九年级上册数学
二次函数单元试卷(word版含答案)
一、初三数学二次函数易错题压轴题(难)
1.如图1,抛物线y=mx2﹣3mx+n(m≠0)与x轴交于点C(﹣1,0)与y轴交于点B (0,3),在线段OA上有一动点E(不与O、A重合),过点E作x轴的垂线交直线AB 于点N,交抛物线于点P,过点P作PM⊥AB于点M.
(1)分别求出抛物线和直线AB的函数表达式;
(2)设△PMN的面积为S1,△AEN的面积为S2,当1
236 25
S
S
=时,求点P的坐标;(3)如图2,在(2)的条件下,将线段OE绕点O逆时针旋转的到OE′,旋转角为α
(0°<α<90°),连接E′A、E′B,求E'A+2
3
E'B的最小值.
【答案】(1)抛物线y=﹣3
4
x2+
9
4
x+3,直线AB解析式为y=﹣
3
4
x+3;(2)P(2,
3 2);(3
410
【解析】
【分析】
(1)由题意令y=0,求出抛物线与x轴交点,列出方程即可求出a,根据待定系数法可以确定直线AB解析式;
(2)根据题意由△PNM∽△ANE,推出
6
5
PN
AN
=,以此列出方程求解即可解决问题;
(3)根据题意在y轴上取一点M使得OM′=4
3
,构造相似三角形,可以证明AM′就是
E′A+2
3
E′B的最小值.
【详解】
解:(1)∵抛物线y=mx2﹣3mx+n(m≠0)与x轴交于点C(﹣1,0)与y轴交于点B (0,3),
则有
3
30 n
m m n
?
?
?++
=
=
,解得4
3
3
m
n
?
?
?
?
-
?
=
=
,
∴抛物线2
39
3
44
y x x
=-++,
令y=0,得到2
39
3
44
x x
-++=0,
解得:x=4或﹣1,
∴A(4,0),B(0,3),
设直线AB解析式为y=kx+b,则
3
40
b
k b
+
?
?
?
=
=
,
解得
3
3
4
k
b
?
-
?
?
??
=
=
,
∴直线AB解析式为y=3
4
-x+3.
(2)如图1中,设P(m,2
39
3
44
m m
-++),则E(m,0),
∵PM⊥AB,PE⊥OA,
∴∠PMN=∠AEN,
∵∠PNM=∠ANE,
∴△PNM∽△ANE,
∵△PMN的面积为S1,△AEN的面积为S2,1
2
36
25
S
S
=,
∴6
5
PN
AN
=,
∵NE∥OB,
∴AN AE
AB OA
=,
∴AN=5
4
5
4
5
4
5
4
(4﹣m),
∵抛物线解析式为y =239
34
4
x x -++, ∴PN =239344m m -
++﹣(34-m+3)=3
4
-m 2+3m , ∴23
364
55(4)4
m m
m -+=-, 解得m =2或4(舍弃), ∴m =2, ∴P (2,
3
2
). (3)如图2中,在y 轴上 取一点M′使得OM′=4
3
,连接AM′,在AM′上取一点E′使得OE′=OE .
∵OE′=2,OM′?OB =4
3
×3=4, ∴OE′2=OM′?OB , ∴
OE OB
OM OE '=''
, ∵∠BOE′=∠M′OE′, ∴△M′OE′∽△E′OB ,
∴
M E OE BE OB '''='=2
3
, ∴M′E′=2
3BE′,
∴AE′+23BE′=AE′+E′M′=AM′,此时AE′+2
3BE′最小(两点间线段最短,A 、M′、E′共线
时),
最小值=AM′2244()3
+410
. 【点睛】
本题属于二次函数综合题,考查相似三角形的判定和性质、待定系数法、最小值问题等知
识,解题的关键是构造相似三角形,找到线段AM′就是
AE′+
2
3
BE′的最小值,属于中考压
轴题.
