【备考2023中考】2023年中考数学高频考点突破——二次函数与面积综合二
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2023年中考数学高频考点突破——二次函数与面积综合
1.如图①,抛物线y=a(x2+2x﹣3)(a≠0)与x轴交于点A和点B,与y轴交于点C,且OC=OB.
(1)直接写出点B的坐标是( , ),并求抛物线的解析式;
(2)设点D是抛物线的顶点,抛物线的对称轴是直线l,如图②,连接BD,线段OC上的点E关于直线l的对称点E′恰好在线段BD上,求点E的坐标.
(3)若点F为抛物线第二象限图象上的一个动点,如图③连接BF,CF,当△BCF的面积是△ABC面积的一半时,求此时点F的坐标.
2.如图,二次函数y=﹣x2+bx+c的图象经过A(1,0),B(0,﹣3)两点.
(1)求这个抛物线的解析式及顶点坐标;
(2)设该二次函数的对称轴与x轴交于点C,连接BA、BC,求△ABC的面积.
(3)在抛物线的对称轴上是否存在一点P,使得O、B、C、P四点为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出P点坐标;若不存在,请说明理由.
3.如图,抛物线y=﹣x2﹣2x+3的图象与x轴交A、B两点,与y轴交于点C,点D为抛物线的顶点.
(1)求点A、B、C的坐标;
(2)点M为线段AB上一点(点M不与点A、B重合),过M作x轴的垂线,与直线AC交于点E,与抛物线交于点P,过P作PQ∥AB交抛物线于点Q,过Q作QN⊥x轴于N,当矩形PMNQ的周长最大时,求△AEM的面积;
(3)在(2)的条件下,当矩形PMNQ的周长最大时,连接DQ,过抛物线上一点F作y轴的平行线,与直线AC交于点G(点G在点F的上方),若FG=2DQ,求点F的坐标.
4.如图,抛物线y=ax2﹣2ax+c(a≠0)与y轴相交于点C(0,4),与x轴相交于A、B两点,点A的坐标为(4,0).
(1)求此抛物线的解析式;
(2)抛物线在x轴上方的部分有一动点Q,当△QAB的面积等于12时,求点Q的坐标;
(3)若平行于x轴的动直线l 与该抛物线交于点P,与直线AC交于点F,点D的坐标为(2,0).问:是否存在这样的直线l,使得△ODF是等腰三角形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
5.如图,已知二次函数y=ax2+bx+c(c>0)的图象与x轴交于A、B两点(点A在原点左侧,点B在原点右侧),与y轴交于点C,且OB=OC=3OA=6,顶点为M.
(1)求二次函数的解析式;
(2)点P为线段BM上的一个动点,过点P作x轴的垂线PQ,垂足为Q,若OQ=m,四边形ACPQ的面积为S,求S关于m的函数解析式,并写出m的取值范围;
(3)探索:线段BM上是否存在点N,使△NMC为等腰三角形?如果存在,求出点N的坐标;如果不存在,请说明理由.
6.抛物线与x轴交于A,B两点,(点B在点A的左侧)且A,B两点的坐标分别为(﹣2,0)、(8,0),与y轴交于点C(0,﹣4),连接BC,以BC为一边,点O为对称中心作菱形BDEC,点P是x轴上的一个动点,设点P的坐标为(m,0),过点P作x轴的垂线L交抛物线于点Q,交BD于点M.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当点P在线段OB上运动时,试探究m为何值时,四边形CQMD是平行四边形?
(3)位于第四象限内的抛物线上是否存在点N,使得△BCN的面积最大?若存在,求出N点的坐标,及△BCN面积的最大值;若不存在,请说明理由.
7.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+mx+n经过点A(3,0)、B(0,﹣3),点P是直线AB上的动点,过点P作x轴的垂线交抛物线于点M,设点P的横坐标为t.
(1)分别求出直线AB和这条抛物线的解析式.
(2)若点P在第四象限,连接AM、BM,当线段PM最长时,求△ABM的面积.
(3)是否存在这样的点P,使得以点P、M、B、O为顶点的四边形为平行四边形?若存在,请求出点P的横坐标;若不存在,请说明理由.
8.如图,已知抛物线的顶点为A(1,4),抛物线与y轴交于点B(0,3),与x轴交于C、D两点.点P是抛物线上的一个动点.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)求C、D两点坐标及△BCD的面积;
(3)若点P在x轴上方的抛物线上,满足S△PCD=S△BCD,求点P的坐标.
9.如图1,已知抛物线y=﹣x2﹣4x+5交x轴于点A、B两点(点A在点B的左侧),交y轴于点C,点D为抛物线的顶点,连接AD.
(1)求直线AD的解析式.
(2)点E(m,0)、F(m+1,0)为x轴上两点,其中(﹣5<m<﹣3.5)EE′、FF′分别平行于y轴,交抛物线于点E′和F′,交AD于点M、N,当ME′+NF′的值最大时,在y轴上找一点R,使得|RE′﹣RF′|值最大,请求出点R的坐标及|RE′﹣RF′|的最大值.
(3)如图2,在抛物线上是否存在点P,使得△PAC是以AC为底边的等腰三角形,若存在,请出点P的坐标及△PAC的面积,若不存在,请说明理由.
