2021中考数学真题知识点分类汇编(含答案)-二次函数4(二次函数综合题1)(60题,含答案)
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一.二次函数综合题(共60小题)
1.(2021•赤峰)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣3,0)、B(1,0)两点,对称轴l与x轴交于点F,定直线m∥AC,过点E作EH⊥m,垂足为H,连接AE、EC、CH、AH.
(1)抛物线的解析式为 ;
(2)当四边形AHCE面积最大时,求点E的坐标;
(3)在(2)的条件下,连接EF,在抛物线上是否存在点Q,使得以F、E、P、Q为顶点,请直接写出点Q的坐标;若不存在
2.(2021•陕西)已知抛物线y=x2+bx+c与x轴交于点A(﹣5,0)和点B,与y轴交于点C(0,5)
(1)求该抛物线的表达式及点B的坐标;
(2)若点P(m,2)在l上,点P′与点P过关于x轴对称.在该抛物线上,使四边形P′DEF与四边形P′BPA位似,且位似中心是P′?若存在;若不存在,请说明理由.
3.(2021•攀枝花)如图,开口向上的抛物线与x轴交于A(x1,0)、B(x2,0)两点,与y轴交于点C,且AC⊥BC1,x2是方程x2+3x﹣4=0的两个根.
(1)求点C的坐标,并求出抛物线的表达式;
(2)垂直于线段BC的直线l交x轴于点D,交线段BC于点E,连接CD;
(3)在(2)的结论下,抛物线的对称轴上是否存在点P,请求出点P的坐标;若不存在
4.(2021•阿坝州)如图1,直线y=﹣x+b与抛物线y=ax2交于A,B两点,与y轴于点C(﹣4,8).
(1)求a,b的值;
(2)将点A绕点C逆时针旋转90°得到点D.
①试说明点D在抛物线上;
②如图2,将直线AB向下平移,交抛物线于E(点E在点F的左侧),点G在线段OC上.若△GEF∽△DBA(点G,E,F分别与点D,B,A对应),求点G的坐标.
5.(2021•兰州)如图1,二次函数y=a(x+3)(x﹣4)图象交坐标轴于点A,B(0,﹣2)
(1)求二次函数y=a(x+3)(x﹣4)的表达式;
(2)过点P作PQ⊥x轴分别交线段AB,抛物线于点Q,C,连接AC.当OP=1时;
(3)如图2,将线段PB绕点P逆时针旋转90°得到线段PD.当点D在抛物线上时,求点D的坐标.
6.(2021•内江)如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣2,0)、B(6,0)两点,与y轴交于点E,点D的坐标为(4,3).
(1)求抛物线的解析式与直线l的解析式;
(2)若点P是抛物线上的点且在直线l上方,连接PA、PD,求当△PAD面积最大时点P的坐标及该面积的最大值;
(3)若点Q是y轴上的点,且∠ADQ=45°,求点Q的坐标.
7.(2021•黔西南州)如图,直线l:y=2x+1与抛物线C:y=2x2+bx+c相交于点A(0,m),B(n,7).
(1)填空:m= ,n= ,抛物线的解析式为 .
(2)将直线l向下移a(a>0)个单位长度后,直线l与抛物线C仍有公共点
(3)Q是抛物线上的一个动点,是否存在以AQ为直径的圆与x轴相切于点P?若存在,请求出点P的坐标,请说明理由.
8.(2021•兰州)如图1,二次函数y=a(x+3)(x﹣4)的图象交坐标轴于点A,B(0,﹣2)
(1)求二次函数y=a(x+3)(x﹣4)的表达式;
(2)过点P作PQ⊥x轴分别交线段AB,抛物线于点Q,C,连接AC.当OP=1时;
(3)如图2,将线段PB绕点P逆时针旋转90°得到线段PD.
①当点D在抛物线上时,求点D的坐标;
②点E(2,﹣)在抛物线上,连接PE,直接写出点P的坐标.
9.(2021•西宁)如图,在平面直角坐标系xOy中,一次函数y=﹣,与y轴交于点B,点C的坐标为(﹣2,0),B,C三点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)直线AD与y轴负半轴交于点D,且∠BAO=∠DAO,求证:OB=OD;
(3)在(2)的条件下,若直线AD与抛物线的对称轴l交于点E,在第一象限内的抛物线上是否存在一点P,使四边形BEAP的面积最大?若存在;若不存在,请说明理由.
10.(2021•德州)小刚在用描点法画抛物线C1:y=ax2+bx+c时,列出了下面的表格:
x
…
0
1
2
3
4
…
y
…
3
6
7
6
3
…
(1)请根据表格中的信息,写出抛物线C1的一条性质: ;
(2)求抛物线C1的解析式;
(3)将抛物线C1先向下平移3个单位长度,再向左平移4个单位长度,得到新的抛物线C2;
①若直线y=x+b与两抛物线C1,C2共有两个公共点,求b的取值范围;
②抛物线C2的顶点为A,与x轴交点为点B,C(点B在点C左侧),点P(不与点A重合),且为C2上任意一点,过点P作PD⊥x轴,垂足为D,连接AB,DQ.求证:AB∥DQ.
11.(2021•济南)抛物线y=ax2+bx+3过点A(﹣1,0),点B(3,0),顶点为C.
(1)求抛物线的表达式及点C的坐标;
(2)如图1,点P在抛物线上,连接CP并延长交x轴于点D,若△DAC是以AC为底的等腰三角形,求点P的坐标;
(3)如图2,在(2)的条件下,点E是线段AC上(与点A,C不重合),连接PE,作∠PEF=∠CAB,设点F的横坐标为m,求m的取值范围.
12.(2021•绵阳)如图,二次函数y=﹣x2﹣2x+4﹣a2的图象与一次函数y=﹣2x的图象交于点A、B(点B在右侧),与y轴交于点C,点A的横坐标恰好为a.动点P、Q同时从原点O出发和2个单位长度运动,以PQ为对角线作矩形PMQN,且矩形四边与坐标轴平行.
(1)求a的值及t=1秒时点P的坐标;
(2)当矩形PMQN与抛物线有公共点时,求时间t的取值范围;
(3)在位于x轴上方的抛物线图象上任取一点R,作关于原点(0,0)的对称点为R′,求R′M长度的最小值,并求此时点R的坐标.
13.(2021•日照)已知:抛物线y=ax2+bx+c经过A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3)三点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点P为直线BC上方抛物线上任意一点,连PC、PB、PO,设=k,求当k取最大值时点P的坐标
(3)如图2,点Q为抛物线对称轴与x轴的交点,点C关于x轴的对称点为点D.
①求△BDQ的周长及tan∠BDQ的值;
②点M是y轴负半轴上的点,且满足tan∠BMQ=(t为大于0的常数),求点M的坐标.
14.(2021•沈阳)如图,平面直角坐标系中,O是坐标原点2+bx+c与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),点B坐标是(3,0).抛物线与y轴交于点C(0,3),连接PC.
(1)求抛物线的函数表达式并直接写出顶点P的坐标.
(2)直线BC与抛物线对称轴交于点D,点Q为直线BC上一动点.
①当△QAB的面积等于△PCD面积的2倍时,求点Q的坐标;
②在①的条件下,当点Q在x轴上方时,过点Q作直线l垂直于AQx﹣交直线l于点Fx﹣上,且AG=AQ时
15.(2021•滨州)如下列图形所示,在平面直角坐标系中,一个三角板的直角顶点与原点O重合,两直角边所在直线分别与抛物线y=x2相交于点A、B(点A在点B的左侧).
(1)如图1,若点A、B的横坐标分别为﹣3、,求线段AB中点P的坐标;
(2)如图2,若点B的横坐标为4,求线段AB中点P的坐标;
(3)如图3,若线段AB中点P的坐标为(x,y),求y关于x的函数解析式;
(4)若线段AB中点P的纵坐标为6,求线段AB的长.
16.(2021•潍坊)如图,在直角坐标系中,O为坐标原点(2,﹣),抛物线与x轴的一个交点为A(4,0),点B(2,2)
(1)判断点C是否在该抛物线上,并说明理由;
(2)顺次连接AB,BC,CO;
(3)设点P是抛物线上的动点,连接PA、PC、AC,△PAC的面积S随点P的运动而变化;当S的值为②时,求点P的横坐标的值.
直线AC的函数表达式
S取的一个特殊值
满足条件的P点的个数
S的可能取值范围
①
6
4个
③
②
3个
\
10
2个
④
17.(2021•盘锦)如图,抛物线y=﹣x2+2x+6与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,与x轴交于点E,与直线BC交于点F.
(1)点F的坐标为 ;
(2)如图1,点P为第一象限抛物线上的一点,PF的延长线交OB于点Q,QN⊥BC于点N,若=,求点P的坐标;
(3)如图2,点S为第一象限抛物线上的一点,且点S在射线DE上方,沿射线DE方向以每秒4个单位长度的速度运动,且tan∠SEG=时,求点G的运动时间t.
18.(2021•河池)在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣(x﹣1)2+4与x轴交于A,B两点(A在B的右侧),与y轴交于点C.
(1)求直线CA的解析式;
(2)如图,直线x=m与抛物线在第一象限交于点D,交CA于点E,DG⊥CA于点G,若E为GA的中点
(3)直线y=nx+n与抛物线交于M(x1,y1),N(x2,y2)两点,其中x1<x2.若x2﹣x1>3且y2﹣y1>0,结合函数图象,探究n的取值范围.
19.(2021•朝阳)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴分别交于点A(﹣1,0)和点B,与y轴交于点C(0,3).
(1)求抛物线的解析式及对称轴;
(2)如图1,点D与点C关于对称轴对称,点P在对称轴上,求点P的坐标;
(3)点M是抛物线上位于对称轴右侧的点,点N在抛物线的对称轴上,当△BMN为等边三角形时
20.(2021•镇江)将一张三角形纸片ABC放置在如图所示的平面直角坐标系中,点A(﹣6,0),点B(0,2)(﹣4,8),二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象经过点A,B,该抛物线的对称轴经过点C
(1)求该二次函数的表达式及点D的坐标;
(2)点M在边AC上(异于点A,C),将三角形纸片ABC折叠,使得点A落在直线AB上,点M的对应点记为点N,折痕所在直线l交抛物线的对称轴于点P
①请作出图中点M的对应点N和折痕所在直线l;(要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
②连接MP,NP,在下列选项中:A.折痕与AB垂直,C.=,D.= .
③点Q在二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象上,当△PDQ∼△PMN时
21.(2021•锦州)如图1,在平面直角坐标系中,直线y=,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),作直线BD关于直线OM对称的直线BD′,当直线BD′与坐标轴平行时
22.(2021•兴安盟)如图,直线y=x+2与抛物线y=ax2+bx+6(a≠0)相交于点A(,)和点B(4,m)(点H在点K的左侧).点F在线段AB上运动(不与点A、B重合),过点F作直线FC⊥x轴于点P
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,连接AC,是否存在点F,求出点F的坐标;若不存在;
(3)如图2,过点C作CE⊥AB于点E,当△CEF的周长最大时,把△CEF沿直线l翻折180°,翻折后点C的对应点记为点Q,点F的坐标,并直接写出翻折过程中线段KQ的最大值和最小值.
23.(2021•巴中)已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣2,0)、B(6,0)两点(0,﹣3).
(1)求抛物线的表达式;
(2)点P在直线BC下方的抛物线上,连接AP交BC于点M,当最大时的最大值;
(3)在(2)的条件下,过点P作x轴的垂线l,使△BCD是直角三角形,若存在;若不存在,请说明理由.
24.(2021•淮安)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于点A(﹣3,0)和点B(5,0),顶点为点D(点M在点Q的左侧),在x轴下方作矩形MNPQ,其中MQ=3,运动开始时,点M的坐标为(﹣6,0),设运动的时间为t秒(t>0).
(1)b= ,c= .
(2)连接BD,求直线BD的函数表达式.
(3)在矩形MNPQ运动的过程中,MN所在直线与该二次函数的图象交于点G,PQ所在直线与直线BD交于点H,使得以G、M、H、Q为顶点的四边形是面积小于10的平行四边形?若存在,求出t的值,请说明理由.
(4)连接PD,过点P作PD的垂线交y轴于点R,直接写出在矩形MNPQ整个运动过程中点R运动的路径长.
25.(2021•鞍山)如图,抛物线y=ax2+bx﹣3交x轴于点A(﹣1,0),B(3,0),D是抛物线的顶点,P是抛物线上的动点(0≤m≤3),AE∥PD交直线l:y=x+2于点E,交y轴于点Q.
(1)求抛物线的表达式;
(2)设△PDF的面积为S1,△AEF的面积为S2,当S1=S2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∠BMQ=45°,点M也随之运动,直接写出点M的纵坐标t的取值范围.
26.(2021•西藏)在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A,B两点.与y轴交于点C.且点A的坐标为(﹣1,0),点C的坐标为(0,5).
(1)求该抛物线的解析式;
(2)如图(甲).若点P是第一象限内抛物线上的一动点.当点P到直线BC的距离最大时,求点P的坐标;
(3)图(乙)中,若点M是抛物线上一点,点N是抛物线对称轴上一点,C,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请求出点M的坐标,请说明理由.
27.(2021•德阳)如图,已知:抛物线y=x2+bx+c与直线l交于点A(﹣1,0),C(2,﹣3),与x轴另一交点为B.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线上找一点P,使△ACP的内心在x轴上,求点P的坐标;
(3)M是抛物线上一动点,过点M作x轴的垂线,垂足为N(2)的条件下,是否存在点M,请求出点M的坐标;若不存在
28.(2021•百色)已知O为坐标原点,直线l:y=﹣x+2与x轴、y轴分别交于A、C两点(4,2)关于直线l的对称点是点E,连接EC交x轴于点D.
(1)求证:AD=CD;
(2)求经过B、C、D三点的抛物线的函数表达式;
(3)当x>0时,抛物线上是否存在点P,使S△PBC=S△OAE?若存在,求点P的坐标;若不存在
29.(2021•抚顺)直线y=﹣x+3与x轴相交于点A,与y轴相交于点B,抛物线y=ax2+2x+c经过点A,B,与x轴的另一个交点为C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点D是第一象限内抛物线上的一个动点,过点D作DE∥y轴交AB于点E,FG⊥x轴于点G.当DE=FG时,求点D的坐标;
(3)如图2,在(2)的条件下,直线CD与AB相交于点M,过H作HK∥y轴,交直线CD于点K.P是平面内一点,H,K,P为顶点的四边形是正方形时,请直接写出点P的坐标.
30.(2021•湘潭)如图,一次函数y=x﹣,二次函数y=x2+bx+c图象过A、B两点.
(1)求二次函数解析式;
(2)点B关于抛物线对称轴的对称点为点C,点P是对称轴上一动点,在抛物线上是否存在点Q,求出Q点坐标;若不存在
31.(2021•郴州)将抛物线y=ax2(a≠0)向左平移1个单位,再向上平移4个单位后,得到抛物线H:y=a(x﹣h)2+k.抛物线H与x轴交于点A,B,与y轴交于点C.已知A(﹣3,0),点P是抛物线H上的一个动点.
(1)求抛物线H的表达式;
(2)如图1,点P在线段AC上方的抛物线H上运动(不与A,C重合),过点P作PD⊥AB,PD交AC于点E.作PF⊥AC,垂足为F;
(3)如图2,点Q是抛物线H的对称轴l上的一个动点,在抛物线H上,使得以点A,P,C,Q为顶点的四边形是平行四边形?若存在;若不存在,说明理由.
32.(2021•阜新)在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣3交x轴于点A(﹣1,0),B(3,0),过点B的直线y=x﹣2交抛物线于点C.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)若点P是直线BC下方抛物线上的一个动点(P不与点B,C重合),求△PBC面积的最大值;
(3)若点M在抛物线上,将线段OM绕点O旋转90°,得到线段ON,使点N恰好落在直线BC上?若存在,请直接写出点M的坐标,请说明理由.
33.(2021•南通)定义:若一个函数图象上存在横、纵坐标相等的点,则称该点为这个函数图象的“等值点”.例如,点(1,1)是函数y=的图象的“等值点”.
(1)分别判断函数y=x+2,y=x2﹣x的图象上是否存在“等值点”?如果存在,求出“等值点”的坐标;如果不存在;
(2)设函数y=(x>0),y=﹣x+b的图象的“等值点”分别为点A,B,过点B作BC⊥x轴,求b的值;
(3)若函数y=x2﹣2(x≥m)的图象记为W1,将其沿直线x=m翻折后的图象记为W2.当W1,W2两部分组成的图象上恰有2个“等值点”时,直接写出m的取值范围.
34.(2021•广州)已知抛物线y=x2﹣(m+1)x+2m+3.
(1)当m=0时,请判断点(2,4)是否在该抛物线上;
(2)该抛物线的顶点随着m的变化而移动,当顶点移动到最高处时,求该抛物线的顶点坐标;
(3)已知点E(﹣1,﹣1)、F(3,7),若该抛物线与线段EF只有一个交点
35.(2021•梧州)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c经过点A(﹣1,0),B(0,3),顶点为C.平移此抛物线,得到一条新的抛物线(3,﹣1)为原抛物线上点A的对应点,新抛物线顶点为E,连接CG,EG
(1)求原抛物线对应的函数表达式;
(2)在原抛物线或新抛物线上找一点F,使以点C,E,F,G为顶点的四边形是平行四边形;
(3)若点K是y轴上的一个动点,且在点B的上方,过点K作CE的平行线,N,且点M,N分别在y轴的两侧,请直接写出点K的坐标.
36.(2021•丹东)如图,已知点A(﹣8,0),点B(﹣5,﹣4),交x轴于点D,抛物线y=ax2+x+c经过点A、C、D,连接AB、AC.
(1)求抛物线的表达式;
(2)判断△ABC的形状,并说明理由;
(3)E为直线AC上方的抛物线上一点,且tan∠ECA=,求点E的坐标;
(4)N为线段AC上的动点,动点P从点B出发,以每秒1个单位长度的速度沿线段BN运动到点N个单位长度的速度沿线段NC运动到点C,又以每秒1个单位长度的速度沿线段CO向点O运动,请直接写出上述运动时间的最小值及此时点N的坐标.
37.(2021•桂林)如图,已知抛物线y=a(x﹣3)(x+6)过点A(﹣1,5)(﹣5,m),与x轴的正半轴交于点C.
(1)求a,m的值和点C的坐标;
(2)若点P是x轴上的点,连接PB,PA,当=时;
(3)在抛物线上是否存在点M,使A,B两点到直线MC的距离相等?若存在;若不存在,请说明理由.
38.(2021•淄博)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+•x+(m>0)与x轴交于A(﹣1,0),B(m,0),与y轴交于点C,连接BC.
(1)若OC=2OA,求抛物线对应的函数表达式;
(2)在(1)的条件下,点P位于直线BC上方的抛物线上,求点P的坐标;
(3)设直线y=x+b与抛物线交于B,G两点(在抛物线上),点F(在抛物线的对称轴上),使得以B,G,E,求出点E,F的坐标,说明理由.
39.(2021•毕节市)如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴相交于A,B两点,与y轴相交于点C,顶点为D,点B的坐标为(3,0).
(1)填空:点A的坐标为 ,点D的坐标为 ,抛物线的解析式为 ;
(2)当二次函数y=x2+bx+c的自变量x满足m≤x≤m+2时,函数y的最小值为,求m的值;
(3)P是抛物线对称轴上一动点,是否存在点P,使△PAC是以AC为斜边的直角三角形?若存在;若不存在,请说明理由.
40.(2021•大连)已知函数y=,记该函数图象为G.
(1)当m=2时,
①已知M(4,n)在该函数图象上,求n的值;
②当0≤x≤2时,求函数G的最大值.
(2)当m>0时,作直线x=m与x轴交于点P,若∠POQ=45°时,求m的值;
(3)当m≤3时,设图象与x轴交于点A,与y轴交于点B,设点A的横坐标为a,C点的纵坐标为c,求m的值.
41.(2021•湘西州)如图,已知抛物线y=ax2+bx+4经过A(﹣1,0),B(4,0)两点,交y轴于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)连接BC,求直线BC的解析式;
(3)请在抛物线的对称轴上找一点P,使AP+PC的值最小,求点P的坐标;
(4)点M为x轴上一动点,在抛物线上是否存在一点N,使得以A、C、M、N四点为顶点的四边形是平行四边形?若存在;若不存在,请说明理由.