2.如图,直线y=1
2
x﹣2与x轴交于点B,与y轴交于点A,抛物线y=ax2﹣
3
2
x+c经过
A,B两点,与x轴的另一交点为C.(1)求抛物线的解析式;
(2)M为抛物线上一点,直线AM与x轴交于点N,当
3
2
MN
AN
=时,求点M的坐标;
(3)P为抛物线上的动点,连接AP,当∠PAB与△AOB的一个内角相等时,直接写出点P 的坐标.
【答案】(1)y=1
2
x2﹣
3
2
x﹣2;(2)点M的坐标为:(5,3)或(﹣2,3)或(2,﹣
3)或(1,﹣3);(3)点P的坐标为:(﹣1,0)或(3
2
,﹣
25
8
)或(
17
3
,
50
9
)或
(3,﹣2).【解析】【分析】
(1)根据题意直线y=1
2
x﹣2与x轴交于点B,与y轴交于点A,则点A、B的坐标分别
为:(0,-2)、(4,0),即可求解;
(2)由题意直线MA的表达式为:y=(1
2
m﹣
3
2
)x﹣2,则点N(
4
3
m-
,0),当
MN
AN
=3
2
时,则
NH
ON
=
3
2
,即
4
3
4
3
m
m
m
-
-
-
=
3
2
,进行分析即可求解;
(3)根据题意分∠PAB=∠AOB=90°、∠PAB=∠OAB、∠PAB=∠OBA三种情况,分别求解即可.
【详解】
解:(1)直线y
=1
2
x﹣2与x轴交于点B,与y轴交于点A,则点A、B的坐标分别为:
(0,﹣2)、(4,0),
则c=﹣2,将点B的坐标代入抛物线表达式并解得:a=1
2
,
故抛物线的表达式为:y=1
2
x2﹣
3
2
x﹣2①;
(2)设点M(m,1
2
m2﹣
3
2
m﹣2)、点A(0,﹣2),
将点M、A的坐标代入一次函数表达式:y=kx+b并解得:
直线MA的表达式为:y=(1
2
m﹣
3
2
)x﹣2,
则点N(
4
3
m-
,0),
当MN
AN
=
3
2
时,则
NH
ON
=
3
2
,即:
4
3
4
3
m
m
m
-
-
-
=
3
2
,
解得:m=5或﹣2或2或1,
故点M的坐标为:(5,3)或(﹣2,3)或(2,﹣3)或(1,﹣3);(3)①∠PAB=∠AOB=90°时,
则直线AP的表达式为:y=﹣2x﹣2②,
联立①②并解得:x=﹣1或0(舍去0),
故点P(﹣1,0);
②当∠PAB=∠OAB时,
当点P在AB上方时,无解;
当点P在AB下方时,
将△OAB沿AB折叠得到△O′AB,直线OA交x轴于点H、交抛物线为点P,点P为所求,则BO=OB=4,OA=OA=2,设OH=x,
则sin∠H=BO OA
HB HA
'
=,即:
2
4
44
x x
=
++,解得:x=
8
3
,则点H(﹣
8
3
,0),.
则直线AH的表达式为:y=﹣3
4
x﹣2③,
联立①③并解得:x=3
2
,故点P(
3
2
,﹣
25
8
);
③当∠PAB=∠OBA时,
当点P在AB上方时,
则AH=BH,
设OH=a,则AH=BH=4﹣a,AO=2,
故(4﹣a)2=a2+4,解得:a=3
2
,
故点H(3
2
,0),
则直线AH的表达式为:y=4
3
x﹣2④,
联立①④并解得:x=0或17
3
(舍去0),
故点P(17
3
,
50
9
);
当点P在AB下方时,
同理可得:点P(3,﹣2);
综上,点P 的坐标为:(﹣1,0)或(32,﹣258
)或(173,509)或(3,﹣2). 【点睛】
本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数、解直角三角形、勾股定理的运用等,要注意分类讨论,解题全面.
