2021年中考真题二次函数综合题
一.解答题(共60小题)
1.(2021•西宁)如图,在平面直角坐标系xOy中,一次函数y=−x+3的图象与y轴交于点A,与y轴交于点B,点C的坐标为(﹣2,0),抛物线经过A,B,C三点. (1)求抛物线的解析式;
(2)直线AD与y轴负半轴交于点D,且∠BAO=∠DAO,求证:OB=OD; (3)在(2)的条件下,若直线AD与抛物线的对称轴l交于点E,连接BE,在第一象限内的抛物线上是否存在一点P,使四边形BEAP的面积最大?若存在,请求出点P的坐标及四边形BEAP面积的最大值;若不存在,请说明理由.
1
2
2.(2021•德州)小刚在用描点法画抛物线C1:y=ax2+bx+c时,列出了下面的表格:
x y
… …
0 3
1 6
2 7
3 6
4 3
… …
(1)请根据表格中的信息,写出抛物线C1的一条性质: ; (2)求抛物线C1的解析式;
(3)将抛物线C1先向下平移3个单位长度,再向左平移4个单位长度,得到新的抛物线C2;
①若直线y=2x+b与两抛物线C1,C2共有两个公共点,求b的取值范围;
②抛物线C2的顶点为A,与x轴交点为点B,C(点B在点C左侧),点P(不与点A重合)在第二象限内,且为C2上任意一点,过点P作PD⊥x轴,垂足为D,直线AP交y轴于点Q,连接AB,DQ.求证:AB∥DQ.
1
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3.(2021•济南)抛物线y=ax2+bx+3过点A(﹣1,0),点B(3,0),顶点为C. (1)求抛物线的表达式及点C的坐标;
(2)如图1,点P在抛物线上,连接CP并延长交x轴于点D,连接AC,若△DAC是以AC为底的等腰三角形,求点P的坐标;
(3)如图2,在(2)的条件下,点E是线段AC上(与点A,C不重合)的动点,连接PE,作∠PEF=∠CAB,边EF交x轴于点F,设点F的横坐标为m,求m的取值范围.
4.(2021•绵阳)如图,二次函数y=﹣x2﹣2x+4﹣a2的图象与一次函数y=﹣2x的图象交于点A、B(点B在右侧),与y轴交于点C,点A的横坐标恰好为a.动点P、Q同时从原点O出发,沿射线OB分别以每秒√5和2√5个单位长度运动,经过t秒后,以PQ为对角线作矩形PMQN,且矩形四边与坐标轴平行. (1)求a的值及t=1秒时点P的坐标;
(2)当矩形PMQN与抛物线有公共点时,求时间t的取值范围;
(3)在位于x轴上方的抛物线图象上任取一点R,作关于原点(0,0)的对称点为R′,当点M恰在抛物线上时,求R′M长度的最小值,并求此时点R的坐标.
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5.(2021•日照)已知:抛物线y=ax2+bx+c经过A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3)三点. (1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点P为直线BC上方抛物线上任意一点,连PC、PB、PO,PO交直线BC于点E,设
𝑃𝐸𝑂𝐸
=k,求当k取最大值时点P的坐标,并求此时k的值.
(3)如图2,点Q为抛物线对称轴与x轴的交点,点C关于x轴的对称点为点D. ①求△BDQ的周长及tan∠BDQ的值;
②点M是y轴负半轴上的点,且满足tan∠BMQ=(t为大于0的常数),求点M的坐标.
1
𝑡
6.(2021•沈阳)如图,平面直角坐标系中,O是坐标原点,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),点B坐标是(3,0).抛物线与y轴交于点C(0,3),点P是抛物线的顶点,连接PC.
(1)求抛物线的函数表达式并直接写出顶点P的坐标.
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(2)直线BC与抛物线对称轴交于点D,点Q为直线BC上一动点. ①当△QAB的面积等于△PCD面积的2倍时,求点Q的坐标;
②在①的条件下,当点Q在x轴上方时,过点Q作直线l垂直于AQ,直线y=3x−3交直线l于点F,点G在直线y=x−上,且AG=AQ时,请直接写出GF的长.
13731
7
7.(2021•滨州)如下列图形所示,在平面直角坐标系中,一个三角板的直角顶点与原点O重合,在其绕原点O旋转的过程中,两直角边所在直线分别与抛物线y=2x2相交于点A、B(点A在点B的左侧).
(1)如图1,若点A、B的横坐标分别为﹣3、,求线段AB中点P的坐标;
34
1
(2)如图2,若点B的横坐标为4,求线段AB中点P的坐标;
(3)如图3,若线段AB中点P的坐标为(x,y),求y关于x的函数解析式; (4)若线段AB中点P的纵坐标为6,求线段AB的长.
8.(2021•潍坊)如图,在直角坐标系中,O为坐标原点,抛物线的顶点为M(2,−3),
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2√3
抛物线与x轴的一个交点为A(4,0),点B(2,2√3)与点C关于y轴对称. (1)判断点C是否在该抛物线上,并说明理由;
(2)顺次连接AB,BC,CO,判断四边形ABCO的形状并证明;
(3)设点P是抛物线上的动点,连接PA、PC、AC,△PAC的面积S随点P的运动而变化,请探究S的大小变化并填写表格①~④处的内容;当S的值为②时,求点P的横坐标的值.
直线AC的函数表达
式
①
6
② 10
S取的一个特殊值 满足条件的P点的个
数 4个 3个 2个
③ \\
④
S的可能取值范围
9.(2021•盘锦)如图,抛物线y=−2x2+2x+6与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,直线y=x﹣2与y轴交于点D,与x轴交于点E,与直线BC交于点F. (1)点F的坐标为 ;
(2)如图1,点P为第一象限抛物线上的一点,PF的延长线交OB于点Q,PM⊥BC于点M,QN⊥BC于点N,若
𝑃𝑀𝑄𝑁
1
=
114
,求点P的坐标;
(3)如图2,点S为第一象限抛物线上的一点,且点S在射线DE上方,动点G从点E出发,沿射线DE方向以每秒4√2个单位长度的速度运动,当SE=SG,且tan∠SEG=2时,求点G的运动时间t.
1
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10.(2021•河池)在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣(x﹣1)2+4与x轴交于A,B两点(A在B的右侧),与y轴交于点C. (1)求直线CA的解析式;
(2)如图,直线x=m与抛物线在第一象限交于点D,交CA于点E,交x轴于点F,DG⊥CA于点G,若E为GA的中点,求m的值.
(3)直线y=nx+n与抛物线交于M(x1,y1),N(x2,y2)两点,其中x1<x2.若x2﹣x1>3且y2﹣y1>0,结合函数图象,探究n的取值范围.
11.(2021•朝阳)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴分别交于点A(﹣1,0)和点B,与y轴交于点C(0,3). (1)求抛物线的解析式及对称轴;
(2)如图1,点D与点C关于对称轴对称,点P在对称轴上,若∠BPD=90°,求点P的坐标;
(3)点M是抛物线上位于对称轴右侧的点,点N在抛物线的对称轴上,当△BMN为等边三角形时,请直接写出点M的横坐标.
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12.(2021•镇江)将一张三角形纸片ABC放置在如图所示的平面直角坐标系中,点A(﹣6,0),点B(0,2),点C(﹣4,8),二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象经过点A,B,该抛物线的对称轴经过点C,顶点为D. (1)求该二次函数的表达式及点D的坐标;
(2)点M在边AC上(异于点A,C),将三角形纸片ABC折叠,使得点A落在直线AB上,且点M落在边BC上,点M的对应点记为点N,折痕所在直线l交抛物线的对称轴于点P,然后将纸片展开.
①请作出图中点M的对应点N和折痕所在直线l;(要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
②连接MP,NP,在下列选项中:A.折痕与AB垂直,B.折痕与MN的交点可以落在抛物线的对称轴上,C.
𝑀𝑁𝑀𝑃
=,D.
2
3𝑀𝑁𝑀𝑃
=
√2,所有正确选项的序号是 .
③点Q在二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象上,当△PDQ∼△PMN时,求点Q的坐标.
13.(2021•锦州)如图1,在平面直角坐标系中,直线y=4x+1分别与x轴、y轴交于点A,C,经过点C的抛物线y=4x2+bx+c与直线y=4x+1的另一个交点为点D,点D的横坐标为6.
(1)求抛物线的表达式.
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3
13
(2)M为抛物线上的动点.
①N为x轴上一点,当四边形CDMN为平行四边形时,求点M的坐标;
②如图2,点M在直线CD下方,直线OM(OM∥CD的情况除外)交直线CD于点B,作直线BD关于直线OM对称的直线BD′,当直线BD′与坐标轴平行时,直接写出点M的横坐标.
14.(2021•兴安盟)如图,直线y=x+2与抛物线y=ax2+bx+6(a≠0)相交于点A(,)
2
21
5
和点B(4,m).抛物线与x轴的交点分别为H、K(点H在点K的左侧).点F在线段AB上运动(不与点A、B重合),过点F作直线FC⊥x轴于点P,交抛物线于点C. (1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,连接AC,是否存在点F,使△FAC是直角三角形?若存在,求出点F的坐标;若不存在,说明理由;
(3)如图2,过点C作CE⊥AB于点E,当△CEF的周长最大时,过点F作任意直线l,把△CEF沿直线l翻折180°,翻折后点C的对应点记为点Q,求出当△CEF的周长最大时,点F的坐标,并直接写出翻折过程中线段KQ的最大值和最小值.
15.(2021•巴中)已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣2,0)、B(6,0)两点,与y轴交于点C(0,﹣3). (1)求抛物线的表达式;
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(2)点P在直线BC下方的抛物线上,连接AP交BC于点M,当坐标及
𝑃𝑀
𝑃𝑀
𝐴𝑀
最大时,求点P的
𝐴𝑀
的最大值;
(3)在(2)的条件下,过点P作x轴的垂线l,在l上是否存在点D,使△BCD是直角三角形,若存在,请直接写出点D的坐标;若不存在,请说明理由.
16.(2021•淮安)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=4x2+bx+c的图象与x轴交于点A(﹣3,0)和点B(5,0),顶点为点D,动点M、Q在x轴上(点M在点Q的左侧),在x轴下方作矩形MNPQ,其中MQ=3,MN=2.矩形MNPQ沿x轴以每秒1个单位长度的速度向右匀速运动,运动开始时,点M的坐标为(﹣6,0),当点M与点B重合时停止运动,设运动的时间为t秒(t>0).
(1)b= ,c= . (2)连接BD,求直线BD的函数表达式.
(3)在矩形MNPQ运动的过程中,MN所在直线与该二次函数的图象交于点G,PQ所在直线与直线BD交于点H,是否存在某一时刻,使得以G、M、H、Q为顶点的四边形是面积小于10的平行四边形?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由. (4)连接PD,过点P作PD的垂线交y轴于点R,直接写出在矩形MNPQ整个运动过程中点R运动的路径长.
1
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17.(2021•鞍山)如图,抛物线y=ax2+bx﹣3交x轴于点A(﹣1,0),B(3,0),D是抛物线的顶点,P是抛物线上的动点,点P的横坐标为m(0≤m≤3),AE∥PD交直线l:y=2x+2于点E,AP交DE于点F,交y轴于点Q. (1)求抛物线的表达式;
(2)设△PDF的面积为S1,△AEF的面积为S2,当S1=S2时,求点P的坐标; (3)连接BQ,点M在抛物线的对称轴上(位于第一象限内),且∠BMQ=45°,在点P从点B运动到点C的过程中,点M也随之运动,直接写出点M的纵坐标t的取值范围.
1
18.(2021•)在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A,B两点.与y轴交于点C.且点A的坐标为(﹣1,0),点C的坐标为(0,5). (1)求该抛物线的解析式;
(2)如图(甲).若点P是第一象限内抛物线上的一动点.当点P到直线BC的距离最大时,求点P的坐标;
(3)图(乙)中,若点M是抛物线上一点,点N是抛物线对称轴上一点,是否存在点M使得以B,C,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
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19.(2021•德阳)如图,已知:抛物线y=x2+bx+c与直线l交于点A(﹣1,0),C(2,﹣3),与x轴另一交点为B. (1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线上找一点P,使△ACP的内心在x轴上,求点P的坐标;
(3)M是抛物线上一动点,过点M作x轴的垂线,垂足为N,连接BM.在(2)的条件下,是否存在点M,使∠MBN=∠APC?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
20.(2021•百色)已知O为坐标原点,直线l:y=−2x+2与x轴、y轴分别交于A、C两点,点B(4,2)关于直线l的对称点是点E,连接EC交x轴于点D. (1)求证:AD=CD;
(2)求经过B、C、D三点的抛物线的函数表达式;
(3)当x>0时,抛物线上是否存在点P,使S△PBC=3S△OAE?若存在,求点P的坐标;若不存在,说明理由.
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21.(2021•抚顺)直线y=﹣x+3与x轴相交于点A,与y轴相交于点B,抛物线y=ax2+2x+c经过点A,B,与x轴的另一个交点为C. (1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点D是第一象限内抛物线上的一个动点,过点D作DE∥y轴交AB于点E,DF⊥AB于点F,FG⊥x轴于点G.当DE=FG时,求点D的坐标;
(3)如图2,在(2)的条件下,直线CD与AB相交于点M,点H在抛物线上,过H作HK∥y轴,交直线CD于点K.P是平面内一点,当以点M,H,K,P为顶点的四边形是正方形时,请直接写出点P的坐标.
22.(2021•湘潭)如图,一次函数y=3x−√3图象与坐标轴交于点A、B,二次函数y=
√32
√33x+bx+c图象过A、B两点.
(1)求二次函数解析式;
(2)点B关于抛物线对称轴的对称点为点C,点P是对称轴上一动点,在抛物线上是否存在点Q,使得以B、C、P、Q为顶点的四边形是菱形?若存在,求出Q点坐标;若不存在,请说明理由.
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23.(2021•郴州)将抛物线y=ax2(a≠0)向左平移1个单位,再向上平移4个单位后,得到抛物线H:y=a(x﹣h)2+k.抛物线H与x轴交于点A,B,与y轴交于点C.已知A(﹣3,0),点P是抛物线H上的一个动点. (1)求抛物线H的表达式;
(2)如图1,点P在线段AC上方的抛物线H上运动(不与A,C重合),过点P作PD⊥AB,垂足为D,PD交AC于点E.作PF⊥AC,垂足为F,求△PEF的面积的最大值; (3)如图2,点Q是抛物线H的对称轴l上的一个动点,在抛物线H上,是否存在点P,使得以点A,P,C,Q为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,说明理由.
24.(2021•阜新)在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣3交x轴于点A(﹣1,0),B(3,0),过点B的直线y=3x﹣2交抛物线于点C. (1)求该抛物线的函数表达式;
(2)若点P是直线BC下方抛物线上的一个动点(P不与点B,C重合),求△PBC面积的最大值;
(3)若点M在抛物线上,将线段OM绕点O旋转90°,得到线段ON,是否存在点M,
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2
使点N恰好落在直线BC上?若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
25.(2021•南通)定义:若一个函数图象上存在横、纵坐标相等的点,则称该点为这个函数图象的“等值点”.例如,点(1,1)是函数y=2x+2的图象的“等值点”.
(1)分别判断函数y=x+2,y=x2﹣x的图象上是否存在“等值点”?如果存在,求出“等值点”的坐标;如果不存在,说明理由;
(2)设函数y=(x>0),y=﹣x+b的图象的“等值点”分别为点A,B,过点B作BC⊥x轴,垂足为C.当△ABC的面积为3时,求b的值;
(3)若函数y=x2﹣2(x≥m)的图象记为W1,将其沿直线x=m翻折后的图象记为W2.当W1,W2两部分组成的图象上恰有2个“等值点”时,直接写出m的取值范围. 26.(2021•广州)已知抛物线y=x2﹣(m+1)x+2m+3. (1)当m=0时,请判断点(2,4)是否在该抛物线上;
(2)该抛物线的顶点随着m的变化而移动,当顶点移动到最高处时,求该抛物线的顶点坐标;
(3)已知点E(﹣1,﹣1)、F(3,7),若该抛物线与线段EF只有一个交点,求该抛物线顶点横坐标的取值范围.
27.(2021•梧州)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c经过点A(﹣1,0),B(0,3),顶点为C.平移此抛物线,得到一条新的抛物线,且新抛物线上的点D(3,﹣1)为原抛物线上点A的对应点,新抛物线顶点为E,它与y轴交于点G,连接CG,EG,CE.
(1)求原抛物线对应的函数表达式;
(2)在原抛物线或新抛物线上找一点F,使以点C,E,F,G为顶点的四边形是平行四边形,并求出点F的坐标;
(3)若点K是y轴上的一个动点,且在点B的上方,过点K作CE的平行线,分别交两
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11
3
𝑥
条抛物线于点M,N,且点M,N分别在y轴的两侧,当MN=CE时,请直接写出点K的坐标.
28.(2021•丹东)如图,已知点A(﹣8,0),点B(﹣5,﹣4),直线y=2x+m过点B交y轴于点C,交x轴于点D,抛物线y=ax2+4x+c经过点A、C、D,连接AB、AC.
11
(1)求抛物线的表达式;
(2)判断△ABC的形状,并说明理由;
(3)E为直线AC上方的抛物线上一点,且tan∠ECA=2,求点E的坐标;
(4)N为线段AC上的动点,动点P从点B出发,以每秒1个单位长度的速度沿线段BN运动到点N,再以每秒√5个单位长度的速度沿线段NC运动到点C,又以每秒1个单位长度的速度沿线段CO向点O运动,当点P运动到点O后停止,请直接写出上述运动时间的最小值及此时点N的坐标.
29.(2021•桂林)如图,已知抛物线y=a(x﹣3)(x+6)过点A(﹣1,5)和点B(﹣5,m)与x轴的正半轴交于点C.
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1
(1)求a,m的值和点C的坐标;
(2)若点P是x轴上的点,连接PB,PA,当
𝑃𝐵𝑃𝐴
=时,求点P的坐标;
5
2
(3)在抛物线上是否存在点M,使A,B两点到直线MC的距离相等?若存在,求出满足条件的点M的横坐标;若不存在,请说明理由.
30.(2021•淄博)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=−x2+
1
2𝑚−1𝑚
•x+(m>0)与x22轴交于A(﹣1,0),B(m,0)两点,与y轴交于点C,连接BC. (1)若OC=2OA,求抛物线对应的函数表达式;
(2)在(1)的条件下,点P位于直线BC上方的抛物线上,当△PBC面积最大时,求点P的坐标;
(3)设直线y=2x+b与抛物线交于B,G两点,问是否存在点E(在抛物线上),点F(在抛物线的对称轴上),使得以B,G,E,F为顶点的四边形成为矩形?若存在,求出点E,F的坐标;若不存在,说明理由.
1
31.(2021•毕节市)如图,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,对称轴为直线x=2,顶点为D,点B的坐标为(3,0).
(1)填空:点A的坐标为 ,点D的坐标为 ,抛物线的解析式
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为 ;
(2)当二次函数y=x2+bx+c的自变量x满足m≤x≤m+2时,函数y的最小值为,求m
45
的值;
(3)P是抛物线对称轴上一动点,是否存在点P,使△PAC是以AC为斜边的直角三角形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
32.(2021•大连)已知函数y={(1)当m=2时,
①已知M(4,n)在该函数图象上,求n的值; ②当0≤x≤2时,求函数G的最大值.
(2)当m>0时,作直线x=m与x轴交于点P,与函数G交于点Q,若∠POQ=45°时,求m的值;
(3)当m≤3时,设图象与x轴交于点A,与y轴交于点B,过点B作BC⊥BA交直线x=m于点C,设点A的横坐标为a,C点的纵坐标为c,若a=﹣3c,求m的值. 33.(2021•湘西州)如图,已知抛物线y=ax2+bx+4经过A(﹣1,0),B(4,0)两点,交y轴于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)连接BC,求直线BC的解析式;
(3)请在抛物线的对称轴上找一点P,使AP+PC的值最小,求点P的坐标,并求出此
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−2𝑥2+2𝑥+𝑚(𝑥<𝑚)𝑥−𝑚𝑥+𝑚(𝑥≥𝑚)
2
11
,记该函数图象为G.
1
2
时AP+PC的最小值;
(4)点M为x轴上一动点,在抛物线上是否存在一点N,使得以A、C、M、N四点为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
34.(2021•哈尔滨)在平面直角坐标系中,点O为坐标系的原点,抛物线y=ax2+bx经过A(10,0),B(,6)两点,直线y=2x﹣4与x轴交于点C,与y轴交于点D,点P为
25
直线y=2x﹣4上的一个动点,连接PA. (1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,当点P在第一象限时,设点P的横坐标为t,△APC的面积为S,求S关于t的函数解析式(不要求写出自变量t的取值范围);
(3)如图2,在(2)的条件下,点E在y轴的正半轴上,且OE=OD,连接CE,当直线BP交x轴正半轴于点L,交y轴于点V时,过点P作PG∥CE交x轴于点G,过点G作y轴的平行线交线段VL于点F,连接CF,过点G作GQ∥CF交线段VL于点Q,∠CFG的平分线交x轴于点M,过点M作MH∥CF交FG于点H,过点H作HR⊥CF于点R,若FR+MH=GQ,求点P的坐标.
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35.(2021•鄂尔多斯)如图,抛物线y=x2+2x﹣8与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C.
(1)求A,B,C三点的坐标;
(2)连接AC,直线x=m(﹣4<m<0)与该抛物线交于点E,与AC交于点D,连接OD.当OD⊥AC时,求线段DE的长;
(3)点M在y轴上,点N在直线AC上,点P为抛物线对称轴上一点,是否存在点M,使得以C、M、N、P为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
−𝑥(𝑥≤0)36.(2021•益阳)已知函数y={2的图象如图所示,点A(x1,y1)在第一象限内
𝑥(𝑥>0)的函数图象上.
(1)若点B(x2,y2)也在上述函数图象上,满足x2<x1.
第19页(共201页)
①当y2=y1=4时,求x1,x2的值;
②若|x2|=|x1|,设w=y1﹣y2,求w的最小值;
(2)过A点作y轴的垂线AP,垂足为P,点P关于x轴的对称点为P′,过A点作x轴的垂线AQ,垂足为Q,Q关于直线AP′的对称点为Q′,直线AQ′是否与y轴交于某定点?若是,求出这个定点的坐标;若不是,请说明理由.
37.(2021•黔东南州)如图,抛物线y=ax2﹣2x+c(a≠0)与x轴交于A、B(3,0)两点,与y轴交于点C(0,﹣3),抛物线的顶点为D. (1)求抛物线的解析式;
(2)点P在抛物线的对称轴上,点Q在x轴上,若以点P、Q、B、C为顶点,BC为边的四边形为平行四边形,请直接写出点P、Q的坐标;
(3)已知点M是x轴上的动点,过点M作x的垂线交抛物线于点G,是否存在这样的点M,使得以点A、M、G为顶点的三角形与△BCD相似,若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
38.(2021•赤峰)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣3,0)、B(1,0)两点,
第20页(共201页)
与y轴交于点C,对称轴l与x轴交于点F,直线m∥AC,点E是直线AC上方抛物线上一动点,过点E作EH⊥m,垂足为H,交AC于点G,连接AE、EC、CH、AH. (1)抛物线的解析式为 ; (2)当四边形AHCE面积最大时,求点E的坐标;
(3)在(2)的条件下,连接EF,点P是x轴上一动点,在抛物线上是否存在点Q,使得以F、E、P、Q为顶点,以EF为一边的四边形是平行四边形.若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,说明理由.
39.(2021•营口)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=3x2+bx+c过点A(0,﹣2),B(2,0),点C为第二象限抛物线上一点,连接AB,AC,BC,其中AC与x轴交于点E,且tan∠OBC=2. (1)求点C坐标;
(2)点P(m,0)为线段BE上一动点(P不与B,E重合),过点P作平行于y轴的直线l与△ABC的边分别交于M,N两点,将△BMN沿直线MN翻折得到△B′MN,设四边形B′NBM的面积为S,在点P移动过程中,求S与m的函数关系式; (3)在(2)的条件下,若S=3S△ACB′,请直接写出所有满足条件的m值.
第21页(共201页)
40.(2021•黄石)抛物线y=ax2﹣2bx+b(a≠0)与y轴相交于点C(0,﹣3),且抛物线的对称轴为x=3,D为对称轴与x轴的交点. (1)求抛物线的解析式;
(2)在x轴上方且平行于x轴的直线与抛物线从左到右依次交于E、F两点,若△DEF是等腰直角三角形,求△DEF的面积;
(3)若P(3,t)是对称轴上一定点,Q是抛物线上的动点,求PQ的最小值(用含t的代数式表示).
41.(2021•雅安)已知二次函数y=x2+2bx﹣3b.
(1)当该二次函数的图象经过点A(1,0)时,求该二次函数的表达式;
(2)在(1)的条件下,二次函数图象与x轴的另一个交点为点B,与y轴的交点为点C,点P从点A出发在线段AB上以每秒2个单位长度的速度向点B运动,同时点Q从点B
第22页(共201页)
出发,在线段BC上以每秒1个单位长度的速度向点C运动,直到其中一点到达终点时,两点停止运动,求△BPQ面积的最大值;
(3)若对满足x≥1的任意实数x,都使得y≥0成立,求实数b的取值范围.
42.(2021•常州)如图,在平面直角坐标系xOy中,正比例函数y=kx(k≠0)和二次函数y=−x2+bx+3的图象都经过点A(4,3)和点B,过点A作OA的垂线交x轴于点C.D是线段AB上一点(点D与点A、O、B不重合),E是射线AC上一点,且AE=OD,连接DE,过点D作x轴的垂线交抛物线于点F,以DE、DF为邻边作▱DEGF. (1)填空:k= ,b= ;
(2)设点D的横坐标是t(t>0),连接EF.若∠FGE=∠DFE,求t的值; (3)过点F作AB的垂线交线段DE于点P若S△DFP=3S▱DEGF,求OD的长.
1
1
4
43.(2021•烟台)如图,抛物线y=ax2+bx+c经过点A(﹣2,0),B(4,0),与y轴正半轴交于点C,且OC=2OA,抛物线的顶点为D,对称轴交x轴于点E.直线y=mx+n经过B,C两点.
(1)求抛物线及直线BC的函数表达式;
(2)点F是抛物线对称轴上一点,当FA+FC的值最小时,求出点F的坐标及FA+FC的
第23页(共201页)
最小值;
(3)连接AC,若点P是抛物线上对称轴右侧一点,点Q是直线BC上一点,试探究是否存在以点E为直角顶点的Rt△PEQ,且满足tan∠EQP=tan∠OCA.若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
44.(2021•贵港)如图,已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴相交于A(﹣3,0),B两点,与y轴相交于点C(0,2),对称轴是直线x=﹣1,连接AC. (1)求该抛物线的表达式;
(2)若过点B的直线l与抛物线相交于另一点D,当∠ABD=∠BAC时,求直线l的表达式;
(3)在(2)的条件下,当点D在x轴下方时,连接AD,此时在y轴左侧的抛物线上存在点P,使S△BDP=S△ABD.请直接写出所有符合条件的点P的坐标.
3
2
45.(2021•襄阳)如图,直线y=2x+1与x,y轴分别交于点B,A,顶点为P的抛物线y=ax2﹣2ax+c过点A.
