2ax+3a=0,得A(-3,0),B(1,0),AB=4,根据S△ABC=6,得点C的坐标为(0,3),将C(0,3)代人y=-ax2-2ax+3a得a=1,故抛物线L1的解析式为y=-x2-2x+3;(2)由A(-3,0),C(0,3)得直线AC的解析式为y=x+3,根据点M的横坐标为m,知点M的纵坐标为m+3,点N的纵坐标为-m2-2m+3,从而MN=-m2-3m;(3)当MN最长时,△ANC的面积最大,由MN=-m2-3m=-(m+32)2+94(-3<m<0),可得此时点N的坐标为(-32,154),过点N作直线l∥AC交y轴于Q,在y轴上C的下方作R,使CR=CQ,过R作直线l'∥AC,用待定系数法可得直线l的解析式为y=x+214,①当抛物线L2的顶点P在直线l:y=x+214上时,△ACP的面积等于△ANC的面积,可求得此时P(-54,4),②根据CR =CQ 可得直线l '解析式为y =x +34,知N 到AC 的距离等于直线l '与直线AC间的距离,P 在直线l '上,即可得P (134,4). 【详解】解:(1)令-ax 2-2ax +3a =0,解得x =-3或x =1, ∴A (-3,0),B (1,0),AB =4, ∵S △ABC =2AB OC⨯=6, ∴OC =3,即点C 的坐标为(0,3),将C (0,3)代人y =-ax 2-2ax +3a 得:3a =3,解得a =1, ∴抛物线L 1的解析式为y =-x 2-2x +3; (2)由(1)可得A (-3,0),C (0,3), 设直线AC 的解析式为y =kx +b , 将C (0,3),A (-3,0)代入得:303b k b =⎧⎨=-+⎩,解得13k b =⎧⎨=⎩, ∴直线AC 的解析式为y =x +3, ∵点M 的横坐标为m ,∴点M 的纵坐标为m +3,点N 的纵坐标为-m 2-2m +3, ∴MN =(-m 2-2m +3)-(m +3)=-m 2-3m ; (3)∵S △ANC =12MN •|x C -x A |=32(-m 2-3m ),∴当 MN 最长时,△ANC 的面积最大, ∵MN =-m 2-3m =-(m +32)2+94,(-3<m <0,),∴当m =-32时,MN 最长,将x =-32代入y =-x 2-2x +3得y =-(-32)2-2×(-32)+3=154,∴点N 的坐标为(-32,154),过点N 作直线l ∥AC 交y 轴于Q ,在y 轴上C 的下方作R ,使CR =CQ ,过R 作直线l '∥AC ,如图:由(2)知直线AC解析式为y=x+3,∴设直线1的解析式为y=x+n,将N(-32,154)代入得n=214,∴直线l的解析式为y=x+214,①当抛物线L2的顶点P在直线l:y=x+214上时,△ACP的面积等于△ANC的面积,∵抛物线L1:y=-x2-2x+3顶点为(-1,4),∴在y=x+214中令y=4得x=-54,∴此时P(-54,4),②在y=x+214中令x=0得y=214,∴Q(0,214),∴CQ=214-3=94,∵CR=CQ,∴R(0,34),∵直线l'∥AC,∴直线l'解析式为y=x+34,而直线l∥AC,直线l'∥AC,且CR=CQ,∴N到AC的距离等于直线l'与直线AC间的距离,即P在直线l'上,此时△ACP的面积等于△ANC 的面积,∵将抛物线L1沿水平方向平移得到抛物线L2,且抛物线L1:y=-x2-2x+3顶点为(-1,4),∴在y=x+34中,令y=4得x=134,即得P(134,4),综上所述,P 的坐标为:(-54,4)或(134,4).【点睛】本题考查了二次函数综合应用,涉及待定系数法、三角形面积、抛物线平移等知识,解题的关键是掌握和熟练运用同底等高的三角形面积相等.10.(2021·湖北·黄石市中考模拟预测)如图1,已知抛物线2y x bx c =-++过点(1,0)A ,(3,0)B -.(1)求抛物线的解析式及其顶点C 的坐标;(2)设点D 是x 轴上一点,当CDO ACO ∠=∠时,求点D 的坐标;(3)如图2,抛物线与y 轴交于点E ,点P 是该抛物线上位于第二象限的点,线段P A 交BE 于点M ,交y 轴于点N ,BMP 和EMN 的面积相等时,求P 的坐标.【答案】(1)223y x x =--+,C 坐标为(-1,4);(2)(17,0),(-19,0);(3)939,416⎛⎫- ⎪⎝⎭.【分析】(1)利用待定系数法,即可求出抛物线解析式,将抛物线解析式化为顶点式即可确定顶点C 的坐标;(2)先求出抛物线对称轴为x =-1,OA =1,OC D 位于点A 右侧时,根据题意得到△COD 1∽△AOC ,即可求出点D 1坐标,当点D 位于点A 右左侧时,证明∠CD 2O =∠CD 1O ,得到点D 2和D 1关于直线x =-1对称,即可求出点D 2坐标;(3)设P (a ,﹣a 2﹣2a +3),用含a 的式子表示出PA 解析式,进而确定点N 的坐标为(0,a +3),根据BMP 和EMN 面积相等,得到四边形BPNO 面积=△BOE 面积= 11933222OB OE ⨯⨯=⨯⨯=,构造关于a 的方程,求解即可得到点P 坐标. 