天津市佳春中學(xué)中考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí) 二次函數(shù)的應(yīng)用(幾何問題)
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天津市佳春中學(xué)中考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí) 二次函數(shù)的應(yīng)用(幾何問題)
二次函數(shù)的應(yīng)用(幾何問題)
一、選擇題
1.(2012甘肅蘭州4分)二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)的圖象如圖所示,若|ax2+bx+c|=k(k≠0)有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根,則k的取值范圍是【 】
A.k<-3 B.k>-3 C.k<3 D.k>3
【答案】 D。
【考點(diǎn)】二次函數(shù)的圖象和性質(zhì)。
【分析】根據(jù)題意得:y=|ax2+bx+c|的圖象如右圖,
∵|ax2+bx+c|=k(k≠0)有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根,
∴k>3。故選D。
二、填空題
三、解答題
1. (2012天津市10分)已知拋物線y=ax2+bx+c(0<2a<b)的頂點(diǎn)為P(x0,y0),點(diǎn)A(1,yA)、B(0,yB)、C(-1,yC)在該拋物線上.
(Ⅰ)當(dāng)a=1,b=4,c=10時(shí),①求頂點(diǎn)P的坐標(biāo);②求的值;
(Ⅱ)當(dāng)y0≥0恒成立時(shí),求的最小值.
【答案】解:(Ⅰ)若a=1,b=4,c=10,此時(shí)拋物線的解析式為y=x2+4x+10。
①∵y=x2+4x+10=(x+2)2+6,∴拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)為P(-2,6)。
②∵點(diǎn)A(1,yA)、B(0,yB)、C(-1,yC)在拋物線y=x2+4x+10上,
∴yA=15,yB=10,yC=7?!?。
(Ⅱ)由0<2a<b,得。
由題意,如圖過點(diǎn)A作AA1⊥x軸于點(diǎn)A1,
則AA1=yA,OA1=1。
連接BC,過點(diǎn)C作CD⊥y軸于點(diǎn)D,
則BD=yB-yC,CD=1。
過點(diǎn)A作AF∥BC,交拋物線于點(diǎn)E(x1,yE),交x軸于點(diǎn)F(x2,0)。
則∠FAA1=∠CBD。∴Rt△AFA1∽R(shí)t△BCD。
∴ ,即。
過點(diǎn)E作EG⊥AA1于點(diǎn)G,易得△AEG∽△BCD。
∴,即。
∵點(diǎn)A(1,yA)、B(0,yB)、C(-1,yC)、E(x1,yE)在拋物線y=ax2+bx+c上,
∴yA=a+b+c,yB=c,yC=a-b+c,yE=ax12+bx1+c,
∴,化簡(jiǎn),得x12+x1-2=0,
解得x1=-2(x1=1舍去)。
∵y0≥0恒成立,根據(jù)題意,有x2≤x1<-1。
則1-x2≥1-x1,即1-x2≥3。
∴的最小值為3。
【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題,二次函數(shù)的性質(zhì),曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,相似三角形的判定和性質(zhì)。
【分析】(Ⅰ)將a=1,b=4,c=10代入解析式,即可得到二次函數(shù)解析式。
①將二次函數(shù)化為頂點(diǎn)式,即可得到得到拋物線頂點(diǎn)坐標(biāo)。
②將A(1,yA)、B(0,yB)、C(-1,yC)分別代入解析式,即可求出yA、yB、yC的值,然后計(jì)算的值即可。
(Ⅱ)根據(jù)0<2a<b,求出,作出圖中輔助線:點(diǎn)A作AA1⊥x軸于點(diǎn)A1,則AA1=yA,OA1=1.連接BC,過點(diǎn)C作CD⊥y軸于點(diǎn)D,則BD=yB-yC,CD=1.過點(diǎn)A作AF∥BC,交拋物線于點(diǎn)E(x1,yE),交x軸于點(diǎn)F(x2,0)。證出Rt△AFA1∽R(shí)t△BCD,得到,,再根據(jù)△AEG∽△BCD得到,然后求出yA、yB、yC、yE的表達(dá)式,然后y0≥0恒成立,得到x2≤x1<-1,從而利用不等式求出 的最小值。
2. (2012上海市12分)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,二次函數(shù)y=ax2+6x+c的圖象經(jīng)過點(diǎn)A(4,0)、B(﹣1,0),與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)D在線段OC上,OD=t,點(diǎn)E在第二象限,∠ADE=90°,tan∠DAE=,EF⊥OD,垂足為F.
(1)求這個(gè)二次函數(shù)的解析式;
(2)求線段EF、OF的長(zhǎng)(用含t的代數(shù)式表示);
(3)當(dāng)∠ECA=∠OAC時(shí),求t的值.
【答案】解:(1)二次函數(shù)y=ax2+6x+c的圖象經(jīng)過點(diǎn)A(4,0)、B(﹣1,0),
∴,解得。
∴這個(gè)二次函數(shù)的解析式為:y=﹣2x2+6x+8。
(2)∵∠EFD=∠EDA=90°,∴∠DEF+∠EDF=90°,∠EDF+∠ODA=90°?!唷螪EF=∠ODA。
∴△EDF∽△DAO?!唷?
∵,∴。
∵OD=t,∴,∴EF=。
同理,∴DF=2,∴OF=t﹣2。
(3)∵拋物線的解析式為:y=﹣2x2+6x+8,∴C(0,8),OC=8。
如圖,連接EC、AC,過A作EC的垂線交CE于G點(diǎn).
∵∠ECA=∠OAC,∴∠OAC=∠GCA(等角的余角相等)。
在△CAG與△OCA中,
∵∠OAC=∠GCA,AC=CA,∠ECA=∠OAC,
∴△CAG≌△OCA(ASA)?!郈G=AO=4,AG=OC=8。
如圖,過E點(diǎn)作EM⊥x軸于點(diǎn)M,
則在Rt△AEM中,EM=OF=t﹣2,AM=OA+AM=OA+EF=4+,
由勾股定理得: 。
在Rt△AEG中,由勾股定理得:。
在Rt△ECF中,EF=,CF=OC﹣OF=10﹣t,CE=CG+EG=4+
由勾股定理得:EF2+CF2=CE2,即。
解得t1=10(不合題意,舍去),t2=6。
∴t=6。
【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題,曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,相似三角形的判定和性質(zhì),銳角三角函數(shù)定義,全等三角形的判定和性質(zhì),勾股定理。
【分析】(1)已知點(diǎn)A、B坐標(biāo),用待定系數(shù)法求拋物線解析式即可。
(2)先證明△EDF∽△DAO,然后利用相似三角形對(duì)應(yīng)邊的比例關(guān)系以及三角形函數(shù)的定義求
解。
(3)通過作輔助線構(gòu)造一對(duì)全等三角形:△CAG≌△OCA,得到CG、AG的長(zhǎng)度;然后利用勾股定理求得AE、EG的長(zhǎng)度(用含t的代數(shù)式表示);最后在Rt△ECF中,利用勾股定理,得到關(guān)于t的無理方程,解方程求出t的值。
3. (2012廣東廣州14分)如圖,拋物線與x軸交于A、B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C.
(1)求點(diǎn)A、B的坐標(biāo);
(2)設(shè)D為已知拋物線的對(duì)稱軸上的任意一點(diǎn),當(dāng)△ACD的面積等于△ACB的面積時(shí),求點(diǎn)D的坐標(biāo);
(3)若直線l過點(diǎn)E(4,0),M為直線l上的動(dòng)點(diǎn),當(dāng)以A、B、M為頂點(diǎn)所作的直角三角形有且只有三個(gè)時(shí),求直線l的解析式.
