2020-2021初中数学二次函数的应用培优提升训练题2(附答案详解)
一、单选题
1.小明研究二次函数2221y x mx m =-+-+(m 为常数)性质时有如下结论:①该二次函数图象的顶点始终在平行于x 轴的直线上;②该二次函数图象的顶点与x 轴的两个交点构成等腰直角三角形;③当12x -<<时,y 随x 的增大而增大,则m 的取值范围为2m ≥;④点()11,A x y 与点()22,B x y 在函数图象上,若12x x <,122x x m +>,则12y y >.其中正确结论的个数为( ) A .1
B .2
C .3
D .4
2.如图,二次函数y 1=x 2-mx 的图象与反比例函数22
y x
=的图象交于(a ,1)点,则y 1>y 2时,x 的取值范围是( )
A .x >2
B .0 C .x >2或x <0 D .x <0 3.如图,分别过点P i (i ,0)(i =1、2、…、n )作x 轴的垂线,交2 12 y x = 的图象于点A i ,交直线1 2 y x =-于点B i .则 111A B +121A B +1 n n A B + 的值为( ) A . 21 n n + B .2 C . 2(1)n n + D .2 n 1 + 4.方程227(13)20x k x k k -++--=(k 是实数)有两个实根α、β,且01α<<, 12β<<,那么k 的取值范围是( ) A .34k << B .21k -<<- C .34k <<或21k -<<- D .无解 5.如图,在四边形ABCD 中,AB ∥CD ,∠A=90°,AB=1,AD=3,DC=5.点S 沿A→B→C 运动到C 点停止,以S 为圆心,SD 为半径作弧交射线DC 于T 点,设S 点运动的路径长为x ,等腰△DST 的面积为y ,则y 与x 的函数图象应为( ) A . B . C . D . 6.如图,在四边形ABCD 中,AB CD ∥,90BCD ∠=,10AB AD cm ==,8BC cm =, 点P 从点A 出发,以每秒3cm 的速度沿折线A B C D ---方向运动,点Q 从点D 出发,以每秒2cm 的速度沿线段DC 方向向点C 运动、已知动点P ,Q 同时出发,当点Q 运动到点C 时,点P ,Q 停止运动,设运动时间为t 秒,在这个运动过程中,若BPQ ?的面积为220cm ,则满足条件的t 的值有( ) A .1个 B .2个 C .3个 D .4个 7.如图,在矩形ABCD 中,8,4,AB AD E ==为CD 的中点,连接AE BE 、,点M 从点A 出发沿AE 方向向点E 匀速运动,同时点N 从点E 出发沿EB 方向向点B 匀速运动,点M N 、运动速度均为每秒1个单位长度,运动时间为t ,连接MN ,设EMN ?的面积为S ,则S 关于t 的函数图像为( ) A . B . C . D . 8.如图,正方形ABCD 的边长为2m ,点P ,点Q 同时从点A 出发,速度均2cm/s ,点P 沿A D C --向点C 运动,点Q 沿A B C --向点C 运动,则△APQ 的面积 () 2cm S 与运动时间()s t 之间函数关系的大致图象是( ) A . B . C . D . 9.如图,在平面直角坐标系中,抛物线()()y x 1x 3=+-与x 轴相交于A 、B 两点.若在抛物线上有且只有三个不同的点1C 、2C 、3C ,使得1ΔABC 、2ΔABC 、3ΔABC 的面积都等于m ,则m 的值是( ) A .6 B .8 C .12 D .16 二、填空题 10.已知函数()2 (x 1)1,x 32 y (x 5)1,(x 3)--≤??=-->??? ,若使y k =成立的x 值恰好有2个,则k 的值 为______. 11.如图,抛物线y=-x 2+2x+3与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于点C ,点D 为抛物线的顶点,点P 为第一象限抛物线上一点,且∠DAP=45°,则点P 的坐标为______. 12.