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方法必备07 二次函数中定值、定点问题(8类题型) -【知识清单】最新中考数学一轮复习知识点一览表
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3、要学会抢得分点。一道中考数学压轴题解不出来,不等于“一点不懂、一点不会”,要将整道题目解题思路转化为得分点。
4、学会运用等价转换思想。在研究数学问题时,我们通常是将未知问题转化为已知的问题,将复杂转化为简单,将抽象转化为具体,将实际转化为数学。
5、学会运用分类讨论的思想。如果不注意对各种情况分类讨论,就有可能造成错解或漏解,纵观近几年的中考压轴题分类讨论思想解题已成为新的热点。
6、转化思想:体现在数学上也就是要把难的问题转化为简单的问题,把不熟悉的问题转化为熟悉的问题,把未知的问题转化为已知的问题。
方法必备07二次函数中定值、定点问题(8类题型)
题型一 面积(面积比)定值
题型二 线段(线段比)定值
题型三 线段和差倍定值
题型四 线段乘积为定值
题型五 横(纵)坐标定值
题型六 其它定值问题
题型七 结合韦达定理求定点
题型八 直线过定点
题型一 面积(面积比)定值
1.(2023•花都区二模)已知,抛物线与轴交于,两点在的左侧).
(1)当时,求点,坐标;
(2)若直线经过点,且与抛物线交于另一点,连接,,试判断的面积是否发生变化?若不变,请求出的面积;若发生变化,请说明理由;
(3)当时,若抛物线在该范围内的最高点为,最低点为,直线与轴交于点,且,求此时抛物线的解析式.
【分析】(1)将代入可得,令,解方程即可求解.
(2)令,有,解方程得出点,点坐标,则,由直线经过点,可得,联立求解方程组得到点坐标,即可求解.
(3)求出,由题可知对称轴为,则对称轴,求得,即抛物线的对称轴在直线的右侧,分情况讨论:①若,,即时,证明,利用相似三角形的性质即可求解;②若,即,由,得,求解即可.
【解答】解:(1)当时,,
当时,有,
解得,,
在的左侧,
点坐标为,点坐标为.
(2)的面积不变.
对于抛物线,
当时,有,
解得:,.
在的左侧,
点坐标为,点坐标为,
,
直线经过点,
,
,
,
联立
解得,,
点在上,
当时,,
点坐标为.
,
的面积不发生变化,.
(3),
,
.
由题可知对称轴为,则对称轴,
,即范围的中点为,
,即抛物线的对称轴在直线的右侧.
①若,,即时,
抛物线开口向上,
当时,随的增大而减小,如图,
当时,取最高点,
当时,取最低点,
分别过点,作轴的垂线交于点,,
则,
,即,
,
解得(舍或,
当时,抛物线的解析式为.
②若,即,
最低点在顶点处取得,
,
当时,取最高点,
由,得,
解得,
,
与不符合题意,舍去,
综上所述,抛物线的解析式为.
【点评】本题考查了二次函数综合,二次函数的图象与性质,相似三角形的性质与判定等知识,熟练掌握二次函数的图象和性质是解题的关键.
2.(2023•兴化市一模)已知抛物线经过第二象限的点,过点作轴交抛物线于点,第一象限的点为直线上方抛物线上的一个动点.过点作于,连接、.
(1)如图1,若点,.
①求的值;
②求证:.
(2)如图2,点在线段下方的抛物线上运动(不与、重合),过点作的垂线,分别交、于点、,连接、.若,求的值(用含有的代数式表示).
(3)在(2)的条件下,连接、,试判断的值是否随点的变化而变化?如果不变,求出的值,如果变化,请说明理由.
【分析】(1)①待定系数法求值,②用两边对应成比例夹角相等判定相似.
(2)(3)先设点坐标,依题意代数运算,分别用所设值表示长,与面积,即可.
【解答】(1)①在抛物线上,
,解得:.
②在抛物线上,且轴,
与关于的对称轴轴对称.
.
,
的纵坐标2.
令,即:,解得:(舍,.
,,
又,
,,
,,
,
又,
.
(2)设:,,,则.
若,则为△,根据勾股定理可得:
.
即:.
整理得:,即:.
(3)依题意设:,,,,.
,,
,
,
,
.
.
.
.
即:的值不随的变化而变化,其值为1.
【点评】本题考查了二次函数的性质,相似三角形的判定等知识,先设后求再验证的思路体系,在本题中有充分体现;同时对运算能力要求较高.
题型二 线段(线段比)定值
3.(2023•绵阳)如图,抛物线经过的三个顶点,其中为原点,,,点在线段上运动,点在直线上方的抛物线上,,于点,交于点,平分,,于点,连接.
(1)求抛物线的解析式及的面积;
(2)当点运动至抛物线的对称轴上时,求的面积;
(3)试探究的值是否为定值?如果为定值,求出该定值;不为定值,请说明理由.
【分析】(1)运用待定系数法可得.设点到的距离为,点的纵坐标为,根据三角形面积公式即可求得;
(2)当点运动至对称轴上时,点的横坐标为3,可得.连接、,由点与点关于原点对称,可得点、、三点共线,且为的中点.推出,可得点到的距离为.再根据三角形面积公式即可求得答案;
(3)过点作于点,过点作于点.运用勾股定理可得.再证得为等腰直角三角形.设,则,再运用解直角三角形可求得,,即可求得答案.
