2023年中考数学高频考点突破——二次函数与角度(含答案)
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1.如图,抛物线交x轴于,两点,顶点B的纵坐标为4.
(1)直接写出抛物线的解析式;
(2)若点C是抛物线上异于原点O的一点,且满足,试判断的形状,并说明理由.
(3)在⑵的条件下,若抛物线上存在一点D,使得,求点D的坐标.
2.如图,抛物线y=-0.5+bx+3,与x轴交于点B(﹣2,0)和C,与y轴交于点A,点M在y轴上.
(1)求抛物线的解析式;
(2)连结BM并延长,交抛物线于D,过点D作DE⊥x轴于E.当以B、D、E为顶点的三角形与△AOC相似时,求点M的坐标;
(3)连结BM,当∠OMB+∠OAB=∠ACO时,求AM的长.
3.如图,抛物线与直线交于A、B两点,其中A在y轴上,点B的横坐标为4,P为抛物线上一动点,过点P作PC垂直于AB,垂足为C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P在直线AB上方的抛物线上,设P的横坐标为m,用m的代数式表示线段PC的长,并求出线段PC的最大值及此时点P的坐标.
(3)若点P是抛物线上任意一点,且满足0°<∠PAB≤45°.请直接写出:
①点P的横坐标的取值范围;
②纵坐标为整数点P为“巧点”,“巧点”的个数.
4.在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于A、B(A点在B点的左侧)与轴交于点C.
(1)如图1,连接AC、BC,若△ABC的面积为3时,求抛物线的解析式;
(2)如图2,点P为第四象限抛物线上一点,连接PC,若时,求点P的横坐标;
(3)如图3,在(2)的条件下,点F在AP上,过点P作PH⊥轴于H点,点K在PH的延长线上,AK=KF,∠KAH=∠FKH,,连接KB并延长交抛物线于点Q,求PQ的长.
5.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的左侧),与y轴交于点C,点B的坐标为(3,0),将直线沿y轴向上平移3个单位长度后恰好经过B、C两点.
(1)求直线BC及抛物线的解析式;
(2)设抛物线的顶点为D,点P在抛物线的对称轴上,且,求点P的坐标;
(3)连结CD,求∠OCA与∠OCD两角和的度数.
6.如图,在平面直角坐标系xOy中,顶点为M的抛物线是由抛物线y=x2﹣3向右平移一个单位后得到的,它与y轴负半轴交于点A,点B在该抛物线上,且横坐标为3.
(1)求点M、A、B坐标;
(2)连接AB、AM、BM,求∠ABM的正切值;
(3)点P是顶点为M的抛物线上一点,且位于对称轴的右侧,设PO与x正半轴的夹角为α,当α=∠ABM时,求P点坐标.
7.如图,直线y=x+m与抛物线y=x2-2x+l交于不同的两点M、N(点M在点N的左侧).
(1)设抛物线的顶点为B,对称轴l与直线y=x+m的交点为C,连结BM、BN,若S△MBC=S△NBC,求直线MN的解析式;
(2)在(1)条件下,已知点P(t,0)为x轴上的一个动点,
①若△PMN为直角三角形,求点P的坐标.
②若∠MPN>90°,则t的取值范围是 .
8.平面直角坐标系中,抛物线交轴于A、B两点(点A在点B左侧),与轴交于点C,点A、C的坐标分别为(-3,0),(0,3),对称轴直线交轴于点E,点D为顶点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是直线AC下方的抛物线上一点,且,,求点P的坐标;
(3)点M是第一象限内抛物线上一点,且∠MAC=∠ADE,求点M的坐标.
9.抛物线经过、两点,与轴交于另一点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)已知点在第二象限的抛物线上,求点关于直线的对称点的坐标;
(3)在(2)的条件下,连接,点为y轴
上一点,且,求出点的坐标.
10.如图1,点A为抛物线C1:的顶点,点B的坐标为(1,0),直线AB交抛物线C1于另一点C.
(1)求点C的坐标;
(2)如图1,平行于y轴的直线x=3交直线AB于点D,交抛物线C1于点E,平行于y轴的直线x=a交直线AB于F,交抛物线C1于G,若FG:DE=4:3,求a的值;
(3)如图2,将抛物线C1向下平移m(m>0)个单位得到抛物线C2,且抛物线C2的顶点为点P,交x轴于点M,交射线BC于点N,NQ⊥x轴于点Q,当NP平分∠MNQ时,求m的值.
图1 图2
11.在平面直角坐标系中xOy中,抛物线y=x2﹣mx+m2+m﹣2的顶点在x轴上.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点Q是x轴上一点,
①若在抛物线上存在点P,使得∠POQ=45°,求点P的坐标;
②抛物线与直线y=2交于点E,F(点E在点F的左侧),将此抛物线在点E,F(包含点E和点F)之间的部分沿x轴平移n个单位后得到的图象记为G,若在图象G上存在点P,使得∠POQ=45°,求n的取值范围.
12.如图,抛物线经过、两点,与轴交于另一点.
求此抛物线的解析式;
已知点在第四象限的抛物线上,求点关于直线对称的点的坐标.
在的条件下,连接,问在轴上是否存在点,使?若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
13.在平面直角坐标系中,直线与x轴交于点B,与y轴交于点C,二次函数的图象经过点B,C两点,且与x轴的负半轴交于点A,动点D在直线BC下方的二次函数图象上.
(1)求二次函数的表达式;
(2)如图1,连接DC,DB,设△BCD的面积为S,求S的最大值;
(3)如图2,过点D作DM⊥BC于点M,是否存在点D,使得△CDM中的某个角恰好等于∠ABC的2倍?若存在,直接写出点D的横坐标;若不存在,请说明理由.
