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- 第二十二章 二次函数(易错30题7个考点)-2023-2024学年九年级数学上册期末复习《重难点题型》(人教版) 试卷 2 次下载
- 专题3 旋转重难点模型(5大类型)-2023-2024学年九年级数学上册期末复习《重难点题型》(人教版) 试卷 1 次下载
- 第二十三章 旋转(压轴精选30题)-2023-2024学年九年级数学上册期末复习《重难点题型》(人教版) 试卷 1 次下载
- 第二十三章 旋转(易错28题5个考点)-2023-2024学年九年级数学上册期末复习《重难点题型》(人教版) 试卷 1 次下载
第二十二章 二次函数(压轴精选40题)-2023-2024学年九年级数学上册期末复习《重难点题型》(人教版)
展开1.对于二次函数y=ax2+bx+c,规定函数y=是它的相关函数.已知点M,N的坐标分别为(﹣,1),(,1),连接MN,若线段MN与二次函数y=﹣x2+4x+n的相关函数的图象有两个公共点,则n的取值范围为( )
A.﹣3<n≤﹣1或B.﹣3<n<﹣1或
C.n≤﹣1或D.﹣3<n<﹣1或n≥1
【答案】A
【解答】解:如图1所示:线段MN与二次函数y=﹣x2+4x+n的相关函数的图象恰有1个公共点.
所以当x=2时,y=1,即﹣4+8+n=1,解得n=﹣3.
如图2所示:线段MN与二次函数y=﹣x2+4x+n的相关函数的图象恰有3个公共点.
∵抛物线y=x2﹣4x﹣n与y轴交点纵坐标为1,
∴﹣n=1,解得:n=﹣1.
∴当﹣3<n≤﹣1时,线段MN与二次函数y=﹣x2+4x+n的相关函数的图象恰有2个公共点.
如图3所示:线段MN与二次函数y=﹣x2+4x+n的相关函数的图象恰有3个公共点.
∵抛物线y=﹣x2+4x+n经过点(0,1),
∴n=1.
如图4所示:线段MN与二次函数y=﹣x2+4x+n的相关函数的图象恰有2个公共点.
∵抛物线y=x2﹣4x﹣n经过点M(﹣,1),
∴+2﹣n=1,解得:n=.
∴1<n≤时,线段MN与二次函数y=﹣x2+4x+n的相关函数的图象恰有2个公共点.
综上所述,n的取值范围是﹣3<n≤﹣1或1<n≤,
故选:A.
2.如图,函数y=ax2+bx+c的图象过点(﹣1,0)和(m,0),请思考下列判断:
①abc<0;②4a+c<2b;③=1﹣;④am2+(2a+b)m+a+b+c<0;⑤|am+a|=正确的是( )
A.①③⑤B.①②③④⑤C.①③④D.①②③⑤
【答案】B
【解答】解:∵抛物线开口向下,
∴a<0,
∵抛物线交y轴于正半轴,
∴c>0,
∵﹣>0,
∴b>0,
∴abc<0,故①正确,
∵x=﹣2时,y<0,
∴4a﹣2b+c<0,即4a+c<2b,故②正确,
∵y=ax2+bx+c的图象过点(﹣1,0)和(m,0),
∴﹣1×m=,am2+bm+c=0,
∴++=0,
∴=1﹣,故③正确,
∵﹣1+m=﹣,
∴﹣a+am=﹣b,
∴am=a﹣b,
∵am2+(2a+b)m+a+b+c
=am2+bm+c+2am+a+b
=2a﹣2b+a+b
=3a﹣b<0,故④正确,
∵m+1=|﹣|,
∴m+1=||,
∴|am+a|=,故⑤正确,
故选:B.
3.定义符号min{a,b}含义为:当a>b时min{a,b}=b;当a<b时min{a,b}=a.如:min{1,﹣3}=﹣3,min{﹣4,2)=﹣4.则min{﹣x2+1,﹣x}的最大值是( )
A.B.C.1D.0
【答案】A
【解答】解:在同一坐标系xOy中,画出二次函数y=﹣x2+1与正比例函数y=﹣x的图象,如图所示.设它们交于点A、B.
令﹣x2+1=﹣x,即x2﹣x﹣1=0,解得:x=或,
∴A(,),B(,).
观察图象可知:
①当x≤时,min{﹣x2+1,﹣x}=﹣x2+1,函数值随x的增大而增大,其最大值为;
②当<x<时,min{﹣x2+1,﹣x}=﹣x,函数值随x的增大而减小,其最大值为小于;
③当x≥时,min{﹣x2+1,﹣x}=﹣x2+1,函数值随x的增大而减小,最大值为.
综上所述,min{﹣x2+1,﹣x}的最大值是.
故选:A.
二.填空题(共2小题)
4.设O为坐标原点,点A、B为抛物线y=2x2上的两个动点,且OA⊥OB.连接点A、B,过O作OC⊥AB于点C,则点C到y轴距离的最大值为 .
【答案】.
【解答】解:如图,分别作AE、BF垂直于x轴于点E、F,
设OE=a,OF=b,由抛物线解析式为y=2x2,
则AE=2a2,BF=2b2,
作AH⊥BF于H,交y轴于点G,连接AB交y轴于点D,
设点D(0,m),
∵DG∥BH,
∴△ADG∽△ABH,
∴,即.
化简得:m=2ab.
∵∠AOB=90°,
∴∠AOE+∠BOF=90°,
又∠AOE+∠EAO=90°,
∴∠BOF=∠EAO,
又∠AEO=∠BFO=90°,
∴△AEO∽△OFB.
∴,即,
化简得4ab=1.
则,说明直线AB过定点D,D点坐标为.
∵,
∴点C是在以DO为直径的圆上运动,
∴当点C到y轴距离为时,点C到y轴的距离最大.
故答案为:.
5.二次函数y=x2的图象如图.点A0位于坐标原点,点A1,A2,A3,…,An在y轴的正半轴上,点B1,B2,B3,…,Bn在二次函数位于第一象限的图象上,点C1,C2,C3,…,∁n在二次函数位于第二象限的图象上,四边形A0B1A1C1,四边形A1B2A2C2,四边形A2B3A3C3,…,四边形An﹣1BnAn∁n都是菱形,∠A0B1A1=∠A1B2A2=∠A2B3A3=…=∠An﹣1BnAn=60°,则△A0B1A1的边长为 ,菱形An﹣1BnAn∁n的周长为 .
【答案】,.
【解答】解:过点B1作B1D1垂直x轴于点D1,过点B2作B2D2垂直x轴于点D2,过点B3作B3D3垂直x轴于点D3,过点A1E1⊥B2D2于点E1,过点A2E2⊥B3D3于点E2,
∵四边形A0B1A1C1,四边形A1B2A2C2,四边形A2B3A3C3,…,四边形.An﹣1BnAn∁n都是菱形,∠A0B1A1=∠A1B2A2=∠A2B3A3=⋅⋅⋅=∠An﹣1BnAn=60°,
∴△A0B1A1是等边三角形,
设点B1坐标为(x,y),则:y=x2,
∵∠A0B1A1=60°,
∴∠B1A0D1=30°,
在Rt△B1D1A0中,,
∴,
解得:(舍去)或,
∴,
∴,
∴△A0B1A1的边长为,
∴菱形A0B1A1C1的周长=;
设点B2坐标为(x,y),在Rt△B2E1A1中,,
且y=x2,
∴,
解得,或(舍去),
∴,
∵,
∴,
∴,
∴菱形A1B2A2C2的周长=;
同法可得:菱形A2B3A3C3的周长=;
∴菱形An﹣1BnAn∁n的周长为:;
故答案为:,.
三.解答题(共35小题)
6.在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣3,0),B(1,0)两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图甲,在y轴上找一点D,使△ACD为等腰三角形,请直接写出点D的坐标;
(3)如图乙,点P为抛物线对称轴上一点,是否存在P、Q两点使以点A,C,P,Q为顶点的四边形是菱形?若存在,求出P、Q两点的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=﹣x2﹣2x+3;
(2)(0,0)或(0,﹣3)或(0,3﹣3)或(0,3+3);
(3)存在,P(﹣1,3﹣),Q(﹣4,﹣)或P(﹣1,3+),Q(﹣4,)或P(﹣1,1),Q(﹣2,2)或P(﹣1,),Q(2,3+)或P(﹣1,﹣),Q(2,3﹣).
【解答】解:(1)∵A(﹣3,0),B(1,0)两点在抛物线上,
∴,
解得:,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2﹣2x+3;
(2)令x=0,y=3,
∴C(0,3),
等腰△ACD,如图甲,
当以点D为顶点时,DA=DC,点D与原点O重合,
∴D(0,0);
当以点A为顶点时,AC=AD,AO是等腰△ACD中线,
∴OC=OD,
∴D(0,﹣3);
当以点C为顶点时,AC=CD===3,
∴点D的纵坐标为3﹣3或3+3,
∴D(0,3﹣3)或(0,3+3);
综上所述,点D的坐标为(0,0)或(0,﹣3)或(0,3﹣3)或(0,3+3);
(3)存在,理由如下:
抛物线y=﹣x2﹣2x+3的对称轴为:x=﹣1,
设P(﹣1,t),Q(m,n),
∵A(﹣3,0),C(0,3),
则AC2=(﹣3)2+32=18,
AP2=(﹣1+3)2+t2=t2+4,
PC2=(﹣1)2+(t﹣3)2=t2﹣6t+10,
∵四边形ACPQ是菱形,
∴分三种情况:以AP为对角线或以AC为对角线或以CP为对角线,
①当以AP为对角线时,则CP=CA,如图1,
∴t2﹣6t+10=18,
解得:t=3±,
∴P1(﹣1,3﹣),P2(﹣1,3+),
∵四边形ACPQ是菱形,
∴AP与CQ互相垂直平分,即AP与CQ的中点重合,
当P1(﹣1,3﹣)时,
∴=,=,
解得:m=﹣4,n=﹣,
∴Q1(﹣4,﹣),
当P2(﹣1,3+)时,
∴=,=,
解得:m=﹣4,n=,
∴Q2(﹣4,);
②以AC为对角线时,则PC=AP,如图2,
∴t2﹣6t+10=t2+4,
解得:t=1,
∴P3(﹣1,1),
∵四边形APCQ是菱形,
∴AC与PQ互相垂直平分,即AC与CQ中点重合,
∴=,=,
解得:m=﹣2,n=2,
∴Q3(﹣2,2);
③当以CP为对角线时,则AP=AC,如图3,
∴t2+4=18,
解得:t=±,
∴P4(﹣1,),P5(﹣1,﹣),
∵四边形ACQP是菱形,
∴AQ与CP互相垂直平分,即AQ与CP的中点重合,
∴=,=,
解得:m=2,n=3±,
∴Q4(2,3+),Q5(2,3﹣);
综上所述,符合条件的点P、Q的坐标为:P(﹣1,3﹣),Q(﹣4,﹣)或P(﹣1,3+),Q(﹣4,)或P(﹣1,1),Q(﹣2,2)或P(﹣1,),Q(2,3+)或P(﹣1,﹣),Q(2,3﹣).
