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    中考数学二轮压轴培优专题 二次函数与胡不归型最值问题(2份打包,教师版+原卷版)

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    中考数学二轮压轴培优专题 二次函数与胡不归型最值问题(2份打包,教师版+原卷版)

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    这是一份中考数学二轮压轴培优专题 二次函数与胡不归型最值问题(2份打包,教师版+原卷版),文件包含中考数学二轮压轴培优专题二次函数与胡不归型最值问题教师版doc、中考数学二轮压轴培优专题二次函数与胡不归型最值问题原卷版doc等2份试卷配套教学资源,其中试卷共30页, 欢迎下载使用。
    (1)求抛物线的解析式;
    (2)如图1,连接AM,点E是线段AM上方抛物线上一动点,EF⊥AM于点F,过点E作EH⊥x轴于点H,交AM于点D.点P是y轴上一动点,当EF取最大值时:
    ①求PD+PC的最小值;
    ②如图2,Q点为y轴上一动点,请直接写出DQ+eq \f(1,4)OQ的最小值.
    【答案解析】解:(1)抛物线的表达式为:y=a(x+3)(x﹣1)=a(x2+2x﹣3)=ax2+2ax﹣3a,
    即﹣3a=3,解得:a=﹣1,
    故抛物线的表达式为:y=﹣x2﹣2x+3;
    (2)由抛物线的表达式得,点M(﹣1,4),点N(0,3),
    则tan∠MAC=2,
    则设直线AM的表达式为:y=2x+b,
    将点A的坐标代入上式并解得:b=6,
    故直线AM的表达式为:y=2x+6,
    ∵∠EFD=∠DHA=90°,∠EDF=∠ADH,
    ∴∠MAC=∠DEF,则tan∠DEF=2,则cs∠DEF=eq \f(\r(5),5),
    设点E(x,﹣x2﹣2x+3),则点D(x,2x+6),
    则FE=EDcs∠DEF=(﹣x2﹣2x+3﹣2x﹣6)×eq \f(\r(5),5)=eq \f(\r(5),5)(﹣x2﹣4x﹣3),
    ∵﹣eq \f(\r(5),5)<0,故EF有最大值,此时x=﹣2,故点D(﹣2,2);
    ①点C(﹣1,0)关于y轴的对称点为点B(1,0),连接BD交y轴于点P,则点P为所求点,
    PD+PC=PD+PB=DB为最小,则BD=eq \r(13);
    ②过点O作直线OK,使sin∠NOK=eq \f(1,4),过点D作DK⊥OK于点K,交y轴于点Q,则点Q为所求点,
    DQ+eq \f(1,4)OQ=DQ+QK=DK为最小值,
    则直线OK的表达式为:y=eq \r(15)x,
    ∵DK⊥OK,故设直线DK的表达式为:y=﹣x+b,
    将点D的坐标代入上式并解得:b=2﹣,
    而直线DK的表达式为:y=﹣x+2﹣,
    故点Q(0,2﹣),
    由直线KD的表达式知,QD与x轴负半轴的夹角(设为α)的正切值为,
    则csα=,则DQ===,而eq \f(1,4)OQ=eq \f(1,4)(2﹣),
    则DQ+eq \f(1,4)OQ为最小值=+eq \f(1,4)(2﹣)=.
    如图,抛物线y=ax2+bx﹣3与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,抛物线的对称轴为直线x=1,点A(﹣1,0),过B的直线交y轴于点D,交抛物线于E,且tan∠ABE=eq \f(4,3).
    (1)求抛物线的解析式;
    (2)在抛物线第四象限的图象上找一点P,使得△BDP的面积最大,求出点P的坐标;
    (3)点M是线段BE上的一点,求AM+eq \f(4,5)ME的最小值,并求出此时点M的坐标.
    【答案解析】解:(1)抛物线y=ax2+bx﹣3与x轴交于A、B两点,抛物线的对称轴为直线x=1,点A(﹣1,0),
    ∴B(3,0),
    ∴,解得.
    ∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3.
    (2)∵B(3,0),tan∠ABE=eq \f(4,3),
    ∴OD=4,即D(0,4).