14.如图,对称轴为直线x=1的抛物线y=x2﹣bx+c与x轴交于A(x1,0)、B(x2,0)(x1<x2)两点,与y轴交于C点,且+=﹣.
(1)求抛物线的解析式;
(2)抛物线顶点为D,直线BD交y轴于E点;
①设点P为线段BD上一点(点P不与B、D两点重合),过点P作x轴的垂线与抛物线交于点F,求△BDF面积的最大值;
②在线段BD上是否存在点Q,使得∠BDC=∠QCE?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
15.如图,抛物线y=ax2+6x+c交x轴于A,B两点,交y轴于点C.直线y=x﹣5经过点B,C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)过点A的直线交直线BC于点M.
①当AM⊥BC时,过抛物线上一动点P(不与点B,C重合),作直线AM的平行线交直线BC于点Q,若以点A,M,P,Q为顶点的四边形是平行四边形,求点P的横坐标;
②连接AC,当直线AM与直线BC的夹角等于∠ACB的2倍时,请直接写出点M的坐标.
16.在平面直角坐标系中,二次函数y=-x2-bx+c的图象经过点A,点B(1,0)和点C(0,3).点D是抛物线的顶点.
(1)求二次函数的解析式和点D的坐标
(2)直线y=kx+n(k≠0)与抛物线交于点M,N,当△CMN的面积被y轴平分时,求k和n应满足的条件
(3)抛物线的对称轴与x轴交于点E,将抛物线向下平移m(m>0)个单位,平移后抛物线与y轴交于点C′,连接DC′,OD,是否存在OD平分∠C′DE的情况?若存在,求出m的值;若不荐在,请说明理由.
17.如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点A(x1,0)、B(x2,0),与y轴交于点C(0,﹣x2),且x1<0<x2,tan∠OAC=3,△ABC的面积为6
(1)求抛物线的解析式.
(2)D为抛物线上一点,E为抛物线的对称轴上一点,若以B、C、D、E为顶点的四边形为平行四边形,求点E的坐标.
(3)抛物线上是否存在一点P,使得∠APB=∠ACO成立?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
18.已知抛物线经过和两点,与轴交于点,点为第一象限抛物线上一动点,
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,连接,交于点,当时,求出点的坐标;
(3)如图2,点的坐标为,点为轴正半轴上一点,,连接,是否存在点,使?若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
参考答案:
1.(1)抛物线的解析式是;
(2)是直角三角形,理由见解析;
(3)点D的坐标为或.
【分析】(1)根据抛物线交x轴于,两点,顶点B的纵坐标为4,根据待定系数法可求抛物线的解析式;
(2)设,由勾股定理得点,则,,因此是直角三角形;
(3)作轴于E,根据三角函数可得直线与抛物线的交点即为所求点D.中,,可得直线上方的点D即为点,由点B关于点O的对称点,且,可得,将直线解析式为代入抛物线,可得点D的坐标.
【解析】(1)解:∵抛物线交x轴于,两点,顶点B的纵坐标为4,
∴,
解得.
故抛物线的解析式是;
(2)解:是直角三角形.
如图1,设,
由勾股定理得:,,,
∵,
∴化简得,
代入,
解得,
即点,
则,,
因此是直角三角形.
(3)解:如图2,作轴于E,则.
∵,
∴,
∵,
∴,
只要经过点C,在的上方与下方各作一条直线,使所作直线与所成锐角的正切值为,则直线与抛物线的交点即为所求点D.
∵中,,
∴直线上方的点D即为点,
∵点B关于点O的对称点,且,
∴,
∵直线解析式为,
∴代入抛物线,
解得(舍去),
当时,.
则.
综上所述,点D的坐标为或.
【点评】本题主要考查了二次函数综合题,涉及运用待定系数法求抛物线解析式、直角三角形的判定、三角函数、勾股定理等知识,运用图形结合的思想是解题的关键.
2.(1)抛物线的解析式为y=-0.5+0.5x+3;
(2)点M的坐标为(2,0)或(−2,0);
(3)点M的坐标为(0,10)或(0,−10).
【分析】(1)利用待定系数法即可解决问题;
(2)如图1中,首先证明△AOC是等腰直角三角形,由OMDE,推出△BMO∽△BDE,要使B、D、E为顶点的三角形与△AOC相似,只要△BOM∽△AOC,设M(0,m),可得,解方程即可;
(3)如图2中,作AG⊥AC交x轴于G,BF⊥AG于F.首先证明∠FAB=∠OMB,设M(0,n),由△AFB∽△MOB,得,由此列出方程即可解决问题.
【解析】(1)解:将点B(-2,0)代入抛物线的解析式y=-0.5+bx+3得
-0.5×-2b+3=0,
∴b=0.5,
∴抛物线的解析式为y=-0.5+0.5x+3;
(2)解:如图1中,
∵抛物线的解析式为y=-0.5+0.5x+3,与x轴交于B(-2,0),A(0,3),C(3,0),
∴OA=OC,
∴△AOC是等腰直角三角形,
∵OMDE,
∴△BMO∽△BDE,
∵要使B、D、E为顶点的三角形与△AOC相似,
∴只要△BOM∽△AOC,设M(0,m),
∴,
∴,
∴m=±2,
∴点M的坐标为(0,2)或(0,-2);
(3)解:如图2中,作AG⊥AC交x轴于G,BF⊥AG于F.
