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中考数学二轮培优复习几何专项练习:胡不归(2份打包,原卷版+含解析)
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1.如图,在平面直角坐标系中,直线l分别交x、y轴于B、C两点,点A、C的坐标分别为(3,0)、(0,﹣3),且∠OCB=60°,点P是直线l上一动点,连接AP,则 SKIPIF 1 < 0 的最小值是 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0 / SKIPIF 1 < 0
【分析】作∠OCE=120°,过点P作PG⊥CE于点G,利用含30度角的直角三角形的性质以及勾股定理求得PG= SKIPIF 1 < 0 PC;当A、P、G在同一直线时,AP+ SKIPIF 1 < 0 PC= AP+PG= AG的值最小,再利用含30度角的直角三角形的性质以及勾股定理即可求解.
【详解】解:∵点A、C的坐标分别为(3,0)、(0,﹣3),
∴OA=3,OC=3,
作∠OCE=120°,
∵∠OCB=60°,
则∠OCB=∠BCE=∠FCE=60°,
过点P作PG⊥CE于点G,如图:
在Rt△PCG中,∠PCG=60°,则∠CPG=30°,
∴CG= SKIPIF 1 < 0 PC,由勾股定理得PG= SKIPIF 1 < 0 PC,
∴AP+ SKIPIF 1 < 0 PC= AP+PG,
当A、P、G在同一直线时,AP+PG= AG的值最小,
延长AG交y轴于点F,
∵∠FCG=60°,∠CGF=90°,
∴∠CFG=30°,
∴CF=2CG,GF= SKIPIF 1 < 0 CF,
在Rt△OAF中,∠AOF=90°,∠OFA=30°,
∴AF=2OA=6,OF= SKIPIF 1 < 0 ,
∴CF=OF-OC= SKIPIF 1 < 0 ,
∴GF= SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 )= SKIPIF 1 < 0 ,
∴AG=AF-FG= SKIPIF 1 < 0 ,
即AP+ SKIPIF 1 < 0 PC的最小值为 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题考查了坐标与图形,含30度角的直角三角形的性质以及勾股定理,作出合适的辅助线,得到当A、P、G在同一直线时,AP+ SKIPIF 1 < 0 PC= AP+PG= AG的值最小是解题的关键.
2.如图,在平面直角坐标系中,一次函数 SKIPIF 1 < 0 分别交x轴、y轴于A、B两点,若C为x轴上的一动点,则2BC+AC的最小值为 .
【答案】6
【分析】先求出点A,点B坐标,由勾股定理可求AB的长,作点B关于OA的对称点 SKIPIF 1 < 0 ,可证 SKIPIF 1 < 0 是等边三角形,由直角三角形的性质可得CH= SKIPIF 1 < 0 AC,则 SKIPIF 1 < 0 ,即当点 SKIPIF 1 < 0 ,点C,点H三点共线时, SKIPIF 1 < 0 有最小值,即2BC+AC有最小值,由直角三角形的性质可求解.
【详解】解:∵一次函数 SKIPIF 1 < 0 分别交x轴、y轴于A、B两点,
∴点A(3,0),点 SKIPIF 1 < 0 ,
∴AO=3, SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
作点B关于OA的对称点 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,过点C作CH⊥AB于H,如图所示:
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 是等边三角形,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵CH⊥AB,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴当点 SKIPIF 1 < 0 ,点C,点H三点共线时, SKIPIF 1 < 0 有最小值,即2BC+AC有最小值,
此时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是等边三角形,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴2BC+AC的最小值为6.
故答案为:6.
【点睛】本题是胡不归问题,考查了一次函数的性质,等边三角形的判定和性质,直角三角形的性质,确定点C的位置是解题的关键.
3.如图,▱ SKIPIF 1 < 0 中 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为边 SKIPIF 1 < 0 上一点,则 SKIPIF 1 < 0 的最小值为 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【分析】作PH丄AD交AD的延长线于H,由直角三角形的性质可得HP= SKIPIF 1 < 0 DP,因此 SKIPIF 1 < 0 PD+2PB=2( SKIPIF 1 < 0 DP+PB)=2(PH+PB),当H、P、B三点共线时HP+PB有最小值,即 SKIPIF 1 < 0 PD十2PB有最小值,即可求解.
【详解】如图,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 ,交 SKIPIF 1 < 0 的延长线于 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 四边形 SKIPIF 1 < 0 是平行四边形,
SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0
∵PH丄AD
∴ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 当点 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 三点共线时,HP+PB有最小值,即 SKIPIF 1 < 0 有最小值,
此时 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
则 SKIPIF 1 < 0 最小值为 SKIPIF 1 < 0 ,
故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题考查了胡不归问题,平行四边形的性质,直角三角形的性质,垂线段最短等知识.构造直角三角形是解题的关键.
4.如图,在△ABC中,AB=AC=4,∠CAB=30°,AD⊥BC,垂足为D,P为线段AD上的一动点,连接PB、PC.则PA+2PB的最小值为 .
【答案】4 SKIPIF 1 < 0
【分析】在∠BAC的外部作∠CAE=15°,作BF⊥AE于F,交AD于P,此时PA+2PB=2 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 =2BF,通过解直角三角形ABF,进一步求得结果.
【详解】解:如图,
在∠BAC的外部作∠CAE=15°,作BF⊥AE于F,交AD于P,
此时PA+2PB最小,
∴∠AFB=90°
∵AB=AC,AD⊥BC,
∴∠CAD=∠BAD= SKIPIF 1 < 0 ,
∴∠EAD=∠CAE+∠CAD=30°,
∴PF= SKIPIF 1 < 0 ,
∴PA+2PB=2 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 =2BF,
在Rt△ABF中,AB=4,∠BAF=∠BAC+∠CAE=45°,
∴BF=AB•sin45°=4 SKIPIF 1 < 0 ,
∴(PA+2PB)最大=2BF= SKIPIF 1 < 0 ,
故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题考查了等腰三角形的性质,解直角直角三角形,解题的关键是作辅助线.
5.如图,直线y=x﹣3分别交x轴、y轴于B、A两点,点C(0,1)在y轴上,点P在x轴上运动,则 SKIPIF 1 < 0 PC+PB的最小值为 .
【答案】4
【详解】思路引领:过P作PD⊥AB于D,依据△AOB是等腰直角三角形,可得∠BAO=∠ABO=45°=∠BPD,进而得到△BDP是等腰直角三角形,故PD SKIPIF 1 < 0 PB,当C,P,D在同一直线上时,CD⊥AB,PC+PD的最小值等于垂线段CD的长,求得CD的长,即可得出结论.
答案详解:如图所示,过P作PD⊥AB于D,
∵直线y=x﹣3分别交x轴、y轴于B、A两点,
令x=0,则y=﹣3;令y=0,则x=3,
∴A(0,﹣3),B(3,0),
∴AO=BO=3,
又∵∠AOB=90°,
∴△AOB是等腰直角三角形,
∴∠BAO=∠ABO=45°=∠BPD,
∴△BDP是等腰直角三角形,
∴PD SKIPIF 1 < 0 PB,
∴ SKIPIF 1 < 0 PC+PB SKIPIF 1 < 0 (PC SKIPIF 1 < 0 PB) SKIPIF 1 < 0 (PC+PD),
当C,P,D在同一直线上,即CD⊥AB时,PC+PD的值最小,最小值等于垂线段CD的长,
此时,△ACD是等腰直角三角形,
又∵点C(0,1)在y轴上,
∴AC=1+3=4,
∴CD SKIPIF 1 < 0 AC=2 SKIPIF 1 < 0 ,
即PC+PD的最小值为 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 PC+PB的最小值为 SKIPIF 1 < 0 4,
故答案为:4.
