2024年中考数学压轴题型(广东专用)专题09 二次函数中最值、变换、新定义型问题(含解析)
展开第一步:先判定函数的增减性:一次函数、反比例函数看 SKIPIF 1 < 0 ,二次函数看对称轴与区间的位置关系;
第二步:当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ;当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ;所以 SKIPIF 1 < 0 .
二次函数求取值范围之动轴定区间或者定轴动区间的分类方法:分对称轴在区间的左边、右边、中间三种情况。
若自变量 SKIPIF 1 < 0 的取值范围为全体实数,如图①,函数在顶点处 SKIPIF 1 < 0 时,取到最值.
若 SKIPIF 1 < 0 ,如图②,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ;当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 .
若 SKIPIF 1 < 0 ,如图③,当 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;当 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
若 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,如图④,当 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;当 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
1.(2023·广东·中考真题)如图,抛物线 SKIPIF 1 < 0 经过正方形 SKIPIF 1 < 0 的三个顶点A,B,C,点B在 SKIPIF 1 < 0 轴上,则 SKIPIF 1 < 0 的值为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【分析】连接 SKIPIF 1 < 0 ,交y轴于点D,根据正方形的性质可知 SKIPIF 1 < 0 ,然后可得点 SKIPIF 1 < 0 ,进而代入求解即可.
【详解】解:连接 SKIPIF 1 < 0 ,交y轴于点D,如图所示:
当 SKIPIF 1 < 0 时,则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
∵四边形 SKIPIF 1 < 0 是正方形,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴点 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 ,
故选B.
【点睛】本题主要考查二次函数的图象与性质及正方形的性质,熟练掌握二次函数的图象与性质及正方形的性质是解题的关键.
2.(2022·广东广州·中考真题)如图,抛物线 SKIPIF 1 < 0 的对称轴为 SKIPIF 1 < 0 ,下列结论正确的是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C.当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 随 SKIPIF 1 < 0 的增大而减小D.当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 随 SKIPIF 1 < 0 的增大而减小
【答案】C
【分析】由图像可知,抛物线开口向上,因此a>0.由图像与y轴的交点在y轴负半轴上得c<0.根据图像可知,在对称轴左侧y随x的增大而减小,在对称轴右侧y随x的增大而增大.
【详解】抛物线开口向上,因此a>0,故A选项不符合题意.
抛物线与y轴的交点在y轴的负半轴上,因此c<0,故B选项不符合题意.
抛物线开口向上,因此在对称轴左侧,y随x的增大而减小,故C选项符合题意.
抛物线开口向上,因此在对称轴右侧y随x的增大而增大,故D选项不符合题意.
故选C
【点睛】本题考查了二次函数图像的性质,掌握二次函数图像的性质是解题的关键.
3.(2022·广东·中考真题)如图,抛物线 SKIPIF 1 < 0 (b,c是常数)的顶点为C,与x轴交于A,B两点, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,点P为线段 SKIPIF 1 < 0 上的动点,过P作 SKIPIF 1 < 0 // SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 于点Q.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)求 SKIPIF 1 < 0 面积的最大值,并求此时P点坐标.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2)2;P(-1,0)
【分析】(1)用待定系数法将A,B的坐标代入函数一般式中,即可求出函数的解析式;
(2)分别求出C点坐标,直线AC,BC的解析式,PQ的解析式为:y=-2x+n,进而求出P,Q的坐标以及n的取值范围,由 SKIPIF 1 < 0 列出函数式求解即可.
【详解】(1)解:∵点A(1,0),AB=4,
∴点B的坐标为(-3,0),
将点A(1,0),B(-3,0)代入函数解析式中得:
SKIPIF 1 < 0 ,
解得:b=2,c=-3,
∴抛物线的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)解:由(1)得抛物线的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,
顶点式为: SKIPIF 1 < 0 ,
则C点坐标为:(-1,-4),
由B(-3,0),C(-1,-4)可求直线BC的解析式为:y=-2x-6,
由A(1,0),C(-1,-4)可求直线AC的解析式为:y=2x-2,
∵PQ∥BC,
设直线PQ的解析式为:y=-2x+n,与x轴交点P SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 解得: SKIPIF 1 < 0 ,
∵P在线段AB上,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴n的取值范围为-6<n<2,
则 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
∴当n=-2时,即P(-1,0)时, SKIPIF 1 < 0 最大,最大值为2.
【点睛】本题考查二次函数的面积最值问题,二次函数的图象与解析式间的关系,一次函数的解析式与图象,熟练掌握数形结合思想是解决本题的关键.
4.(2022·广东广州·中考真题)已知直线 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 经过点(0,7)和点(1,6).
(1)求直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式;
(2)若点P( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )在直线 SKIPIF 1 < 0 上,以P为顶点的抛物线G过点(0,-3),且开口向下
①求 SKIPIF 1 < 0 的取值范围;
②设抛物线G与直线 SKIPIF 1 < 0 的另一个交点为Q,当点Q向左平移1个单长度后得到的点Q' 也在G上时,求G在 SKIPIF 1 < 0 ≤ SKIPIF 1 < 0 ≤ SKIPIF 1 < 0 的图象的最高点的坐标.
