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专题06 二次函数与线段的问题-【中考冲刺】最新中考数学二轮复习名校模拟题重要考点分类汇编(江苏专用)
展开1.(2022春·江苏·九年级专题练习)如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象与x轴交于A、C两点,与y轴交于点B,若P是x轴上一动点,点Q(0,2)在y轴上,连接PQ,则的最小值是( )
A.6B.C.D.
【答案】D
【分析】连接,过点P作PD⊥BC于D,过点Q作QH⊥BC于H.根据,可得的最小值为的长,即可解决问题.
【详解】如图,连接,过点P作PD⊥BC于D,过点Q作QH⊥BC于H.
由,令,则,
解得,
,
令,解得,
,
,
,
,
,
,
当为与轴交点时最小,最小值为的长,
Q(0,2),,
,
设,则,
∵,
∴,
∴,
∴,
则的最小值是.
故选D.
2.(2021秋·江苏苏州·九年级苏州市振华中学校校考阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=x2﹣2x+c的图象与x轴交于A、C两点,与y轴交于点B(0,﹣3),若P是x轴上一动点,点D(0,1)在y轴上,连接PD,则PD+PC的最小值是( )
A.4B.2+2C.2D.
【答案】A
【分析】过点P作PJ⊥BC于J,过点D作DH⊥BC于H.根据,求出的最小值即可解决问题.
【详解】解:过点P作PJ⊥BC于J,过点D作DH⊥BC于H.
∵二次函数y=x2﹣2x+c的图象与y轴交于点B(0,﹣3),
∴c=﹣3,
∴二次函数的解析式为y=x2﹣2x﹣3,令y=0,x2﹣2x﹣3=0,
解得x=﹣1或3,
∴A(﹣1,0),B(0,-3),
∴OB=OC=3,
∵∠BOC=90°,
∴∠OBC=∠OCB=45°,
∵D(0,1),
∴OD=1,BD=4,
∵DH⊥BC,
∴∠DHB=90°,
设,则,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵PJ⊥CB,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴DP+PJ的最小值为,
∴的最小值为4.
故选:A.
二、填空题
3.(2023·江苏宿迁·统考一模)如图,抛物线交x轴于A、B两点.点P为x轴下方抛物线上任意一点,点C是抛物线对称轴与x轴的交点,直线分别交抛物线的对称轴于点M、N.的值等于______________.
【答案】
【分析】求出的坐标,设出点坐标,表示出的解析式,进而求出的坐标,再进行计算即可.
【详解】解:,当时,,
解得:,
∴,对称轴为直线,
∴,
设,
∵点P为x轴下方抛物线上任意一点,
∴,
设直线解析式为,
,解得:,
∴直线解析式为;
∴当时,,
∴;
同理可得:直线的解析式为:,
∴当时,,
∴;
∴
∴;
故答案为:.
4.(2022春·江苏·九年级专题练习)平面直角坐标系中,将抛物线平移得到抛物线C,如图所示,且抛物线C经过点和,点P是抛物线C上第一象限内一动点,过点P作x轴的垂线,垂足为Q,则的最大值为______.
【答案】
【分析】求得抛物线C的解析式,设Q(x,0),则P(x,-x2+2x+3),即可得出OQ+PQ,根据二次函数的性质即可求得.
【详解】解:设平移后的解析式为y=-x2+bx+c,
∵抛物线C经过点A(-1,0)和B(0,3),
∴,解得,
∴抛物线C的解析式为y=-x2+2x+3,
设Q(x,0),则P(x,-x2+2x+3),
∵点P是抛物线C上第一象限内一动点,
∴OQ+PQ=x+(-x2+2x+3)
=-x2+3x+3
∴OQ+PQ的最大值为
故答案为:
5.(2021秋·江苏徐州·九年级统考期中)已知抛物线与轴交于A、B两点,对称轴与抛物线交于C,与轴交于点D,圆C的半径为1.8,G为圆C上一动点,P为AG的中点,则DP的最大值为_________.
【答案】
【分析】如图,连接BG.利用三角形的中位线定理证明DP=BG,求出BG的最大值,即可解决问题.
【详解】解:如图,连接BG.
∵AP=PG,AD=DB,
∴DP=BG,
∴当BG的值最大时,DP的值最大,
∵,
∴C(5,),B(9,0),
∴BC==,
当点G在BC的延长线上时,BG的值最大,最大值=+,
∴DP的最大值为,
故答案为:.
