一、二次函数
1.如图①,已知抛物线y=ax2+bx+c的图像经过点A(0,3)、B(1,0),其对称轴为直线l:x=2,过点A作AC∥x轴交抛物线于点C,∠AOB的平分线交线段AC于点E,点P是抛物线上的一个动点,设其横坐标为m.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若动点P在直线OE下方的抛物线上,连结PE、PO,当m为何值时,四边形AOPE面积最大,并求出其最大值;
(3)如图②,F是抛物线的对称轴l上的一点,在抛物线上是否存在点P使△POF成为以点P为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,直接写出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=x2-4x+3.(2)当m=点的坐标为 :P1(P4(
575时,四边形AOPE面积最大,最大值为.(3)P
823-51+55+51+53+515,),P2(,),P3(,),
2222225515,). 22【解析】
分析:(1)利用对称性可得点D的坐标,利用交点式可得抛物线的解析式;
(2)设P(m,m2-4m+3),根据OE的解析式表示点G的坐标,表示PG的长,根据面积和可得四边形AOPE的面积,利用配方法可得其最大值; (3)存在四种情况:
如图3,作辅助线,构建全等三角形,证明△OMP≌△PNF,根据OM=PN列方程可得点P的坐标;同理可得其他图形中点P的坐标.
详解:(1)如图1,设抛物线与x轴的另一个交点为D,
由对称性得:D(3,0),
设抛物线的解析式为:y=a(x-1)(x-3), 把A(0,3)代入得:3=3a, a=1,
∴抛物线的解析式;y=x2-4x+3; (2)如图2,设P(m,m2-4m+3),
∵OE平分∠AOB,∠AOB=90°, ∴∠AOE=45°,
∴△AOE是等腰直角三角形, ∴AE=OA=3, ∴E(3,3),
易得OE的解析式为:y=x, 过P作PG∥y轴,交OE于点G, ∴G(m,m),
∴PG=m-(m2-4m+3)=-m2+5m-3, ∴S四边形AOPE=S△AOE+S△POE,
11×3×3+PG•AE, 2291=+×3×(-m2+5m-3), 22315=-m2+m, 22=
=
5375(m-)2+,
8223<0, 2∵-
∴当m=
575时,S有最大值是;
82(3)如图3,过P作MN⊥y轴,交y轴于M,交l于N,
∵△OPF是等腰直角三角形,且OP=PF, 易得△OMP≌△PNF, ∴OM=PN,
∵P(m,m2-4m+3), 则-m2+4m-3=2-m, 解得:m=5+555或,
225+51+55515,)或(,);
2222∴P的坐标为(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-m2+4m-3=m-2, 解得:x=3-53+5或; 223-51+53+515,)或(,);
22225+51+555153+5,)或(,)或(,22222P的坐标为(综上所述,点P的坐标是:(
153-51+5)或(,). 222点睛:本题属于二次函数综合题,主要考查了二次函数的综合应用,相似三角形的判定与性质以及解一元二次方程的方法,解第(2)问时需要运用配方法,解第(3)问时需要运用分类讨论思想和方程的思想解决问题.
2.如图,已知直线ykx6与抛物线yax2bxc相交于A,B两点,且点A(1,-4)为抛物线的顶点,点B在x轴上。
(1)求抛物线的解析式;
(2)在(1)中抛物线的第二象限图象上是否存在一点P,使△POB与△POC全等?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)若点Q是y轴上一点,且△ABQ为直角三角形,求点Q的坐标。
2【答案】解:(1)yx2x3;(2)存在,P(
1-1313-1,);(3)Q点坐标2273)或(0,)或(0,-1)或(0,-3). 22【解析】 【分析】
为(0,-(1)已知点A坐标可确定直线AB的解析式,进一步能求出点B的坐标.点A是抛物线的顶点,那么可以将抛物线的解析式设为顶点式,再代入点B的坐标,依据待定系数法可解. (2)首先由抛物线的解析式求出点C的坐标,在△POB和△POC中,已知的条件是公共边OP,若OB与OC不相等,那么这两个三角形不能构成全等三角形;若OB等于OC,那么还要满足的条件为:∠POC=∠POB,各自去掉一个直角后容易发现,点P正好在第二象限
的角平分线上,联立直线y=-x与抛物线的解析式,直接求交点坐标即可,同时还要注意点P在第二象限的限定条件.
(3)分别以A、B、Q为直角顶点,分类进行讨论,找出相关的相似三角形,依据对应线段成比例进行求解即可. 【详解】
解:(1)把A(1,﹣4)代入y=kx﹣6,得k=2, ∴y=2x﹣6, 令y=0,解得:x=3, ∴B的坐标是(3,0). ∵A为顶点,
∴设抛物线的解析为y=a(x﹣1)2﹣4, 把B(3,0)代入得:4a﹣4=0, 解得a=1,
∴y=(x﹣1)2﹣4=x2﹣2x﹣3. (2)存在.