【详解】解:(1)把(1,0)A ,(3,0)B -代入抛物线2y x bx c =-++得10930b c b c -++=⎧⎨--+=⎩,解得23b c =-⎧⎨=⎩, ∴抛物线解析式为223y x x =--+,将抛物线配成顶点式为()222314y x x x =--+=-++, ∴抛物线顶点C 坐标为(-1,4);(2)如图1,设抛物线对称轴交x 轴于点H ,由题意得抛物线对称轴为x =-1,OA =1,OC ==如图1,当点D 位于点A 右侧时, ∵∠CD 1O =∠ACO ,∠COD 1=∠AOC , ∴△COD 1∽△AOC , ∴1=D O CO AO CO,, ∴D 1O =17,∴点D 1坐标为(17,0); 当点D 位于点A 左侧时,∵∠CD 1O =∠ACO ,∠CD 2O =∠ACO , ∴∠CD 2O =∠CD 1O , ∴CD 2= CD 1, ∵CH ⊥D 2D 1,∴点D 2和D 1关于直线x =-1对称, ∴点D 2坐标为(-19,0);∴满足条件的点D 的坐标有两个,分别为(17,0),(-19,0);(3)设P (a ,﹣a 2﹣2a +3),直线P A 解析式为y =kx +b (k ≠0), 将P (a ,﹣a 2﹣2a +3),A (1,0)代入y =kx +b ,得,2230ak b a a k b ⎧+=--+⎨+=⎩,解得,k =﹣a ﹣3,b =a +3,∴直线P A 解析式为y =(﹣a ﹣3)x +a +3, 当x =0时,y =a +3, ∴N (0,a +3),∵抛物线解析式为223y x x =--+, ∴点E 坐标为(0,3), ∵BMP 和EMN 面积相等,∴BMP 面积+四边形BONM 面积=EMN 面积+四边形BONM 面积, ∴四边形BPNO 面积=△BOE 面积= 11933222OB OE ⨯⨯=⨯⨯=, 连接OP ,则()()()21193233222a a a a ⨯⨯--++⨯+-=, 解得10a =(不合题意,舍去),294a =-,当94a =-时,2392316a a --+=,∴点P 坐标为(94-,3916).【点睛】本题为二次函数综合题,考查了二次函数、勾股定理、等腰三角形等知识,综合性较强,理解函数图象上点的坐标特点,运用好转化、分类的数学思想是解题的关键. 11.(2021·重庆·中考三模)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线213222y x x =+-交x 轴于点A 、B ,交y 轴于点C . (1)求线段BC 的长;(2)点P 为第三象限内抛物线上一点,连接BP ,过点C 作//CE BP 交x 轴于点E ,连接PE ,求BPE 面积的最大值及此时点P 的坐标;(3)在(2)的条件下,以y 轴为对称轴,将抛物线213222y x x =+-对称,对称后点P 的对应点为点P ',点M 为对称后的抛物线对称轴上一点,N 为平面内一点,是否存在以点A 、P '、M 、N 为顶点的四边形是菱形,若存在,直接写出点N 的坐标,若不存在,则请说明理由.【答案】(1)2)BPE 面积的最大值为4;此时P 的坐标为()23--,.(3)532⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭,或532⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭. 【分析】(1)由抛物线表达式2132022y x x =+-=,求出点B 的坐标,当0x =时求出点C 的坐标,然后根据勾股定理即可求出BC 的长度.(2)由//CE BP 把BPE 的面积转化为△BPC 的面积,作PF ∥y 轴交BC 于点F ,交x 轴于点H ,根据点B 和点C 的坐标求出BC 所在直线的表达式,然后设出点P 和F 的坐标,表示出△BPC 的面积,根据二次函数的最值求解即可.(3)分A P '是菱形的边长或对角线时两种情况讨论,首先根据点A 和点P '的坐标求出A P '的长度,然后设出点M 的坐标,根据菱形的临边相等列出方程求出点M 的坐标,最后根据菱形对角线互相平分,利用中点坐标公式列出方程即可求出点N 的坐标. 【详解】 (1)∵抛物线213222y x x =+-交x 轴于点A 、B , ∴当y =0时,即2132022x x +-=,整理得:2340x x +-=, 解得:1214x x ==-,.∴A 点坐标为10,,B 点坐标为()40-,. ∴OB =4. 当0x =时,y =-2,∴C 点坐标为()02-,, ∴OC =2.∴BC ==.(2)如图所示,连接PC ,作PF ∥y 轴交BC 于点F ,交x 轴于点H .∵//CE BP ,∴△BPE 和△BPC 是同底等高的三角形, ∴BPE BPC S S =△△,∴求△BPE 面积的最大值即求△BPC 面积的最大值.∵B ()40-,,C ()02-,, ∴设BC 所在直线表达式为y kx b =+,将B ,C 两点代入y kx b =+得:042k b b =-+⎧⎨-=⎩, 解得:122k b ⎧=-⎪⎨⎪=-⎩. ∴BC 所在直线表达式为122y x =--. ∴设P 点坐标为213,222m m m ⎛⎫+- ⎪⎝⎭,F 点坐标为1,22⎛⎫-- ⎪⎝⎭m m , ∴2211312222222PF m m m m m ⎛⎫=---+-=-- ⎪⎝⎭. ∴()11112222PBC PBF PCF S S S PF BH PF OH PF BH OH PF OB =+=+=+=△△△,即()222112442422PBC S m m m m m ⎛⎫=--=--=-++ ⎪⎝⎭△, ∴BPE 面积的最大值为4,将m =-2代入213222y x x =+-得()()213222322y =⨯-+⨯--=-, ∴此时P 点坐标为()23--,. (3)∵抛物线表达式为213222y x x =+-, ∴对称轴133212222b x a =-=-=-⨯, ∵以y 轴为对称轴,将抛物线213222y x x =+-对称, ∴对称后的抛物线的对称轴232x =. ∵对称后点P 的对应点为点P ',点P 的坐标为()23--,,∴点P '的坐标为()23-,, 又∵A 点坐标为10,, ∴AP '=设M 点坐标为32a ⎛⎫ ⎪⎝⎭,, ∴AM 分两种情况,①当A P '是菱形的边长时,如图所示,∵四边形AMNP 是菱形,∴AM AP '=,解得:a =∴132M ⎛ ⎝⎭,,232M ⎛ ⎝⎭. ∵四边形AMNP 是菱形,∴对角线AN 和P M '互相平分,∴根据平面直角坐标系中中点坐标公式可得:A N M P A N M P x x x x y y y y ''+=+⎧⎨+=+⎩,代入可得:1312203N N x y ⎧+=+⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩或2312203N N x y ⎧+=+⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩, 解得:52N x =,13N y =,23N y -,∴1532N ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,,2532N ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭. ②当A P '是菱形的对角线时,如图所示,∴3P M ' ∵四边形33AM P N '是菱形,∴33AM P M '=,解得:32a =-. ∴33322M ⎛⎫- ⎪⎝⎭,, 又∵()033222A P y y +-+==-, ∴此时M 点在线段'AP 上,以点A 、P '、M 、N 为顶点构不成菱形,故此种情况不存在.综上所述,N 点的坐标为532⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,或532⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭. 【点睛】此题考查了二次函数综合,二次函数中三角形面积最值问题,菱形存在性问题,解题的关键是根据题意作出辅助线,找到坐标和线段长度之间的关系.。
二次函数面积最值问题的4种解法
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解法二:铅锤定理,在求二次函数三角形面积最值问题,运用非常多。 设动点 P 的坐标,然后用代数式分别表达出铅锤高度和水平宽度,然后利用铅锤定理的 计算公式,得出二次函数,必有最大值。
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原 题 :在( 1)中 的 抛 物 线 上 的 第 二 象 限 是 否 存 在 一 点 P,使 △PBC 的 面 积 最 大 ? 若 存 在 , 求出 P 点的坐标及△PBC 的面积最大值,若没有,请说明理由。 考试题型,大多类似于此。求面积最大值的动点坐标,并求出面积最大值。 一般解题思路和步骤是,设动点 P 的坐标,然后用代数式表达各线段的长。通过公式计 算,得出二次函数顶点式,则坐标和最值,即出。
解法一:补形,割形法。方法要点是,把所求图像的面积适当的割补,转化成有利于面 积表达的常规几何图形。请看解题步骤。
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解 法 二 : 铅 锤 定 理 , 面 积 =铅 锤 高 度 ×水 平 宽 度 ÷2。 这 是 三 角 形 面 积 表 达 方 法 的 一 种 非 常 重要的定理。 铅锤定理,在教材上没有,但是大多数数学老师都会作为重点,在课堂上讲解。因为, 铅 锤 定 理 ,在 很 多 地 方 都 用 的 到 。这 里 ,也 有 铅 锤 定 理 的 简 单 推 导 ,建 议 大 家 认 真 体 会 。
解法四:三角函数法。请大家认真看上面的解题步骤。 总之,从以上的四种解法可以得出一个规律。过点 P 做辅助线,然后利用相关性质,找 出各元素之间的关系。 设动点 P 的坐标,然后找出各线段的代数式,再通过面积计算公式,得出二次函数顶点 式,求出三角形面积的最大值。 对于同学们中考数学来说,只要你熟练掌握解法一和解法二,那么二次函数几何综合题 中,求三角形面积最大值问题,就非常简单了。
2022年中考数学二次函数压轴突破 专题06 铅垂法求三角形面积最值问题(教师版含解析)
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知识导航求三角形的面积是几何题中常见问题之一,可用的方法也比较多,比如面积公式、割补、等积变形、三角函数甚至海伦公式,本文介绍的方法是在二次函数问题中常用的一种求面积的方法——铅垂法.【问题描述】在平面直角坐标系中,已知()1,1A 、()7,3B 、()4,7C ,求△ABC 的面积.【分析】显然对于这样一个位置的三角形,面积公式并不太好用,割补倒是可以一试,比如这样:构造矩形ADEF ,用矩形面积减去三个三角形面积即可得△ABC 面积. 这是在“补”,同样可以采用“割”:()111222ABCACDBCDSSSCD AE CD BF CD AE BF =+=⋅+⋅=+ 此处AE +AF 即为A 、B 两点之间的水平距离. 由题意得:AE +BF =6. 