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专题20 函数内综合问题的常见压轴题-【聚焦压轴】2022届中考数学压轴大题专项训练1
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(1)求该抛物线的解析式;
(2)直线为该抛物线的对称轴,点与点关于直线对称,点为直线下方抛物线上一动点,连接 ,,求面积的最大值;
(3)在(2)中面积取最大值的条件下,将抛物线( )沿射线平移个单位,得到新的抛物线,点 为点的对应点,点为 的对称轴上任意一点,在确定一点 ,使得以点,,,为顶点的四边形是平行四边形,写出所有符合条件的点的坐标,并任选其中一个点的坐标,写出求解过程.
【答案】(1);(2)8;(3)或或.
【解题思路分析】(1)直接代入点,坐标即可;
(2)作轴交直线于,于,通过点,点的坐标可求得直线的函数关系式,,可得直线与轴正方向夹角为,可得,设,则,根据可求解;
(3)通过平移距离为,转化为向右平移4个单位,再向下平移4个单位,得出平移后的抛物线关系式和的坐标,从而平行四边形中,根据线段,分别为平行四边形的边,或者是对角线,分类讨论,通过点的平移得出 的横坐标所在的直线,然后代入抛物线得函数关系式,即可求得坐标.
【解析】解:(1)将,代入 得
,
,
,
(2)如图示,
作轴交直线于,于 ,
当时,,
点的坐标是,
点与点关于直线对称,
∴,
∴
∴(取非零值)
∴点的坐标是,
∵点的坐标是,点的坐标是,
∴直线的函数关系式为:,且
∴,
∴直线与轴正方向夹角为,
∴,
则有:,
∴,
设,
,
,
,
∴当时,最大为8,
(3)直线与轴正方向夹角为,
沿方向平移,实际可看成向右平移4个单位,再向下平移4个单位,
由(2)可知,点的坐标是,且
∴点的坐标是,
∴平移后,点的对应点的坐标为,
∵抛物线
∴平移后,
抛物线的对称轴为:直线:,
当时,在抛物线中,,
即点在抛物线上,
当为平行四边形的边时:
如图1所示,
若点平移到对称轴上点,即点往右平移个单位长度,到对称轴上点,
则,点往右平移个单位长度,
∴点的横坐标为,
∴点在直线上,
又∵点在抛物线上,
代入得,
点的坐标是;
如图2所示,
若平移到对称轴上点,即点往右平移个单位长度,到对称轴上 点,
则,点往右平移个单位长度,
∴点的横坐标为,
∴点在直线上,
又∵点在抛物线上,
代入得,
点的坐标是;
如图3示,
若为平行四边形的对角线时,
若平移到对称轴上点,即点往右平移个单位长度,到对称轴上 点,
则,点往左平移个单位长度,
∴点的横坐标为,
∴点在直线上,
又∵点在抛物线上,
代入得,
点的坐标是;
∴综上所述,所有符合条件的点的坐标是或 或.
2.(2021·长沙市开福区青竹湖湘一外国语学校九年级一模)已知一次函数:与x轴交于点A,与y交于点C. 抛物线(a、m为常数)过定点B,连接BC,点D为线段BC上一动点.
(1)求出点B的坐标;
(2)过D作DP⊥AC于点P,DQ⊥x于点Q,设Q点横坐标为t,DP长度为d,试求d关于t的函数解析式;
(3)①当m=0,a>0时,该抛物线上存在唯一的点H使∠CAH=45°,求此时抛物线的解析式;
②过点D作DE⊥BC交线段OB于点E,连接CE并延长交△OBC的外接圆于点F,当点D在BC上移动时,求的最大值.
【答案】(1)点B的坐标为(4,0);(2)=;;(3)①;②
【解题思路分析】(1)根据图形知抛物线过(0,0),求得m=0,即可求得点B的坐标;
(2)延长QD交AC于点E,先求得直线BC的解析式为y=x−3,设D点坐标为 (t,t−3),利用sin∠DEA=sin∠OCA即可求解;
(3)①作出辅助线,求得AG所在直线的函数解析式为y=-x−,根据该抛物线上存在唯一的点H,利用根的判别式求解即可;
②由题意得O、C、D、E四点共圆,且CE为直径,证明△ODB∽△CEB和△FBE∽△OCE,得到,利用二次函数的性质即可求解.