∵OA=OC,∠AOC=∠GAC=90°,
∴∠OAC=∠ACO=∠OAG=45°,
∵∠OMB+∠OAB=∠ACO=45°,
∴∠FAB=∠OMB,设M(0,n),
∵∠AFB=∠BOM=90°,
∴△AFB∽△MOB,
∴,
∵FB=,AF=,OB=2,
∴,
∴n=±10,
∴点M的坐标为(0,10)或(0,-10),
∴AM=7或13.
【点评】本题考查二次函数综合题、等腰直角三角形的判定和性质、相似三角形的判定和性质等知识,解题的关键学会添加常用辅助线,构造相似三角形解决问题,学会用方程的思想思考问题.
3.(1)
(2)线段PC的最大值为,
(3) 且 7个
【分析】(1)求出A、B两点坐标代入抛物线的解析式即可解决问题;
(2)作PF⊥x轴于F,交AB于E,直线AB交x轴于D.设P(m,-m2+m+1),则E(m,m+1),PE=-m2+4m,由△PCE∽△DOA,可得,构建二次函数后即可解决问题;
(3)①如图2中,取点F(1,4),连接AF、FB,首先证明△FAB是等腰直角三角形,推出∠FAB=45°,设直线AF交抛物线于P,可得直线AF的解析式为y=3x+1,利用方程组求出∠PAB=45°时,点P的坐标即可解决问题,再根据对称性求出P′A⊥PA时的点P′的坐标即可解决问题;②观察图象可知点P的纵坐标的范围3<yp≤或-≤yP<3,所以整数yp为4,5,6,0,1,2,又点P的横坐标≤m<4.推出对应的点P有7个.
(1)
解:由题意A(0,1),B(4,3),
把A(0,1),B(4,3)代入y=-x2+bx+c得到
,
解得,
∴抛物线的解析式为y=-x2+x+1.
(2)
解:作PF⊥x轴于F,交AB于E,直线AB交x轴于D.
由题意D(-2,0),A(0,1),
设P(m,-m2+m+1),则E(m,m+1),PE=-m2+4m,0<m<4,
∴OA=1,OD=2,AD=,
∵PF∥OA,
∴∠DAO=∠DEF=∠PEC,
∵∠AOD=∠PCE=90°,
∴△PCE∽△DOA,
∴,
∴,
∴PC=-(m2-4m),
∵PC=-(m2-4m)=-(m-2)2+,
∵-<0,
∴m=2时,PC有最大值.最大值为,此时P(2,6);
(3)
解:①如图2中,取点F(1,4),连接AF、FB,
∵A(0,1),B(4,3),
∴AF=,FB=,AB=,
∴AF=FB,AF2+BF2=AB2,
∴△FAB是等腰直角三角形,
∴∠FAB=45°,设直线AF交抛物线于P,
∴直线AF的解析式为y=3x+1,
由
解得或,
∵A(0,1),
∴P(,),
当P′A⊥PA时,
直线P′A的解析式为y=-x+1,
∴,解得或,
∴P′(,-)
∴观察图象可知,满足条件0°<∠PAB≤45°的点P的横坐标≤m<4或4<m≤.
②观察图象可知点P的纵坐标的范围3<yp≤或-≤yP<3
∴整数yp为4,5,6,0,1,2,又点P的横坐标≤m<4或4<m≤.
∴对应的点P有7个,
∴“巧点”的个数为7个.
【点评】本题主要考查了二次函数的性质、一次函数的性质、相似三角形的判定和性质、等腰直角三角形的性质和判定等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会添加辅助线,构造特殊三角形解决问题,属于中考压轴题.
4.(1)
(2)6
(3)7
【分析】(1)通过解方程可得到A(1,0),B(4,0),然后利用三角形面积公式求出OC得到C点坐标,再把C点坐标代入中求出a即可得到抛物线的解析式;
(2)过点P作PH⊥x轴于H,作CD⊥PH于点H,如图2,设设P(m,),则,通过证明Rt△PCD∽Rt△CBO,利用相似比可得到,然后解方程求出m即可得到点P的横坐标;
(3)过点F作FG⊥PK于点G,如图3,先证明∠HAP=∠KPA得到HA=HP,由于P(6,10a),则可得到-10a=6-1,解得a=-,再判断Rt△PFG单位等腰直角三角形得到FG=PG=PF=2,接着证明△AKH≌△KFG,得到KH=FG=2,则K(6,2),然后利用待定系数法求出直线KB的解析式为y=x-4,再通过解方程组得到Q(-1,-5),利用P、Q点的坐标可判断PQx 轴,于是可得到QP=7.
(1)
解:当y=0时,
∴,
∴
解得,
∴A(1,0),B(4,0),
∴AB=3,
∵△ABC的面积为3,
∴,
解得OC=2,
∴C(0,-2),
把C(0,-2)代入中得4a=-2,解得a=-,
∴抛物线的解析式为;
(2)
解:过点P作PH⊥x轴于H,作CD⊥PH于点D,如图2所示,
设P(m,),则,
∵PH⊥AB,CD⊥PH,
∴ABCD,
∴∠ABC=∠BCD,
∵∠BCP=2∠ABC,
∴∠PCD=∠ABC,
又∵∠PDC=∠COB=90°,
∴Rt△PCD∽Rt△CBO,
∴PD:OC=CD:OB,即,
∴,
∴,
解得或(舍去),
∴点P的横坐标为6;
(3)
解:过点F作FG⊥PK于点G,如图3所示,
∵AK=FK,
∴∠KAF=∠KFA,
∵∠KAF=∠KAH+∠PAH,∠KFA=∠FKP+∠KPF,
∵∠KAH=∠FKH,
∴∠PAH=∠KPA,
∴HA=HP,
∴△AHP为等腰直角三角形,
∴∠HPA=45°,
由(2)得点P的坐标为(6,10a),
∴,
∵HA=HP,
∴-10a=6-1,
解得a=-,
在Rt△PFG中,∵,∠FPG=45°,
∴FG=PG=PF=2,
在△AKH和△KFG中,
,
∴△AKH≌△KFG(AAS),
∴KH=FG=2,
∴K(6,2),
设直线KB的解析式为y=mx+n,
把K(6,2),B(4,0)代入得
,
解得,
∴直线KB的解析式为y=x-4,
当a=-时,抛物线的解析式为,
,
联立,
解得或(舍去),
∴Q(-1,-5),
∵P(6,-5),
∴PQx 轴,
∴QP=7.
