内容正文:
专题(十二)二次函数
(2016)(压轴题)如图1,已知一次函数y=x+3的图象与x轴、y轴分别交于A、B两点,抛物线y=﹣x2+bx+c过A、B两点,且与x轴交于另一点C.
(1)求b、c的值;
(2)如图1,点D为AC的中点,点E在线段BD上,且BE=2ED,连接CE并延长交抛物线于点M,求点M的坐标;
(3)将直线AB绕点A按逆时针方向旋转15°后交y轴于点G,连接CG,如图2,P为△ACG内以点,连接PA、PC、PG,分别以AP、AG为边,在他们的左侧作等边△APR,等边△AGQ,连接QR
①求证:PG=RQ;
②求PA+PC+PG的最小值,并求出当PA+PC+PG取得最小值时点P的坐标.
试题解析:
【分析】(1)把A(﹣3,0),B(0,3)代入抛物线y=﹣x2+bx+c即可解决问题.
(2)首先求出A、C、D坐标,根据BE=2ED,求出点E坐标,求出直线CE,利用方程组求交点坐标M.
(3)①欲证明PG=QR,只要证明△QAR≌△GAP即可.②当Q、R、P、C共线时,PA+PG+PC最小,作QN⊥OA于N,AM⊥QC于M,PK⊥OA于K,由sin∠ACM==求出AM,CM,利用等边三角形性质求出AP、PM、PC,由此即可解决问题.
【解答】解:(1)∵一次函数y=x+3的图象与x轴、y轴分别交于A、B两点,
∴A(﹣3,0),B(0,3),
∵抛物线y=﹣x2+bx+c过A、B两点,
∴解得,
∴b=﹣2,c=3.
(2),对于抛物线y=﹣x2﹣2x+3,令y=0,则﹣x2﹣2x+3=0,解得x=﹣3或1,
∴点C坐标(1,0),
∵AD=DC=2,
∴点D坐标(﹣1,0),
∵BE=2ED,
∴点E坐标(﹣,1),
设直线CE为y=kx+b,把E、C代入得到解得,
∴直线CE为y=﹣x+,
由解得或,
∴点M坐标(﹣,).
(3)①∵△AGQ,△APR是等边三角形,
∴AP=AR,AQ=AG,∠QAC=∠RAP=60°,
∴∠QAR=∠GAP,
在△QAR和△GAP中,
,
∴△QAR≌△GAP,
∴QR=PG.
②如图3中,∵PA+PB+PC=QR+PR+PC=QC,
∴当Q、R、P、C共线时,PA+PG+PC最小,
作QN⊥OA于N,AM⊥QC于M,PK⊥OA于K.
∵∠GAO=60°,AO=3,
∴AG=QG=AQ=6,∠AGO=30°,
∵∠QGA=60°,
∴∠QGO=90°,
∴点Q坐标(﹣6,3),
在RT△QCN中,QN=3,CN=7,∠QNC=90°,
∴QC==2,
∵sin∠ACM==,
∴AM=,
∵△APR是等边三角形,
∴∠APM=60°,∵PM=PR,cos30°=,
∴AP=,PM=RM=
∴MC==,
∴PC=CM﹣PM=,
∵==,
∴CK=,PK=,
∴OK=CK﹣CO=,
∴点P坐标(﹣,).
∴PA+PC+PG的最小值为2,此时点P的坐标(﹣,).
(2017)(压轴题)如图,在平面直角坐标系中,直线y=x+2与x轴交于点A,与y轴交于点C,抛物线y=﹣x2+bx+c经过A、C两点,与x轴的另一交点为点B.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)点D为直线AC上方抛物线上一动点;
①连接BC、CD,设直线BD交线段AC于点E,△CDE的面积为S1,△BCE的面积为S2,求的最大值;
②过点D作DF⊥AC,垂足为点F,连接CD,是否存在点D,使得△CDF中的某个角恰好等于∠BAC的2倍?若存在,求点D的横坐标;若不存在,请说明理由.
试题解析:
【分析】(1)根据题意得到A(﹣4,0),C(0,2)代入y=﹣x2+bx+c,于是得到结论;
(2)①如图,令y=0,解方程得到x1=﹣4,x2=1,求得B(1,0),过D作DM⊥x轴于M,过B作BN⊥x轴交于AC于N,根据相似三角形的性质即可得到结论;
②根据勾股定理的逆定理得到△ABC是以∠ACB为直角的直角三角形,取AB的中点P,求得P(﹣,0),得到PA=PC=PB=,过D作x轴的平行线交y轴于R,交AC的延线于G,情况一:如图,∠DCF=2∠BAC=∠DGC+∠CDG,情况二,∠FDC=2∠BAC,解直角三角形即可得到结论.
【解答】解:(1)根据题意得A(﹣4,0),C(0,2),
∵抛物线y=﹣x2+bx+c经过A、C两点,
∴,
∴,
∴y=﹣x2﹣x+2;
(2)①如图,令y=0,
∴﹣x2﹣x+2=0,
∴x1=﹣4,x2=1,
∴B(1,0),
过D作DM⊥x轴交AC于点M,过B作BN⊥x轴交于AC于N,
∴DM∥BN,
∴△DME∽△BNE,
∴==,
设D(a,=﹣a2﹣a+2),
∴M(a,a+2),
∵B(1.0),
∴N(1,),
∴==(a+2)2+;
∴当a=﹣2时,的最大值是;
②∵A(