7.已知函数y=﹣x2+(m﹣3)x+2m(m为常数).
(1)试判断该函数的图象与x轴的公共点的个数;
(2)求证:不论m为何值,该函数的图象的顶点都在函数y=x2+4x+6的图象上;
(3)若直线y=x与二次函数图象交于A、B两点,当﹣4≤m≤2时,求线段AB的取值范围.
【答案】(1)2个;
(2)证明见解答过程;
(3)4≤|AB|≤8.
【解答】(1)解:∵Δ=(m﹣3)2+8m=(m+1)2+8>0,
∴该函数图象与x轴的公共点的个数2个;
(2)证明:∵y=﹣x2+(m﹣3)x+2m
=﹣(x﹣)2+,
把x=代入y=x2+4x+6=(x+2)2+2得:
y=(+2)2+2=+2
=,
∴不论m为何值,该函数的图象的顶点都在函数y=x2+4x+6的图象上.
(3)解:过A作AC∥x轴,过B作BC∥y轴,如图,则△ACB是等腰直角三角形,
设直线y=x与y=﹣x2+(m﹣3)x+2m的交点为A(x1,y1)B(x2,y2),
联立方程得:,
化简得:x2﹣(m﹣4)x﹣2m=0,
∴x1+x2=m﹣4,x1x2=﹣2m,
∴(x1﹣x2)2=(x1+x2)2﹣4x1x2
=(m﹣4)2﹣4(﹣2m)
=m2+16,
∴|AB|=,
∵﹣4≤m≤2,
∴当m=0时,|AB|有最小值为4,
当m=﹣4时,|AB|有最大值为8,
∴4≤|AB|≤8.
8.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c经过A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,3)三点,点P为直线BC上方抛物线上一点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当点P的坐标为(1,4)时,求△PBC的面积;
(3)当∠BCP=∠CAB时,求点P的坐标;
(4)若点P的坐标为(2,3),连接PA,交直线BC于点E,交y轴于点F,点H在抛物线上,过H作HK∥y轴,交直线AP于点K.点Q是平面内一点,当以点E,H,K,Q为顶点的四边形是正方形时,请直接写出点Q的坐标.
【答案】(1)y=﹣x2+2x+3;
(2)3;
(3);
(4)点Q的坐标为(5,2)或或.
【解答】解:(1)把A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,3)三点代入y=ax2+bx+c,
得:,
解得:,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2+2x+3;
(2)由(1)可知:y=﹣x2+2x+3,
∴y=﹣(x﹣1)2+4,
∵点P的坐标为(1,4),
∴点P即为抛物线的顶点,
过点P作PM∥y轴,交BC于点M,
∵B(3,0)、C(0,3),
设直线BC的解析式为:y=k1x+b1,
∴,
解得:,
∴直线BC的解析式为:y=﹣x+3,
∵PM∥y轴,P(1,4),M(1,2),
∴PM=2,
∴S△PBC=S△PCM+S△BPM=,==3;
(3)过B点作BD⊥x轴交射线CP于D,如图所示:
∵A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,3),
∴AB=4,OB=OC=3,
∴,∠ABC=∠DBC=45°,
∵∠BCP=∠CAB,
∴△ABC~△CBD,
∴,
∴,
∴,
∴,
设直线CD的解析式为:y=k2x+3,
将代入得,,
∴,
∴直线CD的解析式为:,
∴,
解得:或,
∴
(4)∵P(2,3),A(﹣1,0)
设直线CD的解析式为:y=mx+n,
∴,
解得:,
∴直线AP的解析式为:y=x+1,
∴F(0,1),
∴OF=OA=1,
∴∠EAB=45°,
∵∠EBA=45°,
∴∠AEB=90°,
∴AP⊥BC,
由(1)可知:直线BC的解析式为:y=﹣x+3,
∴,
解得:,
∴E(1,2),
∵以点E,H,K,Q为顶点的四边形是正方形,
∴分两种情况讨论,:
①当EH⊥EK时,H点在BC上,K点在AP上,如图所示:
∵点H在抛物线上,
∴点H为直线BC与抛物线的交点,
∴,
∴或,H(0,3)或H(3,0),
当H(0,3)时,,
∴,
∴K(0,1),
∴HK的中点为(0,2),则EQ的中点也为(0,2),
∴Q(﹣1,2),
但此时HK与y轴重合,不符合与y轴平行,
∴Q(﹣1,2)不符合题意;
当H(3,0)时,,
∴,
∴K(3,4),
∴HK的中点为(3,2),则EQ的中点也为(3,2),
∴Q(5,2),
②当EH⊥HK时,此时EH⊥y轴,如图所示:
∵y=﹣x2+2x+3,
令y=2,则﹣x2+2x+3=2,
解得:,
∴或,
当时,,
∴,
∴;
当时,,
∴,
∴;
综上所述:当以点E,H,K,Q为顶点的四边形是正方形,点Q的坐标为(5,2)或或.
9.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.
(1)求线段AC的长度;
(2)点P为直线AC下方抛物线上的一动点,且点P在抛物线对称轴左侧,过点P作PD∥y轴,交AC于点D,作PE∥x轴,交抛物线于点E.求3PD+PE的最大值及此时点P的坐标;
(3)在(2)中3PD+PE取得最大值的条件下,将该抛物线沿着射线CA方向平移个单位长度,得到一条新抛物线y′,M为射线CA上的动点,过点M作MF∥x轴交新抛物线y′的对称轴于点F,点N为直角坐标系内一点,请直接写出所有使得以点P,F,M,N为顶点的四边形是菱形的点N的坐标,并写出求解点N的坐标的其中一种情况的过程.
【答案】(1)线段AC的长度为;
(2)3PD+PE取最大值6,P的坐标为(﹣2,﹣2);
(3)N的坐标为(,﹣2)或(﹣6,)或(,﹣2)或(,﹣2).
【解答】解:(1)在y=x2+x﹣2中,
令x=0得y=﹣2;
∴C(0,﹣2);
令y=0得:0=x2+x﹣2,
解得x=1或x=﹣3,
∴A(﹣3,0),B(1,0),
∴AC==,
∴线段AC的长度为;
(2)∵y=x2+x﹣2=(x+1)2﹣,
∴抛物线y=x2+x﹣2的对称轴是直线x=﹣1,
设P(m,m2+m﹣2),
由A(﹣3,0),C(0,﹣2)得直线AC的解析式为y=﹣x﹣2,
∴D(m,﹣m﹣2),
∴PD=﹣m﹣2﹣(m2+m﹣2)=﹣m2﹣2m,
∵PE关于直线x=﹣1对称,
∴PE=2(﹣1﹣m)=﹣2﹣2m,
∴3PD+PE=3(﹣m2﹣2m)﹣2﹣2m=﹣2m2﹣8m﹣2=﹣2(m+2)2+6,
∵﹣2<0,
∴当m=﹣2时,3PD+PE取最大值6,
此时P的坐标为(﹣2,﹣2);
(3)∵A(﹣3,0),C(0,﹣2),
∴将抛物线y=(x+1)2﹣沿着射线CA方向平移个单位长度相当于先向左平移3个单位,再向上平移2个单位,
∴新抛物线解析式为y'=(x+1+3)2﹣+2=(x+4)2﹣,
∴新抛物线的对称轴为直线x=﹣4;
设M(t,﹣t﹣2),N(p,q),则F(﹣4,﹣t﹣2),
而P(﹣2,﹣2),
①若MN,FP为对角线,则MN,FP的中点重合,且PM=PN,
∴,
解得:或(此时M不在射线CA上,舍去);
∴N(,﹣2);
②若MF,NP为对角线,则MF,NP的中点重合,且PM=PF,
∴,
解得:(此时N,P重合,舍去)或,
∴N(﹣6,);
③若MP,NF为对角线,则MP,NF的中点重合,且MF=PF,
∴,
解得:或,
∴N(,﹣2)或(,﹣2);
综上所述,N的坐标为(,﹣2)或(﹣6,)或(,﹣2)或(,﹣2).
10.如图所示,抛物线y=x2+bx+c与x轴相交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴相交于点C.点M为抛物线的顶点.
(1)求抛物线的表达式及顶点M的坐标;
(2)若点N是第四象限内抛物线上的一个动点,连接BN、CN,求△BCN面积的最大值及此时点N的坐标;
(3)若点D是抛物线对称轴上的动点,点G是抛物线上的动点,是否存在以点B、C、D、G为顶点的四边形是平行四边形.若存在,请直接写出点G的坐标;若不存在,试说明理由.
【答案】(1)y=x2﹣2x﹣3,顶点坐标为:(1,﹣4);
(2)N的坐标为();
(3)G点坐标存在,为(2,﹣3)或(4,5)或(﹣2,5).
【解答】解:(1)将A(﹣1,0)、B(3,0)代入y=ax2+bx﹣3,
∴,
解得,
∴y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4;
顶点坐标为:(1,﹣4).
(2)过N点作x轴的垂线交直线BC于Q点,如图:
在y=x2﹣2x﹣3中,令x=0得y=﹣3,
∴C(0,﹣3),
设直线BC解析式为y=kx+m,
∴,
解得,
∴直线BC的解析式为:y=x﹣3,
设N点坐标为(n,n2﹣2n﹣3),则Q点坐标为(n,n﹣3),其中0<n<3,
∴NQ=n﹣3﹣(n2﹣2n﹣3)=﹣n2+3n,
∴S△BCN=NQ•|xB﹣xC|=(﹣n2+3n)×3=﹣n2+n=﹣(n﹣)2+,
∵﹣<0,
∴当n=时,S△BCN有最大值为,
此时n2﹣2n﹣3=()2﹣2×﹣3=﹣,
∴N的坐标为();
(3)设D点坐标为(1,t ),G点坐标为( m,m2﹣2m﹣3),且B(3,0),C(0,﹣3).
分情况讨论:
①当DG为对角线时,则另一对角线是BC,由对角线互相平分及中点坐标公式可知,
解得,
经检验此时四边形 DCGB 为平行四边形,此时点G的坐标为(2,﹣3).
②当 DB 为对角线时,则另一对角线是GC,由对角线互相平分及中点坐标公式可知,
,
解得,
经检验此时四边形 DCBG 为平行四边形,此时点G的坐标为(4,5).
③当 DC 为对角线时,则另一对角线是 GB,由对角线互相平分及中点坐标公式可知,
,
解得,
经检验此时四边形 DGCB 为平行四边形,此时点G的坐标为(﹣2,5).
综上所述,G点坐标存在,为(2,﹣3)或(4,5)或(﹣2,5).
11.已知抛物线y=x2+bx﹣3与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,其中点A在x轴的负半轴上,点B在x轴的正半轴上,且tan∠ACO=.
(1)求抛物线的解析式.
(2)如图1,在第一象限内的抛物线上是否存在点D,满足条件∠DCB=∠ACO?若存在,请求出点D的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)如图2,设P是y轴上的一个动点,连接AP并延长交抛物线于另一点M,连接BP并延长交抛物线于另一点N,若M、N的横坐标分别为m、n.试探究m、n之间的数量关系.
【答案】(1)y=x2﹣2x﹣3;
(2)存在;D(4,5);
(3)m+3n=0.