如图,在第一象限内作射线OC ,与x 轴的夹角为30,在射线OC 上取点A ,过点A 作AH x ⊥轴于点H .在抛物线2 (0)y x x =>上取点P ,在y 轴上取点Q ,使得 以P ,O ,Q 为顶点,且以点Q 为直角顶点的三角形与AOH 全等,则符合条件的点 A 的坐标是________. 13.如图,小李推铅球,如果铅球运行时离地面的高度y(米)关于水平距离x(米)的函数表达式为y =- 18 x 2+12x +3 2,那么铅球运动过程中最高点离地面的距离为_____米. 14.如图,将抛物线y=?x 2+2x+8的图象x 轴上方的部分沿x 轴折到x 轴下方,图象的其余部分不变,得到一个新图象(实线部分);点P(a ,ka-1)在该函数上,若这样的点P 恰好有3个,则k 的值为_____. 15.已知抛物线242y x x c =++,且当11x -<<时,抛物线与x 轴有且只有一个公共点,则c 的取值范围是________. 16.边长为2的正方形OABC 在平面直角坐标系中的位置如图所示,点D 是边OA 的中点,连接CD ,点E 在第一象限,且DE ⊥DC ,DE =DC .以直线AB 为对称轴的抛物线过C ,E 两点.点M 为直线AB 上一动点,点N 为抛物线上一动点,当以点M ,N ,D ,E 为顶点的四边形是平行四边形时点N 的坐标为___________. 17.在平面直角坐标系xOy 中,已知抛物线22y x ax b =-+的顶点在x 轴上, P ()1,x m ,Q ()2,x m (12x x <)是此抛物线上的两点.若存在实数c ,使得13x c ≤-,且23x c ≥+成立,则m 的取值范围是__________. 18.如图,已知抛物线y=4 9 - (x-1)(x-7)与x 轴交于两点,对称轴与抛物线交于点C ,与x 轴交于点D ,⊙C 的半径为2,G 为⊙C 上的一动点,P 为AG 的中点,则DP 的最大值为_________. 三、解答题 19.如图,抛物线y=ax 2-4n+4经过点P (2,4),与x 轴交于A 、B 两点,过点P 作直线l ∥x 轴,点C 为第二象限内直线l 上方,抛物线上一个动点,其横坐标为m 。 (1)如图(1),若AB=6, 求抛物线解析式 (2)如图(2),在(1)的条件下,设点C 的横坐标为t,?ACP 的面积S ,求S 与t 之间的函数关系式. (3)如图(3),连接OP ,过点C 作EC ∥OP 交抛物线于点E ,直线PE 、CP 分别交x 轴于点G 、H ,当PG=PH 时,求a 的值。 20.已知,如图1,二次函数y=ax2+2ax﹣3a(a≠0)图象的顶点为C与x轴交于A、B 两点(点A在点B左侧),点C、B关于过点A的直线l:y=kx+3对称. (1)求A、B两点坐标及直线l的解析式; (2)求二次函数解析式; (3)如图2,过点B作直线BD∥AC交直线l于D点,M、N分别为直线AC和直线l 上的两个动点,连接CN,MM、MD,求CN+NM+MD的最小值. 21.已知抛物线y=﹣1 6 x2﹣ 2 3 x+2与x轴交于点A,B两点,交y轴于C点,抛物线 的对称轴与x轴交于H点,分别以OC、OA为边作矩形AECO. (1)求直线AC的解析式; (2)如图,P为直线AC上方抛物线上的任意一点,在对称轴上有一动点M,当四边形AOCP面积最大时,求|PM﹣OM|的值. (3)如图,将△AOC沿直线AC翻折得△ACD,再将△ACD沿着直线AC平移得 △A'C′D'.使得点A′、C'在直线AC上,是否存在这样的点D′,使得△A′ED′为直角三角形?若存在,请求出点D′的坐标;若不存在,请说明理由. 22.如图,以x=1为对称轴的抛物线y=ax2+bx+c的图象与x轴交于点A,点B(﹣1,0),与y轴交于点C(0,4),作直线AC. (1)求抛物线解析式; (2)点P在抛物线的对称轴上,且到直线AC和x轴的距离相等,设点P的纵坐标为m,求m的值; (3)点M 在y 轴上且位于点C 上方,点N 在直线AC 上,点Q 为第一象限内抛物线上一点,若以点C 、M 、N 、Q 为顶点的四边形是菱形,请直接写出点Q 的坐标. 23.