【答案】解:(1)在中,令y=0,即,解得x1=﹣4,x2=2。
∵點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè),∴A、B點(diǎn)的坐標(biāo)為A(﹣4,0)、B(2,0)。
(2)由得,對(duì)稱軸為x=﹣1。
在中,令x=0,得y=3。
∴OC=3,AB=6,。
在Rt△AOC中,。
設(shè)△ACD中AC邊上的高為h,則有AC?h=9,解得h=。
如圖1,在坐標(biāo)平面內(nèi)作直線平行于AC,且到AC的距離=h=,這樣的直線有2條,分別是L1和L2,則直線與對(duì)稱軸x=﹣1的兩個(gè)交點(diǎn)即為所求的點(diǎn)D。
設(shè)L1交y軸于E,過C作CF⊥L1于F,則CF=h=,
∴。
設(shè)直線AC的解析式為y=kx+b,
將A(﹣4,0),B(0,3)坐標(biāo)代入,得
,解得。
∴直線AC解析式為。
直線L1可以看做直線AC向下平移CE長(zhǎng)度單位(個(gè)長(zhǎng)度單位)而形成的,
∴直線L1的解析式為。
則D1的縱坐標(biāo)為?!郉1(﹣4,)。
同理,直線AC向上平移個(gè)長(zhǎng)度單位得到L2,可求得D2(﹣1,)。
綜上所述,D點(diǎn)坐標(biāo)為:D1(﹣4,),D2(﹣1,)。
(3)如圖2,以AB為直徑作⊙F,圓心為F.過E點(diǎn)作⊙F的切線,這樣的切線有2條.
連接FM,過M作MN⊥x軸于點(diǎn)N。
∵A(﹣4,0),B(2,0),∴F(﹣1,0),⊙F半徑FM=FB=3。
又FE=5,則在Rt△MEF中,-
ME=,sin∠MFE=,cos∠MFE=。
在Rt△FMN中,MN=MN?sin∠MFE=3×,
FN=MN?cos∠MFE=3×。
則ON=?!郙點(diǎn)坐標(biāo)為(,)。
直線l過M(,),E(4,0),
設(shè)直線l的解析式為y=k1x+b1,則有,解得。
∴直線l的解析式為y=x+3。
同理,可以求得另一條切線的解析式為y=x﹣3。
綜上所述,直線l的解析式為y=x+3或y=x﹣3。
【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題,待定系數(shù)法,曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,二次函數(shù)的性質(zhì),勾股定理,直線平行和平移的性質(zhì),直線與圓的位置關(guān)系,直線與圓相切的性質(zhì),圓周角定理,銳角三角函數(shù)定義。
【分析】(1)A、B點(diǎn)為拋物線與x軸交點(diǎn),令y=0,解一元二次方程即可求解。
(2)根據(jù)題意求出△ACD中AC邊上的高,設(shè)為h.在坐標(biāo)平面內(nèi),作AC的平行線,平行線之間的距離等于h.根據(jù)等底等高面積相等的原理,則平行線與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)即為所求的D點(diǎn).從一次函數(shù)的觀點(diǎn)來看,這樣的平行線可以看做是直線AC向上或向下平移而形成.因此先求出直線AC的解析式,再求出平移距離,即可求得所作平行線的解析式,從而求得D點(diǎn)坐標(biāo)。這樣的平行線有兩條。
(3)本問關(guān)鍵是理解“以A、B、M為頂點(diǎn)所作的直角三角形有且只有三個(gè)”的含義.因?yàn)檫^A、B點(diǎn)作x軸的垂線,其與直線l的兩個(gè)交點(diǎn)均可以與A、B點(diǎn)構(gòu)成直角三角形,這樣已經(jīng)有符合題意的兩個(gè)直角三角形;第三個(gè)直角三角形從直線與圓的位置關(guān)系方面考慮,以AB為直徑作圓,當(dāng)直線與圓相切時(shí),根據(jù)圓周角定理,切點(diǎn)與A、B點(diǎn)構(gòu)成直角三角形.從而問題得解。這樣的切線有兩條。
4. (2012廣東肇慶10分)已知二次函數(shù)圖象的頂點(diǎn)橫坐標(biāo)是2,與x軸交于A(x1,0)、
B(x2,0),x1﹤0﹤x2,與y軸交于點(diǎn)C,O為坐標(biāo)原點(diǎn),.
(1)求證: ;
(2)求m、n的值;
(3)當(dāng)p﹥0且二次函數(shù)圖象與直線僅有一個(gè)交點(diǎn)時(shí),求二次函數(shù)的最大值.
【答案】(1)證明:∵二次函數(shù)圖象的頂點(diǎn)橫坐標(biāo)是2,
∴拋物線的對(duì)稱軸為x=2,即,化簡(jiǎn)得:n+4m=0。
(2)解:∵二次函數(shù)與x軸交于A(x1,0)、B(x2,0),x1<0<x2,
∴OA=-x1,OB=x2;。
令x=0,得y=p,∴C(0,p),∴OC=|p|。
由三角函數(shù)定義得:。
∵tan∠CAO-tan∠CBO=1,即 ,化簡(jiǎn)得:。
將 代入得:,化簡(jiǎn)得:。
由(1)知n+4m=0,
∴當(dāng)n=1時(shí),;當(dāng)n=-1時(shí),。
∴m、n的值為: ,n=-1(此時(shí)拋物線開口向上)或 ,n=1(此時(shí)拋物線開口向下)。
(3)解:由(2)知,當(dāng)p>0時(shí),n=1, ,
∴拋物線解析式為:。
聯(lián)立拋物線與直線y=x+3解析式得到:,
化簡(jiǎn)得: *。
∵二次函數(shù)圖象與直線y=x+3僅有一個(gè)交點(diǎn),
∴一元二次方程*根的判別式等于0,即△=02+16(p-3)=0,解得p=3。
∴拋物線解析式為:。
當(dāng)x=2時(shí),二次函數(shù)有最大值,最大值為4。
∴當(dāng)p>0且二次函數(shù)圖象與直線y=x+3僅有一個(gè)交點(diǎn)時(shí),二次函數(shù)的最大值為4。
【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題,曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,一元二次方程根的判別式和根與系數(shù)的關(guān)系,銳角三角函數(shù)定義,二次函數(shù)的性質(zhì)。
【分析】(1)由題意可知拋物線的對(duì)稱軸為x=2,利用對(duì)稱軸公式,化簡(jiǎn)即得n+4m=0。
(2)利用三角函數(shù)定義和拋物線與x軸交點(diǎn)坐標(biāo)性質(zhì)求解.特別需要注意的是拋物線的開口方向未定,所以所求m、n的值將有兩組。
(3)利用一元二次方程的判別式等于0求解.當(dāng)p>0時(shí),m、n的值隨之確定;將拋物線的解析式與直線的解析式聯(lián)立,得到一個(gè)一元二次方程;由交點(diǎn)唯一可知,此一元二次方程的判別式等于0,據(jù)此求出p的值,從而確定了拋物線的解析式;最后由拋物線的解析式確定其最大值。
5. (2012廣東珠海7分)如圖,二次函數(shù)y=(x﹣2)2+m的圖象與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)B是點(diǎn)C關(guān)于該二次函數(shù)圖象的對(duì)稱軸對(duì)稱的點(diǎn).已知一次函數(shù)y=kx+b的圖象經(jīng)過該二次函數(shù)圖象上點(diǎn)A(1,0)及點(diǎn)B.
(1)求二次函數(shù)與一次函數(shù)的解析式;
(2)根據(jù)圖象,寫出滿足kx+b≥(x﹣2)2+m的x的取值范圍.