【点评】本题考查了二次函数的综合题,全等三角形的性质与判定,相似三角形的性质与判定,等腰直角三角形的性质与判定等等:熟练掌握二次函数图像上点的坐标特征和二次函数的性质;会利用待定系数法求函数解析式;理解坐标与图形性质;会利用全等三角形的知识证明线段相等和相似比计算线段的长.
5.(1)y=-x+3;y=-4x+3;(2)(2,2)或(2,-2);(3)45°
【分析】(1)根据平移得出点C的坐标,然后设出函数解析式,利用待定系数法求出函数解析式;
(2)根据二次函数得出点D和点A的坐标,然后得出OB、OC、OA和AB的长度,得出△OBC为等腰直角三角形,则∠OBC=45°,CB的长度为3,然后得出△AEC和△AFP相似得出PF的长度,从而得出点P的坐标;
(3)作点A(1,0)关于y轴的对称点A′,根据等腰直角三角形的性质得出角度.
【解析】解:(1)∵y=kx沿y轴向上平移3个单位长度后经过y轴上的点C,∴C(0,3).
设直线BC的解析式为y=kx+3.
∵B(3,0)在直线BC上,∴3k+3=0.
解得k=-1,直线BC的解析式为y=-x+3.
∵抛物线过点,
解得
∴抛物线的解析式为.
(2)由. 可得D(2,-1),A(1,0).
∴OB=3,OC=3,OA=1,AB=2.
可得△OBC是等腰直角三角形.∴∠OBC=45°,CB=3.
如图,设抛物线对称轴与x轴交于点F,∴AF=AB=1.
过点A作AE于点E.∴∠AEB=90°.可得BE=AE=,CE=2.
在△AEC与△AFP中,∠AEC=∠AFP=90°,∠ACE=∠APF,
.,.解得PF=2.
∵点P在抛物线的对称轴上,
∴点P的坐标为(2,2)或(2,-2).
(3)作点A(1,0)关于y轴的对称点A′,则A′(-1,0)
连结A′C,A′D,可得A′C=AC=,∠OC A′=∠OCA
由勾股定理可得CD2=20, A′D2=10,
又 A′C2=10 ∴ A′D2+ A′C2=CD2
∴△ A′DC是等腰直角三角形,∠C A′D=90º,
∴∠DC A′=45º,∴∠OC A′+∠OCD=45º,
∴∠OCA+∠OCD=45º,
即∠OCA与∠OCD两角和的度数为45º.
【点评】本题考查勾股定理、二次函数的性质、三角形相似.
6.(1) M(1,-3),A(0,-2),B(3,1);(2);(3) 点P的坐标为(3,1)或(,).
【分析】(1)根据平移规律写出抛物线解析式,再求出M、A、B坐标即可.
(2)首先证明△ABE∽△AMF,推出的值,∠BAM=90°,根据tan∠ABM=即可解决问题.
(3)分点P在x轴上方或下方两种情形解决问题.
【解析】解:(1)∵抛物线y=x2-3向右平移一个单位后得到的函数解析式为y=(x-1)2-3,
∴顶点M(1,-3),
令x=0,则y=(0-1)2-3=-2,
∴点A(0,-2),
x=3时,y=(3-1)2-3=4-3=1,
∴点B(3,1),
(2)过点B作BE⊥AO于E,过点M作MF⊥AO于M,
∵EB=EA=3,
∴∠EAB=∠EBA=45°,
同理可求∠FAM=∠FMA=45°,
∴△ABE∽△AMF,
∴,
又∵∠BAM=180°-45°×2=90°,
∴tan∠ABM,
(3)过点P作PH⊥x轴于H,
∵y=(x-1)2-3=x2-2x-2,
∴设点P(x,x2-2x-2),
①点P在x轴的上方时,,
整理得,3x2-7x-6=0,
解得x1=-(舍去),x2=3,
∴点P的坐标为(3,1);
②点P在x轴下方时,,
整理得,3x2-5x-6=0,
解得x1=(舍去),x2=,x=时,y=x2-2x-2=,
∴点P的坐标为(,),
综上所述,点P的坐标为(3,1)或(,).
【点评】本题考查了二次函数的平移变换,相似三角形的判定和性质,锐角三角函数,属于二次函数的综合题,恰当分类是解题的关键.
7.(1)直线MN的解析式为y=x+1;
(2)①若∠NMP1=90°,则△MOP1∽△FOM,P1的坐标为(,0);
若∠NMP2=90°,过N作NH⊥x轴于H,则△NHP2∽△FOM,P2的坐标为(,0);
若∠MP3N=90°,则△MOP3∽△FOM,P3的坐标为(,0);
②<t<.
【解析】试题分析:(1)设点M(x1,y1),N(x2,y2),过点M、N分别作MD⊥BC,NE⊥BC,垂足为D、E,根据已知条件可求出m的值,进而得到直线解析式;
(2)①由(1)知M(0,1),N(5,),设直线MN的解析式y=x+1与x轴的交点为F,因为直角三角形的斜边不确定,所以要分三种情况分别讨论,求出符合题意的t值,即可求出P的坐标;②由①可知当若∠MPN=90°,P的坐标,进而可求出∠MPN>90°,则t的取值范围.
