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中考必做的36道数学压轴题
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中考必做的36道数学压轴题
第一题夯实双基“步步高”,强化条件是“路标”
例1(2013北京,23,7分)在平面直角坐标系O中,抛物线
()与轴交于点A,其对称轴与轴交于点B.
(1)求点A,B的坐标;
(2)设直线与直线AB关于该抛物线的对称轴对称,求直线的解析式;
(3)若该抛物线在这一段位于直线的上方,并且在这一段位于直线AB的下方,求该抛物线的解析式.
解:(1)当 x = 0 时, y =-2 .
∴ A(0,-2).
抛物线对称轴为 x=,
∴ B(1,0).
(2)易得 A 点关于对称轴的对称点为 A(2,-2)
则直线 l 经过 A 、 B .
没直线的解析式为 y=kx+b
则解得
∴直线的解析式为 y=-2x +2.
(3)∵抛物线对称轴为 x =1
抛物体在 2
∴抛物线与直线 l 的交点横坐标为 -1 ;
当 x=-1 时, y=-2x(-1)+2 =4
则抛物线过点(-1,4)
当 x=-1 时, m+2m -2=4 , m=2
∴抛物线解析为 y=2x2 -4x-2 .
连接(2013江苏南京,26,9分)已知二次函数y=a(x-m)2-a(x-m)(a、m为常数,且a≠0).
(1)求证:不论a与m为何值,该函数的图象与x轴总有两个公共点;
(2)设该函数的图象的顶点为C.与x轴交于A、B两点,与y轴交于点D.
①当△ABC的面积等于1时,求a的值;
②当△ABC的面积与△ABD的面积相等时,求m的值.
【答案】(1)证明:y=a(x-m)2-a(x-m)=ax2-(2am+a)x+am2+am.
因为当a≠0时,[-(2am+a)]2-4a(am2+am)=a2>0.
所以,方程ax2-(2am+a)x+am2+am=0有两个不相等的实数根.
所以,不论a与m为何值,该函数的图象与x轴总有两个公共点. ………3分
(2)解:①y=a(x-m)2-a(x-m)=a(x-)2-,
所以,点C的坐标为(,-).
当y=0时,a(x-m)2-a(x-m)=0.解得x1=m,x2=m+1.所以AB=1.
当△ABC的面积等于1时,×1×=1.
所以×1×(-)=1,或×1×=1.
所以a=-8,或a=8.
②当x=0时,y=am2+am.所以点D的坐标为(0,am2+am).
当△ABC的面积与△ABD的面积相等时,
×1×=×1×
×1×(-)=×1×(am2+am),或×1×=×1×(am2+am).
所以m=-,或m=,或m=.………9分
变式: (2012北京,23,7分)已知二次函数在和时的函数值相等。
(1) 求二次函数的解析式;
(2) 若一次函数的图象与二次函数的图象都经过点,求和的值;
(3) 设二次函数的图象与轴交于点(点在点的左侧),将二次函数的图象在
点间的部分(含点和点)向左平移个单位后得到的图象记为,同时将(2)中得到的直线向上平移个单位。请结合图象回答:当平移后的直线与图象
有公共点时,的取值范围。
【答案】(1)
①方法一:∵二次函数在和时的函数值相等
∴.
∴.
∴这个二次函数的解析式是
②方法二:由题意可知:二次函数图象的对称轴为
则
∴.
∴这个二次函数的解析式是.
(2)∵二次函数的图象过点.
∴.
又∵一次函数的图象经过点
∴
∴
(3)令
解得:
由题意知,点B、C间的部分图象的解析式为,().
则向左平移后得到图象G的解析式为:,().
此时平移后的一次函数的解析式为.
若平移后的直线与平移后的抛物线相切.
则有两个相等的实数根。
即一元二次方程有两个相等的实数的根。
∴判别式=
解得:与矛盾.
∴平移后的直线与平移后的抛物线不相切.
∴结合图象可知,如果平移后的直线与图象G有公共点,则两个临界交点为和.
则,解得:
,解得:
∴
第2题“弓形问题”再相逢,“殊途同归”快突破
(例题)(2012湖南湘潭,26,10分) 如图,抛物线的图象与轴交于、两点,与轴交于点,已知点坐标为.
(1)求抛物线的解析式;
(2)试探究的外接圆的圆心位置,并求出圆心坐标;
(3)若点是线段下方的抛物线上一点,求的面积的最大值,并求出此时点的坐标.
【答案】解:(1)将B(4,0)代入中,得:
∴抛物线的解析式为:
(2)∵当时,解得,
∴A点坐标为(-1,0),则OA=1
∵当x=0时,
∴C点坐标为(0,-2),则OC=2
在Rt⊿AOC与Rt⊿COB中,
∴Rt⊿AOC∽Rt⊿COB
∴∠ACO=∠CBO
∴∠ACB=∠ACO+∠OCB=∠CBO+∠OCB=90°
那么⊿ABC为直角三角形
所以⊿ABC的外接圆的圆心为AB中点,其坐标为(1.5,0)
(3)连接OM.设M点坐标为(x,)
则
=
=
∴当x=2时,⊿MBC的面积有最大值为4,M的坐标为(2,-3)
变式(2011安徽芜湖24)面直角坐标系中,▱ABOC如图放置,点A、C的坐标分别为(0,3)、(-1,0),将此平行四边形绕点O顺时针旋转90°,得到▱A'B'OC'.
(1)若抛物线过点C,A,A',求此抛物线的解析式;
(2)▱ABOC和▱A'B'OC'重叠部分△OC'D的周长;
(3)点M是第一象限内抛物线上的一动点,问:点M在何处时△AMA'的面积最大?最大面积是多少?并求出此时M的坐标.