(1)求出点A,B的坐标及c的值;
第24页(共201页)
1
(2)若函数y=ax2﹣2ax+c在3≤x≤4时有最大值为a+2,求a的值; (3)连接AP,过点A作AP的垂线交x轴于点M.设△BMP的面积为S. ①直接写出S关于a的函数关系式及a的取值范围; ②结合S与a的函数图象,直接写出S>8时a的取值范围.
1
46.(2021•大庆)如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于原点O和点A,且其顶点B关于x轴的对称点坐标为(2,1). (1)求抛物线的函数表达式;
(2)抛物线的对称轴上存在定点F,使得抛物线y=ax2+bx+c上的任意一点G到定点F的距离与点G到直线y=﹣2的距离总相等. ①证明上述结论并求出点F的坐标;
②过点F的直线l与抛物线y=ax2+bx+c交于M,N两点. 证明:当直线l绕点F旋转时,
1𝑀𝐹
+
1𝑁𝐹
是定值,并求出该定值;
(3)点C(3,m)是该抛物线上的一点,在x轴,y轴上分别找点P,Q,使四边形PQBC周长最小,直接写出P,Q的坐标.
47.(2021•本溪)如图,抛物线y=−4x2+bx+c与x轴交于点A和点C(﹣1,0),与y轴
第25页(共201页)
3
交于点B(0,3),连接AB,BC,点P是抛物线第一象限上的一动点,过点P作PD⊥x轴于点D,交AB于点E. (1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,作PF⊥PD于点P,使PF=2OA,以PE,PF为邻边作矩形PEGF.当矩形PEGF的面积是△BOC面积的3倍时,求点P的坐标;
(3)如图2,当点P运动到抛物线的顶点时,点Q在直线PD上,若以点Q、A、B为顶点的三角形是锐角三角形,请直接写出点Q纵坐标n的取值范围.
1
48.(2021•枣庄)如图,在平面直角坐标系中,直线y=−x+3与x轴交于点A,与y轴交于点B,抛物线y=3x2+bx+c经过坐标原点和点A,顶点为点M. (1)求抛物线的关系式及点M的坐标;
(2)点E是直线AB下方的抛物线上一动点,连接EB,EA,当△EAB的面积等于求E点的坐标;
(3)将直线AB向下平移,得到过点M的直线y=mx+n,且与x轴负半轴交于点C,取点D(2,0),连接DM,求证:∠ADM﹣∠ACM=45°.
252
1
1
2时,第26页(共201页)
49.(2021•黑龙江)如图,抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和点B(﹣3,0),与y轴交于点C,连接BC,与抛物线的对称轴交于点E,顶点为点D. (1)求抛物线的解析式;
(2)点P是对称轴左侧抛物线上的一个动点,点Q在射线ED上,若以点P、Q、E为顶点的三角形与△BOC相似,请直接写出点P的坐标.
50.(2021•长春)在平面直角坐标系中,抛物线y=2(x﹣m)2+2m(m为常数)的顶点为A.
(1)当m=2时,点A的坐标是 ,抛物线与y轴交点的坐标是 ;
(2)若点A在第一象限,且OA=√5,求此抛物线所对应的二次函数的表达式,并写出函数值y随x的增大而减小时x的取值范围;
(3)当x≤2m时,若函数y=2(x﹣m)2+2m的最小值为3,求m的值;
(4)分别过点P(4,2)、Q(4,2﹣2m)作y轴的垂线,交抛物线的对称轴于点M、N.当抛物线y=2(x﹣m)2+2m与四边形PQNM的边有两个交点时,将这两个交点分别记为
第27页(共201页)
1
点B、点C,且点B的纵坐标大于点C的纵坐标.若点B到y轴的距离与点C到x轴的距离相等,直接写出m的值.
51.(2021•包头)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+4x经过坐标原点,与x轴正半轴交于点A,点M(m,n)是抛物线上一动点. (1)如图1,当m>0,n>0,且n=3m时, ①求点M的坐标; ②若点B(
1
,y)在该抛物线上,连接OM,BM,C是线段BM上一动点(点C与点M,
B不重合),过点C作CD∥MO,交x轴于点D,线段OD与MC是否相等?请说明理由; (2)如图2,该抛物线的对称轴交x轴于点K,点E(x,)在对称轴上,当m>2,n
37
>0,且直线EM交x轴的负半轴于点F时,过点A作x轴的垂线,交直线EM于点N,G为y轴上一点,点G的坐标为(0,平分∠AFG.
185
),连接GF.若EF+NF=2MF,求证:射线FE
52.(2021•青海)如图,在平面直角坐标系中,直线y=x+2与坐标轴交于A,B两点,点A在x轴上,点B在y轴上,C点的坐标为(1,0),抛物线y=ax2+bx+c经过点A,B,C.
第28页(共201页)
(1)求抛物线的解析式;
(2)根据图象写出不等式ax2+(b﹣1 )x+c>2的解集;
(3)点P是抛物线上的一动点,过点P作直线AB的垂线段,垂足为Q点.当PQ=时,求P点的坐标.
√22
53.(2021•海南)已知抛物线y=ax2+x+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,且点A的坐标为(﹣1,0)、点C的坐标为(0,3). (1)求该抛物线的函数表达式;
(2)如图1,若该抛物线的顶点为P,求△PBC的面积;
(3)如图2,有两动点D、E在△COB的边上运动,速度均为每秒1个单位长度,它们分别从点C和点B同时出发,点D沿折线COB按C→O→B方向向终点B运动,点E沿线段BC按B→C方向向终点C运动,当其中一个点到达终点时,另一个点也随之停止运动.设运动时间为t秒,请解答下列问题: ①当t为何值时,△BDE的面积等于
33109
4;
②在点D、E运动过程中,该抛物线上存在点F,使得依次连接AD、DF、FE、EA得到的四边形ADFE是平行四边形,请直接写出所有符合条件的点F的坐标.
第29页(共201页)
.(2021•宜宾)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴分别交于A、B两点,与y轴交于点C(0,6),抛物线的顶点坐标为E(2,8),连结BC、BE、CE. (1)求抛物线的表达式;
(2)判断△BCE的形状,并说明理由;
(3)如图2,以C为圆心,√2为半径作⊙C,在⊙C上是否存在点P,使得BP+EP的值最小,若存在,请求出最小值;若不存在,请说明理由.
1
2
55.(2021•通辽)如图,抛物线y=ax2+bx+3交x轴于A(3,0),B(﹣1,0)两点,交y轴于点C,动点P在抛物线的对称轴上. (1)求抛物线的解析式;
(2)当以P,B,C为顶点的三角形周长最小时,求点P的坐标及△PBC的周长; (3)若点Q是平面直角坐标系内的任意一点,是否存在点Q,使得以A,C,P,Q为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出所有符合条件的点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
第30页(共201页)
56.(2021•鄂州)如图,直线y=−2x+6与x轴交于点B,与y轴交于点A,点P为线段AB的中点,点Q是线段OA上一动点(不与点O、A重合). (1)请直接写出点A、点B、点P的坐标;
(2)连接PQ,在第一象限内将△OPQ沿PQ翻折得到△EPQ,点O的对应点为点E.若∠OQE=90°,求线段AQ的长;
(3)在(2)的条件下,设抛物线y=ax2﹣2a2x+a3+a+1(a≠0)的顶点为点C. ①若点C在△PQE内部(不包括边),求a的取值范围;
②在平面直角坐标系内是否存在点C,使|CQ﹣CE|最大?若存在,请直接写出点C的坐标;若不存在,请说明理由.
3
57.(2021•吉林)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+bx+c的图象经过点A(0,−),点B(1,).
4
7
41
(1)求此二次函数的解析式;
(2)当﹣2≤x≤2时,求二次函数y=x2+bx+c的最大值和最小值;
(3)点P为此函数图象上任意一点,其横坐标为m,过点P作PQ∥x轴,点Q的横坐标为﹣2m+1.已知点P与点Q不重合,且线段PQ的长度随m的增大而减小.
第31页(共201页)
①求m的取值范围;
②当PQ≤7时,直接写出线段PQ与二次函数y=x2+bx+c(﹣2≤x<3)的图象交点个数及对应的m的取值范围.
1
58.(2021•东营)如图,抛物线y=−x2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,直线y=−x+2过B、C两点,连接AC. (1)求抛物线的解析式; (2)求证:△AOC∽△ACB;
(3)点M(3,2)是抛物线上的一点,点D为抛物线上位于直线BC上方的一点,过点D作DE⊥x轴交直线BC于点E,点P为抛物线对称轴上一动点,当线段DE的长度最大时,求PD+PM的最小值.
1
212
59.(2021•贺州)如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A、B两点,且A(﹣1,0),对称轴为直线x=2.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)直线l过点A且在第一象限与抛物线交于点C.当∠CAB=45°时,求点C的坐标; (3)点D在抛物线上与点C关于对称轴对称,点P是抛物线上一动点,令P(xP,yP),当1≤xP≤a,1≤a≤5时,求△PCD面积的最大值(可含a表示).
第32页(共201页)
60.(2021•齐齐哈尔)综合与探究
如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+2x+c(a≠0)与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,连接BC,OA=1,对称轴为直线x=2,点D为此抛物线的顶点. (1)求抛物线的解析式;
(2)抛物线上C、D两点之间的距离是 ;
(3)点E是第一象限内抛物线上的动点,连接BE和CE,求△BCE面积的最大值; (4)点P在抛物线对称轴上,平面内存在点Q,使以点B、C、P、Q为顶点的四边形为矩形,请直接写出点Q的坐标.
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2021年中考真题二次函数综合题
参与试题解析
一.解答题(共60小题)
1.(2021•西宁)如图,在平面直角坐标系xOy中,一次函数y=−x+3的图象与y轴交于点A,与y轴交于点B,点C的坐标为(﹣2,0),抛物线经过A,B,C三点. (1)求抛物线的解析式;
(2)直线AD与y轴负半轴交于点D,且∠BAO=∠DAO,求证:OB=OD; (3)在(2)的条件下,若直线AD与抛物线的对称轴l交于点E,连接BE,在第一象限内的抛物线上是否存在一点P,使四边形BEAP的面积最大?若存在,请求出点P的坐标及四边形BEAP面积的最大值;若不存在,请说明理由.
1
2
【解答】解:(1)令y=0,则−2x+3=0,解得x=6, 令x=0,则y=3, ∴A(6,0),B(0,3),
设抛物线的解析式为y=ax2+bx+c, 把A,B,C三点坐标代入解析式,得: 36𝑎+6𝑏+𝑐=0{𝑐=3, 4𝑎−2𝑏+𝑐=0𝑎=−4解得:{,
𝑏=1𝑐=3
∴抛物线的解析式为y=−4x2+x+3;
(2)证明:∵在平面直角坐标系xOy中,
第34页(共201页)
1
1
1
∴∠BOA=∠DOA=90°, 在△BOA和△DOA中, ∠𝐵𝑂𝐴=∠𝐷𝑂𝐴{𝑂𝐴=𝑂𝐴, ∠𝐵𝐴𝑂=∠𝐷𝐴𝑂
∴△BOA≌△DOA (ASA), ∴OB=OD,
(3)存在,理由如下:
如图,过点E作EM⊥y轴于点M, ∵y=−x2+x+3=−(x﹣2)2+4, ∴抛物线的对称轴是直线x=2, ∴E点的横坐标是2,即EM=2, ∵B(0,3), ∴OB=OD=3, ∴BD=6, ∵A(6,0), ∴OA=6,
∴S△ABE=S△ABD﹣S△DBE=2×6×6−2×6×2=12, 设点P的坐标为(t,−t2+t+3),
连接PA,PB,过点P作PN⊥x轴于点H1,交直线AB于点N,过点B作H2⊥PN于点H2,
∴N(t,−t+3),
∴PN=−4t2+t+3﹣(−2t+3)=−4t2+2t,
∵AH1+BH2=OA=6,S△ABP=S△NBP+S△ANP=PN•BH2+PN•AH1=PN•OA, ∴S△ABP=2×6(−4t2+2t)=−4(t﹣3)2+4, ∵−4<0,抛物线开口向下,函数有最大值,
3
1
1
3
3
271
212121
1
1
3
12141
1
1414第35页(共201页)
∴当t=3时,△BPA面积的最大值是∴四边形BEAP的面积最大值为∴当P点坐标是(3,
1
27
274
,此时四边形BEAP的面积最大,
75
+12=4, 4
7
)时,四边形BEAP面积的最大值是.
2.(2021•德州)小刚在用描点法画抛物线C1:y=ax2+bx+c时,列出了下面的表格:
x y
… …
0 3
1 6
2 7
3 6
4 3
… …
(1)请根据表格中的信息,写出抛物线C1的一条性质: 抛物线的顶点坐标为(2,7) ; (2)求抛物线C1的解析式;
(3)将抛物线C1先向下平移3个单位长度,再向左平移4个单位长度,得到新的抛物线C2;
①若直线y=2x+b与两抛物线C1,C2共有两个公共点,求b的取值范围;
②抛物线C2的顶点为A,与x轴交点为点B,C(点B在点C左侧),点P(不与点A重合)在第二象限内,且为C2上任意一点,过点P作PD⊥x轴,垂足为D,直线AP交y轴于点Q,连接AB,DQ.求证:AB∥DQ.
1
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【解答】解:(1)∵表中的数据关于(2,7)对称, ∴该抛物线的顶点为(2,7).
故答案为:抛物线的顶点坐标为(2,7);
(2)由题意抛物线的解析式为y=aax2+bx+c,将表中的三对对应值代入得: 𝑎+𝑏+𝑐=6{𝑐=3, 4𝑎+2𝑏+𝑐=7𝑎=−1
解得:{𝑏=4.
𝑐=3
∴抛物线C1的解析式为y=﹣x2+4x+3.
(3)①由(1)知:抛物线C1的顶点为(2,7),
∴将抛物线C1先向下平移3个单位长度,再向左平移4个单位长度,得到新的抛物线C2的顶点为(﹣2,4).
∴抛物线C2的解析式为y=﹣(x+2)2+4=﹣x2﹣4x. 由题意得:
𝑦=𝑥+𝑏𝑦=𝑥+𝑏
22{或{, 22
𝑦=−𝑥+4𝑥+3𝑦=−𝑥−4𝑥∴﹣x2+4x+3=2x+b或﹣x2﹣4x=2x+b. 即𝑥2−2𝑥+𝑏−3=0或𝑥2+2x+b=0.
∴(−2)2−4×1×(b﹣3)=0或(2)2−4×1×b=0. 解得:b=16或b=16.
第37页(共201页)
11
11
79
79
9781
∵直线y=x+b与两抛物线C1,C2共有两个公共点, ∴
8116
12<b<16.
97
②由题意画出图形如下:过点A作AE⊥x轴于点E,
∵抛物线C2的解析式为y=﹣x2﹣4x, ∴令y=0,则=﹣x2﹣4x=0, 解得:x=0或x=﹣4.
∵抛物线C2与x轴交点为点B,C(点B在点C左侧), ∴B(﹣4,0),C0,0). ∴OB=2.
由①知:抛物线C2的顶点为A(﹣2,4). ∴AE=4,OE=2, ∴BE=OB﹣OE=2.
在Rt△ABE中,tan∠ABE=𝐵𝐸=2.
∵点P(不与点A重合)在第二象限内,且为C2上任意一点, ∴设点P(m,﹣m2﹣4m),则m<0,﹣m2﹣4m>0. ∵PD⊥x轴, ∴OD=﹣m.
设直线AP的解析式为y=kx+n,则: −2𝑘+𝑛=4{, 𝑘𝑚+𝑛=−𝑚2−4𝑚𝑘=−𝑚−2
解得:{.
𝑛=−2𝑚
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𝐴𝐸
∴直线AP的解析式为y=﹣(m+2)x﹣2m. 令x=0,则y=﹣2m. ∴Q(0,﹣2m). ∴OQ=﹣2m.
在Rt△ODQ中,tan∠QDO=∴tan∠ABE=tan∠QDO. ∴∠ABE=∠QDO. ∴AB∥DQ.
3.(2021•济南)抛物线y=ax2+bx+3过点A(﹣1,0),点B(3,0),顶点为C. (1)求抛物线的表达式及点C的坐标;
(2)如图1,点P在抛物线上,连接CP并延长交x轴于点D,连接AC,若△DAC是以AC为底的等腰三角形,求点P的坐标;
(3)如图2,在(2)的条件下,点E是线段AC上(与点A,C不重合)的动点,连接PE,作∠PEF=∠CAB,边EF交x轴于点F,设点F的横坐标为m,求m的取值范围.
𝑂𝑄−2𝑚
==2. 𝑂𝐷−𝑚
【解答】解:(1)将点A(﹣1,0),点B(3,0)代入y=ax2+bx+3得: 𝑎−𝑏+3=0
{, 9𝑎+3𝑏+3=0𝑎=−1
解得:{.
𝑏=2
∴抛物线的表达式为y=﹣x2+2x+3. ∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4, ∴顶点C(1,4).
(2)设AC交y轴于点F,连接DF,过点C做CE⊥x轴于点E,
第39页(共201页)
∵A(﹣1,0),C(1,4), ∴OA=1,OE=1,CE=4.
∴OA=OE,AC=√𝐴𝐸2+𝐶𝐸2=2√5. ∵FO⊥AB,CE⊥AB, ∴FO∥CE,
∴OF=2CE=2,F为AC的中点. ∵△DAC是以AC为底的等腰三角形, ∴DF⊥AC. ∵FO⊥AD, ∴△AFO∽△FDO. ∴
𝐴𝑂𝑂𝐹12
1
=
𝑂𝐹𝑂𝐷2
.
∴=
𝑂𝐷
.
∴OD=4. ∴D(4,0).
设直线CD的解析式为y=kx+m, 𝑘+𝑚=4∴{, 4𝑘+𝑚=0𝑘=−3解得:{.
16𝑚=
34
∴直线CD的解析式为y=−3𝑥+3. 𝑦=−3𝑥+3∴{,
2
𝑦=−𝑥+2𝑥+3
第40页(共201页)
416
416
𝑥2=𝑥1=13. 解得:{,{
20𝑦1=4
𝑦2=
97
∴P(,3
7209
).
(3)过点P作PH⊥AB于点H,如下图,
则OH=,PH=∵OD=4,
∴HD=OD﹣OH=3, ∴PD=√𝑃𝐻2+𝐻𝐷2=
25
. 920
5
7320, 9∴PC=CD﹣PD=5−9=9. 由(2)知:AC=2√5.
设AF=x,AE=y,则CE=2√5−y. ∵DA=DC, ∴∠DAB=∠C.
∵∠CAB+∠AEF+∠AFE=180°, ∠AEF+∠PEF+∠CEP=180°, 又∵∠PEF=∠CAB, ∴∠CEP=∠AFE. ∴△CEP∽△AFE. ∴
𝑃𝐶𝐴𝐸
20925
=
𝐸𝐶𝐴𝐹
.
∴
𝑦
=
2√5−𝑦. 𝑥
第41页(共201页)
∴x=−
929√599𝑦+y=−(𝑦−√5)2+. 201020494
∴当y=√5时,x即AF有最大值. ∵OA=1,
∴OF的最大值为−1=.
49
5
4∵点F在线段AD上,
∴点F的横坐标m的取值范围为﹣1<m≤.
4.(2021•绵阳)如图,二次函数y=﹣x2﹣2x+4﹣a2的图象与一次函数y=﹣2x的图象交于点A、B(点B在右侧),与y轴交于点C,点A的横坐标恰好为a.动点P、Q同时从原点O出发,沿射线OB分别以每秒√5和2√5个单位长度运动,经过t秒后,以PQ为对角线作矩形PMQN,且矩形四边与坐标轴平行. (1)求a的值及t=1秒时点P的坐标;
(2)当矩形PMQN与抛物线有公共点时,求时间t的取值范围;
(3)在位于x轴上方的抛物线图象上任取一点R,作关于原点(0,0)的对称点为R′,当点M恰在抛物线上时,求R′M长度的最小值,并求此时点R的坐标.
5
4
【解答】解:(1)由题意知,交点A坐标为(a,﹣2a),代人y=﹣x2﹣2x+4﹣a2, 解得:a=−√2,
抛物线解析式为:y=﹣x2﹣2x+2,
当t=1秒时,OP=√5,设P的坐标为(x,y), 𝑥2+𝑦2=(√5)2则{, 𝑦=−2𝑥
第42页(共201页)
𝑥=1𝑥=−1解得{或{(舍去),
𝑦=−2𝑦=2∴P的坐标为(1,﹣2);
(2)经过t秒后,OP=√5t,OQ=2√5t,
由(1)方法知,P的坐标为(t,﹣2t),Q的坐标为(2t,﹣4t),
由矩形PMQN的邻边与坐标轴平行可知,M的坐标为(2t,﹣2t),N的坐标为(t,﹣4t), 矩形PMQN在沿着射线OB移动的过程中,点M与抛物线最先相交,如图1, 然后公共点变为2个,点N与抛物线最后相离,然后渐行渐远,如图2, 将M(2t,﹣2t)代入y=﹣x2﹣2x+2,得2t2+t﹣1=0, 解得:t=,或t=﹣1(舍),
将N(1,﹣4t)代入y=﹣x2﹣2x+2,得(t﹣1)2=3, 解得:t=1+√3或t=1−√3(舍).
所以,当矩形PMQN与抛物线有公共点时, 时间t的取值范围是:≤t≤1+√3;
21
1
2(3)设R(m,n),则R关于原点的对称点为R'(﹣m,﹣n), 当点M恰好在抛物线上时,M坐标为(1,﹣1), 过R'和M作坐标轴平行线相交于点S,如图3, 则R'M=√𝑀𝑆2+𝑅′𝑆2=√(−𝑚−1)2+(−𝑛+1)2, 又∵n=﹣m2﹣2m+2得(m+1)2=3﹣n, 消去m得:R'M=√(𝑚+1)2+(𝑛−1)2 =√(3−𝑛)+(𝑛−1)2 =√𝑛2−3𝑛+4 =√(𝑛−2)2+4,
当n=时,R'M长度的最小值为此时,n=﹣m2﹣2m+2=, 解得:m=﹣1±
√6, 2
3232√7, 2
37√63
∴点R的坐标是(﹣1±,).
22
第43页(共201页)
5.(2021•日照)已知:抛物线y=ax2+bx+c经过A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3)三点. (1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点P为直线BC上方抛物线上任意一点,连PC、PB、PO,PO交直线BC
第44页(共201页)
于点E,设
𝑃𝐸
𝑂𝐸
=k,求当k取最大值时点P的坐标,并求此时k的值.
(3)如图2,点Q为抛物线对称轴与x轴的交点,点C关于x轴的对称点为点D. ①求△BDQ的周长及tan∠BDQ的值;
②点M是y轴负半轴上的点,且满足tan∠BMQ=(t为大于0的常数),求点M的坐标.
1
𝑡
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c经过A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3), ∴设y=a(x+1)(x﹣3),将C(0,3)代入,得a(0+1)(0﹣3)=3, 解得:a=﹣1,
∴y=﹣(x+1)(x﹣3)=﹣x2+2x+3, ∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3;
(2)如图1,过点P作PH∥y轴交直线BC于点H, ∴△PEH∽△OEC, ∴∵
𝑃𝐸𝑂𝐸𝑃𝐸𝑂𝐸
=
𝑃𝐻𝑂𝐶
,
=k,OC=3,
1
∴k=3PH,
设直线BC的解析式为y=kx+n, ∵B(3,0),C(0,3), 3𝑘+𝑛=0∴{, 𝑛=3𝑘=−1
解得:{,
𝑛=3
第45页(共201页)
∴直线BC的解析式为y=﹣x+3, 设点P(t,﹣t2+2t+3),则H(t,﹣t+3), ∴PH=﹣t2+2t+3﹣(﹣t+3)=﹣t2+3t, ∴k=3(﹣t2+3t)=−3(t−2)2+4, ∵−3<0,
∴当t=时,k取得最大值,此时,P(,4
2
3
23
3
1
11
1
3
3
);
(3)①如图2,过点Q作QT⊥BD于点T,则∠BTQ=∠DTQ=90°, ∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4, ∴抛物线对称轴为直线x=1, ∴Q(1,0),
∴OQ=1,BQ=OB﹣OQ=3﹣1=2, ∵点C关于x轴的对称点为点D, ∴D(0,﹣3), ∵B(3,0), ∴OB=OD=3, ∵∠BOD=90°,
∴DQ=√𝑂𝑄2+𝑂𝐷2=√12+32=√10, BD=𝑐𝑜𝑠∠𝐷𝐵𝑂=𝑐𝑜𝑠45°=3√2,
∴△BDQ的周长=BQ+DQ+BD=2+√10+3√2; 在Rt△OBD中,∵∠BOD=90°,OB=OD, ∴∠DBO=∠BDO=45°, ∵∠BTQ=90°,
∴△BQT是等腰直角三角形,
∴QT=BT=BQ•cos∠DBO=2•cos45°=√2, ∴DT=BD﹣BT=3√2−√2=2√2, ∴tan∠BDQ=𝐷𝑇=
𝑄𝑇
√2𝑂𝐵3
2√2=2;
1
②设M(0,﹣m),则OM=m,
BM=√𝑂𝐵2+𝑂𝑀2=√32+𝑚2=√9+𝑚2,
第46页(共201页)
MQ=√𝑂𝑄2+𝑂𝑀2=√1+𝑚2, ∵tan∠BMQ=𝑡, ∴
𝑄𝑇𝑀𝑇
1
=,
𝑡
1
∴MT=t•QT, ∵QT2+MT2=MQ2,
∴QT2+(t•QT)2=(√1+𝑚2)2, ∴QT=
√1+𝑚2√1+𝑡
2,MT=
𝑡√1+𝑚2
√1+𝑡
2,
∵cos∠QBT=cos∠MBO, ∴
𝐵𝑇𝐵𝑄
=
𝑂𝐵𝐵𝑀6,即𝐵𝑇2
=
3√𝑚2+9,
∴BT=
√𝑚2+9
,
∵BT+MT=BM, ∴6√𝑚2+9+
𝑡√1+𝑚2√1+𝑡2=
√9+𝑚2,
整理得,(m2+3)2=4t2m2, ∵t>0,m>0,
∴m2+3=2tm,即m2﹣2tm+3=0,
当Δ=(﹣2t)2﹣4×1×3=4t2﹣12≥0,即t≥√3时,
2𝑡±√4𝑡2−12m==t±√𝑡2−3, 2∴M(0,√𝑡2−3−t)或(0,−√𝑡2−3−t).
第47页(共201页)
6.(2021•沈阳)如图,平面直角坐标系中,O是坐标原点,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),点B坐标是(3,0).抛物线与y轴交于点C(0,3),点P是抛物线的顶点,连接PC.
(1)求抛物线的函数表达式并直接写出顶点P的坐标.
(2)直线BC与抛物线对称轴交于点D,点Q为直线BC上一动点. ①当△QAB的面积等于△PCD面积的2倍时,求点Q的坐标;
②在①的条件下,当点Q在x轴上方时,过点Q作直线l垂直于AQ,直线y=x−交直线l于点F,点G在直线y=3x−3上,且AG=AQ时,请直接写出GF的长.
1
7
1
373第48页(共201页)
【解答】解(1)由题意得, {𝑐=3,−9+3𝑏+𝑐=0, ∴b=2, ∴y=﹣x2+2x+3 =﹣((x﹣1)2+4, ∴P(1,4). (2)①如图1,
作CE⊥PD于E,
∵C (0,3),B (3,0), ∴直线BC:y=﹣x+3,
∴D(1,2),可设Q(a,3﹣a), ∴CE=PE=DE,
∴△PCD是等腰直角三角形, ∴S1
1
△PCD=2PD•CE=2×2×1=1, ∴1
2AB•|3﹣a|=2,
第49页(共201页)
∴×4•|3﹣a|=2,
2
1
∴a=2或a=4.