6. (2012浙江杭州12分)在平面直角坐標(biāo)系內(nèi),反比例函數(shù)和二次函數(shù)y=k(x2+x﹣1)的圖象交于點(diǎn)A(1,k)和點(diǎn)B(﹣1,﹣k).
(1)當(dāng)k=﹣2時(shí),求反比例函數(shù)的解析式;
(2)要使反比例函數(shù)和二次函數(shù)都是y隨著x的增大而增大,求k應(yīng)滿足的條件以及x的取值范圍;
(3)設(shè)二次函數(shù)的圖象的頂點(diǎn)為Q,當(dāng)△ABQ是以AB為斜邊的直角三角形時(shí),求k的值.
【答案】解:(1)當(dāng)k=﹣2時(shí),A(1,﹣2),
∵A在反比例函數(shù)圖象上,∴設(shè)反比例函數(shù)的解析式為:。
將A(1,﹣2)代入得: ,解得:m=﹣2。
∴反比例函數(shù)的解析式為:。
(2)∵要使反比例函數(shù)和二次函數(shù)都是y隨著x的增大而增大,∴k<0。
∵二次函數(shù)y=k(x2+x﹣1)=,∴它的對(duì)稱軸為:直線x=﹣。
要使二次函數(shù)y=k(x2+x﹣1)滿足上述條件,在k<0的情況下,x必須在對(duì)稱軸的左邊,即x<﹣時(shí),才能使得y隨著x的增大而增大。
∴綜上所述,k<0且x<﹣。
(3)由(2)可得:Q。
∵△ABQ是以AB為斜邊的直角三角形,A點(diǎn)與B點(diǎn)關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,(如圖是其中的一種情況)
∴原點(diǎn)O平分AB,∴OQ=OA=OB。
作AD⊥OC,QC⊥OC,垂足分別為點(diǎn)C,D。
∴。
∵,
∴,解得:k=±。
【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題,待定系數(shù)法,曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,反比例函數(shù)和二次函數(shù)的性質(zhì)。
【分析】(1)當(dāng)k=﹣2時(shí),即可求得點(diǎn)A的坐標(biāo),然后設(shè)反比例函數(shù)的解析式為:,利用待定系數(shù)法即可求得答案;
(2)由反比例函數(shù)和二次函數(shù)都是y隨著x的增大而增大,可得k<0。
又由二次函數(shù)y=k(x2+x﹣1)的對(duì)稱軸為x=﹣,可得x<﹣時(shí),才能使得y隨著x的增大而增大。
(3)由△ABQ是以AB為斜邊的直角三角形,A點(diǎn)與B點(diǎn)關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,利用直角三角形斜邊上的中線等于斜邊的一半,即可得OQ=OA=OB,又由Q,A(1,k),即可得,從而求得答案。
7. (2012浙江寧波12分)如圖,二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖象交x軸于A(﹣1,0),B(2,0),交y軸于C(0,﹣2),過A,C畫直線.
(1)求二次函數(shù)的解析式;
(2)點(diǎn)P在x軸正半軸上,且PA=PC,求OP的長(zhǎng);
(3)點(diǎn)M在二次函數(shù)圖象上,以M為圓心的圓與直線AC相切,切點(diǎn)為H.
①若M在y軸右側(cè),且△CHM∽△AOC(點(diǎn)C與點(diǎn)A對(duì)應(yīng)),求點(diǎn)M的坐標(biāo);
②若⊙M的半徑為,求點(diǎn)M的坐標(biāo).
【答案】解:(1)∵二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖象交x軸于A(﹣1,0),B(2,0)
∴設(shè)該二次函數(shù)的解析式為:y=a(x+1)(x﹣2),
將x=0,y=﹣2代入,得﹣2=a(0+1)(0﹣2),解得a=1。
∴拋物線的解析式為y=(x+1)(x﹣2),即y=x2﹣x﹣2。
(2)設(shè)OP=x,則PC=PA=x+1,
在Rt△POC中,由勾股定理,得x2+22=(x+1)2,
解得,x=,即OP=。
(3)①∵△CHM∽△AOC,∴∠MCH=∠CAO。
(i)如圖1,當(dāng)H在點(diǎn)C下方時(shí),
∵∠MCH=∠CAO,∴CM∥x軸,∴yM=﹣2。
∴x2﹣x﹣2=﹣2,解得x1=0(舍去),x2=1。
∴M(1,﹣2)。
(ii)如圖2,當(dāng)H在點(diǎn)C上方時(shí),
∵∠M′CH=∠CAO,∴PA=PC。
由(2)得,M′為直線CP與拋物線的另一交點(diǎn),
設(shè)直線CM′的解析式為y=kx﹣2,
把P(,0)的坐標(biāo)代入,得k﹣2=0,解得k=。
∴y=x﹣2。
由x﹣2=x2﹣x﹣2,解得x1=0(舍去),x2=。此時(shí)y=×。
∴M′()。
②在x軸上取一點(diǎn)D,如圖3,過點(diǎn)D作DE⊥AC于點(diǎn)E,使DE=,
在Rt△AOC中,AC=。
∵∠COA=∠DEA=90°,∠OAC=∠EAD,
∴△AED∽△AOC,
∴,即,解得AD=2。
∴D(1,0)或D(﹣3,0)。
過點(diǎn)D作DM∥AC,交拋物線于M,如圖
則直線DM的解析式為:y=﹣2x+2或y=﹣2x﹣6。
當(dāng)﹣2x﹣6=x2﹣x﹣2時(shí),即x2+x+4=0,方程無實(shí)數(shù)根,
當(dāng)﹣2x+2=x2﹣x﹣2時(shí),即x2+x﹣4=0,解得。
∴點(diǎn)M的坐標(biāo)為()或()。
【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題,待定系數(shù)法,曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,勾股定理,平行的判定和性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),解一元二次方程。
【分析】(1)根據(jù)與x軸的兩個(gè)交點(diǎn)A、B的坐標(biāo),故設(shè)出交點(diǎn)式解析式,然后把點(diǎn)C的坐標(biāo)代入計(jì)算求出a的值,即可得到二次函數(shù)解析式。
(2)設(shè)OP=x,然后表示出PC、PA的長(zhǎng)度,在Rt△POC中,利用勾股定理列式,然后解方程即可。
(3)①根據(jù)相似三角形對(duì)應(yīng)角相等可得∠MCH=∠CAO,然后分(i)點(diǎn)H在點(diǎn)C下方時(shí),利用同位角相等,兩直線平行判定CM∥x軸,從而得到點(diǎn)M的縱坐標(biāo)與點(diǎn)C的縱坐標(biāo)相同,是-2,代入拋物線解析式計(jì)算即可;(ii)點(diǎn)H在點(diǎn)C上方時(shí),根據(jù)(2)的結(jié)論,點(diǎn)M為直線PC與拋物線的另一交點(diǎn),求出直線PC的解析式,與拋物線的解析式聯(lián)立求解即可得到點(diǎn)M的坐標(biāo)。
②在x軸上取一點(diǎn)D,過點(diǎn)D作DE⊥AC于點(diǎn)E,可以證明△AED和△AOC相似,根據(jù)相似三角形對(duì)應(yīng)邊成比例列式求解即可得到AD的長(zhǎng)度,然后分點(diǎn)D在點(diǎn)A的左邊與右邊兩種情況求出OD的長(zhǎng)度,從而得到點(diǎn)D的坐標(biāo),再作直線DM∥AC,然后求出直線DM的解析式,與拋物線解析式聯(lián)立求解即可得到點(diǎn)M的坐標(biāo)。
8. (2012浙江溫州14分)如圖,經(jīng)過原點(diǎn)的拋物線與x軸的另一個(gè)交點(diǎn)為A.過點(diǎn)作直線軸于點(diǎn)M,交拋物線于點(diǎn)B.記點(diǎn)B關(guān)于拋物線對(duì)稱軸的對(duì)稱點(diǎn)為C(B、C不重合).連結(jié)CB,CP。
(1)當(dāng)時(shí),求點(diǎn)A的坐標(biāo)及BC的長(zhǎng);
(2)當(dāng)時(shí),連結(jié)CA,問為何值時(shí)CA⊥CP?