【解答】解:(1)设抛物线的解析式为.
将,代入,得,
解得:,
.
设点到的距离为,点的纵坐标为,
.
(2),
抛物线的对称轴为直线.
当点运动至对称轴上时,点的横坐标为3,
则,
即.
如图,连接、,
由点,得点与点关于原点对称,
点、、三点共线,且为的中点.
,
,
.
平分,
,
,
,
与间的距离为,
点到的距离为.
,,
.
当点运动至抛物线的对称轴上时,的面积为3;
(3)如图,过点作于点,过点作于点.
由题意得,,
.
,
在中,,
,
,
,即为等腰直角三角形.
设,则,
在和中,
,
,
,
,
即,
,
.
又,
,
即,
,
.
的值是定值,定值为.
【点评】本题是二次函数综合题,考查了待定系数法求函数解析式,二次函数的图象和性质,等腰直角三角形的判定和性质,图形的面积计算,相似三角形判定和性质,解直角三角形等,添加辅助线构造直角三角形是解题关键.
4.(2023•金东区三模)如图,一次函数与坐标轴交于,两点,以为顶点的抛物线过点,过点作轴的垂线交该抛物线于另一点,以,为边构造,延长交抛物线于点.
(1)若,如图1.
①求该抛物线的表达式.
②求点的坐标.
(2)如图2,请问是否为定值,若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.
【分析】(1)①将,的值代入一次函数解析式,可求出点,的坐标,利用待定系数法可得出结论;
②由抛物线的对称性可得点的坐标,根据平行四边形的性质可求出点的坐标,进而求出直线的表达式,联立直线和抛物线的解析式即可得出结论;
(2)根据待定系数法可求出,的坐标,进而可表达的根据对称性可得出点的坐标,根据菱形的性质可得出点的坐标,进而求出直线的解析式,联立可求出点的坐标,进而求出的长度,求比值即可得出结论.
【解答】解:(1)当时,一次函数为,
令,则;令,则,
,,
设抛物线的表达式为:,
将代入可得,,
解得;
抛物线的解析式为:;
②由抛物线的对称性可得,,
由平行四边形的性质可知,,
直线的解析式为:,
令,
解得(舍或,
;
(2)是定值,理由如下:
对于,
令,则;令,则,
,,
设抛物线的表达式为:,,
将代入可得,,
解得;
抛物线的解析式为:;
由抛物线的对称性可得,,
由平行四边形的性质可知,,
直线的解析式为:,
令,
解得(舍或,
;
,
.
【点评】本题属于二次函数综合题,主要考查待定系数法求函数解析式,平行四边形的性质,抛物线的对称性,二次函数图象与一次函数图象交点问题等相关知识,表达出点的坐标是解题关键.
5.(2023•黑龙江一模)已知,抛物线经过、、三点,点是抛物线上一点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当点位于第四象限时,连接,,,若,求直线的解析式;
(3)如图2,当点位于第二象限时,过点作直线,分别交轴于,两点,请问的值是否为定值?若是,请求出此定值;若不是,请说明理由.
【分析】(1)将、、代入,即可求解;
(2)过点作交于点,过点作轴交于点,由题意可得,求出,再由,求出点,求直线的解析式即为所求;
(3)设,分别由待定系数法求出直线的解析式,直线的解析式,就能求出和的长,即可求解.
【解答】解:(1)将、、代入,
,
,
;
(2)过点作交于点,过点作轴交于点,
、,,
,,,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
设直线的解析式为,
,
,
直线的解析式为;
(3)的值是为定值.,理由如下:
设,
设直线的解析式为,
,
,
,
,
,
设直线的解析式为,
,
,
,
,
,
,
的值是为定值.
【点评】本题是二次函数的综合题,熟练掌握二次函数的图象及性质,用待定系数法求函数解析式的方法是解题的关键.
题型三 线段和差倍定值
6.(2023•红桥区三模)已知抛物线,为常数,经过点,,与轴相交于点,其对称轴与轴相交于点.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)连接,在该抛物线上是否存在点,使?若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)为轴上方抛物线上的动点,过点作直线,,分别交抛物线的对称轴于点,,点在运动过程中,的值是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.
【分析】(1)把、两点坐标代入,求出,的值即可.
(2)点的位置要分类讨论,在上方时,和是对称点,已知的坐标,可求.在下方时,利用等边对等角,勾股定理求出的坐标,求出的表达式,再求直线和抛物线的交点坐标,可得的坐标.
(3)添加辅助线轴,得平行线,找出成比例线段,用坐标表示线段,求出的值.
【解答】解:(1)抛物线,为常数,经过点,,
,
解得.
.
,
(2).
点坐标,
①点在的上方,,
轴,
点、是一对对称点,对称轴是直线.
点坐标为.
②在 下方,,
,
设的坐标为,
,
根据勾股定理得,,
,
的坐标,.
设直线的表达式为,
,
解得:,
.
当时,
解得(不合题意,舍去),.
,
.
的坐标,.
,
(3)作轴于.
轴于,
,
,
,
设点坐标为,
,,,,.
.
的值为定值,.
【点评】此题考查了待定系数法,二次函数的性质,等角对等边,勾股定理,比例线段等知识点,以及数形结合的数学思想,难度较大,得分率较低.