∴Q(2,1)或(4,﹣1). ②如图2,
设G(m,m−),
31
7
3由AG2=AQ2得,
(m+1)2+(𝑚−)2=(2+1)2+12, 化简,得 5m2+2m﹣16=0, ∴m1=﹣2,m2=,
∴G1(﹣2,﹣3),G2(,−),
58
9
5851373作QH⊥AB于H, ∵AQ⊥QF, ∴△AHQ∽△QHM, ∴QH2=AH•HM, 即:12=3•HM, ∴HM=3, ∴M(,0),
371
设直线QM是:y=kx+b,
第50页(共201页)
∴{7
32𝑘+𝑏=1
,
𝑘+𝑏=0
∴k=﹣3,b=7, ∴y=﹣3x+7, 𝑦=−3𝑥+7由{17得, 𝑦=𝑥−
33x=5,y=−5 ∴F(
145
147
,−)
1478
+2)2+(3−)2=√10, 55575∴G1F=√(G2F=√(
1482972
−)+(−)2=√10. 555557.(2021•滨州)如下列图形所示,在平面直角坐标系中,一个三角板的直角顶点与原点O重合,在其绕原点O旋转的过程中,两直角边所在直线分别与抛物线y=2x2相交于点A、B(点A在点B的左侧).
(1)如图1,若点A、B的横坐标分别为﹣3、,求线段AB中点P的坐标;
34
1
(2)如图2,若点B的横坐标为4,求线段AB中点P的坐标;
(3)如图3,若线段AB中点P的坐标为(x,y),求y关于x的函数解析式; (4)若线段AB中点P的纵坐标为6,求线段AB的长.
【解答】解:(1)∵点A、B在抛物线y=2x2上,点A、B的横坐标分别为﹣3、,
3
第51页(共201页)
1
4
∴当x=﹣3时,y=
4119411168
×(﹣3)2=×9=,当x=时,y=×()2=×=, 222322993
9
43
2
即点A的坐标为(﹣3,),点B的坐标为(,),
作AC⊥x轴于点C,作BD⊥x轴于点D,作PE⊥x轴于点E,如右图1所示, 则AC∥BD∥PE, ∵点P为线段AB的中点, ∴PA=PB,
由平行线分线段成比例,可得EC=ED, 设点P的坐标为(x,y), 则x﹣(﹣3)=∴x=
4
3+(−3)
4
−x, 35
2=−6,
982+9同理可得,y=2=36, ∴点P的坐标为(−6,
5
9736
97
);
(2)∵点B在抛物线y=2x2上,点B的横坐标为4, ∴点B的纵坐标为:y=
1
×42=8, 21
∴点B的坐标为(4,8), ∴OD=4,DB=8,
作AC⊥x轴于点C,作BD⊥x轴于点D,如右图2所示, ∵∠AOB=90°,∠ACO=90°,∠ODB=90°,
∴∠AOC+∠BOD=90°,∠BOD+∠OBD=90°,∠ACO=∠ODB, ∴∠AOC=∠OBD, ∴△AOC∽△OBD, ∴
𝐴𝐶𝑂𝐷
=
𝐶𝑂𝐷𝐵
,
12设点A的坐标为(a,a),
2
∴CO=﹣a,AC=2a2, ∴
12𝑎21
4
=
−𝑎8
,
解得a1=0(舍去),a2=﹣1,
第52页(共201页)
∴点A的坐标为(﹣1,),
2
1
∴中点P的横坐标为:
−1+42
∴线段AB中点P的坐标为(,
2
2
317
4
=,纵坐标为
);
3
8+2
1
2=
174
,
(3)作AC⊥x轴于点C,作BD⊥x轴于点D,如右图3所示, 由(2)知,△AOC∽△OBD, ∴
𝐴𝐶𝑂𝐷
=
𝐶𝑂𝐷𝐵
,
1212
设点A的坐标为(a,a),点B的坐标为(b,b),
22
∴
12
𝑎2−𝑎
=
12, 𝑏2
𝑏
解得,ab=﹣4,
∵点P(x,y)是线段AB的中点,
12122
𝑎+𝑏𝑎2+𝑏(𝑎+𝑏)−2𝑎𝑏2𝑎+2𝑏∴x=,y===, 22442
∴a+b=2x,
(2𝑥)−2×(−4)
∴y==x2+2,
42
即y关于x的函数解析式是y=x2+2; (4)当y=6时,6=x2+2, ∴x2=4,
∵OP=√𝑥2+𝑦2=√4+62=2√10,△AOB是直角三角形,点P时斜边AB的中点, ∴AB=2OP=4√10, 即线段AB的长是4√10.
第53页(共201页)
8.(2021•潍坊)如图,在直角坐标系中,O为坐标原点,抛物线的顶点为M(2,−3),抛物线与x轴的一个交点为A(4,0),点B(2,2√3)与点C关于y轴对称. (1)判断点C是否在该抛物线上,并说明理由;
第页(共201页)
2√3
(2)顺次连接AB,BC,CO,判断四边形ABCO的形状并证明;
(3)设点P是抛物线上的动点,连接PA、PC、AC,△PAC的面积S随点P的运动而变化,请探究S的大小变化并填写表格①~④处的内容;当S的值为②时,求点P的横坐标的值.
直线AC的函数表达
式
① y=−3x+3
②
√3S取的一个特殊值 满足条件的P点的个
数
S的可能取值范围
4√36
9√32
4个 3个 2个
③ 0<S<\\
9√3 2
10
④ S>9√3 2
【解答】解:(1)设抛物线解析式为y=a(x﹣2)2−得:0=a(4﹣2)2−3, 解得:a=6, ∴抛物线解析式为y=
√3√32√3,将A(4,0)代入, 32√36(x﹣2)2−
2√3√322√3=x−x, 363∵点B(2,2√3)与点C关于y轴对称, ∴C(﹣2,2√3),
当x=﹣2时,y=6(﹣2﹣2)2−3=2√3, ∴点C在该抛物线y=6(x﹣2)2−3上; (2)四边形ABCO是菱形.
第55页(共201页)
√3√32√32√3
证明:∵B(2,2√3),C(﹣2,2√3), ∴BC∥x轴,BC=2﹣(﹣2)=4, ∵A(4,0), ∴OA=4, ∴BC=OA,
∴四边形ABCO是平行四边形, ∵OC=√(−2−0)2+(2√3−0)2=4, ∴OC=OA,
∴四边形ABCO是菱形.
(3)①设直线AC的函数表达式为y=kx+b, ∵A(4,0),C(﹣2,2√3), 4𝑘+𝑏=0∴{, −2𝑘+𝑏=2√3解得:{
𝑘=−
3, 4√3𝑏=3√3√3∴直线AC的函数表达式为y=−3x+3; 故答案为:y=−3x+3;
②当点P在直线AC下方的抛物线上时,如图2,
√322√3设P(t,t−3t),过点P作PH∥y轴交直线AC于点H,
6
√34√34√3则H(t,−
√33t+
4√3), 3√32√3√3√3∴PH=−3t+3−(t2−3t)=−6t2+3t+3,
6∵满足条件的P点有3个,
∴在直线AC下方的抛物线上只有1个点P,即S△PAC的值最大,
∵S△PAC=S△PHC+S△PHC=2PH•[4﹣(﹣2)]=3PH=3(−6t2+3t+3)=−2(t﹣1)
2
√34√34√31√3√34√3√3+2,
9√32
9√3∴当t=1时,S△PAC取得最大值故答案为:
,
9√32
;
第56页(共201页)
③由②知,当0<S<9√3时,在直线AC下方的抛物线上有2个点P,满足S△PAC=S, 2在直线AC上方的抛物线上一定有2个点P,满足S△PAC=S, ∴满足条件S△PAC=S的P点有4个,符合题意. 故答案为:0<S<2;
④∵满足条件S△PAC=S的P点只有2个,而在直线AC上方的抛物线上一定有2个点P,满足S△PAC=S,
∴在直线AC下方的抛物线上没有点P,满足S△PAC=S, 由②知,当S>故答案为:S>9√3时,在直线AC下方的抛物线上没有点P,满足S△PAC=S,符合题意. 29√3. 29√3
9.(2021•盘锦)如图,抛物线y=−2x2+2x+6与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,直线y=x﹣2与y轴交于点D,与x轴交于点E,与直线BC交于点F. (1)点F的坐标为 (4,2) ;
第57页(共201页)
1
(2)如图1,点P为第一象限抛物线上的一点,PF的延长线交OB于点Q,PM⊥BC于点M,QN⊥BC于点N,若
𝑃𝑀𝑄𝑁
=
114
,求点P的坐标;
(3)如图2,点S为第一象限抛物线上的一点,且点S在射线DE上方,动点G从点E出发,沿射线DE方向以每秒4√2个单位长度的速度运动,当SE=SG,且tan∠SEG=时,求点G的运动时间t.
1
2
【解答】解:(1)在抛物线y=−x2+2x+6中, 令y=0,则−2x2+2x+6=0, ∴x=﹣2或x=6, ∴A(﹣2,0),B(6,0), 令x=0,则y=6, ∴C(0,6),
在直线y=x﹣2,令y=0,则x=2, ∴E(2,0), 令x=0,则y=﹣2, ∴D(0,﹣2),
设直线BC的解析式为y=kx+b, 𝑏=6∴{, 6𝑘+𝑏=0𝑘=−1∴{, 𝑏=6∴y=﹣x+6, 𝑦=−𝑥+6联立{,
𝑦=𝑥−2𝑥=4解得{,
𝑦=2∴F(4,2),
第58页(共201页)
1
21
故答案为(4,2);
(2)如图1,过点P作PG⊥x轴于点G,过点F作FH⊥x轴交于点H,
∵PM⊥BC,QN⊥BC, ∴∠PMF=∠QNF, ∴△PMF∽△QNF, ∴∵∴
𝑃𝑀𝑄𝑁𝑃𝑀𝑄𝑁𝑃𝐹𝑄𝐹
===
𝑃𝐹𝑄𝐹114114
,
,
,
∵FH∥PG, ∴
𝐹𝑄𝑃𝑄
=
𝐹𝐻𝑃𝐺
=
4
15
,
∵FH=2, ∴PG=2, ∴P点纵坐标为∴−x2+2x+6=
12152
15
,
15, 2∴x=1或x=3, ∴P(1,
152
)或P(3,
152
);
(3)如图2,过点S作SK⊥EG于点K,SH⊥x轴于点H,交EG于点L,
第59页(共201页)
由题意得,EG=4√2t, ∵SE=SG,
∴EK=GK=EG=2√2t, 在Rt△SEK中,tan∠SEG=∴SK=√2t,
∵E(2,0),D(0,﹣2), ∴OE=OD,
∴△ODE是等腰直角三角形, ∴∠OED=45°, ∴∠KEH=∠OED=45°, ∴△EHL为等腰直角三角形, ∴LK=SK=√2t,SL=√2SK=2t, ∴EL=EK﹣LK=√2t, ∴EH=LH=t,
∴OH=OE+EH=t+2,SH=SL+LH=3t, ∴S(t+2,3t),
∴−(t+2)2+2(t+2)+6=3t, ∴t=2或t=﹣8(舍), ∴点G的运动时间为2s.
10.(2021•河池)在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣(x﹣1)2+4与x轴交于A,B两点(A在B的右侧),与y轴交于点C. (1)求直线CA的解析式;
(2)如图,直线x=m与抛物线在第一象限交于点D,交CA于点E,交x轴于点F,
第60页(共201页)
1
2𝑆𝐾1
=, 𝐸𝐾212
DG⊥CA于点G,若E为GA的中点,求m的值.
(3)直线y=nx+n与抛物线交于M(x1,y1),N(x2,y2)两点,其中x1<x2.若x2﹣x1>3且y2﹣y1>0,结合函数图象,探究n的取值范围.
【解答】解:(1)在y=﹣(x﹣1)2+4中,令x=0得y=3,令y=0得x=﹣1或3, ∴A(3,0),B(﹣1,0),C(0,3),
0=3𝑘+𝑏设直线CA的解析式为y=kx+b,则{,
3=𝑏𝑘=−1解得{,
𝑏=3
∴直线CA的解析式为y=﹣x+3;
(2)∵直线x=m与抛物线在第一象限交于点D,交CA于点E,交x轴于点F, ∴D(m,﹣(m﹣1)2+4),且0<m<3,E(m,﹣m+3),F(m,0), ∴AF=3﹣m,DE=﹣(m﹣1)2+4﹣(﹣m+3)=﹣m2+3m, ∵A(3,0),C(0,3),
∴∠EAF=45°,△EAF是等腰直角三角形, ∴AE=√2AF=3√2−√2m,∠DEG=∠AEF=45°, ∴△DEG是等腰直角三角形, ∴DE=√2GE, ∵E为GA的中点, ∴GE=AE=3√2−√2m, ∴﹣m2+3m=√2(3√2−√2m), 解得m=2或m=3,
∵m=3时,D与A重合,舍去, ∴m=2;
第61页(共201页)
𝑦=𝑛𝑥+𝑛𝑥=−1𝑥=3−𝑛
(3)由{得{或{,
𝑦=−𝑛2+4𝑛𝑦=−(𝑥−1)2+4𝑦=0①若3﹣n>﹣1,即n<4,如图:
∵x2﹣x1>3且y2﹣y1>0,
∴3﹣n﹣(﹣1)>3,且﹣n2+4n﹣0>0, 解得0<n<1;
②若3﹣n<﹣1,即n>4,同理可得: ﹣1﹣(3﹣n)>3且0﹣(﹣n2+4n)>0, 解得n>7,
综上所述,n的取值范围是0<n<1或n>7.
11.(2021•朝阳)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴分别交于点A(﹣1,0)和点B,与y轴交于点C(0,3). (1)求抛物线的解析式及对称轴;
(2)如图1,点D与点C关于对称轴对称,点P在对称轴上,若∠BPD=90°,求点P的坐标;
(3)点M是抛物线上位于对称轴右侧的点,点N在抛物线的对称轴上,当△BMN为等边三角形时,请直接写出点M的横坐标.
𝑐=3
【解答】解:(1)把A(﹣1,0),点C(0,3)的坐标代入y=﹣x2+bx+c,得到{,
−1−𝑏+𝑐=0
第62页(共201页)
𝑏=2解得{,
𝑐=3
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3,对称轴x=−
(2)如图1中,连接BD,设BD的中点T,连接PT,设P(1,m).
2
=1. −2
∵点D与点C关于对称轴对称,C(0,3), ∴D(2,3), ∵B(3,0),
∴T(,),BD=√(3−2)2+32=√10,
2
25
3
∵∠NPD=90°,DT=TB, ∴PT=2BD=2, ∴(1−)2+(m−)2=(解得m=1或2, ∴P(1,1)或(1,2).
(3)当点M在第一象限时,△BMN是等边三角形,过点B作BT⊥BN交NM的延长线于T,设N(1,t),设抛物线的对称轴交x轴于E.
5
232√102
), 2
1
√10
∵△BMN是等边三角形,
第63页(共201页)
∴∠NMB=∠NBM=60°, ∵∠NBT=90°,
∴∠MBT=30°,BT=√3BN, ∵∠NMB=∠MBT+∠BTM=60°, ∴∠MBT=∠BTM=30°, ∴MB=MT=MN,
∵∠NBE+∠TBJ=90°,∠TBJ+∠BTJ=90°, ∴∠NBE=∠BTJ, ∵∠BEN=∠TJB=90°, ∴△BEN∽△TJB, ∴
𝑇𝐽𝐸𝐵
=
𝐵𝐽𝐸𝑁
=
𝐵𝑇𝐵𝑁
=
√3,
∴BJ=√3t,TJ=2√3, ∴T(3+√3t,2√3), ∵NM=MT, ∴M(
4+√3𝑡2√3+𝑡,), 22
∵点M在y=﹣x2+2x+3上, ∴
2√3+𝑡4+√3𝑡24+√3𝑡=−()+2×+3,
222
整理得,3t2+(4√3+2)t﹣12+4√3=0, 解得t=﹣2√3(舍弃)或∴M(
9−√34√3−1,). 33
2√3−2, 3
如图3﹣2中,当点M在第四象限时,设N(1,n),过点B作BT⊥BN交NM的延长线于T.
第页(共201页)
同法可得T(3−√3n,﹣2√3),M(则有
4−√3𝑛2
,𝑛−2√3), 2
𝑛−2√34−√3𝑛24−√3𝑛=−()+2×2+3, 22
整理得,3n2+(2﹣4√3)n﹣12﹣4√3=0, 解得n=
−2√3−2或2√3(舍弃), 39+√3−4√3−1∴M(,),
33
综上所述,满足条件的点M的横坐标为
9−√33
或
9+√33
.
12.(2021•镇江)将一张三角形纸片ABC放置在如图所示的平面直角坐标系中,点A(﹣6,0),点B(0,2),点C(﹣4,8),二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象经过点A,B,该抛物线的对称轴经过点C,顶点为D. (1)求该二次函数的表达式及点D的坐标;
(2)点M在边AC上(异于点A,C),将三角形纸片ABC折叠,使得点A落在直线AB上,且点M落在边BC上,点M的对应点记为点N,折痕所在直线l交抛物线的对称轴于点P,然后将纸片展开.
①请作出图中点M的对应点N和折痕所在直线l;(要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
②连接MP,NP,在下列选项中:A.折痕与AB垂直,B.折痕与MN的交点可以落在抛物线的对称轴上,C.
𝑀𝑁𝑀𝑃
=,D.
2
3𝑀𝑁𝑀𝑃
=
√2,所有正确选项的序号是 A,D .
③点Q在二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象上,当△PDQ∼△PMN时,求点Q的坐标.
36𝑎−6𝑏+2=0
【解答】解(1)由题意得:{𝑐=2,
𝑏
−2𝑎=−4
第65页(共201页)
解之得:a=,b=,c=2, ∴y=𝑥2+𝑥+2,
∴当x=﹣4时,y=6×(−4)2+3×(−4)+2=−3, ∴D(﹣4,−).
(2)①如图1中,点N,直线l即为所求.
2
31
4
2
1313
②如图2中,设线段MN的垂直平分线交抛物线对称轴于P,交MN于点Q,过点M作MH⊥CD,过点Q作QJ⊥CD于J,QT⊥MH于T. 由题意A(﹣6,0),B(0,2),C(﹣4,8),
∴直线AC的解析式为y=4x+24,直线AB的解析式为y=3x+2,直线BC的解析式为y=−2x+2, ∵MN∥AB,
3
1
第66页(共201页)
∴可以假设直线MN的解析式为y=x+t,
3𝑡−721𝑥=𝑦=3𝑥+𝑡11, 由{,解得{12𝑡−24𝑦=4𝑥+24𝑦=113𝑡−7212𝑡−24
13∴M(
1111312−6𝑡𝑦=−2𝑥+2𝑥=11由{.解得{, 14+9𝑡
𝑦=3𝑥+𝑡𝑦=1112−6𝑡4+9𝑡
,),
∴N(
1122
,
11
),
∴Q(
−60−3𝑡
,
21𝑡−2022
),
∵QJ⊥CD,QT⊥MH, ∴QJ=
−60−3𝑡28−3𝑡21𝑡−2024𝑡−4828−3𝑡
+4=,QT=−=, 2222222222∴QJ=QT,
∵∠PJQ=∠MTQ=90°,∠QPJ=∠QMT,QJ=QT, ∴△PJQ≌△MTQ(AAS), ∴PQ=MQ, ∵∠PQM=90°,
∴∠PMN=∠MPQ=45°, ∵PM=PN,
∴∠PMN=∠PNM=45°, ∴∠MPN=90°,
∴△PMN是等腰直角三角形, ∴
𝑀𝑁𝑀𝑃
=
√2,故选项D正确,B,C错误,
∵将三角形纸片ABC折叠,使得点A落在直线AB上,且点M落在边BC上, ∴折痕与AB垂直,故选项A正确, 故答案为:A,D.
③设P(﹣4,m).
第67页(共201页)
∵△PDQ∽△PMN,△PMN是等腰直角三角形, ∴△PDQ是等腰直角三角形, ∴∠DPQ=90°,DP=PQ=m+, ∴Q(﹣4+m+,m),即Q(−
1
32310
+m,m), 31610410
+m)2+(−+m)+2, 3332
3把Q的坐标代入y=𝑥2+𝑥+2,得到,m=(−整理得,9m2﹣42m﹣32=0, 解得m=
162
或−(舍弃), 33163
∴Q(2,),
163
根据对称性可知Q′(﹣10,)也满足条件,
163
综上所述,满足条件的点Q的坐标为(2,)或(﹣10,
3
163
).
13.(2021•锦州)如图1,在平面直角坐标系中,直线y=4x+1分别与x轴、y轴交于点A,C,经过点C的抛物线y=x2+bx+c与直线y=x+1的另一个交点为点D,点D的横坐标为6.
(1)求抛物线的表达式. (2)M为抛物线上的动点.
①N为x轴上一点,当四边形CDMN为平行四边形时,求点M的坐标;
②如图2,点M在直线CD下方,直线OM(OM∥CD的情况除外)交直线CD于点B,作直线BD关于直线OM对称的直线BD′,当直线BD′与坐标轴平行时,直接写出点M的横坐标.
1
434第68页(共201页)
【解答】解:(1)令x=0,则y=4x+1=1, ∴C点坐标为(0,1), 令y=0,则𝑥+1=0,
43
3
∴𝑥=−,
∴A点坐标为(−3,0), 令x=6,则y=𝑥+1=
113
411, 24
43∴D点坐标为(6,2),
将C,D两点坐标代入到抛物线解析式中得, 𝑐=1
11, {
9+6𝑏+𝑐=
23
解得{𝑏=−4,
𝑐=1
∴抛物线的表达式为:y=4𝑥2−4𝑥+1; (2)①设N(n,0),
∵四边形CDMN为平行四边形, ∴由平移与坐标关系可得M(n+6,),
29
13
∵点M在抛物线上, ∴(𝑛+6)2−
41
34
(𝑛+6)+1=2,
9
∴n2+9n+4=0, ∴n=
−9±√65, 2−9+√659−9−√659
,)或(,); 2222
∴点M的坐标为(
②第一种情况:如图1,当BD′∥x轴时,分别过A,D作x轴的垂线,垂足分别为H,Q,
第69页(共201页)
在直角△ADQ中,AQ=6+=∴tan∠DAQ=
𝐷𝑄3
=, 𝐴𝑄44
432211,DQ=, 32∴cos∠DAQ=5, ∵∠BAH=∠DAQ, ∴cos∠BAH=
𝐴𝐻4
=, 𝐴𝐵5∵直线BD与直线BD′关于直线OM对称, ∴∠DBM=∠D′BM, ∵BD′∥x轴,
∴∠HOB=∠D′BM=∠DBM, ∴AB=AO=, ∴
𝐴𝐻
43
43=,
516, 1512 53
4
4
∴AH=
∴OH=AH+AO=
12
令x=−5,则y=4𝑥+1=−5, ∴B点坐标为(−
124,−), 551
设直线OB的解析式为y=kx,代入点B得,k=3, ∴直线OB的解析式为y=3x, 𝑦=3𝑥
联立{,
123
𝑦=𝑥−𝑥+1
444𝑥1=
3,{𝑥2=3, 解得{
4𝑦2=1𝑦1=94
3
1
1
∴点M的横坐标为3或,
第二种情况,如图2,当BD′∥y轴时,设BD′交x轴于H, ∴∠COB=∠OBH,
∵直线BD与直线BD′关于直线OM对称,
第70页(共201页)
∴∠CBO=∠OBH=∠COB, ∴CB=CO=1, 过C作CE⊥BH于E, ∴CE∥x轴, ∴∠BCE=∠CAO, ∵tan∠CAO=
𝐶𝑂3
=, 𝐴𝑂44
∴cos∠CAO=5, ∴cos∠BCE=𝐵𝐶=5, ∴CE=𝐵𝐶=, ∴𝐵𝐸=√𝐵𝐶2−𝐶𝐸2=, ∵CE⊥BH,BH⊥x轴,
∴∠CEH=∠BHO=∠COH=90°, ∴四边形CEHO为矩形, ∴EH=CO=1,CE=OH=, ∴BH=BE+EH=5, ∴点B的坐标为(,),
5
88
4
535𝐶𝐸
4
∴直线OB的解析式为y=2x, 𝑦=2𝑥联立{, 13
𝑦=4𝑥2−4𝑥+1化简得,x211x+4=0, ∴𝑥=
11±√105, 2∵点M在直线CD下方, ∴x<6, ∴x=
11−√105, 211−√1052
∴点M的横坐标为,
第71页(共201页)
即点M的横坐标为3或或3
411−√1052
.
14.(2021•兴安盟)如图,直线y=x+2与抛物线y=ax+bx+6(a≠0)相交于点A(,)
2
2
2
15
和点B(4,m).抛物线与x轴的交点分别为H、K(点H在点K的左侧).点F在线段AB上运动(不与点A、B重合),过点F作直线FC⊥x轴于点P,交抛物线于点C. (1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,连接AC,是否存在点F,使△FAC是直角三角形?若存在,求出点F的坐标;若不存在,说明理由;
(3)如图2,过点C作CE⊥AB于点E,当△CEF的周长最大时,过点F作任意直线l,把△CEF沿直线l翻折180°,翻折后点C的对应点记为点Q,求出当△CEF的周长最大时,点F的坐标,并直接写出翻折过程中线段KQ的最大值和最小值.
第72页(共201页)
【解答】解:(1)∵直线y=x+2过点B(4,m), ∴m=4+2, 解得m=6, ∴B(4,6),
把点A和B代入抛物线的解析式,得:
115𝑎+𝑏+6={422,
16𝑎+4𝑏+6=6𝑎=2解得{,
𝑏=−8
∴抛物线的解析式为𝑦=2𝑥2−8𝑥+6; (2)存在点F,使△FAC为直角三角形,
设F(n,n+2),直线AB与x轴交于M,则M(﹣2,0),直线AB与y轴交于点N,则N(0,2),
∵FC∥y轴,
∴C(n,2n2﹣8n+6),
∵直线y=x+2与x轴的交点为M(﹣2,0),与y轴交点为N(0,2), ∴OM=ON=2, ∴∠ONM=45°, ∵FC∥y轴,
∴∠AFC=∠ONM=45°,
若△FAC为直角三角形,则分两种情况讨论: (i)若点A为直角顶点,即∠FAC=90°, 过点A作AD⊥FC于点D, 在Rt△FAC中,
第73页(共201页)
∵∠AFC=45°, ∴AF=AC, ∴DF=DC, ∴AD=2FC,
∵n−2=2[(𝑛+2)−(2𝑛2−8𝑛+6)], 化简得:2n2﹣7n+3=0,
解得:n1=3,𝑛2=(与A重合舍去), ∴F(3,5),
(ii)若点C为直角顶点,即∠FCA=90°,则AC∥x轴,
1
21
11
在Rt△FAC中, ∵∠AFC=45°, ∴AC=CF,
∴n−2=(n+2)﹣(2n2﹣8n+6, 化简得:4n2﹣16n+7=0, 解得:𝑛1=,𝑛2=(舍去), ∴F(,
27
1127
2121
),
72
112
综上所述:存在点 F(3,5)或(,(3)设F(c,c+2), ∵FC∥y轴, ∴C(c,2c2﹣8c+6),
),使△FAC为直角三角形;
第74页(共201页)
在Rt△FEC中, ∵∠AFC=45
∴EF=EC=CF•sin∠AFC=
√22⋅𝐶𝐹,
∴当CF最大时,△FEC的周长最大,
∵CF=(c+2)﹣(2c2﹣8c+6)=﹣2c2+9c﹣4=−2(𝑐−4)2+8, 又∵﹣2<0,
∴当𝑐=4时,CF最大即△FEC的周长最大,此时F点坐标为(4,4),
折叠过程中,当K,F,Q共线,且K和Q在F两侧时,KQ的最大,K和Q在F同侧时,KQ的最小,
∵CF=8−[2×(4)2−8×4+6]=8, 由(1)知点K的坐标为(3,0), ∴KF=√(
√2981729)+(3−)2=, 444949
9917
179949
∴KQ的最大值为CF+KF=8+
49√298,KQ的最小值为CF﹣KF=8−449√2984.