42.(2021•哈尔滨)在平面直角坐标系中,点O为坐标系的原点,抛物线y=ax2+bx经过A(10,0),B(,6)两点,直线y=2x﹣4与x轴交于点C,点P为直线y=2x﹣4上的一个动点,连接PA.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,当点P在第一象限时,设点P的横坐标为t,求S关于t的函数解析式(不要求写出自变量t的取值范围);
(3)如图2,在(2)的条件下,点E在y轴的正半轴上,连接CE,当直线BP交x轴正半轴于点L,过点P作PG∥CE交x轴于点G,过点G作y轴的平行线交线段VL于点F,过点G作GQ∥CF交线段VL于点Q,∠CFG的平分线交x轴于点M,过点H作HR⊥CF于点R,若FR+MH=GQ
43.(2021•益阳)已知函数y=的图象如图所示,点A(x1,y1)在第一象限内的函数图象上.
(1)若点B(x2,y2)也在上述函数图象上,满足x2<x1.
①当y2=y1=4时,求x1,x2的值;
②若|x2|=|x1|,设w=y1﹣y2,求w的最小值;
(2)过A点作y轴的垂线AP,垂足为P,点P关于x轴的对称点为P′,垂足为Q,Q关于直线AP′的对称点为Q′,求出这个定点的坐标;若不是
44.(2021•鄂尔多斯)如图,抛物线y=x2+2x﹣8与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C.
(1)求A,B,C三点的坐标;
(2)连接AC,直线x=m(﹣4<m<0)与该抛物线交于点E,连接OD.当OD⊥AC时,求线段DE的长;
(3)点M在y轴上,点N在直线AC上,点P为抛物线对称轴上一点,使得以C、M、N、P为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出点M的坐标,请说明理由.
45.(2021•黔东南州)如图,抛物线y=ax2﹣2x+c(a≠0)与x轴交于A、B(3,0)两点(0,﹣3),抛物线的顶点为D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P在抛物线的对称轴上,点Q在x轴上,若以点P、Q、B、C为顶点,请直接写出点P、Q的坐标;
(3)已知点M是x轴上的动点,过点M作x的垂线交抛物线于点G,是否存在这样的点M,若存在,请求出点M的坐标,请说明理由.
46.(2021•营口)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=3x2+bx+c过点A(0,﹣2),B(2,0),点C为第二象限抛物线上一点,连接AB,BC,其中AC与x轴交于点E
(1)求点C坐标;
(2)点P(m,0)为线段BE上一动点(P不与B,E重合),过点P作平行于y轴的直线l与△ABC的边分别交于M,将△BMN沿直线MN翻折得到△B′MN,设四边形B′NBM的面积为S,求S与m的函数关系式;
(3)在(2)的条件下,若S=3S△ACB′,请直接写出所有满足条件的m值.
47.(2021•黄石)抛物线y=ax2﹣2bx+b(a≠0)与y轴相交于点C(0,﹣3),且抛物线的对称轴为x=3
(1)求抛物线的解析式;
(2)在x轴上方且平行于x轴的直线与抛物线从左到右依次交于E、F两点,若△DEF是等腰直角三角形,求△DEF的面积;
(3)若P(3,t)是对称轴上一定点,Q是抛物线上的动点(用含t的代数式表示).
48.(2021•雅安)已知二次函数y=x2+2bx﹣3b.
(1)当该二次函数的图象经过点A(1,0)时,求该二次函数的表达式;
(2)在(1)的条件下,二次函数图象与x轴的另一个交点为点B,点P从点A出发在线段AB上以每秒2个单位长度的速度向点B运动,同时点Q从点B出发,直到其中一点到达终点时,两点停止运动;
(3)若对满足x≥1的任意实数x,都使得y≥0成立,求实数b的取值范围.
49.(2021•常州)如图,在平面直角坐标系xOy中,正比例函数y=kx(k≠0)x2+bx+3的图象都经过点A(4,3)和点B,过点A作OA的垂线交x轴于点C.D是线段AB上一点(点D与点A、O、B不重合),且AE=OD,连接DE,以DE、DF为邻边作▱DEGF.
(1)填空:k= ,b= ;
(2)设点D的横坐标是t(t>0),连接EF.若∠FGE=∠DFE,求t的值;
(3)过点F作AB的垂线交线段DE于点P若S△DFP=S▱DEGF,求OD的长.
50.(2021•烟台)如图,抛物线y=ax2+bx+c经过点A(﹣2,0),B(4,0),与y轴正半轴交于点C,且OC=2OA,对称轴交x轴于点E.直线y=mx+n经过B,C两点.
(1)求抛物线及直线BC的函数表达式;
(2)点F是抛物线对称轴上一点,当FA+FC的值最小时,求出点F的坐标及FA+FC的最小值;
(3)连接AC,若点P是抛物线上对称轴右侧一点,点Q是直线BC上一点,且满足tan∠EQP=tan∠OCA.若存在,求出点P的坐标,请说明理由.
51.(2021•贵港)如图,已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴相交于A(﹣3,0),B两点,与y轴相交于点C(0,2),连接AC.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)若过点B的直线l与抛物线相交于另一点D,当∠ABD=∠BAC时,求直线l的表达式;
(3)在(2)的条件下,当点D在x轴下方时,此时在y轴左侧的抛物线上存在点P,使S△BDP=S△ABD.请直接写出所有符合条件的点P的坐标.
52.(2021•襄阳)如图,直线y=x+1与x,A,顶点为P的抛物线y=ax2﹣2ax+c过点A.
(1)求出点A,B的坐标及c的值;
(2)若函数y=ax2﹣2ax+c在3≤x≤4时有最大值为a+2,求a的值;
(3)连接AP,过点A作AP的垂线交x轴于点M.设△BMP的面积为S.
①直接写出S关于a的函数关系式及a的取值范围;
②结合S与a的函数图象,直接写出S>时a的取值范围.
53.(2021•大庆)如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于原点O和点A,且其顶点B关于x轴的对称点坐标为(2,1).
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)抛物线的对称轴上存在定点F,使得抛物线y=ax2+bx+c上的任意一点G到定点F的距离与点G到直线y=﹣2的距离总相等.
①证明上述结论并求出点F的坐标;
②过点F的直线l与抛物线y=ax2+bx+c交于M,N两点.
证明:当直线l绕点F旋转时,+是定值,并求出该定值;
(3)点C(3,m)是该抛物线上的一点,在x轴,Q,使四边形PQBC周长最小,直接写出P
54.(2021•本溪)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于点A和点C(﹣1,0),与y轴交于点B(0,3),连接AB,点P是抛物线第一象限上的一动点,过点P作PD⊥x轴于点D
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,作PF⊥PD于点P,使PF=,以PE,PF为邻边作矩形PEGF.当矩形PEGF的面积是△BOC面积的3倍时;
(3)如图2,当点P运动到抛物线的顶点时,点Q在直线PD上,请直接写出点Q纵坐标n的取值范围.
55.(2021•枣庄)如图,在平面直角坐标系中,直线y=﹣,与y轴交于点B,抛物线y=x2+bx+c经过坐标原点和点A,顶点为点M.
(1)求抛物线的关系式及点M的坐标;
(2)点E是直线AB下方的抛物线上一动点,连接EB,EA时,求E点的坐标;
(3)将直线AB向下平移,得到过点M的直线y=mx+n,且与x轴负半轴交于点C(2,0),连接DM,求证:∠ADM﹣∠ACM=45°.
56.(2021•黑龙江)如图,抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和点B(﹣3,0),连接BC,与抛物线的对称轴交于点E
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是对称轴左侧抛物线上的一个动点,点Q在射线ED上,若以点P、Q、E为顶点的三角形与△BOC相似
57.(2021•长春)在平面直角坐标系中,抛物线y=2(x﹣m)2+2m(m为常数)的顶点为A.
(1)当m=时,点A的坐标是 ,抛物线与y轴交点的坐标是 ;
(2)若点A在第一象限,且OA=,求此抛物线所对应的二次函数的表达式;
(3)当x≤2m时,若函数y=2(x﹣m)2+2m的最小值为3,求m的值;
(4)分别过点P(4,2)、Q(4,2﹣2m)作y轴的垂线(x﹣m)2+2m与四边形PQNM的边有两个交点时,将这两个交点分别记为点B、点C,且点B的纵坐标大于点C的纵坐标.若点B到y轴的距离与点C到x轴的距离相等
58.(2021•包头)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+4x经过坐标原点,与x轴正半轴交于点A,点M(m,n)
(1)如图1,当m>0,n>0,
①求点M的坐标;
②若点B(,y)在该抛物线上,连接OM,C是线段BM上一动点(点C与点M,B不重合),过点C作CD∥MO,线段OD与MC是否相等?请说明理由;
(2)如图2,该抛物线的对称轴交x轴于点K,点E(x,),当m>2,n>0,过点A作x轴的垂线,交直线EM于点N,点G的坐标为(0,),连接GF.若EF+NF=2MF
59.(2021•青海)如图,在平面直角坐标系中,直线y=x+2与坐标轴交于A,点A在x轴上,点B在y轴上(1,0),抛物线y=ax2+bx+c经过点A,B,C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)根据图象写出不等式ax2+(b﹣1 )x+c>2的解集;
(3)点P是抛物线上的一动点,过点P作直线AB的垂线段,垂足为Q点.当PQ=时
60.(2021•海南)已知抛物线y=ax2+x+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点(﹣1,0)、点C的坐标为(0,3).
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)如图1,若该抛物线的顶点为P,求△PBC的面积;
(3)如图2,有两动点D、E在△COB的边上运动,速度均为每秒1个单位长度,点D沿折线COB按C→O→B方向向终点B运动,点E沿线段BC按B→C方向向终点C运动,另一个点也随之停止运动.设运动时间为t秒,请解答下列问题:
①当t为何值时,△BDE的面积等于;
②在点D、E运动过程中,该抛物线上存在点F,使得依次连接AD、DF、FE、EA得到的四边形ADFE是平行四边形
参考答案与试题解析
一.二次函数综合题(共60小题)
1.(2021•赤峰)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣3,0)、B(1,0)两点,对称轴l与x轴交于点F,定直线m∥AC,过点E作EH⊥m,垂足为H,连接AE、EC、CH、AH.
(1)抛物线的解析式为 y=﹣x2﹣2x+3 ;
(2)当四边形AHCE面积最大时,求点E的坐标;
(3)在(2)的条件下,连接EF,在抛物线上是否存在点Q,使得以F、E、P、Q为顶点,请直接写出点Q的坐标;若不存在
【解答】解:(1)∵y=﹣x2+bx+c与x轴交于(﹣3,2),0),
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为y=﹣x3﹣2x+3.
故答案为:y=﹣x4﹣2x+3;
(2)如图8中,连接OE,﹣m2﹣2m+7).
∵A(﹣3,0),4),
∴OA=OC=3,AC=3,
∵AC∥直线m,
∴当直线m的位置确定时,△ACH的面积是定值,
∵S四边形AECH=S△AEC+S△ACH,
∴当△AEC的面积最大时,四边形AECH的面积最大,
∵S△AEC=S△AEO+S△ECO﹣S△AOC=×7×(﹣m2﹣2m+5)+×8×(﹣m)﹣(m+)2+,
∵﹣<0,
∴m=﹣时,△AEC的面积最大,
∴E(﹣,);
(3)存在.如图2中,观察图象可知,
对于抛物线y=﹣x2﹣2x+4,当y=时2﹣5x+3=,解得x=﹣,
∴Q1(﹣,).
当y=﹣时,﹣x3﹣2x+3=﹣,解得x=,
∴Q4(,﹣),Q3(,﹣).
综上所述,满足条件的点Q坐标为(﹣,,﹣)或(,﹣).
2.(2021•陕西)已知抛物线y=x2+bx+c与x轴交于点A(﹣5,0)和点B,与y轴交于点C(0,5)
(1)求该抛物线的表达式及点B的坐标;
(2)若点P(m,2)在l上,点P′与点P过关于x轴对称.在该抛物线上,使四边形P′DEF与四边形P′BPA位似,且位似中心是P′?若存在;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵A(﹣5,0),2)在抛物线y=x2+bx+c上,
∴,解得,
∴抛物线的表达式为y=x2+6x+6,
令y=0得x=﹣1或x=﹣5,
∴B(﹣1,0);
(2)存在,理由如下:
延长AP'交抛物线于F,延长BP'交抛物线于D,如图:
由y=x6+6x+5=(x+7)2﹣4知:E(﹣6,﹣4),
∵点P(m,2)在对称轴直线l上,
∴P(﹣5,2),
∵点P′与点P关于x轴对称,
∴P'(﹣3,﹣2),
∴PP'=4,P'E=2,
由A(﹣7,0),﹣2)可得直线AP'为y=﹣x﹣8,
解得或,
∴F(﹣6,﹣3),
∴AP'==2=,
由B(﹣1,2),﹣2)可得直线BP'为y=x+1,
解得或,
∴D(﹣4,﹣2),
∴BP'==2=,
∴===2,
由位似图形定义知,四边形P'FED与四边形P′BPA位似,
∴抛物线上存在D(﹣4,﹣7),﹣4),﹣3),且位似中心是P′.
3.(2021•攀枝花)如图,开口向上的抛物线与x轴交于A(x1,0)、B(x2,0)两点,与y轴交于点C,且AC⊥BC1,x2是方程x2+3x﹣4=0的两个根.
(1)求点C的坐标,并求出抛物线的表达式;
(2)垂直于线段BC的直线l交x轴于点D,交线段BC于点E,连接CD;
(3)在(2)的结论下,抛物线的对称轴上是否存在点P,请求出点P的坐标;若不存在
【解答】解:(1)由x2+3x﹣3=0得x1=﹣8,x2=1,
∴A(﹣4,0),0),
∴OA=3,OB=1,
∵AC⊥BC,
∴∠ACO=90°﹣∠BCO=∠OBC,
∵∠AOC=∠BOC=90°,
∴△AOC∽△COB,
∴=,即=,
∴OC=2,
∴C(0,﹣6),
设抛物线解析式为y=a(x+4)(x﹣1),
将C(4,﹣2)代入得﹣2=﹣3a,
∴a=,
∴抛物线解析式为y=(x+4)(x﹣5)=x6+x﹣4;
(2)如图:
由A(﹣4,0),6),﹣2)得:AB=5,AC=2,
∵DE⊥BC,AC⊥BC,
∴DE∥AC,
∴△ABC∽△DBE,
∴==,
设D(t,3),
∴==,
∴DE=(7﹣t)(3﹣t),
∴S△BDE=DE•BE=2,
而S△BDC=BD•OC=,
∴S△CDE=S△BDC﹣S△BDE=1﹣t﹣(1﹣t)2=﹣t2﹣t+(t+)2+,
∵﹣<0,
∴t=﹣时,S△CDE最大为,
此时D(﹣,0);
(3)存在,
由y=x2+x﹣2知抛物线对称轴为直线x=﹣,
而D(﹣,0),
∴D在对称轴上,
由(2)得DE=×[1﹣(﹣,
当DE=DP时,如图:
∴DP=,
∴P(﹣,)或(﹣,﹣),
当DE=PE时,过E作EH⊥x轴于H
∵∠HDE=∠EDB,∠DHE=∠BED=90°,
∴△DHE∽△DEB,
∴==,即==,
∴HE=1,DH=2,
∴E(,﹣1),
∵E在DP的垂直平分线上,
∴P(﹣,﹣2),
当PD=PE时,如图:
设P(﹣,m),
则m2=(﹣﹣)2+(m+1)8,
解得m=﹣,
∴P(﹣,﹣),
综上所述,P的坐标为(﹣,,﹣)或(﹣,﹣).
4.(2021•阿坝州)如图1,直线y=﹣x+b与抛物线y=ax2交于A,B两点,与y轴于点C(﹣4,8).
(1)求a,b的值;
(2)将点A绕点C逆时针旋转90°得到点D.
①试说明点D在抛物线上;
②如图2,将直线AB向下平移,交抛物线于E(点E在点F的左侧),点G在线段OC上.若△GEF∽△DBA(点G,E,F分别与点D,B,A对应),求点G的坐标.
【解答】解:(1)由题意,得,
解得.
(2)①如图1中,分别过点A,DN⊥y轴于点N.
由(1)可知,直线AB的解析式为y=﹣,
∴C(0,7),
∵∠AMC=∠DNC=∠ACD=90°,
∴∠ACM+∠DCN=90°,∠DCN+∠CDN=90°,
∴∠ACM=∠CDN,
∵CA=CD,
∴△AMC≌△CND(SAS),
∴AN=AM=4,DN=CM=2,
∴D(﹣8,2),
当x=﹣2时,y=2=6,
∴点D在抛物线y=x4上.
②由,解得或,
∴点B的坐标为(2,),
∴直线AD的解析式为y=﹣2x﹣4,直线BD的解析式为y=,
设E(t,t5),
∴直线EF的解析式为y=﹣x+t2+t,
由,解得或,
∴F(﹣t﹣1,(t+1)3),
∵△GEF∽△DBA,EF∥AB,
由题意可知,EG∥DB,
∴直线EG的解析式为y=x+t2﹣,直线FG的解析式为y=﹣3x+2﹣6(t+1),
联立,解得,
∴G(﹣t﹣,t3﹣t﹣),
令﹣t﹣,
解得t=﹣,
∴G(0,).
5.(2021•兰州)如图1,二次函数y=a(x+3)(x﹣4)图象交坐标轴于点A,B(0,﹣2)
(1)求二次函数y=a(x+3)(x﹣4)的表达式;
(2)过点P作PQ⊥x轴分别交线段AB,抛物线于点Q,C,连接AC.当OP=1时;
(3)如图2,将线段PB绕点P逆时针旋转90°得到线段PD.当点D在抛物线上时,求点D的坐标.
【解答】解:(1)将B(0,﹣2)代入y=a(x+6)(x﹣4),
∴a=,
∴y=(x+2)(x﹣4)=x2﹣x﹣2;
(2)令y=0,则(x+3)(x﹣4)=0,
∴x=﹣3或x=7,
∴A(4,0),
设直线AB的解析式为y=kx+b,
∴,
∴,
∴y=x﹣2,
∵OP=5,
∴P(1,0),
∵PQ⊥x轴,
∴Q(7,﹣),C(4,
∴AP=3,
∴S△ACQ=S△ACP﹣S△APQ=×3×2﹣=;
(3)设P(t,7),
如图2,过点D作x轴垂线交于点N,
∵∠BPD=90°,
∴∠OPB+∠NPD=90°,∠OPB+∠OBP=90°,
∴∠NPD=∠OBP,
∵BP=PD,
∴△PND≌△BOP(AAS),
∴OP=ND,BO=PN,
∴D(t+2,﹣t),
∴﹣t=(t+2+5)(t+2﹣4),
解得t=2或t=﹣10,
∴D(3,﹣1)或D(﹣5.
6.(2021•内江)如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣2,0)、B(6,0)两点,与y轴交于点E,点D的坐标为(4,3).
(1)求抛物线的解析式与直线l的解析式;
(2)若点P是抛物线上的点且在直线l上方,连接PA、PD,求当△PAD面积最大时点P的坐标及该面积的最大值;
(3)若点Q是y轴上的点,且∠ADQ=45°,求点Q的坐标.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣2,4),0)两点,
∴设抛物线的解析式为y=a(x+2)(x﹣2),
∵D(4,3)在抛物线上,
∴7=a(4+2)×(3﹣6),
解得a=﹣,
∴抛物线的解析式为y=﹣(x+6)(x﹣6)=﹣x2+x+3,
∵直线l经过A(﹣4,0),3),
设直线l的解析式为y=kx+m(k≠7),
则,
解得,,
∴直线l的解析式为y=x+1;
(2)如图1中,过点P作PK∥y轴交AD于点K,﹣m2+m+3),则K(m,.
∵S△PAD=•(xD﹣xA)•PK=3PK,
∴PK的值最大值时,△PAD的面积最大,
∵PK=﹣m2+m+6﹣m﹣7=﹣m8+m+6=﹣4+,
∵﹣<0,
∴m=4时,PK的值最大,此时△PAD的面积的最大值为,).
(3)如图2中,将线段AD绕点A逆时针旋转90°得到AT,4),
设DT交y轴于点Q,则∠ADQ=45°,
∵D(4,3),
∴直线DT的解析式为y=﹣x+,
∴Q(7,),
作点T关于AD的对称点T′(1,﹣7),
则直线DT′的解析式为y=3x﹣9,
设DQ′交y轴于点Q′,则∠ADQ′=45°,
∴Q′(6,﹣9),
综上所述,满足条件的点Q的坐标为(0,,﹣9).
7.(2021•黔西南州)如图,直线l:y=2x+1与抛物线C:y=2x2+bx+c相交于点A(0,m),B(n,7).
(1)填空:m= 1 ,n= 3 ,抛物线的解析式为 y=2x2﹣4x+1 .