【解析】解:(1)由图可得抛物线过(0,0),a≠0 ,则有4ma=0,
∴m=0,
∴y=ax2−4ax=a(x2−4x)=ax(x−4),
∴点B的坐标为(4,0);
(2)延长QD交AC于点E,
∵DQ⊥x轴,且Q点横坐标为t,E点在一次函数y=3x−3上,
则有E点坐标为(t,−3t−3),
由(1)得, B点坐标为(4,0),
又∵A、C两点在y=−3x−3上,
∴C点坐标为(0,3),A点坐标为(-1,0),
∴AC=,
设直线BC的解析式为y=kx−3,
把点B的坐标为(4,0)代入得0=4k−3,
解得,
∴直线BC的解析式为y=x−3,
又∵D为线段BC上一动点,
∴D点坐标为 (t,t−3),
∴DE=t−3-(−3t−3)=t,
∵∠DEA=∠OCA,
∴sin∠DEA=sin∠OCA=,
在Rt△DPE中,sin∠DEA=,
∴=;
(3)①过点A作∠CAH=45°,交抛物线于点H,过点C作MN//x轴,
过点A作AM⊥MN于点M,过点C作CG⊥AC交直线AH于点G,过点G作GN⊥MN于点N,如图:
∵∠ACG=∠AMC=90°,
∴∠ACM+∠MAC=∠NCG+∠ACM=90°,
∴∠MAC=∠NCG,
∴Rt△AMC≌Rt△GNC(AAS),
∴AM=NC=3,MC=NG=1,
∴G点坐标为 (3,−2).
同理可得AG所在直线的函数解析式为y=-x−,
∵m=0,
∴抛物线的解析式为,
因为该抛物线上存在唯一的点H,
联立,得,则有,
即,
解得,
又因为,
∴,
∴此时抛物线的解析式为;
②∵点B的坐标为(4,0),C点坐标为(0,3),
∴BC=,
∵∠EDC=∠COE=90°,
∴O、C、D、E四点共圆,且CE为直径,
则有∠BOD=∠DCE,
又∵∠OBC=∠CBO,
∴△ODB∽△CEB,
∴,
∴OD=CE,
连接BF,
∠BEF=∠CEO,∠FBE=∠OCE,
∴△FBE∽△OCE,
∴,即,
设,则,
∴
∴当时,原式取最大值,此时.
3.(2021·辽宁鞍山·中考真题)如图,抛物线交x轴于点,,D是抛物线的顶点,P是抛物线上的动点,点P的横坐标为,交直线l:于点E,AP交DE于点F,交y轴于点Q.
(1)求抛物线的表达式;
(2)设的面积为,的面积为,当时,求点P的坐标;
(3)连接BQ,点M在抛物线的对称轴上(位于第一象限内),且,在点P从点B运动到点C的过程中,点M也随之运动,直接写出点M的纵坐标t的取值范围.
【答案】(1);(2);(3).
【解题思路分析】(1)运用待定系数法将,代入,即可求得答案;
(2)利用配方法可求得抛物线顶点坐标,由得∽,再根据与的面积相等,可得,故点F分别是AP、ED的中点,设,,结合中点坐标公式建立方程求解即可;
(3)根据题意,分别求出t的最大值和最小值:①当点P与点B重合时,点Q与点O重合,此时t的值最大,如图2,以OB为斜边在第一象限内作等腰直角,以为圆心,为半径作⊙,交抛物线对称轴于点,过点作轴于点H,运用勾股定理即可求得答案,②当点P与点C重合时,点Q与点C重合,此时t的值最小,如图3,连接BC,以O为圆心,OB为半径作⊙交抛物线对称轴于点M,连接OM,设抛物线对称轴交x轴于点E,运用勾股定理即可求得答案.
