2026年安徽中考数学二轮复习 专题01 函数综合应用(题型专练)
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第一部分 题型破译 微观解剖,精细教学
典例引领 方法透视 变式演练
题型01 三种基本函数的解析式求解
题型02 函数图像的基本性质应用
题型03 函数与方程、不等式的关联
题型04 函数与几何图形的综合
题型05 二次函数的最值与实际应用
题型06 函数综合探究题
第二部分 题型训练 整合应用,模拟实战
题●型●破●译
题型01 三种基本函数的解析式求解
典例引领
【典例01】如图,在平面直角坐标系中,点坐标为,点在反比例函数的图象上,点在反比例函数的图象上,在中,.
(1)求的值;
(2)求直线的函数表达式.
【答案】(1)
(2)
【分析】()过点作轴于点,过点作轴于点,可得,即得,,再根据锐角三角函数得,根据角的和差关系得,即得,得到,再利用待定系数法解答即可求解;
()设直线的函数表达式为,利用待定系数法解答即可求解;
本题考查了锐角三角函数,等腰直角三角形的判定和性质,待定系数法求函数解析式,正确作出辅助线是解题的关键.
【详解】(1)解:如图,过点作轴于点,过点作轴于点,则,
∵点坐标为,
∴,
∴,,
∵在中,,
∴,
即,
∴,
∵,,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴,
∵点在反比例函数的图象上,
∴;
(2)解:设直线的函数表达式为,把和代入得,
,
解得,
∴直线的函数表达式为.
【典例02】如图,抛物线与轴交于点,与轴交于点,点是直线下方抛物线上的点.
(1)求的值;
【答案】(1)
【分析】()利用待定系数法求出值,进而即可求解;
【详解】(1)解:∵抛物线与轴交于点,
∴,
解得,
∴;
方法透视
变式演练
【变式01】如图,已知,是一次函数的图象与反比例函数的图象的两个交点.
(1)求反比例函数和一次函数的解析式;
【答案】(1),
(1)把代入中求解,即可得到反比例函数解析式,进而求出点,再利用待定系数法求出一次函数的解析式,即可解题;
【详解】(1)解:把代入得,
所以反比例函数解析式为,
把代入得,
解得,
则点坐标为,
把、代入得,
解得,
一次函数解析式为;
【变式02】小明利用一条直线将一个二次函数图象在处截断,剩下的图象如图所示,小明将剩下的图象部分作为一个整体图象进行研究.发现当x的值为时,y的值为1;当x的值为2时,y的值为3;当x的值为3时,y的值为6.
(1)求该图象的函数解析式;
【答案】(1)
【分析】(1)利用待定系数法分别求出和时函数的解析式即可;
【详解】(1)解:当时,设函数表达式为,
由题可知,函数图象过和,
∴,解得,
∴;
当时,设函数表达式为,
由题可知,函数图象过,,,
∴,解得,
∴;
∴该图象的函数解析式为;
【变式03】抛物线顶点为,抛物线与y轴交于点B,直线经过点
(1)求b,c,d的值;
【答案】(1),,
【分析】(1)由二次函数的顶点得,,求出、,再用待定系数法求出直线的解析式,即可求解.
【详解】(1)解:抛物线顶点为,
,,
解得:,,
设直线的解析式为,
则有,
解得:,
直线的解析式,
当时,,
,
抛物线与y轴交于点B,
,
故:,,;
题型02 函数图像的基本性质应用
典例引领
【典例01】已知抛物线的顶点纵坐标比抛物线的顶点纵坐标大2.
(1)求b的值;
(2)点在抛物线上,点在抛物线上.
(ⅰ)求k关于的表达式;
(ⅱ)当满足,求k的最小值.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)(ⅱ)
【分析】本题主要考查了二次函数的图象和性质,顶点坐标公式,点的坐标和解析式的关系,一次函数的性质等内容,解题的关键是熟练掌握二次函数和一次函数的性质.
(1)利用顶点坐标公式进行求解即可;
(2)(ⅰ)根据点的坐标和函数解析式的关系列出式子进行整理即可;
(ⅱ)根据一次函数解析式的性质,分析其增减性即可得出最值.
【详解】(1)解:对于抛物线,由顶点横坐标公式,得其顶点横坐标为.将代入,得,即顶点坐标为.
抛物线的顶点横坐标为,代入抛物线得顶点纵坐标为.
抛物线的顶点纵坐标比抛物线的顶点纵坐标大2,,
即,解得.
,
;
(2)解:(ⅰ)点在抛物线上,则.
点在抛物线上,则.
,
,
将代入可得:
,
即;
(ⅱ)为一次函数,,k随的增大而减小,
由于,所以当时,.
的最小值为.
方法透视
变式演练
【变式01】如图,一次函数的图象分别与x轴,y轴交于A,B两点,与反比例函数的图象交于点C,已知A为线段的中点.
(1)求k的值;
(2)若点P是反比例函数的图象上一个动点,轴于点D.设四边形的面积为S,探究S随x的变化情况.
【答案】(1)
(2)S随x的增大而增大
【分析】本题考查了一次函数和反比例函数的图象和性质,解题的关键是熟练掌握相关性质定理.
(1)先求出点A和点B的坐标,进而得出点C的坐标,即可得出k的值;
(2)设,则,设,则,结合一次函数和反比例函数的增减性,即可解答.
【详解】(1)解:把代入得:,
∴,
把代入得:,
解得:,
∴,
∵A为线段的中点,
∴,
∵反比例函数的图象过点C,
∴;
(2)解:∵点P是反比例函数的图象上一个动点,
∴设,
∴,
设,则,
∴S随a的增大而增大,
在中,,
∴时,a随x的增大而增大,
∴S随x的增大而增大.
【变式02】已知函数(m为常数),问:
(1)无论m取何值,该函数的图像总经过x轴上某一定点,该定点坐标为______;
(2)求证:无论m为何值,该函数的图像顶点都在函数图像上:
(3)若抛物线与x轴有两个交点A、B,且,求线段AB的最大值.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)线段AB的最大值为3
【分析】(1)令,,可得,,即可求解;
(2)先求出函数的顶点坐标为,再代入,即可求证;
(3)先求出,然后令线段AB的长度为z,则,再由,可得到,再根据一次函数的增减性,即可求解.
【详解】(1)解:令,,
解得:,,
∴无论m取何值,该函数的图像总经过x轴上的点;
(2)证明:∵,
∴函数的顶点坐标为,
∴当时,,
∴无论m为何值该函数图像的顶点都在图像上;
(3)解:令,,
解得:,,
∴,
令线段AB的长度为z,则,
因为,
所以,
因为z随m增大而增大,
所以当时,,
故线段AB的最大值为3.
【点睛】本题主要考查了二次函数和一次函数的性质,二次函数与x轴的交点问题,熟练掌握二次函数和一次函数的性质是解题的关键.
【变式03】已知抛物线.
(1)请用配方法求出抛物线的对称轴和顶点坐标(用含b,c的代数式表示).
