天津中考数学压轴题解析
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2008年—2013年天津中考压轴题解析
1. (2013·天津)已知抛物线y 1=ax 2+bx +c (a ≠0)的对称轴是直线l ,顶点为点M .若自变量x 和函数值y 1的部分对应值如下表所示: (Ⅰ)求y 1与x 之间的函数关系式;
(Ⅱ)若经过点T (0,t )作垂直于y 轴的直线l ′,A 为直线l ′上的动点,线段AM 的垂直平分线交直线l 于点B ,点B 关于直线AM 的对称点为P ,记P (x ,y 2). (1)求y 2与x 之间的函数关系式;
(2)当x
<y 恒成立,求t 的取值范围.
解:(Ⅰ)∵抛物线经过点(0,9
4
),
∴c =94
.
∴y 1=ax 2+bx +9
4
,
∵点(–1,0)、(3,0)在抛物线y 1=ax 2+bx +
9
4
上, ∴90499304a b a b ⎧-+=⎪⎪⎨⎪++=⎪⎩,解得,3432
a b ⎧=-⎪⎪⎨⎪=
⎪⎩
∴y 1与x 之间的函数关系式为:y 1= –34x 2+32x +9
4
;
(II)∵y 1= –34x 2+32x +9
4,
∴y 1= –3
4
(x –1)2+3,
∴直线l 为x =1,顶点M (1,3). ①由题意得,t ≠3,
如图,记直线l 与直线l ′交于点C (1,t ),当点A 与点C 不重合时, ∵由已知得,AM 与BP 互相垂直平分, ∴四边形ANMP 为菱形, ∴P A ∥l ,
又∵点P (x ,y 2), ∴点A (x ,t ) (x ≠1), ∴PM =P A =|y 2–t |,
过点P 作PQ ⊥l 于点Q ,则点Q (1,y 2), ∴QM =|y 2–3|,PQ =AC =|x –1|, 在Rt △PQM 中,
∵PM 2=QM 2+PQ 2,即(y 2–t )2=(y 2–3)2+(x –1)2,整理得,y 2=
162t -(x –1)2+3
2
t +, 即y 2=162t -x 2
–13t -x +21062t t
--,
∵当点A 与点C 重合时,点B 与点P 重合, ∴P (1,
3
2
t +), ∴P 点坐标也满足上式,
∴y 2与x 之间的函数关系式为y 2=
162t -x 2–13t -x +2
1062t
t
-- (t ≠3); ②根据题意,借助函数图象:
当抛物线y 2开口方向向上时,6–2t >0,即t <3时,抛物线y 1的顶点M (1,3),抛物线y 2的顶点(1,
3
2
t +), ∵3>32
t +,
∴不合题意,
当抛物线y 2开口方向向下时,6–2t <0,即t >3时,
y 1–y 2= –34(x –1)2+3–[162t -(x –1)2+3
2t +]
=311
4(3)
t t --(x –1)2+32t -,
若3t –11≠0,要使y 1<y 2恒成立, 只要抛物线y =
311
4(3)
t t --(x –1)2+32t -开口方向向下,且顶点(1,32t -)在x 轴下方,
∵3–t <0,只要3t –11>0,解得t >11
3
,符合题意; 若3t –11=0,y 1–y 2= –13<0,即t =11
3
也符合题意.
综上,可以使y 1<y 2恒成立的t 的取值范围是t ≥11
3
.
2. (2012·天津)已知抛物线y =ax 2+bx +c (0<2a <b )的顶点为P (x 0,y 0),点A (1,y A )、B (0,y B )、 C (-1,y C )在该抛物线上.
(Ⅰ)当a =1,b =4,c =10时,①求顶点P 的坐标;②求
A
B C
y y y -的值;
(Ⅱ)当y 0≥0恒成立时,求
A
B C
y y y -的最小值.
解:(Ⅰ)若a =1,b =4,c =10,此时抛物线的解析式为y =x 2+4x +10. ①∵y =x 2+4x +10=(x +2)2+6,∴抛物线的顶点坐标为P (-2,6). ②∵点A (1,y A )、B (0,y B )、C (-1,y C )在抛物线y =x 2+4x +10上, ∴y A =15,y B =10,y C =7.∴
15
5107A B C y y y ==--.
(Ⅱ)由0<2a <b ,得012b
x a
=-
-<. 由题意,如图过点A 作AA 1⊥x 轴于点A 1, 则AA 1=y A ,OA 1=1.
连接BC ,过点C 作CD ⊥y 轴于点D , 则BD =y B -y C ,CD =1.
过点A 作AF ∥BC ,交抛物线于点E (x 1,y E ), 交x 轴于点F (x 2,0).
则∠F AA 1=∠CBD .∴Rt △AF A 1∽Rt △BCD .∴
11AA FA BD CD = ,即2
2111
A B C y x x y y -==--. 过点E 作EG ⊥AA 1于点G ,易得△AEG ∽△BCD . ∴
AG EG BD CD =,即A E
B C
y y y y --=1–x 1. ∵点A (1,y A )、B (0,y B )、C (-1,y C )、E (x 1,y E )在抛物线y =ax 2+bx +c 上, ∴y A =a +b +c ,y B =c ,y C =a -b +c ,y E =ax 12+bx 1+c ,
∴2111()()
1()
a b c ax bx c x c a b c ++-++=---+,化简,得x 12+x 1-2=0,
解得x 1=-2(x 1=1舍去).∵y 0≥0恒成立,根据题意,有x 2≤x 1<-1. 则1-x 2≥1-x 1,即1-x 2≥3.∴A
B C
y y y -的最小值为3.
解法2:
(Ⅱ)解:设m >0,由于b >2a >0,令b =2a +m 当y 0≥0恒成立时,应有b 2–4ac ≤0 ∴(2a +m )2–4ac ≤0 ∵a >0
∴c ≥2(2)4a m a +=2(2)4a m a +–2m +2m =2
(2)4a m a
-+2m