    ∴直线BE的解析式为:y=﹣eq \f(4,3)x+4.
    如图,过点P作PH⊥x轴,交AB于点H,
    设P(m,m2﹣2m﹣3),则H(m,﹣eq \f(4,3)m+4),
    ∴PH=﹣eq \f(4,3)m+4﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+eq \f(2,3)m+7,
    ∴S△BDP=eq \f(1,2)×PH×3=﹣eq \f(3,2)m2+m+eq \f(21,2)=﹣eq \f(3,2)(m﹣eq \f(1,3))2+eq \f(32,3),
    ∵﹣eq \f(3,2)<0,∴当m=eq \f(1,3)时,即P(eq \f(1,3),﹣)时△BDP的面积最大.
    (3)如图,过点M作MS∥y轴,过点E作ES∥x轴,过A作AT⊥ES于点T,
    ∵ES∥x轴,
    ∴∠SEM=∠EBA,
    ∵tan∠EBA=eq \f(4,3),
    ∴tan∠MES=eq \f(4,3),
    ∴sin∠MES=eq \f(4,5),
    ∴SM=eq \f(4,5)EM,
    ∴AM+eq \f(4,5)EM=AM+SM≥SA≥AT,
    ∴AM+eq \f(4,5)EM的最小值为AT.
    令x2﹣2x﹣3=﹣eq \f(4,3)x+4,解得x=3(舍)或x=﹣eq \f(7,3),
    ∴E(﹣eq \f(7,3),),
    ∴AM+eq \f(4,5)EM的最小值,此时M(﹣1,eq \f(16,3)).
    如图,已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与y轴相交于点C(0,﹣2),与x轴分别交于点B(3,0)和点A,且tan∠CAO=1.
    (1)求抛物线解析式.
    (2)抛物线上是否存在一点Q,使得∠BAQ=∠ABC,若存在,请求出点Q坐标,若不存在,请说明理由;
    (3)抛物线的对称轴交x轴于点D,在y轴上是否存在一个点P,使eq \f(\r(2),2)PC+PD值最小,若存在,请求出最小值,若不存在,请说明理由.
    【答案解析】解:(1)∵C(0,﹣2),
    ∴OC=2,
    ∵tan∠CAO=1,
    ∴=1,
    ∴OA=2,A(﹣2,0),
    将A(﹣2,0),B(3,0),C(0,﹣2)代入y=ax2+bx+c得:
    ,解得,
    ∴抛物线解析式为y=eq \f(1,3)x2﹣eq \f(1,3)x﹣2;
    (2)存在一点Q,使得∠BAQ=∠ABC,理由如下:
    过A作AM∥BC交y轴于M,交抛物线于Q,作M关于x轴的对称点M',作直线AM'交抛物线于Q',如图:
    ∵AM∥BC,
    ∴∠QAB=∠ABC,即Q是满足题意的点,
    ∵B(3,0),C(0,﹣2),
    ∴直线BC解析式是y=eq \f(2,3)x﹣2,
    设直线AM解析式为y=eq \f(2,3)x+m,将A(﹣2,0)代入得﹣eq \f(4,3)+m=0,
    ∴m=eq \f(4,3),∴直线AM解析式为y=eq \f(2,3)x+eq \f(4,3),M(0,eq \f(4,3)),
    解得 (与A重合,舍去)或,
    ∴Q(5,eq \f(14,3)),
    ∵M、M'关于x轴对称,
    ∴∠Q'AB=∠QAB=∠ABC,M'(0,﹣eq \f(4,3)),
    ∴Q'是满足题意的点,
    设直线AQ'为y=kx﹣eq \f(4,3),将A(﹣2,0)代入得﹣2k﹣eq \f(4,3)=0,∴k=﹣eq \f(2,3),
    ∴直线AQ'为y=﹣eq \f(2,3)x﹣eq \f(4,3),
    解得 (舍去)或,
    ∴Q(1,﹣2);
    综上所述,点Q坐标是(5,eq \f(14,3))或(1,﹣2);
    (3)在y轴上存在一个点P,使eq \f(\r(2),2)PC+PD值最小,理由如下:
    过P作PH⊥AC于H,过D作DH'⊥AC于H',交y轴于P',如图:
    ∵y=eq \f(1,3)x2﹣eq \f(1,3)x﹣2=eq \f(1,3)(x﹣eq \f(1,2))2﹣eq \f(25,12),
    ∴抛物线对称轴是直线x=eq \f(1,2),
    ∴D(eq \f(1,2),0),
    ∵OA=OC=2,
    ∴△AOC是等腰直角三角形,
    ∴∠OCA=45°=∠OAC,
    ∴△PCH是等腰直角三角形,
    ∴PH=eq \f(\r(2),2)PC,
    ∴eq \f(\r(2),2)PC+PD最小即是PH+PD最小,
    ∴当P运动到P',H和H'重合时,eq \f(\r(2),2)PC+PD的最小,最小值是DH',
    ∵∠OAC=45°,DH'⊥AC,∴△ADH'是等腰直角三角形,
    ∴DH'=eq \f(\r(2),2)AD,
    ∵A(﹣2,0),D(eq \f(1,2),0),
    ∴AD=eq \f(5,2),
    ∴DH'=eq \f(5,4)eq \r(2),即eq \f(\r(2),2)PC+PD的最小值是eq \f(5,4)eq \r(2).