(3)過點(diǎn)P作PE⊥PC且PE=PC,問是否存在,使得點(diǎn)E落在坐標(biāo)軸上?若存在,求出所有滿足要求的的值,并寫出相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)E坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由。
【答案】解:(1)當(dāng)m=3時(shí),y=-x2+6x。
令y=0得-x2+6x=0,解得,x1=0,x2=6?!郃(6,0)。
當(dāng)x=1時(shí),y=5?!郆(1,5)。
∵拋物線y=-x2+6x的對(duì)稱軸為直線x=3,且B,C關(guān)于對(duì)稱軸對(duì)稱,∴BC=4。
(2)過點(diǎn)C作CH⊥x軸于點(diǎn)H(如圖1)
由已知得,∠ACP=∠BCH=90°,∴∠ACH=∠PCB。
又∵∠AHC=∠PBC=90°,∴△AGH∽△PCB。
∴。
∵拋物線y=-x2+2mx的對(duì)稱軸為直線x=m,其中m>1,且B,C關(guān)于對(duì)稱軸對(duì)稱,
∴BC=2(m-1)。
∵B(1,2m-1),P(1,m),∴BP=m-1。
又∵A(2m,0),C(2m-1,2m-1),∴H(2m-1,0)。
∴AH=1,CH=2m-1,
∴,解得m= 。
(3)存在。∵B,C不重合,∴m≠1。
(I)當(dāng)m>1時(shí),BC=2(m-1),PM=m,BP=m-1,
(i)若點(diǎn)E在x軸上(如圖1),
∵∠CPE=90°,∴∠MPE+∠BPC=∠MPE+∠MEP=90°,PC=EP。
∴△BPC≌△MEP,∴BC=PM,即2(m-1)=m,解得m=2。
此時(shí)點(diǎn)E的坐標(biāo)是(2,0)。
(ii)若點(diǎn)E在y軸上(如圖2),過點(diǎn)P作PN⊥y軸于點(diǎn)N,
易證△BPC≌△NPE,
∴BP=NP=OM=1,即m-1=1,解得,m=2。
此時(shí)點(diǎn)E的坐標(biāo)是(0,4)。
(II)當(dāng)0<m<1時(shí),BC=2(1-m),PM=m,BP=1-m,
(i)若點(diǎn)E在x軸上(如圖3),
易證△BPC≌△MEP,
∴BC=PM,即2(1-m)=m,解得,m=。
此時(shí)點(diǎn)E的坐標(biāo)是( ,0)。
(ii)若點(diǎn)E在y軸上(如圖4),
過點(diǎn)P作PN⊥y軸于點(diǎn)N,易證△BPC≌△NPE,
∴BP=NP=OM=1,即1-m=1,∴m=0(舍去)。
綜上所述,當(dāng)m=2時(shí),點(diǎn)E的坐標(biāo)是(0,2)或(0,4),
當(dāng)m=時(shí),點(diǎn)E的坐標(biāo)是(,0)。
【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題,曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,二次函數(shù)的性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì)。
【分析】(1)把m=3,代入拋物線的解析式,令y=0解方程,得到的非0解即為和x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo),再求出拋物線的對(duì)稱軸方程,從而求出BC的長(zhǎng)。
(2)過點(diǎn)C作CH⊥x軸于點(diǎn)H(如圖1)由已知得∠ACP=∠BCH=90°,利用已知條件證明
△AGH∽△PCB,根據(jù)相似的性質(zhì)得到: ,再用含有m的代數(shù)式表示出BC,CH,BP,代入比例式即可求出m的值。
(3)存在。本題要分當(dāng)m>1時(shí),BC=2(m-1),PM=m,BP=m-1和當(dāng)0<m<1時(shí),BC=2(1-m),PM=m,BP=1-m,兩種情況分別討論,再求出滿足題意的m值和相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)E坐標(biāo)。
9. (2012江蘇連云港12分)如圖,拋物線y=-x2+bx+c與x軸交于A、B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)D為拋物線的頂點(diǎn),點(diǎn)E在拋物線上,點(diǎn)F在x軸上,四邊形OCEF為矩形,且OF=2,EF=3,
(1)求拋物線所對(duì)應(yīng)的函數(shù)解析式;
(2)求△ABD的面積;
(3)將△AOC繞點(diǎn)C逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,點(diǎn)A對(duì)應(yīng)點(diǎn)為點(diǎn)G,問點(diǎn)G是否在該拋物線上?請(qǐng)說明理由.
【答案】解:(1)∵四邊形OCEF為矩形,OF=2,EF=3,
∴點(diǎn)C的坐標(biāo)為(0,3),點(diǎn)E的坐標(biāo)為(2,3).
把x=0,y=3;x=2,y=3分別代入y=-x2+bx+c,得
,解得。
∴拋物線所對(duì)應(yīng)的函數(shù)解析式為y=-x2+2x+3。
(2)∵y=-x2+2x+3=-(x-1)2+4,
∴拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)為D(1,4)?!唷鰽BD中AB邊的高為4。
令y=0,得-x2+2x+3=0,解得x1=-1,x2=3。
∴AB=3-(-1)=4。
∴△ABD的面積=×4×4=8。
(3)如圖,△AOC繞點(diǎn)C逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,CO落在CE所在的直線上,由(1)(2)可知OA=1,OC=3,
∵點(diǎn)A對(duì)應(yīng)點(diǎn)G的坐標(biāo)為(3,2)。
∵當(dāng)x=3時(shí),y=-32+2×3+3=0≠2,
∴點(diǎn)G不在該拋物線上。
【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題,矩形的性質(zhì),曲線圖上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,解一元二次方程,二次函數(shù)的性質(zhì),旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)。
【分析】(1)在矩形OCEF中,已知OF、EF的長(zhǎng),先表示出C、E的坐標(biāo),然后利用待定系數(shù)法確定該函數(shù)的解析式。
(2)根據(jù)(1)的函數(shù)解析式求出A、B、D三點(diǎn)的坐標(biāo),以AB為底、D點(diǎn)縱坐標(biāo)的絕對(duì)值為高,可求出△ABD的面積。
(3)根據(jù)旋轉(zhuǎn)條件求出點(diǎn)A對(duì)應(yīng)點(diǎn)G的坐標(biāo),然后將點(diǎn)G的坐標(biāo)代入拋物線的解析式中直接進(jìn)行判定即可。
10. (2012江蘇南通14分)如圖,經(jīng)過點(diǎn)A(0,-4)的拋物線y=x2+bx+c與x軸相交于點(diǎn)B(-0,0)和C,O為坐標(biāo)原點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式;
(2)將拋物線y=x2+bx+c向上平移個(gè)單位長(zhǎng)度、再向左平移m(m>0)個(gè)單位長(zhǎng)度,得到新拋物
線.若新拋物線的頂點(diǎn)P在△ABC內(nèi),求m的取值范圍;
(3)設(shè)點(diǎn)M在y軸上,∠OMB+∠OAB=∠ACB,求AM的長(zhǎng).