6.如图,矩形ABCD中AB=3,BC SKIPIF 1 < 0 ,E为线段AB上一动点,连接CE,则 SKIPIF 1 < 0 AE+CE的最小值为 .
【答案】3
【详解】思路引领:在射线AB的下方作∠MAB=30°,过点E作ET⊥AM于T,过点C作CH⊥AM于H.易证ET SKIPIF 1 < 0 AE,推出 SKIPIF 1 < 0 AE+EC=CE+ET≥CH,求出CH即可解决问题.
答案详解:∵四边形ABCD是矩形,
∴∠B=90°,
∴tan∠CAB SKIPIF 1 < 0 ,
∴∠CAB=30°,
∴AC=2BC=2 SKIPIF 1 < 0 ,
在射线AB的下方作∠MAB=30°,过点E作ET⊥AM于T,过点C作CH⊥AM于H.
∵ET⊥AM,∠EAT=30°,
∴ET SKIPIF 1 < 0 AE,
∵∠CAH=60°,∠CHA=90°,AC=2 SKIPIF 1 < 0 ,
∴CH=AC•sin6°=2 SKIPIF 1 < 0 3,
∵ SKIPIF 1 < 0 AE+EC=CE+ET≥CH,
∴ SKIPIF 1 < 0 AE+EC≥3,
∴ SKIPIF 1 < 0 AE+EC的最小值为3,
故答案为3.
7.如图,四边形ABCD是菱形,AB=8,且∠ABC=60°,M为对角线BD(不含B点)上任意一点,则AM+ SKIPIF 1 < 0 BM的最小值为 .
【答案】4 SKIPIF 1 < 0
【分析】如图,过点A作AT⊥BC于T,过点M作MH⊥BC于H,根据菱形的性质和30°角的直角三角形的性质可得MH= SKIPIF 1 < 0 BM,于是可得AM+ SKIPIF 1 < 0 BM的最小值即为AT的长,再利用解直角三角形的知识求解即可.
【详解】解:如图,过点A作AT⊥BC于T,过点M作MH⊥BC于H.
∵四边形ABCD是菱形,∠ABC=60°,
∴∠DBC= SKIPIF 1 < 0 ∠ABC=30°,
∵MH⊥BC,∴∠BHM=90°,
∴MH= SKIPIF 1 < 0 BM,
∴AM+ SKIPIF 1 < 0 BM=AM+MH,
∵AT⊥BC,∴∠ATB=90°,
∴AT=AB•sin60°=4 SKIPIF 1 < 0 ,
∵AM+MH≥AT,
∴AM+MH≥4 SKIPIF 1 < 0 ,
∴AM+ SKIPIF 1 < 0 BM≥4 SKIPIF 1 < 0 ,
∴AM+ SKIPIF 1 < 0 BM的最小值为4 SKIPIF 1 < 0 ,
故答案为:4 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题考查了菱形的性质、30°角的直角三角形的性质、垂线段最短以及解直角三角形等知识,属于常考题型,熟练掌握上述知识、明确解答的方法是解题关键.
8.如图,▱ABCD中,∠DAB=30°,AB=6,BC=2,P为边CD上的一动点,则2PB+ PD的最小值等于 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【分析】过点P作PE⊥AD交AD的延长线于点E,根据四边形ABCD是平行四边形,得到 AB∥CD,推出PE= SKIPIF 1 < 0 PD,由此得到当PB+PE最小时2PB+ PD有最小值,此时P、B、E三点在同一条直线上,利用∠DAB=30°,∠AEP=90°,AB=6求出PB+PE的最小值= SKIPIF 1 < 0 AB=3,得到2PB+ PD的最小值等于6.
【详解】过点P作PE⊥AD交AD的延长线于点E,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,
∴∠EDC=∠DAB=30°,
∴PE= SKIPIF 1 < 0 PD,
∵2PB+ PD=2(PB+ SKIPIF 1 < 0 PD)=2(PB+PE),
∴当PB+PE最小时2PB+ PD有最小值,此时P、B、E三点在同一条直线上,
∵∠DAB=30°,∠AEP=90°,AB=6,
∴PB+PE的最小值= SKIPIF 1 < 0 AB=3,
∴2PB+ PD的最小值等于6,
故答案为:6.
【点睛】此题考查平行四边形的性质,直角三角形含30°角的问题,动点问题,将线段2PB+PD转化为三点共线的形式是解题的关键.
9.如图, SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是线段 SKIPIF 1 < 0 上的一个动点,则 SKIPIF 1 < 0 的最小值是 .
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【分析】过点D作 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 ,过点C作 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 ,首先通过勾股定理及 SKIPIF 1 < 0 求出AE,BE的长度,然后根据等腰三角形两腰上的高相等得出 SKIPIF 1 < 0 ,然后通过锐角三角函数得出 SKIPIF 1 < 0 ,进而可得出 SKIPIF 1 < 0 ,最后利用 SKIPIF 1 < 0 即可求值.
【详解】解:如图,过点D作 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 ,过点C作 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 .
∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (舍弃),
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 (等腰三角形两腰上的高相等)
∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0 ,
故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题主要考查解直角三角形,等腰三角形的性质,勾股定理,垂线段最短等,学会添加辅助线并利用转化的思想是解题的关键.
二、解答题
10.如图,已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 为常数,且 SKIPIF 1 < 0 )与 SKIPIF 1 < 0 轴从左至右依次交于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点,与 SKIPIF 1 < 0 轴交于点 SKIPIF 1 < 0 ,经过点 SKIPIF 1 < 0 的直线 SKIPIF 1 < 0 与抛物线的另一交点为 SKIPIF 1 < 0 .
(1)若点 SKIPIF 1 < 0 的横坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,求抛物线的函数表达式;
(2)在(1)条件下,设 SKIPIF 1 < 0 为线段 SKIPIF 1 < 0 上一点(不含端点),连接 SKIPIF 1 < 0 ,一动点 SKIPIF 1 < 0 从点 SKIPIF 1 < 0 出发,沿线段 SKIPIF 1 < 0 以每秒1个单位的速度运动到 SKIPIF 1 < 0 ,再沿线段 SKIPIF 1 < 0 以每秒2个单位的速度运动到 SKIPIF 1 < 0 后停止.当点 SKIPIF 1 < 0 的坐标是多少时,点 SKIPIF 1 < 0 在整个运动过程中用时最少?