10.如图,抛物线y=﹣x2+mx+n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(﹣1,0),C(0,3).
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴上是否存在P点,使△PCD是以CD为腰的等腰三角形?如果存在,直接写出点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,当点E运动到什么位置时,四边形CDBF的面积最大?求四边形CDBF的最大面积及此时点E的坐标.
11.如图,在平面直角坐标系xOy中,直线y=x+3交x轴于A点,交y轴于B点,过A、B两点的抛物线y=﹣x2+bx+c交x轴于另一点C,点D是抛物线的顶点.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)点P是直线AB上方的抛物线上一点,(不与点A、B重合),过点P作x轴的垂线交x轴于点H,交直线AB于点F,作PG⊥AB于点G.求出△PFG的周长最大值;
(3)在抛物线y=﹣x2+bx+c上是否存在除点D以外的点M,使得△ABM与△ABD的面积相等?若存在,请求出此时点M的坐标;若不存在,请说明理由.
12.已知二次函数y=x2+2x﹣3的图象与x轴交于A、B两点,交y轴于点C,抛物线的顶点为D.
(1)求抛物线顶点D的坐标以及直线AC的解析式.
(2)点P是抛物线上一点,且点P在直线AC下方,点E在抛物线对称轴上,当△BCE的周长最小时,求△PCE面积的最大值以及此时点P的坐标;
(3)在(2)的条件下,过点P且平行于AC的直线分别交x轴于点M,交y轴于点N,在抛物线的对称轴上是否存在点Q,使得Q、M、N三点所构成的三角形为直角三角形,若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
13.如图,抛物线y=x2﹣x﹣与x轴交于点A,点B,与y轴交点C,经过点C的直线l与抛物线交于另一点E(4,a),抛物线顶点为Q,抛物线对称轴与x轴交于点D.
(1)求直线CE的解析式;
(2)点P为直线CE下方抛物线上一动点,连接PC,PE.当△PCE的面积最大时,若在x轴上存在动点M,在y轴上存在动点N,连接点PM,PN,求PM+MN+NP周长的最小值;
(3)连接CD,将(1)中抛物线沿射线CD平移得到新抛物线y′,y′经过点D,y′的顶点为H.在直线QH上是否存在点G,使得△DQG为等腰三角形?若存在,求出点G坐标.
14.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)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.
(3)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.
15.如图,已知抛物线经过点A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3)三点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点M是线段BC上的点(不与B,C重合),过M作MN∥y轴交抛物线于N点,若点M的横坐标为m,请用含m的代数式表示MN的长;
(3)在(2)的条件下,连接NB,NC,当m为何值时,△BNC的面积最大.
16.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴相交于点A(﹣2,0)和点B,与y轴相交于点C,顶点D(1,﹣).
(1)求抛物线的解析式;
(2)求四边形ACDB的面积;
(3)若(1)中的抛物线只进行上下平移或者左右平移,使平移后的抛物线与坐标轴仅有两个交点,请直接写出平移后的抛物线的关系式.
17.将y=x2的图象平移至如图所示的位置,这时它与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,其中OA:OB=4:1,∠OAC=45°.
①求这个图象对应的函数解析式.
②M为抛物线的顶点,如图(1),求△MCA的面积.
③将△OAC绕点A逆时针旋转45°,O、C分别到达O′、C′,求△AO′C′在抛物线对称轴上截得的线段EF的长.
18.如图,抛物线y=ax2﹣4ax﹣32a(a<0),交x轴于B、C两点,交y轴于点A,△ABC的面积是8.
(1)求抛物线的解析式;
(2)P是线段AC上一点,PE⊥AB,E是垂足,设P点的横坐标是t,PE=d,求d与t之间的函数关系式;
(3)(2)的条件下,Q是AC上方抛物线上一点,连接PQ,若∠APE=∠APQ,PE=BE,求点Q的坐标.
19.如图,二次函数y=ax2+bx+3(a≠0)的图象与x轴分别交于点A(﹣4,0)、B两点,与y轴交于点C,直线CD平行于x轴,交抛物线于点D,CD=OC.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)点P在第一象限的抛物线上,其横坐标为t,连接PC、PD,设△PCD的面积为S,求S关于t的函数关系式;
(3)在(2)的条件下,延长DP交x轴于点M,点N在C点上方的y轴上,连接DN,使∠DNC﹣∠DMA=45°,若BM=2CN,求△PCD的面积.
20.如图,抛物线y=ax2+bx﹣3(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和点B,与y轴交于点C,且其对称轴l为直线x=﹣1,点P是抛物线上B,C之间的一个动点(点P不与点B,C重合).
(1)求抛物线的解析式:
(2)求四边形PBAC面积的最大值,并求出此时点P的坐标.
(3)将抛物线y=ax2+bx﹣3向上平移m(m>0)个单位长度得到新的抛物线,新的抛物线与直线BC有两个交点.求m的取值范围.