第三题“模式识别”记心头,看似“并列”“递进”
(例题)23.(2012河南,23,11分)如图,在平面直角坐标系中,直线与抛物线交于A、B两点,点A在轴上,点B的纵坐标为3.点P是直线AB下方的抛物线上一动点(不与A、B重合),过点P作轴的垂线交直线AB与点C,作PD⊥AB于点D.
(1)求a、b及的值;
(2)设点P的横坐标为m.
①用含的代数式表示线段PD的长,
并求出线段PD长的最大值;
②连接PB,线段PC把△PDB分成
两个三角形,是否存在适合的值,
使这两个三角形的面积之比为9:10?
若存在,直接写出值;若不存在,说明理由.
第23题图
B
C
D
x
O
P
A
y
【答案】(1)由,得∴
由,得∴
∵经过两点,∴∴
设直线AB与轴交于点,则
∵∥轴,∴.
∴
(2)由⑴可知抛物线的解析式为
∴
在中,
∵∴当时,有最大值
②存在满足条件的值,
【提示】
分别过点D、B作DF⊥PC,BG⊥PC,垂足分别为F、G.
在中,
又
∴.
当时,解得;
当时,解得.
变式一27.(2011江苏泰州,27,12分)已知:二次函数y=x2+bx-3的图像经过点P(-2,5).
(1)求b的值,并写出当1<x≤3时y的取值范围;
(2)设点P1(m,y1)、P2(m+1,y2)、P3(m+2,y3)在这个二次函数的图像上.
①当m=4时,y1、y2、y3能否作为同一个三角形的三边的长?请说明理由;
②当m取不小于5的任意实数时,y1、y2、y3一定能作为同一个三角形三边的长,请说明理由.
【答案】解:(1)把点P代入二次函数解析式得5= (-2)2-2b-3,解得b=-2.
当1<x≤3时y的取值范围为-4<y≤0.
(2)①m=4时,y1、y2、y3的值分别为5、12、21,由于5+12<21,不能成为三角形的三边长.
②当m取不小于5的任意实数时,y1、y2、y3的值分别为m2-2m-3、m2-4、m2+2m-3,由于, m2-2m-3+m2-4>m2+2m-3,(m-2)2-8>0,
当m不小于5时成立,即y1+y2>y3成立.
所以当m取不小于5的任意实数时,y1、y2、y3一定能作为同一个三角形三边的长,
变式二(2013重庆B卷,25,10分)如图,已知抛物线的图像与x轴的一个交点为B(5,0),另一个交点为A,且与y轴交于点C(0,5).
(1)求直线BC与抛物线的解析式;
(2)若点M是抛物线在x轴下方图像上的一动点,过点M作MN//y轴交直线BC于点N,求MN的最大值;
(3)在(2)的条件下,MN取得最大值时,若点P是抛物线在x轴下方图像上任意一点,以BC为边作平行四边形CBPQ,设平行四边形CBPQ的面积为,△ABN的面积为,且,求点P的坐标.
y
x
O
C
A
B
【答案】解:(1)设直线BC的解析式为,将B(5,0),C(0,5)代入有:
解得: 所以直线BC的解析式为
再将B(5,0),C(0,5)代入抛物线有:
解得: 所以抛物线的解析式为:
(2)设M的坐标为(x,),则N的坐标为(x,),
MN=
=
当时,MN有最大值为
M
M
y
x
O
C
A
B
N
M
Q
(3)当时,解得,
故A(1,0),B(5,0),所以AB=4
由(2)可知,N的坐标为(,)
∴
则,那么
在y上取点Q (-1,0),可得
故QP∥BC
则直线QP的解析式为
当时,解得,
所以P点坐标为(2,),(,),
第四题“准线”“焦点”频现身,“居高临下”明“结构”
(例题)
(2012四川资阳,25,9分)抛物线的顶点在直线上,过点F的直线交该抛物线于点M、N两点(点M在点N的左边),MA⊥轴于点A,NB⊥轴于点B.
(1)(3分)先通过配方求抛物线的顶点坐标(坐标可用含的代数式表示),再求的值;
(2)(3分)设点N的横坐标为,试用含的代数式表示点N的纵坐标,并说明NF=NB;
(3)(3分)若射线NM交轴于点P,且PA×PB=,求点M的坐标.
(第25题图)
答案:解(1)
∴顶点坐标为(-2 , )
∵顶点在直线上,
∴-2+3=,得=2
(2)∵点N在抛物线上,
∴点N的纵坐标为
即点N(,)
过点F作FC⊥NB于点C,
在Rt△FCN中,FC=+2,NC=NB-CB=,∴===
而==
∴=,NF=NB
(3)连结AF、BF
由NF=NB,得∠NFB=∠NBF,由(2)的结论知,MF=MA,∴∠MAF=∠MFA,∵MA⊥轴,NB⊥轴,∴MA∥NB,∴∠AMF+∠BNF=180°
∵△MAF和△NFB的内角总和为360°,∴2∠MAF+2∠NBF=180°,∠MAF+∠NBF=90°,
∵∠MAB+∠NBA=180°,∴∠FBA+∠FAB=90°又∵∠FAB+∠MAF=90°
∴∠FBA=∠MAF=∠MFA
又∵∠FPA=∠BPF,∴△PFA∽△PBF,∴,=
过点F作FG⊥轴于点G,在Rt△PFG中,PG==,∴PO=PG+GO=,
∴P(- , 0)
设直线PF:,把点F(-2 , 2)、点P(- , 0)代入解得=,=,∴直线PF:
解方程,得=-3或=2(不合题意,舍去)
当=-3时,=,∴M(-3 ,)
变式一25.已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)顶点为C(1,1)且过原点O.过抛物线上一点P(x,y)向直线y= 作垂线,垂足为M,连FM(如图).
(1)求字母a,b,c的值;
(2)在直线x=1上有一点F(1,),求以PM为底边的等腰三角形PFM的P点的坐标,并证明此时△PFM为正三角形;
(3)对抛物线上任意一点P,是否总存在一点N(1,t),使PM=PN恒成立?若存在请求出t值,若不存在请说明理由.
