(通用版)中考数学一轮复习练习卷3.5《二次函数的综合应用》课后练习(含答案)
展开1.如图,直线y=kx+b(k、b为常数)分别与x轴、y轴交于点A(-4,0)、B(0,3),抛物线y=-x2+2x+1与y轴交于点C.
(1)求直线y=kx+b的函数解析式;
(2)若点P(x,y)是抛物线y=-x2+2x+1上的任意一点,设点P到直线AB的距离为d,求d关于x的函数解析式,并求d取最小值时点P的坐标;
(3)若点E在抛物线y=-x2+2x+1的对称轴上移动,点F在直线AB上移动,求CE+EF的最小值.
2. 如图,抛物线y=eq \f(1,4)x2+eq \f(1,4)x+c与x轴的负半轴交于点A,与y轴交于点B,连接AB,点C(6,eq \f(15,2))在抛物线上,直线AC与y轴交于点D.
(1)求c的值及直线AC的函数表达式;
(2)点P在x轴正半轴上,点Q在y轴正半轴上,连接PQ与直线AC交于点M,连接MO并延长交AB于点N,若M为PQ的中点.
①求证:△APM∽△AON;
②设点M的横坐标为m,求AN的长.(用含m的代数式表示)
3. 如图,直线y=-eq \f(\r(3),3)x+eq \r(3)分别与x轴、y轴交于B、C两点,点A在x轴上,∠ACB=90°,抛物线y=ax2+bx+eq \r(3)经过A、B两点.
(1)求A、B两点的坐标;
(2)求抛物线的解析式;
(3)点M是直线BC上方抛物线上的一点,过点M作MH⊥BC于点H,作MD∥y轴交BC于点D,求△DMH周长的最大值.
4. 已知点A(-1,1),B(4,6)在抛物线y=ax2+bx上.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图①,点F的坐标为(0,m)(m>2),直线AF交抛物线于另一点G,过点G作x轴的垂线,垂足为H,设抛物线与x轴的正半轴交于点E,连接FH,AE,求证:FH∥AE;
(3)如图②,直线AB分别交x轴,y轴于C,D两点,点P从点C出发,沿射线CD方向匀速运动,速度为每秒 eq \r(2)个单位长度,同时点Q从原点O出发,沿x轴正方向匀速运动,速度为每秒1个单位长度,点M是直线PQ与抛物线的一个交点,当运动到t秒时,QM=2PM,直接写出t的值.
课时2 与面积有关的问题
(建议答题时间:40分钟)
1. 如图,抛物线y=ax2+bx+2经过点A(-1,0),B(4,0),交y轴于点C.
(1)求抛物线的解析式(用一般式表示);
(2)点D为y轴右侧抛物线上一点,是否存在点D,使S△ABD=eq \f(3,2)S△ABC,若存在请直接给出点D坐标;若不存在请说明理由;
(3)将直线BC绕点B顺时针旋转45°得到BE,与抛物线交于另一点E,求BE的长.
2.如图,在平面直角坐标系中,直线y=eq \f(1,2)x+2与x轴交于点A,与y轴交于点C,抛物线y=-eq \f(1,2)x2+bx+c经过A、C两点,与x轴的另一交点为点B.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)点D为直线AC上方抛物线上一动点.
①连接BC、CD,设直线BD交线段AC于点E,△CDE的面积为S1,△BCE的面积为S2,求eq \f(S1,S2)的最大值;
②过点D作DF⊥AC,垂足为点F,连接CD,是否存在点D,使得△CDF中的某个角恰好等于∠BAC的2倍?若存在,求点D的横坐标;若不存在,请说明理由.
3. 抛物线y=ax2+bx+3经过点A(1,0)和点B(5,0).
(1)求该抛物线所对应的函数解析式;
(2)该抛物线与直线y=eq \f(3,5)x+3相交于C、D两点,点P是抛物线上的动点且位于x轴下方,直线PM∥y轴,分别与x轴和直线CD交于点M、N.
①连接PC、PD,如图①,在点P运动过程中,△PCD的面积是否存在最大值?若存在,求出这个最大值;若不存在,说明理由.
②连接PB,过点C作CQ⊥PM,垂足为点Q,如图②, 是否存在点P,使得△CNQ与△PBM相似?若存在,求出满足条件的点P的坐标;若不存在,说明理由.
4. 已知抛物线y=-eq \f(1,3)x2+eq \f(1,3)x+4交x轴于点A、B,交y轴于点C,连接AC、BC.
(1)求交点A、B的坐标以及直线BC的解析式;
(2)如图①,动点P从点B出发以每秒5个单位的速度向点O运动,过点P作y轴的平行线交线段BC于点M,交抛物线于点N,过点N作NK⊥BC交BC于点K,当△MNK与△MPB的面积比为1∶2时,求动点P的运动时间t的值;
(3)如图②,动点P 从点B出发以每秒5个单位的速度向点A运动,同时另一个动点Q从点A出发沿AC以相同速度向终点C运动,且P、Q同时停止,分别以PQ、BP为边在x轴上方作正方形PQEF和正方形BPGH(正方形顶点按顺时针顺序),当正方形PQEF和正方形BPGH重叠部分是一个轴对称图形时,请求出此时轴对称图形的面积.
课时3 与三角形、四边形形状有关的问题
(建议答题时间:40分钟)
1. 如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+1交y轴于点A,交x轴正半轴于点B(4,0),与过A点的直线相交于另一点D(3,eq \f(5,2)),过点D作DC⊥x轴,垂足为C.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点P在线段OC上(不与点O、C重合),过P作PN⊥x轴,交直线AD于M,交抛物线于点N,连接CM,求△PCM面积的最大值;
(3)若P是x轴正半轴上的一动点,设OP的长为t,是否存在t,使以点M、C、D、N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
2. 如图,已知抛物线y=-x2+bx+c与y轴相交于点A(0,3),与x正半轴相交于点B,对称轴是直线x=1.