三、解答题
6.(2023秋·江苏南京·九年级统考期末)抛物线与x轴交于两点,与y轴交于点C.
(1)求a,b满足的关系式;
(2)当时,为抛物线在第二象限内一点,点P到直线的距离为d,则d与n的函数表达式为_____;
(3)过(其中)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,线段的长都不小于2,结合函数图像,求a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【分析】(1)根据题意知,点A、B关于对称轴对称,由此求得a,b满足的关系式;
(2)过P作于H,过P作轴交于K,求出二次函数解析式,证明是等腰直角三角形,得,再求出直线解析式为,设可得,故,即可得,进而可求出d与n的函数表达式;
(3)由与x轴交于两点,可得,然后分当时和当时两种情况求解.
【详解】(1)∵抛物线与x轴交于两点,
∴抛物线对称轴为直线,
∴,
整理得:;
(2)过P作于H,过P作轴交于K,如图:
∵,
∴,
将代入得:
,
解得,
∴,
令得,
∴,
由可得,
∴,
∵轴,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴.
设直线解析式为,把代入得,
,
∴,
∴直线解析式为.
∵为抛物线在第二象限内一点,
∴,
在中,令得,
∴,
∴,
∵点P到直线的距离为d,即,
∴,
∴;
故答案为:;
(3)∵与x轴交于两点,
∴,
解得,
∴,
由(1)知抛物线对称轴为直线,
当时,如图:
∵线段的长不小于2,
∴M到直线的距离不小于1,
∴在中,当时,,
∴,
解得;
当时,如图:
∵线段的长不小于2,
∴M到直线的距离不小于1,
∴在中,当时,,
∴,
解得;
综上所述,a的取值范围是或.
7.(2023·江苏徐州·校考一模)如图,已知抛物线与y轴交于点C,与x轴交于,两点.
(1)求抛物线的解析式.
(2)连接,在抛物线的对称轴上是否存在点P,使得的周长最小?若存在,求出点P的坐标和的周长的最小值,若不存在,请说明理由.
(3)点M为抛物线上一动点,点N为x轴上一动点,当以A,C,M,N为顶点的四边形为平行四边形时,直接写出点M的横坐标.
【答案】(1)
(2),
(3)2或或
【分析】(1)用待定系数法求函数的解析式即可;
(2)当三点共线时,的周长有最小值,直线与对称轴的交点为点,又由,可得的周长的最小值为;
(3)设,,根据平行四边形的对角线分三种情况讨论,利用中点坐标公式建立方程求出M点的横坐标即可.
【详解】(1)将代入,
∴,
解得,
∴;
(2)抛物线的对称轴上存在点P,使得的周长最小,理由如下:
∵,
∴抛物线的对称轴为直线,
∵A、B点关于直线对称,
∴,
∴的周长,
∴当B、C、P三点共线时,的周长有最小值,
当时,,
∴,
∴,
∴的周长的最小值为;
设直线的解析式为,
∴,
解得,
∴,
∴,
(3)设,
当为平行四边形的对角线时,
∴,
解得(舍)或,
∴;
当为平行四边形的对角线时,
∴,
解得(舍)或,
∴;
当为平行四边形的对角线时,
∴,
解得或,
∴或;
综上所述:M点横坐标为2或或.
8.(2023春·江苏·九年级专题练习)在平面直角坐标系中,已知抛物线.
(1)求抛物线的顶点坐标;
(2)平移抛物线得抛物线,两抛物线交于点,过点作轴的平行线交抛物线和平移后的抛物线分别为和(点在点的左侧).
①平移后的抛物线顶点在直线上,点的横坐标为,求抛物线的表达式;
②平移后的抛物线顶点在直线上,点的横坐标为,求的长;
③设点的横坐标为,,抛物线的顶点为,设,求关于的函数表达式,并求的最小值.
【答案】(1)抛物线的顶点坐标
(2)①;②的长为;③关于的函数表达式为,的最小值是
【分析】(1)将抛物线的解析式化为顶点式即可求解;
(2)①依题意得出,设平移后的抛物线为,将点代入解析式即可求解;
②根据二次函数图象的对称性得出,,即可求解;
③点的横坐标为,由②可得,根据,得,设平移后的解析式为,将点代入得,根据勾股定理得出即关于的函数表达式,根据二次函数的性质即可求解.
