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初中数学人教版(2024)九年级上册22.1.1 二次函数精品当堂达标检测题
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这是一份初中数学人教版(2024)九年级上册22.1.1 二次函数精品当堂达标检测题,共52页。
(1)求此抛物线的解析式及顶点坐标;
(2)如图2,若将此抛物线平移,使其顶点为点D,需如何平移?写出平移后抛物线的解析式;
(3)如图2,过点P(m,0)作x轴的垂线(1≤m≤2),分别交平移前后的抛物线于点E,F,交直线OC于点G,求证:PF=EG.
2.(2022·山东东营·中考真题)如图,抛物线与x轴交于点,点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的表达式;
(2)在对称轴上找一点Q,使的周长最小,求点Q的坐标;
(3)点P是抛物线对称轴上的一点,点M是对称轴左侧抛物线上的一点,当是以为腰的等腰直角三角形时,请直接写出所有点M的坐标.
题型二:面积问题
3.(2022·江苏·沛县教师发展中心九年级阶段练习)如图,抛物线过,两点,点C、B关于抛物线的对称轴对称,过点B作直线轴,交x轴于点H.
(1)求抛物线的表达式;
(2)求的面积;
(3)若点M在直线BH上运动,点N在x轴上运动,当为等腰直角三角形时,点N的坐标为______.
4.(2022·浙江温州·九年级期中)如图,抛物线(a,b是常数)经过点,,交y轴于点C,过点C作x轴的平行线CD,交抛物线于另一点D.
(1)求该抛物线的表达式.
(2)连结BC交该拋物线对称轴于点P,连结PD,求△PCD的面积.
题型三:角度问题
5.(2022·湖北黄石·中考真题)如图,抛物线与坐标轴分别交于A,B,C三点,P是第一象限内抛物线上的一点且横坐标为m.
(1)A,B,C三点的坐标为____________,____________,____________;
(2)连接,交线段于点D,
①当与x轴平行时,求的值;
②当与x轴不平行时,求的最大值;
(3)连接,是否存在点P,使得,若存在,求m的值,若不存在,请说明理由.
6.(2022·江苏·九年级专题练习)如图,抛物线与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,已知.
(1)求m的值和直线对应的函数表达式;
(2)P为抛物线上一点,若S△PBC=S△ABC,请直接写出点P的坐标;
(3)Q为抛物线上一点,若∠ACQ=45°,求点Q的坐标.
题型四:特殊三角形问题
7.(2022·辽宁·阜新市第四中学九年级阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象与轴交于、两点,与轴交于,点在原点的左侧,点的坐标为.点是抛物线上一个动点,且在直线的上方.
(1)求这个二次函数及直线的表达式.
(2)过点做轴交直线于点,求的最大值.
(3)点为抛物线对称轴上的点,问在抛物线上是否存在点,使为等腰直角三角形,且为直角,若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
8.(2022·辽宁大连·九年级期末)如图,抛物线:y=ax2+bx+c与x轴交于A(1,0)、B(-3,0)两点,与y轴交于点C(0,-2).
(1)求抛物线的解析式;
(2)动点P在抛物线:y=ax2+bx+c上移动,点Q在直线l:x=﹣4上移动,在运动过程中,是否存在△PAQ是以点P为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,求出符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
题型五:特殊四边形问题
9.(2022·福建省福州屏东中学三模)如图,抛物线与轴交于点,对称轴交轴于点,点是抛物线在第一象限内的一个动点,交轴于点,交轴于点,轴于点,点是抛物线的顶点,已知在点的运动过程中,的最大值是.
(1)求点的坐标与的值;
(2)当点恰好是的中点时,求点的坐标;
(3)连结,作点关于直线的对称点,当点落在线段上时,则点的坐标为______直接写出答案
10.(2022·陕西省西安高新逸翠园学校模拟预测)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c的对称轴为直线x=,其图象与直线y=x+2交于C,D两点,其中点C在y轴上,点P是y轴右侧的抛物线上一动点,过点P作PE⊥x轴于点E,交CD于点F.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P的横坐标为x0,当x0为何值时,以O,C,P,F为顶点的四边形是平行四边形?请说明理由.
专题强化训练
11.(2022·北京·人大附中九年级阶段练习)在平面直角坐标系中,与轴交于点.
(1)求点的坐标以及抛物线的对称轴;
(2)抛物线与直线交于点,,其中
①当时,求抛物线的表达式;
②当时,请直接写出的取值范围.
12.(2022·四川·巴中市教育科学研究所中考真题)如图1,抛物线,交轴于A、B两点,交轴于点,为抛物线顶点,直线垂直于轴于点,当时,.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点是线段上的动点(除、外),过点作轴的垂线交抛物线于点.
①当点的横坐标为2时,求四边形的面积;
②如图2,直线,分别与抛物线对称轴交于、两点.试问,是否为定值?如果是,请求出这个定值;如果不是,请说明理由.
13.(2022·湖北省咸宁市嘉鱼县城北中学九年级阶段练习)如图,抛物线与x轴相交于点A、点B,与y轴相交于点C.
(1)请直接写出点A,B,C的坐标;
(2)点P(m,n)(0<m<6)在抛物线上,当m取何值时,△PBC的面积最大?并求出△PBC面积的最大值.
(3)点F是抛物线上的动点,作交x轴于点E,是否存在点F,使得以A、C、E、F为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请写出所有符合条件的点F的坐标;若不存在,请说明理由.