下求CD :根据A 、B 两点坐标求得直线AB 解析式为:1233y x =+由点C 坐标(4,7)可得D 点横坐标为4, 将4代入直线AB 解析式得D 点纵坐标为2, 故D 点坐标为(4,2),CD =5,165152ABCS =⨯⨯=.【方法总结】 作以下定义:A 、B 两点之间的水平距离称为“水平宽”;过点C 作x 轴的垂线与AB 交点为D ,线段CD 即为AB 边的“铅垂高”.如图可得:=2ABCS⨯水平宽铅垂高【解题步骤】(1)求A 、B 两点水平距离,即水平宽;(2)过点C 作x 轴垂线与AB 交于点D ,可得点D 横坐标同点C ; (3)求直线AB 解析式并代入点D 横坐标,得点D 纵坐标; (4)根据C 、D 坐标求得铅垂高; (5)利用公式求得三角形面积.【思考】如果第3个点的位置不像上图一般在两定点之间,如何求面积?铅垂法其实就是在割补,重点不在三个点位置,而是取两个点作水平宽之后,能求出其对应的铅垂高!因此,动点若不在两定点之间,方法类似: 【铅垂法大全】(1)取AB 作水平宽,过点C 作铅垂高CD .(2)取AC 作水平宽,过点B 作BD ⊥x 轴交直线AC 于点D ,BD 即对应的铅垂高, =2ABCABDBCDSSS⨯-=水平宽铅垂高(3)取BC 作水平宽,过点A 作铅垂高AD .甚至,还可以横竖互换,在竖直方向作水平宽,在水平方向作铅垂高.(4)取BC作水平宽,过点A作铅垂高AD.(5)取AC作水平宽,过点B作铅垂高BD.(6)取AB作水平宽,过点C作铅垂高CD.例一、如图,已知抛物线25=++经过(5,0)y ax bxA-,(4,3)B--两点,与x轴的另一个交点为C.(1)求该抛物线的表达式;(2)点P为该抛物线上一动点(与点B、C不重合),设点P的横坐标为m.当点P在直线BC的下方运动时,求PBC∆的面积的最大值.【分析】(1)265=++,y x x(2)取BC两点之间的水平距离为水平宽,过点P作PQ⊥x轴交直线BC于点Q,则PQ即为铅垂高.根据B、C两点坐标得B、C水平距离为4,根据B、C两点坐标得直线BC解析式:y=x+1,设P 点坐标为(m ,m ²+6m +5),则点Q (m ,m +1), 得PQ =-m ²-5m -4,考虑到水平宽是定值,故铅垂高最大面积就最大.当52-时,△BCP 面积最大,最大值为278.【小结】选两个定点作水平宽,设另外一个动点坐标来表示铅垂高. 例二、在平面直角坐标系中,将二次函数2(0)y ax a =>的图像向右平移1个单位,再向下平移2个单位,得到如图所示的抛物线,该抛物线与x 轴交于点A 、B (点A 在点B 的左侧),1OA =,经过点A 的一次函数(0)y kx b k =+≠的图像与y 轴正半轴交于点C ,且与抛物线的另一个交点为D ,ABD ∆的面积为5.(1)求抛物线和一次函数的解析式;(2)抛物线上的动点E 在一次函数的图像下方,求ACE ∆面积的最大值,并求出此时点E 的坐标.【分析】(1)抛物线解析式:21322y x x =--; 一次函数解析式:1122y x =+. (2)显然,当△ACE 面积最大时,点E 并不在AC 之间.已知A (-1,0)、10,2C ⎛⎫⎪⎝⎭,设点E 坐标为213,22m m m ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,过点E 作EF ⊥x 轴交直线AD 于F 点,F 点横坐标为m ,代入一次函数解析式得11,22m m ⎛⎫+ ⎪⎝⎭可得213222EF m m =-++考虑到水平宽是定值,故铅垂高最大面积最大.既然都是固定的算法,那就可以总结一点小小的结论了, 对坐标系中已知三点()11,A x y 、()22,B x y 、()33,C x y , 按铅垂法思路,可得:12233121321312ABCSx y x y x y x y x y x y =++--- 如果能记住也不要直接用,可以当做是检验的方法咯.【总结】铅垂法是求三角形面积的一种常用方法,尤其适用于二次函数大题中的三角形面积最值问题,弄明白方法原理,熟练方法步骤,加以练习,面积最值问题轻轻松松.1.已知二次函数2y x bx c =-++和一次函数y mx n =+的图象都经过点(3,0)A -,且二次函数2y x bx c =-++的图象经过点(0,3)B ,一次函数y mx n =+的图象经过点(0,1)C -. (1)分别求m 、n 和b 、c 的值;(2)点P 是二次函数2y x bx c =-++的图象上一动点,且点P 在x 轴上方,写出ACP ∆的面积S 关于点P 的横坐标x 的函数表达式,并求S 的最大值.【分析】(1)把直线和曲线经过的点代入得到方程组,求解即可得到答案;(2)分两种情况:①当点P 在y 轴左侧时,过点P 作//PD y 轴交AC 于点D ,②当点P 在y 轴右侧时,过点P 作//PD y 轴交AC 的延长线于点D ,分别根据三角形面积公式得到关系式,利用函数式表示三角形PAC 的面积,配方可得答案. 【解答】解:(1)二次函数2y x bx c =-++和一次函数y mx n =+的图象都经过点(3,0)A -,一次函数y mx n =+的图象经过点(0,1)C -, ∴301m n n -+=⎧⎨=-⎩,∴131m n ⎧=-⎪⎨⎪=-⎩, 二次函数2y x bx c =-++和一次函数y mx n =+的图象都经过点(3,0)A -,二次函数2y x bx c =-++的图象经过点(0,3)B , ∴9303b c c --+=⎧⎨=⎩,∴23b c =-⎧⎨=⎩.