【答案】(1)直线 SKIPIF 1 < 0 解析式为: SKIPIF 1 < 0 ;
(2)①m<10,且m≠0;②最高点的坐标为(-2,9)或(2,5)
【分析】(1)根据待定系数法求出解析式即可;
(2)①设G的顶点式,根据点P在直线 SKIPIF 1 < 0 上得出G的关系式,根据题意得出点(0,-3)不能成为抛物线G的顶点,进而得出点P必须位于直线 SKIPIF 1 < 0 的上方,可求m的取值范围,然后结合点P不能在 SKIPIF 1 < 0 轴上得出答案;
②先根据点Q,点 SKIPIF 1 < 0 的对称,得QQ'=1,可表示点Q和 SKIPIF 1 < 0 的坐标,再将点 SKIPIF 1 < 0 的坐标的代入关系式,求出a,再将点(0,-3)代入可求出m的值,然后分两种情况结合取值范围,求出函数最大值时,最高点的坐标即可.
【详解】(1)解:∵直线 SKIPIF 1 < 0 经过点(0,7)和点(1,6),
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴直线 SKIPIF 1 < 0 解析式为: SKIPIF 1 < 0 ;
(2)解:①设G: SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 ),
∵点P( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )在直线 SKIPIF 1 < 0 上,
∴ SKIPIF 1 < 0 ;
∴G: SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 )
∵(0,-3)不在直线 SKIPIF 1 < 0 上,
∴(0,-3)不能成为抛物线G的顶点,
而以P为顶点的抛物线G开口向下,且经过(0,-3),
∴点P必须位于直线 SKIPIF 1 < 0 的上方,
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
另一方面,点P不能在 SKIPIF 1 < 0 轴上,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴所求 SKIPIF 1 < 0 取值范围为: SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ;
②如图,QQ'关于直线 SKIPIF 1 < 0 对称,且QQ'=1,
∴点Q横坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,
而点Q在 SKIPIF 1 < 0 上,∴Q( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ),Q'( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 );
∵Q'( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )在G: SKIPIF 1 < 0 上,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ G: SKIPIF 1 < 0 ,或 SKIPIF 1 < 0 .
∵抛物线G过点(0,-3),
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
当 SKIPIF 1 < 0 时,抛物线G为 SKIPIF 1 < 0 ,对称轴为直线 SKIPIF 1 < 0 ,
对应区间为-2≤ SKIPIF 1 < 0 ≤-1,整个区间在对称轴 SKIPIF 1 < 0 的右侧,
此时,函数值 SKIPIF 1 < 0 随着 SKIPIF 1 < 0 的增大而减小,如图,
∴当 SKIPIF 1 < 0 取区间左端点 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 达最大值9,最高点坐标为(-2,9);
当 SKIPIF 1 < 0 时,对应区间为 SKIPIF 1 < 0 ≤ SKIPIF 1 < 0 ≤ SKIPIF 1 < 0 ,最高点为顶点P(2,5),如图,
∴G在指定区间图象最高点的坐标为(-2,9)或(2,5).
【点睛】本题考查了二次函数的综合问题,考查了待定系数法求二次函数的关系式,求二次函数的极值等.解题的关键是掌握当 SKIPIF 1 < 0 时,顶点在直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴的交点(0,7),此时抛物线不可能过点(0,-3),因此, SKIPIF 1 < 0 可能会被忽视.
题型一 二次函数图象与系数a,b,c的关系
1.已知二次函数 SKIPIF 1 < 0 图象的一部分如图所示,该函数图象经过点 SKIPIF 1 < 0 ,对称轴为直线 SKIPIF 1 < 0 .对于下列结论: SKIPIF 1 < 0 ;② SKIPIF 1 < 0 ;③多项式 SKIPIF 1 < 0 可因式分解为 SKIPIF 1 < 0 ;④无论 m 为何值时, SKIPIF 1 < 0 .其中正确个数有( )
A.1个B.2个C.3个D.4个
【答案】B
【分析】本题主要考查了二次函数图象与系数的关系,二次函数 图象的性质等等:
先根据图像的开口方向和对称轴可判断①;由抛物线的对称轴为 SKIPIF 1 < 0 可得抛物线与x轴的另一个交点为 SKIPIF 1 < 0 ,由此可判断②;根据抛物线与x轴的两个交点坐标可判断③;根据函数的对称轴为 SKIPIF 1 < 0 可知 SKIPIF 1 < 0 时y有最大值,由此可判断④.
【详解】解:∵抛物线开口向下,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵对称轴为直线 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,结论①正确;
∵抛物线与x轴的一个交点为 SKIPIF 1 < 0 ,且对称轴为直线 SKIPIF 1 < 0 ,
∴抛物线与x轴的另一个交点为 SKIPIF 1 < 0 ,
即当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,结论②错误;
∵抛物线 SKIPIF 1 < 0 与x轴的两个交点为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴多项式 SKIPIF 1 < 0 可因式分解为 SKIPIF 1 < 0 ,结论③错误;
∵对称轴为直线 SKIPIF 1 < 0 ,且函数开口向下,
∴当 SKIPIF 1 < 0 时,y有最大值,
由 SKIPIF 1 < 0 得,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
∴无论m为何值时, SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,结论④正确;
综上:正确的有①④.
故选:B.