∵OB=OC=3,OP=OP,
∴当∠POB=∠POC时,△POB≌△POC, 此时PO平分第二象限,即PO的解析式为y=﹣x. 设P(m,﹣m),则﹣m=m2﹣2m﹣3,解得m=∴P(1+131-13(m=>0,舍),
221-1313-1,). 22(3)①如图,当∠Q1AB=90°时,△DAQ1∽△DOB,
5ADDQ15DQ1∴=,即,∴DQ1=, ODDB2635∴OQ1=
77,即Q1(0,-); 22②如图,当∠Q2BA=90°时,△BOQ2∽△DOB, ∴
OBOQ23OQ2,即, ODOB6333,即Q2(0,); 22∴OQ2=
③如图,当∠AQ3B=90°时,作AE⊥y轴于E,
则△BOQ3∽△Q3EA,
OQ3OBOQ33∴,即 Q3EAE4OQ31∴OQ32﹣4OQ3+3=0,∴OQ3=1或3, 即Q3(0,﹣1),Q4(0,﹣3). 综上,Q点坐标为(0,-
73)或(0,)或(0,﹣1)或(0,﹣3). 22
3.如图,抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)的对称轴为直线x=﹣1,抛物线交x轴于A、C两点,与直线y=x﹣1交于A、B两点,直线AB与抛物线的对称轴交于点E. (1)求抛物线的解析式.
(2)点P在直线AB上方的抛物线上运动,若△ABP的面积最大,求此时点P的坐标. (3)在平面直角坐标系中,以点B、E、C、D为顶点的四边形是平行四边形,请直接写出符合条件点D的坐标.
【答案】(1)y=﹣x2﹣2x+3;(2)点P(D2(﹣6,﹣3),D3(﹣2,﹣7). 【解析】 【分析】
315,);(3)符合条件的点D的坐标为D1(0,3),42(1)令y=0,求出点A的坐标,根据抛物线的对称轴是x=﹣1,求出点C的坐标,再根据待定系数法求出抛物线的解析式即可;
(2)设点P(m,﹣m2﹣2m+3),利用抛物线与直线相交,求出点B的坐标,过点P作PF∥y轴交直线AB于点F,利用S△ABP=S△PBF+S△PFA,用含m的式子表示出△ABP的面积,利用二次函数的最大值,即可求得点P的坐标;
(3)求出点E的坐标,然后求出直线BC、直线BE、直线CE的解析式,再根据以点B、E、C、D为顶点的四边形是平行四边形,得到直线D1D2、直线D1D3、直线D2D3的解析式,即可求出交点坐标. 【详解】
解:(1)令y=0,可得:x﹣1=0,解得:x=1, ∴点A(1,0),
∵抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)的对称轴为直线x=﹣1, ∴﹣1×2﹣1=﹣3,即点C(﹣3,0),
ab3=0∴9a3b3=0a=1 ,解得:b=2,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2﹣2x+3; (2)∵点P在直线AB上方的抛物线上运动, ∴设点P(m,﹣m2﹣2m+3),
∵抛物线与直线y=x﹣1交于A、B两点,
y=x22x3x1=4∴ ,解得:y=x1y1=5∴点B(﹣4,﹣5),
则点F(m,m﹣1),
∴PF=﹣m2﹣2m+3﹣m+1=﹣m2﹣3m+4, ∴S△ABP=S△PBF+S△PFA =
1x2=,y2=0,
如图,过点P作PF∥y轴交直线AB于点F,
11(﹣m2﹣3m+4)(m+4)+(﹣m2﹣3m+4)(1﹣m) 22=-
53125 , (m+ )2+
2283时,P最大, 2∴当m=∴点P(315,). 24(3)当x=﹣1时,y=﹣1﹣1=﹣2, ∴点E(﹣1,﹣2),
如图,直线BC的解析式为y=5x+15,直线BE的解析式为y=x﹣1,直线CE的解析式为y=﹣x﹣3,
∵以点B、C、E、D为顶点的四边形是平行四边形,
∴直线D1D3的解析式为y=5x+3,直线D1D2的解析式为y=x+3,直线D2D3的解析式为y=﹣x﹣9,
y=5x3 得D1(0,3), 联立y=x3同理可得D2(﹣6,﹣3),D3(﹣2,﹣7),
综上所述,符合条件的点D的坐标为D1(0,3),D2(﹣6,﹣3),D3(﹣2,﹣7).
【点睛】
本题考查二次函数的综合应用,解决第(2)小题中三角形面积的问题时,找到一条平行或垂直于坐标轴的边是关键;对于第(3)小题,要注意分类讨论、数形结合的运用,不要漏解.
4.在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线的顶点坐标为(2,0),且经过点(4,1),
1x与抛物线交于A、B两点,直线l为y=﹣1. 4(1)求抛物线的解析式;
如图,直线y=
(2)在l上是否存在一点P,使PA+PB取得最小值?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)知F(x0,y0)为平面内一定点,M(m,n)为抛物线上一动点,且点M到直线l的距离与点M到点F的距离总是相等,求定点F的坐标.
【答案】(1)抛物线的解析式为y=定点F的坐标为(2,1). 【解析】
1228x﹣x+1.(2)点P的坐标为(,﹣1).(3)
134分析:(1)由抛物线的顶点坐标为(2,0),可设抛物线的解析式为y=a(x-2)2,由抛
物线过点(4,1),利用待定系数法即可求出抛物线的解析式;
(2)联立直线AB与抛物线解析式成方程组,通过解方程组可求出点A、B的坐标,作点B关于直线l的对称点B′,连接AB′交直线l于点P,此时PA+PB取得最小值,根据点B的坐标可得出点B′的坐标,根据点A、B′的坐标利用待定系数法可求出直线AB′的解析式,再利用一次函数图象上点的坐标特征即可求出点P的坐标;
(3)由点M到直线l的距离与点M到点F的距离总是相等结合二次函数图象上点的坐标
11-y0)m2+(2-2x0+2y0)m+x02+y02-2y0-3=0,由m的任意性可得出关22于x0、y0的方程组,解之即可求出顶点F的坐标. 详解:(1)∵抛物线的顶点坐标为(2,0), 设抛物线的解析式为y=a(x-2)2. ∵该抛物线经过点(4,1),
1∴1=4a,解得:a=,
411∴抛物线的解析式为y=(x-2)2=x2-x+1.
