一、选择题
1.(2015四川省遂宁市,15,4分)下列命题:
①对角线互相垂直的四边形是菱形;
②点G是△ABC的重心,若中线AD=6,则AG=3;
③若直线y=kx+b经过第一、二、四象限.则k<0,b>0;
④定义新运算:a?b=2a-b2,若(2x)?(x-3)=0,则x=1或9;
⑤抛物线y=-2x2+4x+3的顶点坐标是(1,1).
其中真命题有___.(只填序号)
【答案】③④.
【解析】
对于①,对角线互相垂直的平行四边形才是菱形,故①错;
对于②,重心到顶点的距离是到对边中点距离的2倍,所以AD=4,故②错;
对于③,画出草图易知,显然成立,故③正确;
对于④,(2x)?(x-3)=0,要得4x-(x-3)2=0,得x2-10x+9=0,解得x=1或9,故④正确;
对于⑤,y=-2x2+4x+3=-2(x2-2x+1-1)+3=-2(x-1)2+5,顶点为(1,5),故⑤错误.
2.(2015浙江省金华市,8,3分)图2是图1中拱形大桥的示意图,桥拱与桥面的交点为O,B,以点O为原点,水平直线OB为x轴,建立平面直角坐标系,桥的拱形可以近似看成抛物线,桥拱与桥墩AC的交点C恰好在水面,有AC⊥x轴,若干OA=10米,则桥面离水面的高度AC为( )
A.米 B.米 C.米 D.米
【答案】B
3.(2015浙江嘉兴,10,4分)如图,抛物线交x轴于点A(a,0)和B(b,0),交y轴于点C,抛物线的顶点为D.下列四个判断:①当时,;②若a=-1,则b=4;③抛物线上有两点和若且,则;④点C关于抛物线对称轴的对称点为E,点G,F分别在x轴和y轴上,当m=2时,四边形EDFG周长最小值为.其中正确判断的序号是()
A.①B.②C.③D.④
【答案】C
二、填空题
1.(2015浙江省衢州市,16,4分)如图,已知直线分别交x轴,y轴于点A、B,P是抛物线上一个动点,其横坐标是a,过点P且平行y轴的直线交直线于点Q,则PQ=BQ时,a的值是__________。
【答案】4或
【解析】解:P点横坐标为a,因为P点在抛物线上,所以P点坐标为,又PQy轴,且Q点在函数上,所以点Q坐标为,B点坐标为根据平面内两点间的距离公式,知道PQ=,BQ=,根据题意,PQ=BQ,所以=,解得a的值分别为4或.
三、解答题
1.(2015年四川省宜宾市,24,12分)如图,抛物线与x轴分别交于点A(-2,0)、B(4,0),与y轴交于点C,顶点为点P。
(1)求抛物线的解析式;
(2)动点M、N从点O同时出发,都以每秒1个单位长度的速度分别在线段OB、OC上向点B、C方向运动,过点M作x轴的垂线交BC于点F,交抛物线于点H。
①当四边形OMHN为矩形时,求点H的坐标;
②是否存在这样的点F,使△PFB为直角三角形?若存在,求出点F的坐标;若不存在,请说明理由。
【答案】(1)抛物线的解析式为:
(2)①H(,)
②存在点F(,),使△PFB为直角三角形
【解析】解:(1)由题意得:,解得:,
∴抛物线的解析式为:
(2)
①设点M、N从点O同时出发t秒后四边形OMHN为矩形,则M(t,0)、N(0,t)、H(t,t)
∵点H在抛物线上,∴解得:
∴H(,)
②设存在点F,使△PFB为直角三角形
如图,连结PF,BP,过点F作FQ⊥对称轴于点Q
∵c=4,A(-2,0),B(4,0),∴∠OBC=45°,P点的横坐标为1,
∵点P为抛物线的顶点,∴y=,P(1,),
∴
∵∠OBC=45°,M(t,0),∴MF=BM=4-t即
在Rt△PQF中,FQ=1-t,PQ=,∴PF2=
∵△PFB为直角三角形,
∴Ⅰ)当点F为直角顶点时,
=+
整理得:
∵△=,∴该方程无解
Ⅱ)当点P为直角顶点时,
=+
解得:t=,F(,)
综上所述:存在点F(,),使△PFB为直角三角形。
2.(2015浙江省丽水市,24,12分)某乒乓球馆使用发球机进行辅助训练,出球口在桌面中线端点A处的正上方,假设每次发出的乒乓球的运动路线固定不变,且落在中线上.在乒乓球运行时,设乒乓球与端点A的水平距离为(米),与桌面的高度为(米),运动时间为(秒),经过多次测试后,得到如下部分数据:
(秒) 0 0.16 0.2 0.4 0.6 0.64 0.8 … (米) 0 0.4 0.5 1 1.5 1.6 2 … (米) 0.25 0.378 0.4 0.45 0.4 0.378 0.25 … (1)当为何值时,乒乓球达到最大高度?
(2)乒乓球落在桌面时,与端点A的水平距离是多少?
(3)乒乓球落在桌面上弹起,与满足=.
①用含的代数式表示;
②球网高度为0.14米,球桌长(1.4×2)米.若球弹起后,恰好有唯一的击球点,可以将球沿直线扣杀到点A,求的值.
【答案】解:以点A为原点,以桌面中线为轴,乒乓球运动方向为正方向,建立平面直角坐标系.
(1)由表格中的数据,可得=0.4(秒).
答:当为0.4秒时,乒乓球达到最大高度.
(2)由表格中数据,可画出关于的图象,根据图象的形状,可判断是的二次函数.可设=.
将(0,0.25)代入,可得=.
∴=.
当=0时,=,=(舍去),即乒乓球与端点A的水平距离是米.
(3)①由(2)得乒乓球落在桌面上时,对应的点为(,0).
代入=,得=0,化简整理,得=.
②由题意可知,扣杀路线在直线=上.
由①,得=.
令=,整理,得=0.
当==0时符合题意.
解方程,得=,=.
当=时,求得=,不符合题意,舍去.
当=时,求得=,符合题意.
答:当=时,能恰好将球沿直线扣杀到点A.
3.(2015四川省自贡市,22,1分)观察下表:
序号 1 2 3 … 图形
… 我们把某格中字母和所得的多项式称为特征多项式,例如第1格的“特征多项式”为,回答下列问题:
(1)第3格的“特征多项式”为________,第4格的“特征多项式”为________,第格的“特征多项式”为________(为正整数);
(2)若第1格的“特征多项式”的值为-10,第2格的“特征多项式”的值为-16,
①求,的值;
②在此条件下,第格的“特征多项式”是否有最小值.若有,求出最小值和相应的值;若没有,说明理由.
【答案】解:(1),,.
(2)①依题意,得.
解得.
②设最小值为W,则依题意得:W===.
答:有最小值为-18,相应的值为3.
4.(2015四川省自贡市,23,12分)如图,己知抛物线=(≠0)的对称轴为直线=-1,且抛物线经过A(1,0),C(0,3)两点,与轴交于点B.
(1)若直线=经过B,C两点,求直线BC和抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴=-1上找-点M,使点M到点A的距离与到点C的距离之和最小,求出点M的坐标;
(3)设点P为抛物线的对称轴=-1上的-个动点,求使△BPC为直角三角形的点P的坐标.
【答案】解:(1)依题意得:,解得.
∴抛物线解析式为=.
∵对称轴=-1,且抛物线经过点A(1,0),
∴把B(-3,0),C(0,3)分别代入直线=得
,解得.
∴直线=的解析式为=.
(2)设直线BC与对称轴=-1的交点为M,则此时MA+MC的值最小.把=-1代入直线=得,=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).
(注:本题只求M坐标没说要证明为何此时MA+MC的值最小,所以答案没证明MA+MC的值最小的原因)
(3)设P(-1,),又B(-3,0),C(0,3),
∴BC2=18,PB2==,PC2==.
①若点B为直角顶点,则BC2+PB2=PC2,即=,解得=-2.
②若点C为直角顶点,则BC2+PC2=PB2,即=,解得=4.
③若点P为直角顶点,则PB2+PC2=BC2,即=18,解得=,=.
综上所述P的坐标为(-1,-2)或(-1,4)或(-1,)或(-1,).
5.(2015四川省遂宁市,25,12分)如图,已知抛物线y=ax2+bx+c经过A(-2,0),B(4,0),C(0,3)三点.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)在y轴上是否存在点M,使△ACM为等腰三角形,若存在,请直接写出所有满足要求的点M的坐标;若不存在,请请说明理由;
(3)若点P(t,0)为线段AB上一动点(不与A、B重合),过P作y轴的平行线,记该直线右侧与△ABC围成的图形面积为S,试确定S与t的函数关系式.
【答案】(1);(2)M1(0,3+),M2(0,3-),M3(0,-3),M4(0,);(3).
【解析】
解:(1)由y=ax2+bx+c经过A(-2,0),B(4,0),C(0,3),
设函数解析式为,将C(0,3)代入,
得3=-8a,得a=,
所以解析式为,
;
(2)设M(0,m),则AC=,CM=,AM=,
①当AC=CM,得13=(m-3)2,得m=3±,得M1(0,3+),M2(0,3-),
②当AC=AM,得13=m2+4,得m=3(舍去)或m=-3,所以M3(0,-3);
③当CM=AM,得(m-3)2=m2+4,-6m+9=4,得m=,所以M4(0,)
(3)分两种情况,
①当-2<t≤0时,如图a,
由P(t,0),得AP=t-2,OP=-t,
由PK∥y轴交AC于K,所以△APK∽△AOC,
所以,得,得,
所以S==,
即:S=(-2<t≤0),
②当0<t<4时,如图b,
由P(t,0),得OP=t,PB=4-t,
由PH∥y轴交BC于点H,
所以△BPH∽△POC,
所以,得PH=,
所以S=
=.
即:S=(0<t<4).
6.(2015四川省巴中市,31,12分)如图,在平面直角坐标系xOy中,二次函数的图象与x轴交于点A(-2,0)、C(8,0)两点,与y轴交于点B,其对称轴与x轴交于点D.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)如图1,连接BC,在线段BC上是否存在点E,使得△CDE为等腰三角形?若存在,求出所有符合条件的点E的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,若点P(m,n)是该二次函数图象上的一个动点(其中m>0,n<0),连接PB,PD,BD,求△BDP的面积的最大值即此时点P的坐标.
【答案】解:(1)依题意,把点A(-2,0)、C(8,0)代入二次函数解析式,得
解得∴二次函数解析式为.
(2)存在点E,使得△CDE为等腰三角形.
依题意,点D的坐标为(3,0).OB=4,OC=8,BC.直线BC的解析式为y=x-4.
有如下情形:
①当CE=DE时,过点E作EF⊥OC,∴点F为DC中点.∴DF=(OC-OD)=.
∴OF=.在直线BC的解析式中,令x=,得y=.∴点E的坐标为.
②当CD=CE时,过点E作EG⊥OC,∴EG∥BO,∴△CEG∽△CBO.
∴,,∴OG=8-.
在直线BC的解析式中,令x=8-,得y=.∴点E的坐标为.
③当CD=DE时,过点E作EH⊥OC.设E的坐标为,∴OH=x,HE=,DH=3-x.
在Rt△HDE中,,∴25=.整理,得.
解得x1=0,x2=8(舍去).此时点E与点B重合,坐标为(0,-4).
(3)如图,过点P作PH⊥OB于点H.设点P的坐标为.
∴
所以当时,最大,最大值为.此时点P的坐标为.
7.(2015福建省福州市,26,13分)如图,抛物线与x轴交于O、A两点,P为抛物线上一点,过点P的直线y=x+m与对称轴交于点Q.
(1)这条抛物线的对称轴是;直线PQ与x轴所夹锐角的度数是;
(2)若两个三角形面积满足,求m的值;
(3)当点P在x轴下方的抛物线上时,过点C(2,2)的直线AC与直线PQ交于点D,
①求PD+DQ的最大值;②求PD·DQ的最大值.