3.如图,过原点的抛物线y=﹣
12
x 2
+bx+c 与x 轴交于点A (4,0),B 为抛物线的顶点,连接OB ,点P 是线段OA 上的一个动点,过点P 作PC ⊥OB ,垂足为点C . (1)求抛物线的解析式,并确定顶点B 的坐标;
(2)设点P 的横坐标为m ,将△POC 绕着点P 按顺利针方向旋转90°,得△PO′C′,当点O′和点C′分别落在抛物线上时,求相应的m 的值;
(3)当(2)中的点C′落在抛物线上时,将抛物线向左或向右平移n (0<n <2)个单位,点B 、C′平移后对应的点分别记为B′、C″,是否存在n ,使得四边形OB′C″A 的周长最短?若存在,请直接写出n 的值和抛物线平移的方向,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)2122
y x x =-
+,点B (2,2);(2)m=2或209m =;(3)存在;n=
27时,抛物线向左平移. 【解析】 【分析】
(1)将点A 和点O 的坐标代入解析式,利用待定系数法即可求得二次函数的解析式,然后利用配方法可求得点B 的坐标;
(2)由点A 、点B 、点C 的坐标以及旋转的性质可知△△PDC 为等腰直角三角形,从而可得到点O′坐标为:(m ,m ),点C′坐标为:(32m ,2
m
),然后根据点在抛物线上,列出关于m 的方程,从而可解得m 的值;
(3)如图,将AC′沿C′B 平移,使得C′与B 重合,点A 落在A′处,以过点B 的直线y=2为对称轴,作A′的对称点A″,连接OA″,由线段的性质可知当B′为OA″与直线y=2的交点时,四边形OB′C″A 的周长最短,先求得点B′的坐标,根据点B 移动的方向和距离从而可得出点抛物线移动的方向和距离. 【详解】
解:(1)把原点O (0,0),和点A (4,0)代入y=12
-
x 2
+bx+c .
得040c b b c =?
?-++=?,
∴02c b =??=?
.
∴2211
2(2)222
y x x x =-
+=--+. ∴点B 的坐标为(2,2).
(2)∵点B 坐标为(2,2). ∴∠BOA=45°.
∴△PDC 为等腰直角三角形. 如图,过C′作C′D ⊥O′P 于D .
∵O′P=OP=m . ∴C′D=
12O′P=1
2
m . ∴点O′坐标为:(m ,m ),点C′坐标为:(3
2m ,2
m ).
当点O′在y=12
-x 2
+2x 上. 则?
12
m 2
+2m =m . 解得:12m =,20m =(舍去). ∴m=2. 当点C′在y=12
-x 2
+2x 上, 则12-
×(32
m )2+2×3
2m =12m ,
解得:120
9
m =,20m =(舍去). ∴m=
209
(3)存在n=27
,抛物线向左平移. 当m=
209时,点C′的坐标为(103
,10
9).
如图,将AC′沿C′B 平移,使得C′与B 重合,点A 落在A′处.
以过点B 的直线y=2为对称轴,作A′的对称点A″,连接OA″. 当B′为OA″与直线y=2的交点时,四边形OB′C″A 的周长最短. ∵BA′∥AC′,且BA′=AC′,点A (4,0),点C′(103
,10
9),点B (2,2). ∴点A′(
83,8
9
). ∴点A″的坐标为(
83,289
). 设直线OA″的解析式为y=kx ,将点A″代入得:8
283
9
k =, 解得:k=
76
. ∴直线OA″的解析式为y=76
x . 将y=2代入得:7
6
x=2, 解得:x=
127
, ∴点B′得坐标为(12
7
,2). ∴n=212277
-
=. ∴存在n=27
,抛物线向左平移. 【点睛】
本题主要考查的是二次函数、旋转的性质、平移的性质、路径最短等知识点,由旋转的性质和平移的性质求得点点O′坐标为:(m ,m ),点C′坐标为:(32m ,2
m
)以及点B′的坐标是解题的关键.
4.如图,已知点()1,2A 、()()5,0B n n >,点P 为线段AB 上的一个动点,反比例函数
()0k
y x x
=
>的图像经过点P .小明说:“点P 从点A 运动至点B 的过程中,k 值逐渐增大,当点P 在点A 位置时k 值最小,在点B 位置时k 值最大.”
(1)当1n =时.
①求线段AB 所在直线的函数表达式.