    已知抛物线y=x2﹣2x+c交x轴于A,B两点,且点B的坐标为(3,0),其对称轴交x轴于点C.
    (Ⅰ)求该抛物线的顶点D的坐标;
    (Ⅱ)设P是线段CD上的一个动点(点P不与点C,D重合).
    ①过点P作y轴的垂线l交抛物线(对称轴右侧)于点Q,连接QB,QD,求△QBD面积的最大值;
    ②连接PB,求PD+eq \r(5)PB的最小值.
    【答案解析】解:(Ⅰ)∵抛物线y=x2﹣2x+c经过点B(3,0),
    ∴9﹣6+c=0,
    解得c=﹣3,
    ∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3,
    ∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
    ∴抛物线的顶点D的坐标是(1,﹣4);
    (Ⅱ)①过Q作QE∥y轴交BD于E,如图:
    设直线BD解析式为y=kx+b,将B(3,0),D(1,﹣4)代入得:
    ,解得,
    ∴直线BD解析式为y=2x﹣6,
    根据题意知Q在线段BD下方,设Q(m,m2﹣2m﹣3),其中1<m<3,则E(m,2m﹣6),
    ∴EQ=2m﹣6﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+4m﹣3,
    ∴S△QBD=eq \f(1,2)EQ|xB﹣xD|=eq \f(1,2)(﹣m2+4m﹣3)×(3﹣1)=﹣m2+4m﹣3=﹣(m﹣2)2+1,
    ∵﹣1<0,1<m<3,
    ∴m=2时,S△QBD最大值为1,
    答:△QBD面积的最大值是1;
    ②连接AD,过A作AH⊥BD于H,过P作PF⊥BD于F,连接AP,如图:
    ∵P在抛物线对称轴上,
    ∴PA=PB,
    在Rt△DBC中,BD=2eq \r(5),
    ∴sin∠BDC=eq \f(\r(5),5),
    在Rt△DPF中,PF=PDsin∠PDF=eq \f(\r(5),5)PD,
    ∴PD+eq \r(5)PB=eq \r(5)(eq \f(\r(5),5)PD+PB)=eq \r(5)(PF+PA)≥eq \r(5)AH,
    由2S△ABD=ABCD=BDAH得:AH=eq \f(8\r(5),5),
    ∴PD+eq \r(5)PB≥eq \r(5)×eq \f(8\r(5),5)=8,即PD+eq \r(5)PB的最小值是8.
    如图,已知抛物线y=ax2﹣2ax﹣8a(a>0)与x轴从左至右依次交于A,B两点,与y轴交于点C,经过点B的直线y=﹣eq \f(\r(3),3)x+eq \f(4\r(3),3)与抛物线的另一交点为D,且点D的横坐标为﹣5.