(1)求此抛物线的解析式及点B的坐标;
(2)动点M从点O出发,以每秒2个单位长度的速度沿x轴正方向运动,同时动点N从点O出发,以每秒3个单位长度的速度沿y轴正方向运动,当N点到达A点时,M、N同时停止运动.过动点M作x轴的垂线交线段AB于点Q,交抛物线于点P,设运动的时间为t秒.
①当t为何值时,四边形OMPN为矩形;
②当t>0时,△BOQ能否为等腰三角形?若能,求出t值;若不能,请说明理由.
3. 如图,抛物线y=ax2+bx+c经过平行四边形ABCD的顶点A(0,3)、B(-1,0)、D(2,3),抛物线与x轴的另一交点为E.经过点E的直线l将平行四边形ABCD分割为面积相等的两部分,与抛物线交于另一点F.点P为直线l上方抛物线上一动点.设点P的横坐标为t.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当t何值时,△PFE的面积最大?并求最大值的立方根;
(3)是否存在点P使△PAE为直角三角形?若存在,求出t的值;若不存在,说明理由.
4. 如图①,在平面直角坐标系中,抛物线y=eq \f(\r(3),3)x2-eq \f(8,3)x-eq \r(3)与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.
(1)判断△ABC的形状,并说明理由;
(2)在抛物线第四象限上有一点,它关于x轴的对称点记为点P,点M是直线BC上的一动点,当△PBC的面积最大时,求PM+eq \f(\r(10),10)MC的最小值;
(3)如图②,点K为抛物线的顶点,点D在抛物线对称轴上且纵坐标为eq \r(3),对称轴右侧的抛物线上有一动点E,过点E作EH∥CK,交对称轴于点H,延长HE至点F,使得EF=eq \f(5\r(3),3),在平面内找一点Q,使得以点F、H、D、Q为顶点的四边形是轴对称图形,且过点Q的对角线所在的直线是对称轴,请问是否存在这样的点Q,若存在,请直接写出点E的横坐标;若不存在,请说明理由.
课时4 二次函数的实际应用
(建议答题时间:20分钟)
1. 足球运动员将足球沿与地面成一定角度的方向踢出,足球飞行的路线是一条抛物线,不考虑空气阻力,足球距离地面的高度h(单位:m)与足球被踢出后经过的时间t(单位:s)之间的关系如下表:
下列结论:①足球距离地面的最大高度为20 m;②足球飞行路线的对称轴是直线t=eq \f(9,2);③足球被踢出9 s时落地;④足球被踢出1.5 s时,距离地面的高度是11 m.其中正确结论的个数是( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
2.甲、乙两人进行羽毛球比赛,羽毛球飞行的路线为抛物线的一部分.如图,甲在O点正上方1 m的P处发出一球,羽毛球飞行的高度y(m)与水平距离x(m)之间满足函数表达式y=a(x-4)2+h.已知点O与球网的水平距离为5 m,球网的高度为1.55 m.
(1)当a=-eq \f(1,24)时,①求h的值,②通过计算判断此球能否过网;
(2)若甲发球过网后,羽毛球飞行到与点O的水平距离为7 m,离地面的高度为eq \f(12,5) m的Q处时,乙扣球成功,求a的值.
3. 农经公司以30元/千克的价格收购一批农产品进行销售,为了得到日销售量p(千克)与销售价格x(元/千克)之间的关系,经过市场调查获得部分数据如下表:
(1)请你根据表中的数据,用所学过的一次函数、二次函数、反比例函数的知识确定p与x之间的函数表达式;
(2)农经公司应该如何确定这批农产品的销售价格,才能使日销售利润最大?
(3)若农经公司每销售1千克这种农产品需支出a元(a>0)的相关费用,当40≤x≤45时,农经公司的日获利的最大值为2430元,求a值.(日获利=日销售利润-日支出费用)
答案
课时1 与线段、周长有关的问题
1. 解:(1)∵直线y=kx+b经过点A(-4,0),B(0,3),
∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(0=-4k+b,3=b)),解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(k=\f(3,4),b=3)),
∴直线的函数解析式为y=eq \f(3,4)x+3;
(2)如解图,过点P作PM⊥AB于点M,作PN∥y轴交直线AB于点N.
第1题解图
∴∠PNM=∠ABO,
∵∠AOB=∠NMP=90°,
∴△AOB∽△PMN,
∴eq \f(AO,PM)=eq \f(AB,PN),
∵OA=4,OB=3,
∴AB=eq \r(OA2+OB2)=5,
∴PM=eq \f(4,5)PN,
∵点P是抛物线上的点,PN∥y轴,
∴P(x,-x2+2x+1),N(x,eq \f(3,4)x+3),
∴PN=eq \f(3,4)x+3-(-x2+2x+1)=x2-eq \f(5,4)x+2=(x-eq \f(5,8))2+eq \f(103,64),
PM=d=eq \f(4,5)(x-eq \f(5,8))2+eq \f(103,80),
∴当x=eq \f(5,8)时,PM取得最小值eq \f(103,80),此时P点坐标为(eq \f(5,8),eq \f(119,64));
(3)∵抛物线y=-x2+2x+1与y轴交于点C,
∴C(0,1),对称轴为直线x=-eq \f(2,2×(-1))=1,
如解图,作点C关于对称轴的对称点G,则G点坐标为(2,1),点G到直线AB的距离即为CE+EF的最小值,最小值为d=eq \f(4,5)×(2-eq \f(5,8))2+eq \f(103,80)=eq \f(14,5).