解:(1)抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)顶点为C(1,1)且过原点O,
可得-=1,=1,c=0,
∴a=-1,b=2,c=0.
(2)由(1)知抛物线的解析式为y=-x2+2x,
故设P点的坐标为(m,-m2+2m),则M点的坐标(m,),
∵△PFM是以PM为底边的等腰三角形
∴PF=MF,即(m-1)2+(-m2+2m-)2=(m-1)2+(-)2
∴-m2+2m-=或-m2+2m-=-,
①当-m2+2m-=
时,即-4m2+8m-5=0
∵△=64-80=-16<0
∴此式无解
②当-m2+2m-=-时,即m2-2m=-
∴m=1+或m=1-
Ⅰ、当m=1+时,P点的坐标为(1+,),M点的坐标为(1+,)
Ⅱ、当m=1-时,P点的坐标为(1-,),M点的坐标为(1-,),
经过计算可知PF=PM,
∴△MPF为正三角形,
∴P点坐标为:(1+,)或(1-,).
(3)当t=时,即N与F重合时PM=PN恒成立.
证明:过P作PH与直线x=1的垂线,垂足为H,
在Rt△PNH中,
PN2=(x-1)2+(t-y)2=x2-2x+1+t2-2ty+y2,
PM2=(-y)2=y2-y+,
P是抛物线上的点,
∴y=-x2+2x;
∴PN2=1-y+t2-2ty+y2=y2-y+,
∴1-y+t2-2ty+y2=y2-y+,
移项,合并同类项得:-y+2ty+-t2=0,
∴y(2t-)+(-t2)=0对任意y恒成立.
∴2t-=0且-t2=0,
∴t=,故t=时,PM=PN恒成立.
∴存在这样的点.
变式二(2012山东潍坊,24,11分)如图12,已知抛物线与坐标轴分别交于A(,0)、B(2,0)、C(0,)三点,过坐标原点O的直线与抛物线交于M、N两点.分别过点C、D(0,)作平行于x轴的直线l1、l2.
(1)求抛物线对应二次函数的解析式;
(2)求证以ON为直径的圆与直线l1相切;
(3)求线段MN的长(用k表示),并证明M、N两点到直线l2的距离之和等于线段MN的长.
图12
A
B
C
D
O
M
N
l1
l2
【答案】解:(1)设抛物线对应二次函数的解析式为,
由,解得.
所以.
(2)设M(x1,y1),N(x2,y2),因为点M、N在抛物线上,
所以,,所以;
又===,
所以ON=,又因为y2≥,
所以ON=.
设ON的中点为E,分别过点N、E向直线l1作垂线,垂足为P、F,
则EF==,
所以ON=2EF,
即ON的中点到直线l1的距离等于ON长度的一半,
所以以ON为直径的圆与直线l1相切.
(3)过点M作MH⊥NP交NP于点H,则
=+,
又y1=kx1,y2=kx2,所以=,
所以;
又因为点M、N既在y=kx的图象上又在抛物线上,
所以,即,
所以x ==2k±,
所以=,
所以,
所以MN=.
延长NP交l2于点Q,过点M作MS⊥l2于点S,
则MS + NQ = ==,
又=,
所以MS + NQ ===MN.
即M、N两点到直线l2的距离之和等于线段MN的长.
第24题
A
B
C
D
O
M
N
l1
l2
E
P
Q
F
S
H
第五题末尾“浮云”遮望眼,“洞幽察微”深指向
例题(2012浙江宁波,26,12分)如图,二次函数的图象交x轴于A(-1,0),B(2,0),交y轴于C(0,-2),过A,C画直线.
(1)求二次函数的解析式;
(2)点P在x轴正半轴上,且PA =PC,求OP的长;
(3)点M在二次函数图象上,以M为圆心的圆与直线AC相切,切点为H
①若M在y轴右侧,且△CHM ∽△AOC(点C与点A对应),求点M的坐标;
②若 M的半径为,求点M的坐标.
【答案】解:(1)设该二次函数的解析式为:
将x=0,y=-2代入,得-2= a(0+1)(0-2)
解得a=1.
∴抛物线的解析式为,即.
(2)设OP =x,则 PC=PA =x +1.
在Rt△POC中,由勾股定理,得
解得,即.
(3)① ∵△CHM∽△AOC,∴∠MCH=∠CAO.
情形1:如图,当H在点C下方时,
∵∠MCH=∠CAO,∴CM∥x轴,∴,∴,
解得x=0(舍去),或x=1, M(1,-2).
情形2:如图,当H在点C上方时
∵∠M’CH=∠CAO,由(2):得,M’为直线CP与抛物线的另一交点,
设直线CM’的解析式为y=kx-2.
把P(,0)的坐标代入,得,
解得,∴.
由,
解得x=0(舍去),或x=,
此时,∴.
②在x轴上取一点D,过点D作DE⊥AC于点E,使DE=.
∵∠COA=∠DEA=90°,∠OAC=∠EAD,∴△ADE∽△AOC,∴,
∴,解得AD=2.
∴D(1,0)或D(-3,0).
过点D作DM∥AC,交抛物线于M.
则直线DM的解析式为:或.
当- 2x -6= x2 -x-2时,方程无实数解.
当- 2x+2=x2 -x-2时,
解得.
∴点M的坐标为M或M
变式一25.如图,抛物线y=x2+x+3与x轴相交于点A、B,与y轴相交于点C,顶点为点D,对称轴l与直线BC相交于点E,与x轴相交于点F.
(1)求直线BC的解析式;
(2)设点P为该抛物线上的一个动点,以点P为圆心,r为半径作⊙P
①当点P运动到点D时,若⊙P与直线BC相交,求r的取值范围;
②若r= ,是否存在点P使⊙P与直线BC相切?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
提示:抛物线y=ax2+bx+x(a≠0)的顶点坐标(,
),对称轴x=.