    (1)求抛物线的函数表达式;
    (2)若点P(x,y)在该二次函数的图象上,且S△BCD=S△ABP,求点P的坐标;
    (3)设F为线段BD上的一个动点(异于点B和D),连接AF.是否存在点F,使得2AF+DF的值最小?若存在,分别求出2AF+DF的最小值和点F的坐标,若不存在,请说明理由.
    【答案解析】解:把x=﹣5代入y=﹣eq \f(\r(3),3)x+eq \f(4\r(3),3),解得y=3eq \r(3),
    ∴D(﹣5,3eq \r(3)),
    把D(﹣5,3eq \r(3))代入y=ax2﹣2ax﹣8a,解得a=,
    ∴抛物线的解析式为;
    (2)设直线BD与y轴交于点E,∴E(0,eq \f(4\r(3),3)),
    由可得A(﹣2,0),B(4,0),C(0,),
    由S△BCD=S△ABP,
    ∴eq \f(1,2)CE|xB﹣xD|=eq \f(1,2)AB|yP|,
    ∴(﹣)×(4+5)=(4+2)×|yP|,
    ∴|yP|=eq \f(10,3)eq \r(3),∴yP=±eq \f(10,3)eq \r(3),
    ∵抛物线的顶点为(1,﹣eq \r(3)),∴yP=eq \f(10,3)eq \r(3),
    ∴P点坐标为或;
    (3)存在点F,使得2AF+DF的值最小,理由如下:
    过点D作DM平行于x轴,故∠BDM=30°,过F作FH⊥DM于H,
    ∴sin30°=eq \f(1,2),∴HF=eq \f(1,2)DF,
    ∴2AF+DF=2(AF+eq \f(1,2)DF)=2(AF+HF)=2AH,
    当A、F、H三点共线时,即AH⊥DM时,2AF+DF取最小值,
    ∵A(﹣2,0),
    ∴F(﹣2,2eq \r(3)),
    ∵D(﹣5,3eq \r(3)),
    ∴AH=3eq \r(3),
    ∴2AF+DF的最小值为6eq \r(3).
    如图,抛物线y=﹣eq \r(2)x2﹣6eq \r(2)x+7eq \r(2)交x轴于A,B两点(点A在点B左侧),交y轴于点C,直线y=eq \r(2)x+7eq \r(2)经过点A、C,点M是线段AC上的一动点(不与点A,C重合).
    (1)求A,B两点的坐标;
    (2)当点P,C关于抛物线的对称轴对称时,求PM+eq \f(\r(6),3)AM的最小值及此时点M的坐标;
    (3)连接BC,当△AOM与△ABC相似时,求出点M的坐标.
    【答案解析】解:(1)在y=﹣xeq \r(2)2﹣6eq \r(2)x+7eq \r(2)中,令y=0得:
    ﹣eq \r(2)x2﹣6eq \r(2)x+7eq \r(2)=0,解得x=﹣7或x=1,
    ∴A(﹣7,0),B(1,0);
    (2)过P作PN⊥x轴于N,交AC于M,如图:
    抛物线y=﹣eq \r(2)x2﹣6eq \r(2)x+7eq \r(2)的对称轴为直线x=﹣3,
    在y=﹣eq \r(2)x2﹣6eq \r(2)x+7eq \r(2)中,令x=0得y=7eq \r(2),
    ∴C(0,7eq \r(2)),∴AC=7eq \r(3),∴sin∠CAB=eq \f(\r(6),3),
    在Rt△AMN中,MN=AMsin∠CAB=eq \f(\r(6),3)AM,
    ∴PM+eq \f(\r(6),3)AM最小,即是PM+MN最小,由垂线段最短可知PM+eq \f(\r(6),3)AM的最小值即为PN的长,
    ∵点P,C(0,7eq \r(2))关于抛物线的对称轴直线x=﹣3对称,
    ∴PN与OC关于抛物线y=﹣eq \r(2)x2﹣6eq \r(2)x+7eq \r(2)的对称轴直线x=﹣3对称,P(﹣6,7eq \r(2)),
    ∴PN=OC=7eq \r(2),即PM+eq \f(\r(6),3)AM的最小值为7eq \r(2),
    由A(﹣7,0),C(0,7eq \r(2))得直线AC解析式为y=eq \r(2)x+7eq \r(2),
    在y=eq \r(2)x+7eq \r(2)中,令x=﹣6得y=eq \r(2),∴M(﹣6,eq \r(2));
    (3)过M作MH⊥x轴于H,过M'作M'G⊥x轴于G,如图:
    ∵A(﹣7,0),B(1,0),C(0,7eq \r(2)),
    ∴AB=8,AC=7eq \r(3),
    ∵∠MAO=∠BAC,
    ∴△AOM与△ABC相似,分两种情况:
    ①当△ABC∽AMO时,=,∴=,∴AM=,
    ∵MH⊥x轴,
    ∴MH∥OC,
    ∴△AMH∽△ACO,
    ∴==,即=,∴AH=,MH=,
    ∴OH=OA﹣AH=eq \f(13,3),
    ∴M(﹣,),
    ②当△ABC∽△AOM'时,
    ∴=,即=,∴AM'=,
    同理可得==,∴=,
    ∴AG=,M'G=,∴OG=OA﹣AG=,
    ∴M'(﹣,),
    综上所述,当△AOM与△ABC相似时,M坐标为(﹣,)或(﹣,).