2. (1)解:把点C(6,eq \f(15,2))代入抛物线解析式可得eq \f(15,2)=9+eq \f(3,2)+c,
解得c=-3,
∴y=eq \f(1,4)x2+eq \f(1,4)x-3,
当y=0时,eq \f(1,4)x2+eq \f(1,4)x-3=0,
解得x1=-4,x2=3,
∴A(-4,0),
设直线AC的函数表达式为:y=kx+b(k≠0),
把A(-4,0),C(6,eq \f(15,2))代入y=kx+b中得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(0=-4k+b,\f(15,2)=6k+b)),解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(k=\f(3,4),b=3)),
∴直线AC的函数表达式为:y=eq \f(3,4)x+3;
(2)①证明:由(1)易得OA=4,OB=3,OD=3,∵在Rt△AOB中,
tan∠OAB=eq \f(OB,OA)=eq \f(3,4).
在Rt△AOD中,tan∠OAD=eq \f(OD,OA)=eq \f(3,4).
∴∠OAB=∠OAD,
∵在Rt△POQ中,M为PQ中点,
∴OM=MP,
∴∠MOP=∠MPO,
∵∠MOP=∠AON,
∴∠APM=∠AON,
∴△APM∽△AON;
②解:如解图,过点M作ME⊥x轴于点E.
又∵OM=MP,
∴OE=EP,
∵点M横坐标为m,
∴AE=m+4,AP=2m+4,
∵tan∠OAD=eq \f(3,4),
∴cs∠EAM=cs∠OAD=eq \f(4,5),
∴AM=eq \f(5,4)AE=eq \f(5(m+4),4),
∵△APM∽△AON,
∴eq \f(AM,AN)=eq \f(AP,AO),
∴AN=eq \f(AM·AO,AP)=eq \f(5m+20,2m+4).
第2题解图
3. 解:(1)∵直线y=-eq \f(\r(3),3)x+eq \r(3)与x轴交于点B,与y轴交于点C,
∴令x=0得y=eq \r(3),令y=0得x=3,
∴点B的坐标为(3,0),点C的坐标为(0,eq \r(3)).
∴tan∠CBO=eq \f(OC,BO)=eq \f(\r(3),3),
∴∠CBO=30°,
∴∠BCO=60°,
∵AC⊥BC,
∴∠ACO=30°,
∴AO=CO·tan∠ACO=eq \r(3)×eq \f(\r(3),3)=1,
∴点A的坐标为(-1,0);
(2)∵抛物线y=ax2+bx+eq \r(3)经过A,B两点,
∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a-b+\r(3)=0,9a+3b+\r(3)=0)),解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a=-\f(\r(3),3),b=\f(2\r(3),3))),
∴抛物线的解析式为y=-eq \f(\r(3),3)x2+eq \f(2\r(3),3)x+eq \r(3);
(3)∵MD∥y轴,
∴∠MDH=∠BCO=60°,
∵MH⊥BC,
∴HD=eq \f(1,2)MD,MH=eq \f(\r(3),2)MD.
∴△DMN的周长为(1+eq \f(1,2)+eq \f(\r(3),2))MD.
设点D的坐标为(t,-eq \f(\r(3),3)t+eq \r(3)),则点M的坐标为(t,-eq \f(\r(3),3)t2+eq \f(2\r(3),3)t+eq \r(3)),
∵点M在直线BC上方的抛物线上,
∴MD=(-eq \f(\r(3),3)t2+eq \f(2\r(3),3)t+eq \r(3))-
(-eq \f(\r(3),3)t+eq \r(3))=-eq \f(\r(3),3)t2+eq \r(3)t=-eq \f(\r(3),3)(t-eq \f(3,2))2+eq \f(3\r(3),4).
∵0<t<3,
∴当t=eq \f(3,2)时,MD有最大值,且MD的最大值为eq \f(3\r(3),4),
∴△DMH周长的最大值为(1+eq \f(1,2)+eq \f(\r(3),2))×eq \f(3\r(3),4)=eq \f(9\r(3)+9,8).
4. (1)解:将点A(-1,1),B(4,6)代入y=ax2+bx中,eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a-b=1,16a+4b=6)),
解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a=\f(1,2),b=-\f(1,2))),
∴抛物线的解析式为y=eq \f(1,2)x2-eq \f(1,2)x;
(2)证明:∵A(-1,1),F(0,m)
∴直线AF的解析式为:y=(m-1)x+m.
联立eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(y=(m-1)x+m,y=\f(1,2)x2-\f(1,2)x)),
得eq \f(1,2)x2-(m-eq \f(1,2))x-m=0.
∵A、G为直线AF与抛物线的交点,
∴xA+xG=-eq \f(-(m-\f(1,2)),\f(1,2))=2m-1,∴xG=2m-1-(-1)=2m,
∴H(2m,0),
∴直线HF的解析式为:y=-eq \f(1,2)x+m.
由抛物线解析式易得E(1,0),
又A(-1,1),
∴直线AE的解析式为:y=-eq \f(1,2)x+eq \f(1,2),
∵直线HF与直线AE的斜率相等,
∴HF∥AE;
(3)解:t的值为eq \f(15+\r(113),6)或eq \f(15-\r(113),6)或eq \f(13+\r(89),2)或eq \f(13-\r(89),2).
【解法提示】由题意知直线AB解析式为y=x+2,∴C(-2,0),D(0,2),P(t-2,t),Q(t,0).
∴直线PQ的解析式为y=-eq \f(t,2)x+eq \f(t2,2),
设M(x0,y0),
由QM=2PM可得:|t-x0|=2|x0-t+2|,
解得:x0=t-eq \f(4,3)或x0=t-4.
(i)当x0=t-eq \f(4,3)时,代入直线PQ解析式得y0=eq \f(2,3)t.
∴M(t-eq \f(4,3),eq \f(2,3)t),
代入y=eq \f(1,2)x2-eq \f(1,2)x中得:eq \f(1,2)(t-eq \f(4,3))2-eq \f(1,2)(t-eq \f(4,3))=eq \f(2,3)t,
解得t1=eq \f(15+\r(113),6),t2=eq \f(15-\r(113),6);
(ii)当x0=t-4时,y0=2t.