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0
【分析】(1)由点 SKIPIF 1 < 0 的坐标求出直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式,再由点 SKIPIF 1 < 0 的横坐标代入直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式求出点 SKIPIF 1 < 0 的坐标,然后将点 SKIPIF 1 < 0 的坐标代入抛物线解析式求 SKIPIF 1 < 0 ,从而得到抛物线的函数表达式;
(2)过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 和点 SKIPIF 1 < 0 分别作 SKIPIF 1 < 0 轴的平行线和 SKIPIF 1 < 0 轴的平行线,交于点 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,由点 SKIPIF 1 < 0 和点 SKIPIF 1 < 0 的坐标求线段 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的长度,得到 SKIPIF 1 < 0 ,结合速度可知时间为 SKIPIF 1 < 0 ,然后利用“ SKIPIF 1 < 0 角所对的直角边是斜边的一半”得 SKIPIF 1 < 0 ,从而得到 SKIPIF 1 < 0 ,进而求得此时点 SKIPIF 1 < 0 坐标.
【详解】(1)解:对于 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
将点 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 ,得: SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
则直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式为: SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
将点 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 ,得: SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴抛物线的表达式为: SKIPIF 1 < 0 ;
(2)由题意得:点 SKIPIF 1 < 0 的运动时间为 SKIPIF 1 < 0 ,
过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
过点 SKIPIF 1 < 0 和点 SKIPIF 1 < 0 分别作 SKIPIF 1 < 0 轴的平行线和 SKIPIF 1 < 0 轴的平行线,交于点 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,此时 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 与直线 SKIPIF 1 < 0 的交点即为所求点 SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
∴点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 时,点 SKIPIF 1 < 0 在整个运动过程中用时最少.
【点睛】本题考查了二次函数和一次函数图象上点的坐标特征、待定系数法求抛物线解析式、特殊角的直角三角形三边关系,第2问的突破点是利用转化的思想结合“ SKIPIF 1 < 0 角所对的直角边是斜边的一半”将 SKIPIF 1 < 0 进行转化,然后利用垂线段最短求得用时最小时的点 SKIPIF 1 < 0 坐标.
11.已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 过点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点,与 SKIPIF 1 < 0 轴交于点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
(1)求抛物线的解析式及顶点 SKIPIF 1 < 0 的坐标;
(2)点 SKIPIF 1 < 0 为抛物线上位于直线 SKIPIF 1 < 0 下方的一动点,当 SKIPIF 1 < 0 面积最大时,求点 SKIPIF 1 < 0 的坐标;
(3)若点 SKIPIF 1 < 0 为线段 SKIPIF 1 < 0 上的一动点,问: SKIPIF 1 < 0 是否存在最小值?若存在,求出这个最小值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,顶点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0
(2)点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0
(3)存在,最小值为 SKIPIF 1 < 0
【分析】(1)根据题意设抛物线的交点式,然后代入点 SKIPIF 1 < 0 的坐标,求解即可;
(2)作 SKIPIF 1 < 0 轴,交 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,通过设 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的坐标,利用“割补法”表示出 SKIPIF 1 < 0 ,从而利用二次函数的性质求解最值即可;
(3)将直线 SKIPIF 1 < 0 绕着 SKIPIF 1 < 0 点逆时针旋转 SKIPIF 1 < 0 ,并过点 SKIPIF 1 < 0 作其垂线,垂足为 SKIPIF 1 < 0 ,分别连接 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,构造出含 SKIPIF 1 < 0 角的直角三角形,然后转换为求 SKIPIF 1 < 0 得最小值,继而确定当 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 三点共线时,满足 SKIPIF 1 < 0 取得最小值,此时利用含 SKIPIF 1 < 0 角的直角三角形的性质分段求解再相加即可得出结论.
【详解】(1)解:由题意,设抛物线解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,
将 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴抛物线的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,
∵对称轴为直线 SKIPIF 1 < 0 ,
∴将 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 ,得: SKIPIF 1 < 0 ,
∴顶点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)解:∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式为: SKIPIF 1 < 0 ,
∵点 SKIPIF 1 < 0 在抛物线上,且位于直线 SKIPIF 1 < 0 下方,
∴设 SKIPIF 1 < 0 ,其中, SKIPIF 1 < 0 ,
如图所示,作 SKIPIF 1 < 0 轴,交 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
整理可得: SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 取得最大值,
将 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 ,得: SKIPIF 1 < 0 ,
∴此时点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ;
(3)解:存在最小值,理由如下:
如下图所示,将直线 SKIPIF 1 < 0 绕着 SKIPIF 1 < 0 点逆时针旋转 SKIPIF 1 < 0 ,并过点 SKIPIF 1 < 0 作其垂线,垂足为 SKIPIF 1 < 0 ,
分别连接 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴在 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,
∴随着 SKIPIF 1 < 0 点的运动,总有 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
要使得 SKIPIF 1 < 0 取得最小值,即要使得 SKIPIF 1 < 0 取得最小值,
如下图,当 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 三点共线时,满足 SKIPIF 1 < 0 取得最小值,
此时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 存在最小值,最小值为 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题考查求二次函数解析式,二次函数综合面积问题,以及利用“胡不归”模型构造三角形求线段和最值问题,掌握二次函数的基本性质,熟练运用函数思想解决图形面积问题是解题关键.
12.抛物线 SKIPIF 1 < 0 分别交x轴于点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,交y轴于点C,抛物线的对称轴与x轴相交于点D,点M为线段OC上的动点,点N为线段AC上的动点,且 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求抛物线的表达式;
(2)线段MN,NC在数量上有何关系,请写出你的理由;
(3)在M,N移动的过程中,DM+ SKIPIF 1 < 0 MC是否有最小值,如果有,请写出理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0 ,见解析
(3)有,最小值为 SKIPIF 1 < 0
【分析】(1)利用待定系数法即可求解;
(2)在 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,根据 SKIPIF 1 < 0 ,有 SKIPIF 1 < 0 ,即可得 SKIPIF 1 < 0 ,问题得解;
(3)先求出 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,即有 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的最小值是 SKIPIF 1 < 0 的最小值,即点D到AC的垂线段DN的长,问题随之得解.
【详解】(1)把点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 代入抛物线 SKIPIF 1 < 0 中得:
SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 ,
∴抛物线的解析式为: SKIPIF 1 < 0 ;
(2) SKIPIF 1 < 0 ,
理由是:如图1,
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ;
(3)在M,N移动的过程中, SKIPIF 1 < 0 有最小值是 SKIPIF 1 < 0 ,理由如下:
由(2)知: SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 的最小值是 SKIPIF 1 < 0 的最小值,即D、M、N三点共线时,点D到AC的垂线段DN的长,如图2,
抛物线解析式为: SKIPIF 1 < 0 ;
∴对称轴是: SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,
∴在M,N移动的过程中, SKIPIF 1 < 0 有最小值是 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题主要考查了利用待定系数法求解抛物线解析式,二次函数的性质,解直角三角形以及垂线段最短等知识.题目难度不大,细心作答即可.掌握二次函数的性质是解答本题的关键.
13.如图,在平面直角坐标系中,直线 SKIPIF 1 < 0 分别与x,y轴交于点A,B,抛物线 SKIPIF 1 < 0 恰好经过这两点.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)若点C的坐标是 SKIPIF 1 < 0 ,将 SKIPIF 1 < 0 绕着点C逆时针旋转90°得到 SKIPIF 1 < 0 ,点A的对应点是点E.