2.如图是二次函数 SKIPIF 1 < 0 的图象,对称轴是直线 SKIPIF 1 < 0 .关于下列结论:① SKIPIF 1 < 0 ;② SKIPIF 1 < 0 ,③ SKIPIF 1 < 0 ;④ SKIPIF 1 < 0 ;⑤方程 SKIPIF 1 < 0 两个根为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,其中正确的结论有( )
A.①③④B.②④⑤C.①②⑤D.②③⑤
【答案】B
【分析】本题考查了二次函数图像与性质,由抛物线的开口方向判断a与0的关系,由抛物线与y轴的交点判断c与0的关系,然后根据对称轴及抛物线与x轴交点情况进行推理,进而对所得结论进行判断.根据二次函数图像判定代数式的正负和数形结合思想是解题的关键.
【详解】解:由图象可得:抛物线开口向下,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
对称轴在y轴左侧,根据左同右异,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,故①错;
由图象可得:抛物线与x轴有两个交点,∴ SKIPIF 1 < 0 ,故②正确;
由图象可得: SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,故③错;
由图象可得: SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,故④正确;
由图象可得: SKIPIF 1 < 0 的两根分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴方程 SKIPIF 1 < 0 两个根为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,故⑤正确;
故选:B.
3.抛物线 SKIPIF 1 < 0 上部分点的横坐标x和纵坐标y的对应值如下表,下列说法正确的有( ).
①当 SKIPIF 1 < 0 时,y随x的增大而减小; ②抛物线的对称轴为直线 SKIPIF 1 < 0 ;
③当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ; ④方程 SKIPIF 1 < 0 的一个正数解 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 .
A.①②B.①②③C.②③④D.①②④
【答案】D
【分析】本题主要考查了二次函数图像的性质和二次函数图像上点的特征,理解二次函数图像的性质是解题的关键.
根据表格信息,先确定出抛物线的对称轴,然后根据二次函数的性质逐项判断即可.
【详解】解:①由表格看出,这个抛物线的对称轴为直线 SKIPIF 1 < 0 且当 SKIPIF 1 < 0 时,y随x的增大而增大,根据二次函数图像的对称性可得当 SKIPIF 1 < 0 时,y随x的增大而减小,故①的说法正确;
②由表格看出,这个抛物线的对称轴为直线 SKIPIF 1 < 0 ,故②的说法正确;
③当 SKIPIF 1 < 0 时的函数值与 SKIPIF 1 < 0 时的函数值相同为 SKIPIF 1 < 0 ,即,故③的说法错误;
④当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,根据二次函数的对称性可得当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,故方程 SKIPIF 1 < 0 的正数解满足 SKIPIF 1 < 0 ,故④的说法正确.
故选:D.
题型二 二次函数中线段最小值
1.如题,在平面直角坐标系 SKIPIF 1 < 0 中,抛物线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴交于点 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 ,与 SKIPIF 1 < 0 轴交于点 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(1)求抛物线的解析式.
(2)点 SKIPIF 1 < 0 为抛物线的对称轴上一动点,当 SKIPIF 1 < 0 周长最小时,求点 SKIPIF 1 < 0 的坐标.
(3)点 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 的中点,射线 SKIPIF 1 < 0 交抛物线于点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是抛物线上一动点,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴的平行线,交射线 SKIPIF 1 < 0 与点 SKIPIF 1 < 0 ,是否存在点 SKIPIF 1 < 0 使得 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 相似?若存在,求出点 SKIPIF 1 < 0 的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0
(3)存在,点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
【分析】(1)待定系数法求解析式即可求解;
(2)点 SKIPIF 1 < 0 关于对称轴的对称点为点 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 交对称轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,此时 SKIPIF 1 < 0 最小,得出直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,得出 SKIPIF 1 < 0 即可求解;
(3)分两种情况: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,根据相似三角形的性质,即可求解.
【详解】(1)解:把点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别代入 SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 解得 SKIPIF 1 < 0
∴抛物线的解析式为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
∴对称轴为直线 SKIPIF 1 < 0
点 SKIPIF 1 < 0 关于对称轴的对称点为点 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 交对称轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,此时 SKIPIF 1 < 0 最小,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
∴点 SKIPIF 1 < 0 .
设直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,代入 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
∴直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式为 SKIPIF 1 < 0
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
∴点 SKIPIF 1 < 0 .
(3)存在.
∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 的中点,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 .
又 SKIPIF 1 < 0 ,
∴直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
联立 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 .
解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 (舍).
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 .
∴ SKIPIF 1 < 0 .
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .
∴ SKIPIF 1 < 0 .
分以下两种情况:
①如图2,若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
∴ SKIPIF 1 < 0 轴.
∴ SKIPIF 1 < 0 .
∴ SKIPIF 1 < 0 .
解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (舍).
∴ SKIPIF 1 < 0 .
②如图3,若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 .
解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (舍).
∴ SKIPIF 1 < 0 .
综上,点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题考查了二次函数的综合运用,待定系数法求二次函数解析式,线段周长问题以及相似三角形的性质,解题的关键是求出二次函数解析式.