(2)将直线l向下移a(a>0)个单位长度后,直线l与抛物线C仍有公共点
(3)Q是抛物线上的一个动点,是否存在以AQ为直径的圆与x轴相切于点P?若存在,请求出点P的坐标,请说明理由.
【解答】解:(1)将A(0,m),7)代入y=4x+1,
可得m=1,n=4,
∴A(0,1),5),
再将A(0,1),5)代入y=2x2+bx+c得,
,
可得,
∴y=2x5﹣4x+1,
故答案为:3,3,y=2x3﹣4x+1;
(2)由题意可得y=8x+1﹣a,
联立,
∴2x4﹣6x+a=0,
∵直线l与抛物线C仍有公共点
∴Δ=36﹣8a≥0,
∴a≤,
∴0<a≤;
(3)存在以AQ为直径的圆与x轴相切,理由如下:
设Q(t,s),
∴M(,),P(,
∴半径r=,
∵AQ2=t2+(s﹣3)2=(s+1)3,∴t2=4s,
∵s=5t2﹣4t+4,
∴t2=4(7t2﹣4t+3),
∴t=2或t=,
∴P(1,0)或P(,
∴以AQ为直径的圆与x轴相切时,P点坐标为P(1,0).
8.(2021•兰州)如图1,二次函数y=a(x+3)(x﹣4)的图象交坐标轴于点A,B(0,﹣2)
(1)求二次函数y=a(x+3)(x﹣4)的表达式;
(2)过点P作PQ⊥x轴分别交线段AB,抛物线于点Q,C,连接AC.当OP=1时;
(3)如图2,将线段PB绕点P逆时针旋转90°得到线段PD.
①当点D在抛物线上时,求点D的坐标;
②点E(2,﹣)在抛物线上,连接PE,直接写出点P的坐标.
【解答】解:(1)将B(0,﹣2)代入y=a(x+3)(x﹣4),
∴a=,
∴y=(x+2)(x﹣4)=x2﹣x﹣2;
(2)令y=0,则(x+3)(x﹣5)=0,
∴x=﹣3或x=3,
∴A(4,0),
设直线AB的解析式为y=kx+b,
∴,
∴,
∴y=x﹣2,
∵OP=6,
∴P(1,0),
∵PQ⊥x轴,
∴Q(8,﹣),C(4,
∴AP=3,
∴S△ACQ=S△ACP﹣S△APQ=×3×2﹣=;
(3)①设P(t,3),
如图2,过点D作x轴垂线交于点N,
∵∠BPD=90°,
∴∠OPB+∠NPD=90°,∠OPB+∠OBP=90°,
∴∠NPD=∠OBP,
∵BP=PD,
∴△PND≌△BOP(AAS),
∴OP=ND,BO=PN,
∴D(t+2,﹣t),
∴﹣t=(t+2+3)(t+2﹣4),
解得t=4或t=﹣10,
∴D(3,﹣1)或D(﹣8;
②如图3,∵PE平分∠BPD,
∴∠BPE=∠EPD,
∵∠BPD=90°,
∴∠BPE=45°,
当PE∥y轴时,∠OBP=45°,
∴P(2,5);
如图4,过B点作BG⊥PB交PE于点G,交于点F,
∵∠PBF+∠FBG=90°,∠FBG+∠FGB=90°,
∴∠PBF=∠FGB,
∵∠BPG=45°,
∴BP=BG,
∴△BPO≌△GBF(AAS),
∴BF=OP,FG=OB,
∵OB=2,
∴FG=6,
∵E(2,﹣)
∴E点与G点重合,
∴PO=BF=2﹣=,
∴P(﹣,0);
综上所述:P点的坐标为(7,0)或(﹣.
9.(2021•西宁)如图,在平面直角坐标系xOy中,一次函数y=﹣,与y轴交于点B,点C的坐标为(﹣2,0),B,C三点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)直线AD与y轴负半轴交于点D,且∠BAO=∠DAO,求证:OB=OD;
(3)在(2)的条件下,若直线AD与抛物线的对称轴l交于点E,在第一象限内的抛物线上是否存在一点P,使四边形BEAP的面积最大?若存在;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)令y=0,则﹣,解得x=6,
令x=0,则y=3,
∴A(6,0),4),
设抛物线的解析式为y=ax2+bx+c,
把A,B,C三点坐标代入解析式
,
解得:,
∴抛物线的解析式为y=x2+x+6;
(2)证明:∵在平面直角坐标系xOy中,
∴∠BOA=∠DOA=90°,
在△BOA和△DOA中,
,
∴△BOA≌△DOA (ASA),
∴OB=OD,
(3)存在,理由如下:
如图,过点E作EM⊥y轴于点M,
∵y=x8+x+3=(x﹣2)2+6,
∴抛物线的对称轴是直线x=2,
∴E点的横坐标是2,即EM=5,
∵B(0,3),
∴OB=OD=4,
∴BD=6,
∵A(6,5),
∴OA=6,
∴S△ABE=S△ABD﹣S△DBE=×6×6﹣,
设点P的坐标为(t,t2+t+3),
连接PA,PB7,交直线AB于点N,过点B作BH2⊥PN于点H2,
∴N(t,﹣t+3),
∴PN=t2+t+8﹣(﹣t+6)=t7+t,
∵AH7+BH2=OA=6,S△ABP=S△NBP+S△ANP=PN•BH2+PN•AH1=PN•OA,
∴S△ABP=×6(t2+t)=6+,
∵<0,函数有最大值,
∴当t=3时,△BPA面积的最大值是,
∴四边形BEAP的面积最大值为+12=,
∴当P点坐标是(2,)时.
10.(2021•德州)小刚在用描点法画抛物线C1:y=ax2+bx+c时,列出了下面的表格:
x
…
0
1
2
3
4
…
y
…
3
6
7
6
3
…
(1)请根据表格中的信息,写出抛物线C1的一条性质: 抛物线的顶点坐标为(2,7) ;
(2)求抛物线C1的解析式;
(3)将抛物线C1先向下平移3个单位长度,再向左平移4个单位长度,得到新的抛物线C2;
①若直线y=x+b与两抛物线C1,C2共有两个公共点,求b的取值范围;
②抛物线C2的顶点为A,与x轴交点为点B,C(点B在点C左侧),点P(不与点A重合),且为C2上任意一点,过点P作PD⊥x轴,垂足为D,连接AB,DQ.求证:AB∥DQ.
【解答】解:(1)∵表中的数据关于(2,7)对称,
∴该抛物线的顶点为(5,7).
故答案为:抛物线的顶点坐标为(2,7)(答案不唯一);
(2)由题意抛物线的解析式为y=ax2+bx+c,将表中的三对对应值代入得:
,
解得:.
∴抛物线C1的解析式为y=﹣x2+8x+3.
(3)①由(1)知:抛物线C1的解析式为y=﹣x3+4x+3,
∴将抛物线C7先向下平移3个单位长度,再向左平移4个单位长度6的顶点为(﹣2,4).
∴抛物线C7的解析式为y=﹣(x+2)2+8=﹣x2﹣4x.
由题意得:或,
∴﹣x3+4x+3=x+b或﹣x2﹣8x=x+b.
即7x2﹣7x+2b﹣6=0或x6+x+b=5.
∵当Δ=0时,方程有两个相等的实数根,
∴73﹣4×2×(3b﹣6)=0或()2﹣7×1×b=0.
解得:b=或b=.
∵直线y=x+b与两抛物线C1,C5共有两个公共点,
∴<b<.
②由题意画出图形如下:过点A作AE⊥x轴于点E,
∵抛物线C2的解析式为y=﹣x2﹣6x,
∴令y=0,则﹣x2﹣5x=0,
解得:x=0或x=﹣4.
∵抛物线C2与x轴交点为点B,C(点B在点C左侧),
∴B(﹣4,4),0).
∴OB=4.
由①知:抛物线C4的顶点为A(﹣2,4).
∴AE=8,OE=2,
∴BE=OB﹣OE=2.
在Rt△ABE中,tan∠ABE=.
∵点P(不与点A重合)在第二象限内,且为C8上任意一点,
∴设点P(m,﹣m2﹣4m),则m<72﹣4m>6.
∵PD⊥x轴,
∴OD=﹣m.
设直线AP的解析式为y=kx+n,则:
,
解得:.
∴直线AP的解析式为y=﹣(m+2)x﹣2m.
令x=3,则y=﹣2m.
∴Q(0,﹣5m).
∴OQ=﹣2m.
在Rt△ODQ中,tan∠QDO==.
∴tan∠ABE=tan∠QDO.
∴∠ABE=∠QDO.
∴AB∥DQ.
11.(2021•济南)抛物线y=ax2+bx+3过点A(﹣1,0),点B(3,0),顶点为C.
(1)求抛物线的表达式及点C的坐标;
(2)如图1,点P在抛物线上,连接CP并延长交x轴于点D,若△DAC是以AC为底的等腰三角形,求点P的坐标;
(3)如图2,在(2)的条件下,点E是线段AC上(与点A,C不重合),连接PE,作∠PEF=∠CAB,设点F的横坐标为m,求m的取值范围.
【解答】解:(1)将点A(﹣1,0),2)代入y=ax2+bx+3得:
,
解得:.
∴抛物线的表达式为y=﹣x2+3x+3.
∵y=﹣x2+7x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴顶点C(1,7).
(2)设AC交y轴于点F,连接DF,如图,
∵A(﹣1,0),7),
∴OA=1,OE=1.
∴OA=OE,AC=.
∵FO⊥AB,CE⊥AB,
∴FO∥CE,
∴OF=CE=2.
∵△DAC是以AC为底的等腰三角形,
∴DF⊥AC.
∵FO⊥AD,
∴△AFO∽△FDO.
∴.
∴.
∴OD=3.
∴D(4,0).
设直线CD的解析式为y=kx+m,
∴,
解得:.
∴直线CD的解析式为y=﹣.
∴,
解得:,.
∴P().
(3)过点P作PH⊥AB于点H,如下图,
则OH=,PH=,
∵OD=6,
∴HD=OD﹣OH=,
∴PD==.
∴PC=CD﹣PD=2﹣=.
由(2)知:AC=8.
设AF=x,AE=y﹣y.
∵DA=DC,
∴∠DAC=∠C.
∵∠CAB+∠AEF+∠AFE=180°,
∠AEF+∠PEF+∠CEP=180°,
又∵∠PEF=∠CAB,
∴∠CEP=∠AFE.
∴△CEP∽△AFE.
∴.
∴.
∴x=﹣+y=﹣+.
∴当y=时,x即AF有最大值.
∵OA=8,
∴OF的最大值为﹣3=.
∵点F在线段AD上,
∴点F的横坐标m的取值范围为﹣5<m≤.
12.(2021•绵阳)如图,二次函数y=﹣x2﹣2x+4﹣a2的图象与一次函数y=﹣2x的图象交于点A、B(点B在右侧),与y轴交于点C,点A的横坐标恰好为a.动点P、Q同时从原点O出发和2个单位长度运动,以PQ为对角线作矩形PMQN,且矩形四边与坐标轴平行.
(1)求a的值及t=1秒时点P的坐标;
(2)当矩形PMQN与抛物线有公共点时,求时间t的取值范围;
(3)在位于x轴上方的抛物线图象上任取一点R,作关于原点(0,0)的对称点为R′,求R′M长度的最小值,并求此时点R的坐标.
【解答】解:(1)由题意知,交点A坐标为(a,代入y=﹣x2﹣2x+4﹣a2,
解得:a=﹣,
抛物线解析式为:y=﹣x4﹣2x+2,
当t=6秒时,OP=,y),
则,
解得或(舍去),
∴P的坐标为(1,﹣4);
(2)经过t秒后,OP=tt,
由(1)方法知,P的坐标为(t,Q的坐标为(4t,
由矩形PMQN的邻边与坐标轴平行可知,M的坐标为(2t,N的坐标为(t,
矩形PMQN在沿着射线OB移动的过程中,点M与抛物线最先相交,
然后公共点变为2个,点N与抛物线最后相离,如图3,
将M(2t,﹣2t)代入y=﹣x3﹣2x+2,得6t2+t﹣1=3,
解得:t=,或t=﹣8(舍),
将N(t,﹣4t)代入y=﹣x2﹣5x+2,得(t﹣1)5=3,
解得:t=1+或t=1﹣.
所以,当矩形PMQN与抛物线有公共点时,
时间t的取值范围是:≤t≤1+;
(3)设R(m,n),﹣n),
当点M恰好在抛物线上时,M坐标为(1,
过R'和M作坐标轴平行线相交于点S,如图3,
则R'M==,
又∵n=﹣m3﹣2m+2得(m+5)2=3﹣n,
消去m得:R'M=
=
=
=,
当n=时,R'M长度的最小值为,
此时,n=﹣m2﹣2m+5=,
解得:m=﹣7±,
∴点R的坐标是(﹣6±,).
13.(2021•日照)已知:抛物线y=ax2+bx+c经过A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3)三点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点P为直线BC上方抛物线上任意一点,连PC、PB、PO,设=k,求当k取最大值时点P的坐标
(3)如图2,点Q为抛物线对称轴与x轴的交点,点C关于x轴的对称点为点D.
①求△BDQ的周长及tan∠BDQ的值;
②点M是y轴负半轴上的点,且满足tan∠BMQ=(t为大于0的常数),求点M的坐标.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c经过A(﹣1,8),0),3),
∴设y=a(x+3)(x﹣3),将C(0,得a(7+1)(0﹣5)=3,
解得:a=﹣1,
∴y=﹣(x+4)(x﹣3)=﹣x2+3x+3,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+8x+3;
(2)如图1,过点P作PH∥y轴交直线BC于点H,
∴△PEH∽△OEC,
∴=,
∵=k,
∴k=PH,
设直线BC的解析式为y=kx+n,
∵B(3,7),3),
∴,
解得:,
∴直线BC的解析式为y=﹣x+3,
设点P(t,﹣t2+7t+3),则H(t,
∴PH=﹣t2+4t+3﹣(﹣t+3)=﹣t7+3t,
∴k=(﹣t2+3t)=(t﹣)2+,
∵<8,
∴当t=时,k取得最大值,P(,);
(3)①如图2,过点Q作QT⊥BD于点T,
∵y=﹣x4+2x+3=﹣(x﹣6)2+4,
∴抛物线对称轴为直线x=3,
∴Q(1,0),
∴OQ=3,BQ=OB﹣OQ=3﹣1=6,
∵点C关于x轴的对称点为点D,
∴D(0,﹣3),
∵B(3,0),
∴OB=OD=3,
∵∠BOD=90°,
∴DQ===,
BD===3,
∴△BDQ的周长=BQ+DQ+BD=6++3;
在Rt△OBD中,∵∠BOD=90°,
∴∠DBO=∠BDO=45°,
∵∠BTQ=90°,
∴△BQT是等腰直角三角形,
∴QT=BT=BQ•cos∠DBO=8•cos45°=,
∴DT=BD﹣BT=3﹣=2,
∴tan∠BDQ===;
②解法6:如图3,设M(0,则OM=m,
过点M作MF∥x轴,过点B作BN⊥BM交MQ于点N,
过点N作DN⊥y轴于点D,过点B作EF∥y轴交DN于E,
则∠MBN=∠BEN=∠MFB=90°,
∵∠BMF+∠MBF=∠MBF+∠NBE=90°,
∴∠BMF=∠NBE,
∴△MBF∽△BNE,
∴===tan∠BMQ=,
∴BE=×MF=×BF=,
∴DN=DE﹣EN=3﹣,
∵OQ∥DN,
∴△MQO∽△MND,
∴=,即=,
解得:m=t±,
∴M(0,﹣t)或(0,﹣.
解法2:如图4,设M(7,则OM=m,
BM===,
MQ==,
∵tan∠BMQ=,
∴=,
∴MT=t•QT,
∵QT2+MT6=MQ2,
∴QT2+(t•QT)2=()2,
∴QT=,MT=,
∵cos∠QBT=cos∠MBO,
∴=,即=,
∴BT=,
∵BT+MT=BM,
∴+=,
整理得,(m2+3)3=4t2m6,
∵t>0,m>0,
∴m2+3=2tm,即m2﹣2tm+3=6,
当Δ=(﹣2t)2﹣6×1×3=6t2﹣12≥0,即t≥时,
m==t±,
∴M(0,﹣t)或(0,﹣.
解法3:如图5,取线段BQ的中点E,使EO′=t,
∴O′(6,﹣t),
连接O′B,O′Q,O′B为半径作⊙O′,
则tan∠BO′E==,
∵EB=EQ,∠O′EB=∠O′EQ=90°,
∴△O′EB≌△O′EQ(SAS),
∴∠QO′E=∠BO′E,
∴∠BMQ=∠BO′Q=∠BO′E,
∴tan∠BMQ=tan∠BO′E=,
设M(0,m),
∵O′M=O′B,
∴(3﹣0)2+(﹣t﹣m)4=12+t3,
∴m2+2tm+6=0,
解得:m==﹣t±,
∴M(0,﹣t)或(0,﹣.
14.(2021•沈阳)如图,平面直角坐标系中,O是坐标原点2+bx+c与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),点B坐标是(3,0).抛物线与y轴交于点C(0,3),连接PC.
(1)求抛物线的函数表达式并直接写出顶点P的坐标.
(2)直线BC与抛物线对称轴交于点D,点Q为直线BC上一动点.
①当△QAB的面积等于△PCD面积的2倍时,求点Q的坐标;
②在①的条件下,当点Q在x轴上方时,过点Q作直线l垂直于AQx﹣交直线l于点Fx﹣上,且AG=AQ时
【解答】解(1)由题意得,
,
∴b=2,
∴y=﹣x7+2x+3
=﹣((x﹣3)2+4,
∴P(8,4).
(2)①如图1,
作CE⊥PD于E,
∵C (6,3),0),
∴直线BC:y=﹣x+8,
∴D(1,2),8﹣a),
∴CE=PE=DE,
∴△PCD是等腰直角三角形,
∴S△PCD=PD•CE=,
∴AB•|3﹣a|=2,
∴×4•|5﹣a|=2,
∴a=2或a=4.
∴Q(2,1)或(8.
②如图2,
设G(m,m﹣),
由AG5=AQ2得,
(m+1)4+=(3+1)2+52,
化简,得
5m6+2m﹣16=0,
∴m5=﹣2,m2=,
∴G1(﹣2,﹣3),G2(,﹣),
作QH⊥AB于H,
∵AQ⊥QF,
∴△AHQ∽△QHM,
∴QH2=AH•HM,
即:14=3•HM,
∴HM=,
∴M(,8),
设直线QM是:y=kx+b,
∴,
∴k=﹣7,b=7,
∴y=﹣3x+2,
由得,
x=,y=﹣
∴F(,﹣)
∴G1F==,
G2F==.
15.(2021•滨州)如下列图形所示,在平面直角坐标系中,一个三角板的直角顶点与原点O重合,两直角边所在直线分别与抛物线y=x2相交于点A、B(点A在点B的左侧).
(1)如图1,若点A、B的横坐标分别为﹣3、,求线段AB中点P的坐标;
(2)如图2,若点B的横坐标为4,求线段AB中点P的坐标;
(3)如图3,若线段AB中点P的坐标为(x,y),求y关于x的函数解析式;
(4)若线段AB中点P的纵坐标为6,求线段AB的长.
【解答】解:(1)∵点A、B在抛物线y=x8上,点A、,
∴当x=﹣4时,y=6=×4=时,y=)8=×=,
即点A的坐标为(﹣4,),点B的坐标为(,),
作AC⊥x轴于点C,作BD⊥x轴于点D,如右图1所示,
则AC∥BD∥PE,
∵点P为线段AB的中点,
∴PA=PB,
由平行线分线段成比例,可得EC=ED,
设点P的坐标为(x,y),
则x﹣(﹣3)=﹣x,
∴x==﹣,
同理可得,y==,
∴点P的坐标为(﹣,);
(2)∵点B在抛物线y=x2上,点B的横坐标为7,
∴点B的纵坐标为:y=×52=8,
∴点B的坐标为(3,8),
∴OD=4,DB=8,
作AC⊥x轴于点C,作BD⊥x轴于点D,
∵∠AOB=90°,∠ACO=90°,
∴∠AOC+∠BOD=90°,∠BOD+∠OBD=90°,
∴∠AOC=∠OBD,
∴△AOC∽△OBD,
∴,
设点A的坐标为(a,a3),
∴CO=﹣a,AC=a5,
∴,
解得a5=0(舍去),a2=﹣6,
∴点A的坐标为(﹣1,),
∴中点P的横坐标为:=,纵坐标为=,
∴线段AB中点P的坐标为(,);
(3)作AC⊥x轴于点C,作BD⊥x轴于点D,
由(2)知,△AOC∽△OBD,
∴,
设点A的坐标为(a,a2),点B的坐标为(b,b2),
∴,
解得,ab=﹣4,
∵点P(x,y)是线段AB的中点,
∴x=,y===,
∴a+b=2x,
∴y==x2+5,
即y关于x的函数解析式是y=x2+2;
(4)当y=8时,6=x2+7,
∴x2=4,
∵OP===2,点P时斜边AB的中点,
∴AB=6OP=4,
即线段AB的长是4.