(2)已知点M,N是该抛物线上的两个不同的点.
(i)如果点M的坐标为,点N的坐标为,且,求b的取值范围;
(ii)如果点M的坐标为,点N的坐标为,当时,y的最大值为11,最小值为2,请求出的取值范围.
【答案】(1)抛物线的对称轴为,顶点坐标为
(2)(i);(ii)
【分析】本题考查了二次函数的性质,二次函数与不等式,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
(1)利用配方法将抛物线变形为,即可解答;
(2)(i)由(1)知抛物线对称轴为,结合抛物线开口方向,只需令得,建立不等式组,求解即可;(ii)根据题意,求出,代入解析式令,由题意得方程的解为,求出,,得到抛物线解析式为,再利用抛物线性质结合题意即可解答.
【详解】(1)解:,
则抛物线的对称轴为,顶点坐标为;
(2)解:(i)由(1)知抛物线对称轴为,
∵抛物线中,,
∴抛物线开口向下,
∵点M的坐标为,点N的坐标为,且,
∴,
当时,解得:,
此时,,解得:,
∴;
当时,不等式组无解;
当时,解得:,
此时,,解得:,
∴不存在此种情况;
当时,解得:,
此时,,解得:,
∴;
综上,b的取值范围为;
(ii)根据题意,
∴,
∴,
令,则,
由题意得方程的解为,
∴,,
∴,,
两式相减:,解得,
则,,
∴抛物线解析式为,
∵,
∴当时,抛物线有最大值,
∵当时,y的最大值为11,最小值为2,
令,则,
解得:或,
∴当时,,则;
当时,,则;
综上,的取值范围为.
题型03 函数与方程、不等式的关联
典例引领
【典例01】如图,已知一次函数的图象与反比例函数的图象交于点,,与轴负半轴交于点,的面积为3.
(1)求,的值;
(2)结合图象直接写出关于的不等式的解集.
【答案】(1)
(2)或
【分析】本题考查一次函数与反比例函数的综合应用,解题的关键是利用三角形面积公式求出点的坐标,再结合函数图象求解不等式.
(1)利用的面积公式求出的值,确定点的坐标,点A作轴,过点作轴,垂足分别为,,进而根据得到关于a,b的表达式,再根据,联立解得求出a,b的值;
(2)根据函数图象,找出一次函数图象在反比例函数图象上方时的取值范围,得到不等式的解集.
【详解】(1)解:的面积为,
,解得,
点的坐标为,
如图,过点A作轴,过点作轴,垂足分别为,.
,
,
,
,在反比例函数上,
,,
,,
,联立①②,解得:
,;
(2)解:,
,
.
若,当时,,由图象可知,;
若,当时,,由图象可知,.
综上所述,当或时,.
【典例02】如图,一次函数的图象与反比例函数的图象交于点.
(1)若P为x轴上一点,的面积为5,求点P的坐标;
(2)结合图象,关于x的不等式的解集为_______.
【答案】(1)或.
(2)或
【分析】本题主要考查了用待定系数法求一次函数的解析式、反比例函数和一次函数的综合、三角形的面积的应用等知识点,掌握数形结合思想成为解题的关键.
(1)根据反比例函数的图象经过,再利用待定系数法即可求出反比例函数的解析式;进而求得A的坐标;再根据A、B点坐标,利用待定系数法求出一次函数解析式;设直线与x轴的交点为C,根据三角形面积求出的长,根据C的坐标即可得出P的坐标;
(2)直接观察图象可得当或时,一次函数的图象位于反比例函数图象的下方,据此即可解答.
【详解】(1)解:∵反比例函数的图象经过,
∴,
∴反比例函数的解析式为;
∵在上,所以,
∴A的坐标是,
把,代入,得:
,解得,
∴一次函数的解析式为;
如图,设直线与x轴的交点为C,
把代入得:,解得:,
∴C的坐标是,
∵P为x轴上一点,且的面积为5,
∴,
∵,,
∴,解得:,
∴当P在负半轴上时,P的坐标是;当P在正半轴上时,P的坐标是.
∴P的坐标是或.
(2)解:观察图象得:当或时,一次函数的图象位于反比例函数图象的下方,
∴关于x的不等式的解集为:或.
故答案为:或.
方法透视
变式演练
【变式01】小明利用一条直线将一个二次函数图象在处截断,剩下的图象如图所示,小明将剩下的图象部分作为一个整体图象进行研究.发现当x的值为时,y的值为1;当x的值为2时,y的值为3;当x的值为3时,y的值为6.
(1)求该图象的函数解析式;
(2)若关于x的方程(t为实数),在时无解,求t的取值范围.
(3)若在函数图象上有点P,Q(P与Q不重合).P的横坐标为m,Q的横坐标为.小明对P,Q之间(含P,Q两点)的图象进行研究,当图象对应函数的最大值与最小值均不随m的变化而变化,直接写出m的取值范围.
【答案】(1)
(2)或
(3)或
【分析】本题考查一次函数和二次函数的图象与性质:
(1)利用待定系数法分别求出和时函数的解析式即可;
(2)求出二次函数在时的函数值y的取值范围,根据该二次函数图象与直线图象在时没有交点即可得到t的范围;
(3)根据函数图象可知,两点,其中一点位于,另外一点位于,据此列出不等式组求解即可.
【详解】(1)解:当时,设函数表达式为,
由题可知,函数图象过和,
∴,解得,
∴;
当时,设函数表达式为,
由题可知,函数图象过,,,
∴,解得,
∴;
∴该图象的函数解析式为;
(2)解:由题可知,在时无解,
问题可转化为抛物线与直线在时无交点,
对于,其顶点为,当时,,作出抛物线的图象如图所示:
∴,当时,,
∴或;
(3)解:∵,
∴,
∴点P、Q关于直线对称.
当时,,,
若,则,解得或,
当时,若,则,得,
∵之间的图象对应函数的最大值与最小值均不随m的变化而变化,
∴根据函数图象可知,两点,其中一点位于,另外一点位于,
∴①当,如图:
由题意得,
∴;
②当,如图:
由题意得,
∴,
综上:或.
【变式02】定义:在平面直角坐标系中一点,点的纵坐标与其横坐标的差()称为点的“影差”.例如:点的“影差”为:.
(1)二次函数当时“影差”值为0.
①求、的值.
②求此时该二次函数点“影差”最大值.
③求该二次函数点“影差”大于5时的的取值范围.
(2)若二次函数的“影差”最小值为,点与点分别是此二次函数的图象与轴和轴的交点,且点与点的“影差”相等,求的值.
【答案】(1)①;②;③
(2)或
【分析】本题考查了二次函数的性质,二次函数与坐标轴的交点,二次函数与不等式,熟知二次函数相关的性质是解题的关键.
(1)①根据题意可得经过,把代入二次函数即可解答;
②根据“影差”的定义得到新的二次函数解析式,利用二次函数的性质即可解答;
②根据题意列出不等式,结合二次函数的图象解不等式即可;
(2)由点与点的“影差”相等,可得,代入二次函数可得,根据二次函数的“影差”最小值为,即可求得.
