2024年中考数学二轮复习 压轴题 专项培优练习11(含答案)
展开(1)求此抛物线的表达式;
(2)过点P作PM⊥x轴,垂足为点M,PM交BC于点Q.试探究点P在运动过程中,是否存在这样的点Q,使得以A,C,Q为顶点的三角形是等腰三角形.若存在,请求出此时点Q的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)过点P作PN⊥BC,垂足为点N.请用含m的代数式表示线段PN的长,并求出当m为何值时PN有最大值,最大值是多少?
如图,抛物线y=﹣eq \f(3,5)x2+bx+c与x轴交于点A和点B(5,0),与y轴交于点C(0,﹣3),连接AC,BC,点E是对称轴上的一个动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当S△BCE=2S△ABC时,求点E的坐标;
(3)在抛物线上是否存在点P,使△BPE是以BE为斜边的等腰直角三角形?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
如图,在平面直角坐标系中,已知直线y=2x+8与x轴交于点A、与y轴交于点B,抛物线y=﹣x2+bx+c经过点A、B.
(1)求抛物线的表达式;
(2)P是抛物线上一点,且位于直线AB上方,过点P作PM∥y轴、PN∥x轴,分别交直线AB于点M、N.
①当MN=eq \f(1,2)AB时,求点P的坐标;
②联结OP交AB于点C,当点C是MN的中点时,求的值.
定义:如果抛物线C1的顶点在抛物线C2上,同时,抛物线C2的顶点在抛物线C1上,则称抛物线C1与C2关联.例如,如图,抛物线y=x2的顶点(0,0)在抛物线y=﹣x2+2x上,抛物线y=﹣x2+2x的顶点(1,1)也在抛物线y=x2上,所以抛物线y=x2与y=﹣x2+2x关联.
(1)已知抛物线C1:y=(x+1)2﹣2,分别判断抛物线C2:y=﹣x2+2x+1和抛物线C3:y=2x2+2x+1与抛物线C1是否关联;
(2)抛物线M1:y=eq \f(1,8)(x+1)2﹣2的顶点为A,动点P的坐标为(t,2),将抛物线M1绕点P(t,2)旋转180°得到抛物线M2,若抛物线M1与M2关联,求抛物线M2的解析式;
(3)抛物线M1:y=eq \f(1,8)(x+1)2﹣2的顶点为A,点B是与M1关联的抛物线的顶点,将线段AB绕点A按顺时针方向旋转90°得到线段AB1,若点B1恰好在y轴上,请直接写出点B1的纵坐标.
如图(1),抛物线y=ax2+bx+6与x轴交于点A(﹣6,0)、B(2,0),与y轴交于点C,抛物线对称轴交抛物线于点M,交x轴于点N.点P是抛物线上的动点,且位于x轴上方.
(1)求抛物线的解析式.
(2)如图(2),点D与点C关于直线MN对称,若∠CAD=∠CAP,求点P的坐标.
(3)直线BP交y轴于点E,交直线MN于点F,猜想线段OE、FM、MN三者之间存在的数量关系,并证明.
已知抛物线C:y=ax2+bx+c(a>0,c<0)的对称轴为x=4,C为顶点,且A(2,0),C(4,﹣2).
【问题背景】求出抛物线C的解析式.
【尝试探索】如图2,作点C关于x轴的对称点C′,连接BC′,作直线x=k交BC′于点M,交抛物线C于点N.
①连接ND,若四边形MNDC′是平行四边形,求出k的值.
②当线段MN在抛物线C与直线BC′围成的封闭图形内部或边界上时,请直接写出线段MN的长度的最大值.
【拓展延伸】如图4,作矩形HGOE,且E(﹣3,0),H(﹣3,4),现将其沿x轴以1个单位每秒的速度向右平移,设运动时间为t,得到矩形H′G′O′E′,连接AC′,若矩形H′G′O′E′与直线AC′和抛物线C围成的封闭图形有公共部分,请求出t的取值范围.
如图,已知点A(1,0),B(3,0),D(2,﹣1),C是y轴上的点,且OC=3.