7.(2023•呼和浩特)探究函数的图象和性质,探究过程如下:
(1)自变量的取值范围是全体实数,与的几组对应值列表如下:
其中, 2 根据如表数据,在图1所示的平面直角坐标系中,通过描点画出了函数图象的一部分,请画出该函数图象的另一部分.观察图象,写出该函数的一条性质;
(2)点是函数图象上的一动点,点,点,当时,请直接写出所有满足条件的点的坐标;
(3)在图2中,当在一切实数范围内时,抛物线交轴于,两点(点在点的左边),点是点关于抛物线顶点的对称点,不平行轴的直线分别交线段,(不含端点)于,两点.当直线与抛物线只有一个公共点时,与的和是否为定值?若是,求出此定值;若不是,请说明理由.
【分析】(1)把代入即可求得,运用描点法画出部分的图象,观察图象描述性质即可;
(2)当时,,当时,,根据,可求得点的纵坐标,代入解析式解方程即可;
(3)利用待定系数法可得:直线的表达式为①,直线的表达式为②,由直线与抛物线只有一个公共点,可得直线的表达式为③,联立方程组可求得:,,再运用解直角三角形即可求得答案.
【解答】解:(1)当时,,
,
函数图象如图所示:
由图象可得该函数的性质:该函数关于轴对称;当或时,随的增大而增大;当或时,随的增大而减小;
故答案为:2;
(2)当时,,
当时,,
,,
,
,
,
,
当时,若,则,
解得:或,
若,则,
解得:或,
,或,或,或,;
当时,若,则,
解得:或(舍去),
若,则,
解得:(舍去)或,
,或,或,或,;
综上所述,所有满足条件的点的坐标为,或,或,或,或,或,;
(3)与的和是定值;
如图2,连接直线,
抛物线交轴于,两点,
,,
,
抛物线的顶点为,
点是点关于抛物线顶点的对称点,故点的坐标为,
由点、的坐标得,直线的表达式为①,
同理可得,直线的表达式为②,
设直线的表达式为,
联立和并整理得:,
直线与抛物线只有一个公共点,
故△,解得,
故直线的表达式为③,
联立①③并解得,
同理可得,,
射线、关于直线对称,则,设,
则,
为定值.
【点评】本题主要考查了二次函数的图象与性质,一次函数的图象与性质,抛物线上的点的坐标的特征,一次函数图象上点的坐标的特征,待定系数法确定函数的解析式,抛物线的平移的性质,利用点的坐标表示出相应线段的长度是解题的关键.
8.(2023•平遥县一模)综合与探究.
如图1,在平面直角坐标系中,已知二次函数的图象与轴交于,两点(点在点的左侧),与轴交于点,连接.
(1)求,,三点的坐标,并直接写出直线的函数表达式;
(2)点是二次函数图象上的一个动点,请问是否存在点使?若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,作出该二次函数图象的对称轴直线,交轴于点.若点是二次函数图象上一动点,且点始终位于轴上方,作直线,,分别交于点,,在点的运动过程中,的值是否为定值?若是,请直接写出该定值;若不是,请说明理由.
【分析】(1)先根据二次函数的性质求出,,的坐标,再利用待定系数法求一次函数解析式;
(2)分两种情况讨论,当点在上方时,当点在下方时,再利用勾股定理和待定系数法进行求解即可;
(3)由(2)得抛物线的对称轴为直线,求出点的坐标,设且,分别求出直线的解析式和直线的解析式,进而表示出,即可求解.
【解答】解:(1)当时,即,
解得:,.
图象与轴交于点,,
当时,,图象与轴交于点,
直线的函数表达式为;
(2)存在,理由如下:
当点在上方时,
,
,即轴,
点与点关于抛物线的对称轴对称,
,
抛物线的对称轴为直线;
,
;
当点在下方时,设交轴于点,
则,.
,
.
在中,,
,
解得:,
,
设直线的解析式为,
,
解得:,
直线的解析式为,
联立,得,
解得:(舍去),,
.
综上所述,点的坐标为或;
(3)存在,的值为定值,理由如下:
由(2)得抛物线的对称轴为直线,
,
设且,
设直线的解析式为,
将和点的坐标代入得:
,
解得:,
直线的解析式为,
当时,,
,
同理,直线的解析式为:,
当时,,
,
,
,
的值是定值,.
【点评】本题考查了二次函数的综合题目,涉及待定系数法求一次函数解析式,二次函数解析式,二次函数的图象和性质,熟练掌握知识点是解题的关键.
9.(2023•广元)如图1,在平面直角坐标系中,已知二次函数的图象与轴交于点,,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)已知为抛物线上一点,为抛物线对称轴上一点,以,,为顶点的三角形是等腰直角三角形,且,求出点的坐标;
(3)如图2,为第一象限内抛物线上一点,连接交轴于点,连接并延长交轴于点,在点运动过程中,是否为定值?若是,求出这个定值;若不是,请说明理由.
【分析】(1)待定系数法求解析式即可;
(2)求出抛物线的对称轴为直线,设对称轴与轴交于点,过点作于点,证明,设,进而得出点的坐标,代入抛物线解析式,求得的值,当点与点重合时,可得或;
(3)设,直线的解析式为,的解析式为,求得解析式,可得,,即可求解.