【详解】(1)解:①根据题意可得经过,
把代入二次函数可得,
,
解得,
所以;
②二次函数的解析式为,
则该二次函数点“影差”为,
当时,该二次函数点“影差”有最大值为;
③根据题意可得,
即,
令,当时, ,
解得,
与轴的交点坐标为,
,
结合二次函数的图象,可得的解集为,
即二次函数点“影差”大于5时,;
(2)解:令,可得,
,
点与点的“影差”相等,
,
,
把代入,可得
,
,
,即,
二次函数,
二次函数的“影差”最小值为,
的最小值为,
则可得,
解得,
故的值为或.
【变式03】抛物线的顶点纵坐标与抛物线的顶点纵坐标之和为4.
(1)求的值;
(2)已知为抛物线上一点,为抛物线上一点.
(i)若仅存在一个正数,使得,求的最大值;
(ii)若,且当时,总有,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)(i);(ii)
【分析】(1)分别求出抛物线与抛物线的顶点坐标,建立关于n的方程求解即可;
(2)(i)由(1)得,根据题意得到,即,由仅存在一个正数,使得,则关于的一元二次方程,有两个相等的正数根,求出,,得到,即可解答;(ii)根据题意求出,
,由,得到,求出,即可解答.
【详解】(1)解:∵,,
∴抛物线顶点坐标为,抛物线的顶点坐标为,
∵抛物线的顶点纵坐标与抛物线的顶点纵坐标之和为4,
∴,即;
(2)解:(i)由(1)知,
∴抛物线,
∵为抛物线上一点,
∴,
∵,即,
∴,即,
∵仅存在一个正数,使得,
∴关于的一元二次方程,有两个相等的正数根,
∴,即,
解得:,
当时,,解得:(舍去,不符合题意);
当时,,解得:(符合题意);
∴,
∴,
∵为抛物线上一点,
∴,
∴,
∵,
∴当时,有最大值;
(ii)∵,,且为抛物线上,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
【点睛】本题考查了二次函数的图象性质,二次函数与一元二次方程的关系,二次函数与不等式,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
模块说明:
1.选题标准:精选10-15道高质量的中考真题、最新模考题。
2.综合性:题目应覆盖多个考向,具有较强的综合性。(学科存在差异化)
或选题应覆盖本专题所有考向,综合类试题中涉及该专题考向的试题做标注。
题型04 函数与几何图形的综合
典例引领
【典例01】如图,反比例函数与一次函数的图象交于点,轴于点D,分别交反比例函数与一次函数的图象于点B、C.
(1)求反比例函数和一次函数的表达式;
(2)连接,若,求的面积.
【答案】(1),
(2)
【分析】本题主要考查了一次函数与反比例函数的交点问题,涉及待定系数法求函数解析式等知识点,正确求出函数解析式是解题的关键.
(1)将点A坐标分别代入两个解析式得到k、m值即可;
(2)将分别代入两个解析式求出点B、C坐标,根据三角形面积公式计算即可.
【详解】(1)解:∵点在反比例函数图象上,
∴,
∴反比例函数解析式为:,
∵的图象过点,
∴,解得,
∴一次函数解析式为:.
(2)解:∵轴于点D,,
∴,
∴将代入得,
∴,
将代入得,
∴,
∴,
∴.
【典例02】如图,抛物线与轴交于点,与轴交于点,点是直线下方抛物线上的点.
(1)求的值;
(2)连接,过点作轴于点,交于点,若,求点的坐标;
(3)如图,点是直线上方的抛物线上一动点,当时,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】()利用待定系数法求出值,进而即可求解;
()由二次函数解析式可得,进而得到,即得,再利用待定系数法可得直线的解析式为,设,则,可得,即得到,求出的值即可求解;
()设直线交轴于,可证,得到,得到,即得直线解析式为,联立一次函数和二次函数解析式,求出方程组的解即可求解;
本题考查了待定系数法求函数解析式,二次函数的几何应用,掌握二次函数的图象和性质是解题的关键.
【详解】(1)解:∵抛物线与轴交于点,
∴,
解得,
∴;
(2)解:由()得抛物线的解析式为,
把代入,得,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
设直线的解析式为,把和代入得,
,
解得,
∴直线的解析式为,
设,则,
∴,
∴,
解得,
∴;
(3)解:如图,设直线交轴于,
∵,
∴,
∴,
∴,
同理可得直线的解析式为,
由,解得或,
∵点是直线上方的抛物线上一动点,
∴.
方法透视
变式演练
【变式01】如图,在平面直角坐标系中,直线:与反比例函数的图象交于、两点,与轴相交于点,已知点的坐标是.
(1)求反比例函数的解析式;
(2)点为反比例函数图象的任意一点.若,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)或
【分析】本题是反比例函数与一次函数的交点问题,考查了待定系数法求反比例函数的解析式,一次函数图象与x轴的交点,坐标与图形,三角形面积,数形结合是解题关键.
(1)先求出坐标,再由待定系数法求解;
(2)根据图象求出,再根据求出,根据三角形的面积公式即可求解.
【详解】(1)解:将代入得,,
∴,
将代入得:,
∴反比例函数解析式为:;
(2)解:把代入得:,
即点的坐标为:,
,
,
,
,
∴,
当点的纵坐标为2时,则,解得,
当点的纵坐标为时,则,解得,
点的坐标为或.
【变式02】如图,抛物线与轴相交于两点,与轴相交于点,且点与点的坐标分别为,,点是抛物线的顶点.
(1)求此二次函数的关系式;
(2)点为线段上一个动点,过点作轴于点.若,的面积为,
①求与的函数关系式,写出自变量的取值范围;
②求的最大值以及此时点的坐标.
【答案】(1)
(2)①,;②有最大值为,
【分析】(1)将,代入得到,求出,即可得到二次函数的关系式为;
(2)①先求出,继而求出线段的解析式,结合题意即可得到答案;②由抛物线性质求最值即可得到答案.
【详解】(1)解:将,代入得,
解得:,
二次函数的关系式为;
(2)解:①,点是抛物线的顶点,
,
设线段的解析式为,
将,代入得,
解得,
线段的解析式为,
轴,,
,
,
,,
;
②,,
当时,有最大值,最大值为,
此时,.
【点睛】本题考查二次函数与一次函数综合,涉及待定系数法确定抛物线解析式、解二元一次方程组、待定系数法确定一次函数解析式、抛物线图象与性质、二次函数一般式化为顶点式、二次函数求最值等知识,熟练掌握二次函数图象与性质是解决问题的关键.
【变式03】如图,已知抛物线的图象与轴交于点和,与轴交于点,点是抛物线的顶点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图,过点作交抛物线于点.
(ⅰ)连接,,求的面积;
(ⅱ)将抛物线的顶点沿直线移动得到一个新抛物线,若新抛物线的顶点与点,点能构成等腰三角形,试求出平移后的抛物线的表达式.