(1)过点A作AM⊥BC,垂足为M,连接AD、BD,求证:四边形ADBM为正方形;
(2)若过A、B、C三点的抛物线对称轴上有一动点P,当PC﹣PB的值最大时,求出点P的坐标;
(3)设Q为线段OC上的一动点,问:AQ+eq \f(\r(10),10)QC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.
如图,抛物线y=ax2+bx+2交x轴于点A(﹣3,0)和点B(1,0),交y轴于点C.已知点D的坐标为(﹣1,0),点P为第二象限内抛物线上的一个动点,连接AP、PC、CD.
(1)求这个抛物线的表达式.
(2)点P为第二象限内抛物线上的一个动点,求四边形ADCP面积的最大值.
(3)①点M在平面内,当△CDM是以CM为斜边的等腰直角三角形时,求出满足条件的所有点M的坐标;
②在①的条件下,点N在抛物线对称轴上,当∠MNC=45°时,求出满足条件的所有点N的坐标.
\s 0 答案
解:(1)由二次函数交点式表达式得:y=a(x+3)(x﹣4)=a(x2﹣x﹣12),
即:﹣12a=4,解得:a=﹣eq \f(1,3),
则抛物线的表达式为y=﹣eq \f(1,3)x2+eq \f(1,3)x+4;
(2)存在,理由:点A、B、C的坐标分别为(﹣3,0)、(4,0)、(0,4),
则AC=5,AB=7,BC=4eq \r(2),∠OAB=∠OBA=45°,
将点B、C的坐标代入一次函数表达式:y=kx+b并解得:y=﹣x+4…①,
同理可得直线AC的表达式为:y=eq \f(4,3)x+4,
设直线AC的中点为M(﹣eq \f(3,2),4),过点M与CA垂直直线的表达式中的k值为﹣eq \f(3,4),
同理可得过点M与直线AC垂直直线的表达式为:y=﹣eq \f(3,4)x+eq \f(7,8)…②,
①当AC=AQ时,如图1,
则AC=AQ=5,设:QM=MB=n,则AM=7﹣n,
由勾股定理得:(7﹣n)2+n2=25,解得:n=3或4(舍去4),故点Q(1,3);
②当AC=CQ时,
如图1,CQ=5,则BQ=BC﹣CQ=4eq \r(2)﹣5,
则QM=MB=,故点Q(,);
③当CQ=AQ时,
联立①②并解得:x=12.5(舍去);
故点Q的坐标为:Q(1,3)或(,);
(3)设点P(m,﹣eq \f(1,3)m2+eq \f(1,3)m+4),则点Q(m,﹣m+4),
∵OB=OC,∴∠ABC=∠OCB=45°=∠PQN,
PN=PQsin∠PQN=eq \f(\r(2),2)(﹣eq \f(1,3)m2+eq \f(1,3)m+4+m﹣4)=﹣eq \f(1,6)eq \r(2)m2+eq \f(7,6)eq \r(2)m,
∵﹣eq \f(1,6)eq \r(2)<0,
∴PN有最大值,当m=eq \f(7,2)时,PN的最大值为:.