∴M(t-4,2t),
代入y=eq \f(1,2)x2-eq \f(1,2)x中得:eq \f(1,2)(t-4)2-eq \f(1,2)(t-4)=2t,
解得:t3=eq \f(13+\r(89),2),t4=eq \f(13-\r(89),2).
综上所述,t的值为eq \f(15+\r(113),6)或eq \f(15-\r(113),6)或eq \f(13+\r(89),2)或eq \f(13-\r(89),2).
课时2 与面积有关的问题
1. 解:(1)将点A(-1,0),B(4,0)代入y=ax2+bx+2中,得
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a-b+2=0,16a+4b+2=0)),解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a=-\f(1,2),b=\f(3,2))),
∴抛物线的解析式为y=-eq \f(1,2)x2+eq \f(3,2)x+2;
(2)存在,点D的坐标为D1(1,3),D2(2,3),D3(5,-3).
【解法提示】如解图①,过点D作DM⊥AB于点M.
设D(m,-eq \f(1,2)m2+eq \f(3,2)m+2)(m>0),则DM=|-eq \f(1,2)m2+eq \f(3,2)m+2|.
∵A(-1,0),B(4,0),
∴AB=5.
∵抛物线交y轴于点C,
∴y=-eq \f(1,2)x2+eq \f(3,2)x+2中,令x=0,有y=2,
∴C(0,2),∴OC=2.
∵OC⊥AB,
∴S△ABC=eq \f(1,2)AB·OC=5,
第1题解图①
又∵S△ABD=eq \f(3,2)S△ABC,
∴DM=|-eq \f(1,2)m2+eq \f(3,2)m+2|=eq \f(3,2)OC=3,
当-eq \f(1,2)m2+eq \f(3,2)m+2=3时,解得m1=1,m2=2,此时D1(1,3),D2(2,3);
当-eq \f(1,2)m2+eq \f(3,2)m+2=-3时,解得m3=-2(舍去),m4=5,此时D3(5,-3).
综上所述,点D的坐标为D1(1,3),D2(2,3),D3(5,-3).
(3)如解图②,过点C作CF⊥BC交BE于点F,过点F作FH⊥y轴于点H,过点E作EG⊥x轴于点G.
第1题解图②
∵CF⊥BC,∠CBF=45°,
∴△BCF是等腰直角三角形,且BC=CF,
∴∠OCB+∠FCH=90°,
又∵FH⊥y轴,
∴∠CFH+∠FCH=90°,
∴∠OCB=∠CFH,
而BC=CF,
∴△BOC≌△CHF(AAS),
又∵B(4,0),C(0,2),
∴CH=OB=4,FH=OC=2,
∴OH=6,
∴F(2,6).
设BE的解析式为y=kx+c,
将B(4,0),F(2,6)代入y=kx+c,得
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(4k+c=0,2k+c=6)),解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(k=-3,c=12)),
∴BE的解析式为y=-3x+12.
联立抛物线和直线BE的解析式,得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(y=-\f(1,2)x2+\f(3,2)x+2,y=-3x+12)),
解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x1=4,y1=0))(舍去),eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x2=5,y2=-3)),
∴E(5,-3),
∵EG⊥x轴,
∴BG=1,EG=3,
∴在Rt△BEG中,BE=eq \r(BG2+EG2)=eq \r(10).
2. 解:(1)据题意得,A(-4,0),C(0,2),
∵抛物线y=-eq \f(1,2)x2+bx+c过A、C两点,
∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(0=-\f(1,2)×16-4b+c,2=c)),∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(b=-\f(3,2),c=2)),
∴抛物线的函数表达式为y=-eq \f(1,2)x2-eq \f(3,2)x+2;
(2)①令y=0,∴-eq \f(1,2)x2-eq \f(3,2)x+2=0,
∴x1=-4,x2=1,
∴B(1,0),
如解图①,过D作DM⊥x轴交AC于M,过B作BN⊥x轴交AC于N,
第2题解图①
∴DM∥BN,
∴△DME∽△BNE,
∴eq \f(S1,S2)=eq \f(DE,BE)=eq \f(DM,BN),
设D(a,-eq \f(1,2)a2-eq \f(3,2)a+2),
则M(a,eq \f(1,2)a+2),
∴DM=-eq \f(1,2)a2-eq \f(3,2)a+2-(eq \f(1,2)a+2)=-eq \f(1,2)a2-2a,在y=eq \f(1,2)x+2中,
令x=1,则y=eq \f(5,2),
∴BN=eq \f(5,2),
∵B(1,0),
∴N(1,eq \f(5,2)),
∴eq \f(S1,S2)=eq \f(DM,BN)=eq \f(-\f(1,2)a2-2a,\f(5,2))=-eq \f(1,5)(a+2)2+eq \f(4,5),
∴当a=-2时,eq \f(S1,S2)取最大值为eq \f(4,5);
②如解图②,
第2题解图②
∵A(-4,0),B(1,0),C(0,2),
∴AC=2eq \r(5),BC=eq \r(5),AB=5,
∴AC2+BC2=AB2,
∴△ABC是以∠ACB为直角的直角三角形,取AB中点P,并连接CP,
∴P(-eq \f(3,2),0),
∴PA=PC=PB=eq \f(5,2),
∴∠CPO=2∠BAC,
∴tan∠CPO=tan(2∠BAC)=eq \f(4,3);
情况1:
过D作x轴的平行线,交y轴于R,交AF延长线于G,则∠DGC=∠BAC,
若∠DCF=2∠BAC,即∠DGC+∠CDG=2∠BAC,∴∠CDG=∠BAC,
∴tan∠CDG=tan∠BAC=eq \f(1,2).