    如图所示,已知抛物线y=﹣eq \f(1,2)x2﹣eq \f(3,2)x+c与x轴交于A、B两点,与y轴的正半轴交于点C,点A在点B的左侧,且满足tan∠CABtan∠CBA=1.
    (1)求A、B两点的坐标;
    (2)若点P是抛物线y=﹣eq \f(1,2)x2﹣eq \f(3,2)x+c上一点,且△PAC的内切圆的圆心正好落在x轴上,求点P的坐标;
    (3)若M为线段AO上任意一点,求MC+eq \f(\r(5),5)AM的最小值.
    【答案解析】解:(1)设点A、B的横坐标分别为x1,x2,
    令y=0可得﹣eq \f(1,2)x2﹣eq \f(3,2)x+c=0,
    ∴x1x2=﹣2c,
    ∵tan∠CABtan∠CBA=1,
    ∴OC2=OAOB=(﹣x1)x2=2C,
    即c2=2c,解得c1=0(舍去),c2=2,
    ∴抛物线y=﹣eq \f(1,2)x2﹣eq \f(3,2)x+2,令y=0解得,x1=﹣4,x2=1,
    故点A(﹣4,0),点B(1,0);
    (2)△PAC的内切圆圆心正好落在x轴上,则x轴为∠CAP的角平分线,作点C关于x轴的对称点C'(0,﹣2),
    设直线AC'的解析式为y=kx+b,将点A(﹣4,0),C'(0,﹣2)代入,
    得,解得,
    ∴直线AC'的解析式为y=x﹣2,联立抛物线与直线得
    ,解得,,
    故点P坐标(2,﹣3);
    (3)过点A作直线AD,使sin∠OAD=eq \f(\r(5),5),过点M作ME⊥AD于点E,如图,
    在Rt△MAE中,sin∠OAD=eq \f(\r(5),5),∴ME=eq \f(\r(5),5)AM,
    ∴MC+eq \f(\r(5),5)AM=MC+ME,当点M、C、E三点共线时,MC+ME最小为CE,
    ∵∠OMC=∠EMA.∠MEA=∠COM,
    ∴∠EAM=∠OCM,
    在Rt△OCM中,sin∠OCM=sin∠OAD=eq \f(\r(5),5),OC=2,
    ∴tan∠OCM=eq \f(1,2),cs∠OAD=eq \f(2\r(5),5),
    ∴OM=1,CM=eq \r(5),∴AM=4﹣1=3,
    在Rt△AEM中,sin∠OAD=eq \f(\r(5),5),AM=3,
    ∴EM=3sin∠OAD=eq \f(3\r(5),5),∴MC+ME=eq \f(3\r(5),5)+eq \r(5)=eq \f(8\r(5),5).
    故MC+eq \f(\r(5),5)AM的最小值eq \f(8\r(5),5).
    已知抛物线y=ax2﹣4ax﹣12a与x轴相交于A,B两点,与y轴交于C点,且OC=eq \f(3,2)OA.设抛物线的顶点为M,对称轴交x轴于点N.