44(2)联立直线AB与抛物线解析式成方程组,得:
特征,即可得出(1-
1y=xx1=1x2=44,解得:,, 111y1=y2=y=x2x144∴点A的坐标为(1,
1),点B的坐标为(4,1). 4作点B关于直线l的对称点B′,连接AB′交直线l于点P,此时PA+PB取得最小值(如图1所示).
∵点B(4,1),直线l为y=-1, ∴点B′的坐标为(4,-3).
设直线AB′的解析式为y=kx+b(k≠0), 将A(1,
1)、B′(4,-3)代入y=kx+b,得: 4131k=kb=12,解得:, 44b=4kb=33∴直线AB′的解析式为y=-当y=-1时,有-解得:x=
28, 1328,-1). 13134x+, 123134x+=-1, 123∴点P的坐标为(
(3)∵点M到直线l的距离与点M到点F的距离总是相等, ∴(m-x0)2+(n-y0)2=(n+1)2, ∴m2-2x0m+x02-2y0n+y02=2n+1. ∵M(m,n)为抛物线上一动点, ∴n=
12
m-m+1, 4121m-m+1)+y02=2(m2-m+1)+1, 44∴m2-2x0m+x02-2y0(整理得:(1-
11-y0)m2+(2-2x0+2y0)m+x02+y02-2y0-3=0. 22∵m为任意值,
11122y0=0∴22x02y0=0, x2y22y3=0000x0=2∴,
y=10∴定点F的坐标为(2,1).
点睛:本题考查了待定系数法求二次(一次)函数解析式、二次(一次)函数图象上点的坐标特征、轴对称中的最短路径问题以及解方程组,解题的关键是:(1)根据点的坐标,利用待定系数法求出二次函数解析式;(2)利用两点之间线段最短找出点P的位置;(3)根据点M到直线l的距离与点M到点F的距离总是相等结合二次函数图象上点的坐标特征,找出关于x0、y0的方程组.
5.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c的顶点坐标为P(2,9),与x轴交于点A,B,与y轴交于点C(0,5). (Ⅰ)求二次函数的解析式及点A,B的坐标;
(Ⅱ)设点Q在第一象限的抛物线上,若其关于原点的对称点Q′也在抛物线上,求点Q的坐标;
(Ⅲ)若点M在抛物线上,点N在抛物线的对称轴上,使得以A,C,M,N为顶点的四边形是平行四边形,且AC为其一边,求点M,N的坐标.
【答案】(1)y=﹣x2+4x+5,A(﹣1,0),B(5,0);(2)Q(5,45);(3)M(1,8),N(2,13)或M′(3,8),N′(2,3). 【解析】 【分析】
(1)设顶点式,再代入C点坐标即可求解解析式,再令y=0可求解A和B点坐标; (2)设点Q(m,﹣m2+4m+5),则其关于原点的对称点Q′(﹣m,m2﹣4m﹣5),再将Q′坐标代入抛物线解析式即可求解m的值,同时注意题干条件“Q在第一象限的抛物线上”; (3)利用平移AC的思路,作MK⊥对称轴x=2于K,使MK=OC,分M点在对称轴左边和右边两种情况分类讨论即可. 【详解】
(Ⅰ)设二次函数的解析式为y=a(x﹣2)2+9,把C(0,5)代入得到a=﹣1, ∴y=﹣(x﹣2)2+9,即y=﹣x2+4x+5, 令y=0,得到:x2﹣4x﹣5=0, 解得x=﹣1或5,
∴A(﹣1,0),B(5,0).
(Ⅱ)设点Q(m,﹣m2+4m+5),则Q′(﹣m,m2﹣4m﹣5). 把点Q′坐标代入y=﹣x2+4x+5, 得到:m2﹣4m﹣5=﹣m2﹣4m+5, ∴m=5或5(舍弃), ∴Q(5,45).
(Ⅲ)如图,作MK⊥对称轴x=2于K.
①当MK=OA,NK=OC=5时,四边形ACNM是平行四边形. ∵此时点M的横坐标为1, ∴y=8,
∴M(1,8),N(2,13),
②当M′K=OA=1,KN′=OC=5时,四边形ACM′N′是平行四边形, 此时M′的横坐标为3,可得M′(3,8),N′(2,3). 【点睛】
本题主要考查了二次函数的应用,第3问中理解通过平移AC可应用“一组对边平行且相等”得到平行四边形.
6.如图,在平面直角坐标系中,二次函数yax2bxc交x轴于点A4,0、
B2,0,交y轴于点C0,6,在y轴上有一点E0,2,连接AE.
(1)求二次函数的表达式;
(2)若点D为抛物线在x轴负半轴上方的一个动点,求ADE面积的最大值; (3)抛物线对称轴上是否存在点P,使AEP为等腰三角形,若存在,请直接写出所有
P点的坐标,若不存在请说明理由.