2.如图1,在平面直角坐标系中,直线 SKIPIF 1 < 0 与抛物线 SKIPIF 1 < 0 (b,c是常数)交于A、B两点,点A在x轴上,点B在y轴上.设抛物线与x轴的另一个交点为点C.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)若点M是抛物线对称轴上的一个动点,当 SKIPIF 1 < 0 的值最小时,求点M的坐标;
(3)P是抛物线上一动点(不与点A、B重合),如图2,若点P在直线 SKIPIF 1 < 0 上方,连接 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 于点D,求 SKIPIF 1 < 0 的最大值;
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0
(3) SKIPIF 1 < 0
【分析】(1)直线 SKIPIF 1 < 0 与两坐标的交点坐标为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,将A、B代入抛物线 SKIPIF 1 < 0 ,利用待定系数法即可求解;
(2)根据抛物线解析式确定与x轴的交点坐标,再由对称的性质及两点之间线段最短即可确定点M的位置,然后代入一次函数解析式求解即可;
(3)过点P作 SKIPIF 1 < 0 交直线 SKIPIF 1 < 0 于点E,则 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 取最大值时, SKIPIF 1 < 0 有最大值.
【详解】(1)解: SKIPIF 1 < 0 直线 SKIPIF 1 < 0 与坐标轴交于A、B两点,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
将A、B代入抛物线 SKIPIF 1 < 0 ,得
SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 抛物线的解析式为: SKIPIF 1 < 0 .
(2)∵抛物线的解析式为: SKIPIF 1 < 0 .
∴当 SKIPIF 1 < 0 时,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴抛物线的对称轴为 SKIPIF 1 < 0 ,
∵点 SKIPIF 1 < 0 关于 SKIPIF 1 < 0 对称,连接 SKIPIF 1 < 0 交对称轴于点M,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,此时 SKIPIF 1 < 0 取得最小值,
∴当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ;
(3)过点P作 SKIPIF 1 < 0 交直线 SKIPIF 1 < 0 于点E,则 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0
设点 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 代数式 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时有最大值 ,
SKIPIF 1 < 0 的最大值为 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题是二次函数与一次函数的交点问题,考查了用待定系数法求二次函数的解析式,三角形相似的判定和性质,解题的关键是构造辅助线证 SKIPIF 1 < 0 .
3.在平面直角坐标系 SKIPIF 1 < 0 中,抛物线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴交于点 SKIPIF 1 < 0 ,与 SKIPIF 1 < 0 轴交于 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 两点 SKIPIF 1 < 0 点 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 的左侧 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(1)求抛物线的解析式;
(2)线段 SKIPIF 1 < 0 上有一动点 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 的值最小时,请直接写出此时点 SKIPIF 1 < 0 的坐标和 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 的最小值.
(3)如图2,点 SKIPIF 1 < 0 为直线 SKIPIF 1 < 0 上方抛物线上一点,连接 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 交于点 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,记 SKIPIF 1 < 0 的面积为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的面积为 SKIPIF 1 < 0 ,求 SKIPIF 1 < 0 的最大值.
【答案】(1)抛物线的解析式为: SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0 ,C SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0
(3)最大值为 SKIPIF 1 < 0
【分析】(1)根据点 SKIPIF 1 < 0 的坐标和 SKIPIF 1 < 0 的值可得出点 SKIPIF 1 < 0 的坐标,将点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的坐标代入抛物线,组成方程组,解之即可得出结论;
(2)令 SKIPIF 1 < 0 ,可得点 SKIPIF 1 < 0 的坐标,由此可得 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,作点 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 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴的交点即为所求点 SKIPIF 1 < 0 ,再根据直角三角形的三边关系可得出结论;
(3)过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,交 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴交 SKIPIF 1 < 0 的延长线于点 SKIPIF 1 < 0 ,由此可得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,设点 SKIPIF 1 < 0 的坐标,表达 SKIPIF 1 < 0 的长,再根据二次函数的性质可得结论.
【详解】(1)解:∵ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
∵ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
将 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的坐标代入 SKIPIF 1 < 0
得: SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
∴抛物线的解析式为: SKIPIF 1 < 0 ;
(2)解:由 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
作点 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 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴的交点即为所求点 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
综上所述,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0 ;
(3)如图,过 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,交 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 , 过 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴交 SKIPIF 1 < 0 延长线于 SKIPIF 1 < 0 ,
设直线 SKIPIF 1 < 0 解析式为: SKIPIF 1 < 0 ,
由(1)得: SKIPIF 1 < 0 ,
将 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别代入 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 直线 SKIPIF 1 < 0 的表达式为: SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 的横坐标 SKIPIF 1 < 0 ,代入 SKIPIF 1 < 0 ,得: SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 轴,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
将 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 分别看作 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 为底边,则它们的高相同,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 有最大值,最大值为 SKIPIF 1 < 0
【点睛】本题主要考查了二次函数综合,待定系数法,解直角三角形,相似三角形的性质与判定问题,解本题的关键是设出点 SKIPIF 1 < 0 的横坐标,并正确表达面积的比值.
题型三 二次函数中面积最值问题
1.如图,抛物线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴交于点 SKIPIF 1 < 0 和点 SKIPIF 1 < 0 ,与 SKIPIF 1 < 0 轴交于点 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 在抛物线上.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点D在第一象限内的抛物线上,连接 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,请求出 SKIPIF 1 < 0 面积的最大值;
(3)点 SKIPIF 1 < 0 在抛物线上移动,连接 SKIPIF 1 < 0 ,存在 SKIPIF 1 < 0 ,请直接写出点 SKIPIF 1 < 0 的坐标.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2)4
(3)点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为: SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
【分析】(1)由待定系数法即可求解;
(2)由 SKIPIF 1 < 0 面积 SKIPIF 1 < 0 ,即可求解;
(3)当点 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 轴上方时,则点 SKIPIF 1 < 0 和点 SKIPIF 1 < 0 关于抛物线对称轴对称,即可求解;当点 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 轴下方时,由 SKIPIF 1 < 0 ,求出点 SKIPIF 1 < 0 ,即可求解.