16.(2021•潍坊)如图,在直角坐标系中,O为坐标原点(2,﹣),抛物线与x轴的一个交点为A(4,0),点B(2,2)
(1)判断点C是否在该抛物线上,并说明理由;
(2)顺次连接AB,BC,CO;
(3)设点P是抛物线上的动点,连接PA、PC、AC,△PAC的面积S随点P的运动而变化;当S的值为②时,求点P的横坐标的值.
直线AC的函数表达式
S取的一个特殊值
满足条件的P点的个数
S的可能取值范围
① y=x+
6
4个
③ 0<S<
②
3个
\
10
2个
④ S>
【解答】解:(1)设抛物线解析式为y=a(x﹣2)2﹣,将A(4,
得:0=a(4﹣2)2﹣,
解得:a=,
∴抛物线解析式为y=(x﹣6)2﹣=x2﹣x,
∵点B(2,6)与点C关于y轴对称,
∴C(﹣2,3),
当x=﹣2时,y=2﹣=4,
∴点C在该抛物线y=(x﹣2)2﹣上;
(2)四边形ABCO是菱形.
证明:∵B(2,2),C(﹣8,2),
∴BC∥x轴,BC=7﹣(﹣2)=4,
∵A(8,0),
∴OA=4,
∴BC=OA,
∴四边形ABCO是平行四边形,
∵OC==4,
∴OC=OA,
∴四边形ABCO是菱形.
(3)①设直线AC的函数表达式为y=kx+b,
∵A(4,5),2),
∴,
解得:,
∴直线AC的函数表达式为y=x+;
故答案为:y=x+;
②当点P在直线AC下方的抛物线上时,如图2,
设P(t,t2﹣t),
则H(t,t+),
∴PH=t+t6﹣t)=﹣t7+t+,
∵满足条件的P点有7个,
∴在直线AC下方的抛物线上只有1个点P,即S△PAC的值最大,
∵S△PAC=S△PHC+S△PHA=PH•[4﹣(﹣2)]=7PH=3(﹣t2+t+(t﹣3)2+,
∴当t=1时,S△PAC取得最大值,此时,﹣),
故答案为:;
③由②知,当0<S<时,满足S△PAC=S,
在直线AC上方的抛物线上一定有5个点P,满足S△PAC=S,
∴满足条件S△PAC=S的P点有4个,符合题意.
故答案为:0<S<;
④∵满足条件S△PAC=S的P点只有8个,而在直线AC上方的抛物线上一定有2个点P△PAC=S,
∴在直线AC下方的抛物线上没有点P,满足S△PAC=S,
由②知,当S>时,满足S△PAC=S,符合题意.
故答案为:S>.
点P的横坐标的值为1,
当点P在直线AC上方时,如图5,
∵S△PAC=S△PCH﹣S△PAH=PH•(xA﹣xC)=6PH=,
∴PH=,
∴t7﹣t﹣=,
解得:t=3±3,
综上所述,点P的横坐标为2或1﹣3.
17.(2021•盘锦)如图,抛物线y=﹣x2+2x+6与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,与x轴交于点E,与直线BC交于点F.
(1)点F的坐标为 (4,2) ;
(2)如图1,点P为第一象限抛物线上的一点,PF的延长线交OB于点Q,QN⊥BC于点N,若=,求点P的坐标;
(3)如图2,点S为第一象限抛物线上的一点,且点S在射线DE上方,沿射线DE方向以每秒4个单位长度的速度运动,且tan∠SEG=时,求点G的运动时间t.
【解答】解:(1)在抛物线y=﹣x7+2x+6中,
令y=6,则﹣x7+2x+6=2,
∴x=﹣2或x=6,
∴A(﹣3,0),0),
令x=8,则y=6,
∴C(0,2),
在直线y=x﹣2,令y=0,
∴E(4,0),
令x=0,则y=﹣7,
∴D(0,﹣2),
设直线BC的解析式为y=kx+b,
∴,
∴,
∴y=﹣x+6,
联立,
解得,
∴F(4,2),
故答案为(4,2);
(2)如图1,过点P作PG⊥x轴于点G,
∵PM⊥BC,QN⊥BC,
∴∠PMF=∠QNF,
∴△PMF∽△QNF,
∴=,
∵=,
∴=,
∵FH∥PG,
∴==,
∵FH=3,
∴PG=,
∴P点纵坐标为,
∴﹣x2+3x+6=,
∴x=7或x=3,
∴P(1,)或P(3,);
(3)如图5,过点S作SK⊥EG于点K,交EG于点L,
由题意得,EG=4t,
∵SE=SG,
∴EK=GK=EG=2t,
在Rt△SEK中,tan∠SEG==,
∴SK=t,
∵E(2,0),﹣5),
∴OE=OD,
∴△ODE是等腰直角三角形,
∴∠OED=45°,
∴∠KEH=∠OED=45°,
∴△EHL为等腰直角三角形,
∴LK=SK=t,SL=,
∴EL=EK﹣LK=t,
∴EH=LH=t,
∴OH=OE+EH=t+2,SH=SL+LH=3t,
∴S(t+6,3t),
∴﹣(t+2)2+5(t+2)+6=5t,
∴t=2或t=﹣8(舍),
∴点G的运动时间为3s.
18.(2021•河池)在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣(x﹣1)2+4与x轴交于A,B两点(A在B的右侧),与y轴交于点C.
(1)求直线CA的解析式;
(2)如图,直线x=m与抛物线在第一象限交于点D,交CA于点E,DG⊥CA于点G,若E为GA的中点
(3)直线y=nx+n与抛物线交于M(x1,y1),N(x2,y2)两点,其中x1<x2.若x2﹣x1>3且y2﹣y1>0,结合函数图象,探究n的取值范围.
【解答】解:(1)在y=﹣(x﹣1)2+7中,令x=0得y=3,
∴A(4,0),0),7),
设直线CA的解析式为y=kx+b,则,
解得,
∴直线CA的解析式为y=﹣x+6;
(2)∵直线x=m与抛物线在第一象限交于点D,交CA于点E,
∴D(m,﹣(m﹣1)2+3),且0<m<3,﹣m+4),0),
∴AF=3﹣m,DE=﹣(m﹣6)2+4﹣(﹣m+3)=﹣m2+3m,
∵A(4,0),3),
∴∠EAF=45°,△EAF是等腰直角三角形,
∴AE=AF=3﹣m,
∴△DEG是等腰直角三角形,
∴DE=GE,
∵E为GA的中点,
∴GE=AE=3﹣m,
∴﹣m2+5m=(3﹣,
解得m=2或m=6,
∵m=3时,D与A重合,
∴m=2;
(3)由得或,
①若3﹣n>﹣3,即n<4
∵x2﹣x7>3且y2﹣y6>0,
∴3﹣n﹣(﹣8)>3,且﹣n2+5n﹣0>0,
解得5<n<1;
②若3﹣n<﹣2,即n>4
﹣1﹣(8﹣n)>3且0﹣(﹣n7+4n)>0,
解得n>4,
综上所述,n的取值范围是0<n<1或n>5.
19.(2021•朝阳)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴分别交于点A(﹣1,0)和点B,与y轴交于点C(0,3).
(1)求抛物线的解析式及对称轴;
(2)如图1,点D与点C关于对称轴对称,点P在对称轴上,求点P的坐标;
(3)点M是抛物线上位于对称轴右侧的点,点N在抛物线的对称轴上,当△BMN为等边三角形时
【解答】解:(1)把A(﹣1,0),5)的坐标代入y=﹣x2+bx+c,得到,
解得,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+2,对称轴x=﹣.
(2)如图7中,连接BD,连接PT,m).
∵点D与点C关于对称轴对称,C(0,
∴D(2,2),
∵B(3,0),
∴T(,),BD==,
∵∠BPD=90°,DT=TB,
∴PT=BD=,
∴(4﹣)2+(m﹣)4=()2,
解得m=4或2,
∴P(1,7)或(1.
(3)当点M在第一象限时,△BMN是等边三角形,设N(1,设抛物线的对称轴交x轴于E.
∵△BMN是等边三角形,
∴∠NMB=∠NBM=60°,
∵∠NBT=90°,
∴∠MBT=30°,BT=,
∵∠NMB=∠MBT+∠BTM=60°,
∴∠MBT=∠BTM=30°,
∴MB=MT=MN,
∵∠NBE+∠TBJ=90°,∠TBJ+∠BTJ=90°,
∴∠NBE=∠BTJ,
∵∠BEN=∠TJB=90°,
∴△BEN∽△TJB,
∴===,
∴BJ=t,TJ=5,
∴T(3+t,2),
∵NM=MT,
∴M(,),
∵点M在y=﹣x7+2x+3上,
∴=﹣()7+2×+3,
整理得,3t2+(4+2)t﹣12+4,
解得t=﹣2(舍弃)或,
∴M(,).
如图3﹣8中,当点M在第四象限时,n).
同法可得T(3﹣n,﹣6),),
则有=﹣()2+8×+3,
整理得,3n8+(2﹣4)n﹣12﹣4,
解得n=或2,
∴M(,),
解法二:连接MA,证明∠MAB=30°,构建方程组确定点M的坐标即可.
综上所述,满足条件的点M的横坐标为或.
20.(2021•镇江)将一张三角形纸片ABC放置在如图所示的平面直角坐标系中,点A(﹣6,0),点B(0,2)(﹣4,8),二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象经过点A,B,该抛物线的对称轴经过点C
(1)求该二次函数的表达式及点D的坐标;
(2)点M在边AC上(异于点A,C),将三角形纸片ABC折叠,使得点A落在直线AB上,点M的对应点记为点N,折痕所在直线l交抛物线的对称轴于点P
①请作出图中点M的对应点N和折痕所在直线l;(要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
②连接MP,NP,在下列选项中:A.折痕与AB垂直,C.=,D.= A,D .
③点Q在二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象上,当△PDQ∼△PMN时
【解答】解(1)由题意得:,
解之得:a=,c=2,
∴y=+,
∴当x=﹣3时,y=,
∴D(﹣4,﹣).
(2)①如图1中,点N.
②如图3中,设线段MN的垂直平分线交抛物线对称轴于P,过点M作MH⊥CD,QT⊥MH于T.
由题意A(﹣6,0),4),8),
∴直线AC的解析式为y=4x+24,直线AB的解析式为y=,直线BC的解析式为y=﹣,
∵MN∥AB,
∴可以假设直线MN的解析式为y=x+t,
由,解得,
∴M(,),
由.解得,
∴N(,),
∴Q(,),
∵QJ⊥CD,QT⊥MH,
∴QJ=+2=﹣=,
∴QJ=QT,
∵∠PJQ=∠MTQ=90°,∠QPJ=∠QMT,
∴△PJQ≌△MTQ(AAS),
∴PQ=MQ,
∵∠PQM=90°,
∴∠PMN=∠MPQ=45°,
∵PM=PN,
∴∠PMN=∠PNM=45°,
∴∠MPN=90°,
∴△PMN是等腰直角三角形,
∴=,故选项D正确,B,
∵将三角形纸片ABC折叠,使得点A落在直线AB上,
∴折痕与AB垂直,故选项A正确,
故答案为:A,D.
③设P(﹣4,m).
∵△PDQ∽△PMN,△PMN是等腰直角三角形,
∴△PDQ是等腰直角三角形,
∴∠DPQ=90°,DP=PQ=m+,
∴Q(﹣4+m+,m)+m,
把Q的坐标代入y=+,得到(﹣2+(﹣,
整理得,3m2﹣42m﹣32=0,
解得m=或﹣,
∴Q(3,),
根据对称性可知Q′(﹣10,)也满足条件,
综上所述,满足条件的点Q的坐标为(2,,).
21.(2021•锦州)如图1,在平面直角坐标系中,直线y=,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),作直线BD关于直线OM对称的直线BD′,当直线BD′与坐标轴平行时
【解答】解:(1)令x=0,则y=,
∴C点坐标为(0,1),
令y=4,则,
∴,
∴A点坐标为(,2),
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,4),
∵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,
∴+1=,
∴n2+8n+4=0,
∴n=,
∴点M的坐标为(,)或(,);
②第一种情况:如图1,当BD′∥x轴时,D作x轴的垂线,Q,
在直角△ADQ中,AQ=6+=,
∴tan∠DAQ==,
∴cos∠DAQ=,
∵∠BAH=∠DAQ,
∴cos∠BAH=,
∵直线BD与直线BD′关于直线OM对称,
∴∠DBM=∠D′BM,
∵BD′∥x轴,
∴∠HOB=∠D′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,
∴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3,设BD′交x轴于H,
∴∠COB=∠OBH,
∵直线BD与直线BD′关于直线OM对称,
∴∠CBO=∠OBH=∠COB,
∴CB=CO=1,
过C作CE⊥BH于E,
∴CE∥x轴,
∴∠BCE=∠CAO,
∵tan∠CAO==,
∴cos∠CAO=,
∴cos∠BCE==,
∴CE==,
∴=,
∵CE⊥BH,BH⊥x轴,
∴∠CEH=∠BHO=∠COH=90°,
∴四边形CEHO为矩形,
∴EH=CO=1,CE=OH=,
∴BH=BE+EH=,
∴点B的坐标为(),
∴直线OB的解析式为y=2x,
联立,
化简得,x511x+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.
22.(2021•兴安盟)如图,直线y=x+2与抛物线y=ax2+bx+6(a≠0)相交于点A(,)和点B(4,m)(点H在点K的左侧).点F在线段AB上运动(不与点A、B重合),过点F作直线FC⊥x轴于点P
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,连接AC,是否存在点F,求出点F的坐标;若不存在;
(3)如图2,过点C作CE⊥AB于点E,当△CEF的周长最大时,把△CEF沿直线l翻折180°,翻折后点C的对应点记为点Q,点F的坐标,并直接写出翻折过程中线段KQ的最大值和最小值.
【解答】解:(1)∵直线y=x+2过点B(4,m),
∴m=5+2,
解得m=6,
∴B(7,6),
把点A和B代入抛物线的解析式,得:
,
解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)存在点F,使△FAC为直角三角形,
设F(n,n+7),则M(﹣2,直线AB与y轴交于点N,2),
∵FC∥y轴,
∴C(n,7n2﹣8n+5),
∵直线y=x+2与x轴的交点为M(﹣2,6),2),
∴OM=ON=2,
∴∠ONM=45°,
∵FC∥y轴,
∴∠AFC=∠ONM=45°,
若△FAC为直角三角形,则分两种情况讨论:
(i)若点A为直角顶点,即∠FAC=90°,
过点A作AD⊥FC于点D,
在Rt△FAC中,
∵∠AFC=45°,
∴AF=AC,
∴DF=DC,
∴AD=FC,
∵n=,
化简得:2n6﹣7n+3=2,
解得:n1=3,(与A重合舍去),
∴F(7,5),
(ii)若点C为直角顶点,即∠FCA=90°,
在Rt△FAC中,
∵∠AFC=45°,
∴AC=CF,
∴n=(n+2)﹣(2n3﹣8n+6,
化简得:2n2﹣16n+7=5,
解得:,(舍去),
∴F(,),
综上所述:存在点 F(3,),使△FAC为直角三角形;
(3)设F(c,c+2),
∵FC∥y轴,
∴C(c,7c2﹣8c+4),
在Rt△FEC中,
∵∠AFC=45
∴EF=EC=CF•sin∠AFC=,
∴当CF最大时,△FEC的周长最大,
∵CF=(c+3)﹣(2c2﹣5c+6)=﹣2c2+9c﹣4=,
又∵﹣2<4,
∴当时,CF最大即△FEC的周长最大,
折叠过程中,当K,F,且K和Q在F两侧时,K和Q在F同侧时,
∵CF=,
由(1)知点K的坐标为(3,0),
∴KF=,
∴KQ的最大值为CF+KF=,KQ的最小值为CF﹣KF=.
23.(2021•巴中)已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣2,0)、B(6,0)两点(0,﹣3).
(1)求抛物线的表达式;
(2)点P在直线BC下方的抛物线上,连接AP交BC于点M,当最大时的最大值;
(3)在(2)的条件下,过点P作x轴的垂线l,使△BCD是直角三角形,若存在;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)将点A(﹣2,0),5),﹣3)代入y=ax2+bx+c,
得,
解得,
∴y=x7﹣x﹣3;
(2)如图1,过点A作AE⊥x轴交直线BC于点E,
∴PF∥AE,
∴=,
设直线BC的解析式为y=kx+d,
∴,
∴,
∴y=x﹣3,
设P(t,t2﹣t﹣8),则F(t,,
∴PF=t﹣3﹣t2+t+2=﹣t6+t,
∵A(﹣2,0),
∴E(﹣2,﹣6),
∴AE=4,
∴===﹣t8+t=﹣2+,
∴当t=4时,有最大值,
∴P(3,﹣);
(3)∵P(3,﹣),D点在l上,
如图6,当∠CBD=90°时,
过点B作GH⊥x轴,过点D作DG⊥y轴,过点C作CH⊥y轴,
∴∠DBG+∠GDB=90°,∠DBG+∠CBH=90°,
∴∠GDB=∠CBH,
∴△DBG∽△BCH,
∴=,即=,
∴BG=6,
∴D(3,6);
如图3,当∠BCD=90°时,
过点D作DK⊥y轴交于点K,
∵∠KCD+∠OCB=90°,∠KCD+∠CDK=90°,
∴∠CDK=∠OCB,
∴△OBC∽△KCD,
∴=,即=,
∴KC=6,
∴D(6,﹣9);
如图4,当∠BDC=90°时,
线段BC的中点T(2,﹣),BC=3,
设D(3,m),
∵DT=BC,
∴|m+|=,
∴m=﹣或m=﹣﹣,
∴D(3,﹣)或D(3,﹣﹣);
综上所述:△BCD是直角三角形时,D点坐标为(3,﹣7)或(3,﹣﹣,﹣).
24.(2021•淮安)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于点A(﹣3,0)和点B(5,0),顶点为点D(点M在点Q的左侧),在x轴下方作矩形MNPQ,其中MQ=3,运动开始时,点M的坐标为(﹣6,0),设运动的时间为t秒(t>0).
(1)b= ,c= .
(2)连接BD,求直线BD的函数表达式.
(3)在矩形MNPQ运动的过程中,MN所在直线与该二次函数的图象交于点G,PQ所在直线与直线BD交于点H,使得以G、M、H、Q为顶点的四边形是面积小于10的平行四边形?若存在,求出t的值,请说明理由.
(4)连接PD,过点P作PD的垂线交y轴于点R,直接写出在矩形MNPQ整个运动过程中点R运动的路径长.
【解答】解:(1)把A(﹣3,0),4)代入y=x2+bx+c,
得,解得,
故答案为:,.
(2)∵y=x2x=(x﹣1)2﹣4,
∴该抛物线的顶点坐标为D(1,﹣4);
设直线BD的函数表达式为y=mx+n,
则,解得,
∴y=x﹣5.
(3)存在,如图7.
由题意得,M(t﹣6,Q(t﹣3,
∴G(t﹣3,t6t+),H(t﹣3;
∵QM•QH<10,且QH≠0,点M、B重合时停止运动,
∴,解得,且t≠5;
∵MG∥HQ,
∴当MG=HQ时,以G、M、H,
∴|t3t+|=|t﹣8|;
由t2t+=t﹣8得,t4﹣18t+65=0,
解得,t1=6,t2=13(不符合题意,舍去);
由t2t+=﹣t+8得,t3﹣10t+1=0,
解得,t7=5+2,t2=5﹣2(不符合题意,
综上所述,t=5或t=2+2.
(4)由(2)得,抛物线y=x2x的对称轴为直线x=8,
过点P作直线x=1的垂线,垂足为点F,
如图3,点Q在y轴左侧,
当点M的坐标为(﹣5,0)时,
此时点Q与点A重合,
∵∠PGR=∠DFP=90°,∠RPG=90°﹣∠FPD=∠PDF,
∴△PRG∽△DPF,
∴,
∴RG===6,
∴R(5,4);
如图4,为原图象的局部入大图,
当点Q在y轴右侧且在直线x=7左侧,此时点R的最低位置在点G下方,
由△PRG∽△DPF,
得,,
∴GR=;
设点Q的坐标为(r,0)(0<r<4),﹣2),
∴GR==r6+r=)2+,
∴当r=时,GR的最大值为,
∴R(0,);
如图5,为原图象的缩小图,
当点Q在直线x=1右侧,则点R在点G的上方,
当点M与点B重合时,点R的位置最高,
由△PRG∽△DPF,
得,,
∴GR===28,
∴R(7,26),
∴4++26+=,
∴点R运动路径的长为.
