第5章二次函数解答题-压轴题-【苏科版-中考真题】九年级数学上学期期末复习培优练习(江苏)
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一.二次函数综合题(共10小题)
1.(2022•宿迁)如图,二次函数y=x2+bx+c与x轴交于O(0,0),A(4,0)两点,顶点为C,连接OC、AC,若点B是线段OA上一动点,连接BC,将△ABC沿BC折叠后,点A落在点A′的位置,线段A′C与x轴交于点D,且点D与O、A点不重合.
(1)求二次函数的表达式;
(2)①求证:△OCD∽△A′BD;
②求的最小值;
(3)当S△OCD=8S△A'BD时,求直线A′B与二次函数的交点横坐标.
2.(2022•苏州)如图,二次函数y=﹣x2+2mx+2m+1(m是常数,且m>0)的图象与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,顶点为D.其对称轴与线段BC交于点E,与x轴交于点F.连接AC,BD.
(1)求A,B,C三点的坐标(用数字或含m的式子表示),并求∠OBC的度数;
(2)若∠ACO=∠CBD,求m的值;
(3)若在第四象限内二次函数y=﹣x2+2mx+2m+1(m是常数,且m>0)的图象上,始终存在一点P,使得∠ACP=75°,请结合函数的图象,直接写出m的取值范围.
3.(2021•镇江)将一张三角形纸片ABC放置在如图所示的平面直角坐标系中,点A(﹣6,0),点B(0,2),点C(﹣4,8),二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象经过点A,B,该抛物线的对称轴经过点C,顶点为D.
(1)求该二次函数的表达式及点D的坐标;
(2)点M在边AC上(异于点A,C),将三角形纸片ABC折叠,使得点A落在直线AB上,且点M落在边BC上,点M的对应点记为点N,折痕所在直线l交抛物线的对称轴于点P,然后将纸片展开.
①请作出图中点M的对应点N和折痕所在直线l;(要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
②连接MP,NP,在下列选项中:A.折痕与AB垂直,B.折痕与MN的交点可以落在抛物线的对称轴上,C.=,D.=,所有正确选项的序号是 .
③点Q在二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象上,当△PDQ∼△PMN时,求点Q的坐标.
4.(2021•常州)如图,在平面直角坐标系xOy中,正比例函数y=kx(k≠0)和二次函数y=﹣x2+bx+3的图象都经过点A(4,3)和点B,过点A作OA的垂线交x轴于点C.D是线段AB上一点(点D与点A、O、B不重合),E是射线AC上一点,且AE=OD,连接DE,过点D作x轴的垂线交抛物线于点F,以DE、DF为邻边作▱DEGF.
(1)填空:k= ,b= ;
(2)设点D的横坐标是t(t>0),连接EF.若∠FGE=∠DFE,求t的值;
(3)过点F作AB的垂线交线段DE于点P若S△DFP=S▱DEGF,求OD的长.
5.(2021•宿迁)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(4,0),与y轴交于点C.连接AC,BC,点P在抛物线上运动.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图①,若点P在第四象限,点Q在PA的延长线上,当∠CAQ=∠CBA+45°时,求点P的坐标;
(3)如图②,若点P在第一象限,直线AP交BC于点F,过点P作x轴的垂线交BC于点H,当△PFH为等腰三角形时,求线段PH的长.
6.(2020•徐州)如图,在平面直角坐标系中,函数y=﹣ax2+2ax+3a(a>0)的图象交x轴于点A、B,交y轴于点C,它的对称轴交x轴于点E.过点C作CD∥x轴交抛物线于点D,连接DE并延长交y轴于点F,交抛物线于点G.直线AF交CD于点H,交抛物线于点K,连接HE、GK.
(1)点E的坐标为: ;
(2)当△HEF是直角三角形时,求a的值;
(3)HE与GK有怎样的位置关系?请说明理由.
7.(2020•淮安)如图①,二次函数y=﹣x2+bx+4的图象与直线l交于A(﹣1,2)、B(3,n)两点.点P是x轴上的一个动点,过点P作x轴的垂线交直线l于点M,交该二次函数的图象于点N,设点P的横坐标为m.