【答案】(1)
(2)(ⅰ);(ⅱ)或或
【分析】(1)将点和代入,解方程组即可;
(2)(ⅰ)确定,,确定直线的解析式为,直线的解析式为,联立,得,,,再计算即可;
(ⅱ)分两种情况:①当点在的垂直平分线上时,②如图,以点为圆心,为半径作圆,交直线于点,分别求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线的图象与轴交于点和,
∴,
解得:,
∴抛物线的表达式为;
(2)(ⅰ)∵抛物线的图象与轴交于点,点是抛物线的顶点,
当时,,
∴,,
设直线的解析式为,过点,,
∴,
解得:,
∴直线的解析式为,
∵,
设直线的解析式为,过点,
∴,
∴,
∴直线的解析式为,
联立,
解得:或,
∴,
∵,,
∴,,
∴,
∴的面积为;
(ⅱ)①当点在的垂直平分线上时,则,
∴为等腰三角形,
此时点的纵坐标为,且在直线:上,设,
∴,
解得:,
∴抛物线的表达式为;
②如图,以点为圆心,为半径作圆,交直线于点,
则,
∴为等腰三角形,
∵,且点在直线:上,设,
∴,
解得:或,
∴点的坐标为或,
此时抛物线的表达式为或;
综上所述,平移后的抛物线的表达式为或或.
【点睛】本题是二次函数与几何的综合题,考查了待定系数法确定函数解析式,二次函数图象与坐标轴的交点,二次函数图象的平移,二次函数与一次函数的交点,垂直平分线的性质,等腰三角形的判定,两点间的距离等知识点,利用分类讨论的思想解决问题是解题的关键.
题型05 二次函数的最值与实际应用
典例引领
【典例01】已知二次函数,若该二次函数图像与x轴交于点、,与y轴交于点.
(1)求该二次函数解析式;
(2)点P为二次函数图像位于第一象限上一点,连接相交于点D,求的最大值.
(3)若时,总满足,求t的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【分析】(1)根据待定系数法求解即可.
(2)先根据待定系数法求出直线的解析式为,过点P作轴交于点,过点A作轴交于点,则,,设,则,,
证明,得出,从而得出当时,有最大值,最大值为.
(3)根据抛物线解析式得出当时,有最大值,最大值为,要使对任意x满足,总满足,则要么整个范围在左侧,要么在右侧,且端点函数值亦小于3,令,求出或,则或,即可得或.
【详解】(1)解:将点、、代入,
得,
解得:,
则二次函数解析式为.
(2)解:设直线的解析式为,
将、代入得,
解得:,
则直线的解析式为,
过点P作轴交于点,过点A作轴交于点,
则,,
设,
则,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴当时,有最大值,最大值为.
(3)解:∵,
∴当时,有最大值,最大值为,
令,则,
解得:或,
若时,总满足,
则或,
∴或.
【点睛】该题考查了二次函数的图象和性质,二次函数解析式求解,相似三角形的性质和判定,解一元二次方程,一次函数的解析式求解等知识点,解题的关键是掌握以上知识点
【典例02】在平面直角坐标系中,为坐标原点,抛物线(,,为常数,且)与轴交于,两点,与轴交于点,对称轴为直线.
(1)求抛物线的表达式;
(2)已知横坐标分别为,的两个动点,均在线段上(不包括端点,),且,求的最小值;
(3)若是第四象限内抛物线上的一点,横坐标为,过点作轴的平行线交直线于点,交轴于点,当时,求的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)将点的坐标代入解析式,结合对称轴代入公式即可求得;
(2)利用坐标表示,然后利用二次函数的性质求的最小值;
(3)利用点的坐标表达线段长度,再利用线段表达面积,最后利用求出的值
【详解】解:(1)由题意得解得
抛物线的表达式为.
(2)如图,过点作轴于点,过点作轴于点,过点作于点.
设,
解得:
即:直线的函数表达式为.
由题意,得点,,其中,
,,
,
当时,取最小值为.
(3)如图,当时;,
解得:,
即:点,
点,,,其中,
.
,,
,
.
,,
,
解得,(舍去),
的值为.
【点睛】本题考查了二次函数图象、性质及最值、待定系数法求函数解析式、二次函数与三角形及梯形的面积等,关键是二次函数的性质的应用.
方法透视
变式演练
【变式01】在平面直角坐标系中,点O是坐标原点,抛物线的顶点为,且与y轴交于点B.
(1)求a,b的值.
(2)将抛物线绕点O旋转,得到抛物线,点E是抛物线上的动点,当面积最小时,求点E的坐标.
(3)抛物线 关于直线对称的图象与直线相交于点P,Q,若,求m的取值范围.
【答案】(1),
(2)
(3)
【分析】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,图象旋转的性质,图象对称的性质是解题的关键.
(1)根据抛物线顶点纵、横坐标列式求解即可;
(2)由(1)知抛物线的解析式,得,求出点绕点O旋转,得到点,得抛物线的表达式为,求出直线的函数表达式为,并可得向下平移得到直线l,当直线l与抛物线恰有一个公共点时,此公共点即为符合题意的点E,此时的面积最小, 设直线l的函数表达式为,,求出直线l的函数表达式为,令,根据可求得的值,即可解决问题;
(3)求出顶点点A关于直线对称的点D,此点为对称的抛物线的顶点,从而求出对称后的抛物线解析式为,联立方程,再由根与系数的关系求出,由题意可得,求出m的取值范围即可.
【详解】(1)解:∵是抛物线的顶点,
,,
,
,
;
(2)解:由(1)知抛物线的解析式,
当时,,
∴;
将点绕点O旋转,得到点,
则即为抛物线的顶点.
又抛物线开口大小不变,开口向下,
∴抛物线的表达式为.
设直线的解析式为,
∵,,
∴,
解得,
∴直线的函数表达式为.
将直线向下平移得到直线l,当直线l与抛物线恰有一个公共点时,此公共点即为符合题意的点E,此时的面积最小,
设直线l的函数表达式为,,
将代入,
得,
∴,
直线l的函数表达式为.
令,
整理,得,
当时,,
即,
解得,
;
(3)解:设点A关于直线对称的点为D,
则,
.
∴抛物线关于直线对称的图象的函数表达式为.
令,
整理,得,
则,
,
,
∵P,Q是直线上的点,
,
,
∴,
,
.
【变式02】在平面直角坐标系中,抛物线(b,c为常数)经过点和,M,N是抛物线上不同的两点,点M的坐标为,点N的坐标为.将抛物线上M,N两点之间的部分(包括M,N两点)记为图象G.
(1)求抛物线的表达式;
(2)求图象G上最高点与最低点的纵坐标的差d;(用含t的式子表示)
(3)已知点,,若,当图象G在直线上方时,求t的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】本题为二次函数综合运用,涉及到解不等式、待定系数法求函数表达式等,数形结合是解题的关键.
(1)由待定系数法即可求解;
(2)证明点M,N关于直线对称,则,则图象G的最高点纵坐标为4,即可求解;
(3)要使图象G在直线上方,即对于,都有,即,进而求解.