②你完全同意小明的说法吗?若完全同意,请说明理由;若不完全同意,也请说明理由,并求出正确的k 的最小值和最大值.
(2)若小明的说法完全正确,求n 的取值范围. 【答案】(1)①1944y x =-+;②不完全同意小明的说法;理由见详解;当9
2
x =时,k 有最大值
8116
;当1x =时,k 有最小值2;(2)10
9n ≥;
【解析】 【分析】
(1)①直接利用待定系数法,即可求出函数的表达式; ②由①得直线AB 为1944y x =-+,则219
44
k x x =-+,利用二次函数的性质,即可求出答案;
(2)根据题意,求出直线AB 的直线为21044n n y x --=+,设点P 为(x ,k
x
),则得到2210
44
n n k x x --=-,讨论最高项的系数,再由一次函数及二次函数的性质,得到对称轴52b
a -
≥,即可求出n 的取值范围. 【详解】
解:(1)当1n =时,点B 为(5,1), ①设直线AB 为y ax b =+,则
251a b a b +=??
+=?,解得:14
94a b ?=-????=??
, ∴19
44
y x =-
+; ②不完全同意小明的说法;理由如下: 由①得19
44
y x =-
+, 设点P 为(x ,
k
x
),由点P 在线段AB 上则 1944
k x x =-+, ∴22191981
()444216
k x x x =-+=--+; ∵1
04
-
<, ∴当9
2x =
时,k 有最大值8116
; 当1x =时,k 有最小值2;
∴点P 从点A 运动至点B 的过程中,k 值先增大后减小,当点P 在点A 位置时k 值最小,在9
2
x =
的位置时k 值最大. (2)∵()1,2A 、()5,B n , 设直线AB 为y ax b =+,则
25a b a b n +=??
+=?,解得:24
104n a n b -?=???-?=??
, ∴21044
n n
y x --=
+, 设点P 为(x ,
k
x
),由点P 在线段AB 上则 2210
44
n n k x x --=
-, 当
2
04
n -=,即n=2时,2k x =,则k 随x 的增大而增大,如何题意;
当n≠2时,则对称轴为:
10
10 4
2
24
2
n
n
x
n n
-
-
==
--;
∵点P从点A运动至点B的过程中,k值逐渐增大,当点P在点A位置时k值最小,在点B位置时k值最大.
即k在15
x
≤≤中,k随x的增大而增大;
当
2
4
n-
>时,有
∴
2
4
10
1
24
n
n
n
-
?
>
??
?
-
?≤
?-
?
,解得:
2
6
n
n
>
?
?
≥-
?
,
∴不等式组的解集为:2
n>;
当
2
4
n-
<时,有
∴
2
4
10
5
24
n
n
n
-
?
<
??
?
-
?≥
?-
?
,解得:
10
2
9
n
≤<,
∴综合上述,n的取值范围为:
10
9
n≥.
【点睛】
本题考查了二次函数的性质,反比例函数的性质,一次函数的性质,以及解不等式组,解题的关键是熟练掌握所学的知识,掌握所学函数的性质进行解题,注意利用分类讨论的思想进行分析.
5.如图1,在平面直角坐标系中,O为原点,抛物线2
y ax bx c
=++经过、、
A B C三点,且其对称轴为1,
x=其中点()
0,3
C,点()
3,0
B.
(1)求抛物线的解析式;
(2)①如图(1),点D是直线CB上方抛物线上的动点,当四边形DCAB的面积取最大值时,求点D的坐标;
②如图(2),连接,
CA在抛物线上有一点,
M满足
1
2
MCB ACO
∠=∠,请直接写出点
M的横坐标.
【答案】(1)2
323
3
=
y x;(2)①D
353
24
,,②233+2【解析】
【分析】
(1)根据点(3
C,点()
3,0
B,利用待定系数法,可得函数解析式;
(2)①先求出直线BC的解析式,当直线m与抛物线只有一个交点时,点D到BC的距离最远,此时△BCD取最大值,故四边形DCAB有最大值,求出b的值代入原式即可得到答案;
②根据题干条件抛物线上有一点,
M满足
1
2
MCB ACO
∠=∠,通过利用待定系数法利用方程组求出直线BE的解析式,可得答案.