(1)b= ,n= ;
(2)若点N在点M的上方,且MN=3,求m的值;
(3)将直线AB向上平移4个单位长度,分别与x轴、y轴交于点C、D(如图②).
①记△NBC的面积为S1,△NAC的面积为S2,是否存在m,使得点N在直线AC的上方,且满足S1﹣S2=6?若存在,求出m及相应的S1,S2的值;若不存在,请说明理由.
②当m>﹣1时,将线段MA绕点M顺时针旋转90°得到线段MF,连接FB、FC、OA.若∠FBA+∠AOD﹣∠BFC=45°,直接写出直线OF与该二次函数图象交点的横坐标.
8.(2020•泰州)如图,二次函数y1=a(x﹣m)2+n,y2=6ax2+n(a<0,m>0,n>0)的图象分别为C1、C2,C1交y轴于点P,点A在C1上,且位于y轴右侧,直线PA与C2在y轴左侧的交点为B.
(1)若P点的坐标为(0,2),C1的顶点坐标为(2,4),求a的值;
(2)设直线PA与y轴所夹的角为α.
①当α=45°,且A为C1的顶点时,求am的值;
②若α=90°,试说明:当a、m、n各自取不同的值时,的值不变;
(3)若PA=2PB,试判断点A是否为C1的顶点?请说明理由.
9.(2020•连云港)在平面直角坐标系xOy中,把与x轴交点相同的二次函数图象称为“共根抛物线”.如图,抛物线L1:y=x2﹣x﹣2的顶点为D,交x轴于点A、B(点A在点B左侧),交y轴于点C.抛物线L2与L1是“共根抛物线”,其顶点为P.
(1)若抛物线L2经过点(2,﹣12),求L2对应的函数表达式;
(2)当BP﹣CP的值最大时,求点P的坐标;
(3)设点Q是抛物线L1上的一个动点,且位于其对称轴的右侧.若△DPQ与△ABC相似,求其“共根抛物线”L2的顶点P的坐标.
10.(2020•无锡)在平面直角坐标系中,O为坐标原点,直线OA交二次函数y=x2的图象于点A,∠AOB=90°,点B在该二次函数的图象上,设过点(0,m)(其中m>0)且平行于x轴的直线交直线OA于点M,交直线OB于点N,以线段OM、ON为邻边作矩形OMPN.
(1)若点A的横坐标为8.
①用含m的代数式表示M的坐标;
②点P能否落在该二次函数的图象上?若能,求出m的值;若不能,请说明理由.
(2)当m=2时,若点P恰好落在该二次函数的图象上,请直接写出此时满足条件的所有直线OA的函数表达式.
第5章二次函数解答题-压轴题-【苏科版-中考真题】九年级数学上学期期末复习培优练习(江苏)
参考答案与试题解析
一.二次函数综合题(共10小题)
1.(2022•宿迁)如图,二次函数y=x2+bx+c与x轴交于O(0,0),A(4,0)两点,顶点为C,连接OC、AC,若点B是线段OA上一动点,连接BC,将△ABC沿BC折叠后,点A落在点A′的位置,线段A′C与x轴交于点D,且点D与O、A点不重合.
(1)求二次函数的表达式;
(2)①求证:△OCD∽△A′BD;
②求的最小值;
(3)当S△OCD=8S△A'BD时,求直线A′B与二次函数的交点横坐标.
