二次函数图像平移,对称与旋转 课件
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二次函数图像变换
二次函数图像变换有3种:平移、对称、旋转。
一、专用解法
1、平移:左加右减自变量,上加下减常数项
2、对称、旋转:取原抛物线上一点(x,y),然后根据对称或旋转规律找到对应点,
将对应点坐标代入原抛物线解析式,然后化解得到的解析式即所求。
例1:原抛物线上y=ax^2+bx+c有一点(x,y),其关于x轴对称的点坐标为(x,-y),将(x,-y)代入到原解析式得到-y=ax^2+bx+c,即y=-ax^2-bx-c
例2:原抛物线上y=x^2+2x绕点(1,0)旋转180°,求旋转后的解析式解:设点(x,y)是原抛物线y=x^2+2x上一点,(x,y)绕点(1,0)旋转180°,通过中点坐标公式得出对应点为(2-x,-y),将(2-x,-y)代入y=x^2+2x得到
-y=(2-x)^2+2(2-x),即y=-x^2+6x-8
注意:以上方法也适用于一次函数
二、通用解法
①将解析式化顶点式y=a(x-h)^2+k,得到顶点(h,k)
②将顶点(h,k)按照要求进行平移、对称、旋转,得到新的顶点(h’,k’)
③平移a不变;X轴对称a变号,Y轴对称a不变;旋转a变号,特别的原点对称就是绕(0,0)旋转180
注意:这里的旋转肯定是180°,因为如果不是180°得到的就不是二次函数了
④知道了a和顶点,设顶点式就可以得到新抛物线的解析式
注意:无论平移、对称、旋转都可以用,如果是一次函数可以将顶点(h,k)替换为直线与y轴交点,a替换为k,整体思路是一样的。
2二次函数图象的平移、旋转、轴对称专题有关图象的变换一般可采用两种基本的方法,其一是利用特殊点进行变换,其二是利用坐标变换的规律进行变换。
所谓利用特殊点进行变换,即选取原图象上一些特殊的点,把这些点按指定的要求进行变换,再把变换后的点代入到新的解析式中,从而求出变换后的解析式,利用特殊点进行变换,又可以从一般形式入手,选取图象上的三个特殊的点进行变换,也可以把一般形式化为顶点式,选取顶点作为特殊点,然后进行变换。
利用坐标变换的方法,根据题目的要求,利用坐标变换的规律,从而进行变换。
下面由具体的例子进行说明。
一 、 平 移 。
例1、 把抛物线 y=x -4x+6 向左平移 3 个单位,再向下平移 4 个单位后,求其图象的解析式。
法(一)选取图象上三个特殊的点,如(0, 6),( 1, 3),( 2,2)【选取使运算最简单的点】,然后把这三个点按要求向左平移3 个单位,再向下平移4 个单位后得到三个新点( -3 , 2),( -2 , -1 ),(-1 ,-2 ),把这三个新点代入到新的函数关 系式的一般形式 y=ax 2+bx+c 中,求出各项系数即可。
例 2、已知抛物线 y=2x 位,求其解析式。
法(二)2-8x+5, 求其向上平移 4 个单位,再向右平移 3 个单先利用配方法把二次函数化成y a( x h)2 k 的形式,确定其顶点( 2,-3 ),然后把顶点( 2, -3 )向上平移 4 个单位,再向右平移 3 个单位后得到新抛物线的顶点为( 5, 1),因为是抛物线的平移,因此平移前后 a 的值应该相等,这样我们就得到新的抛物线的解析式中 a=2,且顶点为( 5, 1),就可以求出其解析式了。
22222【平移规律:在原有函数的基础上“左加右减、上加下减”】 .法(三)根据平移规律进行平移,不论哪种抛物线的形式,平移规律为 “左右平移即把解析式中自变量 x 改为 x 加上或减去一个常数,左加右减,上下平移即把整个解析式加上或减去一个常数,上加下减。