【解答】解:(1)由题意可得点C(0,﹣3),
∴OC=3,
∴OA=OC•tan∠ACO=1,
∴点A的坐标为:(﹣1,0),′
代入y=x2+bx﹣3,得0=1﹣b﹣3,
∴b=﹣2,
∴抛物线解析式为:y=x2﹣2x﹣3;
(2)存在.设CD交x轴于点E,
由(1)可得:B(3,0),C(0,﹣3),
∴OB=OC=3,∠OBC=∠OCB=45°,
∵∠DCB=∠ACO,
∴∠AEC=∠DCB+45°=∠ACO+45°,
又∵∠ACB=∠ACO+45°,
∴∠AEC=∠ACB,
而∠CAB=∠BAC,
∴△ACE∽△ABC,
∴.
其中AB=4,AC=,
∴AE=,
∴OE=AE﹣OA=,
即点E(,0).
设CD:y=kx+a,把C、E的坐标代入,得:
,
解得:,
∴CD:y=2x﹣3,
联立方程组得:,
解得:或(舍去),
∴D(4,5);
(3)设点P的坐标为(0,t),
由A(﹣1,0),P(0,t)可得:AP:y=tx+t.
把y=tx+t代入y=x2﹣2x﹣3,
消去y,并化简得:x2﹣(t+2)x﹣t﹣3=0,
∵xA=﹣1,xM=m是上面方程的两个根,
∴xA•xM=﹣t﹣3,
∴m=t+3①;
同理可得BP:y=﹣x+t.
把y=x+t代入y=x2﹣2x﹣3,
消去y,并化简得:x﹣t﹣3=0,
∵xB=3,xN=n是上面方程的两个根,
∴xB•xN=﹣t﹣3,
∴3n=﹣t﹣3②,
由①+②得:m+3n=0.
12.如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=﹣+bx+c的图象与y轴交于点A(0,8),与x轴交于B、C两点,其中点B的坐标是(﹣8,0),点P(m,n)为该二次函数在第二象限内图象上的动点,点D为(0,4),连接BD.
(1)求该二次函数的表达式;
(2)依题补图1:连接OP,过点P作PQ⊥x轴于点Q;当△OPQ和△OBD相似时,求m的值;
(3)如图2,过点P作直线PQ∥BD,和x轴交点为Q,在点P沿着抛物线从点A到点B运动过程中,当PQ与抛物线只有一个交点时,求点Q的坐标.
【答案】(1);
(2)m的值为﹣4或;
(3).
【解答】解:(1)把A(0,8),B(﹣8,0)代入得,,解得,
∴该二次函数的表达为;
(2)如图:
设,
由∠OQP=∠BOD=90°,分两种情况:
当△POQ∽△BDO时,,
∴,
∴PQ=2OQ,
即,
解得m=﹣4,或m=8(舍去);
当△POQ∽△DBO时,,
∴OQ=2PQ,
即,
解或(舍去),
综上所述,m的值为﹣4或;
(3)如图,
设直线BD解析式为y=kx+n,
∴,
解得,
∴直线BD解析式为,
∵PQ∥BD,
∴设直线PQ的解析式为,
当直线PQ与的图象只有一个交点时,
联立,
整理得x2+6x﹣32+4n2=0,
∴Δ=62﹣4×(﹣32+4n2)=0,
解得,
∴当时,直线PQ的解析式为,
此时直线PQ与的图象只有一个交点,
令y=0,则,解得,
此时.
13.如图,足球场上守门员在O处开出一高球,球从离地面1米的A处飞出(A在y轴上),运动员乙在距O点6米的B处发现球在自己头的正上方达到最高点M,距地面约4米高.球第一次落地点后又一次弹起.据实验,足球在草坪上弹起后的抛物线与原来的抛物线形状相同,最大高度减少到原来最大高度的一半.
(1)求足球开始飞出到第一次落地时,该抛物线的表达式.
(2)运动员乙要抢到第二个落点D,他应再向前跑多少米?(取,)
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)如图,设第一次落地时,
抛物线的表达式为y=a(x﹣6)2+4.
由已知:当x=0时y=1.
即1=36a+4,
∴a=﹣.
∴表达式为y=﹣(x﹣6)2+4;
(2)由题意得:0=﹣(x﹣6)2+4
解得:x1=4+6≈13,x2=﹣4+6<0(舍去),
∴点C坐标为(13,0).
设第二次落地的抛物线为y=﹣(x﹣k)2+2.
将C点坐标代入得:0=﹣(13﹣k)2+2.
解得:k1=13﹣2<13(舍去),k2=13+2≈18.
∴y=﹣(x﹣18)2+2.
0=﹣(x﹣18)2+2.
x1=18﹣2(舍去),x2=18+2≈23,
∴BD=23﹣6=17(米).
答:运动员乙要抢到第二个落点D,他应再向前跑17米.
14.如图1,在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2+bx﹣3(a≠0)的图象与x轴于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于C点,点P是直线BC下方抛物线上一动点.
(1)求这个二次函数的解析式;
(2)当动点P运动到什么位置时,使四边形ACPB的面积最大,求出此时四边形ACPB的面积最大值和P的坐标;
(3)如图2,点M在抛物线对称轴上,点N是平面内一点,是否存在这样的点M、N,使得以点M、N、A、C为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出所有M点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y2=x2﹣2x﹣3;
(2)当时,四边形ABCP的最大值是,此时点P的坐标为;
(3)存在,、;M3(1,0);M5(1,﹣1).
【解答】解:(1)∵二次函数y=ax2+bx﹣3的图象与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,
∴,
解得:,
∴这个二次函数的表达式为:y=x2﹣2x﹣3;
(2)设点P的坐标为(m,m2﹣2m﹣3),
S四边形ACPB=S△AOC+S△COP+S△BOP,
=
==,
∵,
∴当时,四边形ABCP的最大值是,此时点P的坐标为,
(3)∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
∴抛物线的对称轴为直线x=1,
当x=0时,y=﹣3,
∴C(0,﹣3),
设点M的坐标为(1,t),则:AM2=(﹣1﹣1)2+(0﹣t)2,AC2=(﹣1﹣0)2+[0﹣(﹣3)]2,CM2=(0﹣1)2+(﹣3﹣t)2,
设AC的中点为Q,则点Q的坐标为,即,
∴,,
当AM=AC时,则AM2=AC2,
∴(﹣1﹣1)2+(0﹣t)2=(﹣1﹣0)2+[0﹣(﹣3)]2,
解得,,
∴、,;
当CM=CA时,则CM2=CA2,
∴(0﹣1)2+(﹣3﹣t)2=(﹣1﹣0)2+[0﹣(﹣3)]2,
解得,t1=0,t2=﹣6,
∴M3(1,0)、M4(1,﹣6)(舍去,此时M、A、C三点共线,无法构成菱形);
当AC为对角线时则有:AQ2+QM2=AM2,
∴=(﹣1﹣1)2+(0﹣t)2,
解得,t=﹣1,
∴M5(1,﹣1),
∴存在这样的点M、N能够使得以点M、N、A、C为顶点的四边形是菱形,此时点M的坐标为:、、M3(1,0)、M5(1,﹣1).
15.如图,在平面直角坐标系中,直线y=2x+6与x轴交于点A,与y轴交点C,抛物线y=﹣2x2+bx+c过A,C两点,与x轴交于另一点B.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在直线AC上方的抛物线上有一动点E,连接BE,与直线AC相交于点F,当时,求E点坐标;
(3)在(2)的条件下,若点E位于对称轴左侧,点M是抛物线对称轴上一点,点N是抛物线上一点,当以M,N,E,B为顶点的四边形是菱形时,直接写出点M的坐标.
【答案】(1)y=﹣2x2﹣4x+6;
(2)E点坐标为(﹣2,6)或(﹣1,8);
(3)M的坐标为(﹣1,)或(﹣1,﹣)或(﹣1,)或(﹣1,﹣2+6)或(﹣1,2+6).
【解答】解:(1)在y=2x+6中,当x=0时y=6,当y=0时x=﹣3,
∴C(0,6),A(﹣3,0),
∵抛物线y=﹣2x2+bx+c的图象经过A、C两点,
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为y=﹣2x2﹣4x+6;
(2)方法一:令﹣2x2﹣4x+6=0,
解得x1=﹣3,x2=1,
∴B(1,0),
设E(t,﹣2t2﹣4t+6),
如图,过点E作EH⊥x轴于点H,过点F作FG⊥x轴于点G,则EH∥FG,
∵EF=BF,
∴===,
∵BH=1﹣t,
∴BG=BH=﹣t,
∴点F的横坐标为+t,
∵点F在直线y=2x+6上,
∴y=2(+t)+6=+t,
∴F(+t,+t),
∴﹣2t2﹣4t+6=(+t),
∴t2+3t+2=0,
解得t1=﹣2,t2=﹣1,
当t=﹣2时,﹣2t2﹣4t+6=6,
当t=﹣1时,﹣2t2﹣4t+6=8,
∴E1(﹣2,6),E2(﹣1,8),
综上所述:E点坐标为(﹣2,6)或(﹣1,8);
方法二:过点E作EH⊥x轴交AC于点H,过点B作BM⊥x轴交AC于点M,
∴EH∥BM,
设E(m,﹣2m2﹣4m+6),
∵直线AC解析式为y=2x+6,
∴H(m,2m+6),M(1,8),
∴EH=﹣2m2﹣4m+6﹣2m﹣6=﹣2m2﹣6m,MB=8,
∵EH∥BM,
∴△EHF∽△BMF,
∴==,
∴=,
∴m1=﹣2,m2=﹣1,
∴E1(﹣2,6),E2(﹣1,8),
综上所述:E点坐标为(﹣2,6)或(﹣1,8);
(3)∵抛物线的解析式为y=﹣2x2﹣4x+6=﹣2(x+1)2+8,
∴抛物线顶点坐标为(﹣1,8),对称轴方程为x=﹣1,
在(2)的条件下,
∵点E位于对称轴左侧,
∴E(﹣2,6),
∵点M是抛物线对称轴上一点,
∴设M(﹣1,m),
∵B(1,0),E(﹣2,6),
∴BM2=(1+1)2+(0﹣m)2=m2+4,
BE2=(1+2)2+(0﹣6)2=45,
ME2=(﹣1+2)2+(m﹣6)2=m2﹣12m+37,
①当EB为菱形的边时,BM=BE,
即BM2=BE2,
∴m2+4=45,
∴m=±,
∴M(﹣1,)或(﹣1,﹣);
②当EB为菱形的对角线时,BM=ME,
即BM2=ME2,
∴m2+4=m2﹣12m+37,
∴m=,
∴M(﹣1,),
③当BE=ME时,
即BE2=ME2,
∴45=m2﹣12m+37,
∴m=﹣3+6或m=3+6,
∴M(﹣1,﹣2+6)或(﹣1,2+6);
综上所述,M的坐标为(﹣1,)或(﹣1,﹣)或(﹣1,)或(﹣1,﹣2+6)或(﹣1,2+6).
16.如图1,直线y=﹣2x+2交x轴于点A,交y轴于点C,过A、C两点的抛物线与x轴的另一交点为B.