14.(2022·全国·九年级单元测试)如图,抛物线交x轴于点A(1,0),交y轴交于点B,对称轴是直线x=2.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若在抛物线上存在一点D,使△ACD的面积为8,请求出点D的坐标.
(3)点P是抛物线对称轴上的一个动点,是否存在点P,使△PAB的周长最小?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
15.(2022·湖北武汉·九年级期中)如图,抛物线y=ax2+3ax+4与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,且S△ABC=10,点P为第二象限内抛物线上的一点,连接BP.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,过点P作PD⊥x轴于点D,若∠BPD=2∠BCO,求的值;
(3)如图2,设BP与AC的交点为Q,连接PC,是否存在点P,使S△PCQ=S△BCQ?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
16.(2022·陕西·西安爱知初级中学模拟预测)已知抛物线与x轴交于A(-2,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C(0,).
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是抛物线对称轴上一个点,点Q是平面内一点,当以A,C,P,Q为顶点的四边形是以AC为边的菱形时,求点P的坐标.
17.(2022·重庆·模拟预测)如图,在平面直角坐标系中,抛物线交x轴于点A和C(1,0),交y轴于点B(0,3),抛物线的对称轴交x轴于点E,交抛物线于点F.
(1)求抛物线的解析式;
(2)将线段OE绕着点O沿顺时针方向旋转得到线段,旋转角为α(0°<α<90°),连接,求的最小值;
(3)M为平面直角坐标系中一点,在抛物线上是否存在一点N,使得以A,B,M,N为顶点的四边形为矩形?若存在,请直接写出点N的横坐标;若不存在,请说明理由.
18.(2022·云南·模拟预测)已知抛物线的顶点P在x轴上,交y轴于点C,直线y=n交抛物线于A,B(点A在点B的左侧)两点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当n=9时,在抛物线上存在点D,使,求点D的坐标.
19.(2022·甘肃·民勤县第六中学九年级期末)如图,抛物线经过点A(2,0),B(-2,4),(-4,0),直线AB与抛物线的对称轴交于点E.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点M在直线AB上方的抛物线上运动,当ΔABM的面积最大时,求点M的坐标;
(3)若点F为平面内的一点,且以点为顶点的四边形是平行四边形,请写出符合条件的点F的坐标.
20.(2022·吉林·东北师大附中明珠学校九年级期末)已知二次函数(m为常数)
(1)当m=2时
①求函数顶点坐标,并写出函数值y随x的增大而减小时x的取值范围.
②若点和在其图象上,且时,则实数t的取值范围是 .
(2)记二次函数的图象为G.
①当图象G上有且只有两个点到x轴的距离为2时,求m的取值范围.
②已知矩形ABCD的对称中心为(0,1),点A的坐标为(-3,3).记图象G在矩形ABCD内部(包含边界)的最高点P的纵坐标为p,最低点的纵坐标为q,当p-q=4时,直接写出m的取值范围.
参考答案:
1.(1),顶点坐标为(,﹣)
(2)抛物线向左平移个单位长度,再向上平移个单位长度,平移后的抛物线解析式为
(3)见解析
【分析】(1)用待定系数法求函数的解析式即可;
(2)根据顶点(,)与(0,﹣2)之间的关系,确定抛物线的平移过程即可;
(3)分别求出G(m,m),F(m,﹣2),E(m,),再证明即可.
(1)
解:将A(−1,0),C(2,−3)代入y=a+b,
∴,
解得,
∴,
∴顶点坐标为(,);
(2)
解:令x=0,则y=﹣2,
∴D(0,﹣2),
∴抛物线向左平移个单位长度,再向上平移个单位长度,抛物线的顶点为D,
∴平移后的抛物线解析式为;
(3)
证明:设直线OC的解析式为y=kx,
∴2k=﹣3,
∴k,
∴yx,
∵PF⊥x轴,P(m,0),
∴G(m,m),F(m,﹣2),E(m,),
∵1≤m≤2,
∴PF=,EG,
∴PF=EG.
【点睛】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,抛物线平移的性质,两点间的距离求法是解题的关键.
2.(1)
(2)(1,-2)
(3)(-1,0)或(,-2)或(,2)
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)先求出点C的坐标和抛物线的对称轴,如图所示,作点C关于直线的对称点E,连接AE,EQ,则点E的坐标为(2,-3),根据轴对称最短路径可知AE与抛物线对称轴的交点即为点Q;
(3)分两种情况当∠BPM=90°和当∠PBM=90°两种情况讨论求解即可.