①写出点E的坐标,并判断点E是否在此抛物线上;
②若点P是y轴上的任一点,求 SKIPIF 1 < 0 取最小值时,点P的坐标.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2)①点E在抛物线上;②P(0,− SKIPIF 1 < 0 )
【分析】(1)先求出A、B坐标,然后根据待定系数法求解即可;
(2)①根据旋转的性质求出EF=AO=3,CF=CO=6,从而可求E的坐标,然后把E的坐标代入(1)的函数解析式中,从而判断出点E是否在抛物线上;
②过点E作EH⊥AB,交y轴于P,垂足为H, SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,可知HP+PE的最小值为EH的长,从而解决问题.
【详解】(1)解:当x=0时,y=-4,
当y=0时, SKIPIF 1 < 0 ,
∴x=-3,
∴A(-3,0),B(0,-4),
把A、B代入抛物线 SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴抛物线解析式为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)解:①∵A(-3,0),C(0,6),
∴AO=3,CO=6,
由旋转知:EF=AO=3,CF=CO=6,∠FCO=90°
∴E到x轴的距离为6-3=3,
∴点E的坐标为(6,3),
当x=3时, SKIPIF 1 < 0 ,
∴点E在抛物线上;
②过点E作EH⊥AB,交y轴于P,垂足为H,
∵A(−3,0),B(0,−4),
∴OA=3,OB=4,
∴AB=5,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴HP+PE的最小值为EH的长,
作EG⊥y轴于G,
∵∠GEP=∠ABO,
∴tan∠GEP=tan∠ABO,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴OP= SKIPIF 1 < 0 −3= SKIPIF 1 < 0 ,
∴P(0,− SKIPIF 1 < 0 ).
【点睛】本题是二次函数综合题,主要考查了待定系数法求函数解析式,旋转的性质,三角函数,两点之间、线段最短等知识,利用三角函数将 SKIPIF 1 < 0 转化为HP的长是解题的关键.
14.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线 SKIPIF 1 < 0 与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.
(1)求A、C两点的坐标;
(2)连接AC,点P为直线AC上方抛物线上(不与A、C重合)的一动点,过点P作PD⊥AC交AC于点D,PE⊥x轴交AC于点E,求PD+DE的最大值及此时点P的坐标;
(3)如图2,将原抛物线沿射线CB方向平移3 SKIPIF 1 < 0 个单位得到新抛物线y',点M为新抛物线y'对称轴上一点,在新抛物线y'上是否存在一点N,使以点C、A、M、N为顶点的四边形为平行四边形,若存在,请直接写出点M的坐标,并选择一个你喜欢的点写出求解过程;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)A(﹣3,0),C SKIPIF 1 < 0
(2)最大值, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
(3)存在,此时 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,见解析
【分析】(1)令x=0,求出y的值,可求出点C的坐标;令y=0,可求出x的值,由此可求出点A的坐标;
(2)利用待定系数法求出直线AC的解析式,根据相似三角形的性质可表达PD+DE的值,再利用二次函数的性质求出最值;
(3)分三种情况:当四边形ACNM是平行四边形时,当ACMN时平行四边形时,当ANCM时平行四边形时,分别利用点的平移和中点坐标公式进行求解即可.
(1)
在 SKIPIF 1 < 0 中,
令x=0, SKIPIF 1 < 0 .
∴C SKIPIF 1 < 0 ),
令y=0,x1=﹣3,x2=1,
∵xA<xB,
∴A(﹣3,0),B(1,0).
(2)
∵PE⊥x轴,y⊥x轴,
∴PE∥y轴,
∴∠PED=∠ACO,
∵∠PDE=∠AOC=90°,
∴△PED∽△ACO,
∴DE:PD:PE=OC:OA:AC,
在Rt△AOC中,∠AOC=90°,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
当PE最大时,PD+DE最大,
设直线AC的解析式为:y=kx+b,
∵A(﹣3,0), SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴直线 SKIPIF 1 < 0 .
设 SKIPIF 1 < 0 ,﹣3<m<0,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,﹣3<m<0,
∴ SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 .
(3)
存在,此时 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
在射线CB上取一点Q,使CQ= SKIPIF 1 < 0 ,过点Q作QG⊥y轴于点G,则∠QGC=90°,如图,
∵B(1,0),C(0, SKIPIF 1 < 0 ),
∴OB=1,OC= SKIPIF 1 < 0 ,
∵∠BOC=90°,
∴BC= SKIPIF 1 < 0 ,
∵∠QGC=∠BOC=90°,∠QCG=∠BCO,
∴△QGC∽△BOC,
∴QG:BO=CG:CO=CQ:CB,即 SKIPIF 1 < 0 ,
∴QG=3,CG= SKIPIF 1 < 0 ,
∴沿射线CB方向平移 SKIPIF 1 < 0 个单位相当于向右平移3个单位,再向下平移 SKIPIF 1 < 0 个单位,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,
将抛物线 SKIPIF 1 < 0 向右平移3个单位,再向下平移 SKIPIF 1 < 0 个单位得到新抛物线y′,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴新抛物线的对称轴为直线x=2,
∵点M为新抛物线y′对称轴上一点,
∴点M的横坐标为2,
当四边形ACMN为平行四边形时,如图,
根据平行四边形的性质可知:AC∥NM,AC=NM,
由图可知,将点C先向右平移2个单位,再向下平移若干个单位得到点M,
∴将点A(﹣3,0)先向右平移2个单位,再向下平移若干个单位得到点N,
∴点N的横坐标为:﹣3+2=﹣1,
当x=﹣1时, SKIPIF 1 < 0 ,
∴此时点N的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ;
∴将点A(﹣3,0)先向右平移2个单位,再向下平移 SKIPIF 1 < 0 个单位得到点N(﹣1,﹣ SKIPIF 1 < 0 );
∴将点C(0, SKIPIF 1 < 0 )先向右平移2个单位,再向下平移 SKIPIF 1 < 0 个单位得到点M(2,﹣ SKIPIF 1 < 0 );
当四边形ACNM为平行四边形时,如图,
根据平行四边形的性质可知:AC∥MN,AC=NM,
由图可知,将点A(﹣3,0)先向右平移5个单位,再向下平移若干个单位得到点M,
∴将点C(0, SKIPIF 1 < 0 )先向右平移5个单位,再向下平移若干个单位得到点N,
∴点N的横坐标为:0+5=5,
当x=5时, SKIPIF 1 < 0 ,
∴此时点N的坐标为(5,﹣ SKIPIF 1 < 0 );
∴点C(0, SKIPIF 1 < 0 )先向右平移5个单位,再向下平移 SKIPIF 1 < 0 个单位得到点N(5,﹣ SKIPIF 1 < 0 );
将点A(﹣3,0)先向右平移5个单位,再向下平移 SKIPIF 1 < 0 个单位得到点M(2,﹣ SKIPIF 1 < 0 );
当ANCM为对角线时,A(﹣3,0),C(0, SKIPIF 1 < 0 )的中点为: SKIPIF 1 < 0 ,
∵点M在对称轴x=2上,
∴点M的横坐标为x=2,
∴点N的横坐标为x=﹣5,
当x=﹣5时, SKIPIF 1 < 0 ,
∴N(﹣5, SKIPIF 1 < 0 ),
∴点M的纵坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 .
综上所述,符合题意的点M的坐标为: SKIPIF 1 < 0 . 或 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题属于二次函数综合题,涉及待定系数法,轴对称最值问题,平行四边形存在性等知识,包括分类讨论思想等,(3)关键是进行正确的分类讨论.