(1)请直接写出该抛物线的函数解析式;
(2)点D是第二象限抛物线上一点,设D点横坐标为m.
①如图2,连接BD,CD,BC,求△BDC面积的最大值;
②如图3,连接OD,将线段OD绕O点顺时针旋转90°,得到线段OE,过点E作EF∥x轴交直线AC于F.求线段EF的最大值及此时点D的坐标.
【答案】(1)y=﹣x+2;
(2)①4;②(﹣2,3).
【解答】解:(1)由题意可得,
当x=0时,y=﹣2×0+2=2,
当y=0时,﹣2x+2=0,解得x=1,
∴A(1,0),B(0,2),
代入y=﹣+bx+c得,y=﹣x+2;
(2)①连接OD,,
令y=0,则﹣x+2=0,
解得x1=﹣4,x2=1,
∴B(﹣4,0)D在第二象限,
∴﹣4<m<0,
∴S△BCD=S△BOD+S△COD﹣S△BOC
=×4×2
=﹣m2﹣4m
=﹣(m+2)2+4,
当m=﹣2时,△BCD的面积最大为4,
②过D作DM⊥x轴于M,EF交y轴于N,
在△ODM和△OEN中,
,
∴△ODM≌△OEN(AAS),
∴DM=EN=﹣m+2OM=ON=﹣m,
∴,
令y=﹣m,则﹣m=﹣2x+2x=m+1EF=﹣m﹣1=﹣﹣2m+1=﹣(m+2)2+3,
∴当m=﹣2时EF最大为3,D点的坐标(﹣2,3).
17.如图1,抛物线y=ax2+x+c与x轴交于A(﹣2,0),B(4,0)两点,与y轴交于C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是直线BC上方抛物线上的—个动点,使△PBC的面积等于△ABC面积的,求点P的坐标;
(3)过点C作直线l∥x轴,将抛物线在y轴左侧的部分沿直线l翻折,抛物线的其余部分保持不变,得到一个新图象(如图2),请你结合新图象解答:当直线y=﹣x+d与新图象只有一个公共点Q(m,n),且n≥﹣8时,求d的取值范围.
【答案】(1)抛物线的解析式为y=﹣x2+x+4;
(2)点P的坐标为(1,)或(3,);
(3)d的取值范围是﹣5≤d<4或d>.
【解答】解:(1)把A(﹣2,0),B(4,0)代入y=ax2+x+c得:
,
解得:,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+x+4;
(2)过P作PK∥y轴交BC于K,如图:
在y=﹣x2+x+4中,令x=0得y=4,
∴C(0,4),
∵A(﹣2,0),B(4,0),
∴AB=6,
∴S△ABC=×6×4=12,
由B(4,0),C(0,4)得直线BC函数表达式为y=﹣x+4,
设P(m,﹣m2+m+4),则K(m,﹣m+4),
∴PK=﹣m2+m+4﹣(﹣m+4)=﹣m2+2m,
∵△PBC的面积等于△ABC面积的,
∴×(﹣m2+2m)×4=12×,
解得m=1或m=3,
∴点P的坐标为(1,)或(3,);
(3)①当公共点Q(m,n)在C(0,4)下方时,
在y=﹣x2+x+4中,令y=﹣8得:﹣8=﹣x2+x+4,
解得x=6或x=﹣4,
∵将抛物线在y轴左侧的部分沿直线l翻折,抛物线的其余部分保持不变,得到一个新图象,
∴新图象过点(6,﹣8),
当直线y=﹣x+d与新图象公共点为(6,﹣8)时,﹣8=﹣×6+d,
解得d=﹣5,
如图:
∵C(0,4),当﹣5≤d<4时,观察图象可知直线y=﹣x+d与翻折后的抛物线无交点,
∴当﹣5≤d<4时,直线y=﹣x+d与新图象只有一个公共点;
②当公共点Q(m,n)在C(0,4)上方时,如图:
若有两个相等的实数解,即﹣x2+x+4﹣d=0的Δ=0,
则()2﹣4×(﹣)(4﹣d)=0,
解得d=;
由图可知,当d>时,直线y=﹣x+d与新图象只有一个公共点;
综上所述,d的取值范围是﹣5≤d<4或d>.
18.如图,已知抛物线y=﹣x2+bx+c经过B(﹣3,0),C(0,3)两点,与x轴的另一个交点为A.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若直线y=mx+n经过B,C两点,则m= 1 ;n= 3 ;
(3)在抛物线对称轴上找一点E,使得AE+CE的值最小,直接写出点E的坐标;
(4)设点P为x轴上的一个动点,是否存在使△BPC为等腰三角形的点P,若存在,直接写出点P的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)y=﹣x2﹣2x+3;
(2)1,3;
(3)E的坐标为(﹣1,2);
(4)点P的坐标为(﹣3﹣3,0)或(3﹣3,0)或(0,0)或(3,0).
【解答】解:(1)把点B(﹣3,0),C(0,3)代入y=﹣x2+bx+c得:,
解得:,
∴抛物线的解析式是y=﹣x2﹣2x+3;
(2)把B(﹣3,0),C(0,3)代入y=mx+n中得:,解得:;
故答案为:1,3;
(3)如图1,由(2)知:直线BC的解析式为y=x+3,
抛物线的对称轴为直线x=﹣=﹣1,
直线BC与直线x=﹣1相交于点E,则EB=EA,此时AE+CE最小,
此时点E的坐标为(﹣1,2);
(4)∵B(﹣3,0),C(0,3),
∴OB=OC=3,
∴BC=3,
分三种情况:
①BC=BP,如图2,此时点P的坐标为(﹣3﹣3,0)或(3﹣3,0);
②当P与O重合时,△BPC也是等腰三角形,此时P(0,0);
③BC=CP,如图3,此时点P的坐标为(3,0);
综上所述,点P的坐标为(﹣3﹣3,0)或(3﹣3,0)或(0,0)或(3,0).
19.在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=ax2﹣2(a+1)x+a+2(a≠0).
(1)当a=﹣时,求抛物线的对称轴及顶点坐标;
(2)请直接写出二次函数图象的对称轴(用含a的代数式表示)及二次函数图象经过的定点坐标是 (1,0) .
(3)若当1≤x≤5时,函数值有最大值为8,求二次函数的解析式;
(4)已知点A(0,﹣3)、B(5,﹣3),若抛物线与线段AB只有一个公共点,请直接写出a的取值范围.
【答案】(1)直线x=﹣7,(﹣7,8);
(2)(1,0);
(3)y=x2﹣4x+3;
(4)a的取值范围是:a=或0<a<或﹣5<a<0.
【解答】解:(1)a=﹣时,y=﹣x2﹣x+
∴对称轴为直线x=﹣=﹣7,
把x=﹣7代入y=﹣x2﹣x+得,y=8,
∴顶点坐标为(﹣7,8);
(2)∵y=ax2﹣2(a+1)x+a+2(a≠0).
∴对称轴为直线x=﹣=1+,
∵y=ax2﹣2(a+1)x+a+2=a(x﹣1)2﹣2(x﹣1)=(x﹣1)[a(x﹣1)﹣2],
∴二次函数经过的定点坐标为(1,0);
故答案为:(1,0);
(3)由(2)知:二次函数图象的对称轴为直线x=1+,
分两种情况:
①当a<0时,1+<1,
在自变量x的值满足1≤x≤5的情况下,y随x的增大而减小,
∴当x=1时,y=0,
而当1≤x≤5时,函数值有最大值为8,
所以此种情况不成立;
②当a>0时,1+>1,
i)当1<1+≤3时,即a≥,
当x=5时,二次函数的最大值为y=25a﹣10(a+1)+a+2=8,
∴a=1,
此时二次函数的解析式为y=x2﹣4x+3;
ii)当1+>3时,
在自变量x的值满足1≤x≤5的情况下,y随x的增大而减小,即x=1有最大值,
所以此种情况不成立;
综上所述:此时二次函数的解析式为:y=x2﹣4x+3;
(4)分三种情况:
①当抛物线的顶点在线段AB上时,抛物线与线段AB只有一个公共点,
即当y=﹣3时,ax2﹣2(a+1)x+a+2=﹣3,
ax2﹣2(a+1)x+a+5=0,
Δ=4(a+1)2﹣4a(a+5)=0,
∴a=,
当a=时,x2﹣x+=0,
解得:x1=x2=4(符合题意,如图1),
②当a>0时,如图2,
当x=0时,y>﹣3;当x=5时,y<﹣3,
∴,
解得:﹣5<a<,
∴0<a<;
③当a<0时,如图3,
当x=0时,y>﹣3;当x=5时,y<﹣3,
∴,
解得:﹣5<a<,
∴﹣5<a<0;
综上所述,a的取值范围是:a=或0<a<或﹣5<a<0.
20.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,其中 A(﹣3,0),∠ACB=90°.
(1)求该抛物线的函数解析式;
(2)点P是直线AC上方抛物线上的一动点,过P作PM⊥AC 于M点,在射线MA上取一点N,使得2MN=AC,连接PN,求△PMN面积的最大值及此时点P的坐标;
(3)如图2,在(2)中△PMN面积取得最大值的条件下,将抛物线向左平移,当平移后的抛物线过点P时停止平移,平移后点C的对应点为 C',D为原抛物线上一点,E为直线AC上一点,若以O、C′、D、E为顶点的四边形为平行四边形,求符合条件的D点横坐标.
【答案】(1)抛物线的解析式为y=﹣x2﹣x+;
(2)S△PMN最大值为×=,点P的坐标为(﹣,);
(3)满足条件的点D坐标为(,)或(,)或(1,0)或(﹣4,﹣).
【解答】解:(1)当x=0时,y=,则C(0,),OC=,
∵A(﹣3,0),
∴OA=3,
则tan∠OAC==,
∴∠OAC=30°,又∠ACB=90°,
∴∠ABC=90°﹣30°=60°,
∴OB==1,则B(1,0),
设抛物线的解析式为y=a(x+3)(x﹣1),
将C(0,)代入,得﹣3a=,解得a=﹣,
∴抛物线的解析式为y=﹣(x+3)(x﹣1)=﹣x2﹣x+;
(2)如图1,过P作PH∥y轴交AC于H,则∠PHM=∠ACO=90°﹣∠OAC=60°,
∵PM⊥AC,
∴PM=PH•sin∠PHM=PH,
∵AC=2OC=2,2MN=AC,
∴MN=,
∴S△PMN=•MN•PM=PM=PH,当PH最大时,S△PMN最大;
设直线AC解析式为y=kx+b′,
将A(﹣3,0)、C(0,)代入,得,
解得,
∴直线AC的解析式为y=x+,
由题意,设P(p,﹣p2﹣p+),则H(p,p+),
∴PH=﹣p2﹣p+﹣(p+)
=﹣p2﹣p
=﹣(p+)2+,
∵﹣<0,﹣3<p<0,
∴当p=﹣时,PH有最大值,最大值为,
即S△PMN最大,最大值为×=,此时,点P的坐标为(﹣,);
(3)y=﹣x2﹣x+=﹣(x+1)2+,
设抛物线向左平移a个单位,则新的抛物线解析式为y=﹣(x+1+a)2+,
将点P(﹣,)代入,得=﹣(﹣+1+a)2+,
解得a=1或a=0(不合题意,舍去),
∴抛物线向左平移1个单位,
∵C(0,),
∴平移后点C的对应点C′的坐标为(﹣1,),
由题意,设D(m,﹣m2﹣m+),E(n,n+),
若以O、C′、D、E为顶点的四边形为平行四边形,则分三种情况:
当OC′、DE为对角线时,
则,
消去n,得m2+3m﹣2=0,
解得:m=,
则点D坐标为(,)或(,);
当OD、C′E为对角线时,
则,
消去n,得m2+3m+4=0,
∵Δ=32﹣4×1×4=﹣7<0,
∴方程无实数根,即点D不存在;
当OE、C′D为对角线时,
则,
消去n,得m2+3m﹣4=0,
解得:m=1或m=﹣4,
∴点D的坐标为(1,0)或(﹣4,﹣),
综上,满足条件的点D坐标为(,)或(,)或(1,0)或(﹣4,﹣).
