一、二次函数 真题与模拟题分类汇编(难题易错题)
1.如图1,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于点A(﹣1,0)、B(4,0)两点,与y轴交于点C,且OC=3OA.点P是抛物线上的一个动点,过点P作PE⊥x轴于点E,交直线BC于点D,连接PC. (1)求抛物线的解析式;
(2)如图2,当动点P只在第一象限的抛物线上运动时,求过点P作PF⊥BC于点F,试问△PDF的周长是否有最大值?如果有,请求出其最大值,如果没有,请说明理由. (3)当点P在抛物线上运动时,将△CPD沿直线CP翻折,点D的对应点为点Q,试问,四边形CDPQ是否成为菱形?如果能,请求出此时点P的坐标,如果不能,请说明理由.
【答案】(1) y=﹣x2+
34936x+3;(2) 有最大值,;(3) 存在这样的Q点,使得四边形CDPQ是457251725,)或(,﹣).
3363菱形,此时点P的坐标为(【解析】
试题分析: (1)利用待定系数法求二次函数的解析式; (2)设P(m,﹣析式为:y=﹣边的比得:
329m+m+3),△PFD的周长为L,再利用待定系数法求直线BC的解
44332x+3,表示PD=﹣m3m,证明△PFD∽△BOC,根据周长比等于对应
44PED的周长PD936=,代入得:L=﹣(m﹣2)2+,求L的最大值即可;
BOC的周长BC55(3)如图3,当点Q落在y轴上时,四边形CDPQ是菱形,根据翻折的性质知:CD=CQ,PQ=PD,∠PCQ=∠PCD,又知Q落在y轴上时,则CQ∥PD,由四边相等:CD=DP=PQ=QC,得四边形CDPQ是菱形,表示P(n,﹣
329n +n+3),则D(n,﹣4433n+3),G(0,﹣n+3),利用勾股定理表示PD和CD的长并列式可得结论. 44试题解析:
(1)由OC=3OA,有C(0,3),
将A(﹣1,0),B(4,0),C(0,3)代入y=ax2+bx+c中,得:
abc016a4bc0, c33a49解得:b,
4c3故抛物线的解析式为:y=﹣x2+(2)如图2,设P(m,﹣
349x+3; 4329m+m+3),△PFD的周长为L,
44∵直线BC经过B(4,0),C(0,3), 设直线BC的解析式为:y=kx+b,
则4kb0
b33k解得:4
b33x+3, 4332则D(m,﹣m3),PD=﹣m3m,
44∵PE⊥x轴,PE∥OC, ∴∠BDE=∠BCO, ∵∠BDE=∠PDF, ∴∠PDF=∠BCO, ∵∠PFD=∠BOC=90°, ∴△PFD∽△BOC,
∴直线BC的解析式为:y=﹣∴
PED的周长PD=,
BOC的周长BC由(1)得:OC=3,OB=4,BC=5, 故△BOC的周长=12,
3m23m∴L,
4125936即L=﹣(m﹣2)2+,
55∴当m=2时,L最大=
36; 5(3)存在这样的Q点,使得四边形CDPQ是菱形,如图3, 当点Q落在y轴上时,四边形CDPQ是菱形,
理由是:由轴对称的性质知:CD=CQ,PQ=PD,∠PCQ=∠PCD, 当点Q落在y轴上时,CQ∥PD, ∴∠PCQ=∠CPD, ∴∠PCD=∠CPD, ∴CD=PD, ∴CD=DP=PQ=QC, ∴四边形CDPQ是菱形, 过D作DG⊥y轴于点G, 设P(n,﹣
33293n +n+3),则D(n,﹣n+3),G(0,﹣n3), 44443252n, n+3)﹣3]2+n2=1在Rt△CGD中,CD2=CG2+GD2=[(﹣而|PD|=|(﹣∵PD=CD, ∴﹣﹣
33293nn3 n3)﹣(﹣n+3)|=|﹣n2+3n|,
4444325n3nn①, 44325n3nn②, 447或0(不符合条件,舍去), 317或0(不符合条件,舍去), 3解方程①得:n=解方程②得:n=当n=
7725时,P(,),如图3, 336
当n=
171725时,P(,﹣),如图4,
333
综上所述,存在这样的Q点,使得四边形CDPQ是菱形,此时点P的坐标为(或(
725,)361725,﹣).