(1)
解:∵抛物线与x轴交于点,点,
∴,
∴,
∴抛物线解析式为;
(2)
解:∵抛物线解析式为,与y轴交于点C,
∴抛物线对称轴为直线,点C的坐标为(0,-3)
如图所示,作点C关于直线的对称点E,连接AE,EQ,则点E的坐标为(2,-3),
由轴对称的性质可知CQ=EQ,
∴△ACQ的周长=AC+AQ+CQ,
要使△ACQ的周长最小,则AQ+CQ最小,即AQ+QE最小,
∴当A、Q、E三点共线时,AQ+QE最小,
设直线AE的解析式为,
∴,
∴,
∴直线AE的解析式为,
当时,,
∴点Q的坐标为(1,-2);
(3)
解: 如图1所示,当点P在x轴上方,∠BPM=90°时,过点P作轴,过点M作MF⊥EF于F,过点B作BE⊥EF于E,
∵△PBM是以PB为腰的等腰直角三角形,
∴PA=PB,∠MFP=∠PEB=∠BPM=90°,
∴∠FMP+∠FPM=∠FPM+∠EPB=90°,
∴∠FMP=∠EPB,
∴△FMP≌△EPB(AAS),
∴PE=MF,BE=PF,
设点P的坐标为(1,m),
∴,
∴,,
∴点M的坐标为(1-m,m-2),
∵点M在抛物线上,
∴,
∴,
∴,
解得或(舍去),
∴点M的坐标为(-1,0);
同理当当点P在x轴下方,∠BPM=90°时可以求得点M的坐标为(-1,0);
如图2所示,当点P在x轴上方,∠PBM=90°时,过点B作轴,过点P作PE⊥EF于E,过点M作MF⊥EF于F,设点P的坐标为(1,m),
同理可证△PEB≌△BFM(AAS),
∴,
∴点M的坐标为(3-m,-2),
∵点M在抛物线上,
∴,
∴,
∴,
解得或(舍去),
∴点M的坐标为(,-2);
如图3所示,当点P在x轴下方,∠PBM=90°时,
同理可以求得点M的坐标为(,2);
综上所述,当△PMB是以PB为腰的等腰直角三角形时,点M的坐标为(-1,0)或(,-2)或(,2).
【点睛】本题主要考查了待定系数法求二次函数解析式,二次函数综合,一次函数与几何综合,全等三角形的性质与判定等等,熟知二次函数的相关知识是解题的关键.
3.(1)
(2)3
(3)(2,0)或(﹣4,0)或(﹣2,0)或(4,0).
【分析】(1)待定系数法求解析式即可;
(2)根据抛物线解析式求得对称轴,进而求得点的坐标,根据三角形面积公式求解即可;
(3)以点C、M、N为顶点的三角形为等腰直角三角形时,分三类情况讨论:①以点M为直角顶点且M在x轴上方时,证明△CBM≌△MHN(AAS),即可求得的坐标,②以点M为直角顶点且M在x轴下方时,证明△NEM≌△MDC,③以点N为直角顶点且N在y轴左侧时,同理得△NEM≌△MDC,④以点N为直角顶点且N在y轴右侧时,同理得ME=DN=NH=3,⑤以C为直角顶点时,不能构成满足条件的等腰直角三角形.
(1)
解:把A(4,0),B(1,3)代入抛物线中,
得,
解得,
∴该抛物线解析式为;
(2)
解:∵抛物线解析式为,
∴抛物线对称轴为直线x=2,
∵点C和点B关于对称轴对称,点B的坐标为(1,3),
∴C(3,3),
∴BC=2,
∴;
(3)
解:以点C、M、N为顶点的三角形为等腰直角三角形时,分三类情况讨论:
①以点M为直角顶点且M在x轴上方时,如图3-1所示,
∴CM=MN,∠CMN=90°,
∴∠HNM+∠HMN=∠HMN+∠BMC=90°,
∴∠BMC=∠HNM,
在△CBM和△MHN中,
,
∴△CBM≌△MHN(AAS),
∴BC=MH=2,BM=HN=3-2=1,
∴ON=OH+HN=2,
∴N(2,0);
②以点M为直角顶点且M在x轴下方时,如图3-2所示,
过点M作轴,过点N作NE⊥DE于E,过点C作CD⊥DE于D,
同理可证△NEM≌△MDC,
∴NE=DM=2,
∴EM=CD=5,
∵OH=1,
∴ON=NH﹣OH=5-1=4,
∴N(-4,0);
③以点N为直角顶点且N在y轴左侧时,如图3-3所示,
过点N作轴,过点M作ME⊥DE于E,过点C作CD⊥DE于D,
同理得△NEM≌△CDN,
∴ME=NH=DN=3,
∴ON=3-1=2,
∴N(-2,0);
④以点N为直角顶点且N在y轴右侧时,如图3-4所示,
过点N作轴,过点M作ME⊥DE于E,过点C作CD⊥DE于D,
同理得△NEM≌△CDN,
∴ME=DN=NH=3,
∴ON=1+3=4,
∴N(4,0);
⑤以C为直角顶点时,不能构成满足条件的等腰直角三角形;
综上可知当△CMN为等腰直角三角形时N点坐标为(2,0)或(﹣4,0)或(﹣2,0)或(4,0).
【点睛】本题考查了二次函数综合,全等三角形的性质与判定,待定系数法求解析式,等腰直角三角形的性质,利用分类讨论的思想求解是解题的关键.
4.(1)
(2)
【分析】(1)把,两点代入,运用待定系数法即可求得答案;
(2)设对称轴与CD交点为点E,先求得OB=OC=3,再由CDx轴,可求得,由对称轴:x=1可得,即可求得答案;
(1)
把,两点代入
得:,
解得:,
∴该抛物线的表达式.
(2)
如图,设对称轴与CD交点为点E,
∵该抛物线的表达式,且,
∴,
∴,
∵CDx轴,
∴,
∵抛物线的表达式的对称轴:x=1,
∴,
∴△PCD的面积.
【点睛】本题主要考查二次函数的图象与性质及等腰三角形的性质,关键是要会用待定系数法求抛物线的解析式.
5.(1);;
(2)①;②
(3)存在点P,
【分析】(1)令x=0,则y=4,令y=0,则=0,所以x=-2或x=3,由此可得结论;
(2)①由题意可知,P(1,4),所以CP=1,AB=5,由平行线分线段成比例可知,.