如图,抛物线y =ax 2+bx +4与x 轴交于A ,B 两点,与y 轴交于点C ,已知点A (-2,0),B (8,0),连接AC ,BC . (1)求抛物线的解析式和点C 的坐标; (2)点D 是直线BC 上方抛物线上的一点,过点D 作DE ⊥BC ,垂足为E ,求线段DE 的长度最大时,点D 的坐标; (3)抛物线上是否存在一点P (异于点A ,B ,C ),使PAC PBC S S ??=?若存在,请直接写出点P 的坐标;若不存在,请说明理由. 24.已知二次函数2(2)3(1)y x m x m =-+-++的图像如图所示. (1)当4m ≠-时,说明这个二次函数的图像与x 轴必有两个交点; (2)如图情况下,若6OA OB ?=,求点C 的坐标. 25.如图,直线y=﹣1 2 x+2交坐标轴于A、B两点,直线AC⊥AB交x轴于点C,抛物 线恰好过点A、B、C. (1)求抛物线的表达式; (2)当点M在线段AB上方的曲线上移动时,求四边形AOBM的面积的最大值;(3)点E在抛物线的对称轴上,点F在抛物线上,是否存在点F使得以A、C、E、F 为顶点的四边形是平行四边形?若存在求出点F坐标;若不存在,说明理由. 26.如图1,抛物线y=x2﹣3与x轴交于AB两点(点A在点B的右侧),与y轴交于点C,连接AC.点Q是线段AC上的动点,过Q作直线l∥x轴,直线1与∠BAC的平分线交于点M,与∠CAx的平分线交于点N. (1)P是直线AC下方抛物线上一动点,连接P A,PC,当△P AC的面积最大时,求 PQ+1 2 AM的最小值; (2)如图2,连接MC,NC,当四边形AMCN为矩形时,将△AMN沿着直线AC平移得到△A'M'N',边A'M'所在的直线与y轴交于D点,若△DM'N'为等腰三角形时,求OD 的长. 27.对某一个函数给出如下定义:对于函数y ,若当a x b ,函数值y 满足m y n ,且满足()n m k b a -=-,则称此函数为“k 属和合函数” 例如:正比例函数3y x =-,当13x 时,93y --,则()()3931k ---=-,求得: 3k =,所以函数3y x =-为“3属和合函数”. (1)①一次函数()2115y x x =-为“k 属和合函数”,则k 的值为______, ②若一次函数()115y ax x =-为“1属和合函数”,求a 的值; (2)反比例函数k y x = (0k >,a x b 且0a b <<)是“k 属和合函数”,且2020a b +=,请求出22 a b +的值; (3)已知二次函数22362y x ax a a =-+++,当11x -时,y 是“k 属和合函数”,求k 的取值范围. 28.已知抛物线的顶点为,直线过点 且平行于轴.若抛物线在直线上截得 的线段长为4. (1)求此抛物线所对应的函数关系式. (2)设动直线与抛物线相交于、两点. ①记点到轴的距离为,点与点的距离为.猜想与的大小关系,并加以证明; ②若动直线经过点,试判断以 为直径的圆与轴的位置关系,并说明理由. 参考答案 1.D 【解析】 【分析】 根据函数解析式,结合函数图象的顶点坐标、对称轴以及增减性依次对4个结论作出判断即可. 【详解】 解: 二次函数22 21y x mx m =-+-+=-(x-m )2+1(m 为常数) ①∵顶点坐标为(m ,1)且当x=m 时,y=1 ∴这个函数图象的顶点始终在直线y=1上 故结论①正确; ②令y=0,得-(x-m )2+1=0 解得:x=m-1,x=m+1 ∴抛物线与x 轴的两个交点坐标为A (m-1,0),B (m+1,0) 则AB=2 ∵顶点P 坐标为(m ,1) ∴, ∴222PA PB AB += ∴ PAB 是等腰直角三角形 ∴函数图象的顶点与x 轴的两个交点构成等腰直角三角形 故结论②正确; ③当-1<x <2时,y 随x 的增大而增大,且-1<0 ∴m 的取值范围为m≥2. 故结论③正确; ④∵x 1+x 2>2m ∴ x1x2 2 +>m ∵二次函数y=-(x-m )2+1(m 为常数)的对称轴为直线x=m ∴点A 离对称轴的距离小于点B 离对称轴的距离 ∵x 1<x 2,且-1<0 ∴y 1>y 2 故结论④正确. 