15.(2021•巴中)已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣2,0)、B(6,0)两点,与y轴交于点C(0,﹣3). (1)求抛物线的表达式;
(2)点P在直线BC下方的抛物线上,连接AP交BC于点M,当坐标及
𝑃𝑀
𝑃𝑀𝐴𝑀
最大时,求点P的
𝐴𝑀
的最大值;
(3)在(2)的条件下,过点P作x轴的垂线l,在l上是否存在点D,使△BCD是直角三角形,若存在,请直接写出点D的坐标;若不存在,请说明理由.
第75页(共201页)
【解答】解:(1)将点A(﹣2,0)、B(6,0)、C(0,﹣3)代入y=ax2+bx+c, 4𝑎−2𝑏+𝑐=0得{36𝑎+6𝑏+𝑐=0, 𝑐=−3𝑎=
4解得{𝑏=−1,
𝑐=−3∴y=x2﹣x﹣3;
(2)如图1,过点A作AE⊥x轴交直线BC于点E,过P作PF⊥x轴交直线BC于点F, ∴PF∥AE, ∴
𝑀𝑃𝐴𝑀
1
41
=
𝑃𝐹𝐴𝐸
,
设直线BC的解析式为y=kx+d, 6𝑘+𝑑=0∴{, 𝑑=−3∴{𝑘=
1
𝑑=−3
1
2,
∴y=2x﹣3,
设P(t,t﹣t﹣3),则F(t,t﹣3),
4
2
12
1
∴PF=t﹣3−t2+t+3=−t2+t, ∵A(﹣2,0), ∴E(﹣2,﹣4), ∴AE=4, ∴
𝑀𝑃𝐴𝑀
1
2141432=
𝑃𝐹𝐴𝐸
=
13−𝑡2+𝑡424
=−
916
12319t+8t=−16(t﹣3)2+16, 16
∴当t=3时,
𝑀𝑃
𝐴𝑀
有最大值,
第76页(共201页)
∴P(3,−
15); 415
(3)∵P(3,−4),D点在l上, 如图2,当∠CBD=90°时,
过点B作GH⊥x轴,过点D作DG⊥y轴,DG与GH交于点G,过点C作CH⊥y轴,CH与GH交于点H,
∴∠DBG+∠GDB=90°,∠DBG+∠CBH=90°, ∴∠GDB=∠CBH, ∴△DBG∽△BCH, ∴
𝐷𝐺𝐵𝐻
=
𝐵𝐺𝐶𝐻
,即=
3
3𝐵𝐺6
,
∴BG=6, ∴D(3,6);
如图3,当∠BCD=90°时, 过点D作DK⊥y轴交于点K,
∵∠KCD+∠OCB=90°,∠KCD+∠CDK=90°, ∴∠CDK=∠OCB, ∴△OBC∽△KCD, ∴
𝑂𝐵𝐾𝐶
=
𝑂𝐶𝐾𝐷
,即6
𝐾𝐶
=,
3
3
∴KC=6, ∴D(3,﹣9);
如图4,当∠BDC=90°时,
线段BC的中点T(3,−),BC=3√5, 设D(3,m), ∵DT=2BC, ∴|m+2|=2,
∴m=2−2或m=−2−2,
3√533√53∴D(3,−)或D(3,−2−2);
22
第77页(共201页)
3
21
33√53
3√53√53
综上所述:△BCD是直角三角形时,D点坐标为(3,6)或(3,﹣9)或(3,−(3,
3√52
3√53
−)或22−).
2
3
第78页(共201页)
16.(2021•淮安)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于点A(﹣3,0)和点B(5,0),顶点为点D,动点M、Q在x轴上(点M在点Q的左侧),在x轴下方作矩形MNPQ,其中MQ=3,MN=2.矩形MNPQ沿x轴以每秒1个单位长度的速度向右匀速运动,运动开始时,点M的坐标为(﹣6,0),当点M与点B重合时停止运动,设运动的时间为t秒(t>0). (1)b= −2 ,c= −4 .
(2)连接BD,求直线BD的函数表达式.
(3)在矩形MNPQ运动的过程中,MN所在直线与该二次函数的图象交于点G,PQ所在直线与直线BD交于点H,是否存在某一时刻,使得以G、M、H、Q为顶点的四边形是面积小于10的平行四边形?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由. (4)连接PD,过点P作PD的垂线交y轴于点R,直接写出在矩形MNPQ整个运动过程中点R运动的路径长.
1
15
1
4
【解答】解:(1)把A(﹣3,0)、B(5,0)代入y=4x2+bx+c,
91
−3𝑏+𝑐=0𝑏=−2, 得{4,解得{2515+5𝑏+𝑐=0𝑐=−44第79页(共201页)
1
故答案为:−,−
1
1
1215. 415
1
(2)∵y=4x2−2x−4=4(x﹣1)2﹣4, ∴该抛物线的顶点坐标为D(1,﹣4); 设直线BD的函数表达式为y=mx+n, 5𝑚+𝑛=0𝑚=1则{,解得{,
𝑛=−5𝑚+𝑛=−4∴y=x﹣5.
(3)存在,如图1、图2.
由题意得,M(t﹣6,0),Q(t﹣3,0), ∴G(t﹣6,t2−t+
41
7233),H(t﹣3,t﹣8); 4∵QM•QH<10,且QH≠0,
3(𝑡−8)<10
1434
∴{3(8−𝑡)<10,解得<t<3,且t≠8;
|𝑡−8|≠0
3
∵MG∥HQ,
∴当MG=HQ时,以G、M、H、Q为顶点的四边形是平行四边形, ∴|t2−2t+4|=|t﹣8|; 4
由t2−2t+4=t﹣8得,t2﹣18t+65=0, 4解得,t1=5,t2=13(不符合题意,舍去); 由t2−t+
41
7
233
=−t+8得,t2﹣10t+1=0, 41
7
33
1
7
33
解得,t1=5+2√6,t2=5﹣2√6(不符合题意,舍去), 综上所述,t=5或t=5+2√6.
(4)由(2)得,抛物线y=4x2−2x−4的对称轴为直线x=1, 过点P作直线x=1的垂线,垂足为点F,交y轴于点G, 如图3,点Q在y轴左侧,此时点R在点G的上方, 当点M的坐标为(﹣6,0)时,点R的位置最高, 此时点Q与点A重合,
∵∠PGR=∠DFP=90°,∠RPG=90°﹣∠FPD=∠PDF, ∴△PRG∽△DPF,
第80页(共201页)
1115
∴
𝑅𝐺𝑃𝐹
=
𝑃𝐺𝐷𝐹
,
∴RG=
𝑃𝐺⋅𝑃𝐹3×4
==6, 𝐷𝐹2∴R(0,4);
如图4,为原图象的局部入大图,
当点Q在y轴右侧且在直线x=1左侧,此时点R的最低位置在点G下方, 由△PRG∽△DPF, 得,
𝑅𝐺𝑃𝐹
=
𝑃𝐺𝐷𝐹
,
∴GR=𝐷𝐹;
设点Q的坐标为(r,0)(0<r<1),则P(r,﹣2), ∴GR=
𝑟(1−𝑟)1211121
=−r+r=−(r−)+8, 222221
18
𝑃𝐺⋅𝑃𝐹
∴当r=2时,GR的最大值为, ∴R(0,−
17); 8如图5,为原图象的缩小图,
当点Q在直线x=1右侧,则点R在点G的上方, 当点M与点B重合时,点R的位置最高, 由△PRG∽△DPF, 得,
𝑅𝐺𝑃𝐹
=
𝑃𝐺𝐷𝐹
,
8×7
∴GR=𝐷𝐹=2=28, ∴R(0,26), ∴4+
1717137
+26+=, 8841374
𝑃𝐺⋅𝑃𝐹
∴点R运动路径的长为.
第81页(共201页)
第82页(共201页)
17.(2021•鞍山)如图,抛物线y=ax2+bx﹣3交x轴于点A(﹣1,0),B(3,0),D是抛物线的顶点,P是抛物线上的动点,点P的横坐标为m(0≤m≤3),AE∥PD交直线l:y=2x+2于点E,AP交DE于点F,交y轴于点Q. (1)求抛物线的表达式;
(2)设△PDF的面积为S1,△AEF的面积为S2,当S1=S2时,求点P的坐标; (3)连接BQ,点M在抛物线的对称轴上(位于第一象限内),且∠BMQ=45°,在点P从点B运动到点C的过程中,点M也随之运动,直接写出点M的纵坐标t的取值范围.
1
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx﹣3交x轴于点A(﹣1,0),B(3,0), 𝑎−𝑏−3=0∴将A、B坐标分别代入抛物线解析式得:{,
9𝑎+3𝑏−3=0𝑎=1
解得:{,
𝑏=−2
∴抛物线的表达式为:y=x2﹣2x﹣3;
(2)如图,∵D是抛物线的顶点,抛物线的表达式为:y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4, ∴D(1,﹣4),
第83页(共201页)
∵AE∥PD交直线l:y=x+2于点E,P是抛物线上的动点,点P的横坐标为m(0≤m≤3),
∴△AEF∽△PDF,设E(e,e+2),P(m,m2﹣2m﹣3),
21
1
2又∵△PDF的面积为S1,△AEF的面积为S2,S1=S2, ∴△AEF≌△PDF,
∴AF=PF,EF=DF,即点F分别是AP、ED的中点,
又∵A(﹣1,0),P(m,m2﹣2m﹣3),E(e,e+2),D(1,﹣4),
2
𝑚−1𝑒+1
=22∴由中点坐标公式得:{2, 1
𝑚−2𝑚−3+02𝑒+2−4
=
221
解得:m1=0(与“AE∥PD”不符,应舍去),m2=2, ∴t2=,
∴P(,−4),E(,);
224
(3)①当点P与点B重合时,点Q与点O重合,此时t的值最大,如图2, 以OB为斜边在第一象限内作等腰直角△O′OB, 则O′(,),OO′=O′B=
2
23
3
3√2, 25
7
1
9
125
以O′为圆心,OO′为半径作⊙O′,交抛物线对称轴于点M(1,t), 过点O′作O′H⊥y轴于点H,则∠O′HM=90°, ∵O′H=2−1=2,O′M=OO′=2, ∴MH=√𝑂′𝑀2−𝑂′𝐻2=√(2)2−(2)2=2, ∴t=2+2=
3
√17313√213√2√173+√17, 2②当点P与点C重合时,点Q与点C重合,此时t的值最小,如图3, 连接BC,以O为圆心,OB为半径作⊙O交抛物线对称轴于点M, ∵OB=OC=3, ∴⊙O经过点C,
连接OM,设抛物线对称轴交x轴于点E, 则OM=OB=3,OE=1,
第84页(共201页)
∵∠MEO=90°,
∴ME=√𝑂𝑀2−𝑂𝐸2=√32−12=2√2, ∴t=2√2, 综上所述,2√2≤t≤
3+√17. 2
18.(2021•)在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A,B两点.与y轴交于点C.且点A的坐标为(﹣1,0),点C的坐标为(0,5). (1)求该抛物线的解析式;
第85页(共201页)
(2)如图(甲).若点P是第一象限内抛物线上的一动点.当点P到直线BC的距离最大时,求点P的坐标;
(3)图(乙)中,若点M是抛物线上一点,点N是抛物线对称轴上一点,是否存在点M使得以B,C,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)将A的坐标(﹣1,0),点C的坐(0,5)代入y=﹣x2+bx+c得: 0=−1−𝑏+𝑐𝑏=4{,解得{, 5=𝑐𝑐=5∴抛物线的解析式为y=﹣x2+4x+5;
(2)过P作PD⊥x轴于D,交BC于Q,过P作PH⊥BC于H,如图:
在y=﹣x2+4x+5中,令y=0得﹣x2+4x+5=0, 解得x=5或x=﹣1, ∴B(5,0),
∴OB=OC,△BOC是等腰直角三角形, ∴∠CBO=45°,
第86页(共201页)
∵PD⊥x轴,
∴∠BQD=45°=∠PQH, ∴△PHQ是等腰直角三角形, ∴PH=
𝑃𝑄, √2∴当PQ最大时,PH最大,
设直线BC解析式为y=kx+5,将B(5,0)代入得0=5k+5, ∴k=﹣1,
∴直线BC解析式为y=﹣x+5,
设P(m,﹣m2+4m+5),(0<m<5),则Q(m,﹣m+5), ∴PQ=(﹣m2+4m+5)﹣(﹣m+5)=﹣m2+5m=﹣(m−)2+∵a=﹣1<0,
255
∴当m=时,PQ最大为,
24
5
225, 4∴m=2时,PH最大,即点P到直线BC的距离最大,此时P(,
2
5
53
);
(3)存在,理由如下:
抛物线y=﹣x2+4x+5对称轴为直线x=2,
设M(s,﹣s2+4s+5),N(2,t),而B(5,0),C(0,5), ①以MN、BC为对角线,则MN、BC的中点重合,如图:
𝑠+25+0
=𝑠=322∴{2,解得{,
−𝑠+4𝑠+5+𝑡0+5𝑡=−3
=22∴M(3,8),
②以MB、NC为对角线,则MB、NC的中点重合,如图:
第87页(共201页)
𝑠+5∴{2=2+0
−𝑠22𝑠=−3+4𝑠+4+0𝑡+5,解得{,
2=
2𝑡=−21
∴M(﹣3,﹣16),
③以MC、NB为对角线,则MC、NB中点重合,如图:
𝑠+02+5{2=−𝑠22+4𝑠+5+5𝑡+0,解得{𝑠=7, 2=2𝑡=−11
∴M(7,﹣16);
综上所述,M的坐标为:(3,8)或(﹣3,﹣16)或(7,﹣第88页(共201页)
16).
19.(2021•德阳)如图,已知:抛物线y=x2+bx+c与直线l交于点A(﹣1,0),C(2,﹣3),与x轴另一交点为B. (1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线上找一点P,使△ACP的内心在x轴上,求点P的坐标;
(3)M是抛物线上一动点,过点M作x轴的垂线,垂足为N,连接BM.在(2)的条件下,是否存在点M,使∠MBN=∠APC?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)把点A(﹣1,0),C(2,﹣3)代入y=x2+bx+c, 0=1−𝑏+𝑐得到方程组:{,
−3=4+2𝑏+𝑐𝑏=−2解得{,
𝑐=−3
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3;
(2)作点C关于x轴的对称点C',则C'(2,3),连接AC'并延长与抛物线交与点P,由图形的对称性可知P为所求的点,
设直线AC'的解析式为y=mx+n, 0=−𝑚+𝑛由题意得:{,
3=2𝑚+𝑛𝑚=1
解得:{,
𝑛=1
第页(共201页)
∴直线AC'的解析式为y=x+1, 将直线和抛物线的解析式联立得: 𝑦=𝑥+1{, 𝑦=𝑥2−2𝑥−3
𝑥=4𝑥=−1
解得{1(舍去)或{2,
𝑦1=0𝑦2=5∴P(4,5); (3)存在点M,
过点P作x轴的垂线,由勾股定理得AP=√(4+1)2+52=5√2,
同理可求得AC=√(2+1)2+32=3√2,PC=√(4−2)2+(5+3)2=2√17,
∴AP2+AC2=PC2,∠PAC=90°, ∴tan∠APC=𝐴𝑃=5, ∵∠MBN=∠APC, ∴tan∠MBN=tan∠APC, ∴
𝑀𝑁𝐵𝑁
𝐴𝐶
3
=,
5
2
3
设点M(m,m﹣2m﹣3),则解得m=−5或m=−5,
2
8
|𝑚2−2𝑚−3||3−𝑚|
=(m≠3),
5
3
当m=−5时,m2﹣2m﹣3=(−5)2−2×(−5)−3=−25, ∴M(−,−
82551), 258
8
69
22251
当m=−5,m2﹣2m﹣3=(−5)2−2×(−5)−3=25, ∴M(−5,8
6925
),
2
51
8
69
∴存在符合条件的点M,M的坐标为(−5,−25),(−5,第90页(共201页)
25
).
20.(2021•百色)已知O为坐标原点,直线l:y=−x+2与x轴、y轴分别交于A、C两点,点B(4,2)关于直线l的对称点是点E,连接EC交x轴于点D. (1)求证:AD=CD;
(2)求经过B、C、D三点的抛物线的函数表达式;
(3)当x>0时,抛物线上是否存在点P,使S△PBC=S△OAE?若存在,求点P的坐标;若不存在,说明理由.
5
312
【解答】(1)证明:∵y=−2x+2与x轴、y轴分别交于A、C两点, ∴A(4,0),C(0,2), 由对称得∠ACD=∠ACB, ∵B(4,2),
∴四边形OABC是矩形, ∴OA∥BC, ∴∠BCA=∠OAC, ∴∠ACD=∠OAC, ∴AD=CD;
(2)解:设OD=m,由对称可得CE=BC=4,AE=AB=OC=2,∠AED=∠B=90°, ∴CD=AD=4﹣m,
在Rt△OCD中,OD2+OC2=CD2, ∴m2+22=(4﹣m)2, ∴m=2,
第91页(共201页)
1
3
∴D(,0),
2
3
设经过B、C、D三点的抛物线的函数表达式为:y=ax2+bx+c, 把B(4,2),C(0,2),D(,0)代入得:
23
𝑐=2
{16𝑎+4𝑏+𝑐=2, 93𝑎+𝑏+𝑐=042 𝑎=15解得:32.
𝑏=− 15{𝑐=2
∴经过B,C,D三点的抛物线的函数表达式为:y=
(3)解:存在,
过点E作EM⊥x轴于M,
8232
x−x+2; 15158
∵ED=EC﹣CD=EC﹣AD=OD=2, ∴S△AED=2AE•DE=2AD•EM, ∴×2×2=2×(4−2)EM,
21
3
1
3
1
1
3
∴EM=5,
设△PBC中BC边上的高为h, ∵S△PBC=3S△OAE, ∴×OA•EM=2BC•h,
353
2125
1
1
5
6
∴×
×4×5=2×4h,
第92页(共201页)
61
∴h=2,
∵C(0,2),B(4,2), ∴点P的纵坐标为0或4, ①y=0时,
8232
x−15x+2=0, 15
52解得:x1=,x2=; ②y=4时,解得:x3=
8232
x−15x+2=4, 15
324+√314−√31,x4=(舍去), 2232
52
4+√312
∴存在,点P的坐标为(,0)或(,0)或(,4).
21.(2021•抚顺)直线y=﹣x+3与x轴相交于点A,与y轴相交于点B,抛物线y=ax2+2x+c经过点A,B,与x轴的另一个交点为C. (1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点D是第一象限内抛物线上的一个动点,过点D作DE∥y轴交AB于点E,DF⊥AB于点F,FG⊥x轴于点G.当DE=FG时,求点D的坐标;
(3)如图2,在(2)的条件下,直线CD与AB相交于点M,点H在抛物线上,过H作HK∥y轴,交直线CD于点K.P是平面内一点,当以点M,H,K,P为顶点的四边形是正方形时,请直接写出点P的坐标.
【解答】解:(1)令x=0,则y=3, ∴B(0,3), 令y=0,则x=3, ∴A(3,0),
∵抛物线y=ax2+2x+c经过点A,B,
第93页(共201页)
9𝑎+6+𝑐=0∴{, 𝑐=3𝑎=−1∴{, 𝑐=3
∴抛物线解析式为y=﹣x2+2x+3; (2)设D(m,﹣m2+2m+3), ∵DE∥y轴交AB于点E, ∴E(m,﹣m+3), ∵OA=OB, ∴∠OAB=45°, ∴AG=FG, ∵DE=FG, ∴DE=AG,
连接GE,延长DE交x轴于点T, ∴四边形FGED是平行四边形, ∵DF⊥AB, ∴EG⊥AB,
∴△AEG为等腰直角三角形, ∴AT=ET=GT=3﹣m, ∴AG=FG=6﹣2m,
∴OG=3﹣(6﹣2m)=2m﹣3, ∴F点横坐标为2m﹣3, ∴FG=﹣2m+6,
∴DT=﹣2m+6+3﹣m=﹣3m+9, ∴﹣m2+2m+3=﹣3m+9, 解得m=2或m=3(舍), ∴D(2,3);
(3)令y=0,则﹣x2+2x+3=0, 解得x=3或x=﹣1, ∴C(﹣1,0),
设CD的解析式为y=kx+b,将C(﹣1,0)、D(2,3)代入,
第94页(共201页)
−𝑘+𝑏=0∴{, 2𝑘+𝑏=3𝑘=1∴{, 𝑏=1∴y=x+1, ∴∠ACM=45°, ∴CM⊥AM, 联立x+1=﹣x+3, 解得x=1, ∴M(1,2),
∵以点M,H,K,P为顶点的四边形是正方形,
①如图2,图3,当MH⊥MK时,H点在AB上,K点在CD上,
第95页(共201页)
∵H点在抛物线上, ∴H(3,0)或H(0,3), 当H(3,0)时,MH=2√2, ∴KH=4, ∴K(3,4)
∴HK的中点为(3,2),则MP的中点也为(3,2), ∴P(5,2);
当H(0,3)时,MH=√2, ∴KH=2, ∴K(0,1),
∴HK的中点为(0,2),则MP的中点也为(0,2), ∴P(﹣1,2), 此时HK与y轴重合, ∴P(﹣1,2)不符合题意;
②如图4,图5,当MH⊥HK时,此时MH⊥y轴,
第96页(共201页)
∴H(1+√2,2)或H(1−√2,2), 当H(1+√2,2)时,MH=√2, ∴P(1,2+√2);
当H(1−√2,2)时,MH=√2, ∴P(1,2−√2);
综上所述:当以点M,H,K,P为顶点的四边形是正方形时,P点坐标为(5,2)或(1,2+√2)或(1,2−√2).
22.(2021•湘潭)如图,一次函数y=3x−√3图象与坐标轴交于点A、B,二次函数y=
√32
√33x+bx+c图象过A、B两点.
(1)求二次函数解析式;
(2)点B关于抛物线对称轴的对称点为点C,点P是对称轴上一动点,在抛物线上是否存在点Q,使得以B、C、P、Q为顶点的四边形是菱形?若存在,求出Q点坐标;若不存在,请说明理由.
第97页(共201页)
【解答】解:(1)在y=
√33x−√3中,令x=0得y=−√3,令y=0得x=3,
∴A(3,0),B(0,−√3),
∵二次函数y=3x2+bx+c图象过A、B两点, 0=3√3+3𝑏+𝑐∴{,解得{𝑏=−3, −√3=𝑐𝑐=−√3∴二次函数解析式为y=3x2−3x−√3; (2)存在,理由如下:
2√3由二次函数y=x−x−√3可得其对称轴为直线x=3√3=1,
332×3√32
√3√32√32√32√3设P(1,m),Q(n,
√322√3n−n−√3),而B(0,−√3),
33
∵C与B关于直线x=1对称, ∴C(2,−√3),
①当BC、PQ为对角线时,如图:
0+21+𝑛
=22此时BC的中点即是PQ的中点,即{, √32√3−√3−√3𝑚+3𝑛2−3𝑛−√3=22第98页(共201页)
解得{𝑚=−3,
𝑛=1
∴当P(1,−3),Q(1,−3)时,四边形BQCP是平行四边形, 由P(1,−
2√34
),B(0,−√3),C(2,−√3)可得PB2==PC2, 332√34√32√3∴PB=PC,
∴四边形BQCP是菱形, ∴此时Q(1,−
4√3); 3②BP、CQ为对角线时,如图:
0+12+𝑛
=22同理BP、CQ中点重合,可得{, √32√3−√3+𝑚−√3+3𝑛2−3𝑛−√3=22𝑚=0
解得{,
𝑛=−1
∴当P(1,0),Q(﹣1,0)时,四边形BCPQ是平行四边形, 由P(1,0),B(0,−√3),C(2,−√3)可得BC2=4=PC2, ∴四边形BCPQ是菱形, ∴此时Q(﹣1,0);
③以BQ、CP为对角线,如图:
第99页(共201页)
0+𝑛2+1
=22BQ、CP中点重合,可得{, √322√3−√3+3𝑛−3𝑛−√3−√3+𝑚=22𝑚=0
解得{,
𝑛=3
∴P(1,0),Q(3,0)时,四边形BCQP是平行四边形, 由P(1,0),B(0,−√3),C(2,−√3)可得BC2=4=PC2, ∴四边形BCQP是菱形, ∴此时Q(3,0);
综上所述,Q的坐标为:(1,−
4√3)或(﹣1,0)或(3,0). 323.(2021•郴州)将抛物线y=ax2(a≠0)向左平移1个单位,再向上平移4个单位后,得到抛物线H:y=a(x﹣h)2+k.抛物线H与x轴交于点A,B,与y轴交于点C.已知A(﹣3,0),点P是抛物线H上的一个动点. (1)求抛物线H的表达式;
(2)如图1,点P在线段AC上方的抛物线H上运动(不与A,C重合),过点P作PD⊥AB,垂足为D,PD交AC于点E.作PF⊥AC,垂足为F,求△PEF的面积的最大值; (3)如图2,点Q是抛物线H的对称轴l上的一个动点,在抛物线H上,是否存在点P,使得以点A,P,C,Q为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,说明理由.