【答案】解:(1)將A(0,-4)、B(-2,0)代入拋物線y=x2+bx+c中,得:
,解得,。
∴拋物線的解析式:y=x2-x-4。
(2)由題意,新拋物線的解析式可表示為:,
即:。它的頂點(diǎn)坐標(biāo)P(1-m,-1)。
由(1)的拋物線解析式可得:C(4,0)。
∴直線AB:y=-2x-4;直線AC:y=x-4。
當(dāng)點(diǎn)P在直線AB上時(shí),-2(1-m)-4=-1,解得:m=;
當(dāng)點(diǎn)P在直線AC上時(shí),(1-m)+4=-1,解得:m=-2;
又∵m>0,
∴當(dāng)點(diǎn)P在△ABC內(nèi)時(shí),0<m< 。
(3)由A(0,-4)、B(4,0)得:OA=OC=4,且△OAC是等腰直角三角形。
如圖,在OA上取ON=OB=2,則∠ONB=∠ACB=45°。
∴∠ONB=∠NBA+OAB=∠ACB=∠OMB+∠OAB,
即∠ONB=∠OMB。
如圖,在△ABN、△AM1B中,
∠BAN=∠M1AB,∠ABN=∠AM1B,
∴△ABN∽△AM1B,得:AB2=AN?AM1;
由勾股定理,得AB2=(-2)2+42=20,
又AN=OA-ON=4-2=2,
∴AM1=20÷2=10,OM1=AM1-OA=10-4=6。
而∠BM1A=∠BM2A=∠ABN,∴OM1=OM2=6,AM2=OM2-OA=6-4=2。
綜上,AM的長(zhǎng)為6或2。
【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題,曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,平移的性質(zhì),二次函數(shù)的性質(zhì),等腰直角三角形的判定和性質(zhì),勾股定理。
【分析】(1)該拋物線的解析式中只有兩個(gè)待定系數(shù),只需將A、B兩點(diǎn)坐標(biāo)代入即可得解。
(2)首先根據(jù)平移條件表示出移動(dòng)后的函數(shù)解析式,從而用m表示出該函數(shù)的頂點(diǎn)坐標(biāo),將其
代入直線AB、AC的解析式中,即可確定P在△ABC內(nèi)時(shí)m的取值范圍。
(3)先在OA上取點(diǎn)N,使得∠ONB=∠ACB,那么只需令∠NBA=∠OMB即可,顯然在y軸的正負(fù)半軸上都有一個(gè)符合條件的M點(diǎn);以y軸正半軸上的點(diǎn)M為例,先證△ABN、△AMB相似,然后通過相關(guān)比例線段求出AM的長(zhǎng)。
11. (2012江蘇泰州10分)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,邊長(zhǎng)為2的正方形OABC的頂點(diǎn)A、C分
別在x軸、y軸的正半軸上,二次函數(shù)的圖象經(jīng)過B、C兩點(diǎn).
(1)求該二次函數(shù)的解析式;
(2)結(jié)合函數(shù)的圖象探索:當(dāng)y>0時(shí)x的取值范圍.
12. (2012湖北黃石10分)已知拋物線C1的函數(shù)解析式為,若拋物線C1經(jīng)過
點(diǎn),方程的兩根為,,且。
(1)求拋物線C1的頂點(diǎn)坐標(biāo).
(2)已知實(shí)數(shù),請(qǐng)證明:≥,并說明為何值時(shí)才會(huì)有.
(3)若拋物線先向上平移4個(gè)單位,再向左平移1個(gè)單位后得到拋物線C2,設(shè),
是C2上的兩個(gè)不同點(diǎn),且滿足: ,,.請(qǐng)你用含有的表達(dá)式表示出△AOB的面積S,并求出S的最小值及S取最小值時(shí)一次函數(shù)OA的函數(shù)解析式。
(參考公式:在平面直角坐標(biāo)系中,若,,則P,Q兩點(diǎn)間的距離)
【答案】解:(1)∵拋物線過(0,-3)點(diǎn),∴-3a=-3。∴a=1 。
∴y=x2+bx-3
∵x2+bx-3=0的兩根為x1,x2且,
∴=4且b<0?!郻=-2。
∴。
∴拋物線C1的頂點(diǎn)坐標(biāo)為(1,-4)。
(2)∵x>0,∴
∴。
當(dāng)時(shí),即當(dāng)x=1時(shí),有。
(3)由平移的性質(zhì),得C2的解析式為:y=x2 。
∴A(m,m2),B(n,n2)。
∵ΔAOB為直角三角形,∴OA2+OB2=AB2。
∴m2+m4+n2+n4=(m-n)2+(m2-n2)2,
化簡(jiǎn)得:m n=-1。
∵SΔAOB=,m n=-1,
∴SΔAOB==。
∴SΔAOB的最小值為1,此時(shí)m=1,A(1,1)。
∴直線OA的一次函數(shù)解析式為y=x。
【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題,曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,一元二次方程根與系數(shù)的關(guān)系,二次函數(shù)的性質(zhì),不等式的知識(shí)。
【分析】(1)求拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo),即要先求出拋物線的解析式,即確定待定系數(shù)a、b的值.已知拋物線圖象與y軸交點(diǎn),可確定解析式中的常數(shù)項(xiàng)(由此得到a的值);然后從方程入手求b的值,題目給出了兩根差的絕對(duì)值,將其進(jìn)行適當(dāng)變形(轉(zhuǎn)化為兩根和、兩根積的形式),結(jié)合根與系數(shù)的關(guān)系即可求出b的值。
(2)將配成完全平方式,然后根據(jù)平方的非負(fù)性即可得證。
(3)結(jié)合(1)的拋物線的解析式以及函數(shù)的平移規(guī)律,可得出拋物線C2的解析式;在Rt△OAB中,由勾股定理可確定m、n的關(guān)系式,然后用m列出△AOB的面積表達(dá)式,結(jié)合不等式的相關(guān)知識(shí)可確定△OAB的最小面積值以及此時(shí)m的值,從而由待定系數(shù)法確定一次函數(shù)OA的解析式。
別解:由題意可求拋物線C2的解析式為:y=x2。
∴A(m,m2),B(n,n2)。
過點(diǎn)A、B作x軸的垂線,垂足分別為C、D,
則
由∽得 ,即?!唷?
∴。
∴SΔAOB的最小值為1,此時(shí)m=1,A(1,1)。
∴直線OA的一次函數(shù)解析式為y=x。
13. (2012湖北武漢12分)如圖1,點(diǎn)A為拋物線C1:的頂點(diǎn),點(diǎn)B的坐標(biāo)為(1,0),直線AB交拋物線C1于另一點(diǎn)C.
(1)求點(diǎn)C的坐標(biāo);
(2)如圖1,平行于y軸的直線x=3交直線AB于點(diǎn)D,交拋物線C1于點(diǎn)E,平行于y軸的直線x=a
交直線AB于F,交拋物線C1于G,若FG:DE=4∶3,求a的值;
(3)如圖2,將拋物線C1向下平移m(m>0)個(gè)單位得到拋物線C2,且拋物線C2的頂點(diǎn)為點(diǎn)P,交x軸
于點(diǎn)M,交射線BC于點(diǎn)N,NQ⊥x軸于點(diǎn)Q,當(dāng)NP平分∠MNQ時(shí),求m的值.