即eq \f(RC,DR)=eq \f(1,2),设D(d,-eq \f(1,2)d2-eq \f(3,2)d+2),
∴DR=d,RC=-eq \f(1,2)d2-eq \f(3,2)d,
∴eq \f(-\f(1,2)d2-\f(3,2)d,d)=eq \f(1,2),
∴d1=0(舍),d1=-2,
∴xD=-2;
情况2:如解图③,过A作AQ∥DF,交CD延长线于点Q,过Q作QH⊥x轴于点H,若∠FDC=2∠BAC,
即∠AQC=2∠BAC,
∴tan∠AQC=eq \f(AC,AQ)=eq \f(2\r(5),AQ)=eq \f(4,3),
∴AQ=eq \f(3\r(5),2),△QHA∽△AOC,
∴eq \f(AH,OC)=eq \f(AQ,AC)=eq \f(HQ,AO)=eq \f(3,4),
第2题解图③
∴AH=eq \f(3,2),HQ=3,
∴Q(-eq \f(11,2),3),又C(0,2),
∴易求直线QC的解析式为y=-eq \f(2,11)x+2,
联立得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(y=-\f(2,11)x+2,y=-\f(1,2)x2-\f(3,2)x+2)),
∴eq \f(1,2)x2+eq \f(29,22)x=0,
x1=0(舍去),x2=-eq \f(29,11),
∴xD=-eq \f(29,11),
综上所述,D点的横坐标为-2或-eq \f(29,11).
3. 解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+3经过点A(1,0)和点B(5,0).
∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a+b+3=0,25a+5b+3=0)) ,解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a=\f(3,5),b=-\f(18,5))),∴该抛物线对应的函数解析式为y=eq \f(3,5)x2-eq \f(18,5)x+3;
(2)∵点P是抛物线上的动点,且位于x轴下方,
∴可设点P(t,eq \f(3,5)t2-eq \f(18,5)t+3)(1<t<5),
∵PM∥y轴,分别与x轴和直线CD相交于点M、N,
∴M(t,0),N(t,eq \f(3,5)t+3).
①∵点C,D是直线与抛物线的交点,∴令eq \f(3,5)x2-eq \f(18,5)x+3=eq \f(3,5)x+3,解得x1=0,x2=7.
当x=0时,y=eq \f(3,5)x+3=3,
当x=7时,y=eq \f(3,5)x+3=eq \f(36,5).
∴点C(0,3),D(7,eq \f(36,5)).
如解图,分别过点C和点D作直线PN的垂线,垂足分别为E,F,
第3题解图
则CE=t,DF=7-t,SΔPCD=SΔPCN+SΔPDN=eq \f(1,2)PN·CE+eq \f(1,2)PN·DF=eq \f(1,2)PN(CE+DF)=eq \f(7,2)PN,
当PN最大时,△PCD的面积最大.
∵PN=eq \f(3,5)t+3-(eq \f(3,5)t2-eq \f(18,5)t+3)=-eq \f(3,5)(t-eq \f(7,2))2+eq \f(147,20),
∴当t=eq \f(7,2)时,PN取最大值为eq \f(147,20),此时△PCD的面积最大,最大值为eq \f(1,2)×7×eq \f(147,20)=eq \f(1029,40);
②存在.
∵∠CQN=∠PMB=90°,∴当eq \f(NQ,CQ)=eq \f(PM,BM)或eq \f(NQ,CQ)=eq \f(BM,PM)时,△CNQ与△PBM相似.
∵CQ⊥PM,垂足为点Q,
∴Q(t,3).
且C(0,3),N(t,eq \f(3,5)t+3),
∴CQ=t,NQ=(eq \f(3,5)t+3)-3=eq \f(3,5)t.
∴eq \f(NQ,CQ)=eq \f(3,5).
∵P(t,eq \f(3,5)t2-eq \f(18,5)t+3),M(t,0),B(5,0).
∴BM=5-t,PM=-eq \f(3,5)t2+eq \f(18,5)t-3.
情况1:当eq \f(NQ,CQ)=eq \f(PM,BM)时,PM=eq \f(3,5)BM,即-eq \f(3,5)t2+eq \f(18,5)t-3=eq \f(3,5)(5-t),解得
t1=2,t2=5(舍去),此时,P(2,-eq \f(9,5));
情况2:当eq \f(NQ,CQ)=eq \f(BM,PM)时,BM=eq \f(3,5)PM,即5-t=eq \f(3,5)(-eq \f(3,5)t2+eq \f(18,5)t-3),解得t1=eq \f(34,9),t2=5(舍去).此时,P(eq \f(34,9),-eq \f(55,27)).
综上所述,存在点P(2,-eq \f(9,5))或者P(eq \f(34,9),-eq \f(55,27)),使得△CNQ与△PBM相似.
4. 解:(1)令y=0,则-eq \f(1,3)x2+eq \f(1,3)x+4=0,解得x=4或-3,
∴点A坐标(-3,0),点B坐标(4,0),
设直线BC解析式为y=kx+b,把B(4,0),C(0,4)代入得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(b=4,4k+b=0)) ,
解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(k=-1,b=4)) ,
∴直线BC解析式为y=-x+4;
(2)如题图①,∵PN∥OC,NK⊥BC,∴∠MPB=∠MKN=90°,
∵∠PMB=∠NMK,
∴△MNK∽△MBP,
∵△MNK与△MBP的面积比为1:2,∴BM=eq \r(2)MN,
∵OB=OC,
∴∠PBM=45°,
∴BM=eq \r(2)PB,
∴MN=PB,
设P(a,0),则MN=-eq \f(1,3)a2+eq \f(1,3)a+4+a-4=-eq \f(1,3)a2+eq \f(4,3)a,BP=4-a,
∴-eq \f(1,3)a2+eq \f(4,3)a=4-a,
解得a=3或4(舍去),
∴PB=1,t=eq \f(1,5);
(3)①如解图①中,过F作FR⊥x轴于R,交GH于T,当轴对称图形为筝形时,PF=PG,GM=FM,
∵BP=PG=AQ,PQ=PF,
∴AQ=PQ=5t,
过点Q作QN⊥AP,则AN=NP,
由△AQN∽△ACO,
∴eq \f(AQ,AC)=eq \f(AN,AO),
∵A(-3,0),C(0,4),
∴AC=5,
∴eq \f(5t,5)=eq \f(AN,3),
∴AN=3t,
∴AP=2AN=6t,
∵AP+BP=AB,
∴6t+5t=7,
∴t=eq \f(7,11),
∴PB=PF=eq \f(35,11),
易证△ACO∽△FPR∽△FMT,
∴eq \f(FP,FR)=eq \f(AC,AO),
∴FR=eq \f(21,11),TF=eq \f(35,11)-eq \f(21,11)=eq \f(14,11),
∴eq \f(FM,AC)=eq \f(TF,AO),
∴FM=eq \f(70,33),
∴S=2×eq \f(1,2)PF·FM=eq \f(2450,363);
②如解图②中,当轴对称图形是正方形时,3t+5t=7,∴t=eq \f(7,8),∴S=eq \f(49,4).