二次函数中的平移、翻折、对称、旋转、折叠问题目录题型01二次函数平移问题题型02二次函数翻折问题题型03二次函数对称问题题型04二次函数旋转问题题型05二次函数折叠问题题型01二次函数平移问题1. 二次函数的平移变换平移方式(n>0)一般式y=ax2+bx+c顶点式y=a(x-h)2+k平移口诀向左平移n个单位y=a(x+n)2+b(x+n)+c y=a(x-h+n)2+k左加向右平移n个单位y=a(x-n)2+b(x-n)+c y=a(x-h-n)2+k右减向上平移n个单位y=ax2+bx+c+n y=a(x-h)2+k+n上加向下平移n个单位y=ax2+bx+c-n y=a(x-h)2+k-n下减2.平移与增加性变化如果平移后对称轴不发生变化,则不影响增减性,但会改变函数最大(小)值.只对二次函数上下平移,不改变增减性,改变最值.只对二次函数左右平移,改变增减性,不改变最值.1(2023·上海杨浦·统考一模)已知在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2-2ax-3a≠0与x轴交于点A、点B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,抛物线的顶点为D,且AB=4.(1)求抛物线的表达式;(2)点P 是线段BC 上一点,如果∠PAC =45°,求点P 的坐标;(3)在第(2)小题的条件下,将该抛物线向左平移,点D 平移至点E 处,过点E 作EF ⊥直线AP ,垂足为点F ,如果tan ∠PEF =12,求平移后抛物线的表达式.【答案】(1)y =x 2-2x -3(2)P 53,-43(3)y =x +1792-4【分析】(1)设点A 的横坐标为x A ,点B 的横坐标为x B ,根据对称轴,AB =4,列式x A +x B2=1,x B -x A =4,利用根与系数关系计算确定a 值即可.(2)过点C 作AC ⊥MN 于点C ,交AC 右侧的AP 的延长线于点M ,交AC 左侧的AP 的延长线于点N ,利用三角形全等,确定坐标,后根据解析式交点确定所求坐标即可.(3)设抛物线向左平移了t 个单位,则点E 1-t ,-4 ,过点F 作x 轴的平行线交过点P 和y 轴的平行线于点H ,交过点E 和y 轴的平行线于点G ,证明Rt △FGE ∽Rt △PHF ,根据相似三角形的性质得出GEHF=GF HP =EF FP =1tan ∠PEF =2即可求解.【详解】(1)解:∵抛物线y =ax 2-2ax -3a ≠0 与x 轴交于点A 、点B (点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C ,抛物线的顶点为D ,且AB =4,∴x A +x B 2=1,x B -x A =4,解得x B =3,x A =-1,∴-3a=3×-1 ,解得a=1,故抛物线的解析式为y =x 2-2x -3.(2)过点C 作AC ⊥MN 于点C ,交AC 右侧的AP 的延长线于点M ,∵∠PAC =45°,∴AC =CM ,过点M 作MT ⊥y 轴于点T ,∴∠ACO =90°-∠ECM =∠CMT ∵∠ACO =∠CMT ∠AOC =∠CTM AC =CM,∴△AOC ≌△CTM AAS ,∴AO =CT ,OC =EM ,∵抛物线的解析式为y =x 2-2x -3,x B =3,x A =-1,∴AO =CT =1,OC =TM =3,A -1,0 ,C 0,-3 ,B 3,0 ,∴OE =2,TM =3∴M 3,-2 ,设AM 的解析式为y =kx +b ,BC 的解析式为y =px +q ∴-k +b =03k +b =-2 ,3p +q =0q =-3 ,解得k =-12b =-12,p =1q =-3 ∴AM 的解析式为y =-12x -12,BC 的解析式为y =x -3,∴y =x -3y =-12x -12 ,解得x =53y =-43,故P 53,-43;(3)∵y =x 2-2x -3=x -1 2-4,点D 1,-4 ,设抛物线向左平移了t 个单位,则点E 1-t ,-4 ,过点F 作x 轴的平行线交过点P 和y 轴的平行线于点H ,交过点E 和y 轴的平行线于点G ,由(2)知,直线AP 的表达式为:y =-12x -12,P 53,-43设F m ,-12m -12 ∵∠EFP =90°,∴∠GFE +∠HFP =90°,∵∠GFE +∠GEF =90°,∴∠GEF =∠HFP ,∴Rt △FGE ∽Rt △PHF ,∴GE HF =GF HP =EF FP =1tan ∠PEF=2,∵GE =y F -y E =-12m -12+4,HF =x P -x F =53-m ,GF =x F -x G =m -1-t ,HP=y F -y P =-12m-12+43,∴-12m -12+453-m =m -1-t -12m -12+43=2,解得:t =269,∴y =x -1+269 2-4=x +179 2-4.