变式二22.(2012广东省,20,9分)如图,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,连接BC、AC.
(1)求AB和OC的长;
(2)点E从点A出发,沿x轴向点B运动(点E与点A、B不重合),过点E作直线l平行于BC,交AC于点D.设AE的长为m,△ADE的面积为S,求S关于m的函数关系式,并写出自变量m的取值范围;
(3)在(2)的条件下,连接CE,求△CDE面积的最大值;此时,求出以点E为圆心,与BC相切的圆的面积(结果保留).
【答案】(1)当y=0时,,解得x1=-3,x2=6.∴AB=|x1-x2|=|-3-6|=9.
当x=0时,y=-9.∴OC=9.
(2)由(1)得A(-3,0),B(6,0),C(0,-9),
∴直线BC的解析式为y=x-9,直线AC的解析式为y=-3x-9.
∵AE的长为m,∴E(m-3,0).
又∵直线l平行于直线BC,∴直线l的解析式为y=x-.
由得,∴点D(,-m).
∴△ADE 的面积为:S=·AE·|D纵|=·(m-3)·|-m|=.(0<m<9)
(3)△CDE面积为:S△ACE-S△ADE=-()==,
∴当m=3时,△CDE面积的最大值为.
此时,点E(0,0).如图,作OF⊥BC于F,∵OB=6,OC=9,
∴OF===.
∴以点E为圆心,与BC相切的圆的面积为:.
第6题 分类讨论“程序化”,“分离抗扰”探本质
例题(2011贵州遵义,27,14分)已知抛物线经过A(3,0), B(4,1)两点,且与y轴交于点C。
(1)求抛物线的函数关系式及点C的坐标;
(2)如图(1),连接AB,在题(1)中的抛物线上是否存在点P,使△PAB是以AB为直角边的直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图(2),连接AC,E为线段AC上任意一点(不与A、C重合)经过A、E、O三点的圆交直线AB于点F,当△OEF的面积取得最小值时,求点E的坐标。
【答案】(1)
(2)若∠PAB=90°,分别过P、B作x轴的垂线,垂足分别为E、F。
图(1)
易得△APE∽△BAF,且△BAF为等腰直角三角形,∴△APE为等腰直角三角形。
设PE=a,则P点的坐标为(a,a-3)代入解析式
3-a= 解得a=0,或a=3(与A重合舍去)
∴P(0,3)
若∠PBA=90°,如下图,直线与x轴交与点D, 分别过P、B作x轴的垂线,垂足分别为E、F。
由图可得△PED、△BAD为等腰直角三角形,设PE=a,则DE=a,AB=,所以AD=2,则P点坐标为(5-a,a)代入解析式,
解得,a=1,或a=6 (与B重合)是
所以P点坐标(-1,6)
综上所述P(0,3)或P(-1,6)
(3)由题意得,∠CAO=∠OAF=45°
利用同弧所对的圆周角相等,∠OEF=∠OAF=45°
∠EFO=∠EAO=45°
∴△EOF为等腰直角三角形,S△EOF=。
∴当OE最小时,面积最小。即E为AC中点(
变式一(2011山东枣庄,25,10分)如图,在平面直角坐标系中,把抛物线向左平移1个单位,再向下平移4个单位,得到抛物线.所得抛物线与轴交于两点(点在点的左边),与轴交于点,顶点为.
(1)写出的值;
(2)判断的形状,并说明理由;
(3)在线段上是否存在点,使∽?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由.
A
D
C
B
O
x
y
解:(1)的顶点坐标为D(-1,-4),
∴ .
(2)由(1)得.
当时,. 解之,得 .
∴ .
又当时,,
∴C点坐标为.……………………………………………………………………4分
又抛物线顶点坐标,作抛物线的对称轴交轴于点E, 轴于点.易知
在中,;
在中,;
在中,;
∴ .
∴ △ACD是直角三角形.
(3)存在.作OM∥BC交AC于M,M点即为所求点.
由(2)知,为等腰直角三角形,,.
由,得.
即.
过点作于点,则
,.
又点M在第三象限,所以.
A
D
C
B
O
x
y
M
F
E
G
变式二(2011南充市,21,8分)如图,等腰梯形ABCD中,AD∥BC,AD=AB=CD=2,∠C=600,M是BC的中点。
(1)求证:⊿MDC是等边三角形;
(2)将⊿MDC绕点M旋转,当MD(即MD′)与AB交于一点E,MC即MC′)同时与AD交于一点F时,点E,F和点A构成⊿AEF.试探究⊿AEF的周长是否存在最小值。如果不存在,请说明理由;如果存在,请计算出⊿AEF周长的最小值.
【答案】(1)证明:过点D作DP⊥BC,于点P,过点A作AQ⊥BC于点Q,
∵∠C=∠B=600
∴CP=BQ=AB,CP+BQ=AB
又∵ADPQ是矩形,AD=PQ,故BC=2AD,
由已知,点M是BC的中点,
BM=CM=AD=AB=CD,
即⊿MDC中,CM=CD, ∠C=600,故⊿MDC是等边三角形.
(2)解:⊿AEF的周长存在最小值,理由如下:
连接AM,由(1)平行四边形ABMD是菱形,⊿MAB, ⊿MAD和⊿MC′D′是等边三角形,
∠BMA=∠BME+∠AME=600, ∠EMF=∠AMF+∠AME=600
∴∠BME=∠AMF)
在⊿BME与⊿AMF中,BM=AM, ∠EBM=∠FAM=600
∴⊿BME≌⊿AMF(ASA)
∴BE=AF, ME=MF,AE+AF=AE+BE=AB
∵∠EMF=∠DMC=600 ,故⊿EMF是等边三角形,EF=MF.
∵MF的最小值为点M到AD的距离,即EF的最小值是.