试题解析:(1)设点M(x1,y1),N(x2,y2),由,可得x2﹣5x+2﹣2m=0,
则x1+x2=5①,x1•x2=2﹣2m②.
过点M、N分别作MD⊥BC,NE⊥BC,垂足为D、E.
∵S△MBC=S△NBC,
∴MD=NE,即2﹣x1=(x2﹣2),
∴x1=﹣x2+ ③,
③代入①,得x2=5,x1=0,
代入②,得m=1,
∴直线MN的解析式为y=x+1;
(2)①由(1)知M(0,1),N(5,),设直线MN的解析式y=x+1与x轴的交点为F(﹣2,0).
若∠NMP1=90°,则△MOP1∽△FOM,
∴,
∴t=,
∴P1的坐标为(,0);
若∠NMP2=90°,过N作NH⊥x轴于H,则△NHP2∽△FOM,
∴,
∴t=,
∴P2的坐标为(,0);
若∠MP3N=90°,则△MOP3∽△FOM,
∴,
∴2t2﹣10t+7=0,
解得:t=,
∴P3的坐标为(,0);
②由①可知P3的坐标为(,0),
∵∠MPN>90°,
∴<t<.
.
考点:二次函数综合题.
8.(1)y=-x2-2x+3;(2)(-4,-5)或(1,0);(3)(,).
【解析】试题分析:(1)由已知中点A、C的坐标分别为(-3,0),(0,3),对称轴为直线x=-1,得出B点坐标,进而利用交点式求出即可求出抛物线的解析式;
(2)由已知中C点坐标,再假设出P点坐标,可求出直线PC解析式,求出R点坐标,进而根据S△PAC=2S△DAC,可得点P的坐标;
(3)过点C作CH⊥DE交DE于点H,设AC交对称轴于点G,AM交y轴于点N,由∠MAC=∠ADE,可得N点坐标,进而求出CN的方程,联立直线与抛物线方程可得M点坐标.
(1)由对称轴x=-1,A(-3,0),可得B点坐标(1,0)
设y=a(x+3)(x-1),把C(0,3)代入得,4=-8a,
解得:a=-1,
所求解析式为:y=-x2-2x+3;
(2)如图:y=-x2-2x+3=-(x+1)2+4,顶点D(-1,4),
由A(-3,0)、C(0,3),得直线AC解析式为y=x+3;
设对称轴交AC于点G,则G(-1,2),∴S△DAC=(4-2)×3=3,
设P点(m,-m2-2m+3),
设PC解析式为:y=qx+p,
∴,
解得:k=-m-2,
∴PC解析式为:y=(-m-2)x+3,
设PC与x轴交于点R,
∴R(,0),
∴AR=3+,
∴S△APR+S△CAR=(3+)×(m2+2m-3)+×(3+)×3=+,
则S△PAC=+,
由S△PAC=2S△DAC,∴+=2×3,
解得:m1=-4,m2=1,
把m1=-4,m2=1分别代入y=-x2-2x+3中,
∴y1=-5,y2=0,
∴P点坐标为(-4,-5)或(1,0);
(3)由以上可得出:D(-1,4),C(0,3),E(-1,0),
如备用图:过点C作CH⊥DE交DE于点H,
∴H(-1,3),CH=DH=1,∠DCH=∠HCA=∠CA0=45°,
∴CD=,AC=3,△ACD为直角三角形,且tan∠DAC=.
设AC交对称轴于点G,AM交y轴于点N,
∵∠DAC+∠ADE=∠DGC=45°,∠CAM+∠MAO=∠CAO=45°,∠ADE=∠CAM,∠DAC=∠MAO,
∴tan∠MAO=.
∵A(-3,0),
∴ON=1,即N(0,1),
设直线CN解析式为:y=dx+h
∴,
解得:,
∴直线CN解析式为y=x+1,
联立方程
得:x=-3(舍)或x=,
∴点M的坐标为(,).
考点:二次函数综合题.
9.(1) y=-x2-3x+4(2)(0,1)(3) (0,)
【解析】(1) 因为抛物线,经过A(1,0)C(0,4)
把各点代入抛物线得出
a+b-4a=0
-4a=4
解得:a=1,b=-3
故解析式是:
(2) 因为点D(m,m+1)在该抛物线上,故
故m=3,
故D(3,4)
因为抛物线与x轴交于另一点B
故B(4,0)
所以直线BC的方程是:y=-x+4
故点D关于直线的对称点的坐标是(1,0)
(3) 由上解知,直线BD的方程是
y=-4x+16
由图分析得出,直线BD的倾斜角是
故BP直线的方程为:
故P(0,)
考点:二次函数,一次函数的求法
点评:此类试题属于难度较小的试题,需要考生对此类试题熟练把握,进而学会分析各类函数的解析式的解法
10.(1)C(4,6).
(2)或 或
(3)2
【分析】(1)由点A在抛物线C1上求得点A的坐标,用待定系数法求得直线AB的解析式;联立直线AB和抛物线C1即可求得点C的坐标.
(2)由FG:DE=4∶3求得FG=2.把点F和点G的纵坐标用含a的代数式表示,即可得等式
FG=,解之即可得a的值.
(3)设点M的坐标为(t,0)和抛物线C2的解析式,求得t和m的关系.求出点P和点N的坐标(用t的代数式表示),得出△MOT,△NHT都是等腰直角三角形的结论.从而由角平分线和平行的性质得到PT=NT,列式求解即可求得t,从而根据t和m的关系式求出m的值.