【点睛】本题为考查了二次函数综合运用,三角形全等和相似、解直角三角形、图象平移等,正确作辅助线是解题的关键.2(2023·广东湛江·校考一模)如图1,抛物线y =36x 2+433x +23与x 轴交于点A ,B (A 在B 左边),与y 轴交于点C ,连AC ,点D 与点C 关于抛物线的对称轴对称,过点D 作DE ∥AC 交抛物线于点E ,交y 轴于点P.(1)点F 是直线AC 下方抛物线上点一动点,连DF 交AC 于点G ,连EG ,当△EFG 的面积的最大值时,直线DE 上有一动点M ,直线AC 上有一动点N ,满足MN ⊥AC ,连GM ,NO ,求GM +MN +NO 的最小值;(2)如图2,在(1)的条件下,过点F 作FH ⊥x 轴于点H 交AC 于点L ,将△AHL 沿着射线AC 平移到点A 与点C 重合,从而得到△A H L (点A ,H ,L 分别对应点A ,H ,L ),再将△A H L 绕点H 逆时针旋转α(0°<α<180°),旋转过程中,边A L 所在直线交直线DE 于Q ,交y 轴于点R ,求当△PQR 为等腰三角形时,直接写出PR 的长.【答案】(1)4+23975(2)1733-3或833【分析】(1)作FH ∥y 轴交DE 于H .设F m ,36m 2+433m +23 ,求出直线DE 的解析式,联立方程得到x =-3时,FH 的值最大,求出答案;作点G 关于DE 的对称点T ,TG 交DE 于R ,连接OR 交AC 于N ,作NM ⊥DE 于M ,连接TM ,GM ,此时GM +MN +NO 的值最小,求出答案即可;(2)当△PQR 是等腰三角形时,易知∠QPR =120°,易知直线RQ 与x 轴的夹角为60°,得到直线RQ 的解析式为y =3x +3-3,进而求出答案,当△QPR 是等腰三角形,同理求出答案.【详解】(1)如图1中,作FH ∥y 轴交DE 于H .设F m ,36m 2+433m +23 .由题意可知A (-6,0),B (-2,0),C (0,23),∵抛物线的对称轴x =-4,C ,D 关于直线x =-4对称,∴D (-8,23),∴直线AC 的解析式为y =33x +23,∵DE ∥AC ,∴直线DE 的解析式为y =33x +1433,由y =33x +23y =33x +1433,解得x =8y=23 或x =2y =1633,∴E 2,1633 ,H m ,33m +1433,∵S △DEF =S △DEG +S △EFG ,△DEG 的面积为定值,∴△DEG 的面积最大时,△EFG 的面积最大,∵FH 的值最大时,△DEF 的面积最大,∵FH 的值最大时,△EFG 的面积最大,∵FH =-36m 2-3m +833,∵a <0.开口向下,∴x =-3时,FH 的值最大,此时F -3,-32.如图2中,作点G 关于DE 的对称点T ,TG 交DE 于R ,连接OR 交AC 于N ,作NM ⊥DE 于M ,连接TM ,GM ,此时GM +MN +NO 的值最小.∵直线DF 的解析式为:y =-32x -23,由y =-32x -23y =33x +23,解得x =-245y =235,∴G -245,232 ,∵TG ⊥AC ,∴直线GR 的解析式为y =-3x -2235,由y =33x +1433y =-3x -2235 ,解得x =-345y =1235,∴R -345,1235,∴RG =4,OR =23975,∵GM =TM =RN ,∴GM +MN +ON =RN +ON +RG =RG +ON =4+23975.∴GM +MN +NO 的最小值为4+23975.