【详解】(1)解:抛物线的表达式为: SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 ,
则抛物线的表达式为: SKIPIF 1 < 0 ①;
(2)解:过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴交 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,
由点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的坐标得,直线 SKIPIF 1 < 0 的表达式为: SKIPIF 1 < 0 ,
设点 SKIPIF 1 < 0 ,则点 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 面积 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 面积有最大值,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 面积的最大值为4;
(3)解:当点 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 轴上方时,
SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0 平行于x轴
则点 SKIPIF 1 < 0 和点 SKIPIF 1 < 0 关于抛物线对称轴对称,
则点 SKIPIF 1 < 0 ;
当点 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 轴下方时,
设 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,设点 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 ,
即点 SKIPIF 1 < 0 ,
由点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的坐标得,直线 SKIPIF 1 < 0 的表达式为: SKIPIF 1 < 0 ②,
联立①②得: SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 (舍去)或 SKIPIF 1 < 0 ,
即点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为: SKIPIF 1 < 0 ;
综上,点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为: SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到等腰三角形的性质、面积的计算等,分类求解是解题的关键.
2.如图,在直角坐标系中有一直角三角形 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为坐标原点, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,将此三角形绕原点 SKIPIF 1 < 0 逆时针旋转 SKIPIF 1 < 0 ,得到 SKIPIF 1 < 0 ,抛物线 SKIPIF 1 < 0 经过点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P是第二象限内抛物线上的动点,其横坐标为t,
①是否存在一点P,使 SKIPIF 1 < 0 的面积最大?若存在,求出 SKIPIF 1 < 0 的面积的最大值;若不存在,请说明理由.
②设抛物线对称轴l与x轴交于一点E,连接 SKIPIF 1 < 0 ,交 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 ,直接写出当 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 相似时,点P的坐标.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2)①存在,最大值为 SKIPIF 1 < 0 ,理由见解析;② SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
【分析】(1)根据正切函数,可得 SKIPIF 1 < 0 ,根据旋转的性质可得 SKIPIF 1 < 0 ,据此求出A、B、C的坐标,再利用待定系数法即可求出函数解析式;
(2)①可求得直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式,过 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,交 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,可用 SKIPIF 1 < 0 表示出 SKIPIF 1 < 0 的长,当 SKIPIF 1 < 0 取最大值时,则 SKIPIF 1 < 0 的面积最大,可求得其最大值;②当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴于 SKIPIF 1 < 0 点,证明 SKIPIF 1 < 0 ,得到 SKIPIF 1 < 0 ,进而推出 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,解方程即可;当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,此时, SKIPIF 1 < 0 轴,则 SKIPIF 1 < 0 .
【详解】(1)解:在 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 是由 SKIPIF 1 < 0 绕点 SKIPIF 1 < 0 逆时针旋转 SKIPIF 1 < 0 而得到的,
SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的坐标分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
代入解析式得: SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 抛物线的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)解: SKIPIF 1 < 0 存在点 SKIPIF 1 < 0 使 SKIPIF 1 < 0 的面积最大, SKIPIF 1 < 0 的面积有最大值为 SKIPIF 1 < 0
理由如下:
设直线 SKIPIF 1 < 0 解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,
把 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 两点坐标代入可得: SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 直线 SKIPIF 1 < 0 解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,
如图 SKIPIF 1 < 0 ,过 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴,交 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,交直线 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 点横坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 点在第二象限,
SKIPIF 1 < 0 点在 SKIPIF 1 < 0 点上方,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 有最大值,最大值为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 当 SKIPIF 1 < 0 有最大值时, SKIPIF 1 < 0 的面积有最大值,
SKIPIF 1 < 0 ,
综上可知,存在点 SKIPIF 1 < 0 使 SKIPIF 1 < 0 的面积最大, SKIPIF 1 < 0 的面积有最大值为 SKIPIF 1 < 0 ;
SKIPIF 1 < 0 当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴于 SKIPIF 1 < 0 点,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
又∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 点 SKIPIF 1 < 0 的横坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 在第二象限,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,与 SKIPIF 1 < 0 在二象限,横坐标小于 SKIPIF 1 < 0 矛盾,舍去,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
此时, SKIPIF 1 < 0 轴,
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 当 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 相似时, SKIPIF 1 < 0 点的坐标为 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题考查了二次函数综合题,相似三角形的性质与判定,一次函数与几何综合,解直角三角形,旋转的性质等等,解(1)的关键是利用旋转的性质得出 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的长,又利用了待定系数法;解(2)的关键是利用相似三角形的性质得出 SKIPIF 1 < 0 .