【答案】解:(1)x=2;45°.
(2)设直线PQ交x轴于点B,分别过点O、A作PQ的垂线,垂足分别为E、F.(
显然,当点B在OA的延长线上时,不成立.
①如图所示,
当点B落在线段OA上时,,
由△OBE∽△ABF得,
∴AB=3OB.
∴.
由得点A(4,0),
∴OB=1,
∴B(1,0).
∴1+m=0,
∴m=-1.
②如图所示,
当点B落在线段AO的延长线上时,
,
由△OBE∽△ABF得,
∴AB=3OB.
∴.
由得点A(4,0),
∴OB=2,
∴B(-2,0).
∴-2+m=0,
∴m=2.
综上所述,当m=-1或2时,.
(3)①如图所示,过点C作CH∥x轴交直线PQ于点H,则△CHQ是等腰三角形.
∵∠CDQ=45°+45°=90°,
∴AD⊥PH,
∴DQ=DH,
∴PD+DQ=PH.
过点P作PM⊥CH于点M,
则△PMH是等腰直角三角形.
∴.
∴当PM最大时,PH最大.
∴当点P在抛物线的顶点处时,PM取得最大值,此时PM=6.
∴PH的最大值为.
即PD+DQ的最大值为.
解法2:如图所示,
过点P作PE⊥x轴,交AC于点E,作DF⊥CQ于点F,
则△PDE、△CDQ、△PFQ是等腰直角三角形.
设点P(),则E(),F().
∴,PF=PQ=|2-x|,
∴点Q(),
∴,
∴(0<x<
4).
∴当x=2时,PD+DQ的最大值为.
②由①可知:PD+DQ≤.
设PD=a,则DQ≤.
∴PD·DQ≤.
∵当点P在抛物线的顶点时,,
∴PD·DQ≤18.
∴PD·DQ的最大值为18.
附加说明:(对a的取值范围的说明)
设点P的坐标为(),延长PM交AC于N.
PD=a.
∵<0,0<n<4,
∴当时,由最大值为.
∴0<a≤.
8.(2015山东省青岛市,22,10分)如图,隧道的截面由抛物线和长方形构成,长方形的长是12m,宽的4m.按照图中所示的直角坐标系,抛物线可以用表示,且抛物线上的点C到墙面OB的水平距离为3m,到地面OA的距离为m.
(1)求该抛物线的函数关系式,并计算出拱顶D到地面OA的距离;
(2)一辆货运汽车载一长方体集装箱后高为6m,宽为4m,如果隧道内设双向行车道,那么这辆货车能否安全通过?
(3)在抛物线型拱壁上需要安装两排灯,使它们离地面的高度相等.如果灯离地面的高度不超过8m,那么两排灯的水平距离最小是多少米?
【答案】解:(1)由题意得点B的坐标为(0,4),点C的坐标为(3,),
∴,解得,
∴该抛物线的函数关系式为.
∵,
∴拱顶D到地面OA的距离为10.
(2)当x=6+4=10时,,
∴这辆货车能安全通过.
(3)当y=8时,,
即,
∴,
∴两排灯的水平距离的最小值是:
(m).
9.(2015重庆B卷,26,12分)如图,抛物线与x轴交与A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.点D和点C关于抛物线的对称轴对称,直线AD与y轴相交于点E.
(1)求直线AD的解析式;
(2)如图1,直线AD上方的抛物线上有一点F,过点F作FG⊥AD于点G,作FH平行于x轴交直线AD于点H,求△FGH的周长的最大值;
(3)点M是抛物线的顶点,点P是y轴上一点,点Q是坐标平面内一点,以A,M,P,Q为顶点的四边形是AM为边的矩形,若点T和点Q关于AM所在直线对称,求点T的坐标.
【答案】(1)y=x+1,(2);(3)或
【解析】解:⑴AD:y=x+1;
⑵过点F作x轴的垂线,交直线AD于点M,易证△FGH≌△FGM
故
设
则FM=
则C=
故最大周长为
⑶
①若AP为对角线
如图,由△PMS∽△MAR可得
由点的平移可知
故Q点关于直线AM的对称点T为
②若AQ为对角线
如图,同理可知P
由点的平移可知Q
故Q点关于直线AM的对称点T为
10.(2015四川省泸州市)如图,已知二次函数的图象M经过A(-1,0),B(4,0),C(2,-6)三点。
(1)求该二次函数的解析式;
(2)点G是线段AC上的动点(点G与线段AC的端点不重合),若△ABG与△ABC相似,求点G的坐标;【出处:21教育名师】
(3)设图象M的对称轴为,点是图象M上一动点,当△ACD的面积为时,点D关于的对称点为E,能否在图象M和上分别找到点P、Q,使得以点D、E、P、Q为顶点的四边形为平行四边形。若能,求出点P的坐标;若不能,请说明理由。
【答案】
解:(1)设抛物线解析式为,根据题意得
,解得a=1,b=-3,c=-4
∴二次函数的解析式为:
(2)设直线AC的解析式为y=kx+b,根据题意得
,解得k=-2,b=-2
∴AC的解析式为y=-2x-2
∵△ABG∽△ABC
∴
∵AB=3-(-1)=4,AC=
∴AG=
设G点坐标为(a,-2a-2),则
解得a=
∴G点坐标为()
(3)如图,分别过点D、C作DE⊥AB、CF⊥AB,分别交AB于点E、F
则
∵G点坐标为(m,n)
∴n=
∵-1<m<2
∴AE=m+1,FE=2-m,DE=,CF=6
∴
解得m=
∴G点坐标()
∴E点坐标()
当DE为对角线时,则P为抛物线顶点,其坐标为();
当DE为一边时,则PQ=DE=2,则P点横坐标为-0.5,3.5,P点坐标为(),()
11.(2015浙江省湖州市,3,分)如图,已知抛物线C1:y=a1x2+b1x+c1和C2:y=a2x2+b2x+c2都经过原点,顶点分别为A、B,与x轴的另一交点分别为M、N.如果点A与点B,点M与点N都关于原点O成中心对称,则称抛物线C1和C2为姐妹抛物线.请你写出一对姐妹抛物线C1和C2,使四边形ANBM恰好是矩形,你所写的一对抛物线解析式是____和____.
【答案】答案不唯一,如:和.
【解析】
这类题答案不唯一,考试中为节省时间计,越简单越好,越特殊越好.
因为要求四边形NBMA是矩形,所以两条抛物线必是关于原点成中心对称图形,
为简单起见,若Rt△ANM是∠ANM=30°的直角三角形,相对简单,
此时,不妨设A(1,),则M(2,0),
设右边抛物线的解析式为y=ax2+bx,代入A、M的坐标,
可求得其解析式为,
另一条也易得.
这样的姐妹抛物线还可以源源不断写出.
12.(2015浙江省湖州市,1,分)(本小题12分)
已知在平面直角坐标系xOy中,O为坐标原点,线段AB的两个端点A(0,2),B(1,0)分别在y轴和x轴的正半轴上,点C为线段AB的中点.现将线段BA绕点B按顺时针方向旋转90°得到线段BD,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过点D.
(1)如图1,若该抛物线经过原点O,且a=.
①求点D的坐标及该抛物线的解析式;
②连结CD.问:在抛物线上是否存在点P,使得∠POB与∠BCD互余?若存在,请求出所有满足条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(2)如图2,若该抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过点E(1,1),点Q在抛物线上,且满足∠QOB与∠BCD互余.若符合条件的Q点的个数是4个,请直接写出a的取值范围.
【答案】
【解析】
解:(1)①过点D作DF⊥x轴于点F,如图所示.
∵∠DBF+∠ABO=90°,
∠BAO+∠ABO=90°,
∴∠DBF=∠BAO,
又∵∠AOB=∠BFD=90°,AB=BD,
∴△AOB≌△BFD,
∴DF=BO=1,BF=AO=2,
∴D点坐标是(3,1).
根据题意,得,c=0,且a×32+b×3+c=1,
∴b=,∴该抛物线解析式为.
②∵C、D两点纵坐标都为1,
∴CD∥x轴,∴∠BCD=∠ABO,
∴∠BAO与∠BCD互余,
若要使得∠POB与∠BCD互余,则需满足∠POB=∠BAO,
设点P的坐标为(x,),
(Ⅰ)当点P在x轴上方时,过点P作PG⊥x轴于点G,
则tan∠POB=tan∠BAO,即,
∴,解得x1=0(舍去),x2=,
=,∴点P的坐标是(,),
(Ⅱ)当点P在x轴下方时,过点P作PH⊥x轴于点H,则,
∴,解得x1=0(舍去),x2=.
∴=,∴点P的坐标是(,).
综上所述,在抛物线上存在点P1(,),P2(,),使得∠POB与∠BCD互余.
(2)a的取值范围是a<或.
13.(2015浙江省金华市,24,12分)如图,抛物线y=ax2+c(a≠0)与y轴交于点A,与x轴交于B,C两点(点C在x轴正半轴上),△ABC为等腰直角三角形,且面积为4.现将抛物线沿BA方向平移,平移后的抛物线过点C时,与x轴的另一个交点为E,其顶点为F,对称轴与x轴的交点为H.
(1)求a,c的值.
(2)连结OF,试判断△OEF是否为等腰三角形,并说明理由.
(3)先将一足够大的三角板的直角顶点Q放在射线AF或射线HF上,一直角边始终过点E,另一直角边与y轴相交于点P.是否存在这样的点Q,使以点P,Q,E为顶点的三角形与△POE全等?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)
∵△ABC为等腰直角三角形,∴OA=BC,
又∵△ABC的面积=BC×OA=4,即=4,
∴OA=2,
∴A,B,C,
∴c=2,
∴抛物线的函数表达式为,
有,解得,
∴,c=2.
(2)
△OEF是等腰三角形.
理由如下:
∵A,B,
∴直线AB的函数表达式为,
又∵平移后的抛物线顶点F在射线BA上,
∴设顶点F的坐标为(m,m+2),
∴平移后的抛物线函数表达式为,
∵抛物线过点C,
∴,解得
∴平移后的抛物线函数表达式为,即.…1分
当y=0时,,解得
∴E(10,0),OE=10,
又F(6,8),OH=6,FH=8,
∴
又∵,
∴OE=OF,即△OEF为等腰三角形.
(3)点Q的位置分两种情形.
情形一、点Q在射线HF上.
当点P在轴上方时,如图2.
由于△PQE≌△POE,∴,
在Rt△QHE中,,
∴.
当点P在轴下方时,如图3,有,
过P点作于点,则有PK=6,
在Rt中,,
∵,∴,
∵,∴,
又∵,
∴∽,
∴,即,解得,
∴.
情形二、点在射线AF上.
当时,如图4,有,
∴四边形POEQ为矩形,∴的横坐标为10,
当时,,∴.
当时,如图5.
过作y轴于点,过E点作x轴的垂线交QM于点N.
设的坐标为,∴,,,
在中,有,即,解得,
当时,如图5,,∴,
当时,如图6,,∴.
综上所述,存在点,,,,,使以P,Q,E三点为顶点的三角形与△POE全等.
14.(2015山东省德州市,24,12分)已知抛物线y=-mx2+4x+2m与x轴交于点A(α,0),B(β,0),且.
(1)求抛物线的解析式.
(2)抛物线的对称轴为l,与y轴的交点为C,顶点为D,点C关于l的对称点为E.是否存在x轴上的点M、y轴上的点N,使四边形DNME的周长最小?若存在,请画出图形(保留作图痕迹),并求出周长的最小值;若不存在,请说明理由.
(3)若点P在抛物线上,点Q在x轴上,当以点D、E、P、Q为顶点的四边形是平行四边形时,求点P的坐标.