【解答】(1)解:∵二次函数y=x2+bx+c与x轴交于O(0,0),A(4,0)两点,
∴二次函数的解析式为:y=(x﹣0)(x﹣4)=x2﹣2x;
(2)①证明:如图1,
由翻折得:∠OAC=∠A',
由对称得:OC=AC,
∴∠AOC=∠OAC,
∴∠COA=∠A',
∵∠A'DB=∠ODC,
∴△OCD∽△A′BD;
②解:∵△OCD∽△A′BD,
∴=,
∵AB=A'B,
∴=,
∴的最小值就是的最小值,
y=x2﹣2x=(x﹣2)2﹣2,
∴C(2,﹣2),
∴OC=2,
∴当CD⊥OA时,CD最小,的值最小,
当CD=2时,的最小值为=;
(3)解:∵S△OCD=8S△A'BD,
∴S△OCD:S△A'BD=8,
∵△OCD∽△A′BD,
∴=()2=8,
∴=2,
∵OC=2,
∴A'B=AB=1,
∴BF=2﹣1=1,
如图2,连接AA',过点A'作A'G⊥OA于G,延长CB交AA'于H,设抛物线的对称轴与x轴交于点F,
由翻折得:AA'⊥CH,
∵∠AHB=∠BFC=90°,∠ABH=∠CBD,
∴∠BCF=∠BAH,
tan∠BCF=tan∠GAA',
∴==,
设A'G=a,则AG=2a,BG=2a﹣1,
在Rt△A'GB中,由勾股定理得:BG2+A'G2=A'B2,
∴a2+(2a﹣1)2=12,
∴a1=0(舍),a2=,
∴BG=2a﹣1=﹣1=,
∵A'G∥OQ,
∴△A'GB∽△QOB,
∴=,即=,
∴OQ=4,
∴Q(0,4),
设直线A'B的解析式为:y=kx+m,
∴,
解得:,
∴直线A'B的解析式为:y=﹣x+4,
∴﹣x+4=x2﹣2x,
3x2﹣4x﹣24=0,
解得:x=,
∴直线A′B与二次函数的交点横坐标是.
2.(2022•苏州)如图,二次函数y=﹣x2+2mx+2m+1(m是常数,且m>0)的图象与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,顶点为D.其对称轴与线段BC交于点E,与x轴交于点F.连接AC,BD.
(1)求A,B,C三点的坐标(用数字或含m的式子表示),并求∠OBC的度数;
(2)若∠ACO=∠CBD,求m的值;
(3)若在第四象限内二次函数y=﹣x2+2mx+2m+1(m是常数,且m>0)的图象上,始终存在一点P,使得∠ACP=75°,请结合函数的图象,直接写出m的取值范围.
【解答】解:(1)当y=0时,﹣x2+2mx+2m+1=0,
解方程,得x1=﹣1,x2=2m+1,
∵点A在点B的左侧,且m>0,
∴A(﹣1,0),B(2m+1,0),
当x=0时,y=2m+1,
∴C(0,2m+1),
∴OB=OC=2m+1,
∵∠BOC=90°,
∴∠OBC=45°;
(2)如图1中,连接AE.
∵y=﹣x2+2mx+2m+1=﹣(x﹣m)2+(m+1)2,
∴D(m,(m+1)2),F(m,0),
∴DF=(m+1)2,OF=m,BF=m+1,
∵A,B关于对称轴对称,
∴AE=BE,
∴∠EAB=∠OBC=45°,
∵∠ACO=∠CBD,∠OCB=∠OBC,
∴∠ACO+∠OCB=∠CBD+∠OBC,即∠ACE=∠DBF,
∵EF∥OC,
∴tan∠ACE====m+1,
∴=m+1,
∴m=1或﹣1,
∵m>0,
∴m=1;
(3)如图,设PC交x轴于点Q.
当点P在第四象限时,点Q总是在点B的左侧,此时∠CQA>∠CBA,即∠CQA>45°,
∵∠ACQ=75°,
∴∠CAO<60°,
∴2m+1<,
∴m<,
又∵∠CAQ>15°,
同法可得m>
∴<m<.
3.(2021•镇江)将一张三角形纸片ABC放置在如图所示的平面直角坐标系中,点A(﹣6,0),点B(0,2),点C(﹣4,8),二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象经过点A,B,该抛物线的对称轴经过点C,顶点为D.
(1)求该二次函数的表达式及点D的坐标;
(2)点M在边AC上(异于点A,C),将三角形纸片ABC折叠,使得点A落在直线AB上,且点M落在边BC上,点M的对应点记为点N,折痕所在直线l交抛物线的对称轴于点P,然后将纸片展开.
①请作出图中点M的对应点N和折痕所在直线l;(要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
②连接MP,NP,在下列选项中:A.折痕与AB垂直,B.折痕与MN的交点可以落在抛物线的对称轴上,C.=,D.=,所有正确选项的序号是 A,D .
③点Q在二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象上,当△PDQ∼△PMN时,求点Q的坐标.
【解答】解(1)由题意得:,
解之得:a=,b=,c=2,
∴y=+,
∴当x=﹣4时,y==﹣,
∴D(﹣4,﹣).