【详解】(1)解:将点和代入,
得,
解得,
抛物线的表达式为.
(2)解:将化为顶点式为,
抛物线的顶点坐标为,抛物线的对称轴为直线.
,
点M,N关于直线对称,.
图象G的最高点纵坐标为4,
将代入,得,
.
(3)解:由题意知直线的方程为,
当时,,
要使图象G在直线上方,即对于,都有,
即.
由二次函数图象解不等式,得,
要在内,
解得.
,
.
【变式03】如图,已知直线与抛物线交于点,,且点在轴上,是轴上一点,连接.
(1)求的值;
(2)当取得最小值时,求点P的坐标;
(3)若直线交直线于点(点在线段上,不与端点重合),交抛物线于点,连接.设,求关于的函数表达式,并求出的最小值.
【答案】(1),,
(2)
(3),
【分析】()把代入可求出,即得直线的解析式为,进而得到,再利用待定系数法可求出的值;
()取点关于轴的对称点,连接交轴于点,可得最小,利用待定系数法求出直线的解析式进而即可求解;
()设点,则点,可得,,即得到,再把二次函数转化为顶点式即可求解;
本题考查了待定系数法求函数解析式,二次函数的几何应用,二次函数的性质,掌握二次函数的图象和性质是解题的关键.
【详解】(1)解:把代入,得,
∴,
∴直线的解析式为,
把代入,得,
∴,
∴,
把和代入抛物线得,
,
解得,
即,;
(2)解:取点关于轴的对称点,连接交轴于点,
则此时最小,
设直线的解析式为,把和代入得,
,
解得,
∴直线的解析式为,
∴点的坐标为;
(3)解:设点,则点,
∴,,
∴
,
即,
∵,
∴当时,取最小值,最小值为.
题型06 函数综合探究题
典例引领
【典例01】如图,二次函数的图象交x轴于点,,交y轴于点,连接,点P是线段上一动点.过点P作直线,交线段于点E,交y轴于点D,交二次函数的图象于点F.且点F在第一象限.
(1)求二次函数的解析式;
(2)当点P为线段的三等分点时,求点P的坐标;
(3)在点P运动的过程中,是否存在的情况?若存在.求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)或
(3)不存在,理由见解析
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)利用正切函数求得,即,推出.得到,设,则,由,得到,分两种情况讨论,或,列式计算即可求解;
(3)假设存在.则,过点F作于点H,交于点G,利用面积公式得到,设,得到,利用根的判别式即可判断.
【详解】(1)解:∵二次函数的图象交x轴于点,,
∴设二次函数的表达式为.
将点代入,得,解得.
∴二次函数的表达式为;
(2)解:∵,,,
∴,,.
∴,.
∵,,
∴.
∴.
∴.
∵,
∴,.
∴.
设,则.
∴,.
∵,
∴,
∴.
∵点P为线段的三等分点,
∴或,即或.
∴或.
∴点P的坐标为或;
(3)解:不存在.
理由:假设在线段上存在点P,使得,则,
连接,如图所示,
则.
过点F作于点H,交于点G,
则
.
∴.
∵,,
设直线的表达式为,则,解得,
∴直线的表达式为.
设,则,.
∴,
整理,得.
∵,
∴该方程无实数解.
∴假设不成立.
∴在线段上不存在点P,使得.
【点睛】本题考查了二次函数的图象与性质,一次函数的图象与性质,锐角三角函数,三角形的面积公式,一元二次方程根的判别式.解决问题的关键是转化条件,列出方程.
【典例02】如图1,抛物线与轴相交于点、,对称轴是直线,点是抛物线的顶点,直线与轴交于点.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)若点是轴上一动点,分别连接,求的最小值;
(3)点是直线上方抛物线上一点,连接交于点,若,如图2,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)的最小值为
(3)点的坐标为或
【分析】(1)把点,对称轴为直线,代入解析式,运用待定系数法即可求解;
(2)根据题意分别求出,,在y轴上作点D的对称点,连接交于点,此时的值最小,根据轴对称最短路径的方法即可求解;
(3)根据题意求出直线的解析式,设,则,,根据题意可得,结合相似三角形的性质即可求解.
【详解】(1)解:∵抛物线经过点,对称轴为直线,
∴,
解得,
∴该抛物线的解析式为;
(2)解:∵,
∴,
设直线的解析式为,则,
解得,
∴直线AM的解析式为,当时,,
∴.
如图1,
在y轴上作点D的对称点,连接交于点,此时的值最小.
过点M作轴于点T,
∴,
∴,
∴的最小值为;
(3)解:抛物线的解析式为,
∴令时,;令时,,
解得,,,
∴,,
∴直线的解析式为.如图2,过点E,P分别作,,垂足分别为F,H.
设,则,,
∵,,
∴,
∴,,
∴,,
∴,
∵点P在抛物线上,
∴,
得,,
∴,
∴P的坐标为或.
【点睛】本题主要考查二次函数图象的性质,掌握待定系数法求解析式,轴对称最短路径的计算方法,相似三角形的判定和性质是解题的关键.
方法透视
变式演练
【变式01】如图,在平面直角坐标系中,正方形的边,分别在x轴和y轴上,若反比例函数的图象分别交,于点M,N.
(1)求证:.
(2)D是边上靠近点A的三等分点,将沿直线折叠后得到,若反比例函数的图象经过点,且,求k的值.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题考查了正方形的性质,反比例函数图象上点的坐标特征,三角形相似的判定和性质,求得的坐标是解题的关键.
(1)设正方形的边长为a,点,则,则,即可求解;
(2)证明,得到,,,则,即可求解.
【详解】(1)证明:设正方形的边长为a,则点,则,
则
(2)解:过作于F,交于E,
,
,
,
,
,
,
,
设,
,
正方形的边分别在x轴和y轴上,,点D是边上靠近点A的三等分点,
,
则,
解得:,
,
反比例函数的图象经过点,
.
【变式02】如图,在平面直角坐标系中,一次函数的图像与x轴、y轴分别交于A、B两点,与反比例函数的图像相交于C、D两点,点D的横坐标为3.轴,垂足为 E .
(1)写出点A、B、D的坐标,并求反比例函数的解析式:
(2)M是反比例函数图像上的一个动点且在点D右侧,过点M作轴,垂足为F、是否存在这样的点M,使得以点M、E、F为顶点的三角形与相似?如果存在,请求出所有满足条件的点M坐标,如果不存在,请说明理由.
【答案】(1),,,反比例函数的解析式为;
(2)或
【分析】(1)由一次函数的,,,分别求解对应的,,从而可得点A、B、D的坐标,再代入D的坐标可得反比例函数解析式;
(2)如图,于,证明,由在的右侧,分两种情况:当时,设,当时,再利用相似三角形的性质建立方程求解即可.
【详解】(1)解:一次函数,
当,则,当,则,
∴,,
当时,,
∴,
在反比例函数上,
,
,
反比例函数的解析式为;
(2)解:如图,于,
∴,
∵点M、E、F为顶点的三角形与相似,在的右侧,
当时,
∴,
设,
∴,
解得:,(不符合题意,舍去),
∴,
当时,
∴,
∴,
解得:,(不符合题意,舍去),
∴,
∴.