【答案】解:(1)由题意可知,α,β是方程-mx2+4x+2m=0的两根,由根与系数的关系可得:α+β=,αβ=-2.
∵,
∴,即.
∴m=1.
∴抛物线解析式为y=-x2+4x+2.
(2)存在x轴上的点M,y轴上的点N,使得四边形DNME的周长最小.
∵y=-x2+4x+2=-(x-2)2+6.
∴抛物线的对称轴l为x=2,顶点D的坐标为(2,6).
又∵抛物线与y轴交点C的坐标为(0,2),点E与点C关于l对称,
∴E点坐标为(4,2),
作点D关于y轴的对称点D',点E关于x轴的对称点E'.
则D'坐标为(-2,6),E'坐标为(4,-2),连接D'E'.交x轴于M,交y轴N.
此时,四边形DNME的周长最小为D'E'+DE.如图1所示.
延长E'E,D'D交于一点F.在Rt△D'E'F中,D'F=6,E'F=8.
∴D'E'===10,
设对称轴l与CE交于点G,在Rt△DGE中,DG=4,EG=2,
∴DE===2.
∴四边形DNME的周长的最小值为10+2.
(3)如图2,P为抛物线上的点,过P作PH⊥x轴,垂足为H.若以点D、E、P、Q为顶点的四边形为平行四边形.
则△PHQ≌△DGE.
∴PH=DG=4,
∴|y|=4.
∴当y=4时,-x2+4x+2=4,
解得x=2±,
∴点P的坐标为(2-,4),(2+,4),(2+,-4),(2-,-4).
15.(2015四川省达州市,23,8分)阅读与应用:
阅读1:a、b为实数,且a>0,b>0,因为,所以,从而(当a=b时取等号).
阅读2:若函数(m>0,x>0,m为常数),由阅读1结论可知:
,所以当即时,函数的最小值为.
阅读理解上述内容,解答下列问题:
问题1:已知一个矩形的面积为4,其中一边长为x,则另一边长为,为,求当x=__________时,周长的最小值为__________.
问题2:已知函数y1=x+1(x>-1)与函数y2=x2+2x+10(x>-1),
当x=__________时,的最小值为__________.
问题3:某民办学习每天的支出总费用包含以下三个部分:一是教职工工资4900元;二是学生生活费成本每人10元;三是其他费用.其中,其他费用与学生人数的平方成正比,比例系数为0.01.当学校学生人数为多少时,该校每天生均投入最低?最低费用是多少元?(生均投入=支出总费用÷学生人数)
【答案】2,8;,;当学校学生人数为700人时,该校每天生均投入最低,最低费用是24元.
【解析】解:问题1因为x>0,4>0,所以,当即时,取最小值8.
问题2由题意得,因为x>-1,所以x+1>0,所以,当即时,取最小值.
问题3设学校学生人数为x人,生均投入为y元,依题意得:
,因为x>0,
所以,当即x=700时,y取最小值24.
答:当学校学生人数为700人时,该校每天生均投入最低,最低费用是24元.
16.(2015四川省达州市,25,12分)如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC的边OA在y轴的正半轴上,OC在x轴的正半轴上,∠AOC的平分线交AB于点D,E为BC的中点,已知A(0,4)、C(5,0),二次函数的图象抛物线经过A、C两点.
(1)求该二次函数的表达式;
(2)F、G分别为x轴、y轴上的动点,首尾顺次连接D、E、F、G构成四边形DEFG,求四边形DEFG周长的最小值;
(3)抛物线上是否存在点P,时△ODP的面积为12?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】
【解析】解:(1)将A(0,4)、C(5,0)代入得,解得,∴该二次函数的表达式为.
(2)∵四边形OABC为矩形,
∴∠BAO=∠AOC=90°,AB=OC=5,BC=OA=4
∴B(5,4),
∵E为BC中点,
∴E(5,2),
∵OD平分∠AOC,
∴∠AOD=∠DOC=45°,
∴∠ADO=∠AOD=45°,
∴AD=OA=4,
∴D(4,4),
作D关于y轴的对称点D′,作E关于x轴的对称点E′,连接D′G、E′F,
则D′(-4,4),E′(5,-2),且D′G=DG,E′F=EF,
四边形DEFG的周长=DE+EF+FG+GD=DE+E′F+FG+GD′≥DE+E′D′,
根据勾股定理,,,
∴四边形DEFG周长的最小值是.
(3)设△ODP边OD上的高为h,根据勾股定理,
∵,∴,
如图,过O作MN⊥OD交OD于O,使得,
过M、N分别做MH⊥y轴,NI⊥x轴,
∵∠AOD=∠DOC=45°,
∴∠OMH=∠NIO=45°=∠AOD=∠DOC,
∴MH=OH,OI=NI,
根据勾股定理MH2+OH2=OM2,OI2+NI2=ON2,
∴MH=OH=OI=NI=3,
∴M(-3,3),N(3,-3),
分别过M、N作OD的平行线l1、l2,
设lOD:y=kx,将D代入得4=4k,解得k=1,∴lOD:y=x,
设l1:y=x+b1,l2:y=x+b2,将M代入l1,N代入l2得,解得,∴l1:y=x+6,l2:y=x-6.
将l1与抛物线解析式联立得,解得,;
将l2与抛物线解析式联立得,解得,;
综上,存在点P,使得△ODP的面积为12,符合条件的P点坐标为:
、、
、.
17.(2015湖南省长沙市,25,10分)在直角坐标系中,我们不妨将横坐标,纵坐标均为整数的点称之为“中国结”.
(1)求函数的图像上所有“中国结”的坐标;
(2)若函数(,为常数)的图像上有且只有两个“中国结”,试求出常数的值,与相应“中国结”的坐标;
(3)若二次函数(为常数)的图像与轴相交得到两个不同的“中国结”,试问该函数的图像与轴所围成的平面图形中(含边界),一共包含有多少个“中国结”?
【答案】(1)(2),;,(3)6个.
【解析】解:(1);
(2)若函数(,为常数)的图像上有且只有两个“中国结”,则,
当时,“中国结”为;
当时,“中国结”为.
(3)令,则有,
解得,,
∴,,当且仅当时,有整数解,即有“中国结”存在.
此时函数为此抛物线的顶点为,故满足条件的“中国结”有:共计6个.
18.(2015湖南省长沙市,26,10分)若关于的二次函数(,,,,是常数)与轴交于两个不同的点,(),与轴交于点,其图像顶点为点,点为坐标原点.
(1)当,时,求与的值;
(2)当时,试问能否为等边三角形?判断并证明你的结论;
(3)当()时,记,的面积分别为,,若,且,求的值.
(第26题图)
【答案】(1);(2)时,为等边三角形;(3)
【解析】解:(1)令的两根为.
把,代入,得
解得,
故方程为:,解得另一根为.
(2)当时,,整理得,
当为等边三角形时,
∵顶点
∴
∴
∴(舍去)
当时,,重合,故不能组成等边三角形.
(3)由得,,即,∴.
由得,∴.
∴(舍)
∴方程可化为,
又∵,所以,
解得
19.(2015山东临沂,26,13分)在平面直角坐标系中,O为原点,直线与y轴交于点A,与直线交于点B,点B关于原点的对称点为点C。
求过点A、B、C三点的抛物线的解析式;
P为抛物线上一点,它关于原点的对称点为Q。
当四边形PBQC为菱形时,求点p的坐标;
若点P的横坐标为t(-1
【答案】(1)
(2)①,②t=0
【解析】解:(1)所以所以x=1y=-1所以B(-1,1)
因为点B关于原点的对称点为点C,所以C(1,-1)
因为直线与y轴交于点A,所以A(0,-1)
设抛物线为过A、B、C
所以解之得所以抛物线为
(2)①因为对角线互相垂直平分的四边形为菱形
所以与BC垂直的直线为y=x
所以所以所以
所以,
②因为四边形PBQC面积最大所以三角形BPC的面积最大,所以P离开BC的距离最远,
因为-1
设过P点与BC平行的直线为+b
当+b与抛物线只有一个交点时,点p到直线的距离最远。
所以所以所以
所以△==0所以b=1所以x=0即t=0
故答案为(1)
(2)①,②t=0
20.(2015四川省凉山州市,28,12分)如图,已知抛物线y=x2﹣(m+3)x+9的顶点C在x轴正半轴上,一次函数y=x+3与抛物线交于A、B两点,与x、y轴分别交于D、E两点
(1)求m的值;
(2)求A、B两点的坐标;
(3)点P(a,b)(﹣3<a<1)是抛物线上一点,当△PAB的面积是△ABC面积的2倍时,求a、b的值.
【答案】(1)3;(2)A(1,4),B(6,9);(3)a=﹣1,b=16.
【解析】解:(1)∵抛物线的顶点在x轴上,
∴它与x轴只有一个交点,
∴(m+3)2﹣4×9=0,
解得m=3或m=-9,
又,即,
∴m=3;
(2)由(1)可得抛物的解析式为y=x2﹣6x+9.
解方程组,得或,
∴点A的坐标为(1,4),点B的坐标为(6,9);
(3)如图,连接AC,BC,CE.
∵当y=0时,x=﹣3,∵当x=0时,y=3,
∴点D(﹣3,5),E(0,3),
∴OD=OE=3,
又∵顶点C的坐标为(3,0)
∴OC=6,
∴△CED是直角三角形,且CE⊥BD,
∴CE为△ABC的AB边上的高,
过C作直线CF∥AB,则点F的坐标为(﹣3,0)
∴EF=6,即直线CF可以看作直线y=x+3向下平移6个单位得到的,
将直线y=x+3向上平移12个单位得到的直线的解析式为y=x+15,
又∵△PAB的面积是△ABC的面积的2倍,
∴点P是直线y=x+15与抛物线y=x2﹣6x+9.的交点坐标,
由,得或,
又点P(a,b)(﹣3<a<1),
∴点P的坐标为(﹣1,16)
∴a=﹣1,b=16.
21.(2015浙江省台州市,23,12)如图,在多边形ABCDE中,∠A=∠AED=∠D=90°,AB=5,AE=2,ED=3.过点E作EF//CB交AB于点F,FB=1,过AE上的点P作PQ//AB交线段EF于点Q,交折线BCD于点Q,设AP=x,PO·OQ=y
(1)①延长BC交ED于点M,则MD=______,DC=______;
②求y关于x的函数解析式;
(2)当a≤x≤(a>0)时,9a≤y≤6b,求a,b的值;
(3)当1≤y≤3时,请直接写出x的取值范围.
【答案】(1)①2,1;
②
(2)
(3).
【解答】解:(1)①,
;
②∵,∴.
在△中,,
∴.
∵,∴.
∵,∴.
当时,如图1所示,
∵,,
∴四边形是平行四边形.∴.
∴.
当时,如图2所示,
∵,∴.
∵,∴四边形是矩形.
∴.
∴.
∴
(2)关于的函数图象如图3所示.
当时,随着的增大而减小,
所以
解得
(3).
22.(2015广东省广州市,25,14分)(本小题满分14分)
已知O为坐标原点,抛物线y1=ax2+bx+c(a≠0)与轴相交于点A(x1,0),B(x1,0).与轴交于点C,且O,C两点之间的距离为3,x1?x2<0,|x1|+|x2|=4,点A,C在直线y2=-3x2+t上.
(1)求点C的坐标;
(2)当y1随着x的增大而增大时,求自变量的取值范围;
(3)将抛物线y1向左平移n(n>0)个单位,记平移后y随着x的增大而增大的部分为P,直线y2向下平移n个单位,当平移后的直线与P有公共点时,求2n2-5n的最小值.