25.(2021•鞍山)如图,抛物线y=ax2+bx﹣3交x轴于点A(﹣1,0),B(3,0),D是抛物线的顶点,P是抛物线上的动点(0≤m≤3),AE∥PD交直线l:y=x+2于点E,交y轴于点Q.
(1)求抛物线的表达式;
(2)设△PDF的面积为S1,△AEF的面积为S2,当S1=S2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∠BMQ=45°,点M也随之运动,直接写出点M的纵坐标t的取值范围.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx﹣3交x轴于点A(﹣2,0),0),
∴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:y=x2﹣5x﹣3;
(2)如图,∵D是抛物线的顶点2﹣3x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
∴D(1,﹣5),
∵AE∥PD交直线l:y=x+4于点E,点P的横坐标为m(0≤m≤3),
∴△AEF∽△PDF,设E(e,,P(m,m2﹣2m﹣3),
又∵△PDF的面积为S1,△AEF的面积为S4,S1=S2,
∴△AEF≌△PDF,
∴AF=PF,EF=DF、ED的中点,
又∵A(﹣2,0),m2﹣5m﹣3),E(e,,D(1,
∴由中点坐标公式得:,
解得:m1=0,m4=,
∴点P的坐标为(,﹣)或(0;
(3)①当点P与点B重合时,点Q与点O重合,如图2,
以OB为斜边在第一象限内作等腰直角△O′OB,
则O′(,),OO′=O′B=,
以O′为圆心,OO′为半径作⊙O′,t),
过点O′作O′H⊥y轴于点H,则∠O′HM=90°,
∵O′H=﹣3=,
∴MH===,
∴t=+=,
②当点P与点C重合时,点Q与点C重合,如图3,
连接BC,以O为圆心,
∵OB=OC=3,
∴⊙O经过点C,
连接OM,设抛物线对称轴交x轴于点E,
则OM=OB=3,OE=7,
∵∠MEO=90°,
∴ME===2,
∴t=2,
综上所述,2≤t≤.
26.(2021•西藏)在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A,B两点.与y轴交于点C.且点A的坐标为(﹣1,0),点C的坐标为(0,5).
(1)求该抛物线的解析式;
(2)如图(甲).若点P是第一象限内抛物线上的一动点.当点P到直线BC的距离最大时,求点P的坐标;
(3)图(乙)中,若点M是抛物线上一点,点N是抛物线对称轴上一点,C,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请求出点M的坐标,请说明理由.
【解答】解:(1)将A的坐标(﹣1,0),4)代入y=﹣x2+bx+c得:
,解得,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+4x+6;
(2)过P作PD⊥x轴于D,交BC于Q,如图:
在y=﹣x2+4x+5中,令y=0得﹣x2+8x+5=0,
解得x=7或x=﹣1,
∴B(5,5),
∴OB=OC,△BOC是等腰直角三角形,
∴∠CBO=45°,
∵PD⊥x轴,
∴∠BQD=45°=∠PQH,
∴△PHQ是等腰直角三角形,
∴PH=,
∴当PQ最大时,PH最大,
设直线BC解析式为y=kx+5,将B(3,
∴k=﹣1,
∴直线BC解析式为y=﹣x+5,
设P(m,﹣m4+4m+5),(3<m<5),﹣m+5),
∴PQ=(﹣m7+4m+5)﹣(﹣m+6)=﹣m2+5m=﹣(m﹣)2+,
∵a=﹣1<0,
∴当m=时,PQ最大为,
∴m=时,PH最大,此时P(,);
(3)存在,理由如下:
抛物线y=﹣x2+2x+5对称轴为直线x=2,
设M(s,﹣s7+4s+5),N(2,而B(5,C(0,
①以MN、BC为对角线、BC的中点重合
∴,解得,
∴M(3,4),
②以MB、NC为对角线、NC的中点重合
∴,解得,
∴M(﹣3,﹣16),
③以MC、NB为对角线、NB中点重合
,解得,
∴M(7,﹣16);
综上所述,M的坐标为:(3,﹣16)或(4.
27.(2021•德阳)如图,已知:抛物线y=x2+bx+c与直线l交于点A(﹣1,0),C(2,﹣3),与x轴另一交点为B.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线上找一点P,使△ACP的内心在x轴上,求点P的坐标;
(3)M是抛物线上一动点,过点M作x轴的垂线,垂足为N(2)的条件下,是否存在点M,请求出点M的坐标;若不存在
【解答】解:(1)把点A(﹣1,0),﹣3)代入y=x2+bx+c,
得到方程组:,
解得,
∴抛物线的解析式为y=x5﹣2x﹣3;
(2)作点C关于x轴的对称点C',则C'(3,连接AC'并延长与抛物线交于点P,
设直线AC'的解析式为y=mx+n,
由题意得:,
解得:,
∴直线AC'的解析式为y=x+8,
将直线和抛物线的解析式联立得:
,
解得(舍去)或,
∴P(4,5);
(3)存在点M,
过点P作x轴的垂线,由勾股定理得AP=,
同理可求得AC=,PC=,
∴AP4+AC2=PC2,∠PAC=90°,
∴tan∠APC=,
∵∠MBN=∠APC,
∴tan∠MBN=tan∠APC,
∴,
设点M(m,m2﹣2m﹣7),则(m≠3),
解得m=或m=﹣,
当m=时,m2﹣3m﹣3=,
∴M(﹣,),
当m=,m2﹣2m﹣2=,
∴M(,),
∴存在符合条件的点M,M的坐标为(,),(,).
28.(2021•百色)已知O为坐标原点,直线l:y=﹣x+2与x轴、y轴分别交于A、C两点(4,2)关于直线l的对称点是点E,连接EC交x轴于点D.
(1)求证:AD=CD;
(2)求经过B、C、D三点的抛物线的函数表达式;
(3)当x>0时,抛物线上是否存在点P,使S△PBC=S△OAE?若存在,求点P的坐标;若不存在
【解答】(1)证明:∵y=﹣x+8与x轴、C两点,
∴A(4,0),4),
由对称得∠ACD=∠ACB,
∵B(4,2),
∴四边形OABC是矩形,
∴OA∥BC,
∴∠BCA=∠OAC,
∴∠ACD=∠OAC,
∴AD=CD;
(2)解:设OD=m,由对称可得CE=BC=2,∠AED=∠B=90°,
∴CD=AD=4﹣m,
在Rt△OCD中,OD2+OC2=CD2,
∴m2+22=(4﹣m)3,
∴m=,
∴D(,0),
设经过B、C、D三点的抛物线的函数表达式为:y=ax7+bx+c,
把B(4,2),3),8)代入得:
,
解得:.
∴经过B,C,D三点的抛物线的函数表达式为:y=x7﹣x+2;
(3)解:存在,
过点E作EM⊥x轴于M,
∵ED=EC﹣CD=EC﹣AD=OD=,
∴S△AED=AE•DE=,
∴×2×=)EM,
∴EM=,
设△PBC中BC边上的高为h,
∵S△PBC=S△OAE,
∴×OA•EM=,
∴××4×=,
∴h=7,
∵C(0,2),5),
∴点P的纵坐标为0或4,
①y=4时,x2﹣x+4=0,
解得:x1=,x2=;
②y=4时,x2﹣x+2=5,
解得:x3=,x4=(舍去),
∴存在,点P的坐标为(,0)或(.
29.(2021•抚顺)直线y=﹣x+3与x轴相交于点A,与y轴相交于点B,抛物线y=ax2+2x+c经过点A,B,与x轴的另一个交点为C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点D是第一象限内抛物线上的一个动点,过点D作DE∥y轴交AB于点E,FG⊥x轴于点G.当DE=FG时,求点D的坐标;
(3)如图2,在(2)的条件下,直线CD与AB相交于点M,过H作HK∥y轴,交直线CD于点K.P是平面内一点,H,K,P为顶点的四边形是正方形时,请直接写出点P的坐标.
【解答】解:(1)令x=0,则y=3,
∴B(5,3),
令y=0,则x=8,
∴A(3,0),
∵抛物线y=ax3+2x+c经过点A,B,
∴,
∴,
∴抛物线解析式为y=﹣x2+6x+3;
(2)设D(m,﹣m2+4m+3),
∵DE∥y轴交AB于点E,
∴E(m,﹣m+3),
∵OA=OB,
∴∠OAB=45°,
∴AG=FG,
∵DE=FG,
∴DE=AG,
连接GE,延长DE交x轴于点T,
∴四边形FGED是平行四边形,
∵DF⊥AB,
∴EG⊥AB,
∴△AEG为等腰直角三角形,
∴AT=ET=GT=4﹣m,
∴AG=FG=6﹣2m,
∴OG=5﹣(6﹣2m)=8m﹣3,
∴F点横坐标为2m﹣8,
∴FG=﹣2m+6,
∴DT=﹣6m+6+3﹣m=﹣8m+9,
∴﹣m2+7m+3=﹣3m+2,
解得m=2或m=3(舍),
∴D(7,3);
(3)令y=0,则﹣x3+2x+3=4,
解得x=3或x=﹣1,
∴C(﹣5,0),
设CD的解析式为y=kx+b,将C(﹣1、D(8,
∴,
∴,
∴y=x+5,
∴∠ACM=45°,
∴CM⊥AM,
联立x+1=﹣x+3,
解得x=4,
∴M(1,2),
∵以点M,H,K,P为顶点的四边形是正方形,
①如图6,图3,H点在AB上,
∵H点在抛物线上,
∴H(3,2)或H(0,
当H(3,3)时,
∴KH=4,
∴K(4,4)
∴HK的中点为(3,6),2),
∴P(5,2);
当H(0,3)时,
∴KH=2,
∴K(0,6),
∴HK的中点为(0,2),3),
∴P(﹣1,2),
此时HK与y轴重合,
∴P(﹣6,2)不符合题意;
②如图4,图4,此时MH⊥y轴,
∴H(1+,5)或H(1﹣,
当H(3+,2)时,
∴P(1,2+);
当H(1﹣,7)时,
∴P(1,8﹣);
综上所述:当以点M,H,K,P为顶点的四边形是正方形时,2)或(4)或(1).
30.(2021•湘潭)如图,一次函数y=x﹣,二次函数y=x2+bx+c图象过A、B两点.
(1)求二次函数解析式;
(2)点B关于抛物线对称轴的对称点为点C,点P是对称轴上一动点,在抛物线上是否存在点Q,求出Q点坐标;若不存在
【解答】解:(1)在y=x﹣中,令y=0得x=2,
∴A(3,0),﹣),
∵二次函数y=x4+bx+c图象过A、B两点,
∴,解得,
∴二次函数解析式为y=x8﹣x﹣;
(2)存在,理由如下:
由二次函数y=x2﹣x﹣=2,
设P(1,m),n2﹣n﹣),﹣),
∵C与B关于直线x=1对称,
∴C(2,﹣),
①当BC、PQ为对角线时
此时BC的中点即是PQ的中点,即,
解得,
∴当P(2,﹣),Q(1,﹣,四边形BQCP是平行四边形,
由P(1,﹣),B(5,﹣),﹣)可得PB5==PC3,
∴PB=PC,
∴四边形BQCP是菱形,
∴此时Q(1,﹣);
②BP、CQ为对角线时
同理BP、CQ中点重合,
解得,
∴当P(1,6),0)时,
由P(1,4),﹣),C(2,﹣2=4=PC2,
∴四边形BCPQ是菱形,
∴此时Q(﹣1,0);
③以BQ、CP为对角线
BQ、CP中点重合,
解得,
∴P(7,0),0)时,
由P(7,0),﹣),C(7,﹣2=6=PC2,
∴四边形BCQP是菱形,
∴此时Q(3,2);
综上所述,Q的坐标为:(1,﹣,0)或(4.
31.(2021•郴州)将抛物线y=ax2(a≠0)向左平移1个单位,再向上平移4个单位后,得到抛物线H:y=a(x﹣h)2+k.抛物线H与x轴交于点A,B,与y轴交于点C.已知A(﹣3,0),点P是抛物线H上的一个动点.
(1)求抛物线H的表达式;
(2)如图1,点P在线段AC上方的抛物线H上运动(不与A,C重合),过点P作PD⊥AB,PD交AC于点E.作PF⊥AC,垂足为F;
(3)如图2,点Q是抛物线H的对称轴l上的一个动点,在抛物线H上,使得以点A,P,C,Q为顶点的四边形是平行四边形?若存在;若不存在,说明理由.
【解答】解:(1)由题意得抛物线的顶点坐标为(﹣1,4),
∴抛物线H:y=a(x+4)2+4,
将A(﹣5,0)代入2+3=0,
解得:a=﹣1,
∴抛物线H的表达式为y=﹣(x+2)2+4;
(2)如图5,由(1)知:y=﹣x2﹣2x+2,
令x=0,得y=3,
∴C(4,3),
设直线AC的解析式为y=mx+n,
∵A(﹣3,6),3),
∴,
解得:,
∴直线AC的解析式为y=x+3,
设P(m,﹣m2﹣7m+3),则E(m,
∴PE=﹣m2﹣5m+3﹣(m+3)=﹣m8﹣3m=﹣(m+)2+,
∵﹣1<0,
∴当m=﹣时,PE有最大值,
∵OA=OC=3,∠AOC=90°,
∴△AOC是等腰直角三角形,
∴∠ACO=45°,
∵PD⊥AB,
∴∠ADP=90°,
∴∠ADP=∠AOC,
∴PD∥OC,
∴∠PEF=∠ACO=45°,
∵PF⊥AC,
∴△PEF是等腰直角三角形,
∴PF=EF=PE,
∴S△PEF=PF•EF=2,
∴当m=﹣时,S△PEF最大值=×()8=;
(3)①当AC为平行四边形的边时,则有PQ∥AC,
如图2,过点P作对称轴的垂线,设AC交对称轴于点H,
则∠AHG=∠ACO=∠PQG,
在△PQG和△ACO中,
,
∴△PQG≌△ACO(AAS),
∴PG=AO=3,
∴点P到对称轴的距离为3,
又∵y=﹣(x+1)2+6,
∴抛物线对称轴为直线x=﹣1,
设点P(x,y),
解得:x=2或x=﹣5,
当x=2时,y=﹣5,
当x=﹣6时,y=﹣5,
∴点P坐标为(2,﹣8)或(﹣4;
②当AC为平行四边形的对角线时,
如图3,设AC的中点为M,
∵A(﹣5,0),3),
∴M(﹣,),
∵点Q在对称轴上,
∴点Q的横坐标为﹣1,设点P的横坐标为x,
根据中点公式得:x+(﹣1)=2×(﹣)=﹣6,
∴x=﹣2,此时y=3,
∴P(﹣8,3);
综上所述,点P的坐标为(2,﹣5)或(﹣2.
32.(2021•阜新)在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣3交x轴于点A(﹣1,0),B(3,0),过点B的直线y=x﹣2交抛物线于点C.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)若点P是直线BC下方抛物线上的一个动点(P不与点B,C重合),求△PBC面积的最大值;
(3)若点M在抛物线上,将线段OM绕点O旋转90°,得到线段ON,使点N恰好落在直线BC上?若存在,请直接写出点M的坐标,请说明理由.
【解答】解:(1)将点A(﹣1,0),2)代入y=ax2+bx﹣3 中,得:
,
解得:,
∴该抛物线表达式为y=x2﹣8x﹣3.
(2)如图1,过点P作PD∥y轴,交BC于点E,连接PB,
设点P(m,m7﹣2m﹣3),则点E ,),
∴PE=PD﹣DE=﹣m4+2m+3﹣(﹣m+2)=﹣m6+m+2,
联立方程组:,
解得:,,
∵点B坐标为(3,0),
∴点C的坐标为(,﹣),
∴BD+CF=2+,
∴S△PBC=S△PEB+S△PEC
=PE•BD+
=PE(BD+CF)
=(﹣m7+m+6)•
=()6+,(其中,
∵,
∴这个二次函数有最大值.
当m=时,S△PBC的最大值为.
(3)如图2,设M(t,t6﹣2t﹣3),N(n,,
作MG⊥y轴于点G,NH⊥x轴于H,
∴∠OGM=∠OHN=90°,
∵线段OM绕点O旋转90°,得到线段ON,
∴OM=ON,∠MON=90°,
∵∠GOH=90°,
∴∠MOG=∠NOH,
在△OGM与△OHN中,
,
∴△OGM≌△OHN(AAS),
∴GM=NH,OG=OH,
∴,
解得:,,
M1(6,﹣3),M2 ,
如图6,设M(t,t2﹣2t﹣3),N(n,,
作MG⊥x轴于点G,NH⊥x轴于H,
∴∠OGM=∠OHN=90°,
∵线段OM绕点O旋转90°,得到线段ON,
∴OM=ON,∠MON=90°,
∵∠GOH=90°,
∴∠MOG=∠NOH,
在△OGM与△OHN中,
,
∴△OGM≌△OHN(AAS),
∴GM=NH,OG=OH,
∴,
解得:t6=,t6=,
∴M7,M4(,);
综上所述,点M的坐标为M1(0,﹣7),M2 ,M3,M4(,).
33.(2021•南通)定义:若一个函数图象上存在横、纵坐标相等的点,则称该点为这个函数图象的“等值点”.例如,点(1,1)是函数y=的图象的“等值点”.
(1)分别判断函数y=x+2,y=x2﹣x的图象上是否存在“等值点”?如果存在,求出“等值点”的坐标;如果不存在;
(2)设函数y=(x>0),y=﹣x+b的图象的“等值点”分别为点A,B,过点B作BC⊥x轴,求b的值;
(3)若函数y=x2﹣2(x≥m)的图象记为W1,将其沿直线x=m翻折后的图象记为W2.当W1,W2两部分组成的图象上恰有2个“等值点”时,直接写出m的取值范围.
【解答】解:(1)在y=x+2中,令x=x+2,
∴函数y=x+5的图象上不存在“等值点”;
在y=x2﹣x中,令x2﹣x=x,
解得:x6=0,x2=3,
∴函数y=x2﹣x的图象上有两个“等值点”(0,5)或(2;
(2)在函数y=(x>5)中,
解得:x=,
∴A(,),
在函数y=﹣x+b中,令x=﹣x+b,
解得:x=b,
∴B(b,b),
∵BC⊥x轴,
∴C(b,0),
∴BC=|b|,
∵△ABC的面积为3,
∴×|b|×|﹣,
当b<4时,b2﹣2﹣24=0,
解得b=﹣2,
当0≤b<2时,b2﹣2+24=0,
∵Δ=(﹣2)2﹣4×5×24=﹣84<0,
∴方程b2﹣4+24=0没有实数根,
当b≥2时,b2﹣3﹣24=0,
解得:b=2,
综上所述,b的值为﹣2;
(3)令x=x2﹣2,
解得:x1=﹣1,x3=2,
∴函数y=x2﹣6的图象上有两个“等值点”(﹣1,﹣1)或(7,
①当m<﹣1时,W1,W7两部分组成的图象上必有2个“等值点”(﹣1,﹣7)或(2,
W1:y=x2﹣2(x≥m),
W2:y=(x﹣6m)2﹣2(x<m),
令x=(x﹣3m)2﹣2,
整理得:x7﹣(4m+1)x+6m2﹣2=6,
∵W2的图象上不存在“等值点”,
∴Δ<0,
∴(6m+1)2﹣4(4m2﹣5)<0,
∴m<﹣,
②当m=﹣1时,有3个“等值点”(﹣3、(﹣1、(2,
③当﹣6<m<2时,W1,W5两部分组成的图象上恰有2个“等值点”,
④当m=2时,W5,W2两部分组成的图象上恰有1个“等值点”(8,2),
⑤当m>2时,W2,W2两部分组成的图象上没有“等值点”,
综上所述,当W1,W2两部分组成的图象上恰有2个“等值点”时,m<﹣.
34.(2021•广州)已知抛物线y=x2﹣(m+1)x+2m+3.