综上:或.
【点睛】本题考查的是一次函数与反比例函数的综合应用,一次函数与坐标轴的交点坐标,相似三角形的性质,一元二次方程的解法,清晰的分类讨论是解本题的关键.
【变式03】如图,一次函数的图象与反比例函数的图象相交于两点,与轴交于点.
(1)求一次函数的解析式;
(2)设为线段上的一个动点(不包括,两点),过点作轴交反比例函数图象于点,当的面积是4时,求点的坐标.
【答案】(1)一次函数的解析式为
(2)
【分析】本题是反比例函数综合题,考查了待定系数法求解析式,灵活运用这些性质解决问题是解题关键.
(1)由待定系数法即可求解;
(2)由即可求解。
【详解】(1)把,代入中,得
,.
又,在一次函数的图象上,
,解得,
一次函数的解析式为.
(2)由(1)可知,设点的坐标为,则.
,
.
解得,
.
题●型●训●练
一、单选题
1.如图,是菱形的对角线,把菱形沿着对角线方向平移,得到菱形,,分别交,于点,,连接,若,,则与之间的关系大致可以用函数图象表示为( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【分析】先利用菱形和平移的性质得到线段与角度的关系,再通过三角函数表示出的长度,从而建立与的函数关系式,最后根据函数的性质判断对应的函数图象.
【详解】解:如图,记交于点,
∵四边形是菱形,
∴,
设,则,设,则
由平移的性质可知,,
∴,
∴,
∴,
∴∙,
∵为定值,为定值,
∴为定值,且小于,∙为定值,且大于,
∴是关于的一次函数,且随的增大而减小,
∴选项符合题意.
2.如图,一次函数的图象如图所示,则二次函数的图象大致为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】本题考查二次函数的图象、一次函数的图象,解答本题的关键是明确题意,利用数形结合的思想解答.根据一次函数的图象可以判断,,从而可以判断二次函数的图象的开口方向、对称轴以及与轴的交点,从而可以解答本题.
【详解】解:由一次函数的图象可得,,
二次函数的图象开口向上,对称轴为直线,交轴于,
,
二次函数的图象与轴有两个交点,
故选:B.
3.如图是二次函数图象的一部分,其对称轴是直线,且与轴交于点,下列结论中:①;②;③(为任意实数);④若抛物线经过,则关于的一元二次方程的两个根分别是,.其中正确的结论有( )
A.1个B.2个C.3个D.4个
【答案】C
【分析】本题考查二次函数图象与性质,涉及由二次函数图象与性质确定系数及式子符号、函数最大值定义、函数与方程的关系等知识,熟记二次函数图象与性质是解决问题的关键.
先由二次函数图象与性质判定符号,进而判断①错误;令时,由图象中点的位置即可判断②正确;由最大值定义即可判断③正确;由函数图象与方程的关系即可判断④正确,从而得到答案.
【详解】解:由抛物线开口向下,可得;
由抛物线对称轴是直线,可得,结合即可确定;
由抛物线与轴交点在正半轴上,可得;
综上可得,故①错误;
二次函数图象与轴交于点,对称轴是直线,
二次函数图象与轴另一个交点为,
则当时,,故②正确;
由可得,则,
又抛物线开口向下,对称轴是直线,
当时,抛物线有最大值,为,
则由最大值定义,当时(为任意实数),,故③正确;
由抛物线的对称性可知,若抛物线经过,则抛物线必定经过,
关于的一元二次方程的两个根就是抛物线与直线的交点的横坐标,
当抛物线经过和时,关于的一元二次方程的两个根分别是,,故④正确;
综上所述,结论中正确的是②③④,共3个,
故选:C.
4.抛物线交x轴于点,若,则n的取值范围是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】本题主要考查了抛物线与轴的交点,二次函数的性质和对称性.,解题的关键是掌握二次函数的性质.
根据二次函数的性质得到抛物线的对称轴为直线,则点与点关于直线对称,然后根据点在与之间可判断点在与之间,从而得到的取值范围.
【详解】解:∵抛物线的对称轴为直线,
而抛物线交轴于点,
∴点与点关于直线对称,
∵,
即点在与之间,
点在与之间,
,
故选:C.
二、填空题
5.新定义:我们把二次函数 (其中)与称为“相关函数”.例如:二次函数的“相关函数”为.已知二次函数的“相关函数”为.
(1)二次函数的对称轴为直线____;
(2)已知二次函数的图象与x轴交于点M,N,二次函数的图象与x轴交于点P,Q,若,则二次函数与对称轴之间的距离为____.
【答案】 6
【分析】(1)根据“相关函数”定义写出的解析式,利用二次函数对称轴公式求解;
(2)利用二次函数与x轴交点距离公式,结合列方程求出a的值,再计算两个对称轴的距离.
【详解】解:(1)由“相关函数”的定义,得的解析式为,
∴二次函数的对称轴为直线;
(2)对于二次函数,设其与x轴两交点横坐标为,,由根与系数的关系得:,,
∴,
∴两交点距离,
对于,判别式,则,由得且,
对于,判别式,则,由且得,
综上,a的取值范围为,
由,得,
因为,两边同乘得,
两边平方得:,
解得,符合取值范围,
的对称轴为直线,
的对称轴为直线,则两对称轴之间的距离为.
6.如图,在平面直角坐标系中,菱形的边长为6,反比例函数的图象经过点A交于点D,若点D是的中点,则求k的值为_____.
【答案】
【分析】本题考查反比例函数与几何的综合应用,根据菱形的性质,得到轴,设,得到,进而求出点坐标,根据反比例函数图象上的点的横纵坐标之积为,列出方程求出的值,作轴,求出点坐标,进而求出值即可.
【详解】解:∵菱形的边长为6,
∴,
∴,轴,
设,则,
∵点D是的中点,
∴,即,
∴,
解得,
∴过点作轴,则:,
∴,
∴,
∴;
故答案为:.
7.如图,矩形的边,点是边上的一个动点(不与点重合),过点的反比例函数的图象与边交于点.当四边形的面积最大时,的长度为______.
【答案】
【分析】本题考查了反比例函数与图形的综合,掌握矩形的性质,图形面积与反比例函数系数的关系是关键.
根据题意点的纵坐标为,点的横坐标为,则,,由代入计算得到,由此即可求解.
【详解】解:∵四边形是矩形,,
∴,
∴,
过点的反比例函数的图象与边交于点,
∴点的纵坐标为,点的横坐标为,
∴,,
∴,
∴
,
∵,
当时 ,四边形的面积最大,最大值为,
∴,
故答案为: .
8.定义:若一个函数图象上存在纵坐标是横坐标倍的点,则把该函数称为“倍值函数”,该点称为“倍值点”.例如:“倍值函数”,其“倍值点”为.
(1)函数的图象上的“倍值点”是_____.