    (1)求抛物线的解析式;
    (2)如图1,点E(m,n)为抛物线上的一点,且0<m<6,连接AE,交对称轴于点P.点F为线段BC上一动点,连接EF,当PA=2PE时,求eq \f(1,2)EF+eq \f(\r(5),10)BF的最小值.
    (3)如图2,过点M作MQ⊥CM,交x轴于点Q,将线段CQ向上平移t个单位长度,使得线段CQ与抛物线有两个交点,求t的取值范围.
    【答案解析】解:(1)在y=ax2﹣4ax﹣12a中,
    令y=0得ax2﹣4ax﹣12a=0,解得x1=﹣2,x2=6,
    ∴OA=2,
    ∵OC=eq \f(3,2)OA,
    ∴OC=3,即C(0,3),
    将C(0,3)代入y=ax2﹣4ax﹣12a得a=﹣eq \f(1,4),
    ∴抛物线的解析式为y=﹣eq \f(1,4)x2+x+3;
    (2)过E作EH⊥x轴于H,交BC于F',过F作FQ⊥x轴于Q,如图:
    ∵y=﹣eq \f(1,4)x2+x+3对称轴为直线x=2,
    ∴P横坐标为2,即ON=2,
    ∴AN=2﹣(﹣2)=4,
    ∵AP=2PE,
    ∴AN=2NH,
    ∴NH=2,
    ∴E横坐标为4,在y=﹣eq \f(1,4)x2+x+3中令x=4得y=3,
    ∴E(4,3),
    由(1)可知:OC=3,OB=6,
    Rt△BOC中,BC=3eq \r(5),
    ∴sin∠CBO=eq \f(\r(5),5),
    ∵EH⊥x轴,
    ∴Rt△BFQ中,sin∠CBO=eq \f(\r(5),5),
    ∴FQ=eq \f(\r(5),5)BF,
    而eq \f(1,2)EF+eq \f(\r(5),10)BF=eq \f(1,2)(EF+eq \f(\r(5),5)BF),
    ∴eq \f(1,2)EF+eq \f(\r(5),10)BF最小即是EF+eq \f(\r(5),5)BF最小,也是EF+FQ最小,此时E、F、Q共线,即F与F'重合,Q与H重合,EH的长度即是EF+eq \f(\r(5),5)BF的最小值,
    ∵EH=|yE|=3,
    ∴EF+eq \f(\r(5),5)BF的最小值为3,
    ∴eq \f(1,2)EF+eq \f(\r(5),10)BF的最小值为eq \f(3,2);
    (3)将线段CQ向上平移,当Q落到抛物线上的Q1处时,线段CQ与抛物线有两个交点,继续将线段向上平移,当线段与抛物线只有一个交点,Q移动到Q2处,如图:
    ∵y=﹣eq \f(1,4)x2+x+3顶点M(2,4),
    又C(0,3),
    ∴CM的解析式为y=eq \f(1,2)x+3,
    由MQ⊥CM,设MQ解析式为y=﹣2x+b,将M(2,4)代入得:4=﹣2×2+b,
    ∴b=8,
    ∴MQ解析式为y=﹣2x+8,
    在y=﹣2x+8中令y=0得x=4,
    ∴Q(4,0),
    而C(0,3),
    ∴CQ解析式为y=﹣eq \f(3,4)x+3,
    将线段CQ向上平移t个单位长度,与C1Q1重合时,则Q1(4,t),
    代入y=﹣eq \f(1,4)x2+x+3得:t=﹣eq \f(1,4)×16+4+3=3,
    将线段CQ向上平移t个单位长度,与C2Q2重合时,C2Q2解析式为y=﹣eq \f(3,4)x+3+t,
    由只有一个解,
    可得﹣eq \f(1,4)x2+eq \f(7,4)x﹣t=0的判别式Δ=0,即(eq \f(7,4))2﹣4×(﹣eq \f(1,4))(﹣t)=0,
    解得t=,
    ∴将线段CQ向上平移t个单位长度,使得线段CQ与抛物线有两个交点,3≤t<.
    已知抛物线y=ax2+bx(a,b为常数,a≠0)与x轴的正半轴交于点A,其顶点C的坐标为(2,4).