解:(1)∵抛物线y=﹣eq \f(3,5)x2+bx+c经过B(5,0),C(0,﹣3),
∴,解得:,
∴该抛物线的解析式为y=﹣eq \f(3,5)x2+eq \f(18,5)x﹣3;
(2)∵y=﹣eq \f(3,5)x2+eq \f(18,5)x﹣3,
∴抛物线对称轴为直线x=3,
∵点A与B(5,0)关于直线x=3对称,
∴A(1,0),
∴AB=5﹣1=4,
∴S△ABC=eq \f(1,2)×4×3=6,
设E(3,m),对称轴交BC于点F,
设直线BC的解析式为y=kx+d,
则,解得:,
∴直线BC的解析式为y=eq \f(3,5)x﹣3,
∴F(3,﹣eq \f(6,5)),
∴EF=|m+eq \f(6,5)|,
∴S△BCE=eq \f(1,2)EF×OB=eq \f(5,2)|m+eq \f(6,5)|,
∵S△BCE=2S△ABC,
∴eq \f(5,2)|m+eq \f(6,5)|=12,解得:m=eq \f(18,5)或﹣6,
∴点E的坐标为(3,eq \f(18,5))或(3,﹣6);
(3)设E(3,m),P(n,﹣eq \f(3,5)n2+eq \f(18,5)n﹣3),
①当点P在x轴上方时,如图2,过点P作对称轴的垂线,垂足为F,过点B作BG⊥PF于点G,
∵△BPE是以BE为斜边的等腰直角三角形,
∴∠BPE=90°,PB=PE,
∴∠BPG+∠EPF=90°,
∵∠G=∠PFE=90°,
∴∠BPG+∠PBG=90°,
∴∠PBG=∠EPF,
∴△BPG≌△PEF(AAS),
∴BG=PF,PG=EF,
∴,解得:,,
当n=0时,P(0,﹣3);
当n=eq \f(13,3)时,BG=PF=n﹣3=eq \f(13,3)﹣3=eq \f(4,3),
∴P(eq \f(13,3),eq \f(4,3));
②当点P在x轴下方时,如图2,过点P作x轴的垂线,垂足为H,过点E作EK⊥PH于点K,
∵△BPE是以BE为斜边的等腰直角三角形,
∴∠BPE=90°,PB=PE,
∴∠BPH+∠EPK=90°,
∵∠K=∠PHB=90°,
∴∠BPH+∠PBH=90°,
∴∠PBH=∠EPK,
∴△BPH≌△PEK(AAS),
∴BH=PK,PH=EK,
∴eq \f(3,5)n2﹣eq \f(18,5)n+3=n﹣3,解得:n=6或n=eq \f(5,3)(舍去),∴P(6,3);
综上所述,点P的坐标为(0,﹣3)或(eq \f(13,3),eq \f(4,3))或(6,3).
解:(1)∵直线y=2x+8与x轴交于点A、与y轴交于点B,
∴令x=0,则y=8,
令y=0,则x=﹣4,
∴B(0,8),A(﹣4,0),
∵抛物线y=﹣x2+bx+c经过点A、B,
∴,∴,
∴抛物线的表达式为:y=﹣x2﹣2x+8;
(2)①∵P是抛物线上一点,且位于直线AB上方,过点P作PM∥y轴、PN∥x轴,分别交直线AB于点M、N,
∴PM⊥PN,∠PNM=∠BAO,
∴∠MPN=∠AOB=90°,
∴△PMN∽△OBA,
∴,
设点M的横坐标为m(﹣4<m<0),
则M(m,2m+8),P(m,﹣m2﹣2m+8),
∴PM=﹣m2﹣2m+8﹣(2m+8)=﹣m2﹣4m,
∵B(0,8),A(﹣4,0),
∴OA=4,OB=8,
∵MN=eq \f(1,2)AB,
∴,∴=,解得m1=m2=﹣2,
∴P(﹣2,8);
②如图,连接OP交AB于点C,
∵PN∥x轴,P(m,﹣m2﹣2m+8),
∴点N的纵坐标为﹣m2﹣2m+8,
令y=﹣m2﹣2m+8,则2x+8=﹣m2﹣2m+8,
解得:x=﹣eq \f(1,2)m2﹣m,N(﹣eq \f(1,2)m2﹣m,﹣m2﹣2m+8),
∵点C是MN的中点,M(m,2m+8),
∴C(﹣eq \f(1,4)m2,﹣eq \f(1,2)m2+8),
由①知:∠MPN=90°,
又点C是MN的中点,
∴PC=CM=CN,
∴∠CPN=∠CNP,∠CPM=∠CMP,
∵PM∥y轴、PN∥x轴,
∴∠BOC=∠CPM,∠OBC=∠CMP,∠OAC=∠CNP,∠AOC=∠CPN,
∴∠BOC=∠OBC,∠OAC=∠AOC,
∴AC=OC,BC=OC,
∴AC=BC,
∴点C是AB的中点,
∴C(﹣2,4),
∴﹣eq \f(1,4)m2=﹣2,解得:m=±2eq \r(2),
∵﹣4<m<0,
∴m=﹣2eq \r(2),
∴PM=﹣m2﹣4m=﹣(﹣2eq \r(2))2﹣4×(﹣2eq \r(2))=8eq \r(2)﹣8,
∵PM∥y轴,
∴△PCM∽△OCB,
∴==eq \r(2)﹣1,故的值为eq \r(2)﹣1.