15.如图1,已知正方形ABCD,AB=4,以顶点B为直角顶点的等腰Rt△BEF绕点B旋转,BE=BF= SKIPIF 1 < 0 ,连接AE,CF.
(1)求证:△ABE≌△CBF.
(2)如图2,连接DE,当DE=BE时,求S△BCF的值.(S△BCF表示△BCF的面积)
(3)如图3,当Rt△BEF旋转到正方形ABCD外部,且线段AE与线段CF存在交点G时,若M是CD的中点,P是线段DG上的一个动点,当满足 SKIPIF 1 < 0 MP+PG的值最小时,求MP的值.
【答案】(1)见解析
(2)2或6
(3) SKIPIF 1 < 0
【分析】(1)由“SAS”可证△ABE≌△CBF;
(2)由“SSS”可证△ADE≌△ABE,可得∠DAE=∠BAE=45°,可证AH=EH,由勾股定理可求BE的长,即可求解;
(3)先确定点P的位置,过点B作BQ⊥CF于Q,由勾股定理可求CE的长,由平行线分线段成比例可求解.
【详解】(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC,∠ABC=90°,
∵∠EBF=90°=∠ABC,
∴∠ABE=∠CBF,
又∵BE=BF,AB=BC,
在△ABE和△CBF中,
SKIPIF 1 < 0 ,
∴△ABE≌△CBF(SAS);
(2)解:如图2,过点E作EH⊥AB于H,
∵△ABE≌△CBF,
∴S△ABE=S△CBF,
∵AD=AB,AE=AE,DE=BE,
∴△ADE≌△ABE(SSS),
∴∠DAE=∠BAE=45°,
∵EH⊥AB,
∴∠EAB=∠AEH=45°,
∴AH=EH,
∵BE2=BH2+EH2,
∴10=EH2+(4﹣EH)2,
∴EH=1或3,
当EH=1时
∴S△ABE=S△BCF= SKIPIF 1 < 0 AB×EH= SKIPIF 1 < 0 ×4×1=2,
当EH=3时
∴S△ABE=S△BCF= SKIPIF 1 < 0 AB×EH= SKIPIF 1 < 0 ×4×3=6,
∴S△BCF的值是2或6;
(3)解:如图3,过点P作PK⊥AE于K,
由(1)同理可得△ABE≌△CBF,
∴∠EAB=∠BCF,
∵∠BAE+∠CAE+∠ACB=90°,
∴∠BCF+∠CAE+∠ACB=90°,
∴∠AGC=90°,
∵∠AGC=∠ADC=90°,
∴点A,点G,点C,点D四点共圆,
∴∠ACD=∠AGD=45°,
∵PK⊥AG,
∴∠PGK=∠GPK=45°,
∴PK=GK= SKIPIF 1 < 0 PG,
∴MP+ SKIPIF 1 < 0 PG=MP+PK,
∴当点M,点P,点K三点共线时,且点E,点G重合时,MP+ SKIPIF 1 < 0 PG值最小,即 SKIPIF 1 < 0 MP+PG最小,
如图4,过点B作BQ⊥CF于Q,
∵BE=BF= SKIPIF 1 < 0 ,∠EBF=90°,BQ⊥EF,
∴EF=2 SKIPIF 1 < 0 ,BQ=EQ=FQ= SKIPIF 1 < 0 ,
∵CQ= SKIPIF 1 < 0 ,
∴CE=CQ﹣EQ= SKIPIF 1 < 0 ,
∵MK⊥AE,CE⊥AE,
∴MK∥CE,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
又∵M是CD的中点,
∴DC=2DM,
∴MP= SKIPIF 1 < 0 CE= SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题主要考查勾股定理、全等三角形的性质与判定、正方形的性质及圆的基本性质,熟练掌握勾股定理、全等三角形的性质与判定、正方形的性质及圆的基本性质是解题的关键.
16.如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2+bx+c的图象经过点A(﹣1,0),B(0, SKIPIF 1 < 0 ),C(2,0),其对称轴与x轴交于点D.
(1)求二次函数的表达式及其顶点坐标;
(2)点M为抛物线的对称轴上的一个动点,若平面内存在点N,使得以A,B,M,N为顶点的四边形为菱形,求点M的坐标;
(3)若P为y轴上的一个动点,连接PD,求 SKIPIF 1 < 0 PB+PD的最小值.
【答案】(1)y= SKIPIF 1 < 0 (x SKIPIF 1 < 0 )2 SKIPIF 1 < 0 ,( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 );(2)( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )或( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )或( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )或( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )或( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 );(3) SKIPIF 1 < 0
【详解】思路引领:(1)将A、B、C三点的坐标代入y=ax2+bx+c,利用待定系数法即可求出二次函数的表达式,进而得到其顶点坐标;
(2)当以A,B,M,N为顶点的四边形为菱形时,分三种情况:①以A为圆心AB为半径画弧与对称轴有两个交点,此时AM=AB;②以B为圆心AB为半径画弧与对称轴有两个交点,此时BM=AB;③线段AB的垂直平分线与对称轴有一个交点,此时AM=BM,分别列出方程,求解即可;
(3)连接AB,作DH⊥AB于H,交OB于P,此时 SKIPIF 1 < 0 PB+PD最小.最小值就是线段DH,求出DH即可.
答案详解:(1)由题意 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴抛物线解析式为y SKIPIF 1 < 0 x2 SKIPIF 1 < 0 x SKIPIF 1 < 0 ,
∵y SKIPIF 1 < 0 x2 SKIPIF 1 < 0 x SKIPIF 1 < 0 (x SKIPIF 1 < 0 )2 SKIPIF 1 < 0 ,
∴顶点坐标( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 );
(2)设点M的坐标为( SKIPIF 1 < 0 ,y).
∵A(﹣1,0),B(0, SKIPIF 1 < 0 ),
∴AB2=1+3=4.
①以A为圆心AB为半径画弧与对称轴有两个交点,此时AM=AB,
则( SKIPIF 1 < 0 1)2+y2=4,解得y=± SKIPIF 1 < 0 ,
即此时点M的坐标为( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )或( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 );
②以B为圆心AB为半径画弧与对称轴有两个交点,此时BM=AB,
则( SKIPIF 1 < 0 )2+(y SKIPIF 1 < 0 )2=4,解得y SKIPIF 1 < 0 或y SKIPIF 1 < 0 ,
即此时点M的坐标为( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )或( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 );
③线段AB的垂直平分线与对称轴有一个交点,此时AM=BM,
则( SKIPIF 1 < 0 1)2+y2=( SKIPIF 1 < 0 )2+(y SKIPIF 1 < 0 )2,解得y SKIPIF 1 < 0 ,
即此时点M的坐标为( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ).
综上所述,满足条件的点M的坐标为( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )或( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )或( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )或( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )或( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 );
(3)如图,连接AB,作DH⊥AB于H,交OB于P,此时 SKIPIF 1 < 0 PB+PD最小.
理由:∵OA=1,OB SKIPIF 1 < 0 ,
∴tan∠ABO SKIPIF 1 < 0 ,
∴∠ABO=30°,
∴PH SKIPIF 1 < 0 PB,
∴ SKIPIF 1 < 0 PB+PD=PH+PD=DH,
∴此时 SKIPIF 1 < 0 PB+PD最短(垂线段最短).
