二次函数与项目设计探究性问题大题提升专练(重难点培优)-九年级数学上册尖子生培优必刷题【人教版】
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人教版九年级数学上册 二次函数(提升篇)(Word 版 含解析)一、初三数学 二次函数易错题压轴题(难)1.在平面直角坐标系中,将函数2263,(y x mx m x m m =--≥为常数)的图象记为G .(1)当1m =-时,设图象G 上一点(),1P a ,求a 的值;(2)设图象G 的最低点为(),o o F x y ,求o y 的最大值;(3)当图象G 与x 轴有两个交点时,设右边交点的横坐标为2,x 则2x 的取值范围是 ;(4)设1112,,2,16816A m B m ⎛⎫⎛⎫+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,当图象G 与线段AB 没有公共点时,直接写出m 的取值范围.【答案】(1)0a =或3a =-;(2)118;(3)21136x -<<-;(4)18m <-或116m >- 【解析】【分析】(1)将m=-1代入解析式,然后将点P 坐标代入解析式,从而求得a 的值;(2)分m >0和m ≤0两种情况,结合二次函数性质求最值;(3)结合二次函数与x 轴交点及对称轴的性质确定取值范围;(4)结合一元二次方程根与系数的关系确定取值范围.【详解】解:(1)当1m =-时,()22613y x x x =++≥ 把(),1P a 代入,得22611a a ++=解得0a =或3a =-(2)当0m >时,,(3)F m m -此时,0o y m =-<当0m ≤时,2223926=2()22y x mx m x m m m =----- ∴239,22F m m m ⎛⎫-- ⎪⎝⎭此时,229911=()22918m m m ---++ ∴0y 的最大值118=综上所述,0y 的最大值为118(3)由题意可知:当图象G 与x 轴有两个交点时,m >0 当抛物线顶点在x 轴上时,22=4(6)42()=0b ac m m -=--⨯⨯-△解得:m=0(舍去)或29m =- 由题意可知抛物线的对称轴为直线x=32m 且x ≥3m ∴当图象G 与x 轴有两个交点时,设右边交点的横坐标为x 2,则x 2的取值范围是21136x -<<- (4)18m <-或116m >- 【点睛】本题属于二次函数综合题,考查了二次函数的性质,不等式等知识,解题的关键是理解题意,学会用分类讨论的思想思考问题,学会用转化的思想思考问题,属于中考压轴题.2.如图①是一张矩形纸片,按以下步骤进行操作:(Ⅰ)将矩形纸片沿DF 折叠,使点A 落在CD 边上点E 处,如图②;(Ⅱ)在第一次折叠的基础上,过点C 再次折叠,使得点B 落在边CD 上点B′处,如图③,两次折痕交于点O ;(Ⅲ)展开纸片,分别连接OB 、OE 、OC 、FD ,如图④.(探究)(1)证明:OBC ≌OED ;(2)若AB =8,设BC 为x ,OB 2为y ,是否存在x 使得y 有最小值,若存在求出x 的值并求出y 的最小值,若不存在,请说明理由.【答案】(1)见解析;(2)x=4,16【解析】【分析】(1)连接EF ,根据矩形和正方形的判定与性质以及折叠的性质,运用SAS 证明OBC ≌OED 即可;(2)连接EF 、BE ,再证明△OBE 是直角三角形,然后再根据勾股定理得到y 与x 的函数关系式,最后根据二次函数的性质求最值即可.【详解】(1)证明:连接EF.∵四边形ABCD是矩形,∴AD=BC,∠ABC=∠BCD=∠ADE=∠DAF=90°由折叠得∠DEF=∠DAF,AD=DE∴∠DEF=90°又∵∠ADE=∠DAF=90°,∴四边形ADEF是矩形又∵AD=DE,∴四边形ADEF是正方形∴AD=EF=DE,∠FDE=45°∵AD=BC,∴BC=DE由折叠得∠BCO=∠DCO=45°∴∠BCO=∠DCO=∠FDE.∴OC=OD.在△OBC与△OED中,BC DEBCO FDEOC OD=⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,,,∴△OBC≌△OED(SAS);(2)连接EF、BE.∵四边形ABCD是矩形,∴CD=AB=8.由(1)知,BC=DE∵BC=x,∴DE=x∴CE=8-x由(1)知△OBC≌△OED∴OB=OE,∠OED=∠OBC.∵∠OED+∠OEC=180°,∴∠OBC+∠OEC=180°.在四边形OBCE中,∠BCE=90°,∠BCE+∠OBC+∠OEC+∠BOE=360°,∴∠BOE =90°.在Rt △OBE 中,OB 2+OE 2=BE 2.在Rt △BCE 中,BC 2+EC 2=BE 2.∴OB 2+OE 2=BC 2+CE 2.∵OB 2=y ,∴y +y =x 2+(8-x)2.∴y =x 2-8x +32∴当x=4时,y 有最小值是16.【点睛】本题是四边形综合题,主要考查了矩形和正方形的判定与性质、折叠的性质、全等三角形的判定、勾股定理以及运用二次函数求最值等知识点,灵活应用所学知识是解答本题的关键.3.如图1.在平面直角坐标系xOy 中,抛物线2:C y ax bx c =++与x 轴相交于,A B 两点,顶点为()0,442D AB =,,设点(),0F m 是x 轴的正半轴上一点,将抛物线C 绕点F 旋转180︒,得到新的抛物线'C .()1求抛物线C 的函数表达式:()2若抛物线'C 与抛物线C 在y 轴的右侧有两个不同的公共点,求m 的取值范围. ()3如图2,P 是第一象限内抛物线C 上一点,它到两坐标轴的距离相等,点P 在抛物线'C 上的对应点P',设M 是C 上的动点,N 是'C 上的动点,试探究四边形'PMP N 能否成为正方形?若能,求出m 的值;若不能,请说明理由.【答案】()12142y x =-+;()2222m <<()3四边形'PMP N 可以为正方形,6m = 【解析】【分析】(1)由题意得出A,B 坐标,并代入,,A B D 坐标利用待定系数法求出抛物线C 的函数表达式;(2)根据题意分别求出当C '过点()0,4D 时m 的值以及当C '过点()22,0B 时m 的值,并以此进行分析求得;(3)由题意设(),P n n ,代入解出n ,并作HK OF ⊥,PH HK ⊥于H ,利用正方形性质以及全等三角形性质得出M 为()2,2m m --,将M 代入21: 42C y x =-+即可求得答案.【详解】解:()142AB =(), 22,0)2,0(2A B ∴-将,,A B D 三点代入得2 y ax bx c =++ 820.820.4a b c a b c c ⎧-+=⎪⎪++=⎨⎪=⎪⎩解得1204a b c ⎧=-⎪⎪=⎨⎪=⎪⎩2142y x ∴=-+; ()2如图21:42C y x =-+.关于(),0F m 对称的抛物线为()21:242C y x m '=-- 当C '过点()0,4D 时有()2140242m =-- 解得:2m = 当C '过点()22,0B 时有()21022242m =-- 解得:22m =222m ∴<<;()3四边形'PMP N 可以为正方形由题意设(),P n n ,P 是抛物线C 第一象限上的点2142n n ∴-+= 解得:122,2n n ==-(舍去)即()2,2P如图作HK OF ⊥,PH HK ⊥于H ,MK HK ⊥于K四边形PMP N '为正方形易证PHK FKM ≌2FK HP m ∴==-2MK HF ==M ∴为()2,2m m --∴将M 代入21: 42C y x =-+得 ()212242m m -=--+ 解得:126,0m m ==(舍去)∴当6m =时四边形PMP N ''为正方形.【点睛】本题考查二次函数综合题、中心对称变换、正方形的性质、全等三角形的判定和性质、一元二次方程的根与系数的关系等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会利用参数构建方程解决问题,难度大.4.已知抛物线2(0)y ax bx c a =++≠过点(0,2)A -.(1)若点(2,0)-也在该抛物线上,请用含a 的关系式表示b ;(2)若该抛物线上任意不同两点()11,M x y 、()22,N x y 都满足:当120x x <<时,()()12120x x y y --<;当120x x <<时,()()12120x x y y -->;若以原点O 为圆心,OA 为半径的圆与抛物线的另两个交点为B 、C (点B 在点C 左侧),且ABC ∆有一个内角为60,求抛物线的解析式;(3)在(2)的条件下,若点P 与点O 关于点A 对称,且O 、M 、N 三点共线,求证:PA 平分MPN ∠.【答案】(1)21b a =-;(2)22y x =-;(3)见解析.【解析】【分析】(1)把点()0,2-、()2,0-代入抛物线解析式,然后整理函数式即可得到答案.(2)根据二次函数的性质可得出抛物线的对称轴为y 轴、开口向上,进而可得出0b =,由抛物线的对称性可得出ABC ∆为等腰三角形,结合其有一个60︒的内角可得出ABC ∆为等边三角形,设线段BC 与y 轴交于点D ,根据等边三角形的性质可得出点C 的坐标,再利用待定系数法可求出a 值,此题得解;(3)由(1)的结论可得出点M 的坐标为1(x ,212)x -+、点N 的坐标为2(x ,222)x -+,由O 、M 、N 三点共线可得出212x x =-,进而可得出点N 及点'N 的坐标,由点A 、M 的坐标利用待定系数法可求出直线AM 的解析式,利用一次函数图象上点的坐标特征可得出点'N 在直线PM 上,进而即可证出PA 平分MPN ∠.【详解】解:(1)把点()0,2-、()2,0-分别代入,得2420c a b c =-⎧⎨-+=⎩.所以21b a =-.(2),如图1,当120x x <<时,()()12120x x y y --<,120x x ∴-<,120y y ->,∴当0x <时,y 随x 的增大而减小;同理:当0x >时,y 随x 的增大而增大,∴抛物线的对称轴为y 轴,开口向上,0b ∴=.OA 为半径的圆与拋物线的另两个交点为B 、C ,ABC ∴∆为等腰三角形,又ABC ∆有一个内角为60︒,ABC ∴∆为等边三角形.设线段BC 与y 轴交于点D ,则BD CD =,且30OCD ∠=︒,又2OB OC OA ===,·303CD OC cos ∴=︒=,·301OD OC sin =︒=. 不妨设点C 在y 轴右侧,则点C 的坐标为31).点C 在抛物线上,且2c =-,0b =,321a ∴-=,1a ∴=,∴抛物线的解析式为22y x =-.(3)证明:由(1)可知,点M 的坐标为1(x ,212)x -,点N 的坐标为2(x ,222)x -.如图2,直线OM 的解析式为()110y k x k =≠.O 、M 、N 三点共线,10x ∴≠,20x ≠,且22121222x x x x --=, 121222x x x x ∴-=-, ()1212122x x x x x x -∴-=-,122x x ∴=-,即212x x =-, ∴点N 的坐标为12(x -,2142)x -. 设点N 关于y 轴的对称点为点'N ,则点'N 的坐标为12(x ,2142)x -. 点P 是点O 关于点A 的对称点,24OP OA ∴==,∴点P 的坐标为()0,4-.设直线PM 的解析式为24y k x =-,点M 的坐标为1(x ,212)x -,212124x k x ∴-=-,21212x k x +∴=, ∴直线PM 的解析式为21124x y x x +=-. ()222111221111224224·42x x x x x x x +-+-==-,∴点'N在直线PM上,∠.∴平分MPNPA【点睛】本题考查了待定系数法求一次(二次)函数解析式、二次函数的性质、等边三角形的性质以及一次(二次)函数图象上点的坐标特征,解题的关键是:(1)利用二次函数图象上点的坐标特征求出a、b满足的关系式;(2)①利用等边三角形的性质找出点C的坐标;②利用一次函数图象上点的坐标特征找出点'N在直线PM上.5.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的顶点坐标为Q(2,-1),且与y轴交于点C(0,3),与x轴交于A,B两点(点A在点B的右侧),点P是该抛物线上的一动点,从点C沿抛物线向点A运动(点P与A不重合),过点P作PD∥y轴,交AC于点D.(1)求该抛物线的函数关系式;(2)当△ADP是直角三角形时,求点P的坐标;(3)在题(2)的结论下,若点E在x轴上,点F在抛物线上,问是否存在以A、P、E、F为顶点的平行四边形?若存在,求点F的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1) y=x2﹣4x+3;(2) P1(1,0),P2(2,﹣1);(3) F1(22,1),F2(22,1).【解析】【分析】(1)已知了抛物线的顶点坐标,可将抛物线的解析式设为顶点式,然后将函数图象经过的C点坐标代入上式中,即可求出抛物线的解析式;(2)由于PD∥y轴,所以∠ADP≠90°,若△ADP是直角三角形,可考虑两种情况:①以点P为直角顶点,此时AP⊥DP,此时P点位于x轴上(即与B点重合),由此可求出P点的坐标;②以点A为直角顶点,易知OA=OC,则∠OAC=45°,所以OA平分∠CAP,那么此时D、P关于x轴对称,可求出直线AC的解析式,然后设D、P的横坐标,根据抛物线和直线AC的解析式表示出D、P的纵坐标,由于两点关于x轴对称,则纵坐标互为相反数,可据此求出P 点的坐标;(3)很显然当P、B重合时,不能构成以A、P、E、F为顶点的四边形,因为点P、F都在抛物线上,且点P为抛物线的顶点,所以PF与x轴不平行,所以只有(2)②的一种情况符合题意,由②知此时P、Q重合;假设存在符合条件的平行四边形,那么根据平行四边形的性质知:P 、F 的纵坐标互为相反数,可据此求出F 点的纵坐标,代入抛物线的解析式中即可求出F 点的坐标. 【详解】(1)∵抛物线的顶点为Q (2,﹣1), ∴设抛物线的解析式为y=a (x ﹣2)2﹣1, 将C (0,3)代入上式,得: 3=a (0﹣2)2﹣1,a=1;∴y=(x ﹣2)2﹣1,即y=x 2﹣4x+3; (2)分两种情况:①当点P 1为直角顶点时,点P 1与点B 重合; 令y=0,得x 2﹣4x+3=0,解得x 1=1,x 2=3; ∵点A 在点B 的右边, ∴B (1,0),A (3,0); ∴P 1(1,0);②当点A 为△AP 2D 2的直角顶点时; ∵OA=OC ,∠AOC=90°, ∴∠OAD 2=45°;当∠D 2AP 2=90°时,∠OAP 2=45°, ∴AO 平分∠D 2AP 2; 又∵P 2D 2∥y 轴, ∴P 2D 2⊥AO ,∴P 2、D 2关于x 轴对称;设直线AC 的函数关系式为y=kx+b (k≠0). 将A (3,0),C (0,3)代入上式得:303k b b +=⎧⎨=⎩, 解得13k b =-⎧⎨=⎩;∴y=﹣x+3;设D 2(x ,﹣x+3),P 2(x ,x 2﹣4x+3), 则有:(﹣x+3)+(x 2﹣4x+3)=0,即x 2﹣5x+6=0;解得x 1=2,x 2=3(舍去);∴当x=2时,y=x 2﹣4x+3=22﹣4×2+3=﹣1; ∴P 2的坐标为P 2(2,﹣1)(即为抛物线顶点). ∴P 点坐标为P 1(1,0),P 2(2,﹣1);(3)由(2)知,当P 点的坐标为P 1(1,0)时,不能构成平行四边形; 当点P 的坐标为P 2(2,﹣1)(即顶点Q )时, 平移直线AP 交x 轴于点E ,交抛物线于F ; ∵P (2,﹣1), ∴可设F (x ,1); ∴x 2﹣4x+3=1,解得x 1=2﹣2,x 2=2+2; ∴符合条件的F 点有两个,即F 1(2﹣2,1),F 2(2+2,1).【点睛】此题主要考查了二次函数的解析式的确定、直角三角形的判定、平行四边形的判定与性质等重要知识点,同时还考查了分类讨论的数学思想,能力要求较高,难度较大.6.如图,抛物线2y x bx c =-++的图象与x 轴交于A 、B 两点(点A 在点B 的左边),与y 轴交于点C ,点D 为抛物线的顶点.点A 坐标的为3,0,点C 的坐标为()0,3.(Ⅰ)求抛物线的解析式;(Ⅱ)点M 为线段AB 上一点(点M 不与点A 、B 重合),过点M 作i 轴的垂线,与直线AC 交于点E ,与抛物线交于点P ,过点P 作//PQ AB 交抛物线于点Q ,过点Q 作QN x ⊥轴于点N .若点P 在点Q 左边,当矩形PMNQ 的周长最大时,求AEM △的面积;(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,当矩形PMNQ 的周长最大时,连接DQ ,过抛物线上一点F 作y 轴的平行线,与直线AC 交于点G (点G 在点F 的上方).若=22FG DQ ,求点F 的坐标.【答案】(Ⅰ)223y x x =--+;(Ⅱ)12;(Ⅲ)()4,5F --或()1,0 【解析】 【分析】(Ⅰ)将点A ,点C 坐标代入解析式可求解;(Ⅱ)设M (x ,0),P (x ,-x 2-2x+3),利用对称性可求点Q (-2-x ,-x 2-2x+3),可求MP=-x 2-2x+3,PQ=-2-x-x=-2-2x ,则可用x 表示矩形PMNQ 的周长,由二次函数的性质可求当矩形PMNQ 的周长最大时,点P 的坐标,即可求点E ,点M 的坐标,由三角形面积公式可求解;(Ⅲ)先求出点D 坐标,即可求DQ=2,可得FG=4,设F (m ,-m 2-2m+3),则G (m ,m+3),用含有m 的式子表示FG 的长度即可求解. 【详解】解:(Ⅰ)依题意()()2330{3b c c --+⨯-+==解得2{3b c =-= 所以223y x x =--+(Ⅱ)2223(1)4yx x x抛物线的对称轴是直线1x =-(,0)M x ,()2,23P x x x --+,其中31x -<<-∵P 、Q 关于直线1x =-对称 设Q 的横坐标为a则()11a x --=-- ∴2a x =--∴()22,23Q x x x ----+∴223MP x x =--+,222PQ x x x =---=--∴周长()222222232822(2)10d x x x x x x =----+=--+=-++ 当2x =-时,d 取最大值,此时,(2,0)M - ∴2(3)1AM =---= 设直线AC 的解析式为y kx b =+ 则303k b b -+=⎧⎨=⎩,解得13k b =⎧⎨=⎩∴设直线AC 的解析式为3y x将2x =-代入3y x,得1y =∴(2,1)E -, ∴1EM=∴11111222AEM S AM ME ∆=⋅=⨯⨯=(Ⅲ)由(Ⅱ)知,当矩形PMNQ 的周长最大时,2x =-此时点()0,3Q ,与点C 重合, ∴3OQ = ∵2223(1)4yx x x∴()1,4D -过D 作DK y ⊥轴于K , 则1DK =,4OK = ∴431OK OK OQ =-=-=∴DKQ 是等腰直角三角形,DQ =∴4FG ==设()2,23F m m m --+,则(,3)G m m +()223233FG m m m m m =+---+=+∴234m m +=,解得14m =-,21m = 当4m =-时,2235m m --+=- 当1m =时,2230m m --+=. ∴()4,5F --或()1,0【点睛】本题是二次函数综合题,考查了二次函数的性质,矩形的性质,等腰直角三角形的性质等,利用参数表示线段的长度是本题的关键.7.如图1所示,抛物线223y x bx c=++与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,已知C 点坐标为(0,4),抛物线的顶点的横坐标为72,点P是第四象限内抛物线上的动点,四边形OPAQ是平行四边形,设点P的横坐标为m.(1)求抛物线的解析式;(2)求使△APC的面积为整数的P点的个数;(3)当点P在抛物线上运动时,四边形OPAQ可能是正方形吗?若可能,请求出点P的坐标,若不可能,请说明理由;(4)在点Q随点P运动的过程中,当点Q恰好落在直线AC 上时,则称点Q 为“和谐点”,如图(2)所示,请直接写出当Q 为“和谐点”的横坐标的值.【答案】(1)2214433y x x=-+;(2)9个;(3)33,22或44,;(4)33【解析】【分析】(1)抛物线与y轴交于点C,顶点的横坐标为72,则472223cb,即可求解;(2)APC∆的面积PHA PHCS S S,即可求解;(3)当四边形OPAQ 是正方形时,点P 只能在x 轴的下方,此时OAP为等腰直角三角形,设点(,)P x y ,则0x y +=,即可求解; (4)求出直线AP 的表达式为:2(1)(6)3y m x ,则直线OQ 的表达式为:2(1)3ym x ②,联立①②求出Q 的坐标,又四边形OPAQ 是平行四边形,则AO 的中点即为PQ 的中点,即可求解. 【详解】解:(1)抛物线与y 轴交于点C ,顶点的横坐标为72,则472223cb ,解得1434bc,故抛物线的抛物线为:2214433y x x =-+; (2)对于2214433y x x =-+,令0y =,则1x =或6,故点B 、A 的坐标分别为(1,0)、(6,0);如图,过点P 作//PH y 轴交AC 于点H ,设直线AC 的表达式为:y kx b =+ 由点A (6,0)、C (0,4)的坐标得460b kb,解得423b k, ∴直线AC 的表达式为:243y x =-+①, 设点2214(,4)33P x x x ,则点2(,4)3H x x ,APC ∆的面积221122146(44)212(16)22333PHAPHCSSSPH OA x x x x x,当1x =时,10S =,当6x =时,0S =, 故使APC ∆的面积为整数的P 点的个数为9个;(3)当四边形OPAQ 是正方形时,点P 只能在x 轴的下方,此时OAP 为等腰直角三角形,设点(,)P x y ,则0x y +=,即2214433yx x x ,解得:32x =或4, 故点P 的坐标为3(2,3)2或(4,4)-; (4)设点2214(,4)33P m m m ,为点(6,0)A ,设直线AP 的表达式为:y kx t =+,由点A ,P 的坐标可得260214433kt kmt m m ,解之得:2(1)326(1)3km tm∴直线AP 的表达式为:2(1)(6)3ym x , //AP OQ ,则AP 和OQ 表达式中的k 值相同,故直线OQ 的表达式为:2(1)3ym x ②, 联立①②得:2(1)3243ym x yx ,解得:446mm y x ,则点6(Q m ,44)m, 四边形OPAQ 是平行四边形,则AO 的中点即为PQ 的中点, 如图2,作QC x ⊥轴于点C ,PD x ⊥轴于点D ,∴OC AD =, 则有,66m m ,解得:33m,经检验,33m 是原分式方程得跟,则633m,故Q 的横坐标的值为33 【点睛】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数的性质、平行四边形正方形的性质、面积的计算等,能熟练应用相关性质是解题的关键.8.如图,直线3yx与x 轴、y 轴分别交于点A ,C ,经过A ,C 两点的抛物线2y ax bx c =++与x 轴的负半轴的另一交点为B ,且tan 3CBO ∠=(1)求该抛物线的解析式及抛物线顶点D 的坐标;(2)点P 是射线BD 上一点,问是否存在以点P ,A ,B 为顶点的三角形,与ABC 相似,若存在,请求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由【答案】(1)243y x x =++,顶点(2,1)D --;(2)存在,52,33P ⎛⎫--⎪⎝⎭或(4,3)-- 【解析】 【分析】(1)利用直线解析式求出点A 、C 的坐标,从而得到OA 、OC ,再根据tan ∠CBO=3求出OB ,从而得到点B 的坐标,然后利用待定系数法求出二次函数解析式,整理成顶点式形式,然后写出点D 的坐标;(2)根据点A 、B 的坐标求出AB ,判断出△AOC 是等腰直角三角形,根据等腰直角三角形的性质求出AC ,∠BAC=45°,再根据点B 、D 的坐标求出∠ABD=45°,然后分①AB 和BP 是对应边时,△ABC 和△BPA 相似,利用相似三角形对应边成比例列式求出BP ,过点P 作PE ⊥x 轴于E ,求出BE 、PE ,再求出OE 的长度,然后写出点P 的坐标即可;②AB 和BA 是对应边时,△ABC 和△BAP 相似,利用相似三角形对应边成比例列式求出BP ,过点P 作PE ⊥x 轴于E ,求出BE 、PE ,再求出OE 的长度,然后写出点P 的坐标即可. 【详解】解:(1)令y=0,则x+3=0, 解得x=-3, 令x=0,则y=3,∴点A (-3,0),C (0,3), ∴OA=OC=3, ∵tan ∠CBO=3OCOB=, ∴OB=1, ∴点B (-1,0),把点A、B、C的坐标代入抛物线解析式得,9303a b ca b cc-+=⎧⎪-+=⎨⎪=⎩,解得:143abc=⎧⎪=⎨⎪=⎩,∴该抛物线的解析式为:243y x x=++,∵y=x2+4x+3=(x+2)2-1,∴顶点(2,1)D--;(2)∵A(-3,0),B(-1,0),∴AB=-1-(-3)=2,∵OA=OC,∠AOC=90°,∴△AOC是等腰直角三角形,∴AC=2OA=32,∠BAC=45°,∵B(-1,0),D(-2,-1),∴∠ABD=45°,①AB和BP是对应边时,△ABC∽△BPA,∴AB ACBP BA=,即2322BP=,解得BP=223,过点P作PE⊥x轴于E,则BE=PE=23×22=23,∴OE=1+23=53,∴点P的坐标为(-53,-23);②AB 和BA 是对应边时,△ABC ∽△BAP , ∴AB ACBA BP =, 即2322=, 解得BP=32, 过点P 作PE ⊥x 轴于E , 则BE=PE=32×22=3, ∴OE=1+3=4,∴点P 的坐标为(-4,-3);综合上述,当52,33P ⎛⎫-- ⎪⎝⎭或(4,3)--时,以点P ,A ,B 为顶点的三角形与ABC ∆相似; 【点睛】本题是二次函数综合题型,主要利用了直线与坐标轴交点的求解,待定系数法求二次函数解析式,等腰直角三角形的判定与性质,相似三角形的判定与性质,难点在于(2)要分情况讨论.9.如图,已知二次函数1L :()22311y mx mx m m =+-+≥和二次函数2L :()2341y m x m =--+-()1m ≥图象的顶点分别为M 、N ,与x 轴分别相交于A 、B两点(点A 在点B 的左边)和C 、D 两点(点C 在点D 的左边),(1)函数()22311y mx mx m m =+-+≥的顶点坐标为______;当二次函数1L ,2L 的y值同时随着x 的增大而增大时,则x 的取值范围是_______; (2)判断四边形AMDN 的形状(直接写出,不必证明); (3)抛物线1L ,2L 均会分别经过某些定点; ①求所有定点的坐标;②若抛物线1L 位置固定不变,通过平移抛物线2L 的位置使这些定点组成的图形为菱形,则抛物线2L 应平移的距离是多少? 【答案】(1)()1,41m --+,13x;(2)四边形AMDN 是矩形;(3)①所有定点的坐标,1L 经过定点()3,1-或()1,1,2L 经过定点()5,1-或()1,1-;②抛物线2L 应平移的距离是423+或423-.【解析】【分析】(1)将已知抛物线解析式转化为顶点式,直接得到点M 的坐标;结合函数图象填空; (2)利用抛物线解析式与一元二次方程的关系求得点A 、D 、M 、N 的横坐标,可得AD 的中点为(1,0),MN 的中点为(1,0),则AD 与MN 互相平分,可证四边形AMDN 是矩形;(3)①分别将二次函数的表达式变形为1:(3)(1)1L y m x x =+-+和2:(1)(5)1L y m x x =----,通过表达式即可得出所过定点;②根据菱形的性质可得EH 1=EF=4即可,设平移的距离为x ,根据平移后图形为菱形,由勾股定理可得方程即可求解.【详解】解:(1)12b x a=-=-,顶点坐标M 为(1,41)m --+, 由图象得:当13x 时,二次函数1L ,2L 的y 值同时随着x 的增大而增大. 故答案为:(1,41)m --+;13x ;(2)结论:四边形AMDN 是矩形.