【答案】解:(1)令x=0,则y=c,∴C(0,c)
∵OC的距离为3,∴|c|=3,即c=±3
∴C(0,3)或C(0,-3)
(2)∵x1x2<0∴x1x2异号
①若C(0,3),即c=3
把C(0,3)代入y2=-3x+t,则0+t=3,即t=3
∴y2=-3x+3
把A(x1,0)代入y2=-3x+3,则-3x1+3=0,即x1=1
∴A(1,0)
∵x1x2异号,x1=1>0∴x2<0
∵|x1|+|x2|=4∴1-x2=4,x2=-3,则B(-3,0)
代入y1=ax2+bx+3得,解得:
y1=-x2+-2x+3=-(x+1)2+4,则当x≤-1时,y随x增大而增大.
②若C(0,-3),即c=-3
把C(0,-3)代入y2=-3x+t,则0+t=-3,即t=-3
∴y2=-3x-3
把A(x1,0)代入y2=-3x-3,则-3x1-3=0,即x1=-1
∴A(-1,0)
∵x1x2异号,x1=-1<0∴x2>0
∵|x1|+|x2|=4∴1+x2=4,x2=3,则B(3,0)
代入y1=ax2+bx+3得,解得:
y1=x2-2x-3=(x-1)2-4,则当x≥1时,y随x增大而增大.
综上所述,若c=3,当y随x增大而增大时,x≤-1
若c=-3,当y随x增大而增大时,x≥1
(3)①若c=3,则y1=-x2-2x+3=-(x+1)2+4,y2=-3x+3
y1向左平移n个单位后则解析式为:y3=-(x+1+n)2+4
则当x≤-1-n时,y随x增大而增大.
y2向下平移n个单位后则解析式为:y4=-3x+3-n
要使平移后直线与P有公共点,则当x=-1-n,y3≥y4
即-(-1-n+1+n)2+4≥-3(-1-n)+3-n,解得,n≤-1
∵n>0,n≤-1不符合条件,应舍去.
②若c=-3,则y1=x2-2x-3=(x-1)2-4,y2=-3x-3
y1只向左平移n个单位后则解析式为:y3=(x-1+n)2-4
则当x≥1-n时,随x增大而增大.
y2向下平移n个单位后则解析式为:y4=-3x-3-n
要使平移后直线与P有公共点,则当x=1-n,y4≥y3
即-3(1-n)-3-n≥(1-n-1+n)2-4,解得:n≥1
综上所述,n≥1
2n2-5n=2-,
∴当n=时,2n2-5n的最小值为-.
【解析】(1)依照数轴上的距离即可得到答案:C(0,3)或C(0,-3).
(2)由(1)知C(0,3)或C(0,-3).所以要分两种情况解决.但是两种情况的解法是一样的,即:解出y2和A点坐标,再求出点B的坐标,代入y1,利用待定系数法即可解出解析式,再根据二次函数的性质写出顶点式,自变量的取值范围即可写出.
(3)在(2)的基础上,用顶点式去平移,当抛物线开口向下时,二次函数值要大于等于一次函数值;当抛物线开口向上时,二次函数值要小于等于一次函数值;这样才能确保有交点,解出以后要保证n>0,否则舍去即可.在解出的n的取值范围内找2n2-5n的最小值,即2-的最小值.
23.(2015安徽,22,12分)为了节省材料,某水产养殖户利用水库的岸堤(岸堤足够长)为一边,用总长为80米的围网在水库中围成了如图所示的①②③三块矩形区域,而且这三块矩形区域的面积相等.设BC的长度是x米,矩形区域ABCD的面积为y平方米.
(1)求y与x之间的函数关系式,并注明自变量x的取值范围;
(2)x取何值时,y有最大值?最大值是多少??
【答案】(1)(2)y有最大值是300平方米.
【解析】解:(1)设AE=a,由题意,得AE·AD=2BE·BC,AD=BC,∴BE=a,AB=a.
由题意,得2x+3a+2·a=80,∴a=20-x.
∴,即.
(2)∵
∴当x=20时,y有最大值,最大值是300平方米.
24.(2015贵州省安顺市,26,14分)
如图,抛物线与直线AB交于点A(-1,0),B(4,),点D是抛物线A,B两点间部分上的一个动点(不与点A,B重合),直线CD与y轴平行,交直线AB于点C,连接AD,BD.
(1)求抛物线的解析式;
(2)设点D的横坐标为m,△ADB的面积为S,求S关于m的函数关系式,并求出当S取最大值时的点C的坐标。
解:(1)由题意得解得:
∴y=-x2+2x+.
(2)设直线AB为:y=kx+b,则有解得∴y=x+
则D(m,-m2+2m+),C(m,m+),
CD=(-m2+2m+)-(m+)=-m2+m+2
∴S=(m+1)·CD+(4-m)·CD
=×5×CD=×5×(-m2+m+2)=-m2+m+5
∵-<0∴当m=时,S有最大值。
当m=时,m+=×+=
∴点C(,).
25.(2015山东省威海市,25,12分)已知:抛物线:交x轴于点A,B(点A在点B的左侧),交y轴于点C,其对称轴为x=1,抛物线经过点A,与x轴的另一个交点为E(5,0),与y轴交于点D(0,).
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)P为直线x=1上一点,连接PA,PC.当PA=PC时,求点P的坐标;
(3)M为抛物线上一动点,过点M作直线MN∥y轴,交抛物线于点N,求点M自点A运动至点E的过程中,线段MN长度的最大值.
【答案】(1);(2)点P的坐标为(1,1);(3)12.
【解析】解:(1)由题意,得,a=﹣1,∴b=2.
∴抛物线的函数表达式为.
设,解,得x1=﹣1,x2=3.
∴点A的坐标为(﹣1,0).
设y=a(x+1)(x-5),将点D(0,)代入,得
∴抛物线的函数表达式为.
(2)设直线x=1与x轴交于点G,过点C作CH⊥PG,垂足为H.
由(1)知,C的坐标为(0,3).
则HG=OC=3.
设P点的纵坐标为m,在Rt△APG中,AG=2,PG=m.
∴.
在Rt△CHP中,CH=OG=1,HP=3-m.
∴.
∵AP=CP,∴.
解,得m=1.
∴点P的坐标为(1,1).
(3)设点M,则N.
当时,
解,得x1=﹣1,.
①当时,.
显然,,∴当时,MN有最大值.
②当时,.
显然,当时,MN随x的增大而增大.
所以当点M与点F重合,即x=5时,MN有最大值:.
综上所述,在点M自点A运动至点E的过程中,线段MN长度的最大值为12.
26.(2015浙江省温州市,23,12分)如图抛物线交x轴正半轴于点A,顶点为M,对称轴MB交x轴于点B,过点C(2,0)作射线CD交MB于点D(D在x轴上方),OE∥CD交MB与点E,EF∥x轴交CD与点F,作直线MF.
(1)求点A、M的坐标.
(2)当BD为何值时,点F恰好落在该抛物线上?
(3)当BD=1时,①求直线MF的解析式,丙判断点A是否落在该直线上.②延长OE交FM于点G,取CF中点P,连结PG,△FPG,四边形DEGP,四边形OCDE的面积分别记为S1,S2,S3,则S1:S2:S3=_________________.
解:(1)令y=0,则-x2+6x=0,解得x1=0,x2=6,∴A(6,0),∴对称轴是直线x=3,∴M(3,9).
(2)∵OE∥CF,OC∥EF,C(2,0),∴EF=OC=2,∴BC=1,∴点F的横坐标为5,∵点E落在抛物线y=-x2+6x上,∴F(5,5),BE=5.∵,∴DE=2BD,∴BE=3BD,∴BD=.
(3)①当BD=1时,BE=3,∴F(5,3).
设MF的解析式为y=kx+b,将M(3,9),F(5,3)代入,得,解得,
∴y=-3x+18.∵当x=6时,y=-3×6+18=0,∴点A落在直线MF上.
②因为BD=1,BC=1,所以△BDC为等腰直角三角形,所以△OBE为等腰直角三角形,所以CD=,CF=OE=3,所以DP=,PF=,根据MF及OE解析式求得点G的坐标为(,),作GN⊥EF于点N,则EN=GN=,所以EG=,S△FPG,S梯形DEGP,S梯形OCDE的高相等,所以三者面积比等于底之比故S△FPG:S梯形DEGP:S梯形OCDE=PF:(DP+EG):(DC+OE)=:(+):(3+1)=:2:4=3:4:8。
27.(2015四川资阳,24,12分)已知直线y=kx+b(k≠0)过点F(0,1),与抛物线y=x2相交于B、C两点.
(1)如图13-1,当点C的横坐标为1时,求直线BC的解析式;
(2)在(1)的条件下,点M是直线BC上一动点,过点M作y轴的平行线,与抛物线交于点D,是否存在这样的点M,使得以M、D、O、F为顶点的四边形为平行四边形?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图13-2,设(m<0),过点的直线l∥x轴,BR⊥l于R,CS⊥l于S,连接FR、FS.试判断△RFS的形状,并说明理由.www.21-cn-jy.com
【答案】解:(1)因为点C在抛物线上,所以C(1,).
又因为直线BC过C、F两点,故得方程组,
解之,得,所以直线BC的解析式为:.
要使以M、D、O、F为顶点的四边形为平行四边形,则MD=OF.
设M(x1,),则D(x1,).
因为MD∥y轴,所以MD=,由MD=OF,可得,
①当时,解得x1=0(舍)或x1=,所以M(,);
②当时,解得,
所以M(,)或M(,).
综上所述,存在这样的点M,使以M、D、O、F为顶点的四边形为平行四边形,
M点坐标为(,)或(,)或(,).
过点F作FT⊥BR于点T,因为点B在抛物线上,所以m2=4n.在Rt△BTF中,
BF====,因为n>0,所以BF=n+1.
又因为BR=n+1,所以BF=BR.,所以∠BRF=∠BFR.
又因为BR⊥l,EF⊥l,所以BR∥EF,所以∠BRF=∠RFE,所以∠RFE=∠BFR.
同理,可得∠EFS=∠CFS.所以∠RFS=∠BFC=90(,所以△RFS是直角三角形.
28.(2015四川南充,25,10分))已知抛物线与x轴交于点A(m-2,0)和B(2m+1,0)(点A在点B的左侧),与y轴相交于点C,顶点为P,对称轴为l:x=1.
(1)求抛物线解析式.
(2)直线y=kx+2(k≠0)与抛物线相交于两点M(x1,y1),N(x2,y2)(x1<x2),当最小时,求抛物线与直线的交点M和N的坐标.
(3)首尾顺次连接点O,B,P,C构成多边形的周长为L.若线段OB在x轴上移动,求L最小值时点O,B移动后的坐标及L的最小值.
【答案】(1);(2),;(3),;【解析】解:解:(1)令y=0,得
由韦达定理可知:
;
又抛物线的对称轴为,即
∴解得
∴
∴抛物线的解析式为
………………………………………3分
(2)由可得
……………………………4分
∴
∴
当时,取到最小值2………………………………5分
此时,
∴直线解析式为
,……………………………………6分
(3)如图,设平移后的O、B两点为和
以、为边作平行四边形,则有
,
再将C点以x轴为对称轴对称到点,连接,
,则有
∴
………………………………………7分
又由(1)易知
∵
∴,
∴直线的解析式为
与x轴的交点为
∵为定值
∴当取最小值时L最小
此时,则………………………………………9分
又
∴………………………………………10分
29.(2015山东省菏泽市,21,10分)已知关于x的一元二次方程有两个不相等的实数根,k为正整数.
(1)求k的值;
(2)当此方程有一根为零时,直线y=x+2与关于x的二次函数的图象交于AB两点,若M是AB线段上的一个动点,过点M作MN⊥x轴,交二次函数的图象于点N,求线段MN的最大值及此时点M的坐标;
(3)将(2)中二次函数图象x轴下方的部分沿x轴翻折到轴上方,图象的其余部分保持不变,翻折后图象与原图象x轴上方的部分组成一个“W”形状的新图象,若直线与该新图象恰好有三个公共点,求b的值.