(2)如图3中,如图当△PQR 是等腰三角形时,易知∠QPR =120°,PQ =PR易知直线RQ 与x 轴的夹角为60°,L 3-32,23+32,直线RQ 的解析式为y =3x +3-3,∴R (0,3-3),∴PR =1433-(3-3)=1733-3.如图4中,当△QPR 是等腰三角形,∵∠QPR =60°,∴△QPR 是等边三角形,同法可得R (0,23),∴PR =OP -OC =1433-23=833综上所述,满足条件的PR 的值为1733-3或833.【点睛】本题属于二次函数证明题,考查了二次函数的性质,一次函数的应用,解题的关键是学会构建二次函数解决最值问题,学会分类讨论的思想思考问题.3(2023·广东潮州·校考一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y =-12x 2+bx +c 与x 轴交于A (-2,0),B (4,0)两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C ,连接AC 、BC ,点P 为直线BC 上方抛物线上一动点,连接OP 交BC 于点Q .(1)求抛物线的函数表达式;(2)当PQ OQ 的值最大时,求点P 的坐标和PQ OQ的最大值;(3)把抛物线y =-12x 2+bx +c 沿射线AC 方向平移5个单位得新抛物线y ,M 是新抛物线上一点,N 是新抛物线对称轴上一点,当以M 、N 、B 、C 为顶点的四边形是平行四边形时,直接写出N 点的坐标,并把求其中一个N 点坐标的过程写出来.【答案】(1)抛物线的函数表达式为y =-12x 2+x +4(2)当m =2时,PQ OQ取得最大值12,此时,P (2,4)(3)N 点的坐标为N 12,52 ,N 22,-112 ,N 32,-52.其中一个N 点坐标的解答过程见解析【分析】(1)运用待定系数法即可求得答案;(2)运用待定系数法求得直线BC 的解析式为y =-x +4,如图1,过点P 作PD ∥y 轴交BC 于点D ,设P m ,-12m 2+m +4 ,则D (m ,-m +4),证明△PDQ ∽△OCQ ,得出:PQ OQ =PD OC=-12m 2+2m 4=-18(m -2)2+12,运用求二次函数最值方法即可得出答案;(3)设M t -12t 2+2t +92,N (2,s ),分三种情况:当BC 为▱BCN 1M 1的边时;当BC 为▱BCM 2N 2的边时;当BC 为▱BM 3CN 3的对角线时,运用平行四边形性质即可求得答案.【详解】(1)∵抛物线y =-12x 2+bx +c 与x 轴交于A (-2,0),B (4,0)两点(点A 在点B 的左侧),∴-12×(-2)2-2b +c =0-12×42+4b +c =0,解得:b =1c =4 ,∴抛物线的函数表达式为y =-12x 2+x +4;(2)∵抛物线y =-12x 2+x +4与y 轴交于点C ,∴C (0,4),∴OC =4,设直线BC 的解析式为y =kx +d ,把B (4,0),C (0,4)代入,得:4k +d =0,d =4 解得:k =-1d =4 ,∴直线BC 的解析式为y =-x +4,如图1,过点P 作PD ∥y 轴交BC 于点D ,设P m ,-12m 2+m +4 ,则D (m ,-m +4),∴PD =-12m 2+2m ,∵PD ∥OC ,∴△PDQ ∽△OCQ ,∴PQ OQ =PD OC=-12m 2+2m 4=-18(m -2)2+12,∴当m =2时,PQ OQ取得最大值12,此时,P (2,4).(3)如图2,沿射线AC 方向平移5个单位,即向右平移1个单位,向上平移2个单位,∴新的物线解析式为y =-12(x -2)2+132=-12x 2+2x +92,对称轴为直线x =2,设M t ,-12t 2+2t +92,N (2,s ),当BC 为▱BCN 1M 1的边时,则BC ∥MN ,BC =MN ,∴t -2=4s =-12t 2+2t +92+4解得:t =6s =52,∴N 12,52;当BC 为▱BCM 2N 2的边时,则BC ∥MN ,BC =MN ,∴t -2=-4s =-12t 2+2t +92-4 ,解得:t =-2s =-112,∴N 22,-112;当BC 为▱BM 3CN 3的对角线时,则t +2=4-12t 2+2t +92+s =4,解得:t =2s =-52,∴N 32,-52;综上所述,N 点的坐标为:N 12,52 ,N 22,-112 ,N 32,-52.