【详解】
解:(1)由题意得:
1
2
0933
b
a
a b
?
-=
?
?
?=++
?
解得
323
a,
33
b
故抛物线的解析式是2
323
3
=++
y x x.
图(1) 图(2) (2)①设直线BC 的解析式为3. ∵直线BC 过点B (3,0), ∴3则k=33
-
, 故直线BC 解析式为y=3
3 设直线m 解析式为3
y
x b ,且直线m ∥直线BC 当直线m 与抛物线只有一个交点时,点D 到BC 的距离最远,此时△BCD 取最大值,故四边形DCAB 有最大值. 令23323b 3+=+
23-33333
0x x b
当2Δ
(-33)-43(333)0b 时
直线m 与抛物线有唯一交点 解之得:73
,b
代入原式可求得:32
x = ∴D 353
(2
图(3)
过D 作DP ∥y 轴交CB 于点P ,△DCB 面积=△DPC 面积+△DPB 面积,
∴D 3532? ??
②存在,点M 的横坐标为313+2 解题提示:如图3
符合条件的直线有两条: CM 1和CM 2(分别在CB 的上方和下方) ∵在Rt △ACO 中,∠ACO=30°,在Rt △COB 中,∠CBO=30°, ∴∠BCM 1=∠BCM 2=15° ∵△BCE 中,∠BCE=∠BEC 2=15° ∴BC=BE=23则E (33+0)
设直线CE 解析式为:3y kx =+ ∴0
(323)3k
解之得:32 ∴直线CE 解析式为:(32)3y
x
∴23233(32)3y x x y x ?=+?
??=?
解得:x 1=0,x 23-1
∵ 在Rt △OCF 中,∠CBO=30°,∠BCF=15° ∴在Rt △COF 中, ∠CFO=45° ∴3∴F 30)
∴直线CF
的解析式为-3y x
∴2323
3-3y x x y x ?=-
++???=+?
解之得:30x =(舍去),4
3+2x
即点M 的横坐标为:23-1或3+2 【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、一次函数图象上点的坐标特征和二次函数的性质;会利用待定系数法求二次函数解析式,理解坐标与图形性质是解题关键.
6.如图①抛物线y =ax 2+bx +4(a ≠0)与x 轴,y 轴分别交于点A (﹣1,0),B (4,0),点C 三点.
(1)试求抛物线的解析式;
(2)点D (3,m )在第一象限的抛物线上,连接BC ,BD .试问,在对称轴左侧的抛物线上是否存在一点P ,满足∠PBC =∠DBC ?如果存在,请求出点P 点的坐标;如果不存在,请说明理由;
(3)点N 在抛物线的对称轴上,点M 在抛物线上,当以M 、N 、B 、C 为顶点的四边形是平行四边形时,请直接写出点M 的坐标. 【答案】(1)y =﹣x 2+3x +4;(2)存在.P (﹣
34,1916
).(3)1539(,)24M --
21139(,)24M - 3521
(,)24M
【解析】 【分析】
(1)将A,B,C 三点代入y =ax 2+bx+4求出a,b,c 值,即可确定表达式;
(2)在y 轴上取点G ,使CG =CD =3,构建△DCB ≌△GCB ,求直线BG 的解析式,再求直线BG 与抛物线交点坐标即为P 点,
(3)根据平行四边形的对边平行且相等,利用平移的性质列出方程求解,分情况讨论. 【详解】
解:如图:
(1)∵抛物线y=ax2+bx+4(a≠0)与x轴,y轴分别交于点A(﹣1,0),B(4,0),点C三点.
∴
40
16440
a b
a b
-+=
?
?
++=
?
解得
1
3
a
b
=-
?
?
=
?
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+3x+4.(2)存在.理由如下:
y=﹣x2+3x+4=﹣(x﹣3
2
)2+
25
4
.
∵点D(3,m)在第一象限的抛物线上,
∴m=4,∴D(3,4),∵C(0,4)
∵OC=OB,∴∠OBC=∠OCB=45°.