由二次函数21:231(1)L y mx mx m m =+-+和二次函数22:(3)41(1)L y m x m m =--+-解析式可得:A 点坐标为41(1m m ---,0),D 点坐标为41(3m m -+,0), 顶点M 坐标为(1,41)m --+,顶点N 坐标为(3,41)m -,AD ∴的中点为(1,0),MN 的中点为(1,0),AD ∴与MN 互相平分,∴四边形AMDN 是平行四边形,又AD MN =,∴□AMDN 是矩形;(3)①二次函数21:231(3)(1)1L y mx mx m m x x =+-+=+-+,故当3x =-或1x =时1y =,即二次函数21:231L y mx mx m =+-+经过(3,1)-、(1,1)两点,二次函数22:(3)41(1)(5)1L y m x m m x x =--+-=----,故当1x =或5x =时1y =-,即二次函数22:(3)41L y m x m =--+-经过(1,1)-、(5,1)-两点,②二次函数21:231L y mx mx m =+-+经过(3,1)-、(1,1)两点,二次函数22:(3)41L y m x m =--+-经过(1,1)-、(5,1)-两点,如图:四个定点分别为(3,1)E -、(1,1)F ,(1,1)H -、(5,1)G -,则组成四边形EFGH 为平行四边形,∴FH ⊥HG ,FH=2,HM=4-x ,设平移的距离为x ,根据平移后图形为菱形,则EH 1=EF=H 1M=4,由勾股定理可得:FH 2+HM 2=FM 2,即22242(4)x =+-,解得:423x =±,抛物线1L 位置固定不变,通过左右平移抛物线2L 的位置使这些定点组成的图形为菱形,则抛物线2L 应平移的距离是423+或423-.【点睛】本题考查了二次函数的解析式的求法和与几何图形结合的综合能力的培养.要会利用数形结合的思想把代数和几何图形结合来,利用点的坐标的意义表示线段的长度,从而求出线段之间的关系.10.在平面直角坐标系中,二次函数y =ax 2+bx +2的图象与x 轴交于A (﹣3,0),B (1,0)两点,与y 轴交于点C .(1)求这个二次函数的关系解析式;(2)点P 是直线AC 上方的抛物线上一动点,是否存在点P ,使△ACP 的面积最大?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,说明理由;(3)在平面直角坐标系中,是否存在点Q ,使△BCQ 是以BC 为腰的等腰直角三角形?若存在,直接写出点Q 的坐标;若不存在,说明理由;【答案】(1)224233y x x =--+;(2)存在,点P 35,22⎛⎫- ⎪⎝⎭,使△PAC 的面积最大;(3)存在点Q ,使△BCQ 是以BC 为腰的等腰直角三角形.Q 点坐标为:Q 1(2,3),Q 2(3,1),Q 3(﹣1,﹣1),Q 4(﹣2,1).【解析】【分析】(1)直接把点A (﹣3,0),B (1,0)代入二次函数y =ax 2+bx+2求出a 、b 的值即可得出抛物线的解析式;(2)设点P 坐标为(m ,n ),则n =﹣23m 2﹣43m+2,连接PO ,作PM ⊥x 轴于M ,PN ⊥y 轴于N .根据三角形的面积公式得出△PAC 的表达式,再根据二次函数求最大值的方法得出其顶点坐标即可;(3)以BC 为边,在线段BC 两侧分别作正方形,正方形的其他四个顶点均可以使得“△BCQ 是以BC 为腰的等腰直角三角形”,因此有四个点符合题意要求,再过Q 1点作Q 1D ⊥y 轴于点D ,过点Q 2作Q 2E ⊥x 轴于点E ,根据全等三角形的判定定理得出△Q 1CD ≌△CBO ,△CBO ≌△BQ 2E ,故可得出各点坐标.【详解】(1)∵抛物线y =ax 2+bx+2过点A (﹣3,0),B (1,0),∴093202a b a b =-+⎧⎨=++⎩2343a b ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩解得 ∴二次函数的关系解析式为y =﹣23x 2﹣43x+2; (2)存在.∵如图1所示,设点P 坐标为(m ,n ),则n =﹣23m 2﹣43m+2. 连接PO ,作PM ⊥x 轴于M ,PN ⊥y 轴于N .则PM=﹣23m2﹣43m+2.,PN=﹣m,AO=3.∵当x=0时,y=﹣23×0﹣43×0+2=2,∴OC=2,∴S△PAC=S△PAO+S△PCO﹣S△ACO=12AO•PM+12CO•PN﹣12AO•CO=12×3×(﹣23m2﹣43m+2)+12×2×(﹣m)﹣12×3×2=﹣m2﹣3m∵a=﹣1<0∴函数S△PAC=﹣m2﹣3m有最大值∴当m=﹣2ba=﹣32时,S△PAC有最大值.∴n=﹣23m2﹣43m+2=﹣23×(﹣32)2﹣43×(﹣32)+2=52,∴存在点P(﹣32,52),使△PAC的面积最大.(3)如图2所示,以BC为边在两侧作正方形BCQ1Q2、正方形BCQ4Q3,则点Q1,Q2,Q3,Q4为符合题意要求的点.过Q1点作Q1D⊥y轴于点D,过点Q2作Q2E⊥x轴于点E,∵∠1+∠2=90°,∠2+∠3=90°,∠3+∠4=90°,∴∠1=∠3,∠2=∠4,在△Q1CD与△CBO中,∵11324Q C BC∠=∠⎧⎪=⎨⎪∠=∠⎩,∴△Q1CD≌△CBO,∴Q1D=OC=2,CD=OB=1,∴OD=OC+CD=3,∴Q1(2,3);同理可得Q4(﹣2,1);同理可证△CBO≌△BQ2E,∴BE=OC=2,Q2E=OB=1,∴OE=OB+BE=1+2=3,∴Q2(3,1),同理,Q3(﹣1,﹣1),∴存在点Q,使△BCQ是以BC为腰的等腰直角三角形.Q点坐标为:Q1(2,3),Q2(3,1),Q3(﹣1,﹣1),Q4(﹣2,1).【点睛】本题考查的是二次函数综合题,涉及到用待定系数法求二次函数解析式,二次函数极值、全等三角形的判定与性质,正方形及等腰直角三角形的性质等知识,涉及面较广,难度较大.。
第八讲 二次函数综合问题趣题引路】今有网球从斜坡O 点处抛去,网球的抛物路线方程是2142y xx ,斜坡的方程是12y x ,其中y 是垂直高度(m ),x 是与O 点的水平距离(m ),如图8-1.(1)网球落地时撞击斜坡的落点为A ,写出A 点的垂直高度,以及A 点与O 点的水平距离: (2)在图象中,求标志网球所能达到的最高点B 的坐标,并求0B 与水平线Ox 之间夹角的正切.解析:(1)由方程组214212yx x yx解得A 点坐标为(7,3.5),即可求得A 点的垂直高度为3.5m ,A 点与O 点水平距离为7m.(2)由221144822yxx x 知,最高点B 的坐标为(4,8),且8tan24(记α=∠BOx ).点评:本题是香港考题,在日常情境中,本题运用了许多数学知识,如方程组,一元二次方程,二次函数的画图及求二次函数的极值.知识延伸】例1 设a 、b 、c 、d 是任意实数,且满足222224ab ca b c d ,求证:不等式d ca bc ab 3≥++.证明:将已知不等式化简整理,得2222240c a b ca b ab d ,①设222224yf xx a b xa b abd ,则①式表明()0≤c f ,故抛物线(开口向上)与x 轴有交点,则22244240aba b ab d ,即222240aba b ab d化简,得ab≥d ,②由于此题关于a 、b 、c 是对称的,故用同样的方法可证得bc d ,③d ca ≥,④ ②、③、④相加得证.点评:此题的关键和难点是利用题设中已有的不等式构造二次函数,利用二次函数的有关性质和结论证明不等式是常用的方法.例2 已知抛物线228yx x 与x 轴交于B 、C 两点,点D 平分BC .若在x 轴上方的A 点为抛物线上的动点,且∠BAC 为锐角,求AD 的取值范围. 解析:∵228yx x219x∴抛物线顶点为A'(1,9),对称轴为x=1. 抛物线与x 轴的交点为B (-2,0),C (4,0). 如图8-2,分别以BC ,DA'为直径作D 、E ,可求得其与抛物线均交于122,1P 和12,1Q .根据直径所对的圆周角为直角,圆外角为锐角,圆内角为钝角,可知点A 在不含端点的抛物线'PA Q 上时,∠BAC<90°,又∵22112219DP3DPDQ ,'9DA∴39AD点评:此题应用于圆内角,圆外角,直径的有关性质,是几何、代数综合以及数形结合的能力题,其关键是为什么作两圆.(请多思考).好题妙解】佳题新题品味例1 要使二次方程2140ax a x 的一根在-1和0之间,另一根在2和3之间,试求整数a 的值.解析:令214f xax a x ,∵f (x )=0在(-1,0)之间有一根, ∴()()()()043201<-⋅-=⋅-a f f ∵f (x )=0在(2,3)之间有一根,∴f (2)f (3)=(2a-b )(6a-7)<0 ②. 解不等式组230367a a a得3<<23a点评:如果用方程的知识来解,由求根公式,须解下列不等式组:2211811021181232a a aaa a aa.这较难解出a,利用函数的观点,根据根的分布和符号性质较易求出a 的范围.中考真题欣赏例1 (长沙市中考试题)设抛物线C的解析式为223y x kx k k,k为实数.(1)求抛物线的顶点坐标和对称轴方程(用k 表示);(2)任意给定k的三个不同实数值,请写出三个对应的顶点坐标,试说明当k变化时,抛物线C的顶点在一条定直线L上,求出直线L的解析式并画出图象:(3)在第一象限有任意两圆1O、2O相外切,且都与x轴和(2)中的直线L相切,设两圆在x轴上的切点分别为A、B(OA<0B),试问:OBOA是否为一定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由;(4)已知一直线1L与抛物线C中任意一条都相截,且截得的线段长都为6,求这条直线的解析式;解析:(1)配方,得23y x k k,∴顶点坐标为,3k k,对称轴为x=k.(2)设顶点为(x、y),则x=k,3y k,消去k得直线L的解析式为3y x,如图8-3(1)所示.令k=1,2,3得三个对应顶点坐标为()31,,()322,,()333,.(3)在3y x上任取一点()aa3,,设直线与x轴成角为α(°90<<°0α),则3=3=αtanaa,∴60α=︒.由切线长定理可知,1OO平分α∠,∴130O OA,如图8-3(1)所示,即112O O O A,222OO O B又211212212OO OO OO O A O B O B O A,∴12:1:3O A O B.又12O A OA OBO B ,∴13OAOB即OAOB为一定值. (4)如图8-3(2)要使该直线与抛物线C 中任意一条相截且截得线段长都为6,则该直线必平行于3y x .设其为b x y +3=,考虑其与2=x y 相交,则:23y x yxb.即230xx b,设此方程两根为A x ,B x ,又221||||32BC AB ,229||434AB A BA Bx x x x x x b∴23=b ,即1L 为23+3=x y点评:(2)中消去参数k 求x ,y 的函数关系应掌握;(4)抛物线C 的顶点轨迹为直线x y 3=,若直线1L 与抛物线截得的线段等长,则1L 必与x y 3=平行,在利用截线段长为6时,只须考虑一种最简单的解析式2=x y 与x y 3=的联立方程组即可.竞赛样题展示例1(1997年太原市初中数学竞赛试题)对于x 的二次三项式()02>++a c bx ax , (1)当c<0时,求函数1||22-++-=c bx ax y 的最大值;(2)若不论k 为任何实数,直线()412k x k y --=与抛物线c bx ax y ++=2有且只有一个公共点,求a 、b 、c 的值.解析(1)∵a>0,c<0 ∴042>-ac b 故||2c bx ax ++的最小值为0, 1||22-++-=c bx ax y 值的最大值为-1;(2)欲使直线()412k x k y --=与抛物线c bx ax y ++=2只有一个交点,则方程组()⎪⎩⎪⎨⎧++=--=cbx ax y k x k y 2241只有一组解,消去y 得到关于x 的二次方程()0422=+++-+c k k x k b ax .∵()22404k b k a k c ⎛⎫∆=--++= ⎪⎝⎭,整理,得关于k 的二次方程()()0422122=-++--ac b k b a k a (*)又因为此方程对任意实数k 都成立,故()⎪⎩⎪⎨⎧=-=+-=-04022012ac b b a a ,即⎪⎩⎪⎨⎧=-==121c b a点评:根据题意,(*)对任意实数k 都成立,说明关于k 的各项系数都为0.例2(1997年天津市初中数学竞赛试题)已知函数12||2--=x x y 的图象与x 轴交于相异两点A ,B ,另一抛物线c bx ax y ++=2过点A 、B ,顶点为P ,且△APB 是等腰直角三角形.求a ,b ,c .解析:考虑方程012||2=--x x ,当x>0时,0122=--x x ,解得41=x ,32-=x (舍去); 当x<0时,0122=-+x x ,解得41-=x ,32=x (舍去). ∴A 、B 两点的坐标是(4,0),(-4,0).∵c bx ax y ++=2过A 、B 两点,即过(4,0),(-4,0), ∴可设c bx ax y ++=2为y=a (x-4)(x+4) ① ∵△APB 为等腰直角三角形,而A 、B 为顶点, ∴AB 可为斜边,也可为直角边.当AB 为斜边时,可求得P 点坐标为(0,4)或(0,-4);当AB 为直角边时,这种情况不满足题设条件.将P (0,4)代人①得41-=a ,则①变为()441164122+-=--=x x y , 故有4,0,41==-=c b a .将P (0,-4)代入①得41=a ,则①变为()441164122-=-=x x y 故有41=a ,b=0,4-=c .点评:求A 、B 两点的坐标时,应注意分两种情况去绝对值;条件△ABC 为等腰直角三角形应分情况讨论.过关检测】A 级1.已知抛物线232x y =与直线y=x+k 有交点,求k 的取值范围,2.如图8-4,P 是抛物线2x y =上第一象限内的一个点,A 点的坐标是(3,0).(1)令P 点坐标为(x ,y ),求△OPA 的面积S ; (2)S 是y 的什么函数? (3)S 是x 的什么函数? (4)当S=6时,求点P 的坐标;(5)在抛物线2x y =上求一点P’,使A OP '∆的两边''P O P A =.3.抛物线c bx ax y ++=2的顶点位于直线y=x-1和y=-2x-4的交点上,且与直线y=4x-4有唯一交点,试求函数表达式.4.已知实数p<q ,抛物线q px x y 221+-=与p qx x y 222+-=在x 轴上有相同的交点A . (1)求A 点坐标; (2)求p+q 的值.5.已知抛物线12-++=k kx x y .(1)求证:无论k 是什么实数,抛物线经过x 轴上一个定点;(2)设抛物线与y 轴交于C 点,与x 轴交于()0,1x A ,()0,2x B 两点,且满足:21x x <,||||21x x <,6=∆ABC S ,问:过A 、B 、C 三点的圆与该抛物线是否有第四个交点,试说明理由,如果有,求出其坐标.6.要围成一个如图8-5的猪舍三间,它们是一排大小相等的三个长方形,一面利用旧墙,其他各墙(包括中间隔墙)都是木料.已知现有木料可围24m 的墙,问每间猪舍的长x 为多少米时,猪舍总面积最大,这时总面积为多少?B 级1.现有一个计时沙漏,开始时盛满沙子,沙子从上面均匀下漏,经过5min 漏完,H 是沙漏面下降的高度,则H 与下落时间t (min )的函数关系用图象表示应是( )(如图8-6)A B C D 图8-62.如图8-7,在直角坐标系xoy 中,二次函数m nx x y -++=243212的图象与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于C 点,其中,点A 在点B 的左边,若∠ACB=90°,1=+COBOAO CO . (1)求点C 的坐标及这个二次函数的解析式;(2)设计两种方案,作一条与y 轴不重合,与△ABC 两条边相交的直线,使截得的三角形与△ABC 相似,并且面积为△AOC 面积的41,求所截得的三角形三个顶点的坐标.3.如图8-8,已知抛物线()02≠++=a c bx ax y 经过x 轴上的两点()0,1x A ,()0,2x B 和y 轴上的点⎪⎭⎫ ⎝⎛-23,0C ,P 的圆心P 在y 轴上,且经过B 、C 两点,若a b 3=,32=AB .(1)求抛物线的解析式;(2)D 在抛物线上,且C 、D 两点关于抛物线的对称轴对称,问直线BD 是否过圆心P ?并说明理由; (3)设直线BD 交P 于另一点E ,求经过E 的P 的切线的解析式4.(1)画函数|132|2+-=x x y 的图象; (2)为使方程b x x x +=+-31|132|2有四个不同的实根,求b 的变化范围.5.要使二次方程()0412=-+-x a ax 的一根在-1和0之间,另一根在2和3之间,试求整数a 的值:()。
2023年春九年级数学中考复习《二次函数综合压轴题》培优提升专题训练(附答案)1.已知:抛物线y=x2+x+m交x轴于A,B两点,交y轴于点C,其中点B在点A的右侧,且AB=7.(1)如图1,求抛物线的解析式;(2)如图2,点D在第一象限内抛物线上,连接CD,AD,AD交y轴于点E.设点D 的横坐标为d,△CDE的面积为S,求S与d之间的函数关系式(不要求写出自变量d的取值范围);(3)如图3,在(2)的条件下,过点D作DH⊥CE于点H,点P在DH上,连接CP,若∠OCP=2∠DAB,且HE:CP=3:5,求点D的坐标及相应S的值.2.如图,在平面直角坐标系中,矩形ABCD的顶点B,C,D的坐标分别(1,0),(3,0),(3,4),以A为顶点的抛物线y=ax2+bx+c过点C.动点P从点A出发,以每秒个单位的速度沿线段AD向点D匀速运动,过点P作PE⊥x轴,交对角线AC于点N.设点P运动的时间为t(秒).(1)求抛物线的解析式;(2)若PN分△ACD的面积为1:2的两部分,求t的值;(3)若动点P从A出发的同时,点Q从C出发,以每秒1个单位的速度沿线段CD向点D匀速运动,点H为线段PE上一点.若以C,Q,N,H为顶点的四边形为菱形,求t的值.3.如图1,过原点的抛物线与x轴交于另一点A,抛物线顶点C的坐标为,其对称轴交x轴于点B.(1)求抛物线的解析式;(2)如图2,点D为抛物线上位于第一象限内且在对称轴右侧的一个动点,求使△ACD 面积最大时点D的坐标;(3)在对称轴上是否存在点P,使得点A关于直线OP的对称点A'满足以点O、A、C、A'为顶点的四边形为菱形.若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.4.综合与探究如图,已知抛物线y=ax2﹣2x+c与x轴交于A(﹣3,0),B(1,0)两点,与y轴交于点C,对称轴为直线l,顶点为D.(1)求抛物线的解析式及点D坐标;(2)在直线l上是否存在一点M,使点M到点B的距离与到点C的距离之和最小?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.(3)在x轴上取一动点P(m,0),﹣3<m<﹣1,过点P作x轴的垂线,分别交抛物线,AD,AC于点E,F,G.①判断线段FP与FG的数量关系,并说明理由②连接EA,ED,CD,当m为何值时,四边形AEDC的面积最大?最大值为多少?5.如图,抛物线y=ax2+bx(a>0)与双曲线y=相交于点A、B,已知点A坐标(1,4),点B在第三象限内,且△AOB的面积为3(O为坐标原点).(1)求实数a、b、k的值;(2)在该抛物线的对称轴上是否存在点P使得△POB为等腰三角形?若存在请求出所有的P点的坐标,若不存在请说明理由.(3)在坐标系内有一个点M,恰使得MA=MB=MO,现要求在y轴上找出点Q使得△BQM的周长最小,请求出M的坐标和△BQM周长的最小值.6.如图,已知,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(4,0)两点,过点A的直线y=kx+k与该抛物线交于点C,点P是该抛物线上不与A,B重合的动点,过点P作PD⊥x轴于D,交直线AC于点E.(1)求抛物线的解析式;(2)若k=﹣1,当PE=2DE时,求点P坐标;(3)当(2)中直线PD为x=1时,是否存在实数k,使△ADE与△PCE相似?若存在请求出k的值;若不存在,请说明你的理由.7.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx﹣2(a≠0)与x轴交于A(1,0)、B(3,0)两点,与y轴交于点C,其顶点为点D,点E的坐标为(0,﹣1),该抛物线与BE交于另一点F,连接BC.(1)求该抛物线的解析式,并用配方法把解析式化为y=a(x﹣h)2+k的形式;(2)若点H(1,y)在BC上,连接FH,求△FHB的面积;(3)一动点M从点D出发,以每秒1个单位的速度沿平行于y轴方向向上运动,连接OM,BM,设运动时间为t秒(t>0),在点M的运动过程中,当t为何值时,∠OMB=90°?8.如图,已知抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(﹣1,0),B(3,0),与y轴交于点C.(1)求抛物线的解析式;(2)点P是第一象限抛物线上一动点,过点P作x轴的垂线l,交BC于点H.当点P 运动到何处时满足PC=CH?求出此时点P的坐标;(3)若m≤x≤m+1时,二次函数y=ax2+bx+3的最大值为m,求m的值.9.综合与探究如图,在平面直角坐标系中,点A,B的坐标分别为(﹣4,0),(2,0),点C在y轴上,其坐标为(0,﹣3),抛物线经过点A,B,C.P为第三象限内抛物线上一动点.(1)求该抛物线的解析式.(2)连接AC,过点P作PD⊥AC,PE∥y轴交AC于点E,当△PDE的周长最大时,求P点的坐标和△PDE周长的最大值.(3)若点M为x轴上一动点,点F为平面直角坐标系内一点.当点M,B,C,F构成菱形时,请直接写出点F的坐标.10.已知:如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,BC=3,CA=4,将∠ABC对折,使点C 的对应点H恰好落在直线AB上,折痕交AC于点O,以点O为坐标原点,AC所在直线为x轴建立平面直角坐标系.(1)求过A,B,O三点的抛物线解析式;(2)若在线段AB上有一动点P,过点P作x轴的垂线,交抛物线于M,连接MB,MA,求△MAB的面积的最大值;(3)若点E在抛物线上,点F在对称轴上,且以O,A,E,F为顶点的四边形为平行四边形,求点E的坐标.11.如图,矩形AOBC放置在平面直角坐标系xOy中,边OA在y轴的正半轴上,边OB在x轴的正半轴上,抛物线的顶点为F,对称轴交AC于点E,且抛物线经过点A(0,2),点C,点D(3,0).∠AOB的平分线是OE,交抛物线对称轴左侧于点H,连接HF.(1)求该抛物线的解析式;(2)在x轴上有动点M,线段BC上有动点N,求四边形EAMN的周长的最小值;(3)该抛物线上是否存在点P,使得四边形EHFP为平行四边形?如果存在,求出点P 的坐标;如果不存在,请说明理由.12.如图抛物线y=ax2+bx+c的图象过点A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3).(1)求抛物线的解析式,并指出抛物线的顶点坐标.(2)在抛物线的对称轴上是否存在一点P,使得△P AC的周长最小,若存在,请求出点P的坐标及△P AC的周长;若不存在,请说明理由.(3)在(2)的条件下,在抛物线上是否存在点M(不与C点重合),使得S△P AM=S△P AC,若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.13.已知:抛物线y=ax2﹣3(a﹣1)x+2a﹣6(a>0).(1)求证:抛物线与x轴有两个交点.(2)设抛物线与x轴的两个交点的横坐标分别为x1,x2(其中x1>x2).若t是关于a的函数、且t=ax2﹣x1,求这个函数的表达式;(3)若a=1,将抛物线向上平移一个单位后与x轴交于点A、B.平移后如图所示,过A作直线AC,分别交y的正半轴于点P和抛物线于点C,且OP=1.M是线段AC上一动点,求2MB+MC的最小值.14.如图,在平面直角坐标系中,一次函数y=x﹣2的图象分别交x、y轴于点A、B,抛物线y=x2+bx+c经过点A、B,点P为第四象限内抛物线上的一个动点.(1)求此抛物线对应的函数表达式;(2)如图1所示,过点P作PM∥y轴,分别交直线AB、x轴于点C、D,若以点P、B、C为顶点的三角形与以点A、C、D为顶点的三角形相似,求点P的坐标;(3)如图2所示,过点P作PQ⊥AB于点Q,连接PB,当△PBQ中有某个角的度数等于∠OAB度数的2倍时,请直接写出点P的横坐标.15.如图,已知直线y=﹣x+3与x轴交于点B,与y轴交于点C,抛物线y=ax2+bx+3经过B、C两点并与x轴的另一个交点为A,且OC=3OA.(1)求抛物线的解析式;(2)点R为直线BC上方对称轴右侧抛物线上一点,当△RBC的面积为时,求R点的坐标;(3)在(2)的条件下,连接CR,作RH⊥x轴于H,连接CH、AC,点P为线段CR上一点,点Q为线段CH上一点,满足QH=CP,过点P作PE∥AC交x轴于点E,连接EQ,当∠PEQ=45°时,求CP的长.16.综合与探究如图,在平面直角坐标系中,直线y=x﹣4分别与x轴,y轴交于点A和点C,抛物线y =ax2﹣3x+c经过A,C两点,并且与x轴交于另一点B.点D为第四象限抛物线上一动点(不与点A,C重合),过点D作DF⊥x轴,垂足为F,交直线AC于点E,连接BE.设点D的横坐标为m.(1)求抛物线的解析式;(2)当∠ECD=∠EDC时,求出此时m的值;(3)点D在运动的过程中,△EBF的周长是否存在最小值?若存在,求出此时m的值;若不存在,请说明理由.17.如图,抛物线y=ax2+bx+3经过点A(1,0),B(4,0).(1)求抛物线的表达式;(2)如图①,在抛物线的对称轴上是否存在点P,使得四边形P AOC的周长最小?若存在,求出四边形P AOC的周长最小值;若不存在,请说明理由;(3)如图②,点Q是OB上的一动点,连接BC,在线段BC上是否存在这样的点M,使△CQM为等腰三角形且△BQM是直角三角形?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.18.在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的顶点A(﹣3,0),与y轴交于点B(0,4),在第一象限内有一点P(m,n),且满足4m+3n=12.(1)求二次函数解析式.(2)若以点P为圆心的圆与直线AB、x轴相切,求点P的坐标.(3)若点A关于y轴的对称点为点A′,点C在对称轴上,且2∠CBA+∠P A′O=90◦.求点C的坐标.19.如图,在直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣2与x轴交于点A(﹣3,0)、B(1,0),与y轴交于点C.(1)求抛物线的函数表达式.(2)在抛物线上是否存在点D,使得△ABD的面积等于△ABC的面积的倍?若存在,求出点D的坐标;若不存在,请说明理由.(3)若点E是以点C为圆心且1为半径的圆上的动点,点F是AE的中点,请直接写出线段OF的最大值和最小值.20.如图,抛物线y=ax2+6x﹣5交x轴于A,B两点,交y轴于C点,点B的坐标为(5,0),直线y=x﹣5经过点B,C.(1)求抛物线的函数表达式;(2)点P是直线BC上方抛物线上的一动点,求△BCP面积S的最大值并求出此时点P 的坐标;(3)过点A的直线交直线BC于点M,连接AC当直线AM与直线BC的一个夹角等于∠ACB的3倍时,请直接写出点M的坐标.21.在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2+bx+2的图象与x轴交于A(﹣3,0),B(1,0)两点,与y轴交于点C.(1)求这个二次函数的解析式,并直接写出当x满足什么值时y<0?(2)点P是直线AC上方的抛物线上一动点,是否存在点P,使△ACP面积最大?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;(3)点M为抛物线上一动点,在x轴上是否存在点Q,使以A、C、M、Q为顶点的四边形是平行四边形?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.22.如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,对称轴为直线x=2,点A的坐标为(1,0).(1)求该抛物线的表达式及顶点坐标;(2)点P为抛物线上一点(不与点A重合),连接PC.当∠PCB=∠ACB时,求点P的坐标;(3)在(2)的条件下,将抛物线沿平行于y轴的方向向下平移,平移后的抛物线的顶点为点D,点P的对应点为点Q,当OD⊥DQ时,求抛物线平移的距离.23.如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=x2+bx+c经过点A(2,﹣3)和点B(5,0),顶点为C.(1)求这条抛物线的表达式和顶点C的坐标;(2)点A关于抛物线对称轴的对应点为点D,联结OD、BD,求∠ODB的正切值;(3)将抛物线y=x2+bx+c向上平移t(t>0)个单位,使顶点C落在点E处,点B落在点F处,如果BE=BF,求t的值.24.如图,直线y=﹣x+1与x轴,y轴分别交于A,B两点,抛物线y=ax2+bx+c过点B,并且顶点D的坐标为(﹣2,﹣1).