【解析】解:(1)抛物线交x轴于点,,
将A、B坐标分别代入抛物线解析式得:,
解得:,
抛物线的表达式为:;
(2)如图,
D是抛物线的顶点,抛物线的表达式为:,
,
交直线l:于点E,P是抛物线上的动点,点P的横坐标为,
∽,设,,
又的面积为,的面积为,,
,
,,即点F分别是AP、ED的中点,
又,,,,
由中点坐标公式得:,
解得:(与“”不符,应舍去),,
,
,;
(3)①当点P与点B重合时,点Q与点O重合,此时t的值最大,如图2,
以OB为斜边在第一象限内作等腰直角,
则,,
以为圆心,为半径作⊙,交抛物线对称轴于点,
过点作轴于点H,则,,,
,
,
②当点P与点C重合时,点Q与点C重合,此时t的值最小,如图3,
连接BC,以O为圆心,OB为半径作⊙交抛物线对称轴于点M,
,
⊙经过点C,
连接OM,设抛物线对称轴交x轴于点E,
则,,
,
,
,
综上所述,.
4.(2021·辽宁锦州·中考真题)如图1,在平面直角坐标系中,直线y=x+1分别与x轴、y轴交于点A,C,经过点C的抛物线y=x2+bx+c与直线y=x+1的另一个交点为点D,点D的横坐标为6.
(1)求抛物线的表达式.
(2)M为抛物线上的动点.
①N为x轴上一点,当四边形CDMN为平行四边形时,求点M的坐标;
②如图2,点M在直线CD下方,直线OM(OM∥CD的情况除外)交直线CD于点B,作直线BD关于直线OM对称的直线B,当直线B与坐标轴平行时,直接写出点M的横坐标.
【答案】(1)y=;(2)①点M的坐标为(,)或(,);②点M的横坐标为3或或
【解题思路分析】(1)先由直线解析式求出A,C,D的坐标,再由C,D坐标求出抛物线解析式;
(2)①设N(n,0),由平移与坐标关系可得点M的坐标,然后代入抛物线的解析式求解即可;②因为直线B与坐标轴平行,所以B∥x轴和B∥y轴分类讨论,以B∥x轴为例,画出草图,由于BM平分∠DB,又∠AOB=∠BM,等量代换,可以证得△AOB是等腰三角形,求出AB的长度,并且有A和D点坐标,求出∠DAO的三角函数值,过B作BH⊥x轴于H,在直角△ABH中,利用AB的长度,和∠BAH的三角函数值,求出AH和BH的长度,得到B点坐标,进一步得到直线OB的解析式,联立直线OB和抛物线解析式,求得交点M点坐标,当B∥y轴,用同样的方法解决.
【解析】解:(1)令x=0,则y=x+1=1,
∴C点坐标为(0,1),
令y=0,则,①
∴,
∴A点坐标为(,0),
令x=6,则y=,
∴D点坐标为(),
将C,D两点坐标代入到抛物线解析式中得,
,
解得,
∴抛物线的表达式为:y=;
(2)①设N(n,0),
∵四边形CDMN为平行四边形,
∴ ,
∴由平移与坐标关系可得M(n+6,),
∵点M在抛物线上,
∴,
∴n2+9n+4=0,
∴,
∴点M的坐标为(,)或(,);
②第一种情况:如图1,当B∥x轴时,分别过B,D作x轴的垂线,垂足分别为H,Q,
在直角△ADQ中,AQ=6+=,DQ=,
∴由勾股定理得: ,
∴tan∠DAQ==,
∴cs∠DAQ=,
∵∠BAH=∠DAQ,
∴cs∠BAH=,
∵直线BD与直线B关于直线OM对称,
∴∠DBM=∠BM,
∵B∥x轴,
∴∠HOB=∠BM=∠DBM,
∴AB=AO=,
∴,
∴AH=,
∴OH=AH+AO=,
令x=﹣,则y==,
∴B点坐标为(﹣,),
设直线OB的解析式为y=kx,代入点B得,k=,
∴直线OB的解析式为y=x,
联立,
解得,,
∴点M的横坐标为3或,
第二种情况,如图2,当B∥y轴时,设B交x轴于G,
∴∠COB=∠OBG,
∵直线BD与直线B关于直线OM对称,
∴∠CBO=∠OBG=∠COB,
∴CB=CO=1,
过C作CE⊥BG于E,
∴CE//x轴,
∴∠BCE=∠CAO,
∵tan∠CAO==,
∴cs∠CAO=,
∴cs∠BCE==,
∴CE==,
∴=,
∵CE⊥BG,BG⊥x轴,
∴∠CEG=∠BGO=∠COG=90°,
∴四边形CEGO为矩形,
∴EG=CO=1,CE=OG=,
∴BG=BE+EG=,
∴点B的坐标为(),
∴直线OB的解析式为y=2x,
联立,
化简得,x2-11x+4=0,
∴,
∵点M在直线CD下方,
∴x<6,
∴x=,
∴点M的横坐标为,
即点M的横坐标为3或或.