(2)由(1)知一次函数与二次函数的解析式分别为:113y x =--或223y x x =--+,①当点P 在y 轴左侧时,过点P 作//PD y 轴交AC 于点D ,则13|3|22PAC S PD PD ∆=⨯⨯-=,②当点P 在y 轴右侧时,过点P 作//PD y 轴交AC 的延长线于点D ,则13|3|22PAC S PD x x PD ∆=⨯⨯+-=,点P 在抛物线上,设2(,23)P x x x --+,则1(,1)3D x x --,2215231433PD x x x x x ∴=--+++=--+,233535169(4)()22232624PAC S PD x x x ∆∴==-++=-++, 即当56x =-时,PAC S ∆最大16924=.【点评】本题考查的是二次函数综合运用,涉及一次函数、图形面积的计算等,掌握其性质及运算是解决此题关键,2.如图,抛物线经过(2,0)A -,(4,0)B ,(0,3)C -三点. (1)求抛物线的解析式;(2)在直线BC 下方的抛物线上有一动点P ,使得PBC ∆的面积最大,求点P 的坐标;(3)点M 为x 轴上一动点,在抛物线上是否存在一点N ,使以A ,C ,M ,N 四点构成的四边形为平行四边形?若存在,求出点N 的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)将点A 、B 、C 的坐标代入抛物线表达式,即可求解; (2)由PBC ∆的面积PHB PHC S S ∆∆=+,即可求解;(3)分AC 是边、AC 是对角线两种情况,利用平移的性质和中点公式即可求解.【解答】解:(1)将点A 、B 、C 的坐标代入抛物线表达式得42016403a b c a b c c -+=⎧⎪++=⎨⎪=-⎩,解得38343a b c ⎧=⎪⎪⎪=-⎨⎪=-⎪⎪⎩,故抛物线的表达式为233384y x x =--;(2)设直线BC 的表达式为y mx n =+,则043m n n =+⎧⎨=-⎩,解得343m n ⎧=⎪⎨⎪=-⎩,故直线BC 的表达式为334y x =-, 过点P 作y 轴的平行线交BC 于点H ,设点P 的坐标为233(,3)84x x x --,则点3(,3)4H x x -,则PBC ∆的面积221133334(33)3224844PHB PHC S S PH OB x x x x x ∆∆=+=⋅=⨯⨯--++=-+,304-<,故该抛物线开口向下,PBC ∆的面积存在最大值,此时2x =, 则点P 的坐标为(2,3)-;(3)存在,理由:设点N 的坐标为(,)m n ,则233384n m m =--①,①当AC 是边时,点A 向下平移3个单位得到点C ,则点()M N 向下平移3个单位得到点()N M , 则03n -=或03n +=②,联立①②并解得23m n =⎧⎨=-⎩或1173m n ⎧=-±⎪⎨=⎪⎩(不合题意的值已舍去);②当AC 是对角线时,则由中点公式得:11(03)(0)22n -=+③,联立①③并解得23m n =⎧⎨=-⎩(不合题意的值已舍去);综上,点N 的坐标为(2,3)-或(117-3)或(117-3).【点评】本题是二次函数综合题,主要考查了一次函数的性质、平行四边形的性质、面积的计算等,其中(3),要注意分类求解,避免遗漏. 3.综合与探究:如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象交坐标轴于(1,0)A -,(3,0)B ,(0,4)C -三点,点(,)P m n 是直线BC 下方抛物线上的一个动点. (1)求这个二次函数的解析式;(2)动点P 运动到什么位置时,PBC ∆的面积最大,求出此时P 点坐标及PBC ∆面积的最大值;(3)在y 轴上是否存在点Q ,使以O ,B ,Q 为顶点的三角形与AOC ∆相似?若存在,请直接写出点Q 的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)将A 、B 、C 坐标代入即可求解析式;(2)设P 坐标,表示出PBC ∆的面积,再求出最大面积和面积最大时P 的坐标; (3)两个直角顶点是对应点,而AOC ∆两直角边的比为14,只需BOQ ∆两直角边比也为14,两个三角形就相似,分两种情况列出比例式即可.【解答】解:(1)设二次函数的解析式为12()()y a x x x x =--, 二次函数的图象交坐标轴于(1,0)A -,(3,0)B ,(0,4)C -, 11x ∴=-,23x =,124()()a x x x x -=--,解得11x =-,23x =,43a =, ∴二次函数的解析式为2448(1)(3)4333y x x x x =+-=--, 故答案为:2448(1)(3)4333y x x x x =+-=--;(2)设直线BC 解析式为y kx b =+,将(3,0)B ,(0,4)C -代入得034k bb =+⎧⎨-=⎩,解得43b =,4c =-, BC ∴解析式是443y x =-, 如答图1,过P 作//PD y 轴,交BC 于D ,点(,)P m n 是直线BC 下方抛物线上的一个动点, 03m ∴<<,248433n m m =--,4(,4)3D m m -,224484(4)(4)43333PD m m m m m ∴=----=-+,22211439()(4)(30)262()22322PBC B C S PD x x m m m m m ∆∴=⋅-=-+⋅-=-+=--+, 3032<<, 32m ∴=时,PBC S ∆最大为92,此时224843834()45333232n m m =--=⨯-⨯-=-, 3(2P ∴,5)-,故答案为:3(2P ,5)-,PBC S ∆最大为92;(3(1,0)A -,(0,4)C -,(3,0)B , ∴14OA OC =,3OB =, 点Q 在y 轴上, 90BOQ AOC ∴∠=∠=︒,若以O ,B ,Q 为顶点的三角形与AOC ∆相似,则BOQ ∠与AOC ∠对应, 分两种情况:①如答图2,AOC QOB ∆∆∽, 则14OQ OA OB OC ==即134OQ =,解得34OQ =, 13(0,)4Q ∴或23(0,)4Q -;②AOC BOQ ∆∆∽, 则14OB OA OQ OC ==即314OQ =,解得12OQ =, 3(0,12)Q ∴或4(0,12)Q -,综上所述,存在y 轴上的点Q ,使以O ,B ,Q 为顶点的三角形与AOC ∆相似,这样的点一共4个:13(0,)4Q 或23(0,)4Q -,3(0,12)Q 或4(0,12)Q -,故答案为:存在这样的点Q ,坐标分别是:13(0,)4Q 或23(0,)4Q -,3(0,12)Q 或4(0,12)Q -,【点评】本题是二次函数、相似三角形、面积等问题的综合题,主要考查坐标、线段的转化,面积的表示,涉及方程思想,分类思想等,难度适中.4.如图1,抛物线2y x bx c =-++与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于点C ,已知点B 坐标为(3,0),点C 坐标为(0,3).(1)求抛物线的表达式;(2)点P 为直线BC 上方抛物线上的一个动点,当PBC ∆的面积最大时,求点P 的坐标;(3)如图2,点M 为该抛物线的顶点,直线MD x ⊥轴于点D ,在直线MD 上是否存在点N ,使点N 到直线MC 的距离等于点N 到点A 的距离?若存在,求出点N 的坐标;若不存在,请说明理由. 【分析】(1)利用待定系数法可求解析式;(2)过点P 作PH x ⊥轴于H ,交BC 于点G ,先求出BC 的解析式,设点2(,23)P m m m -++,则点(,3)G m m -+,由三角形面积公式可得221133273(3)()22228PBC S PG OB m m m ∆=⨯⨯=⨯⨯-+=--+,由二次函数的性质可求解;(3)设直线MC 与x 轴交于点E ,过点N 作NQ MC ⊥于Q ,先求出点A ,点M 坐标,可求MC 解析式,可得4DE MD ==,由等腰直角三角形的性质可得2MQ NQ ==,由两点距离公式可列222(4|)4n n -=+,即可求解. 【解答】解:(1)点(3,0)B ,点(0,3)C 在抛物线2y x bx c =-++图象上, ∴9303b c c -++=⎧⎨=⎩, 解得:23b c =⎧⎨=⎩,∴抛物线解析式为:223y x x =-++;(2)点(3,0)B ,点(0,3)C ,∴直线BC 解析式为:3y x =-+,如图,过点P 作PH x ⊥轴于H ,交BC 于点G ,设点2(,23)P m m m -++,则点(,3)G m m -+,22(23)(3)3PG m m m m m ∴=-++--+=-+,221133273(3)()22228PBC S PG OB m m m ∆=⨯⨯=⨯⨯-+=--+, ∴当32m =时,PBC S ∆有最大值, ∴点3(2P ,15)4; (3)存在N 满足条件,理由如下:抛物线223y x x =-++与x 轴交于A 、B 两点,∴点(1,0)A -,2223(1)4y x x x =-++=--+,∴顶点M 为(1,4),点M 为(1,4),点(0,3)C ,∴直线MC 的解析式为:3y x =+,如图,设直线MC 与x 轴交于点E ,过点N 作NQ MC ⊥于Q ,∴点(3,0)E -,4DE MD ∴==,45NMQ ∴∠=︒, NQ MC ⊥,45NMQ MNQ ∴∠=∠=︒, MQ NQ ∴=, 2MQ NQ ∴=, 设点(1,)N n ,点N 到直线MC 的距离等于点N 到点A 的距离, NQ AN ∴=,22NQ AN ∴=, 222()2MN AN ∴=, 222(4|)4n n ∴-=+, 2880n n ∴+-=, 426n ∴=-±∴存在点N 满足要求,点N 坐标为(1,46)-+或(1,46)--.【点评】本题是二次函数综合题,考查了待定系数法求解析式,二次函数的性质,一次函数的性质,两点距离公式,等腰直角三角形的性质等知识,利用参数列方程是本题的关键.5.如图,抛物线过点(0,1)A 和C ,顶点为D ,直线AC 与抛物线的对称轴BD 的交点为(3B ,0),平行于y 轴的直线EF 与抛物线交于点E ,与直线AC 交于点F ,点F 的横坐标为433,四边形BDEF 为平行四边形.(1)求点F 的坐标及抛物线的解析式;(2)若点P 为抛物线上的动点,且在直线AC 上方,当PAB ∆面积最大时,求点P 的坐标及PAB ∆面积的最大值;(3)在抛物线的对称轴上取一点Q ,同时在抛物线上取一点R ,使以AC 为一边且以A ,C ,Q ,R 为顶点的四边形为平行四边形,求点Q 和点R 的坐标.【分析】(1)由待定系数法求出直线AB 的解析式为31y x =+,求出F 点的坐标,由平行四边形的性质得出1613181()33a a a -+=-+--,求出a 的值,则可得出答案; (2)设2(,31)P n n n -++,作PP x '⊥轴交AC 于点P ',则3(,1)P n '+,得出2733PP n n '=-,由二次函数的性质可得出答案;(3)联立直线AC 和抛物线解析式求出7(33C 4)3-,设(3Q )m ,分两种情况:①当AQ 为对角线时,②当AR 为对角线时,分别求出点Q 和R 的坐标即可. 