【详解】(1)解:
∴顶点坐标;
(2)解:①∵,点的横坐标为,
令,
∴,
∵平移后的抛物线顶点在直线上,
设平移后的抛物线为,将点代入得,
,
解得:,
∴抛物线解析式为
②∵,对称轴为直线
∵点的横坐标为, 关于对称,则,关于对称,则,
∵点在点的左侧
∴
∴的长为;
③∵点的横坐标为,由②可得,
∵,
则
解得,
∴平移后的抛物线顶点在直线上,
设,
设平移后的解析式为,将点代入得,
∴
即
∵
∴表达式为
∴当时,取得最小值为,
即的最小值为.
9.(2022·江苏·九年级专题练习)如图,已知抛物线的对称轴为直线,且抛物线经过两点,与x轴交于点B.若点P是线段上的动点,过点P作直线轴,交抛物线于点M.求线段的最大值.
【答案】
【分析】先利用对称性得到点B的坐标为,设交点式,再把把C点坐标代入求得,则抛物线解析式为,接着利用待定系数法求出直线的解析式为,设,则,所以,然后根据二次函数的性质求的最大值.
【详解】解:∵抛物线的对称轴为直线,抛物线与x轴的一个交点A的坐标,
∴抛物线与x轴的另一个交点B的坐标为,
设抛物线解析式为,
把代入得,
解得,
∴抛物线解析式为,
即,
设直线的解析式为,
把代入得,
解得,
∴直线的解析式为,
设,则,
∴
∵
∴当时, 有最大值,最大值为.
10.(2022秋·江苏南通·九年级校联考阶段练习)如图,已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过A(﹣1,0),B(3,0).C(0,﹣3)三点,直线l是抛物线的对称轴.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)设点M是直线l上的一个动点,当点M到点A,点C的距离之和最短时,求点M的坐标.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用两点式和待定系数法求函数解析式即可;
(2)连接BC,BC与直线l的交点即为M.
【详解】(1)解:设二次函数的解析式为:,
将点C(0,﹣3)代入得:,
解得:,
∴;
∴函数的解析式为:.
(2)解:抛物线的对称轴为:;
点A关于直线l的对称点为点B,
连接BC,则BC是点M到点A,点C的距离之和的最小值,
设直线BC的解析式为:,则:
,解得:,
∴,
设,代入得:
,
∴.
11.(2022·江苏泰州·校考三模)已知抛物线与x轴交于A,B两点.
(1)若抛物线的对称轴是直线x=2.
①求抛物线的解析式;
②对称轴上是否存在一点P,使点B关于直线OP的对称点B'恰好落在对称轴上.若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
当b≥4,0≤x≤2时,函数y的最大值满足5≤y≤13,求b的取值范围.
【答案】(1)①;②存在,点P(2,)或P(2,)
(2)4≤b≤6
【分析】(1)①根据抛物线的对称轴公式即可求出解析式;
②如图,若点P在x轴上方,点B关于OP对称的点B'在对称轴上,连接OB′、PB,根据轴对称的性质得到OB'=OB,PB'=PB,求出点B的坐标,利用勾股定理得到B′(2,),再根据PB'=PB,列出方程解答,同理得到点P在x轴下方时的坐标即可;
(2)当b≥4时,确定对称轴的位置,再结合开口方向,确定当0≤x≤2时,函数的增减性,从而得到当x=2时,函数取最大值,再根据函数值y的最大值满足5≤y≤13,列出不等式解答即可.
【详解】(1)解:①抛物线的对称轴为直线,
抛物线的对称轴是直线x=2,
∴,解得b=4,
∴抛物线的解析式为;
②存在.
理由如下:抛物线的对称轴与x轴交于点C,若点P在x轴上方,点B关于OP对称的点B'在对称轴上,连结OB′、PB,则OB'=OB,PB'=PB,如图所示:
对于,令y=0,则,即,
解得,
∴A(﹣1,0),B(5,0),
∴OB'=OB=5,
∴在Rt中,,,则,
∴,
设点P(2,m),由,得,即,解得,
∴P(2,),
同理,当点P在x轴下方时,P(2,),
综上所述,点P(2,)或P(2,);
(2)解:∵抛物线的对称轴为直线,
∴当b≥4时,,
∵抛物线开口向下,在对称轴左边,y随x的增大而增大,
∴当0≤x≤2时,取x=2,y有最大值,即y=﹣4+2b+5=2b+1,
∵5≤y≤13,
∴5≤2b+1≤13,解得2≤b≤6,
又∵b≥4,
∴4≤b≤6.