21.如图1,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(﹣1,0)、点B,与y轴交于点C,顶点D的横坐标为1,对称轴交x轴于点E,交BC于点F.
(1)求顶点D的坐标;
(2)如图2所示,过点C的直线交线段BD于点M,交抛物线于点N.
①若直线CM将△BCD分成的两部分面积之比为2:1,求点M的坐标;
②若∠NCB=∠DBC,求点N的坐标.
(3)如图1,若点P为线段OC上的一动点,请直接写出2AP+CP的最小值.
【答案】(1)(1,4);
(2)①或者;
②;
(3).
【解答】解:(1)将A(﹣1,0)代入y=ax2+bx+3得:0=a﹣b+3①,
∵顶点D的横坐标为1,
∴,即b=﹣2a②,
联立①②解得a=﹣1,b=2,
∴y=﹣x2+2x+3,
当x=1时,y=4,
∴D(1,4);
(2)①由(1)得y=﹣x2+2x+3,
当y=0时,x1=﹣1,x2=3,
∴B(3,0),即BO=3,
如图,取DB的三等分点M1,M2,过点M1,M2分别作x轴,y轴的平行线分别交DE、x轴于点G、H、P、Q,
∴△DGM1∽△DHM2∽△DEB,△BQM2∽△BPM1∽△BED,且相似比为1:2:3,
∴,,
∴,
同理可得:,
∴点M的坐标为:,;
②∵∠NCB=∠DBC,
∴CM=MB,
取线段BC的中点G,作直线GM,
∵点B(3,0),点C(0,3),
∴中点G的坐标为,OB=OC=3,
∵CM=MB,
∴点M、点O、点G在线段BC的垂直平分线上,
∴GM⊥BC,
∴设直线GM为y=x+m,
将代入得m=0,
∴lGM:y=x①,
设直线BD为y=kx+n,
将B,D坐标代入得k=﹣2,n=6,
∴lBD:y=﹣2x+6②,
联立①②并解得,
∴M(2,2),
设直线MC为y=k2x+n2,
将M(2,2),C(0,3)坐标代入得,n2=3,
∴y=﹣x+3③,
联立③与y=﹣x2+2x+3并解得,(不合题意舍去),
∴,
故N的坐标为;
(3)作∠OCH=30°,过A点作AG⊥CH于G点,AG交OC于点P,如图,
∵∠OCH=30°,
∴在Rt△PCG中,,
∴,
根据A、P、G三点共线,可知此时最小,最小值为AG,
∴2AG=2AP+PC,此时2AP+CP有最小值,
此时∵∠AOP=∠AGP=90°,∠APO=∠APG,
∴∠OAP=∠GCP=30°,
∵OA=1,OC=3,
∴,
∴,,
∴,
即2AP+CP的最小值为.
22.已知抛物线y=ax2﹣6ax+5a(a≠0)与x轴交于A、B两点(A点在B点左边),与y轴交于点C,其顶点为D,O为坐标原点.
(1)求A、B两点坐标;
(2)若以A、B、D三点为顶点的三角形为直角三角形,求抛物线的解析式;
(3)在(2)的条件下,⊙E是经过A、B、D三点的圆,点P是⊙E上一动点,连接CP.
①连接OP,求的最小值和此时点P的坐标;
②若点M是线段CP的中点,连接OM,请直接写出线段OM的取值范围.
【答案】(1)A(1,0),B(5,0);
(2)或;
(3)①;或.
②≤OM≤.
【解答】解:(1)把y=0,代入y=ax2﹣6ax+5a(a≠0)中,
∴ax2﹣6ax+5a=0,
∴x1=1,x2=5,
∴A(1,0),B(5,0);
(2)连接AD,BD,则AD=BD,过点D作DG⊥AB于点G,则AG=DG,
∵A(1,0),B(5,0),
∴,
设D(3,y),
根据两点间距离公式:|y|=AG=3﹣1=2,
∵点D可能在x轴上方或下方,
∴D(3,2)或(3,﹣2),
∴2=a(3﹣1)(3﹣5)或﹣2=a(3﹣1)(3﹣5),
∴或,
∴或;
(3)①由(2)知,圆心E即为点G(3,0),半径为2.
当时,,
,
在x轴上找一点,
∴PE=2,EO=3,,
∴EP:EO=EH:EP,∠HEP=∠PEO,
∴△EPH∽△EOP,
∴,
∴的最小值=.
设CH的解析式为:y=kx+b,把和代入得:
,
∴,
∴直线CH的解析式,
∴设P点坐标为:,且E(3,0),
由PF=2,得,
,x2=3(舍去),
∴.
当时,抛物线的解析式为:,,
同理可求得的最小值=线段,.
②连接CE,并延长交⊙E于P1,P2,
取CE的重点N,连接MN.
∵M是PC的中点,
∴MN=EP=1,即点M在⊙N是运动,
∵OE=3,OC=,
∴,
∵N是CE的中点,
∴ON==,
∴≤OM≤.
23.如图1,在平面直角坐标系中,以直线x=1为对称轴的抛物线y=﹣x2+bx+c与坐标轴交于A,B,C三点,其中点B的坐标是(3,0).
(1)点A的坐标为 (﹣1,0) ;
(2)求抛物线的解析式;
(3)如图2,设抛物线的顶点为D,若将抛物线向下平移,使平移后的抛物线经过原点O,且与x轴的另一个交点为E,若在y轴上存在一点F,连接DE,DF,EF,使得△DEF的周长最小,求F点的坐标.
【答案】(1)(﹣1,0);
(2)y=﹣x2+2x+3;
(3).
【解答】解:(1)∵抛物线y=﹣x2+bx+c的对称轴为直线x=1,点B的坐标是(3,0).
∴A的横坐标为:1﹣(3﹣1)=1﹣2=﹣1,
∴A(﹣1,0),
故答案为:(﹣1,0);
(2)∵抛物线y=﹣x2+bx+c的对称轴为直线x=1,点B的坐标是(3,0).
∴,解得:,
∴抛物线为y=﹣x2+2x+3,
(3)∵抛物线为y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴D(1,4),
将抛物线向下平移,使平移后的抛物线经过原点O,且与x轴的另一个交点为E,设平移后的抛物线为:y=﹣(x﹣1)2+n,
∴n﹣1=0,即n=1,
∴平移后的抛物线为:y=﹣(x﹣1)2+1=﹣x2+2x,
令y=0,则﹣x2+2x=0,
解得:x1=0,x2=2,即E(2,0),
如图,
取E关于y轴对称的对称点M(﹣2,0),连接DM,交y轴于F,
则C△DEF=DE+DF+EF=DE+DF+MF=DE+DM,此时周长最短,
设DM的解析式为:y=kx+e,
∴解得:,
∴DM的解析式为:,
当x=0时,,
∴.
24.综合与探究
如图,抛物线y=ax2+x+c与x轴交于A,B(4,0)两点(点A在点B的左侧).与y轴交于点C(0,4),直线BC经过B,C两点,点P是第一象限内抛物线上的一个动点,连接PB,PC.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)设点P的横坐标为n,四边形OBPC的面积为S,求S的最大值并求出此时点P的坐标;
(3)在(2)的条件下,当S取最大值时,在PC的垂直平分线上是否存在一点M,使△BPM是等腰三角形?若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2)S最大=12,点P的坐标为(2,4);
(3)存在,点M的坐标为(1,1)或或或或.
【解答】解:(1)由题意,将B(4,0),C(0,4)代入抛物线y=ax2+x+c,
得,解得,
∴抛物线的函数表达式为;
(2)如图,过点P作PE⊥x轴于点E,交BC于点F,
∵B(4,0),C(0,4),
∴OB=OC=4,直线BC的表达式为y=﹣x+4,
∵点P的横坐标为n,
∴,F(n,﹣n+4),
∴,
∴===﹣(n﹣2)2+12,
∵﹣1<0,0<n<4.
∴当n=2时,S有最大值,S最大=12,
此时,
∴点P的坐标为(2,4);
(3)由(2)可得:点P的坐标为(2,4),点C的坐标为(0,4),
所以PC的中点坐标为(1,4),
所以线段PC的垂直平分线为直线x=1,
∴可设点M的坐标为(1,m),
则BM2=32+m2,PM2=12+(4﹣m)2,BP2=(4﹣2)2+42=20,
若△BPM是等腰三角形,则有以下三种情况:
当BM=BP时,BM2=BP2,即32+m2=20,解得,
此时点P的坐标为或;
当MB=MP时,MB2=MP2,即32+m2=12+(4﹣m)2,解得m=1,
此时点P的坐标为(1,1);
当PB=PM时,PB2=PM2,即12+(4﹣m)2=20,解得,
此时点P的坐标为或;
综上所述,存在一点M,使△BPM是等腰三角形,点M的坐标为(1,1)或或或或.
25.如图所示,在平面直角坐标中,抛物线的顶点P到x轴的距离是4,抛物线与x轴相交于O、M两点,OM=4;矩形ABCD的边BC在线段的OM上,点A、D在抛物线上.
(1)求这条抛物线的解析式;
(2)设点D的横坐标是m,矩形ABCD的周长为L,求L与m的关系式,并求出L的最大值;
(3)点E在抛物线的对称轴上,在抛物线上是否存在点F,使得以E、F、O、M为顶点的四边形是平行四边形?如果存在,求F点的坐标.
【答案】(1)y=﹣x2+4x;
(2)当m=1时,周长L有最大值10;
(3)点F(﹣2,﹣12)或(6,﹣12)或(2,4)时,以E、F、O、M为顶点的四边形是平行四边形.
【解答】解:(1)依题意得顶点P的坐标(2,4),
设抛物线的解析式为y=a(x﹣2)2+4,
把点M(4,0)代入解析式,
解得a=﹣1,
所以y=﹣(x﹣2)2+4=﹣x2+4x,
所以抛物线的解析式为:y=﹣x2+4x.
(2)∵点D的横坐标是m,
∴点D的纵坐标是﹣m2+4m,BC=4﹣2m,
∴矩形ABCD的周长L=2(﹣m2+4m+4﹣2m)=﹣2(m﹣1)2+10,
∴当m=1时,周长L有最大值10.