第4题解图① 第4题解图②
课时3 与三角形、四边形形状有关的问题
1. 解:(1)抛物线y=ax2+bx+1经过B(4,0),D(3,eq \f(5,2)),
∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(0=16a+4b+1,\f(5,2)=9a+3b+1)),解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a=-\f(3,4),b=\f(11,4))),
∴抛物线的表达式为y=-eq \f(3,4)x2+eq \f(11,4)x+1;
(2)∵抛物线y=-eq \f(3,4)x2+eq \f(11,4)x+1与y轴交于点A,
∴点A的坐标为A(0,1),
设直线AD的表达式为y=kx+d,则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(1=d,\f(5,2)=3k+d)),解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(k=\f(1,2),d=1)),
∴直线AD的表达式为y=eq \f(1,2)x+1.
∵CD⊥x轴,点D的坐标为D(3,eq \f(5,2)),
∴点C的坐标为C(3,0),
设P(m,0),则0
∴M(m,eq \f(1,2)m+1),
∴PM=eq \f(1,2)m+1,CP=3-m,
∴S△PCM=eq \f(1,2)PM·CP=eq \f(1,2)×(eq \f(1,2)m+1)×(3-m)=-eq \f(1,4)(m-eq \f(1,2))2+eq \f(25,16),
∴当m=eq \f(1,2)时,△PCM面积取得最大值为eq \f(25,16);
(3)∵OP=t,
∴P(t,0),M(t,eq \f(1,2)t+1),N(t,-eq \f(3,4)t2+eq \f(11,4)t+1),
∴MN=|-eq \f(3,4)t2+eq \f(11,4)t+1-(eq \f(1,2)t+1)|=|-eq \f(3,4)t2+eq \f(9,4)t|,
∵CD∥MN,
∴要使得四边形MNDC是平行四边形,只需MN=CD即可.
∵CD=eq \f(5,2),
∴只需|-eq \f(3,4)t2+eq \f(9,4)t|=eq \f(5,2),
化简得3t2-9t+10=0或3t2-9t-10=0.
当3t2-9t+10=0时,Δ=81-120<0,方程无解;
当3t2-9t-10=0时,Δ=81+120=201>0,
∴t=eq \f(9±\r(201),6),
∵t>0,
∴t=eq \f(9+\r(201),6),
∴当t为eq \f(9+\r(201),6)时,四边形MNDC是平行四边形.
2. 解:(1)∵抛物线y=-x2+bx+c与y轴交于点A(0,3),
∴c=3,
∵对称轴是直线x=1,
∴-eq \f(b,2×(-1))=1,解得b=2,
∴抛物线的解析式为y=-x2+2x+3;
令y=0,得-x2+2x+3=0,
解得x1=3,x2=-1(不合题意,舍去),
∴点B的坐标为(3,0);
(2)①由题意得ON=3t,OM=2t,则点P(2t,-4t2+4t+3),
∵四边形OMPN为矩形,
∴PM=ON,即-4t2+4t+3=3t,
解得t1=1,t2=-eq \f(3,4)(不合题意,舍去),
∴当t=1时,四边形OMPN为矩形;
②能,在Rt△AOB中,OA=3,OB=3,∴∠B=45°,
若△BOQ为等腰三角形,有三种情况:
(ⅰ)若OQ=BQ,如解图①所示:
则M为OB中点,OM=eq \f(1,2)OB=eq \f(3,2),
∴t=eq \f(3,2)÷2=eq \f(3,4);
(ⅱ)若OQ=OB,
∵OA=3,OB=3,
∴点Q与点A重合,即t=0(不合题意,舍去);
(ⅲ)若OB=BQ,如解图②所示:
∴BQ=3,
∴BM=BQ·cs45°=3×eq \f(\r(2),2)=eq \f(3\r(2),2),
∴OM=OB-BM=3-eq \f(3\r(2),2)=eq \f(6-3\r(2),2),
∴t=eq \f(6-3\r(2),2)÷2=eq \f(6-3\r(2),4),
综上所述,当t为eq \f(3,4)秒或eq \f(6-3\r(2),4)秒时,△BOQ为等腰三角形.
第2题解图
3. 解:(1)将点A、B、D的坐标代入抛物线的解析式得:
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(c=3,a-b+c=0,4a+2b+c=3)),解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a=-1,b=2,c=3)),
∴抛物线的解析式为y=-x2+2x+3;
(2)把y=0代入y=-x2+2x+3得:-x2+2x+3=0,
解得x=3或x=-1.
∴点E的坐标为(3,0).
∵l将平行四边形ABCD分割为面积相等的两部分,
∴直线l经过平行四边形两对角线的交点,
∴直线l经过点BD的中点,即(eq \f(1,2),eq \f(3,2)).