3.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 与直线 SKIPIF 1 < 0 相交于A,B两点,其中 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求该抛物线的函数解析式;
(2)点P为直线 SKIPIF 1 < 0 下方抛物线上的任意一点,连接 SKIPIF 1 < 0 ,求 SKIPIF 1 < 0 面积的最大值;
(3)若点M为抛物线对称轴上的点,抛物线上是否存在点N,使得以A、B、M、N为顶点的四边形是平行四边形?如果存在,请求出点N的坐标;如果不存在,请说明理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0
(3)N的坐标为 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
【分析】(1)用待定系数法可得抛物线的函数解析式为 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)过P作 SKIPIF 1 < 0 轴交 SKIPIF 1 < 0 于Q,求出直线 SKIPIF 1 < 0 解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,根据二次函数性质可得 SKIPIF 1 < 0 面积的最大值为 SKIPIF 1 < 0 ;
(3)求出抛物线的对称轴为直线 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,分三种情况:①当 SKIPIF 1 < 0 为对角线时, SKIPIF 1 < 0 的中点重合, SKIPIF 1 < 0 ,②当 SKIPIF 1 < 0 为对角线时, SKIPIF 1 < 0 ,③当 SKIPIF 1 < 0 为对角线时, SKIPIF 1 < 0 ,分别解方程组可得答案.
【详解】(1)解:把 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴抛物线的函数解析式为 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)解:过P作 SKIPIF 1 < 0 轴交 SKIPIF 1 < 0 于Q,如图:
由 SKIPIF 1 < 0 得直线 SKIPIF 1 < 0 解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 取最大值 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 面积的最大值为 SKIPIF 1 < 0 ;
(3)解:抛物线上存在点N,使得以A、B、M、N为顶点的四边形是平行四边形,理由如下:
SKIPIF 1 < 0 ,
∴抛物线 SKIPIF 1 < 0 的对称轴为直线 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 ,
①当 SKIPIF 1 < 0 为对角线时, SKIPIF 1 < 0 的中点重合,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ;
②当 SKIPIF 1 < 0 为对角线时,
SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ;
③当 SKIPIF 1 < 0 为对角线时,
SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ;
综上所述,N的坐标为 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题考查二次函数的综合应用,涉及待定系数法,三角形面积,平行四边形等知识,解题的关键是分类讨论思想和方程思想的应用.
题型四 二次函数平移、翻折、旋转问题
1.如图1,抛物线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴相交于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点,与 SKIPIF 1 < 0 轴相交于点 SKIPIF 1 < 0 .直线 SKIPIF 1 < 0 经过 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 两点.
(1)求直线 SKIPIF 1 < 0 和抛物线的解析式;
(2)如图2,将位于 SKIPIF 1 < 0 轴下方的抛物线沿 SKIPIF 1 < 0 轴向上翻折形成“ SKIPIF 1 < 0 ”图象,将直线 SKIPIF 1 < 0 向上平移 SKIPIF 1 < 0 个单位得到直线 SKIPIF 1 < 0 .当直线 SKIPIF 1 < 0 与“ SKIPIF 1 < 0 ”图象有两个交点时,求 SKIPIF 1 < 0 的取值范围.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ; SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
【分析】(1)先后求出 SKIPIF 1 < 0 坐标即可求出解析式;
(2)画出平移后 SKIPIF 1 < 0 的图像,分析当 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 之间移动时,和在 SKIPIF 1 < 0 上方移动时,直线 SKIPIF 1 < 0 与“ SKIPIF 1 < 0 ”图象有两个交点,分情况讨论,然后直接求解直线解析式即可.
【详解】(1)抛物线 SKIPIF 1 < 0 中,
令 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 在直线 SKIPIF 1 < 0 上,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
将 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
故直线 SKIPIF 1 < 0 解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,抛物线的解析式为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)将直线 SKIPIF 1 < 0 移动到如图位置时,直线 SKIPIF 1 < 0 与“ SKIPIF 1 < 0 ”图象有三个交点,
平移后的 SKIPIF 1 < 0 ,
①当 SKIPIF 1 < 0 与翻折后的抛物线只有一个交点时,
翻折后的函数解析式为: SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,化简得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
②当 SKIPIF 1 < 0 过点 SKIPIF 1 < 0 时,
由(1)可知, SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
将 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
∵直线 SKIPIF 1 < 0 与“ SKIPIF 1 < 0 ”图象有两个交点,
∴ SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
【点睛】此题考查函数的综合应用,解题关键是取已知点代入解析式进行求解,难点是判断函数的交点个数,直接画出函数图像,找到函数有两个交点的范围,分情况讨论求解.
2.已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 过点 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 两点,交x轴于另一点B.
(1)求抛物线解析式;
(2)如图1,点P是BD上方抛物线上一点,连接AD,BD,PD,当BD平分 SKIPIF 1 < 0 时,求P点坐标;
(3)将抛物线图象绕原点O顺时针旋转90°形成如图2的“心形”图案,其中点M,N分别是旋转前后抛物线的顶点,点E、F是旋转前后抛物线的交点.
①直线EF的解析式是______;
②点G、H是“心形”图案上两点且关于EF对称,则线段GH的最大值是______.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0
(3)① SKIPIF 1 < 0 ;② SKIPIF 1 < 0
【分析】(1)待定系数法求解析式;
(2)过点B作 SKIPIF 1 < 0 轴交DP延长线与点E,过D作 SKIPIF 1 < 0 轴交x轴于点F.证明 SKIPIF 1 < 0 ,求得点 SKIPIF 1 < 0 的坐标,进而求得直线DE的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,联立抛物线解析式即可求解;
(3)①根据顺时针旋转90°后点的坐标特征可知对称轴为 SKIPIF 1 < 0 ;
②连接 SKIPIF 1 < 0 ,交 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴的垂线,交 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,当GM最大时,△GFE面积最大,设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,根据 SKIPIF 1 < 0 以及二次函数的性质求得当 SKIPIF 1 < 0 时,△GFE面积最大, SKIPIF 1 < 0 ,根据①的方法求得 SKIPIF 1 < 0 的坐标,根据中点公式求得 SKIPIF 1 < 0 的坐标,根据勾股定理求得 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 即可求解.