故选:D . 【点睛】 本题主要考查了二次函数图象与二次函数的系数的关系,是一道综合性比较强的题目,需要利用数形结合思想解决本题. 2.C 【解析】 【分析】 把(a ,1)点代入反比例函数22 y x =求出a 的值,再根据图像即可得到y 1>y 2时,x 的取值范围. 【详解】 把(a ,1)点代入反比例函数22y x = 得2 1a = ,∴a=2, ∴二次函数y 1=x 2-mx 的图象与反比例函数22 y x = 的图象交于(2,1)点, 由图像可得y 1>y 2时,x 的取值范围是x >2或x <0. 故选C 【点睛】 此题主要考查二次函数的图像,解题的关键是熟知二次函数与不等式的关系. 3.A 【解析】 【分析】 根据A i 的纵坐标与B i 纵坐标的绝对值之和为A i B i 的长,分别表示出所求式子的各项,拆项后抵消即可得到结果. 【详解】 根据题意得: 2111 (1)222 i i A B x x x x ??= --=+ ???, 12112(1)1i i A B x x x x ??∴ ==- ?++?? , 1122111111 1122122311n n n A B A B A B n n n ??∴ ++?+=-+-+?+-= ?++?? . 故选:A. 【点睛】 考查了二次函数综合题,属于规律型试题,找出题中的规律是解本题的关键. 4.C 【解析】 【分析】 根据一元二次方程图像中根的分布情况,结合解一元二次不等式,利用十字相乘、穿针引线等快速解题方法解题. 【详解】 设f(x)=()2 2 7132x k x k k -++--,抛物线开口向上,画出f(x)的大致图形,可以得到 f(0)=22k k -->0,解得k>2或k<-1;f(1)=7-k-1322k k +--<0,解得 -2 本题主要考查一元二次方程根的分布以及求解一元二次不等式. 5.A 【解析】 【分析】 分别讨论S 在AB 边时和BC 边时,y 与x 的函数关系式,结合选项得出结论. 【详解】 如图:①当S 在AB 边时,即0≤x≤1时,则AS=x ,过S 作SE ⊥DT 于E , ∵∠A=90°,AB//CD ∴四边形ADES 是矩形, ∴S △ADS =S △ESD , ∵SD=ST ,SE ⊥DT ∴S△ESD=S△EST ∴y=S△DST=2S△ESD=2S△ADS=2××3x=3x, ∴0≤x≤1时,y与x是正比例函数关系,图像是过原点的直线,且x=1时,y=3, ②如图:当S在BC边时,即1 过B作BF⊥CD,过S作SN⊥CD,延长NS交AB延长线于M, ∵AB=1,CD=5, ∴CF=4, ∴BC==5, ∵AM//CD, ∴∠MBC=∠BCF, ∵∠BFC=∠BMS=90°,∠MBC=∠BCF, ∴△BMS∽△BFC, ∴, 解得:MS=(x-1),BM=(x-1), ∴NS=MN-MS=3-(x-1)=,DN=AB+BM=1+(x-1)=, ∴y=S△DST=×2×DN NS=()()=-x2+x+, ∴1 综上所述,只有A选项符合题意, 故选A. 【点睛】 本题考查相似三角形的判定与性质及二次函数解析式和图像的综合,熟练掌握相关的判定定理及图像特点是解题关键 6.B 【解析】 【分析】 此题要分三种情况进行讨论:即①当点P 在线段AB 上,②当点P 在线段BC 上,③当点P 在线段CD 上,根据三种情况点的位置,可以确定t 的值. 【详解】 过点A 作AM ⊥CD 于M , 根据勾股定理,AD=10cm ,AM=BC=8cm , ∴DM=22108 =6(cm ), ∴CD=16cm ; ①当点P 在线段AB 上时,即0≤t≤ 10 3 时,如图: S △BPQ = 12BP?BC =1 2 (10?3t)×8=20, ∴t = 53 ; 当点P 在线段BC 上时,即 10 3 <t≤6时,如图: BP=3t-10,CQ=16-2t , ∴S △BPQ = 12BP?CQ =1 2 (3t?10)×(16?2t)=20, 化简得:3t 2-34t+100=0,△=-44<0,所以方程无实数解; 当点P 在线段CD 上时, 若点P 在Q 的右侧,即6<t <345 , 则有PQ=34-5t , S △BPQ = 1 2 (34-5t )× 8=20, t = 29 5 <6,舍去, 若点P 在Q 的左侧, 即 34 5 <t≤8, 则有PQ=5t-34,S △BPQ =1 2 (5t?34)×8=20, t=7.8, 综合得,满足条件的t 存在,其值分别为t 1=5 3 ,t 2=7.8. 