参考答案:
1.【解答】解:(1)当y=0时,a(x2+2x﹣3)=0,解得x1=﹣3,x2=1,则B(﹣3,0),A(1,0),
当x=0时,y=﹣3a,则C(0,﹣3a),
∵OB=OC,
∴﹣3a=3,解得a=﹣1,
∴抛物线解析式为y=﹣x2﹣2x+3;
故答案为﹣3,0;
(2)如图②,
∵y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4,
∴D(﹣1,4),
设直线BD的解析式为y=kx+b,
把B(﹣3,0)、(﹣1,4)代入得,解得,
∴直线BD的解析式为y=2x+6,
设E(0,t),
∵E′点与点E关于直线x=﹣1对称,
∴E′(﹣2,t),
把E′(﹣2,t)代入y=2x+6得t=﹣4+6=2,
∴点E的坐标为(0,2);
(3)易得直线BC的解析式为y=x+3,
作FG∥y轴交直线BC于G,如图③,
设F(x,﹣x2﹣2x+3)(﹣3<x<0),则G(x,x+3),
∴FG=﹣x2﹣2x+3﹣(x+3)=﹣x2﹣3x,
∴S△FBC=•3•(﹣x2﹣3x),
∵△BCF的面积是△ABC面积的一半,
∴•3•(﹣x2﹣3x)=••4•3,解得x1=﹣1,x2=﹣2,
∴F点的坐标为(﹣2,3)或(﹣1,4).
2.【解答】解:(1)∵二次函数y=﹣x2+bx+c的图象经过A(1,0),B(0,﹣3)两点,
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+4x﹣3,
即y=﹣(x﹣2)2+1,
∴抛物线的顶点坐标为(2,1);
(2)由(1)可得,C(2,0),
又∵A(1,0),B(0,﹣3),
∴OC=2,OA=1,OB=3,
∴AC=1,
∴△ABC的面积=AC×OB=×1×3=.
(3)存在,P点有2个,坐标为P1(2,3),P2(2,﹣3).
如图,当四边形OBCP1是平行四边形时,CP1=OB=3,而OC=2,
故P1(2,3);
当四边形OBP2C是平行四边形时,CP2=OB=3,而OC=2,
故P2(2,﹣3).
3.【解答】解:(1)当y=0时,﹣x2﹣2x+3=0,解得x1=1,x2=﹣3,则A(﹣3,0),B(1,0);
当x=0时,y=﹣x2﹣2x+3=3,则C(0,3);
(2)抛物线的对称轴为直线x=﹣1,
设M(x,0),则点P(x,﹣x2﹣2x+3),(﹣3<x<﹣1),
∵点P与点Q关于直线=﹣1对称,
∴点Q(﹣2﹣x,﹣x2﹣2x+3),
∴PQ=﹣2﹣x﹣x=﹣2﹣2x,
∴矩形PMNQ的周长=2(﹣2﹣2x﹣x2﹣2x+3)=﹣2x2﹣8x+2=﹣2(x+2)2+10,
当x=﹣2时,矩形PMNQ的周长最大,此时M(﹣2,0),
设直线AC的解析式为y=kx+b,
把A(﹣3,0),C(0,3)代入得,解得,
∴直线AC的解析式为y=x+3,
当x=﹣2时,y=x+3=1,
∴E(﹣2,1),
∴△AEM的面积=×(﹣2+3)×1=;
(3)当x=﹣2时,Q(0,3),即点C与点Q重合,
当x=﹣1时,y=﹣x2﹣2x+3=4,则D(﹣1,4),
∴DQ==,
∴FG=2DQ=2×=4,
设F(t,﹣t2﹣2t+3),则G(t,t+3),
∴GF=t+3﹣(﹣t2﹣2t+3)=t2+3t,
∴t2+3t=4,解得t1=﹣4,t2=1,
∴F点坐标为(﹣4,﹣5)或(1,0).
4.【解答】解:
(1)∵抛物线经过点C(0,4),A(4,0),
∴,解得,
∴抛物线解析式为y=﹣x2+x+4;
(2)在y=﹣x2+x+4中,令y=0可得0=﹣x2+x+4,解得x=4或x=﹣2,
∴B(﹣2,0),
∴AB=4﹣(﹣2)=6,
设Q(x,y)(y>0),
∴S△ABQ=AB•y,
∴12=×6y,解得y=4,
由﹣x2+x+4=4,解得x=0或x=2,
∴Q点坐标为(0,4)或(2,4);
(3)存在.在△ODF中,
①若DO=DF,
∵A(4,0),D(2,0),
∴AD=OD=DF=2.
又在Rt△AOC中,OA=OC=4,
∴∠OAC=45°.
∴∠DFA=∠OAC=45°.
∴∠ADF=90°.
此时,点F的坐标为(2,2).
由﹣x2+x+4=2,得x1=1+,x2=1﹣.
此时,点P的坐标为:P1(1+,2)或P2(1﹣,2);
②若FO=FD,如图,过点F作FM⊥x轴于点M.
由等腰三角形的性质得:OM=OD=1,
∴AM=3.
∴在等腰直角△AMF中,MF=AM=3.
∴F(1,3).
由﹣x2+x+4=3,得x1=1+,x2=1﹣.
此时,点P的坐标为:P3(1+,3)或P4(1﹣,3);
③若OD=OF,
∵OA=OC=4,且∠AOC=90°.
∴AC=4.
∴点O到AC的距离为2.
而OF=OD=2<2,与OF≥2矛盾.