设EF的解析式为y=kx+b′,将(eq \f(1,2),eq \f(3,2))和(3,0)代入直线的解析式得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)k+b′=\f(3,2),3k+b′=0)),解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(k=-\f(3,5),b′=\f(9,5))),
∴直线EF的解析式为y=-eq \f(3,5)x+eq \f(9,5),
将直线EF解析式与抛物线解析式联立可得,
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(y=-\f(3,5)x+\f(9,5),y=-x2+2x+3)),解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x=3,y=0))或eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x=-\f(2,5),y=\f(51,25))),
∴F(-eq \f(2,5),eq \f(51,25)),
如解图①所示,连接PE,过点P作PG⊥x轴,交EF于点G.
第3题解图①
设点P的坐标为(t,-t2+2t+3),则点G的坐标为(t,-eq \f(3,5)t+eq \f(9,5)),
∴PG=-t2+2t+3-(-eq \f(3,5)t+eq \f(9,5))
=-t2+eq \f(13,5)t+eq \f(6,5).
△PEF的面积=eq \f(1,2)PG·|xE-xF|=eq \f(1,2)×(3+eq \f(2,5))PG=eq \f(1,2)×eq \f(17,5)(-t2+eq \f(13,5)t+eq \f(6,5))=-eq \f(17,10)t2+eq \f(221,50)t+eq \f(102,50)=-eq \f(17,10)·(t-eq \f(13,10))2+eq \f(289,100)×eq \f(17,10),
∴当t=-eq \f(b,2a)=eq \f(13,10)时,△PFE的面积最大,最大面积为eq \f(289,100)×eq \f(17,10),
∴最大值的立方根为eq \r(3,\f(289,100)×\f(17,10))=1.7;
(3)如解图②所示:当∠PAE=90°时,
第3题解图②
设直线AE的解析式为y=k′x+3,将点E的坐标代入得:3k′+3=0,解得k′=-1.
∴直线AE的解析式为y=-x+3.
∴直线AP的解析式为y=x+3.
将y=x+3与y=-x2+2x+3联立,解得x=0时,y=3;x=1时,y=4.
∴P(1,4).
∴t=1.
如解图③所示:当∠APE=90°时,
第3题解图③
设点P的坐标为(t,-t2+2t+3).
设直线AP的解析式为y=k1x+b1,PE的解析式为y=k2x+b2.
将点A和点P的坐标代入y=k1x+b1得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(b1=3,tk1+b1=-t2+2t+3)),
解得k1=-t+2.
将点P、E代入y=k2x+b2得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(3k2+b2=0,tk2+b2=-t2+2t+3)),
解得k2=-(t+1).
∵PA与PE垂直,
∴k1·k2=-1,即-(t+1)×(-t+2)=-1,整理得:t2-t-1=0,
解得t=eq \f(1+\r(5),2)或t=eq \f(1-\r(5),2),
∵点P在直线l的上方,
∴t=eq \f(1-\r(5),2)(舍去).
综上所述,当t=1或t=eq \f(1+\r(5),2)时,△PAE为直角三角形.
4. 解:(1)△ABC是直角三角形. 理由如下:对于抛物线y=eq \f(\r(3),3)x2-eq \f(8,3)x-eq \r(3),
令y=0, 得eq \f(\r(3),3)x2-eq \f(8,3)x-eq \r(3)=0,
解得x=-eq \f(\r(3),3)或3eq \r(3).
令x=0,y=-eq \r(3).
∴A(-eq \f(\r(3),3),0),C(0,-eq \r(3)),B(3eq \r(3),0),
∴OA=eq \f(\r(3),3),OC=eq \r(3),OB=3eq \r(3),
∴eq \f(AO,OC)=eq \f(OC,OB)=eq \f(1,3),
∵∠AOC=∠BOC,
∴△AOC∽△COB,
∴∠ACO=∠OBC,
∵∠OBC+∠OCB=90°,
∴∠ACO+∠OCB=90°,
∴∠ACB=90°.
即△ABC为直角三角形;
(也可以求出AC、BC、AB,利用勾股定理逆定理证明)
(2)如解图①中,设第四象限抛物线上一点N(m,eq \f(\r(3),3)m2-eq \f(8,3)m-eq \r(3)),点N关于x轴的对称点P(m,-eq \f(\r(3),3)m2+eq \f(8,3)m+eq \r(3)),过B、C分别作y轴、x轴的平行线交于点G,连接PG.
第4题解图①
∵G(3eq \r(3),-eq \r(3)),
∴SΔPBC=SΔPCG+SΔPBG-SΔBCG=eq \f(1,2)×3eq \r(3)×(-eq \f(\r(3),3)m2+eq \f(8,3)m+2eq \r(3)) +eq \f(1,2)×eq \r(3)×(3eq \r(3)-m)-eq \f(1,2)×3eq \r(3)×eq \r(3)=-eq \f(3,2)(m-eq \f(7\r(3),6))2+eq \f(121,8).
∵eq \f(3,2)<0,
∴当m=eq \f(7\r(3),6)时,△PBC的面积最大,此时P(eq \f(7\r(3),6),eq \f(11\r(3),4)).
如解图②,作ME⊥CG于点E,
第4题解图②
∵CG∥OB,
∴∠OBC=∠ECM,
∵∠BOC=∠CEM,
∴△CEM∽△BOC,
∵OC∶OB∶BC=1∶3∶eq \r(10),
∴EM∶CE∶CM=1∶3∶eq \r(10),
∴EM=eq \f(\r(10),10)CM,
∴PM+eq \f(\r(10),10)CM=PM+ME,
∴根据垂线段最短可知,当PE⊥CG时,PM+ME最短,
∴PM+eq \f(\r(10),10)MC的最小值为eq \f(11\r(3),4)+eq \r(3)=eq \f(15\r(3),4);
(3)存在,理由如下:
① 如解图③,当DH=HF,HQ平分∠DHF时,以点F、H、D、Q为顶点的四边形是轴对称图形,且过点Q的对角线所在的直线是对称轴.作CG⊥HK于G,PH∥x轴,EP⊥PH于点P.