(1)求该抛物线的解析式;(2)若抛物线与直线AB的另一个交点为F,点C是线段BF的中点,过点C作BF的垂线交抛物线于点P,Q,求线段PQ的长度;(3)在(2)的条件下,点M是直线AB上一点,点N是线段PQ的中点,若PQ=2MN,直接写出点M的坐标.25.如图,直线y=﹣x+m与抛物线y=ax2+bx都经过点A(6,0),点B,过B作BH垂直x轴于H,OA=3OH.直线OC与抛物线AB段交于点C.(1)求抛物线的解析式;(2)当点C的纵坐标是时,求直线OC与直线AB的交点D的坐标;(3)在(2)的条件下将△OBH沿BA方向平移到△MPN,顶点P始终在线段AB上,求△MPN与△OAC公共部分面积的最大值.26.在平面直角坐标系xOy中(如图),已知抛物线y=ax2+(a+)x+c(a≠0)经过点A (﹣3,﹣2),与y轴交于点B(0,﹣2),抛物线的顶点为点C,对称轴与x轴交于点D.(1)求抛物线的表达式及点C的坐标;(2)点E是x轴正半轴上的一点,如果∠AED=∠BCD,求点E的坐标;(3)在(2)的条件下,点P是位于y轴左侧抛物线上的一点,如果△P AE是以AE为直角边的直角三角形,求点P的坐标.27.如图1,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点A(﹣1,0)、C(3,0),点B为抛物线顶点,直线BD为抛物线的对称轴,点D在x轴上,连接AB、BC,∠ABC=90°,AB与y轴交于点E,连接CE.(1)求顶点B的坐标并求出这条抛物线的解析式;(2)点P为第一象限抛物线上一个动点,设△PEC的面积为S,点P的横坐标为m,求S关于m的函数关系式,并求出S的最大值;(3)如图2,连接OB,抛物线上是否存在点Q,使直线QC与直线BC所夹锐角等于∠OBD,若存在请直接写出点Q的坐标;若不存在,说明理由.28.如图,直线y=﹣x+3与x轴、y轴分别相交于点B、C,经过B、C两点的抛物线y=ax2+bx+c与x轴的另一个交点为A,顶点为P,且对称轴为直线x=2.点G是抛物线y =ax2+bx+c位于直线y=﹣x+3下方的任意一点,连接PB、GB、GC、AC.(1)求该抛物线的解析式;(2)求△GBC面积的最大值;(3)连接AC,在x轴上是否存在一点Q,使得以点P,B,Q为顶点的三角形与△ABC 相似?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.参考答案1.(1)由y=x2+x+m,令y=0,则(x+2)(x﹣m)=0,∴AO=2,BO=m,∴A(﹣2,0),B(m,0),∵AB=7,∴m﹣(﹣2)=7,m=5,∴y=;(2)过点D作DK⊥x轴于点K,设∠DAB=α,则D(d,﹣),∴=.∴EO=AO•tanα=5﹣d,CE=5﹣(5﹣d)=d,∴;(3)过点E作CE的垂线,过C作∠OCP的平分线交DE于点J,交CE的垂线于点F,过点F作ED的平行线交HD于点N.∴∠ECF=∠HDE=α,HE=3k,CP=5k,CE=HD=d,∵CE=HD,∠CEF=∠CHD=90°,∴△CEF≌△DHE(ASA),∵EF∥DN,NF∥DE,∴四边形EDNF为平行四边形,∴EF=HE=DN=3k,CF=DE=FN,∴△CFN为等腰直角三角形,∴∠PCN=∠FNC=45°,∴∠PCN=∠PNC=45°﹣α,∴PC=PN=5k,∴PD=2k,∴CH=d﹣3k,PH=d﹣2k,∴(d﹣3k)2+(d﹣2k)2=(5k)2,∴(d﹣6k)(d+k)=0,∴d=6k,∴在Rt△DHE中,tan,由(2)知,∴.∴d=4,∴D(4,3),∴==8.2.解:(1)∵四边形ABCD为矩形,且B(1,0),C(3,0),D(3,4),∴A(1,4),设抛物线的解析式为y=a(x﹣1)2+4,将C(3,0)代入y=a(x﹣1)2+4,得0=4a+4,解得a=﹣1,∴抛物线的解析式为y=﹣(x﹣1)2+4=﹣x2+2x+3;(2)∵PE⊥x轴,DC⊥x轴,∴PE∥DC,∴△APN∽△ADC,∵PN分△ACD的面积为1:2的两部分,∴=或,当=时,==,∵AD=2,∴AP=,∴t的值为×2=;当=时,==,∵AD=2,∴AP=,∴t的值为×2=,综上所述,t的值为或;(3)如图2﹣1,当CN为菱形的对角线时,点P,N的横坐标均为,设直线AC的解析式为y=kx+b,将A(1,4),C(3,0)代入y=kx+b,得,解得,∴直线AC的表达式为y=﹣2x+6,将点N的横坐标代入y=﹣2x+6,得,即EN=4﹣t,由菱形CQNH可得,CQ=NH=t=CH,可得EH=(4﹣t)﹣t=4﹣2t,∵,∴,在Rt△CHE中,∵CE2+EH2=CH2,∴,解得,t1=,t2=4(舍);如图2﹣2,当CN为菱形的边时,由菱形CQHN可得,CQ=CN=t,在Rt△CNE中,∵NE2+CE2=CN2,∴(4﹣t)2+(2﹣t)2=t2,解得,t1=20﹣8,t2=20+8(舍);综上所述,t的值为或.3.解:(1)设抛物线解析式为y=a(x﹣h)2+k,(a≠0)∵顶点,∴,又∵图象过原点,∴,解出:,∴,即;(2)令y=0,即,解得:x1=0,x2=4,∴A(4,0),设直线AC的解析式为y=kx+b,将点A(4,0),代入,得,解得,∴直线AC的解析式为y=﹣x+4,过点D作DF∥y轴交AC于点F,设,则,∴,∴=,∴当m=3时,S△ACD有最大值,当m=3时,,∴;(3)∵∠CBO=∠CBA=90°,OB=AB=2,,∴,∴OA=OC=AC=4,∴△AOC为等边三角形,①如图3﹣1,当点P在C时,OA=AC=CA'=OA',∴四边形ACA'O是菱形,∴;②作点C关于x轴的对称点C',当点A'与点C'重合时,OC=AC=AA'=OA',∴四边形OCAA'是菱形,∴点P是∠AOA'的角平分线与对称轴的交点,记为P2,∴,∵∠OBP2=90°,OB=2,∴OP2=2BP2,设BP2=x,∴OP2=2x,又∵,∴(2x)2=22+x2,解得或,∴;综上所述,点P的坐标为或.4.解:(1)由抛物线y=ax2﹣2x+c与x轴交于A(﹣3,0),B(1,0)两点,得,解得,∴抛物线解析式为y=﹣x2﹣2x+3;由y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4,得,点D坐标为(﹣1,4);(2)在直线l上存在一点M,到点B的距离与到点C的距离之和最小,根据抛物线对称性MA=MB,∴MB+MC=MA+MC,∴使MB+MC的值最小的点M应为直线AC与对称轴l:x=﹣1的交点,当x=0时,y=3,∴C(0,3),设直线AC解析式为直线y=kx+b,把A(﹣3,0)、C(0,3)分别代入y=kx+b,得,,解得,,∴直线AC解析式为y=x+3,把x=﹣1代入y=x+3得,y=2,∴M(﹣1,2),即当点M到点A的距离与到点C的距离之和最小时M的坐标为(﹣1,2);(3)①PF=2FG,理由如下,设直线AD解析式为y=k'x+b',把A(﹣3,0)、D(﹣1,4)分别代入直线y=k'x+b',得,,解得,∴直线AD解析式为y=2x+6,则点F的坐标为(m,2m+6),同理G的坐标为(m,m+3),则FG=(2m+6)﹣(m+3)=m+3,FP=2m+6=2(m+3),∴FP=2FG;②根据题意得点E的坐标为(m,﹣m2﹣2m+3),设直线l与x轴交于点N,EF=(﹣m2﹣2m+3)﹣(2m+6)=﹣m2﹣4m﹣3=﹣(m+2)2+1∴S△AED=S△AEF+S△EFD==,∴当m为﹣2时,S△AED的最大值为1,如图,过点D作DH∥x轴,交y轴于点H,在△DHC中,∠DHC=180°﹣∠AOB=90°,,在Rt△AOC中,,在Rt△ADN中,,∵,∴DC2+AC2=AD2,∴∠ACD=90°,∴,∴,∴当m为﹣2时,四边形AEDC的面积最大,最大值为4.5.解:(1)将A(1,4)代入y=,得,k=4,∴双曲线解析式为y=,设B(m,)(m<0),连接AB,交x轴于点C,设直线AB的解析式为y=kx+b,将点A(1,4),B(m,)代入,得,解得,,∴直线AB的解析式为y=﹣x+,当y=0时,x=m+1,∴C(m+1,0),OC=﹣m﹣1,∴S△AOB=OC•(y A﹣y B)=(﹣m﹣1)(4﹣),∵△AOB的面积为3,∴(﹣m﹣1)(4﹣)=3,整理,得2m2+3m﹣2=0,解得,m1=(舍去),m2=﹣2,∴B(﹣2,﹣2),将A(1,4),B(﹣2,﹣2)代入y=ax2+bx,得,,解得,,∴抛物线的解析式为y=x2+3x,∴a=1,b=3,k=4;(2)在抛物线y=x2+3x中,对称轴为x=﹣,设P(﹣,y),∵O(0,0),B(﹣2,﹣2),∴PO2=+y2,OB2=8,PB2=+(y+2)2,∵△POB为等腰三角形,∴①PO2=OB2时,+y2=8,解得,y=±,∴P1(﹣,﹣),P2(﹣,);②PB2=OB2时,+(y+2)2=8,解得,y=﹣2±,∴P3(﹣,﹣2﹣),P4(﹣,﹣2+);③PB2=OP2时,+(y+2)2=+y2,解得,y=﹣,∴P5(﹣,﹣);综上所述,点P的坐标为P1(﹣,﹣),P2(﹣,),P3(﹣,﹣2﹣),P4(﹣,﹣2+),P5(﹣,﹣);(3)设M(x,y),∵A(1,4),B(﹣2,﹣2),O(0,0),∴MO2=x2+y2,MA2=(x﹣1)2+(y﹣4)2,MB2=(x+2)2+(y+2)2,又∵MO=MA=MB,∴,解得,,∴M(﹣,),作B关于y轴的对称点B'(2,﹣2),连接B'M交y轴于Q,则此时MQ+BQ的值最小,理由是两点之间,线段最短,又∵MB的长度为定值,∴此时△BQM的周长最小,C△BQM=MB+MQ+BQ=MB+MB'==,∴M的坐标为(﹣,),△BQM周长的最小值为.6.解:(1)将点A(﹣1,0),B(4,0)代入y=x2+bx+c,得,,解得,,∴抛物线的解析式为y=x2﹣3x﹣4;(2)当k=﹣1时,直线AC的解析式为y=﹣x﹣1,设P(x,x2﹣3x﹣4),则E(x,﹣x﹣1),D(x,0),则PE=|x2﹣3x﹣4﹣(﹣x﹣1)|=|x2﹣2x﹣3|,DE=|x+1|,∵PE=2ED,∴|x2﹣2x﹣3|=2|x+1|,当x2﹣2x﹣3=2(x+1)时,解得,x1=﹣1(舍去),x2=5,∴P(5,6);当x2﹣2x﹣3=﹣2(x+1)时,解得,x1=﹣1(舍去),x2=1,∴P(1,﹣6);综上所述,点P的坐标为(5,6)或(1,﹣6);(3)存在,理由如下;∵∠AED=∠PEC,∴要使△ADE与△PCE相似,必有∠EPC=∠ADE=90°或∠ECP=∠ADE=90°,①当∠EPC=∠ADE=90°时,如图1,CP∥x轴,∵P(1,﹣6),根据对称性可得C(2,﹣6),将C(2,﹣6),代入直线AC解析式中,得2k+k=﹣6,解得,k=﹣2;②当∠ECP=∠ADE=90°时,如图2,过C点作CF⊥PD于点F,则有∠FCP=∠PEC=∠AED,则△PCF∽△AED,∴=,在直线y=kx+k上,当x=1时,y=2k,∴E(1,2k),∴DE=﹣2k,由,得或,∴C(k+4,k2+5k),∴F(1,k2+5k),∴CF=k+3,FP=k2+5k+6,∴=,解得,k1=k2=﹣1,k3=﹣3(此时C与P重合,舍去),综上,当k=﹣2或﹣1时,△ADE与△PCE相似.7.(1)∵抛物线y=ax2+bx﹣2(a≠0)与x轴交于A(1,0),B(3,0)两点,∴,∴,∴抛物线解析式为;(2)如图1,过点A作AH∥y轴交BC于H,交BE于G,由(1),C(0,﹣2),将B(3,0),C(0,﹣2)代入y=kx+b,得,,解得,,∴直线BC的解析式为,∵H(1,y)在直线BC上,∴,∴,将点B(3,0),E(0,﹣1)代入y=kx+b,得,,解得,,∴直线BE的解析式为y=x﹣1,∴G(1,﹣),∴GH=,∵直线BE:y=x﹣1与抛物线y=﹣x2+x﹣2相交于F,B,∴F(,﹣),∴S△FHB=GH×(x B﹣x F)=××(3﹣)=;(3)如图2,由(1)y=﹣x2+x﹣2=﹣(x﹣2)2+,∴顶点D(2,),∵动点M从点D出发,以每秒1个单位的速度沿平行于y轴方向向上运动,∴设M(2,m),m>,∴OM2=m2+4,BM2=m2+1,OB2=9,∵∠OMB=90°,∴OM2+BM2=OB2,∴m2+4+m2+1=9,∴m1=,m2=﹣(舍),∴M(2,),∴MD=﹣,∴,∴当时,∠OMB=90°.8.解:(1)将点A(﹣1,0),B(3,0)代入y=ax2+bx+3,得,解得,,∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3;(2)设直线BC的解析式为y=kx+3,将点B(3,0)代入y=kx+3,得,k=﹣1,∴直线BC的解析式为y=﹣x+3,设点P(x,﹣x2+2x+3),则点H(x,﹣x+3),过点C作CM⊥PH于点M,则CM=x,PH=﹣x2+3x,当CP=CH时,PM=MH,∠MCH=∠MCP,∵OB=OC,∴∠OBC=45°,∵CM∥OB,∴∠MCH=∠OBC=45°,∴∠PCH=90°,∴MC=PH=(﹣x2+3x),即x=(﹣x2+3x),解得,x1=0(舍去),x2=1,∴P(1,4);(3)在y=﹣x2+2x+3中,对称轴为x=1,若m+1≤1,即m≤0时,当x=m+1时,函数有最大值m,∴﹣(m+1)2+2(m+1)+3=m,解得,m1=(舍去),m2=;若m<1<m+1,即0<m<1时,当x=1时,函数有最大值为m=4(舍);若m>1,当x=m时,函数有最大值为m,∴﹣m2+2m+3=m,解得,m1=(舍去),m2=,综上所述,m的值为或.9.解:(1)∵抛物线经过点A,B,它们的坐标分别为(﹣4,0)、(2,0),∴设其解析式为y=a(x+4)(x﹣2),将点C(0,﹣3)代入y=a(x+4)(x﹣2),解得,,∴抛物线的解析式为;(2)∵OA=4,OC=3,∠AOC=90°,∴AC==5,∵PD⊥AC,∠PDE=∠AOC=90°,又∵PE∥y轴,∴∠PED=∠ACO,∴△PDE∽△AOC,∴PD:AO=DE:OC=PE:AC,即PD:4=DE:3=PE:5,∴,∴△PDE的周长=,则要使△PDE周长最大,PE取最大值即可,设直线AC的解析式为y=kx﹣3,将点A(﹣4,0)代入y=kx﹣3,得,k=﹣,∴直线AC的解析式为,设点,则,∴当a=﹣2时,取得最PE大值,最大值为,则,∴P(﹣2,﹣3),△PDE周长的最大值为;(3)如右图,①当BM为对角线时,显然,点F在y轴上,根据对称性得到点F的坐标为(0,3);②当BM为边时,∵,则有以下几种情况:(I)BC为边时,BM=BC=,点M在x轴负半轴上时,点M是点B向左平移个单位长度得到的,∴M(2﹣,0),∴点C(0,﹣3)向左平移个单位长度得到点F;点M在x轴正半轴上时,点M是点B向平右移个单位长度得到的,∴M(2+,0),∴点C(0,﹣3)向右平移个单位长度得到点F;(II)BC为对角线时,设OM=x,在直角三角形OMC中,由勾股定理可得OM2+OC2=MC2,即x2+32=(x+2)2,解得,x=,∴菱形的边长为2+=,∴CF=,∴F(,﹣3),综上所述,点F的坐标为(0,3)或或或.10.解:(1)在Rt△ABC中,AB===5,由翻折知,△BCO≌△BHO,∴BH=BC=3,∴AH=AB﹣BH=2,∵∠HAO=∠CAB,∠OHA=∠BCA=90°,∴△AHO∽△ACB,∴=,即=,∴AO=,∴A(,0),B(﹣,3),∵抛物线经过原点O,∴可设抛物线的解析式为y=ax2+bx,将点A(,0),B(﹣,3)代入,得,解得,,∴过A,B,O三点的抛物线解析式为y=x2﹣x;(2)设直线AB的解析式为y=kx+b,将点A(,0),B(﹣,3)代入,得,解得∴直线AB的解析式为y=﹣x+,∴可设P(x,﹣x+),则M(x,x2﹣x),∴PM=﹣x+﹣(x2﹣x)=﹣x2+x+,∴S△MAB=PM(x A﹣x B)=(﹣x2+x+)×4=﹣x2+x+=﹣(x﹣)2+4,∴当x=时,△MAB的面积取最大值4;(3)在y=x2﹣x中,对称轴为x=,①如图3﹣1,当OA为平行四边形的一边时,OA平行且等于EF,∵OA=,∴EF=,∵x F=,∴x E=±=或﹣,当x E=或﹣,时y E=,∴点E的坐标为(,)或(﹣,);②如图3﹣2,当OA为平行四边形的对角线时,OA与EF互相平分,则点E在抛物线顶点处,∵当x=时,y=﹣,∴点E的坐标为(,﹣),综上所述,点E的坐标为(,)或(﹣,)或(,﹣).11.解:(1)∵AE∥x轴,OE平分∠AOB,∴∠AEO=∠EOB=∠AOE,∴AO=AE,∵A(0,2),∴E(2,2),∴点C(4,2),设二次函数解析式为y=ax2+bx+2,∵C(4,2)和D(3,0)在该函数图象上,∴,得,∴该抛物线的解析式为y=x2﹣x+2;(2)作点A关于x轴的对称点A1,作点E关于直线BC的对称点E1,连接A1E1,交x 轴于点M,交线段BC于点N.根据对称与最短路径原理,此时,四边形AMNE周长最小.易知A1(0,﹣2),E1(6,2).设直线A1E1的解析式为y=kx+b,,得,∴直线A1E1的解析式为.当y=0时,x=3,∴点M的坐标为(3,0).∴由勾股定理得AM=,ME1=,∴四边形EAMN周长的最小值为AM+MN+NE+AE=AM+ME1+AE=;(3)不存在.理由:过点F作EH的平行线,交抛物线于点P.易得直线OE的解析式为y=x,∵抛物线的解析式为y=x2﹣x+2=,∴抛物线的顶点F的坐标为(2,﹣),设直线FP的解析式为y=x+b,将点F代入,得,∴直线FP的解析式为.,解得或,∴点P的坐标为(,),FP=×(﹣2)=,,解得,或,∵点H是直线y=x与抛物线左侧的交点,∴点H的坐标为(,),∴OH=×=,易得,OE=2,EH=OE﹣OH=2﹣=,∵EH≠FP,∴点P不符合要求,∴不存在点P,使得四边形EHFP为平行四边形.12.解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c的图象过点A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3),∴,得,∴y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,∴该抛物线的顶点坐标为(1,4),即该抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3,顶点坐标为(1,4);(2)点A关于对称轴的对称点是点B,连接CB与对称轴的交点为P,此时点P即为所求,设过点B(3,0),点C(0,3)的直线解析式为y=kx+m,,得,∴直线BC的解析式为y=﹣x+3,当x=1时,y=﹣1+3=2,∴点P的坐标为(1,2),∵点A(﹣1,0),点C(0,3),点B(3,0),∴AC=,BC=3,∴△P AC的周长是:AC+CP+P A=AC+CB=,即点P的坐标为(1,2),△P AC的周长是;(3)存在点M(不与C点重合),使得S△P AM=S△P AC,∵S△P AM=S△P AC,∴当以P A为底边时,只要两个三角形等高即可,即点M和点C到P A的距离相等,当点M在点C的上方时,则CM∥P A时,点M和点C到P A的距离相等,设过点A(﹣1,0),点P(1,2)的直线l1解析式为:y=kx+m,,得,∴直线AP的解析式为y=x+1,∴直线CM的解析式为y=x+3,由得,,,∴点M的坐标为(1,4);当点M在点C的下方时,则点M所在的直线l2与AP平行,且直线l2与直线AP之间的距离与直线l1与直线AP 之间的距离相等,∴直线l2的的解析式为y=x﹣1,由得,,,∴M的坐标为(,)或(,);由上可得,点M的坐标为(1,4),(,)或(,).13.(1)证明:△=b2﹣4ac=[﹣3(a﹣1)]2﹣4a(2a﹣6)=a2+6a+9=(a+3)2,∵a>0,∴(a+3)2>0,∴抛物线与x轴有两个交点;(2)解:令y=0,则ax2﹣3(a﹣1)x+2a﹣6=0,∴或,∵a>0,∴且x1>x2,∴x1=2,,∴,∴t=a﹣5;(3)解:当a=1时,则y=x2﹣4,向上平移一个单位得y=x2﹣3,令y=0,则x2﹣3=0,得,∴,,∵OP=1,∴直线,联立:,解得,,,即,,∴AO=,在Rt△AOP中,AP==2,过C作CN⊥y轴,过M作MG⊥CN于G,过C作CH⊥x轴于H,∵CN∥x轴,∴∠GCM=∠P AO,又∵∠AOP=∠CGM=90°,∴△AOP∽△CGM,∴==,∴,∵B到CN最小距离为CH,∴MB+GM的最小值为CH的长度,∴2MB+MC的最小值为.14.解:(1)令x=0,得y=x﹣2=﹣2,则B(0,﹣2),令y=0,得0=x﹣2,解得x=4,则A(4,0),把A(4,0),B(0,﹣2)代入y=x2+bx+c(a≠0)中,得:,解得:,∴抛物线的解析式为:y=x2﹣x﹣2;(2)∵PM∥y轴,∴∠ADC=90°,∵∠ACD=∠BCP,∴以点P、B、C为顶点的三角形与以点A、C、D为顶点的三角形相似,存在两种情况:①当∠CBP=90°时,如图1,过P作PN⊥y轴于N,设P(x,x2﹣x﹣2),则C(x,x﹣2),∵∠ABO+∠PBN=∠ABO+∠OAB=90°,∴∠PBN=∠OAB,∵∠AOB=∠BNP=90°,∴△AOB∽△BNP,∴,即=,解得:x1=0(舍),x2=,∴P(,﹣5);②当∠CPB=90°时,如图2,则B和P是对称点,当y=﹣2时,x2﹣x﹣2=﹣2,∴x1=0(舍),x2=,∴P(,﹣2);综上,点P的坐标是(,﹣5)或(,﹣2);(3)∵OA=4,OB=2,∠AOB=90°,∴∠BOA≠45°,∴∠BQP≠2∠BOA,∴分两种情况:①当∠PBQ=2∠OAB时,如图3,取AB的中点E,连接OE,过P作PG⊥x轴于G,交直线AB于H,∴OE=AE,∴∠OAB=∠AOE,∴∠OEB=2∠OAB=∠PBQ,∵OB∥PG,∴∠OBE=∠PHB,∴△BOE∽△HPB,∴,由勾股定理得:AB==2,∴BE=,∵GH∥OB,∴,即,∴BH=x,设P(x,x2﹣x﹣2),则H(x,x﹣2),∴PH=x﹣2﹣(x2﹣x﹣2)=﹣x2+4x,∴,解得:x1=0,x2=3,∴点P的横坐标是3;②当∠BPQ=2∠OAB时,如图4,取AB的中点E,连接OE,过P作PG⊥x轴于G,交直线AB于H,过O作OF⊥AB于F,连接AP,则∠BPQ=∠OEF,设点P(t,t2﹣t﹣2),则H(t,t﹣2),∴PH=t﹣2﹣(t2﹣t﹣2)=﹣t2+4t,∵OB=2,OA=4,∴AB=2,∴OE=BE=AE=,OF===,∴EF===,S△ABP==,∴2PQ=4(﹣t2+4t),PQ=,∵∠OFE=∠PQB=90°,∴△PBQ∽△EOF,∴,即,∴BQ=,∵BQ2+PQ2=PB2,∴=,化简得,44t2﹣388t+803=0,即:(2t﹣11)(22t﹣73)=0,解得:t1=5.5(舍),t2=;综上,存在点P,使得△PBQ中有某个角的度数等于∠OAB度数的2倍时,其P点的横坐标为3或.15.解:(1)在直线y=﹣x+3中,当x=0时,y=3;当y=0时,x=4,∴C(0,3),B(4,0),∴OC=3,∵OC=3OA,∴OA=1,∴A(﹣1,0),把A(﹣1,0),B(4,0)代入y=ax2+bx+3,得,,解得,a=﹣,b=,∴抛物线的解析式为y=﹣x2+x+3;(2)如图1,连接RO,RC,RB,设R(t,﹣t2+t+3),则S△RBC=S△OCR+S△OBR﹣S△OBC=×3t+×4(﹣t2+t+3)﹣×3×4=﹣t2+6t,∵S△RBC=,∴﹣t2+6t=,解得,t1=1,t2=3,∵点R为直线BC上方对称轴右侧,∴R(3,3);(3)如图2﹣1,在RH上截取RM=OA,连接CM、AM,AM交PE于G,作QF⊥OB 于H,∵CR=CO,∠CRM=∠COA,∴△CRM≌△COA(SAS),∴CM=CA,∠RCM=∠OCA,∴∠ACM=∠OCR=90°,∴∠CAM=∠CMA=45°,∵AC∥PE,∴∠CAM=∠AGE=45°,∴∠PEQ=45°,∴∠AGE=∠PEQ,∴AM∥QE,∴∠MAH=∠QEF,∵∠QFE=MHA=90°,∴△QEF∽△MAH,∴=,∴EF=2QF,设CP=m,∴QH=CP=m,∵OC=OH,∴∠OHC=45°,∴QF=FH=m,∴EF=2m,∴EH=3m,∵四边形ACPE为平行四边形,∴AE=CP=m,∵EH=AH﹣AE=4﹣m,∴3m=4﹣m,∴m=1,∴CP=1;如图2﹣2,在RH上截取RM=OA,连接CM、AM,AM交PE于G,交QE于N,作QF ⊥OB于H,∵CR=CO,∠CRM=∠COA,∴△CRM≌△COA(SAS),∴CM=CA,∠RCM=∠OCA,∴∠ACM=∠OCR=90°,∴∠CAM=∠CMA=45°,∵AC∥PE,∴∠CAM=∠AGE=45°,∴∠PEQ=45°,∴∠AGE=∠PEQ=45°,∴∠ENG=∠ENA=90°,∵∠EQF+∠QEF=90°,∠EAN+∠QEF=90°,∴∠EQF=∠MAB,∵∠QFE=∠AHM=90°,∴△QEF∽△AMH,∴=,∴QF=2EF,设CP=m,∴QH=CP=m,∵OC=OH,∴∠OHC=45°,∴QF=FH=m,∴EF=m,∴EH=m,∵四边形ACPE为平行四边形,∴AE=CP=m,∵EH=AH﹣AE=4﹣m,∴4﹣m=m,∴m=,∴CP=,综上所述,CP的长度为1或.16.解:(1)在y=x﹣4中,当x=0时,y=﹣4;当y=0时,x=4.∴A(4,0),C(0,﹣4)把A(4,0),C(0,﹣4)代入y=ax2﹣3x+c中,得,解得,∴抛物线的解析式是y=x2﹣3x﹣4.(2)如图1,过点E作EH⊥y轴,垂足为H.∵OA=OC=4,∴∠OAC=∠ACO=45°,∴∠HEC=∠HCE=45°.∵点D(m,m2﹣3m﹣4),E(m,m﹣4),∴EH=HC=m,ED=(m﹣4)﹣(m2﹣3m﹣4)=﹣m2+4m.∴,∴当∠ECD=∠EDC时,EC=ED.∴,解得m=0(舍去)或;(3)存在.∴点D为第四象限抛物线上一动点(不与点A,C重合),∴0<m<4,在抛物线y=x2﹣3x﹣4中,当y=0时,x2﹣3x﹣4=0,解得x1=﹣1,x2=4,∴点B坐标为(﹣1,0).∵∠F AE=∠FEA=45°,∴EF=AF.设△BFE的周长为n,则n=BF+FE+BE=BF+AF+BE=AB+BE,∵AB的值不变,∴当BE最小,即BE⊥AC时,△BFE的周长最小.∵当BE⊥AC时,∠EBA=∠BAE=45°,∴BE=AE,∴BF=AF=2.5.∴m=4﹣2.5=1.5时,△BEF的周长最小.17.解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+3经过点A(1,0)、B(4,0),∴,解得,∴该抛物线的解析式:y=x+3;(2)∵抛物线y=ax2+bx+3经过点A(1,0),B(4,0),∴A、B关于对称轴对称,。