②过点P作PQ∥AB交BC于点Q,所以直线BC的解析式为:y=-x+4.设点P的横坐标为m,则P(m,-),Q(,-).所以PQ=m-()=-,因为PQ∥AB,所以=,由二次函数的性质可得结论;
(3)假设存在点P使得∠BCO+2∠BCP=90°,即0<m<3.过点C作CFx轴交抛物线于点F,由∠BCO+2∠PCB=90°,可知CP平分∠BCF,延长CP交x轴于点M,易证△CBM为等腰三角形,所以M(8,0),所以直线CM的解析式为:y=-x+4,令=-x+4,可得结论.
(1)
解:令x=0,则y=4,
∴C(0,4);
令y=0,则=0,
∴x=-2或x=3,
∴A(-2,0),B(3,0).
故答案为:(-2,0);(3,0);(0,4).
(2)
解:①∵轴,,
∴,,
又∵轴,
∴△CPD∽△BAD
∴;
②过P作交于点Q,
设直线BC的解析式为,
把B(3,0),C(0,4)代入,得
,解得,
∴直线的解析式为,
设,则,
∴,
∵,
∴△QPD∽△BAD
∴,
∴当时,取最大值;
(3)
解:假设存在点P使得,即,
过C作轴,连接CP,延长交x轴于点M,
∴∠FCP=∠BMC,
∵,
∴平分,
∴∠BCP=∠FCP,
∴∠BCP=∠BMC,
∴BC=BM,
∴为等腰三角形,
∵,
∴,,,
设直线CM解析式为y=kx+b,
把C(0,4),代入,得
,解得:,
∴直线的解析式为,
联立,
解得或(舍),
∴存在点P满足题意,即.
【点睛】此题是二次函数综合题,主要考查了待定系数法,平行线分线段成比例,角度的存在性等相关内容,解本题的关键是求抛物线解析式,确定点P的坐标.
6.(1),;
(2),,;
(3)
【分析】(1)根据点B的坐标即可求得m的值,然后用待定系数法计算即可;
(2)过点A作BC的平行线,联立直线与抛物线的表达式可求出的坐标,设出直线与y轴的交点为G,将直线BC向下平移,平移的距离为GC的长度,可得到直线,联立方程组即可求出P;
(3)取点,连接,过点作于点,过点作轴于点,过点作于点,得直线对应的表达式为,即可求出结果;
(1)解:将代入,化简得,则(舍)或,∴,得:,则.设直线对应的函数表达式为,将、代入可得,解得,则直线对应的函数表达式为.
(2)解:如图,过点A作∥BC,设直线与y轴的交点为G,将直线BC向下平移 GC个单位,得到直线,由(1)得直线BC的解析式为,,∴直线AG的表达式为,联立,解得:(舍),或,∴,由直线AG的表达式可得,∴,,∴直线的表达式为,联立,解得:,,∴,,∴,,.
(3)解:如图,取点,连接,过点作于点,过点作轴于点,过点作于点,∵,∴AD=CD,又∵,∴,∵,∴,又∵,∴,则,.设,∵,,∴.由,则,即,解之得,.所以,又,可得直线对应的表达式为,设,代入,得,,,又,则.所以.
【点睛】本题主要考查了二次函数综合应用,结合一元二次方程求解是解题的关键.
7.(1)二次函数的表达式为,直线的表达式为;
(2)
(3)存在,点的坐标为(,)或(,)或(,)或(,).
【分析】(1)利用待定系数法可直接求出二次函数和直线BC的解析式;
(2)设动点P的坐标为(x,),则点D的坐标为(x,),PD=,由二次函数的性质可得出答案;
(3)分情况讨论:①当点M在x轴上方,点N在对称轴左侧时,如图1,设对称轴与x轴交于点F,过点N作NE⊥MF于点E,证明△MEN≌△OFM(AAS),可得OF=EM=1,设点M坐标为(1,a),可得NE=MF=a,则N(1-a,1+a),把点N坐标代入二次函数解析式求出a的值,可得此时点的坐标;②当点M在x轴上方,点N在对称轴右侧时,③当点M在x轴下方,点N在对称轴左侧时,④当点M在x轴下方,点N在对称轴右侧时,同理可求点的坐标.
(1)
解:把点B,点C的坐标代入解析式中,
得:,
解得:,
∴二次函数得表达式为;
设BC的函数表达式为y=kx+b,
把点B,点C的坐标代入可得:,
解得:,
∴直线BC的函数表达式为:;
(2)
如图,∵轴,
∴点P和点D的横坐标相同,
设动点P的坐标为(x,),则点D的坐标为(x,),
PD=,
当x=时,PD有最大值;
(3)
分情况讨论:
①当点M在x轴上方,点N在对称轴左侧时,如图1,设对称轴与x轴交于点F,过点N作NE⊥MF于点E,
∵为等腰直角三角形,且为直角,
∴NM=MO,∠NMO=90°,
∴∠NME+∠OMF=90°,
∵∠NME+∠MNE=90°,
∴∠MNE=∠OMF,
又∵∠MEN=∠OFM=90°,
∴△MEN≌△OFM(AAS),
∴OF=EM,MF=NE,
∵二次函数的对称轴为直线,
∴OF=EM=1,
设点M坐标为(1,a),则NE=MF=a,
∴N(1-a,1+a),
∵点N在抛物线上,
∴,
整理得:,
解得:,
∴N(,),
②当点M在x轴上方,点N在对称轴右侧时,如图2,
同理可得:点N坐标为(,);
③当点M在x轴下方,点N在对称轴左侧时,如图3,
同理可得:点N坐标为(,);
④当点M在x轴下方,点N在对称轴右侧时,如图4,
同理可得:点N坐标为(,);
综上,点的坐标为(,)或(,)或(,)或(,).