在Rt△ADH中,∵∠AHD=90°,AD SKIPIF 1 < 0 ,∠HAD=60°,
∴sin60° SKIPIF 1 < 0 ,
∴DH SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 PB+PD的最小值为 SKIPIF 1 < 0 .
17.在平面直角坐标系中,将二次函数 SKIPIF 1 < 0 的图象向右平移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 SKIPIF 1 < 0 轴交于点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 (点 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 的左侧), SKIPIF 1 < 0 ,经过点 SKIPIF 1 < 0 的一次函数 SKIPIF 1 < 0 的图象与 SKIPIF 1 < 0 轴正半轴交于点 SKIPIF 1 < 0 ,且与抛物线的另一个交点为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 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 SKIPIF 1 < 0 在一次函数的图象下方,求 SKIPIF 1 < 0 面积的最大值,并求出此时点E的坐标;
(3)若点 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 轴上任意一点,在(2)的结论下,求 SKIPIF 1 < 0 的最小值.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ; SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 的面积最大值是 SKIPIF 1 < 0 ,此时 SKIPIF 1 < 0 点坐标为 SKIPIF 1 < 0 ;(3) SKIPIF 1 < 0 的最小值是3.
【分析】(1)先写出平移后的抛物线解析式,再把点 SKIPIF 1 < 0 代入可求得 SKIPIF 1 < 0 的值,由 SKIPIF 1 < 0 的面积为5可求出点 SKIPIF 1 < 0 的纵坐标,代入抛物线解析式可求出横坐标,由 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的坐标可利用待定系数法求出一次函数解析式;
(2)作 SKIPIF 1 < 0 轴交 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 ,如图,利用三角形面积公式,由 SKIPIF 1 < 0 构建关于E点横坐标的二次函数,然后利用二次函数的性质即可解决问题;
(3)作 SKIPIF 1 < 0 关于 SKIPIF 1 < 0 轴的对称点 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,交 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,利用锐角三角函数的定义可得出 SKIPIF 1 < 0 ,此时 SKIPIF 1 < 0 最小,求出最小值即可.
【详解】解:(1)将二次函数 SKIPIF 1 < 0 的图象向右平移1个单位,再向下平移2个单位,得到的抛物线解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,
代入抛物线的解析式得, SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴抛物线的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
令 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 的面积为5,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
代入抛物线解析式得, SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
设直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 ,
∴直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴交 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 ,如图,设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 的面积有最大值,最大值是 SKIPIF 1 < 0 ,此时 SKIPIF 1 < 0 点坐标为 SKIPIF 1 < 0 .
(3)作 SKIPIF 1 < 0 关于 SKIPIF 1 < 0 轴的对称点 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,交 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 关于 SKIPIF 1 < 0 轴对称,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,此时 SKIPIF 1 < 0 最小,
∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 .
∴ SKIPIF 1 < 0 的最小值是3.
【点睛】主要考查了二次函数的平移和待定系数法求函数的解析式、二次函数的性质、相似三角形的判定与性质、锐角三角函数的有关计算和利用对称的性质求最值问题.解(1)题的关键是熟练掌握待定系数法和相关点的坐标的求解;解(2)题的关键是灵活应用二次函数的性质求解;解(3)题的关键是作 SKIPIF 1 < 0 关于 SKIPIF 1 < 0 轴的对称点 SKIPIF 1 < 0 ,灵活应用对称的性质和锐角三角函数的知识,学会利用数形结合的思想和转化的数学思想把求 SKIPIF 1 < 0 的最小值转化为求 SKIPIF 1 < 0 的长度.
18.已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 过点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点,与y轴交于点C, SKIPIF 1 < 0 .
(1)求抛物线的解析式及顶点D的坐标;
(2)过点A作 SKIPIF 1 < 0 ,垂足为M,求证:四边形ADBM为正方形;
(3)点P为抛物线在直线BC下方图形上的一动点,当 SKIPIF 1 < 0 面积最大时,求点P的坐标;
(4)若点Q为线段OC上的一动点,问: SKIPIF 1 < 0 是否存在最小值?若存在,求出这个最小值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)抛物线的表达式为: SKIPIF 1 < 0 ,顶点 SKIPIF 1 < 0 ;(2)证明见解析;(3)点 SKIPIF 1 < 0 ;(4)存在, SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0 .
【分析】(1)设交点式 SKIPIF 1 < 0 ,利用待定系数法进行求解即可;
(2)先证明四边形ADBM为菱形,再根据有一个角是直角的菱形是正方形即可得证;
(3)先求出直线BC的解析式,过点P作y轴的平行线交BC于点N,设点 SKIPIF 1 < 0 ,则点N SKIPIF 1 < 0 ,根据 SKIPIF 1 < 0 可得关于x的二次函数,继而根据二次函数的性质进行求解即可;
(4)存在,如图,过点C作与y轴夹角为 SKIPIF 1 < 0 的直线CF交x轴于点F,过点A作 SKIPIF 1 < 0 ,垂足为H,交y轴于点Q,此时 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 最小值 SKIPIF 1 < 0 ,求出直线HC、AH的解析式即可求得H点坐标,进行求得AH的长即可得答案.
【详解】解:(1)函数的表达式为: SKIPIF 1 < 0 ,
即: SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 ,
故抛物线的表达式为: SKIPIF 1 < 0 ,
则顶点 SKIPIF 1 < 0 ;
(2) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∵A(1,0),B(3,0),∴OB=3,OA=1,
∴AB=2,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
又∵D(2,-1),
∴AD=BD= SKIPIF 1 < 0 ,
∴AM=MB=AD=BD,
∴四边形ADBM为菱形,
又∵ SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 菱形ADBM为正方形;
(3)设直线BC的解析式为y=mx+n,
将点B、C的坐标代入得: SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 ,
所以直线BC的表达式为:y=-x+3,
过点P作y轴的平行线交BC于点N,
设点 SKIPIF 1 < 0 ,则点N SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 有最大值,此时 SKIPIF 1 < 0 ,
故点 SKIPIF 1 < 0 ;
(4)存在,理由:
如图,过点C作与y轴夹角为 SKIPIF 1 < 0 的直线CF交x轴于点F,过点A作 SKIPIF 1 < 0 ,垂足为H,交y轴于点Q,
此时 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 最小值 SKIPIF 1 < 0 ,
在Rt△COF中,∠COF=90°,∠FOC=30°,OC=3,tan∠FCO= SKIPIF 1 < 0 ,
∴OF= SKIPIF 1 < 0 ,
∴F(- SKIPIF 1 < 0 ,0),
利用待定系数法可求得直线HC的表达式为: SKIPIF 1 < 0 …①,
∵∠COF=90°,∠FOC=30°,
∴∠CFO=90°-30°=60°,
∵∠AHF=90°,
∴∠FAH=90°-60°=30°,
∴OQ=AO•tan∠FAQ= SKIPIF 1 < 0 ,
∴Q(0, SKIPIF 1 < 0 ),
利用待定系数法可求得直线AH的表达式为: SKIPIF 1 < 0 …②,
联立①②并解得: SKIPIF 1 < 0 ,
故点 SKIPIF 1 < 0 ,而点 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题考查了二次函数的综合题,涉及了待定系数法,解直角三角形的应用,正方形的判定,最值问题等,综合性较强,有一定的难度,正确把握相关知识,会添加常用辅助线是解题的关键.