2020-2021九年级培优二次函数辅导专题训练含答案一、二次函数1.如图所示,抛物线2y ax bx c =++的顶点为()2,4M --,与x 轴交于A 、B 两点,且()6,0A -,与y 轴交于点C .()1求抛物线的函数解析式; ()2求ABC V 的面积;()3能否在抛物线第三象限的图象上找到一点P ,使APC V 的面积最大?若能,请求出点P 的坐标;若不能,请说明理由.【答案】()1 2134y x x =+-;()212;()27334APC x S =-V 当时,有最大值,点P 的坐标是153,4P ⎛⎫-- ⎪⎝⎭. 【解析】 【分析】(1)设顶点式并代入已知点()6,0A -即可;(2)令y=0,求出A 、B 和C 点坐标,运用三角形面积公式计算即可;(3)假设存在这样的点,过点P 作PE x ⊥轴于点E ,交AC 于点F ,线段PF 的长度即为两函数值之差,将APC V 的面积计算拆分为APF CPF S S +V V 即可. 【详解】()1设此函数的解析式为2()y a x h k =++,∵函数图象顶点为()2,4M --,∴2(2)4y a x =+-, 又∵函数图象经过点()6,0A -, ∴20(62)4a =-+- 解得14a =, ∴此函数的解析式为21(2)44y x =+-,即2134y x x =+-;()2∵点C 是函数2134y x x =+-的图象与y 轴的交点,∴点C 的坐标是()0,3-, 又当0y =时,有21304y x x =+-=, 解得16x =-,22x =, ∴点B 的坐标是()2,0, 则11831222ABC S AB OC =⋅=⨯⨯=V ; ()3假设存在这样的点,过点P 作PE x ⊥轴于点E ,交AC 于点F .设(),0E x ,则21,34P x x x ⎛⎫+- ⎪⎝⎭,设直线AC 的解析式为y kx b =+, ∵直线AC 过点()6,0A -,()0,3C -, ∴603k b b -+=⎧⎨-=⎩,解得123k b ⎧=-⎪⎨⎪=-⎩,∴直线AC 的解析式为132y x =--, ∴点F 的坐标为1,32F x x ⎛⎫-- ⎪⎝⎭, 则221113332442PF x x x x x ⎛⎫=---+-=-- ⎪⎝⎭, ∴1122APC APF CPF S S S PF AE PF OE =+=⋅+⋅V V V 2221113393276(3)22424244PF OA x x x x x ⎛⎫=⋅=--⨯=--=-++ ⎪⎝⎭, ∴当3x =-时,APC S V 有最大值274,此时点P 的坐标是153,4P ⎛⎫-- ⎪⎝⎭. 【点睛】本题第3问中将所求三角形拆分为两个小三角形进行求解,从而将面积最大的问题转化为PF 最大进行理解.2.如图,抛物线y =12x 2+bx ﹣2与x 轴交于A ,B 两点,与y 轴交于C 点,且A (﹣1,0).(1)求抛物线的解析式及顶点D 的坐标; (2)判断△ABC 的形状,证明你的结论;(3)点M 是抛物线对称轴上的一个动点,当MC +MA 的值最小时,求点M 的坐标.【答案】(1)抛物线的解析式为y =213x -22x ﹣2,顶点D 的坐标为 (32,﹣258);(2)△ABC 是直角三角形,证明见解析;(3)点M 的坐标为(32,﹣54). 【解析】 【分析】(1)因为点A 在抛物线上,所以将点A 代入函数解析式即可求得答案;(2)由函数解析式可以求得其与x 轴、y 轴的交点坐标,即可求得AB 、BC 、AC 的长,由勾股定理的逆定理可得三角形的形状;(3)根据抛物线的性质可得点A 与点B 关于对称轴x 32=对称,求出点B ,C 的坐标,根据轴对称性,可得MA =MB ,两点之间线段最短可知,MC +MB 的值最小.则BC 与直线x 32=交点即为M 点,利用得到系数法求出直线BC 的解析式,即可得到点M 的坐标. 【详解】(1)∵点A (﹣1,0)在抛物线y 212x =+bx ﹣2上,∴2112⨯-+()b ×(﹣1)﹣2=0,解得:b 32=-,∴抛物线的解析式为y 21322x =-x ﹣2. y 21322x =-x ﹣212=(x 2﹣3x ﹣4 )21325228x =--(),∴顶点D 的坐标为(32528,-). (2)当x =0时y =﹣2,∴C (0,﹣2),OC =2. 当y =0时,21322x -x ﹣2=0,∴x 1=﹣1,x 2=4,∴B (4,0),∴OA =1,OB =4,AB =5.∵AB 2=25,AC 2=OA 2+OC 2=5,BC 2=OC 2+OB 2=20,∴AC 2+BC 2=AB 2.∴△ABC 是直角三角形.(3)∵顶点D 的坐标为 (32528,-),∴抛物线的对称轴为x 32=. ∵抛物线y 12=x 2+bx ﹣2与x 轴交于A ,B 两点,∴点A 与点B 关于对称轴x 32=对称. ∵A (﹣1,0),∴点B 的坐标为(4,0),当x =0时,y 21322x =-x ﹣2=﹣2,则点C 的坐标为(0,﹣2),则BC 与直线x 32=交点即为M 点,如图,根据轴对称性,可得:MA =MB ,两点之间线段最短可知,MC +MB 的值最小.设直线BC 的解析式为y =kx +b ,把C (0,﹣2),B (4,0)代入,可得:240b k b =-⎧⎨+=⎩,解得:122k b ⎧=⎪⎨⎪=-⎩,∴y 12=x ﹣2.当x 32=时,y 1352224=⨯-=-,∴点M 的坐标为(3524-,). 【点睛】本题考查了待定系数法求二次函数解析式、一次函数的解析式、直角三角形的性质及判定、轴对称性质,解决本题的关键是利用待定系数法求函数的解析式.3.如图,过()A 1,0、()B 3,0作x 轴的垂线,分别交直线y 4x =-于C 、D 两点.抛物线2y ax bx c =++经过O 、C 、D 三点.()1求抛物线的表达式;()2点M 为直线OD 上的一个动点,过M 作x 轴的垂线交抛物线于点N ,问是否存在这样的点M ,使得以A 、C 、M 、N 为顶点的四边形为平行四边形?若存在,求此时点M 的横坐标;若不存在,请说明理由;()3若AOC V 沿CD 方向平移(点C 在线段CD 上,且不与点D 重合),在平移的过程中AOC V 与OBD V 重叠部分的面积记为S ,试求S 的最大值.【答案】(1)2413y x x 33=-+;(2)32332+332-;(3)13. 【解析】 【分析】(1)利用待定系数法求出抛物线的解析式;(2)由题意,可知MN ∥AC ,因为以A 、C 、M 、N 为顶点的四边形为平行四边形,则有MN =AC =3.设点M 的横坐标为x ,则求出MN =|43x 2﹣4x |;解方程|43x 2﹣4x |=3,求出x 的值,即点M 横坐标的值;(3)设水平方向的平移距离为t (0≤t <2),利用平移性质求出S 的表达式:S 16=-(t ﹣1)213+;当t =1时,s 有最大值为13. 【详解】(1)由题意,可得C (1,3),D (3,1).∵抛物线过原点,∴设抛物线的解析式为:y =ax 2+bx ,∴3931a b a b +=⎧⎨+=⎩,解得43133a b ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,∴抛物线的表达式为:y 43=-x 2133+x . (2)存在.设直线OD 解析式为y =kx ,将D (3,1)代入,求得k 13=,∴直线OD 解析式为y 13=x . 设点M 的横坐标为x ,则M (x ,13x ),N (x ,43-x 2133+x ),∴MN =|y M ﹣y N |=|13x ﹣(43-x 2133+x )|=|43x 2﹣4x |. 由题意,可知MN ∥AC ,因为以A 、C 、M 、N 为顶点的四边形为平行四边形,则有MN =AC =3,∴|43x 2﹣4x |=3.若43x 2﹣4x =3,整理得:4x 2﹣12x ﹣9=0,解得:x =或x = 若43x 2﹣4x =﹣3,整理得:4x 2﹣12x +9=0,解得:x 32=,∴存在满足条件的点M ,点M 的横坐标为:32. (3)∵C (1,3),D (3,1),∴易得直线OC 的解析式为y =3x ,直线OD 的解析式为y 13=x . 如解答图所示,设平移中的三角形为△A 'O 'C ',点C '在线段CD 上. 设O 'C '与x 轴交于点E ,与直线OD 交于点P ; 设A 'C '与x 轴交于点F ,与直线OD 交于点Q .设水平方向的平移距离为t (0≤t <2),则图中AF =t ,F (1+t ,0),Q (1+t ,1133+t ),C '(1+t ,3﹣t ).设直线O 'C '的解析式为y =3x +b ,将C '(1+t ,3﹣t )代入得:b =﹣4t ,∴直线O 'C '的解析式为y =3x ﹣4t ,∴E (43t ,0). 联立y =3x ﹣4t 与y 13=x ,解得:x 32=t ,∴P (32t ,12t ). 过点P 作PG ⊥x 轴于点G ,则PG 12=t ,∴S =S △OFQ ﹣S △OEP 12=OF •FQ 12-OE •PG 12=(1+t )(1133+t )12-•43t •12t 16=-(t ﹣1)213+当t =1时,S 有最大值为13,∴S 的最大值为13.【点睛】本题是二次函数压轴题,综合考查了二次函数的图象与性质、待定系数法、函数图象上点的坐标特征、平行四边形、平移变换、图形面积计算等知识点,有一定的难度.第(2)问中,解题的关键是根据平行四边形定义,得到MN=AC=3,由此列出方程求解;第(3)问中,解题的关键是求出S的表达式,注意图形面积的计算方法.4.已知,抛物线y=x2+2mx(m为常数且m≠0).(1)判断该抛物线与x轴的交点个数,并说明理由.(2)若点A(-n+5,0),B(n-1,0)在该抛物线上,点M为抛物线的顶点,求△ABM的面积.(3)若点(2,p),(3,g),(4,r)均在该抛物线上,且p<g<r,求m的取值范围.【答案】(1)抛物线与x轴有2个交点,理由见解析;(2)△ABM的面积为8;(3)m 的取值范围m>-2.5【解析】【分析】(1)首先算出根的判别式b2-4ac的值,根据偶数次幂的非负性,判断该值一定大于0,从而根据抛物线与x轴交点个数与根的判别式的关系即可得出结论;(2)根据抛物线的对称性及A,B两点的坐标特点求出抛物线的对称轴直线为x=2.从而再根据抛物线对称轴直线公式建立方程,求解算出m的值,进而求出抛物线的解析式,得出A,B,M三点的坐标,根据三角形的面积计算方法,即可算出答案;(3)方法一(图象法):根据抛物线的对称轴直线及开口方向判断出当对称轴在直线x=3的右边时,显然不符合题目条件;当对称轴在直线x=2的左边时,显然符合题目条件(如图2),从而列出不等式得出m的取值范围;当对称轴在直线x=2和x=3之间时,满足3-(-m)>-m-2即可(如图3),再列出不等式得出m的取值范围,综上所述,求出m的取值范围;方法二(代数法):将三点的横坐标分贝代入抛物线的解析式,用含m的式子表示出p,g,r,再代入 p<g<r 即可列出关于m的不等式组,求解即可。
第2单元二次函数压轴精选40题一.选择题(共3小题)1.对于二次函数y=ax2+bx+c,规定函数y=是它的相关函数.已知点M,N的坐标分别为(﹣,1),(,1),连接MN,若线段MN与二次函数y=﹣x2+4x+n的相关函数的图象有两个公共点,则n的取值范围为()A.﹣3<n≤﹣1或B.﹣3<n<﹣1或C.n≤﹣1或D.﹣3<n<﹣1或n≥1【答案】A【解答】解:如图1所示:线段MN与二次函数y=﹣x2+4x+n的相关函数的图象恰有1个公共点.所以当x=2时,y=1,即﹣4+8+n=1,解得n=﹣3.如图2所示:线段MN与二次函数y=﹣x2+4x+n的相关函数的图象恰有3个公共点.∵抛物线y=x2﹣4x﹣n与y轴交点纵坐标为1,∴﹣n=1,解得:n=﹣1.∴当﹣3<n≤﹣1时,线段MN与二次函数y=﹣x2+4x+n的相关函数的图象恰有2个公共点.如图3所示:线段MN与二次函数y=﹣x2+4x+n的相关函数的图象恰有3个公共点.∵抛物线y=﹣x2+4x+n经过点(0,1),∴n=1.如图4所示:线段MN与二次函数y=﹣x2+4x+n的相关函数的图象恰有2个公共点.∵抛物线y=x2﹣4x﹣n经过点M(﹣,1),∴+2﹣n=1,解得:n=.∴1<n≤时,线段MN与二次函数y=﹣x2+4x+n的相关函数的图象恰有2个公共点.综上所述,n的取值范围是﹣3<n≤﹣1或1<n≤,故选:A.2.如图,函数y=ax2+bx+c的图象过点(﹣1,0)和(m,0),请思考下列判断:①abc<0;②4a+c<2b;③=1﹣;④am2+(2a+b)m+a+b+c<0;⑤|am+a|=正确的是()A.①③⑤B.①②③④⑤C.①③④D.①②③⑤【答案】B【解答】解:∵抛物线开口向下,∴a<0,∵抛物线交y轴于正半轴,∴c>0,∵﹣>0,∴b>0,∴abc<0,故①正确,∵x=﹣2时,y<0,∴4a﹣2b+c<0,即4a+c<2b,故②正确,∵y=ax2+bx+c的图象过点(﹣1,0)和(m,0),∴﹣1×m=,am2+bm+c=0,∴++=0,∴=1﹣,故③正确,∵﹣1+m=﹣,∴﹣a+am=﹣b,∴am=a﹣b,∵am2+(2a+b)m+a+b+c=am2+bm+c+2am+a+b=2a﹣2b+a+b=3a﹣b<0,故④正确,∵m+1=|﹣|,∴m+1=||,∴|am+a|=,故⑤正确,故选:B.3.定义符号min{a,b}含义为:当a>b时min{a,b}=b;当a<b时min{a,b}=a.如:min{1,﹣3}=﹣3,min{﹣4,2)=﹣4.则min{﹣x2+1,﹣x}的最大值是()A.B.C.1D.0【答案】A【解答】解:在同一坐标系xOy中,画出二次函数y=﹣x2+1与正比例函数y =﹣x的图象,如图所示.设它们交于点A、B.令﹣x2+1=﹣x,即x2﹣x﹣1=0,解得:x=或,∴A(,),B(,).观察图象可知:①当x≤时,min{﹣x2+1,﹣x}=﹣x2+1,函数值随x的增大而增大,其最大值为;②当<x<时,min{﹣x2+1,﹣x}=﹣x,函数值随x的增大而减小,其最大值为小于;③当x≥时,min{﹣x2+1,﹣x}=﹣x2+1,函数值随x的增大而减小,最大值为.综上所述,min{﹣x2+1,﹣x}的最大值是.故选:A.二.填空题(共2小题)4.设O为坐标原点,点A、B为抛物线y=2x2上的两个动点,且OA⊥OB.连接点A、B,过O作OC⊥AB于点C,则点C到y轴距离的最大值为.【答案】.【解答】解:如图,分别作AE、BF垂直于x轴于点E、F,设OE=a,OF=b,由抛物线解析式为y=2x2,则AE=2a2,BF=2b2,作AH⊥BF于H,交y轴于点G,连接AB交y轴于点D,设点D(0,m),∵DG∥BH,∴△ADG∽△ABH,∴,即.化简得:m=2ab.∵∠AOB=90°,∴∠AOE+∠BOF=90°,又∠AOE+∠EAO=90°,∴∠BOF=∠EAO,又∠AEO=∠BFO=90°,∴△AEO∽△OFB.∴,即,化简得4ab=1.则,说明直线AB过定点D,D点坐标为.∵,∴点C是在以DO为直径的圆上运动,∴当点C到y轴距离为时,点C到y轴的距离最大.故答案为:.5.二次函数y=x2的图象如图.点A0位于坐标原点,点A1,A2,A3,…,A n在y轴的正半轴上,点B1,B2,B3,…,B n在二次函数位于第一象限的图象上,点C1,C2,C3,…,∁n在二次函数位于第二象限的图象上,四边形A0B1A1C1,四边形A1B2A2C2,四边形A2B3A3C3,…,四边形A n﹣1B n A n∁n都是菱形,∠A0B1A1=∠A1B2A2=∠A2B3A3=…=∠A n﹣1B n A n=60°,则△A0B1A1的边长为B n A n∁n的周长为.,菱形A n﹣1【答案】,.【解答】解:过点B1作B1D1垂直x轴于点D1,过点B2作B2D2垂直x轴于点D2,过点B3作B3D3垂直x轴于点D3,过点A1E1⊥B2D2于点E1,过点A2E2⊥B3D3于点E2,∵四边形A0B1A1C1,四边形A1B2A2C2,四边形A2B3A3C3,…,四边形.A n﹣1B n A n∁n 都是菱形,∠A0B1A1=∠A1B2A2=∠A2B3A3=⋅⋅⋅=∠A n﹣1B n A n=60°,∴△A0B1A1是等边三角形,设点B1坐标为(x,y),则:y=x2,∵∠A0B1A1=60°,∴∠B1A0D1=30°,在Rt△B1D1A0中,,∴,解得:(舍去)或,∴,∴,∴△A0B1A1的边长为,∴菱形A0B1A1C1的周长=;设点B2坐标为(x,y),在Rt△B2E1A1中,,且y=x2,∴,解得,或(舍去),∴,∵,∴,∴,∴菱形A1B2A2C2的周长=;同法可得:菱形A2B3A3C3的周长=;B n A n∁n的周长为:;∴菱形A n﹣1故答案为:,.三.解答题(共35小题)6.在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣3,0),B(1,0)两点,与y轴交于点C.(1)求抛物线的解析式;(2)如图甲,在y轴上找一点D,使△ACD为等腰三角形,请直接写出点D 的坐标;(3)如图乙,点P为抛物线对称轴上一点,是否存在P、Q两点使以点A,C,P,Q为顶点的四边形是菱形?若存在,求出P、Q两点的坐标,若不存在,请说明理由.【答案】(1)y=﹣x2﹣2x+3;(2)(0,0)或(0,﹣3)或(0,3﹣3)或(0,3+3);(3)存在,P(﹣1,3﹣),Q(﹣4,﹣)或P(﹣1,3+),Q(﹣4,)或P(﹣1,1),Q(﹣2,2)或P(﹣1,),Q(2,3+)或P(﹣1,﹣),Q(2,3﹣).【解答】解:(1)∵A(﹣3,0),B(1,0)两点在抛物线上,∴,解得:,∴抛物线的解析式为:y=﹣x2﹣2x+3;(2)令x=0,y=3,∴C(0,3),等腰△ACD,如图甲,当以点D为顶点时,DA=DC,点D与原点O重合,∴D(0,0);当以点A为顶点时,AC=AD,AO是等腰△ACD中线,∴OC=OD,∴D(0,﹣3);当以点C为顶点时,AC=CD===3,∴点D的纵坐标为3﹣3或3+3,∴D(0,3﹣3)或(0,3+3);综上所述,点D的坐标为(0,0)或(0,﹣3)或(0,3﹣3)或(0,3+3);(3)存在,理由如下:抛物线y=﹣x2﹣2x+3的对称轴为:x=﹣1,设P(﹣1,t),Q(m,n),∵A(﹣3,0),C(0,3),则AC2=(﹣3)2+32=18,AP2=(﹣1+3)2+t2=t2+4,PC2=(﹣1)2+(t﹣3)2=t2﹣6t+10,∵四边形ACPQ是菱形,∴分三种情况:以AP为对角线或以AC为对角线或以CP为对角线,①当以AP为对角线时,则CP=CA,如图1,∴t2﹣6t+10=18,解得:t=3±,∴P1(﹣1,3﹣),P2(﹣1,3+),∵四边形ACPQ是菱形,∴AP与CQ互相垂直平分,即AP与CQ的中点重合,当P1(﹣1,3﹣)时,∴=,=,解得:m=﹣4,n=﹣,∴Q1(﹣4,﹣),当P2(﹣1,3+)时,∴=,=,解得:m=﹣4,n=,∴Q2(﹣4,);②以AC为对角线时,则PC=AP,如图2,∴t2﹣6t+10=t2+4,解得:t=1,∴P3(﹣1,1),∵四边形APCQ是菱形,∴AC与PQ互相垂直平分,即AC与CQ中点重合,∴=,=,解得:m=﹣2,n=2,∴Q3(﹣2,2);③当以CP为对角线时,则AP=AC,如图3,∴t2+4=18,解得:t=±,∴P4(﹣1,),P5(﹣1,﹣),∵四边形ACQP是菱形,∴AQ与CP互相垂直平分,即AQ与CP的中点重合,∴=,=,解得:m=2,n=3±,∴Q4(2,3+),Q5(2,3﹣);综上所述,符合条件的点P、Q的坐标为:P(﹣1,3﹣),Q(﹣4,﹣)或P(﹣1,3+),Q(﹣4,)或P(﹣1,1),Q(﹣2,2)或P(﹣1,),Q(2,3+)或P(﹣1,﹣),Q(2,3﹣).7.已知函数y=﹣x2+(m﹣3)x+2m(m为常数).(1)试判断该函数的图象与x轴的公共点的个数;(2)求证:不论m为何值,该函数的图象的顶点都在函数y=x2+4x+6的图象上;(3)若直线y=x与二次函数图象交于A、B两点,当﹣4≤m≤2时,求线段AB的取值范围.【答案】(1)2个;(2)证明见解答过程;(3)4≤|AB|≤8.【解答】(1)解:∵Δ=(m﹣3)2+8m=(m+1)2+8>0,∴该函数图象与x轴的公共点的个数2个;(2)证明:∵y=﹣x2+(m﹣3)x+2m=﹣(x﹣)2+,把x=代入y=x2+4x+6=(x+2)2+2得:y=(+2)2+2=+2=,∴不论m为何值,该函数的图象的顶点都在函数y=x2+4x+6的图象上.(3)解:过A作AC∥x轴,过B作BC∥y轴,如图,则△ACB是等腰直角三角形,设直线y=x与y=﹣x2+(m﹣3)x+2m的交点为A(x1,y1)B(x2,y2),联立方程得:,化简得:x2﹣(m﹣4)x﹣2m=0,∴x1+x2=m﹣4,x1x2=﹣2m,∴(x1﹣x2)2=(x1+x2)2﹣4x1x2=(m﹣4)2﹣4(﹣2m)=m2+16,∴|AB|=,∵﹣4≤m≤2,∴当m=0时,|AB|有最小值为4,当m=﹣4时,|AB|有最大值为8,∴4≤|AB|≤8.8.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c经过A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,3)三点,点P为直线BC上方抛物线上一点.(1)求抛物线的解析式;(2)当点P的坐标为(1,4)时,求△PBC的面积;(3)当∠BCP=∠CAB时,求点P的坐标;(4)若点P的坐标为(2,3),连接PA,交直线BC于点E,交y轴于点F,点H在抛物线上,过H作HK∥y轴,交直线AP于点K.点Q是平面内一点,当以点E,H,K,Q为顶点的四边形是正方形时,请直接写出点Q的坐标.【答案】(1)y=﹣x2+2x+3;(2)3;(3);(4)点Q的坐标为(5,2)或或.【解答】解:(1)把A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,3)三点代入y=ax2+bx+c,得:,解得:,∴抛物线的解析式为:y=﹣x2+2x+3;(2)由(1)可知:y=﹣x2+2x+3,∴y=﹣(x﹣1)2+4,∵点P的坐标为(1,4),∴点P即为抛物线的顶点,过点P作PM∥y轴,交BC于点M,∵B(3,0)、C(0,3),设直线BC的解析式为:y=k1x+b1,∴,解得:,∴直线BC的解析式为:y=﹣x+3,∵PM∥y轴,P(1,4),M(1,2),∴PM=2,=S△PCM+S△BPM=,=∴S△PBC=3;(3)过B点作BD⊥x轴交射线CP于D,如图所示:∵A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,3),∴AB=4,OB=OC=3,∴,∠ABC=∠DBC=45°,∵∠BCP=∠CAB,∴△ABC~△CBD,∴,∴,∴,∴,设直线CD的解析式为:y=k2x+3,将代入得,,∴,∴直线CD的解析式为:,∴,解得:或,∴(4)∵P(2,3),A(﹣1,0)设直线CD的解析式为:y=mx+n,∴,解得:,∴直线AP的解析式为:y=x+1,∴F(0,1),∴OF=OA=1,∴∠EAB=45°,∵∠EBA=45°,∴∠AEB=90°,∴AP⊥BC,由(1)可知:直线BC的解析式为:y=﹣x+3,∴,解得:,∴E(1,2),∵以点E,H,K,Q为顶点的四边形是正方形,∴分两种情况讨论,:①当EH⊥EK时,H点在BC上,K点在AP上,如图所示:∵点H在抛物线上,∴点H为直线BC与抛物线的交点,∴,∴或,H(0,3)或H(3,0),当H(0,3)时,,∴,∴K(0,1),∴HK的中点为(0,2),则EQ的中点也为(0,2),∴Q(﹣1,2),但此时HK与y轴重合,不符合与y轴平行,∴Q(﹣1,2)不符合题意;当H(3,0)时,,∴,∴K(3,4),∴HK的中点为(3,2),则EQ的中点也为(3,2),∴Q(5,2),②当EH⊥HK时,此时EH⊥y轴,如图所示:∵y=﹣x2+2x+3,令y=2,则﹣x2+2x+3=2,解得:,∴或,当时,,∴,∴;当时,,∴,∴;综上所述:当以点E,H,K,Q为顶点的四边形是正方形,点Q的坐标为(5,2)或或.9.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.(1)求线段AC的长度;(2)点P为直线AC下方抛物线上的一动点,且点P在抛物线对称轴左侧,过点P作PD∥y轴,交AC于点D,作PE∥x轴,交抛物线于点E.求3PD+PE 的最大值及此时点P的坐标;(3)在(2)中3PD+PE取得最大值的条件下,将该抛物线沿着射线CA方向平移个单位长度,得到一条新抛物线y′,M为射线CA上的动点,过点M作MF∥x轴交新抛物线y′的对称轴于点F,点N为直角坐标系内一点,请直接写出所有使得以点P,F,M,N为顶点的四边形是菱形的点N的坐标,并写出求解点N的坐标的其中一种情况的过程.【答案】(1)线段AC的长度为;(2)3PD+PE取最大值6,P的坐标为(﹣2,﹣2);(3)N的坐标为(,﹣2)或(﹣6,)或(,﹣2)或(,﹣2).【解答】解:(1)在y=x2+x﹣2中,令x=0得y=﹣2;∴C(0,﹣2);令y=0得:0=x2+x﹣2,解得x=1或x=﹣3,∴A(﹣3,0),B(1,0),∴AC==,∴线段AC的长度为;(2)∵y=x2+x﹣2=(x+1)2﹣,∴抛物线y=x2+x﹣2的对称轴是直线x=﹣1,设P(m,m2+m﹣2),由A(﹣3,0),C(0,﹣2)得直线AC的解析式为y=﹣x﹣2,∴D(m,﹣m﹣2),∴PD=﹣m﹣2﹣(m2+m﹣2)=﹣m2﹣2m,∵PE关于直线x=﹣1对称,∴PE=2(﹣1﹣m)=﹣2﹣2m,∴3PD+PE=3(﹣m2﹣2m)﹣2﹣2m=﹣2m2﹣8m﹣2=﹣2(m+2)2+6,∵﹣2<0,∴当m=﹣2时,3PD+PE取最大值6,此时P的坐标为(﹣2,﹣2);(3)∵A(﹣3,0),C(0,﹣2),∴将抛物线y=(x+1)2﹣沿着射线CA方向平移个单位长度相当于先向左平移3个单位,再向上平移2个单位,∴新抛物线解析式为y'=(x+1+3)2﹣+2=(x+4)2﹣,∴新抛物线的对称轴为直线x=﹣4;设M(t,﹣t﹣2),N(p,q),则F(﹣4,﹣t﹣2),而P(﹣2,﹣2),①若MN,FP为对角线,则MN,FP的中点重合,且PM=PN,∴,解得:或(此时M不在射线CA上,舍去);∴N(,﹣2);②若MF,NP为对角线,则MF,NP的中点重合,且PM=PF,∴,解得:(此时N,P重合,舍去)或,∴N(﹣6,);③若MP,NF为对角线,则MP,NF的中点重合,且MF=PF,∴,解得:或,∴N(,﹣2)或(,﹣2);综上所述,N的坐标为(,﹣2)或(﹣6,)或(,﹣2)或(,﹣2).10.如图所示,抛物线y=x2+bx+c与x轴相交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴相交于点C.点M为抛物线的顶点.(1)求抛物线的表达式及顶点M的坐标;(2)若点N是第四象限内抛物线上的一个动点,连接BN、CN,求△BCN面积的最大值及此时点N的坐标;(3)若点D是抛物线对称轴上的动点,点G是抛物线上的动点,是否存在以点B、C、D、G为顶点的四边形是平行四边形.若存在,请直接写出点G的坐标;若不存在,试说明理由.【答案】(1)y=x2﹣2x﹣3,顶点坐标为:(1,﹣4);(2)N的坐标为();(3)G点坐标存在,为(2,﹣3)或(4,5)或(﹣2,5).【解答】解:(1)将A(﹣1,0)、B(3,0)代入y=ax2+bx﹣3,∴,解得,∴y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4;顶点坐标为:(1,﹣4).(2)过N点作x轴的垂线交直线BC于Q点,如图:在y=x2﹣2x﹣3中,令x=0得y=﹣3,∴C(0,﹣3),设直线BC解析式为y=kx+m,∴,解得,∴直线BC的解析式为:y=x﹣3,设N点坐标为(n,n2﹣2n﹣3),则Q点坐标为(n,n﹣3),其中0<n<3,∴NQ=n﹣3﹣(n2﹣2n﹣3)=﹣n2+3n,=NQ•|x B﹣x C|=(﹣n2+3n)×3=﹣n2+n=﹣(n﹣)2+,∴S△BCN∵﹣<0,有最大值为,∴当n=时,S△BCN此时n2﹣2n﹣3=()2﹣2×﹣3=﹣,∴N的坐标为();(3)设D点坐标为(1,t),G点坐标为(m,m2﹣2m﹣3),且B(3,0),C(0,﹣3).分情况讨论:①当DG为对角线时,则另一对角线是BC,由对角线互相平分及中点坐标公式可知,解得,经检验此时四边形DCGB为平行四边形,此时点G的坐标为(2,﹣3).②当DB为对角线时,则另一对角线是GC,由对角线互相平分及中点坐标公式可知,,解得,经检验此时四边形DCBG为平行四边形,此时点G的坐标为(4,5).③当DC为对角线时,则另一对角线是GB,由对角线互相平分及中点坐标公式可知,,解得,经检验此时四边形DGCB为平行四边形,此时点G的坐标为(﹣2,5).综上所述,G点坐标存在,为(2,﹣3)或(4,5)或(﹣2,5).11.已知抛物线y=x2+bx﹣3与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,其中点A 在x轴的负半轴上,点B在x轴的正半轴上,且tan∠ACO=.(1)求抛物线的解析式.(2)如图1,在第一象限内的抛物线上是否存在点D,满足条件∠DCB=∠ACO?若存在,请求出点D的坐标;若不存在,请说明理由.(3)如图2,设P是y轴上的一个动点,连接AP并延长交抛物线于另一点M,连接BP并延长交抛物线于另一点N,若M、N的横坐标分别为m、n.试探究m、n之间的数量关系.【答案】(1)y=x2﹣2x﹣3;(2)存在;D(4,5);(3)m+3n=0.【解答】解:(1)由题意可得点C(0,﹣3),∴OC=3,∴OA=OC•tan∠ACO=1,∴点A的坐标为:(﹣1,0),′代入y=x2+bx﹣3,得0=1﹣b﹣3,∴b=﹣2,∴抛物线解析式为:y=x2﹣2x﹣3;(2)存在.设CD交x轴于点E,由(1)可得:B(3,0),C(0,﹣3),∴OB=OC=3,∠OBC=∠OCB=45°,∵∠DCB=∠ACO,∴∠AEC=∠DCB+45°=∠ACO+45°,又∵∠ACB=∠ACO+45°,∴∠AEC=∠ACB,而∠CAB=∠BAC,∴△ACE∽△ABC,∴.其中AB=4,AC=,∴AE=,∴OE=AE﹣OA=,即点E(,0).设CD:y=kx+a,把C、E的坐标代入,得:,解得:,∴CD:y=2x﹣3,联立方程组得:,解得:或(舍去),∴D(4,5);(3)设点P的坐标为(0,t),由A(﹣1,0),P(0,t)可得:AP:y=tx+t.把y=tx+t代入y=x2﹣2x﹣3,消去y,并化简得:x2﹣(t+2)x﹣t﹣3=0,∵x A=﹣1,x M=m是上面方程的两个根,∴x A•x M=﹣t﹣3,∴m=t+3①;同理可得BP:y=﹣x+t.把y=x+t代入y=x2﹣2x﹣3,消去y,并化简得:x﹣t﹣3=0,∵x B=3,x N=n是上面方程的两个根,∴x B•x N=﹣t﹣3,∴3n=﹣t﹣3②,由①+②得:m+3n=0.12.如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=﹣+bx+c的图象与y轴交于点A(0,8),与x轴交于B、C两点,其中点B的坐标是(﹣8,0),点P (m,n)为该二次函数在第二象限内图象上的动点,点D为(0,4),连接BD.(1)求该二次函数的表达式;(2)依题补图1:连接OP,过点P作PQ⊥x轴于点Q;当△OPQ和△OBD 相似时,求m的值;(3)如图2,过点P作直线PQ∥BD,和x轴交点为Q,在点P沿着抛物线从点A到点B运动过程中,当PQ与抛物线只有一个交点时,求点Q的坐标.【答案】(1);(2)m的值为﹣4或;(3).