【点睛】本题是二次函数与一次函数的综合题,考查了待定系数法的应用,二次函数的图象和性质,等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定和性质以及二次函数图象上点的坐标特征,其中第(3)问有一定难度,能够正确分类讨论是解题的关键.
8.(1)
(2)符合条件的点P的坐标是(,),(,),(-2,-2),(,)
【分析】(1)先由点C得到c的值,然后代入点A和点B求得a和b的值,即可得到抛物线的解析式;
(2)分情况讨论,①点P在x轴下方抛物线上时,过点P作MN∥x轴,交直线l于点M,过点A作AN⊥MN于点N,则由△APQ是等腰直角三角形证明△ANP≌△PMQ,进而利用全等三角形的性质得到点P的坐标;②当点P在x轴上方且在对称轴右侧抛物线上时,过点P作M'N'⊥x轴于点N',过点Q作QM'⊥M'N'于点M',然后证明△QM'P≌△PN'A,进而由全等三角形的性质得到点P的坐标;③当点P在x轴上方且在对称轴左侧抛物线上时,过点P作MN⊥l于点M,过点A作AN⊥MN于点N,然后证明△QMP≌△PNA,进而由全等三角形的性质得到点P的坐标.
(1)∵抛物线y=ax2+bx+c过点C(0,-2)∴当x=0,时,c=-2.又∵抛物线y=ax2+bx+c过点A(1,0),B(-3,0)∴, ∴∴抛物线的解析式为:;
(2)设P(m,),Q(-4,n),①当P点在x轴上方移动时,过P点作PM垂直于直线l于点M,过A点作AN垂直于MP的延长线于点N,如图1所示:
∵A(1,0),∵△PAQ是以点P为直角顶点的等腰直角三角形,∴∠APQ=90°,AP=PQ,则∠PMQ=∠ANP=90°,∠MPQ=∠NAP,在△PQM和△APN中,,∴△PQM≌△APN,∴PM=AN,∵PM=AN=,根据A点坐标可得PN=1-m,且PM+PN=1-(-4)=5,∴+1-m=5, 解得:= (舍) ,=,∴P(,).当P点在x轴上方移动时,过P点作PM垂直于直线l于点M,过A点作AN垂直于MP的延长线于点N,如图2所示:
同理可得△PQM≌△APN,∵PM=AN=,根据A点坐标可得PN=m -1,∴=5+ m -1, 解得:=,= (舍) ,∴P(,).②当P点在x轴下方移动时,如图3,过P点作PM垂直于直线l于点M,过A点作AN垂直于MP的延长线于点N, 同理可得△PQM≌△APN,
∴PM=AN,∴PM=,AN=-(),则4+m=-(),解得,.∴P(-2,-2)或(,).综上可得,符合条件的点P的坐标是(,),(,),(-2,-2),(,).
【点睛】本题考查了二次函数的解析式,二次函数图象上点的坐标特征,等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定与性质,解题的关键是熟知二次函数图象上点的坐标特征.
9.(1)B(2,0),a=;
(2)E(,0);
(3)E(,0).
【分析】(1)求出抛物线对称轴为x=2,可得点B的坐标为(2,0),由题意可证明△DEF是等腰直角三角形,可得EF的最大值为4,即MB=4,将抛物线解析式化成顶点式,进而得出2−4a=4,即可求出a的值;
(2)求出直线CD的表达式,再与抛物线解析式联立,求出交点横坐标即可得出点E的坐标;
(3)设点F(x,),则点E(x,0),证明四边形FPDE是正方形,可得点P的坐标为(,),求出直线AM的表达式,将点P坐标代入求出x的值,即可得出点E的坐标.
(1)
解:抛物线与y轴交于点A,对称轴交x轴于点B,
∵当x=0时,y=2,
∴A(0,2),
∵对称轴为x=−=2,
∴点B的坐标为(2,0),
∴OA=OB=2,
∵∠AOB=90°,
∴∠ABO=45°,
∵FC⊥AB交y轴于点C,交x轴于点D,EF⊥x轴于点E,
∴∠FDE=∠DFE=45°,
∴DF=EF,
∵FD的最大值是,
∴EF的最大值为4,
∴MB=4,
∵,
∴2−4a=4,
∴a=;
(2)
∵点D恰好是OB的中点,
∴D(1,0),
∵∠CDO=∠FDE=45°,
∴OC=OD=1,
∴点C的坐标为(0,−1),
设直线CD的表达式为y=kx+b(k≠0),
代入C(0,−1),D(1,0)得:,
解得:,
∴直线CD的表达式为:y=x−1,
由(1)知抛物线解析式为,
联立,
解得:,(不合题意,舍去),
∴点E的坐标为(,0);
(3)
:
设点F(x,),则点E(x,0),
∵EF=ED,
∴点D的横坐标为:x−()=,
如图,点与点关于直线对称,连接DP、FP、PE,
∴DF垂直平分PE,
∴FP=FE,DP=DE,
∵EF=ED,
∴FP=FE=DP=DE,
∴四边形FPDE是菱形,
又∵∠FED=90°,
∴菱形FPDE是正方形,
∴点P的坐标为(,),
∵A(0,2),M(2,4),
设直线AM的表达式为y=mx+n,
代入A(0,2),M(2,4),得,
解得:,
∴直线AM的表达式为y=x+2,
当点P落在线段AM上时,有,
解得:x=或x=(舍去),
∴点E的坐标为(,0),
故答案为:(,0).