解:(1)∵关于x的一元二次方程=0有两个不相等的实数根.∴b2-4ac=4-4×>0,
∴k-1<2,∴k<3.∵k为正整数,∴k的值是1,2.
把x=0代入到方程=0,得k=1,此时二次函数为y=x2+2x.
此时直线y=x+2与二次函数y=x2+2x的交点A(-2,0),B(1,3),
由题意可设M(m,m+2),其中-2<m<1,
则N(m,m2+2m),MN=m+2-(m2+2m)=-m2-m+2=-(m+)2+.
当m=-时,MN的长度最大值为,
此时点M的坐标为(-,);
当y=x+b过点A时,直线与新图象有3个公共点,(如图2所示)
把A(-2,0)代入y=x+b得b=1,
当y=x+b与新图象的封闭部分有一个公共点时,直线与新图象有3个公共点,由于新图象的封闭部分与原图象的封闭部分关于x轴对称,所以其解析式为:y==-x2-2x.
∴有一组解,此时-x2-x-b=0有两个相等的实数根,
则()2-4b=0,所以b=.
综上所述,b=1或b=.
30.(2015上海市,24,12分)已知在平面直角坐标系XOY中(如图6),抛物线与x轴的负半轴相交于点A,与y轴相交于点B,AB=.点P在抛物线上,线段AP与y轴的正半轴相交于点C,线段BP与x轴相交于点D.设点P的横坐标为m.
(1)求这条抛物线的表达式;
(2)用含m的代数式表示线段CO的长;
(3)当tan∠ODC=求∠PAD的正弦值.
【答案】(1)这条抛物线的表达式为;(2)线段CO的长;(3)∠PAD的正弦值
【解析】解:(1)∵AB=,OB=4
∴OA=2,即A(
∴二次函数解析式为
(2)由(1)得,P
∴
∴OC=
(3)tan∠ODC==
解得:m=3,m=-1(舍)
作PH⊥x轴
∴PH=
∴AP=
∴sin∠PAD=
31.(2015天津市,25,10分)已知二次函数(为常数)
(1)当时,求二次函数的最小值;
(2)当时,若在函数值的情况下,只有一个自变量与其对应,求此时二次函数的解析式;
(3)当时,若在自变量的值满足的情况下,与其对应的函数值的最小值为,求此时二次函数的解析式.
【答案】(1)当时,求二次函数的解析式为,即:
。∴当时,二次函数的最小值.
(2)当时,二次函数的解析式为.由题意得方程有两个相等的实数根.有,解得.此时二次函数的解析式为或.
(3)当时,二次函数的解析式为.它的图象开口向上,对称轴为的抛物线.
①若,即,若在自变量的值满足的情况下,与其对应的函数值随的增大而增大。故当时,为最小值.所以,解得(舍),;
②若,即.当时,为最小值.所以,解得(舍),(舍);
③若,即.若在自变量的值满足的情况下,与其对应的函数值随的增大而减小.
当时,为最小值.所以时,即,解得(舍),.
综上所述,或.
∴此时二次函数的解析式为或.
【考点解剖】本题考查了二次函数表达式的确定、配方法、分类讨论等知识点,解题的关键是掌握二次函数的图像及性质,并能合理地进行分类讨论.
32.(2015浙江省衢州市,22,10分)小明在课外学习中遇到这样一个问题:定义:如果二次函数与满足
,则称这两个函数互为“旋转函数”。求函数的“旋转函数”。
小明是这样思考的,由函数可知根据
,求出,就能确定这个函数的“旋转函数”。
请参考小明的方法解决下面问题:
(1)写出函数的“旋转函数”。
(2)若函数与互为“旋转函数”,求的值。
(3)已知函数的图像与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,点A,B,C关于原点的对称点分别为,试证明经过点的二次函数与函数
互为“旋转函数”
【答案】(1)(2)-1(3)证明略
【解析】解:(1)由题可出的旋转函数为
(2)得m=-3,
(3)知由题可知
设经过点的二次函数为将代入得求得二次函数为
经判断,故经过点的二次函数与函数
互为“旋转函数”
33.(2015山东潍坊,24,14分)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴的交点为A,与轴的交点分别为B(,0),C(,0),且.直线AD//x轴,在x轴上有一动点E(t,0),过点E作平行于y轴的直线与抛物线、直线AD的交点分别为P、Q.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当时,求△APC面积的最大值;
(3)当时,是否存在点P,使以A、P、Q为顶点的三角形与△AOB相似.若存在,求出此时t的值;若不存在,请说明理由.
解:(1)由题意知,是方程的两根,
∴.
由解得
∴B(2,0),C(6,0).
则,解得,
该抛物线的解析式为.
(2)由,当时,则A(0,3),设直线AC的解析式为,
由解得
∴直线AC的解析式为.
要构成△APC,显然t≠6,下面分两种情况讨论:
①当时,设直线与AC的交点为F,则.
∵,∴.
∴
②当6<t≤8时,延长AC交直线l于点H,则H(t,),
则PH=,
∴
此时,当t=8时,△APC面积的最大值是12>.
综上,当t=8时,△APC面积的最大值是12.
(3)由题意可知:OA=3,OB=2,Q(t,3),t>2.
①如图,当点P在直线AD下方时,
令△AOB∽△AQP,
∴,∴,解得:t=0(舍去)或.
令△AOB∽△PQA,
∴,∴,解得:t=0(舍去)或t=2(舍去).
②当P在直线AD上方时,
△AOB∽△AQP,
∴,∴
解得t=0(舍去),或.
令△AOB∽△PQA,
∴,∴,
解得t=0(舍去)或t=14.
综上所述,满足条件的点P有3个,此时t的值分别是,,14.
34.(2015四川省广安市,26,10分)如图,边长为1的正方形ABCD一边AD在x负半轴上,直线l:经过点B(x,1)与x轴、y轴分别交于点H、F,抛物线y=-x2+bx+c顶点E在直线l上.
⑴求A、D两点的坐标及抛物线经过A、D两点时的解析式.
⑵当该抛物线的顶点E(m,n)在直线l上运动时,连接EA、ED,试求△EAD的面积S与m之间的函数解析式.并写出m的取值范围.
⑶设抛物线与y轴交于G点,当抛物线顶点E在直线l上运动时,以A、C、E、G为顶点的四边形能否成为平行四边形?若能,求出E点坐标;若不能,请说明理由.
解:⑴∵直线l:经过点B(x,1),∴1=,解得x=-2,∴B(-2,1),∴OA=2,∴OD=AD+OA=3,∴A(-2,0),D(-3,0),∵抛物线y=-x2+bx+c经过A、D两点,∴,解得,∴抛物线经过A、D两点时的解析式为y=-x2-5x-6.
⑵过点E作EM⊥x轴,
∵抛物线的顶点E(m,n)在上,∴,
∵直线与x轴的交点H(-4,0)
∴①当E在x轴上方时,即m>-4时,EM=,
则S△EAD=,
②当E在x轴下方时,即m<-4时,EM=-,
则S△EAD=,
∴,
⑶∵四边形ACEG为平行四边形,∴△ACD≌△GEN,则NG=AD=1,EN=CD=1,∵抛物线y=-x2+bx+c与y轴交点为G(0,c),∴E(-1,c+1),∵点E在上,
∴,解得c=,∴c+1=,∴E(-1,).
35.(2015浙江省杭州市,20,10分)设函数y=(x-1)[(k-1)x+(k-3)](k是常数).
(1)当k取1和2时的函数y1和y2的图象如图所示,请你在同一直角坐标系中画出当k取0时函数的图象;
(2)根据图象,写出你发现的一条结论;
(3)将函数y2的图象向左平移4个单位,再向下平移2个单位,得到函数y3的图象,求函数y3的最小值.
(第20题)
解:(1)当k=0时,y=-(x-1)(x+3),所画函数图象如图;
(2)①图象都过点(1,0)和点(-1,4);②图象总交x轴于点(1,0);③k取0和2时的函数图象关于点(0,2)中心对称;④函数y=(x-1)[(k-1)x+(x-3)]的图象都经过点(1,0)和(-1,4);等等.(其他正确结论也行)
(3)平移后的函数y3的表达式为:y3=(x+3)2-2,所以当x=-3时,函数y3的最小值等于-2.
(第20题)
36.(2015年山东省济宁市)(本题满分11分)
如图,⊙E的圆心E(3,0),半径为5,⊙E与y轴相交于A、B两点(点A在点B的上方),与x轴的正半轴相交于点C;直线l的解析式为y=x+4,与x轴相交于点D;以C为顶点的抛物线经过点B。
求抛物线的解析式;
判断直线l与⊙E的位置关系,并说明理由;
动点P在抛物线上,当点P到直线l的距离最小时,求出点P的坐标及最小距离。
解:(1)连接AE
由已知得:AE=CE=5,OE=3,
在Rt△AOE中,由勾股定理得
OA=
∵OC⊥AB,
∴由垂径定理得,OB=OA=4,
OC=OE+CE=3+5=8,
∴A(0,4)B(0,-4)C(8,0)
∵抛物线的顶点为点C,
∴设抛物线的解析式为y=a,
将点B的坐标代入上解析式,得
64a=-4,故a=
∴y=
∴y=为所求抛物线的解析式……………………3分
(2)在直线l的解析式中,令y=0,得,解得
所以点D的坐标为(,0);
当x=0时,y=4,所以点A在直线l上,
在Rt△AOE和Rt△DOA中,
∵,,∴,
∵∠AOE=∠DOA=90°,∴△AOE∽△DOA,∴∠AEO=∠DAO,
∵∠AEO+∠EAO=90°,∴∠DAO+∠EAO=90°,即∠DAE=90°,
因此,直线l与E相切于点A。…………………………7分
(3)过点P作直线l的垂线段PQ,垂足为Q;过点P作直线PM垂直于x轴,交直线l于点M。
设M(m,),P(,则
PM==
当m=2时,PM取得最小值。
此时,P(2,),
对于△PQM,∵PM⊥x轴,∴∠QMP=∠DAO=∠AEO,又∵∠PQM=90°,
∴△PQM的三个内角固定不变,
∴在动点P运动的过程中,△PQM的三边的比例关系不变,
∴当PM取得最小值时,PQ也取得最小值,
所以,当抛物线上的动点P的坐标为(2,)时,点P到直线l的距离最小,其最小距离为。………………………………………………11分
37.(2015江苏省泰州市,22,10分)(本题满分10分)
已知二次函数y=x2+mx+n的图像经过点P(?3,1),对称轴是经过(?1,0)且平行于y轴的直线.
(1)求m、n的值;
(2)如图,一次函数y=kx+b的图像经过点P,与x轴相交于点A,与二次函数的图像相交于另一点B,点B在点P的右侧,PA﹕PB=1﹕5,求一次函数的表达式.
解:(1)由题意得,∴m=2,n=-2;
(2)分别过点P、B作x轴的垂线,垂足分别为点C、D,
则PC∥BD,
∴△APC∽△ABD,
∴,
∵PA﹕PB=1﹕5,
∴,
∴BD=6,
令x2+2x-2=6,得x1=2,x2=-4(舍去),
∴点B坐标为(2,6),
∴,解之,得,
∴一次函数的表达式为y=x+4.
38.(2015内蒙古呼和浩特,25,12分)已知:抛物线y=x2+(2m-1)x+m2-1经过坐标原点,且当x<0时,y随x的增大而减小.
(1)求抛物线的解析式,并写出y<0时,对应x的取值范围;
(2)设点A是该抛物线上位于x轴下方的一个动点,过点A作x轴的平行线交抛物线于另一点D,再作AB⊥x轴于点B,DC⊥x轴于点C.
①当BC=1时,直接写出矩形ABCD的周长;
②设动点A的坐标为(a,b),将矩形ABCD的周长L表示为a的函数并写出自变量的取值范围,判断周长是否存在最大值,如果存在,求出这个最大值,并求出此时点A的坐标;如果不存在,请说明理由.