【答案】(1)二次函数的解析式为y面积取得最大值【解析】
分析:(1)把已知点坐标代入函数解析式,得出方程组求解即可;
(2)根据函数解析式设出点D坐标,过点D作DG⊥x轴,交AE于点F,表示△ADE的面积,运用二次函数分析最值即可;
(3)设出点P坐标,分PA=PE,PA=AE,PE=AE三种情况讨论分析即可. 详解:(1)∵二次函数y=ax2+bx+c经过点A(﹣4,0)、B(2,0),C(0,6),
3232xx6;(2)当x时,ADE的42350;(3)P点的坐标为1,1,1,11,1,219. 316a4bc0∴4a2bc0, c63a43解得:b,
2c6所以二次函数的解析式为:y=323xx6; 421x2, 2(2)由A(﹣4,0),E(0,﹣2),可求AE所在直线解析式为y=过点D作DN⊥x轴,交AE于点F,交x轴于点G,过点E作EH⊥DF,垂足为H,如图,
设D(m,∴DF=3231mm6),则点F(m,m2), 42232313mm6﹣(m2)=m2m8, 422411×DF×AG+DF×EH 22∴S△ADE=S△ADF+S△EDF= =
11×DF×AG+×DF×EH 221 =×4×DF 232 =2×(mm8)
4 =(m)∴当m=3223250, 3250时,△ADE的面积取得最大值为. 33323xx6的对称轴为x=﹣1,设P(﹣1,n),又E(0,﹣2),A(﹣42 (3)y=2,AE=4,0),可求PA=9n2,PE=116425,分三种情况讨论: (n2)2,解得:n=1,此时P(﹣1,1); 当PA=PE时,9n2=1(n2) 当PA=AE时,9n2=16425,解得:n=11,此时点P坐标为(﹣1,
11);
2= 当PE=AE时,116425,解得:n=﹣219,此时点P坐标为:(n2)(﹣1,﹣219).
综上所述:P点的坐标为:(﹣1,1),(﹣1,11),(﹣1,﹣219). 点睛:本题主要考查二次函数的综合问题,会求抛物线解析式,会运用二次函数分析三角形面积的最大值,会分类讨论解决等腰三角形的顶点的存在问题时解决此题的关键.
7.如图,直线y=-
1x-3与x轴,y轴分别交于点A,C,经过点A,C的抛物线y=ax2+bx2﹣3与x轴的另一个交点为点B(2,0),点D是抛物线上一点,过点D作DE⊥x轴于点E,连接AD,DC.设点D的横坐标为m. (1)求抛物线的解析式;
(2)当点D在第三象限,设△DAC的面积为S,求S与m的函数关系式,并求出S的最大值及此时点D的坐标;
(3)连接BC,若∠EAD=∠OBC,请直接写出此时点D的坐标.
【答案】(1)y=D(﹣3,﹣【解析】 【分析】
3122727x+x﹣3;(2)S△ADC=﹣(m+3)2+;△ADC的面积最大值为;此时444415);(3)满足条件的点D坐标为(﹣4,﹣3)或(8,21). 4(1)求出A坐标,再用待定系数法求解析式;(2)设DE与AC的交点为点F.设点D的坐标为:(m,
121m+m﹣3),则点F的坐标为:(m,﹣m﹣3),根据S△ADC=S△ADF+S△DFC求42出解析式,再求最值;(3)①当点D与点C关于对称轴对称时,D(﹣4,﹣3),根据对称性此时∠EAD=∠ABC.
②作点D(﹣4,﹣3)关于x轴的对称点D′(﹣4,3),直线AD′的解析式为y=组求出函数图像交点坐标. 【详解】
3x+9,解方程21x﹣3中,当y=0时,x=﹣6, 2即点A的坐标为:(﹣6,0),
将A(﹣6,0),B(2,0)代入y=ax2+bx﹣3得:
解:(1)在y=﹣
36a6b30, 4a2b301a解得:4,
b1∴抛物线的解析式为:y=(2)设点D的坐标为:(m,设DE与AC的交点为点F.
12
x+x﹣3; 4121m+m﹣3),则点F的坐标为:(m,﹣m﹣3), 421113m﹣3﹣(m2+m﹣3)=﹣m2﹣m, 2442∴S△ADC=S△ADF+S△DFC
∴DF=﹣===
11DF•AE+•DF•OE 221DF•OA 2113×(﹣m2﹣m)×6 242=﹣=﹣
329m﹣m 42327(m+3)2+,
443∵a=﹣<0,
4∴抛物线开口向下,
∴当m=﹣3时,S△ADC存在最大值又∵当m=﹣3时,∴存在点D(﹣3,﹣
27, 41215m+m﹣3=﹣,
442715),使得△ADC的面积最大,最大值为; 44(3)①当点D与点C关于对称轴对称时,D(﹣4,﹣3),根据对称性此时∠EAD=∠ABC. ②作点D(﹣4,﹣3)关于x轴的对称点D′(﹣4,3), 直线AD′的解析式为y=
3x+9, 2y由y3x9x6x82,解得或,
12y0y21xx34此时直线AD′与抛物线交于D(8,21),满足条件,
综上所述,满足条件的点D坐标为(﹣4,﹣3)或(8,21)
【点睛】
本题属于二次函数综合题,考查了待定系数法,一次函数的应用,二次函数的性质等知识,解题的关键是学会构建二次函数解决最值问题,学会构建一次函数解决实际问题,属于中考压轴题..
8.如图,在平面直角坐标系中,二次函数yax2bxc交x轴于点A4,0、
B2,0,交y轴于点C0,6,在y轴上有一点E0,2,连接AE.
(1)求二次函数的表达式;
(2)若点D为抛物线在x轴负半轴上方的一个动点,求ADE面积的最大值; (3)抛物线对称轴上是否存在点P,使AEP为等腰三角形,若存在,请直接写出所有
P点的坐标,若不存在请说明理由.