【点睛】本题是二次函数综合题,考查了待定系数法,二次函数的图象和性质,抛物线的平移,平行四边形的性质,相似三角形的判定和性质,熟练掌握铅锤法、中点坐标公式,运用数形结合思想、分类讨论思想是解题关键.4(2023·湖北襄阳·校联考模拟预测)坐标综合:(1)平面直角坐标系中,抛物线C 1:y 1=x 2+bx +c 的对称轴为直线x =3,且经过点6,3 ,求抛物线C 1的解析式,并写出其顶点坐标;(2)将抛物线C 1在平面直角坐标系内作某种平移,得到一条新的抛物线C 2:y 2=x 2-2mx +m 2-1,①如图1,设自变量x 在1≤x ≤2的范围内取值时,函数y 2的最小值始终等于-1.此时,若y 2的最大值比最小值大12m ,求m 的值;②如图2,直线l :y =-12x +n n >0 与x 轴、y 轴分别交于A 、C 两点.过点A 、点C 分别作两坐标轴的平行线,两平行线在第一象限内交于点B .设抛物线C 2与x 轴交于E 、F 两点(点E 在左边).现将图中的△CBA 沿直线l 折叠,折叠后的BC 边与x 轴交于点M .当8≤n ≤12时,若要使点M 始终能够落在线段EF (包括两端点)上,请通过计算加以说明:抛物线C 1在向抛物线C 2平移时,沿x 轴的方向上需要向左还是向右平移?最少要平移几个单位?最多能平移几个单位?【答案】(1)抛物线C 1的解析式为y 1=x 2-6x +3,抛物线C 1的顶点坐标为3,-6(2)①m 的值为2或9-154;②抛物线C 1在向抛物线C 2平移时,沿x 轴的方向上需要向右平移,最少平移2个单位,最多平移7个单位【分析】(1)根据对称轴为直线x =3,可得b =-6,再把把6,3 代入,即可求解;(2)①根据配方可得当x =m 时,函数有最小值-1,再由自变量x 在1≤x ≤2的范围内取值时,函数y 2的最小值始终等于-1,可得1≤m ≤2,然后两种情况讨论,即可求解;②先求出点A ,C 的坐标,可得点B 的坐标,再根据图形折叠的性质可得CM =AM ,在Rt △COM 中,根据勾股定理可得CM =54n ,从而得到点M 的坐标,继而得到n 的取值范围,然后根据点M 始终能够落在线段EF (包括两端点)上,可得m 取值范围,即可求解.【详解】(1)解:∵y 1=x 2+bx +c 的对称轴为直线x =3,∴-b2=3,解得:b =-6,把6,3 代入y 1=x 2-6x +c ,得3=62-6×6+c ,解得:c =3,∴抛物线C 1的解析式为y 1=x 2-6x +3,当x =3时,y 1=32-6×3+3=-6,∴抛物线C 1的顶点坐标为3,-6 ;(2)解:①∵y 2=x 2-2mx +m 2-1=x -m 2-1,∴抛物线C 2的对称轴为直线x =m ,当x =m 时,函数有最小值-1,∵在1≤x ≤2的范围内取值时,函数y 2的最小值始终等于-1,∴1≤m ≤2,当1≤m ≤32时,x =2时y 2有最大值为m 2-4m +3,∴m 2-4m +3+1=12m ,解得m =9±154,∴m =9-154;当32≤m ≤2时,x =1时y 2有最大值为m 2-2m ,∴m 2-2m +1=12m ,解得m =2或m =12(舍),综上所述:m 的值为2或9-154;②直线l :y =-12x +n 与x 轴的交点A 2n ,0 ,与y 轴的交点C 0,n ,∴B 2n ,n ,∵△CBA 沿直线l 折叠,∴∠BCA =∠ACM ,∵∠BCA =∠CAM ,∴∠ACM =∠MAC ,∴CM =AM ,在Rt △COM 中,CM 2=CO 2+OM 2,即CM 2=n 2+2n -CM 2,解得CM =54n ,∴OM =34n ,∴M 34n ,0 ,∵8≤n ≤12,∴6≤34n ≤9,当x 2-2mx +m 2-1=0时,解得:x =m +1或x =m -1,∴E m -1,0 ,F m +1,0 ,∵点M 始终能够落在线段EF 上,∴m +1≥6,m -1≤9,∴5≤m ≤10,∵y 1=x 2-6x +3=x -3 2-6,y 2=x -m 2-1,当m =5时,抛物线C 1沿x 轴向右平移2个单位,向上平移5个单位,当m =10时,抛物线C 1沿x 轴向右平移7个单位,向上平移5个单位,∴抛物线C 1在向抛物线C 2平移时,沿x 轴的方向上需要向右平移,最少平移2个单位,最多平移7个单位.