(2)若关于的函数的图象上有两个“倍值点”,则的取值范围是_____.
【答案】 和 且
【分析】本题考查了函数的新定义问题,反比例函数,二次函数,一元二次方程,理解新定义是解题的关键.
(1)根据“倍值函数”的定义代入即可求解.
(2)根据“倍值函数”的定义代入即可列一元二次方程,再根据题意令即可.
【详解】解:(1)函数中,令,
则,
解得:或,
经检验或都是原方程的解,
∴函数的图象上的“倍值点”是和,
故答案为:是和.
(2)在中,令,
则,
整理得,
∵关于x的函数的图象上有两个“倍值点”,
∴且,
解得:且,
故答案为:且.
9.如图,在平面直角坐标系中,正方形的顶点A的坐标为,反比例函数()的图象经过点B与点D,点B的纵坐标为3.
(1)k的值为__________;
(2)E为该反比例函数图象上的一点,若的面积等于正方形的面积,则点E的坐标为__________.
【答案】 或
【分析】本题考查了反比例函数系数k的几何意义,全等三角形的判定和性质,勾股定理,正方形的性质.
(1)依据题意,分别过B、D作轴于E,轴于F,进而可得(),故,,又点B的纵坐标为3,且B在反比例函数上,则,,从而,结合D在反比例函数上,
从而计算可以得解;
(2)依据题意,结合(1)可得,,反比例函数为,则,又,则,则,又设E为,则,进而计算可以得解.
【详解】解:(1)如图,分别过B、D作轴于E,轴于F,
∴,
∴.
∵四边形是正方形,
∴,,
∴.
∴.
∵,,
∴().
∴,.
∵点B的纵坐标为3,且B在反比例函数上,
∴,.
又∵A为,
∴,,
∴.
又∵D在反比例函数上,
∴,
∴.
故答案为:;
(2)由题意,结合(1)可得,,反比例函数为,
∴.
又∵,
∴.
∴.
设E为,
∴,
∴,
∴或.
故答案为:或.
10.如图,函数与图象相交于点,两点,则不等式的解集为______.
【答案】或
【分析】本题考查了一次函数与反比例函数比较大小,解题关键是树立数形结合思想,准确利用图象求解.
利用两个函数交点求解即可.
【详解】解: ∵函数与的图象相交于点,两点,
∴由图象得,当或时,函数的图象在上面,
∴不等式的解集为或.
故答案为:或.
三、解答题
11.如图,一次函数与反比例函数的图象交于点和点.
(1)求一次函数与反比例函数的表达式;
(2)已知点C是位于反比例函数的图象在第四象限部分上的一点,直线交y轴于点D,若.
①求线段的长;②求的面积.
【答案】(1)反比例函数的表达式为,一次函数的表达式为;
(2)①的长为;② 的面积为.
【分析】(1)首先,根据交点代入反比例函数的表达式,求出,进而得出反比例函数的表达式,然后,将点代入反比例函数的表达式求出,再将点、坐标分别代入一次函数的表达式中即可求得一次函数表达式;
(2)①利用已知条件巧妙构造辅助线,进而得出,,根据,可求得,进而求得,,最后,在中,由勾股定理即可求得的长;
②由,可求出的长,进而求出的长,最后,运用“整体减部分”思想可得出,根据三角形的面积公式代入计算即可.
【详解】(1)解:∵点在反比例函数的图象上,
∴,解得.
∴反比例函数的表达式为.
把点代入,得
,解得.
∴点.
把点,分别代入,得
,解得.
∴一次函数的表达式为;
(2)①如图,过点作轴于点,过点作轴于点.
∴.
∴.
∴.
∵,点,
∴,,.
∴,解得.
∵点在反比例函数的图象上,
∴当时,.
∴点.
∴.
在中,由勾股定理,得.
∴的长为;
②∵点,,
∴,.
由①知,
∴,即,解得.
∴.
∴
.
∴的面积为.
【点睛】本题主要考查了反比例函数与一次函数的综合应用、相似三角形的判定与性质、勾股定理、三角形的面积公式.解题的关键是熟练掌握反比例函数与一次函数的图象与性质、相似三角形的判定与性质、勾股定理;充分理解“逢点必代”思想在函数中的重要性,能利用“整体减部分”思想求解特殊三角形的面积.
12.已知二次函数,.
(1)当时,求此函数图象的对称轴;
(2)若点,均在该函数图象上;
(i)是否存在常数,使得?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由;
(ⅱ)令,若该函数在时,y随x的增大而减小,在时,y随x的增大而增大,求a的取值范围.
【答案】(1)直线
(2)(i)存在,;(ii)
【分析】本题考查了二次函数的图象与性质,解题的关键是熟练掌握二次函数的图象与性质.
(1)将代入,整理得,即可求解对称轴;
(2)(i)将点,代入,求出,,再代入求解即可;
(ⅱ)先求出,再由二次函数的图象与性质求解即可.
【详解】(1)解:将代入,
则,
∴,
∴对称轴为直线;
(2)解:(i)存在,理由如下:
由题意得,将点,代入,
则,,
∵,
∴,
,
∵,
∴,
∴;
(ii)将,,代入,
整理得,
可得对称轴为直线,抛物线开口向上,
如图:
∵该函数在时,y随x的增大而减小,在时,y随x的增大而增大,
∴,
解得
∴a的取值范围为.
13.在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,已知抛物线与x轴相交于两点,与y轴相交于点C,连接.
(1)求b,c的值;
(2)连接,过点O作交于D,记的面积分别为,求的值;
(3)过点A作的垂线交抛物线于点P,求线段的长.
【答案】(1),
(2)
(3)
【分析】本题主要考查了二次函数综合,求二次函数解析式,平行线分线段成比例定理,等腰直角三角形的性质与判定,两点距离计算公式,熟知二次函数的相关知识是解题的关键.
(1)直接利用待定系数法求解即可;
(2)求出,由平行线分线段成比例定理可得,则,进而推出,求出,进而得到,则;
(3)设.过点P作轴于点H,则.证明是等腰直角三角形,得到.,则,解方程可得,则.
【详解】(1)解:∵抛物线与x轴相交于两点,
∴,
∴;
(2)解:如图(1),
∵,
∴,
∵,
,
,
∴,
由(1)可得抛物线解析式为,
在中,当时,,
∴,
∴,
∴,
;
(3)解:由(1)可知抛物线的表达式为,
如图(2),设.
过点P作轴于点H,则.
∵,
∴.
∵,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴.
∴,
解得或(舍去)
∴,
∴.
14.抛物线的对称轴为直线,与x轴交于点B,且经过,两点.
(1)求直线和抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴上找一点M,使的值最小,求点M的坐标;
(3)设P为抛物线的对称轴上的一个动点,求使为直角三角形的点P的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)点P的坐标为或或或
【分析】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数的性质、勾股定理、点的对称性等知识.
(1)用待定系数法即可求解;
(2)设直线与对称轴的交点为M,则此时的值最小,进而求解;
(3)分点B为直角顶点、点C为直角顶点、P为直角顶点三种情况,分别求解即可.