【解答】解:(1)把A(0,8),B(﹣8,0)代入得,,解得,∴该二次函数的表达为;(2)如图:设,由∠OQP=∠BOD=90°,分两种情况:当△POQ∽△BDO时,,∴,∴PQ=2OQ,即,解得m=﹣4,或m=8(舍去);当△POQ∽△DBO时,,∴OQ=2PQ,即,解或(舍去),综上所述,m的值为﹣4或;(3)如图,设直线BD解析式为y=kx+n,∴,解得,∴直线BD解析式为,∵PQ∥BD,∴设直线PQ的解析式为,当直线PQ与的图象只有一个交点时,联立,整理得x2+6x﹣32+4n2=0,∴Δ=62﹣4×(﹣32+4n2)=0,解得,∴当时,直线PQ的解析式为,此时直线PQ与的图象只有一个交点,令y=0,则,解得,此时.13.如图,足球场上守门员在O处开出一高球,球从离地面1米的A处飞出(A 在y轴上),运动员乙在距O点6米的B处发现球在自己头的正上方达到最高点M,距地面约4米高.球第一次落地点后又一次弹起.据实验,足球在草坪上弹起后的抛物线与原来的抛物线形状相同,最大高度减少到原来最大高度的一半.(1)求足球开始飞出到第一次落地时,该抛物线的表达式.(2)运动员乙要抢到第二个落点D,他应再向前跑多少米?(取,)【答案】见试题解答内容【解答】解:(1)如图,设第一次落地时,抛物线的表达式为y=a(x﹣6)2+4.由已知:当x=0时y=1.即1=36a+4,∴a=﹣.∴表达式为y=﹣(x﹣6)2+4;(2)由题意得:0=﹣(x﹣6)2+4解得:x1=4+6≈13,x2=﹣4+6<0(舍去),∴点C坐标为(13,0).设第二次落地的抛物线为y=﹣(x﹣k)2+2.将C点坐标代入得:0=﹣(13﹣k)2+2.解得:k1=13﹣2<13(舍去),k2=13+2≈18.∴y=﹣(x﹣18)2+2.0=﹣(x﹣18)2+2.x 1=18﹣2(舍去),x2=18+2≈23,∴BD=23﹣6=17(米).答:运动员乙要抢到第二个落点D,他应再向前跑17米.14.如图1,在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2+bx﹣3(a≠0)的图象与x 轴于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于C点,点P是直线BC下方抛物线上一动点.(1)求这个二次函数的解析式;(2)当动点P运动到什么位置时,使四边形ACPB的面积最大,求出此时四边形ACPB的面积最大值和P的坐标;(3)如图2,点M在抛物线对称轴上,点N是平面内一点,是否存在这样的点M、N,使得以点M、N、A、C为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出所有M点的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)y2=x2﹣2x﹣3;(2)当时,四边形ABCP的最大值是,此时点P的坐标为;(3)存在,、;M 3(1,0);M5(1,﹣1).【解答】解:(1)∵二次函数y=ax2+bx﹣3的图象与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,∴,解得:,∴这个二次函数的表达式为:y=x2﹣2x﹣3;(2)设点P的坐标为(m,m2﹣2m﹣3),S四边形ACPB=S△AOC+S△COP+S△BOP,===,∵,∴当时,四边形ABCP的最大值是,此时点P的坐标为,(3)∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,∴抛物线的对称轴为直线x=1,当x=0时,y=﹣3,∴C(0,﹣3),设点M的坐标为(1,t),则:AM2=(﹣1﹣1)2+(0﹣t)2,AC2=(﹣1﹣0)2+[0﹣(﹣3)]2,CM2=(0﹣1)2+(﹣3﹣t)2,设AC的中点为Q,则点Q的坐标为,即,∴,,当AM=AC时,则AM2=AC2,∴(﹣1﹣1)2+(0﹣t)2=(﹣1﹣0)2+[0﹣(﹣3)]2,解得,,∴、,;当CM=CA时,则CM2=CA2,∴(0﹣1)2+(﹣3﹣t)2=(﹣1﹣0)2+[0﹣(﹣3)]2,解得,t1=0,t2=﹣6,∴M3(1,0)、M4(1,﹣6)(舍去,此时M、A、C三点共线,无法构成菱形);当AC为对角线时则有:AQ2+QM2=AM2,∴=(﹣1﹣1)2+(0﹣t)2,解得,t=﹣1,∴M5(1,﹣1),∴存在这样的点M、N能够使得以点M、N、A、C为顶点的四边形是菱形,此时点M的坐标为:、、M 3(1,0)、M5(1,﹣1).15.如图,在平面直角坐标系中,直线y=2x+6与x轴交于点A,与y轴交点C,抛物线y=﹣2x2+bx+c过A,C两点,与x轴交于另一点B.(1)求抛物线的解析式;(2)在直线AC上方的抛物线上有一动点E,连接BE,与直线AC相交于点F,当时,求E点坐标;(3)在(2)的条件下,若点E位于对称轴左侧,点M是抛物线对称轴上一点,点N是抛物线上一点,当以M,N,E,B为顶点的四边形是菱形时,直接写出点M的坐标.【答案】(1)y=﹣2x2﹣4x+6;(2)E点坐标为(﹣2,6)或(﹣1,8);(3)M的坐标为(﹣1,)或(﹣1,﹣)或(﹣1,)或(﹣1,﹣2+6)或(﹣1,2+6).【解答】解:(1)在y=2x+6中,当x=0时y=6,当y=0时x=﹣3,∴C(0,6),A(﹣3,0),∵抛物线y=﹣2x2+bx+c的图象经过A、C两点,∴,解得,∴抛物线的解析式为y=﹣2x2﹣4x+6;(2)方法一:令﹣2x2﹣4x+6=0,解得x1=﹣3,x2=1,∴B(1,0),设E(t,﹣2t2﹣4t+6),如图,过点E作EH⊥x轴于点H,过点F作FG⊥x轴于点G,则EH∥FG,∵EF=BF,∴===,∵BH=1﹣t,∴BG=BH=﹣t,∴点F的横坐标为+t,∵点F在直线y=2x+6上,∴y=2(+t)+6=+t,∴F(+t,+t),∴﹣2t2﹣4t+6=(+t),∴t2+3t+2=0,解得t1=﹣2,t2=﹣1,当t=﹣2时,﹣2t2﹣4t+6=6,当t=﹣1时,﹣2t2﹣4t+6=8,∴E1(﹣2,6),E2(﹣1,8),综上所述:E点坐标为(﹣2,6)或(﹣1,8);方法二:过点E作EH⊥x轴交AC于点H,过点B作BM⊥x轴交AC于点M,∴EH∥BM,设E(m,﹣2m2﹣4m+6),∵直线AC解析式为y=2x+6,∴H(m,2m+6),M(1,8),∴EH=﹣2m2﹣4m+6﹣2m﹣6=﹣2m2﹣6m,MB=8,∵EH∥BM,∴△EHF∽△BMF,∴==,∴=,∴m1=﹣2,m2=﹣1,∴E1(﹣2,6),E2(﹣1,8),综上所述:E点坐标为(﹣2,6)或(﹣1,8);(3)∵抛物线的解析式为y=﹣2x2﹣4x+6=﹣2(x+1)2+8,∴抛物线顶点坐标为(﹣1,8),对称轴方程为x=﹣1,在(2)的条件下,∵点E位于对称轴左侧,∴E(﹣2,6),∵点M是抛物线对称轴上一点,∴设M(﹣1,m),∵B(1,0),E(﹣2,6),∴BM2=(1+1)2+(0﹣m)2=m2+4,BE2=(1+2)2+(0﹣6)2=45,ME2=(﹣1+2)2+(m﹣6)2=m2﹣12m+37,①当EB为菱形的边时,BM=BE,即BM2=BE2,∴m2+4=45,∴m=±,∴M(﹣1,)或(﹣1,﹣);②当EB为菱形的对角线时,BM=ME,即BM2=ME2,∴m2+4=m2﹣12m+37,∴m=,∴M(﹣1,),③当BE=ME时,即BE2=ME2,∴45=m2﹣12m+37,∴m=﹣3+6或m=3+6,∴M(﹣1,﹣2+6)或(﹣1,2+6);综上所述,M的坐标为(﹣1,)或(﹣1,﹣)或(﹣1,)或(﹣1,﹣2+6)或(﹣1,2+6).16.如图1,直线y=﹣2x+2交x轴于点A,交y轴于点C,过A、C两点的抛物线与x轴的另一交点为B.(1)请直接写出该抛物线的函数解析式;(2)点D是第二象限抛物线上一点,设D点横坐标为m.①如图2,连接BD,CD,BC,求△BDC面积的最大值;②如图3,连接OD,将线段OD绕O点顺时针旋转90°,得到线段OE,过点E作EF∥x轴交直线AC于F.求线段EF的最大值及此时点D的坐标.【答案】(1)y=﹣x+2;(2)①4;②(﹣2,3).【解答】解:(1)由题意可得,当x=0时,y=﹣2×0+2=2,当y=0时,﹣2x+2=0,解得x=1,∴A(1,0),B(0,2),代入y=﹣+bx+c得,y=﹣x+2;(2)①连接OD,,令y=0,则﹣x+2=0,解得x1=﹣4,x2=1,∴B(﹣4,0)D在第二象限,∴﹣4<m<0,=S△BOD+S△COD﹣S△BOC∴S△BCD=×4×2=﹣m2﹣4m=﹣(m+2)2+4,当m=﹣2时,△BCD的面积最大为4,②过D作DM⊥x轴于M,EF交y轴于N,在△ODM和△OEN中,,∴△ODM≌△OEN(AAS),∴DM=EN=﹣m+2OM=ON=﹣m,∴,令y=﹣m,则﹣m=﹣2x+2x=m+1EF=﹣m﹣1=﹣﹣2m+1=﹣(m+2)2+3,∴当m=﹣2时EF最大为3,D点的坐标(﹣2,3).17.如图1,抛物线y=ax2+x+c与x轴交于A(﹣2,0),B(4,0)两点,与y轴交于C.(1)求抛物线的解析式;(2)点P是直线BC上方抛物线上的—个动点,使△PBC的面积等于△ABC面积的,求点P的坐标;(3)过点C作直线l∥x轴,将抛物线在y轴左侧的部分沿直线l翻折,抛物线的其余部分保持不变,得到一个新图象(如图2),请你结合新图象解答:当直线y=﹣x+d与新图象只有一个公共点Q(m,n),且n≥﹣8时,求d 的取值范围.【答案】(1)抛物线的解析式为y=﹣x2+x+4;(2)点P的坐标为(1,)或(3,);(3)d的取值范围是﹣5≤d<4或d>.【解答】解:(1)把A(﹣2,0),B(4,0)代入y=ax2+x+c得:,解得:,∴抛物线的解析式为y=﹣x2+x+4;(2)过P作PK∥y轴交BC于K,如图:在y=﹣x2+x+4中,令x=0得y=4,∴C(0,4),∵A(﹣2,0),B(4,0),∴AB=6,=×6×4=12,∴S△ABC由B(4,0),C(0,4)得直线BC函数表达式为y=﹣x+4,设P(m,﹣m2+m+4),则K(m,﹣m+4),∴PK=﹣m2+m+4﹣(﹣m+4)=﹣m2+2m,∵△PBC的面积等于△ABC面积的,∴×(﹣m2+2m)×4=12×,解得m=1或m=3,∴点P的坐标为(1,)或(3,);(3)①当公共点Q(m,n)在C(0,4)下方时,在y=﹣x2+x+4中,令y=﹣8得:﹣8=﹣x2+x+4,解得x=6或x=﹣4,∵将抛物线在y轴左侧的部分沿直线l翻折,抛物线的其余部分保持不变,得到一个新图象,∴新图象过点(6,﹣8),当直线y=﹣x+d与新图象公共点为(6,﹣8)时,﹣8=﹣×6+d,解得d=﹣5,如图:∵C(0,4),当﹣5≤d<4时,观察图象可知直线y=﹣x+d与翻折后的抛物线无交点,∴当﹣5≤d<4时,直线y=﹣x+d与新图象只有一个公共点;②当公共点Q(m,n)在C(0,4)上方时,如图:若有两个相等的实数解,即﹣x2+x+4﹣d=0的Δ=0,则()2﹣4×(﹣)(4﹣d)=0,解得d=;由图可知,当d>时,直线y=﹣x+d与新图象只有一个公共点;综上所述,d的取值范围是﹣5≤d<4或d>.18.如图,已知抛物线y=﹣x2+bx+c经过B(﹣3,0),C(0,3)两点,与x 轴的另一个交点为A.(1)求抛物线的解析式;(2)若直线y=mx+n经过B,C两点,则m=1;n=3;(3)在抛物线对称轴上找一点E,使得AE+CE的值最小,直接写出点E的坐标;(4)设点P为x轴上的一个动点,是否存在使△BPC为等腰三角形的点P,若存在,直接写出点P的坐标;若不存在,说明理由.【答案】(1)y=﹣x2﹣2x+3;(2)1,3;(3)E的坐标为(﹣1,2);(4)点P的坐标为(﹣3﹣3,0)或(3﹣3,0)或(0,0)或(3,0).【解答】解:(1)把点B(﹣3,0),C(0,3)代入y=﹣x2+bx+c得:,解得:,∴抛物线的解析式是y=﹣x2﹣2x+3;(2)把B(﹣3,0),C(0,3)代入y=mx+n中得:,解得:;故答案为:1,3;(3)如图1,由(2)知:直线BC的解析式为y=x+3,抛物线的对称轴为直线x=﹣=﹣1,直线BC与直线x=﹣1相交于点E,则EB=EA,此时AE+CE最小,此时点E的坐标为(﹣1,2);(4)∵B(﹣3,0),C(0,3),∴OB=OC=3,∴BC=3,分三种情况:①BC=BP,如图2,此时点P的坐标为(﹣3﹣3,0)或(3﹣3,0);②当P与O重合时,△BPC也是等腰三角形,此时P(0,0);③BC=CP,如图3,此时点P的坐标为(3,0);综上所述,点P的坐标为(﹣3﹣3,0)或(3﹣3,0)或(0,0)或(3,0).19.在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=ax2﹣2(a+1)x+a+2(a≠0).(1)当a=﹣时,求抛物线的对称轴及顶点坐标;(2)请直接写出二次函数图象的对称轴(用含a的代数式表示)及二次函数图象经过的定点坐标是(1,0).(3)若当1≤x≤5时,函数值有最大值为8,求二次函数的解析式;(4)已知点A(0,﹣3)、B(5,﹣3),若抛物线与线段AB只有一个公共点,请直接写出a的取值范围.【答案】(1)直线x=﹣7,(﹣7,8);(2)(1,0);(3)y=x2﹣4x+3;(4)a的取值范围是:a=或0<a<或﹣5<a<0.【解答】解:(1)a=﹣时,y=﹣x2﹣x+∴对称轴为直线x=﹣=﹣7,把x=﹣7代入y=﹣x2﹣x+得,y=8,∴顶点坐标为(﹣7,8);(2)∵y=ax2﹣2(a+1)x+a+2(a≠0).∴对称轴为直线x=﹣=1+,∵y=ax2﹣2(a+1)x+a+2=a(x﹣1)2﹣2(x﹣1)=(x﹣1)[a(x﹣1)﹣2],∴二次函数经过的定点坐标为(1,0);故答案为:(1,0);(3)由(2)知:二次函数图象的对称轴为直线x=1+,分两种情况:①当a<0时,1+<1,在自变量x的值满足1≤x≤5的情况下,y随x的增大而减小,∴当x=1时,y=0,而当1≤x≤5时,函数值有最大值为8,所以此种情况不成立;②当a>0时,1+>1,i)当1<1+≤3时,即a≥,当x=5时,二次函数的最大值为y=25a﹣10(a+1)+a+2=8,∴a=1,此时二次函数的解析式为y=x2﹣4x+3;ii)当1+>3时,在自变量x的值满足1≤x≤5的情况下,y随x的增大而减小,即x=1有最大值,所以此种情况不成立;综上所述:此时二次函数的解析式为:y=x2﹣4x+3;(4)分三种情况:①当抛物线的顶点在线段AB上时,抛物线与线段AB只有一个公共点,即当y=﹣3时,ax2﹣2(a+1)x+a+2=﹣3,ax2﹣2(a+1)x+a+5=0,Δ=4(a+1)2﹣4a(a+5)=0,∴a=,当a=时,x2﹣x+=0,解得:x1=x2=4(符合题意,如图1),②当a>0时,如图2,当x=0时,y>﹣3;当x=5时,y<﹣3,∴,解得:﹣5<a<,∴0<a<;③当a<0时,如图3,当x=0时,y>﹣3;当x=5时,y<﹣3,∴,解得:﹣5<a<,∴﹣5<a<0;综上所述,a的取值范围是:a=或0<a<或﹣5<a<0.20.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,其中A(﹣3,0),∠ACB=90°.(1)求该抛物线的函数解析式;(2)点P是直线AC上方抛物线上的一动点,过P作PM⊥AC于M点,在射线MA上取一点N,使得2MN=AC,连接PN,求△PMN面积的最大值及此时点P的坐标;(3)如图2,在(2)中△PMN面积取得最大值的条件下,将抛物线向左平移,当平移后的抛物线过点P时停止平移,平移后点C的对应点为C',D为原抛物线上一点,E为直线AC上一点,若以O、C′、D、E为顶点的四边形为平行四边形,求符合条件的D点横坐标.【答案】(1)抛物线的解析式为y=﹣x2﹣x+;最大值为×=,点P的坐标为(﹣,);(2)S△PMN(3)满足条件的点D坐标为(,)或(,)或(1,0)或(﹣4,﹣).【解答】解:(1)当x=0时,y=,则C(0,),OC=,∵A(﹣3,0),∴OA=3,则tan∠OAC==,∴∠OAC=30°,又∠ACB=90°,∴∠ABC=90°﹣30°=60°,∴OB==1,则B(1,0),设抛物线的解析式为y=a(x+3)(x﹣1),将C(0,)代入,得﹣3a=,解得a=﹣,∴抛物线的解析式为y=﹣(x+3)(x﹣1)=﹣x2﹣x+;(2)如图1,过P作PH∥y轴交AC于H,则∠PHM=∠ACO=90°﹣∠OAC =60°,∵PM⊥AC,∴PM=PH•sin∠PHM=PH,∵AC=2OC=2,2MN=AC,∴MN=,=•MN•PM=PM=PH,当PH最大时,S△PMN最大;∴S△PMN设直线AC解析式为y=kx+b′,将A(﹣3,0)、C(0,)代入,得,解得,∴直线AC的解析式为y=x+,由题意,设P(p,﹣p2﹣p+),则H(p,p+),∴PH=﹣p2﹣p+﹣(p+)=﹣p2﹣p=﹣(p+)2+,∵﹣<0,﹣3<p<0,∴当p=﹣时,PH有最大值,最大值为,最大,最大值为×=,此时,点P的坐标为(﹣,);即S△PMN(3)y=﹣x2﹣x+=﹣(x+1)2+,设抛物线向左平移a个单位,则新的抛物线解析式为y=﹣(x+1+a)2+,将点P(﹣,)代入,得=﹣(﹣+1+a)2+,解得a=1或a=0(不合题意,舍去),∴抛物线向左平移1个单位,∵C(0,),∴平移后点C的对应点C′的坐标为(﹣1,),由题意,设D(m,﹣m2﹣m+),E(n,n+),若以O、C′、D、E为顶点的四边形为平行四边形,则分三种情况:当OC′、DE为对角线时,则,消去n,得m2+3m﹣2=0,解得:m=,则点D坐标为(,)或(,);当OD、C′E为对角线时,则,消去n,得m2+3m+4=0,∵Δ=32﹣4×1×4=﹣7<0,∴方程无实数根,即点D不存在;当OE、C′D为对角线时,则,消去n,得m2+3m﹣4=0,解得:m=1或m=﹣4,∴点D的坐标为(1,0)或(﹣4,﹣),综上,满足条件的点D坐标为(,)或(,)或(1,0)或(﹣4,﹣).21.如图1,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(﹣1,0)、点B,与y轴交于点C,顶点D的横坐标为1,对称轴交x轴于点E,交BC于点F.(1)求顶点D的坐标;(2)如图2所示,过点C的直线交线段BD于点M,交抛物线于点N.①若直线CM将△BCD分成的两部分面积之比为2:1,求点M的坐标;②若∠NCB=∠DBC,求点N的坐标.(3)如图1,若点P为线段OC上的一动点,请直接写出2AP+CP的最小值.【答案】(1)(1,4);(2)①或者;②;(3).【解答】解:(1)将A(﹣1,0)代入y=ax2+bx+3得:0=a﹣b+3①,∵顶点D的横坐标为1,∴,即b=﹣2a②,联立①②解得a=﹣1,b=2,∴y=﹣x2+2x+3,当x=1时,y=4,∴D(1,4);(2)①由(1)得y=﹣x2+2x+3,当y=0时,x1=﹣1,x2=3,∴B(3,0),即BO=3,如图,取DB的三等分点M1,M2,过点M1,M2分别作x轴,y轴的平行线分别交DE、x轴于点G、H、P、Q,∴△DGM1∽△DHM2∽△DEB,△BQM2∽△BPM1∽△BED,且相似比为1:2:3,∴,,∴,同理可得:,∴点M的坐标为:,;②∵∠NCB=∠DBC,∴CM=MB,取线段BC的中点G,作直线GM,。
人教版九年级上册数学第22章二次函数尖子生练习题一.选择题1.下列是二次函数的是()A.y=2x+3B.y=3x2﹣3x(x+1)C.y=(2x﹣3)(x+1)D.y=ax22.点M(2,9)在二次函数y=ax2+bx+3的图象上,则2a+b的值为()A.1B.2C.3D.43.将抛物线y=﹣2(x+1)2+3向右平移3个单位,再向下平移2个单位,所得抛物线解析式为()A.y=﹣2(x+4)2+1B.y=﹣2(x﹣2)2+1C.y=﹣2(x+4)2+5D.y=﹣2(x+4)2+54.已知抛物线y=ax2+bx+m是由抛物线y=﹣x2+2x+2先关于y轴作轴对称图形,再将所得的图象向下平移3个单位长度得到的,点Q1(﹣2.5,q1)、Q2(1,q2)都在物线y=ax2+bx+m 上,则q1,q2的大小关系是()A.q1>q2B.q1=q2C.q1<q2D.不能确定5.抛物线y=(x﹣2)2﹣1的顶点坐标是()A.(﹣2,1)B.(﹣2,﹣1)C.(﹣2,1)D.(2,﹣1)6.如图,抛物线y=ax2+bx+c经过点(﹣1,0),与y轴交于(0,2),抛物线的对称轴为直线x=1,则下列结论中:①a+c=b;②方程ax2+bx+c=0的解为﹣1和3;③2a+b=0;④abc <0,其中正确的结论有()A.1个B.2个C.3个D.4个7.抛物线y=x2﹣4x+3可以由抛物线y=x2平移而得到,下列平移正确的是()A.先向左平移2个单位长度,然后向上平移1个单位长度B.先向左平移2个单位长度,然后向下平移1个单位长度C.先向右平移2个单位长度,然后向上平移1个单位长度D.先向右平移2个单位长度,然后向下平移1个单位长度8.已知二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,则下列结论正确的是()A.a>0,c>0B.a>0,c<0C.a<0,c>0D.a<0,c<0 9.函数y=ax2﹣a与y=ax﹣a(a≠0)在同一坐标系中的图象可能是()A.B.。
九年级数学二次函数的专项培优 易错 难题练习题(含答案)含答案解析一、二次函数1.如图,已知顶点为(0,3)C -的抛物线2(0)y ax b a =+≠与x 轴交于A ,B 两点,直线y x m =+过顶点C 和点B . (1)求m 的值;(2)求函数2(0)y ax b a =+≠的解析式;(3)抛物线上是否存在点M ,使得15MCB ∠=︒?若存在,求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)﹣3;(2)y 13=x 2﹣3;(3)M 的坐标为(3632). 【解析】 【分析】(1)把C (0,﹣3)代入直线y =x +m 中解答即可;(2)把y =0代入直线解析式得出点B 的坐标,再利用待定系数法确定函数关系式即可; (3)分M 在BC 上方和下方两种情况进行解答即可. 【详解】(1)将C (0,﹣3)代入y =x +m ,可得: m =﹣3;(2)将y =0代入y =x ﹣3得: x =3,所以点B 的坐标为(3,0),将(0,﹣3)、(3,0)代入y =ax 2+b 中,可得:390b a b =-⎧⎨+=⎩, 解得:133a b ⎧=⎪⎨⎪=-⎩,所以二次函数的解析式为:y 13=x 2﹣3;(3)存在,分以下两种情况:①若M 在B 上方,设MC 交x 轴于点D , 则∠ODC =45°+15°=60°, ∴OD =OC •tan30°3=设DC 为y =kx ﹣33,0),可得:k 3=联立两个方程可得:233133y x y x ⎧=-⎪⎨=-⎪⎩, 解得:121203336x x y y ⎧=⎧=⎪⎨⎨=-=⎪⎩⎩, 所以M 1(36);②若M 在B 下方,设MC 交x 轴于点E , 则∠OEC =45°-15°=30°, ∴OE =OC •tan60°=3设EC 为y =kx ﹣3,代入(30)可得:k 3=联立两个方程可得:233133y x y x ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩, 解得:12120332x x y y ⎧=⎧=⎪⎨⎨=-=-⎪⎩⎩, 所以M 23,﹣2).综上所述M 的坐标为(3,63,﹣2). 【点睛】此题是一道二次函数综合题,熟练掌握待定系数法求函数解析式等知识是解题关键.2.如图,已知二次函数的图象过点O (0,0).A (8,4),与x 轴交于另一点B ,且对称轴是直线x =3.(1)求该二次函数的解析式;(2)若M 是OB 上的一点,作MN ∥AB 交OA 于N ,当△ANM 面积最大时,求M 的坐标;(3)P 是x 轴上的点,过P 作PQ ⊥x 轴与抛物线交于Q .过A 作AC ⊥x 轴于C ,当以O ,P ,Q 为顶点的三角形与以O ,A ,C 为顶点的三角形相似时,求P 点的坐标.【答案】(1)21342y x x =-;(2)当t =3时,S △AMN 有最大值3,此时M 点坐标为(3,0);(3)P 点坐标为(14,0)或(﹣2,0)或(4,0)或(8,0). 【解析】 【分析】(1)先利用抛物线的对称性确定B (6,0),然后设交点式求抛物线解析式;(2)设M (t ,0),先其求出直线OA 的解析式为12y x =直线AB 的解析式为y=2x-12,直线MN 的解析式为y=2x-2t ,再通过解方程组1222y xy x t⎧=⎪⎨⎪=-⎩得N (42t,t 33),接着利用三角形面积公式,利用S △AMN =S △AOM -S △NOM 得到AMN 112S 4t t t 223∆=⋅⋅-⋅⋅然后根据二次函数的性质解决问题;(3)设Q 213m,m m 42⎛⎫- ⎪⎝⎭,根据相似三角形的判定方法,当PQ PO OC AC =时,△PQO ∽△COA ,则213m m 2|m |42-=;当PQ PO AC OC=时,△PQO ∽△CAO ,则2131m m m 422-=,然后分别解关于m 的绝对值方程可得到对应的P 点坐标. 【详解】解:(1)∵抛物线过原点,对称轴是直线x =3, ∴B 点坐标为(6,0),设抛物线解析式为y =ax (x ﹣6), 把A (8,4)代入得a•8•2=4,解得a =14, ∴抛物线解析式为y =14x (x ﹣6),即y =14x 2﹣32x ; (2)设M (t ,0),易得直线OA 的解析式为y =12x , 设直线AB 的解析式为y =kx+b ,把B (6,0),A (8,4)代入得6084k b k b +=⎧⎨+=⎩,解得k 2b 12=⎧⎨=-⎩,∴直线AB 的解析式为y =2x ﹣12, ∵MN ∥AB ,∴设直线MN 的解析式为y =2x+n , 把M (t ,0)代入得2t+n =0,解得n =﹣2t , ∴直线MN 的解析式为y =2x ﹣2t ,解方程组1222y x y x t ⎧=⎪⎨⎪=-⎩得4323x t y t ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,则42N t,t 33⎛⎫ ⎪⎝⎭, ∴S △AMN =S △AOM ﹣S △NOM1124t t t 223=⋅⋅-⋅⋅ 21t 2t 3=-+21(t 3)33=--+,当t =3时,S △AMN 有最大值3,此时M 点坐标为(3,0); (3)设213m,m m 42⎛⎫- ⎪⎝⎭, ∵∠OPQ =∠ACO , ∴当PQ PO OC AC =时,△PQO ∽△COA ,即PQ PO 84=, ∴PQ =2PO ,即213m m 2|m |42-=, 解方程213m m 2m 42-=得m 1=0(舍去),m 2=14,此时P 点坐标为(14,0); 解方程213m m 2m 42-=-得m 1=0(舍去),m 2=﹣2,此时P 点坐标为(﹣2,0);∴当PQ PO AC OC =时,△PQO ∽△CAO ,即PQ PO48=, ∴PQ =12PO ,即2131m m m 422-=,解方程2131m m m 422=-=得m 1=0(舍去),m 2=8,此时P 点坐标为(8,0); 解方程2131m m m 422=-=-得m 1=0(舍去),m 2=4,此时P 点坐标为(4,0); 综上所述,P 点坐标为(14,0)或(﹣2,0)或(4,0)或(8,0). 【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和二次函数的性质;会利用待定系数法求函数解析式;理解坐标与图形性质;灵活运用相似比表示线段之间的关系;会运用分类讨论的思想解决数学问题.3.如图,抛物线y =x 2+bx +c 与x 轴交于A 、B 两点,B 点坐标为(3,0),与y 轴交于点C (0,3).(1)求抛物线y =x 2+bx +c 的表达式;(2)点D 为抛物线对称轴上一点,当△BCD 是以BC 为直角边的直角三角形时,求点D 的坐标;(3)点P 在x 轴下方的抛物线上,过点P 的直线y =x +m 与直线BC 交于点E ,与y 轴交于点F ,求PE +EF 的最大值.【答案】(1)y=x 2﹣4x+3;(2)(2,﹣1);(3)42 【解析】试题分析:(1)利用待定系数法求抛物线解析式;(2)如图1,设D (2,y ),利用两点间的距离公式得到BC 2=32+32=18,DC 2=4+(y ﹣3)2,BD 2=(3﹣2)2+y 2=1+y 2,然后讨论:当BD 为斜边时得到18+4+(y ﹣3)2=1+y 2;当CD为斜边时得到4+(y ﹣3)2=1+y 2+18,再分别解方程即可得到对应D 的坐标;(3)先证明∠CEF =90°得到△ECF 为等腰直角三角形,作PH ⊥y 轴于H ,PG ∥y 轴交BC 于G ,如图2,△EPG 、△PHF 都为等腰直角三角形,则PE 2,PF 2,设P (t ,t 2﹣4t +3)(1<t <3),则G (t ,﹣t +3),接着利用t 表示PF 、PE ,这样PE +EF =2PE +PF =﹣2t 22,然后利用二次函数的性质解决问题.