⊿AEF的周长=AE+AF+EF=AB+EF,
⊿AEF的周长的最小值为2+.
第一题夯实双基“步步高”,强化条件是“路标”
例1(2013北京,23,7分)在平面直角坐标系O中,抛物线
()与轴交于点A,其对称轴与轴交于点B.
(1)求点A,B的坐标;
(2)设直线与直线AB关于该抛物线的对称轴对称,求直线的解析式;
(3)若该抛物线在这一段位于直线的上方,并且在这一段位于直线AB的下方,求该抛物线的解析式.
解:(1)当 x = 0 时, y =-2 .
∴ A(0,-2).
抛物线对称轴为 x=,
∴ B(1,0).
(2)易得 A 点关于对称轴的对称点为 A(2,-2)
则直线 l 经过 A 、 B .
没直线的解析式为 y=kx+b
则解得
∴直线的解析式为 y=-2x +2.
(3)∵抛物线对称轴为 x =1
抛物体在 2
当 x=-1 时, y=-2x(-1)+2 =4
则抛物线过点(-1,4)
当 x=-1 时, m+2m -2=4 , m=2
∴抛物线解析为 y=2x2 -4x-2 .
连接(2013江苏南京,26,9分)已知二次函数y=a(x-m)2-a(x-m)(a、m为常数,且a≠0).
(1)求证:不论a与m为何值,该函数的图象与x轴总有两个公共点;
(2)设该函数的图象的顶点为C.与x轴交于A、B两点,与y轴交于点D.
①当△ABC的面积等于1时,求a的值;
②当△ABC的面积与△ABD的面积相等时,求m的值.
【答案】(1)证明:y=a(x-m)2-a(x-m)=ax2-(2am+a)x+am2+am.
因为当a≠0时,[-(2am+a)]2-4a(am2+am)=a2>0.
所以,方程ax2-(2am+a)x+am2+am=0有两个不相等的实数根.
所以,不论a与m为何值,该函数的图象与x轴总有两个公共点. ………3分
(2)解:①y=a(x-m)2-a(x-m)=a(x-)2-,
所以,点C的坐标为(,-).
当y=0时,a(x-m)2-a(x-m)=0.解得x1=m,x2=m+1.所以AB=1.
当△ABC的面积等于1时,×1×=1.
所以×1×(-)=1,或×1×=1.
所以a=-8,或a=8.
②当x=0时,y=am2+am.所以点D的坐标为(0,am2+am).
当△ABC的面积与△ABD的面积相等时,
×1×=×1×
×1×(-)=×1×(am2+am),或×1×=×1×(am2+am).
所以m=-,或m=,或m=.………9分
变式: (2012北京,23,7分)已知二次函数在和时的函数值相等。
(1) 求二次函数的解析式;
(2) 若一次函数的图象与二次函数的图象都经过点,求和的值;
(3) 设二次函数的图象与轴交于点(点在点的左侧),将二次函数的图象在
点间的部分(含点和点)向左平移个单位后得到的图象记为,同时将(2)中得到的直线向上平移个单位。请结合图象回答:当平移后的直线与图象
有公共点时,的取值范围。
【答案】(1)
①方法一:∵二次函数在和时的函数值相等
∴.
∴.
∴这个二次函数的解析式是
②方法二:由题意可知:二次函数图象的对称轴为
则
∴.
∴这个二次函数的解析式是.
(2)∵二次函数的图象过点.
∴.
又∵一次函数的图象经过点
∴
∴
(3)令
解得:
由题意知,点B、C间的部分图象的解析式为,().
则向左平移后得到图象G的解析式为:,().
此时平移后的一次函数的解析式为.
若平移后的直线与平移后的抛物线相切.
则有两个相等的实数根。
即一元二次方程有两个相等的实数的根。
∴判别式=
解得:与矛盾.
∴平移后的直线与平移后的抛物线不相切.
∴结合图象可知,如果平移后的直线与图象G有公共点,则两个临界交点为和.
则,解得:
,解得:
∴
第2题“弓形问题”再相逢,“殊途同归”快突破
(例题)(2012湖南湘潭,26,10分) 如图,抛物线的图象与轴交于、两点,与轴交于点,已知点坐标为.
(1)求抛物线的解析式;
(2)试探究的外接圆的圆心位置,并求出圆心坐标;
(3)若点是线段下方的抛物线上一点,求的面积的最大值,并求出此时点的坐标.
【答案】解:(1)将B(4,0)代入中,得:
∴抛物线的解析式为:
(2)∵当时,解得,
∴A点坐标为(-1,0),则OA=1
∵当x=0时,
∴C点坐标为(0,-2),则OC=2
在Rt⊿AOC与Rt⊿COB中,
∴Rt⊿AOC∽Rt⊿COB
∴∠ACO=∠CBO
∴∠ACB=∠ACO+∠OCB=∠CBO+∠OCB=90°
那么⊿ABC为直角三角形
所以⊿ABC的外接圆的圆心为AB中点,其坐标为(1.5,0)
(3)连接OM.设M点坐标为(x,)
则
=
=
∴当x=2时,⊿MBC的面积有最大值为4,M的坐标为(2,-3)
变式(2011安徽芜湖24)面直角坐标系中,▱ABOC如图放置,点A、C的坐标分别为(0,3)、(-1,0),将此平行四边形绕点O顺时针旋转90°,得到▱A'B'OC'.
(1)若抛物线过点C,A,A',求此抛物线的解析式;
(2)▱ABOC和▱A'B'OC'重叠部分△OC'D的周长;
(3)点M是第一象限内抛物线上的一动点,问:点M在何处时△AMA'的面积最大?最大面积是多少?并求出此时M的坐标.
第三题“模式识别”记心头,看似“并列”“递进”
(例题)23.(2012河南,23,11分)如图,在平面直角坐标系中,直线与抛物线交于A、B两点,点A在轴上,点B的纵坐标为3.点P是直线AB下方的抛物线上一动点(不与A、B重合),过点P作轴的垂线交直线AB与点C,作PD⊥AB于点D.