∴在AC上不存在点使得OF=OD=2.
此时,不存在这样的直线l,使得△ODF是等腰三角形.
综上所述,存在这样的直线l,使得△ODF是等腰三角形.所求点P的坐标为P1(1+,2)或P2(1﹣,2)或P3(1+,3)或P4(1﹣,3).
5.【解答】解:(1)∵OB=OC=3OA=6,
∴OA=2,
∴A(﹣2,0),B(6,0),C(0,6),
∴设抛物线解析式为y=a(x+2)(x﹣6),
将点C(0,6)代入此解析式中,得,6=a×2×(﹣6),
∴a=﹣,
二次函数的解析式为y=﹣(x+2)(x﹣6)=﹣x2+2x+6;
(2)由(1)知,二次函数的解析式为y=﹣x2+2x+6=﹣(x﹣2)2+8;
∴M(2,8)
∴直线MB的解析式为y=﹣2x+12,
∵PQ⊥x轴,OQ=m,
∴点P的坐标为(m,﹣2m+12)
S四边形ACPQ=S△AOC+S梯形PQOC
=OA•OC+(PQ+OC)•OQ
=×2×6+(﹣2m+12+6)•m
=﹣m2+9m+6(2≤m<6);
(3)存在,
理由:由(1)(2)知,B(6,0),M(2,8),
∴直线BM解析式为y=﹣2x+12,
设点N(n,﹣2n+12)(2<n<6),
∵C(0,6),
∴MN2=(n﹣2)2+(﹣2n+12﹣8)2=(n﹣2)2+4(n﹣2)2=5(n﹣2)2,
MC2=4+4=8,
NC2=n2+(﹣2n+12﹣6)2=n2+(2n﹣6)2,
∵△NMC为等腰三角形,
①当MN=MC时,∴MN2=MC2,
∴5(n﹣2)2=8,
∴n=+2或n=﹣+2<2(舍)
∴N(+2,8﹣),
②当MN=NC时,
∴MN2=NC2,
∴5(n﹣2)2=n2+(2n﹣6)2,
∴n=4,
∴N(4,4)
③MC=NC时,∴MC2=NC2,
∴8=n2+(2n﹣6)2,
∴n=2(舍)或n=,
∴N(,)
∴线段BM上存在点N(+2,8﹣),(4,4),(,)使△NMC为等腰三角形.
6.【解答】解:(1)设抛物线的解析式为y=ax2+bx+c,
根据题意得,,
∴,
∴抛物线解析式为y=x2﹣x﹣4,
(2)(2)∵C(0,﹣4)
∴由菱形的对称性可知,点D的坐标为(0,4).
设直线BD的解析式为y=kx+b',则,
解得k=﹣,b'=4.
∴直线BD的解析式为y=﹣x+4.
∵l⊥x轴,
∴点M的坐标为(m,﹣m+4),点Q的坐标为(m,m2﹣m﹣4).
如图,当MQ=DC时,四边形CQMD是平行四边形,
∴(﹣m+4)﹣( m2﹣m﹣4)=4﹣(﹣4).
化简得:m2﹣4m=0,
解得m1=0(不合题意舍去),m2=4.
∴当m=4时,四边形CQMD是平行四边形;
(3)存在,
理由:当过点N平行于直线BC的直线与抛物线只有一个交点时,△BCN的面积最大
∵B(8,0),C(0,﹣4),
∴BC=4
直线BC解析式为y=x﹣4,
设过点N平行于直线BC的直线L解析是为y=x+n①,
∵抛物线解析式为y=x2﹣x﹣4②,
联立①②得,x2﹣8x﹣4(n+4)=0,③
∴△=64+16(n+4)=0,
∴n=﹣8,
∴直线L解析式为y=x﹣8,
将n=﹣8代入③中得,x2﹣8x+16=0
∴x=4,∴y=﹣6,
∴N(4,﹣6),
如图,
过点N作NG⊥AB,
∴S△BCN=S四边形OCNG+S△MNG﹣S△OBC
=(4+6)×4+(8﹣4)×6﹣×8×4=16.
7.【解答】解:(1)把A(3,0)B(0,﹣3)代入y=x2+mx+n,得
,
解得:,
所以抛物线的解析式是y=x2﹣2x﹣3.
设直线AB的解析式是y=kx+b,
把A(3,0)B(0,﹣3)代入y=kx+b,得:,
解得:,
所以直线AB的解析式是y=x﹣3;
(2)设点P的坐标是(t,t﹣3),则M(t,t2﹣2t﹣3),
∵p在第四象限,
∴PM=(t﹣3)﹣(t2﹣2t﹣3)=﹣t2+3t=﹣(t﹣)2+,
当t=时,二次函数取得最大值,即PM最长值为,
则S△ABM=S△BPM+S△APM=××3=.
(3)存在,
理由如下:
∵PM∥OB,
∴当PM=OB时,点P、M、B、O为顶点的四边形为平行四边形,
①当P在第四象限:PM=OB=3,PM最长时只有,所以不可能有PM=3.
②当P在第一象限:PM=OB=3,(t2﹣2t﹣3)﹣(t﹣3)=3,
解得t1=,t2=(舍去),
所以P点的横坐标是;
③当P在第三象限:PM=OB=3,t2﹣3t=3,解得t1=(舍去),t2=,
所以P点的横坐标是.