故选:B 【点睛】 本题是平行四边形中的动点问题,解决问题时,一定要变动为静,将其转化为常见的几何问题,再进行解答. 7.D 【解析】 【分析】 连接MB ,根据勾股定理可得:2,AE BE == 则,,AM t EN t == 2,ME NB t ==根据 ,EMN EMB S EN S EB = 得到EMN EMB EN S S EB = ?,又 ,EMB EAB S EM S AE = 则EMB EAB EM S S AE = ?,即可表示出S,进而根据二次函数的性质进行判断即可. 【详解】 解:连接MB , 根据勾股定理可得:2,AE BE == 则,,42,AM t EN t ME NB t ==== ,EMN EMB S EN S EB = EMN EMB EN S S EB ∴=?, ,EMB EAB S EM S AE = EMB EAB EM S S AE ∴= ?, 24211 4822,224242 S t t ∴= ??=-+ 1 0,2 a =- < 22t ∴=S 取得最大值4. 故选:D. 【点睛】 考查动点问题的函数图象,考查勾股定理,三角形的面积等,综合性比较强,难度较大. 8.C 【解析】 【分析】 分①0<t ≤1;②1<t ≤2;两种情况分别求出S 与t 之间的函数关系式,再根据二次函数的图象与性质求解即可. 【详解】 分两种情况: ①0<t ≤1时,P 在边AD 上,Q 在AB 上. ∵AP =2t ,AQ =2t ,∴S 12= AP ?AQ 1 2 =?2t ?2t =2t 2,所以A 、B 错误; ②1<t ≤2,P 在边CD 上,Q 在边BC 上,如图, ∵DP =2(t -1)=2t -2,BQ =2(t -1)=2t -2,QC =PC =4-2t ,∴S =S 正方形ABCD -S △ABQ ―S △ADP ―S △CPQ =2× 2-12×2×(2t -2)-12×2×(2t -2)-1 2 ×(4-2t )2=-2t 2 +4t =22(1)2t --+,所以D 错误. 故选C . 【点睛】 本题考查了动点问题的函数图象,三角形的面积,二次函数的图象与性质,能够对t 的取值正确分类并且分别求出S 与t 之间的函数关系式是解题的关键. 9.B 【解析】 【分析】 由抛物线上有且只有三个不同的点1C 、2C 、3C ,使得1ΔABC 、2ΔABC 、3ΔABC 的面积都等于m 可得在C 1、C 2、C 3三个点中有一个为抛物线的顶点,根据配方法可求出抛物线的顶点的坐标,根据三角形面积公式即可求出m 的值. 【详解】 ∵抛物线上有且只有三个不同的点1C 、2C 、3C ,使得1ΔABC 、2ΔABC 、3ΔABC 的面积都等于m , ∴C 1、C 2、C 3三个点中有一个为抛物线的顶点, ∵y=(x+1)(x-3)=x 2-2x-3=(x-1)2-4, ∴抛物线的顶点坐标为(1,-4), ∵抛物线()()y x 1x 3=+-与x 轴相交于A 、B 两点, ∴A 、B 坐标分别为(0,-1)和(0,3), ∴m= 12AB ×4-=1 2 ×4×4=8. 故选B. 【点睛】 本题考查抛物线与坐标轴的交点,根据已知分析出C 1、C 2、C 3三个点中有一个为抛物线的顶点是解题关键. 10.k=-1或k>3 【解析】 【分析】 首先在坐标系中画出已知函数()2 (1)1,32 (5)1,(3)x x y x x --≤??=-->??? 的图象,然后利用数形结合的方法即 可找到使y k =成立的x 值恰好有2个的k 值. 【详解】 函数()2 (1)1,32 (5)1,(3)x x y x x --≤??=-->??? 