解:(1)∵抛物线C1:y=(x+1)2﹣2的顶点坐标为M(﹣1,﹣2),
∴当x=﹣1时,y=﹣x2+2x+1=﹣1﹣2+1=﹣2,
∴C1的顶点在抛物线C2上;
∵抛物线C2:y=﹣x2+2x+1=﹣(x﹣1)2+2,其顶点坐标为(1,2),
当x=1时,y=(x+1)2﹣2=22﹣2=2,
∴C2的顶点在抛物线C1上;
∴抛物线C1、C2是关联的;
∵抛物线C3:y=2x2+2x+1的顶点坐标为M(﹣eq \f(1,2),eq \f(1,2)),
∴当x=﹣eq \f(1,2)时,y=(x+1)2﹣2=eq \f(1,4)﹣2=﹣eq \f(7,4),
∴抛物线C1与C3不关联;
综上,抛物线C1、C2是关联的;抛物线C1与C3不关联;
(2)抛物线M1:y=eq \f(1,8)(x+1)2﹣2的顶点M的坐标为(﹣1,﹣2),
∵动点P的坐标为(t,2),
∴点P在直线y=2上,
作M关于P的对称点N,分别过点M、N作直线y=2的垂线,垂足为E,F,则ME=NF=4,
∴点N的纵坐标为6,
当y=6时,eq \f(1,8)(x+1)2﹣2=6,解得:x1=7,x2=﹣9,
①设抛物M2的解析式为:y=a(x﹣7)2+6,
∵点M(﹣1,﹣2)在抛物线M2上,
∴﹣2=a(﹣1﹣7)2+6,∴a=﹣eq \f(1,8).
∴抛物线M2的解析式为:y=﹣eq \f(1,8)(x﹣7)2+6;
②设抛物M2的解析式为:y=a(x+9)2+6,
∵点M(﹣1,﹣2)在抛物线M2上,
∴﹣2=a(﹣1+9)2+6,∴a=﹣eq \f(1,8).
∴抛物线M2的解析式为:y=﹣eq \f(1,8)(x+9)2+6;
(3)若A为抛物线M1:y=eq \f(1,8)(x+1)2﹣2的顶点,
∴A(﹣1,﹣2),
当点B1恰好在y轴上,过A作x轴的平行线AN交y轴于N,过B作BM⊥AN于M,如图,
∴AN=1,
∵BA⊥B1A,
∴∠BAM+∠B1AN=90°,
∵∠BAM+∠ABM=90°,
∴∠ABM=∠B′AN,
∵AB=AB′,
∴△ABM≌△B1AN(AAS),
∴BM=AN=1,AM=B1N,
∴B点的纵坐标为﹣1,
把y=﹣1代入y=eq \f(1,8)(x+1)2﹣2,解得:x=﹣1+2eq \r(2)或x=﹣1﹣2eq \r(2),
∴B1(0,2eq \r(2)﹣2)或(0,﹣2﹣2eq \r(2)),
∴点B1的纵坐标是(0,2eq \r(2)﹣2)或(0,﹣2﹣2eq \r(2)).