33点睛: 本题是二次函数的综合题,考查了利用待定系数法求函数的解析式、菱形的性质和判定、三角形相似的性质和判定,将周长的最值问题转化为二次函数的最值问题,此类问题要熟练掌握利用解析式表示线段的长,并利用相似比或勾股定理列方程解决问题.
2.童装店销售某款童装,每件售价为60元,每星期可卖100件,为了促销该店决定降价销售,经市场调查发现:每降价1元,每星期可多卖10件,已知该款童装每件成本30元,设降价后该款童装每件售价x元,每星期的销售量为y件.
(1)降价后,当某一星期的销售量是未降价前一星期销售量的3倍时,求这一星期中每件童装降价多少元?
(2)当每件售价定为多少元时,一星期的销售利润最大,最大利润是多少?
【答案】(1)这一星期中每件童装降价20元;(2)每件售价定为50元时,一星期的销售利润最大,最大利润4000元. 【解析】 【分析】
(1)根据售量与售价x(元/件)之间的关系列方程即可得到结论. (2)设每星期利润为W元,构建二次函数利用二次函数性质解决问题. 【详解】
解:(1)根据题意得,(60﹣x)×10+100=3×100, 解得:x=40, 60﹣40=20元,
答:这一星期中每件童装降价20元; (2)设利润为w,
根据题意得,w=(x﹣30)[(60﹣x)×10+100]=﹣10x2+1000x﹣21000 =﹣10(x﹣50)2+4000,
答:每件售价定为50元时,一星期的销售利润最大,最大利润4000元. 【点睛】
本题考查二次函数的应用,一元二次不等式,解题的关键是构建二次函数解决最值问题,
利用图象法解一元二次不等式,属于中考常考题型.
3.如图1,已知抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于C点,点P是抛物线上在第一象限内的一个动点,且点P的横坐标为t. (1)求抛物线的表达式;
(2)设抛物线的对称轴为l,l与x轴的交点为D.在直线l上是否存在点M,使得四边形CDPM是平行四边形?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由. (3)如图2,连接BC,PB,PC,设△PBC的面积为S. ①求S关于t的函数表达式;
②求P点到直线BC的距离的最大值,并求出此时点P的坐标.
【答案】(1)y=﹣x2+2x+3.(2)当t=2时,点M的坐标为(1,6);当t≠2时,不存在,理由见解析;(3)y=﹣x+3;P点到直线BC的距离的最大值为92,此时点P的坐8315,). 24【解析】
标为(
【分析】(1)由点A、B的坐标,利用待定系数法即可求出抛物线的表达式;
(2)连接PC,交抛物线对称轴l于点E,由点A、B的坐标可得出对称轴l为直线x=1,分t=2和t≠2两种情况考虑:当t=2时,由抛物线的对称性可得出此时存在点M,使得四边形CDPM是平行四边形,再根据点C的坐标利用平行四边形的性质可求出点P、M的坐标;当t≠2时,不存在,利用平行四边形对角线互相平分结合CE≠PE可得出此时不存在符合题意的点M;
(3)①过点P作PF∥y轴,交BC于点F,由点B、C的坐标利用待定系数法可求出直线BC的解析式,根据点P的坐标可得出点F的坐标,进而可得出PF的长度,再由三角形的面积公式即可求出S关于t的函数表达式;
②利用二次函数的性质找出S的最大值,利用勾股定理可求出线段BC的长度,利用面积法可求出P点到直线BC的距离的最大值,再找出此时点P的坐标即可得出结论. 【详解】(1)将A(﹣1,0)、B(3,0)代入y=﹣x2+bx+c,
1bc0b2得,解得:,
93bc0c3∴抛物线的表达式为y=﹣x2+2x+3;
(2)在图1中,连接PC,交抛物线对称轴l于点E,
∵抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点, ∴抛物线的对称轴为直线x=1,
当t=2时,点C、P关于直线l对称,此时存在点M,使得四边形CDPM是平行四边形, ∵抛物线的表达式为y=﹣x2+2x+3,
∴点C的坐标为(0,3),点P的坐标为(2,3), ∴点M的坐标为(1,6); 当t≠2时,不存在,理由如下:
若四边形CDPM是平行四边形,则CE=PE, ∵点C的横坐标为0,点E的横坐标为0, ∴点P的横坐标t=1×2﹣0=2, 又∵t≠2, ∴不存在;
(3)①在图2中,过点P作PF∥y轴,交BC于点F. 设直线BC的解析式为y=mx+n(m≠0), 将B(3,0)、C(0,3)代入y=mx+n,
3mn0m1得,解得:,
n3n3∴直线BC的解析式为y=﹣x+3, ∵点P的坐标为(t,﹣t2+2t+3), ∴点F的坐标为(t,﹣t+3), ∴PF=﹣t2+2t+3﹣(﹣t+3)=﹣t2+3t,
1927333PF•OB=﹣t2+t=﹣(t﹣)2+;
2222283②∵﹣<0,
2273∴当t=时,S取最大值,最大值为.