圖1 圖2
【答案】解:(1)∵當(dāng)x=0時(shí),y=-2?!郃(0,-2)。
設(shè)直線AB的解析式為,則,解得。
∴直線AB的解析式為。
∵點(diǎn)C是直線AB與拋物線C1的交點(diǎn),
∴,解得(舍去)。
∴C(4,6)。
(2)∵直線x=3交直線AB于點(diǎn)D,交拋物線C1于點(diǎn)E,
∴,∴DE=。
∵FG:DE=4∶3,∴FG=2。
∵直線x=a交直線AB于點(diǎn)F,交拋物線C1于點(diǎn)G,
∴。
∴FG=。
解得。
(3)設(shè)直線MN交y軸于點(diǎn)T,過點(diǎn)N作NH⊥y軸于點(diǎn)H。
設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(t,0),拋物線C2的解析式為。
∴。∴。
∴?!郟(0,)。
∵點(diǎn)N是直線AB與拋物線C2的交點(diǎn),
∴,解得(舍去)。
∴N()。
∴NQ=,MQ=?!郚Q=MQ?!唷螻MQ=450。
∴△MOT,△NHT都是等腰直角三角形?!郙O=TO,HT=HN。
∴OT=-t,。
∵PN平分∠MNQ,∴PT=NT。
∴,解得(舍去)。
∴?!?。
【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題,待定系數(shù)法,曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,解二元二次方程組,平移的性質(zhì),等腰直角三角形的判定和性質(zhì),勾股定理,角平分線的性質(zhì),平行的性質(zhì)。
【分析】(1)由點(diǎn)A在拋物線C1上求得點(diǎn)A的坐標(biāo),用待定系數(shù)法求得直線AB的解析式;聯(lián)立直線AB和拋物線C1即可求得點(diǎn)C的坐標(biāo)。
(2)由FG:DE=4∶3求得FG=2。把點(diǎn)F和點(diǎn)G的縱坐標(biāo)用含a的代數(shù)式表示,即可得等式
FG=,解之即可得a的值。
(3)設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(t,0)和拋物線C2的解析式,求得t和m的關(guān)系。求出點(diǎn)P和點(diǎn)N的坐標(biāo)(用t的代數(shù)式表示),得出△MOT,△NHT都是等腰直角三角形的結(jié)論。從而由角平分線和平行的性質(zhì)得到PT=NT,列式求解即可求得t,從而根據(jù)t和m的關(guān)系式求出m的值。
14. (2012湖北荊門10分)已知:y關(guān)于x的函數(shù)y=(k﹣1)x2﹣2kx+k+2的圖象與x軸有交點(diǎn).
(1)求k的取值范圍;
(2)若x1,x2是函數(shù)圖象與x軸兩個(gè)交點(diǎn)的橫坐標(biāo),且滿足(k﹣1)x12+2kx2+k+2=4x1x2.
①求k的值;②當(dāng)k≤x≤k+2時(shí),請(qǐng)結(jié)合函數(shù)圖象確定y的最大值和最大值.
【答案】解:(1)當(dāng)k=1時(shí),函數(shù)為一次函數(shù)y=﹣2x+3,其圖象與x軸有一個(gè)交點(diǎn)。
當(dāng)k≠1時(shí),函數(shù)為二次函數(shù),其圖象與x軸有一個(gè)或兩個(gè)交點(diǎn),
令y=0得(k﹣1)x2﹣2kx+k+2=0.
△=(﹣2k)2﹣4(k﹣1)(k+2)≥0,解得k≤2.即k≤2且k≠1。
綜上所述,k的取值范圍是k≤2。
(2)①∵x1≠x2,由(1)知k<2且k≠1。
由題意得(k﹣1)x12+(k+2)=2kx1(*),
將(*)代入(k﹣1)x12+2kx2+k+2=4x1x2中得:2k(x1+x2)=4x1x2。
又∵x1+x2=,x1x2=,∴2k?=4?,
解得:k1=﹣1,k2=2(不合題意,舍去)?!嗨髃值為﹣1。
②如圖,∵k1=﹣1,y=﹣2x2+2x+1=﹣2(x﹣)2+,且﹣1≤x≤1,
由圖象知:當(dāng)x=﹣1時(shí),y最小=﹣3;當(dāng)x=時(shí),y最大=。
∴y的最大值為,最小值為﹣3。
【考點(diǎn)】拋物線與x軸的交點(diǎn),一次函數(shù)的定義,一元二次方程根的判別式和根與系數(shù)物關(guān)系,二次函數(shù)的最值。
【分析】(1)分兩種情況討論,當(dāng)k=1時(shí),可求出函數(shù)為一次函數(shù),必與x軸有一交點(diǎn);當(dāng)k≠1時(shí),函數(shù)為二次函數(shù),若與x軸有交點(diǎn),則△≥0。
(2)①根據(jù)(k﹣1)x12+2kx2+k+2=4x1x2及根與系數(shù)的關(guān)系,建立關(guān)于k的方程,求出k的值。②充分利用圖象,直接得出y的最大值和最小值。
15. (2012湖北恩施8分)如圖,已知拋物線y=﹣x2+bx+c與一直線相交于A(﹣1,0),C(2,3)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)N.其頂點(diǎn)為D.
(1)拋物線及直線AC的函數(shù)關(guān)系式;
(2)設(shè)點(diǎn)M(3,m),求使MN+MD的值最小時(shí)m的值;
(3)若拋物線的對(duì)稱軸與直線AC相交于點(diǎn)B,E為直線AC上的任意一點(diǎn),過點(diǎn)E作EF∥BD交拋物線于點(diǎn)F,以B,D,E,F(xiàn)為頂點(diǎn)的四邊形能否為平行四邊形?若能,求點(diǎn)E的坐標(biāo);若不能,請(qǐng)說明理由;
(4)若P是拋物線上位于直線AC上方的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),求△APC的面積的最大值.
【答案】解:(1)由拋物線y=﹣x2+bx+c過點(diǎn)A(﹣1,0)及C(2,3)得,
,解得。∴拋物線的函數(shù)關(guān)系式為。
設(shè)直線AC的函數(shù)關(guān)系式為y=kx+n,由直線AC過點(diǎn)A(﹣1,0)及C(2,3)得
,解得?!嘀本€AC的函數(shù)關(guān)系式為y=x+1。
(2)作N點(diǎn)關(guān)于直線x=3的對(duì)稱點(diǎn)N′,
令x=0,得y=3,即N(0,3)。
∴N′(6, 3)
由得
D(1,4)。
設(shè)直線DN′的函數(shù)關(guān)系式為y=sx+t,則
,解得。
∴故直線DN′的函數(shù)關(guān)系式為。
根據(jù)軸對(duì)稱的性質(zhì)和三角形三邊關(guān)系,知當(dāng)M(3,m)在直線DN′上時(shí),MN+MD的值最小,
∴。
∴使MN+MD的值最小時(shí)m的值為。
(3)由(1)、(2)得D(1,4),B(1,2),
①當(dāng)BD為平行四邊形對(duì)角線時(shí),由B、C、D、N的坐標(biāo)知,四邊形BCDN是平行四邊形,此時(shí),點(diǎn)E與點(diǎn)C重合,即E(2,3)。
②當(dāng)BD為平行四邊形邊時(shí),
∵點(diǎn)E在直線AC上,∴設(shè)E(x,x+1),則F(x,)。
又∵BD=2
∴若四邊形BDEF或BDFE是平行四邊形時(shí),BD=EF。
∴,即。
若,解得,x=0或x=1(舍去),∴E(0,1)。
若,解得,,∴E或E。
綜上,滿足條件的點(diǎn)E為(2,3)、(0,1)、、。
(4)如圖,過點(diǎn)P作PQ⊥x軸交AC于點(diǎn)Q;過點(diǎn)C作CG⊥x軸于點(diǎn)G,
設(shè)Q(x,x+1),則P(x,﹣x2+2x+3)。
∴。
∴
。
∵,
∴當(dāng)時(shí),△APC的面積取得最大值,最大值為。
【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題,待定系數(shù)法,曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,軸對(duì)稱的性質(zhì),三角形三邊關(guān)系,平行四邊形的判定和性質(zhì),二次函數(shù)的最值。
【分析】(1)利用待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式、一次函數(shù)解析式。
(2)根據(jù)軸對(duì)稱的性質(zhì)和三角形三邊關(guān)系作N點(diǎn)關(guān)于直線x=3的對(duì)稱點(diǎn)N′,當(dāng)M(3,m)在直線DN′上時(shí),MN+MD的值最小。
(3)分BD為平行四邊形對(duì)角線和BD為平行四邊形邊兩種情況討論。
(4)如圖,過點(diǎn)P作PQ⊥x軸交AC于點(diǎn)Q;過點(diǎn)C作CG⊥x軸于點(diǎn)G,設(shè)Q(x,x+1),則P(x,﹣x2+2x+3),求得線段PQ=﹣x2+x+2。由圖示以及三角形的面積公式知,由二次函數(shù)的最值的求法可知△APC的面積的最大值。
16. (2012湖北黃岡14分)如圖,已知拋物線的方程C1:與x 軸相交于點(diǎn)B、
C,與y 軸相交于點(diǎn)E,且點(diǎn)B 在點(diǎn)C 的左側(cè).