所以P点的横坐标是或.
8.【解答】解:(1)∵抛物线的顶点为A(1,4),
∴设抛物线的解析式y=a(x﹣1)2+4,
把点B(0,3)代入得,a+4=3,
解得a=﹣1,
∴抛物线的解析式为y=﹣(x﹣1)2+4;
(2)由(1)知,抛物线的解析式为y=﹣(x﹣1)2+4;
令y=0,则0=﹣(x﹣1)2+4,
∴x=﹣1或x=3,
∴C(﹣1,0),D(3,0);
∴CD=4,
∴S△BCD=CD×|yB|=×4×3=6;
(3)由(2)知,S△BCD=CD×|yB|=×4×3=6;CD=4,
∵S△PCD=S△BCD,
∴S△PCD=CD×|yP|=×4×|yP|=3,
∴|yP|=,
∵点P在x轴上方的抛物线上,
∴yP>0,
∴yP=,
∵抛物线的解析式为y=﹣(x﹣1)2+4;
∴=﹣(x﹣1)2+4,
∴x=1±,
∴P(1+,),或P(1﹣,).
9.【解答】解:(1)如图1,∵y=﹣x2﹣4x+5=﹣(x+5)(x﹣1)或y=﹣(x+2)2+9,
∴A(﹣5,0),B(1,0),D(﹣2,9).
设直线AD的解析式为:y=kx+b(k≠0),把A、D的坐标代入,得
,
解得.
故直线AD的解析式为:y=3x+15;
(2)如图1,∵EE′∥y轴,FF′∥y轴,E(m,0)、F(m+1,0),
∴E′(m,﹣m2﹣4m+5)、F′(m+1,﹣(m+1)2﹣4(m+1)+5),M(m,3m+15),N(m+1,3(m+1)+15),
∴ME′=﹣m2﹣4m+5﹣(3m+15)=﹣m2﹣7m﹣10,NF′=﹣m2﹣9m﹣18,
∴ME′+NF′=﹣m2﹣7m﹣10﹣m2﹣9m﹣18=2m2﹣16m﹣8.
∵﹣2<0,
∴m=﹣=﹣4,
∴ME′+NF′有最大值,此时E′(﹣4,5),F′(﹣3,8),
要使|RE′﹣RF′|值最大,则点E′、F′、R三点在一条直线上,
∴设直线E′F′:y=kx+b(k≠0),则
,
解得,
∴直线E′F′:y=3x+17(k≠0).
当x=0时,y=17,则点R的坐标是(0,17).
此时,|RE′﹣RF′|的最大值为=;
(3)如图2,设点P(x,﹣x2﹣4x+5).
当PA=PC时,点P在线段AC的垂直平分线上,
∵OC=OA,
∴点O在线段AC的垂直平分线上,
∴点P在∠AOC的角平分线上,
∴﹣x=﹣x2﹣4x+5,
解得x1=,x2=,
∴P(,),P′(,).
∴PH=OP﹣OH=,P′H=OP′+OH=,
∴S△PAC=AC•PH=×5×=或S△PAC=AC•P′H=×5×=.
10.【解答】解:(1)将A、C点坐标代入函数解析式,得
,
解得
抛物线的解析式y=﹣x2+2x+3,
(2)如图:
由勾股定理,CD=,
CD=PD=,
P1(1,),P2(1,﹣),
PC=PD时,设P(1,b),
1+(b﹣3)2=b2,
解得b=6
P3(1,6),
综上所述:P1(1,),P2(1,﹣),P3(1,6);
(3)当y=0时,x1=﹣1,x2=3,即B(3,0),C(0,3).
BC的解析式为y=﹣x+3,设E点横坐标为t,y=﹣t+3,即E(t,﹣t+3),F(t,﹣t2+2t+3)
EF=(﹣t2+2t+3)﹣(﹣t+3)=﹣t2+3t,
S△CDB=BD•OC=×2×3=3,
S△CBF=S△CEF+S△BEF=EF•t+EF(3﹣t)=EF=﹣t2+t,
S四边形CDBF=S△CDB+S△CBF=﹣2+t+3=﹣(t﹣)2+,
当t=时,S四边形CDBF最大=,
y=﹣+3=
E(,).
11.【解答】解:(1)∵直线AB:y=x+3与坐标轴交于A(﹣3,0)、B(0,3),
代入抛物线解析式y=﹣x2+bx+c中,
∴
∴抛物线解析式为:y=﹣x2﹣2x+3;
(2)∵直线y=x+3交x轴于A点,交y轴于B点,
∴∠BAO=45°,
∵PH⊥AO,PG⊥AB,
∴∠AFH=∠PFG=∠FPG=45°,
∴△PFG是等腰直角三角形,
设P(m,﹣m2﹣2m+3),
∴F(m,m+3),
∴PF=﹣m2﹣2m+3﹣m﹣3=﹣m2﹣3m,
△PFG周长为:﹣m2﹣3m+(﹣m2﹣3m),
=﹣(+1)(m+)2+,
∴△PFG周长的最大值为:.