19.如图,已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 为常数,且 SKIPIF 1 < 0 )与 SKIPIF 1 < 0 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 SKIPIF 1 < 0 与抛物线的另一交点为D.
(1)若点D的横坐标为-5,求抛物线的函数表达式;
(2)若在第一象限的抛物线上有点P,使得以A,B,P为顶点的三角形与△ABC相似,求 SKIPIF 1 < 0 的值;
(3)在(1)的条件下,设F为线段BD上一点(不含端点),连接AF,一动点M从点A出发,沿线段AF以每秒1个单位的速度运动到F,再沿线段FD以每秒2个单位的速度运动到D后停止.当点F的坐标是多少时,点M在整个运动过程中用时最少.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ;(3)F SKIPIF 1 < 0 .
【分析】(1)根据点在曲线上点的坐标满足方程的关系,依次求出 SKIPIF 1 < 0 的值得到直线的解析式、点D的纵坐标、 SKIPIF 1 < 0 的值得到抛物线的函数表达式;
(2)分△PAB∽△ABC和△PAB∽△BAC两种情况讨论即可;
(3)过点D作DH⊥y轴于点H,过点A作AG⊥DH于点G,交BD于点F,则点F即为所求,理由是,由于点M在线段AF上以每秒1个单位的速度运动,在线段FD上以每秒2个单位的速度运动,从而根据直线BD的倾斜角是30°知道 SKIPIF 1 < 0 ,又根据垂直线段最短的性质知点F即为所求,从而根据含30°直角三角形的性质求解即可.
【详解】解:(1)∵抛物线 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 为常数,且 SKIPIF 1 < 0 )与 SKIPIF 1 < 0 轴从左至右依次交于A,B两点,
∵BM=9,AB=6,∴BF= SKIPIF 1 < 0 ,BD= SKIPIF 1 < 0 ,AF= SKIPIF 1 < 0
∴A(-2,0),B(4,0)
∵点B在直线 SKIPIF 1 < 0 上,∴ SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0
∴直线的解析式为 SKIPIF 1 < 0
∵点D在直线 SKIPIF 1 < 0 上,且横坐标为-5,∴纵坐标为 SKIPIF 1 < 0
∵点D在抛物线 SKIPIF 1 < 0 上,∴ SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0
∴抛物线的函数表达式为 SKIPIF 1 < 0
(2)易得,点C的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0
设点P的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,
分两种情况:
①若△PAB∽△ABC,则∠PAB=∠ABC, SKIPIF 1 < 0
∴由∠PAB=∠ABC 得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0
此时点P的坐标为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0
②若△PAB∽△BAC,则∠PAB=∠BAC, SKIPIF 1 < 0
∴由∠PAB=∠BAC 得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0
此时点P的坐标为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0
(3)如图,过点D作DH⊥y轴于点H,过点A作AG⊥DH于点G,交BD于点F,则点F即为所求
∵直线BD的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,∴∠FBA=∠FGD=30°
∵AB=6,∴AF= SKIPIF 1 < 0
∴点F的坐标为 SKIPIF 1 < 0
【点睛】本题考查单动点问题;二次函数和一次函数交点问题;曲线上点的坐标与方程的关系;勾股定理;相似三角形的判定;垂直线段最短的性质;分类思想和数形结合思想的应用.
三、一次函数综合
20.如图,在平面直角坐标系中,直线l1:y= SKIPIF 1 < 0 x+ SKIPIF 1 < 0 和直线l2:y=﹣ SKIPIF 1 < 0 x+b相交于y轴上的点B,且分别交x轴于点A和点C.
(1)求△ABC的面积;
(2)点E坐标为(5,0),点F为直线l1上一个动点,点P为y轴上一个动点,求当EF+CF最小时,点F的坐标,并求出此时PF+ SKIPIF 1 < 0 OP的最小值.
【答案】(1)S△ABC= SKIPIF 1 < 0 ;(2)点F坐标为(1, SKIPIF 1 < 0 );PF+ SKIPIF 1 < 0 OP的最小值为 SKIPIF 1 < 0 .
【分析】(1)根据l1的解析式可得A、B坐标,把点B坐标代入y=﹣ SKIPIF 1 < 0 x+b可求出b值,进而可得出点C坐标,即可求出AC、OB的长,利用三角形面积公式即可得答案;
(2)如图,作点C关于直线l1的对称点C′,连接C′E,交l1于F,根据A、B、C坐标可得△ABC是直角三角形,可得点C′在直线l2上,根据两点间距离公式可得出C′坐标,可得C′E为EF+CF的最小值,利用待定系数法可得出直线C′E的解析式,联立直线C′E与l1解析式即可得出得F的坐标;作二、四象限对角线l3,过点F作FG⊥l3于G,交y轴于P,可得∠GOP=45°,可得PG= SKIPIF 1 < 0 ,可得FG为PF+ SKIPIF 1 < 0 OP的最小值,过点F作FQ⊥x轴,交l3于Q,可得△FGQ为等腰直角三角形,可得FG= SKIPIF 1 < 0 FQ,由l3的解析式为y=-x及点F的坐标可得点Q坐标,进而可得FQ的长,即可得FG的长,可得答案.
【详解】(1)∵l1:y= SKIPIF 1 < 0 x+ SKIPIF 1 < 0 ,
∴当x=0时,y= SKIPIF 1 < 0 ,当y=0时,x=-3,
∴A(-3,0),B(0, SKIPIF 1 < 0 ),
∵点B直线l2:y=﹣ SKIPIF 1 < 0 x+b上,
∴b= SKIPIF 1 < 0 ,
∴直线l2的解析式为y=﹣ SKIPIF 1 < 0 x+ SKIPIF 1 < 0 ,
∴当y=0时,x=1,
∴C(1,0),
∴AC=4,OB= SKIPIF 1 < 0 ,
∴S△ABC= SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 .
(2)如图,作点C关于直线l1的对称点C′,连接C′E,交l1于F,
∵A(-3,0),B(0, SKIPIF 1 < 0 ),C(1,0),
∴AB2=(-3)2+( SKIPIF 1 < 0 )2=12,BC2=12+( SKIPIF 1 < 0 )2=4,AC2=42=16,
∵AC2=AB2+BC2,
∴△ABC是直角三角形,
∴点C′在直线l2上,
∵点C与点C′关于直线l1的对称,
∴CC′=2BC=4,
设点C′(m,﹣ SKIPIF 1 < 0 m+ SKIPIF 1 < 0 ,)
∴(m-1)2+(﹣ SKIPIF 1 < 0 m+ SKIPIF 1 < 0 )2=42,
解得:m1=-1,m2=3,
∵点C′在第二象限,
∴m=-1,
∴﹣ SKIPIF 1 < 0 m+ SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ,
∵FC=FC′,
∴EF+CF=EF+FC′,
∴当C′、F、E三点共线时EF+CF的值最小,
设直线C′E的解析式为y=kx+b,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 ,
∴直线C′E的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,
联立直线C′E与l1解析式得 SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 ,
∴F(1, SKIPIF 1 < 0 ).