(1)若拋物線C1過點(diǎn)M(2,2),求實(shí)數(shù)m 的值.
(2)在(1)的條件下,求△BCE的面積.
(3)在(1)的條件下,在拋物線的對(duì)稱軸上找一點(diǎn)H,使BH+EH最小,并求出點(diǎn)H的坐標(biāo).
(4)在第四象限內(nèi),拋物線C1上是否存在點(diǎn)F,使得以點(diǎn)B、C、F為頂點(diǎn)的三角形與△BCE相似?若存在,求m的值;若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】解:(1)∵拋物線C1過點(diǎn)M(2,2),∴,解得m=4。
(2)由(1)得。
令x=0,得?!郋(0,2),OE=2。
令y=0,得,解得x1=-2,x=4。
∴B(-2,,0),C(4,0),BC=6。
∴△BCE的面積=。
(3)由(2)可得的對(duì)稱軸為x=1。
連接CE,交對(duì)稱軸于點(diǎn)H,由軸對(duì)稱的性質(zhì)和兩點(diǎn)之間線段最短的性質(zhì),知此時(shí)BH+EH最小。
設(shè)直線CE的解析式為,則
,解得?!嘀本€CE的解析式為。
當(dāng)x=1時(shí),?!郒(1,)。
(4)存在。分兩種情形討論:
①當(dāng)△BEC∽△BCF時(shí),如圖所示。
則,∴BC2=BE?BF。
由(2)知B(-2,0),E(0,2),即OB=OE,
∴∠EBC=45°,∴∠CBF=45°。
作FT⊥x軸于點(diǎn)F,則BT=TF。
∴令F(x,-x-2)(x>0),
又點(diǎn)F在拋物線上,∴-x-2=,
∵x+2>0(∵x>0),∴x=2m,F(xiàn)(2m,-2m-2)。
此時(shí),
又BC2=BE?BF,∴(m+2)2= ?,解得m=2±。
∵m>0,∴m=+2。
②當(dāng)△BEC∽△FCB時(shí),如圖所示。
則,∴BC2=EC?BF。
同①,∵∠EBC=∠CFB,△BTF∽△COE,
∴。
∴令F(x,-(x+2))(x>0),
又點(diǎn)F在拋物線上,∴-(x+2)=。
∵x+2>0(∵x>0),
∴x=m+2?!郌(m+2,-(m+4)),,BC=m+2。
又BC2=EC?BF,∴(m+2)2= .
整理得:0=16,顯然不成立。
綜合①②得,在第四象限內(nèi),拋物線上存在點(diǎn)F,使得以點(diǎn)B、C、F為頂點(diǎn)的三角形與△BCE相似,m=+2。
【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題,曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,二次函數(shù)的性質(zhì),軸對(duì)稱的性質(zhì),兩點(diǎn)之間線段最短的性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì)。
【分析】(1)將點(diǎn)(2,2)的坐標(biāo)代入拋物線解析式,即可求得m的值。
(2)求出B、C、E點(diǎn)的坐標(biāo),從而求得△BCE的面積。
(3)根據(jù)軸對(duì)稱以及兩點(diǎn)之間線段最短的性質(zhì),可知點(diǎn)B、C關(guān)于對(duì)稱軸x=1對(duì)稱,連接EC與對(duì)稱軸的交點(diǎn)即為所求的H點(diǎn)。
(4)分兩種情況進(jìn)行討論:
①當(dāng)△BEC∽△BCF時(shí),如圖所示,此時(shí)可求得+2。
②當(dāng)△BEC∽△FCB時(shí),如圖所示,此時(shí)得到矛盾的等式,故此種情形不存在。
17. (2012湖南常德10分)如圖,已知二次函數(shù)的圖像過點(diǎn)A(-4,3),B(4,4).
(1)求二次函數(shù)的解析式:
(2)求證:△ACB是直角三角形;
(3)若點(diǎn)P在第二象限,且是拋物線上的一動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作PH垂直x軸于點(diǎn)H,是否存在以P、H、D、為頂點(diǎn)的三角形與△ABC相似?若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由。
【答案】解:(1)將A(-4,3),B(4,4)代人中,
, 整理得: 解得
∴二次函數(shù)的解析式為:,即:。
(2)由 整理得 ,解得。
∴C (-2,0),D 。
∴AC2=4+9 ,BC2=36+16,AC2+ BC2=13+52=65,AB2=64+1=65,
∴ AC2+ BC2=AB2 ?!唷鰽CB是直角三角形。
(3)設(shè)(x<0),則PH=, HD=。
又∵AC=, BC=,
①當(dāng)△PHD∽△ACB時(shí)有:,即:,
整理得 ,解得(舍去),此時(shí),。
∴。
②當(dāng)△DHP∽△ACB時(shí)有:, 即:,
整理 ,解得(舍去),此時(shí),。
∴。
綜上所述,滿足條件的點(diǎn)有兩個(gè)即,。
【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題,曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,勾股定理和逆定理的應(yīng)用,相似三角形的判定性質(zhì),坐標(biāo)系中點(diǎn)的坐標(biāo)的特征,拋物線與x軸的交點(diǎn),解一元二次方程和二元一次方程組。
【分析】(1)求二次函數(shù)的解析式,也就是要求中a、b的值,只要把A(-4,3),B(4,4)代人即可。
(2)求證△ACB是直角三角形,只要求出AC,BC,AB的長(zhǎng)度,然后用勾股定理及其逆定理去考察。
(3)分兩種情況進(jìn)行討論,①△DHP∽△BCA,②△PHD∽△BCA,然后分別利用相似三角形對(duì)應(yīng)邊成比例的性質(zhì)求出點(diǎn)P的坐標(biāo)。
18. (2012湖南懷化10分)]如圖,拋物線m:與x軸的交點(diǎn)為A、B,與y軸的交點(diǎn)為C,頂點(diǎn)為,將拋物線m繞點(diǎn)B旋轉(zhuǎn),得到新的拋物線n,它的頂點(diǎn)為D.
(1)求拋物線n的解析式;
(2)設(shè)拋物線n與x軸的另一個(gè)交點(diǎn)為E,點(diǎn)P是線段ED上一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(P不與E、D重合),過點(diǎn)P作y軸的垂線,垂足為F,連接EF.如果P點(diǎn)的坐標(biāo)為,△PEF的面積為S,求S與x的函數(shù)關(guān)系式,寫出自變量x的取值范圍,并求出S的最大值;
(3)設(shè)拋物線m的對(duì)稱軸與x軸的交點(diǎn)為G,以G為圓心,A、B兩點(diǎn)間的距離為直徑作⊙G,試判斷直線CM與⊙G的位置關(guān)系,并說明理由.