【解答】解:(1)由题意得抛物线的顶点坐标为(﹣1,4), ∴抛物线H:y=a(x+1)2+4,
将A(﹣3,0)代入,得:a(﹣3+1)2+4=0, 解得:a=﹣1,
第100页(共201页)
∴抛物线H的表达式为y=﹣(x+1)2+4; (2)如图1,由(1)知:y=﹣x2﹣2x+3, 令x=0,得y=3, ∴C(0,3),
设直线AC的解析式为y=mx+n, ∵A(﹣3,0),C(0,3), −3𝑚+𝑛=0∴{, 𝑛=3𝑚=1
解得:{,
𝑛=3
∴直线AC的解析式为y=x+3,
设P(m,﹣m2﹣2m+3),则E(m,m+3),
∴PE=﹣m2﹣2m+3﹣(m+3)=﹣m2﹣3m=﹣(m+2)2+4, ∵﹣1<0,
∴当m=−时,PE有最大值,
4
3
29
3
9
∵OA=OC=3,∠AOC=90°, ∴△AOC是等腰直角三角形, ∴∠ACO=45°, ∵PD⊥AB, ∴∠ADP=90°, ∴∠ADP=∠AOC, ∴PD∥OC,
∴∠PEF=∠ACO=45°, ∵PF⊥AC,
∴△PEF是等腰直角三角形, ∴PF=EF=2PE, ∴S△PEF=2PF•EF=4PE2,
∴当m=−2时,S△PEF最大值=4×()2=;
4
3
1
9
81
1
1
√2(3)①当AC为平行四边形的边时,则有PQ∥AC,且PQ=AC,
第101页(共201页)
如图2,过点P作对称轴的垂线,垂足为G,设AC交对称轴于点H, 则∠AHG=∠ACO=∠PQG, 在△PQG和△ACO中, 𝑃𝐺𝑄=∠𝐴𝑂𝐶{∠𝑃𝑄𝐺=∠𝐴𝐶𝑂, 𝑃𝑄=𝐴𝐶
∴△PQG≌△ACO(AAS), ∴PG=AO=3,
∴点P到对称轴的距离为3, 又∵y=﹣(x+1)2+4, ∴抛物线对称轴为直线x=﹣1, 设点P(x,y),则|x+1|=3, 解得:x=2或x=﹣4, 当x=2时,y=﹣5, 当x=﹣4时,y=﹣5,
∴点P坐标为(2,﹣5)或(﹣4,﹣5); ②当AC为平行四边形的对角线时, 如图3,设AC的中点为M, ∵A(﹣3,0),C(0,3), ∴M(−,),
23
23
∵点Q在对称轴上,
∴点Q的横坐标为﹣1,设点P的横坐标为x, 根据中点公式得:x+(﹣1)=2×(−)=﹣3, ∴x=﹣2,此时y=3, ∴P(﹣2,3);
综上所述,点P的坐标为(2,﹣5)或(﹣4,﹣5)或(﹣2,3).
3
2第102页(共201页)
24.(2021•阜新)在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣3交x轴于点A(﹣1,0),B(3,0),过点B的直线y=3x﹣2交抛物线于点C. (1)求该抛物线的函数表达式;
(2)若点P是直线BC下方抛物线上的一个动点(P不与点B,C重合),求△PBC面积的最大值;
(3)若点M在抛物线上,将线段OM绕点O旋转90°,得到线段ON,是否存在点M,使点N恰好落在直线BC上?若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
第103页(共201页)
2
【解答】解:(1)将点A(﹣1,0),B(3,0)代入y=ax2+bx﹣3 中,得: 𝑎−𝑏−3=0{, 9𝑎+3𝑏−3=0𝑎=1
解得:{,
𝑏=−2
∴该抛物线表达式为y=x2﹣2x﹣3.
(2)如图1,过点P作PD∥y轴,交x轴于点D,交BC于点E,作CF⊥PD于点F,连接PB,PC,
设点P(m,m2﹣2m﹣3),则点E (m,𝑚−2),
32
∴PE=PD﹣DE=﹣m2+2m+3﹣(−3m+2)=﹣m2+3m+1, 𝑦=𝑥2−2𝑥−3联立方程组:{, 2
𝑦=𝑥−2
328
𝑥2=−3𝑥1=3
解得:{,{,
20𝑦1=0
𝑦2=−9∵点B坐标为(3,0), ∴点C的坐标为(−,−
1
101
320), 91
∴BD+CF=3+|−3|=3, ∴S△PBC=S△PEB+S△PEC =2PE•BD+2PE•CF =2PE(BD+CF) =2(﹣m2+3m+1)•
5
4
1
8
103
11
1
1
=−3(𝑚−3)2+27,(其中−3<m<3),
第104页(共201页)
125
∵−<0,
∴这个二次函数有最大值. 当m=时,S△PBC的最大值为
4312527
53.
23
(3)如图2,设M(t,t2﹣2t﹣3),N(n,n﹣2), 作MG⊥y轴于点G,NH⊥x轴于H, ∴∠OGM=∠OHN=90°,
∵线段OM绕点O旋转90°,得到线段ON, ∴OM=ON,∠MON=90°, ∵∠GOH=90°, ∴∠MOG=∠NOH, 在△OGM与△OHN中, ∠𝑂𝐺𝑀=∠𝑂𝐻𝑁=90°{∠𝑀𝑂𝐺=∠𝑁𝑂𝐻, 𝑂𝑀=𝑂𝑁
∴△OGM≌△OHN(AAS), ∴GM=NH,OG=OH,
2
𝑛−2=𝑡∴{32
,
𝑛=−𝑡+2𝑡+3
1
𝑡2=2𝑡1=0
解得:{,{,
15𝑛1=3
𝑛2=
4M1(0,﹣3),M2 (,−
1
215), 423
如图3,设M(t,t2﹣2t﹣3),N(n,n﹣2), 作MG⊥y轴于点G,NH⊥x轴于H, ∴∠OGM=∠OHN=90°,
∵线段OM绕点O旋转90°,得到线段ON, ∴OM=ON,∠MON=90°, ∵∠GOH=90°, ∴∠MOG=∠NOH, 在△OGM与△OHN中,
第105页(共201页)
∠𝑂𝐺𝑀=∠𝑂𝐻𝑁=90°{∠𝑀𝑂𝐺=∠𝑁𝑂𝐻, 𝑂𝑀=𝑂𝑁
∴△OGM≌△OHN(AAS), ∴GM=NH,OG=OH, ∴{
𝑡=−3𝑛+2
2
2
,
−𝑡+2𝑡+3=−𝑛解得:t1=∴M3(
1−√971+√97,t2=, 441−√9721+3√971+√9721−3√97,),M4 (,); 48481
15
1−√9721+3√97,),M4 48综上所述,点M的坐标为M1(0,﹣3),M2 (2,−4),M3((
1+√9721−3√97,). 48
第106页(共201页)
25.(2021•南通)定义:若一个函数图象上存在横、纵坐标相等的点,则称该点为这个函数图象的“等值点”.例如,点(1,1)是函数y=2x+2的图象的“等值点”.
(1)分别判断函数y=x+2,y=x2﹣x的图象上是否存在“等值点”?如果存在,求出“等值点”的坐标;如果不存在,说明理由;
(2)设函数y=(x>0),y=﹣x+b的图象的“等值点”分别为点A,B,过点B作BC⊥x轴,垂足为C.当△ABC的面积为3时,求b的值;
(3)若函数y=x2﹣2(x≥m)的图象记为W1,将其沿直线x=m翻折后的图象记为W2.当W1,W2两部分组成的图象上恰有2个“等值点”时,直接写出m的取值范围. 【解答】解:(1)在y=x+2中,令x=x+2,得0=2不成立, ∴函数y=x+2的图象上不存在“等值点”; 在y=x2﹣x中,令x2﹣x=x, 解得:x1=0,x2=2,
∴函数y=x2﹣x的图象上有两个“等值点”(0,0)或(2,2); (2)在函数y=(x>0)中,令x=, 解得:x=√3, ∴A(√3,√3),
在函数y=﹣x+b中,令x=﹣x+b, 解得:x=b, ∴B(b,b),
2
21
11
23𝑥3𝑥3𝑥1
1
∵BC⊥x轴, ∴C(b,0),
2
第107页(共201页)
1
∴BC=12|b|,
∵△ABC的面积为3, ∴1
×1
|b|×|√3−1
2
22b|=3,
当b<0时,b2﹣2√3𝑏−24=0, 解得b=﹣2√3,
当0≤b<2√3时,b2﹣2√3𝑏+24=0, ∵Δ=(﹣2√3)2﹣4×1×24=﹣84<0, ∴方程b2﹣2√3𝑏+24=0没有实数根, 当b≥2√3时,b2﹣2√3𝑏−24=0, 解得:b=4√3,
综上所述,b的值为﹣2√3或4√3; (3)令x=x2﹣2, 解得:x1=﹣1,x2=2,
∴函数y=x2﹣2的图象上有两个“等值点”(﹣1,﹣1)或(2,2),
①当m<﹣1时,W1,W2两部分组成的图象上必有2个“等值点”(﹣1,﹣2),
W1:y=x2﹣2(x≥m),
W2:y=(x﹣2m)2﹣2(x<m), 令x=(x﹣2m)2﹣2,
整理得:x2﹣(4m+1)x+4m2﹣2=0, ∵W2的图象上不存在“等值点”, ∴Δ<0,
∴(4m+1)2﹣4(4m2﹣2)<0, ∴m<−9
8,
②当m=﹣1时,有3个“等值点”(﹣2,﹣2)、(﹣1,﹣1)、(2,2), ③当﹣1<m<2时,W1,W2两部分组成的图象上恰有2个“等值点”, ④当m=2时,W1,W2两部分组成的图象上恰有1个“等值点”(2,2),⑤当m>2时,W1,W2两部分组成的图象上没有“等值点”,
第108页(共201页)
1)或(2,
综上所述,当W1,W2两部分组成的图象上恰有2个“等值点”时,m<−或﹣1<m<2.
26.(2021•广州)已知抛物线y=x2﹣(m+1)x+2m+3. (1)当m=0时,请判断点(2,4)是否在该抛物线上;
(2)该抛物线的顶点随着m的变化而移动,当顶点移动到最高处时,求该抛物线的顶点坐标;
(3)已知点E(﹣1,﹣1)、F(3,7),若该抛物线与线段EF只有一个交点,求该抛物线顶点横坐标的取值范围.
【解答】解:(1)当m=0时,抛物线为y=x2﹣x+3, 将x=2代入得y=4﹣2+3=5, ∴点(2,4)不在抛物线上;
(2)抛物线y=x﹣(m+1)x+2m+3的顶点为(化简得(
𝑚+12
2
9
8𝑚+12
,4(2𝑚+3)−[−(𝑚+1)]2
4
),
,
−𝑚2+6𝑚+11
4
),
顶点移动到最高处,即是顶点纵坐标最大, 而
−𝑚2+6𝑚+11
4
=−(m﹣3)2+5,
4
1
∴m=3时,纵坐标最大,即是顶点移动到了最高处, 此时顶点坐标为:(2,5);
(3)设直线EF解析式为y=kx+b,将E(﹣1,﹣1)、F(3,7)代入得: −1=−𝑘+𝑏𝑘=2
{,解得{, 7=3𝑘+𝑏𝑏=1∴直线EF的解析式为y=2x+1,
𝑦=2𝑥+1𝑥=2𝑥=𝑚+1由{得:{或{,
𝑦=5𝑦=2𝑚+3𝑦=𝑥2−(𝑚+1)𝑥+2𝑚+3
∴直线y=2x+1与抛物线y=x2﹣(m+1)x+2m+3的交点为:(2,5)和(m+1,2m+3), 而(2,5)在线段EF上,
∴若该抛物线与线段EF只有一个交点,则(m+1,2m+3)不在线段EF上,或(2,5)与(m+1,2m+3)重合,
∴m+1<﹣1或m+1>3或m+1=2(此时2m+3=5), ∴此时抛物线顶点横坐标x顶点=
𝑚+11𝑚+13𝑚+11+1<−或x>或x=2=1. 顶点=顶点=22222第109页(共201页)
27.(2021•梧州)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c经过点A(﹣1,0),B(0,3),顶点为C.平移此抛物线,得到一条新的抛物线,且新抛物线上的点D(3,﹣1)为原抛物线上点A的对应点,新抛物线顶点为E,它与y轴交于点G,连接CG,EG,CE.
(1)求原抛物线对应的函数表达式;
(2)在原抛物线或新抛物线上找一点F,使以点C,E,F,G为顶点的四边形是平行四边形,并求出点F的坐标;
(3)若点K是y轴上的一个动点,且在点B的上方,过点K作CE的平行线,分别交两条抛物线于点M,N,且点M,N分别在y轴的两侧,当MN=CE时,请直接写出点K的坐标.
【解答】解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c经过点A(﹣1,0),B(0,3), 𝑐=3∴{, 1−𝑏+𝑐=0𝑏=4∴{ 𝑐=3
∴原来抛物线的解析式为y=x2+4x+3.
(2)∵A(﹣1,0),D(3,﹣1),
∴点A向右平移4个单位,再向下平移1个单位得到D, ∵原来抛物线的顶点C(﹣2,﹣1),
∴点C向右平移4个单位,再向下平移1个单位得到E, ∴E(2,﹣2),
第110页(共201页)
∴新抛物线的解析式为y=(x﹣2)2﹣2=x2﹣4x+2, ∴G(0,2),
∵点C,E,F,G为顶点的四边形是平行四边形,
∴观察图形可知,满足条件的点F在过点G平行CE的直线上, ∵直线CE的解析式为y=−x−, ∴直线GF的解析式为y=−4x+2,
𝑦=𝑥2+4𝑥+3𝑥=−𝑥=−44(舍弃)由{,解得{或{, 133𝑦=3𝑦=−𝑥+2𝑦=4161
11
432∴F(﹣4,3),
∴FG=√42+12=√17,CE=√42+12=√17, ∴FG=CE, ∵FG∥EC,
∴四边形ECFG是平行四边形,
由平移的性质可知当F′(4,1)时,四边形CEF′G是平行四边形, 但是对于新抛物线y=x2﹣4x+2,x=4时,y=2≠1, ∴满足条件的点F 的坐标为(﹣4,3).
(3)设经过点K的直线为y=−4x+b,在第二象限与原来抛物线交于点J, ∵JM=EC=√17,MN=√17, ∴JN=2√17,
𝑦=𝑥2+4𝑥+3由{,消去y得到,4x2+17x+12﹣4b=0, 1
𝑦=−4𝑥+𝑏∴x1+x2=−
17
,x1x2=3﹣b, 41
∵|x1﹣x2|=2√17, ∴(x1+x2)2﹣4x1x2=68, ∴(
174
)2﹣4(3﹣b)=68,
∴b=,
第111页(共201页)
927
∴K(0,
927
).
28.(2021•丹东)如图,已知点A(﹣8,0),点B(﹣5,﹣4),直线y=2x+m过点B交y轴于点C,交x轴于点D,抛物线y=ax2+
11
x+c经过点A、C、D,连接AB、AC. 4
(1)求抛物线的表达式;
(2)判断△ABC的形状,并说明理由;
(3)E为直线AC上方的抛物线上一点,且tan∠ECA=2,求点E的坐标;
(4)N为线段AC上的动点,动点P从点B出发,以每秒1个单位长度的速度沿线段BN运动到点N,再以每秒√5个单位长度的速度沿线段NC运动到点C,又以每秒1个单位长度的速度沿线段CO向点O运动,当点P运动到点O后停止,请直接写出上述运动时间的最小值及此时点N的坐标.
【解答】解:(1)∵直线y=2x+m过点B(﹣5,4),交y轴于点C, ∴﹣4=2×(﹣5)+m, 解得:m=6,
第112页(共201页)
1
∴C(0,6),
将A(﹣8,0)、C(0,6)代入𝑦=𝑎𝑥2+4𝑥+𝑐, 0=𝑎−22+𝑐得:{,
𝑐=6解得:{𝑎=4,
𝑐=6
∴抛物线的表达式为𝑦=𝑥2+
1411
𝑥+6; 41
11
(2)△ABC为直角三角形,且∠BAC=90°,
理由如下:∵点A(﹣8,0),点B(﹣5,﹣4),点C(0,6),
∴AB2=(﹣8+5)2+(0+4)2=25,AC2=(﹣8+0)2+(0﹣6)2=100,BC2=(﹣5+0)
2
+(﹣4﹣6)2=125,
∴AC2+AB2=BC2,
∴△ABC为直角三角形,且∠BAC=90°; (3)由(2)知AB=5,AC=10, ∴tan∠BCA=𝐴𝐶=2=tan∠ECA, ∴∠BCA=∠ECA,
如图1,延长BA至F,使AF=AB,连接CF,则点B、F关于点A对称,
𝐴𝐵
1
∴F(﹣11,4),
∵∠BAC=∠FAC=90°,AF=AB,AC=AC, ∴△FAC≌△BAC(SAS), ∴∠BCA=∠FCA,
∴点E为直线CF与抛物线的交点, 设直线CF的解析式为y=kx+b,
第113页(共201页)
2−11𝑘+𝑏=4
则{,解得:𝑘=11, 𝑏=6
∴直线CF的解析式为𝑦=
2
2
𝑥+6, 11𝑦=𝑥+6
11联立方程组{, 1112𝑦=𝑥+𝑥+6
44113𝑥=−11𝑥=0
解得:{或{(舍去),
500𝑦=6𝑦=121113500
故点E坐标为(−11,);
121
(4)过N作MN⊥BC于M,过F作FM'⊥BC交AC于N',连接FN,则FN=BN,
∵AB=5,BC=√125=5√5, ∴sin∠BCA=∴MN=
𝐴𝐵√5𝑀𝑁
==, 𝐵𝐶5𝑁𝐶𝑁𝐶,又CO=6, √5𝐵𝑁𝑁𝐶𝐶𝑂
++=BN+MN+6=FN+MN+6≥FM'+6, 11√5∴点P运动时间t=
当F、N、M三点共线时,t最小, ∵AC=10,BC=5√5, ∴sin∠ABC=
𝐴𝐶2√5𝐹′𝑀==, 𝐵𝐶5𝐵𝐹∴FM'=4√5,
∴点P运动时间t的最小值为4√5+6,
由直线BC的表达式y=2x+6得点D坐标为(﹣3,0), ∵FD=√(−11+3)2+42=4√5,
∴点D与点M'重合,则点N(即N')为直线FD与直线AC的交点,
第114页(共201页)
由点A(﹣8,0)和C(0,6)得直线AC的表达式为𝑦=𝑥+6, 由点F(﹣11,4)和D(﹣3,0)得直线FD的表达式为𝑦=−𝑥−, 𝑥=−6𝑦=𝑥+6
43, 联立方程组{,解得:{13𝑦=
2𝑦=−𝑥−
23
1
23234∴此时N坐标为(﹣6,).
2
23
29.(2021•桂林)如图,已知抛物线y=a(x﹣3)(x+6)过点A(﹣1,5)和点B(﹣5,m)与x轴的正半轴交于点C. (1)求a,m的值和点C的坐标;
(2)若点P是x轴上的点,连接PB,PA,当
𝑃𝐵𝑃𝐴
=时,求点P的坐标;
5
2
(3)在抛物线上是否存在点M,使A,B两点到直线MC的距离相等?若存在,求出满足条件的点M的横坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵抛物线y=a(x﹣3)(x+6)过点A(﹣1,5), ∴5=﹣20a, ∴a=−4,
∴抛物线的解析式为y=−4(x﹣3)(x+6),
令y=0,则−4(x﹣3)(x+6)=0,解得x=3或﹣6, ∴C(3,0),
当x=﹣5时,y=−4×(﹣8)×1=2, ∴B(﹣5,2), ∴m=2.
第115页(共201页)
1
1
1
1
(2)设P(t,0),则有√(𝑡+5)2+22√(𝑡+1)2+52=,
5
2
整理得,21t2+242t+621=0, 解得t=−
2723
或−, 7327
23
经检验t=−7或−3是方程的解,
∴满足条件的点P坐标为(−7,0)或(−3,0).
(3)存在.连接AB,设AB的中点为T. ①当直线CM经过AB的中点T时,满足条件. ∵A(﹣1,5),B(﹣5,2),TA=TB, ∴T(﹣3,),
27
27
23
∵C(3,0),
∴直线CT的解析式为y=−
7
7
77
x+, 12411
𝑥=−3𝑦=−𝑥+𝑥=3124由{,解得{(即点C)或{, 135𝑦=0
𝑦=−4(𝑥−3)(𝑥+6)𝑦=
9∴M(−3,),
9
②CM′∥AB时,满足条件, ∵直线AB的解析式为y=4x+4, ∴直线CM′的解析式为y=4x−4,
𝑦=4𝑥−4𝑥=3𝑥=−9由{,解得{(即点C)或{, 1𝑦=0𝑦=−9
𝑦=−4(𝑥−3)(𝑥+6)∴M′(﹣9,﹣9),
综上所述,满足条件的点M的横坐标为−3或﹣9.
11
3
9
3
9
3
23
11
35
第116页(共201页)
30.(2021•淄博)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=−x2+
1
2𝑚−1𝑚
•x+(m>0)与x22轴交于A(﹣1,0),B(m,0)两点,与y轴交于点C,连接BC. (1)若OC=2OA,求抛物线对应的函数表达式;
(2)在(1)的条件下,点P位于直线BC上方的抛物线上,当△PBC面积最大时,求点P的坐标;
(3)设直线y=x+b与抛物线交于B,G两点,问是否存在点E(在抛物线上),点F(在抛物线的对称轴上),使得以B,G,E,F为顶点的四边形成为矩形?若存在,求出点E,F的坐标;若不存在,说明理由.
1
2
【解答】解:(1)∵A的坐标为(﹣1,0), ∴OA=1, ∵OC=2OA, ∴OC=2,
第117页(共201页)
∴C的坐标为(0,2),
将点C代入抛物线y=−2x2+2•x+2(m>0), 得
𝑚2
1
𝑚−1
𝑚
=2,即m=4,
1
3
∴抛物线对应的函数表达式为y=−2x2+2x+2; (2)如图,过P作PH∥y轴,交BC于H,
由(1)知,抛物线对应的函数表达式为y=−2x2+2x+2,m=4, ∴B、C坐标分别为B(4,0)、C(0,2), 设直线BC解析式为y=kx+n,
1𝑛=2𝑘=−则{,解得{2, 4𝑘+𝑛=0𝑛=2
1
3
∴直线BC的解析式为y=−x+2,
设点P的坐标为(m,−2m2+2m+2)(0<m<4),则H(m,−2m+2), ∴PH=−2m2+2m+2﹣(−2m+2) =−2m2+2m =−2(m2﹣4m) =−(m﹣2)2+2, ∵S△PBC=S△CPH+S△BPH, ∴S△PBC=2PH•|xB﹣xC| =2[−2(m﹣2)2+2]×4 =﹣(m﹣2)2+4,
∴当m=2时,△PBC的面积最大,此时点P(2,3); (3)存在,理由如下:
第118页(共201页)
1
2131
131
11121
11
∵直线y=x+b与抛物线交于B(m,0), ∴直线BG的解析式为y=x−m①, ∵抛物线的表达式为y=−2x2+2•x+2②,
𝑥=−2𝑥=𝑚
1联立①②解得,{或{𝑦=0, 𝑦=−𝑚−1
21
∴G的坐标为(﹣2,−2m﹣1),
1
𝑚−1
𝑚
1
21212∵抛物线y=−x2+∴点F的横坐标为①若BG为边,
12𝑚−1𝑚𝑚−1
•x+的对称轴为直线x=, 2222
𝑚−1
,
不妨设E在x轴上方,如图,过点E作EH⊥x轴于H,
设E的坐标为(t,−t2+∵∠GBF=90°, ∴∠OBG=∠BEH, ∴tan∠OBG=tan∠BEH=∴
𝑚−𝑡
1𝑚−1𝑚−𝑡2+𝑡+2221
2𝑚−1𝑚
•t+), 22𝐻𝐵1=, 𝐸𝐻2=,
2
1
解得:t=3或m(舍), ∴E的坐标为(3,2m﹣6), 由平移性质,
得:B的横坐标向左平移m+2个单位得到G的横坐标, ∵EF∥BG且EF=BG,
第119页(共201页)
∴E横坐标向左平移m+2个单位,
得:到F的横坐标为3﹣(m+2)=﹣m+1, ∴
𝑚−12
=−m+1,
解得m=1,
∴E(3,﹣4),F(0,−2),
这说明E不在x轴上方,而在x轴下方; ②若BG为对角线, 设BG的中点为M, 由中点坐标公式得𝑥𝑀=∴M的坐标为(
𝑚−22
𝑦+𝑦𝑥𝐵+𝑥𝐺,𝑦𝑀=𝐵𝐺, 22141211
,−𝑚−),
∵矩形对角线BG、EF互相平分, ∴M也是EF的中点, ∴E的横坐标为∴E的坐标为(
𝑚−322𝑚−3
, ,
𝑚2+2𝑚−3
8
),
∵∠BEG=90°, ∴EM=𝐵𝐺,
𝑚−3𝑚−22𝑚2+2𝑚−3𝑚1211√∴(−)+(++)=√(𝑚+2)2+(𝑚+1)2,
22842221
2整理得:16+(m2+4m+1)²=20(m+2)², 变形得:16+[(m+2)²﹣3]=20(m+2)², 换元,令t=(m+2)², 得:t²﹣26t+25=0, 解得:t=1或25, ∴(m+2)²=1或25, ∵m>0, ∴m=3,
即E的坐标为(0,),
23
F的坐标为(1,﹣4),
第120页(共201页)
综上,即E的坐标为(0,),F的坐标为(1,﹣4)或E(3,﹣4),F(0,−
2
3
11
). 231.(2021•毕节市)如图,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,对称轴为直线x=2,顶点为D,点B的坐标为(3,0).
(1)填空:点A的坐标为 (1,0) ,点D的坐标为 (2,﹣1) ,抛物线的解析式为 y=x2﹣4x+3 ;
(2)当二次函数y=x2+bx+c的自变量x满足m≤x≤m+2时,函数y的最小值为,求m
45
的值;
(3)P是抛物线对称轴上一动点,是否存在点P,使△PAC是以AC为斜边的直角三角形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵对称轴为直线x=2, ∴b=﹣4, ∴y=x2﹣4x+c,
∵点B(3,0)是抛物线与x轴的交点, ∴9﹣12+c=0, ∴c=3, ∴y=x2﹣4x+3, 令y=0,x2﹣4x+3=0, ∴x=3或x=1, ∴A(1,0),
第121页(共201页)
∵D是抛物线的顶点, ∴D(2,﹣1),
故答案为(1,0),(2,﹣1),y=x2﹣4x+3; (2)当m+2<2时,即m<0, 此时当x=m+2时,y有最小值, 则(m+2)2﹣4(m+2)+3=, 解得m=±2, ∴m=−2;
当m>2时,此时当x=m时,y有最小值, 则m2﹣4m+3=4, 解得m=或m=, ∴m=;
当0≤m≤2时,此时当x=2时,y有最小值为﹣1,与题意不符; 综上所述:m的值为或−;
27
3
27272125
33
(3)存在,理由如下: A(1,0),C(0,3),
∴AC=√10,AC的中点为E(,),
2
21
3
设P(2,t),
∵△PAC是以AC为斜边的直角三角形, ∴PE=2AC,
∴√(2−)2+(𝑡−)2=∴t=2或t=1,
∴P(2,2)或P(2,1),
∴使△PAC是以AC为斜边的直角三角形时,P点坐标为(2,2)或(2,1). 32.(2021•大连)已知函数y={
−2𝑥2+2𝑥+𝑚(𝑥<𝑚)𝑥−𝑚𝑥+𝑚(𝑥≥𝑚)
2
1
1232√102,
11
,记该函数图象为G.
第122页(共201页)
(1)当m=2时,
①已知M(4,n)在该函数图象上,求n的值; ②当0≤x≤2时,求函数G的最大值.