28∴S=
∵点B的坐标为(3,0),点C的坐标为(0,3), ∴线段BC=OB2OC232,
27292, ∴P点到直线BC的距离的最大值为8832此时点P的坐标为(
315,). 42
【点睛】本题考查了待定系数法求一次(二次)函数解析式、平行四边形的判定与性质、三角形的面积、一次(二次)函数图象上点的坐标特征以及二次函数的性质,解题的关键是:(1)由点的坐标,利用待定系数法求出抛物线表达式;(2)分t=2和t≠2两种情况考虑;(3)①利用三角形的面积公式找出S关于t的函数表达式;②利用二次函数的性质结合面积法求出P点到直线BC的距离的最大值.
4.如图,二次函数y=ax2+bx+c的图象交x轴于A(-2,0),B(1,0),交y轴于C(0,2);
(1)求二次函数的解析式;
(2)连接AC,在直线AC上方的抛物线上是否存在点N,使△NAC的面积最大,若存在,求出这个最大值及此时点N的坐标,若不存在,说明理由.
(3)若点M在x轴上,是否存在点M,使以B、C、M为顶点的三角形是等腰三角形,若存在,直接写出点M的坐标;若不存在,说明理由.
(4)若P为抛物线上一点,过P作PQ⊥BC于Q,在y轴左侧的抛物线是否存在点P使△CPQ∽△BCO(点C与点B对应),若存在,求出点P的坐标,若不存在,说明理由.
【答案】(1)二次函数的解析式为:y=-x2-x+2;;(2)最大值为1,此时N(-1,2);(3)M的坐标为(-1,0)或(1±5,0)或(-
3,0);(4)点P的坐标为:(-1,2710,-).
93【解析】 【分析】
2)或(-(1)利用交点式求二次函数的解析式;
(2)求直线AC的解析式,作辅助线ND,根据抛物线的解析式表示N的坐标,根据直线
AC的解析式表示D的坐标,表示ND的长,利用铅直高度与水平宽度的积求三角形ANC的面积,根据二次函数的最值可得面积的最大值,并计算此时N的坐标;
(3)分三种情况:当B、C、M为顶点的三角形是等腰三角形时,分别以三边为腰,画图形,求M的坐标即可;
(4)存在两种情况:①如图4,点P1与点C关于抛物线的对称轴对称时符合条件;
3,0)时,MB=MC,设CM与抛物线交于点P2,则2△CP2Q∽△BCO,P2为直线CM的抛物线的交点. 【详解】
(1)∵二次函数y=ax2+bx+c的图象交x轴于A(-2,0),B(1,0), 设二次函数的解析式为:y=a(x+2)(x-1), 把C(0,2)代入得:2=a(0+2)(0-1), a=-1,
∴y=-(x+2)(x-1)=-x2-x+2,
∴二次函数的解析式为:y=-x2-x+2;
(2)如图1,过N作ND∥y轴,交AC于D,设N(n,-n2-n+2),
②如图5,图3中的M(-
设直线AC的解析式为:y=kx+b, 把A(-2,0)、C(0,2)代入得:2kb=0,
b=2解得:k=1, b=2∴直线AC的解析式为:y=x+2, ∴D(n,n+2),
∴ND=(-n2-n+2)-(n+2)=-n2-2n, ∴S△ANC=
1×2×[-n2-2n]=-n2-2n=-(n+1)2+1, 2∴当n=-1时,△ANC的面积有最大值为1,此时N(-1,2), (3)存在,分三种情况:
①如图2,当BC=CM1时,M1(-1,0);
②如图2,由勾股定理得:BC=2212=5,
以B为圆心,以BC为半径画圆,交x轴于M2、M3,则BC=BM2=BM3=5, 此时,M2(1-5,0),M3(1+5,0);
③如图3,作BC的中垂线,交x轴于M4,连接CM4,则CM4=BM4,