【解答】解:(1)将点,,代入得:
,
解得:,
抛物线解析式为;
(2)点,,
抛物线的对称轴为直线,
设直线与轴交于点,过点作于点,
当在轴上方时,如图:
以,,为顶点的三角形是等腰直角三角形,且,
,
,,
,
,,
设,则,,
,
点在抛物线上,
,
解得:(舍去)或,
;
当在轴下方时,如图:
同理可得,,,
设,则,
把代入得:
,
解得(舍去)或,
;
当点与点重合时,如图所示,
,是等腰直角三角形,且,
,
此时,
由对称性可得,点也满足条件,
综上所述,或或或;
(3)为定值6,理由如下:
设,直线的解析式为,的解析式为,
点,,,
,,
解得:,,
直线的解析式为,的解析式为,
在中,令得,
,
在中,令得,
,
在抛物线上,
,
,
为定值6.
【点评】本题考查二次函数的综合应用,涉及待定系数法,等腰直角三角形等知识,解题的关键是用含字母的式子表示相关点坐标和相关线段的长度.
10.(2023•扬州)在平面直角坐标系中,已知点在轴正半轴上.
(1)如果四个点、、、中恰有三个点在二次函数为常数,且的图象上.
① ;
②如图1,已知菱形的顶点、、在该二次函数的图象上,且轴,求菱形的边长;
③如图2,已知正方形的顶点、在该二次函数的图象上,点、在轴的同侧,且点在点的左侧,设点、的横坐标分别为、,试探究是否为定值.如果是,求出这个值;如果不是,请说明理由.
(2)已知正方形的顶点、在二次函数为常数,且的图象上,点在点的左侧,设点、的横坐标分别为、,直接写出、满足的等量关系式.
【分析】(1)①在中,令得,即知不在二次函数为常数,且的图象上,用待定系数法可得;
②设交轴于,设菱形的边长为,可得,故,,代入得,可解得,故菱形的边长为;
③过作轴于,过作轴于,由点、的横坐标分别为、,可得,,,,证明,有,,故,,即可得;
(2)过作轴于,过作轴于,由点、的横坐标分别为、,知,,分三种情况:①当,在轴左侧时,由,可得,,故;②当在轴左侧,在轴右侧时,由,有,,知或;③当,在轴右侧时,,,可得.
【解答】解:(1)①在中,令得,
在二次函数为常数,且的图象上,不在二次函数为常数,且的图象上,
四个点、、、中恰有三个点在二次函数为常数,且的图象上,
二次函数为常数,且的图象上的三个点是,,,
把代入得:,
故答案为:1;
②设交轴于,如图:
设菱形的边长为,则,
,关于轴对称,
,
,
,
,
,
,
把代入得:
,
解得或(舍去),
菱形的边长为;
③是为定值,理由如下:
过作轴于,过作轴于,如图:
点、的横坐标分别为、,
,,
,,,,
四边形是正方形,
,,
,
,
,
,,
,,
,
,
点、在轴的同侧,
,
;
(2)过作轴于,过作轴于,
点、的横坐标分别为、,
,,
①当,在轴左侧时,如图:
,,,,
同理可得,
,,
,,
,
,
,
;
②当在轴左侧,在轴右侧时,如图:
,,,,
同理可得,
,,
,,
,
,
或;
③当,在轴右侧时,如图:
,,,,
同理可得,
,,
,,
,
,
;
综上所述,、满足的等量关系式为或.
【点评】本题考查二次函数的应用,涉及待定系数法,三角形全等的判定与性质,解题的关键是分类讨论思想的应用.
11.(2023•长汀县模拟)在平面直角坐标系中,抛物线经过,两点.
(1)用含的式子表示;
(2)当时,如图1,点是直线下方抛物线上的一个动点,求点到直线距离的最大值.
(3)当时,如图2,过点,的直线交抛物线于,.
①若轴,计算 4 .
②若与轴不平行,请你探索是否定值?请说明理由.
【分析】(1)将,代入抛物线解析式,利用待定系数法求解即可;
(2)求出抛物线的解析式,进而求出点,的坐标,可得是等腰直角三角形;过点作轴于,交于,则是等腰直角三角形,设点的横坐标为,则,则,可得,所以,利用二次函数的性质可得结论;
(3)①令,求出的值可得出,的坐标,分别表达,的长度,代入可得结论;
②设直线的解析式为,,,,,令,整理得,所以,,分别表达,和的长度,代入可得结论.
【解答】解:(1)将,代入抛物线,
得,
,
;
(2)当时,,
,
,,
,
是等腰直角三角形,
,
如图1,过点作轴于,交于,则是等腰直角三角形,
直线的解析式为,
设,则,
,
,
,,
当时,有最大值是,
当时,,
综上,点的坐标为时,有最大值是;
点到直线距离的最大值是;
(3)①当时,抛物线的解析式为,
令,即,
解得或,
,,
,
,
故答案为:4;
②是定值.理由如下:
过点,的直线交抛物线于,,
设直线的解析式为,,,,,
令,整理得,
,,
,,
,
,
,
,,
,
,
,
,
是定值.
【点评】本题主要考查二次函数与一次函数的综合运用,掌握二次函数图象的性质,函数图象平移的性质,一次函数与二次函数交点的计算方法是解题的关键.
12.(2023•宿豫区三模)如图,在平面直角坐标系中,一次函数的图象与轴交于点,与轴交于点,对称轴为直线的抛物线也经过点、点,并与轴正半轴交于点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)设点,点在抛物线对称轴上,并使得的周长最小,过点任意作一条与轴不平行的直线交此抛物线于,,,两点,试探究的值是否为定值?说明理由;
(3)将抛物线适当平移后,得到抛物线,若当时,恒成立,求的最大值.