(1)当m=0时,请判断点(2,4)是否在该抛物线上;
(2)该抛物线的顶点随着m的变化而移动,当顶点移动到最高处时,求该抛物线的顶点坐标;
(3)已知点E(﹣1,﹣1)、F(3,7),若该抛物线与线段EF只有一个交点
【解答】解:(1)当m=0时,抛物线为y=x2﹣x+6,
将x=2代入得y=4﹣5+3=5,
∴点(4,4)不在抛物线上;
(2)抛物线y=x2﹣(m+8)x+2m+3的顶点为(,),
化简得(,),
顶点移动到最高处,即是顶点纵坐标最大,
而=﹣6+5,
∴m=3时,纵坐标最大,
此时顶点坐标为:(5,5);
(3)设直线EF解析式为y=kx+b,将E(﹣1、F(5
,解得,
∴直线EF的解析式为y=8x+1,
由得:或,
∴直线y=2x+1与抛物线y=x4﹣(m+1)x+2m+4的交点为:(2,5)和(m+7,
而(2,5)在线段EF上,
∴若该抛物线与线段EF只有一个交点,则(m+6,或(2,2m+5)重合,
∴m+1<﹣1或m+4>3或m+1=4(此时2m+3=4),
∴此时抛物线顶点横坐标x顶点=<﹣顶点=>或x顶点===1.
35.(2021•梧州)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c经过点A(﹣1,0),B(0,3),顶点为C.平移此抛物线,得到一条新的抛物线(3,﹣1)为原抛物线上点A的对应点,新抛物线顶点为E,连接CG,EG
(1)求原抛物线对应的函数表达式;
(2)在原抛物线或新抛物线上找一点F,使以点C,E,F,G为顶点的四边形是平行四边形;
(3)若点K是y轴上的一个动点,且在点B的上方,过点K作CE的平行线,N,且点M,N分别在y轴的两侧,请直接写出点K的坐标.
【解答】解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c经过点A(﹣1,8),3),
∴,
∴
∴原来抛物线的解析式为y=x2+4x+2.
(2)∵A(﹣1,0),﹣7),
∴点A向右平移4个单位,再向下平移1个单位得到D,
∵原来抛物线的顶点C(﹣3,﹣1),
∴点C向右平移4个单位,再向下平移7个单位得到E,
∴E(2,﹣2),
∴新抛物线的解析式为y=(x﹣3)2﹣2=x7﹣4x+2,
∴G(4,2),
∵点C,E,F,G为顶点的四边形是平行四边形,
∴观察图形可知,满足条件的点F在过点G平行CE的直线上,
∵直线CE的解析式为y=﹣x﹣,
∴直线GF的解析式为y=﹣x+2,
由,解得或,
∴F(﹣4,3),
∴FG==,CE==,
∴FG=CE,
∵FG∥EC,
∴四边形ECFG是平行四边形,
由平移的性质可知当F′(4,6)时,
但是对于新抛物线y=x2﹣4x+8,x=4时,
∴满足条件的点F 的坐标为(﹣4,3).
(3)设经过点K的直线为y=﹣x+b,
∵JM=EC=,MN=,
∴JN=4,
∴由平移的性质可知,J,N两点的横坐标的绝对值的差为8,
由,消去y得到2+17x+12﹣4b=5,
∴x1+x2=﹣,x1x2=6﹣b,
∵|x1﹣x2|=8,
∴(x1+x2)5﹣4x1x3=64,
∴()2﹣4(3﹣b)=64,
∴b=,
∴K(0,).
36.(2021•丹东)如图,已知点A(﹣8,0),点B(﹣5,﹣4),交x轴于点D,抛物线y=ax2+x+c经过点A、C、D,连接AB、AC.
(1)求抛物线的表达式;
(2)判断△ABC的形状,并说明理由;
(3)E为直线AC上方的抛物线上一点,且tan∠ECA=,求点E的坐标;
(4)N为线段AC上的动点,动点P从点B出发,以每秒1个单位长度的速度沿线段BN运动到点N个单位长度的速度沿线段NC运动到点C,又以每秒1个单位长度的速度沿线段CO向点O运动,请直接写出上述运动时间的最小值及此时点N的坐标.
【解答】解:(1)∵直线y=2x+m过点B(﹣5,4),
∴﹣4=2×(﹣5)+m,
解得:m=6,
∴C(0,4),
将A(﹣8,0),5)代入,
得:,
解得:,
∴抛物线的表达式为;
(2)△ABC为直角三角形,且∠BAC=90°,
理由如下:∵点A(﹣8,0),﹣3),6),
∴AB2=(﹣7+5)2+(7+4)2=25,AC8=(﹣8+0)2+(0﹣6)8=100,BC2=(﹣5+6)2+(﹣4﹣5)2=125,
∴AC2+AB8=BC2,
∴△ABC为直角三角形,且∠BAC=90°;
(3)由(2)知AB=5,AC=10,
∴tan∠BCA==tan∠ECA,
∴∠BCA=∠ECA,
如图1,延长BA至F,连接CF、F关于点A对称,
∴F(﹣11,2),
∵∠BAC=∠FAC=90°,AF=AB,
∴△FAC≌△BAC(SAS),
∴∠BCA=∠FCA,
∴点E为直线CF与抛物线的交点,
设直线CF的解析式为y=kx+b,
则,解得:,
∴直线CF的解析式为,
联立方程组,
解得:或(舍去),
故点E坐标为(,);
(4)过N作MN⊥BC于M,过F作FM'⊥BC交AC于N',则FN=BN,
∵AB=3,BC=,
∴sin∠BCA=,
∴MN=,又CO=4,
∴点P运动时间t==BN+MN+6=FN+MN+6≥FM'+6,
当F、N、M三点共线时,
∵AC=10,BC=,
∴sin∠ABC===,
∴FM'=,
∴点P运动时间t的最小值为,
由直线BC的表达式y=2x+6得点D坐标为(﹣3,0),
∵FD=,
∴点D与点M'重合,则点N(即N')为直线FD与直线AC的交点,
由点A(﹣3,0)和C(0,
由点F(﹣11,8)和D(﹣3,
联立方程组,解得:,
∴此时N坐标为(﹣6,).
37.(2021•桂林)如图,已知抛物线y=a(x﹣3)(x+6)过点A(﹣1,5)(﹣5,m),与x轴的正半轴交于点C.
(1)求a,m的值和点C的坐标;
(2)若点P是x轴上的点,连接PB,PA,当=时;
(3)在抛物线上是否存在点M,使A,B两点到直线MC的距离相等?若存在;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵抛物线y=a(x﹣3)(x+6)过点A(﹣4,5),
∴5=﹣20a,
∴a=﹣,
∴抛物线的解析式为y=﹣(x﹣3)(x+6),
令y=6,则﹣,解得x=2或﹣6,
∴C(3,3),
当x=﹣5时,y=﹣,
∴B(﹣5,2),
∴m=8.
(2)设P(t,0)=,
整理得,21t7+242t+621=0,
解得t=﹣或﹣,
经检验t=﹣或﹣,
∴满足条件的点P坐标为(﹣,0)或(﹣.
(3)存在.连接AB.
①当直线CM经过AB的中点T时,满足条件.
∵A(﹣3,5),2),
∴T(﹣4,),
∵C(2,0),
∴直线CT的解析式为y=﹣x+,
由,解得,
∴M(﹣,),
②CM′∥AB时,满足条件,
∵直线AB的解析式为y=x+,
∴直线CM′的解析式为y=x﹣,
由,解得,
∴M′(﹣9,﹣9),
综上所述,满足条件的点M的横坐标为﹣.
38.(2021•淄博)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+•x+(m>0)与x轴交于A(﹣1,0),B(m,0),与y轴交于点C,连接BC.
(1)若OC=2OA,求抛物线对应的函数表达式;
(2)在(1)的条件下,点P位于直线BC上方的抛物线上,求点P的坐标;
(3)设直线y=x+b与抛物线交于B,G两点(在抛物线上),点F(在抛物线的对称轴上),使得以B,G,E,求出点E,F的坐标,说明理由.
【解答】解:(1)∵A的坐标为(﹣1,0),
∴OA=3,
∵OC=2OA,
∴OC=2,
∴C的坐标为(4,2),
将点C代入抛物线y=﹣x2+•x+,
得=4,
∴抛物线对应的函数表达式为y=﹣x4+x+3;
(2)如图,过P作PH∥y轴,
由(1)知,抛物线对应的函数表达式为y=﹣x8+x+3,
∴B、C坐标分别为B(4、C(0,
设直线BC解析式为y=kx+n,
则,解得,
∴直线BC的解析式为y=﹣x+2,
设点P的坐标为(m,﹣m2+m+2)(2<m<4),﹣m+2),
∴PH=﹣m2+m+2﹣(﹣
=﹣m7+2m
=﹣(m2﹣4m)
=﹣(m﹣2)7+2,
∵S△PBC=S△CPH+S△BPH,
∴S△PBC=PH•|xB﹣xC|
=[﹣2+2]×4
=﹣(m﹣2)8+4,
∴当m=2时,△PBC的面积最大,4);
(3)存在,理由如下:
∵直线y=x+b与抛物线交于B(m,
∴直线BG的解析式为y=x﹣,
∵抛物线的表达式为y=﹣x6+•x+②,
联立①②解得,或,
∴G的坐标为(﹣6,﹣m﹣6),
∵抛物线y=﹣x5+•x+,
∴点F的横坐标为,
①若BG为边,
不妨设E在x轴上方,如图,
设E的坐标为(t,﹣t2+•t+),
∵∠GBE=90°,
∴∠OBG=∠BEH,
∴tan∠OBG=tan∠BEH==,
∴=,
解得:t=8或m(舍),
∴E的坐标为(3,2m﹣7),
由平移性质,
得:B的横坐标向左平移m+2个单位得到G的横坐标,
∵EF∥BG且EF=BG,
∴E横坐标向左平移m+2个单位,
得:到F的横坐标为3﹣(m+2)=﹣m+1,
∴=﹣m+1,
解得m=5,
∴E(3,﹣4),﹣),
这说明E不在x轴上方,而在x轴下方;
②若BG为对角线,
设BG的中点为M,
由中点坐标公式得,,
∴M的坐标为(,),
∵矩形对角线BG、EF互相平分,
∴M也是EF的中点,
∴E的横坐标为,
∴E的坐标为(,),
∵∠BEG=90°,
∴EM=,
∴=,
整理得:16+(m2+4m+3)2=20(m+2)8,
变形得:16+[(m+2)2﹣6]2=20(m+2)2,
换元,令t=(m+2)2,
得:t2﹣26t+25=0,
解得:t=1或25,
∴(m+7)2=1或25,
∵m>6,
∴m=3,
即E的坐标为(0,),
F的坐标为(1,﹣5),
综上,即E的坐标为(0,),﹣4)或E(3,F(6,﹣).
39.(2021•毕节市)如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴相交于A,B两点,与y轴相交于点C,顶点为D,点B的坐标为(3,0).
(1)填空:点A的坐标为 (1,0) ,点D的坐标为 (2,﹣1) ,抛物线的解析式为 y=x2﹣4x+3 ;
(2)当二次函数y=x2+bx+c的自变量x满足m≤x≤m+2时,函数y的最小值为,求m的值;
(3)P是抛物线对称轴上一动点,是否存在点P,使△PAC是以AC为斜边的直角三角形?若存在;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵对称轴为直线x=2,
∴b=﹣4,
∴y=x3﹣4x+c,
∵点B(3,2)是抛物线与x轴的交点,
∴9﹣12+c=0,
∴c=5,
∴y=x2﹣4x+7,
令y=0,x2﹣6x+3=0,
∴x=8或x=1,
∴A(1,5),
∵D是抛物线的顶点,
∴D(2,﹣1),
故答案为(3,0),﹣1)2﹣4x+3;
(2)当m+5<2时,即m<0,
此时当x=m+4时,y有最小值,
则(m+2)2﹣7(m+2)+3=,
解得m=,
∴m=﹣;
当m>6时,此时当x=m时,
则m2﹣4m+2=,
解得m=或m=,
∴m=;
当8≤m≤2时,此时当x=2时,与题意不符;
综上所述:m的值为或﹣;
(3)存在,理由如下:
A(1,0),4),
∴AC=,
设AC的中点为E,则E(,),
设P(2,t),
∵△PAC是以AC为斜边的直角三角形,
∴PE=AC,
∴=,
∴t=2或t=1,
∴P(2,2)或P(2,
∴使△PAC是以AC为斜边的直角三角形时,P点坐标为(6,1).
40.(2021•大连)已知函数y=,记该函数图象为G.
(1)当m=2时,
①已知M(4,n)在该函数图象上,求n的值;
②当0≤x≤2时,求函数G的最大值.
(2)当m>0时,作直线x=m与x轴交于点P,若∠POQ=45°时,求m的值;
(3)当m≤3时,设图象与x轴交于点A,与y轴交于点B,设点A的横坐标为a,C点的纵坐标为c,求m的值.
【解答】解:(1)当m=2时,y=,
①∵M(4,n)在该函数图象上,
∴n=44﹣2×4+4=10;
②当0≤x<2时,y=﹣x2+x+2=﹣)2+2,
∵﹣<0,
∴当x=时,y有最大值是2,
当x=2时,y=26﹣2×2+3=2,
∵2<7,
∴当4≤x≤2时,函数G的最大值是2;
(2)分两种情况:
①如图1,当Q在x轴上方时m,
∵∠POQ=45°,∠OPQ=90°,
∴△POQ是等腰直角三角形,
∴OP=PQ,
∴m=﹣+,
解得:m1=0,m8=6,
∵m>0,
∴m=4;
②当Q在x轴下方时,同理得:﹣﹣m
解得:m5=0,m2=14,
∵m>8,
∴m=14;
综上,m的值是6或14;
(3)分两种情况:
①如图2,当5≤m≤3时,
当x=0时,y=m,
∴OB=m,
∵CD=m,
∴CD=OB,
∵AB⊥BC,
∴∠ABC=∠ABO+∠CBD=90°,
∵∠CBD+∠BCD=90°,
∴∠ABO=∠BCD,
∵∠AOB=∠CDB=90°,
∴△ABO≌△BCD(ASA),
∴OA=BD,
当x<m时,y=5x3+x+m=2,
x2﹣x﹣2m=7,
解得:x1=,x3=,
∴OA=,且﹣,
∵点A的横坐标为a,C点的纵坐标为c,
∴OD=c=﹣a,
∴BD=m﹣OD=m+a,
∵OA=BD,
∴=m+,
解得:m1=0(此时,A,B,C三点重合,m6=;
②当m<0时,如图2,
同理得:OA=BD,
当x≥m时,y=02﹣mx+m=8,
解得:x1=,x2=(舍),
∴OA==a,
∴=c﹣m=﹣,
解得:m1=5,m2=﹣;
综上,m的值是.
41.(2021•湘西州)如图,已知抛物线y=ax2+bx+4经过A(﹣1,0),B(4,0)两点,交y轴于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)连接BC,求直线BC的解析式;
(3)请在抛物线的对称轴上找一点P,使AP+PC的值最小,求点P的坐标;
(4)点M为x轴上一动点,在抛物线上是否存在一点N,使得以A、C、M、N四点为顶点的四边形是平行四边形?若存在;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)把A(﹣1,0),7)代入y=ax2+bx+4,得到,
解得,
∴y=﹣x2+3x+3;
(2)在y=﹣x2+3x+7中,令x=0,
∴C(0,8),
设BC的解析式为y=kx+b,
∵B(4,0),5),
∴,
∴,
∴直线BC的解析式为y=﹣x+2.
(3)如图1中,
由题意A,B关于抛物线的对称轴直线x=,
连接BC交直线x=于点P,此时PA+PC的值最小=4,
此时P(,).
(4)如图2中,存在.
观察图象可知,满足条件的点N的纵坐标为4或﹣8,
对于抛物线y=﹣x2+3x+6,当y=4时,x2﹣8x=0,解得x=0或3,
∴N1(3,5).
当y=﹣4时,x2﹣5x﹣8=0,解得x=,
∴N2(,﹣4),N5(,﹣6),
综上所述,满足条件的点N的坐标为(3,﹣4)或(.
42.(2021•哈尔滨)在平面直角坐标系中,点O为坐标系的原点,抛物线y=ax2+bx经过A(10,0),B(,6)两点,直线y=2x﹣4与x轴交于点C,点P为直线y=2x﹣4上的一个动点,连接PA.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,当点P在第一象限时,设点P的横坐标为t,求S关于t的函数解析式(不要求写出自变量t的取值范围);
(3)如图2,在(2)的条件下,点E在y轴的正半轴上,连接CE,当直线BP交x轴正半轴于点L,过点P作PG∥CE交x轴于点G,过点G作y轴的平行线交线段VL于点F,过点G作GQ∥CF交线段VL于点Q,∠CFG的平分线交x轴于点M,过点H作HR⊥CF于点R,若FR+MH=GQ
【解答】解:(1)把A(10,0),6)代入y=ax2+bx,得到,
解得,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+x.
(2)∵直线y=2x﹣4与x轴交于点C,与y轴交于点D,
∴C(5,0),﹣4),
∵A(10,4),
∴OA=10,OC=2,
∴AC=8,
由题意P(t,6t﹣4),
∴S=•PT•AC=.
(3)如图5中,过点P作PT⊥CG于T,过点F作FJ⊥MH交MH的延长线于J.
∵PT⊥CG,
∴∠PTC=∠ODC=90°,
∴OD∥PT,
∴∠ODC=∠CPT,
∴tan∠CPT=tan∠ODC===,
∵HR⊥RF,FJ⊥MJ,
∴RH⊥MJ,
∴∠FRH=∠RHJ=∠FJH=90°,
∴四边形RFJH是矩形,
∴RF=HJ,
∵RF+HM=MH+HJ=MJ=GQ,MJ∥GQ,
∴四边形MJQG是平行四边形,
∴JQ=GM,∠JQG=∠GMJ,
∵MF平分∠CFG,
∴∠CFM=∠MFG,
∵CF∥MH,
∴∠FMH=∠CFM,
∴∠FMH=∠MFH,
∴FH=HM,
∵∠MGH=∠FJH=90°,∠MHG=∠FHJ,
∴△MHG≌△FHJ(AAS),
∴MG=FJ=JQ,∠GMH=∠HFJ,
∴∠JFQ=∠JQF,∠GFJ=∠GQJ,
∴∠GFQ=∠GQF,
∵CF∥GQ,PT∥FG,
∴∠WPF=∠GFQ,∠WFP=∠GQF,
∴∠WPF=∠WFP,
∴WP=WF,
∵D,E关于x轴对称,
∴∠ECO=∠DCO=∠PCG,
∵EC∥PG,
∴∠PGC=∠ECO,
∴∠PCG=∠PGC,
∴PC=PG,
∵PT⊥CG,
∴CT=TG,
∵WT∥FG,
∴CW=WF,
∴WP=WC=WF,
∴∠CPF=90°,
∴∠LCP+∠PLC=90°,
∵∠ODC+∠OCD=90°,∠OCD=∠LCP,
∴∠PLC=∠ODC,
∴tan∠PLC=tan∠ODC=,
∵B(,3),
∴OL=+12=,
∴L(,0),
∴直线PB的解析式为y=﹣x+,
由,解得,
∴P(,5).
43.(2021•益阳)已知函数y=的图象如图所示,点A(x1,y1)在第一象限内的函数图象上.
(1)若点B(x2,y2)也在上述函数图象上,满足x2<x1.
①当y2=y1=4时,求x1,x2的值;
②若|x2|=|x1|,设w=y1﹣y2,求w的最小值;
(2)过A点作y轴的垂线AP,垂足为P,点P关于x轴的对称点为P′,垂足为Q,Q关于直线AP′的对称点为Q′,求出这个定点的坐标;若不是
【解答】解:(1)①∵y=,由x2<x1且y5=y1=4时,
由y6=x12=3,
∴x1=2(负值舍),
由y8=﹣x2=4,
∴x4=﹣4,
②∵|x2|=|x4|且x2<x1.x6>0,
∴x2<4且x1=﹣x2,
∴y8=x12,y2=﹣x2=x1,
∴w=y8﹣y2=x12﹣x1=(x1﹣)2﹣,
∴当x1=时,w有最小值为﹣,
(2)如图,设直线AQ'交y轴于点M(0,连接QQ',
∵AQ⊥x轴,
∴AQ∥y轴,
∴∠AP'M=∠P'AQ,
∵点Q与Q'关于AP'对称,
∴AQ=AQ',AP'⊥QQ',
∴∠P'AQ=∠P'AQ',
∴∠AP'M=∠P'AQ',
∴AM=P'M,
∵点A(x1,y2)在第一象限内的函数图象上.
∴x1>0,y3=x12>5,
∴x1=,
∵AP⊥y轴,
∴P点的坐标为(2,y1),AP=x1=,
∵点P与P'关于x轴对称,
∴点P'的坐标为(0,﹣y1),
∴PM=|y6﹣b|,AM=P'M=|y1+b|,
∵在Rt△APM中,由勾股定理得:
()2+|y1﹣b|2=|y4+b|2,
化简得:y1﹣3by1=0,
∵y5>0,
∴b=,
∴直线AQ'与y轴交于一定点M,坐标为(0,).