(1)求a、b及的值;
(2)设点P的横坐标为m.
①用含的代数式表示线段PD的长,
并求出线段PD长的最大值;
②连接PB,线段PC把△PDB分成
两个三角形,是否存在适合的值,
使这两个三角形的面积之比为9:10?
若存在,直接写出值;若不存在,说明理由.
第23题图
B
C
D
x
O
P
A
y
【答案】(1)由,得∴
由,得∴
∵经过两点,∴∴
设直线AB与轴交于点,则
∵∥轴,∴.
∴
(2)由⑴可知抛物线的解析式为
∴
在中,
∵∴当时,有最大值
②存在满足条件的值,
【提示】
分别过点D、B作DF⊥PC,BG⊥PC,垂足分别为F、G.
在中,
又
∴.
当时,解得;
当时,解得.
变式一27.(2011江苏泰州,27,12分)已知:二次函数y=x2+bx-3的图像经过点P(-2,5).
(1)求b的值,并写出当1<x≤3时y的取值范围;
(2)设点P1(m,y1)、P2(m+1,y2)、P3(m+2,y3)在这个二次函数的图像上.
①当m=4时,y1、y2、y3能否作为同一个三角形的三边的长?请说明理由;
②当m取不小于5的任意实数时,y1、y2、y3一定能作为同一个三角形三边的长,请说明理由.
【答案】解:(1)把点P代入二次函数解析式得5= (-2)2-2b-3,解得b=-2.
当1<x≤3时y的取值范围为-4<y≤0.
(2)①m=4时,y1、y2、y3的值分别为5、12、21,由于5+12<21,不能成为三角形的三边长.
②当m取不小于5的任意实数时,y1、y2、y3的值分别为m2-2m-3、m2-4、m2+2m-3,由于, m2-2m-3+m2-4>m2+2m-3,(m-2)2-8>0,
当m不小于5时成立,即y1+y2>y3成立.
所以当m取不小于5的任意实数时,y1、y2、y3一定能作为同一个三角形三边的长,
变式二(2013重庆B卷,25,10分)如图,已知抛物线的图像与x轴的一个交点为B(5,0),另一个交点为A,且与y轴交于点C(0,5).
(1)求直线BC与抛物线的解析式;
(2)若点M是抛物线在x轴下方图像上的一动点,过点M作MN//y轴交直线BC于点N,求MN的最大值;
(3)在(2)的条件下,MN取得最大值时,若点P是抛物线在x轴下方图像上任意一点,以BC为边作平行四边形CBPQ,设平行四边形CBPQ的面积为,△ABN的面积为,且,求点P的坐标.
y
x
O
C
A
B
【答案】解:(1)设直线BC的解析式为,将B(5,0),C(0,5)代入有:
解得: 所以直线BC的解析式为
再将B(5,0),C(0,5)代入抛物线有:
解得: 所以抛物线的解析式为:
(2)设M的坐标为(x,),则N的坐标为(x,),
MN=
=
当时,MN有最大值为
M
M
y
x
O
C
A
B
N
M
Q
(3)当时,解得,
故A(1,0),B(5,0),所以AB=4
由(2)可知,N的坐标为(,)
∴
则,那么
在y上取点Q (-1,0),可得
故QP∥BC
则直线QP的解析式为
当时,解得,
所以P点坐标为(2,),(,),
第四题“准线”“焦点”频现身,“居高临下”明“结构”
(例题)
(2012四川资阳,25,9分)抛物线的顶点在直线上,过点F的直线交该抛物线于点M、N两点(点M在点N的左边),MA⊥轴于点A,NB⊥轴于点B.
(1)(3分)先通过配方求抛物线的顶点坐标(坐标可用含的代数式表示),再求的值;
(2)(3分)设点N的横坐标为,试用含的代数式表示点N的纵坐标,并说明NF=NB;
(3)(3分)若射线NM交轴于点P,且PA×PB=,求点M的坐标.
(第25题图)
答案:解(1)
∴顶点坐标为(-2 , )
∵顶点在直线上,
∴-2+3=,得=2
(2)∵点N在抛物线上,
∴点N的纵坐标为
即点N(,)
过点F作FC⊥NB于点C,
在Rt△FCN中,FC=+2,NC=NB-CB=,∴===
而==
∴=,NF=NB
(3)连结AF、BF
由NF=NB,得∠NFB=∠NBF,由(2)的结论知,MF=MA,∴∠MAF=∠MFA,∵MA⊥轴,NB⊥轴,∴MA∥NB,∴∠AMF+∠BNF=180°
∵△MAF和△NFB的内角总和为360°,∴2∠MAF+2∠NBF=180°,∠MAF+∠NBF=90°,
∵∠MAB+∠NBA=180°,∴∠FBA+∠FAB=90°又∵∠FAB+∠MAF=90°
∴∠FBA=∠MAF=∠MFA
又∵∠FPA=∠BPF,∴△PFA∽△PBF,∴,=
过点F作FG⊥轴于点G,在Rt△PFG中,PG==,∴PO=PG+GO=,
∴P(- , 0)
设直线PF:,把点F(-2 , 2)、点P(- , 0)代入解得=,=,∴直线PF:
解方程,得=-3或=2(不合题意,舍去)
当=-3时,=,∴M(-3 ,)
变式一25.已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)顶点为C(1,1)且过原点O.过抛物线上一点P(x,y)向直线y= 作垂线,垂足为M,连FM(如图).
(1)求字母a,b,c的值;
(2)在直线x=1上有一点F(1,),求以PM为底边的等腰三角形PFM的P点的坐标,并证明此时△PFM为正三角形;
(3)对抛物线上任意一点P,是否总存在一点N(1,t),使PM=PN恒成立?若存在请求出t值,若不存在请说明理由.