【点睛】本题考查二次函数的图象及性质,熟练掌握二次函数的图象及性质,函数图象平移的性质,轴对称图形的性质,勾股定理的应用是解题的关键.5(2023·浙江湖州·统考中考真题)如图1,在平面直角坐标系xOy 中,二次函数y =x 2-4x +c 的图象与y 轴的交点坐标为0,5 ,图象的顶点为M .矩形ABCD 的顶点D 与原点O 重合,顶点A ,C 分别在x 轴,y 轴上,顶点B 的坐标为1,5 .(1)求c 的值及顶点M 的坐标,(2)如图2,将矩形ABCD 沿x 轴正方向平移t 个单位0<t <3 得到对应的矩形A B C D .已知边C D ,A B 分别与函数y =x 2-4x +c 的图象交于点P ,Q ,连接PQ ,过点P 作PG ⊥A B 于点G .①当t =2时,求QG 的长;②当点G 与点Q 不重合时,是否存在这样的t ,使得△PGQ 的面积为1?若存在,求出此时t 的值;若不存在,请说明理由.【答案】(1)c =5,顶点M 的坐标是2,1(2)①1;②存在,t =12或52【分析】(1)把0,5 代入抛物线的解析式即可求出c ,把抛物线转化为顶点式即可求出顶点坐标;(2)①先判断当t =2时,D ,A 的坐标分别是2,0 ,3,0 ,再求出x =3,x =2时点Q 的纵坐标与点P 的纵坐标,进而求解;②先求出QG =2,易得P ,Q 的坐标分别是t ,t 2-4t +5 ,t +1,t 2-2t +2 ,然后分点G 在点Q 的上方与点G 在点Q 的下方两种情况,结合函数图象求解即可.【详解】(1)∵二次函数y =x 2-4x +c 的图象与y 轴的交点坐标为0,5 ,∴c =5, ∴y =x 2-4x +5=x -2 2+1,∴顶点M 的坐标是2,1 .(2)①∵A 在x 轴上,B 的坐标为1,5 ,∴点A 的坐标是1,0 .当t =2时,D ,A 的坐标分别是2,0 ,3,0 .当x =3时,y =3-2 2+1=2,即点Q 的纵坐标是2,当x =2时,y =2-2 2+1=1,即点P 的纵坐标是1.∵PG ⊥A B ,∴点G 的纵坐标是1, ∴QG =2-1=1. ②存在.理由如下:∵△PGQ 的面积为1,PG =1,∴QG =2.根据题意,得P ,Q 的坐标分别是t ,t 2-4t +5 ,t +1,t 2-2t +2 .如图1,当点G 在点Q 的上方时,QG =t 2-4t +5-t 2-2t +2 =3-2t =2,此时t =12(在0<t <3的范围内),如图2,当点G 在点Q 的下方时,QG =t 2-2t +2-t 2-4t +5 =2t -3=2,此时t =52(在0<t <3的范围内).∴t =12或52.【点睛】本题考查了二次函数图象上点的坐标特点、矩形的性质以及三角形的面积等知识,熟练掌握二次函数的图象与性质、灵活应用数形结合思想是解题的关键.6(2023·江苏·统考中考真题)如图,二次函数y =12x 2+bx -4的图像与x 轴相交于点A (-2,0)、B ,其顶点是C .(1)b =;(2)D 是第三象限抛物线上的一点,连接OD ,tan ∠AOD =52;将原抛物线向左平移,使得平移后的抛物线经过点D ,过点(k ,0)作x 轴的垂线l .已知在l 的左侧,平移前后的两条抛物线都下降,求k 的取值范围;(3)将原抛物线平移,平移后的抛物线与原抛物线的对称轴相交于点Q ,且其顶点P 落在原抛物线上,连接PC 、QC 、PQ .已知△PCQ 是直角三角形,求点P 的坐标.