【答案】(1)二次函数的解析式为y面积取得最大值【解析】
分析:(1)把已知点坐标代入函数解析式,得出方程组求解即可;
(2)根据函数解析式设出点D坐标,过点D作DG⊥x轴,交AE于点F,表示△ADE的面积,运用二次函数分析最值即可;
3232xx6;(2)当x时,ADE的42350;(3)P点的坐标为1,1,1,11,1,219. 3 (3)设出点P坐标,分PA=PE,PA=AE,PE=AE三种情况讨论分析即可. 详解:(1)∵二次函数y=ax2+bx+c经过点A(﹣4,0)、B(2,0),C(0,6),
16a4bc0∴4a2bc0, c63a43解得:b,
2c6所以二次函数的解析式为:y=323xx6; 421x2, 2(2)由A(﹣4,0),E(0,﹣2),可求AE所在直线解析式为y=过点D作DN⊥x轴,交AE于点F,交x轴于点G,过点E作EH⊥DF,垂足为H,如图,
设D(m,∴DF=3231mm6),则点F(m,m2), 42232313mm6﹣(m2)=m2m8, 422411×DF×AG+DF×EH 22∴S△ADE=S△ADF+S△EDF= =
11×DF×AG+×DF×EH 221 =×4×DF 232 =2×(mm8)
4 =(m)∴当m=3223250, 3250时,△ADE的面积取得最大值为. 33 (3)y=323xx6的对称轴为x=﹣1,设P(﹣1,n),又E(0,﹣2),A(﹣422,AE=4,0),可求PA=9n2,PE=116425,分三种情况讨论: (n2)2,解得:n=1,此时P(﹣1,1); 当PA=PE时,9n2=1(n2) 当PA=AE时,9n2=16425,解得:n=11,此时点P坐标为(﹣1,
11);
2= 当PE=AE时,116425,解得:n=﹣219,此时点P坐标为:(n2)(﹣1,﹣219).
综上所述:P点的坐标为:(﹣1,1),(﹣1,11),(﹣1,﹣219). 点睛:本题主要考查二次函数的综合问题,会求抛物线解析式,会运用二次函数分析三角形面积的最大值,会分类讨论解决等腰三角形的顶点的存在问题时解决此题的关键.
9.如图①,抛物线yx2(a1)xa与x轴交于A、B两点(点A位于点B的左侧),与y轴交于点C,已知ABC的面积为6. (1)求a的值;
(2)求ABC外接圆圆心的坐标;
(3)如图②,P是抛物线上一点,点Q为射线CA上一点,且P、Q两点均在第三象限内,Q、A是位于直线BP同侧的不同两点,若点P到x轴的距离为d,QPB的面积为2d,且PAQAQB,求点Q的坐标.
【答案】(1)-3;(2)坐标(-1,1);(3)Q4,1. 【解析】 【分析】
(1)利用抛物线解析式得到A、B、C三点坐标,然后利用三角形面积公式列出方程解出a;(2)利用第一问得到A、B、C三点坐标,求出AC解析式,找到AC垂直平分线的解析式,与AB垂直平分线解析式联立,解出x、y即为圆心坐标;(3)过点P做PD⊥x轴,
PD=d,发现△ABP与△QBP的面积相等,得到A、D两点到PB得距离相等,可得AQ∥PB,求出PB解析式,与二次函数解析式联立得到P点坐标,又易证
ABQ≌QPA,得到BQ=AP=26,设出Q点坐标,点与点的距离列出方程,解出Q点坐
标即可 【详解】
(1)解:由题意得yx1xa 由图知:a<0
,,C0,a 所以A(a,0),B10SABC11aa=6 2a3或a4(舍)
∴
a3
,,C0,3 (2)由(1)得A(-3,0),B10∴直线AC得解析式为:y=x+3
33, 22∴AC的垂直平分线为:yx
AC中点坐标为又∵AB的垂直平分线为:x1
yxx1∴ 得
x1y1ABC外接圆圆心的坐标(-1,1). (3)解:过点P做PD⊥x轴 由题意得:PD=d,
1∴SABPPDAB
2 =2d
∵QPB的面积为2d
∴SABPSBPQ,即A、D两点到PB得距离相等 ∴AQ∥PB
设PB直线解析式为;yxb过点B(1,0) ∴yx1
yx1x4x1(舍) ∴ 易得2yx2x3y5y0所以P(-4,-5),
由题意及PAQAQB 易得:ABQ≌QPA ∴BQ=AP=26 设Q(m,-1)(m<0) ∴1m1226
2m4
∴Q4,1. 【点睛】
本题考查二次函数综合性问题,涉及到一次函数、三角形外接圆圆心、全等三角形等知识点,第一问关键在于用a表示出A、B、C三点坐标;第二问关键在于找到AC垂直平分线的解析式,与AB垂直平分线解析式;第三问关键在于能够求出PB的解析式
10.如图甲,直线y=﹣x+3与x轴、y轴分别交于点B、点C,经过B、C两点的抛物线y=x2+bx+c与x轴的另一个交点为A,顶点为P. (1)求该抛物线的解析式;
(2)在该抛物线的对称轴上是否存在点M,使以C,P,M为顶点的三角形为等腰三角形?若存在,请直接写出所符合条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由; (3)当0<x<3时,在抛物线上求一点E,使△CBE的面积有最大值(图乙、丙供画图探
究).