设OM4=x,则CM4=BM4=x+1, 由勾股定理得:22+x2=(1+x)2, 解得:x=
3, 2∵M4在x轴的负半轴上, ∴M4(-
3,0), 2综上所述,当B、C、M为顶点的三角形是等腰三角形时,M的坐标为(-1,0)或
3,0); 2(4)存在两种情况:
(1±5,0)或(-①如图4,过C作x轴的平行线交抛物线于P1,过P1作P1Q⊥BC,
此时,△CP1Q∽△BCO,
∴点P1与点C关于抛物线的对称轴对称, ∴P1(-1,2),
3,0)时,MB=MC,设CM与抛物线交于点P2, 2过P2作P2Q⊥BC,此时,△CP2Q∽△BCO,
②如图5,由(3)知:当M(-
易得直线CM的解析式为:y=
4x+2, 34yx2则, 32yxx2解得:P2(-
710,-),
93710,-).
93综上所述,点P的坐标为:(-1,2)或(-【点睛】
本题是二次函数的综合题,计算量大,考查了利用待定系数法求函数的解析式、利用函数解析式求其交点坐标、三角形相似的性质和判定、等腰三角形的性质和判定,是一个不错的二次函数与几何图形的综合题,采用了分类讨论的思想,第三问和第四问要考虑周全,
不要丢解.
5.如图,在平面直角坐标系中,直线y4x8与x轴,y轴分别交于点A、B,抛物3线yax24axc经过点A和点B,与x轴的另一个交点为C,动点D从点A出发,以每秒1个单位长度的速度向O点运动,同时动点E从点B出发,以每秒2个单位长度的速度向A点运动,设运动的时间为t秒,0﹤t﹤5.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当t为何值时,以A、D、E为顶点的三角形与△AOB相似; (3)当△ADE为等腰三角形时,求t的值;
(4)抛物线上是否存在一点F,使得以A、B、D、F为顶点的四边形是平行四边形?若存在,直接写出F点的坐标;若不存在,说明理由. 【答案】(1)抛物线的解析式为y(2)t的值为(3)t的值为
228xx8; 333050或; 1113106025或或; 3178(4)符合条件的点F存在,共有两个F1(4,8),F2(227,-8). 【解析】
(1)由B、C两点的坐标,利用待定系数法可求得抛物线的解析式;(2)利用
△ADE∽△AOB和△AED∽△AOB即可求出t的值;(3)过E作EH⊥x轴于点H,过D作DM⊥AB于点M即可求出t的值;(4)分当AD为边时,当AD为对角线时符合条件的点F的坐标.
236a24ac0a3, 解:(1)A(6,0),B(0,8),依题意知{,解得{c8c8∴y228xx8. 33ADAEt102t30,∴,∴t; AOAB61011(2)∵ A(6,0),B(0,8),∴OA=6,OB=8,AB=10,∴AD=t,AE=10-2t, ①当△ADE∽△AOB时,
②当△AED∽△AOB时,综上所述,t的值为
AEAD102tt50,∴t,∴; AOAB610133050. 或
1113(3) ①当AD=AE时,t=10-2t,∴t10; 360; 173t,5②当AE=DE时,过E作EH⊥x轴于点H,则AD=2AH,由△AEH∽△ABO得,AH=
3102t5,∴t6102t5,∴t③当AD=DE时,过D作DM⊥AB于点M,则AE=2AM,由△AMD∽△AOB得,AM=∴102t6t25,∴t; 58106025. 或或
3178228xx88,解得x227,33综上所述,t的值为
(4) ①当AD为边时,则BF∥x轴,∴yFyB8,求得x=4,∴F(4,8); ②当AD为对角线时,则yFyB8,∴∵x﹥0,∴x227,∴227,8.