5.(2021·江苏盐城·中考真题)学习了图形的旋转之后,小明知道,将点绕着某定点顺时针旋转一定的角度,能得到一个新的点.经过进一步探究,小明发现,当上述点在某函数图像上运动时,点也随之运动,并且点的运动轨迹能形成一个新的图形.
试根据下列各题中所给的定点的坐标和角度的大小来解决相关问题.
(初步感知)
如图1,设,,点是一次函数图像上的动点,已知该一次函数的图像经过点.
(1)点旋转后,得到的点的坐标为________;
(2)若点的运动轨迹经过点,求原一次函数的表达式.
(深入感悟)
(3)如图2,设,,点反比例函数的图像上的动点,过点作二、四象限角平分线的垂线,垂足为,求的面积.
(灵活运用)
(4)如图3,设A,,点是二次函数图像上的动点,已知点、,试探究的面积是否有最小值?若有,求出该最小值;若没有,请说明理由.
【答案】(1);(2);(3);(4)存在最小值,
【解题思路分析】(1)根据旋转的定义得,观察点和在同一直线上即可直接得出结果.
(2)根据题意得出的坐标,再利用待定系数法求出原一次函数表达式即可.
(3)先根据计算出交点坐标,再分类讨论①当时,先证明再计算面积.②当-时,证,再计算即可.
(4)先证明为等边三角形,再证明,根据在中,,写出,从而得出的函数表达式,当直线与抛物线相切时取最小值,得出,由计算得出的面积最小值.
【解析】(1)由题意可得:
∴的坐标为
故答案为:;
(2)∵,由题意得
坐标为
∵,在原一次函数上,
∴设原一次函数解析式为
则
∴
∴原一次函数表达式为;
(3)设双曲线与二、四象限平分线交于点,则
解得
①当时
作轴于
∵
∴
∵
∴
∴在和中
∴
即;
②当-时
作于轴于点
∵
∴
∴
∴
∴
在和中
∴
∴;
(4)连接,,将,绕逆时针旋转得,,作轴于
∵,
∴
∴
∴为等边三角形,此时与重合,即
连接,∵
∴
∴在和中
∴
∴,
∴作轴于
在中,
∴
∴,即,此时的函数表达式为:
设过且与平行 的直线解析式为
∵
∴当直线与抛物线相切时取最小值
则
即
∴
当时,得
∴
设与轴交于点
∵
∴
6.(2021·浙江义乌·九年级期中)如图,在平面直角坐标系中,已知二次函数图象的顶点为C,其中,与x轴交于点A、B(点A在点B的左侧),与y轴交于点D.点M坐标为.
(1)当时,抛物线经过原点,求a的值.
(2)当时,
①若点M、点D、点C三点组成的三角形是直角三角形,求此时点D坐标.
②设反比例函数与抛物线相交于点,当时,求m的取值范围.
【答案】(1);(2)①,②或
【解题思路分析】(1)把和原点代入,直接解方程即可,
(2)①过C点作CN⊥y轴,首先表示出C,D的坐标,再利用相似构造方程解出m即可求出D的坐标,②求出交点,再根据交点的情况确定m取值范围;
【解析】(1)当时,抛物线
∵经过原点
∴得,
解得:
(2)①过C点作CN⊥y轴,
;
点,点
∴点C在直线上,M(0,4),
过作轴于
∵△MDC是直角三角形
∴∠MCD=90°
∴∠MCD=∠CND=∠CNM=90°
∴∠CDM=∠MCN
∴△CDN∽△MCN
∴
即,
解得:,
经检验:是原方程的根,且符合题意,
∴此时点D坐标为
②∵,
∴当P=2时,可得
当P=4时,可得
当抛物线经过点时,
,解得
当抛物线经过点时
,解得
当交点在抛物线对称轴左边时,即m<2时,
可得
又
∴
当交点在抛物线对称轴右边时,即m>2时,
可得
∴m的取值范围为
或
7.(2021·河北九年级二模)如图,在平面直角坐标系中,直线分别交x轴、y轴于点A、点B,交双曲线于点抛物线过点B,且与该双曲线交于点D,点D的纵坐标为.