(2)当m>0时,作直线x=2m与x轴交于点P,与函数G交于点Q,若∠POQ=45°时,求m的值;
(3)当m≤3时,设图象与x轴交于点A,与y轴交于点B,过点B作BC⊥BA交直线x=m于点C,设点A的横坐标为a,C点的纵坐标为c,若a=﹣3c,求m的值. −𝑥2+𝑥+2(𝑥<2)
2【解答】解:(1)当m=2时,y={2,
2
𝑥−2𝑥+2(𝑥≥2)①∵M(4,n)在该函数图象上, ∴n=42﹣2×4+2=10;
1211121
②当0≤x<2时,y=−x+x+2=−(x−)+2,
22228
1
1
1
∵−<0,
∴当x=2时,y有最大值是2,
8
1
1
1
2当x=2时,y=22﹣2×2+2=2, ∵2<2,
81
∴当0≤x≤2时,函数G的最大值是2;
8
1
(2)分两种情况:
①如图1,当Q在x轴上方时,由题意得:OP=2m,
1
第123页(共201页)
∵∠POQ=45°,∠OPQ=90°, ∴△POQ是等腰直角三角形, ∴OP=PQ,
∴m=−⋅(𝑚)2+⋅m+m,
21
12121122解得:m1=0,m2=6, ∵m>0, ∴m=6;
②当Q在x轴下方时,同理得:m=
21
1111
⋅(𝑚)2−⋅𝑚−m 2222解得:m1=0,m2=14, ∵m>0, ∴m=14;
综上,m的值是6或14;
第124页(共201页)
(3)分两种情况:
①如图2,当0≤m≤3时,过点C作CD⊥y轴于D,
当x=0时,y=m, ∴OB=m, ∵CD=m, ∴CD=OB, ∵AB⊥BC,
∴∠ABC=∠ABO+∠CBD=90°, ∵∠CBD+∠BCD=90°, ∴∠ABO=∠BCD, ∵∠AOB=∠CDB=90°, ∴△ABO≌△BCD(ASA), ∴OA=BD,
当x<m时,y=0,即−2x2+2x+m=0, x2﹣x﹣2m=0, 解得:x1=∴OA=
1−√1+8𝑚1+√1+8𝑚,x2=, 2221
1
√1+8𝑚−1,且−8≤m≤3,
1
∵点A的横坐标为a,C点的纵坐标为c,若a=﹣3c, ∴OD=c=−3a,
第125页(共201页)
1
∴BD=m﹣OD=m+a, ∵OA=BD, ∴
√1+8𝑚−111−√1+8𝑚=m+3⋅, 22
20
1
3解得:m1=0(此时,A,B,C三点重合,舍),m2=9; ②当m<0时,如图3,过点C作CD⊥y轴于D,
同理得:OA=BD,
当x≥m时,y=0,则x2﹣mx+m=0,
𝑚+√𝑚2−4𝑚𝑚−√𝑚2−4𝑚解得:x1=,m2=(舍), 22𝑚+√𝑚2−4𝑚∴OA==a,
2∴
𝑚+√𝑚2−4𝑚2
=c﹣m=−a﹣m,
16
13解得:m1=0,m2=−21; 综上,m的值是
209
或−21.
16
33.(2021•湘西州)如图,已知抛物线y=ax2+bx+4经过A(﹣1,0),B(4,0)两点,交y轴于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)连接BC,求直线BC的解析式;
第126页(共201页)
(3)请在抛物线的对称轴上找一点P,使AP+PC的值最小,求点P的坐标,并求出此时AP+PC的最小值;
(4)点M为x轴上一动点,在抛物线上是否存在一点N,使得以A、C、M、N四点为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
𝑎−𝑏+4=0
【解答】解:(1)把A(﹣1,0),B(4,0)代入y=ax2+bx+4,得到{,
16𝑎+4𝑏+4=0𝑎=−1解得{,
𝑏=3∴y=﹣x2+3x+4;
(2)在y=﹣x2+3x+4中,令x=0,则y=4, ∴C(0,4),
设BC的解析式为y=kx+b, ∵B(4,0),C(0,4), 𝑏=4∴{, 4𝑘+𝑏=0𝑘=−1∴{, 𝑏=4
∴直线BC的解析式为y=﹣x+4.
(3)如图1中,
第127页(共201页)
由题意A,B关于抛物线的对称轴直线x=对称,
连接BC交直线x=于点P,连接PA,此时PA+PC的值最小,最小值为线段BC的长=√42+42=4√2, 此时P(,).
2
23
5
3
232
(4)如图2中,存在.
观察图象可知,满足条件的点N的纵坐标为4或﹣4,
对于抛物线y=﹣x2+3x+4,当y=4时,x2﹣3x=0,解得x=0或3,
第128页(共201页)
∴N1(3,4).
当y=﹣4时,x2﹣3x﹣8=0,解得x=∴N2(
3±√41, 23+√413−√41,﹣4),N3(,﹣4), 22
3+√413−√41,﹣4)或(,﹣4). 22
综上所述,满足条件的点N的坐标为(3,4)或(
34.(2021•哈尔滨)在平面直角坐标系中,点O为坐标系的原点,抛物线y=ax2+bx经过A(10,0),B(,6)两点,直线y=2x﹣4与x轴交于点C,与y轴交于点D,点P为
25
直线y=2x﹣4上的一个动点,连接PA. (1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,当点P在第一象限时,设点P的横坐标为t,△APC的面积为S,求S关于t的函数解析式(不要求写出自变量t的取值范围);
(3)如图2,在(2)的条件下,点E在y轴的正半轴上,且OE=OD,连接CE,当直线BP交x轴正半轴于点L,交y轴于点V时,过点P作PG∥CE交x轴于点G,过点G作y轴的平行线交线段VL于点F,连接CF,过点G作GQ∥CF交线段VL于点Q,∠CFG的平分线交x轴于点M,过点M作MH∥CF交FG于点H,过点H作HR⊥CF于点R,若FR+MH=GQ,求点P的坐标.
100𝑎+10𝑏=0
【解答】解:(1)把A(10,0),B(,6)代入y=ax+bx,得到{25, 5
𝑎+𝑏=62425
2
𝑎=−25解得{,
16𝑏=5∴抛物线的解析式为y=−25x2+5x.
第129页(共201页)
8
816
(2)∵直线y=2x﹣4与x轴交于点C,与y轴交于点D, ∴C(2,0),D(0,﹣4), ∵A(10,0), ∴OA=10,OC=2, ∴AC=8,
由题意P(t,2t﹣4),
∴S=2•PT•AC=2×8×(2t﹣4)=8t﹣16.
(3)如图2中,过点P作PT⊥CG于T,交CF于W,过点F作FJ⊥MH交MH的延长线于J,连接JQ.
1
1
∵PT⊥CG,
∴∠PTC=∠ODC=90°, ∴OD∥PT, ∴∠ODC=∠CPT,
∴tan∠CPT=tan∠ODC=𝑂𝐷=4=2, ∵HR⊥RF,FJ⊥MJ,MH∥CF, ∴RH⊥MJ,
∴∠FRH=∠RHJ=∠FJH=90°, ∴四边形RFJH是矩形,
第130页(共201页)
𝑂𝐶21
∴RF=HJ,
∵RF+HM=MH+HJ=MJ=GQ,MJ∥GQ, ∴四边形MJQG是平行四边形, ∴JQ=GM,∠JQG=∠GMJ, ∵MF平分∠CFG, ∴∠CFM=∠MFG, ∵CF∥MH, ∴∠FMH=∠CFM, ∴∠FMH=∠MFH, ∴FH=HM,
∵∠MGH=∠FJH=90°,∠MHG=∠FHJ, ∴△MHG≌△FHJ(AAS), ∴MG=FJ=JQ,∠GMH=∠HFJ, ∴∠JFQ=∠JQF,∠GFJ=∠GQJ, ∴∠GFQ=∠GQF, ∵CF∥GQ,PT∥FG,
∴∠WPF=∠GFQ,∠WFP=∠GQF, ∴∠WPF=∠WFP, ∴WP=WF,
∵D,E关于x轴对称, ∴∠ECO=∠DCO=∠PCG, ∵EC∥PG, ∴∠PGC=∠ECO, ∴∠PCG=∠PGC, ∴PC=PG, ∵PT⊥CG, ∴CT=TG, ∵WT∥FG, ∴CW=WF, ∴WP=WC=WF,
第131页(共201页)
∴∠CPF=90°, ∴∠LCP+∠PLC=90°,
∵∠ODC+∠OCD=90°,∠OCD=∠LCP, ∴∠PLC=∠ODC, ∴tan∠PLC=tan∠ODC=, ∵B(,6),
25
1
2∴OL=∴L(
529+12=, 22292
,0),
1
29
∴直线PB的解析式为y=−2x+4, 由{
𝑦=2𝑥−4
1
29,解得{
𝑦=−2𝑥+492
𝑥=29
𝑦=5
,
∴P(,5).
35.(2021•鄂尔多斯)如图,抛物线y=x2+2x﹣8与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C.
(1)求A,B,C三点的坐标;
(2)连接AC,直线x=m(﹣4<m<0)与该抛物线交于点E,与AC交于点D,连接OD.当OD⊥AC时,求线段DE的长;
(3)点M在y轴上,点N在直线AC上,点P为抛物线对称轴上一点,是否存在点M,使得以C、M、N、P为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
第132页(共201页)
【解答】解:(1)在y=x2+2x﹣8中,令y=0,得x2+2x﹣8=0, 解得:x1=﹣4,x2=2, ∴A(﹣4,0),B(2,0), 令x=0,得y=﹣8, ∴C(0,﹣8);
(2)设直线AC的解析式为y=kx+b, ∵A(﹣4,0),C(0,﹣8), −4𝑘+𝑏=0∴{, 𝑏=−8𝑘=−2
解得:{,
𝑏=−8
∴直线AC的解析式为y=﹣2x﹣8,
∵直线x=m(﹣4<m<0)与该抛物线交于点E,与AC交于点D, ∴E(m,m2+2m﹣8),D(m,﹣2m﹣8), ∴DE=﹣2m﹣8﹣(m2+2m﹣8)=﹣m2﹣4m, 设DE交x轴于点F,则F(m,0), ∴OF=﹣m,
∴AF=m﹣(﹣4)=m+4,DF=2m+8, ∵OD⊥AC,EF⊥OA,
∴∠ODA=∠OFD=∠DFA=∠AOC=90°, ∴∠DOF+∠COD=∠OCD+∠COD=90°,
第133页(共201页)
∴∠DOF=∠OCD, ∴△ACO∽△DOF, ∴
𝑂𝐴𝑂𝐶
=
𝐷𝐹𝑂𝐹
,
∴OC•DF=OA•OF, ∴8(2m+8)=4(﹣m), 解得:m=−5, ∴DE=﹣m2﹣4m=﹣(−(3)存在,
如图2,∵y=x2+2x﹣8=(x+1)2﹣9, 抛物线对称轴为直线x=﹣1,
∵以C、M、N、P为顶点的四边形是菱形,
∴分三种情况:CM对角线或CN为对角线或CP为对角线, ①当CP为对角线时,CM∥PN,CM=PN=CN,
∴N点为直线AC与抛物线对称轴的交点,即N(﹣1,﹣6), CN=√(−1−0)2+(−6+8)2=√5, ∴CM=PN=√5,
∴M1(0,﹣8+√5),M2(0,﹣8−√5); ②当CN为对角线时,CM∥PN,CM=PN=CP, 设CM=a,则M(0,﹣8+a),P(﹣1,﹣6﹣a), ∴(﹣1﹣0)2+(﹣6﹣a+8)2=a2, 解得:a=4, ∴M3(0,−4),
③当CM对角线时,PN与CM互相垂直平分,设P(﹣1,b),则N(1,b),M(0,2b+8), ∵N(1,b)在直线y=﹣2x﹣8上, ∴b=﹣2×1﹣8=﹣10, ∴M4(0,﹣12),
综上所述,点M的坐标为:M1(0,﹣8+√5),M2(0,﹣8−√5),M3(0,−4),M4(0,﹣12).
第134页(共201页)
16
16216
)﹣4×(−)=; 55255
27
27
−𝑥(𝑥≤0)
36.(2021•益阳)已知函数y={2的图象如图所示,点A(x1,y1)在第一象限内
𝑥(𝑥>0)的函数图象上.
(1)若点B(x2,y2)也在上述函数图象上,满足x2<x1. ①当y2=y1=4时,求x1,x2的值;
②若|x2|=|x1|,设w=y1﹣y2,求w的最小值;
(2)过A点作y轴的垂线AP,垂足为P,点P关于x轴的对称点为P′,过A点作x轴的垂线AQ,垂足为Q,Q关于直线AP′的对称点为Q′,直线AQ′是否与y轴交于某定点?若是,求出这个定点的坐标;若不是,请说明理由.
第135页(共201页)
【解答】解:(1)①∵y={由y1=x12=4, ∴x1=2(负值舍), 由y2=﹣x2=4, ∴x2=﹣4,
②∵|x2|=|x1|且x2<x1.x1>0, ∴x2<0且x1=﹣x2, ∴y1=x12,y2=﹣x2=x1,
∴w=y1﹣y2=x12﹣x1=(x1−2)2−4, ∴当x1=2时,w有最小值为−4,
(2)如图,设直线AQ'交y轴于点M(0,b),连接QQ',
1
11
1
−𝑥(𝑥≤0)
,由x2<x1且y2=y1=4时,
𝑥2(𝑥>0)
第136页(共201页)
∵AQ⊥x轴, ∴AQ∥y轴, ∴∠AP'M=∠P'AQ, ∵点Q与Q'关于AP'对称, ∴AQ=AQ',AP'⊥QQ', ∴∠P'AQ=∠P'AQ', ∴∠AP'M=∠P'AQ', ∴AM=P'M,
∵点A(x1,y1)在第一象限内的函数图象上. ∴x1>0,y1=x12>0, ∴x1=√𝑦1, ∵AP⊥y轴,
∴P点的坐标为(0,y1),AP=x1=√𝑦1, ∵点P与P'关于x轴对称, ∴点P'的坐标为(0,﹣y1), ∴PM=|y1﹣b|,AM=P'M=|y1+b|, ∵在Rt△APM中,由勾股定理得: (√𝑦1)2+|y1﹣b|2=|y1+b|2, 化简得:y1﹣4by1=0, ∵y1>0, ∴b=4,
∴直线AQ'与y轴交于一定点M,坐标为(0,).
41
1
37.(2021•黔东南州)如图,抛物线y=ax2﹣2x+c(a≠0)与x轴交于A、B(3,0)两点,与y轴交于点C(0,﹣3),抛物线的顶点为D. (1)求抛物线的解析式;
(2)点P在抛物线的对称轴上,点Q在x轴上,若以点P、Q、B、C为顶点,BC为边的四边形为平行四边形,请直接写出点P、Q的坐标;
(3)已知点M是x轴上的动点,过点M作x的垂线交抛物线于点G,是否存在这样的点M,使得以点A、M、G为顶点的三角形与△BCD相似,若存在,请求出点M的坐标;
第137页(共201页)
若不存在,请说明理由.
9𝑎−2×3+𝑐=0
【解答】解:(1)将点B(3,0),C(0,﹣3)分别代入y=ax2﹣2x+c中,得:{,
𝑐=−3𝑎=1解得{,
𝑐=−3
∴抛物线的函数关系为y=x2﹣2x﹣3;
(2)由抛物线的表达式知,其对称轴为x=−2𝑎=1, 故设点P(1,m), 设点Q(x,0),
当以点P、Q、B、C为顶点,BC为边的四边形为平行四边形时,
点C向右平移3个单位向上平移3个单位得到点B,同样P(Q)向右平移3个单位向上平移3个单位得到点Q(P), 则1±3=x且m±3=0, 𝑚=−3𝑚=3解得{或{,
𝑥=4𝑥=−2
故点P、Q的坐标分别为(1,﹣3)、(4,0)或(1,3)、(﹣2,0);
(3)当y=0时,x2﹣2x﹣3=0,解得:x1=﹣1,x2=3, ∴A(﹣1,0),
又y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4, ∴抛物线的顶点D的坐标为(1,﹣4), ∵C(0,﹣3)、B(3,0)、D(1,﹣4),
第138页(共201页)
𝑏
∴BD2=22+42=20,CD2=12+12,BC2=32+32, ∴BD2=CD2+BC2,
∴△BDC是直角三角形,且∠BCD=90°,
设点M的坐标(m,0),则点G的坐标为(m,m2﹣2m﹣3), 根据题意知:∠AMG=∠BCD=90°,
∴要使以A、M、G为顶点的三角形与△BCD相似,需要满足条件:①当m<﹣1时,此时有:
8
−1−𝑚𝑚2−2𝑚−3
𝐴𝑀𝑀𝐺
=
𝐵𝐶𝐶𝐷
或𝐴𝑀𝑀𝐺
=
𝐶𝐷𝐵𝐶
,
=
3√2−1−𝑚√2或2=, 𝑚−2𝑚−33√2√2解得:𝑚1=3,m2=﹣1或m1=0,m2=﹣1,都不符合m<﹣1,所以m<﹣1时无解; ②当﹣1<m≤3时,此时有:
8
3𝑚+1−(𝑚2−2𝑚−3)
=
3√2√2或𝑚+1−(𝑚2−2𝑚−3)
=
√2, 3√2解得:𝑚1=,m2=﹣1(不符合要求,舍去)或m1=0,m2=﹣1(不符合要求,舍去), ∴M(,0)或M(0,0),
3
3√2𝑚+1√2③当m>3时,此时有:2=或=,
𝑚−2𝑚−33√2√2𝑚2−2𝑚−3
𝑚+1
8
解得:𝑚1=
10
,𝑚2=−1(不符合要求,舍去)或m1=6,m2=﹣1(不符要求,舍去), 3103
∴点M(6,0)或M(,0),
答:存在点M,使得A、M、G为顶点的三角形与△BCD相似,点M的坐标为:M(0,0)或M(,0)或M(6,0)或M(
38
103
,0).
38.(2021•赤峰)如图,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,对称轴l与x轴交于点F,直线m∥AC,点E是直线AC上方抛物线上一动点,过点E作EH⊥m,垂足为H,交AC于点G,连接AE、EC、CH、AH. (1)抛物线的解析式为 y=﹣x2﹣2x+3 ; (2)当四边形AHCE面积最大时,求点E的坐标;
(3)在(2)的条件下,连接EF,点P是x轴上一动点,在抛物线上是否存在点Q,使得以F、E、P、Q为顶点,以EF为一边的四边形是平行四边形.若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,说明理由.
第139页(共201页)
【解答】解:(1)∵y=﹣x2+bx+c与x轴交于(﹣3,0)、B(1,0), −9−3𝑏+𝑐=0∴{, −1+𝑏+𝑐=0𝑏=−2解得{,
𝑐=3
∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣2x+3. 故答案为:y=﹣x2﹣2x+3.
(2)如图1中,连接OE.设E(m,﹣m2﹣2m+3).
∵A(﹣3,0),C(0,3), ∴OA=OC=3,AC=3√2, ∵AC∥直线m, ∴△ACH的面积是定值, ∵S四边形AECH=S△AEC+S△ACH,
∴当△AEC的面积最大时,四边形AECH的面积最大,
第140页(共201页)
∵S△AEC=S△AEO+S△ECO﹣S△AOC=(m+)2+∵−2<0,
33227, 81113×3×(﹣m2﹣2m+3)+×3×(﹣m)−×3×3=−2222∴m=−时,△AEC的面积最大, ∴E(−,
(3)存在.如图2中,因为点Q在抛物线上 EF是平行四边形的边,观察图象可知,满足条件的点Q的纵坐标为±
1
3
21
32).
,
对于抛物线y=﹣x2﹣2x+3,当y=∴Q1(−2,
151
1
151531
时,﹣x2﹣2x+3=,解得x=−(舍弃)或−, 4422).
15
−2±√31, 2当y=−4时,﹣x2﹣2x+3=−4,解得x=∴Q2(
−2−√312
,−4),Q3(
15
−2+√3115
,−4). 2
11524
−2−√31−2+√311515
,−)或(,−).
4422
综上所述,满足条件的点Q坐标为(−,)或(
39.(2021•营口)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=3x2+bx+c过点A(0,﹣2),B(2,0),点C为第二象限抛物线上一点,连接AB,AC,BC,其中AC与x轴交于点E,且tan∠OBC=2. (1)求点C坐标;
第141页(共201页)
(2)点P(m,0)为线段BE上一动点(P不与B,E重合),过点P作平行于y轴的直线l与△ABC的边分别交于M,N两点,将△BMN沿直线MN翻折得到△B′MN,设四边形B′NBM的面积为S,在点P移动过程中,求S与m的函数关系式; (3)在(2)的条件下,若S=3S△ACB′,请直接写出所有满足条件的m值.
【解答】解:(1)∵抛物线y=3x2+bx+c过点A(0,﹣2),B(2,0), 𝑐=−2∴{, 12+2𝑏+𝑐=0𝑏=−5解得{,
𝑐=−2
∴抛物线的解析式为y=3x2﹣5x﹣2, 如图1中,设BC交y轴于D. ∵tan∠OBD=2=𝑂𝐵,OB=2, ∴OD=4, ∴D(0,4),
𝑏=4设直线BD的解析式为y=kx+b,则有{,
2𝑘+𝑏=0𝑘=−2解得{,
𝑏=4
∴直线BD的解析式为y=﹣2x+4,
𝑦=−2𝑥+4𝑥=2𝑥=−1由{,解得{(即点B)或{,
𝑦=0𝑦=6𝑦=3𝑥2−5𝑥−2
第142页(共201页)
𝑂𝐷
∴C(﹣1,6).
(2)∵A(0,﹣2),B(2,0),C(﹣1,6),
∴直线AB的解析式为y=x﹣2,直线AC的解析式为y=﹣8x﹣2, ∴E(−,0),
当0<m<2时,∵P(m,0), ∴M(m,﹣2m+4),N(m,m﹣2), ∴MN=﹣2m+4﹣m+2=﹣3m+6, ∴S=•BB′•MN=
11
21
×2(2﹣m)×(﹣3m+6)=3m2﹣12m+12. 214当−4<m≤0时,如图2中,∵P(m,0), ∴M(m,﹣2m+4),N(m,﹣8m﹣2), ∴MN=﹣2m+4+8m+2=6m+6, ∴S=•BB′•MN=
1
21
×2(2﹣m)×(6m+6)=﹣6m2+6m+12. 21
−6𝑚2+6𝑚+12(−<𝑚≤0)
4综上所述,S={.
2
3𝑚−12𝑚+12(0<𝑚<2)
(3)∵直线AC交x轴于E(−4,0),B′(2m﹣2), 当﹣6m2+6m+12=3×2×|2m﹣2+4|×8, 解得m=
−3±√315±√19或(都不符合题意舍弃), 22
1
1
1
11
当3m2﹣12m+12=3×2×|2m﹣2+4|×8,
解得m=1或11(舍弃)或﹣2+√7或﹣2−√7(舍弃), 综上所述,满足条件的m的值为1或﹣2+√7.
第143页(共201页)
40.(2021•黄石)抛物线y=ax2﹣2bx+b(a≠0)与y轴相交于点C(0,﹣3),且抛物线的对称轴为x=3,D为对称轴与x轴的交点. (1)求抛物线的解析式;
(2)在x轴上方且平行于x轴的直线与抛物线从左到右依次交于E、F两点,若△DEF是等腰直角三角形,求△DEF的面积;
(3)若P(3,t)是对称轴上一定点,Q是抛物线上的动点,求PQ的最小值(用含t的代数式表示).
第144页(共201页)
−2𝑏𝑥=−=3,解得{𝑎=−1, 【解答】解:(1)由题意得:{2𝑎𝑏=−3𝑏=−3
故抛物线的表达式为y=﹣x2+6x﹣3; (2)∵△DEF是等腰直角三角形, 故DE=DF且∠EDF=90°,
故设EF和x轴之间的距离为m,则EF=2m, 故点F(3+m,m), 则△DEF的面积=EF•m=
1
21
×2m•m=m2, 2将点F的坐标代入抛物线表达式得:m=﹣(m+3)2+6(m+3)﹣3, 解得m=﹣3(舍去)或2, 则△DEF的面积=m2=4;
(3)∵y=﹣x2+6x﹣3=﹣(x﹣3)2+6, ∴抛物线y=﹣x2+6x﹣3的顶点为(3,6). 设点Q的坐标为(p,q)(q≤6), ∵点Q在抛物线y=﹣x2+6x﹣3上, ∴q=﹣p2+6p﹣3
则PQ2=(p﹣3)2+(q﹣t)2=p2﹣6p+9+q2﹣2tq+t2, 将q=﹣p2+6p﹣3代入上式得: PQ2=q2﹣(2t+1)q+t2+6. ∵二次项系数为1>0, ∴PQ2有最小值, 当t>2时,2
11
2𝑡+1
>6,
第145页(共201页)
∴q=6时,PQ2最小,即PQ最小. ≤36﹣12t﹣6+t2+6=t2﹣12t+36=(t﹣6)2, 𝑡−6(𝑡≥6)
∴PQ=|t﹣6|={. 11
6−𝑡(<𝑡<6)
2当t≤2时,
2∴q=
11
2𝑡+1
≤6,
2𝑡+12
时,PQ最小,即PQ最小. 223−4𝑡
, 4√23−4𝑡. 2
∴PQ2=
∴PQ的最小值为
𝑡−6(𝑡≥6)
11 6−𝑡(<𝑡<6). 综上所述PQ的最小值=2 √23−4𝑡11 (𝑡≤)2{241.(2021•雅安)已知二次函数y=x2+2bx﹣3b.
(1)当该二次函数的图象经过点A(1,0)时,求该二次函数的表达式;
(2)在(1)的条件下,二次函数图象与x轴的另一个交点为点B,与y轴的交点为点C,点P从点A出发在线段AB上以每秒2个单位长度的速度向点B运动,同时点Q从点B出发,在线段BC上以每秒1个单位长度的速度向点C运动,直到其中一点到达终点时,两点停止运动,求△BPQ面积的最大值;
(3)若对满足x≥1的任意实数x,都使得y≥0成立,求实数b的取值范围.
【解答】解:(1)把点A(1,0)代入y=x2+2bx﹣3b得:1+2b﹣3b=0, 解得:b=1,
∴二次函数的表达式为:y=x2+2x﹣3.
第146页(共201页)
(2)如图1,对函数y=x2+2x﹣3,
当x=0时,y=﹣3,当y=0时,x1=﹣3,x2=1, ∴C(0,﹣3),B(﹣3,0),A(1,0), ∴AB=4,OB=OC=3,BC=3√2, 过点Q作QN⊥AB于点N, ∴sin∠NBQ=sin∠OBC, ∴
𝑁𝑄𝑄𝐵
=
𝑂𝐶𝐵𝐶
,
设运动时间为t,则:BQ=t,AP=2t, ∴BP=4﹣2t,∴NQ=2𝑡,
∴S△BPQ=2⋅𝐵𝑃⋅𝑁𝑄=2(4−2𝑡)⋅2𝑡=−2(𝑡−1)2+2, ∴当t=1时,△BPQ面积的最大值为
√2. 2
1
1
√2√2√2√2𝑁𝑄𝑡
=
33√2,
(3)①∵二次函数y=x2+2bx﹣3b的图象开口向上,
∴当二次函数y=x2+2bx﹣3b的图象与x轴没有交点或只有1个交点时,x≥1总有y≥0成立(如图2);
此时△≤0,即(2b)2﹣4(﹣3b)≤0, 解得﹣3≤b≤0;
②当二次函数y=x2+2bx﹣3b的图象与x轴有2个交点时, Δ=(2b)2﹣4(﹣3b)>0,可得b>0或b<﹣3,
设此时两交点为(x1,0),(x2,0),则x1+x2=﹣2b,x1•x2=﹣3b,
要使x≥1的任意实数x,都有y≥0,需x1≤1,x2≤1,即x1﹣1≤0,x2﹣1≤0(如图3), ∴(x1﹣1)+(x2﹣1)≤0且(x1﹣1)(x2﹣1)≥0, •∴﹣2b﹣2≤0且﹣3b﹣(﹣2b)+1≥0, 解得﹣1≤b≤1, ∴此时0<b≤1,
总上所述,对满足x≥1的任意实数x,都使得y≥0成立,则﹣3≤b≤1.