(3)①OM是平行四边形的边时:
点F的横坐标:2﹣4=﹣2,
纵坐标:y=﹣(﹣2)2+4×(﹣2)=﹣12,
此时,点F(﹣2,﹣12);
或点F的横坐标:2+4=6,
纵坐标:y=﹣62+4×6=﹣12,
此时,点F(6,﹣12).
②OM是平行四边形的对角线时,EF所在的直线经过OM的中点,
∴EF都在抛物线的对称轴上,
∴点F与点P重合,
∴点F(2,4).
综上所述,点F(﹣2,﹣12)或(6,﹣12)或(2,4)时,以E、F、O、M为顶点的四边形是平行四边形.
26.在平面直角坐标系xOy中,矩形OABC的顶点A,C的坐标分别为(0,3),(2,0),顶点为M的抛物线y=﹣x2+bx+c经过点A,B,且与x轴交于点D,E(点D在点E的左侧).
(1)直接写出点B的坐标,抛物线的解析式及顶点M的坐标;
(2)当m≤x≤m+1时,﹣12≤y≤﹣5,求m的值;
(3)平移抛物线y=﹣x2+bx+c,使抛物线的顶点始终在直线AM上移动,在平移的过程中,当抛物线与线段BM有公共点时,求抛物线顶点的横坐标a的取值范围.
【答案】(1)B(2,3);y=﹣x2+2x+3,点M为(1,4);
(2)m=4或m=﹣3;
(3)≤a≤1或2≤a≤4.
【解答】解:(1)∵点A,C的坐标分别为(0,3),(2,0),且四边形OABC是矩形,
∴B(2,3);
把点A、B代入抛物线的解析式,则,
解得;
∴y=﹣x2+2x+3,
∴y=﹣(x﹣1)2+4,
∴点M为(1,4);
(2)∵顶点坐标M(1,4),抛物线开口向下,
当m+1<1,即m<0时,y随x的增大而增大,
∴当m≤x≤m+1时,﹣12≤y≤﹣5,
即x=m时,y=﹣12,
∴﹣12=﹣(m﹣1)2+4,
解得:m1=﹣3,m2=5(舍去)
当m>1,y随x的增大而减小,
∴当m≤x≤m+1时,
∴当x=m+1时,y=﹣12,﹣12=﹣m2+4,
解得:m1=4,m2=﹣4(舍去),
综上所述,m=4或m=﹣3,
(3)由题意可得A(0,3),B(2,3),M(1,4),
设直线AM,BM的解析式为yAM=k1x+b1,yBM=k2x+b2.
∴,,
解得:,,
∴yAM=x+3,yBM=﹣x+5.
∵抛物线y=﹣x2+bx+c的顶点在直线yAM=x+3上,
∴可设平移中的抛物线的解析式为y=﹣(x﹣a)2+a+3.
当a=1时,抛物线y=﹣(x﹣a)2+a+3即y=﹣x2+2x+3,此时抛物线y=﹣(x﹣a)2+a+3与线段BM有两个交点,
当a>1时,
①当抛物线y=﹣(x﹣a)2+a+3经过点M(1,4)时,有﹣(1﹣a)2+a+3=4,
解得:a1=1(舍去),a2=2.
②当抛物线y=﹣(x﹣a)2+a+3经过点B(2,3)时,有﹣(2﹣a)2+a+3=3,
解得a1=1(舍去),a2=4.
综上得 2≤a≤4;
当a<1且抛物线y=﹣(x﹣a)2+a+3与直线yBM=﹣x+5有公共点时,
则方程﹣(x﹣a)2+a+3=﹣x+5即x2﹣(2a+1)+a2﹣a+2=0有实数根,
∴(2a+1)2﹣4(a2﹣a+2)≥0,即a≥.
∴≤a<1.
综上可得≤a≤1或2≤a≤4时,平移后的抛物线与线段BM有公共点.
27.抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C.
(1)求a,b满足的关系式;
(2)当a=﹣1时,P(n,m)为抛物线在第二象限内一点,点P到直线BC的距离为d,则d与n的函数表达式为 d=n2﹣n ;
(3)过T(0,t)(其中﹣1≤t≤2)且垂直y轴的直线l与抛物线交于M,N两点.若对于满足条件的任意t值,线段MN的长都不小于2,结合函数图象,求a的取值范围.
【答案】(1)b=﹣2a;
(2)d=n2﹣n;
(3)a的取值范围是a≥或a≤﹣.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,
∴抛物线对称轴为直线x==1,
∴﹣=1,
整理得:b=﹣2a;
(2)过P作PH⊥BC于H,过P作PK∥x轴交BC于K,如图:
∵a=﹣1,
∴y=﹣x2+bx+c,
将A(﹣1,0),B(3,0)代入y=﹣x2+bx+c得:
,
解得,
∴y=﹣x2+2x+3,
令x=0得y=3,
∴C(0,3),
由B(3,0),C(0,3)可得OB=OC,直线BC解析式为y=﹣x+3,
∴∠OBC=∠OCB=45°,
∵PK∥x轴,
∴∠PKH=45°,
∴△PKH是等腰直角三角形,
∴PK=PH,
∵P(n,m)为抛物线在第二象限内一点,
∴P(n,﹣n2+2n+3),
在y=﹣x+3中,令y=﹣n2+2n+3得x=n2﹣2n,
∴K(n2﹣2n,﹣n2+2n+3),
∴PK=n2﹣2n﹣n=n2﹣3n,
∵点P到直线BC的距离为d,即PH=d,
∴n2﹣3n=d,
∴d=n2﹣n;
故答案为:d=n2﹣n;
(3)∵y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,
∴,
解得,
∴y=ax2﹣2ax﹣3a,
由(1)知抛物线对称轴为直线x=1,
当a>0时,如图:
∵线段MN的长不小于2,
∴M到直线x=1的距离不小于1,
∴在y=ax2﹣2ax﹣3a中,当x=0时,y≤﹣1,
∴﹣3a≤﹣1,
解得a≥;
当a<0时,如图:
∵线段MN的长不小于2,
∴M到直线x=1的距离不小于1,
∴在y=ax2﹣2ax﹣3a中,当x=0时,y≥2,
∴﹣3a≥2
解得a≤﹣;
综上所述,a的取值范围是a≥或a≤﹣.
28.如图,抛物线y=ax2+bx+c的图象与x轴交于点A(﹣1,0)、B(3,0)与y轴交于点C,顶点为D.以AB为直径在x轴上方画半圆交y轴于点E,圆心为I,P是半圆上一动点,连接DP,点Q为PD的中点.
(1)试用含a的代数式表示c;
(2)若IQ⊥PD恒成立,求出此时该抛物线解析式;
(3)在(2)的条件下,当点P沿半圆从点B运动至点A时,点Q的运动轨迹是什么,试求出它的路径长.
【答案】(1)c=﹣3a;
(2);
(3)点Q在以DI中点为圆心的半圆上运动,点Q的路径长为π.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c的图象与x轴交于点A(﹣1,0)、B(3,0),
∴该函数的解析式为y=a(x+1)(x﹣3)=ax2﹣2ax﹣3a,
∴c=﹣3a.
(2)连接DI,
∵P是半圆上一点,点Q为PD的中点,且IQ⊥PD,
∴点D在⊙I上,
∴,
∵该抛物线的对称轴为直线,
∴D(1,﹣2),
把D(1,﹣2)代入y=ax2﹣2ax﹣3a得:﹣2=a﹣2a﹣3a,
解得:,
∴该抛物线解析式为:;
(3)∵IQ⊥PD,
∴∠IQD=90°,
∴点Q在以DI为直径的圆上运动,
∵A(﹣1,0)、B(3,0),D(1,﹣2),
∴当点P与点B重合时,,即Q1(2,﹣1),
当点P与点A重合时,,即Q2(0,﹣1),
∴Q1Q2∥x轴,Q1Q2=2,
∴点Q在以DI中点为圆心的半圆上运动,点Q的路径长为:.
答:它的路径长为π.
29.已知抛物线y=x2+mx+n经过(0,﹣3),(2,﹣3)两点,与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧).
(1)求抛物线的解析式;
(2)点C为第四象限抛物线上一动点,直线AC与y交于点D,连接BC.
①如图1,若∠ACB=90°时,求点C的坐标;
②如图2,直线BD与抛物线交于点E,连接AE.问:是否为定值?若是,请求出这个定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)y=x2﹣2x﹣3;
(2)①,②是定值,定值为,理由见解析.
【解答】解:(1)∵抛物线y=x2+mx+n经过(0,﹣3),(2,﹣3)两点,
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3;
(2)①由(1)知y=x2﹣2x﹣3,
令y=0,则x2﹣2x﹣3=0,
解得x1=﹣1,x2=3,
∵点A在点B的左侧,
∴A(﹣1,0),B(3,0).
如图,作CH⊥x轴于点H,
若∠ACB=90°,则∠HCB+∠HCA=90°,
∵CH⊥x轴,
∴∠HAC+∠HCA=90°,
∴∠HAC=∠HCB,
又∵∠AHC=∠CHB=90°,
∴△HAC∽△HCB,
∴,
∴CH2=AH⋅BH,
∵点C为在抛物线y=x2﹣2x﹣3的第四象限上,
∴设C(t,t2﹣2t﹣3),
∴AH=t﹣(﹣1)=t+1,BH=3﹣t,CH=﹣(t2﹣2t﹣3),
∴(t2﹣2t﹣3)2=(t+1)(3﹣t),
化简得t2﹣2t﹣2=0,
解得,
∵点C在第四象限上,
∴t>0,
∴,
此时,
∴点C的坐标为;
②是定值,定值为,理由如下:
设直线AC的解析式为y=kx+b,
将A(﹣1,0),C(t,t2﹣2t﹣3)代入y=kx+b,
可得,
解得,
∴直线AC的解析式为y=(t﹣3)x+(t﹣3),
令x=0,则y=t﹣3,
∴D(0,t﹣3).
设直线BD的解析式为y=mx+n,
将B(3,0),D(0,t﹣3)代入y=mx+n,
可得,
解得,
∴直线BD的解析式为,
联立,
解得x=3或,
∴点E的横坐标为,
∴点E的纵坐标为:,
∴,,
∴.
30.如图,一次函数y=x+1的图象与x轴交于点A,与y轴交于点B,二次函数y=x2+bx+c的图象与一次函数y=x+1的图象交于B、C两点,与x轴交于D、E两点,且D点坐标为(1,0).
(1)求抛物线的解析式;
(2)在x轴上找一点P,使|PB﹣PC|最大,求出点P的坐标;
(3)在x轴上是否存在点P,使得△PBC是以点P为直角顶点的直角三角形?若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=x2﹣x+1;(2)P(﹣2,0);(3)存在,P(1,0)或(3,0).
【解答】解:(1)将B(0,1),D(1,0)的坐标代入y=x2+bx+c,
得:,
解得,
∴解析式y=x2﹣x+1.