解:(1)∵抛物线经过坐标原点(0,0)
∴m2-1=0
∴m=±1
∴y=x2+x或y=x2-3x.
∵x<0时,y随x的增大而减小,
∴y=x2-3x.
由图象知:y<0时,0 (2)①当BC=1时,由抛物线的对称性知点B的横坐标为1,从而点A的纵坐标为-2.∴AB=2,所以矩形的周长为2×(1+2)=6;
②∵点A的坐标为(a,b),
∴当点A在对称轴左侧时,如图1,矩形ABCD的一边BC=3-2a,另一边AB=3a-a2.
周长L=-2a2+2a+6,其中0<a<.
当点A在对称轴右侧时,如图,2,矩形的一边BC=3-(6-2a)=2a-3,另一边AB=3a-a2,
周长L=-2a2+10a-6,其中<a<3.
∴当0<a<时,L=-2(a-)2+∴当a=时,L最大=,A点坐标为(,-);
当<a<3时,L=-2(a-)2+∴当a=时,L最大=,A点坐标为(,-).
图1图2
39.(2015山东济南,28,9分)
抛物线y=ax2+bx+4(a≠0)过点A(1,-1),B(5,-1),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的函数关系式;
(2)如图1,连接CB,以CB为边作□CBPQ,若P在直线BC上方的抛物线上,Q为坐
标平面内的一点,且□CBPQ的面积为30,求点P的坐标:
(3)如图2,!!!!!!O1过A、B、C三点,AE为直径,点M为!!!!!!!(7个!)上的一动点(不与点A、E重合),∠MBN为直角,边BN与ME的延长线交于N,求线段BN长度的最大值.
【答案】
【解析】解:
(1)把A(1,-1)B(5,-1)代入
-1=a+b+4
-1=25a+5b+4
∴a=1
b=-6
∴
设p(,)
则S△CBP=15(S△CBP=梯形-两个直角三角形)
∴
∵m>0
∴m=6
∴P(6,4)
(3)连接AB,EB
则可知∠ABE=90°=∠MBN
又∵∠EAB=∠EMB
∴△EAB∽△NMB
∴01在AB的中垂线上
∴设O1(3,m)
∵m=2
∴O1(3,2)
∴E(5,5)
∴AB=4,EB=6
∵△EAB∽△NMB
∴
∴
∴
∴当MB为直径时,MB最大此时NB最大
∴MB=AE=
∴NB==最大
40.(2015浙江宁波,23,10分)已知抛物线,其中m是常数.
(1)求证:不论m为何值,该抛物线与x轴一定有两个公共点;
(2)若该抛物线的对称轴为直线
①求该抛物线的函数解析式;
②该抛物线沿y轴向上平移多少个单位长度后,得到的抛物线与x轴只有一个公共点.
【答案】解:(1)证明:∵
由y=0得,,
∵m≠m+1,
∴抛物线与x轴一定有两个交点(m,0),(m+1,0).
(2)①∵
∴抛物线的对称轴为直线,解得m=2,
抛物线的函数解析式为.
②∵,
∴该抛物线沿y轴向上平移个单位长度后,得到的抛物线与x轴只有一个公共点.
41.(2015浙江宁波,25,12分)如图1,点P为∠MON的平分线上一点,以P为顶点的角的两边分别与射线OM,ON交于A,B两点,如果∠APB绕点P旋转时始终满足,我们就把∠APB叫做∠MON的智慧角.
(第25题图)
(1)如图2,已知∠MON=90°,点P为∠MON的平分线上一点,以P为顶点的角的两边分别与射线OM,ON交于A,B两点,且∠APB=135°.
求证:∠APB是∠MON的智慧角.
(2)如图1,已知∠MON=α(0°<α<90°),OP=2.若∠APB是∠MON的智慧角,连结AB,用含α的式子分别表示∠APB的度数和△AOB的面积.
(3)如图3,C是函数图象上的一个动点,过C的直线CD分别交x轴和y轴于A,B两点,且满足BC=2CA,请求出∠AOB的智慧角∠APB的顶点P的坐标.
【答案】解:(1)证明:∵∠MON=90°,P是∠MON平分线上一点,
∴∠AOP=∠BOP=∠MON=45°.
∵∠AOP+∠OAP+∠APO=180°,
∴∠OAP+∠APO=135°.
∵∠APB=135,∴∠APO+∠OPB=135°,
∴∠OAP=∠OPB,
∴△AOP∽△POB,
∴,∴,
∴∠APB是∠MON的智慧角.
(2)∵∠APB是∠MON的智慧角,
∴,∴
∵P为∠MON平分线上一点,
∴∠AOP=∠BOP=
∴△AOP∽△POB,∴∠OAP=∠OPB,
∴∠APB=∠OPB+∠OPA=∠OAP+∠OPA=180°-,
即∠APB=180°-.
过A作AH⊥OB于H,
∴
∵OP=2,
∴
(3)设点C(a,b),则ab=3,
过点C作CH⊥OA,垂足为点H,
i)当点B在y轴的正半轴上时,
当点A在x轴的负半轴上时,BC=2CA不可能;
当点A在x轴的正半轴上时,
∵BC=2CA,∴,
∵CH∥OB,∴△ACH∽△ABO,
∴,
∴OB=3b,OA=.
∴.
∵∠APB是∠AOB的智慧角,
∴,
∵∠AOB=90°,OP平分∠AOB,
∴点P的坐标为(,).
ii)当点B在y轴的负半轴上时,
∵BC=2CA,∴AB=CA.
∵∠AOB=∠AHC=90°,
又∵∠BAO=∠CAH,∴△ACH≌△ABO,
∴OB=CH=b,OA=AH=,∴
∵∠APB是∠AOB的智慧角,∴,
∵∠AOB=90°,OP平分∠AOB,
∴点P的坐标为(,).
∴点P的坐标为(,)或(,).
42.(2015四川省绵阳市,24,12分)已知抛物线与y轴相交于A点,顶点为M,直线分别与x轴、y轴相交于B、C两点,并且与直线MA相交于N点.
(1)若直线BC和抛物线有两个不同交点,求a的取值范围,并用a表示交点M、A的坐标;
(2)将△NAC沿着y轴翻折,若点N的对称点P恰好落在抛物线上,AP与抛物线的对称轴相交于点D,连结CD,求a的值与△PCD的面积;
(3)在抛物线上是否存在点P,使得以P、A、C、N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)M(-1,1+a);(2),;(3)存在,当P点为和时,A、C、P、N能够成平行四边形.
【解析】解:(1)由题意得联立,整理得.
由,解得.
∵a≠0,∴且a≠0.
令x=0,得y=a,∴A(0,a).
由,得M(-1,1+a)
(2)设直线MA为,代入A(0,a)、M(-1,1+a)
得解得,故直线MA为.
联立解得.
由于P点是N点关于y轴的对称点,∴,
将P点代入,得,解得或(舍去)
∴.
∴
(3)①当点p在y轴左侧时,由四边形ACPN为四边形,则AC与PN相互平分,点P与N关于原点(0,0)中心对称,而故
代入得
②点P在y轴右侧时,由四边形ACPN为四边形,则NP//AC且NP=AC,而故
代入得解得∴P
∴当P点为和时,A、C、P、N能够成平行四边形.
43.(2015山东烟台,24,12分)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c与⊙M相交于A,B,C,D四点,其中A,B两点坐标升别为(-1,0),(0,-2),点D在.x轴上且AD为⊙M的直径,点E是⊙M与y轴的另一个交点,过劣弧上的点F作FH⊥AD于点H,且FH=1.5.
(1)求点D的坐标及抛物线的表达式;
(2)若点P是x轴上的一个动点,试求出△PEF的周长最小时点P的坐标;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点Q,使△QCM是等腰三角形?如果存在,请直接写出点Q的坐标;如果不存在,请说明理由.
解:(1)连接MB,设⊙M的半径为r.
∵A(-1,0),B(0,-2),
∴Rt△OMB中,OB=2,OM=r-1,
由勾股定理得22+(r-1)2=r2.
∴r=.
∴AD=5.
∴点D的坐标是(4,0).
∵抛物线y=ax2+bx+c过点A(-1,0),B(0,-2),D(4,0),
解得a=,b=-,c=-2.
∴抛物线的表达式为y=x2-x-2.
(2)连接BF,与x轴相交于点P,则点P即为所求.连接MF.
∵在△MFH中,MF=2.5,FH=1.5,
∴MH==2.
∴OH=3.5.
由题意得△POB∽△PHF,∴=.
即=.
∴OP=2.
∴△PEF的周长最小时点P的坐标是(2,0).
(3)存在,Q1(,),Q2(,-),Q3(,-4),Q4(,-).
44.(2015湖南株洲,24,10分)已知抛物线的表达式为
(1)若抛物线与轴有交点,求的取值范围;
(2)设抛物线与轴两个交点的横坐标分别为、,若,求的值;
(3)若P、Q是抛物线上位于第一象限的不同两点,PA、QB都垂直于轴,垂足分别为A、B,且△OPA与△OQB全等,求证:
【答案】(1)(2)c=-5(3)
【解析】解:(1)∵与轴有交点
∴有实数根
∴△=
即:
解之得:
(2)∵有解,且
∴,
即:
解之得:
(3)设P的坐标为,则Q点坐标为,且,
将这两个点的坐标代入方程得:
(1)-(2)得:
故可得:
故可得
代入方程(2)得:
因为存在这样的点,所以上方程有解,所以判别式
即
故:
而当时,,此时
故
45.(2015江苏省无锡市,27,10)(本题满分10分)一次函数y=x的图像如图所示,它与二次函数y=ax-4ax+c的图像交于A、B两点(其中点A在点B的左侧),与这个二次函数图像的对称轴交于点C.
(1)求点C的坐标.
(2)设二次函数图像的顶点为D.
①若点D与点C关于x轴对称,且△ACD的面积等于3,求此二次函数的关系式.
②若CD=AC,且△ACD的面积等于10,求此二次函数的关系式.
【答案】(1)(2,);(2)①;②或
【解答】解:(1)
∴二次函数的对称轴为x=2
当x=2时,
∴C点坐标为(2,)
(2)①若点D和点C关于x轴对称,则点D坐标为(2,),CD=3
∵△ACD的面积等于3
∴点A到CD的距离为2,
∴点A的横坐标为0(点A在点B左侧)
∵点A在直线上
∴点A的坐标为(0,0)
将点A,点D坐标代入二次函数解析式,得
∴二次函数解析式为
②若CD=AC,如图,设CD=AC=x(x>0)
过A点作AH⊥CD,则AH=AC=x
∵x>0∴x=5
D点坐标为(2,)或(2,),A点坐标为(-2,)
将A(-2,),D(2,)代入二次函数中,得
∴二次函数解析式为
将A(-2,),D(2,)代入二次函数中,得
∴二次函数解析式为
综上可得,二次函数关系式为:或
46.(2015湖南省益阳市,21,15分)已知抛物线E1:经过点A(1,m),以原点为顶点的抛物线E2经过点B(2,2),点A、B关于y轴的对称点分别为点.
(1)求m的值及抛物线E2所表示的二次函数的表达式;
(2)如图10-1,在第一象限内,抛物线E1上是否存在点Q,使得以点Q、B、为顶点的三角形为直角三角形?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图10-2,P为第一象限内的抛物线E1上与点A不重合的一点,连接OP并延长与抛物线E2相交于点,求与的面积之比.
【答案】(1)m=1,抛物线E2所对应的二次函数表达式为;(2)存在符合条件的点Q坐标为(2,4)与(,3).(3)
【解析】解:(1)∵抛物线E1经过点A(1,m),
∴m=12=1.
∵抛物线E2的顶点在原点,可设它对应的函数表达式为(),
又点B(2,2)在抛物线E2上,∴,解得:,
∴抛物线E2所对应的二次函数表达式为.