第147页(共201页)
42.(2021•常州)如图,在平面直角坐标系xOy中,正比例函数y=kx(k≠0)和二次函数y=−x2+bx+3的图象都经过点A(4,3)和点B,过点A作OA的垂线交x轴于点C.D是线段AB上一点(点D与点A、O、B不重合),E是射线AC上一点,且AE=OD,连接DE,过点D作x轴的垂线交抛物线于点F,以DE、DF为邻边作▱DEGF. (1)填空:k=
341
4 ,b= 1 ;
(2)设点D的横坐标是t(t>0),连接EF.若∠FGE=∠DFE,求t的值; (3)过点F作AB的垂线交线段DE于点P若S△DFP=3S▱DEGF,求OD的长.
1
【解答】解:(1)∵正比例函数y=kx(k≠0)经过A(4,3), ∴3=4k,
第148页(共201页)
∴k=,
∵二次函数y=−x2+bx+3的图象经过点A(4,3), ∴3=−4×42+4b+3, ∴b=1,
故答案为:,1.
431
1
434
(2)如图1中,过点E作EP⊥DF于P,连接EF.
∵四边形DEGF是平行四边形, ∴∠G=∠EDF ∵∠EGF=∠EFD, ∴∠EFD=∠EDF, ∴EF=ED, ∵EP⊥DF, ∴PD=PF, ∵D(t,t),
43
∴OD=AE=4t, ∵AC⊥AB, ∴∠OAC=90°, ∴tan∠AOC=4,
第149页(共201页)
5
3
∵OA=√32+42=5, ∴AC=OA•tan∠AOC=
15
15325,OC=AC×=, 4∴EC=AC﹣AE=4−4t, ∵tan∠ACO=3, ∴点E的纵坐标为3﹣t, ∵F(t,−4t2+t+3),PF=PD, ∴
13
−𝑡2+𝑡+3+𝑡445
4
1
2
=3﹣t,
解得t=
15−√17715+√177或(舍弃). 22
15−√177. 2
∴满足条件的t的值为
(3)如图2中,因为点D在线段AB上,S△DFP=3S▱DEGF,所以DP=2PE,观察图象可知,点D只能在第一象限,
1
设PF交AB于J, ∵AC⊥AB,PF⊥AB, ∴PJ∥AE,
∴DJ:AJ=DP:PE=2, ∵D(t,t),F(t,−4t2+t+3),
4
第150页(共201页)
3
1
∴OD=t,DF=−t2+t+3−t=−t2+t+3, ∴DJ=DF=−∵OA=5, ∴t−
45
3239339
t+t+−t2+t+=5, 2020040103532391339t+t+,AJ=DJ=−t2+t+, 2020524040105
414341414整理得9t2﹣59t+92=0,
解得t=9或4(4不合题意舍弃), ∴OD=t=
5
4115
. 3623
43.(2021•烟台)如图,抛物线y=ax2+bx+c经过点A(﹣2,0),B(4,0),与y轴正半轴交于点C,且OC=2OA,抛物线的顶点为D,对称轴交x轴于点E.直线y=mx+n经过B,C两点.
(1)求抛物线及直线BC的函数表达式;
(2)点F是抛物线对称轴上一点,当FA+FC的值最小时,求出点F的坐标及FA+FC的最小值;
(3)连接AC,若点P是抛物线上对称轴右侧一点,点Q是直线BC上一点,试探究是否存在以点E为直角顶点的Rt△PEQ,且满足tan∠EQP=tan∠OCA.若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)由点A的坐标知,OA=2, ∵OC=2OA=4,故点C的坐标为(0,4),
第151页(共201页)
4𝑎−2𝑏+𝑐=0𝑎=−
2将点A、B、C的坐标代入抛物线表达式得:{16𝑎+4𝑏+𝑐=0,解得{,
𝑏=1
𝑐=4𝑐=4故抛物线的表达式为y=−2x2+x+4;
0=4𝑚+𝑛𝑚=−1
将点B、C的坐标代入一次函数表达式得:{,解得{,
𝑛=4𝑛=4故直线BC的表达式为y=﹣x+4;
(2)∵点A、B关于抛物线的对称轴对称,
设抛物线的对称轴交BC于点F,则点F为所求点,此时,当FA+FC的值最小,
1
1
理由:由函数的对称性知,AF=BF, 则AF+FC=BF+FC=BC为最小,
当x=1时,y=﹣x+4=3,故点F(1,3), 由点B、C的坐标知,OB=OC=4, 则BC=√2BO=4√2,
即点F的坐标为(1,3)、FA+FC的最小值为4√2;
(3)存在,理由:
设点P的坐标为(m,−2m2+m+4)、点Q的坐标为(t,﹣t+4), ①当点Q在点P的左侧时,
如图2,过点P、Q分别作x轴的垂线,垂足分别为N、M,
1
第152页(共201页)
由题意得:∠PEQ=90°, ∴∠PEN+∠QEM=90°, ∵∠EQM+∠QEM=90°, ∴∠PEN=∠EQM, ∴∠QME=∠ENP=90°, ∴△QME∽△ENP, ∴
𝑃𝑁𝑀𝐸
=
𝐸𝑁𝑄𝑀12=
=tan∠EPQ=tan∠OCA=𝑂𝐶=4=2, 𝑄𝐸
𝑃𝐸
𝑂𝐴21
则PN=−m2+m+4,ME=1﹣t,EN=m﹣1,QM=﹣t+4, ∴
−𝑚2+𝑚+4
1−𝑡
12=
𝑚−1−𝑡+4
=,
2
1
解得m=±√13(舍去负值), 当m=√13时,−m2+m+4=故点P的坐标为(√13,
1
22√13−5, 22√13−52
).
②当点Q在点P的右侧时,
第153页(共201页)
分别过点P、Q作抛物线对称轴的垂线,垂足分别为N、M, 则MQ=t﹣1,ME=t﹣4,NE=−m2+m+4、PN=m﹣1, 同理可得:△QME∽△ENP, ∴即
𝑀𝑄𝐸𝑁
12
12𝑃𝑁𝑡−1
=
𝑀𝐸
=
𝐸𝑄
−𝑚2+𝑚+4
=
𝑃𝐸𝑡−4
=tan∠PQE=2,
=2,
𝑚−1
解得m=±√7(舍去负值), 故m=√7,
故点P的坐标为(√7,故点P的坐标为(√7,
2√7+1), 2
2√7+12√13−5)或(√13,). 22
44.(2021•贵港)如图,已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴相交于A(﹣3,0),B两点,与y轴相交于点C(0,2),对称轴是直线x=﹣1,连接AC. (1)求该抛物线的表达式;
(2)若过点B的直线l与抛物线相交于另一点D,当∠ABD=∠BAC时,求直线l的表达式;
(3)在(2)的条件下,当点D在x轴下方时,连接AD,此时在y轴左侧的抛物线上存在点P,使S△BDP=S△ABD.请直接写出所有符合条件的点P的坐标.
32第1页(共201页)
【解答】解:(1)∵抛物线的对称轴为x=﹣1, ∴−2𝑎=−1, ∴b=2a,
∵点C的坐标为(0,2), ∴c=2,
∴抛物线的解析式为y=ax2+2ax+2, ∵点A(﹣3,0)在抛物线上, ∴9a﹣6a+2=0, ∴a=−, ∴b=2a=−3,
∴抛物线的解析式为y=−x2−x+2;
(2)Ⅰ、当点D在x轴上方时,如图1, 记BD与AC的交点为点E, ∵∠ABD=∠BAC, ∴AE=BE,
∵直线x=﹣1垂直平分AB, ∴点E在直线x=﹣1上, ∵点A(﹣3,0),C(0,2), ∴直线AC的解析式为y=3x+2, 当x=﹣1时,y=3,
第155页(共201页)
𝑏
2
34
23432
4
∴点E(﹣1,),
3
4
∵点A(﹣3,0)点B关于x=﹣1对称, ∴B(1,0),
∴直线BD的解析式为y=−x+, 即直线l的解析式为y=−3x+3;
Ⅱ、当点D在x轴下方时,如图2, ∵∠ABD=∠BAC, ∴BD∥AC,
由Ⅰ知,直线AC的解析式为y=x+2, ∴直线BD的解析式为y=x−, 即直线l的解析式为y=x−;
综上,直线l的解析式为y=−3x+3或y=3x−3;
(3)由(2)知,直线BD的解析式为y=3x−3①, ∵抛物线的解析式为y=−3x2−3x+2②, 𝑥=1𝑥=−4
10, ∴{或{
𝑦=0𝑦=−
32
4
2
2
2
2
2
2
23232323232
22323∴D(﹣4,−
1323
10), 31
10
20
∴S△ABD=2AB•|yD|=2×4×3=3, ∵S△BDP=S△ABD, ∴S△BDP=2×3=10, ∵点P在y轴左侧的抛物线上, ∴设P(m,−3m2−3m+2)(m<0), 过P作y轴的平行线交直线BD于F,
2
420
第156页(共201页)
∴F(m,m−),
32
2
2
3∴PF=|−3m2−3m+2﹣(m−3)|=|m2+2m−3|,
33
11228
∴S△BDP=PF•(xB﹣xD)=×|m+2m−|×5=10,
22334
2
2
2
8
∴m=﹣5或m=2(舍)或m=﹣1或m=﹣2, ∴P(﹣5,﹣8)或(﹣1,)或(﹣2,2).
38
第157页(共201页)
45.(2021•襄阳)如图,直线y=2x+1与x,y轴分别交于点B,A,顶点为P的抛物线y=ax2﹣2ax+c过点A.
(1)求出点A,B的坐标及c的值;
(2)若函数y=ax2﹣2ax+c在3≤x≤4时有最大值为a+2,求a的值; (3)连接AP,过点A作AP的垂线交x轴于点M.设△BMP的面积为S. ①直接写出S关于a的函数关系式及a的取值范围; ②结合S与a的函数图象,直接写出S>8时a的取值范围.
1
1
【解答】解:(1)∵直线y=2x+1与x,y轴分别交于点B,A, ∴点A(0,1),点B(﹣2,0), ∵抛物线y=ax2﹣2ax+c过点A, ∴c=1;
(2)∵y=ax2﹣2ax+1=a(x﹣1)2+1﹣a, ∴对称轴为直线x=1,
当a>0,3≤x≤4时,y随x的增大而增大, ∴当x=4时,y有最大值, ∴9a+1﹣a=a+2,
1
第158页(共201页)
解得:a=;
当a<0,3≤x≤4时,y随x的增大而减小, ∴当x=3时,y有最大值, ∴4a+1﹣a=a+2,
解得:a=2(不合题意舍去), 综上所述:a=;
(3)①当a<0时,则1﹣a>1, 如图1,过点P作PN⊥y轴于N,
1
71
17
∵y=ax2﹣2ax+1=a(x﹣1)2+1﹣a, ∴点P坐标为(1,1﹣a),
∴PN=AO=1,AN=1﹣a﹣1=﹣a, ∵AM⊥AP,PN⊥y轴,
∴∠PNA=∠PAM=90°=∠AOM,
∴∠PAN+∠OAM=90°,∠OAM+∠AMO=90°, ∴∠PAN=∠AMO, ∴△AOM≌△PNA(AAS), ∴OM=AN=﹣a, ∴BM=2﹣a,
∴S=2×(2﹣a)(1﹣a)=2a2−2a+1; 当a>0,1﹣a>0时,即0<a<1, 如图2,过点P作PN⊥y轴于N,
1
1
3
第159页(共201页)
∴PN=1=OA,AN=1﹣(1﹣a)=a, 同理可得△AOM≌△PNA, ∴OM=AN=a, ∴BM=2﹣a,
∴S=2×(2﹣a)(1﹣a)=2a2−2a+1; 当a>0,﹣1<1﹣a<0时,即1<a<2, 如图3,过点P作PN⊥y轴于N,
1
1
3
∴PN=1=OA,ON=a﹣1,AN=1+a﹣1=a, 同理可得△AOM≌△PNA, ∴OM=AN=a, ∴BM=2﹣a,
∴S=2×(2﹣a)(a﹣1)=−2a2+2a﹣1; 当a=2时,点B与点M重合,不合题意, 当a>0,1﹣a<﹣1时,即a>2, 如图4,过点P作PN⊥y轴于N,
第160页(共201页)
113
∴PN=1=OA,ON=a﹣1,AN=1+a﹣1=a, 同理可得△AOM≌△PNA, ∴OM=AN=a, ∴BM=a﹣2, ∴S=
113×(a﹣2)(a﹣1)=a2−a+1; 222132
𝑎−𝑎+1(𝑎<1且𝑎≠0) 22 13
综上所述:S=−𝑎2+𝑎−1(1<𝑎<2).
2 2 1𝑎2−3𝑎+1(𝑎>2){22②当1<a<2时,S=−2a2+2a﹣1=−2(a−2)2+8≤8, ∴当1<a<2时,不存在a的值使S>8; 当a<1且a≠0时,S=2a2−2a+1>8, ∴(a−
21
3−√23+√2)(a−)>0, 221
3
11
131311
∴a<3−√23+√2或a>(不合题意舍去); 221
3
1
当a>2时,S=2a2−2a+1>8, ∴(a−
21
3−√23+√2)(a−)>0, 22∴a<3−√23+√2(不合题意舍去)或a>, 223−√23+√2且a≠0或a>. 22综上所述:a<46.(2021•大庆)如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于原点O和点A,且其顶点B关于x
第161页(共201页)
轴的对称点坐标为(2,1). (1)求抛物线的函数表达式;
(2)抛物线的对称轴上存在定点F,使得抛物线y=ax2+bx+c上的任意一点G到定点F的距离与点G到直线y=﹣2的距离总相等. ①证明上述结论并求出点F的坐标;
②过点F的直线l与抛物线y=ax2+bx+c交于M,N两点. 证明:当直线l绕点F旋转时,
1𝑀𝐹
+
1𝑁𝐹
是定值,并求出该定值;
(3)点C(3,m)是该抛物线上的一点,在x轴,y轴上分别找点P,Q,使四边形PQBC周长最小,直接写出P,Q的坐标.
【解答】解:(1)∵顶点B关于x轴的对称点坐标为(2,1), ∴B(2,﹣1), ∴A(4,0),
将点O、点A、点B代入抛物线y=ax2+bx+c,
1
𝑐=0𝑎=4得到{4𝑎+2𝑏+𝑐=−1,解得{𝑏=−1,
16𝑎+4𝑏+𝑐=0𝑐=0
∴y=x2﹣x;
(2)①设F(2,m),G(x,y), ∴G点到直线y=﹣2的距离为|y+2|, ∴(y+2)2=y2+4y+4, ∵y=4x2﹣x,
∴(y+2)2=y2+4y+4=y2+x2﹣4x+4=y2+(x﹣2)2,
第162页(共201页)
141
∴G到直线y=﹣2的距离与点(2,0)和G点的距离相等,
∴抛物线上的任意一点G到定点F的距离与点G到直线y=﹣2的距离总相等; ∵G到定点F的距离与点G到直线y=﹣2的距离相等, ∴(x﹣2)2+(𝑚−4𝑥2+𝑥)2=(4𝑥2−𝑥+2)2, 整理得,m(m−2x2+2x)=0, ∵距离总相等, ∴m=0, ∴F(2,0);
②设过点F的直线解析式为y=kx﹣2k,M(xM,yM),N(xN,yN), 𝑦=𝑘𝑥−2𝑘联立{,整理得x2﹣(4+4k)x+8k=0, 12
𝑦=4𝑥−𝑥∴xM+xN=4+4k,xM•xN=8k, ∴yM+yN=4k2,yM•yN=﹣4k2,
∵M到F点与M点到y=﹣2的距离相等,N到F点与N点到y=﹣2的距离相等, ∴∴
1𝑀𝐹1𝑀𝐹
11
1
++
1𝑁𝐹1𝑁𝐹
=
12+𝑦𝑀
+
12+𝑦𝑁
=
4+𝑦𝑁+𝑦𝑀
4+2(𝑦𝑁+𝑦𝑀)+𝑦𝑀⋅𝑦𝑁
=
4+4𝑘24+2(4𝑘2)−4𝑘2
=1,
=1是定值;
(3)作B点关于y轴的对称点B',作C点关于x轴的对称点C',连接C'B'交x轴、y轴分别于点P、Q, ∵BQ=B'Q,CP=C'P,
∴四边形PQBC周长=BQ+PQ+PC+BC=B'Q+PQ+C'P+CB=C'B'+CB, ∵点C(3,m)是该抛物线上的一点 ∴C(3,−4), ∵B(2,﹣1),
∴B'(﹣2,﹣1),C'(3,),
43
3
∴直线B'C'的解析为y=20x−10, ∴Q(0,−10),P(,0).
7
3
6
73
第163页(共201页)
47.(2021•本溪)如图,抛物线y=−x2+bx+c与x轴交于点A和点C(﹣1,0),与y轴交于点B(0,3),连接AB,BC,点P是抛物线第一象限上的一动点,过点P作PD⊥x轴于点D,交AB于点E. (1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,作PF⊥PD于点P,使PF=OA,以PE,PF为邻边作矩形PEGF.当矩形PEGF的面积是△BOC面积的3倍时,求点P的坐标;
(3)如图2,当点P运动到抛物线的顶点时,点Q在直线PD上,若以点Q、A、B为顶点的三角形是锐角三角形,请直接写出点Q纵坐标n的取值范围.
1
234【解答】解:(1)由题意得:{−4−𝑏+𝑐=0,解得{𝑏=4,
𝑐=3𝑐=3故抛物线的表达式为y=−4x2+4x+3;
(2)对于y=−4x2+4x+3,令y=−4x2+4x+3=0,解得x=4或﹣1, 故点A的坐标为(4,0),则PF=2,
由点A、B的坐标得,直线AB的表达式为y=−4x+3,
第1页(共201页)
39
39
3939
3
设点P的坐标为(x,−x2+x+3),则点E(x,−x+3),
则矩形PEGF的面积=PF•PE=2×(−x2+x+3+x﹣3)=3S△BOC=3××BO•CO=
3
×3×1, 23
4943412349434解得x=1或3,
故点P的坐标为(1,)或(3,3);
29
33
(3)由抛物线的表达式知,其对称轴为x=,故点Q的坐标为(,n),
22
当∠ABQ为直角时,如图2﹣1,
设BQ交x轴于点H,
由直线AB的表达式知,tan∠BAO=4,则tan∠BHO=3, 故设直线BQ的表达式为y=3x+t, 该直线过点B(0,3),故t=3, 则直线BQ的表达式为y=3x+3, 当x=时,y=x+3=5, 即n=5;
②当∠BQA为直角时,
过点Q作直线MN交y轴于点N,交过点A与y轴的平行线于点M,
3
24344
3
4
第165页(共201页)
∵∠BQN+∠MQA=90°,∠MQA+∠MAQ=90°, ∴∠BQN=∠MAQ, ∴tan∠BQN=tan∠MAQ, 即
𝐵𝑁𝑁𝑄
=
𝑀𝑄𝑀𝐴
,则
𝑛−3
32=
4−𝑛
32,
解得n=
3±2√6; 2③当∠BAQ为直角时, 同理可得,n=−
10; 3综上,以点Q、A、B为顶点的三角形是锐角三角形,则△ABQ不为直角三角形, 故点Q纵坐标n的取值范围为−3<n<10
3−2√63+2√6或<n<5. 22
1
48.(2021•枣庄)如图,在平面直角坐标系中,直线y=−2x+3与x轴交于点A,与y轴交于点B,抛物线y=3x2+bx+c经过坐标原点和点A,顶点为点M. (1)求抛物线的关系式及点M的坐标;
(2)点E是直线AB下方的抛物线上一动点,连接EB,EA,当△EAB的面积等于求E点的坐标;
(3)将直线AB向下平移,得到过点M的直线y=mx+n,且与x轴负半轴交于点C,取点D(2,0),连接DM,求证:∠ADM﹣∠ACM=45°.
252
1
时,第166页(共201页)
【解答】解:(1)对于y=−x+3,令y=−x+3=0,解得x=6,令x=0,则y=3, 故点A、B的坐标分别为(6,0)、(0,3), ∵抛物线y=3x2+bx+c经过坐标原点,故c=0, 将点A的坐标代入抛物线表达式得:0=故抛物线的表达式为y=3x2﹣2x;
则抛物线的对称轴为x=3,当x=3时,y=x2﹣2x=﹣3, 则点M的坐标为(3,﹣3);
(2)如图1,过点E作EH∥y轴交AB于点H,
1
31
1
×36+6b,解得b=﹣2, 31
1212
设点E的坐标为(x,x2﹣2x),则点H(x,−2x+3),
31
1
则△EAB的面积=S△EHB+S△EHA=2×EH×OA=2×6×(−2x+3−3x2+2x)=2, 解得x=1或,
2
第167页(共201页)
111125
7
故点E的坐标为(1,−)或(,−
2
537
35); 12
(3)∵直线AB向下平移后过点M(3,﹣3), 故直线CM的表达式为y=−(x﹣3)﹣3=−x−, 令y=−2x−2=0,解得x=﹣3, 故点C(﹣3,0);
过点D作DH⊥CM于点H,
1
3
1
21232
∵直线CM的表达式为y=−2x−2,故tan∠MCD=2,则sin∠MCD=则DH=CDsin∠MCD=(2+3)×
1=√5, √51
3
1
1, √5由点D、M的坐标得,DM=√(2−3)2+(0+3)2=√10, 则sin∠HMD=𝑀𝐷=
𝐷𝐻
=2, √10√5√2故∠HMD=45°=∠DMC=∠ADM﹣∠ACM=45°, ∴∠ADM﹣∠ACM=45°.
49.(2021•黑龙江)如图,抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和点B(﹣3,0),与y轴交于点C,连接BC,与抛物线的对称轴交于点E,顶点为点D. (1)求抛物线的解析式;
(2)点P是对称轴左侧抛物线上的一个动点,点Q在射线ED上,若以点P、Q、E为顶点的三角形与△BOC相似,请直接写出点P的坐标.
第168页(共201页)
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+3过点A(1,0),B(﹣3,0), 𝑎+𝑏+3=0∴{, 9𝑎−3𝑏+3=0𝑎=−1解得{,
𝑏=−2
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2﹣2x+3; (2)令x=0,y=3,
∴OC=OB=3,即△OBC是等腰直角三角形, ∵抛物线的解析式为:y=﹣x2﹣2x+3, ∴抛物线对称轴为:x=﹣1, ∵EN∥y轴, ∴△BEN∽△BCO, ∴
𝐵𝑁𝐵𝑂23
=
𝐸𝑁𝐶𝑂
,
∴=
𝐸𝑁3
,
∴EN=2,
①若△PQE∽△OBC,如图所示,过点P作PH⊥ED垂足为H, ∴∠PEH=45°, ∴∠PHE=90°, ∴∠HPE=∠PEH=45°, ∴PH=HE,
∴设点P坐标(x,﹣x﹣1+2),
∴代入关系式得,﹣x﹣1+2=﹣x2﹣2x+3,
第169页(共201页)
整理得,x2+x﹣2=0, 解得,x1=﹣2,x2=1(舍), ∴点P坐标为(﹣2,3),
②若△PEQ∽△OCB,如图所示, 设P(x,2),
代入关系式得,2=﹣x2﹣2x+3, 整理得,x2+2x﹣1=0,
解得,𝑥1=−1−√2,𝑥2=−1+√2(舍), ∴点P的坐标为(﹣1−√2,2),
综上所述点P的坐标为(﹣1−√2,2)或(﹣2,3).
50.(2021•长春)在平面直角坐标系中,抛物线y=2(x﹣m)2+2m(m为常数)的顶点为A.
(1)当m=2时,点A的坐标是 (,1) ,抛物线与y轴交点的坐标是 (0,) ;
2
2第170页(共201页)
1
13
(2)若点A在第一象限,且OA=√5,求此抛物线所对应的二次函数的表达式,并写出函数值y随x的增大而减小时x的取值范围;
(3)当x≤2m时,若函数y=2(x﹣m)2+2m的最小值为3,求m的值;
(4)分别过点P(4,2)、Q(4,2﹣2m)作y轴的垂线,交抛物线的对称轴于点M、N.当抛物线y=2(x﹣m)2+2m与四边形PQNM的边有两个交点时,将这两个交点分别记为点B、点C,且点B的纵坐标大于点C的纵坐标.若点B到y轴的距离与点C到x轴的距离相等,直接写出m的值.
【解答】解:(1)当m=时,y=2(x−)2+1, ∴顶点A(,1),
21
1
212令x=0,得y=2,
∴抛物线与y轴交点的坐标为(0,),
23
3
故答案为:(,1),(0,);
2
2
13
(2)∵点A(m,2m)在第一象限,且OA=√5, ∴m2+(2m)2=(√5)2,且m>0, 解得:m=1,
∴抛物线的解析式为y=2(x﹣1)2+2,当x<1时,函数值y随x的增大而减小; (3)∵当x≤2m时,若函数y=2(x﹣m)2+2m的最小值为3, ∴分两种情况:2m<m,即m<0时,或2m>m,即m>0时, ①当m<0时,2(2m﹣m)2+2m=3, 解得:m=
−1+√71+√7(舍)或m=−, 22第171页(共201页)
②当m>0时,2(m﹣m)2+2m=3, 解得:m=2,
综上所述,m的值为或−
23
1+√7; 23
(4)如图1,当m>0时,∵P(4,2)、Q(4,2﹣2m), ∴M(m,2),N(m,2﹣2m),
抛物线y=2(x﹣m)2+2m与四边形PQNM的边有两个交点,若点B在PM边上,点C在MN边上,
∴令y=2,则2=2(x﹣m)2+2m,
∴x=m+√1−𝑚 或 x=m−√1−𝑚(不合题意,应舍去), ∴B(m+√1−𝑚,2),C(m,2m), 根据题意,得2m=m+√1−𝑚, 解得:m=
√5−12或m=
−√5−1(不合题意,应舍去); 2若点B在PM边上,点C在NQ边上, 则2﹣2m=m+√1−𝑚, 解得:m=
11±√13, 1811+√13不符合题意,舍去, 18经检验,m=∴m=
11−√13, 18若点B在PQ边上,点C在NQ边上, 则4=2﹣2m,
解得:m=﹣1<0,不合题意,舍去; 当m<0时,如图2,
若点B在NQ边上,点C在PM边上, 则2﹣2m=2(x﹣m)2+2m,
∴x=m+√1−2𝑚或x=m−√1−2𝑚(舍去), ∴|m+√1−2𝑚|=2,
当m+√1−2𝑚=2时,得m2﹣2m+3=0, ∵Δ=(﹣2)2﹣4×1×3=﹣8<0, ∴该方程无解;
第172页(共201页)
当m+√1−2𝑚=−2时,得m2+6m+3=0, 解得:m=﹣3−√6或m=﹣3+√6,
∵当m=﹣3+√6时,|m+√1−2𝑚|=2√6−4≠2,不符合题意,舍去, ∴m=﹣3−√6;
若点B在NQ边上,点C在MN边上, 则|m+√1−2𝑚|=|2m|,
∴m+√1−2𝑚=−2m或m+√1−2𝑚=2m, ∵m<0, ∴m=−
√10+19或m=﹣1−√2,
√10+1经验证,m=−
9或m=﹣1−√2,均不符合题意;
若点B在PQ边上,点C在PM边上,
显然点B到y轴的距离为4,点C到x轴的距离为2,不符合题意; 综上所述,m的值为
√5−111−√13或或﹣3−√6. 218
第173页(共201页)
51.(2021•包头)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+4x经过坐标原点,与x轴正半轴交于点A,点M(m,n)是抛物线上一动点. (1)如图1,当m>0,n>0,且n=3m时, ①求点M的坐标; ②若点B(
1
,y)在该抛物线上,连接OM,BM,C是线段BM上一动点(点C与点M,
B不重合),过点C作CD∥MO,交x轴于点D,线段OD与MC是否相等?请说明理由; (2)如图2,该抛物线的对称轴交x轴于点K,点E(x,)在对称轴上,当m>2,n
37
>0,且直线EM交x轴的负半轴于点F时,过点A作x轴的垂线,交直线EM于点N,G为y轴上一点,点G的坐标为(0,平分∠AFG.