试题解析:解:(1)把B(3,0),C(0,3)代入y=x2+bx+c得:9303b cc++=⎧⎨=⎩,解得:43bc=-⎧⎨=⎩,∴抛物线y=x2+bx+c的表达式为y=x2﹣4x+3;(2)如图1,抛物线的对称轴为直线x=﹣42-=2,设D(2,y),B(3,0),C(0,3),∴BC2=32+32=18,DC2=4+(y﹣3)2,BD2=(3﹣2)2+y2=1+y2,当△BCD是以BC为直角边,BD为斜边的直角三角形时,BC2+DC2=BD2,即18+4+(y﹣3)2=1+y2,解得:y=5,此时D点坐标为(2,5);当△BCD是以BC为直角边,CD为斜边的直角三角形时,BC2+DB2=DC2,即4+(y﹣3)2=1+y2+18,解得:y=﹣1,此时D点坐标为(2,﹣1);(3)易得BC的解析式为y=﹣x+3.∵直线y=x+m与直线y=x平行,∴直线y=﹣x+3与直线y=x+m垂直,∴∠CEF=90°,∴△ECF为等腰直角三角形,作PH⊥y轴于H,PG∥y轴交BC于G,如图2,△EPG、△PHF都为等腰直角三角形,PE=22PG,PF=2PH,设P(t,t2﹣4t+3)(1<t<3),则G(t,﹣t+3),∴PF=2PH=2t,PG=﹣t+3﹣(t2﹣4t+3)=﹣t2+3t,∴PE=22PG=﹣22t2+322t,∴PE+EF=PE+PE+PF=2PE+PF=﹣2t2+32t+2t=﹣2t2+42t=﹣2(t﹣2)2+42,当t=2时,PE+EF的最大值为42.点睛:本题考查了二次函数的综合题.熟练掌握等腰直角三角形的性质、二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,记住两点间的距离公式.4.二次函数y=x2-2mx+3(m>)的图象与x轴交于点A(a,0)和点B(a+n,0)(n >0且n为整数),与y轴交于C点.(1)若a=1,①求二次函数关系式;②求△ABC的面积;(2)求证:a=m-;(3)线段AB(包括A、B)上有且只有三个点的横坐标是整数,求a的值.【答案】(1)y=x2-4x+3;3;(2)证明见解析;(3)a=1或a=−.【解析】试题分析:(1)①首先根据a=1求得A的坐标,然后代入二次函数的解析式,求得m的值即可确定二次函数的解析式;②根据解析式确定抛物线与坐标轴的交点坐标,从而确定三角形的面积;(2)将原二次函数配方后即可确定其对称轴为x=m,然后根据A、B两点关于x=m对称得到a+n-m=m-a,从而确定a、m、n之间的关系;(3)根据a=m-得到A(m-,0)代入y=(x-m)2-m2+3得0=(m--m)2-m2+3,求得m 的值即可确定a的值.试题解析:(1)①∵a=1,∴A(1,0),代入y=x2-2mx+3得1-2m+3=0,解得m=2,∴y=x2-4x+3;②在y=x2-4x+3中,当y=0时,有x2-4x+3=0可得x=1或x=3,∴A(1,0)、B(3,0),∴AB=2再根据解析式求出C点坐标为(0,3),∴OC=3,△ABC的面积=×2×3=3;(2)∵y=x2-2mx+3=(x-m)2-m2+3,∴对称轴为直线x=m,∵二次函数y=x2-2mx+3的图象与x轴交于点A和点B∴点A和点B关于直线x=m对称,∴a+n-m=m-a,∴a=m-;(3)y=x2-2mx+3(m>)化为顶点式为y=(x-m)2-m2+3(m>)①当a为整数,因为n>0且n为整数所以a+n是整数,∵线段AB(包括A、B)上有且只有三个点的横坐标是整数,∴n=2,∴a=m-1,∴A(m-1,0)代入y=(x-m)2-m2+3得(x-m)2-m2+3=0,∴m2-4=0,∴m=2,m=-2(舍去),∴a=2-1=1,②当a不是整数,因为n>0且n为整数所以a+n不是整数,∵线段AB(包括A、B)上有且只有三个点的横坐标是整数,∴n=3,∴a=m-∴A(m-,0)代入y=(x-m)2-m2+3得0=(m--m)2-m2+3,∴m2=,∴m=,m=-(舍去),∴a=−,综上所述:a=1或a=−.考点:二次函数综合题.5.如图甲,直线y=﹣x+3与x轴、y轴分别交于点B、点C,经过B、C两点的抛物线y=x2+bx+c与x轴的另一个交点为A,顶点为P.(1)求该抛物线的解析式;(2)在该抛物线的对称轴上是否存在点M,使以C,P,M为顶点的三角形为等腰三角形?若存在,请直接写出所符合条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由;(3)当0<x<3时,在抛物线上求一点E,使△CBE的面积有最大值(图乙、丙供画图探究).【答案】(1)y=x2﹣4x+3;(2)(2,)或(2,7)或(2,﹣1+2)或(2,﹣1﹣2);(3)E点坐标为(,)时,△CBE的面积最大.【解析】试题分析:(1)由直线解析式可求得B、C坐标,利用待定系数法可求得抛物线解析式;(2)由抛物线解析式可求得P点坐标及对称轴,可设出M点坐标,表示出MC、MP和PC 的长,分MC=MP、MC=PC和MP=PC三种情况,可分别得到关于M点坐标的方程,可求得M点的坐标;(3)过E作EF⊥x轴,交直线BC于点F,交x轴于点D,可设出E点坐标,表示出F点的坐标,表示出EF的长,进一步可表示出△CBE的面积,利用二次函数的性质可求得其取得最大值时E点的坐标.试题解析:(1)∵直线y=﹣x+3与x轴、y轴分别交于点B、点C,∴B(3,0),C(0,3),把B、C坐标代入抛物线解析式可得,解得,∴抛物线解析式为y=x2﹣4x+3;(2)∵y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,∴抛物线对称轴为x=2,P(2,﹣1),设M(2,t),且C(0,3),∴MC=,MP=|t+1|,PC=,∵△CPM为等腰三角形,∴有MC=MP、MC=PC和MP=PC三种情况,①当MC=MP时,则有=|t+1|,解得t=,此时M(2,);②当MC=PC时,则有=2,解得t=﹣1(与P点重合,舍去)或t=7,此时M(2,7);③当MP=PC时,则有|t+1|=2,解得t=﹣1+2或t=﹣1﹣2,此时M(2,﹣1+2)或(2,﹣1﹣2);综上可知存在满足条件的点M,其坐标为(2,)或(2,7)或(2,﹣1+2)或(2,﹣1﹣2);(3)如图,过E作EF⊥x轴,交BC于点F,交x轴于点D,设E(x,x2﹣4x+3),则F(x,﹣x+3),∵0<x<3,∴EF=﹣x+3﹣(x2﹣4x+3)=﹣x2+3x,∴S△CBE=S△EFC+S△EFB=EF•OD+EF•BD=EF•OB=×3(﹣x2+3x)=﹣(x﹣)2+,∴当x=时,△CBE的面积最大,此时E点坐标为(,),即当E点坐标为(,)时,△CBE的面积最大.考点:二次函数综合题.6.如图1,在平面直角坐标系中,直线122y x =+与x 轴交于点A ,与y 轴交于点C ,抛物线212y x bx c =++经过A 、C 两点,与x 轴的另一交点为点B .(1)求抛物线的函数表达式;(2)点D 为直线AC 上方抛物线上一动点, ①连接BC 、CD 、BD ,设BD 交直线AC 于点E ,△CDE 的面积为S 1,△BCE 的面积为S 2.求:12S S 的最大值; ②如图2,是否存在点D ,使得∠DCA =2∠BAC ?若存在,直接写出点D 的坐标,若不存在,说明理由.【答案】(1)213222y x x =--+;(2)①当2a =-时,12S S 的最大值是45;②点D的坐标是(2,3)- 【解析】 【分析】(1)根据题意得到A (-4,0),C (0,2)代入y=-12x 2+bx+c ,于是得到结论; (2)①如图,令y=0,解方程得到x 1=-4,x 2=1,求得B (1,0),过D 作DM ⊥x 轴于M ,过B 作BN ⊥x 轴交于AC 于N ,根据相似三角形的性质即可得到结论;②根据勾股定理的逆定理得到△ABC 是以∠ACB 为直角的直角三角形,取AB 的中点P ,求得P (-32,0),得到PA=PC=PB=52,过D 作x 轴的平行线交y 轴于R ,交AC 的延线于G ,∠DCF=2∠BAC=∠DGC+∠CDG ,解直角三角形即可得到结论. 【详解】解:(1)根据题意得A (-4,0),C (0,2),∵抛物线y=-12x 2+bx+c 经过A .C 两点, ∴1016422b c c⎧-⨯-+⎪⎨⎪⎩==,∴3 b=-2 c=2⎧⎪⎨⎪⎩,抛物线解析式为:213222y x x=--+ ;(2)①令0y=,∴2132022x x--+=解得:14x=- ,21x=∴B(1,0)过点D作DM x⊥轴交AC于M,过点B作BN x⊥轴交AC于点N,∴DM∥BN∴DME BNE∆∆∽∴12S DE DMS BE BN==设:213222D a a a⎛⎫--+⎪⎝⎭,∴122M a a⎛⎫+⎪⎝⎭,∵()10B,∴51,2N⎛⎫⎪⎝⎭∴()22121214225552a aS DMaS BN--===-++∴当2a=-时,12SS的最大值是45;②∵A(-4,0),B(1,0),C(0,2),∴AC=25,BC=5,AB=5,∴AC2+BC2=AB2,∴△ABC是以∠ACB为直角的直角三角形,取AB的中点P,∴P(-32,0),∴PA=PC=PB=52,∴∠CPO=2∠BAC,∴tan∠CPO=tan(2∠BAC)=43,过D作x轴的平行线交y轴于R,交AC的延长线于G,如图,∴∠DCF=2∠BAC=∠DGC+∠CDG,∴∠CDG=∠BAC,∴tan∠CDG=tan∠BAC=12,即RC:DR=12,令D(a,-12a2-32a+2),∴DR=-a,RC=-12a2-32a,∴(-12a2-32a):(-a)=1:2,∴a1=0(舍去),a2=-2,∴x D=-2,∴-12a2-32a+2=3,∴点D的坐标是()2,3-【点睛】本题是二次函数综合题,涉及待定系数法求函数的解析式,相似三角形的判定和性质,解直角三角形等知识点,正确的作出辅助线是解题的关键,难度较大.7.如图①,已知抛物线y=ax2+bx+c的图像经过点A(0,3)、B(1,0),其对称轴为直线l:x=2,过点A作AC∥x轴交抛物线于点C,∠AOB的平分线交线段AC于点E,点P是抛物线上的一个动点,设其横坐标为m.(1)求抛物线的解析式;(2)若动点P在直线OE下方的抛物线上,连结PE、PO,当m为何值时,四边形AOPE 面积最大,并求出其最大值;(3)如图②,F是抛物线的对称轴l上的一点,在抛物线上是否存在点P使△POF成为以点P为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,直接写出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)y=x2-4x+3.(2)当m=52时,四边形AOPE面积最大,最大值为758.(3)P点的坐标为:P13+515-),P2(35-1+5P35+51+5P455-15-.【解析】分析:(1)利用对称性可得点D的坐标,利用交点式可得抛物线的解析式;(2)设P(m,m2-4m+3),根据OE的解析式表示点G的坐标,表示PG的长,根据面积和可得四边形AOPE的面积,利用配方法可得其最大值;(3)存在四种情况:如图3,作辅助线,构建全等三角形,证明△OMP≌△PNF,根据OM=PN列方程可得点P 的坐标;同理可得其他图形中点P的坐标.详解:(1)如图1,设抛物线与x轴的另一个交点为D,由对称性得:D(3,0),设抛物线的解析式为:y=a(x-1)(x-3),把A(0,3)代入得:3=3a,a=1,∴抛物线的解析式;y=x2-4x+3;(2)如图2,设P(m,m2-4m+3),∵OE平分∠AOB,∠AOB=90°,∴∠AOE=45°,∴△AOE是等腰直角三角形,∴AE=OA=3,∴E(3,3),易得OE的解析式为:y=x,过P作PG∥y轴,交OE于点G,∴G(m,m),∴PG=m-(m2-4m+3)=-m2+5m-3,∴S四边形AOPE=S△AOE+S△POE,=12×3×3+12PG•AE,=92+12×3×(-m2+5m-3),=-32m2+152m,=32(m-52)2+758, ∵-32<0, ∴当m=52时,S 有最大值是758; (3)如图3,过P 作MN ⊥y 轴,交y 轴于M ,交l 于N ,∵△OPF 是等腰直角三角形,且OP=PF ,易得△OMP ≌△PNF ,∴OM=PN ,∵P (m ,m 2-4m+3),则-m 2+4m-3=2-m ,解得:m=5+5或55-, ∴P 的坐标为(5+5,1+5)或(55-,15-); 如图4,过P 作MN ⊥x 轴于N ,过F 作FM ⊥MN 于M ,同理得△ONP ≌△PMF ,∴PN=FM ,则-m2+4m-3=m-2,解得:x=3+5或35 -;P的坐标为(3+5,15-)或(35-,1+52);综上所述,点P的坐标是:(5+52,1+52)或(552-,152-)或(3+5,15-)或(35-,1+5).点睛:本题属于二次函数综合题,主要考查了二次函数的综合应用,相似三角形的判定与性质以及解一元二次方程的方法,解第(2)问时需要运用配方法,解第(3)问时需要运用分类讨论思想和方程的思想解决问题.8.如图:在平面直角坐标系中,直线l:y=13x﹣43与x轴交于点A,经过点A的抛物线y=ax2﹣3x+c的对称轴是x=32.(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.【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=32列出关于a 、c 的方程组求解即可; (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22x x x x Q P F E ++=,22y y y y Q P F E ++=,从而可求得点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,14033x -=,解得x=4,即A (4,0),抛物线过点A ,对称轴是x=32,得161203322a c a -+=⎧⎪-⎨-=⎪⎩, 解得14a c =⎧⎨=-⎩,抛物线的解析式为y=x 2﹣3x ﹣4; (2)∵平移直线l 经过原点O ,得到直线m ,∴直线m 的解析式为y=13x . ∵点P 是直线1上任意一点, ∴设P (3a ,a ),则PC=3a ,PB=a .又∵PE=3PF ,∴PC PB PF PE=. ∴∠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, ∴22x x x x Q P F E ++=,22y y y y Q P F E ++=, ∴Q x +6=0+a ,Q y +2=20﹣3a+0,∴Q x =a ﹣6,Q y =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,∴22x x x x Q P F E ++=,22y y y y Q P F E ++=, ∴Q x +6=0+a ,Q y +2=20﹣3a+0,∴Q x =a ﹣6,Q y =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.9.已知二次函数的图象以A (﹣1,4)为顶点,且过点B (2,﹣5)(1)求该函数的关系式;(2)求该函数图象与坐标轴的交点坐标;(3)将该函数图象向右平移,当图象经过原点时,A 、B 两点随图象移至A′、B′,求△O A′B′的面积.【答案】(1)y=﹣x 2﹣2x+3;(2)抛物线与x 轴的交点为:(﹣3,0),(1,0)(3)15.【解析】【分析】(1)已知了抛物线的顶点坐标,可用顶点式设该二次函数的解析式,然后将B 点坐标代入,即可求出二次函数的解析式;(2)根据函数解析式,令x=0,可求得抛物线与y 轴的交点坐标;令y=0,可求得抛物线与x 轴交点坐标;(3)由(2)可知:抛物线与x 轴的交点分别在原点两侧,由此可求出当抛物线与x 轴负半轴的交点平移到原点时,抛物线平移的单位,由此可求出A′、B′的坐标.由于△OA′B′不规则,可用面积割补法求出△OA′B′的面积.【详解】(1)设抛物线顶点式y=a (x+1)2+4,将B (2,﹣5)代入得:a=﹣1,∴该函数的解析式为:y=﹣(x+1)2+4=﹣x 2﹣2x+3;(2)令x=0,得y=3,因此抛物线与y 轴的交点为:(0,3),令y=0,﹣x 2﹣2x+3=0,解得:x 1=﹣3,x 2=1,即抛物线与x 轴的交点为:(﹣3,0),(1,0);(3)设抛物线与x 轴的交点为M 、N (M 在N 的左侧),由(2)知:M (﹣3,0),N (1,0),当函数图象向右平移经过原点时,M 与O 重合,因此抛物线向右平移了3个单位, 故A'(2,4),B'(5,﹣5),∴S △OA′B′=12×(2+5)×9﹣12×2×4﹣12×5×5=15.【点睛】本题考查了用待定系数法求抛物线解析式、函数图象与坐标轴交点、图形面积的求法等知识.熟练掌握待定系数法、函数图象与坐标轴的交点的求解方法、不规则图形的面积的求解方法等是解题的关键.10.如图,已知直线y kx 6=-与抛物线2y ax bx c =++相交于A ,B 两点,且点A (1,-4)为抛物线的顶点,点B 在x 轴上。
2020 年秋浙教版九年级数学上册第一章二次函数尖子生培优试卷一、选择题(共10 题;共30 分)1.将抛物线C:y=x2−2x+3向左平移1个单位长度,得到抛物线C,抛物线C与抛物线C关1223于x轴对称,则抛物线C的解析式为()3A. y=−x2−2B. y=−x2+2C. y=x2−2D. y=x2+22.已知二次函数y=x2−2ax+a2−2a−4(a为常数)的图象与x轴有交点,且当x>3时,y 随x 的增大而增大,则a的取值范围是()A. a≥−2B. a<3C. −2≤a<3D. −2≤a≤33.一次函数y=ax+b与二次函数y=ax2+bx+c在同一平面直角坐标系中的图象可能是()A. B. C. D.4.二次函数y=x +bx+c 的图象经过坐标原点O和点A(7,0),直线A B 交y轴于点B(0,﹣7),动点2C(x,y)在直线A B 上,且1<x<7,过点C作x轴的垂线交抛物线于点D,则C D 的最值情况是( ) A. 有最小值9 B. 有最大值9 C. 有最小值8 D. 有最大值85.直线y=x+1 与抛物线y=﹣x +3 的图象如图,当y>y 时,x 的取值范围为(2 )1 2 1 2A. x<﹣2B. x>1C. ﹣2<x<1D. x<﹣2 或x>16.向上发射一枚炮弹,经x秒后的高度为y,且时间与高度的关系式为y=ax2+bx,若此时炮弹在第7秒与第13秒时的高度相等,则在下列哪一个时间的高度是最高的(A. 第8秒B. 第10秒C. 第12秒D. 第15秒)7.如图,抛物线y=ax +2ax-3a(a>0)与x轴交于A,B 顶点为点D,把抛物线在x轴下方部分关于点B作中2心对称,顶点对应D’,点A对应点C,连接D D’,CD’,DC,当△CDD’是直角三角形时,a 的值为()1111A. ,√3B. ,√3C. ,√3D. ,√32332223318.已知抛物线y= x +1 其有如下性质:抛物线上任意一点到定点F(0,2)的距离与到x轴的距离相等,241点M的坐标为(3,6),P 是抛物线y= x +1 上一动点,则△PMF周长的最小值是( )24A. 5B. 9C. 11D. 139.抛物线y=ax2+bx+c的顶点为D(−1,2),与x轴的一个交点A在点(−3,0)和(−2,0)之间,其部分图象如图,则以下结论:①b2-4ac<0;②当x>−1时,y 随x增大而减小;③a+b+c<0;④若方程ax2+bx+c-m=0没有实数根,则m>2;⑤3a+c<0.其中符合题意结论的个数是()A. 2个B. 3个C. 4个D. 5个10.函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴交于点(2,0),顶点坐标为(-1,n),其中n>0,以下结论正确的是()①abc>0;②函数y=ax2+bx+c(a≠0)在x=1,x=−2处的函数值相等;③函数y=kx+1的图象与的函数y=ax2+bx+c(a≠0)图象总有两个不同的交点;④函数y=ax2+bx+c(a≠0)在−3≤x≤3内既有最大值又有最小值.A. ①③B. ①②③C. ①④D. ②③④二、填空题(共6题;共24 分)−x+2x(x>0)211.已知函数y={的图象如图所示,若直线y=x+m与该图象恰有三个不同的交x(x≤0)点,则m的取值范围为________.8 12.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax-2ax+2(a>0)与y轴交于点A,过点A作x轴的平行线3交抛物线于点M。
数学九年级上册 二次函数(提升篇)(Word 版 含解析)一、初三数学 二次函数易错题压轴题(难)1.如图,抛物线()250y ax bx a =+-≠经过x 轴上的点1,0A 和点B 及y 轴上的点C ,经过B C 、两点的直线为y x n =+.(1)求抛物线的解析式.(2)点P 从A 出发,在线段AB 上以每秒1个单位的速度向B 运动,同时点E 从B 出发,在线段BC 上以每秒2个单位的速度向C 运动.当其中一个点到达终点时,另一点也停止运动.设运动时间为t 秒,求t 为何值时,PBE △的面积最大并求出最大值. (3)过点A 作AM BC ⊥于点M ,过抛物线上一动点N (不与点B C 、重合)作直线AM 的平行线交直线BC 于点Q .若点A M N Q 、、、为顶点的四边形是平行四边形,求点N 的横坐标.【答案】(1)265y x x =-+- (2)2t =;2(3541-或4541+ 【解析】【分析】(1)先确定A 、B 、C 三点的坐标,然后用待定系数法解答即可;(2)先求出AB 、BC 的长并说明△BOC 是等腰直角三角形,再求出点P 到BC 的高d 为()24542d BP sin t =⋅︒=-,则12PBE S BE d =⨯⨯)()122244222t t t =⨯⨯-=-,再根据二次函数的性质即可确定最大值; (3)先求出245422AM AB sin =⋅︒==N 作直线AM 的平行线交直线BC 于点,Q 则,再说明四边形AMNQ 是平行四边形,得到22NQ AM ==;再过点N 作NH x ⊥轴,交x 轴于点,G 交BC 于点,H 结合题意说明NQH 为等腰直角三角形,求得4NH ===;设()2,65N m m m -+-,则(),0G m , (),5H m m -,最后分点N 在x 轴上方时、点N 在x 轴下方且5m >时和1m <三种情况解答即可.【详解】解:()1因为直线y x n =+经过B C 、两点,且点B 在x 轴上,点C 在y 轴上, ∵()(),,00,B n C n -∴抛物线25y ax bx =+-经过点1,0A ,点(),0B n -,点()0,C n ,∴250505a b an bn n +-=⎧⎪--=⎨⎪-=⎩,解得51,6n a b =-⎧⎪=-⎨⎪=⎩所以抛物线的解析式为265y x x =-+-. ()2∵()()()1,05,0,0,,5,A B C -∴4,AB BC BOC ==为等腰直角三角形,∴45,ABC ∠=由题意得4,2,02BP t BE t t =-=<≤点P 到BE的距离)454d BP sin t =⋅︒=- 所以12PBE S BE d =⨯⨯)()1244222t t t t =⨯⨯-=-; ∵二次函数()()4f t t =-的函数图象开口向下,零点为0和4, ∴0422t +==时, ∴()()()2242maxf t f ==⨯-=即2t =时,PBE △的面积最大,且最大值为()3由题意得4542AM AB sin =⋅︒=⨯= 过点N 作直线AM 的平行线交直线BC 于点,Q 则,NQ BC ⊥∵点,A M N Q 、、为顶点的四边形是平行四边形,∴NQ AM ==过点N 作NH x ⊥轴,交x 轴于点,G 交BC 于点,H∵:5BC l y x =-,∴NQH 为等腰直角三角形,∴4,NH ===设()2,65N m m m -+-,则(),0G m ,(),5H m m -,①点N 在x 轴上方时,此时()()2655,NH m m m =-+--- ∴()()26554m m m -+---=,即()()140,m m --= 解得1m =(舍,因为此时点N 与点A 重合)或4m =;②点N 在x 轴下方且5m >时,此时()()2565,NH m m m =---+-∴()()25654m m m ---+-=,即2540,m m --=解得552m -=<(舍)或52m = ③点N 在x 轴下方且1m <时,此时()()2565,NH m m m =---+-∴()()25654m m m ---+-=,即2540,m m --=解得52m =或52m +=(舍)综上所述,54,2m m +==,52m =符合题意, 即若点,A M N Q 、、为顶点的四边形是平行四边形,点N 或4.【点睛】本题主要考查了二次函数的性质、平行四边形的判定与性质,掌握二次函数的性质以及分类讨论思想是解答本题的关键2.二次函数22(0)63m m y x x m m =-+>的图象交y 轴于点A ,顶点为P ,直线PA 与x 轴交于点B .(1)当m =1时,求顶点P 的坐标;(2)若点Q (a ,b )在二次函数22(0)63m m y x x m m =-+>的图象上,且0b m ->,试求a 的取值范围;(3)在第一象限内,以AB 为边作正方形ABCD .①求点D 的坐标(用含m 的代数式表示);②若该二次函数的图象与正方形ABCD 的边CD 有公共点,请直接写出符合条件的整数m 的值.【答案】(1)P (2,13);(2)a 的取值范围为:a <0或a >4;(3)①D (m ,m +3); ②2,3,4.【解析】【分析】(1)把m =1代入二次函数22(0)63m m y x x m m =-+>解析式中,进而求顶点P 的坐标即可;(2)把点Q (a ,b )代入二次函数22(0)63m m y x x m m =-+>解析式中,根据0b m ->得到关于a 的一元二次不等式即一元一次不等式组,解出a 的取值范围即可; (3)①过点D 作DE ⊥x 轴于点E ,过点A 作AF ⊥DE 于点F ,求出二次函数与y 轴的交点A 的坐标,得到OA 的长,再根据待定系数法求出直线AP 的解析式,进而求出与x 轴的交点B 的坐标,得到OB 的长;通过证明△ADF ≌△ABO ,得到AF=OA=m ,DF=OB=3,DE=DF+EF= DF+OA=m+3,求出点D 的坐标;②因为二次函数的图象与正方形ABCD 的边CD 有公共点,由①同理可得:C (m+3,3),分当x 等于点D 的横坐标时与当x 等于点C 的横坐标两种情况,进行讨论m 可能取的整数值即可.【详解】解:(1)当m =1时,二次函数为212163y x x =-+, ∴顶点P 的坐标为(2,13); (2)∵点Q (a ,b )在二次函数22(0)63m m y x x m m =-+>的图象上, ∴2263m m b a a m =-+, 即:2263m m b m a a -=- ∵0b m ->, ∴2263m m a a ->0, ∵m >0, ∴2263a a ->0, 解得:a <0或a >4,∴a 的取值范围为:a <0或a >4;(3)①如下图,过点D 作DE ⊥x 轴于点E ,过点A 作AF ⊥DE 于点F ,∵二次函数的解析式为2263m m y x x m =-+, ∴顶点P (2,3m ), 当x=0时,y=m ,∴点A (0,m ),∴OA=m ;设直线AP 的解析式为y=kx+b(k≠0),把点A (0,m ),点P (2,3m )代入,得: 23m b m k b =⎧⎪⎨=+⎪⎩, 解得:3m k b m⎧=-⎪⎨⎪=⎩,∴直线AP 的解析式为y=3m -x+m , 当y=0时,x=3,∴点B (3,0);∴OB=3;∵四边形ABCD 是正方形,∴AD=AB ,∠DAF+∠FAB=90°,且∠OAB+∠FAB =90°,∴∠DAF=∠OAB ,在△ADF 和△ABO 中,DAF OAB AFD AOB AD AB ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∴△ADF ≌△ABO (AAS ),∴AF=OA=m ,DF=OB=3,DE=DF+EF= DF+OA=m+3,∴点D 的坐标为:(m ,m+3);②由①同理可得:C (m+3,3),∵二次函数的图象与正方形ABCD 的边CD 有公共点,∴当x =m 时,3y m ≤+,可得322363m m m m -+≤+,化简得:32418m m -≤. ∵0m >,∴2184m m m -≤,∴218(2)4m m--≤, 显然:m =1,2,3,4是上述不等式的解,当5m ≥时,2(2)45m --≥,18 3.6m ≤,此时,218(2)4m m-->, ∴符合条件的正整数m =1,2,3,4; 当x = m +3时,y ≥3,可得2(3)2(3)363m m m m m ++-+≥, ∵0m >,∴21823m m m ++≥,即218(1)2m m++≥, 显然:m =1不是上述不等式的解,当2m ≥时,2(1)211m ++≥,189m ≤,此时,218(1)2m m++>恒成立, ∴符合条件的正整数m =2,3,4;综上:符合条件的整数m 的值为2,3,4.