【分析】(1)根据一次函数图象与坐标轴的交点分别解出点,的坐标,根据抛物线的对称轴解出点的坐标,根据待定系数法即可求解抛物线的解析式;
(2)根据轴对称求线段的最小值,图形结合分析,计算出点的解析式,再解出点的坐标,用点,分别表示出直线的解析式,根据勾股定理分别,,的值,由此即可求解;
(3)根据抛物线的平移确定平移为左右平移,由此确定的二次项系数,画出图形,根据二次函数与直线的交点的情况判断的取值,由此即可求解.
【解答】解:(1)一次函数的图象与轴交于点,与轴交于点,
令,则,
令,则,
,,
抛物线的对称轴为直线,且抛物线过点,,且抛物线与轴正半轴交于点,
,
设函数表达式为,
将点代入解析式得,,
解得,
抛物线的解析式为;
(2)的值是定值,理由如下:
的周长为,由的周长最小,的长是定值,
最小,
连接交对称轴于点,
设所在直线的解析式为,且,,
,
解得,,
直线的解析式为,
点在抛物线的对称轴的直线上,
点;
过点任意作一条与轴不平行的直线交此抛物线于,,,两点,如图所示,过点作的平行线,过点作轴的平行线,交于点,
设,把点代入得,
,
,
直线的解析为,
令,
整理得:,
根据韦达定理得,,,
点,,,在直线上,在中,,,
,,
,
,
,
同理:,,
,
的值是定值.
(3),设,
,
设新的抛物线与直线的相交的横坐标分别设为,,如图所示,
将抛物线适当平移后,得到抛物线,
抛物线是左右平移,则,
,由抛物线左右平移得到,观察图象,
随着图象向右平移,,的值不断增大,
若当时,恒成立,即,
则的最大值在处,
当时,对应的为最大值,
,
,(舍,
,
令,
解得,,,
的最大值为9.
【点评】本题主要考查二次函数与一次函数的综合运用,掌握二次函数图象的性质,函数图象平移的性质,一次函数与二次函数交点的计算方法,数形结合分析是解题的关键.
13 .(2023•武侯区校级模拟)如图,抛物线与轴分别交于,两点(点在点的左侧),与轴交于点,若且.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)如图1,点是第四象限内抛物线上的一个点且位于对称轴右侧,分别连接、相交于点,当时,求点的坐标;
(3)如图2,在(2)的条件下,交轴于点,过点的直线与线段,分别交于,,当直线绕点旋转时,为定值3,请求出和的值.
【分析】(1)用待定系数法求函数的解析式即可;
(2)过点作轴交于点,过点作轴交于点,则,由,可得,设,,分别求出,,根据,建立方程求出的值即可求点坐标;
(3)过点作轴交于点,过点作轴交于点,连接,则,根据平行线的性质可得,,,
,化简得,,再由,求出,再由,得到,根据平行得到,求出,则,因为,则,即可求,.
【解答】解:(1),
,
,
,
,
将、代入,
,
解得,
抛物线的解析式为;
(2),
抛物线的对称轴为直线,
设,,
当时,,
解得或,
,
设直线的解析式为,
,
解得,
直线的解析式为,
过点作轴交于点,过点作轴交于点,
,
,
,
,
,,
,,
,
解得(舍或,
;
(3)过点作轴交于点,过点作轴交于点,连接,
,,
轴,
,
,,,,
,,
设直线的解析式为,
,
解得,
直线的解析式为,
,
,,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,.
【点评】本题考查二次函数的图象及性质,熟练掌握二次函数的图象及性质,平行线的性质,灵活的对分式进行变形处理是解题的关键.
14.(2023•丹阳市二模)如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象与轴相交于点、,与轴相交于点,其中点的坐标为,点为抛物线上的一个动点.
(1)二次函数图象的对称轴为直线.
①求二次函数的表达式;
②若点与点关于对称轴对称,则点的坐标是 ;
③在②的条件下,连接,在上任意取一点,过点作轴的平行线,与抛物线对称轴左侧的图象交于点,求线段的最大值.
(2)过点作的平行线,交抛物线于点,设点、的横坐标为、,在点 运动的过程中,试问的值是否会发生改变?若改变,请说明理由;若不变,请求出的值.
【分析】(1)①利用对称轴公式求出,再将点代入函数解析式确定的值即可;
②求出点坐标,再求点关于直线的对称点坐标即可;
③设,,再求,,则,令,则,可得,当时,有最大值2;
(2)先求直线的解析式,再求过点与平行的直线解析式为,当时,、分别是一元二次方程的两个实数根,则有.
【解答】解:(1)①二次函数图象的对称轴为直线,
,
,
将代入中,得,
函数的表达式为;
②当时,,
,
点与点关于对称轴对称,
,
故答案为:;
③设直线的解析式为,
,
解得,
直线的解析式为,
设,,
轴,
,
解得或,
点在抛物线对称轴左侧的图象上,
,,
,
令,则,
,
,
当时,有最大值2;
(2)的值不变,理由如下:
设直线的解析式为,
,
解得,
直线的解析式为,
点的横坐标为,
,
过点与平行的直线解析式为,
当时,、分别是一元二次方程的两个实数根,
,
的值不变.