185
),连接GF.若EF+NF=2MF,求证:射线FE
【解答】解(1)①∵点M(m,n)在抛物线y=﹣x2+4x上, ∴n=﹣m2+4m(Ⅰ), ∵n=3m(Ⅱ), 联立(Ⅰ)(Ⅱ)解得,{
𝑚=0𝑚=1
(舍去)或{, 𝑛=0𝑛=3
第174页(共201页)
∴M(1,3);
②OD=MC,理由: 如图1,∵点B(∴y=﹣(∴B(
1
15
1
,y)在该抛物线y=﹣x2+4x上,
15
15
)2+4×4=16,
4),
,1516
由①知,M(1,3),
∴直线BM的解析式为y=−x+令y=0,则−x+∴x=5,
延长MB交x轴于P, ∴P(5,0), ∴OP=5, ∵M(1,3),
∴PM=√(5−1)2+(0−3)2=5=OP, ∴∠POM=∠PMO, ∵CD∥MO,
∴∠PDC=∠POM,∠PCD=∠PMO, ∴∠PDC=∠PCD, ∴PD=PC,
∴PO﹣PD=PM﹣PC, ∴OD=MC;
(2)∵抛物线y=﹣x2+4x=﹣(x﹣2)2+4, ∴E(2,),
37
3415
=0, 43415, 4令y=0,则﹣x2+4x=0, ∴x=0或x=4, ∴A(4,0),
第175页(共201页)
∵AN⊥x轴, ∴点N的横坐标为4,
由图知,NF=EF+EM+MN,MF=EF+EM, ∵EF+NF=2MF,
∴EF+EF+EM+MN=2(EF+EM), ∴MN=EM,
过点M作HM⊥x轴于H, ∴MH是梯形EKAN的中位线, ∴M的横坐标为3, ∵点M在抛物线上,
∴点M的纵坐标为﹣32+4×3=3, ∴M(3,3), ∵点E(2,),
37
∴直线EF的解析式为y=3x+1, 令y=0,则x+1=0,
32
2
∴x=−2, ∴F(−2,0), ∴OF=,
∵令y=0,则y=1,
记直线EF与y轴的交点为L, ∴L(0,1), ∴OL=1, ∵G(0,
1853
23
3
),
∴OG=5,
∴LG=OG﹣OL=5,
根据勾股定理得,FG=√𝑂𝐹2+𝑂𝐺2=√(2)2+(5)2=10,
第176页(共201页)
18
13
31839
过点L作LQ⊥FG于Q, ∴S△FLG=2FG•LQ=2LG•OF,
133×𝐿𝐺⋅𝑂𝐹
∴LQ=𝐹𝐺=5392=1=OL,
1011
∵OL⊥FA,LQ⊥FG, ∴FE平分∠AFG, 即射线FE平分∠AFG.
52.(2021•青海)如图,在平面直角坐标系中,直线y=x+2与坐标轴交于A,B两点,点A在x轴上,点B在y轴上,C点的坐标为(1,0),抛物线y=ax2+bx+c经过点A,B,C. (1)求抛物线的解析式;
(2)根据图象写出不等式ax2+(b﹣1 )x+c>2的解集;
(3)点P是抛物线上的一动点,过点P作直线AB的垂线段,垂足为Q点.当PQ=2时,求P点的坐标.
√2第177页(共201页)
【解答】解:(1)当x=0,y=0+2=2, 当y=0时,x+2=0, 解得x=﹣2,
∴A(﹣2,0),B(0,2),
把A(﹣2,0),C(1,0),B(0,2)代入抛物线解析式, 4𝑎−2𝑏+𝑐=0得{𝑎+𝑏+𝑐=0, 𝑐=2𝑎=−1解得{𝑏=−1,
𝑐=2
∴该抛物线的解析式为:y=﹣x2﹣x+2; (2)方法一:ax2+(b﹣1 )x+c>2, 即﹣x2﹣2x+2>2,
当函数y=﹣x2﹣2x+2=2时, 解得x=0或x=﹣2,
由图象知,当﹣2<x<0时函数值大于2,
∴不等式ax2+(b﹣1 )x+c>2的解集为:﹣2<x<0; 方法二:ax2+(b﹣1 )x+c>2, 即﹣x2﹣x+2>x+2,
观察函数图象可知当﹣2<x<0时y=﹣x2﹣x+2的函数值大于y=x+2的函数值, ∴不等式ax2+(b﹣1 )x+c>2的解集为:﹣2<x<0; (3)作PE⊥x轴于点E,交AB于点D,作PQ⊥AB于Q, ①如图1,当P在AB上方时, 在Rt△OAB中,
第178页(共201页)
∵OA=OB=2, ∴∠OAB=45°,
∴∠PDQ=∠ADE=45°,
在Rt△PDQ中,∠DPQ=∠PDQ=45°, ∴PQ=DQ=2, ∴PD=√𝑃𝑄2+𝐷𝑄2=1,
设点P(x,﹣x2﹣x+2),则点D(x,x+2), ∴PD=﹣x2﹣x+2﹣(x+2)=﹣x2﹣2x, 即﹣x2﹣2x=1, 解得x=﹣1,
∴此时P点的坐标为(﹣1,2), ②如图2,当P点在A点左侧时, 同理①可得PD=1,
设点P(x,﹣x2﹣x+2),则点D(x,x+2), ∴PD=(x+2)﹣(﹣x2﹣x+2)=x2+2x, 即x2+2x=1, 解得x=±√2−1,
由图象知此时P点在第三象限, ∴x=−√2−1,
∴此时P点的坐标为(−√2−1,−√2), ③如图3,当P点在B点右侧时, 在Rt△OAB中, ∵OA=OB=2, ∴∠OAB=45°,
∴∠PDQ=∠DPQ=45°,
在Rt△PDQ中,∠DPQ=∠PDQ=45°, ∴PQ=DQ=2, ∴PD=√𝑃𝑄2+𝐷𝑄2=1,
设点P(x,﹣x2﹣x+2),则点D(x,x+2),
第179页(共201页)
√2√2
∴PD=(x+2)﹣(﹣x2﹣x+2)=x2+2x, 即x2+2x=1, 解得x=±√2−1,
由图象知此时P点在第一象限, ∴x=√2−1,
∴此时P点的坐标为(√2−1,√2),
综上,P点的坐标为(﹣1,2)或(−√2−1,−√2)或(√2−1,√2).
53.(2021•海南)已知抛物线y=ax2+4x+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,且点A的坐标为(﹣1,0)、点C的坐标为(0,3).
第180页(共201页)
9
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)如图1,若该抛物线的顶点为P,求△PBC的面积;
(3)如图2,有两动点D、E在△COB的边上运动,速度均为每秒1个单位长度,它们分别从点C和点B同时出发,点D沿折线COB按C→O→B方向向终点B运动,点E沿线段BC按B→C方向向终点C运动,当其中一个点到达终点时,另一个点也随之停止运动.设运动时间为t秒,请解答下列问题: ①当t为何值时,△BDE的面积等于
3310
;
②在点D、E运动过程中,该抛物线上存在点F,使得依次连接AD、DF、FE、EA得到的四边形ADFE是平行四边形,请直接写出所有符合条件的点F的坐标.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+4x+c经过A(﹣1,0),C(0,3)两点, ∴{𝑎−4+𝑐=0, 𝑐=3
3𝑎=−解得{4, 𝑐=3
∴该抛物线的函数表达式为y=−4x2+4x+3; (2)∵抛物线y=−4x2+4x+3=−4(x−2)2+16, ∴抛物线的顶点P的坐标为(,23
7516
3
9
3
3
75
3
9
9
9
),
∵y=−x2+x+3,令y=0, 解得:x1=﹣1,x2=4,
∴B点的坐标为(4,0),OB=4, 如图,连接OP,
3
494第181页(共201页)
则S△PBC=S△OPC+S△OPB﹣S△OBC, =2•OC•|xp|+2•OB•|yp|−2•OB•OC =2×3×2+2×4×16−2×4×3 =4+8−6 =8,
∴△PBC的面积为
458
459
751
3
1
75
1
1
1
1
;
(3)①∵在△OBC中,BC<OC+OB,
∴当动点E运动到终点C时,另一个动点D也停止运动, ∵OC=3,OB=4,
∴在Rt△OBC中,BC=√𝑂𝐵2+𝑂𝐶2=5, ∴0<t≤5,
当运动时间为t秒时,BE=t, 如图,
过点E作EN⊥x轴,垂足为N,
则△BEN∽△BCO,
第182页(共201页)
∴
𝐵𝑁𝐵𝑂
=
45𝐸𝑁𝐶𝑂
=
𝐵𝐸𝐵𝐶35=,
5
𝑡
∴BN=t,EN=t,
43
∴点E的坐标为(4−t,t),
55
下面分两种情形讨论:
Ⅰ、当点D在线段CO上运动时,0<t<3, 此时CD=t,点D的坐标为(0,3﹣t), ∴S△BDE=S△BOC﹣S△CDE﹣S△BOD =2BO•CO−2CD•|xE|−2OB•OD
=2×4×3−2×t×(4−5t)−2×4×(3﹣t) =5t2,
当S△BDE=10时,t2=10,
5
33
2
33
21
1
4
1
1
1
1
解得t1=−∴t=
√33√332(舍去),t2=
√332<3,
2;
Ⅱ、如图,当点D在线段OB上运动时,3≤t≤5,BD=7﹣t,
∴S△BDE=2BD•EN, =2×(7﹣t)×5t =−10t2+10t, 当S△BDE=10时,
第183页(共201页)
1
13
321
33
−
322133t+t=, 1010107+√57−√5,t=<3, 422解得t3=
又∵3≤t≤5, ∴t=
7+√5, 2√33综上所述,当t=2或t=
7+√533
时,S; △BDE=210103
②当点D在线段OC上,根据平行四边的性质得,F坐标为(,136
),
当点D在线段OB上,根据平行四边的性质,F坐标为(3,3). 综上所述:F坐标为(
103
,
136
)或(3,3).
.(2021•宜宾)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴分别交于A、B两点,与y轴交于点C(0,6),抛物线的顶点坐标为E(2,8),连结BC、BE、CE. (1)求抛物线的表达式;
(2)判断△BCE的形状,并说明理由;
(3)如图2,以C为圆心,√2为半径作⊙C,在⊙C上是否存在点P,使得BP+2EP的值最小,若存在,请求出最小值;若不存在,请说明理由.
1
【解答】解:(1)∵抛物线的顶点坐标为E(2,8), ∴设该抛物线的表达式为y=a(x﹣2)2+8, ∵与y轴交于点C(0,6), ∴把点C(0,6)代入得:a=−2, ∴该抛物线的表达式为y=−2x2+2x+6;
第184页(共201页)
1
1
(2)△BCE是直角三角形.理由如下: ∵抛物线与x轴分别交于A、B两点, ∴令y=0,则−2(x﹣2)2+8=0, 解得:x1=﹣2,x2=6, ∴A(﹣2,0),B(6,0),
∴BC2=62+62=72,CE2=(8﹣6)2+22=8,BE2=(6﹣2)2+82=80, ∴BE2=BC2+CE2, ∴∠BCE=90°, ∴△BCE是直角三角形;
(3)⊙C上存在点P,使得BP+EP的值最小且这个最小值为
√21
1
2√290.理由如下: 2
如图,在CE上截取CF=(即CF等于半径的一半),连结BF交⊙C于点P,连结EP,
2则BF的长即为所求.理由如下: 连结CP,∵CP为半径, ∴
𝐶𝐹𝐶𝑃
=
𝐶𝑃𝐶𝐸
=,
2
1
又∵∠FCP=∠PCE, ∴△FCP∽△PCE, ∴
𝐶𝐹𝐶𝑃
=
𝐹𝑃𝑃𝐸
=,即FP=EP,
21
21
12∴BF=BP+EP,
由“两点之间,线段最短”可得: BF的长即BP+2EP为最小值. ∵CF=4CE,E(2,8), ∴由比例性质,易得F(,
2
1131
132
1
1
),
√290∴BF=√(6−2)2+(0−2)2=
2.
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55.(2021•通辽)如图,抛物线y=ax2+bx+3交x轴于A(3,0),B(﹣1,0)两点,交y轴于点C,动点P在抛物线的对称轴上. (1)求抛物线的解析式;
(2)当以P,B,C为顶点的三角形周长最小时,求点P的坐标及△PBC的周长; (3)若点Q是平面直角坐标系内的任意一点,是否存在点Q,使得以A,C,P,Q为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出所有符合条件的点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+3交x轴于A(3,0),B(﹣1,0)两点,
第186页(共201页)
9𝑎+3𝑏+3=0∴{, 𝑎−𝑏+3=0𝑎=−1
解得:{,
𝑏=2
∴该抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3; (2)在y=﹣x2+2x+3中,令x=0,得y=3, ∴C(0,3),
∵△PBC的周长为:PB+PC+BC,BC是定值, ∴当PB+PC最小时,△PBC的周长最小.
如图1,点A、B关于对称轴l对称,连接AC交l于点P,则点P为所求的点. ∵AP=BP,
∴△PBC周长的最小值是:PB+PC+BC=AC+BC. ∵A(3,0),B(﹣1,0),C(0,3), ∴AC=3√2,BC=√10.
∴△PBC周长的最小值是:3√2+√10. 抛物线对称轴为直线x=−2×(−1)=1,
设直线AC的解析式为y=kx+c,将A(3,0),C(0,3)代入,得: 3𝑘+𝑐=0{, 𝑐=3
𝑘=−1
解得:{,
𝑐=3
∴直线AC的解析式为y=﹣x+3, ∴P(1,2); (3)存在. 设P(1,t),
∵A(3,0),C(0,3), 则AC2=32+32=18, AP2=(1﹣3)2+t2=t2+4, PC2=12+(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2,
第187页(共201页)
2
∴t2﹣6t+10=18, 解得:t=3±√17,
∴P1(1,3−√17),P2(1,3+√17), ∴Q1(4,−√17),Q2(4,√17), ②以AC为对角线时,则PC=AP,如图3, ∴t2﹣6t+10=t2+4, 解得:t=1,
∴P3(1,1),Q3(2,2),
③当以CP为对角线时,则AP=AC,如图4, ∴t2+4=18, 解得:t=±√14,
∴P4(1,√14),Q4(﹣2,3+√14), P5(1,−√14),Q5(﹣2,3−√14),
综上所述,符合条件的点Q的坐标为:Q1(4,−√17),Q2(4,√17),Q3(2,2),Q4(﹣2,3+√14),Q5(﹣2,3−√14).
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56.(2021•鄂州)如图,直线y=−x+6与x轴交于点B,与y轴交于点A,点P为线段AB的中点,点Q是线段OA上一动点(不与点O、A重合). (1)请直接写出点A、点B、点P的坐标;
(2)连接PQ,在第一象限内将△OPQ沿PQ翻折得到△EPQ,点O的对应点为点E.若∠OQE=90°,求线段AQ的长;
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3
2
(3)在(2)的条件下,设抛物线y=ax2﹣2a2x+a3+a+1(a≠0)的顶点为点C. ①若点C在△PQE内部(不包括边),求a的取值范围;
②在平面直角坐标系内是否存在点C,使|CQ﹣CE|最大?若存在,请直接写出点C的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵直线y=−x+6与x轴交于点B,与y轴交于点A, ∴点A(0,6),点B(4,0), ∵点P是线段AB中点, ∴点P(2,3);
(2)过点P作PF⊥OA于F,
3
2
∵将△OPQ沿PQ翻折得到△EPQ,∠OQE=90°, ∴∠OQP=2∠OQE=45°,OQ=QE, ∴QF=PF, ∵点P(2,3), ∴QF=PF=2,OF=3, ∴OQ=5, ∵点A(0,6), ∴AO=6, ∴AQ=6﹣5=1,
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1
即AQ的长为1;
(3)①y=a(x2﹣2ax+a2)+a+1=a(x﹣a)2+a+1,
∴顶点C的坐标为(a,a+1), ∴点C是直线y=x+1(x≠0)上一点, ∵∠OQE=90°,OQ=5, ∴当y=5时,x=4,
又∵点P(2,3)在直线y=x+1上,
∴当点C在△PQE内部(不含边)时,a的取值范围是2<a<4; ②存在点C使|CQ﹣CE|最大,
理由如下:∵OQ=QE=5,∠OQE=90°, ∴点E(5,5),
如图3,作点E关于直线y=x+1的对称点E'(4,6),连接QE'交直线y=x+1于点C,此时|CQ﹣CE|最大,
设直线QC的解析式为y=kx+5, ∴6=4k+5, ∴k=4,
∴直线QC的解析式为y=4x+5,
1
1
第191页(共201页)
联立方程组可得{
16
𝑦=𝑥+1𝑦=𝑥+5
14,
𝑥=3解得:{, 19
𝑦=3∴点C坐标为(
1619,3). 357.(2021•吉林)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+bx+c的图象经过点A(0,−4),点B(1,).
4
7
1
(1)求此二次函数的解析式;
(2)当﹣2≤x≤2时,求二次函数y=x2+bx+c的最大值和最小值;
(3)点P为此函数图象上任意一点,其横坐标为m,过点P作PQ∥x轴,点Q的横坐标为﹣2m+1.已知点P与点Q不重合,且线段PQ的长度随m的增大而减小. ①求m的取值范围;
②当PQ≤7时,直接写出线段PQ与二次函数y=x2+bx+c(﹣2≤x<)的图象交点个数及对应的m的取值范围.
1
3
【解答】解:(1)将A(0,−4),点B(1,)代入y=x2+bx+c得:
4
7
1
−4=𝑐{, 1
=1+𝑏+𝑐4𝑏=1
7, 解得{
𝑐=−4∴y=x2+x−4.
(2)∵y=x2+x−4=(x+2)2﹣2,
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7
7
71
∵抛物线开口向上,对称轴为直线x=−. ∴当x=−时,y取最小值为﹣2, ∵2﹣(−2)>−2−(﹣2), ∴当x=2时,y取最大值22+2−=
7
417. 41
1
1212(3)①PQ=|﹣2m+1﹣m|=|﹣3m+1|,
当﹣3m+1>0时,PQ=﹣3m+1,PQ的长度随m的增大而减小, 当﹣3m+1<0时,PQ=3m﹣1,PQ的长度随m增大而增大, ∴﹣3m+1>0满足题意, 解得m<3. ②∵0<PQ≤7, ∴0<﹣3m+1≤7, 解得﹣2≤m<,
如图,当x=−2时,点P在最低点,PQ与图象有1交点,
1131
m增大过程中,−2<m<3,点P与点Q在对称轴右侧,PQ与图象只有1个交点,
1
1
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直线x=关于抛物线对称轴直线x=−对称后直线为x=−, ∴−<m<−时,PQ与图象有2个交点,
4312131243
当﹣2≤m≤−3时,PQ与图象有1个交点,
4
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综上所述,﹣2≤m≤−或−≤m<时,PQ与图象交点个数为1,−<m<−时,PQ与图象有2个交点.
58.(2021•东营)如图,抛物线y=−x2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,直线y=−2x+2过B、C两点,连接AC. (1)求抛物线的解析式; (2)求证:△AOC∽△ACB;
(3)点M(3,2)是抛物线上的一点,点D为抛物线上位于直线BC上方的一点,过点D作DE⊥x轴交直线BC于点E,点P为抛物线对称轴上一动点,当线段DE的长度最大时,求PD+PM的最小值.
1
1
24312134312
【解答】解:(1)∵直线y=−x+2过B、C两点, 当x=0时,代入y=−2x+2,得y=2,即C(0,2), 当y=0时,代入y=−2x+2,得x=4,即B(4,0), 把B(4,0),C(0,2)分别代入y=−x2+bx+c, −8+4𝑏+𝑐=0得{, 𝑐=2解得{𝑏=2,
𝑐=2
∴抛物线的解析式为y=−x2+x+2;
(2)∵抛物线y=−2x2+2x+2与x轴交于点A, ∴−2x2+2x+2=0, 解得x1=﹣1,x2=4, ∴点A的坐标为(﹣1,0), ∴AO=1,AB=5,
第195页(共201页)
1
211
123
123213
13
在Rt△AOC中,AO=1,OC=2, ∴AC=√5, ∴∵∴
𝐴𝑂𝐴𝐶𝐴𝐶𝐴𝐵𝐴𝑂𝐴𝐶
===
1√5=
√5, 5
√5, 5𝐴𝐶𝐴𝐵
,
又∵∠OAC=∠CAB, ∴△AOC∽△ACB;
(3)设点D的坐标为(x,−2x2+2x+2), 则点E的坐标为(x,−2x+2), ∴DE=−2x2+2x+2﹣(−2x+2) =−x2+x+2+x﹣2 =−2x2+2x, ∵−<0,
∴当x=2时,线段DE的长度最大, 此时,点D的坐标为(2,3), ∵C(0,2),M(3,2), ∴点C和点M关于对称轴对称,
连接CD交对称轴于点P,此时PD+PM最小,
连接CM交直线DE于点F,则∠DFC=90°,点F的坐标为(2,2), ∴CD=√𝐶𝐹2+𝐷𝐹2=√5, ∵PD+PM=PC+PD=CD, ∴PD+PM的最小值为√5.
1
211232121
3
11
1
3
第196页(共201页)
59.(2021•贺州)如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A、B两点,且A(﹣1,0),对称轴为直线x=2.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)直线l过点A且在第一象限与抛物线交于点C.当∠CAB=45°时,求点C的坐标; (3)点D在抛物线上与点C关于对称轴对称,点P是抛物线上一动点,令P(xP,yP),当1≤xP≤a,1≤a≤5时,求△PCD面积的最大值(可含a表示).
【解答】解:(1)抛物线过A(﹣1,0),对称轴为x=2, ∴{
0=(−1)2+𝑏×(−1)+𝑐−2×1=2
𝑏
,
𝑏=−4解得{,
𝑐=−5
∴抛物线表达式为y=x2﹣4x﹣5; (2)过点C作CE⊥x轴于点E,
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∵∠CAB=45°, ∴AE=CE,
设点C的横坐标为xc,则纵坐标为yc=xc+1, ∴C(xc,xc+1), 代入y=x2﹣4x﹣5得,
2xc+1=𝑥𝑐−4xc﹣5,
解得xc=﹣1(舍去),xc=6, ∴yc=7,
∴点C的坐标是(6,7);
(3)由(2)得C的坐标是(6,7), ∵对称轴x=2,
∴点D的坐标是(﹣2,7), ∴CD=8,
∵CD与x轴平行,点P在x轴下方, 设△PCD以CD为底边的高为h, 则h=|yp|+7,
∴当|yp|取最大值时,△PCD的面积最大, ∵1≤xp≤a,1≤a≤5,
①当1≤a<2时,1≤xp≤2,此时y=x2﹣4x﹣5在1≤xp≤a上y随x的增大而减小, ∴|yp|max=|a2﹣4a﹣5|=5+4a﹣a2, ∴h=|yp|+7=12+4a﹣a2, ∴△PCD的最大面积为: Smax=
11
×CD×h=×8×(12+4a﹣a2)=48+16a﹣4a2; 22②当2≤a≤5时,此时y=x2﹣4x﹣5的对称轴x=2含于1≤xp<a内, ∴|yp|max=|22﹣4×2﹣5|=9, ∴h=9+7=16,
∴△PCD的最大面积为Smax=2×CD×h=2×8×16=, 综上所述:当1≤a≤2时,△PCD的最大面积为48+16a﹣4a2; 当2≤a≤5时,△PCD的最大面积为.
第198页(共201页)
11
60.(2021•齐齐哈尔)综合与探究
如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+2x+c(a≠0)与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,连接BC,OA=1,对称轴为直线x=2,点D为此抛物线的顶点. (1)求抛物线的解析式;
(2)抛物线上C、D两点之间的距离是 2√2 ;
(3)点E是第一象限内抛物线上的动点,连接BE和CE,求△BCE面积的最大值; (4)点P在抛物线对称轴上,平面内存在点Q,使以点B、C、P、Q为顶点的四边形为矩形,请直接写出点Q的坐标.
【解答】解:(1)∵OA=1, ∴A(﹣1,0), 又∵对称轴为x=2, ∴B(5,0),
将A,B代入解析式得: 0=𝑎−2+𝑐{, 0=25𝑎+10+𝑐𝑎=−2解得{,
5𝑐=
21
∴𝑦=−2𝑥2+2𝑥+2;
(2)由(1)得:C(0,),D(2,),
2
2
5
9
15
∴CD=√(2−2)2+(2−0)2=2√2,
第199页(共201页)
95
故答案为2√2;
(3)∵B(5,0),C(0,),
25
∴直线BC的解析式为:𝑦=−2𝑥+2, 设E(x,−2𝑥2+2𝑥+2), 作EF∥y轴交BC于点F, 则F(x,−𝑥+),
∴EF=−𝑥2+2𝑥+−(−𝑥+)=−𝑥(𝑥−5), ∴𝑆△𝐵𝐶𝐸=
5
21115
×(𝑥𝐵−𝑥𝐶)×𝐸𝐹=×5×[−𝑥(𝑥−5)]=−𝑥(𝑥−5), 222412516
125212521212521
5
15
当x=时,S△BCE有最大值为;
(4)设P(2,y),Q(m,n), 由(1)知B(5,0),C(0,),
25
若BC为矩形的对角线, 由中点坐标公式得:{解得:{
𝑚=3𝑛=2−𝑦
5
5+0=2+𝑚0+
, 5
=𝑦+𝑛2,
又∵∠BPC=90°, ∴PC2+PB2=BC2,
即:22+(2−𝑦)2+32+𝑦2=52+(2)2,
第200页(共201页)
55
解得y=4或y=−, ∴n=−或n=4,
∴Q(3,−2)或Q(3,4), 若BP为矩形得对角线,
5+2=0+𝑚由中点坐标公式得{, 5
0+𝑦=+𝑛
2𝑚=7
5, 解得{
𝑛=𝑦−
233232又∵∠BCP=90°, BC2+CP2=BP2,
即:52+()2+22+(−𝑦)2=32+𝑦2, 解得y=
13, 25252∴Q(7,4),
若BQ为矩形的对角线,
5+𝑚=2+0由中点坐标公式得{5,
0+𝑛=𝑦+2𝑚=−3
解得:{5,
𝑛=𝑦+2又∵∠BCQ=90°, ∴BC2+CQ2=BQ2,
即:52+(2)2+𝑚2+(2−𝑛)2=(5−𝑚)2+𝑛2, 解得n=−, ∴Q(﹣3,−2),
综上,点Q的坐标为(3,−)或(3,4),或(7,4)或(﹣3,−).
3
2727725
5
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