【详解】(1)∵ SKIPIF 1 < 0 过 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 解之得 SKIPIF 1 < 0
∴抛物线解析式为 SKIPIF 1 < 0
(2)过点B作 SKIPIF 1 < 0 轴交DP延长线与点E,过D作 SKIPIF 1 < 0 轴交x轴于点F.
由 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0
又∵ SKIPIF 1 < 0 ,BD平分 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
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DE的解析式为 SKIPIF 1 < 0
联立 SKIPIF 1 < 0
解得 SKIPIF 1 < 0
则 SKIPIF 1 < 0
(3)①直线EF解析式为 SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 抛物线关于y轴对称,所以旋转后图形关于x轴对称,
∴对于抛物线上任意一点 SKIPIF 1 < 0 关于原点旋转90°后对应点为 SKIPIF 1 < 0 在旋转后图形上, SKIPIF 1 < 0 关于x轴对称的点 SKIPIF 1 < 0 在旋转后图形上,
∵ SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 关于 SKIPIF 1 < 0 对称,
∴图形2关于 SKIPIF 1 < 0 对称,
∴直线EF解析式为 SKIPIF 1 < 0
故答案为: SKIPIF 1 < 0
②GH最大值为 SKIPIF 1 < 0
如图,连接 SKIPIF 1 < 0 ,交 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴的垂线,交 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,
∴当GM最大时,△GFE面积最大,
又∵ SKIPIF 1 < 0
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
∴当 SKIPIF 1 < 0 时,△GFE面积最大, SKIPIF 1 < 0
由①可知 SKIPIF 1 < 0 关于 SKIPIF 1 < 0 的对称点 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
∴GH的最大值为: SKIPIF 1 < 0
故答案为: SKIPIF 1 < 0
【点睛】本题考查了二次函数的性质,旋转的性质,全等三角形的性质与判定,一次函数与二次函数交点问题,掌握以上知识是解题的关键.
题型五 二次函数中的新定义型问题
1.定义:若一个函数图像上存在横、纵坐标相等的点,则称该点为这个函数图像的“等值点”.例如,点 SKIPIF 1 < 0 是函数 SKIPIF 1 < 0 的图像的“等值点”.
(1)请判断函数 SKIPIF 1 < 0 的图像上是否存在“等值点”?如果存在,求出“等值点”的坐标;如果不存在,说明理由;
(2)设函数 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的图像的“等值点”分别为点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴,垂足为 SKIPIF 1 < 0 .当 SKIPIF 1 < 0 的面积为 SKIPIF 1 < 0 时,求 SKIPIF 1 < 0 的值;
(3)已知函数 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 为常数)有两个“等值点”.存在函数 SKIPIF 1 < 0 (异于 SKIPIF 1 < 0 ),若对于任意的自变量 SKIPIF 1 < 0 ,都有点 SKIPIF 1 < 0 与点 SKIPIF 1 < 0 到点 SKIPIF 1 < 0 的距离相等;当 SKIPIF 1 < 0 时,都有 SKIPIF 1 < 0 成立,请结合图像求 SKIPIF 1 < 0 的取值范围.
【答案】(1)存在; SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
(3) SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
【分析】(1)根据“等值点”的定义建立方程求解即可得出答案;
(2)先根据“等值点”的定义求出函数 SKIPIF 1 < 0 的图像上有两个“等值点”,可得 SKIPIF 1 < 0 ,同理求出 SKIPIF 1 < 0 ,根据 SKIPIF 1 < 0 的面积为 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,求解即可;
(3)先根据函数有两个“等值点”,利用根的判别式可初步确定 SKIPIF 1 < 0 的取值范围,依据抛物线性质和图像可得 SKIPIF 1 < 0 开口向上,对称轴为直线 SKIPIF 1 < 0 ,顶点 SKIPIF 1 < 0 ,且图像恒过点 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 ,图像 SKIPIF 1 < 0 的 SKIPIF 1 < 0 随着 SKIPIF 1 < 0 的增大而增大,最大值比最小值大 SKIPIF 1 < 0 ,根据对称性确定抛物线 SKIPIF 1 < 0 的解析式,再分析抛物线 SKIPIF 1 < 0 的图像和性质;然后根据 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点的位置进行分类讨论即可.