解:(1)抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)顶点为C(1,1)且过原点O,
可得-=1,=1,c=0,
∴a=-1,b=2,c=0.
(2)由(1)知抛物线的解析式为y=-x2+2x,
故设P点的坐标为(m,-m2+2m),则M点的坐标(m,),
∵△PFM是以PM为底边的等腰三角形
∴PF=MF,即(m-1)2+(-m2+2m-)2=(m-1)2+(-)2
∴-m2+2m-=或-m2+2m-=-,
①当-m2+2m-=
时,即-4m2+8m-5=0
∵△=64-80=-16<0
∴此式无解
②当-m2+2m-=-时,即m2-2m=-
∴m=1+或m=1-
Ⅰ、当m=1+时,P点的坐标为(1+,),M点的坐标为(1+,)
Ⅱ、当m=1-时,P点的坐标为(1-,),M点的坐标为(1-,),
经过计算可知PF=PM,
∴△MPF为正三角形,
∴P点坐标为:(1+,)或(1-,).
(3)当t=时,即N与F重合时PM=PN恒成立.
证明:过P作PH与直线x=1的垂线,垂足为H,
在Rt△PNH中,
PN2=(x-1)2+(t-y)2=x2-2x+1+t2-2ty+y2,
PM2=(-y)2=y2-y+,
P是抛物线上的点,
∴y=-x2+2x;
∴PN2=1-y+t2-2ty+y2=y2-y+,
∴1-y+t2-2ty+y2=y2-y+,
移项,合并同类项得:-y+2ty+-t2=0,
∴y(2t-)+(-t2)=0对任意y恒成立.
∴2t-=0且-t2=0,
∴t=,故t=时,PM=PN恒成立.
∴存在这样的点.
变式二(2012山东潍坊,24,11分)如图12,已知抛物线与坐标轴分别交于A(,0)、B(2,0)、C(0,)三点,过坐标原点O的直线与抛物线交于M、N两点.分别过点C、D(0,)作平行于x轴的直线l1、l2.
(1)求抛物线对应二次函数的解析式;
(2)求证以ON为直径的圆与直线l1相切;
(3)求线段MN的长(用k表示),并证明M、N两点到直线l2的距离之和等于线段MN的长.
图12
A
B
C
D
O
M
N
l1
l2
【答案】解:(1)设抛物线对应二次函数的解析式为,
由,解得.
所以.
(2)设M(x1,y1),N(x2,y2),因为点M、N在抛物线上,
所以,,所以;
又===,
所以ON=,又因为y2≥,
所以ON=.
设ON的中点为E,分别过点N、E向直线l1作垂线,垂足为P、F,
则EF==,
所以ON=2EF,
即ON的中点到直线l1的距离等于ON长度的一半,
所以以ON为直径的圆与直线l1相切.
(3)过点M作MH⊥NP交NP于点H,则
=+,
又y1=kx1,y2=kx2,所以=,
所以;
又因为点M、N既在y=kx的图象上又在抛物线上,
所以,即,
所以x ==2k±,
所以=,
所以,
所以MN=.
延长NP交l2于点Q,过点M作MS⊥l2于点S,
则MS + NQ = ==,
又=,
所以MS + NQ ===MN.
即M、N两点到直线l2的距离之和等于线段MN的长.
第24题
A
B
C
D
O
M
N
l1
l2
E
P
Q
F
S
H
第五题末尾“浮云”遮望眼,“洞幽察微”深指向
例题(2012浙江宁波,26,12分)如图,二次函数的图象交x轴于A(-1,0),B(2,0),交y轴于C(0,-2),过A,C画直线.
(1)求二次函数的解析式;
(2)点P在x轴正半轴上,且PA =PC,求OP的长;
(3)点M在二次函数图象上,以M为圆心的圆与直线AC相切,切点为H
①若M在y轴右侧,且△CHM ∽△AOC(点C与点A对应),求点M的坐标;
②若 M的半径为,求点M的坐标.
【答案】解:(1)设该二次函数的解析式为:
将x=0,y=-2代入,得-2= a(0+1)(0-2)
解得a=1.
∴抛物线的解析式为,即.
(2)设OP =x,则 PC=PA =x +1.
在Rt△POC中,由勾股定理,得
解得,即.
(3)① ∵△CHM∽△AOC,∴∠MCH=∠CAO.
情形1:如图,当H在点C下方时,
∵∠MCH=∠CAO,∴CM∥x轴,∴,∴,
解得x=0(舍去),或x=1, M(1,-2).
情形2:如图,当H在点C上方时
∵∠M’CH=∠CAO,由(2):得,M’为直线CP与抛物线的另一交点,
设直线CM’的解析式为y=kx-2.
把P(,0)的坐标代入,得,
解得,∴.
由,
解得x=0(舍去),或x=,
此时,∴.
②在x轴上取一点D,过点D作DE⊥AC于点E,使DE=.
∵∠COA=∠DEA=90°,∠OAC=∠EAD,∴△ADE∽△AOC,∴,
∴,解得AD=2.
∴D(1,0)或D(-3,0).
过点D作DM∥AC,交抛物线于M.
则直线DM的解析式为:或.
当- 2x -6= x2 -x-2时,方程无实数解.
当- 2x+2=x2 -x-2时,
解得.
∴点M的坐标为M或M
变式一25.如图,抛物线y=x2+x+3与x轴相交于点A、B,与y轴相交于点C,顶点为点D,对称轴l与直线BC相交于点E,与x轴相交于点F.
(1)求直线BC的解析式;
(2)设点P为该抛物线上的一个动点,以点P为圆心,r为半径作⊙P
①当点P运动到点D时,若⊙P与直线BC相交,求r的取值范围;
②若r= ,是否存在点P使⊙P与直线BC相切?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
提示:抛物线y=ax2+bx+x(a≠0)的顶点坐标(,
),对称轴x=.