【答案】(1)y=x2﹣4x+3;(2)(2,2
);(3)E点坐标为(
,
)或(2,7)或(2,﹣1+2)或(2,﹣1﹣
)时,△CBE的面积最大.
【解析】
试题分析:(1)由直线解析式可求得B、C坐标,利用待定系数法可求得抛物线解析式; (2)由抛物线解析式可求得P点坐标及对称轴,可设出M点坐标,表示出MC、MP和PC的长,分MC=MP、MC=PC和MP=PC三种情况,可分别得到关于M点坐标的方程,可求得M点的坐标;
(3)过E作EF⊥x轴,交直线BC于点F,交x轴于点D,可设出E点坐标,表示出F点的坐标,表示出EF的长,进一步可表示出△CBE的面积,利用二次函数的性质可求得其取得最大值时E点的坐标.
试题解析:(1)∵直线y=﹣x+3与x轴、y轴分别交于点B、点C, ∴B(3,0),C(0,3), 把B、C坐标代入抛物线解析式可得∴抛物线解析式为y=x2﹣4x+3; (2)∵y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1, ∴抛物线对称轴为x=2,P(2,﹣1), 设M(2,t),且C(0,3), ∴MC=
∵△CPM为等腰三角形,
∴有MC=MP、MC=PC和MP=PC三种情况, ①当MC=MP时,则有②当MC=PC时,则有7);
③当MP=PC时,则有|t+1|=21+2
)或(2,﹣1﹣2
);
)或(2,7)或(2,﹣1+2
)或
,解得t=﹣1+2
或t=﹣1﹣2
,此时M(2,﹣
=2
=|t+1|,解得t=
,此时M(2,
);
,MP=|t+1|,PC=
,
,解得
,
,解得t=﹣1(与P点重合,舍去)或t=7,此时M(2,
综上可知存在满足条件的点M,其坐标为(2,(2,﹣1﹣2
);
(3)如图,过E作EF⊥x轴,交BC于点F,交x轴于点D,
设E(x,x2﹣4x+3),则F(x,﹣x+3), ∵0<x<3,
∴EF=﹣x+3﹣(x2﹣4x+3)=﹣x2+3x,
∴S△CBE=S△EFC+S△EFB=∴当x=
EF•OD+EF•BD=EF•OB=×3(﹣x2+3x)=﹣,
),
(x﹣)2+,
时,△CBE的面积最大,此时E点坐标为(
,
)时,△CBE的面积最大.
即当E点坐标为(
考点:二次函数综合题.
11.如图,已知二次函数y=ax2+bx+3的图象交x轴于点A(1,0),B(3,0),交y轴于点C.
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)点P是直线BC下方抛物线上的一动点,求△BCP面积的最大值;
(3)直线x=m分别交直线BC和抛物线于点M,N,当△BMN是等腰三角形时,直接写出m的值.
【答案】(1)这个二次函数的表达式是y=x2﹣4x+3;(2)S△BCP最大=是等腰三角形时,m的值为2,﹣2,1,2. 【解析】
分析:(1)根据待定系数法,可得函数解析式;
27;(3)当△BMN8(2)根据平行于y轴直线上两点间的距离是较大的纵坐标减较小的纵坐标,可得PE的长,根据面积的和差,可得二次函数,根据二次函数的性质,可得答案; (3)根据等腰三角形的定义,可得关于m的方程,根据解方程,可得答案. 详解:(1)将A(1,0),B(3,0)代入函数解析式,得
ab3=0, 9a3b3=01a=解得,
b=4这个二次函数的表达式是y=x2-4x+3; (2)当x=0时,y=3,即点C(0,3),
设BC的表达式为y=kx+b,将点B(3,0)点C(0,3)代入函数解析式,得
3kb=0, b=0解这个方程组,得
k=1 b=3直线BC的解析是为y=-x+3, 过点P作PE∥y轴
,
交直线BC于点E(t,-t+3), PE=-t+3-(t2-4t+3)=-t2+3t, ∴S△BCP=S△BPE+SCPE=∵-
12733(-t2+3t)×3=-(t-)2+,
22282733. <0,∴当t=时,S△BCP最大=
228(3)M(m,-m+3),N(m,m2-4m+3) MN=m2-3m,BM=2|m-3|,
当MN=BM时,①m2-3m=2(m-3),解得m=2, ②m2-3m=-2(m-3),解得m=-2 当BN=MN时,∠NBM=∠BMN=45°, m2-4m+3=0,解得m=1或m=3(舍) 当BM=BN时,∠BMN=∠BNM=45°,
-(m2-4m+3)=-m+3,解得m=2或m=3(舍), 当△BMN是等腰三角形时,m的值为2,-2,1,2.
点睛:本题考查了二次函数综合题,解(1)的关键是待定系数法;解(2)的关键是利用面积的和差得出二次函数,又利用了二次函数的性质,解(3)的关键是利用等腰三角形的定义得出关于m的方程,要分类讨论,以防遗漏.
12.在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2+
5x+c的图象经过点C(0,2)和点D(4,﹣31x+2与二次函数图象在第一象限内的交点. 3(1)求二次函数的解析式及点E的坐标.
2).点E是直线y=﹣
(2)如图①,若点M是二次函数图象上的点,且在直线CE的上方,连接MC,OE,ME.求四边形COEM面积的最大值及此时点M的坐标.
(3)如图②,经过A、B、C三点的圆交y轴于点F,求点F的坐标.