【点睛】本题考查二次函数与几何问题的综合运用,熟练掌握二次函数的图象和性质、一次函数的图象和性质、正方形的性质是解题的关键.3.已知二次函数y =ax 2+bx +c (a ≠0).(1)若b =1,a =﹣12c ,求证:二次函数的图象与x 轴一定有两个不同的交点; (2)若a <0,c =0,且对于任意的实数x ,都有y ≤1,求4a +b 2的取值范围;(3)若函数图象上两点(0,y 1)和(1,y 2)满足y 1•y 2>0,且2a +3b +6c =0,试确定二次函数图象对称轴与x 轴交点横坐标的取值范围.【答案】(1)见解析;(2)240a b +≤ ;(3)12323b a <-<【解析】【分析】(1)根据已知条件计算一元二次方程的判别式即可证得结论;(2)根据已知条件求得抛物线的顶点纵坐标,再整理即可;(3)将(0,y 1)和(1,y 2)分别代入函数解析式,由y 1•y 2>0,及2a +3b +6c =0,得不等式组,变形即可得出答案.【详解】解:(1)证明:∵y =ax 2+bx+c (a≠0),∴令y =0得:ax 2+bx+c =0∵b =1,a =﹣12c , ∴△=b 2﹣4ac =1﹣4(﹣12c )c =1+2c 2, ∵2c 2≥0,∴1+2c 2>0,即△>0,∴二次函数的图象与x 轴一定有两个不同的交点;(2)∵a <0,c =0,∴抛物线的解析式为y =ax 2+bx ,其图象开口向下,又∵对于任意的实数x ,都有y≤1,∴顶点纵坐标214b a-≤, ∴﹣b 2≥4a ,∴4a+b 2≤0;(3)由2a+3b+6c =0,可得6c =﹣(2a+3b ),∵函数图象上两点(0,y 1)和(1,y 2)满足y 1•y 2>0,∴c (a+b+c )>0,∴6c (6a+6b+6c )>0,∴将6c =﹣(2a+3b )代入上式得,﹣(2a+3b )(4a+3b )>0,∴(2a+3b )(4a+3b )<0,∵a≠0,则9a 2>0,∴两边同除以9a 2得,24()()033b b a a ++<, ∴203403b a b a ⎧+<⎪⎪⎨⎪+>⎪⎩或203403b a b a ⎧+>⎪⎪⎨⎪+<⎪⎩, ∴4233b a -<<-,∴二次函数图象对称轴与x轴交点横坐标的取值范围是:12 323ba<-<.【点睛】本题考查了抛物线与x轴的交点、抛物线与一元二次方程的关系及抛物线与不等式的关系等知识点,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.4.如图,若抛物线y=x2+bx+c与x轴相交于A,B两点,与y轴相交于点C,直线y=x﹣3经过点B,C.(1)求抛物线的解析式;(2)点P是直线BC下方抛物线上一动点,过点P作PH⊥x轴于点H,交BC于点M,连接PC.①线段PM是否有最大值?如果有,求出最大值;如果没有,请说明理由;②在点P运动的过程中,是否存在点M,恰好使△PCM是以PM为腰的等腰三角形?如果存在,请直接写出点P的坐标;如果不存在,请说明理由.【答案】(1)y=x2﹣2x﹣3;(2)①有,94;②存在,(2,﹣3)或(32,2﹣2)【解析】【分析】(1)由直线表达式求出点B、C的坐标,将点B、C的坐标代入抛物线表达式,即可求解;(2)①根据PM=(x﹣3)﹣(x2﹣2x﹣3)=﹣(x﹣32)2+94即可求解;②分PM=PC、PM=MC两种情况,分别求解即可.【详解】解:(1)对于y=x﹣3,令x=0,y=﹣3,y=0,x=3,故点B、C的坐标分别为(3,0)、(0,﹣3),将点B、C的坐标代入抛物线表达式得:9303b cc++=⎧⎨=-⎩,解得:32 cb=-⎧⎨=-⎩,故抛物线的表达式为:y=x2﹣2x﹣3;(2)设:点M (x ,x ﹣3),则点P (x ,x 2﹣2x ﹣3),①有,理由:PM =(x ﹣3)﹣(x 2﹣2x ﹣3)=﹣(x ﹣32)2+94, ∵﹣1<0,故PM 有最大值,当x =32时,PM 最大值为:94; ②存在,理由:PM 2=(x ﹣3﹣x 2+2x+3)2=(﹣x 2+3x )2;PC 2=x 2+(x 2﹣2x ﹣3+3)2;MC 2=(x ﹣3+3)2+x 2;(Ⅰ)当PM =PC 时,则(﹣x 2+3x )2=x 2+(x 2﹣2x ﹣3+3)2,解得:x =0或2(舍去0),故x =2,故点P (2,﹣3);(Ⅱ)当PM =MC 时,则(﹣x 2+3x )2=(x ﹣3+3)2+x 2,解得:x =0或3±2(舍去0和3+2),故x =3﹣2,则x 2﹣2x ﹣3=2﹣42,故点P (3﹣2,2﹣42).综上,点P 的坐标为:(2,﹣3)或(3﹣2,2﹣42).【点睛】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数的性质、等腰三角形的性质等,其中(2)②,要注意分类求解,避免遗漏.5.如图,抛物线2(0)y ax bx c a =++≠与坐标轴的交点为()30A -,,()10B ,,()0,3C -,抛物线的顶点为D .(1)求抛物线的解析式.(2)若E 为第二象限内一点,且四边形ACBE 为平行四边形,求直线CE 的解析式. (3)P 为抛物线上一动点,当PAB ∆的面积是ABD ∆的面积的3倍时,求点P 的坐标.【答案】(1)223y x x =+-;(2)33y x =--;(3)点P 的坐标为()5,12-或()3,12.【解析】【分析】(1)本题考查二次函数解析式的求法,可利用待定系数法,将点带入求解;(2)本题考查二次函数平行四边形存在性问题,可根据题干信息结合平行四边形性质确定动点位置,进一步利用待定系数法求解一次函数解析式;(3)本题考查二次函数与三角形面积问题,可先根据题干面积关系假设动点坐标,继而带入二次函数,列方程求解.【详解】(1)∵抛物线2y ax bx c=++与坐标轴的交点为()30A-,,()10B,,()0,3C-,∴9303a b ca b cc-+=⎧⎪++=⎨⎪=-⎩,解得123abc=⎧⎪=⎨⎪=-⎩∴抛物线的解析式为223y x x=+-.(2)如图,过点E作EH x⊥轴于点H,则由平行四边形的对称性可知1AH OB==,3EH OC==.∵3OA=,∴2OH=,∴点E的坐标为()2,3-.∵点C的坐标为()0,3-,∴设直线CE的解析式为()30y kx k=-<将点()2,3E-代入,得233k--=,解得3k=-,∴直线CE的解析式为33y x=--.(3)∵2223(1)4y x x x=+-=+-,∴抛物线的顶点为()1,4D--.∵PAB∆的面积是ABD∆的面积的3倍,∴设点P为(),12t.将点(),12P t代入抛物线的解析式223y x x=+-中,得22312t t+-=,解得3t=或5t=-,故点P的坐标为()5,12-或()3,12.【点睛】本题考查二次函数与几何的综合,利用待定系数法求解解析式时还可以假设交点式,几何图形存在性问题求解往往需要利用其性质,假设动点坐标,列方程求解.6.定义:函数l与l'的图象关于y轴对称,点(),0P t是x轴上一点,将函数l'的图象位于直线x t=左侧的部分,以x轴为对称轴翻折,得到新的函数w的图象,我们称函数w是函数l的对称折函数,函数w的图象记作1F,函数l的图象位于直线x t=上以及右侧的部分记作2F,图象1F和2F合起来记作图象F.例如:如图,函数l的解析式为1y x=+,当1t=时,它的对称折函数w的解析式为()11y x x=-<.(1)函数l的解析式为21y x=-,当2t=-时,它的对称折函数w的解析式为_______;(2)函数l的解析式为1²12y x x=--,当42x-≤≤且0t=时,求图象F上点的纵坐标的最大值和最小值;(3)函数l的解析式为()2230y ax ax a a=--≠.若1a=,直线1y t=-与图象F有两个公共点,求t的取值范围.【答案】(1)()212y x x=+<-;(2)F的解析式为2211(0)211(0)2y x x xy x x x⎧=--≥⎪⎪⎨⎪=--+<⎪⎩;图象F上的点的纵坐标的最大值为32y=,最小值为3y=-;(3)当3t=-,3171t-<≤,3175t+<<时,直线1y t=-与图象F有两个公共点.【解析】【分析】(1)根据对折函数的定义直接写出函数解析式即可;(2)先根据题意确定F的解析式,然后根据二次函数的性质确定函数的最大值和最小值即可;(3)先求出当a=1时图像F的解析式,然后分14t-=-、点(),1t t-落在223()y x x x t=--≥上和点(),1t t-落在()223y x x x t=--+<上三种情况解答,最后根据图像即可解答.【详解】解:(1)()212y x x =+<-(2)F 的解析式为2211(0)211(0)2y x x x y x x x ⎧=--≥⎪⎪⎨⎪=--+<⎪⎩当4x =-时,3y =-,当1x =-时,32y =, 当1x =时,32y =-,当2x =时,1y =, ∴图象F 上的点的纵坐标的最大值为32y =,最小值为3y =-. (3)当1a =时,图象F 的解析式为2223()23()y x x x t y x x x t ⎧=--≥⎨=--+<⎩∴该函数的最大值和最小值分别为4和-4; a :当14t -=-时,3t =-,∴当3t =-时直线1y t =-与图象F 有两个公共点; b :当点(),1t t -落在223()y x x x t =--≥上时,2123t t t -=--,解得132t -=,232t =c :当点(),1t t -落在()223y x x x t =--+<上时,2123t t t -=--+,解得34t =-(舍),41t =14t -=,∴55t =∴当312t <≤或352t <<时,直线1y t =-与图象F 有两个公共点; 综上所述:当3t =-1t <≤5t <<时,直线1y t =-与图象F 有两个公共点. 【点睛】本题属于二次函数综合题,考查了“称折函数”的定义、二次函数的性质、解二元一次方程等知识,弄清题意、灵活运用所学知识是解答本题的关键.7.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y =﹣12x 2+bx +c 与x 轴交于B ,C 两点,与y 轴交于点A ,直线y =﹣12x +2经过A ,C 两点,抛物线的对称轴与x 轴交于点D ,直线MN 与对称轴交于点G,与抛物线交于M,N两点(点N在对称轴右侧),且MN∥x轴,MN=7.(1)求此抛物线的解析式.(2)求点N的坐标.(3)过点A的直线与抛物线交于点F,当tan∠FAC=12时,求点F的坐标.(4)过点D作直线AC的垂线,交AC于点H,交y轴于点K,连接CN,△AHK沿射线AC 以每秒1个单位长度的速度移动,移动过程中△AHK与四边形DGNC产生重叠,设重叠面积为S,移动时间为t(0≤t5S与t的函数关系式.【答案】(1)y=﹣12x2+32x+2;(2)点N的坐标为(5,-3);(3)点F的坐标为:(3,2)或(173,﹣509);(4)2535,0453593535,(4359355)4t tS tt⎧⎛⎫≤≤⎪ ⎪⎪⎪⎝⎭=-<≤+<≤.【解析】【分析】(1)点A、C的坐标分别为(0,2)、(4,0),将点A、C坐标代入抛物线表达式即可求解;(2)抛物线的对称轴为:x=32,点N的横坐标为:37522+=,即可求解;(3)分点F在直线AC下方、点F在直线AC的上方两种情况,分别求解即可;(4)分0≤t3535<t3535<t5【详解】解:(1)直线y=﹣12x+2经过A,C两点,则点A、C的坐标分别为(0,2)、(4,0),则c=2,抛物线表达式为:y=﹣12x2+bx+2,将点C坐标代入上式并解得:b=3 2,故抛物线的表达式为:y=﹣12x2+32x+2…①;(2)抛物线的对称轴为:x=32,点N的横坐标为:37522+=,故点N的坐标为(5,-3);(3)∵tan∠ACO=2142AOCO===tan∠FAC=12,即∠ACO=∠FAC,①当点F在直线AC下方时,设直线AF交x轴于点R,∵∠ACO=∠FAC,则AR=CR,设点R(r,0),则r2+4=(r﹣4)2,解得:r=32,即点R的坐标为:(32,0),将点R、A的坐标代入一次函数表达式:y=mx+n得:232nm n=⎧⎪⎨+=⎪⎩,解得:432mn⎧=-⎪⎨⎪=⎩,故直线AR的表达式为:y=﹣43x+2…②,联立①②并解得:x=173,故点F(173,﹣509);②当点F在直线AC的上方时,∵∠ACO=∠F′AC,∴AF′∥x轴,则点F ′(3,2);综上,点F 的坐标为:(3,2)或(173,﹣509); (4)如图2,设∠ACO =α,则tanα=12AO CO =,则sinα=5,cosα=5;①当0≤t ≤35时(左侧图), 设△AHK 移动到△A ′H ′K ′的位置时,直线H ′K ′分别交x 轴于点T 、交抛物线对称轴于点S ,则∠DST =∠ACO =α,过点T 作TL ⊥KH , 则LT =HH ′=t ,∠LTD =∠ACO =α,则DT ='52co 5c s os L HH T t αα===,DS =tan DT α, S =S △DST =12⨯DT ×DS =254t ; 35<t 35时(右侧图),同理可得:S =''DGS T S 梯形=12⨯DG ×(GS ′+DT ′)=12⨯3+(52t +52t ﹣32)=35924-; 35<t 53594+; 综上,S =2535,023593535,(245435935(5)1044t t t t t t ⎧⎛≤≤⎪ ⎪⎝⎭⎪⎪⎨-<≤⎪⎪⎪+<≤⎪⎩.【点睛】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数、图形平移、图形的面积计算等,其中(3)、(4),要注意分类求解,避免遗漏.8.如图,已知抛物线2y x bx c=-++与x轴交于A,B两点,过点A的直线l与抛物线交于点C,其中点A的坐标是()1,0,点C的坐标是()2,3-,抛物线的顶点为点D.(1)求抛物线和直线AC的解析式.(2)若点P是抛物线上位于直线AC上方的一个动点,求APC∆的面积的最大值及此时点P的坐标.(3)若抛物线的对称轴与直线AC相交于点E,点M为直线AC上的任意一点,过点M作//MN DE交抛物线于点N,以D,E,M,N为顶点的四边形能否为平行四边形?若能,求出点M的坐标;若不能,请说明理由.【答案】(1)y=-x2-2x+3,y=-x+1;(2)最大值为278,此时点P(12-,154);(3)能,(0,1),117-+317-)或117--317+【解析】【分析】(1)直接利用待定系数法进行求解,即可得到答案;(2)设点P(m,-m2-2m+3),则Q(m,-m+1),求出PQ的长度,结合三角形的面积公式和二次函数的性质,即可得到答案;(3)根据题意,设点M(t,-t+1),则点N(t,-t2-2t+3),可分为两种情况进行分析:①当点M在线段AC上时,点N在点M上方;②当点M在线段AC(或CA)延长线上时,点N在点M下方;分别求出点M的坐标即可.【详解】解:(1)∵抛物线y=-x2+bx+c过点A(1,0),C(-2,3),∴10423b cb c-++=⎧⎨--+=⎩,,解得:23bc=-⎧⎨=⎩,.∴抛物线的解析式为y=-x2-2x+3.设直线AC的解析式为y=kx+n.将点A ,C 坐标代入,得023k n k n +=⎧⎨-+=⎩,,解得11k n =-⎧⎨=⎩,. ∴直线AC 的解析式为y=-x+1. (2)过点P 作PQ ∥y 轴交AC 于点Q . 设点P(m ,-m 2-2m+3),则Q(m ,-m+1). ∴PQ=(-m 2-2m+3)-(-m+1)=-m 2-m+2. ∴S △APC =S △PCQ +S △APQ =12PQ·(x A -x C )=12(-m 2-m+2)×3=23127()228m -++.∴当m=12-时,S △APC 最大,最大值为278,此时点P(12-,154).(3)能.∵y=-x 2-2x+3,点D 为顶点, ∴点D(-1,4),令x=-1时,y=-(-1)+1=2, ∴点E(-1,2). ∵MN ∥DE ,∴当MN=DE=2时,以D ,E ,M ,N 为顶点的四边形是平行四边形. ∵点M 在直线AC 上,点N 在抛物线上, ∴设点M(t ,-t+1),则点N(t ,-t 2-2t+3). ①当点M 在线段AC 上时,点N 在点M 上方,则 MN=(-t 2-2t+3)-(-t+1)=-t 2-t+2. ∴-t 2-t+2=2,解得:t=0或t=-1(舍去). ∴此时点M 的坐标为(0,1).②当点M 在线段AC (或CA )延长线上时,点N 在点M 下方,则 MN=(-t+1)-(-t 2-2t+3)=t 2+t-2. ∴t 2+t-2=2, 解得:或. ∴此时点M的坐标为(12-+)或(12-,32+). 综上所述,满足条件的点M 的坐标为:(0,1),(12-+,32-)或【点睛】本题考查了待定系数法求一次函数解析式、待定系数法求二次函数解析式、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、二次函数的性质、三角形的面积以及周长,解题的关键是:(1)根据点的坐标,利用待定系数法求出抛物线及直线AC的函数关系式;(2)利用三角形的面积公式和二次函数的性质解题;(3)利用二次函数图象的对称性结合两点之间线段最短找出点M的位置.9.在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2+bx+2的图象与x轴交于A(﹣3,0),B(1,0)两点,与y轴交于点C.(1)求这个二次函数的关系解析式;(2)求直线AC的函数解析式;(3)点P是直线AC上方的抛物线上一动点,是否存在点P,使△ACP的面积最大?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由;【答案】(1)y=﹣23x2﹣43x+2;(2)223y x=+;(3)存在,(35,22-)【解析】【分析】(1)直接用待定系数法即可解答;(2)先确定C点坐标,设直线AC的函数解析式y=kx+b,最后用待定系数法求解即可;(3)连接PO,作PM⊥x轴于M,PN⊥y轴于N,然后求出△ACP面积的表达式,最后利用二次函数的性质求最值即可.【详解】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+2过点A(﹣3,0),B(1,0),∴093202a ba b=-+⎧⎨=++⎩解得2343ab⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,∴二次函数的关系解析式为y=﹣23x2﹣43x+2;(2)∵当x=0时,y=2,∴C(0,2)设直线AC的解析式为y kx b=+,把A、C两点代入得0=32k bb-+⎧⎨=⎩解得232kb⎧=⎪⎨⎪=⎩∴直线AC的函数解析式为223y x=+;(3)存在.如图: 连接PO,作PM⊥x轴于M,PN⊥y轴于N设点P坐标为(m,n),则n=224233m m--+),PN=-m,AO=3当x=0时,y=22400233-⨯-⨯+=2,∴点C的坐标为(0,2),OC=2∵PAC PAO PCO ACOS S S S=+-212411322()3223322m m m⎛⎫=⨯⋅--++⨯⋅--⨯⨯⎪⎝⎭=23m m--∵a=-1<0∴函数S△PAC=-m2-3m有最大值∴b当m=()33212-=--⨯-∴当m=32-时,S△PAC有最大值n=222423435223332322m m⎛⎫--+=-⨯-⨯+=⎪⎝⎭∴当△ACP的面积最大时,P的坐标为(35,22-).【点睛】本题是二次函数压轴题,综合考查了二次函数的图象与性质、待定系数法、二次函数极值等知识点,根据题意表示出△PAC的面积是解答本题的关键.10.如图,经过原点的抛物线2y ax x b=-+与直线2y=交于A,C两点,其对称轴是直线2x=,抛物线与x轴的另一个交点为D,线段AC与y轴交于点B.(1)求抛物线的解析式,并写出点D 的坐标;(2)若点E 为线段BC 上一点,且2EC EA -=,点(0,)P t 为线段OB 上不与端点重合的动点,连接PE ,过点E 作直线PE 的垂线交x 轴于点F ,连接PF ,探究在P 点运动过程中,线段PE ,PF 有何数量关系?并证明所探究的结论;(3)设抛物线顶点为M ,求当t 为何值时,DMF ∆为等腰三角形?【答案】(1)214y x x =-;点D 的坐标为(4,0);(2)5PF PE =,理由见解析;(3)512t =或98t = 【解析】【分析】(1)先求出a 、b 的值,然后求出解析式,再求出点D 的坐标即可;(2)由题意,先求出点E 的坐标,然后证明Rt Rt PBE FHE ∆∆∽,得到2EF PE =,结合勾股定理,即可得到答案;(3)根据题意,可分为三种情况进行分析:FM FD =或DF DM =或FM MD =,分别求出三种情况的值即可.【详解】解:(1)∵抛物线2y ax x b =-+经过原点, ∴0b =.又抛物线的对称轴是直线2x =,∴122a --=,解得:14a =. ∴抛物线的解析式为:214y x x =-. 令2104y x x =-=, 解得:10x =,24x =.∴点D 的坐标为(4,0).(2)线段PE 、PF 的数量关系为:5PF PE =.证明:由抛物线的对称性得线段AC 的中点为(2,2)G ,如图①,AE EG GC +=,∴EG GC AE =-,∴EG EG EG GC AE EC EA +=+-=-,∵2EC EA -=,∴1EG =,∴(1,2)E ,过点E 作EH x ⊥轴于H ,则2EH OB ==.∵PE EF ⊥,∴90PEF ∠=︒,∵BE EH ⊥,∴90BEH ∠=︒.∴PEB HEF ∠=∠.在Rt PBE ∆与Rt FHE ∆中,∵PEB HEF ∠=∠,90EHF EBP ∠=∠=︒,∴Rt Rt PBE FHE ∆∆∽,∴12PE BE EF HE ==, ∴2EF PE =. 在Rt PEF ∆中,由勾股定理得:222222(2)5PF PE EF PE PE PE =+=+=,∴5PF PE =.(3)由2211(2)144y x x x =-=--, ∴顶点M 坐标为(2,1)-.若DMF ∆为等腰三角形,可能有三种情形:(I )若FM FD =.如图②所示:连接MG 交x 轴于点N ,则90MNF ∠=︒,∵(4,0)D ,∴2222125MD MN ND =+=+=. 设FM FD k ==,则2NF k =-.在Rt MNF ∆中,由勾股定理得:222NF MN MF +=,∴22(2)1k k -+=,解得:54k =, ∴54FM =,34NF =, ∴1MN =,即点M 的纵坐标为1-;令1y =-,则2114x x -=-, ∴2x =,即ON=2,∴OF=114, ∴11,04F ⎛⎫ ⎪⎝⎭. ∵(1,2)E ,∴1,2BE BP t ==-,∴221(2)PE t =+-,∴251(2)PF t =•+-,在Rt △OPF 中,由勾股定理,得222OP OF PF +=,∴22211()55(2)4t t +=+-, ∴98t =. (II )若DF DM =.如图③所示:此时5FD DM ==∴45OF =,∴(45,0)F ,由(I )知,PE =,PF =在Rt △OPF 中,由勾股定理,得222OP OF PF +=,∴222(455(2)t t +-=+-∴12t =. (III )若FM MD =.由抛物线对称性可知,此时点F 与原点O 重合.∵PE EF ⊥,点P 在直线AC 上方,与点P 在线段OB 上运动相矛盾,故此种情形不存在.【点睛】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到相似三角形的判定和性质,一次函数的性质,等腰三角形的性质,全等三角形的判定和性质,以及勾股定理等知识,其中(3),要注意分类求解,避免遗漏.。
2021-2022学年九年级数学上册尖子生同步培优题典【人教版】专题22.1二次函数姓名:__________________ 班级:______________ 得分:_________________注意事项:本试卷满分100分,试题共26题,选择10道、填空10道、解答6道.答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级等信息填写在试卷规定的位置.一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)在每小题所给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.(2020秋•汉寿县期末)下列函数中,是二次函数的是()A.y=−2x2B.y=3x C.y=x2+2x﹣1D.y=x﹣2【分析】根据二次函数的定义逐个判断即可.【解析】A.函数的右边是分式,不是二次函数,故本选项不符合题意;B.函数是反比例函数,不是二次函数,故本选项不符合题意;C.函数是二次函数,故本选项符合题意;D.函数是一次函数,不是二次函数,故本选项不符合题意;故选:D.2.(2021•龙湾区模拟)下列函数中,是二次函数的是()A.y=6x2+1B.y=6x+1C.y=8x D.y=−8x2+1【分析】根据二次函数的定义逐个判断即可.【解析】A.是二次函数,故本选项符合题意;B.是一次函数,不是二次函数,故本选项不符合题意;C.是反比例函数,不是二次函数,故本选项不符合题意;D.等式的右边是分式,不是整式,不是二次函数,故本选项不符合题意;故选:A.3.(2020秋•云南期末)已知函数y=(m+3)x2+4是二次函数,则m的取值范围为()A.m>﹣3B.m<﹣3C.m≠﹣3D.任意实数【分析】根据二次函数的定义和已知条件得出m+3≠0,再求出答案即可.【解析】∵函数y=(m+3)x2+4是二次函数,∴m+3≠0,解得:m≠﹣3,4.(2021•安阳县模拟)若函数y=(1+m)x m2−2m−1是关于x的二次函数,则m的值是()A.2B.﹣1或3C.3D.﹣1±√2【分析】利用二次函数定义可得m2﹣2m﹣1=2,且1+m≠0,再解即可.【解析】由题意得:m2﹣2m﹣1=2,且1+m≠0,解得:m=3,故选:C.5.(2020秋•安居区期末)已知二次函数y=(m−3)x m2−7,则m的值为()A.﹣3B.±3C.3D.±√5【分析】利用二次函数定义进行解答即可.【解析】由题意得:m2﹣7=2,故m2=9,解得:m=±3,∵m﹣3≠0,∴m≠3,∴m=﹣3,故选:A.6.(2020秋•兴化市期末)若关于x的函数y=(m﹣2)x2﹣x+1是二次函数,则m的取值范围是()A.m>2B.m<2C.m≠2D.m≠0【分析】直接利用二次函数的定义得出答案.【解析】∵关于x的函数y=(m﹣2)x2﹣x+1是二次函数,∴m﹣2≠0,解得:m≠2.故选:C.7.(2020秋•太康县期末)下列函数:①y=3−√3x2;②y=2x2;③y=x(3﹣5x);④y=(1+2x)(1﹣2x),是二次函数的有()A.1个B.2个C.3个D.4个【分析】利用二次函数定义进行分析即可.【解析】①y=3−√3x2;③y=x(3﹣5x);④y=(1+2x)(1﹣2x),是二次函数,共3个,8.(2020秋•肇州县期末)已知y=(m+2)x|m|+2是关于x的二次函数,那么m的值为()A.﹣2B.2C.±2D.0【分析】根据形如y=ax2+bx+c(a≠0)是二次函数,可得答案.【解析】∵y=(m+2)x|m|+2是y关于x的二次函数,∴|m|=2且m+2≠0.解得m=2.故选:B.9.(2020秋•抚顺县期末)函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数)是二次函数的条件是()A.a≠0,b≠0,c≠0B.a<0,b≠0,c≠0C.a>0,b≠0,c≠0D.a≠0【分析】根据二次函数定义就可以解答.【解析】根据二次函数定义中对常数a,b,c的要求,只要a≠0,b,c可以是任意实数,故选:D.10.(2020秋•远安县期末)共享单车为市民出行带来了方便,某单车公司第一个月投放a辆单车,计划第三个月投放单车y辆,设该公司第二、三两个月投放单车数量的月平均增长率为x,那么y与x的函数关系是()A.y=x2+a B.y=a(1+x)2C.y=(1﹣x)2+a D.y=a(1﹣x)2【分析】主要考查增长率问题,一般用增长后的量=增长前的量×(1+增长率),如果设该公司第二、三两个月投放单车数量的月平均增长率为x,然后根据已知条件可得出方程.【解析】设该公司第二、三两个月投放单车数量的月平均增长率为x,依题意得第三个月投放单车a(1+x)2辆,则y=a(1+x)2.故选:B.二、填空题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)请把答案直接填写在横线上11.