(2)当P在x轴上的任何位置(点A除外)时,根据三角形两边之差小于第三边得|PB﹣PC|<BC,当点P在点A 处时,|PB﹣PC|=BC,这时,|PB﹣PC|最大,即P在A点时,|PB﹣PC|最大.
∵直线y=x+1交x轴与A点,令y=0,x=﹣2,即A(﹣2,0),
∴P(﹣2,0).
(3)设符合条件的点P存在,令P(a,0):
当P为直角顶点时,如图:过C作CF⊥x轴于F;
∵∠BPO+∠OBP=90°,∠BPO+∠CPF=90°,
∴∠OBP=∠FPC,
∴Rt△BOP∽Rt△PFC,
∴,
即,
整理得a2﹣4a+3=0,
解得a=1或a=3;
∴所求的点P的坐标为(1,0)或(3,0),
综上所述:满足条件的点P共有2个.
31.二次函数y=ax2+bx+c的部分图象如图所示,其中图象与x轴交于点A(﹣1,0),与y轴交于点C(0,﹣5),且经过点D(3,﹣8).
(1)求此二次函数的解析式;
(2)将此二次函数的解析式写成y=a(x﹣h)2+k的形式,并直接写出顶点坐标以及它与x轴的另一个交点B的坐标.
(3)利用以上信息解答下列问题:若关于x的一元二次方程ax2+bx+c﹣t=0(t为实数)在﹣1<x<3的范围内有解,则t的取值范围是 ﹣9≤t<0 .
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)根据题意得,
,
②分别代入①、③得,
a﹣b=5④,
3a+b=﹣1⑤,
④+⑤得,4a=4,
解得a=1,
把a=1代入④得,1﹣b=5,
解得b=﹣4,
∴方程组的解是
,
∴此二次函数的解析式为y=x2﹣4x﹣5;
(2)y=x2﹣4x﹣5=x2﹣4x+4﹣4﹣5=(x﹣2)2﹣9,
二次函数的解析式为y=(x﹣2)2﹣9,
顶点坐标为(2,﹣9),
对称轴为x=2,
设另一点坐标为B(a,0),
则﹣1+a=2×2,
解得a=5,
∴点B的坐标是B(5,0);
(3)由(1)可知二次函数解析式为y=x2﹣4x﹣5,
即y=(x﹣2)2﹣9,
x=﹣1时,y=9﹣9=0,
x=3时,y=1﹣9=﹣8,
∵关于x的一元二次方程ax2+bx+c﹣t=0(t为实数)在﹣1<x<3的范围内有解相当于y=ax2+bx+c与直线y=t的交点的横坐标,
∴当﹣9≤t<0时,在﹣1<x<3的范围内有解.
故答案为:﹣9≤t<0.
32.如图,抛物线y=ax2﹣2ax+c的图象与x轴交于A、B两点,点A为(﹣1,0),OB=OC.直线l:y=kx+b与抛物线交于M、N两点(M在N左边),交y轴于点H.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,若b=1,过C点作CD⊥l于点D,连接AD、AC,若此时AD=AC,求M点的横坐标;
(3)如图2,若k=﹣4,连接BM、BN,过原点O作直线BN的垂线,垂足为E,以OE为半径作⊙O.
求证:⊙O与直线BM相切.
【答案】(1)y=x2﹣2x﹣3.
(2)点M的横坐标为.
(3)证明过程见解答部分.
【解答】解:(1)由题意可知,C(0,c),B(﹣c,0),A(﹣1,0),
代入解析式中,得,,
解得a=1,c=﹣3,
∴抛物线的解析式为:y=x2﹣2x﹣3.
(2)如图1,延长CA交直线l于点P,过点P作PQ⊥x轴于点Q,
∵CD⊥l,AD=AC,
∴∠ADC=∠ACD,
∴∠APD=∠ADP,
∴AP=AD=AC,
∴△AQP≌△AOC(AAS),
∴PQ=OC=3,AQ=OA=1,
∴直线l的解析式为:y=﹣x+1,
令﹣x+1=x2﹣2x﹣3,解得x=.
∵点M在点N的左边,
∴点M的横坐标为.
(3)联立直线l与抛物线得:,
整理得x2+2x﹣3﹣b=0,
由根与系数的关系知:xM+xN=﹣2,
∵B(3,0),
∴可设直线BM、BN的解析式分别为y=k1(x﹣3),y=k2(x﹣3),
分别令k1(x﹣3)=x2﹣2x﹣3,k2(x﹣3)=x2﹣2x﹣3
整理可求得xM=k1﹣1,xN=k2﹣1,
代入上述根与系数的关系式中得:xM+xN=k1﹣1+k2﹣1=﹣2,
整理得,k1+k2=0,
如图2,设直线BM、BN与y轴交点分别为G,H,
∴G(0,3k1),H(0,﹣3k2),
∴OG=OH,
∵OB⊥GH,即BO垂直平分GH,
∴BG=BH,
∴BO平分∠GBH,
过点O作OF⊥BM于点F,
∵OE⊥BN,
∴OF=OE,
由切线的判定可知:⊙O与直线BM相切.
33.抛物线y=﹣x+4与坐标轴分别交于A,B,C三点,P是第一象限内抛物线上的一点.
(1)直接写出A,B,C三点的坐标为A (﹣2,0) ,B (3,0) ,C (0,4) ;
(2)连接AP,CP,AC,若S△APC=2,求点P的坐标;
(3)连接AP,BC,是否存在点P,使得∠PAB=∠ABC,若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)(﹣2,0),(3,0),(0,4);
(2)点P的坐标为(1,4);
(3)点P的坐标为.
【解答】解:(1)令x=0,则y=4,
令y=0,则﹣x+4=0,
∴x=﹣2或x=3,
∴A(﹣2,0),B(3,0),C(0,4).
故答案为:(﹣2,0),(3,0),(0,4);
(2)如图,连接OP,
设,
则S△PAC=S△AOC+S△POC﹣S△AOP
=
=4+2m+m2﹣m﹣4
=m2﹣m
=2,
解得:m1=1,m2=﹣3(舍),2m方/3+4m/3=2
∴点P的坐标为(1,4);
(3)存在点P使得,理由如下:
如图2,在AB的延长线上截取BF=BC,连接CF,过点B作BE⊥x轴,交CF于点E,连接AE,
在Rt△BOC中,
∵OB=3,OC=4,
∴BC=BF=5,
∵AO=2,
∴AB=BF=5,
∵BE⊥x轴,
∴AE=EF,
∴∠EAB=∠EFB=ABC,
∵F(8,0),C(0,4).
∴直线CF的解析式为:y=﹣x+4,
令x=3,则y=,
∴E(3,),
∵A(﹣2,0),
∴直线AE的解析式为:y=x+1,
联立:,
解得:(舍),
∴点P的坐标为.
34.已知抛物线y=x2+bx+c.
(1)如图①,若抛物线与x轴交于点A(3,0),与y轴交点B(0,﹣3),连接AB.
(Ⅰ)求该抛物线所表示的二次函数表达式;
(Ⅱ)若点P是抛物线上一动点(与点A不重合),过点P作PH⊥x轴于点H,与线段AB交于点M,是否存在点P使得点M是线段PH的三等分点?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
(2)如图②,直线y=x+n与y轴交于点C,同时与抛物线y=x2+bx+c交于点D(﹣3,0),以线段CD为边作菱形CDFE,使点F落在x轴的正半轴上,若该抛物线与线段CE没有交点,求b的取值范围.
【答案】(1)(Ⅰ)y=x2﹣2x﹣3;
(Ⅱ)P(2,﹣3)或(,﹣);
(2)b>或b<﹣.
【解答】(1)解:(Ⅰ)由题意得,
,
∴,
∴y=x2﹣2x﹣3;
(Ⅱ)存在点P,使得点M是线段PH的三等分点,理由如下:
∵B(0,﹣3),A(3,0),
∴直线AB的解析式为:y=x﹣3,
设点P(m,m2﹣2m﹣3),M(m,m﹣3),
∴PH=﹣m2+2m+3,HM=3﹣m,
当PH=3HM时,
﹣m2+2m+3=3(3﹣m),
化简得,
m2﹣5m+6=0,
∴m1=2,m2=3,
当m=2时,y=22﹣2×2﹣3=﹣3,
∴P(2,﹣3),
当m=3时,y=32﹣2×3﹣3=0,
此时P(3,0)(舍去),
当PH=HM时,
﹣m2+2m+3=(3﹣m),
化简得,
2m2﹣7m+3=0,
∴m3=3(舍去),m2=,
当m=时,y=()2﹣2×﹣3=﹣,
∴P(,﹣),
综上所述:P(2,﹣3)或(,﹣);
(2)如图1,
∵抛物线y=x2+bx+c过点D(﹣3,0),
∴(﹣3)2﹣3b+c=0,
∴c=3b﹣9,
∴y=x2+bx+(3b﹣9),
把x=﹣3,y=0代入y=+n得,
0=+n,
∴n=4,
∴OC=4,
∵∠COD=90°,OD=3,OC=4,
∴CD=5,
∵四边形CDFE是菱形,
∴CE=CD=5,
∴E(5,4),
当﹣<0时,即b>0时,
当x=0时,y=3b﹣9,
∴G(0,3b﹣9),
∵该抛物线与线段CE没有交点,
∴3b﹣9>4,
∴b>,
当b<0时,
当x=5时,y=25+5b+3b﹣9=8b+16,
∴H(5,8b+16),
∵抛物线与CE没有交点,
∴8b+16<4,
∴b<﹣,
综上所述:b>或b<﹣.
35.在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=x2﹣2mx+m2﹣1.
(1)当m=2时,求抛物线的顶点坐标;
(2)①求抛物线的对称轴(用含m的式子表示);
②若点(m﹣1,y1),(m,y2),(m+3,y3)都在抛物线y=x2﹣2mx+m2﹣1上,则y1,y2,y3的大小关系为 y3>y1>y2 ;
(3)直线y=x+b与x轴交于点A(﹣3,0),与y轴交于点B,过点B作垂直于y轴的直线l与抛物线y=x2﹣2mx+m2﹣1有两个交点,在抛物线对称轴左侧的点记为P,当△OAP为钝角三角形时,求m的取值范围.
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)当m=2时,抛物线的解析式为:y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,
∴顶点坐标为(2,﹣1);
(2)①∵抛物线y=x2﹣2mx+m2﹣1,
∴函数对称轴为直线x=﹣=m;
②∵函数开口向上,x=m时函数取得最小值,
∴离对称轴距离越远,函数值越大,
∵m﹣1<m<m+3,且点(m﹣1,y1),(m,y2),(m+3,y3)都在抛物线y=x2﹣2mx+m2﹣1上,
∴y3>y1>y2;
故答案为:y3>y1>y2;
(3)把点A(﹣3,0)代入y=x+b的表达式并解得:b=3,
则B(0,3),直线AB的表达式为:y=x+3,
如图,
在直线y=3上,当∠AOP=90°时,点P与B重合,
当y=3时,y=x2﹣2mx+m2﹣1=3,
则x=m±2,
∵点P在对称轴的左侧,
∴x=m+2>m不符合题意,舍去,
则点P(m﹣2,3),
当△OAP为钝角三角形时,
则0<m﹣2<m或m﹣2<﹣3,
解得:m>2或m<﹣1,
∴m的取值范围是:m>2或m<﹣1.