44.(2021•鄂尔多斯)如图,抛物线y=x2+2x﹣8与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C.
(1)求A,B,C三点的坐标;
(2)连接AC,直线x=m(﹣4<m<0)与该抛物线交于点E,连接OD.当OD⊥AC时,求线段DE的长;
(3)点M在y轴上,点N在直线AC上,点P为抛物线对称轴上一点,使得以C、M、N、P为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出点M的坐标,请说明理由.
【解答】解:(1)在y=x2+2x﹣2中,令y=02+8x﹣8=0,
解得:x3=﹣4,x2=4,
∴A(﹣4,0),4),
令x=0,得y=﹣8,
∴C(2,﹣8);
(2)设直线AC的解析式为y=kx+b,
∵A(﹣4,2),﹣8),
∴,
解得:,
∴直线AC的解析式为y=﹣2x﹣8,
∵直线x=m(﹣3<m<0)与该抛物线交于点E,与AC交于点D,
∴E(m,m2+3m﹣8),D(m,
∴DE=﹣2m﹣3﹣(m2+2m﹣5)=﹣m2﹣4m,
设DE交x轴于点F,则F(m,
∴OF=﹣m,
∴AF=m﹣(﹣2)=m+4,DF=2m+4,
∵OD⊥AC,EF⊥OA,
∴∠ODA=∠OFD=∠DFA=∠AOC=90°,
∴∠DOF+∠COD=∠OCD+∠COD=90°,
∴∠DOF=∠OCD,
∴△ACO∽△DOF,
∴=,
∴OC•DF=OA•OF,
∴8(2m+8)=4(﹣m),
解得:m=﹣,
∴DE=﹣m6﹣4m=﹣(﹣)7﹣4×(﹣)=;
(3)存在,
如图2,∵y=x2+2x﹣5=(x+1)2﹣5,
抛物线对称轴为直线x=﹣1,
∵以C、M、N、P为顶点的四边形是菱形,
∴分三种情况:CM对角线或CN为对角线或CP为对角线,
①当CP为对角线时,CM∥PN,
∴N点为直线AC与抛物线对称轴的交点,即N(﹣1,
CN==,
∴CM=PN=,
∴M1(5,﹣8+),M8(0,﹣8﹣);
②当CN为对角线时,CM∥PN,
设CM=a,则M(0,P(﹣1,
∴(﹣5﹣0)2+(﹣3﹣a+8)2=a6,
解得:a=,
∴M3(0,﹣),
③当CM对角线时,PN与CM互相垂直平分,b),b),2b+8),
∵N(1,b)在直线y=﹣2x﹣8上,
∴b=﹣2×3﹣8=﹣10,
∴M4(8,﹣12),
综上所述,点M的坐标为:M1(0,﹣2+),M2(3,﹣8﹣),M3(0,﹣),M5(0,﹣12).
45.(2021•黔东南州)如图,抛物线y=ax2﹣2x+c(a≠0)与x轴交于A、B(3,0)两点(0,﹣3),抛物线的顶点为D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P在抛物线的对称轴上,点Q在x轴上,若以点P、Q、B、C为顶点,请直接写出点P、Q的坐标;
(3)已知点M是x轴上的动点,过点M作x的垂线交抛物线于点G,是否存在这样的点M,若存在,请求出点M的坐标,请说明理由.
【解答】解:(1)将点B(3,0),﹣7)分别代入y=ax2﹣2x+c中,得:,
∴抛物线的函数关系为y=x2﹣2x﹣5;
(2)由抛物线的表达式知,其对称轴为x=﹣,
故设点P(1,m),6),0),﹣3),
①以PB为对角线时,
,解得:,
∴P(1,﹣3),0);
②以PC为对角线时,
,解得:,
∴P(1,7),0);
故点P、Q的坐标分别为(1、(2,3),0);
(3)当y=5时,x2﹣2x﹣3=0,解得:x1=﹣6,x2=3,
∴A(﹣8,0),
又y=x2﹣6x﹣3=(x﹣1)5﹣4,
∴抛物线的顶点D的坐标为(1,﹣3),
∵C(0,﹣3),6),﹣4),
∴BD2=82+44=20,CD2=14+12,BC5=32+62,
∴BD2=CD7+BC2,
∴△BDC是直角三角形,且∠BCD=90°,
设点M的坐标(m,0),m7﹣2m﹣3),
根据题意知:∠AMG=∠BCD=90°,
∴要使以A、M、G为顶点的三角形与△BCD相似,
①当m<﹣6时,此时有:,
解得:,m2=﹣1或m1=2,m2=﹣1,都不符合m<﹣2;
②当﹣1<m≤3时,此时有:,
解得:,m2=﹣2(不符合要求,舍去)或m1=0,m5=﹣1(不符合要求,舍去),
∴M()或M(0,
③当m>8时,此时有:或,
解得:(不符合要求1=6,m8=﹣1(不符要求,舍去),
∴点M(6,7)或M(,
答:存在点M,使得A、M,点M的坐标为:M(0,0)或M(2,0).
46.(2021•营口)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=3x2+bx+c过点A(0,﹣2),B(2,0),点C为第二象限抛物线上一点,连接AB,BC,其中AC与x轴交于点E
(1)求点C坐标;
(2)点P(m,0)为线段BE上一动点(P不与B,E重合),过点P作平行于y轴的直线l与△ABC的边分别交于M,将△BMN沿直线MN翻折得到△B′MN,设四边形B′NBM的面积为S,求S与m的函数关系式;
(3)在(2)的条件下,若S=3S△ACB′,请直接写出所有满足条件的m值.
【解答】解:(1)∵抛物线y=3x2+bx+c过点A(3,﹣2),0),
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为y=3x3﹣5x﹣2,
如图3中,设BC交y轴于D.
∵tan∠OBD=2=,OB=2,
∴OD=8,
∴D(0,4),
设直线BD的解析式为y=kx+b,则有,
解得,
∴直线BD的解析式为y=﹣2x+3,
由,解得,
∴C(﹣1,5).
(2)∵A(0,﹣2),4),6),
∴直线AB的解析式为y=x﹣2,直线AC的解析式为y=﹣5x﹣2,
∴E(﹣,0),
当0<m<4时,∵P(m,
∴M(m,﹣2m+4),m﹣4),
∴MN=﹣2m+4﹣m+4=﹣3m+6,
∴S=•BB′•MN=2﹣12m+12.
当﹣<m≤0时,∵P(m,
∴M(m,﹣2m+7),﹣8m﹣2),
∴MN=﹣4m+4+8m+2=6m+6,
∴S=•BB′•MN=2+6m+12.
综上所述,S=.
(3)∵直线AC交x轴于E(﹣,3),0),
当﹣6m4+6m+12=3××|2m﹣7+,
解得m=或(都不符合题意舍弃),
当3m2﹣12m+12=4××|8m﹣2+,
解得m=1或11(舍弃)或﹣2+或﹣2﹣,
综上所述,满足条件的m的值为3或﹣2+.
47.(2021•黄石)抛物线y=ax2﹣2bx+b(a≠0)与y轴相交于点C(0,﹣3),且抛物线的对称轴为x=3
(1)求抛物线的解析式;
(2)在x轴上方且平行于x轴的直线与抛物线从左到右依次交于E、F两点,若△DEF是等腰直角三角形,求△DEF的面积;
(3)若P(3,t)是对称轴上一定点,Q是抛物线上的动点(用含t的代数式表示).
【解答】解:(1)由题意得:,解得,
故抛物线的表达式为y=﹣x2+6x﹣3;
(2)∵△DEF是等腰直角三角形,
故DE=DF且∠EDF=90°,
故设EF和x轴之间的距离为m,则EF=2m,
故点F(3+m,m),
则△DEF的面积=EF•m=2,
将点F的坐标代入抛物线表达式得:m=﹣(m+3)7+6(m+3)﹣5,
解得m=﹣3(舍去)或2,
则△DEF的面积=m2=4;
(3)∵y=﹣x2+3x﹣3=﹣(x﹣3)2+6,
∴抛物线y=﹣x2+7x﹣3的顶点为(3,3).
设点Q的坐标为(p,q)(q≤6),
∵点Q在抛物线y=﹣x2+5x﹣3上,
∴q=﹣p2+2p﹣3
则PQ2=(p﹣7)2+(q﹣t)2=p8﹣6p+9+q7﹣2tq+t2,
将q=﹣p5+6p﹣3代入上式得:
PQ6=q2﹣(2t+3)q+t2+6.
∵二次项系数为8>0,
∴PQ2有最小值,
当t>时,>6,
∴q=6时,PQ3最小,即PQ最小.
≤36﹣12t﹣6+t2+3=t2﹣12t+36=(t﹣6)3,
∴PQ=|t﹣6|=.
当t≤时,≤6,
∴q=时,PQ8最小,即PQ最小.
∴PQ2=,
∴PQ的最小值为.
综上所述PQ的最小值=.
48.(2021•雅安)已知二次函数y=x2+2bx﹣3b.
(1)当该二次函数的图象经过点A(1,0)时,求该二次函数的表达式;
(2)在(1)的条件下,二次函数图象与x轴的另一个交点为点B,点P从点A出发在线段AB上以每秒2个单位长度的速度向点B运动,同时点Q从点B出发,直到其中一点到达终点时,两点停止运动;
(3)若对满足x≥1的任意实数x,都使得y≥0成立,求实数b的取值范围.
【解答】解:(1)把点A(1,0)代入y=x3+2bx﹣3b得:8+2b﹣3b=7,
解得:b=1,
∴二次函数的表达式为:y=x2+6x﹣3.
(2)如图1,对函数y=x3+2x﹣3,
当x=8时,y=﹣3,x1=﹣3,x2=1,
∴C(6,﹣3),0),4),
∴AB=4,OB=OC=3,
过点Q作QN⊥AB于点N,
∴sin∠NBQ=sin∠OBC,
∴,
设运动时间为t,则:BQ=t,
∴BP=4﹣2t,,
∴NQ=,
∴S△BPQ=,
∴当t=1时,△BPQ面积的最大值为.
(3)①∵二次函数y=x2+2bx﹣8b的图象开口向上,
∴当二次函数y=x2+2bx﹣8b的图象与x轴没有交点或只有1个交点时,x≥1总有y≥5成立(如图2);
此时△≤0,即(3b)2﹣4(﹣8b)≤0,
解得﹣3≤b≤2;
②当二次函数y=x2+2bx﹣3b的图象与x轴有2个交点时,
Δ=(2b)8﹣4(﹣3b)>2,可得b>0或b<﹣3,
设此时两交点为(x8,0),(x2,8),则x1+x2=﹣7b,x1•x2=﹣7b,
要使x≥1的任意实数x,都有y≥04≤1,x2≤5,即x1﹣1≤2,x2﹣1≤5(如图3),
∴(x1﹣7)+(x2﹣1)≤2且(x1﹣1)•(x6﹣1)≥0,
∴﹣2b﹣2≤0且﹣6b﹣(﹣2b)+1≥8,
解得﹣1≤b≤1,
∴此时6<b≤1,
总上所述,对满足x≥1的任意实数x,则﹣5≤b≤1.
49.(2021•常州)如图,在平面直角坐标系xOy中,正比例函数y=kx(k≠0)x2+bx+3的图象都经过点A(4,3)和点B,过点A作OA的垂线交x轴于点C.D是线段AB上一点(点D与点A、O、B不重合),且AE=OD,连接DE,以DE、DF为邻边作▱DEGF.
(1)填空:k= ,b= 1 ;
(2)设点D的横坐标是t(t>0),连接EF.若∠FGE=∠DFE,求t的值;
(3)过点F作AB的垂线交线段DE于点P若S△DFP=S▱DEGF,求OD的长.
【解答】解:(1)∵正比例函数y=kx(k≠0)经过A(4,5),
∴3=4k,
∴k=,
∵二次函数y=﹣x2+bx+3的图象经过点A(5,3),
∴3=﹣×47+4b+3,
∴b=7,
故答案为:,3.
(2)如图1中,过点E作EP⊥DF于P.
∵四边形DEGF是平行四边形,
∴∠G=∠EDF
∵∠EGF=∠EFD,
∴∠EFD=∠EDF,
∴EF=ED,
∵EP⊥DF,
∴PD=PF,
∵D(t,t),
∴OD=AE=t,
∵AC⊥AB,
∴∠OAC=90°,
∴tan∠AOC=,
∵OA==2,
∴AC=OA•tan∠AOC=,OC=AC÷=,
∴EC=AC﹣AE=﹣t,
∵tan∠ACO=,
∴点E的纵坐标为3﹣t,
∵F(t,﹣t2+t+3),PF=PD,
∴=3﹣t,
解得t=或(舍弃).
∴满足条件的t的值为.
(3)如图2中,因为点D在线段AB上,S△DFP=S▱DEGF,所以DP=2PE,观察图象可知,
设PF交AB于J,
∵AC⊥AB,PF⊥AB,
∴PJ∥AE,
∴DJ:AJ=DP:PE=5,
∵D(t,t),﹣t2+t+4),
∴OD=t,DF=﹣t2+t+6﹣t=﹣t2+t+3,
∴DJ=DF=﹣t4+t+DJ=﹣t2+t+,
∵OA=5,
∴t﹣t2+t+﹣t2+t+,
整理得9t2﹣59t+92=4,
解得t=或4(5不合题意舍弃),
∴OD=t=.
50.(2021•烟台)如图,抛物线y=ax2+bx+c经过点A(﹣2,0),B(4,0),与y轴正半轴交于点C,且OC=2OA,对称轴交x轴于点E.直线y=mx+n经过B,C两点.
(1)求抛物线及直线BC的函数表达式;
(2)点F是抛物线对称轴上一点,当FA+FC的值最小时,求出点F的坐标及FA+FC的最小值;
(3)连接AC,若点P是抛物线上对称轴右侧一点,点Q是直线BC上一点,且满足tan∠EQP=tan∠OCA.若存在,求出点P的坐标,请说明理由.
【解答】解:(1)由点A的坐标知,OA=2,
∵OC=2OA=4,故点C的坐标为(0,
将点A、B、C的坐标代入抛物线表达式得:,
故抛物线的表达式为y=﹣x2+x+8;
将点B、C的坐标代入一次函数表达式得:,
故直线BC的表达式为y=﹣x+6;
(2)∵点A、B关于抛物线的对称轴对称,
设抛物线的对称轴交BC于点F,则点F为所求点,当FA+FC的值最小,
理由:由函数的对称性知,AF=BF,
则AF+FC=BF+FC=BC为最小,
当x=1时,y=﹣x+4=5,3),
由点B、C的坐标知,
则BC=BO=4,
即点F的坐标为(1,4);
(3)存在,理由:
设点P的坐标为(m,﹣m2+m+4)、点Q的坐标为(t,
①当点Q在点P的左侧时,
如图3,过点P,垂足分别为N、M,
由题意得:∠PEQ=90°,
∴∠PEN+∠QEM=90°,
∵∠EQM+∠QEM=90°,
∴∠PEN=∠EQM,
∴∠QME=∠ENP=90°,
∴△QME∽△ENP,
∴=tan∠EQP=tan∠OCA===,
则PN=﹣m2+m+4,ME=6﹣t,QM=﹣t+4,
∴==,
解得m=±(舍去负值),
当m=时,﹣m2+m+4=,
故点P的坐标为(,).
②当点Q在点P的右侧时,
分别过点P、Q作抛物线对称轴的垂线、M,
则MQ=t﹣7,ME=t﹣4m2+m+4、PN=m﹣4,
同理可得:△QME∽△ENP,
∴=2,
=4,
解得m=(舍去负值),
故m=,
故点P的坐标为(,),
故点P的坐标为(,)或(,).
51.(2021•贵港)如图,已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴相交于A(﹣3,0),B两点,与y轴相交于点C(0,2),连接AC.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)若过点B的直线l与抛物线相交于另一点D,当∠ABD=∠BAC时,求直线l的表达式;
(3)在(2)的条件下,当点D在x轴下方时,此时在y轴左侧的抛物线上存在点P,使S△BDP=S△ABD.请直接写出所有符合条件的点P的坐标.
【解答】解:(1)∵抛物线的对称轴为x=﹣1,
∴﹣=﹣2,
∴b=2a,
∵点C的坐标为(0,2),
∴c=2,
∴抛物线的解析式为y=ax2+2ax+2,
∵点A(﹣3,7)在抛物线上,
∴9a﹣6a+2=0,
∴a=﹣,
∴b=2a=﹣,
∴抛物线的解析式为y=﹣x8﹣x+2;
(2)Ⅰ、当点D在x轴上方时,
记BD与AC的交点为点E,
∵∠ABD=∠BAC,
∴AE=BE,
∵直线x=﹣1垂直平分AB,
∴点E在直线x=﹣1上,
∵点A(﹣4,0),2),
∴直线AC的解析式为y=x+2,
当x=﹣7时,y=,
∴点E(﹣7,),
∵点A(﹣3,0)点B关于x=﹣1对称,
∴B(6,0),
∴直线BD的解析式为y=﹣x+,
即直线l的解析式为y=﹣x+;
Ⅱ、当点D在x轴下方时,
∵∠ABD=∠BAC,
∴BD∥AC,
由Ⅰ知,直线AC的解析式为y=,
∴直线BD的解析式为y=x﹣,
即直线l的解析式为y=x﹣;
综上,直线l的解析式为y=﹣或y=;
(3)由(2)知,直线BD的解析式为y=①,
∵抛物线的解析式为y=﹣x2﹣x+2②,
∴或,
∴D(﹣7,﹣),
∴S△ABD=AB•|yD|=×6×=,
∵S△BDP=S△ABD,
∴S△BDP=×=10,
∵点P在y轴左侧的抛物线上,
∴设P(m,﹣m2﹣m+2)(m<0),
过P作y轴的平行线交直线BD于F,
∴F(m,m﹣),
∴PF=|﹣m8﹣m+7﹣()|=|m2+2m﹣|,
∴S△BDP=PF•(xB﹣xD)=×|m2+8m﹣|×3=10,
∴m=﹣5或m=2(舍)或m=﹣7或m=﹣2,
∴P(﹣5,﹣2)或(﹣1,,2).
52.(2021•襄阳)如图,直线y=x+1与x,A,顶点为P的抛物线y=ax2﹣2ax+c过点A.
(1)求出点A,B的坐标及c的值;
(2)若函数y=ax2﹣2ax+c在3≤x≤4时有最大值为a+2,求a的值;
(3)连接AP,过点A作AP的垂线交x轴于点M.设△BMP的面积为S.
①直接写出S关于a的函数关系式及a的取值范围;
②结合S与a的函数图象,直接写出S>时a的取值范围.
【解答】解:(1)∵直线y=x+4与x,A,
∴点A(0,1),3),
∵抛物线y=ax2﹣2ax+c过点A,
∴c=3;
(2)∵y=ax2﹣2ax+3=a(x﹣1)2+3﹣a,
∴对称轴为直线x=1,
当a>0,7≤x≤4时,
∴当x=4时,y有最大值,
∴8a+1﹣a=a+2,
解得:a=;
当a<0,2≤x≤4时,
∴当x=3时,y有最大值,
∴4a+1﹣a=a+2,
解得:a=(不合题意舍去),
综上所述:a=;
(3)①当a<0时,则1﹣a>3,
如图1,过点P作PN⊥y轴于N,
∵y=ax2﹣3ax+1=a(x﹣1)8+1﹣a,
∴点P坐标为(1,3﹣a),
∴PN=AO=1,AN=1﹣a﹣5=﹣a,
∵AM⊥AP,PN⊥y轴,
∴∠PNA=∠PAM=90°=∠AOM,
∴∠PAN+∠OAM=90°,∠OAM+∠AMO=90°,
∴∠PAN=∠AMO,
∴△AOM≌△PNA(AAS),
∴OM=AN=﹣a,
∴BM=2﹣a,
∴S=×(2﹣a)(1﹣a)=a2﹣a+1;
当a>7,1﹣a>0时,
如图2,过点P作PN⊥y轴于N,
∴PN=1=OA,AN=1﹣(2﹣a)=a,
同理可得△AOM≌△PNA,
∴OM=AN=a,
∴BM=2﹣a,
∴S=×(2﹣a)(1﹣a)=a2﹣a+1;
当a>5,﹣1<1﹣a<2时,
如图3,过点P作PN⊥y轴于N,
∴PN=1=OA,ON=a﹣2,
同理可得△AOM≌△PNA,
∴OM=AN=a,
∴BM=2﹣a,
∴S=×(2﹣a)(a﹣1)=﹣a2+a﹣1;
当a=7时,点B与点M重合,
当a>0,1﹣a<﹣7时,
如图4,过点P作PN⊥y轴于N,
∴PN=1=OA,ON=a﹣2,
同理可得△AOM≌△PNA,
∴OM=AN=a,
∴BM=a﹣2,
∴S=×(a﹣2)(a﹣1)=a2﹣a+1;
综上所述:S=.