(2)①如图1中,点N,直线l即为所求.
②如图2中,设线段MN的垂直平分线交抛物线对称轴于P,交MN于点Q,过点M作MH⊥CD,过点Q作QJ⊥CD于J,QT⊥MH于T.
由题意A(﹣6,0),B(0,2),C(﹣4,8),
∴直线AC的解析式为y=4x+24,直线AB的解析式为y=x+2,直线BC的解析式为y=﹣x+2,
∵MN∥AB,
∴可以假设直线MN的解析式为y=x+t,
由,解得,
∴M(,),
由.解得,
∴N(,),
∴Q(,),
∵QJ⊥CD,QT⊥MH,
∴QJ=+4=,QT=﹣=,
∴QJ=QT,
∵∠PJQ=∠MTQ=90°,∠QPJ=∠QMT,QJ=QT,
∴△PJQ≌△MTQ(AAS),
∴PQ=MQ,
∵∠PQM=90°,
∴∠PMN=∠MPQ=45°,
∵PM=PN,
∴∠PMN=∠PNM=45°,
∴∠MPN=90°,
∴△PMN是等腰直角三角形,
∴=,故选项D正确,B,C错误,
∵将三角形纸片ABC折叠,使得点A落在直线AB上,且点M落在边BC上,
∴折痕与AB垂直,故选项A正确,
故答案为:A,D.
③设P(﹣4,m).
∵△PDQ∽△PMN,△PMN是等腰直角三角形,
∴△PDQ是等腰直角三角形,
∴∠DPQ=90°,DP=PQ=m+,
∴Q(﹣4+m+,m),即Q(﹣+m,m),
把Q的坐标代入y=+,得到,m=(﹣+m)2+(﹣+m)+2,
整理得,9m2﹣42m﹣32=0,
解得m=或﹣(舍弃),
∴Q(2,),
根据对称性可知Q′(﹣10,)也满足条件,
综上所述,满足条件的点Q的坐标为(2,)或(﹣10,).
4.(2021•常州)如图,在平面直角坐标系xOy中,正比例函数y=kx(k≠0)和二次函数y=﹣x2+bx+3的图象都经过点A(4,3)和点B,过点A作OA的垂线交x轴于点C.D是线段AB上一点(点D与点A、O、B不重合),E是射线AC上一点,且AE=OD,连接DE,过点D作x轴的垂线交抛物线于点F,以DE、DF为邻边作▱DEGF.
(1)填空:k= ,b= 1 ;
(2)设点D的横坐标是t(t>0),连接EF.若∠FGE=∠DFE,求t的值;
(3)过点F作AB的垂线交线段DE于点P若S△DFP=S▱DEGF,求OD的长.
【解答】解:(1)∵正比例函数y=kx(k≠0)经过A(4,3),
∴3=4k,
∴k=,
∵二次函数y=﹣x2+bx+3的图象经过点A(4,3),
∴3=﹣×42+4b+3,
∴b=1,
故答案为:,1.
(2)如图1中,过点E作EP⊥DF于P,连接EF.
∵四边形DEGF是平行四边形,
∴∠G=∠EDF
∵∠EGF=∠EFD,
∴∠EFD=∠EDF,
∴EF=ED,
∵EP⊥DF,
∴PD=PF,
∵D(t,t),
∴OD=AE=t,
∵AC⊥AB,
∴∠OAC=90°,
∴tan∠AOC=,
∵OA==5,
∴AC=OA•tan∠AOC=,OC=AC÷=,
∴EC=AC﹣AE=﹣t,
∵tan∠ACO=,
∴点E的纵坐标为3﹣t,
∵F(t,﹣t2+t+3),PF=PD,
∴=3﹣t,
解得t=或(舍弃).
∴满足条件的t的值为.
(3)如图2中,因为点D在线段AB上,S△DFP=S▱DEGF,所以DP=2PE,观察图象可知,点D只能在第一象限,
设PF交AB于J,
∵AC⊥AB,PF⊥AB,
∴PJ∥AE,
∴DJ:AJ=DP:PE=2,
∵D(t,t),F(t,﹣t2+t+3),
∴OD=t,DF=﹣t2+t+3﹣t=﹣t2+t+3,
∴DJ=DF=﹣t2+t+,AJ=DJ=﹣t2+t+,
∵OA=5,
∴t﹣t2+t+﹣t2+t+=5,
整理得9t2﹣59t+92=0,
解得t=或4(4不合题意舍弃),
∴OD=t=.