【解答】解:(1)设抛物线的解析式为2(0)y ax bx c a =++≠, (0,1)A ,(3B 0),设直线AB 的解析式为y kx m =+,∴01m m +==⎪⎩,解得1k m ⎧=⎪⎨⎪=⎩,∴直线AB的解析式为1y =+, 点FF ∴点纵坐标为113+=-, F ∴点的坐标为1)3-,又点A 在抛物线上, 1c ∴=,对称轴为:2bx a=-=,b ∴=-,∴解析式化为:21y ax =-+,四边形DBFE 为平行四边形.BD EF ∴=,1613181()33a a a ∴-+=-+--, 解得1a =-,∴抛物线的解析式为21y x =-++;(2)设2(,1)P n n -++,作PP x '⊥轴交AC 于点P ',则3(,1)P n '+, 2733PP n n '∴=-,2213737493)3222624ABP S OB PP n n ∆'==-+=+∴当736n =ABP ∆49324,此时7(36P 47)12.(3)231231y y x x ⎧=+⎪⎨⎪=-++⎩, 0x ∴=或733x = 7(33C ∴4)3-,设(3Q )m , ①当AQ 为对角线时, 47(3,)33R m ∴+, R 在抛物线2(3)4y x =--+上,274(33)433m ∴+=-+, 解得443m =-, 44(3,)3Q ∴-,437(3,)33R -; ②当AR 为对角线时, 107(3,)33R m ∴-,R 在抛物线2(3)4y x =--+上,2710(33)433m ∴-=--+, 解得10m =-,(3Q ∴,10)-,1037(3,)33R -.综上所述,44(3,)3Q -,437(3,)33R --;或(3Q ,10)-,1037(3,)33R -. 【点评】本题是二次函数综合题,考查了待定系数法,二次函数的性质,二次函数图象上点的坐标特征,平行四边形的性质等知识,熟练掌握二次函数的性质及方程思想,分类讨论思想是解题的关键.6.在平面直角坐标系xOy 中,等腰直角ABC ∆的直角顶点C 在y 轴上,另两个顶点A ,B 在x 轴上,且4AB =,抛物线经过A ,B ,C 三点,如图1所示.(1)求抛物线所表示的二次函数表达式.(2)过原点任作直线l 交抛物线于M ,N 两点,如图2所示. ①求CMN ∆面积的最小值.②已知3(1,)2Q -是抛物线上一定点,问抛物线上是否存在点P ,使得点P 与点Q 关于直线l 对称,若存在,求出点P 的坐标及直线l 的一次函数表达式;若不存在,请说明理由.【分析】(1)先根据等腰直角三角形的性质求得OA 、OB 、OC ,进而得A 、B 、C 三点的坐标,再用待定系数法求得抛物线的解析式;(2)①设直线l 的解析式为y kx =,1(M x ,1)y ,2(N x ,2)y ,联立方程组求得12||x x -,再由三角形的面积公式求得结果;②假设抛物线上存在点21(,2)2P m m -,使得点P 与点Q 关于直线l 对称,由OP OQ =列出方程求得m 的值,再根据题意舍去不合题意的m 值,再求得PQ 的中点坐标,便可求得直线l 的解析式.【解答】解:(1)设抛物线的解析式为2(0)y ax bx c a =++≠,在等腰Rt ABC ∆中,OC 垂直平分AB ,且4AB =,2OA OB OC ∴===,(2,0)A ∴-,(2,0)B ,(0,2)C -,∴4204202a b c a b c c ++=⎧⎪-+=⎨⎪=-⎩, 解得,1202a b c ⎧=⎪⎪=⎨⎪=-⎪⎩,∴抛物线的解析式为2122y x =-; (2)①设直线l 的解析式为y kx =,1(M x ,1)y ,2(N x ,2)y , 由2122y x y kx⎧=-⎪⎨⎪=⎩,可得21202x kx --=, 122x x k ∴+=,124x x =-,∴222121212()()4416x x x x x x k -=+-=+,∴12||x x -=∴121||2CMN S OC x x ∆=-=, ∴当0k =时取最小值为4.CMN ∴∆面积的最小值为4. ②假设抛物线上存在点21(,2)2P m m -,使得点P 与点Q 关于直线l 对称, OP OQ ∴==解得,1m =2m =31m =,41m =-,31m =,41m =-不合题意,舍去,当1m =1)2P -,线段PQ 的中点为1)-,∴1=-,∴1k =,∴直线l 的表达式为:(1y x =,当2m =(P ,1)2-,线段PQ 的中点为,1)-,∴1=-,∴1k =,∴直线l 的解析式为(1y x =.综上,点P ,1)2-,直线l 的解析式为(1y x =或点(P ,1)2-,直线l 的解析式为(1y x =+. 【点评】本题是二次函数的综合题,主要考查了二次函数的图象与性质,一次函数的图象与性质,待定系数法,轴对称的性质,第(2)①题关键是求得M 、N 两点的横坐标之差,第(2)②小题关键是根据轴对称性质列出m 的方程,以及求得PQ 的中点坐标.。
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中考数学复习二次函数
与三角形的面积问题 Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#
二次函数与三角形的面积问题
1.运用2
铅垂高水平宽⨯=s ; 2.运用y ;
3.