36.如图1,我们把一个半圆和抛物线的一部分围成的封闭图形称为“蛋圆”,已知A,B,C,D分别为“蛋圆”与坐标轴的交点,y=x﹣3与“蛋圆”中的抛物线y=x2+bx+c交于B,C两点.
(1)求“蛋圆”中的抛物线的解析式,并直接写出“蛋圆”被y轴截得的线段BD的长.
(2)“蛋圆”上是否存在点P使△APC是等腰三角形?如果存在,请直接写出点P的坐标;如果不存在,请说明理由.
(3)如图2,E为直线BC下方“蛋圆”上一点,连结AE,AB,BE,设AE与BC交于F,△BEF的面积记为S1,△ABF的面积记为S2,求的最小值.
【答案】(1)y=x2﹣x﹣3.BD=5;
(2)存在,符合题意的点P的坐标为:(,)或((,﹣)或(0,﹣3)或(3,﹣3).
(3)的最小值为.
【解答】解:(1)对于直线y=x﹣3,交 坐标轴BC两点,
∴B(0,﹣3),C(4,0),
∵抛物线y=x2+bx+c过B,C两点,
∴,
解得:,
即y=x2﹣x﹣3.
∴抛物线与x轴交点A(﹣1,0),
∴AC=5,
如图2,记半圆的圆心为O',连接O'D,
∴O'A=O'D=O'C=AC=,
∴OO'=OC﹣O'C=4﹣=,
在Rt△O'OD中,OD===2,
∴D(0,2),
∴BD=2﹣(﹣3)=5;
(2)存在,理由如下:
若△APC是等腰三角形,则需要分以下三种情况:
①AP=PC,此时点P在线段AC的垂直平分线上,
∵A(﹣1,0),C(4,0),
∴点P的横坐标为:,
当点P在半圆上时,P(,);
当点P在抛物线上时,y=×()2﹣×﹣3=﹣.
∴此时点P的坐标为:(,)或((,﹣);
③CA=CP,此时∠APC=∠CAP,
如图2,
∵AC是半圆的直径,
∴半圆上除点A,C外任意一点Q,都有∠AQC=90°,
∴点P只能在抛物线部分上,
∵B(0,﹣3),C(4,0),
∴BC=5,
∵AC=5,
∴AC=BC,
∴∠BAC=∠ABC,
当∠APC=∠CAP时,点P和点B重合,即:P(0,﹣3),
③AP=AC,此时∠ACP=∠APC=∠ABC,且点P只能在抛物线上,
结合②,由抛物线的对称性知,另一个点P的坐标为(3,﹣3),
综上,符合题意的点P的坐标为:(,)或((,﹣)或(0,﹣3)或(3,﹣3).
(3)如图3,
∵A(﹣1,0),C(4,0),
∴AC=5,
过点E作EG∥BC交x轴于G,
∵△ABF的AF边上的高和△BEF的EF边的高相等,设高为h,
∴S△ABF=AF•h,S△BEF=EF•h,
∴=,
∵的最小值,即最小,
∵CF∥GE,
∴==,
∴当CG最大时,即最小,的最小值,
∴EG和果圆的抛物线部分只有一个交点时,CG最大,
∵直线BC的解析式为y=x﹣3,
设直线EG的解析式为y=x+m①,
∵抛物线的解析式为y=x2﹣x﹣3②,
联立①②化简得,3x2﹣12x﹣12﹣4m=0,
∴Δ=144+4×3×(12+4m)=0,抛物线和直线只有一个交点.
解得:m=﹣6,
∴直线EG的解析式为y=x﹣6,
∴直线EG与x轴交点坐标(8,0).
∴CG=4,
∴===;
综上,的最小值为.
37.已知抛物线y=﹣x2+2x+c与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C(0,3),点M是线段OB上一动点,连接CM.
(1)点A坐标是 (﹣1,0) ;点B坐标是 (3,0) ;抛物线的函数表达式是 y=﹣x2+2x+3 ;
(2)当CM=2BM时,则OM:OC的值是 ;
(3)如图2,过点M作x轴的垂线,交抛物线于点E.
①当OM= 时,四边形ABEC的面积最大?此时四边形ABEC的最大面积是 ;
②如图3,在①的条件下,将CM右侧的抛物线沿CM对折,交y轴于点F,请直接写出点F的坐标.
【答案】(1)(﹣1,0);(3,0);
(2).
(3)①;.
②点.
【解答】(1)将C(0,3)代入y=﹣x2+2x+c得c=3,
∴y=﹣x2+2x+3.
当y=0时,﹣x2+2x+3=0,解得x1=﹣1,x2=3,
∴A(﹣1,0),B(3,0);
故答案为:(﹣1,0);(3,0);
(2)∵B(3,0),C(0,3),
∴OB=OC=3.
设BM=a,则CM=2a,OM=3﹣a.
在Rt△COM中,32+(3﹣a)2=(2a)2,
解得,(舍去),
∴.
故答案为:.
(3)①设点M(m,0),则E(m,﹣m2+2m+3),
∴ME=﹣m2+2m+3.
∴.
∴当时,四边形ABEC面积最大,最大面积为.
故答案为:;.
②设点O,F关于CM的对称点分别为O′,F',连结CF,则点O'在CF′上,
过点M作x轴垂线交CF′于点G,
∴CO=CO'=3,CG=MG,
设GM=CG=x,则GO'=3﹣x.
在Rt△MGO'中,(3﹣x)2+()2=x2,解得x=.
∴G(,).
∴直线CG的表达式为:y=﹣x+3,
∴F′(,),CF′=CF=,OF=,
∴点.
38.已知二次函数y=﹣x2+bx+c的图象与直线y=x+3相交于点A和点B,点A在x轴上,点B在y轴上.抛物线的顶点为P.
(1)求这个二次函数的解析式;
(2)现将抛物线向右平移m个单位,当抛物线与△ABP有且只有一个公共点时,求m的值;
(3)在直线AB下方的抛物线上是否存在点Q,使得S△ABQ=2S△ABP,若存在,请求出点Q的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)这个二次函数的解析式为:y=﹣x2﹣2x+3;
(2)m的值为2;
(3)点Q的坐标为(﹣4,﹣5)或(1,0).
【解答】解:(1)当x=0时,y=3,
∴B(0,3),
当y=0时,x+3=0,
∴x=﹣3,
∴A(﹣3,0),
把A(﹣3,0)和B(0,3)代入二次函数y=﹣x2+bx+c中得:
,解得:,
∴这个二次函数的解析式为:y=﹣x2﹣2x+3;
(2)y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4,
∴P(﹣1,4),
将抛物线向右平移m个单位,P对应点为(﹣1+m,4),
∴平移后的抛物线解析式为y=﹣(x+1﹣m)2+4,
把B(0,3)代入得,3=﹣(1﹣m)2+4,
解得m1=2,m2=0(舍去),
故m的值为2;
(3)∵S△ABP=S△APD+S梯形PDOB﹣S△AOB=+×(3+4)×1﹣=3,
∴S△ABQ=2S△ABP=6,
设点Q的坐标为(a,﹣a2﹣2a+3),
分两种情况:
①如图1,当Q在对称轴的左侧,过点P作PD⊥x轴于点D,过点Q作QE∥y轴交直线AB于E,
∴S△ABQ=(a+3+a2+2a﹣3)(﹣a+3+a)=6,
解得:a1=﹣4,a2=1(舍),
∴Q(﹣4,﹣5);
②如图2,当Q在对称的右侧,过点P作PD⊥x轴于点D,过点Q作QE∥y轴交直线AB于E,
同理可得a=1,
∴Q(1,0),
综上,点Q的坐标为(﹣4,﹣5)或(1,0).
39.在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)如图1,点D是OC的中点,P是抛物线上位于第一象限的动点,连接PD,PB、BD,求△PBD面积的最大值及此时点P的坐标;
(3)如图2,将原抛物线水平向右平移,使点A落在点E(1,0)处,点M是原抛物线对称轴上任意一点,在平移后的新抛物线上确定一点N,使得以点B、C、M、N为顶点的四边形为平行四边形,直接写出所有符合条件的点N的坐标.
【答案】(1)y=﹣x2+2x+3;
(2)△PBD面积的最大值是,此时点P的坐标是时(,);
(3)点N的坐标为(2,3)或(4,3)或(﹣2,﹣21).
【解答】解:(1)将A(﹣1,0),B(3,0)代入y=ax2+bx+3得:
,解得,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3;
(2)过P作PE∥y轴交BD于E,如图:
在y=﹣x2+2x+3中,令x=0得y=3,
∴C(0,3),
∵点D是OC的中点,
∴D(0,),
设直线BD为y=kx+,
将B(3,0)代入得:3k+=0,
∴k=﹣,
∴直线BD为y=﹣x+,
设P(m,﹣m2+2m+3),则E(m,﹣m+),
∴PE=(﹣m2+2m+3)﹣(﹣m+)=﹣m2+m+,
∴S△PDB=PD•|xB﹣xD|=(﹣m2+m+)×3=﹣(m﹣)2+,
∵﹣<0,
∴m=时,S△PDB最大为,
此时P(,),
答:△PBD面积的最大值是,此时点P的坐标是时(,);
(3)由y=﹣x2+2x+3得原抛物线对称轴是直线x=1,
∵将原抛物线水平向右平移,使点A(﹣1,0)落在点E(1,0)处,
∴原抛物线水平向右平移了2个单位,即平移后的抛物线是y=﹣(x﹣2)2+2(x﹣2)+3=﹣x2+6x﹣5,
设M(1,s),N(t,﹣t2+6t﹣5),而B(3,0),C(0,3),
①以MN、BC为对角线,则MN的中点即是BC中点,
∴,解得t=2,
∴N(2,3),
②以MB、NC为对角线,则MB的中点即是NC中点,
∴,解得t=4,
∴N(4,3);
③以MC、NB为对角线,则MC的中点即是NB中点,
∴,解得t=﹣2,
∴N(﹣2,﹣21),
综上所述,点N的坐标为(2,3)或(4,3)或(﹣2,﹣21).
40.在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=x2﹣2mx+m2(m≥0).
(1)求抛物线的顶点坐标(用含m的式子表示);
(2)过点A(0,1)作y轴的垂线l,点B在直线l上且横坐标是2m+1.
①若m的值等于1时,求抛物线与线段AB的交点个数;
②若抛物线与线段AB只有一个公共点时,直接写出m的取值范围.
【答案】(1)(m,0).
(2)①2个.
②0≤m<1.
【解答】解:(1)∵y=x2﹣2mx+m2=(x﹣m)2,
∴顶点坐标为(m,0).
(2)①由题意,抛物线的解析式为y=(x﹣1)2,A(0,1),B(3,1),
观察图象可知,抛物线与线段AB的交点个数为2个.
②由①可知,m=1时,抛物线与线段AB有两个交点,
当抛物线经过B(2m+1,1)时,1=(m+1)2,
解得m=0或﹣2(舍弃),
观察图象可知满足条件的m的值为0≤m<1.
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