    (Ⅰ)求抛物线的解析式;
    (Ⅱ)点P是抛物线上位于直线AC上方的一个动点,求△PAC面积的最大值;
    (Ⅲ)点Q是抛物线对称轴上的一个动点,连接QA,求QC+eq \r(5)QA的最小值.
    【答案解析】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx顶点C的坐标为(2,4),
    ∴,解得,
    ∴抛物线的解析式为y=﹣x2+4x,
    (2)过P作PQ交AC于Q,如答图1:
    ∵抛物线的解析式为y=﹣x2+4x,
    ∴令y=0得x1=0,x2=4,
    ∴A(4,0),
    设直线AC解析式为y=kx+b,将A(4,0)、C(2,4)代入得:
    ,解得,
    ∴直线AC解析式为y=﹣2x+8,
    设P(m,﹣m2+4m),则Q(m,﹣2m+8),
    ∴PQ=(﹣m2+4m)﹣(﹣2m+8)=﹣m2+6m﹣8,
    ∴S△PAC=S△PAQ+S△PCQ=eq \f(1,2)PQ(xA﹣xC)=eq \f(1,2)(﹣m2+6m﹣8)×(4﹣2)=﹣m2+6m﹣8,
    当m=3时,S△PAC最大为1,∴△PAC面积的最大值是1;
    (3)∵QC+eq \r(5)QA=eq \r(5)(eq \f(\r(5),5)QC+QA),∴要使QC+eq \r(5)QA最小,即是eq \f(\r(5),5)QC+QA最小,
    设抛物线对称轴交x轴于D,以C为顶点,CD为一边,在对称轴左侧作∠ECD,使sin∠ECD=eq \f(\r(5),5),过A作AB⊥CB于B,交CD于Q′,过Q作QF⊥CE于F,如答图2:
    ∵sin∠ECD=eq \f(\r(5),5),QF⊥CE,∴QF=eq \f(\r(5),5)QC,∴eq \f(\r(5),5)QC+QA最小即是QF+QA最小,
    此时F与B重合,Q与Q′重合,eq \f(\r(5),5)QC+QA的最小值即是AB的长度,
    ∵∠BQ′C=∠AQ′D,∠Q/BC=∠Q′DA=90°,∴∠ECD=∠Q′AD,
    ∵sin∠ECD=eq \f(\r(5),5),∴sin∠Q′AD=eq \f(\r(5),5),
    可得tan∠Q′AD=eq \f(1,2),cs∠Q′AD=eq \f(2\r(5),5),
    而A(4,0)、C(2,4)知DA=2,
    ∴Q′A=eq \r(5),Q′D=1,∴Q′C=3,
    ∵sin∠ECD=eq \f(\r(5),5),∴Q′B=eq \f(3\r(5),5),∴AB=Q′A+Q′B=eq \f(8\r(5),5),
    ∴eq \f(\r(5),5)QC+QA最小为eq \f(8\r(5),5),
    ∴QC+eq \r(5)QA最小为eq \r(5)(eq \f(\r(5),5)QC+QA)=8.
    如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2+bx+c的图象经过点A(﹣2,0),B(0,eq \r(3)),C(1,0),其对称轴与x轴交于点E,顶点坐标为D.
    (1)求二次函数的表达式;
    (2)点P为抛物线的对称轴上的一个动点,且在第二象限内,若平面内存在点Q,使得以B,C,P,Q为顶点的四边形为菱形,求点Q的坐标;
    (3)若M为y轴上的一个动点,连接ME,求eq \f(1,2)MB+ME的最小值.
    【答案解析】解:(1)将点A、B、C的坐标代入抛物线表达式得
    ,解得,
    故抛物线的表达式为y=﹣eq \f(\r(3),2)x2﹣eq \f(\r(3),2)x+eq \r(3);
    (2)由函数的表达式知,函数的对称轴为x=﹣eq \f(1,2),故设点P的坐标为(eq \f(1,2),m).