12.(2022春·江苏·九年级专题练习)如图,在平面直角坐标系中,过点、两点的抛物线的顶点C在x轴正半轴上.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求点C的坐标;
(3)为线段AB上一点,,作轴交抛物线于点M,求PM的最大值与最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)最大值是,最小值是4
【分析】(1)根据题意设抛物线的解析式为,然后把点、代入关系式进行计算即可解答;
(2)把代入(1)中所求的抛物线的解析式进行计算即可解答;
(3)先求出解析式,然后计算当,,,的长度,然后设,,表示出的值,然后再进行计算即可解答.
【详解】(1)解:∵抛物线的顶点在轴正半轴上,
∴设抛物线的解析式为,
把点、代入中可得:,
解得:舍去或,
∴,
∴抛物线的解析式为:;
(2)把代入中可得:,
∴,
∴点的坐标为;
(3)设的解析式为:,
把点、代入中可得:,
解得:,
∴的解析式为:,
∵点为线段上一点,点为抛物线上一点,且,轴,
∴当时,,,
∴,
当时,,,
∴,
当时,,,
∴,
设,,
∴,
当时,的最大值为:,
∴的最大值是,最小值是4.
13.(2022春·江苏·九年级专题练习)如图,在平面直角坐标系中,抛物线经过点A(﹣1,0),B(4,0),C(0,﹣2).
(1)求此抛物线的解析式和对称轴.
(2)在此抛物线的对称轴上是否存在点P,使△PAC的周长最小?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)y=x2﹣x﹣2;对称轴为x=
(2)存在,P的坐标为(,﹣)
【分析】(1)利用待定系数解答,即可求解;
(2)连接PB,由抛物线的对称性得:PA=PB,可得
(1)
解:设该抛物线的解析式为y=ax2+bx+c,
∵该抛物线过点A(﹣1,0),B(4,0),C(0,﹣2),代入,得:
解得:
∴此抛物线的解析式为y=x2﹣x﹣2.
∵抛物线解析式为y=x2﹣x﹣2=﹣
∴抛物线的对称轴为x= .
(2)
解:存在,理由如下:
连接PB
由抛物线的对称性得:PA=PB
∴△PAC的周长PA+PC+AC=PB+PC+AC,
∴当B、P、C三点共线时,PB+PC最小,
即当B、P、C三点共线时,△PAC的周长最小,
设直线BC的解析式为y=kx+m,
将点B(4,0),点C(0,﹣2)代入,
得,解得:,
即直线BC的解析式为y=x﹣2.
令x=,则有y=﹣2=﹣,
即点P的坐标为(,﹣).
∴在此抛物线的对称轴上存在点P,使△PAC的周长最小,此时点P的坐标为(,﹣).
14.(2022·江苏盐城·校考三模)如图,已知抛物线y=ax2-4x+c与坐标轴交于点A(-1,0)和点B(0,-5),与x轴的另一个交点为点C.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)分别求出抛物线的对称轴和点C的坐标;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在一点P,使得的周长最小?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)x=2,点C的坐标为(5,0);
(3)存在,点P的坐标为(2,-3).
【分析】(1)用待定系数法求解即可;
(2)化成顶点式,利用抛物线的对称性质求解即可;
(3)当点P在线段BC上时,的周长最小,据此求解即可.
【详解】(1)解:把点A(-1,0)和点B(0,-5)代入y=ax2-4x+c得:
,
解得:,
∴该抛物线的解析式为y=x2-4x-5;
(2)解:y=x2-4x-5=(x-2)2-9,
∴抛物线的对称轴为x=2,
∵点A(-1,0),
∴与x轴的另一个交点C的坐标为(5,0);
(3)解:存在一点P,使得ABP的周长最小.理由如下:
连接AB,由于AB为定值,要使ABP的周长最小,只要最小;
由于点A与点C关于对称轴对称,则,因而BC与对称轴的交点P就是所求的点;
设直线BC的解析式为y=kx-5,
把C(5,0)代入得:5k-5=0,
解得k=1,
所以直线BC的解析式为y=x-5;
把x=2代入y=x-5中得,y=-3,
∴点P的坐标为(2,-3).
15.(2022春·江苏·九年级专题练习)如图,二次函数的图象交x轴于A、B两点,交y轴于点D,点B的坐标为,顶点C的坐标为.