【答案】(1)-1;(2)k ≤-3;(3)3,-52 或-1,-52 .【分析】(1)把A (-2,0)代入y =12x 2+bx -4即可求解;(2)过点D 作DM ⊥OA 于点M ,设D m ,12m 2-m -4 ,由tan ∠AOD =DM OM=-12m 2+m +4-m =52,解得D -1,-52,进而求得平移后得抛物线,平移后得抛物线为y =12x +3 2-92,根据二次函数得性质即可得解;(3)先设出平移后顶点为P p ,12p 2-p -4 ,根据原抛物线y =12x -1 2-92,求得原抛物线的顶点C 1,-92 ,对称轴为x =1,进而得Q 1,p 2-2p -72,再根据勾股定理构造方程即可得解.【详解】(1)解:把A (-2,0)代入y =12x 2+bx -4得,0=12×-2 2+b ×-2 -4,解得b =-1,故答案为-1;(2)解:过点D 作DM ⊥OA 于点M ,∵b =-1,∴二次函数的解析式为y =12x 2-x -4设D m ,12m 2-m -4 ,∵D 是第三象限抛物线上的一点,连接OD ,tan ∠AOD =52,∴tan ∠AOD =DM OM=-12m 2+m +4-m =52,解得m =-1或m =8(舍去),当m =-1时,12m 2-m -4=12+1-4=-52,∴D -1,-52,∵y =12x 2-x -4=12x -1 2-92,∴设将原抛物线向左平移后的抛物线为y =12x +a 2-92,把D -1,-52 代入y =12x +a 2-92得-52=12-1+a 2-92,解得a =3或a =-1(舍去),∴平移后得抛物线为y =12x +3 2-92∵过点(k ,0)作x 轴的垂线l .已知在l 的左侧,平移前后的两条抛物线都下降,在y =12x +3 2-92的对称轴x =-3的左侧,y 随x 的增大而减小,此时原抛物线也是y 随x 的增大而减小,∴k ≤-3;(3)解:由y =12x -1 2-92,设平移后的抛物线为y =12x -p 2+q ,则顶点为P p ,q ,∵顶点为P p ,q 在y =12x -1 2-92上,∴q =12p -1 2-92=12p 2-p -4,∴平移后的抛物线为y =12x -p 2+12p 2-p -4,顶点为P p ,12p 2-p -4 ,∵原抛物线y =12x -1 2-92,∴原抛物线的顶点C 1,-92,对称轴为x =1,∵平移后的抛物线与原抛物线的对称轴相交于点Q ,∴Q 1,p 2-2p -72,∵点Q 、C 在直线x =1上,平移后的抛物线顶点P 在原抛物线顶点C 的上方,两抛物线的交点Q 在顶点P 的上方,∴∠PCQ 与∠CQP 都是锐角,∵△PCQ 是直角三角形,∴∠CPQ =90°,∴QC 2=PC 2+PQ 2,∴p 2-2p -72+92 2=p -1 2+12p 2-p -4+922+p -1 2+12p 2-p -4-p 2+2p +722化简得p -1 2p -3 p +1 =0,∴p =1(舍去),或p =3或p =-1,当p =3时,12p 2-p -4=12×32-3-4=-52,当p =-1时,12×-1 2+1-4=-52,∴点P 坐标为3,-52 或-1,-52.【点睛】本题考查了二次函数的图像及性质,勾股定理,解直角三角形以及待定系数法求二次函数的解析式,熟练掌握二次函数的图像及性质是解题的关键.7(2023·湖北宜昌·统考模拟预测)如图,过原点的抛物线y 1=ax (x -2n )(a ≠0,a ,n 为常数)与x 轴交于另一点A ,B 是线段OA 的中点,B -4,0 ,点M (-3,3)在抛物线y 1上.(1)点A 的坐标为;(2)C 为x 轴正半轴上一点,且CM =CB .①求线段BC 的长;②线段CM 与抛物线y 1相交于另一点D ,求点D 的坐标;(3)将抛物线y 1向右平移(4-t )个单位长度,再向下平移165个单位长度得到抛物线y 2,P ,Q 是抛物线y 2上两点,T 是抛物线y 2的顶点.对于每一个确定的t 值,求证:矩形TPNQ 的对角线PQ 必过一定点R ,并求出此时线段TR 的长.