如图,作二、四象限对角线l3,过点F作FG⊥l3于G,交y轴于P,过点F作FQ⊥x轴,交l3于Q,
∴直线l3的解析式为y=-x,∠GOP=45°,
∴△GOP是等腰直角三角形,
∴PG= SKIPIF 1 < 0 OP,
∴G、P、F三点共线时,PF+ SKIPIF 1 < 0 OP的值最小,最小值为FG的长,
∵∠GOP=45°,∠POE=90°,
∴∠EOQ=45°,
∴∠FQO=45°,
∴△FGQ是等腰直角三角形,
∴FG= SKIPIF 1 < 0 FQ,
∵F(1, SKIPIF 1 < 0 ),直线l3的解析式为y=-x,
∴Q(1,-1),
∴FQ= SKIPIF 1 < 0 -(-1)= SKIPIF 1 < 0 +1,
∴FG= SKIPIF 1 < 0 FQ= SKIPIF 1 < 0 ×( SKIPIF 1 < 0 +1)= SKIPIF 1 < 0 ,
∴PF+ SKIPIF 1 < 0 OP的最小值为 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题考查一次函数的综合、轴对称的性质、等腰直角三角形的判定与性质,正确添加辅助线,熟练掌握待定系数法求一次函数解析式及轴对称的性质是解题关键.
21.如图,在平面直角坐标系中,直线l1 SKIPIF 1 < 0 和直线l2相交于y轴上的点B,分别交x轴于A、C且∠OBC=30度.
(1)求直线l2的解析式;
(2)点E坐标为(5,0),点F为直线l1上一个动点,点P为y轴上一个动点,求当EF+CF最小时,点F的坐标,并求出此时 SKIPIF 1 < 0 的最小值.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2)F(1, SKIPIF 1 < 0 ),PF+ SKIPIF 1 < 0 OP的最小值为 SKIPIF 1 < 0 ;
【分析】(1)求出B(0, SKIPIF 1 < 0 ),再由OC=BO•tan30°=1,求出C(1,0),再由待定系数法求直线解析式即可;
(2)先确定∠ABC=90°,则可知C点关于直线l2的对称点C'在l2上,过点C'作C'K⊥y轴交K点,易证△C'KB≌△COB(AAS),则C'的纵坐标为2 SKIPIF 1 < 0 ,即可求C'( SKIPIF 1 < 0 1,2 SKIPIF 1 < 0 ),连接C'E交l1于F,因为EF+CF=EF+C'F≥C'E,所以当C'、E、F三点共线时,EF+CF的值最小为C'E;当P、F、Q三点共线时,PF+ SKIPIF 1 < 0 OP的值最小,过F作FG⊥x轴交l3,于点G,易证△FQG为等腰直角三角形,然后求出最小值即可.
【详解】解:(1)令x=0,则y= SKIPIF 1 < 0 ,
∴B(0, SKIPIF 1 < 0 ),
∴OB= SKIPIF 1 < 0 ,
∵∠OBC=30°,
∴OC=BO•tan30°= SKIPIF 1 < 0 × SKIPIF 1 < 0 ,
∴C(1,0),
设直线l2的解析式为y=kx+b,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴直线l2的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)令y=0,则 SKIPIF 1 < 0 ,
∴x= SKIPIF 1 < 0 3,
∴A( SKIPIF 1 < 0 3,0),
∴OA=3,
∴tan∠ABO= SKIPIF 1 < 0 ,
∴∠ABO=60°,
∴∠ABC=90°,
∴C点关于直线l1的对称点C'在l2上,
如图1,过点C'作C'K⊥y轴交K点,
∵∠KBC'=∠CBO,∠C'KB=∠BOC,BC=BC',
∴△C'KB≌△COB(AAS),
∴BK=BO= SKIPIF 1 < 0 ,
∴C'的纵坐标为2 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴x= SKIPIF 1 < 0 1,
∴C'( SKIPIF 1 < 0 1,2 SKIPIF 1 < 0 ),
连接C'E交l1于F,
∵EF+CF=EF+C'F≥C'E,
∴当C'、E、F三点共线时,EF+CF的值最小为C'E,
设直线C'E的解析式为y=kx+b,
∵E(5,0),C'(-1,2 SKIPIF 1 < 0 ),
则 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
解得x=1,
∴F(1, SKIPIF 1 < 0 ),
作第二、四象限的角平分线l3,,过点F作FQ⊥l3,,交y轴于点P,交l3,于点Q,
在Rt△PQO中,∠POQ=45°,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴PF+ SKIPIF 1 < 0 OP=PF+PQ≥FQ,
当P、F、Q三点共线时,PF+ SKIPIF 1 < 0 OP的值最小,
过F作FG⊥x轴交l3,于点G,
∴△FQG为等腰直角三角形,
∴FQ= SKIPIF 1 < 0 FG,
∵l3,的解析式为y= SKIPIF 1 < 0 x,
∴G(1, SKIPIF 1 < 0 1),
∴FG=1+ SKIPIF 1 < 0 ,
∴FQ= SKIPIF 1 < 0 + SKIPIF 1 < 0 ,
∴PF+ SKIPIF 1 < 0 OP的最小值为 SKIPIF 1 < 0 + SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题考查一次函数的综合,熟练掌握一次函数的图象及性质,通过构造坐标象限的角平分线将 SKIPIF 1 < 0 转化为求FQ的长是解(2)问的关键,数形结合,利用坐标平移的性质是解题关键.
22.如图,矩形 SKIPIF 1 < 0 的顶点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 分别在 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 轴的正半轴上,点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,一次函数 SKIPIF 1 < 0 的图象与边 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 轴分别交于点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,并且满足 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 是线段 SKIPIF 1 < 0 上的一个动点.
(1)求 SKIPIF 1 < 0 的值;
(2)连接 SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 的面积与四边形 SKIPIF 1 < 0 的面积之比为 SKIPIF 1 < 0 ,求点 SKIPIF 1 < 0 的坐标;
(3)求 SKIPIF 1 < 0 的最小值.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 ;(3) SKIPIF 1 < 0
【分析】(1)利用矩形的性质,用 SKIPIF 1 < 0 表示点 SKIPIF 1 < 0 的坐标,再利用待定系数法即可求解;
(2)首先求出四边形 SKIPIF 1 < 0 的面积,再根据条件求出 SKIPIF 1 < 0 的面积,即可解决问题;
(3)过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴交于点 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,即可转化为求 SKIPIF 1 < 0 的最小值,作点 SKIPIF 1 < 0 关于一次函数的对称点 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴的垂线交 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,交一次函数于点 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0 ,算出长度即可.
【详解】(1)在 SKIPIF 1 < 0 中,令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
把 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 中得: SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 ;
(2)由(1)得一次函数为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 的面积与四边形 SKIPIF 1 < 0 的面积之比为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 的面积与四边形 SKIPIF 1 < 0 的面积之比为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
设点 SKIPIF 1 < 0 的横坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 ,
把 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 中得: SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ;
(3)
如图所示,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴交于点 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
作点 SKIPIF 1 < 0 关于一次函数的对称点 SKIPIF 1 < 0 ,且OO’与直线DF交于Q点,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴的垂线交 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 在同一直线时 SKIPIF 1 < 0 最小,
即 SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 中. SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0 .
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