综上所述,符合条件的点F存在,共有两个F1(4,8),F2(227,-8).
“点睛”本题考查二次函数综合题、相似三角形等知识,解题的关键是学会待定系数法确定函数解析式,学会分类讨论,用方程的思想解决问题,属于中考压轴题.
6.如图,抛物线y=ax2+6x+c交x轴于A,B两点,交y轴于点C.直线y=x﹣5经过点B,C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)过点A的直线交直线BC于点M.
①当AM⊥BC时,过抛物线上一动点P(不与点B,C重合),作直线AM的平行线交直线BC于点Q,若以点A,M,P,Q为顶点的四边形是平行四边形,求点P的横坐标; ②连接AC,当直线AM与直线BC的夹角等于∠ACB的2倍时,请直接写出点M的坐标.
【答案】(1)抛物线解析式为y=﹣x2+6x﹣5;(2)①P点的横坐标为4或
5+41或217132375-41;②点M的坐标为(,﹣)或(,﹣).
66662【解析】
分析:(1)利用一次函数解析式确定C(0,-5),B(5,0),然后利用待定系数法求抛物线解析式;
(2)①先解方程-x2+6x-5=0得A(1,0),再判断△OCB为等腰直角三角形得到
∠OBC=∠OCB=45°,则△AMB为等腰直角三角形,所以AM=22,接着根据平行四边形的性质得到PQ=AM=22,PQ⊥BC,作PD⊥x轴交直线BC于D,如图1,利用∠PDQ=45°得到PD=2PQ=4,设P(m,-m2+6m-5),则D(m,m-5),讨论:当P点在直线BC上方时,PD=-m2+6m-5-(m-5)=4;当P点在直线BC下方时,PD=m-5-(-m2+6m-5),然后分别解方程即可得到P点的横坐标;
②作AN⊥BC于N,NH⊥x轴于H,作AC的垂直平分线交BC于M1,交AC于E,如图2,利用等腰三角形的性质和三角形外角性质得到∠AM1B=2∠ACB,再确定N(3,-2), AC的解析式为y=5x-5,E点坐标为(解析式为y=-
15,-),利用两直线垂直的问题可设直线EM1的22115112x+b,把E(,-)代入求出b得到直线EM1的解析式为y=-x-,则52255y=x5解方程组112得M1点的坐标;作直线BC上作点M1关于N点的对称点M2,
y=x55如图2,利用对称性得到∠AM2C=∠AM1B=2∠ACB,设M2(x,x-5),根据中点坐标公式
13+x得到3=6,然后求出x即可得到M2的坐标,从而得到满足条件的点M的坐标.
2详解:(1)当x=0时,y=x﹣5=﹣5,则C(0,﹣5), 当y=0时,x﹣5=0,解得x=5,则B(5,0), 把B(5,0),C(0,﹣5)代入y=ax2+6x+c得
25a30c0a1,解得, c5b5∴抛物线解析式为y=﹣x2+6x﹣5;
(2)①解方程﹣x2+6x﹣5=0得x1=1,x2=5,则A(1,0), ∵B(5,0),C(0,﹣5), ∴△OCB为等腰直角三角形, ∴∠OBC=∠OCB=45°, ∵AM⊥BC,
∴△AMB为等腰直角三角形, ∴AM=22AB=×4=22, 22∵以点A,M,P,Q为顶点的四边形是平行四边形,AM∥PQ, ∴PQ=AM=22,PQ⊥BC,
作PD⊥x轴交直线BC于D,如图1,则∠PDQ=45°,
∴PD=2PQ=2×22=4,
设P(m,﹣m2+6m﹣5),则D(m,m﹣5), 当P点在直线BC上方时,
PD=﹣m2+6m﹣5﹣(m﹣5)=﹣m2+5m=4,解得m1=1,m2=4, 当P点在直线BC下方时,
PD=m﹣5﹣(﹣m2+6m﹣5)=m2﹣5m=4,解得m1=综上所述,P点的横坐标为4或