变式二22.(2012广东省,20,9分)如图,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,连接BC、AC.
(1)求AB和OC的长;
(2)点E从点A出发,沿x轴向点B运动(点E与点A、B不重合),过点E作直线l平行于BC,交AC于点D.设AE的长为m,△ADE的面积为S,求S关于m的函数关系式,并写出自变量m的取值范围;
(3)在(2)的条件下,连接CE,求△CDE面积的最大值;此时,求出以点E为圆心,与BC相切的圆的面积(结果保留).
【答案】(1)当y=0时,,解得x1=-3,x2=6.∴AB=|x1-x2|=|-3-6|=9.
当x=0时,y=-9.∴OC=9.
(2)由(1)得A(-3,0),B(6,0),C(0,-9),
∴直线BC的解析式为y=x-9,直线AC的解析式为y=-3x-9.
∵AE的长为m,∴E(m-3,0).
又∵直线l平行于直线BC,∴直线l的解析式为y=x-.
由得,∴点D(,-m).
∴△ADE 的面积为:S=·AE·|D纵|=·(m-3)·|-m|=.(0<m<9)
(3)△CDE面积为:S△ACE-S△ADE=-()==,
∴当m=3时,△CDE面积的最大值为.
此时,点E(0,0).如图,作OF⊥BC于F,∵OB=6,OC=9,
∴OF===.
∴以点E为圆心,与BC相切的圆的面积为:.
第6题 分类讨论“程序化”,“分离抗扰”探本质
例题(2011贵州遵义,27,14分)已知抛物线经过A(3,0), B(4,1)两点,且与y轴交于点C。
(1)求抛物线的函数关系式及点C的坐标;
(2)如图(1),连接AB,在题(1)中的抛物线上是否存在点P,使△PAB是以AB为直角边的直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图(2),连接AC,E为线段AC上任意一点(不与A、C重合)经过A、E、O三点的圆交直线AB于点F,当△OEF的面积取得最小值时,求点E的坐标。
【答案】(1)
(2)若∠PAB=90°,分别过P、B作x轴的垂线,垂足分别为E、F。
图(1)
易得△APE∽△BAF,且△BAF为等腰直角三角形,∴△APE为等腰直角三角形。
设PE=a,则P点的坐标为(a,a-3)代入解析式
3-a= 解得a=0,或a=3(与A重合舍去)
∴P(0,3)
若∠PBA=90°,如下图,直线与x轴交与点D, 分别过P、B作x轴的垂线,垂足分别为E、F。
由图可得△PED、△BAD为等腰直角三角形,设PE=a,则DE=a,AB=,所以AD=2,则P点坐标为(5-a,a)代入解析式,
解得,a=1,或a=6 (与B重合)是
所以P点坐标(-1,6)
综上所述P(0,3)或P(-1,6)
(3)由题意得,∠CAO=∠OAF=45°
利用同弧所对的圆周角相等,∠OEF=∠OAF=45°
∠EFO=∠EAO=45°
∴△EOF为等腰直角三角形,S△EOF=。
∴当OE最小时,面积最小。即E为AC中点(
变式一(2011山东枣庄,25,10分)如图,在平面直角坐标系中,把抛物线向左平移1个单位,再向下平移4个单位,得到抛物线.所得抛物线与轴交于两点(点在点的左边),与轴交于点,顶点为.
(1)写出的值;
(2)判断的形状,并说明理由;
(3)在线段上是否存在点,使∽?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由.
A
D
C
B
O
x
y
解:(1)的顶点坐标为D(-1,-4),
∴ .
(2)由(1)得.
当时,. 解之,得 .
∴ .
又当时,,
∴C点坐标为.……………………………………………………………………4分
又抛物线顶点坐标,作抛物线的对称轴交轴于点E, 轴于点.易知
在中,;
在中,;
在中,;
∴ .
∴ △ACD是直角三角形.
(3)存在.作OM∥BC交AC于M,M点即为所求点.
由(2)知,为等腰直角三角形,,.
由,得.
即.
过点作于点,则
,.
又点M在第三象限,所以.
A
D
C
B
O
x
y
M
F
E
G
变式二(2011南充市,21,8分)如图,等腰梯形ABCD中,AD∥BC,AD=AB=CD=2,∠C=600,M是BC的中点。
(1)求证:⊿MDC是等边三角形;
(2)将⊿MDC绕点M旋转,当MD(即MD′)与AB交于一点E,MC即MC′)同时与AD交于一点F时,点E,F和点A构成⊿AEF.试探究⊿AEF的周长是否存在最小值。如果不存在,请说明理由;如果存在,请计算出⊿AEF周长的最小值.
【答案】(1)证明:过点D作DP⊥BC,于点P,过点A作AQ⊥BC于点Q,
∵∠C=∠B=600
∴CP=BQ=AB,CP+BQ=AB
又∵ADPQ是矩形,AD=PQ,故BC=2AD,
由已知,点M是BC的中点,
BM=CM=AD=AB=CD,
即⊿MDC中,CM=CD, ∠C=600,故⊿MDC是等边三角形.
(2)解:⊿AEF的周长存在最小值,理由如下:
连接AM,由(1)平行四边形ABMD是菱形,⊿MAB, ⊿MAD和⊿MC′D′是等边三角形,
∠BMA=∠BME+∠AME=600, ∠EMF=∠AMF+∠AME=600
∴∠BME=∠AMF)
在⊿BME与⊿AMF中,BM=AM, ∠EBM=∠FAM=600
∴⊿BME≌⊿AMF(ASA)
∴BE=AF, ME=MF,AE+AF=AE+BE=AB
∵∠EMF=∠DMC=600 ,故⊿EMF是等边三角形,EF=MF.
∵MF的最小值为点M到AD的距离,即EF的最小值是.
⊿AEF的周长=AE+AF+EF=AB+EF,
⊿AEF的周长的最小值为2+.
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