(1)求二次函数的解析式和直线的解析式;
(2)点P是直线上的一个动点,过点P作x轴的垂线,交抛物线于点M,当点P在第一象限时,求线段长度的最大值.
【答案】(1),
(2)线段长度有最大值为
【分析】(1)把抛物线解析式设为顶点式,然后利用待定系数法求解出二次函数解析式,再求出点D的坐标,即可求出直线BD的解析式;
(2)设P点的横坐标为,则,则,由此求解即可.
【详解】(1)设二次函数的解析式为:
将B的坐标代入得:
∴二次函数的解析式为:即:,
∵点D是二次函数与y轴的交点,
∴D点坐标为:
设直线的解析式为:将B的坐标代入得:
∴直线的解析式为:;
(2)解:设P点的横坐标为,则,
∴,
∵,
∴当时,线段长度有最大值为.
16.(2023春·江苏苏州·九年级苏州市振华中学校校考开学考试)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于点A和点B(1,0),与y轴交于点C(0,﹣3).
(1)求抛物线的函数表达式.
(2)若点P为第三象限内抛物线上一动点,作PD⊥x轴于点D,交AC于点E,过点E作AC的垂线与抛物线的对称轴和y轴分别交于点F、G,设点P的横坐标为m.
①求PE+EG的最大值;
②连接DF、DG,若∠FDG=45°,求m的值.
【答案】(1)y=x2+2x﹣3;
(2)①;②-1或
【分析】(1)运用待定系数法将B(1,0),C(0,﹣3)代入y=x2+bx+c,解方程组求出b、c即可;
(2)①利用待定系数法求出直线AC的解析式,过点E作EK⊥y轴于点K,设P(m,m2+2m﹣3),则E(m,﹣m﹣3),从而得出EG,运用二次函数求最值方法即可;
②作EK⊥y轴于K,FM⊥y轴于M,直线EG与x轴交于点N.先证明△DGF∽△EGD,可得出DG2=FG•EG=×(﹣m)=﹣2m,再运用勾股定理建立方程求解即可.
【详解】(1)∵抛物线y=x2+bx+c经过点B(1,0),C(0,﹣3),
∴,
解得:,
∴抛物线的函数表达式为:y=x2+2x﹣3;
(2)①当y=0时,x2+2x﹣3=0,
解得:x1=﹣3,x2=1,
∴A(﹣3,0),
设直线AC的解析式为y=kx+n,
把A(﹣3,0),C(0,﹣3)代入,
得:,解得:,
∴直线AC的解析式为:y=﹣x﹣3,
∵OA=OC=3,
∴∠OAC=∠OCA=45°,
过点E作EK⊥y轴于点K,
∵EG⊥AC,
∴∠KEG=∠KGE=45°,
∴EG==EK=OD,
设P(m,m2+2m﹣3),则E(m,﹣m﹣3),
∴PE=﹣m﹣3﹣(m2+2m﹣3)=﹣m2﹣3m,
∴PE+EG=PE+2OD=﹣m2﹣3m﹣2m=﹣m2﹣5m=﹣(m+)2+,
由题意有﹣3<m<0,且﹣3<﹣<0,﹣1<0,
当m=﹣时,PE+EG取最大值,PE+EG的最大值为;
②作EK⊥y轴于K,FM⊥y轴于M,记直线EG与x轴交于点N,
∵EK⊥y轴,PD⊥x轴,∠KEG=45°,
∴∠DEG=∠DNE=45°,
∴DE=DN.
∵∠KGE=∠ONG=45°,
∴OG=ON,
∵y=x2+2x﹣3的对称轴为直线x=﹣1,
∴MF=1,
∵∠KGF=45°,
∴GF==MF=,
∵∠FDG=45°,
∴∠FDN=∠DEG.
又∵∠DGF=∠EGD,
∴△DGF∽△EGD,
∴=,
∴DG2=FG•EG=×(﹣m)=﹣2m,
在Rt△ONG中,OG=ON=|OD﹣DN|=|OD﹣DE|=|﹣m﹣(m+3)|=|﹣2m﹣3|,
OD=﹣m,
在Rt△ODG中,
∵DG2=OD2+OG2=m2+(2m+3)2=5m2+12m+9,
∴5m2+12m+9=﹣2m,
解得m1=﹣1,m2=.
17.(2022秋·江苏盐城·九年级校考期末)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线与两坐标轴分别相交于A,B,C三点
(1)求A,B,C三点坐标.