(1)求双曲线与抛物线的解析式.
(2)若点P为该抛物线上一点,点Q为该双曲线上一点,且P,Q两点的纵坐标都为,求线段的长.
(3)若点M沿直线从点A运动到点C,再沿双曲线从点C运动到点D.过点M作轴,交抛物线于点N.设线段的长度为d,点M的横坐标为m,直接写出d的最大值,以及d随m的增大而减小时m的取值范围.
【答案】(1),;(2)或;(3)的最大值是,,,时,随的增大而减小.
【解题思路分析】(1)根据直线解析式求出点、、的坐标,然后利用待定系数法求出反比例函数解析式,再求出点的坐标,再利用待定系数法求出二次函数解析式即可;
(2)根据抛物线和双曲线解析式求出点、的坐标,然后根据平行于轴的直线上两点间的距离的求法求解即可;
(3)分点在、、上三种情况,根据直线、抛物线和双曲线的解析式表示出,再根据二次函数的增减性解答.
【解析】解:(1)令,则,
解得,
令,则,
所以,点,,
时,,
所以,点,
设双曲线解析式为,
则,
解得,
所以,双曲线解析式为,
点的纵坐标为,
,
解得,
点,
抛物线过点、,
,
解得,
抛物线的解析式为;
(2)当时,,
整理得,,
解得,,
点的坐标为,或,,
,
解得,
点的坐标为,
或;
(3)①点在上时,,
,
随的增大而减小,
②点在上时,,
,
时,有最大值为,
时,随的增大而减小,
③点在上时,,
,
由图可知,随的增大而减小,
综上所述,的最大值是,,,时,随的增大而减小.
8.(2021·山东济宁·中考真题)如图,直线分别交轴、轴于点A,B,过点A的抛物线与轴的另一交点为C,与轴交于点,抛物线的对称轴交于E,连接交于点F.
(1)求抛物线解析式;
(2)求证:;
(3)P为抛物线上的一动点,直线交于点M,是否存在这样的点P,使以A,O,M为顶点的三角形与相似?若存在,求点P的横坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)证明见解析;(3)存在,点P 的横坐标为或±.
【解题思路分析】(1)先求出点A、B的坐标,然后再利用待定系数法求解即可;
(2)先求出直线AD的解析式为y=-x+3,进而得到点E的坐标为(1,2),运用三角函数定义可得即∠OAB=∠OEG=90°即可证得结论;
(3)先求出直线CD解析式为y=3x+3,再根据以A,O,M为顶点的三角形与△ACD相似,分两种情况:①当△AOM ∽△ACD时,∠AOM=∠ACD,从而得出OM//CD,进而得出直线OM的解析式为y=3x,再结合抛物线的解析式即可确定点P的横坐标;②当△AMO∽△ACD时,利用,求出AM,进而求得点M的坐标,求得直线AM的解析式,进而完成解答.
【解析】解:(1)∵直线分别交轴、轴于点A,B
∴A(3,0),B(0,),
∵抛物线经过A(3,0),D(0,3),
∴,解得
∴该抛物线的解析式为;
(2)∵,
∴抛物线的对称轴为直线x=1,
设直线AD的解析式为y=kx+a,
将A(3,0),D(0,3)代入得: ,解得
∴直线AD的解析式为y=-x+3,
∴E(1,2),G(1,0),
∵∠EGO=90°,
∴
∵OA=3,OB=,∠A0B=90°,
∴
∴
∴∠OAB=∠OEG,
∵∠OEG+∠EOG=90°,
∴∠OAB+∠EOG=90°,
∴∠AFO=90°,
∴OE⊥AB;
(3)存在.