5+415-41,m2=, 225+415-41或; 22②作AN⊥BC于N,NH⊥x轴于H,作AC的垂直平分线交BC于M1,交AC于E,如图2,
∵M1A=M1C, ∴∠ACM1=∠CAM1, ∴∠AM1B=2∠ACB, ∵△ANB为等腰直角三角形, ∴AH=BH=NH=2, ∴N(3,﹣2),
易得AC的解析式为y=5x﹣5,E点坐标为(设直线EM1的解析式为y=﹣把E(
15,﹣, 221x+b, 5151512,﹣)代入得﹣+b=﹣,解得b=﹣, 221025112x﹣ 55∴直线EM1的解析式为y=﹣
13xyx513176解方程组,则M1(,﹣); 112得17yx66y556作直线BC上作点M1关于N点的对称点M2,如图2,则∠AM2C=∠AM1B=2∠ACB, 设M2(x,x﹣5),
13+x∵3=6
223∴x=,
6∴M2(
237,﹣). 661317237,﹣)或(,﹣). 6666综上所述,点M的坐标为(
点睛:本题考查了二次函数的综合题:熟练掌握二次函数图象上点的坐标特征、二次函数的性质、等腰直角的判定与性质和平行四边形的性质;会利用待定系数法求函数解析式;理解坐标与图形性质;会运用分类讨论的思想解决数学问题.
7.如图:在平面直角坐标系中,直线l:y=y=ax2﹣3x+c的对称轴是x=(1)求抛物线的解析式;
(2)平移直线l经过原点O,得到直线m,点P是直线m上任意一点,PB⊥x轴于点B,PC⊥y轴于点C,若点E在线段OB上,点F在线段OC的延长线上,连接PE,PF,且PE=3PF.求证:PE⊥PF;
(3)若(2)中的点P坐标为(6,2),点E是x轴上的点,点F是y轴上的点,当PE⊥PF时,抛物线上是否存在点Q,使四边形PEQF是矩形?如果存在,请求出点Q的坐标,如果不存在,请说明理由.
14x﹣与x轴交于点A,经过点A的抛物线333. 2
【答案】(1)抛物线的解析式为y=x2﹣3x﹣4;(2)证明见解析;(3)点Q的坐标为(﹣2,6)或(2,﹣6). 【解析】 【分析】
(1)先求得点A的坐标,然后依据抛物线过点A,对称轴是x=求解即可;
(2)设P(3a,a),则PC=3a,PB=a,然后再证明∠FPC=∠EPB,最后通过等量代换进行证明即可;
(3)设E(a,0),然后用含a的式子表示BE的长,从而可得到CF的长,于是可得到点F的坐标,然后依据中点坐标公式可得到
3列出关于a、c的方程组2QxPxFxExQyPyFyEy,,从而2222可求得点Q的坐标(用含a的式子表示),最后,将点Q的坐标代入抛物线的解析式求得a的值即可. 【详解】
(1)当y=0时,
143x0,解得x=4,即A(4,0),抛物线过点A,对称轴是x=,33216a12c0得33,
2a2a1解得,抛物线的解析式为y=x2﹣3x﹣4;
c4(2)∵平移直线l经过原点O,得到直线m,
1x. 3∵点P是直线1上任意一点,
∴直线m的解析式为y=
∴设P(3a,a),则PC=3a,PB=a. 又∵PE=3PF, ∴
PCPB. PFPE∴∠FPC=∠EPB. ∵∠CPE+∠EPB=90°, ∴∠FPC+∠CPE=90°, ∴FP⊥PE.
(3)如图所示,点E在点B的左侧时,设E(a,0),则BE=6﹣a.
∵CF=3BE=18﹣3a, ∴OF=20﹣3a. ∴F(0,20﹣3a). ∵PEQF为矩形, ∴
QxPxFxExQyPyFyEy,, 2222∴Qx+6=0+a,Qy+2=20﹣3a+0, ∴Qx=a﹣6,Qy=18﹣3a.
将点Q的坐标代入抛物线的解析式得:18﹣3a=(a﹣6)2﹣3(a﹣6)﹣4,解得:a=4或a=8(舍去). ∴Q(﹣2,6).