解:(1)∵二次函数y=ax2+bx+6的图象过点A(﹣6,0)、点B(2,0),
∴,解得,
∴抛物线的解析式为y=﹣0.5x2﹣2x+6;
(2)如图1,连接CD,设AP与y轴交点为Q,
∵抛物线与y轴交于点C,
∴C(0,6),
∵点D与点C关于直线MN对称,直线MN是抛物线的对称轴,
∴D(﹣4,6),M(﹣2,8),N(﹣2,0),CD∥AB,
∵C(0,6),A(﹣6,0),
∴AO=CO,CD=4,
∴∠BAC=∠ACO=45°,
∴∠QCA=∠DCA,
∵∠CAD=∠CAQ,AC=AC,
∴△DCA≌△QCA(ASA),
∴CQ=CD=4,
∴Q(0,2),
设直线AP的解析式为y=kx+2,
把点A坐标代入解析式得:﹣6k+2=0,解得:k=eq \f(1,3),
∴直线AP的解析式为y=eq \f(1,3)x+2,
∵点P为直线AP与抛物线的交点,
∴,解得:或 (舍去),
∴P(,);
(3)∵∠BOE=∠BNF=90°,∠OBE=∠NBF,
∴△BOE∽△BNF,
∴=,
∵OB=2,BN=4,
∴=,
即2OE=NF.
分类讨论:
①如图2,此时FN=FM+MN,
∴FM+MN=2OE;
②如图3,此时FN+FM=MN,
∴FM+2OE=MN.
解:【问题背景】
A(2,0),对称轴为x=4,则点B(6,0),
则抛物线的表达式为:y=a(x﹣2)(x﹣6),
将点C的坐标代入上式得:﹣2=a(4﹣2)(4﹣6),解得:a=eq \f(1,2),
故抛物线的表达式为:y=eq \f(1,2)x2-4x+6…①;
【尝试探索】①点C′(4,2),由点B、C′的坐标可得,
直线BC′的表达式为:y=﹣x+6…②,
四边形MNDC′是平行四边形,则MN=DC′=2,
设点N的坐标为:(x,eq \f(1,2)k2﹣4k+6),则点M(k,﹣k+6),
即|eq \f(1,2)k2﹣4k+6﹣(﹣k+6)|=2,解得:k=3±eq \r(13)或3±eq \r(5),
故k的值为:eq \r(13)+3或3-eq \r(13)或eq \r(5)+3或3-eq \r(5).
②联立①②并解得:x=0或6,
故抛物线C与直线BC′围成的封闭图形对应的k值取值范围为:0≤k≤6,
MN=(﹣k+6)﹣(eq \f(1,2)k2﹣4k+6)=﹣eq \f(1,2)k2+3k,
∵-eq \f(1,2)<00,故MN有最大值,最大值为eq \f(9,2);
【拓展延伸】由点A、C′的坐标得,直线AC′表达式为:y=x﹣2…③,
联立①③并解得:x=2或8,即封闭区间对应的x取值范围为:2≤x≤8,
(Ⅰ)当t=2时,矩形过点A,此时矩形H′G′O′E′与直线AC′和抛物线C围成的封闭图形有公共部分,
(Ⅱ)当H′E′与对称轴右侧抛物线有交点时,此时y=H′E′=4,
即eq \f(1,2)x2﹣4x+6=4,解得:x=4±eq \r(3)(舍去4﹣2eq \r(3)),
即x=4+2eq \r(3),则t=3+4+2eq \r(3)=7+2eq \r(3),
故t的取值范围为:2≤t≤2eq \r(3).
解:(1)由点A、D的坐标得,AD=eq \r(2),
同理可得,BD=eq \r(2),
而AB=3﹣1=2,故AB2=AD2+BD2,
故△ABD为等腰直角三角形,
由B、C的坐标知,OB=OC,
则∠CBO=45°,
则∠DBM=∠CBO+∠ABD=90°=∠ADB=∠AMB,
故四边形ADBM为矩形,
而AD=BD,
∴四边形ADBM为正方形;
(2)∵OC=3,故点C(0,3),
设抛物线的表达式为y=ax2+bx+c,
将点A、B、C的坐标代入抛物线表达式得:
,解得,
故抛物线的表达式为y=﹣x2﹣2x+3;
点B关于抛物线对称轴的对称点为点A.连接CA交对称轴于点P,则点P为所求点,
理由:PC﹣PB=PC﹣PA=AC为最大值,
由点A、C的坐标得,直线AC的表达式为y=﹣3x+3,
而抛物线的对称轴为直线x=eq \f(1,2)(1+3)=2,当x=2时,y=﹣3x+3=﹣3,
故点P的坐标为(2,﹣3);
(3)存在,理由:在x轴取点A′(﹣1,0),连接A′C,过点A作AH⊥A′C于点H,交y轴于点Q,则点Q是所求点,
理由:由点A′、C的坐标得,OA′=1,OC=3,则CA′=eq \r(10),
则sin∠HCQ==,
则AQ+CQ×eq \f(\r(10),10)=AH=AQ+CQsin∠HCQ=AH为最小,
∵tanCA′O=3,则tan∠HAA′=eq \f(1,3),
而直线AH过点A(1,0),故其表达式为y=﹣eq \f(1,3)(x﹣1),
令x=0,则y=eq \f(1,3),故点Q的坐标为(0,eq \f(1,3)),则CQ=3﹣eq \f(1,3)=eq \f(8,3)
由点A、Q的坐标得,AQ=eq \f(1,3)eq \r(10),
∴AQ+eq \f(\r(10),10)QC的最小值=eq \f(3,5)eq \r(10).