(1)
解:∵当x=0时,y=-2.
∴A(0,-2).
设直线AB的解析式为,则,
解得.
∴直线AB的解析式为.
∵点C是直线AB与抛物线C1的交点,
∴,
解得或(舍去).
∴C(4,6).
(2)
解:∵直线x=3交直线AB于点D,交抛物线C1于点E,
∴,
解得,
∴点D的坐标为(3,4),
令,,
∴点E的坐标为(3,),
∴DE=.
∵FG:DE=4∶3,
∴FG=2.
∵直线x=a交直线AB于点F,交抛物线C1于点G,
∴,,
∴FG=.
解得或或.
(3)
解:设直线MN交y轴于点T,过点N作NH⊥y轴于点H.
设点M的坐标为(t,0),抛物线C2的解析式为.
∴.∴.
∴.
∴P(0,).
∵点N是直线AB与抛物线C2的交点,
∴,
解得或(舍去).
∴N().
∴NQ=,MQ=.
∴NQ=MQ.
∴∠NMQ=45°.
∴△MOT,△NHT都是等腰直角三角形.
∴MO=TO,HT=HN.
∴OT=-t,,.
∵PN平分∠MNQ,
∴∠TNP=∠QNP,
∵TP⊥x轴,NQ⊥x轴,
∴TP∥NQ,
∴∠TPN=∠QNP=∠TNP
∴PT=NT.
∴,解得,(舍去).
∴.
∴ .
【点评】本题主要考查了二次函数与一次函数综合,等腰三角形的性质与判定,勾股定理,平行线的性质与判定等等,熟练掌握相关知识是解题的关键.
11.(1) y=(x﹣2)2 ;(2) ①(3+,3+)或(3﹣,3﹣);②﹣6≤n≤2.
【分析】(1)把函数解析式化为顶点式,, 因顶点在x轴上,可得m-2=0,即m=2,即可求得函数的解析式;
(2)由∠POQ=45°可知点P是直线y=x与抛物线的交点,令,解得x的值即可得点P的坐标;
(3)当E点移动到点(2,2)时,n=2,当F点移动到点(-2,2)时,n=-6,由图象可知,符合题意的n的取值范围是 .
【解析】(1).
由题意,可得m-2=0.
∴.
∴.
(2)①由题意得,点P是直线与抛物线的交点.
∴.
解得 ,.
∴P点坐标为或 .
②当E点移动到点(2,2)时,n=2.
当F点移动到点(-2,2)时,n=-6.
由图象可知,符合题意的n的取值范围是 .
12. ;点关于直线对称的点;存在.,或.
【分析】(1)将A(-1,0)、C(0,-3)两点坐标代入抛物线y=ax2+bx-3a中,列方程组求a、b的值即可;
(2)将点D(m,-m-1)代入(1)中的抛物线解析式,求m的值,再根据对称性求点D关于直线BC对称的点D'的坐标;
(3)分两种情形①过点C作CP∥BD,交x轴于P,则∠PCB=∠CBD,②连接BD′,过点C作CP′∥BD′,交x轴于P′,
分别求出直线CP和直线CP′的解析式即可解决问题.
【解析】将、代入抛物线中,
得,
解得,
∴;
将点代入中,得
,
解得或,
∵点在第四象限,
∴,
∵直线解析式为,
∴,,,
∴点关于直线对称的点;
存在.
过点作轴,垂足为,交直线于点(如图),
∵,
∴,
又∵轴,四边形为平行四边形,
∴,
∴,
设与相交于点,
易求解析式为:,
由,得到关于的方程,解方程后,得;
于是,点坐标为:;
于是解析式为:,
令方程中,,则,
所以,点坐标为:,
∴,或.
【点评】本题考查了二次函数的综合运用.关键是由已知条件求抛物线解析式,根据抛物线的对称性,直线BC的特殊性求点的坐标,学会分类讨论,不能漏解.
13.(1)二次函数的表达式为:;(2)4;(3)或.
【分析】(1)先求得点B、C的坐标,再代入求得b、c的值,即可得二次函数的表达式;(2)过点作轴于点,交于点,过点作于点,设,则.用含有a的代数式表示出的长,再根据得到S与a的二次函数关系,利用二次函数的性质即可解答;(3)在x轴上取点K,使CK=BK,则∠OKC=2∠ABC,过点B作BQ∥MD交CD延长线于点Q,过点Q作QH⊥x轴于点H,分∠DCM=∠QCB=2∠ABC和∠CDM=∠CQB=2∠ABC两种情况求点D的横坐标即可.
【解析】(1)直线,当时,;当时,,
∴,.
∵二次函数的图象经过,两点,
∴解得
∴二次函数的表达式为:.
(2)过点作轴于点,交于点,过点作于点,
依题意设,则.
其中,
∴,
∴
,
,
,
,
,
.
∵,∴抛物线开口向下.
又∵,
∴当时,有最大值, ;
(3)或
在轴上取点,使,则.
过点作∥交延长线于点,过点作轴于点,
设点的坐标为,则,
.
在中,,解得.∴.
当时,
∴.
∴.
易证∽.
∴.
∴,.
∴.
∵,
∴直线的函数表达式为:.
由,解得:,(舍).
∴点的横坐标为2.
②当时,方法同①,可确定点的横坐标为.
【点评】本题主要考查的是二次函数的综合应用,解答本题主要应用了待定系数法求函数的解析式,相似三角形的判定和性质,解直角三角形,直角三角形的性质,正确的作出辅助线是解题的关键.