∵A(3,0),抛物线的对称轴为直线x=1,
∴C(-1,0),
∴AC=3-(-1)=4,
∵OA=OD=3,∠AOD=90°,
∴,
设直线CD解析式为y=mx+n,则:
,解得
∴直线CD解析式为y=3x+3,
①当△AOM∽△ACD时,∠AOM=∠ACD,如图2所示,
∴OM//CD,
∴直线OM的解析式为y=3x,
∵抛物线的解析式为y=-x2+2x+3,
∴3x=-x2+2x+3,解得:;
②当△AMO∽△ACD时,如图3所示,
∴
∴,
过点M作MG⊥x轴于点G,则∠AGM=90°,
∵∠OAD=45°,
∴
∴OG=OA-AG=3-2=1,
∴M(1,2),
设直线OM解析式为y=m1x,将M(1,2)代入,得:m1=2,
∴直线OM解析式为y=2x,
∵抛物线的解析式为y=-x2+2x+3
∴2x=-x2+2x+3,解得:x=±.
综上,点P的横坐标为或±.
9.(2021·湖北宜昌·中考真题)在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点和点,顶点坐标记为.抛物线的顶点坐标记为.
(1)写出点坐标;
(2)求,的值(用含的代数式表示);
(3)当时,探究与的大小关系;
(4)经过点和点的直线与抛物线,的公共点恰好为3个不同点时,求的值.
【答案】(1);(2),;(3)当时,,当时,,当时,,当或时,;(4),,,
【解题思路分析】(1)令,解出x即可,
(2)把函数顶点式,即可得出结论,
(3)令,结合函数图像分类讨论即可,
(4)由题意可得:直线的解析式为:,再根据已知条件画出函数图像分三类情况讨论,进而得出n的值;
【解析】(1)∵,令,,
∴,,
∴.
(2),
∴,
∵,
∴.
(3)∵,,
当时,,
此时或,
.
由如图1图象可知:
当时,,
当时,,
当时,,
当或时,.
(4)设直线的解析式为:,
则,
由(1)-(2)得,,
∴,
直线的解析式为:.
第一种情况:如图3,
当直线经过抛物线,的交点时,
联立抛物线与的解析式可得:
①
联立直线与抛物线的解析式可得:
,
则,②
当时,把代入得:,
把,代入直线的解析式得:
,
∴,
∴.
此时直线与抛物线,的公共点恰好为三个不同点.
当时,把代入①得:
,
该方程判别式,所以该方程没有实数根.
第二种情况:如图4,
当直线与抛物线或者与抛物线只有一个公共点时.
当直线与抛物线只有一个公共点时,
联立直线与抛物线可得,
∴,
此时,即,
∴,
∴.
由第一种情况而知直线与抛物线公共点的横坐标为,,
当时,,∴.
所以此时直线与抛物线,的公共点恰好为三个不同点.
如图5,
当直线与抛物线只有一个公共点,
∵,,
∴,
联立直线与抛物线,
,
,
当时,,
此时直线与抛物线,的公共点只有一个,
∴.
综上所述:∴,,,.
10.(2021·湖北武汉·九年级模拟预测)已知:抛物线y=a(x+m)(x-3m)(a>0,m>0)与x轴交于A、B两点(点A在点B的右边),与y轴交于点C,直线l:y=kx+b经过点B,且与该抛物线有唯一公共点,平移直线l交抛物线于M、N两点(点M、N分别位于x轴下方和上方)
(1)若
①直接写出点A,点B的坐标和抛物线的解析式;
②如图1,连接AM、AN,取MN的中点P,连接PB,求证:PB⊥AB;
(2)如图2,连接MC.若MC∥x轴,求的值.
【答案】(1)①A(3,0),B(-1,0),;②见解析;(2)
【解题思路分析】(1)①分别将a=、代入求得m,再令y=0,确定A、B的坐标,然后运用待定系数法求出函数解析式即可;
②联立,由直线l与该抛物线有唯一公共点,则△=0,可得,即,设MN的解析式为,则,即,由根与系数的关系可得,即可证明;
(2)先求出抛物线的对称轴、A、B的坐标,可得,即,由直线与抛物线有唯一的公共点可得,则,设MN的直线解析式为y=-4amx+t
则,可得,过N作NGLx轴于G,过N作NG⊥x轴于G,过M作MH⊥x轴交x轴于H,交AN于P,设AN的直线解析式为,将点A与N代入可得,解得,即AN的解析式为,则PH=HM,再证明△AHM≌△AHP(SAS),进一步证得△AGN∽△AHM,则;
【解析】解:(1)由题意得:,解得m=1
∴y=(x+1)(x-3)
令y=0,解得x=-1或x=3
∴A(3,0),B(-1,0),抛物线的解析式;
②证明:设l:y=k(x+1)=kx+k(k<0)
即
∴△=,解得
又∵MN∥l,
∴设MN:
即
;
(2)解:
对称轴:
∵MC∥x轴
当y=0时,,即
,得,即,
由于直线与抛物线有唯一公共点B,
所以△=,且,解得
∴
又∵MN∥l,
∴设MN:y=-4amx+t
,即
∴,
过N作NG⊥x轴于G,过M作MH⊥x轴交x轴于H,交AN于P
设AN:,
∴,
∴
当x=2m时,
当x=0时,,
∴PH=HM
在△AHM和△AHP中
∴△AHM≌△AHP(SAS),
∴∠HAP=∠HAM
又∵∠AGN=∠AHM=90°,
∴△AGN∽△AHM
∴.