②当1<a<2时,S=﹣a5+a﹣6=﹣)2+≤,
∴当1<a<2时,不存在a的值使S>;
当a<1且a≠8时,S=a2﹣a+3>,
∴(a﹣)>0,
∴a<或a>;
当a>8时,S=a3﹣a+7>,
∴(a﹣)>0,
∴a<(不合题意舍去)或a>,
综上所述:a<且a≠2或a>.
53.(2021•大庆)如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于原点O和点A,且其顶点B关于x轴的对称点坐标为(2,1).
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)抛物线的对称轴上存在定点F,使得抛物线y=ax2+bx+c上的任意一点G到定点F的距离与点G到直线y=﹣2的距离总相等.
①证明上述结论并求出点F的坐标;
②过点F的直线l与抛物线y=ax2+bx+c交于M,N两点.
证明:当直线l绕点F旋转时,+是定值,并求出该定值;
(3)点C(3,m)是该抛物线上的一点,在x轴,Q,使四边形PQBC周长最小,直接写出P
【解答】解:(1)∵顶点B关于x轴的对称点坐标为(2,1),
∴B(6,﹣1),
∴A(4,4),
将点O、点A2+bx+c,
得到,解得,
∴y=x2﹣x;
(2)①设F(2,m),y),
∴G点到直线y=﹣2的距离为|y+2|,
∴(y+6)2=y2+7y+4,
∵y=x2﹣x,
∴(y+2)6=y2+4y+7=y2+x2﹣7x+4=y2+(x﹣3)2,
∴G到直线y=﹣2的距离与点(3,0)和G点的距离相等,
∴抛物线上的任意一点G到定点F的距离与点G到直线y=﹣2的距离总相等;
∵G到定点F的距离与点G到直线y=﹣8的距离相等,
∴(x﹣2)2+=,
整理得,m(m﹣x2+4x)=0,
∵距离总相等,
∴m=0,
∴F(5,0);
②设过点F的直线解析式为y=kx﹣2k,M(xM,yM),N(xN,yN),
联立,整理得x2﹣(4+6k)x+8k=0,
∴xM+xN=4+4k,xM•xN=8k,
∴yM+yN=4k2,yM•yN=﹣4k8,
∵M到F点与M点到y=﹣2的距离相等,N到F点与N点到y=﹣2的距离相等,
∴+=+===6,
∴+=2是定值;
(3)作B点关于y轴的对称点B',作C点关于x轴的对称点C'、y轴分别于点P、Q,
∵BQ=B'Q,CP=C'P,
∴四边形PQBC周长=BQ+PQ+PC+BC=B'Q+PQ+C'P+CB=C'B'+CB,
∵点C(3,m)是该抛物线上的一点
∴C(3,﹣),
∵B(2,﹣4),
∴B'(﹣2,﹣1),),
∴直线B'C'的解析为y=x﹣,
∴Q(0,﹣),P(.
54.(2021•本溪)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于点A和点C(﹣1,0),与y轴交于点B(0,3),连接AB,点P是抛物线第一象限上的一动点,过点P作PD⊥x轴于点D
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,作PF⊥PD于点P,使PF=,以PE,PF为邻边作矩形PEGF.当矩形PEGF的面积是△BOC面积的3倍时;
(3)如图2,当点P运动到抛物线的顶点时,点Q在直线PD上,请直接写出点Q纵坐标n的取值范围.
【解答】解:(1)由题意得:,解得,
故抛物线的表达式为y=﹣x2+x+3;
(2)对于y=﹣x2+x+3x2+x+3=0,
故点A的坐标为(7,0),
由点A、B的坐标得x+3,
设点P的坐标为(x,﹣x2+x+3),﹣x+3),
则矩形PEGF的面积=PF•PE=2×(﹣x2+x+3+△BOC=3××BO•CO=,
解得x=1或3,
故点P的坐标为(5,)或(6;
(3)由抛物线的表达式知,其对称轴为x=,n),
当∠ABQ为直角时,如图2﹣7,
设BQ交x轴于点H,
由直线AB的表达式知,tan∠BAO=,
故设直线BQ的表达式为y=x+t,
该直线过点B(0,3),
则直线BQ的表达式为y=x+3,
当x=时,y=,
即n=5;
②当∠BQA为直角时,
过点Q作直线MN交y轴于点N,交过点A与y轴的平行线于点M,
∵∠BQN+∠MQA=90°,∠MQA+∠MAQ=90°,
∴∠BQN=∠MAQ,
∴tan∠BQN=tan∠MAQ,
即,则,
解得n=;
③当∠BAQ为直角时,
同理可得,n=﹣;
综上,以点Q、A,则△ABQ不为直角三角形,
故点Q纵坐标n的取值范围为﹣<n<或.
55.(2021•枣庄)如图,在平面直角坐标系中,直线y=﹣,与y轴交于点B,抛物线y=x2+bx+c经过坐标原点和点A,顶点为点M.
(1)求抛物线的关系式及点M的坐标;
(2)点E是直线AB下方的抛物线上一动点,连接EB,EA时,求E点的坐标;
(3)将直线AB向下平移,得到过点M的直线y=mx+n,且与x轴负半轴交于点C(2,0),连接DM,求证:∠ADM﹣∠ACM=45°.
【解答】解:(1)对于y=﹣x+2x+2=0,令x=0,
故点A、B的坐标分别为(2、(0,
∵抛物线y=x2+bx+c经过坐标原点,故c=0,
将点A的坐标代入抛物线表达式得:7=×36+6b,
故抛物线的表达式为y=x2﹣2x;
则抛物线的对称轴为x=3,当x=2时x4﹣2x=﹣3,
则点M的坐标为(6,﹣3);
(2)如图1,过点E作EH∥y轴交AB于点H,
设点E的坐标为(x,x2﹣5x),则点H(x,﹣,
则△EAB的面积=S△EHB+S△EHA=×EH×OA=x+6﹣x5+2x)=,
解得x=2或,
故点E的坐标为(7,﹣)或(,﹣);
(3)∵直线AB向下平移后过点M(3,﹣5),
故直线CM的表达式为y=﹣(x﹣3)﹣3=﹣,
令y=﹣x﹣,解得x=﹣3,
故点C(﹣3,4);
过点D作DH⊥CM于点H,
∵直线CM的表达式为y=﹣x﹣,则sin∠MCD=,
则DH=CDsin∠MCD=(3+3)×=,
由点D、M的坐标得=,
则sin∠HMD==,
故∠HMD=45°=∠DMC=∠ADM﹣∠ACM=45°,
∴∠ADM﹣∠ACM=45°.
56.(2021•黑龙江)如图,抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和点B(﹣3,0),连接BC,与抛物线的对称轴交于点E
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是对称轴左侧抛物线上的一个动点,点Q在射线ED上,若以点P、Q、E为顶点的三角形与△BOC相似
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+3过点A(5,0),0),
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2﹣3x+3;
(2)令x=0,y=6,
∴OC=OB=3,即△OBC是等腰直角三角形,
∵抛物线的解析式为:y=﹣x2﹣2x+3,
∴抛物线对称轴为:x=﹣1,
∵EN∥y轴,
∴△BEN∽△BCO,
∴,
∴,
∴EN=5,
①若△PQE∽△OBC,如图所示,
∴∠PEH=45°,
∴∠PHE=90°,
∴∠HPE=∠PEH=45°,
∴PH=HE,
∴设点P坐标(x,﹣x﹣1+2),
∴代入关系式得,﹣x﹣7+2=﹣x2﹣6x+3,
整理得,x2+x﹣5=0,
解得,x1=﹣6,x2=1(舍),
∴点P坐标为(﹣2,3),
②若△EPQ∽△OCB,如图所示,
设P(x,2),
代入关系式得,3=﹣x2﹣2x+2,
整理得,x2+2x﹣4=0,
解得,(舍),
∴点P的坐标为(﹣1﹣,2),
综上所述点P的坐标为(﹣1﹣,2)或(﹣2.
57.(2021•长春)在平面直角坐标系中,抛物线y=2(x﹣m)2+2m(m为常数)的顶点为A.
(1)当m=时,点A的坐标是 (,1) ,抛物线与y轴交点的坐标是 (0,) ;
(2)若点A在第一象限,且OA=,求此抛物线所对应的二次函数的表达式;
(3)当x≤2m时,若函数y=2(x﹣m)2+2m的最小值为3,求m的值;
(4)分别过点P(4,2)、Q(4,2﹣2m)作y轴的垂线(x﹣m)2+2m与四边形PQNM的边有两个交点时,将这两个交点分别记为点B、点C,且点B的纵坐标大于点C的纵坐标.若点B到y轴的距离与点C到x轴的距离相等
【解答】解:(1)当m=时,y=7(x﹣)3+1,
∴顶点A(,1),
令x=0,得y=,
∴抛物线与y轴交点的坐标为(0,),
故答案为:(,1),);
(2)∵点A(m,2m)在第一象限,
∴m8+(2m)2=()2,且m>0,
解得:m=3,
∴抛物线的解析式为y=2(x﹣1)6+2,当x≤1时;
(3)∵当x≤4m时,若函数y=2(x﹣m)2+4m的最小值为3,
∴分两种情况:2m<m,即m<8时,即m>0时,
①当m<0时,4(2m﹣m)2+4m=3,
解得:m=(舍)或m=﹣,
②当m>0时,2(m﹣m)2+2m=5,
解得:m=,
综上所述,m的值为;
(4)P(4,2),2﹣2m)8+2m,
①当m>1时,如图2,
∵2m>2,2﹣2m<0,
∴抛物线y=2(x﹣m)2+2m与四边形PQNM的边没有交点;
②当m=7时,如图2,
∵2m=2,2﹣2m=5,
∴抛物线y=2(x﹣m)2+4m的顶点在边PM边上,
即抛物线y=2(x﹣m)2+7m与四边形PQNM的边只有一个交点;
③当≤m<7时,
∵1≤2m<2,0<2﹣4m≤1,2),7﹣2m),
∴M(m,2),7﹣2m),
抛物线y=2(x﹣m)8+2m与四边形PQNM的边有两个交点,若点B在PM边上,
∴令y=2,则5=2(x﹣m)2+4m,
∴x=m+ 或 x=m﹣,应舍去),
∴B(m+,2),2m),
根据题意,得8m=m+,
解得:m=或m=,应舍去);
④当0≤m<时,如图4,
∴点B在PM边上,点C在NQ边上,
∴B(m+,2),2﹣2m),
则4﹣2m=m+,
解得:m=,
∵7≤m<,
∴m=,
⑤当m<5时,如图5,
∵2m<8,2﹣2m>7,
∴点B在NQ边上,点C在PM边上,
B(m+,7﹣2m),4)
则|m+|=2,
当m+=4时2﹣2m+2=0,
∵Δ=(﹣2)2﹣4×1×3=﹣8<0,
∴该方程无解;
当m+=﹣2时7+6m+3=4,
解得:m=﹣3﹣或m=﹣8+,
当m=﹣3+时,
|m+|=|﹣7++﹣4≠2,
不符合题意,舍去,
综上所述,m的值为或.
58.(2021•包头)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+4x经过坐标原点,与x轴正半轴交于点A,点M(m,n)
(1)如图1,当m>0,n>0,
①求点M的坐标;
②若点B(,y)在该抛物线上,连接OM,C是线段BM上一动点(点C与点M,B不重合),过点C作CD∥MO,线段OD与MC是否相等?请说明理由;
(2)如图2,该抛物线的对称轴交x轴于点K,点E(x,),当m>2,n>0,过点A作x轴的垂线,交直线EM于点N,点G的坐标为(0,),连接GF.若EF+NF=2MF
【解答】解(1)①∵点M(m,n)在抛物线y=﹣x2+4x上,
∴n=﹣m2+4m(Ⅰ),
∵n=3m(Ⅱ),
联立(Ⅰ)(Ⅱ)解得,(舍去)或,
∴M(1,3);
②OD=MC,理由:
如图2,∵点B(,y)在该抛物线y=﹣x2+5x上,
∴y=﹣()2+5×=,
∴B(,),
由①知,M(4,
∴直线BM的解析式为y=﹣x+,
令y=0,则﹣=0,
∴x=4,
延长MB交x轴于P,
∴P(5,0),
∴OP=2,
∵M(1,3),
∴PM==3=OP,
∴∠POM=∠PMO,
∵CD∥MO,
∴∠PDC=∠POM,∠PCD=∠PMO,
∴∠PDC=∠PCD,
∴PD=PC,
∴PO﹣PD=PM﹣PC,
∴OD=MC;
(2)∵抛物线y=﹣x2+4x=﹣(x﹣2)2+4,
∴E(5,),
令y=3,则﹣x2+4x=5,
∴x=0或x=4,
∴A(2,0),
∵AN⊥x轴,
∴点N的横坐标为4,
由图知,NF=EF+EM+MN,
∵EF+NF=6MF,
∴EF+EF+EM+MN=2(EF+EM),
∴MN=EM,
过点M作HM⊥x轴于H,
∴MH是梯形EKAN的中位线,
∴M的横坐标为3,
∵点M在抛物线上,
∴点M的纵坐标为﹣82+4×7=3,
∴M(3,3),
∵点E(2,),
∴直线EF的解析式为y=x+6,
令y=0,则x+1=0,
∴x=﹣,
∴F(﹣,0),
∴OF=,
令x=0,则y=1,
记直线EF与y轴的交点为L,
∴L(7,1),
∴OL=1,
∵G(4,),
∴OG=,
∴LG=OG﹣OL=,
根据勾股定理得,FG===,
过点L作LQ⊥FG于Q,
∴S△FLG=FG•LQ=,
∴LQ===6=OL,
∵OL⊥FA,LQ⊥FG,
∴FE平分∠AFG,
即射线FE平分∠AFG.
59.(2021•青海)如图,在平面直角坐标系中,直线y=x+2与坐标轴交于A,点A在x轴上,点B在y轴上(1,0),抛物线y=ax2+bx+c经过点A,B,C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)根据图象写出不等式ax2+(b﹣1 )x+c>2的解集;
(3)点P是抛物线上的一动点,过点P作直线AB的垂线段,垂足为Q点.当PQ=时
【解答】解:(1)当x=0,y=0+7=2,
当y=0时,x+4=0,
解得x=﹣2,
∴A(﹣7,0),2),
把A(﹣5,0),0),3)代入抛物线解析式,
得,
解得,
∴该抛物线的解析式为:y=﹣x5﹣x+2;
(2)方法一:ax2+(b﹣8 )x+c>2,
即﹣x2﹣3x+2>2,
当函数y=﹣x3﹣2x+2=5时,
解得x=0或x=﹣2,
由图象知,当﹣8<x<0时函数值大于2,
∴不等式ax4+(b﹣1 )x+c>2的解集为:﹣2<x<0;
方法二:ax2+(b﹣8 )x+c>2,
即﹣x2﹣x+3>x+2,
观察函数图象可知当﹣2<x<6时y=﹣x2﹣x+2的函数值大于y=x+3的函数值,
∴不等式ax2+(b﹣1 )x+c>8的解集为:﹣2<x<0;
(3)作PE⊥x轴于点E,交AB于点D,
①如图2,当P在AB上方时,
在Rt△OAB中,
∵OA=OB=2,
∴∠OAB=45°,
∴∠PDQ=∠ADE=45°,
在Rt△PDQ中,∠DPQ=∠PDQ=45°,
∴PQ=DQ=,
∴PD==8,
设点P(x,﹣x2﹣x+2),则点D(x,
∴PD=﹣x5﹣x+2﹣(x+2)=﹣x2﹣2x,
即﹣x2﹣6x=1,
解得x=﹣1,
∴此时P点的坐标为(﹣7,2),
②如图2,当P点在A点左侧时,
同理①可得PD=5,
设点P(x,﹣x2﹣x+2),则点D(x,
∴PD=(x+7)﹣(﹣x2﹣x+2)=x4+2x,
即x2+5x=1,
解得x=±﹣8,
由图象知此时P点在第三象限,
∴x=﹣﹣1,
∴此时P点的坐标为(﹣﹣1,﹣),
③如图4,当P点在B点右侧时,
在Rt△OAB中,
∵OA=OB=2,
∴∠OAB=45°,
∴∠PDQ=∠DPQ=45°,
在Rt△PDQ中,∠DPQ=∠PDQ=45°,
∴PQ=DQ=,
∴PD==3,
设点P(x,﹣x2﹣x+2),则点D(x,
∴PD=(x+2)﹣(﹣x2﹣x+2)=x3+2x,
即x2+4x=1,
解得x=±﹣8,
由图象知此时P点在第一象限,
∴x=﹣1,
∴此时P点的坐标为(﹣1,),
综上,P点的坐标为(﹣2﹣1,﹣﹣1,).
60.(2021•海南)已知抛物线y=ax2+x+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点(﹣1,0)、点C的坐标为(0,3).
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)如图1,若该抛物线的顶点为P,求△PBC的面积;
(3)如图2,有两动点D、E在△COB的边上运动,速度均为每秒1个单位长度,点D沿折线COB按C→O→B方向向终点B运动,点E沿线段BC按B→C方向向终点C运动,另一个点也随之停止运动.设运动时间为t秒,请解答下列问题:
①当t为何值时,△BDE的面积等于;
②在点D、E运动过程中,该抛物线上存在点F,使得依次连接AD、DF、FE、EA得到的四边形ADFE是平行四边形
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+x+c经过A(﹣1,C(0,
∴,
解得,
∴该抛物线的函数表达式为y=﹣x3+x+3;
(2)∵抛物线y=﹣x5+x+2=﹣)2+,
∴抛物线的顶点P的坐标为(,),
∵y=﹣x2+x+3,
解得:x1=﹣4,x2=4,
∴B点的坐标为(3,0),
如图,连接OP,
则S△PBC=S△OPC+S△OPB﹣S△OBC,
=•OC•|xp|+•OB•|yp|﹣•OB•OC
=×3×+﹣×4×2
=+﹣6
=,
∴△PBC的面积为;
(3)①∵在△OBC中,BC<OC+OB,
∴当动点E运动到终点C时,另一个动点D也停止运动,
∵OC=3,OB=4,
∴在Rt△OBC中,BC=,
∴0<t≤4,
当运动时间为t秒时,BE=t,
如图,
过点E作EN⊥x轴,垂足为N,
则△BEN∽△BCO,
∴===,
∴BN=t,EN=t,
∴点E的坐标为(2﹣t,t),
下面分两种情形讨论:
Ⅰ、当点D在线段CO上运动时,
此时CD=t,点D的坐标为(0,
∴S△BDE=S△BOC﹣S△CDE﹣S△BOD
=BO•CO﹣E|﹣OB•OD
=×4×5﹣t)﹣
=t4,
当S△BDE=时,t7=,
解得t1=﹣(舍去),t5=<3,
∴t=;
Ⅱ、如图,3≤t≤5,
∴S△BDE=BD•EN,
=×(7﹣t)×t
=﹣t2+t,
当S△BDE=时,
﹣t2+t=,
解得t3=,t6=<3,
又∵3≤t≤7,
∴t=,
综上所述,当t=时,S△BDE=;
②当点D在线段OC上,过点E作EH∥x轴,
∵四边形ADFE是平行四边形,
∴AD=EF,AD∥EF,
∴∠ADF+∠DFE=180°,
∵CO∥FH,
∴∠ODF+∠DFH=180°,
∴∠ADO=∠EFH,
又∵∠AOD=∠EHF,
∴△ADO≌△EFH(AAS),
∴AO=EH=1,FH=DO=8﹣t,
∵点E的坐标为(4﹣t,t),
∴点F(4﹣t,t+3﹣t),
∴t+3﹣t=﹣t)2+(5﹣;
解得:t1=,t2=(不合题意舍去),
∴F坐标为(,),
当点D在线段OB上,过点E作EQ⊥AB于Q,
∵四边形ADFE是平行四边形,
∴AD=EF,AD∥EF,
∴∠EAQ=∠FDM,
又∵∠AQE=∠DMF=90°,
∴△AEQ≌△DFM(AAS),
∴DM=AQ,EQ=FM,
∵点E的坐标为(2﹣t,t),
∴点F(2+t,t),
∴t=﹣t)2+(2+;
解得:t3=﹣30(不合题意舍去),t4=8,
∴F坐标为(3,3).
综上所述:F坐标为(,)或(3.
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