【点睛】本题考查了待定系数法的应用,二次函数的图象和性质,一次函数的图象和性质,等腰直角三角形的性质,直线与抛物线的交点,轴对称的性质,正方形的判定和性质,解一元二次方程等知识,解题的关键是证出△DEF是等腰直角三角形.
10.(1)
(2)x0=1或2或
【分析】(1)根据对称轴和C点坐标即可确定抛物线解析式;
(2)因为OC和PE都垂直于x轴,所以只要PF=OC就能确定以O,C,P,F为顶点的四边形是平行四边形,求出此时x0的值即可.
(1)
解:∵抛物线y=﹣x2+bx+c的对称轴为直线x=,
∴对称轴x===,
∴b=,
又∵直线y=x+2与y轴交于C,
∴C(0,2),
∵C点在抛物线上,
∴c=2,
即抛物线的解析式为;
(2)
解:∵点P的横坐标为x0,且在抛物线上,
∴P,
∵F在直线y=x+2上,
∴F(x0,x0+2),
∵PF∥CO,
∴当PF=CO时,以O,C,P,F为顶点的四边形是平行四边形,
①当0<x0<3时,
PF=,
∵OC=2,
∴,
解得x01=1,x02=2,
即当x0=1或2时,以O,C,P,F为顶点的四边形是平行四边形,
②当x0≥3时,
PF=,
∵OC=2,
∴,
解得x03=,x04=(舍去),
即当x0=时,以O,C,P,F为顶点的四边形是平行四边形,
综上当x0=1或2或时,以O,C,P,F为顶点的四边形是平行四边形.
【点睛】本题主要考查了二次函数、一次函数及平行四边形的性质等知识点,难点在第二小题中要分情况考虑P点在F点上和下两种情况.
11.(1)点的坐标是,抛物线的对称轴是
(2)①,②或
【分析】(1)根据函数与轴相交,横坐标为,代入函数解析式即可求出答案;函数的坐标轴为,把二次函数的二次项系数、一次项系数代入即可求出二次函数的对称轴.
(2)①抛物线与直线相交,可求出交点坐标的纵坐标是,从而求出交点横坐标、的关系,结合,即可求出抛物线的表达式;②根据求根公式得出、关于系数的表达式,的关系,即可求出的取值范围.
(1)
解:根据题意得,点的横坐标为,
∴,
故点的坐标是,
抛物线的对称轴为:直线.
(2)
①解:根据题意得,坐标点,,,即,
∴,即,
∴,
∴,,
解方程组得,,即,,
将点,代入抛物线得,,
故抛物线得解析式是.
②解:∵,,
∴,,
∴,
∴或.
故当时, 或.
【点睛】本题主要考查二次函数的综合运用,根据函数与坐标轴的关系找出交点的坐标,根据一元二次方程根与系数的关系列方程组,利用求根公式即可表示出根与系数的关系,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
12.(1)
(2)①;②是,定值为,理由见解析
【分析】(1)由当时,,可知,是的两根,代入方程可得从而得解;
(2)①把代入抛物线解析式可得D点坐标,再代入抛物线解析式可得C点坐标,
从而得知线段轴,利用配方法可知点F坐标,从而利用求面积;
②设,用待定系数法求出直线与直线的解析式,再令得,,从而得出,的长,从而得到是定值8.
(1)
解:∵当时,,
∴,是的两根,,
∴,
解得:,
抛物线的表达式为:;
(2)
①把代入得:,
.
又当,,
,
线段轴.
,
,
;
②设,
直线,,
因此可得:
或,
解得:或,
直线,
.
令得,,
,,
.
【点睛】本题考查二次函数与一次函数综合,涉及四边形的面积求法,待定系数法等知识,掌握待定系数法和面积求法是解题的关键.
13.(1)A(-2,0),B(6,0),C(0,-6)
(2)当m=3时,△PBC的面积最大,最大值为
(3)存在,(4,-6)或或
【分析】(1)把x=0和y=0代入抛物线解析式,即可求解;
(2)过点作PQ⊥AB于Q,交BC于点D,求出直线BC的解析式为y=x-6,可得D(m,m-6),从而得到,可得到△PBC的面积关于m的解析式,然后二次函数的性质,即可求解;
(3)分两种情况讨论:当四边形ACFE为平行四边形时;当四边形ACEF为平行四边形时,即可求解.
(1)
解:当x=0时,y=-6,
∴点C(0,-6),
当y=0时,,
解得:,
∴点A(-2,0),B(6,0);
(2)
解:如图,过点作PQ⊥AB于Q,交BC于点D,
设直线BC的解析式为,
把点B(6,0),C(0,-6)代入,得:
,解得:
∴直线BC的解析式为:y=x-6,
∵点P(m,n),即点P(m,),
∴D(m,m-6),
∴,
∴,
∴当m=3时,△PBC的面积最大,最大值为;
(3)
解:存在,
如图,当四边形ACFE为平行四边形时,,
∴轴,
∵抛物线的对称轴为直线,点C(0,-6),
∴点F(4,-6);
如图,当四边形ACEF为平行四边形时,则,
过点F作FG⊥AE于点G,
∴,
∴FG=OC=6,
当y=6时,,
解得:,
∴点F的坐标为或;
综上所述,点F的坐标为(4,-6)或或.