【点评】本题考查二次函数的图象及性质,熟练掌握二次函数的图象及性质,一元二次方程根与系数的关系是解题的关键.
题型四 线段乘积为定值
15.(2023•南充)如图1,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点在抛物线上,点在轴上,以,,,为顶点的四边形为平行四边形,求点的坐标;
(3)如图2,抛物线顶点为,对称轴与轴交于点,过点的直线(直线除外)与抛物线交于,两点,直线,分别交轴于点,.试探究是否为定值,若是,求出该定值;若不是,说明理由.
【分析】(1)由待定系数法即可求解;
(2)当或为对角线时,由中点坐标公式列出等式,即可求解;当为对角线时,同理可解;
(3)求出直线的表达式为:,得到,,同理可得,,即可求解.
【解答】解:(1)由题意得,抛物线的表达式为:,
即,
则抛物线的表达式为:;
(2)设点的坐标为:,点,
当或为对角线时,由中点坐标公式得:,
解得:(舍去)或2,
则点;
当为对角线时,同理可得:,
解得:,
则点的坐标为:,,或,;
(3)是定值,理由:
直线过点,故设直线的表达式为:,
设点、的坐标分别为:,点,
联立和并整理得:,
则,,
由点、的坐标得,直线的表达式为:,
令,则,即点,,
则,
同理可得,,
则.
【点评】本题是二次函数综合题,主要考查了一次函数的性质、平行四边形的性质、根和系数的关系等,有一定的综合性,难度适中.
题型五 横(纵)坐标(坐标和)定值
16.(2023•湖北)如图1,在平面直角坐标系中,已知抛物线与轴交于点,,与轴交于点,顶点为,连接.
(1)抛物线的解析式为 ;(直接写出结果)
(2)在图1中,连接并延长交的延长线于点,求的度数;
(3)如图2,若动直线与抛物线交于,两点(直线与不重合),连接,,直线与交于点.当时,点的横坐标是否为定值,请说明理由.
【分析】(1)利用待定系数法即可求解.
(2)求出直线,的解析式,联立得出点的坐标,根据题意,作辅助线,得出,证明,根据相似三角形的性质即可求解.
(3)设点,点的坐标,求出直线、、的解析式,联立即可求解.
【解答】解:(1)抛物线与轴交于点,,
,
解得,
抛物线解析式为.
故答案为:.
(2),,
设直线的解析式为,
,
解得,
直线的解析式为,
同理,由点,,可得直线的解析式为,
零,
解得,
点的坐标为,
由题意可得,,,,
,
如图,过点作轴于点,
,
,
,
,
,
,
,,
,
,
,
答:的度数为.
(3)设点的坐标为,点的坐标为,
直线与不重合,
且,且,
如图,
由点,点,可得直线的解析式为,
,
设直线的解析式为,
,
点的坐标可以表示为,
设直线的解析式为,
,
解得,
直线的解析式为,
同上,可得直线的解析式为,
,
,
,
点的横坐标为定值3.
【点评】本题考查了二次函数综合问题,解直角三角形,待定系数法求解析式,一次函数的平移,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
17.(2023•清江浦区校级三模)如图,已知抛物线与轴交于点,交轴于点,,且.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,直线交轴于点,交轴于点,将沿直线翻折,得到,点的对应点为点若点的对应点恰好落在抛物线上,求的值;
(3)如图2,点是抛物线上一动点,连接,并将直线沿轴翻折交抛物线于点.设点的横坐标为,点的横坐标为,试问:是否为定值?若为定值,请求出定值;若不是定值,请说明理由.
【分析】(1)求出的坐标为,然后代入函数解析式,即可求解;
(2)求出点的坐标为,将点的坐标代入抛物线解析式,即可求解;
(3)求出直线解析式为,联立方程组,求出点的坐标,再求出关于轴对称点的坐标为,再求直线解析式为,联立方程组,求出点的横坐标,即可求解.
【解答】解:(1)当时,,
,
又,
,
,
把的坐标代入,得,
解得,(舍去),(舍去),
抛物线的解析式为;
(2)设与相交于点,过点作轴于点,
由题意知:,,
对于,
当时,,
,
,
当时,,
,
,
,
,
由等面积法知:,
,
,
,轴轴,
,
,
,即,
,,
,
,
又,,
,
把的坐标代入,得,
解得,(舍去);
(3)对于,
当时,,
解得,,
,
设直线解析式为,
,
,
,
联立方程组,
解得或
点的坐标,
关于轴对称点的坐标为,
设直线解析式为,
,
解得,
,
联立方程组,
解得或,
点的横坐标为,
.
【点评】本题考查了二次函数,轴对称的性质,相似三角形的判定与性质,一次函数等知识,通过相似三角形的判定与性质求出点的坐标是解第(2)的关键;求出直线解析式为和设直线解析式为是解第(3)问的关键.
题型六 其它定值问题
18.(2023•宿豫区二模)阅读下列材料:在九年级下册“5.2二次函数的图象和性质”课时学习中,我们发现,函数:中的符号决定图象的开口方向,决定图象的开口大小,为了进一步研究函数的图象和性质,我们作如下规定:如图1,抛物线上任意一点(A)(异于顶点到对称轴的垂线段的长度的长度)叫做这个点的“勾距”,记作;垂足(B)到抛物线的顶点的距离叫这个点的“股高”,记作;点(A)到顶点的距离的长度)叫这个点的“弦长”,记作;过这个点(A)和顶点的直线与对称轴相交所成的锐角叫做这个点的“偏角”,记作.