11.(2021·广州市第十六中学九年级二模)在平面直角坐标系中,:二次函数()的图象与轴交于、两点(点在点的左侧)且,与轴交于点.
(1)求二次函数的表达式;
(2)将抛物线向上平移个单位,得到抛物线,当时,抛物线与轴只有一个公共点,结合函数图象,求出的取值范围;
(3)将绕的中点旋转,得到,若点是线段上一动点,交直线于点,点为线段的中点,当点从点向点运动时.
①求的值如何变化?请说明理由;
②求点到达点时,直接写出点经过的路线长.
【答案】(1);(2)或;(3)①不变,理由见解析;②
【解题思路分析】(1)将二次函数解析式变为交点式,可求点的坐标,根据,可得抛物线对称轴为:,根据对称轴公式可求.即可得到二次函数的表达式;
(2)设抛物线的表达式为,当抛物线经过点,时,代入可求的值,计算此时在时与轴的两个交点,当抛物线经过点时,代入可求的值,再计算抛物线与轴只有一个公共点时的值,从而求解;
(3)①先求得四边形是矩形,证明,列比例式并结合三角函数定义可得结论;
②首先证明点经过的路径是线段的长,如图2,根据三角形中位线定理即可求得.
【解析】解:(1),
当时,,
,
,,
抛物线对称轴为:,
,
,
抛物线的表达式为;
(2)设抛物线的表达式为,
当抛物线经过点,时,得,此时抛物线:在时与轴有两个交点,
当抛物线经过点时,得,
若,
解得:,
当时,当抛物线与轴只有一个公共点,此公共点为,
综上所述,的取值范围是或;
(3)①的值为定值,不发生变化;
如图1中,
中,,,
,,
中,,
,
,,
,
由旋转得:,,,
,
四边形是矩形,
,,
,
,
,
,
,,,四点共圆,
,
,
,
,
的值为定值,不发生变化;
②如图2,当在点时,与重合,当与重合时,在直线上,
点经过的路线长是线段的长,
中,,,
,,
是的中点,是的中点,
是的中位线,
,
即点到达点时,点经过的路线长是.
12.(2021·广东华侨中学九年级二模)在平面直角坐标系中,直线与轴交于点,与轴交于点,抛物线的对称轴是直线,抛物线与轴的交点为点,且经过点、两点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点为抛物线对称轴上一动点,当的值最小时,求出点的坐标;
(3)抛物线上是否存在点,过点作轴于点,使得以点、、为顶点的三角形与相似?若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2);(3)或或或.
【解题思路分析】(1)由直线可得B、C两点的坐标,根据二次函数的对称轴求得A点坐标,然后利用待定系数法即可得;
(2)根据绝对值的性质得出的值最小时,点为BC的垂直平分线与直线的交点,求得BC垂直平分线的解析式,联立直线即可求得点;
(3)分四种情况进行讨论,设出N的坐标,根据相似三角形的对应边成比例的性质,求得N的横坐标与纵坐标的关系,然后联立抛物线解析式即可求解.