【答案】解:(1)∵拋物線m的頂點(diǎn)為,
∴m的解析式為=。∴。
∵拋物線n是由拋物線m繞點(diǎn)B旋轉(zhuǎn)得到,∴D的坐標(biāo)為。
∴拋物線n的解析式為:,即。
(2)∵點(diǎn)E與點(diǎn)A關(guān)于點(diǎn)B中心對(duì)稱,∴E。
設(shè)直線ED的解析式為,則,解得。
∴直線ED的解析式為。
又點(diǎn)P的坐標(biāo)為,
∴S==。
∴當(dāng)時(shí),S有最大值。
但,∴△PEF的面積S沒有最大值 。
(3)直線CM與⊙G相切。理由如下:
∵拋物線m的解析式為,令得?!?。
∵拋物線m的對(duì)稱軸與軸的交點(diǎn)為G,∴OC=4,OG=3,。
∴由勾股定理得CG=5。
又∵AB=10,∴⊙G的半徑為5,∴點(diǎn)C在⊙G上。
過M點(diǎn)作y軸的垂線,垂足為N,
則。
又,
∴。
∴根據(jù)勾股定理逆定理,得∠GCM=900?!?。
∴直線CM與⊙G相切。
【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題,二次函數(shù)的性質(zhì),旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),待定系數(shù)法,曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,直線與圓的位置關(guān)系,勾股定理和逆定理。
【分析】(1)由拋物線m的頂點(diǎn)坐標(biāo)寫出拋物線m的頂點(diǎn)式方程,化為交點(diǎn)式方程即可求出A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo),根據(jù)旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)即可求出拋物線n的解析式。
(2)求出直線ED的解析式,由點(diǎn)P在直線ED,可知P,從而求出△PEF的面積S的函數(shù)關(guān)系式,由點(diǎn)P在線段ED上得。從而根據(jù)二次函數(shù)最值的求法得出結(jié)果。
(3)要判斷直線CM與⊙G的位置關(guān)系首先要判斷CG與⊙G半徑的關(guān)系,由AB=10,得⊙G的半徑為5。求出CG,知點(diǎn)C在⊙G上。由勾股定理和逆定理,得出。從而得出,得出直線CM與⊙G相切的結(jié)論。
19. (2012湖南郴州10分)如圖,已知拋物線經(jīng)過A(4,0),B(2,3),C(0,3)三點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式及對(duì)稱軸.
(2)在拋物線的對(duì)稱軸上找一點(diǎn)M,使得MA+MB的值最小,并求出點(diǎn)M的坐標(biāo).
(3)在拋物線上是否存在一點(diǎn)P,使得以點(diǎn)A、B、C、P四點(diǎn)為頂點(diǎn)所構(gòu)成的四邊形為梯形?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】解:(1)∵拋物線經(jīng)過A(4,0),B(2,3),C(0,3)三點(diǎn),
∴ ,解得。
∴拋物線的解析式為:,其對(duì)稱軸為:。
(2)由B(2,3),C(0,3),且對(duì)稱軸為x=1,可知點(diǎn)B、C是關(guān)于對(duì)稱軸x=1的對(duì)稱點(diǎn)。
如圖1所示,連接AC,交對(duì)稱軸x=1于點(diǎn)M,連接MB,則MA+MB=MA+MC=AC,根據(jù)兩點(diǎn)之間線段最短可知此時(shí)MA+MB的值最小。
設(shè)直線AC的解析式為y=kx+b,
∵A(4,0),C(0,3),∴ ,解得。
∴直線AC的解析式為:y=x+3。
令x=1,得y= ?!郙點(diǎn)坐標(biāo)為(1,)。
(3)結(jié)論:存在。
如圖2所示,在拋物線上有兩個(gè)點(diǎn)P滿足題意:
①若BC∥AP1,此時(shí)梯形為ABCP1。
由B(2,3),C(0,3),可知BC∥x軸,則x軸與拋物線的另一個(gè)交點(diǎn)P1即為所求。
在中令y=0,解得x1=-2,x2=4。
∴P1(-2,0)。
∵P1A=6,BC=2,∴P1A≠BC。
∴四邊形ABCP1為梯形。
②若AB∥CP2,此時(shí)梯形為ABCP2。
設(shè)CP2與x軸交于點(diǎn)N,
∵BC∥x軸,AB∥CP2,∴四邊形ABCN為平行四邊形?!郃N=BC=2?!郚(2,0)。
設(shè)直線CN的解析式為y=k1x+b1,則有: ,解得。
∴直線CN的解析式為:y=x+3。
∵點(diǎn)P2既在直線CN:y=x+3上,又在拋物線:上,
∴x+3=,化簡(jiǎn)得:x2-6x=0,解得x1=0(舍去),x2=6。
∴點(diǎn)P2橫坐標(biāo)為6,代入直線CN解析式求得縱坐標(biāo)為-6?!郟2(6,-6)。
∵ABCN,∴AB=CN,而CP2≠CN,∴CP2≠AB?!嗨倪呅蜛BCP2為梯形。
綜上所述,在拋物線上存在點(diǎn)P,使得以點(diǎn)A、B、C、P四點(diǎn)為頂點(diǎn)所構(gòu)成的四邊形為梯形,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(-2,0)或(6,-6)。
【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題,待定系數(shù)法,曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,二次函數(shù)的性質(zhì),軸對(duì)稱的性質(zhì),
線段最短的性質(zhì),梯形的判定。
【分析】(1)已知拋物線上三點(diǎn)A、B、C的坐標(biāo),利用待定系數(shù)法即可求出拋物線的解析式,再由對(duì)稱軸公式求出對(duì)稱軸。
(2)如圖1所示,連接AC,則AC與對(duì)稱軸的交點(diǎn)即為所求之M點(diǎn);已知點(diǎn)A、C的坐標(biāo),利用待定系數(shù)法求出直線AC的解析式,從而求出點(diǎn)M的坐標(biāo)。
(3)根據(jù)梯形定義確定點(diǎn)P,如圖2所示:①若BC∥AP1,確定梯形ABCP1.此時(shí)P1為拋物線與x軸的另一個(gè)交點(diǎn),解一元二次方程即可求得點(diǎn)P1的坐標(biāo);②若AB∥CP2,確定梯形ABCP2.此時(shí)P2位于第四象限,先確定CP2與x軸交點(diǎn)N的坐標(biāo),然后求出直線CN的解析式,再聯(lián)立拋物線與直線解析式求出點(diǎn)P2的坐標(biāo)。
20. (2012湖南株洲10分)如圖,一次函數(shù)分別交y軸、x軸于A、B兩點(diǎn),拋物線
y=﹣x2+bx+c過A、B兩點(diǎn).
(1)求這個(gè)拋物線的解析式;
(2)作垂直x軸的直線x=t,在第一象限交直線AB于M,交這個(gè)拋物線于N.求當(dāng)t取何值時(shí),MN有最大值?最大值是多少?
(3)在(2)的情況下,以A、M、N、D為頂點(diǎn)作平行四邊形,求第四個(gè)頂點(diǎn)D的坐標(biāo).
【答案】解:(1)∵分別交y軸、x軸于A、B兩點(diǎn),
∴A、B點(diǎn)的坐標(biāo)為:A(0,2),B(4,0)。
將x=0,y=2代入y=﹣x2+bx+c得c=2;
將x=4,y=0代入y=﹣x2+bx+c得0=﹣16+4b+2,解得b=。
∴拋物線解析式為:y=﹣x2+x+2。
(2)如圖1,設(shè)MN交x軸于點(diǎn)E,則E(t,0)