由图1可得,对于函数.
(1)当勾距为定值时,
①、;股高和弦长均随增大而增大;
②;偏角随增大而减小;
(如:函数中,当时,、、
(2)当偏角为定值时,
③、、,勾距、股高和弦长均随增大而减小;(如:函数中,当时,、、
利用以上结论,完成下列任务:如图2:已知以为顶点的抛物线与轴相交于点,若抛物线的顶点也是,并与直线相交于点,与轴相交于点.
(1)函数中,①当时, 2 ,②当时, ;
(2)如图2:以为顶点作抛物线:和,与轴相交于点,与直线相交于点,与轴相交于点;
①当时,设,随的取值不同,的值是否发生改变,如果不变,请求出的值,如果发生改变,请直接写出的取值范围;
②若点在抛物线上,直线与的另一个交点为,记的面积为,的面积为,若,请求出的值.
【分析】(1)①把,代入;
②把代入;
(2)①求出,代入公式求出,由求出,再计算是个常数;
②先证明,再利用得出相似比,最后求.
【解答】解:(1)函数中,,
①当时,,②当时,;
故答案为:2,.
(2)①以为顶点,
,当时,,
,
抛物线:,当时,,
,
,
,
,
,
.
②,,
,
,
,
,
,
,
,
.
【点评】本题在新定义下考查了定值问题,三角形相似的判定与性质,对于(2)②,关键是由条件想到三角形相似.
19.(2023•宜都市二模)抛物线与轴交于点和点,与轴交于点.
(1)写出抛物线的对称轴,并求的值;
(2)如图1,,点,是抛物线上的动点,直线与抛物线的另一个交点为;
①若,关于点对称,求点坐标;
②若点是轴上一点,直线的表达式为,直线的表达式为,当的值是一个定值时,求的值.
【分析】(1)套用公式求对称轴,把点代入求的值;
(2)①先求出抛物线的表达式,再利用,关于点对称,建立的方程;
②设出点,,直线为,与联立得出韦达定理,利用斜率公式表示,最后表示成,的形式.
【解答】解:(1),
抛物线的对称轴为直线,
把点代入得,
;
(2)①点,对称轴为,
,
,
由射影定理得,
,
,
,
,
,
,关于点对称,
,,
,
或(舍,
点的坐标为.
②设点,,直线为,与联立得:
,
,
,
,
当即时,的值是一个定值3.
【点评】本题考查了二次函数的图象与性质,并结合了中心对称,直线的斜率公式,韦达定理等知识.对于定值问题,要设而不求,尽量的减少变量的个数.
20.(2023•长沙)我们约定:若关于的二次函数与同时满足,,则称函数与函数互为“美美与共”函数.根据该约定,解答下列问题:
(1)若关于的二次函数与互为“美美与共”函数,求,,的值;
(2)对于任意非零实数,,点与点,始终在关于的函数的图象上运动,函数与互为“美美与共”函数.
①求函数的图象的对称轴;
②函数的图象是否经过某两个定点?若经过某两个定点,求出这两个定点的坐标;否则,请说明理由;
(3)在同一平面直角坐标系中,若关于的二次函数与它的“美美与共”函数的图象顶点分别为点,点,函数的图象与轴交于不同两点,,函数的图象与轴交于不同两点,.当时,以,,,为顶点的四边形能否为正方形?若能,求出该正方形面积的取值范围;若不请说明理由.
【分析】(1)根据题意得到,,,即可求解.
(2)①求出的对称轴,得到,表示出的解析式,即可求解.
②,令,求解即可.
(3)由题意可知,,得到,的坐标,表示出,,根据且,得到,分情况讨论:若时,若时,求解即可.
【解答】解:(1)由题意可知,,,,
,,.
答:的值为,的值为3,的值为2.
(2)①点与点,始终在关于的函数的图象上运动,
对称轴为,
,
,
对称轴为.
答:函数的图象的对称轴为.
②,
令,
解得,
过定点,.
答:函数的图象过定点,.
(3)由题意可知,,
,
,,
且,
.
若,则,
要使以,,,为顶点的四边形能构成正方形,
则,为等腰直角三角形,
,
,
,
,
,
,
,
,
若,则、关于轴对称,以,,,为顶点的四边形不能构成正方形,
综上,当时,以,,,为顶点的四边形能构成正方形,此时.
【点评】本题考查了二次函数的综合应用,解题的关键是利用分类讨论的思想解决问题.
题型七 结合韦达定理求定点
21.(2023•汉阳区校级模拟)抛物线,交轴于,两点在的左边),是抛物线的顶点.
(1)当时,直接写出,,三点的坐标;
(2)如图1,点是对称轴右侧抛物线上一点,,求线段长度;
(3)如图2,将抛物线平移使其顶点为,点为直线 上的一点,过点的直线,与抛物线只有一个公共点,问直线是否过定点,请说明理由.
【分析】(1)当时,抛物线的表达式为:,即可求解;
(2)延长交轴于点,过点作于点,则三角形是等腰三角形,所以,,然后利用交点坐标特征,先后求出点、、的坐标,再由两点之间的距离公式求得的长即可;
(3)先根据平移变换,求出平移后的抛物线的解析式为.再由直线与抛物线的交点个数写出对应的函数解析式,最终把方程整理成是解决问题的关键所在.