(3)点M有三个位置,如图所示的M1、M2、M3,都能使△ABM的面积等于△ABD的面积.
此时DM1∥AB,M3M2∥AB,且与AB距离相等,
∵D(﹣1,4),
∴E(﹣1,2)、则N(﹣1,0)
∵y=x+3中,k=1,
∴直线DM1解析式为:y=x+5,
直线M3M2解析式为:y=x+1,
∴x+5=﹣x2﹣2x+3或x+1=﹣x2﹣2x+3,
∴x1=﹣1,x2=﹣2,x3=,x4=,
∴M1(﹣2,3),M2(,),M3(,).
12.【解答】解:(1)函数的对称轴为直线x=﹣=﹣=﹣1,
当x=﹣1时,y=x2+2x﹣3=﹣4,
故点D的坐标为(﹣1,﹣4),
对于y=x2+2x﹣3,令x=0,则y=﹣3,令y=x2+2x﹣3=0,
解得x=﹣3或1,
故点A、B、C的坐标分别为(﹣3,0)、(1,0)、(0,﹣3);
设直线AC的表达式为y=kx+b,则,
解得,
故直线AC的表达式为y=﹣x﹣3;
(2)点B关于函数对称轴的对称点为点A,连接AC交函数的对称轴于点E,则点E为所求点,
连接BE、CE,
则△BCE的周长=BC+BE+CE=BC+AE+EC=BC+AC为最小,
当x=﹣1时,y=﹣x﹣3=﹣2,
故点E(﹣1,﹣2),
设直线PC交函数的对称轴于点H,
设点P的坐标为(m,m2+2m﹣3),
由点P、C的坐标得,直线PC的表达式为y=(m+2)x﹣3,
当x=﹣1时,y=﹣5﹣m,故点H(﹣1,﹣5﹣m),则EH=﹣2+5+m=m+3,
△PCE面积=S△EHP+S△EHC=×EH×(xC﹣xP)=(m+3)(﹣m)=﹣(m2+3m),
∵,
∴△PCE面积有最大值,当m=﹣时,其最大值为,此时点P(﹣,﹣);
(3)存在,理由:
∵MN∥AC,
∴设直线MN的表达式为y=﹣x+t,
将点P的坐标代入上式并解得,t=﹣,
故直线MN的表达式为y=﹣x﹣,
令x=0,则y=﹣,令y=0,则x=﹣,
故点M、N的坐标分别为(﹣,0)、(0,﹣);
①若∠MQN=90°,如图2,
过点Q作x轴的平行线交过点M与y轴的平行线于点G,交y轴于点H,设点Q(﹣1,c),
∵∠HQN+∠GQM=90°,∠NQH+∠HNQ=90°,
∴∠HNQ=∠GQM,
∴tan∠HNQ=tan∠GQM,即=,即=,
解得c=,
故点Q的坐标为(﹣1,)或(﹣1,);
②若∠QMN=90°,如图3,
由MQ⊥MN且MN所在直线解析式为y=﹣x﹣,
故可设MQ所在直线解析式为y=x+a,
将点M坐标代入上式并解得:a=,
即直线MQ解析式为y=x+,
由知,即Q(﹣1,);
③若∠MNQ=90°,如图4,
由NQ⊥MN且MN所在直线解析式为y=﹣x﹣,
故可设NQ所在直线解析式为y=x+b,
将点N坐标代入上式并解得:a=﹣,
即直线NQ解析式为y=x﹣,
由知,
即Q(﹣1,﹣);
综上,点Q的坐标为(﹣1,)或(﹣1,)或(﹣1,)或(﹣1,﹣).
13.【解答】解:(1)把点E(4,a)代入物线y=x2﹣x﹣方程,
解得:a=4,则E点(4,),C(0,﹣),
令y=0,求出A(﹣1,0)、B(3,0),
把点E、C坐标代入一次函数表达式y=kx+b,解得:k=,b=﹣,
则:直线CE的解析式为:y=x﹣;
(2)如下图2,过点P作y轴的平行线交CE于H,
设点P横坐标坐标为m,
则PH=m﹣﹣()=﹣,
则:S△PEC=(xE﹣xC)•PH=×4(﹣)=﹣m2+m,
当m=﹣=2时,S△PEC最大,此时点P坐标为(2,﹣);
如下图所示,C、P的由坐标相同,PC∥x轴,
作P点关于x轴的对称点P′,点P关于y轴的对称点P″,连接P′P″交x轴于M点,交y轴于点N,
此时PM+MN+NP周长为最小值,最小值为P′P″=2.
答:PM+MN+NP周长最小值为2;
(3)如下图所示,
以下各点坐标为:D(1,0),Q(1,﹣),
直线HQ与CD平行,其斜率为,
把Q点坐标代入一次函数表达式y=mx+n,解得:n=﹣
直线HQ的方程为y=x﹣,
设:G的横坐标为m,G在直线HQ上,则其坐标为(m,m﹣),
则:GD2=(m﹣1)2+(m﹣)2=4m2﹣16m+,
GQ2=(m﹣1)2+(m﹣)2=4(m﹣1)2,
DQ2=,
当DG2=GQ2时,解得:m=,则G(,﹣),
当GD2=DQ2时,解得:m=3或1,则G(3,)或(1,﹣),
当GQ2=DQ2时,解得:m=1±,则G(1+,2﹣)或(1﹣,﹣2﹣),
答:存在,当△DQG为等腰三角形时,点G坐标为(,﹣)或(3,)或(1,﹣)或(1+,2﹣)或(1﹣,﹣2﹣).