【答案】(1)E(3,1);(2)S最大=
321,M坐标为(,3);(3)F坐标为(0,﹣423). 2【解析】 【分析】
1)把C与D坐标代入二次函数解析式求出a与c的值,确定出二次函数解析式,与一次函数解析式联立求出E坐标即可;
(2)过M作MH垂直于x轴,与直线CE交于点H,四边形COEM面积最大即为三角形CME面积最大,构造出二次函数求出最大值,并求出此时M坐标即可;
(3)令y=0,求出x的值,得出A与B坐标,由圆周角定理及相似的性质得到三角形AOC与三角形BOF相似,由相似得比例求出OF的长,即可确定出F坐标. 【详解】
2016ac2 , (1)把C(0,2),D(4,﹣2)代入二次函数解析式得:3c2225a解得:3 ,即二次函数解析式为y=﹣x2+x+2,
33c2y﹣x2联立一次函数解析式得:, 225y﹣xx233125x+2=﹣x2+x+2, 333解得:x=0或x=3, 则E(3,1);
消去y得:﹣
(2)如图①,过M作MH∥y轴,交CE于点H,
设M(m,﹣∴MH=(﹣
2251m+m+2),则H(m,﹣m+2), 33322512m+m+2)﹣(﹣m+2)=﹣m2+2m, 3333S四边形COEM=S△OCE+S△CME=当m=﹣
11×2×3+MH•3=﹣m2+3m+3, 22b3213=时,S最大=,此时M坐标为(,3); a242(3)连接BF,如图②所示,
当﹣
2255-735+73x+x+20=0时,x1=,x2=, 334473-55+73,OB=, 44∴OA=
∵∠ACO=∠ABF,∠AOC=∠FOB, ∴△AOC∽△FOB,
73-52OAOC∴ ,即4 , OFOFOB5+7343解得:OF=,
2则F坐标为(0,﹣【点睛】
此题属于二次函数综合题,涉及的知识有:待定系数法求二次函数解析式,相似三角形的判定与性质,三角形的面积,二次函数图象与性质,以及图形与坐标性质,熟练掌握各自的性质是解本题的关键.
3). 2
13.如图,已知二次函数y=ax2+bx+3 的图象与x轴分别交于A(1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C
(1)求此二次函数解析式;
(2)点D为抛物线的顶点,试判断△BCD的形状,并说明理由;
(3)将直线BC向上平移t(t>0)个单位,平移后的直线与抛物线交于M,N两点(点M在y轴的右侧),当△AMN为直角三角形时,求t的值. 【答案】(1)y【解析】 【分析】
(1)根据点A、B的坐标,利用待定系数法即可求出二次函数解析式;
(2)利用配方法及二次函数图象上点的坐标特征,可求出点C、D的坐标,利用两点间的距离公式可求出CD、BD、BC的长,由勾股定理的逆定理可证出△BCD为直角三角形; (3)根据点B、C的坐标,利用待定系数法可求出直线BC的解析式,进而可找出平移后直线的解析式,联立两函数解析式成方程组,通过解方程组可找出点M、N的坐标,利用两点间的距离公式可求出AM2、AN2、MN2的值,分别令三个角为直角,利用勾股定理可得出关于t的无理方程,解之即可得出结论. 【详解】
2(1)将A1,0、B3,0代入yaxbx3,得:
x24x3;(2)△BCD为直角三角形,理由见解析;(3)当△AMN
为直角三角形时,t的值为1或4.
ab30a1,解得:, 9a3b30b4此二次函数解析式为yx24x3.
(2)BCD为直角三角形,理由如下:
Qyx24x3x21, 顶点D的坐标为2,1.
当x0时,yx4x33,
22点C的坐标为0,3. Q点B的坐标为3,0,
BC30032232,
BDCD231020132222, 25.
2QBC2BD220CD2,
CBD90,
BCD为直角三角形.
(3)设直线BC的解析式为ykxck0, 将B3,0,C0,3代入ykxc,得:
3kc0k1,解得:, c3c3直线BC的解析式为yx3,
将直线BC向上平移t个单位得到的直线的解析式为yx3t.
yx3t联立新直线与抛物线的解析式成方程组,得:, 2yx4x3394t394txx1222解得:,,
y32t94ty32t94t1222点M的坐标为(394t,32t94t),点N的坐标为(394t,
22232t94t).
2Q点A的坐标为1,0,
394t32t94t2AM210t5t71t94t,22394t32t94t2AN210t5t71t94t,22394t394t2MN2232t94t32t94t2222222188t. 2QAMN为直角三角形, 分三种情况考虑:
①当MAN90时,有AM2AN2MN2,即
t25t71t94tt25t71t94t188t,
整理,得:t2t20,
解得:t11,t22(不合题意,舍去); ②当AMN90时,有AM2MN2AN2,即
t25t71t94t188tt25t71t94t,
整理,得:t22t80,
解得:t14,t22(不合题意,舍去); ③当ANM90时,有AN2MN2AN2,即
t25t71t94t188tt25t71t94t,
整理,得:94t1t94t0.
Qt0,
该方程无解(或解均为增解).
综上所述:当AMN为直角三角形时,t的值为1或4. 【点睛】
本题考查了待定系数法求二次函数解析式、待定系数法求一次函数解析式、二次函数图象上点的坐标特征、勾股定理以及勾股定理的逆定理,解题的关键是:(1)根据点的坐标,利用待定系数法求出二次函数解析式;(2)利用两点间的距离公式结合勾股定理的逆定理找出BC2+BD2=CD2;(3)分∠MAN=90°、∠AMN=90°及∠ANM=90°三种情况考虑.