5.(2021•宿迁)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(4,0),与y轴交于点C.连接AC,BC,点P在抛物线上运动.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图①,若点P在第四象限,点Q在PA的延长线上,当∠CAQ=∠CBA+45°时,求点P的坐标;
(3)如图②,若点P在第一象限,直线AP交BC于点F,过点P作x轴的垂线交BC于点H,当△PFH为等腰三角形时,求线段PH的长.
【解答】解:(1)∵A(﹣1,0),B(4,0)是抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴的两个交点,且二次项系数a=,
∴根据抛物线的两点式知,y=.
(2)根据抛物线表达式可求C(0,2),即OC=2.
∴==2,
∵∠AOC=∠COB=90°,
∴△AOC∽△COB,
∴∠ACO=∠CBO,
∴∠QAB=∠QAC+∠CAO=∠CBA+45°+∠CAO=∠ACO+∠CAO+45°=135°,
∴∠BAP=180°﹣∠QAB=45°,
设P(m,n),且过点P作PD⊥x轴于D,则△ADP是等腰直角三角形,
∴AD=PD,即m+1=﹣n①,
又∵P在抛物线上,
∴②,
联立①②两式,解得m=6(﹣1舍去),此时n=﹣7,
∴点P的坐标是(6,﹣7).
(3)设PH与x轴的交点为Q1,P(a,),
则H(a,),PH=,
若FP=FH,则∠FPH=∠FHP=∠BHQ1=∠BCO,
∴tan∠APQ1=tan∠BCO=2,
∴AQ1=2PQ1,
即a+1=2(),
解得a=3(﹣1舍去),此时PH=.
若PF=PH,过点F作FM⊥y轴于点M,
∴∠PFH=∠PHF,
∵∠CFA=∠PFH,∠Q1HB=∠PHF,
∴∠CFA=∠Q1HB,
又∵∠ACF=∠BQ1H=90°,
∴△ACF∽△BQ1H,
∴CF=AC=,
在Rt△CMF中,MF=1,CM=,
F(1,),
∴AF:,
将上式和抛物线解析式联立并解得x=(﹣1舍去),
此时 PH=.
若HF=HP,过点C作CE∥AB交AP于点E(见上图),
∵∠CAF+∠CFA=90°,
∠PAQ+∠HPF=90°,
∠CFA=∠HFP=∠HPF,
∴∠CAF=∠PAQ1,
即 AP平分∠CAB,
∴CE=CA=,
∴E(,2),
∴AE:,
联立抛物线解析式,解得x=5﹣(﹣1舍去).
此时 PH=.
∴当FP=FH时,PH=;
当PF=PH时,PH=;
当HF=HP时,PH=;
6.(2020•徐州)如图,在平面直角坐标系中,函数y=﹣ax2+2ax+3a(a>0)的图象交x轴于点A、B,交y轴于点C,它的对称轴交x轴于点E.过点C作CD∥x轴交抛物线于点D,连接DE并延长交y轴于点F,交抛物线于点G.直线AF交CD于点H,交抛物线于点K,连接HE、GK.
(1)点E的坐标为: (1,0) ;
(2)当△HEF是直角三角形时,求a的值;
(3)HE与GK有怎样的位置关系?请说明理由.
【解答】解:(1)对于抛物线y=﹣ax2+2ax+3a,对称轴x=﹣=1,
∴E(1,0),
故答案为(1,0).
(2)如图,连接EC.
对于抛物线y=﹣ax2+2ax+3a,令x=0,得到y=3a,
令y=0,﹣ax2+2ax+3a=0,解得x=﹣1或3,
∴A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3a),
∵C,D关于对称轴对称,
∴D(2,3a),CD=2,EC=DE,
当∠HEF=90°时,
∵ED=EC,
∴∠ECD=∠EDC,
∵∠DCF=90°,
∴∠CFD+∠EDC=90°,∠ECF+∠ECD=90°,
∴∠ECF=∠EFC,
∴EC=EF=DE,
∵EA∥DH,
∴FA=AH,
∴AE=DH,
∵AE=2,
∴DH=4,
∵HE⊥DFEF=ED,
∴FH=DH=4,
在Rt△CFH中,则有42=22+(6a)2,
解得a=或﹣(不符合题意舍弃),
∴a=.