(2)假设在第一象限内,抛物线E1上存在点Q,使得△为直角三角形,由图象可知直角顶点只能为点B或点Q.
①当点B为直角顶点时,过B作交抛物线E1于Q,
则点Q与B的横坐标相等且为2,将x=2代入y=x2得y=4,
∴点Q的坐标为(2,4).
②当点Q为直角顶点时,则有,过点Q作于G,
设点Q的坐标为(t,t2)(),
则有,
整理得:,
∵,∴,解得,(舍去),
∴点Q的坐标为(,3),
综合①②,存在符合条件的点Q坐标为(2,4)与(,3).
(3)过点P作PC⊥x轴,垂足为点C,PC交直线于点E,过点作D⊥x轴,垂足为点D,D交直线于点F,
依题意可设P(c,c2)、(d,)(c>0,),
∵,∴,∴d=2c.
又=2,=4,
∴.
21题解图121题解图2
47.(2015贵州遵义,27,14分)如图,抛物线与x轴交于A(-4,0),B(2,0),与y轴交于点C(0,2).
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点D为该抛物线上的一个动点,且在直线AC上方,当以A、C、D为顶点的三角形面积最大时,求点D的坐标及此时三角形的面积;
(3)以AB为直径作⊙M,直线经过点E(-1,-5),并且与⊙M相切,求该直线的解析式.
【答案】(1);(2)点D坐标为(-2,2)此时△ACD
有最大面积,为2;(3)符合条件的直线解析式为:或.
【解析】解:(1)设y=a(x+4)(x-2)过(0,2)
∴-8a=2
∴
∴.
(2)如图所示,作DH∥y轴交AC于点H,
设直线AC的解析式:y=kx+2过(-4,0)
∴-4k+2=0∴
∴
设点D(m,),H(m,)(-4<m<0)
∴DH=()-()=
而AO=4,
∴S△ACD=DH·AO=×()×4=
其中当时,Smax=,
此时yD==2
∴当点D坐标为(-2,2)时,△ACD有最大面积,为2.
(3)如图(1)所示,设直线EF1与⊙M相切,其中切点为F1,作F1G⊥x轴交x轴于点G;
∵A(-4,0),B(2,0)
∴AB的中点M(-1,0),⊙M的半径r=3,
∵E(-1,-5),M(-1,0)
∴EM=5
在Rt△MEF1中,∠MF1E=90°,∴cos∠F1ME==,
易得:F1G∥ME,∴∠GF1M=∠F1ME
∴cos∠GF1M=cos∠F1ME=
在Rt△GF1M中,∠F1GM=90°,∴cos∠GF1M===
∴F1G=
由勾股定理得:GM=,∴GO=GM+MO=+1=
∴F1(,)
此时直线EF的解析式为:;
如图(2),同理可得:F2(,),此时直线EF的解析式为:;
综上所述,过点E并且于⊙M相切的直线解析式为:或.
48.(2015山东日照市,22,14分)(本题满分14分)
如图,抛物线与直线交于A、B两点,交轴于D、C两点,连接AC,BC,已知A(0,3)C(3,0)
(Ⅰ)求抛物线的解析式和tan∠BAC的值;
(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下:
(1)P为轴右侧抛物线上一动点,连接PA,过点P作PQ⊥PA交轴于点Q,问:是否存在点P使得以A、P、Q为顶点的三角形与△ACB相似?若存在,请求出所有符合条件的点P的坐标,若不存在,请说明理由。
(2)设E为线段AC上一点(不含端点),连接DE,一动点M从点D出发,沿线段DE以每秒一个单位的速度运动到E点,再沿线段EA以每秒个单位的速度运动到点A后停止,当点E坐标是多少时,点M在整个运动中用时最少?
【答案】(1)抛物线的解析式为,
tan∠BAC=
(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下:
(1)∴(,)
(2)E1(2,1)
【解析】
(Ⅰ)∵抛物线经过A(0,3)C(3,0)两点,
∴,,
求抛物线的解析式为,
方法一:又∵,∴
∴时,,点B(4,1),
解析式:,当时,,
∴点D(2,0),点C(3,0),
设直线与轴交于点E,,当时,,点E(6,0)
点C(3,0),点E(6,0)∴CE=3
,
∴=
tan∠BAC=
方法二:过点E作BE⊥轴,∵点C(3,0),点B(4,1),
∴AO=CO,AO⊥CO,BE=CE,BE⊥CE,
∴∠OCA=∠BCE=45°,
∴∠ACB=90°,
,同理,
tan∠BAC=
(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下:
(1)设存在点P,使得△APQ∽△ACB如图,
①若,设AQ=m,则PQ=3m,
∴P(3m,3-m),P在解析式:上,
,,
∵P为轴右侧抛物线上一动点
∴(,)
②若,设AQ=3m,则PQ=m,
∴P(m,3-3m),P在解析式:上,
,,
∵P为轴右侧抛物线上一动点
∴P不存在。故
∴(,)
(2)如图:由题意可得:
M在整个运动时间=
过点E作EF⊥轴于点F,
∴A
∴M在整个运动时间==DE+EF
过点D作直线AC的对称点D1,过点D1作D1F1⊥轴于点F1,交AC于点E1,
∴E1为所求作的点。
点D(2,0),D1(3,1)
即直线与的交点,
∴E1(2,1)
49.(2014江苏省苏州市,27,10分)如图,已知二次函数(其中0<m<1)的图像与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,对称轴为直线l.设P为对称轴l上的点,连接PA、PC,PA=PC.
(1)∠ABC的度数为▲°;
(2)求P点坐标(用含m的代数式表示);
(3)在坐标轴上是否存在点Q(与原点O不重合),使得以Q、B、C为顶点的三角形与△PAC相似,且线段PQ的长度最小?如果存在,求出所有满足条件的点Q的坐标;如果不存在,请说明理由.
【答案】(1)45.理由如下:
令x=0,则y=-m,C点坐标为(0,-m).
令y=0,则,解得,.
∵0<m<1,点A在点B的左侧,
∴B点坐标为(m,0).∴OB=OC=m.
∵∠BOC=90°,∴△BOC是等腰直角三角形,∠OBC=45°.
(2)解法一:如图①,作PD⊥y轴,垂足为D,设l与x轴交于点E,
由题意得,抛物线的对称轴为.
设点P坐标为(,n).
∵PA=PC,∴PA2=PC2,即AE2+PE2=CD2+PD2.
∴.
解得.∴P点的坐标为.
解法二:连接PB.
由题意得,抛物线的对称轴为.
∵P在对称轴l上,∴PA=PB.
∵PA=PC,∴PB=PC.
∵△BOC是等腰直角三角形,且OB=OC,∴P在BC的垂直平分线上.
∴P点即为对称轴与直线的交点.∴P点的坐标为.
(3)解法一:存在点Q满足题意.
∵P点的坐标为,
∴PA2+PC2=AE2+PE2+CD2+PD2
=.
∵AC2=,∴PA2+PC2=AC2.∴∠APC=90°.∴△PAC是等腰直角三角形.
∵以Q、B、C为顶点的三角形与△PAC相似,∴△QBC是等腰直角三角形.
∴由题意知满足条件的点Q的坐标为(-m,0)或(0,m).
①如图①,当Q点的坐标为(-m,0)时,
若PQ与x轴垂直,则,解得,PQ=.
若PQ与x轴不垂直,
则.
∵0<m<1,∴当时,取得最小值,PQ取得最小值.
∵<,∴当,即Q点的坐标为(,0)时,PQ的长度最小.
②如图②,当Q点的坐标为(0,m)时,
若PQ与y轴垂直,则,解得,PQ=.
若PQ与y轴不垂直,
则.
∵0<m<1,∴当时,取得最小值,PQ取得最小值.
∵<,∴当,即Q点的坐标为(0,)时,PQ的长度最小.
综上:当Q点坐标为(,0)或(0,)时,PQ的长度最小.
解法二:如图①,由(2)知P为△ABC的外接圆的圆心.
∵∠APC与∠ABC对应同一条弧,且∠ABC=45°,∴∠APC=2∠ABC=90°.
下面解题步骤同解法一.
50.(2015贵州省铜仁市,25,14分)如图,已知:关于x的二次函数的图象与x轴交于点A(1,0)和点B,与y轴交于点C(0,3),抛物线的对称轴与x轴交于点D.
(1)求二次函数的表达式;(4分)
(2)在y轴上是否存在一点P,使△PBC为等腰三角形.若存在,请求出点P的坐标;(5分)
(3)有一个点M从点A出发,以每秒1个单位的速度在AB上向点B运动,另一个点N从点D与点M同时出发,以每秒2个单位的速度在抛物线的对称轴上运动,当点M到
达点B时,点M、N同时停止运动,问点M、N运动到何处时,△MNB面积最大,试求出最大面积.(5分)
【答案】解:
(1)A(1,0),C(0,3)的函数的图象上
∴0=1+b+cc=3
∴b=-4,即二次函数的表达式是
(2)如图1,当BC为底边时,作BC的垂直平分线,则P(0,0)
当BC为腰时,分别以B、C为圆心作圆
则P(0,3+);P(3,3-);P(0,-3)
第25题图1
(3)
第25题图2第25题图3
如第25题图2、3,设经过的时间为t时,△MNB的面积为:
S=MB·DN=(3-1-t)2t==
∴当t=1时,△MNB的面积最大,最大的值为2,
其中M、N的坐标分别为M(2,0),N(2,-2)或M(2,0),N(2,2)
51.(2015江西省,第23题,10分)如图,已知二次函数L1:y=ax2-2ax+a+3(a>0)和二次函数L2:y=-a(x+1)2+1(a>0)图像的顶点分别为M,N,与y轴分别交于点E,F.
(1)函数y=ax2-2ax+a+3(a>0)的最小值为;当二次函数L1,L2的y值同时随着x的增大而减小时,x的取值范围是;
(2)当EF=MN时,求a的值,并判断四边形ENFM的形状(直接写出,不必证明);
(3)若二次函数L2的图象与x轴的右交点为A(m,0),当△AMN为等腰三角形时,求方程
-a(x+1)2+1=0的解.
【答案】(1)3,(2)四边形ENFM是矩形(3)
【解析】解:(1)∵,∴;
∵,∴当时,L1的值随着的增大而减小,当时,L2的值随着的增大而减小,∴的取值范围是
(2)∵,∴,
∵,∴,
∴,
如图,∵,∴,
∴,∴AM=AN
∵,∴
∴,∴AE=AF
∴四边形是平行四边形,
已知,
∴四边形ENFM是矩形(对角线相等且互相平分的四边形是矩形
(3)∵,,
∴
当时,有,∴,等式不成立;
当时,有∴;
当时,有,∴
∴或,∵的对称轴为,
∴左交点坐标分别是(-4,0)或(,0),
∴方程的解为.
52.(2015广东省深圳市,23,9分)如图,已知抛物线y=-x2+bx+c的图象过点A(-3,0),C(0,3).