【答案】(1)-8,0(2)①BC =5;②D -54,2716 (3)证明见解析,RT =5【分析】(1)根据中点公式求C 点坐标即可;(2)①设C x ,0 ,根据CM =CB ,建立方程(x +3)2+9=x +4,求出C 点坐标即可求BC ;②求出直线CM 的解析式为y =-34x +34,将A -8,0 代入y 1=ax (x -2n ),求出n =-4,将M 点代入y 1=ax (x +8),求出a =-15,从而求出抛物线y 1=-15x (x +8),直线CM 与抛物线的交点即为点D -54,2716;(3)根据平移的性质可求y 2=-15(x +t )2,则T (-t ,0),设直线PQ 的解析式为y =kx +b ,P m ,-15(m +t )2 ,Q n ,15(n +t )2 当kx +b =-15(x +t )2时,整理得x 2+(2t +5k )x +5b +t 2=0,由根与系数的关系可得m +n =-2t -5k ,mn =5b +t 2,过点P 作PF ⊥x 轴交于F 点,过Q 点作QE ⊥x 轴交于E 点,证明△FPT ∽△ETQ ,则PF TE =FT EQ ,即15(m +t )2n +t =-t -m 15(n +t )2,整理得,(m +t )(n +t )=-25,求出b =kt -5,所以直线PQ 的解析式为y =kx +kt -5=k (x +t )-5,对于每一个确定的t 值,直线PQ 必经过定点R (-t ,-5),RT =5.【详解】(1)∵B 是线段OA 的中点,B -4,0 ,∴OA =8,∴A -8,0 ,故答案为:-8,0 ;(2)①设C x ,0 ,∵CM =CB ,∴(x +3)2+9=x +4,解得x =1,∴BC =5;②设直线CM 的解析式为y =k 'x +b ',∴k '+b '=0-3k '+b '=3 ,解得k '=-34b '=34,∴直线CM 的解析式为y =-34x +34,将A -8,0 代入y 1=ax (x -2n ),∴-8a (-8-2n )=0,∵a ≠0,∴-8-2n =0,解得n =-4,∴y 1=ax (x +8),将M 点代入y 1=ax (x +8),∴-3a (-3+8)=3,解得a =-15,∴抛物线y 1=-15x (x +8),当-34x +34=-15x (x +8)时,解得x =-3或x =-54,∴D -54,2716;(3)证明:∵y 1=-15x (x +8)=-15(x +4)2+165,∴y 2=-15(x +t )2,∴T (-t ,0),设直线PQ 的解析式为y =kx +b ,P m ,-15(m +t )2 ,Q n ,15(n +t )2 ,当kx +b =-15(x +t )2时,整理得x 2+(2t +5k )x +5b +t 2=0,∴m +n =-2t -5k ,mn =5b +t 2,过点P 作PF ⊥x 轴交于F 点,过Q 点作QE ⊥x 轴交于E 点,∵四边形TPNQ 是矩形,∴∠PTQ =90°,∴∠FTP +∠ETQ =90°,∵∠FTP +∠TPF =90°,∴∠ETQ =∠TPF ,∴△FPT ∽△ETQ ,∴PF TE =FTEQ,即15(m +t )2n +t=-t -m15(n +t )2,整理得,(m +t )(n +t )=-25,∴mn +t (m +n )+t 2=-25,∴b -kt =-5,即b =kt -5,∴直线PQ 的解析式为y =kx +kt -5=k (x +t )-5,∴对于每一个确定的t 值,直线PQ 必经过定点R (-t ,-5),∴RT =5.【点睛】本题考查二次函数的图象及性质,熟练掌握二次函数的图象及性质,三角形相似的判定及性质,一元二次方程根与系数的关系,题型02二次函数翻折问题二次函数的翻转问题的解题思路:①根据二次函数上特殊点的坐标值求得二次函数的表达式;②根据翻转后抛物线与原抛物线的图像关系,确定新抛物线的表达式;③在直角坐标系中画出原抛物线及翻转后抛物线的简易图,根据图像来判断题目中需要求解的量的各种可能性;④根据图像及相关函数表达式进行计算,求得题目中需要求解的值。