当∠HFE=90°时,∵OA=OE,FO⊥AE,
∴FA=FE,
∴OF=OA=OE=1,
∴3a=1,
∴a=,
综上所述,满足条件的a的值为或.
(3)结论:EH∥GK.
理由:由题意A(﹣1,0),F(0,﹣3a),D(2,3a),H(﹣2,3a),E(1,0),
∴直线AF的解析式y=﹣3ax﹣3a,直线DF的解析式为y=3ax﹣3a,
由,解得或,
∴K(6,﹣21a),
由,解得或,
∴G(﹣3,﹣12a),
∴直线HE的解析式为y=﹣ax+a,
直线GK的解析式为y=﹣ax﹣15a,
∵k相同,a≠﹣15a,
∴HE∥GK.
7.(2020•淮安)如图①,二次函数y=﹣x2+bx+4的图象与直线l交于A(﹣1,2)、B(3,n)两点.点P是x轴上的一个动点,过点P作x轴的垂线交直线l于点M,交该二次函数的图象于点N,设点P的横坐标为m.
(1)b= 1 ,n= ﹣2 ;
(2)若点N在点M的上方,且MN=3,求m的值;
(3)将直线AB向上平移4个单位长度,分别与x轴、y轴交于点C、D(如图②).
①记△NBC的面积为S1,△NAC的面积为S2,是否存在m,使得点N在直线AC的上方,且满足S1﹣S2=6?若存在,求出m及相应的S1,S2的值;若不存在,请说明理由.
②当m>﹣1时,将线段MA绕点M顺时针旋转90°得到线段MF,连接FB、FC、OA.若∠FBA+∠AOD﹣∠BFC=45°,直接写出直线OF与该二次函数图象交点的横坐标.
【解答】解:(1)将点A(﹣1,2)代入二次函数y=﹣x2+bx+4中,得﹣1﹣b+4=2,
∴b=1,
∴二次函数的解析式为y=﹣x2+x+4,
将点B(3,n)代入二次函数y=﹣x2+x+4中,得n=﹣9+3+4=﹣2,
故答案为:1,﹣2;
(2)设直线AB的解析式为y=kx+a,由(1)知,点B(3,﹣2),
∵A(﹣1,2),
∴,
∴,
∴直线AB的解析式为y=﹣x+1,
由(1)知,二次函数的解析式为y=﹣x2+x+4,
∵点P(m,0),
∴M(m,﹣m+1),N(m,﹣m2+m+4),
∵点N在点M的上方,且MN=3,
∴﹣m2+m+4﹣(﹣m+1)=3,
∴m=0或m=2;
(3)①如图1,由(2)知,直线AB的解析式为y=﹣x+1,
∴直线CD的解析式为y=﹣x+1+4=﹣x+5,
令y=0,则﹣x+5=0,
∴x=5,
∴C(5,0),
∵A(﹣1,2),B(3,﹣2),
∴直线AC的解析式为y=﹣x+,直线BC的解析式为y=x﹣5,
过点N作y轴的平行线交AC于K,交BC于H,
∵点P(m,0),
∴N(m,﹣m2+m+4),K(m,﹣m+),H(m,m﹣5),
∴NK=﹣m2+m+4+m﹣=﹣m2+m+,NH=﹣m2+9,
∴S2=S△NAC=NK×(xC﹣xA)=(﹣m2+m+)×6=﹣3m2+4m+7,
S1=S△NBC=NH×(xC﹣xB)=﹣m2+9,
∵S1﹣S2=6,
∴﹣m2+9﹣(﹣3m2+4m+7)=6,
∴m=1+(由于点N在直线AC上方,所以,舍去)或m=1﹣;
∴S2=﹣3m2+4m+7=﹣3(1﹣)2+4(1﹣)+7=2﹣1,
S1=﹣m2+9=﹣(1﹣)2+9=2+5;
②如图2,
记直线AB与x轴,y轴的交点为I,L,
由(2)知,直线AB的解析式为y=﹣x+1,
∴I(1,0),L(0,1),
∴OL=OI,
∴∠ALD=∠OLI=45°,