如下图所示:当点E在点B的右侧时,设E(a,0),则BE=a﹣6.
∵CF=3BE=3a﹣18, ∴OF=3a﹣20. ∴F(0,20﹣3a). ∵PEQF为矩形,
QxPxFxExQyPyFyEy,, 2222∴Qx+6=0+a,Qy+2=20﹣3a+0, ∴Qx=a﹣6,Qy=18﹣3a.
∴
将点Q的坐标代入抛物线的解析式得:18﹣3a=(a﹣6)2﹣3(a﹣6)﹣4,解得:a=8或a=4(舍去). ∴Q(2,﹣6).
综上所述,点Q的坐标为(﹣2,6)或(2,﹣6). 【点睛】
本题主要考查的是二次函数的综合应用,解答本题主要应用了矩形的性质、待定系数法求二次函数的解析式、中点坐标公式,用含a的式子表示点Q的坐标是解题的关键.
8.如图,已知二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴相交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴相交于点C(0,﹣3). (1)求这个二次函数的表达式;
(2)若P是第四象限内这个二次函数的图象上任意一点,PH⊥x轴于点H,与BC交于点M,连接PC.
①求线段PM的最大值;
②当△PCM是以PM为一腰的等腰三角形时,求点P的坐标.
【答案】(1)二次函数的表达式y=x2﹣2x﹣3;(2)①PM最大=(3-2,2﹣42). 【解析】 【分析】
(1)根据待定系数法,可得答案;
9;②P(2,﹣3)或4(2)①根据平行于y轴直线上两点间的距离是较大的纵坐标减较小的纵坐标,可得二次函数,根据二次函数的性质,可得答案;②根据等腰三角形的定义,可得方程,根据解方程,可得答案. 【详解】
(1)将A,B,C代入函数解析式,
abc0a1得9a3bc0,解得b2,
c3c3这个二次函数的表达式y=x2﹣2x﹣3; (2)设BC的解析式为y=kx+b, 将B,C的坐标代入函数解析式,得
3kb0k1,解得, b3b3BC的解析式为y=x﹣3,
设M(n,n﹣3),P(n,n2﹣2n﹣3), PM=(n﹣3)﹣(n2﹣2n﹣3)=﹣n2+3n=﹣(n﹣当n=
329)+, 2439时,PM最大=; 24②当PM=PC时,(﹣n2+3n)2=n2+(n2﹣2n﹣3+3)2, 解得n1=0(不符合题意,舍),n2=2, n2﹣2n﹣3=-3, P(2,-3);
当PM=MC时,(﹣n2+3n)2=n2+(n﹣3+3)2,
解得n1=0(不符合题意,舍),n2=3+2(不符合题意,舍),n3=3-2, n2﹣2n﹣3=2-42, P(3-2,2-42);
综上所述:P(2,﹣3)或(3-2,2﹣42). 【点睛】
本题考查了二次函数的综合题,涉及到待定系数法、二次函数的最值、等腰三角形等知识,综合性较强,解题的关键是认真分析,弄清解题的思路有方法.