【解析】解:(1)∵直线与轴交于点,与轴交于点,
∴当y=0时,即,解得:x=4,则点B的坐标为,
当x=0时,,则点C的坐标为,
由二次函数的对称性可知:点与点关于直线对称,
∴点A的坐标为,
将点代入得:,
解得,
则抛物线的解析式为;
(2)如图1,连结CM、BM,作线段BC的垂直平分线分别交BC、直线于点,则N为BC中点;
由绝对值的性质可得:,
∴当的值最小时,即,则此时,
∴点M为与直线的交点,此时与重合,
设的解析式为:,
∵直线BC的解析式为:,
∴,解得:,
则的解析式可化为:,
由得点N的坐标为,
将代入得:,解得:,
∴,
将代入,得,即,
∴当的值最小时,点的坐标为,
(3)抛物线上存在点,使得以点为顶点的三角形与相似;
∵
∴,,,
∴,,
∵,
∴为直角三角形,,
∵轴,
∴,则,
如图2所示,分四种情况,点的坐标分别为,设点的坐标为,
①当点在x轴的上方,要使,则,
则此时点与点C重合,则此时点与点O重合,
则,满足题意,
∴此时点的坐标为;
②当点在x轴的上方,要使,则,
∴,即,代入抛物线的解析式得:
,化简得:,
解得:,(不符合题意,故舍去),
将代入抛物线解析式得:,
∴此时点的坐标为;
③当点在x轴的下方,要使,则,
∴,即,代入抛物线的解析式得:
,化简得:,
解得:,(不符合题意,故舍去),
将代入抛物线解析式得:,
∴此时点的坐标为;
④当点在x轴的下方,要使,则,
∴,即,代入抛物线的解析式得:
,化简得:,
解得:,(不符合题意,故舍去),
将代入抛物线解析式得:,
∴此时点的坐标为;
综上,抛物线存在点N的坐标为或或或,使得以点为顶点的三角形与相似.
13.如图,直线:与轴,轴分别相交于、两点,抛物线过点.
(1)该抛物线的函数解析式;
(2)已知点是抛物线上的一个动点并且点在第一象限内,连接、,设点的横坐标为,的面积为,求与的函数表达式,并求出的最大值;
(3)在(2)的条件下,当取得最大值时,动点相应的位置记为点.
①写出点的坐标;
②将直线绕点按顺时针方向旋转得到直线,当直线与直线重合时停止旋转,在旋转过程中,直线与线段交于点,设点,到直线的距离分别为,,当最大时,求直线旋转的角度(即的度数).
【答案】(1);(2),S的最大值为;(3)①,;②45°
【解题思路分析】(1)利用直线的解析式求出点坐标,再把点坐标代入二次函数解析式即可求出的值;
(2)设的坐标为,然后根据面积关系将的面积进行转化;
(3)①由(2)可知,代入二次函数解析式即可求出纵坐标的值;
②可将求最大值转化为求的最小值.
【解析】解:(1)令代入,
,
,
把代入并解得:,
二次函数解析式为:;
(2)令代入,
,
或3,
抛物线与轴的交点横坐标为和3,
在抛物线上,且在第一象限内,
,
令代入,
,
的坐标为,
由题意知:的坐标为,
,
当时,取得最大值.
(3)①由(2)可知:的坐标为,;
②过点作直线,过点作于点,
根据题意知:,
此时只要求出的最大值即可,
,
点在以为直径的圆上,
设直线与该圆相交于点,
点在线段上,
在上,
当与重合时,
可取得最大值,
此时,
,,,,
由勾股定理可求得:,,,
过点作于点,
设,
由勾股定理可得:,
,
,
,
,,
,
∴.
14.(2021·盐城市初级中学九年级二模)将抛物线y=ax2的图像(如图1)绕原点顺时针旋转90度后可得新的抛物线图像(如图2),记为C:y2=x.
(概念与理解)
将抛物线y1=4x2和y2=x2按上述方法操作后可得新的抛物线图像,记为:C1:_____________;C2:____________.
(猜想与证明)
在平面直角坐标系中,点M(x,0)在x轴正半轴上,过点M作平行于y轴的直线,分别交抛物线C1于点A、B,交抛物线C2于点C、D,如图3所示.
(1)填空:当x=1时,=______;当x=2时,=_______;
(2)猜想:对任意x(x>0)上述结论是否仍然成立?若成立,请证明你的猜想;若不成立,请说明理由.
(探究与应用)
①利用上面的结论,可得△AOB与△COD面积比为 ;
②若△AOB和△COD中有一个是直角三角形时,求△COD与△AOB面积之差;
(联想与拓展)
若抛物线C3:y2=mx、C4:y2=nx(0
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