∴∠AOD+∠OAB=45°,
过点B作BG∥OA,
∴∠ABG=∠OAB,
∴∠AOD+∠ABG=45°,
∵∠FBA=∠ABG+∠FBG,∠FBA+∠AOD﹣∠BFC=45°,
∴∠ABG+∠FBG+∠AOD﹣∠BFC=45°,
∴∠FBG=∠BFC,
∴BG∥CF,
∴OA∥CF,
∵A(﹣1,2),
∴直线OA的解析式为y=﹣2x,
∵C(5,0),
∴直线CF的解析式为y=﹣2x+10,
过点A,F分别作过点M平行于x轴的直线的垂线,交于点Q,S,
由旋转知,AM=MF,∠AMF=90°,
∴△AMF是等腰直角三角形,
∴∠FAM=45°,
∵∠AIO=45°,
∴∠FAM=∠AIO,
∴AF∥x轴,
∴点F的纵坐标为2,
∴F(4,2),
∴直线OF的解析式为y=x①,
∵二次函数的解析式为y=﹣x2+x+4②,
联立①②解得,或,
∴直线OF与该二次函数图象交点的横坐标为和.
8.(2020•泰州)如图,二次函数y1=a(x﹣m)2+n,y2=6ax2+n(a<0,m>0,n>0)的图象分别为C1、C2,C1交y轴于点P,点A在C1上,且位于y轴右侧,直线PA与C2在y轴左侧的交点为B.
(1)若P点的坐标为(0,2),C1的顶点坐标为(2,4),求a的值;
(2)设直线PA与y轴所夹的角为α.
①当α=45°,且A为C1的顶点时,求am的值;
②若α=90°,试说明:当a、m、n各自取不同的值时,的值不变;
(3)若PA=2PB,试判断点A是否为C1的顶点?请说明理由.
【解答】解:(1)由题意m=2,n=4,
∴y1=a(x﹣2)2+4,
把(0,2)代入得到a=﹣.
(2)①如图1中,过点A作AN⊥x轴于N,过点P作PM⊥AN于M.
∵y1=a(x﹣m)2+n=ax2﹣2amx+am2+n,
∴P(0,am2+n),
∵A(m,n),
∴PM=m,AN=n,
∵∠APM=45°,
∴AM=PM=m,
∴m+am2+n=n,
∵m>0,
∴am=﹣1.
②如图2中,由题意AB⊥y轴,
∵P(0,am2+n),
当y=am2+n时,am2+n=6ax2+n,
解得x=±m,
∴B(﹣m,am2+n),
∴PB=m,
∵AP=2m,
∴==2.
(3)如图3中,过点A作AH⊥x轴于H,过点P作PK⊥AH于K,过点B作BE⊥KP交KP的延长线于E.
设B(b,6ab2+n),
∵PA=2PB,
∴点A的横坐标为﹣2b,
∴A[﹣2b,a(﹣2b﹣m)2+n],
∵BE∥AK,
∴==,
∴AK=2BE,
∴a(﹣2b﹣m)2+n﹣am2﹣n=2(am2+n﹣6ab2﹣n),
整理得:m2﹣2bm﹣8b2=0,
∴(m﹣4b)(m+2b)=0,
∵m﹣4b>0,
∴m+2b=0,
∴m=﹣2b,
∴A(m,n),
∴点A是抛物线C1的顶点.
9.(2020•连云港)在平面直角坐标系xOy中,把与x轴交点相同的二次函数图象称为“共根抛物线”.如图,抛物线L1:y=x2﹣x﹣2的顶点为D,交x轴于点A、B(点A在点B左侧),交y轴于点C.抛物线L2与L1是“共根抛物线”,其顶点为P.
(1)若抛物线L2经过点(2,﹣12),求L2对应的函数表达式;
(2)当BP﹣CP的值最大时,求点P的坐标;
(3)设点Q是抛物线L1上的一个动点,且位于其对称轴的右侧.若△DPQ与△ABC相似,求其“共根抛物线”L2的顶点P的坐标.