【详解】(1)抛物线的对称轴为直线,且抛物线经过,
∴,
设抛物线的表达式为,
将代入上式得:,解得,
∴抛物线的解析式为:;
设直线的解析式为,
把,代入得:
,解得,
∴直线的解析式为;
(2)设直线与对称轴的交点为M,则此时的值最小,
把代入直线得,故,
即当点M使时,M的坐标为;
(3)设,
∵,,
∴,
若点B为直角顶点时,则,
即,
解得;
若点C为直角顶点时,则,
即
解得,
若P为直角顶点时,则,
∴,
解得,
综上,点P的坐标为或或或.
15.如图1(注:与图完全相同),二次函数的图象与轴交于,两点,与轴交于点.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)设该抛物线的顶点为,求的面积(请在图中探索);
(3)若点,同时从A点出发,都以每秒个单位长度的速度分别沿,边运动,其中一点到达端点时,另一点也随之停止运动,当,运动到秒时,沿所在的直线翻折,点恰好落在抛物线上点处,请直接判定此时四边形的形状,并求出点坐标(请在图中探索).
【答案】(1)
(2)4
(3)四边形为菱形,
【分析】(1)根据题意将点A和点B代入二次函数即可得到解析式;
(2)过点作轴于点,进而结合题意即可得到点D和点C的坐标,进而根据“”即可求解;
(3)点关于与A点对称,过点作,于,进而根据题意得到,进而根据菱形的判定得到四边形为菱形,再根据平行线分线段成比例得到,从而结合题意即可得到点Q和点E,再将点E代入二次函数解析式即可求出t,进而即可求解.
【详解】(1)解:∵二次函数的图象与轴交于,,
∴,
解得:,
∴;
(2)解:过点作轴于点,如图,
∵,
∴点、点,
则
;
(3)解:四边形为菱形,点坐标为.理由如下:
如图,点关于与A点对称,过点作于,
∵,,,
∴,
∴四边形为菱形,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵在二次函数上,
∴
解得或(与A重合,舍去),
∴.
【点睛】本题考查了二次函数性质、相似三角形的性质和判定,解一元二次方程,利用勾股定理解直角三角形及菱形等知识,熟练地运用数形结合是解决问题的关键.
16.如图,抛物线的对称轴为,过其顶点的一条直线与该抛物线的另一个交点为,与轴交于点.
(1)求抛物线的表达式.
(2)连接,求的面积.
(3)要在轴上找一点,使得的周长最小,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)点的坐标为
【分析】(1)先利用抛物线的对称轴求出,再把点坐标代入中求出,从而得到抛物线表达式.
(2)先把抛物线的表达式一般式配成顶点式,得到,再利用待定系数法求出直线的解析式为,则可确定,然后根据三角形面积公式计算.
(3)作点关于轴的对称点,连接交轴于点,则有,利用两点之间线段最短判断此时的值最小, 则的周长最小,再利用关于轴对称的点的坐标特征得到,然后利用待定系数法求出直线的解析式,从而可确定点坐标.
【详解】(1)解:抛物线的对称轴为,
, 解得,
把代入得, 解得,
抛物线的表达式为.
(2)解:,
,
把,分别代入得:
, 解得,
直线的解析式为,
当时,,
,
的面积为.
(3)解:如图,作点关于轴的对称点,连接交轴于点,则有,
, 此时的值最小,
此时的周长最小,
,
,
设直线的解析式为,
把,分别代入得 :
, 解得,
直线的解析式为,
当时,,
点的坐标为,此时的周长最小.
【点睛】本题考查了待定系数法求二次函数的解析式,二次函数图象中几何图形面积的计算方法,轴对称最短路径的计算方法,二次函数与一次函数图象的交点的计算方法,二次函数的性质和二次函数图象上点的坐标特征,在利用待定系数法求二次函数关系式时,要根据题目给定的条件,选择恰当的方法设出关系式,从而代入数值求解.
17.在平面直角坐标系中,二次函数的图象与x轴,y轴的交点分别为和.
(1)求此二次函数的对称轴;
(2)若当时,,求m的取值范围;
(3)设直线与抛物线交于A,B两点,则在此抛物线上是否存在点M,使得?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,点M的坐标为或或
【分析】本题考查了待定系数法的应用,二次函数的图象和性质;
(1)先利用待定系数法求出二次函数的解析式,再根据对称轴公式求解即可;
(2)求出抛物线的顶点坐标,以及时x的值,然后根据时,,即可得出m的取值范围;
(3)设,求出,然后根据列方程求出m,再进一步求出对应的纵坐标即可.
【详解】(1)解:把,代入得:,
∴,
∴此二次函数的解析式为,
∴此二次函数的对称轴为;
(2)∵,,
∴抛物线开口向上,顶点坐标为,
∴二次函数的最小值为,
当时,即,
解得:,,
又∵当时,,
∴;
(3)存在;
设,
由(2)知,当时,或,
∴,
∵,
∴,即,
解得:,,.
当时,,
当时,,
当时,,
∴点M的坐标为或或.
考向解读
已知点的坐标、图像特征,求一次函数(y=kx+b,k≠0)、二次函数(三种形式:一般式y=ax2+bx+c、顶点式y=a(x−ℎ)2+k、交点式y=a(x−x1)(x−x2),a≠0)、反比例函数(y=kx,k≠0)的解析式。
方法技能
1. 通用核心方法——待定系数法(必掌握):核心步骤为“设解析式→找已知条件(点坐标/图像特征)→列方程(组)→求解参数→验证”,适用于三种基本函数,是中考最常用的方法。
2. 一次函数求解技巧:当已知图像过两点时,直接代入两点坐标,列二元一次方程组求解k、b;若已知图像与x轴、y轴交点(x₀,0)、(0,y₀),可直接代入解析式,快速算出k=-,b=y₀,简化计算。
3. 二次函数求解技巧:优先根据已知条件选择解析式形式——① 已知三点坐标(无特殊点),用一般式;② 已知顶点坐标(h,k)或对称轴,用顶点式(可快速避开复杂运算);③ 已知与x轴的两个交点(x₁,0)、(x₂,0),用交点式(无需配方,直接代入计算)。注意:无论选择哪种形式,最后需根据题意判断是否需要化为一般式。
4. 反比例函数求解技巧:核心利用k的几何意义或图像上的一个点坐标——① 已知双曲线上一点(x₀,y₀),直接代入得k=x₀y₀;② 已知过双曲线上一点作坐标轴垂线形成的矩形/三角形面积,先根据面积求出|k|,再结合图像所在象限判断k的正负(第一、三象限k>0,第二、四象限k0,y随x增大而增大;k0开口向上,有最小值;a0时,第一象限y随x增大而减小,第三象限也如此,但第一象限的y值始终大于第三象限);③ 图像分布判断:由k的符号直接确定双曲线所在象限(k>0在一、三象限,k0有两个交点,Δ=0有一个交点,Δ0的解集对应图像在x轴上方的x范围,y
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