【详解】(1)解:在 SKIPIF 1 < 0 中,令 SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴函数 SKIPIF 1 < 0 的图像上有两个“等值点”,坐标为 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
(2)在函数 SKIPIF 1 < 0 中,令 SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (不符合题意,舍去)
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
在函数 SKIPIF 1 < 0 中,令 SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 轴,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 的面积为 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
整理,得: SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时,解得: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时,即 SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴方程 SKIPIF 1 < 0 没有实数根,
综上所述, SKIPIF 1 < 0 的值为 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
(3)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,设函数 SKIPIF 1 < 0 的顶点为 SKIPIF 1 < 0 ,
∵函数 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 为常数)有两个“等值点”,
∴令 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
由函数 SKIPIF 1 < 0 知:图像开口向上,对称轴为直线 SKIPIF 1 < 0 ,顶点 SKIPIF 1 < 0 ,且图像恒过点 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 ,图像 SKIPIF 1 < 0 的 SKIPIF 1 < 0 随着 SKIPIF 1 < 0 的增大而增大,
当 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 取最大值 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 取最小值 SKIPIF 1 < 0 ,
最大值比最小值大 SKIPIF 1 < 0 ;
∵点 SKIPIF 1 < 0 与点 SKIPIF 1 < 0 到点 SKIPIF 1 < 0 的距离相等,即点 SKIPIF 1 < 0 与点 SKIPIF 1 < 0 关于点 SKIPIF 1 < 0 对称,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
配方,得: SKIPIF 1 < 0 ,
∴该图像为抛物线,开口向下,对称轴为直线 SKIPIF 1 < 0 ,顶点 SKIPIF 1 < 0 ,且图像恒过点 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 ,图像 SKIPIF 1 < 0 的 SKIPIF 1 < 0 随着 SKIPIF 1 < 0 的增大而增大,
当 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 取最大值 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 取最小值 SKIPIF 1 < 0 ,即过点 SKIPIF 1 < 0 ,
最大值比最小值大 SKIPIF 1 < 0 ,
情况 SKIPIF 1 < 0 :当 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 的下方,此时点 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 上方,即 SKIPIF 1 < 0 ,如图1,2所示,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
情况2:当点 SKIPIF 1 < 0 与点 SKIPIF 1 < 0 重合,即两个函数恰好都经过 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,如图3,4所示,
把 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 ,得: SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
由图可知,当 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,不符合题意,舍去,
情况3:当点 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 的上方,如图5,6所示,
可得 SKIPIF 1 < 0 ,
此时点 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 下方,即 SKIPIF 1 < 0 ,不符合题意,舍去,
综上所述, SKIPIF 1 < 0 的取值范围为: SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题是二次函数综合题,考查了一次函数,二次函数与新定义“等值点”的综合运用,一元二次方程根的判别式,二次函数图像和性质,对称的性质,数形结合思想和分类讨论.能够画出函数图像的草图是解题的关键.
2.新定义:若函数图象恒过点 SKIPIF 1 < 0 ,我们称 SKIPIF 1 < 0 为该函数的“永恒点”.如:一次函数 SKIPIF 1 < 0 ,无论 SKIPIF 1 < 0 值如何变化,该函数图象恒过点 SKIPIF 1 < 0 ,则点 SKIPIF 1 < 0 称为这个函数的“永恒点”.
【初步理解】一次函数 SKIPIF 1 < 0 的定点的坐标是__________;
【理解应用】二次函数 SKIPIF 1 < 0 落在 SKIPIF 1 < 0 轴负半轴的定点 SKIPIF 1 < 0 的坐标是__________,落在 SKIPIF 1 < 0 轴正半轴的定点 SKIPIF 1 < 0 的坐标是__________;
【知识迁移】点 SKIPIF 1 < 0 为抛物线 SKIPIF 1 < 0 的顶点,设点 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,请问 SKIPIF 1 < 0 是否为定值?如果是,请求出 SKIPIF 1 < 0 的值;如果不是,请说明理由.
【答案】【初步理解】 SKIPIF 1 < 0 ;【理解应用】 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;【知识迁移】是,2
【分析】【初步理解】解析式变形为 SKIPIF 1 < 0 ,求解即可;
【理解应用】由二次函数变形为 SKIPIF 1 < 0 ,求解即可;
【知识迁移】由题意可得: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,作辅助线如解析图,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,构建相似三角形,找出比例关系即可;
【详解】解:【初步理解】由一次函数变形为 SKIPIF 1 < 0 ,,
当 SKIPIF 1 < 0 时,无论 SKIPIF 1 < 0 值如何变化, SKIPIF 1 < 0
故一次函数 SKIPIF 1 < 0 必过一定点 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
【理解应用】由二次函数变形为 SKIPIF 1 < 0 ,,
当 SKIPIF 1 < 0 时,无论 SKIPIF 1 < 0 值如何变化, SKIPIF 1 < 0
当 SKIPIF 1 < 0 时,无论 SKIPIF 1 < 0 值如何变化, SKIPIF 1 < 0
故二次函数 SKIPIF 1 < 0 必过定点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
所以二次函数 SKIPIF 1 < 0 落在 SKIPIF 1 < 0 轴负半轴的定点 SKIPIF 1 < 0 的坐标是 SKIPIF 1 < 0 ,落在 SKIPIF 1 < 0 轴正半轴的定点 SKIPIF 1 < 0 的坐标是 SKIPIF 1 < 0 ;
故答案为: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
【知识迁移】由题意得 SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
由上一小题得: SKIPIF 1 < 0 ,
作 SKIPIF 1 < 0 轴交直线 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,作 SKIPIF 1 < 0 轴交直线 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,分别过点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 作直线 SKIPIF 1 < 0 的垂线,垂足为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,则 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
即 SKIPIF 1 < 0
【点睛】本题主要考查了恒过定点的直线,抛物线以及相似三角形.本题主要理解新定义,构建相似三角形解题,有一定的难度.
x
…
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
0
1
…
y
…
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
3
3
…
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