【点睛】本题考查了二次函数及其图象性质,平行四边形的分类等知识,解决问题的关键是正确分类,画出图形,转化条件.
14.(1)
(2)D(5,8)或(﹣1,8)
(3)存在,(2,1)
【分析】(1)利用待定系数法解答,即可求解;
(2)先求出点C(0,3),可得AC=2,根据三角形的面积可得到n=±8,再代入抛物线解析式,即可求解;
(3)根据抛物线的对称性可得当点P与点B,C共线时,△PAB的周长最小,求出直线BC的解析式,即可求解.
(1)
解:由题意得∶,
解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)
解:令y=0,则,
解得:,
∴点C(0,3),
∴AC=2,
设D(m,n),
∵△ACD的面积为8,
∴×2×|n|=8,
∴n=±8,
当n=8时,,解得x=5或﹣1,
∴D(5,8)或(﹣1,8),
当n=﹣8时,,方程无解,
综上所述,D(5,8)或(﹣1,8);
(3)
解:连接BC与直线x=2交于点P,
∵点A与点C关于x=2对称,
∴AP=CP,
∴△PAB的周长为PA+PB+AB=PC+PB+AB≤BC+AB,
∴当点P与点B,C共线时,△PAB的周长最小,为BC+AB,
当x=0时,y=3,
∴y=x2﹣4x+3与y轴的交点为B(0,3),
设直线BC的解析式为:y=kx+b,
把点B(0,3),C(3,0)代入得:
,解得,
∴直线BC的解析式为:y=﹣x+3,
当x=2时,y=1
∴直线BC与x=2的交点坐标为:(2,1)
∴点P的坐标为:(2,1).
【点睛】本题主要考查了二次函数的应用、待定系数法、一元二次方程等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会用转化的思想思考问题.
15.(1)
(2)
(3)不存在,理由见解析
【分析】(1)由解析式求出点C坐标,再由S△ABC求出AB的长,根据对称轴为直线可得A、B的坐标,进而求解即可;
(2)设与轴交于点,由∠BPD=2∠BCO可得,即∠EBC=∠ECB,EB=EC,通过勾股定理求出点E坐标,从而求出直线BE的解析式,联立方程可得D的横坐标,进而求解即可;
(3)过点作轴交直线于点,由S△PCQ=S△BCQ可得Q为BP中点,从而得到,设点,可用含t代数式表示点M,求出AC所在直线方程,将点M代入求解.
(1)
令y=ax2+3ax+4中x=0,得y=4,
∴,∴,
∵,
∴,∴,
∵抛物线的对称轴为,
∴由对称性知,,
把代入抛物线的解析式得,
∴,
∴该抛物线的解析式为;
(2)
设与轴交于点,
∵轴,∴,
∴,∵,
∴,
∴,∴.
设,则,
∴在中,,∴,∴,
设直线的解析式为y=kx+b,
将和代入y=kx+b得,
,
∴直线的解析式为,
联立,消得,,
∴,∵,∴,即,
∴,,
∴;
(3)
不存在;
理由如下:过点作轴交直线于点,
∵,
∴,
∴,.
设,则,
设直线的解析式为y=ax+b,
把(-4,0)和(0,4)代入,解得,
∴直线的解析式为,
∴,
∴,∴,即,
∵,∴此方程无实数根,
∴符合条件的点不存在.
【点睛】本题考查二次函数的综合应用,解题的关键是掌握二次函数的性质,二次函数与方程的关系,通过添加辅助线求解.
16.(1)
(2)点的坐标为:,,,,,
【分析】(1)运用待定系数法即可求得抛物线解析式;
(2)设,,则,,,根据以点,,,为顶点的四边形是以为边的菱形,可得:或,分两种情况分别建立方程求解即可得出答案.
(1)
解: 抛物线与轴交于,两点,
设抛物线解析式为,将代入得:,
解得:,
,
该抛物线的解析式为;
(2)
,
抛物线对称轴为直线,
设,,
,,
,,,
以点,,,为顶点的四边形是以为边的菱形,
或,
当时,,
,
解得:,,
,,,;
当时,,
,
,
,;
综上所述,点的坐标为:,,,,,.
【点睛】本题是二次函数综合题,考查了二次函数的图象与性质、待定系数法、菱形性质等知识点,熟练掌握二次函数图象和性质,运用分类讨论思想是解题关键.
17.(1);
(2);
(3)存在,,,﹣1,2
【分析】(1)根据待定系数法即可求出解析式;
(2)先取的三等分点,得出,当,,三点共线时即为最小值;
(3)先设出点的坐标,根据矩形的性质列出关于点坐标的方程组,即可求出点的坐标.
(1)
把,代入中,
得:,
,,
;
(2)
在上取一点,使得,
连接,,
,对称轴,
,,
,,
,
又,
△,
,
,
当,,三点共线时,最小为,
,
的最小值为;
(3)
存在,
,,
设,
则,,,
以点,,,为顶点构成的四边形是矩形,
是直角三角形,
若是斜边,则,
即,
解得:,,
的横坐标为或,
若是斜边,则,
即,
解得(与点重合,舍去)或,
的横坐标是,
若是斜边,则,
即,
解得(与点重合,舍去)或,
的横坐标为2,
综上的横坐标为,,,2.