(1)求抛物线的解析式;
(2)探究:在抛物线的对称轴DE上是否存在点P,使得点P到直线AD和到x轴的距离相等?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由;
(3)探究:在对称轴DE左侧的抛物线上是否存在点F,使得2S△FBC=3S△EBC?若存在,求出点F的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)y=-x2-2x+3
(2)P1(-1,-1)P2=(-1,--1)
(3)F(,)
【解析】(1)将A(-3,0),C(0,3)代入y=-x2+bx+c
解∴y=-x2-2x+3
(2)方法一:存在,
当P在∠DAB的角平分线上时,如答图1,作PM⊥AD,设P(-1,y0),
则PM=PDsin∠ADE=(4-y0),PE=y0
∵PM=PE,
∴(4-y0)=y0,解得y0=-1,P(-1,-1)
当P在∠DAB的外角平分线上时,如答图2,
作PN⊥AD,设P(-1,y0),
则PN=PDsin∠ADE=(4-y0),PE=-y0
∵PM=PE,
∴(4-y0)=-y0,解得y0=--1,P(-1,--1)
综上所述,P点坐标为P(-1,-1)或P(-1,--1)
方法二:存在,设P(-1,y0)
AD解析式:y=2x+6
则:|y0|=(利用点到直线的距离公式)
解得:y0=-1或y0=--1
∴P1(-1,--1),P2(-1,-1)
(3)方法一:
S△BCE=3,又S△FBC=3S△EBC
∴S△FBC=
如答图3,过F作FQ⊥x轴交BC延长线于Q,
则S△FBC=FQ?OB=FQ=
BC:y=-3x+3
设F(x0,-x02-2x0+3),则Q(x0,-3x0+3)
∴-3x0+3+x02+2x0-3=9
∴x02-x0-9=0
∴x0=,(x0=舍去)
∴F(,)
方法二:S△BCE=3,又2S△FBC=3S△EBC
∴S△FBC=
如答图4,过F点作FG∥BC,交x轴于G点
则GB==3,可得G(-2,0)
∵kGF=kBC=-3
∴GF:y=-3x+6
∴
解得x1=,x2=(舍去)
∴F(,)
53.(2015湖南省永州市,26,10分)已知抛物线y=ax2+bx十c的项点为(1,0),与y轴的交点坐标为(0,),R(1,1)是抛物线对称轴l上的一点.
(1)求抛物线y=ax2+bx十c的解析式;
(2)若P是抛物线上的一个动点(如图一),求证:点P到R的距离与点P到直线y=-1的距离恒相等;
(3)设直线PR与抛物线的另一个交点为Q,,F为线段PQ的中点,过点P,E,Q分别作直线y=-1的垂线,垂足分别为M,F,N(如图二).求证:PF⊥QF.
(第26题图一)(第26题图二)
【答案】(1)y=(x-1)2;(2)证明略;(3)证明略;.
【解析】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx十c的项点为(1,0),
∴可设其解析式为y=a(x-1)2.
把(0,)代入上式,得=a(0-1)2.解得a=.
∴抛物线的解析式为y=(x-1)2.
(2)设点P的坐标为(x,(x-1)2),则
PM=(x-1)2+1,PR==(x-1)2+1,∴PM=PR.
(3)(2)中已证PM=PR..与(2)中同理可得:QN=QR.∴PM+QN=PR+QR=PQ.
∵QN∥EF∥PM,且QE=PE,∴NF=MF.∴EF=(QN+PM).∴EF=PQ.又∵QE=PE,∴△PQF是直角三角形,且∠PFQ=90°.∴PF⊥QF.
54.(2015江苏淮安,28,14分)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=6,BC=8 ,动点M从点A出发,以每秒1个单位长度的速度沿AB向点B匀速运动;同时,动点N从点B出发,以每秒3个单位长度的速度沿BA向点A匀速运动,过线段MN的中点G作边AB的垂线,垂足为点G,交△ABC的另一边于点P,连接PM、PN。当点N运动到点A时,M、N两点同时停止运动,设运动时间为t秒。
(1)当t=秒时,动点M、N相遇;
(2)设△PMN的面积为S,求S与t之间的函数关系式;
(3)取线段PM的中点K,连接KA、KC。在整个运动过程中,△KAC的面积是否变化?若变化,直接写出它的最大值和最小值;若不变化,请说明理由。
【答案】(1)2.5(2)(3)
【解析】解:(1)∠ACB=90°,AC=6,BC=8,所以AB=10
因为AM=t,BN=3t,所以3t+t=10所以t=2.5
(2)因为BN=3t,AM=t,所以MN=10-4t,GN=5-2t,所以BG=5-2t+3t=5+t
因为所以所以PG=
所以所以
(3)
55.(2015年江苏扬州市)(本题满分12分)科研所计划建一幢宿舍楼,因为科研所实验中会产生辐射,所以需要有两项配套工程:①在科研所到宿舍楼之间修一条笔直的道路;②对宿舍楼进行防辐射处理,已知防辐射费万元与科研所到宿舍楼的距离之间的关系式为:(0≤≤9),当科研所到宿舍楼的距离为1时,防辐射费用为720万元;当科研所到宿舍楼的距离为9或大于9时,辐射影响忽略不计,不进行防辐射处理,设每公里修路的费用为万元,配套工程费=防辐射费+修路费
(1)当科研所到宿舍楼的距离为=9时,防辐射费=万元;,
(2)若每公里修路的费用为90万元,求当科研所到宿舍楼的距离为多少时,配套
工程费最少?
(3)如果配套工程费不超过675万元,且科研所到宿舍楼的距离小于9,求每公里
修路费用万元的最大值
56.(2015湖南常德,25,10分)如图10,曲线是抛物线的一部分,且表达式为,曲线与曲线关于直线x=3对称.
⑴求A、B、C三点的坐标和曲线的表达式;
⑵过点C作直线CD∥x轴交曲线于点D,连接AD,在曲线上有一点M,使得四边形ACDM为筝形(如果一个四边形的一条对角线被另一条对角线垂直平分,则这样的四边形为筝形),请求出点M的横坐标;
⑶设直线CM与x轴交于点N,试问在线段MN下方的曲线上是否存在一点P,使△PMN的面积最大?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】⑴A(-1,0);B(3,0);C(0,);;
⑵
⑶存在,
【解析】解:⑴令
解得,
∴A点坐标为(-1,0),B点坐标为(3,0),
将x=0代入中,
∴A点坐标为(-1,0),B点坐标为(3,0),C点坐标为(0,)
∵曲线与曲线关于直线x=3对称
∴曲线与x轴交于点(3,0),(7,0)
∴曲线表达式为:
即:
(2)令
解得
∴D(2,)
∴CD=2,
∵AC=
∴AC=CD
∴点C在AD的垂直平分线上,
如图10-1,取AD的中点E,则E(),即E()
设直线CE的表达式为:,代入C(0,),E()
,解得
∴直线CE的表达式为:
令
解得,(舍去)
∴点M的横坐标为
⑶存在.
如图10-1,在线段MN下方的曲线上取一点P,设P(),过P点作直线PQ⊥x轴,交线段MN于点Q,则Q()
∴PQ=,
=
=
∵
∴当时,PQ最长,此时△PMN的面积也最大
当时,
∴点P的的坐标为
57.(2015娄底市,26,10分)
如图,抛物线y=ax2+bx-经过点A(1,0)和点B(5,0),与y轴交于点C。
(1)求抛物线的解析式;
(2)以点A为圆心,作与直线BC相切的○A,求○A的半径;
(3)在直线BC上方的抛物线上任取一点P,连接PB、PC,请问:△PBC的面积是否存在最大值?若存在,求出这个最大值和此时点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】
(1)
(2)
(3)△BCP的面积=;点p的坐标为(,)
【解析】
解:(1)将点A和点B的坐标代入函数的解析式得:
解得:
所以抛物线得解析式为:
(2)作AD⊥BC,垂足为D.
将x=0代入抛物线的解析式得:y=
∴△ABC的面积==×4×=
在Rt△OBC中,BC==
△ABC的面积==××AD=
∴AD=
所以○A的半径为.
(3)过点p作EF∥BC,EF交y轴于点E,当EF与抛物线相切时,△BCP的面积最大.
设直线BC的解析式为y=kx+b(k≠0)
将点B和点C的坐标代入得:
解得:k=
设直线EF的解析式为y=x+c,
将y=x+c,代入得;x+c=
整理得:
∵直线EF与抛物线相切
∴△=0
即:25-4(3c+5)=0
解得:c=
∴直线EF的解析式为y=x+
∴x+=
解得:x=
将x=代入y=x+得:y=
所以点p的坐标为(,)
作EG⊥CB,则
∴AG=
∴△BCP的面积==
57.(2015成都市)(本小题满分12分)
如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),经过点A的直线l:与y轴负半轴交于点C,与抛物线的另一个交点为D,且CD=4AC.
(1)直接写出点A的坐标,并求直线l的函数表达式(其中k、b用含a的式子表示);
(2)点E是直线l上方的抛物线上的动点,若△ACE的面积的最大值为,求a的值;
(3)设P是抛物线的对称轴上的一点,点Q在抛物线上,以点A、D、P、Q为顶点的四边形能否成为矩形?若能,求出点P的坐标;若不能,请说明理由.
【答案】:(1)A(-1,0),;
(2);
(3)P的坐标为(1,)或(1,-4)
【解析】:解:
(1)A(-1,0)
∵直线l经过点A,∴0=-k+b,b=k
∴y=kx+k
令,即
∵CD=4AC,∴点D的横坐标为4
∴,∴k=a
∴直线l的函数表达式为:
(2)过点E作EF∥y轴,交直线l于点F
设E(x,),则F(x,)
EF=-()=
S△ACE=S△AFE-S△CFE
∴△ACE的面积的最大值为.
∵△ACE的面积的最大值为
∴=,解得
(3)令=(),即=0
解得x1=-1,x2=4
∴D(4,5a)
∵y=,∴抛物线的对称轴为x=1
设P(1,m)
①若AD是矩形的一条边,则Q(-4,21a)
m=21a+5a=26a,则P(1,26a)
∵四边形ADPQ为矩形,∴∠ADP=90°
∴AD2+PD2=AP2
∴
即,∵a<0,∴
∴P1(1,)
②若AD是矩形的一条对角线
则线段AD的中点坐标为(,),Q(2,-3a)
m=5a-(-3a)=8a,则P(1,8a)
∵四边形APDQ为矩形,∴∠APD=90°
∴AP2+PD2=AD2
∴
(-1-1)2+(8a)2+(1-4)2+(8a-5a)2=52+(5a)2
即,∵a<0,∴
∴P2(1,-4)
综上所述,以点A、D、P、Q为顶点的四边形能成为矩形
点P的坐标为(1,)或(1,-4)
58.(2015年湖南衡阳,27,10分)如图,顶点M在y轴上的抛物线与直线y=x+1相交于A、B两点,且点A在x轴上,点B的橫坐标为2,连结AM、BM.
(1)求抛物线的函数关系式;
(2)判断△ABM的形状,并说明理由;
(3)把抛物线与直线y=x的交点称为抛物线的不动点,若将(1)中抛物线平移,使其顶点为(m,2m),当m满足什么条件时,平移后的抛物线总有不动点.
【答案】(1);(2)直角三角形;(3)m≤
【解析】解:(1)∵抛物线的顶点在y轴上,
∴设抛物线解析式为.
∵直线y=x+1交x轴于点A,
∴点A坐标(-1,0).
把x=2代入y=x+1,得y=3.
∴点B坐标为(2,3).
把点A(-1,0),B(2,3)代入,得,解得.
∴抛物线解析式为.
(2)△ABM为直角三角形.
理由:∵点A(-1,0),B(2,3),M(0,-1)
∴AB==,
AM==,
BM==.
∵=20,=20
∴=,
∴△ABM为直角三角形,且∠BAM=90°.
(3)∵将抛物线平移,使顶点为(m,2m),
∴设平移后抛物线解析式为
∵抛物线与直线y=x的交点为不动点,
∴
∴.
要使抛物线总有不动点,必使△≥0
即≥0,m≤.
∴当m≤时,平移后的抛物线总有不动点.
(图1)
(图2)
(第27题图)
图10-2
图10-1
y
x
O
y=x
(第27题)
(
(
M
F
x
O
E
B
C
H
D
A
y
F
x
O
E
B
C
H
D
A
y
l
x
y
O
(第23题图3)
(第23题图2)
M
(第23题图1)
(第27题)
x
y
O
A
B
C
D
N
M
第25题图
x
y
O
A
B
D
l
C
E
x
y
O
A
B
D
l
C
备用图
x
y
O
A
B
D
l
C
E
F
x
y
A
B
D
l
C
Q
P
O
x
y
O
A
B
D
l
C
P
Q
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