    ∵C(1,0),B(0,eq \r(3)),
    ∴BC2=1+3=4,直线BC的表达式为y=﹣eq \r(3)x+eq \r(3),
    ①以C为圆心BC为半径画弧与对称轴有两个交点,此时CP=BC,
    则(eq \f(1,2)+1)2+m2=4,解得m=±eq \f(\r(7),2),
    即此时点P的坐标为P1(﹣eq \f(1,2),eq \f(\r(7),2))或P2(﹣eq \f(1,2),﹣eq \f(\r(7),2))(舍去);
    ②以B为圆心BC为半径画弧与对称轴有两个交点,此时BP=BC,
    则(eq \f(1,2))2+(m﹣eq \r(3))2=4,解得m1=eq \r(3)+eq \f(1,2)eq \r(15)或m2=eq \r(3)﹣eq \f(1,2)eq \r(15),
    即此时点P的坐标为P3(﹣eq \f(1,2),eq \r(3)+eq \f(1,2)eq \r(15))或P4(﹣eq \f(1,2),eq \r(3)﹣eq \f(1,2)eq \r(15))(舍去);
    ③线段BC的垂直平分线与对称轴有一个交点,此时CP=BP,
    则(eq \f(1,2)+1)2+m2=(eq \f(1,2))2+(eq \r(3)﹣m)2,解得m=eq \f(\r(3),6),
    即此时点P的坐标为P5(﹣eq \f(1,2),eq \f(\r(3),6));
    故点P的坐标为(﹣eq \f(1,2),eq \f(\r(7),2))或(﹣eq \f(1,2),eq \r(3)+eq \f(1,2)eq \r(15))或(﹣eq \f(1,2),eq \f(\r(3),6));
    当点P的坐标为P(﹣eq \f(1,2),eq \f(\r(7),2))时,
    ∵BC∥PQ,故直线PQ的表达式为y=﹣eq \r(3)x+t,
    将点P的坐标代入上式得:eq \f(\r(7),2)=﹣eq \r(3)×(﹣eq \f(1,2))+t,解得t=eq \f(\r(7),2)-eq \f(\r(3),2),
    故直线PQ的表达式为y=﹣eq \r(3)x+eq \f(\r(7),2)-eq \f(\r(3),2),
    则设点Q的坐标为(x,y),其中y=﹣eq \r(3)x+eq \f(\r(7),2)-eq \f(\r(3),2),
    由菱形的性质知,BP的中点即为CQ的中点,
    由中点公式得:eq \f(1,2)(x﹣eq \f(1,2))=eq \f(1,2)(0+1),解得x=﹣eq \f(3,2),
    当x=﹣eq \f(3,2)时,y=﹣eq \r(3)x+eq \f(\r(7),2)-eq \f(\r(3),2)=eq \r(3)+eq \f(\r(7),2),
    故点Q的坐标为(﹣eq \f(3,2),eq \r(3)+eq \f(\r(7),2)),
    同理可得,点P(﹣eq \f(1,2),eq \r(3)+eq \f(1,2)eq \r(15))或(﹣eq \f(1,2),eq \f(\r(3),6))时,
    对应的点Q的坐标分别为(eq \f(1,2),eq \f(1,2)eq \r(15))或(eq \f(3,2),eq \f(5,6)eq \r(3)),
    综上所述,满足条件的点Q的坐标为(﹣eq \f(3,2),eq \r(3)+eq \f(\r(7),2))或(eq \f(1,2),eq \f(1,2)eq \r(15))或(eq \f(3,2),eq \f(5,6)eq \r(3));
    (3)如图,连接BC,作EH⊥BC于H,交OB于M,此时eq \f(1,2)BM+ME最小.
    理由:∵OC=1,OB=eq \r(3),
    ∴tan∠CBO=eq \f(\r(3),3),
    ∴∠CBO=30°,
    ∴MH=eq \f(1,2)BM,
    ∴eq \f(1,2)BM+ME=MH+EM=EH,
    ∴此时eq \f(1,2)BM+ME最短,
    在Rt△CEH中,∵∠CHE=90°,CE=eq \f(3,2),∠HCE=60°,
    ∴EH=eq \f(3,4)eq \r(3),
    ∴eq \f(1,2)BM+ME的最小值为eq \f(3,4)eq \r(3).

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