连接CD,∴CD∥x轴,
∴∠DCB=∠OBC=45°,
∴∠DCB=∠OCB,
在y轴上取点G,使CG=CD=3,
再延长BG交抛物线于点P,在△DCB和△GCB中,CB=CB,∠DCB=∠OCB,CG=CD,∴△DCB≌△GCB(SAS)
∴∠DBC=∠GBC.
设直线BP解析式为y BP=kx+b(k≠0),把G(0,1),B(4,0)代入,得
k=﹣1
4
,b=1,
∴BP解析式为y BP=﹣1
4
x+1.
y BP=﹣1
4
x+1,y=﹣x2+3x+4
当y=y BP时,﹣1
4
x+1=﹣x2+3x+4,
解得x1=﹣3
4
,x2=4(舍去),
∴y=19
16
,∴P(﹣
3
4
,
19
16
).
(3)
1
539 (,)
24
M--
2
1139 (,) 24
M-
3
521 (,) 24
M理由如下,如图
B(4,0),C(0,4) ,抛物线对称轴为直线
3
2
x=,
设N(3
2
,n),M(m, ﹣m2+3m+4)
第一种情况:当MN与BC为对边关系时,MN∥BC,MN=BC,
∴4-3
2
=0-m,∴m=
5
2
-
∴﹣m2+3m+4=
39 4 -,
∴
1
539 (,)
24
M--;
或∴0-3
2
=4-m,
∴m=11 2
∴﹣m2+3m+4=
39 4 -,
∴
2
1139 (,) 24
M-;
第二种情况:当MN与BC为对角线关系,MN与BC交点为K,则K(2,2),
∴3
22 2
m
∴m=5 2
∴﹣m2+3m+4=21 4
∴
3
521 (,) 24
M
综上所述,当以M、N、B、C为顶点的四边形是平行四边形时,点M的坐标为
1
539 (,)
24
M--
2
1139 (,) 24
M-
3
521 (,) 24
M.
【点睛】
本题考查二次函数与图形的综合应用,涉及待定系数法,函数图象交点坐标问题,平行四边形的性质,方程思想及分类讨论思想是解答此题的关键.
7.如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=﹣x2+6x﹣5的图象与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,其顶点为P,连接PA、AC、CP,过点C作y轴的垂线l.
(1)P的坐标,C的坐标;
(2)直线1上是否存在点Q,使△PBQ的面积等于△PAC面积的2倍?若存在,求出点Q 的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)(3,4),(0,﹣5);(2)存在,点Q的坐标为:(9
2
,﹣5)或
(21
2
,﹣5)
【解析】
【分析】
(1)利用配方法求出顶点坐标,令x=0,可得y=-5,推出C(0,-5);
(2)直线PC的解析式为y=3x-5,设直线交x轴于D,则D(5
3
,0),设直线PQ交x轴
于E,当BE=2AD时,△PBQ的面积等于△PAC的面积的2倍,分两种情形分别求解即可解决问题.
【详解】
解:(1)∵y=﹣x2+6x﹣5=﹣(x﹣3)2+4,
∴顶点P(3,4),
令x=0得到y=﹣5,
∴C(0,﹣5).
故答案为:(3,4),(0,﹣5);
(2)令y=0,x2﹣6x+5=0,
解得:x=1或x=5,
∴A(1,0),B(5,0),
设直线PC的解析式为y=kx+b,则有
5
34 b
k b
=-
?
?
+=
?
,
解得:
3
5 k
b
=
?
?
=-
?
,
∴直线PC的解析式为:y=3x﹣5,
设直线交x轴于D,则D(5
3
,0),
设直线PQ交x轴于E,当BE=2AD时,△PBQ的面积等于△PAC的面积的2倍,
∵AD=2
3
,
∴BE=4
3
,
∴E(11
3
,0)或E′(
19
3
,0),
则直线PE的解析式为:y=﹣6x+22,
∴Q(9
2
,﹣5),
直线PE′的解析式为y=﹣6
5
x+
38
5
,