的图象如图: 根据图象知道当1y =-或3y >时,对应成立的x 值恰好有2个, 所以1k =-或3k >. 故答案为:1k =-或3k >. 【点睛】 此题主要考查了利用二次函数的图象解决交点问题,解题的关键是把解方程的问题转换为根据函数图象找交点的问题. 11.( 83,119 ) 【解析】 【分析】 如图所示构造△AKD全等△DNM,先求得点A和点D的坐标,从而可求得点M的坐标,最后求得直线AM的坐标即可. 【详解】 如图所示:构造△AKD≌△DNM,连接AM. 将y=0代入抛物线的解析式得:-x2+2x+3=0. 解得:x1=3,x2=-1. ∴点A的坐标为(-1,0). ∴点D的横坐标为1. 将x=1代入抛物线的解析式得y=4. ∴AK=4,KD=2,∴DN=4,NM=2. ∴点M的坐标为(5,2). 设直线AM的解析式y=kx+b.将点A、点M的解析式代入得: 52 k b k b = = -+ ? ? + ? , 解得: 1 3 1 3 k b ? ?? ? ? ?? = = . ∴直线AM的解析式为y= 1 3 x+ 1 3 . 将y= 1 3 x+ 1 3 与y=-x2+2x+3联立. 解得:x= 8 3 ,y= 11 9 或x=-1,y=0(舍去). ∴点P的坐标为( 8 3 , 11 9 ). 【点睛】 本题主要考查的是二次函数的综合应用,一次函数的图象和性质、解二元二次方程组,构造△AKD≌△DNM是解题的关键. 12 .(3,13???, 【解析】 【分析】 由于AH的长度没有确定,所以只要以点Q为直角顶点的三角形与△AOH相似,那么两者就有可能全等;当点Q为直角顶点时,若∠POQ=30°或∠POQ=60°时,都符合解题要求,那么可根据∠POx的度数求出直线OP的解析式,然后联立抛物线的解析式即可得点P的坐标. 【详解】 解:在Rt△AOH中,∠AOH=30°; 由题意,可知:当∠POQ=30°或∠POQ=60°时,以点Q为直角顶点的△POQ与△AOH全等,故∠POx=60°或∠POx=30°; ①当∠POx=60°时,k OP=tan60° OP: x ,联立抛物线的解析式,2 y x y ?= ? ? = ?? ,解得: x y = ? ? = ? 或 3 x y ?= ? ? = ?? 即 P(3, ②当∠POx=30°时,k OP=tan30° ,所以,直线OP:y x ,联立抛物线的解析式,2 y x y x ?= ? ? = ? ? ,解得: x y = ? ? = ? 或 3 1 3 x y ? = ?? ? ?= ?? 即P 1 3 ? ? ? ,. 【点睛】 本题考查了三角形的全等与二次函数的应用,此题的难度并不大,抓住两个关键条件:①点Q为直角顶点,②以P、O、Q为顶点的三角形与△AOH全等是解题关键. 13.2 【解析】 【分析】 直接利用公式法求出函数的最值即可得出最高点离地面的距离. 【详解】 解:∵函数解析式为: y =- 18x 2+12x +32 , ∴y 最值= 24ac b 4a -=2 3114282148??????-- ? ? ?????? ?- ??? =2. 故答案为:2. 【点睛】 此题主要考查了二次函数的应用,属于简单题,正确记忆最值公式是解题关键. 14.12- 或14 . 【解析】 【分析】 根据题意可得,点p 是直线y=kx-1上的点,直线必过(0,-1),然后根据点P 个数讨论情况. 【详解】 ∵()()2 28=24=-++-+-y x x x x ,当y=0时,x=-2或4, ∴抛物线与x 轴的交点为(-2,0)或(4,0), 由题可得,点p 是直线y=kx-1上的点,直线必过(0,-1), 当直线y=kx-1经过抛物线与x 轴的交点(-2,0)或(4,0)时恰好有3个p 点, 将(-2,0)代入y=kx-1得,0=-2k-1,解得1 2 k =-, 将(4,0)代入y=kx-1得,0=4k-1,解得14 k =, 故k 的值为12-或14 . 【点睛】 本题主要考查抛物线的顶点及相关性质,熟练掌握其顶点求法然后观察交点个数规律是关键 15.c 1 4 = 或﹣6<c ≤﹣2