14.(1)抛物线解析式为:y=x2﹣2x﹣3;(2)①当a=2时,S最大=﹣4+8﹣3=1;②存在点Q坐标为(,).
【解析】分析:(1)应用对称轴方程、根与系数关系求b,c
(2)①设出点P坐标表示△BDF面积,求最大值;
②利用勾股定理逆定理,证明∠BDC=90°,则QC⊥y轴,问题可解.
解析:(1)∵抛物线对称轴为直线x=1
∴-=1
∴b=2
由一元二次方程根与系数关系:
x1+x2=-,x1x2=,
∴,
∴,
则c=-3,
∴抛物线解析式为:y=x2-2x-3;
(2)由(1)点D坐标为(1,-4),
当y=0时,x2-2x-3=0,
解得x1=-1,x2=3,
∴点B坐标为(3,0),
①设点F坐标为(a,b),
∴△BDF的面积S=×(4-b)(a-1)+(-b)(3-a)-×2×4,
整理的S=2a-b-6,
∵b=a2-2a-3,
∴S=2a-(a2-2a-3)-6=-a2+4a-3,
∵a=-1<0,
∴当a=2时,S最大=-4+8-3=1,
②存在.
如图,由B,C,D可知,
BC=,CD=,BD=,
∵,即,
∴,
∴,
∵点Q再线段BD上,所以设点Q的坐标为,
过点Q作QH⊥y轴于点H,
当时,,
此时,
解得,
∴,
∴点Q的坐标为.
点评:本题是二次函数综合题,考查一元二次方程根与系数关系、二次函数图象性质及勾股定理逆定理.在求△BDF面积时,合理设出未知数可以简化计算.
15.(1)抛物线解析式为y=﹣x2+6x﹣5;(2)①P点的横坐标为4或或;②点M的坐标为(,﹣)或(,﹣).
【解析】分析:(1)利用一次函数解析式确定C(0,-5),B(5,0),然后利用待定系数法求抛物线解析式;
(2)①先解方程-x2+6x-5=0得A(1,0),再判断△OCB为等腰直角三角形得到∠OBC=∠OCB=45°,则△AMB为等腰直角三角形,所以AM=2,接着根据平行四边形的性质得到PQ=AM=2,PQ⊥BC,作PD⊥x轴交直线BC于D,如图1,利用∠PDQ=45°得到PD=PQ=4,设P(m,-m2+6m-5),则D(m,m-5),讨论:当P点在直线BC上方时,PD=-m2+6m-5-(m-5)=4;当P点在直线BC下方时,PD=m-5-(-m2+6m-5),然后分别解方程即可得到P点的横坐标;
②作AN⊥BC于N,NH⊥x轴于H,作AC的垂直平分线交BC于M1,交AC于E,如图2,利用等腰三角形的性质和三角形外角性质得到∠AM1B=2∠ACB,再确定N(3,-2),
AC的解析式为y=5x-5,E点坐标为(,-),利用两直线垂直的问题可设直线EM1的解析式为y=-x+b,把E(,-)代入求出b得到直线EM1的解析式为y=-x-,则解方程组得M1点的坐标;作直线BC上作点M1关于N点的对称点M2,如图2,利用对称性得到∠AM2C=∠AM1B=2∠ACB,设M2(x,x-5),根据中点坐标公式得到3=,然后求出x即可得到M2的坐标,从而得到满足条件的点M的坐标.
解析:(1)当x=0时,y=x﹣5=﹣5,则C(0,﹣5),
当y=0时,x﹣5=0,解得x=5,则B(5,0),
把B(5,0),C(0,﹣5)代入y=ax2+6x+c得
,解得,
∴抛物线解析式为y=﹣x2+6x﹣5;
(2)①解方程﹣x2+6x﹣5=0得x1=1,x2=5,则A(1,0),
∵B(5,0),C(0,﹣5),
∴△OCB为等腰直角三角形,
∴∠OBC=∠OCB=45°,
∵AM⊥BC,
∴△AMB为等腰直角三角形,
∴AM=AB=×4=2,
∵以点A,M,P,Q为顶点的四边形是平行四边形,AM∥PQ,
∴PQ=AM=2,PQ⊥BC,
作PD⊥x轴交直线BC于D,如图1,则∠PDQ=45°,
∴PD=PQ=×2=4,
设P(m,﹣m2+6m﹣5),则D(m,m﹣5),
当P点在直线BC上方时,
PD=﹣m2+6m﹣5﹣(m﹣5)=﹣m2+5m=4,解得m1=1,m2=4,
当P点在直线BC下方时,
PD=m﹣5﹣(﹣m2+6m﹣5)=m2﹣5m=4,解得m1=,m2=,
综上所述,P点的横坐标为4或或;
②作AN⊥BC于N,NH⊥x轴于H,作AC的垂直平分线交BC于M1,交AC于E,如图2,
∵M1A=M1C,
∴∠ACM1=∠CAM1,
∴∠AM1B=2∠ACB,
∵△ANB为等腰直角三角形,
∴AH=BH=NH=2,
∴N(3,﹣2),
易得AC的解析式为y=5x﹣5,E点坐标为(,﹣,
设直线EM1的解析式为y=﹣x+b,
把E(,﹣)代入得﹣+b=﹣,解得b=﹣,
∴直线EM1的解析式为y=﹣x﹣
解方程组得,则M1(,﹣);
作直线BC上作点M1关于N点的对称点M2,如图2,则∠AM2C=∠AM1B=2∠ACB,
设M2(x,x﹣5),
∵3=
∴x=,
∴M2(,﹣).
综上所述,点M的坐标为(,﹣)或(,﹣).