(2)求证:∠ACB=90°
(3)点D是第一象限内该抛物线上的动点,过点D作x轴的垂线交BC于点E,交x轴于点F.求DE+BF的最大值.
【答案】(1)A(-2,0),B(8,0),C(0,4);
(2)见解析
(3)DE+BF的最大值是9.
【分析】(1)由抛物线y=-x2+x+4与两坐标轴分别相交于A,B,C三点,即可求出A,B,C坐标;
(2)求得△ABC三边长,用勾股定理逆定理判断△ABC是直角三角形即可;
(3)由B(8,0),C(0,4)可得直线BC解析式为y=-x+4,设第一象限D(m,−m2+m+4),则E(m,-m+4),可得DE+BF=(-m2+2m)+(8-m)=-(m-2)2+9,即可得DE+BF的最大值是9.
(1)
解: y=-x2+x+4中,
令x=0得y=4,
令y=0得x1=-2,x2=8,
∴A(-2,0),B(8,0),C(0,4);
(2)
证明:∵A(-2,0),B(8,0),C(0,4),
∴OA=2,OB=8,OC=4,AB=10,
∴AC2=OA2+OC2=20,BC2=OB2+OC2=80,
∴AC2+BC2=100,
而AB2=102=100,
∴AC2+BC2=AB2,
∴∠ACB=90°;
(3)
①设直线BC解析式为y=kx+b,将B(8,0),C(0,4)代入可得:
,
解得,
∴直线BC解析式为y=-x+4,
设第一象限D(m,−m2+m+4),则E(m,-m+4),
∴DE=(−m2+m+4)-(-m+4)=-m2+2m,BF=8-m,
∴DE+BF=(-m2+2m)+(8-m)
=-m2+m+8
=-(m-2)2+9,
∴当m=2时,DE+BF的最大值是9.
18.(2022秋·江苏镇江·九年级统考期末)已知抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴的交点为C(0,3),其对称轴是直线x=1,点P是抛物线上第一象限内的点,过点P作PQ⊥x轴,垂足为Q,交BC于点D,且点P的横坐标为m.
(1)求这条抛物线对应的函数表达式;
(2)如图1,PE⊥BC,垂足为E,当DE=BD时,求m的值;
(3)如图2,连接AP,交BC于点H,则的最大值是 .
【答案】(1)
(2)m=2
(3)
【分析】(1)根据对称轴是直线x=1,利用二次函数对称轴方程可求出b,再根据抛物线与y轴的交点坐标C(0,3)可求出c,即可求出二次函数解析式;
(2)先求出抛物线与x轴的交点坐标,可得OB=OC,继而得出△OBC是等腰直角三角形,由PQ⊥OB,PE⊥BC,可得△DQB和△PED是等腰直角三角形,根据等腰直角三角形的性质可得BQ=DQ,BD=,DE=PD,由P的横坐标是m,用含m表示出DE、BD的长,再根据DE=BD列方程求解;
(3)过点A作垂直x轴直线交BC与点G,先直线BC解析式,再求AG,由 PQ⊥OB,AG⊥OB,可得 PQ∥AG,继而可得△PDH∽△AHG,由相似三角形的性质可得,再根据二次函数求最值求解即可
【详解】(1)将C (0,3)代入y=-x2+bx+c可得c=3,
∵对称轴是直线x=1,
∴=1,即-=l,解得b=2,
∴二次函数解析式为y=-x2+2x+3;
(2)令解得,
∴A(-1,0),B(3,0),
∴OB=3,
∵OC=3,
∴△OBC是等腰直角三角形,
∴∠OBC=45°,BC=,
∵PQ⊥OB,PE⊥BC,
∴∠PQB=∠PED=90°,
∴∠QDB=∠PDE=∠OBC=45°,
∴△DQB和△PED是等腰直角三角形,
∴BQ=DQ,BD=,DE=,
∵P点横坐标是m,且在抛物线上,
∴PQ=,OQ=m,
∴BQ=DQ=3-m,BD=,
∴PD=PQ-DQ=,DE=,
∵DE=BD,
∴,
解得:(舍去),
∴m=2
(3)过点A作x轴的垂线交BC于点G,
设直线BC的解析式为:y=kx+b,
将B(3,0),C(0,3)代入,可得:
,
解得,
∴直线BC的解析式为:y=-x+3,
∵A(-1,0),
∴G(-1,4),
∴AG=4,
∴PQ⊥OB,AG⊥OB,
∴PQ∥AG,
∴△PDH∽△AHG,
∴,
∴当a=时,有最大值,最大值是.