14.【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)∵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1,
∵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△PBC=S△PFC+S△PFB=PF•OE+PF•BE=PF•(OE+BE)=PF•OB=(﹣t2+4t)×4=﹣2(t﹣2)2+8,
∴当t=2时,S△PBC最大值为8,此时t2﹣3t﹣4=﹣6,
∴当P点坐标为(2,﹣6)时,△PBC的最大面积为8.
(3)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2,
∴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).
15.【解答】解:(1)设抛物线的解析式为:y=a(x+1)(x﹣3),则:
a(0+1)(0﹣3)=3,a=﹣1;
∴抛物线的解析式:y=﹣(x+1)(x﹣3)=﹣x2+2x+3.
(2)设直线BC的解析式为:y=kx+b,则有:
,
解得 ;
故直线BC的解析式:y=﹣x+3.
已知点M的横坐标为m,MN∥y,
则M(m,﹣m+3)、N(m,﹣m2+2m+3);
∴MN=﹣m2+2m+3﹣(﹣m+3)=﹣m2+3m(0<m<3).
(3)如图,由(2)知,MN=﹣m2+3m(0<m<3).
∴S△BNC=S△MNC+S△MNB=MN(OD+DB)=MN•OB,
=(﹣m2+3m)•3=﹣(m﹣)2+(0<m<3);
∴当m=时,△BNC的面积最大,最大值为 .
16.【解答】解:(1)设二次函数为y=a(x﹣1)2﹣,
将点A(﹣2,0)代入上式得,
0=a(﹣2﹣1)2﹣,
解得:a=,
故y=(x﹣1)2﹣.
(2)令y=0,得0=(x﹣1)2﹣,
解得:x1=﹣2,x2=4,
则B(4,0),
令x=0,得y=﹣4,故C(0,﹣4),
S四边形ACDB=S△AOC+S△DOC+S△ODB,
=×2×4+×4×1+×4×,
=15,
故四边形ACDB的面积为15;
(3)当抛物线与坐标轴仅有两个交点,即图象顶点在x轴上或经过原点时即符合要求,
①当抛物线顶点在x轴上时,将抛物线y=(x﹣1)2﹣向上平移个单位,y=(x﹣1)2;
②当抛物线经过原点时,将抛物线y=(x﹣1)2﹣向上平移4个单位,y=(x﹣1)2﹣,或将抛物线y=(x﹣1)2﹣向右平移2个单位,y=(x﹣3)2﹣;或将抛物线y=(x﹣1)2﹣向左平移4个单位y=(x+3)2﹣(写出一种情况即可).
17.【解答】解:①如图1,∵∠OAC=45°,
∴△OCA为等腰直角三角形,
∴OA=OC,
设B(t,0),则A(﹣4t,0),C(0,4t),
设抛物线的解析式为y=a(x+4t)(x﹣t),
∵y=x2的图象平移得到y=a(x+4t)(x﹣t),
∴a=1,
∴y=(x+4t)(x﹣t),
把C(0,4t)代入得4t2=﹣4t,解得t1=0(舍去),t2=﹣1,
∴抛物线的解析式为y=(x﹣4)(x+1),即y=x2﹣3x﹣4;
②如图1,AC与抛物线的对称轴的交点为N,A(4,0),C(0,﹣4),
∵y=x2﹣3x﹣4=(x﹣)2﹣,
∴M(,﹣),抛物线的对称轴为直线x=,
易得直线AC的解析式为y=x﹣4,
当x=时,y=x﹣4=﹣,则N(,﹣),
∴MN=﹣﹣(﹣)=,
∴S△MCA=S△CMN+S△AMN=•4•MN=•4•=;
③如图2,
∵抛物线的对称轴为直线x=,
∴D(,0),
∴AD=4﹣=,
∵△OAC绕点A逆时针旋转45°,
∴AO′=AO=4,∴∠OAO′=∠O′AC=45°,∠AO′C′=∠AOC=90°,
∵∠OAC=45°,
∴点O′在AC上,
易得△DAE为等腰直角三角形,
∴AE=AD=,∠DEA=45°,
∴O′E=O′A﹣AE=4﹣,
∵∠O′EF=∠DEA=45°,
∴△O′EF为等腰直角三角形,
∴EF=O′E=(4﹣)=4﹣5.