【解答】解:(1)当时,
抛物线的表达式为:,
令,
解得:或4,
点、、的坐标分别为:、、;
(2)延长交轴于点,过点作于点,
,
点的坐标为,
设的解析式为,则有:
,
,
直线的解析式;
,
,,
点是、的中点,则点,,
设的解析式为,把点,代入得:
,
解得:,
,
由得,
,
点的坐标为,,
设直线的解析为,则有:
,
解得:,
,
由,得:
,,
的坐标为,;
,
即的长为;
(3)抛物线平移后的顶点坐标为,
平移后的抛物线的解析式为.
点为直线上一点,
.
设过点的直线的解析式为,
,
.
过点的直线解析式为.
.
即:.
过点的直线、与抛物线只有一个公共点,
△.
.
,.
直线的解析式为,
直线的解析式为.
,
.
设点的横坐标为,则是方程的根,
过点的直线与抛物线只有一个公共点,
.
同理可求:,
,,
,是方程的两根,
整理得:,
即:点,的坐标满足方程组,
点,点是抛物线与直线的交点,
,
直线一定经过定点,.
【点评】本题主要考查了二次函数的性质,二次函数图象上点的坐标的特征,待定系数法,一次函数的性质,一次函数图象上点的坐标的特征,等腰三角形的性质,一元二次方程根与系数的关系,抛物线与直线的交点,利用点的坐标表示出相应线段的长度是解题的关键.
题型八 直线过定点
22.(2023•锦江区校级模拟)已知抛物线与轴交于、两点,顶点为,与轴交于点,且的面积为6.
(1)求抛物线的对称轴和解析式;
(2)平移这条抛物线,平移后的抛物线交轴于,顶点在原抛物线上,当四边形是平行四边形时,求平移后抛物线的表达式;
(3)若过定点的直线交抛物线于、两点在点右侧),过点的直线与抛物线交于点,求证:直线必过定点.
【分析】(1)把代入可得,,令即得,,故抛物线的对称轴为直线,,根据的面积为6,可得,,用待定系数法得抛物线的解析式为;
(2)是平行四边形的边,则当点向右平移2个单位向上平移4个单位得到,同样点向右平移2个单位向上平移4个单位得到,代入抛物线解析式解之即可求解;
(3)设,,知直线解析式为,由直线过定点,有,而直线过,可得,,解得,设直线解析式为,把,代入得直线解析式为,即,当时,,故直线过定点.
【解答】(1)解:把代入得:
,
,
,
令得,
,
或,
,,
抛物线的对称轴为直线,,
的面积为6,
,
,
;
把代入得:
,
解得:,
抛物线的解析式为;
(2)解:设点,
是平行四边形的边,
当点向右平移2个单位向上平移4个单位得到,同样点向右平移2个单位向上平移4个单位得到,
即,
,
解得,
,
平移后抛物线的表达式为:;
(3)证明:设,,
设直线解析式为,
,
解得:,
直线解析式为,
直线过定点,
,
,
直线过,
,
,
,
由得:
或,
,
设直线解析式为,把,代入得:
,
解得:,
直线解析式为,
,
直线解析式为,
当时,,
直线必过定点.
【点评】本题考查二次函数的综合应用,涉及待定系数法,平行四边形性质及应用,函数图象上点坐标的特征等,解题的关键是用含字母的式子表示相关点坐标和相关线段的长度.
23.(2023•洪山区校级模拟)如图,已知抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,
.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图2,已知点为第一象限内抛物线上的一点,点的坐标为,,求点的坐标;
(3)如图3,将抛物线平移到以坐标原点为顶点,记为,点在抛物线上,过点作分别交抛物线于,两点,求证:直线过定点,并求出该定点的坐标.
【分析】(1)先求出点、、的坐标,再运用待定系数法即可求得答案;
(2)设,过点作轴于点,过点作于点,证明,得出,建立方程求解即可得出答案;
(3)由题意得抛物线的解析式为,设直线的解析式为,且,、,,由勾股定理得,即,整理得:,联立方程组得,利用根与系数关系可得:,,进而得出或,当时,直线的解析式为,即直线过定点,与重合,不符合题意;当时,直线的解析式为,可证得直线恒过定点.
【解答】(1)解:令,得,
,
,
,
,,
,,
将,代入,得:
,
解得:,
抛物线的解析式为;
(2)解:设,如图,过点作轴于点,过点作于点,
则,,,
,,
,
,
,,
,
,
,
,
点的坐标为,
,
,,
,
,
解得:或,
点在第一象限,
,
,,
,;
(3)证明:将抛物线平移到以坐标原点为顶点的抛物线,
抛物线的解析式为,
设直线的解析式为,且,、,,
点在抛物线上,,
,
,
,
整理得:,
联立,得,
,,
,
,
,
即,
或,
当时,直线的解析式为,
即直线过定点,与重合,不符合题意;
当时,直线的解析式为,
直线恒过定点.
【点评】本题为二次函数综合应用,涉及函数图象交点问题、待定系数法、一元二次方程根与系数的关系、勾股定理、相似三角形的判定和性质、解直角三角形等知识点.在(1)中求出点、、的坐标是解题的关键,在(2)证得是解题的关键,在(3)中利用根与系数的关系得到、的关系式是解题的关键.本题考查知识点较多,特别是计算量较大,难度较大.
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