故答案为:
19.(2022春·江苏·九年级专题练习)如图,已知二次函数的图象与轴交于、两点,其中点的坐标为,与轴交于点,点在抛物线上;
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点是直线下方的抛物线上的一动点,过作轴的平行线与线段交于点,求线段的最大值.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)将点、点的坐标代入抛物线解析式求解即可确定函数解析式;
(2)根据题意作图,根据待定系数法确定一次函数解析式,设横坐标为,则,,得出距离的解析式求解即可.
【详解】解:(1)将点、点的坐标代入抛物线解析式得:
,
解得:,
抛物线的表达式为:;
(2)如图所示:
设AC的解析为y=kx+b,把点,代入中
,
解得,
所以直线解析式为:.
设横坐标为,则,,
,
∴的最大值为.
20.(2022·江苏苏州·校考一模)如图,二次函数的图像与x轴交于点,,与y轴交于点C,P为线段上一动点,将射线绕P逆时针方向旋转后与函数图像交于点Q.
(1)求二次函数的表达式;
(2)当P在二次函数对称轴上时,求此时的长;
(3)求线段的最大值;
(4)抛物线对称轴上是否存在D,使P、Q、B、D四点能构成平行四边形,若存在,请求出点D的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2);(3);(4)存在;或.
【分析】(1)将A(−1,0),B(4,0)代入,列方程组求a、b的值;
(2)作直线y=x+1,证明直线PQ与直线y=x+1平行,由A(−1,0),B(4,0)求出抛物线的对称轴为直线x=,再求出点P在直线x=上时直线PQ的解析式且与抛物线的解析式组成方程组,由此求出点Q的坐标,再求出线段PQ的长;
(3)先说明点P与点A重合时,线段PQ的长最大,用此时直线PQ的解析式与抛物线的解析式组成方程组,求出点Q的坐标,再求出线段PQ的长;
(4)存在符合条件的点,分两种情况,一是以PQ为平行四边形的一边,另一是以PQ为平行四边形的对角线,根据平行四边形的性质,用直线PQ的解析式与抛物线的解析式组成方程组,用解方程组的方法求解.
【详解】(1)把A(−1,0),B(4,0)代入,
得,解得,
∴该二次函数的表达式为.
(2)如图1,作QE⊥x轴于点E,作直线y=x+1交y轴于点F,则F(0,1),且该直线过点A(−1,0),
∵OA=OF,∠AOF=90°,
∴∠OAF=∠BPQ=45°,
∴PQAF,
设直线PQ的解析式为直线y=x+c,
由A(−1,0),B(4,0)得,抛物线的对称轴为直线x=,
当点P落在直线x=上,则P(,0),
∴+c=0,
解得c=−,
∴y=x−,
由,得,(不符合题意,舍去),
∴PQ=EQ=×=.
(3)如图2,当−1≤x≤4时,EQ的长随x的增大而减小.
∴当点P与点A(−1,0)重合时,EQ的长最大,PQ的长也最大,
此时直线PQ的解析式为y=x+1,
由,得,(不符合题意,舍去),
此时EQ=4,PQ=EQ=4,
∴PQ的最大值为4.
(4)存在.
如图3,PQ为以P、Q、B、D四点为顶点的四边形的一边,则BD∥PQ.
∴∠GBD=45°,
设直线x=交x轴于点G,
∵∠BGD=90°,
∴DG=BG•tan45°=BG=4−=,
此时BD=DG=,
在抛物线上一定存在点Q,其纵坐标为,
作QE⊥x轴于点E,在x轴上取点P,使PE=QE,
则∠BPQ=45°,且PQ=,
∴四边形PQBD是平行四边形,
此时;
如图4,DQPB,DQ=PB.
设P(r,0)(−1≤r≤4),设直线PQ的解析式为y=x+d,则r+d=0,即d=−r,
∴y=x−r,
由,得,(不符合题意,舍去),
∴Q(,),
∵PD=BQ,GD=EQ,∠PGD=∠BEQ=90°,
∴Rt△PDG≌Rt△BQE(HL),
∴DG=BE,
∴r−=4−(),
解得r1=,r2=(不符合题意,舍去),
∴y=1+-=,
∴DG=QE=,
∴D(,).
综上所述,点D的坐标为或(,).
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