点评:本题考查了二次函数的综合题:熟练掌握二次函数图象上点的坐标特征、二次函数的性质、等腰直角的判定与性质和平行四边形的性质;会利用待定系数法求函数解析式;理解坐标与图形性质;会运用分类讨论的思想解决数学问题.
16.(1)y=-x2-2x+3,点D(-1,4);(2)k=-2,n<3;(3)存在,m=.
【分析】(1)利用待定系数法求得解析式,利用二次函数的顶点坐标公式即可求得点D的坐标;
(2)联立直线与抛物线的解析式得出关于x的一元二次方程,根据要使y轴平分△CMN的面积,则M、N两点的横坐标互为相反数,根据根与系数的关系即可得出k值;再根据而点H在点C之下这一条件,可得出n的取值范围;
(3)解答本类题目的总体思路在于先假设存在,若能求出m的值则假设成立,否则不成立;若存在,首先根据角平分线的性质,得出OH= 1,DH= 4;进而设HG=a,由△DOG的面积建立关于a的方程组,解之可得点G的坐标,进而求出直线DG的表达式和OC′,与OC作差,即可求出m的值,说明存在OD平分∠C′DE的情况.
【解析】(1)y=-x2-bx+c=-x2-bx+3,将点B坐标代入上式得:0=-1-b+3,
解得:b=2,
故抛物线的表达式为:y=-x2-2x+3,
则点A(-3,0)、点D(-1,4);
(2)设点M、N的横坐标为x1、x2,
当△CMN的面积被y轴平分时,则x1+x2=0,
将二次函数表达式与直线表达式联立并整理得:
x2+(2+k)x+(n-3)=0,
x1+x2=-(2+k)=0,即k=-2,
而点H在点C之下,故n<3,
故:k=-2,n<3;
(3)存在,理由:
OD平分∠C′DE,即:∠EDO=∠ODC′,
延长DC′交x轴于点G,过点O作OH⊥DG交于H,
∵∠EDO=∠ODC′,
∴OH=OE=1,DH=DE=4,
设HG=a,则OG=,
S△DOG=OG×DE=OH×GD,
即:4=1×(4+a),
解得:a=,即点G(,0),
∴直线DG的表达式为:y=-x+,
即OC′=,
m=3-=.
【点评】本题考查的是二次函数的综合题,涉及到用待定系数法求二次函数的解析式,二次函数的图像与一次函数图像的交点问题,二次函数的图像与几何变换等知识,熟练掌握上述知识点是解答本题的关键.
17.(1)y=x2﹣2x﹣3;(2)E1 (1,8),E2 (1,2),E3 (1,0);(3)P1,.
【分析】(1)由条件可求得A、B、C三点的坐标,然后根据待定系数法即可求得抛物线的解析式;
(2)画出图形,分BC是平行四边形的一条边或一条对角线两种情况,分别求解即可;
(3)以AB为底边,作顶角为2∠ACO的等腰三角形MAB,以M为圆心,MA为半径作⊙M,与抛物线的交点为P满足∠APB=∠ACO,求得M(1,6),由MA=MB,可求出点P的坐标.
【解析】解:(1)由题意得,x2=﹣3x1,
∵S△ABC=6,
∴,
∴,
∵x1<0<x2,
∴x1=﹣1,x2=3,
∴A(﹣1,0),B(3,0),C(0,﹣3),
设抛物线的解析式为y=a(x+1)(x﹣3),
∴﹣3=a(0+1)(0﹣3),
∴a=1,
∴抛物线的解析式为y=(x+1)(x﹣3),即y=x2﹣2x﹣3;
(2)①如图1,如图2,若BC为平行四边形的一边,则DE∥BC,且DE=BC,
∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
∴抛物线的对称轴为直线x=1,
∴点E的横坐标为1,
∴点D的横坐标为﹣2或4,
∴D1 (﹣2,5),D2 (4,5),
∴E1 (1,8),E2 (1,2),
②如图3,若BC为平行四边形的一条对角线,则BE∥CD,
设BC、DE交于点F,则点F的横坐标为,
∴点D的横坐标为2,
∴D(2,﹣3),
∴CD∥x轴,
∴点E在x轴上,
∴E3 (1,0).
(3)存在点P的坐标使得∠APB=∠ACO成立,如图4,
以AB为底边,作顶角为2∠ACO的等腰三角形MAB,以M为圆心,MA为半径作⊙M,与抛物线的交点为P满足∠APB=∠ACO,
当点M在AB上方时,易知M(1,6).
设P(x,y),其中y=x2﹣2x﹣3,
由MP=MA,得(x﹣1)2+(y﹣6)2=(1+1)2+62,
即x2﹣2x+1+y2﹣12y+36=40,
∴y+3+1+y2﹣12y=4,
∴y2﹣11y=0,
∴y=0(舍去)或y=11,
由x2﹣2x﹣3=11解得,
∴ ,.
【点评】本题是二次函数的综合题,考查了待定系数法求二次函数的解析式,平行四边形判定和性质,解一元二次方程等,分类讨论思想的运用是解题的关键.
18.(1);(2);(3)
【分析】(1)将点A、B坐标代入二次函数表达式得:,即可求解;
(2)S△CPD:S△BPD=1:2,即CD:BD=1:2,则,即可求解;
(3)因,和,可求得,则直线EP的表达式为:y=x-1,即可求解.
【解析】解:(1)将和代入得:
解得:
∴抛物线的解析式为:.
(2)作轴,垂足为,
∵
∴,,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴直线为:,
由得:
(3)设交轴于点,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴ ,
∴直线为:,
由得:,
∵点在第一象限,
∴.
【点评】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数、平行线分线段成比例等知识点,难度不大.
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