9.如图,已知抛物线
A,且与y轴交于点C(0,5)。
的图象与x轴的一个交点为B(5,0),另一个交点为
(1)求直线BC与抛物线的解析式;
(2)若点M是抛物线在x轴下方图象上的动点,过点M作MN∥y轴交直线BC于点N,求MN的最大值;
(3)在(2)的条件下,MN取得最大值时,若点P是抛物线在x轴下方图象上任意一点,以BC为边作平行四边形CBPQ,设平行四边形CBPQ的面积为S1,△ABN的面积为S2,且S1=6S2,求点P的坐标。 【答案】(1)(2)
(3)P的坐标为(-1,12)或(6,5)或(2,-3)或(3,-4) 【解析】 【分析】
(1)由B(5,0),C(0,5),应用待定系数法即可求直线BC与抛物线的解析式。 (2)构造MN关于点M横坐标的函数关系式,应用二次函数最值原理求解。
(3)根据S1=6S2求得BC与PQ的距离h,从而求得PQ由BC平移的距离,根据平移的性质求得PQ的解析式,与抛物线【详解】
解:(1)设直线BC的解析式为
,
联立,即可求得点P的坐标。
将B(5,0),C(0,5)代入,得∴直线BC的解析式为将B(5,0),C(0,5)代入∴抛物线的解析式
。 。
,得
。
,得,得
。
(2)∵点M是抛物线在x轴下方图象上的动点,∴设M∵点N是直线BC上与点M横坐标相同的点,∴N
。
∵当点M在抛物线在x轴下方时,N的纵坐标总大于M的纵坐标。 ∴
∴MN的最大值是
。
。
,B(5,0),∴A(1,0)。∴AB=4。 。 。
,即
。
。
。
(3)当MN取得最大值时,N∵∴
由勾股定理可得,
的对称轴是
设BC与PQ的距离为h,则由S1=6S2得:BH=
,EH是直线BC沿y轴方向平移的距离。
如图,过点B作平行四边形CBPQ的高BH,过点H作x轴的垂线交点E ,则
易得,△BEH是等腰直角三角形, ∴EH=
。
或
当
时,与,解得
当
时,与
或
联立,得
。此时,点P的坐标为(-1,12)或(6,5)。
。
∴直线BC沿y轴方向平移6个单位得PQ的解析式:
联立,得
,解得
4)。
或。此时,点P的坐标为(2,-3)或(3,-
综上所述,点P的坐标为(-1,12)或(6,5)或(2,-3)或(3,-4)。
10.(本小题满分12分)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线(
)与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),经过点A的直线l:
与
y轴负半轴交于点C,与抛物线的另一个交点为D,且CD=4AC.
(1)直接写出点A的坐标,并求直线l的函数表达式(其中k,b用含a的式子表示); (2)点E是直线l上方的抛物线上的动点,若△ACE的面积的最大值为,求a的值; (3)设P是抛物线的对称轴上的一点,点Q在抛物线上,以点A,D,P,Q为顶点的四边形能否成为矩形?若能,求出点P的坐标;若不能,请说明理由.
【答案】(1)A(-1,0),或(1,-4). 【解析】 试题分析:(1)在
;(2);(3)P的坐标为(1,)
中,令y=0,得到
,故
,,令
,得到A(-1,
0),B(3,0),由直线l经过点A,得到
,即
为4,即有
,得到
,由于CD=4AC,故点D的横坐标
,从而得出直线l的函数表达式;
),则F(,
(2)过点E作EF∥y轴,交直线l于点F,设E(,
),
EF==,S△ACE=S△AFE-S△CFE==
,故△ACE的面积的最大值为
,解得
,而△ACE的面积的最大值为,所以
;
,即
,解得
,
,得到D
(3)令
(4,5a),因为抛物线的对称轴为,设P(1,m),然后分两种情况讨论:①若
AD是矩形的一条边,②若AD是矩形的一条对角线. 试题解析:(1)∵
=
,令y=0,得到
,
,∴
,
,,令
∴A(-1,0),B(3,0),∵直线l经过点A,∴
,即
4,∴
), EF=
S△ACE=S△AFE-S△CFE==
=
,
,∵△ACE的面积的最大值为,∴
,解得
,∵CD=4AC,∴点D的横坐标为
,∴直线l的函数表达式为
; ),则F(,
,∴
(2)过点E作EF∥y轴,交直线l于点F,设E(,
=
,
∴△ACE的面积的最大值为
;
(3)令5a),∵
,即
,∴抛物线的对称轴为
,解得,,∴D(4,
,设P(1,m),
①若AD是矩形的一条边,则Q(-4,21a),m=21a+5a=26a,则P(1,26a),∵四
边形ADPQ为矩形,∴∠ADP=90°,∴∴∴
,∴P1(1,
);
,,即
,∵
,
②若AD是矩形的一条对角线,则线段AD的中点坐标为( ,=∴
,∵
),Q(2,),m,即
,则P(1,8a),∵四边形APDQ为矩形,∴∠APD=90°,,∴,∴
,∴P2(1,-4).
)
综上所述,以点A、D、P、Q为顶点的四边形能成为矩形,点P的坐标为(1,或(1,-4).
考点:二次函数综合题.
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