解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+2交x轴于点A(﹣3,0)和点B(1,0),
∴抛物线的表达式为:y=a(x+3)(x﹣1)=a(x2+2x﹣3)=ax2+2ax﹣3a,
即﹣3a=2,解得:a=﹣eq \f(2,3),
故抛物线的表达式为:y=﹣eq \f(2,3)x2﹣eq \f(4,3)x+2;
(2)连接OP,设点P(x,﹣eq \f(2,3)x2﹣eq \f(4,3)x+2),
∵抛物线y=﹣eq \f(2,3)x2﹣eq \f(4,3)x+2交y轴于点C,
∴点C(0,2),
则S=S四边形ADCP=S△APO+S△CPO﹣S△ODC=
=eq \f(1,2)×3×(﹣eq \f(2,3)x2﹣eq \f(4,3)x+2)+eq \f(1,2)×2×(﹣x)﹣eq \f(1,2)×2×1
=﹣x2﹣3x+2,
∵﹣1<0,S有最大值,
∴当x=﹣eq \f(3,2)时,S的最大值为eq \f(17,4).
(3)①如图2,若点M在CD左侧,连接AM,
∵∠MDC=90°,
∴∠MDA+∠CDO=90°,且∠CDO+∠DCO=90°,
∴∠MDA=∠DCO,且AD=CO=2,MD=CD,
∴△MAD≌△DOC(SAS)
∴AM=DO,∠MAD=∠DOC=90°,
∴点M坐标(﹣3,1),
若点M在CD右侧,同理可求点M'(1,﹣1);
②如图3,
∵抛物线的表达式为:y=﹣eq \f(2,3)x2﹣eq \f(4,3)x+2=﹣eq \f(2,3)(x+1)2+eq \f(8,3);
∴对称轴为直线x=﹣1,
∴点D在对称轴上,
∵MD=CD=M'D,∠MDC=∠M'DC=90°,
∴点D是MM'的中点,
∵∠MCD=∠M'CD=45°,
∴∠MCM'=90°,
∴点M,点C,点M'在以MM'为直径的圆上,
当点N在以MM'为直径的圆上时,∠M'NC=∠M'MC=45°,符合题意,
∵点C(0,2),点D(﹣1,0)
∴DC=eq \r(5),
∴DN=DN'=eq \r(5),且点N在抛物线对称轴上,
∴点N(﹣1,eq \r(5)),点N'(﹣1,﹣eq \r(5))
延长M'C交对称轴与N'',
∵点M'(1,﹣1),点C(0,2),
∴直线M'C解析式为:y=﹣3x+2,
∴当x=﹣1时,y=5,
∴点N''的坐标(﹣1,5),
∵点N''的坐标(﹣1,5),点M'(1,﹣1),点C(0,2),
∴N''C=eq \r(10)=M'C,且∠MCM'=90°,
∴MM'=MN'',
∴∠MM'C=∠MN''C=45°
∴点N''(﹣1,5)符合题意,
综上所述:点N的坐标为(﹣1,eq \r(5))或(﹣1,﹣eq \r(5))或(﹣1,5).
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