【点睛】本题主要考查二次函数的综合应用,求解析式常用的是待定系数法,一般都是第一问,也是后面内容的基础,必须掌握且不能出错,否则后面的两问没法做,对于相似三角形,要牢记它的判定与性质,考试中一般都是先判定,再用性质.
18.(1)抛物线的解析式为;
(2)D点的坐标为或或,或,.
【分析】(1)根据题意△,求得,即可得到抛物线的解析式;
(2)作轴于,求得、、、的坐标,根据求得,即可得到,解得的纵坐标,代入抛物线解析式即可求得横坐标.
(1)
抛物线的顶点在轴上,
△,
解得,
抛物线的解析式为;
(2)
作轴于,
,
,,
,
,解得,,
,,
,
,
,
设点到的距离为
,
解得,
的纵坐标为4或14,
把代入得或,
把代入得
点的坐标为或或,或,.
【点睛】本题考查了待定系数法求二次函数的解析式,二次函数的性质,二次函数图像上点的坐标特征,三角形的面积,求得交点坐标是解题的关键.
19.(1)
(2)(0,4)
(3)(-5,1)或(1,7)或(-3,-1)
【分析】(1)已知抛物线上的三点用待定系数法求解析式;
(2)根据抛物线的解析式,设出点M的坐标,作一条竖线交AB于N,利用公式求△ABM的面积;
(3)求出点E坐标,利用平行四边形的性质和平移求点F的坐标,注意分类讨论.
(1)
解:将点A(2,0),B(-2,4),C(-4,0)分别代入得:
,
解得.
∴抛物线的表达式为y=.
(2)
如图,作MNy轴交直线AB于点N,
设点M(m,).
设直线AB的方程为,将代入解析式得:
,
解得,
∴直线AB的解析式为:,
∴, ,
∴,
∵-1<0,且-2<0<2,
∴当m=0时,ΔABM的面积最大,此时,所以M的坐标为(0,4).
(3)
∵抛物线的对称轴为直线,
将代入得y=3,
∴E(-1,3),
当BC为对角线时,构成.
∵B(-2,4),E(-1,3),
∴点E到点B向左一个单位长度,向上1个单位长度,
∴点C到点F也向左一个单位长度,向上1个单位长度,
∵C(-4,0),
∴ F(-5,1).
同理,当BE为对角线时,构成,可得F(1,7);
当BF为对角线时,构成,可得F(-3,-1).
综上所述点F得坐标为(-5,1)或(1,7)或(-3,-1) .
【点睛】本题考查了待定系数法求二次函数解析式,直角坐标系中三角形面积求法,与已知平行四边形三个顶点求第四个点坐标的方法,记住面积公式和会分类讨论是解题的关键.
20.(1)①顶点坐标为(2,0);当x≤2时,函数值y随x的增大而减小;②t>3或t<1
(2)①或,图象G上有且只有两个点到x轴的距离为2;②或时,满足题意
【分析】(1)①将解析式化为顶点式y=x2−4x+4=(x−2)2,即可求解;
②由抛物线开口向上,则点离对称轴越远,所对应的函数值越大;
(2)①分两种情况讨论:当m>0时,2m=2,此时G上有两个点到x轴的距离为2,当−m2+2m=−2时,,此时G上有三个点到x轴的距离为2,则时,图象G上有且只有两个点到x轴的距离为2;当m<0时,−m2+2m≤−2,可得时,图象G上有且只有两个点到x轴的距离为2;
②由题意可求矩形的顶点坐标C(3,3),B(−3,−1),D(3,−1),分两种情况讨论:当m>0时,−m2+2m≤−1,解得时,满足题意;当m<0时,2m≤−1解得m≤−,当图象G经过A点时,解得m=−,求得≤m≤−时,满足题意.
(1)
解:当m=2时,y=x2−4x+4,
①∵y=x2−4x+4=(x−2)2,
∴顶点坐标为(2,0),
当x≤2时,函数值y随x的增大而减小;
②∵y=x2−4x+4=(x−2)2,
∴抛物线的对称轴为x=2,
∵y1>y2,
∴|t−2|>|3−2|,
∴|t−2|>1,
∴t>3或t<1,
故答案为:t>3或t<1.
(2)
解:y=x2−2mx+2m=(x−m)2−m2+2m,
∴抛物线的顶点坐标为(m,−m2+2m),
当x=2m时,y=2m,
①如图1,当m>0时,2m=2即m=1,此时G上有两个点到x轴的距离为2,
当−m2+2m=−2时,或(舍去),
此时G上有三个点到x轴的距离为2,
∴当时,图象G上有且只有两个点到x轴的距离为2;
如图2,当m<0时,−m2+2m≤−2,
解得或,
∴当时,图象G上有且只有两个点到x轴的距离为2;
综上所述:或,图象G上有且只有两个点到x轴的距离为2;
②∵矩形ABCD的对称中心为(0,1),点A的坐标为(−3,3),
∴C(3,3),B(−3,−1),D(3,−1),
当x=m时,y=−m2+2m,
当x=2m时,y=2m;
如图3,当m>0时,−m2+2m≤−1,
解得:或(舍去),
∴时,图象G与矩形ABCD交AD、BC边于两点,p=3,q=−1,
∴p−q=4,
∴时,满足题意;
如图4,当m<0时,2m≤−1,
解得m≤,
当图象G经过A点时,9+6m+2m=3,
解得m=,
∴时,图象G与矩形ABCD交AD、BC边于两点,p=3,q=−1,
∴时,满足题意;
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