第4题解图③
∵FH∥CK,K(eq \f(4\r(3),3),-eq \f(25\r(3),9)),
易知CG∶GK∶CK=3∶4∶5,
由△EPH∽△KGC,得PH∶PE∶EH=3∶4∶5,设
E(n,eq \f(\r(3),3)n2-eq \f(8,3)n-eq \r(3)),
则HE=eq \f(5,3)(n-eq \f(4\r(3),3)),PE=eq \f(4,3)(n-eq \f(4\r(3),3)).
∵DH=HF,
∴eq \r(3)+[-eq \f(\r(3),3)n2+eq \f(8,3)n+eq \r(3)-eq \f(4,3)(n-eq \f(4\r(3),3))]=eq \f(5,3)(n-eq \f(4\r(3),3))+eq \f(5\r(3),3),
解得n=eq \f(-\r(3)+\r(471),6)或n=eq \f(-\r(3)-\r(471),6)(舍去).
②如解图④,当DH=HF,HQ平分∠DHF时,以点F、H、D、Q为顶点的四边形是轴对称图形,且过点Q的对角线所在直线是对称轴.
同上面的方法可得[eq \f(\r(3),3)n2-eq \f(8,3)n-eq \r(3)+eq \f(4,3)(n-eq \f(4\r(3),3))]-eq \r(3)=eq \f(5,3)(n-eq \f(4\r(3),3))+eq \f(5\r(3),3),
解得n=eq \f(3\r(3),2)+eq \f(\r(591),6)或n=eq \f(3\r(3),2)-eq \f(\r(591),6)(舍去).
第4题解图④
③如解图⑤,当DH=DF,DQ平分∠HDF时,以点F、H、D、Q为顶点的四边形是轴对称图形,且过点Q的对角线所在直线是对称轴.
第4题解图⑤
设DQ交HF于M,由△DHM∽△CKG,可知HM∶DH=4∶5,则eq \f(1,2)×[eq \f(5,3)(n-eq \f(4\r(3),3))+eq \f(5\r(3),3)]∶[eq \f(\r(3),3)n2-eq \f(8,3)n-eq \r(3)+eq \f(4,3)(n-eq \f(4\r(3),3))-eq \r(3)]=4∶5,
解得n=eq \f(19\r(3),16)+eq \f(\r(33459),48)或n=eq \f(19\r(3),16)-eq \f(\r(33459),48)(舍去).
综上所述,满足条件的点E的横坐标为eq \f(-\r(3)+\r(471),6)或eq \f(3\r(3),2)+eq \f(\r(591),6)或eq \f(19\r(3),16)+eq \f(\r(33459),48).
课时4 二次函数的实际应用
1. B 【解析】由足球距离地面的高度h与足球被踢出后经过的时间t之间关系可求得h与t的函数关系式为:h=-t2+9t,当t=1.5时,可得h=11.25,所以④错误;当h=0时,可得-t2+9t=0,解得t1=0,t2=9,所以足球被踢出9秒时落地,由h=-t2+9t可得对称轴是t=eq \f(9,2),故②③正确;当t=eq \f(9,2)时,h=-eq \f(81,4)+eq \f(81,2)=eq \f(81,4)=20.25,所以①错误;正确结论的个数为2个,故选B.
2. 解:(1)①把P(0,1)代入y=-eq \f(1,24)(x-4)2+h中得h=eq \f(5,3);
②把x=5代入y=-eq \f(1,24)(x-4)2+eq \f(5,3),得y=-eq \f(1,24)×(5-4)2+eq \f(5,3)=1.625.
∵1.625>1.55.
∴此球能过网;
(2)把P(0,1),Q(7,eq \f(12,5))代入y=a(x-4)2+h,得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(16a+h=1,9a+h=\f(12,5))),解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a=-\f(1,5),h=\f(21,5))),
∴a=-eq \f(1,5).
3. 解:(1)p与x之间满足一次函数关系p=kx+b,点(50,0),(30,600)在图象上,
∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(50k+b=0,30k+b=600)), 解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(k=-30,b=1500)),
∴p与x之间的函数表达式为p=-30x+1500(30≤x≤50);
(2)设日销售价格为x元/千克,日销售利润为w元,依题意得
w=(-30x+1500)(x-30)=-30x2+2400x-45000(30≤x≤50),
∵a=-30<0,∴w有最大值.
当x=-eq \f(2400,2×(-30))=40时,
w最大=3000(元);
故这批农产品的销售价格定为40元,才能使日销售利润最大.
(3)∵w=p(x-30-a)=-30x2+(2400+30a)x-(1500a+45000),
对称轴为x=-eq \f(2400+30a,2×(-30))=40+eq \f(1,2)a.
①若a>10,当x=45时w取最大值,即(45-30-a)×150=2250-150a<2430(舍去);
②若a<10,当x=40+eq \f(1,2)a时w取最大值,将x=40+eq \f(1,2)a代入,得w=30(eq \f(1,4)a2-10a+100),
令w=2430,则30(eq \f(1,4)a2-10a+100)=2430,解得a1=2或a2=38(舍去).
综上所述,a的值为2.t
0
1
2
3
4
5
6
7
…
h
0
8
14
18
20
20
18
14
…
销售价格x(元/千克)
30
35
40
45
50
日销售量p(千克)
600
450
300
150
0
(通用版)中考数学一轮复习练习卷8.2《概率》课后练习(含答案): 这是一份(通用版)中考数学一轮复习练习卷8.2《概率》课后练习(含答案),共21页。试卷主要包含了 下列事件中,是必然事件的是, 下列说法正确的是, 从eq \r,0,π,3等内容,欢迎下载使用。
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(通用版)中考数学一轮复习练习卷4.4《图形的相似》课后练习(含答案): 这是一份(通用版)中考数学一轮复习练习卷4.4《图形的相似》课后练习(含答案),共8页。