14.如图,已知抛物线yax2bx(a0)过点A(3,-3) 和B(33,0),过点A作直线AC//x轴,交y轴与点C. (1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线上取一点P,过点P作直线AC的垂线,垂足为D,连接OA,使得以A,D,P为顶点的三角形与△AOC相似,求出对应点P的坐标; (3)抛物线上是否存在点Q,使得SAOC在,请说明理由.
1SAOQ?若存在,求出点Q的坐标;若不存3
【答案】(1)y1233834,- );(3)Qxx;(2)P点坐标为(43 ,6)或(3322点坐标(33,0)或(-23,15)
【解析】 【分析】
(1)把A与B坐标代入抛物线解析式求出a与b的值,即可确定出解析式; (2)设P坐标为x,1233x22x,表示出AD与PD,由相似分两种情况得比例求出x的值,即可确定出P坐标;
(3)存在,求出已知三角形AOC边OA上的高h,过O作OM⊥OA,截取OM=h,与y轴交于点N,分别确定出M与N坐标,利用待定系数法求出直线MN解析式,与抛物线解析式联立求出Q坐标即可. 【详解】
3a3b3(1)把A(3,3)和点B(33,0)代入抛物线得:,
27a33b0解得:a133,b, 221233xx; 22则抛物线解析式为y(2)当P在直线AD上方时,
1233设P坐标为x,2x21233x,则有,PDxx3, ADx32233OCCA当OCA∽ADP时,,即x31233, ADDPxx322整理得:3x293x1823x6,即3x2113x240, 解得:x此时P(1135383,即x或x3(舍去), 63483,);
3333OCCA当OCA∽PDA时,,即1233, x3PDADxx322整理得:3x29x636x63,即x253x120, 解得:x5333,即x43或3(舍去), 2此时P(43,6);
当点P0,0时,也满足OCA∽PDA;
当P在直线AD下方时,同理可得:P的坐标为(综上,P的坐标为(1043,),
334108343,)或(43,6)或(,)或0,0;
33333,
(3)在RtAOC中,OC3,AC根据勾股定理得:OA23,
11Q OC·ACOA·h, 22h3, 2133, QSAOCSAOQ32AOQ边OA上的高为
9, 29,过M作MN//OA,交y轴于点N,如图所示: 2过O作OMOA,截取OM
在RtOMN中,ON2OM9,即N0,9, 过M作MHx轴,
19939393OM,OH,即M(,), OM244424设直线MN解析式为ykx9,
在RtOMH中,MH把M坐标代入得:
993k9,即k3,即y3x9, 44y3x9联立得:1233,
xyx22解得:x33x23或,即Q(33,0)或(23,15),
y0y15则抛物线上存在点Q,使得SAOC1SAOQ,此时点Q的坐标为(33,0)或(23,315).
【点睛】
二次函数综合题,涉及的知识有:待定系数法求函数解析式,相似三角形的判定与性质,点到直线的距离公式,熟练掌握待定系数法是解本题的关键.
15.空地上有一段长为a米的旧墙MN,某人利用旧墙和木栏围成一个矩形菜园ABCD,已知木栏总长为100米.
(1)已知a=20,矩形菜园的一边靠墙,另三边一共用了100米木栏,且围成的矩形菜园面积为450平方米.如图1,求所利用旧墙AD的长;
(2)已知0<α<50,且空地足够大,如图2.请你合理利用旧墙及所给木栏设计一个方案,使得所围成的矩形菜园ABCD的面积最大,并求面积的最大值.
【答案】(1)利用旧墙AD的长为10米.(2)见解析. 【解析】 【分析】
(1)按题意设出AD,表示AB构成方程;
(2)根据旧墙长度a和AD长度表示矩形菜园长和宽,注意分类讨论s与菜园边长之间的数量关系. 【详解】
(1)设AD=x米,则AB=依题意得,
100-x米 2x(100x)=450 2解得x1=10,x2=90 ∵a=20,且x≤a ∴x=90舍去
∴利用旧墙AD的长为10米.
(2)设AD=x米,矩形ABCD的面积为S平方米 ①如果按图一方案围成矩形菜园,依题意 得:
x(100x)1=(x50)21250,0<x<a 22∵0<a<50
∴x<a<50时,S随x的增大而增大
S=
当x=a时,S最大=50a-
12a 2
②如按图2方案围成矩形菜园,依题意得 S=
x(100a2x)aaa=[x(25)]2(25)2,a≤x<50+
2442a100<50时,即0<a<时, 43当a<25+
aa210000200aa2则x=25+时,S最大=(25+)=,
4416当25+
a100≤a,即≤a<50时,S随x的增大而减小 43∴x=a时,S最大=
a(100a2a)12=50aa,
221001210000200aa2(3a100)2-(50aa)=综合①②,当0<a<时,>0
2316161210000200aa2>50aa,此时,按图2方案围成矩形菜园面积最大,最大面积
21610000200aa2为平方米
16当
100≤a<50时,两种方案围成的矩形菜园面积最大值相等. 3a100时,围成长和宽均为(25+)米的矩形菜园面积最大,最大面积为
43∴当0<a<
10000200aa2平方米;
16当
100a≤a<50时,围成长为a米,宽为(50-)米的矩形菜园面积最大,最大面积为
2312a)平方米. 2【点睛】
(50a本题以实际应用为背景,考查了一元二次方程与二次函数最值的讨论,解得时注意分类讨论变量大小关系.
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