例1.已知:抛物线的顶点为D (1,-4),并经过点E (4,5),求:
(1)抛物线解析式;
(2)抛物线与x 轴的交点A 、B ,与y 轴交点C ;
(3)求下列图形的面积△ABD 、△ABC 、△ABE 、△OCD 、△OCE 。
解题思路:求出函数解析式________________;写出下列点的坐标:A______;B_______;C_______;求出下列线段的长:AO________;BO________;AB________;OC_________。
求出下列图形的面积△ABD 、△ABC 、△ABE 、△OCD 、△OCE 。
一般地,这类题目的做题步骤:1.求出二次函数的解析式;2.求出相关点的坐标;3.求出相关线段的长;4.选择合适方法求出图形的面积。
训练1.如图所示,已知抛物线()02≠++=a c bx ax y 与x 轴相交于两点A ()0,1x , B ()0,2x ()21x x <,与y 轴负半轴相交于点C ,若抛物线顶点P 的横坐标是1,A 、 B 两点间的距离为4,且△ABC 的面积为6。
P
(1)求点A 和B 的坐标;
(2)求此抛物线的解析式;
(3)求四边形ACPB 的面积。
类型二:三角形三边均不与坐标轴轴平行,做三角形的铅垂高。
(歪歪三角形拦腰来一刀)
关于2铅垂高水平宽⨯=
∆S 的知识点:如图1,过△ABC 的三个顶点分别作出与水平线垂直的三条直线,外侧两条直线之间的距离叫△ABC 的“水平宽”(a ),中间的这条直线在△ABC 内部线段的长度叫△ABC 的“铅垂高
(h )”.我们可得出一种计算三角形面积的新方法:
的一ah S ABC 21=∆,即三角形面积等于水平宽与铅垂高乘积半.
想一想:在直角坐标系中,水平宽如何求铅垂高如何求
例2.如图2,抛物线顶点坐标为点C (1,4),交x 轴于点A (3,0),交y 轴于点B .(1)求抛物线和直线AB 的解析式;(2)点P 是抛物线(在第一象限内)上的一个动点,连结PA ,PB ,当P 点运动到顶点C 时,求△CAB 的铅垂高CD
及出
CAB S ∆;(3)是否存在一点P ,使S △PAB =89S △CAB ,若存在,求P 点的坐标;若不存在,请说明理由.
标.D y ;
解题思路:求出直线AB 的解析式是为了求出D .点的纵坐....
铅垂高D C y y CD -=,注意线段的长度非负性;分析P 点在直线AB 的上方还是下方
训练2.如图,在直角坐标系中,点A 的坐标为(-2,0),连结OA ,将线段OA 绕原点O 顺时针旋转120°,得到线段OB .(1)求点B 的坐标;(2)求经过A 、O 、B 三点的抛物线的解析式;(3)在(
2)中抛物线的对称轴上是否存在点C ,使△BOC 的周长最小若存在,求出点C 的坐标;若不存在,请说明理由
.(4)如果点P 是(2)中的抛物线上的动点,且在x 轴的下方,那么△PAB 是否有最大面积若有,求出此时P 点的坐标及△PAB 的最大面积;若没有,请说明理由.
c bx ++2与两点,(1)求否存在点Q ,使得△QAC .
(3)在(1在,求出点P 垂线上靠上点的纵坐标减去靠下点的纵坐标.因此,求出点D 的坐标,是求铅垂高度CD 的关键;
②所谓的水平宽,实际上就是,两个点的横坐标差的绝对值,数学表达式为B A x x AB -=.为了保证这个差值是正数,同学们可以用这两个靠右点的横坐标减去
靠左点的横坐标.因此,求出点A 、B 的坐标,是求水平宽的关键.
③在解这类存在性问题时,通常先假设所要的点是存在的,然后利用给出的条
件,认真加以推理求解.
练习
1.已知如图,矩形OABC的长3,宽OC=1,将△AOC沿AC翻折得△APC。
(1)填空:∠PCB=____度,P点坐标为(,);
(2)若P,A两点在抛物线y=-4
3
x2+bx+c上,求b,c的值,并说明点C在此抛物线
上;
(3)在(2)中的抛物线CP段(不包括C,P点)上,是否存在一点M,使得四边形MCAP的面积最大若存在,求出这个最大值及此时M点的坐
标;若不存在,请说明理由。
2.如图①,已知抛物线3
2+
+
=bx
ax
y(a≠0)与x轴交于
点A(1,0)和点B (-3,0),与y轴交于点C.(1) 求抛物线的解析式;(2) 设抛物线的对称轴与x轴交于点M ,问在对称轴上是否存在点P,使△CMP为等腰三角形若存在,请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.(3) 如图②,若点E为第二象限抛物线上一动点,连接BE、CE,求四边形BOCE面积的最大值,并求此时E点的坐标.
图①图②
3. 如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象与x轴交于A、B
两点,A点在原点的左侧,B点的坐标为(3,0),与y轴交于C(0,-3)点,
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)连结PO、PC,并把△POC沿CO翻折,得到四边形POPC,那么是否存在点P,使四边形POPC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的面积最大并求出此时P点的坐标和四边形ABPC的最大面积. 4.如图,抛物线y = ax2 + bx + 4与x轴的两个交点分别为A(-4,0)、B(2,0),与y轴交于点
C,顶点为D.E(1,2)为线段BC的中点,BC的垂直平分线与x轴、y轴分别交于F、G.
(1)求抛物线的函数解析式,并写出顶点D的坐标;
(2)在直线EF上求一点H,使△CDH的周长最小,并求出最小周长;
(3)若点K在x轴上方的抛物线上运动,当K运动到什么位置时,△EFK的面积最大并求出最大面积.。