【解答】解:(1)当y=0时,x2﹣x﹣2=0,解得x=﹣1或4,
∴A(﹣1,0),B(4,0),C(0,﹣2),
由题意设抛物线L2的解析式为y=a(x+1)(x﹣4),
把(2,﹣12)代入y=a(x+1)(x﹣4),
﹣12=﹣6a,
解得a=2,
∴抛物线的解析式为y=2(x+1)(x﹣4)=2x2﹣6x﹣8.
(2)∵抛物线L2与L1是“共根抛物线”,A(﹣1,0),B(4,0),
∴抛物线L1,L2的对称轴是直线x=,
∴点P在直线x=上,
∴BP=AP,如图1中,当A,C,P共线时,BP﹣PC的值最大,
此时点P为直线AC与直线x=的交点,
∵直线AC的解析式为y=﹣2x﹣2,
∴P(,﹣5)
(3)由题意,AB=5,CB=2,CA=,
∴AB2=BC2+AC2,
∴∠ACB=90°,CB=2CA,
∵y=x2﹣x﹣2=(x﹣)2﹣,
∴顶点D(,﹣),
由题意,∠PDQ不可能是直角,
第一种情形:当∠DPQ=90°时,
①如图3﹣1中,当△QDP∽△ABC时,==,
设Q(x,x2﹣x﹣2),则P(,x2﹣x﹣2),
∴DP=x2﹣x﹣2﹣(﹣)=x2﹣x+,QP=x﹣,
∵PD=2QP,
∴2x﹣3=x2﹣x+,解得x=或(舍弃),
∴P(,).
②如图3﹣2中,当△DQP∽△ABC时,同法可得PQ=2PD,
x﹣=x2﹣3x+,
解得x=或(舍弃),
∴P(,﹣).
第二种情形:当∠DQP=90°.
①如图3﹣3中,当△PDQ∽△ABC时,==,
过点Q作QM⊥PD于M.则△QDM∽△PDQ,
∴==,由图3﹣3可知,M(,),Q(,),
∴MD=8,MQ=4,
∴DQ=4,
由=,可得PD=10,
∵D(,﹣)
∴P(,).
②当△DPQ∽△ABC时,过点Q作QM⊥PD于M.
同法可得M(,﹣),Q(,﹣),
∴DM=,QM=1,QD=,
由=,可得PD=,
∴P(,﹣).
综上所述:P点坐标为(,)或(,﹣)或(,)或(,﹣).
10.(2020•无锡)在平面直角坐标系中,O为坐标原点,直线OA交二次函数y=x2的图象于点A,∠AOB=90°,点B在该二次函数的图象上,设过点(0,m)(其中m>0)且平行于x轴的直线交直线OA于点M,交直线OB于点N,以线段OM、ON为邻边作矩形OMPN.
(1)若点A的横坐标为8.
①用含m的代数式表示M的坐标;
②点P能否落在该二次函数的图象上?若能,求出m的值;若不能,请说明理由.
(2)当m=2时,若点P恰好落在该二次函数的图象上,请直接写出此时满足条件的所有直线OA的函数表达式.
【解答】解:(1)①∵点A在y=x2的图象上,横坐标为8,
∴A(8,16),
∴直线OA的解析式为y=2x,
∵点M的纵坐标为m,
∴M(m,m).
②假设能在抛物线上,连接OP.
∵∠AOB=90°,
∴直线OB的解析式为y=﹣x,
∵点N在直线OB上,纵坐标为m,
∴N(﹣2m,m),
∴MN的中点的坐标为(﹣m,m),
∴P(﹣m,2m),把点P坐标代入抛物线的解析式得到m=.
(2)①当点A在y轴的右侧时,设A(a,a2),
∴直线OA的解析式为y=ax,
∴M(,2),
∵OB⊥OA,
∴直线OB的解析式为y=﹣x,可得N(﹣,2),
∴P(﹣,4),代入抛物线的解析式得到,﹣=±4,
解得,a=4±4,
∴直线OA的解析式为y=(±1)x.
②当点A在y轴的左侧时,即为①中点B的位置,
∴直线OA 的解析式为y=﹣x=﹣(±1)x,
综上所述,满足条件的直线OA的解析式为y=(±1)x或y=﹣(±1)x.
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