(2020秋•嵊州市期中)已知y=(m+2)x m2−2是二次函数,则m=2.【分析】根据二次函数的定义得出m+2≠0,m2﹣2=2,求出即可.【解析】∵y=(m+2)x m2−2是二次函数,∴m+2≠0,m2﹣2=2,解得:m=2,故答案为:2.12.(2018秋•澧县期末)如果函数y=(k﹣3)x k2−3k+2+kx+1是二次函数,那么k的值一定是0.【分析】根据二次函数的定义,列出方程与不等式求解即可.【解析】由题意得:k2﹣3k+2=2,解得k=0或k=3;又∵k﹣3≠0,∴k≠3.∴当k=0时,这个函数是二次函数.故答案为:0.13.(2017秋•新昌县期末)若二次函数y=(2x﹣1)2+1的二次项系数为a,一次项系数为b,常数项为c,则b2﹣4ac<0(填写“>”或“<”或“=”)【分析】根据二次函数的解析式得出a,b,c的值,再代入b2﹣4ac计算,判断与0的大小即可.【解析】∵y=(2x﹣1)2+1,∴a=4,b=﹣4,c=2,∴b2﹣4ac=16﹣4×4×2=﹣16<0,故答案为<.14.(2018秋•福田区校级期末)若函数y=(m−3)x m2−7是二次函数,则m的值为﹣3.【分析】根据二次函数的定义得出m2﹣7=2,再利用m﹣3≠0,求出m的值即可.【解析】若y=(m﹣3)x m2﹣7是二次函数,则m2﹣7=2,且m﹣3≠0,故(m﹣3)(m+3)=0,m≠3,解得:m1=3(不合题意舍去),m2=﹣3,∴m=﹣3.故答案为:﹣3.15.(2020秋•合肥期末)若y=(2﹣a)x a2−2是二次函数,则a=﹣2.【分析】利用二次函数定义可得a2﹣2=2且2﹣a≠0,再解即可.【解析】由题意得:a2﹣2=2且2﹣a≠0,解得:a=﹣2,故答案为:﹣2.16.(2020秋•广汉市期中)观察:①y=6x2;②y=﹣3x2+5;③y=200x2+400x+200;④y=x3﹣2x;⑤y= x2−1x+312;⑥y=(x+1)2﹣x2.这六个式子中,二次函数有①②③.(只填序号)【分析】根据二次函数的定义可得答案.【解析】这六个式子中,二次函数有:①y=6x2;②y=﹣3x2+5;③y=200x2+400x+200;故答案为:①②③.17.(2020秋•郁南县校级月考)二次函数y=x2+4x﹣3中,当x=﹣1时,y的值是﹣6.【分析】根据自变量与函数值的关系,可得答案.【解析】当x=﹣1时,y=1﹣4﹣3=﹣6,故答案为:﹣6.18.(2020春•肇东市期末)已知二次函数y=1﹣5x+3x2,则二次项系数a=3,一次项系数b=﹣5,常数项c=1.【分析】根据二次函数的定义,可得答案.【解析】二次函数y=1﹣5x+3x2,则二次项系数a=3,一次项系数b=﹣5,常数项c=1,故答案为:3,﹣5,1.19.(2020秋•西湖区期末)某工厂1月份的产值是200万元,平均每月产值的增长率为x(x>0),则该工厂第一季度的产值y关于x的函数解析式为y=200x2+600x+600(x>0).【分析】首先分别表示出二月、三月的产值,然后再列出函数解析式即可.【解析】由题意得:y=200+200(1+x)+200(1+x)2=200x2+600x+600(x>0),故答案为:y=200x2+600x+600(x>0).20.(2021•山西模拟)用16m长的篱笆围成长方形的生物园饲养小兔,设围成长方形的生物园的长为xm,则围成长方形的生物园的面积S(单位:m2)与x的函数表达式是S=﹣x2+8x.(不要求写自变量x 的取值范围)【分析】直接利用长方形面积求法得出函数关系式.【解析】∵围成长方形的生物园的长为xm,则长方形的生物园的宽为(8﹣x)m,∴围成长方形的生物园的面积S(单位:m2)与x的函数表达式是:S=x(8﹣x)=﹣x2+8x.故答案为:S=﹣x2+8x.三、解答题(本大题共6小题,共40分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)21.指出下列函数中哪些是二次函数,如果是二次函数,写出它的二次项系数、一次项系数和常数项:(1)y=2x+1;(2)y=2x2+1;(3)y=x(2﹣x)(4)y=12(x﹣1)2−52;(5)y=83x2;(6)y=x2(x﹣1)﹣1.【分析】根据二次函数定义进行解答即可.【解析】(1)y=2x+1不是二次函数,是一次函数;(2)y=2x2+1,是二次函数,二次项系数是2、一次项系数是0,常数项是1;(3)y=x(2﹣x)=﹣x2+2x,是二次函数,二次项系数是﹣1、一次项系数是2,常数项是0;(4)y=12(x﹣1)2−52=12x2﹣x+12−52=12x2﹣x﹣2,是二次函数,二次项系数是12、一次项系数是﹣1,常数项是﹣2;(5)y=83x2不是二次函数;(6)y=x2(x﹣1)﹣1=x3﹣x2﹣1不是二次函数.22.(2019春•西湖区校级月考)已知函数y=(m2+2m)x2+mx+m+1,(1)当m为何值时,此函数是一次函数?(2)当m为何值时,此函数是二次函数?【分析】(1)直接利用一次函数的定义进而分析得出答案;(2)直接利用二次函数的定义进而分析得出答案.【解析】(1)∵函数y=(m2+2m)x2+mx+m+1,是一次函数,∴m2+2m=0,m≠0,解得:m=﹣2;(2))∵函数y=(m2+2m)x2+mx+m+1,是二次函数,∴m2+2m≠0,解得:m≠﹣2且m≠0.23.(2019秋•新昌县校级月考)已知函数y=(m2+m)x m2−2m+2.(1)当函数是二次函数时,求m的值;m=2;(2)当函数是一次函数时,求m的值.m=1.【分析】(1)这个式子是二次函数的条件是:m2﹣2m+2=2并且m2+m≠0;(2)这个式子是一次函数的条件是:m2﹣2m+2=1并且m2+m≠0.【解析】(1)依题意,得m2﹣2m+2=2,解得m=2或m=0;又因m2+m≠0,解得m≠0或m≠﹣1;因此m=2.(2)依题意,得m2﹣2m+2=1解得m=1;又因m2+m≠0,解得m≠0或m≠﹣1;因此m=1.24.如图,一块矩形田地长100m,宽80m,现计划在田地中修2条互相垂直且宽度为x(m)的小路,剩余面积种植庄稼,设剩余面积为y(m2),求y关于x的函数表达式,并写出自变量的取值范围.【分析】首先表示出矩形面积进而减去小路面积即可得出答案.【解析】由题意可得:y=(100﹣x)(80﹣x)=x2﹣180x+8000(0<x<80)25.某超市欲购进一种今年新上市的产品,购进价为20元/件,为了调查这种新产品的销路,该超市进行了试销售,得知该产品每天的销售量t(件)与每件的销售价x(元/件)之间有如下关系:t=﹣3x+70.请写出该超市销售这种产品每天的销售利润y(元)与x之间的函数关系式.【分析】根据每天的销售利润等于每件的利润乘以销售量求解.【解析】y=(x﹣20)•t=(x﹣20)(﹣3x+70)=﹣3x2+130x﹣1400(20<x≤70 3).26.某工厂计划为一批长方体形状的产品涂上油漆,长方体的长和宽相等,高比长多0.5m.(1)长方体的长和宽用x(m)表示,长方体需要油漆的表面积S(m2)如何表示?(2)如果涂漆每平方米所需要的费用是5元,油漆每个长方体所需费用用y(元)表示,那么y的表达式是什么?【分析】(1)长方体有6个面,然后根据长方形的面积公式即可得到S=2[x2+2x(x+0.5)],再去括号整理即可;(2)把(1)中的S除以5即可得到y.【解析】(1)S=2[x2+2x(x+0.5)]=6x2+2x;(2)y=5S=30x2+10x.。
【拔尖特训】2023-2024学年九年级数学上册尖子生培优必刷题(人教版)专题22.21二次函数与项目设计探究性问题大题提升专练(重难点培优)一.解答题(共30小题)1.(2023春•永嘉县月考)根据如表所示素材,探索完成任务.如何分析道路交通情况?素材1如图1,某路段需要维修,单车道AB段临时变成双向交替通行,AB段长216米,限速10m/s,A,B两处各有一个红绿灯.红绿灯120秒一个循环,每个循环内红灯绿灯的时长如表1所示.如表1红绿灯1…绿灯红灯红灯红灯绿灯红灯…红绿灯2…红灯红灯绿灯红灯红灯红灯…时长(s)…302930313029…素材2甲车停在A处,该车启动后,先加速行驶,再一直匀速行驶,加速阶段甲车速度v(m/s),行驶路程s(m)分别是行驶时间t(s)的一次函数和二次函数(顶点在原点),其图象如图2所示.问题解决任务1求出最短用时①求甲车从A处出发加速到限速所需的时间.②求甲车最快需要多少时间可以通过AB路段.任务2推算速度范围若甲车驶入AB路段时,A路口绿灯恰好变为红灯,甲车要在B路口绿灯亮起之前通过该路段,则匀速行驶过程中速度至少是多少?任务3估计拥堵情况若此时正值高峰时期,路口B处红灯亮起时,乙车恰好到达B路口,等红灯时车流排起了长队.A路口绿灯亮起时,甲车立即启动,加速到10m/s后匀速行驶,驶出AB路段后继续匀速行驶12秒才经过B路口车流队尾,求B处等红灯时车流长度平均每秒增加多少米?(结果精确到0.1m)2.(2023•衢江区三模)小王计划建造一个150平方米的矩形大棚种植各类水果,整个过程中有以下几个需要解决的重要问题(1)【种植计划】小王在调查某类水果时发现:当每平方米种植4株时,平均产量为2kg;以同样的栽培条件,每平方米种植的株数每增加1株,单株产量减小0.25kg.那么,每平方米计划种植多少株时,能获得最大的产量?大棚最大产量是多少?请自行设函数变量,解决问题.(2)【场地规划】小王挑选了房屋侧面的空地作为大棚场地.用来侧面加固的材料一共可以围40米,为了节约材料,小王打算让大棚其中一面靠房屋外墙,如图1所示.已知外墙长为12米,如果节约材料,则与墙垂直一面的长度为多少?(3)【顶棚设计】在确定矩形场地规划的情况下,如图2是大棚顶部建好后的侧面图,相关数据如图,顶棚曲线满足抛物线形状,小王需要给内部两侧距离中心线2米的点A,点B处安装日照灯,试建立合适的坐标系,计算日照灯的安装高度.3.(2023春•温州月考)根据以下素材,探索完成任务,如何计算工厂生产线数量?素材1科学研究表明接种疫苗是战胜新冠病毒的最有效途径.当前居民接种疫苗迎来高峰期,导致相应医疗物资匮乏.某工厂及时引进了一条一次性注射器生产线生产一次性注射器.开工第一天生产400万个.素材2经调查发现,1条生产线的最大产量与生产线数量有关,若每增加1条生产线,每条生产线的最大产量将减少20万个/天.问题解决任务1确定最大产量为了新生产线的适应,前三天1条生产线的产量按日平均增长率50%增加至最大产量,求1条生产线的最大产量.任务2拟定初方案现该厂要保证每天生产一次性注射器4100万个,在增加一定数量生产线的同时又要节省投入(生产线越多,投入越大),求增加的生产线数量.任务3优化方案该厂想使每天生产一次性注射器达到10900万个,若能,应该增加几条生产线?若不能,请说明理由. 4.(2023•衢州二模)根据以下素材,探索完成任务.运用二次函数研究电缆架设问题的电缆下垂都可以近似的看成抛物线的形状.如图,在一个斜坡BD上按水平距离间隔90米架设两个塔柱.每个塔柱固定电缆的位置离地面高度为20米(AB=CD=20米),按如图建立坐标系(x轴在水平方向上).点A、O、E在同一水平线上,经测量,AO=60米,斜坡BD的坡比为1:10.素材2若电缆下垂的安全高度是13.5米,即电缆距离坡面铅直高度的最小值不小于13.5米时,符合安全要求,否则存在安全隐患.(说明:直线GH⊥x轴分别交直线BD和抛物线于点H、G.点G距离坡面的铅直高度为GH的长)任务1确定电缆形状求点D的坐标及下垂电缆的抛物线表达式.任务2判断电缆安全上述这种电缆的架设是否符合安全要求?请说明理由.任务3探究安装方法工程队想在坡比为1:8的斜坡上架设电缆,两个塔柱的高度仍为20米,电缆抛物线的形状与任务1相同,若电缆下垂恰好符合安全高度要求,则两个塔柱的水平距离应为多少米?5.(2023春•金东区期末)根据以下素材,探索完成任务.如何设计拱桥上救生圈的悬挂方案?素材1图1是一座抛物线形拱桥,以抛物线两个水平最低点连线为x轴,过抛物线离地面的最高点的铅垂线为y轴建立平面直角坐标系,如图2所示.某时测得水面宽20m,拱顶离水面最大距离为10m,抛物线拱形最高点与x轴的距离为5m.据调查,该河段水位在此基础上再涨1m达到最高.素材2 为方便救助溺水者,拟在图1的桥拱上方栏杆处悬挂救生圈,如图3,为了方便悬挂,救生圈悬挂点距离抛物线拱面上方1m ,且相邻两救生圈悬挂点的水平间距为4m .为美观,放置后救生圈关于y 轴成轴对称分布.(悬挂救生圈的柱子大小忽略不计)问题解决 任务1确定桥拱形状 根据图2,求抛物线的函数表达式. 任务2 拟定设计方案 求符合悬挂条件的救生圈个数,并求出最右侧一个救生圈悬挂点的坐标.任务3 探究救生绳长度 当水位达到最高时,上游一个落水者顺流而下到达抛物线拱形桥面的瞬间,若要确保救助者把拱桥上任何一处悬挂点的救生圈抛出都能抛到落水者身边,求救生绳至少需要多长.(救生圈大小忽略不计,结果保留整数.)6.(2023•绍兴模拟)根据以下素材,探索完成任务如何调整电梯球、落叶球的发球方向素材1 如图是某足球场的一部分,球门宽DE =CF =7m ,高CD =EF =2.51m .小梅站在A 处向门柱CD 一侧发球,点A正对门柱CD (即AC ⊥CF ),AC =24m ,足球运动的路线是抛物线的一部分.素材2如图,当足球运动到最高点Q时,高度为4.5m,即QB=4.5m,此时水平距离AB=15m,以点A为原点,直线BA为x轴,建立平面直角坐标系.问题解决任务1足球运动的高度y(m)与水平距离x(m)之间的函数关系式,此时足球能否入网?任务2小梅改变发球方向,发球时起点不变,运动路线的形状不变,足球是否能打到远角E处再入网?上述任务1、任务2中球落在门柱边线视同球入网7.(2023•越城区三模)设计“脚手架”支杆的长度材料1为培养学生劳动实践能力,某学校在校西南角开辟出一块劳动实践基地.如图是其中蔬菜大棚的横截面,它由抛物线AED和矩形ABCD构成.已知矩形的长BC=12米,宽AB=3米,抛物线最高点E到地面BC的距离为7米.材料2冬季到来,为防止大雪对大棚造成损坏,学校决定在大棚两侧安装两根垂直于地面且关于y轴对称的支撑柱PQ和MM,如图所示.材料3为了进一步固定大棚,准备在两根支撑柱上架横梁PN.搭建成一个矩形“脚手架”PQMN,如图所示.问题解决任务1确定大棚形状按如图所示建立平面直角坐标系,求抛物线AED的函数表达式.任务2尝试计算间距若两根支撑柱PQ,MN的高度均为6米,求两根支撑柱PQ.MN之间的水平距离.任务3探索最优方案为了进一步固定大棚,准备在两根支撑柱上架横梁PN.搭建成一个矩形“脚手架”PQMN,求出“脚手架”三根支杆PQPN,MN的长度之和的最大值.8.(2022秋•婺城区期末)根据以下素材,探索完成任务.如何设计喷泉喷头的升降方案?素材1如图,某景观公园内人工湖里有一个可垂直升降的喷泉,喷出的水柱呈抛物线.记水柱上某一点到喷头的水平距离为x米,到湖面的垂直高度为y米.当喷头位于起始位置时,测量得x与y的四组数据如下:x(米)0234y(米)12 1.751素材2公园想设立新的游玩项目,通过升降喷头,使游船能从水柱下方通过,如图,为避免游船被喷泉淋到,要求游船从水柱下方中间通过时,顶棚上任意一点到水柱的竖直距离均不小于0.4米.已知游船顶棚宽度为2.8米,顶棚到湖面的高度为2米.问题解决任务1确定喷泉形状结合素材1,求y关于x的表达式.任务2探究喷头升降方案为使游船按素材2要求顺利通过,求喷头距离湖面高度的最小值.9.(2023•瓯海区四模)根据以下素材,探索完成任务.如何调整蔬菜大棚的结构?素材1我国的大棚(如图1)种植技术已十分成熟,一块土地上有一个蔬菜大棚,其横截面顶部为抛物线型,大棚的一端固定在墙体OA上,另一端固定在墙体BC上,其横截面有2根支架DE,FG,相关数据如图2所示,其中支架DE=BC,OF=DF=BD.素材2已知大棚共有支架400根,为增加棚内空间,拟将图2中棚顶向上调整,支架总数不变,对应支架的长度变化如图3所示,调整后C 与E上升相同的高度,增加的支架单价为60元/米(接口忽略不计),现有改造经费32000元.问题解决任务1 确定大棚形状 在图2中建立合适的直角坐标系,求抛物线的函数表达式.任务2 尝试改造方案 当CC '=1米,只考虑经费情况下,请通过计算说明能否完成改造.任务3 拟定最优方案 只考虑经费情况下,求出CC '的最大值. 10.(2023•婺城区一模)根据下列素材,探索完成任务:如何加固蔬菜大棚?素材1 农科所在某蔬菜基地试用新型保温大棚技术.大棚横截面为抛物线型(如图),一端固定在距离地面1米的墙体1处.另一端固定在距离地面2米的对面墙体B 处,两墙体的水平距离为6米.大棚离地面的最高点P 与A的水平距离为3.5米.素材2 为了使大棚更牢固,在此横截面内竖立若干根与地面垂直的竹竿连接到大棚的边缘.要求相邻竹竿之间的水平距离为2米,靠近墙体的竹竿与墙体的水平距离不超过2米.问题解决任务1确定大棚形状结合素材1,在图中建立合适的直角坐标系,求大棚横截面所对应的抛物线解析式(不需写自变量取值范围).任务2探索加固方案请你设计一个符合要求的竹竿竖立方案,方案内容包括:①从何处立第一根竹竿;②共需多少根竹竿;③所霄竹竿的总长度(写出计算过程).11.(2023•路桥区校级二模)【综合实践】某公园在人工湖里安装一个喷泉,在湖心处竖直安装一根水管,在水管的顶端安一个喷水头,喷出的水柱形状可以看作是抛物线的一部分.若记水柱上某一位置与水管的水平距离为x米,与湖面的垂直高度为y米.下面的表中记录了x与y的五组数据:x(米)01234y(米)0.5 1.25 1.5 1.250.5(1)在下面网格(图1)中建立适当的平面直角坐标系,并根据表中所给数据画出表示y与x函数关系的图象;(2)若水柱最高点距离湖面的高度为m米,则m=,并求y与x函数表达式;(3)现公园想通过喷泉设立新的游玩项目,准备通过只调节水管露出湖面的高度,使得游船能从抛物线形水柱下方通过,如图2所示,为避免游船被喷泉淋到,要求游船从抛物线形水柱下方中间通过时,顶棚上任意一点到水柱的竖直距离均不小于0.5米,已知游船顶棚宽度为3米,顶棚到湖面的高度为2米,那么公园应将水管露出湖面的高度(喷水头忽略不计)至少调节到多少米才能符合要求?请通过计算说明理由(结果保留一位小数).12.(2023•瓯海区模拟)根据以下素材,探索完成任务.运用二次函数来研究植物幼苗叶片的生长状况素材在大自然里,有很多数学的奥秘.一片美丽的心形叶片、一棵生长的幼苗都可以看作把一条抛物线的一部分沿直线折叠而形成.问题解决任务1确定心形叶片的形状如图3建立平面直角坐标系,心形叶片下部轮廓线可以看作是二次函数y=mx2﹣4mx﹣20m+5图象的一部分,且过原点,求抛物线的解析式及顶点D的坐标.任务2研究心形叶片的尺寸如图3,心形叶片的对称轴直线y=x+2与坐标轴交于A,B两点,直线x=6分别交抛物线和直线AB于点E,F,点E,E'是叶片上的一对对称点,EE'交直线AB与点G.求叶片此处的宽度EE'.任务3探究幼苗叶片的生长小李同学在观察幼苗生长的过程中,发现幼苗叶片下方轮廓线都可以看作是二次函数y=mx2﹣4mx﹣20m+5图象的一部分,如图4,幼苗叶片下方轮廓线正好对应任务1中的二次函数.已知直线PD与水平线的夹角为45°.三天后,点D长到与点P同一水平位置的点D'时,叶尖Q落在射线OP上(如图5所示).求此时幼苗叶子的长度和最大宽度.13.(2023•永嘉县三模)根据以下素材,探索完成任务.如何设计跳长绳方案素材1图1是集体跳长绳比赛,比赛时,各队跳绳10人,摇绳2人,共计12人.图2是绳甩到最高处时的示意图,可以近似的看作一条抛物线,正在甩绳的甲、乙两位队员拿绳的手间距6米,到地面的距离均为1米,绳子最高点距离地面2.5米.素材2某队跳绳成员有6名男生和4名女生,男生身高1.70米至1.80米,女生身高1.66米至1.68米.跳长绳比赛时,可以采用一路纵队或两路纵队并排的方式安排队员位置,但为了保证安全,人与人之间距离至少0.5米问题解决任务1确定长绳形状在图2中建立合适的直角坐标系,并求出抛物线的函数表达式任务2探究站队方式当该队以一路纵队的方式跳绳时,绳子能否顺利的甩过所有队员的头顶?任务3拟定位置方案为了更顺利的完成跳绳,现按中间高两边低的方式居中安排站位.请在你所建立的坐标系中,求出左边第一位跳绳队员横坐标的最大取值范围.14.(2023•义乌市模拟)随着自动化设备的普及,公园中引入了自动喷灌系统.图1是某公园内的一个可垂直升降的草坪喷灌器,从喷水口喷出的水柱均为形状相同的抛物线,图2是该喷灌器喷水时的截面示意图.(1)喷水口A离地高度为0.35m,喷出的水柱在离喷水口水平距离为3m处达到最高,高度为0.8m,且水柱刚好落在公园围栏和地面的交界B处.①在图2中建立合适的平面直角坐标系,并求出抛物线的解析式;②求喷灌器底端O到点B的距离;(2)现准备在公园内沿围栏建花坛,花坛的截面示意图为矩形BCDE(如图3),其中高CD为0.5m.宽CB为0.8m.为达到给花坛喷灌的效果,需将喷水口A向上升高hm,使水柱落在花坛的上方DE边上,求h的取值范围.15.(2022秋•永嘉县校级期末)根据以下素材,探索完成任务.如何设计喷灌器喷水口的升降方案素材1随着自动化设备的普及,家庭庭院也引入自动喷灌系统.从喷水口喷出的水柱成抛物线形.如素材一的图是该喷灌器OA喷水时的截面示意图,喷水口A点离地高度为0.25m,喷出的水柱在离喷水口水平距离为2m处达到最高,高度为0.45m,且水柱刚好落在庭院围墙和地面的交界B点处.素材2若准备在庭院内沿围墙建花坛种植绣球花,花坛高0.4m,宽0.8m,侧面用大理石包围,长方形BCDE是花坛截面,如图.调整喷水口的高度,喷出的水柱形状与原来相同,水柱落在花坛的上方DE边上(大理石厚度不计),达到给花坛喷灌的效果.问题解决任务1确定喷灌器的位置求出喷灌器OA与围墙的距离.任务2拟定喷头升降方案调整喷水口的高度,使水柱可以喷灌花坛,求喷水口距离地面高度的最小值.16.(2020•平湖市二模)为了更好地做好复课准备,某班家委会讨论决定购买A,B两种型号的口罩供班级学生使用,已知A型口罩每包价格a元,B型口罩每包价格比A型少4元,180元钱购买的A型口罩比B型口罩少12包.(1)求a的值.(2)经与商家协商,购买A型口罩价格可以优惠,其中每包价格y(元)和购买数量x(包)的函数关系如图所示,B型口罩一律按原价销售.①求y关于x的函数解析式;②若家委会计划购买A型、B型共计100包其中A型不少于30包,且不超过60包.问购买A型口罩多少包时,购买口罩的总金额最少,最少为多少元?17.(2023•乐清市模拟)根据以下素材,探索完成任务.如何制定大棚间作方案?素材1 通过分垄交替种植农作物的方法叫大棚分垄间作,分垄间作通过减少光能浪费、作物间的互补作用来提高产量.如图1是一个长18米,宽10米的大棚,如图2,每一垄的宽度叫作垄宽,木薯垄与花生垄垄宽比为2:3,两种作物交替(垄与垄之间没有空隙)布满整个大棚.素材2 经调查,大棚分垄间作时,木薯的单位产量基本稳定在2kg /m 2,花生的单位产量y (kg /m 2)与垄宽x (m )有近似的二次函数关系如图3所示,种植时,要求花生单位产量不低于0.4kg/m2.问题解决任务1确定函数关系求花生单位产量y关于花生垄宽x的函数表达式.任务2探究垄宽范围根据要求,分别计算木薯垄和花生垄的垄宽范围.任务3拟定分垄方案请你结合评价标准设计一种符合要求的分垄方案,填写木薯垄、花生垄的数量及产量之和.花生垄个数:;木薯垄个数:;产量之和:kg.18.(2023•诸暨市模拟)某饭店特制了一批高脚杯,分为男士杯和女士杯(如图1),相关信息如下:素材内容素材1高脚杯:如图1,类似这种杯托上立着一只细长脚的杯子.从下往上分为三部分:杯托,杯脚,杯体.杯托为一个圆;水平放置时候,杯脚经过杯托圆心,并垂直任意直径;杯体的水平横截面都为圆,这些圆的圆心都在杯脚所在直线上.素材2图2坐标系中,特制男士杯可以看作线段AB,OC,抛物线DCE(实线部分),线段DF,线段EG绕y轴旋转形成的立体图形(不考虑杯子厚度,下同).图2坐标系中,特制女士杯可以看作线段AB,OC,抛物线FCG(虚线部分)绕y轴旋转形成的立体图形.素材3已知,图2坐标系中,OC=50mm,记为C(0,50),D(﹣25,75),E(25,75),F(﹣25,150),G(25,150).根据以上素材内容,尝试求解以下问题:(1)求抛物线DCE和抛物线FCG的解析式;(2)当杯子水平放置及杯内液体(无泡沫)静止时,若男士杯中液体与女士杯中液体最深处深度均为30mm,求两者液体最上层表面圆面积相差多少?(结果保留π)(3)当杯子水平放置及杯内液体(无泡沫)静止时,若男士杯中液体与女士杯中液体最深处深度相等,两者液体最上层表面圆面积相差450πmm2,求杯中液体最深度为多少?19.(2023春•温州期中)根据以下信息,探索完成任务.如何设计种植方案?素材1小明以“种植农作物”为主题在自己家100平方米的土地上进行课外实践,现有A、B两种作物的相关信息如下表所示:A作物B作物每平方米种植株树(株)210单株产量(千克) 1.20.5素材2由于A作物植株间距较大,可增加A作物每平方米的种植株树.经过调研发现,每平方米种植A作物每增加1株,A作物的单株产量减少0.1千克.素材3若同时种植A、B两种作物,实行分区域种植.问题解决单一种植(全部种植A作物)任务1:明确数量关系设每平方米增加x株A作物(x为正整数),则每平方米有株,单株产量为千克.(用含x的代数式表示)任务2:计算产量要使A作物每平方米产量为4.8千克,则每平方米应种植多少株?分区种植(种植A、B两种作物)任务3:规划种植方案设这100平方米的土地中有a平方米用于种植A作物,且每平方米产量最大,其余区域按照每平方米10株种植B作物,当这100平方米总产量不低于496千克时,则a的取值范围是. 20.(2023•瓯海区模拟)如何确定隧道中警示灯带的安装方案?素材12022年10月,温州市府东路过江通道工程正式开工,建成后将成为温州瓯江第一条超大直径江底行车隧道.隧道顶部横截面可视为抛物线,如图1,隧道底部宽AB为10m,高OC为5m.素材2货车司机长时间在隧道内行车容易疲劳驾驶,为了安全,拟在隧道顶部安装上下长度为20cm的警示灯带,沿抛物线安装.(如图2).为了实效,相邻两条灯带的水平间距均为0.8m(灯带宽度可忽略);普通货车的高度大约为2.5m(载货后高度),货车顶部与警示灯带底部的距离应不少于50cm.灯带安装好后成轴对称分布.问题解决任务1确定隧道形状在图1中建立合适的直角坐标系,求抛物线的函数表达式.任务2探究安装范围在你建立的坐标系中,在安全的前提下,确定灯带安装点的横、纵坐标的取值范围.任务3拟定设计方案求出同一个横截面下,最多能安装几条灯带,并根据你所建立的坐标系,求出最右边一条灯带安装点的横坐标.21.(2023•镇海区一模)某景区有两个景点需购票游览,售票处出示的三种购票方式如下:方式1:只购买景点A,30元/人;方式2:只购买景点B,50元/人;方式3:景点A和B联票,70元/人.预测,四月份选择这三种购票方式的人数分别有2万、1万和1万.为增加收入,对门票价格进行调整,发现当方式1和2的门票价格不变时,方式3的联票价格每下降1元,将有原计划只购买A门票的400人和原计划只购买B门票的600人改为购买联票.(1)若联票价格下降5元,则购买方式1门票的人数有万人,购买方式2门票的人数有万人,购买方式3门票的人数有万人;并计算门票总收入有多少万元?(2)当联票价格下降x(元)时,请求出四月份的门票总收入w(万元)与x(元)之间的函数关系式,并求出联票价格为多少元时,四月份的门票总收入最大?最大值是多少万元?22.(2023•黄岩区一模)为了有效地应对高楼火灾,某消防中队进行消防技能比赛.如图,在一个废弃高楼距地面10m的点A和15m的点B处,各设置了一个火源,消防员来到火源正前方,水枪喷出的水流看作抛物线的一部分(水流出口与地面的距离忽略不计).第一次灭火时站在水平地面的点C处,水流恰好到达点A处,且水流的最大高度为16m,水流的最高点到高楼的水平距离为4m,建立如图所示的平面直角坐标系,水流的高度y(m)与到高楼的水平距离x(m)之间的函数关系式为:y=a(x﹣h)2+k.(1)求消防员第一次灭火时水流所在抛物线的解析式;(2)待A处火熄灭后,消防员前进2m到点D处进行第二次灭火,若两次灭火时水流所在抛物线的形状相同,请判断水流是否到达点B处,并说明理由;(3)若消防员站在到高楼的水平距离为11m~12m的地方,调整水枪,使喷出的水流形状发生变化,水流的最高点到高楼的水平距离始终是4m,当−12≤a≤−13时,求水流到达墙面高度的取值范围.23.(2023•龙湾区一模)根据以下素材,探索完成任务.如何拟定计时器的计时方案?问题背景“漏刻”是我国古代的一种计时工具(如图1),它是中国古代人民对函数思想的创造性应用.素材1为了提高计时的准确度,需稳定“漏水壶”的水位.如图2,若打开出水口B,水位就稳定在BC位置,随着“受水壶”内的水逐渐增加,读出“受水壶”的刻度,就可以确定时间.小明想根据“漏刻”的原理制作一个简易计时器.素材2实验发现,当打开不同的出水口时,水位可以稳定在相应的高度,从而调节计时时长T(即“受水壶”到达最高位200mm的总时间).右表是记录“漏水壶”水位高度h(mm)与“受水壶”每分钟上升高度x(mm)的部分数据,已知h关于x的函数表达式h(mm)…72162288…x(mm/min)…101520…。