18.【解答】解:(1)当y=0时,ax2﹣4ax﹣32a=0,解得x1=﹣4,x2=8,则B(﹣4,0),C(8,0),
∴BC=8﹣(﹣4)=12,
∵△ABC的面积是48,
∴•OC•12=48,解得OC=8,
∴C(0,8),
把C(0,8)代入y=ax2﹣4ax﹣32a得﹣32a=8,解得a=﹣,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+x+8;
(2)作CF⊥AB于F,如图1,
∵B(﹣4,0),A(0,8),
∴AB==4,
∵CF•AB=48,
∴CF==,
易得直线AC的解析式为y=﹣x+8,AC=8,
设P(t,﹣t+8),
∴AP==t,
∵PE∥CF,
∴△APE∽△ACF,
∴=,即=,
∴d=t(0≤t≤8);
(3)作AM⊥PQ于M,直线AM交x轴于N,如图2,
在Rt△AEP中,AE==t,
∴BE=AB﹣AE=4﹣t,
∵PE=BE,
∴4﹣t=t,解得t=5,
∴P(5,3),AE=,
∵∠APE=∠APQ,
∴∠PAM=∠PAE,
∵∠PAM=∠ANC+∠ACN=∠ANC+45°,
而∠PAE=∠EAO+∠PAO=∠EAO+45°,
∴∠ANC=∠EAO,
∵∠ANO=∠BAO,∠AON=∠BOA,
∴△OAB∽△ONA,
∴=,即=,解得ON=16,
∴N(﹣16,0),
设直线AN的解析式为y=px+q,
把N(﹣16,0),A(0,8)代入得,解得,
∴直线AN的解析式为y=x+8,
设M(m,m+8),
∵AP平分∠EPM,
∴AM=AE=,
∴m2+(m+8﹣8)2=()2,解得m=2,
∴M(2,9),
∵x=2时,y=﹣x2+x+8=9,
∴点M在抛物线上,即M点与Q点重合,
∴Q点的坐标为(2,9).
19.【解答】解:(1)由y=ax2+bx+3知点C(0,3),
∵CD=OC=3,
∴D(﹣3,3),
将点A(﹣4,0)、D(﹣3,3)代入y=ax2+bx+3得:
,
解得:,
则抛物线解析式为y=﹣x2﹣x+3;
(2)如图1,作PR⊥DC延长线于点R,
设P(t,﹣t2﹣t+3),
则PR=3﹣(﹣t2﹣t+3)=t2+t,
∴△PCD的面积为S=×3×(t2+t)=t2+t;
(3)如图2,作DE⊥AO于点E,在EO上截取EF=CN,连接DF、MN,
∴DE=OC=DC,
在△DCN和△DEF中,
∵,
∴△DCN≌△DEF(SAS),
∴DN=DF、∠NDC=∠FDE,
∵DC∥x轴,
∴∠CDP=∠DMA,
∵∠DNC﹣∠DMA=45°,∠DNC=90°﹣∠NDC,
∴90°﹣∠NDC﹣∠CDP=45°,
∴∠NDC+∠CDP=45°,即∠NDM=45°,
∵∠EDF+∠FDC=90°,∠NDC=∠FDE,
∴∠NDC+∠FDC=90°,即∠FDN=90°,
∴∠NDM=∠FDM=45°,
在△NDM和△FDM中,
∵,
∴△NDM≌△FDM(SAS),
∴MN=MF=ME﹣EF=ME﹣CN,
设CN=EF=a,
由BM=2CN知BM=2a,
∵EO=DC=3、OB=1,
∴BE=4,
∴MN=ME﹣CN=2a+4﹣a=a+4,OM=OB+BM=1+a、ON=CN+OC=3+a,
在Rt△MON中,由MN2=OM2+ON2可得(a+4)2=(2a+1)2+(3+a)2,
解得:a=1或a=﹣1.5(舍),
∴M(3,0),
设直线DM解析式为y=kx+b,
将点D(﹣3,3)、M(3,0)代入得:,
解得:,
则直线DM解析式为y=﹣x+,
由可得或,
∴P(,),
则S△PCD=×3×(3﹣)=.
20.【解答】解:(1)∵A(1,0),对称轴l为x=﹣1,
∴B(﹣3,0),
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为y=x2+2x﹣3;
(2)如图,过点P作PM⊥x轴于点M,
可设点P的坐标为(x,y)(﹣3<x<0),则y=x2+2x﹣3,
∵点A(1,0),
∴OA=1.
∵点C是抛物线与y轴的交点,
∴令x=0,得y=﹣3.即点C(0,﹣3).
∴OC=3.
由图可知S四边形PBAC=S△BPM+S四边形PMOC+S△AOC
=BM•PM+(PM+OC)•OM+OA•OC
=(x+3)(﹣y)+(﹣y+3)(﹣x)+×1×3
=﹣y﹣x+.
将y=x2+2x﹣3代入可得S四边形PBAC=﹣(x2+2x﹣3)﹣x+=﹣(x+)2+.
∵﹣<0,﹣3<x<0,
∴当x=﹣时,S四边形PBAC有最大值.此时,y=x2+2x﹣3=﹣.
∴当点P的坐标为(﹣,﹣)时,四边形PBAC的面积最大,最大值为;
(3)由已知得B(﹣3,0),C(0,﹣3),
设直线BC的解析式为:y=kx+c,则,
解得,
∴直线BC的解析式为:y=﹣k﹣3.①
∵抛物线y=x2+2x﹣3向上平移m(m>0)个单位长度得到新的抛物线,
∴新抛物线解析式为y=x2+2x﹣3+m.②
∵新的抛物线与直线BC有两个交点,
∴联立①②,消去y,x2+3x+m>0,即(x﹣)2﹣+m>0,
∴m<﹣(x﹣)2+.
∴m的取值范围是:0<m<.
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