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押福建卷第25题
二次函数综合
福建中考对二次函数知识的考查要求高,均是以14分简答题压轴的形式进行考查,难度大知识综合运用强,要求考生熟练掌握与二次函数有关的基础知识,图像性质以及几何相关计算与证明。作为压轴题需要突出的运算能力、推理能力、空间观念与几何直观、创新意识,灵活运用函数与方程思想、数形结合思想及化归与转化思想。纵观近几年的中考试题,主要考查以下两个方面:一是考查具体二次函数的解析式.二是考查二次函数与几何证明,最值问题,角度问题,三角形相似、面积问题,角平分线问题.
在备考中,需要考生熟练掌握一次函数和二次函数的图象与性质、能求函数解析式,几何图形相关概念与性质定理,相似三角形的判定与性质、三角形面积等基础知识。还需要能求函数中最值问题,定点问题,角度问题等。
1.(2018•福建)已知抛物线y=ax2+bx+c过点A(0,2),且抛物线上任意不同两点M(x1,y1),N(x2,y2)都满足:当x1<x2<0时,(x1﹣x2)(y1﹣y2)>0;当0<x1<x2时,(x1﹣x2)(y1﹣y2)<0.以原点O为圆心,OA为半径的圆与抛物线的另两个交点为B,C,且B在C的左侧,△ABC有一个内角为60°.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若MN与直线y=﹣2x平行,且M,N位于直线BC的两侧,y1>y2,解决以下问题:
① 求证:BC平分∠MBN;
② 求△MBC外心的纵坐标的取值范围.
【分析】(1)由A的坐标确定出c的值,根据已知不等式判断出y1﹣y2<0,可得出抛物线的增减性,确定出抛物线对称轴为y轴,且开口向下,求出b的值,如图1所示,可得三角形ABC为等边三角形,确定出B的坐标,代入抛物线解析式即可;
(2)①设出点M(x1,﹣x12+2),N(x2,﹣x22+2),由MN与已知直线平行,得到k值相同,表示出直线MN解析式,进而表示出ME,BE,NF,BF,求出tan∠MBE与tan∠NBF的值相等,进而得到BC为角平分线;
②三角形的外心即为三条垂直平分线的交点,得到y轴为BC的垂直平分线,设P为外心,利用勾股定理化简PB2=PM2,确定出△MBC外心的纵坐标的取值范围即可.
【解答】解:(1)∵抛物线过点A(0,2),
∴c=2,
当x1<x2<0时,x1﹣x2<0,由(x1﹣x2)(y1﹣y2)>0,得到y1﹣y2<0,
∴当x<0时,y随x的增大而增大,
同理当x>0时,y随x的增大而减小,
∴抛物线的对称轴为y轴,且开口向下,即b=0,
∵以O为圆心,OA为半径的圆与抛物线交于另两点B,C,如图1所示,
∴△ABC为等腰三角形,
∵△ABC中有一个角为60°,
∴△ABC为等边三角形,且OC=OA=2,
设线段BC与y轴的交点为点D,则有BD=CD,且∠OBD=30°,
∴BD=OB•cos30°=,OD=OB•sin30°=1,
∵B在C的左侧,
∴B的坐标为(﹣,﹣1),
∵B点在抛物线上,且c=2,b=0,
∴3a+2=﹣1,
解得:a=﹣1,
则抛物线解析式为y=﹣x2+2;
(2)①由(1)知,点M(x1,﹣x12+2),N(x2,﹣x22+2),
∵MN与直线y=﹣2x平行,
∴设直线MN的解析式为y=﹣2x+m,则有﹣x12+2=﹣2x1+m,即m=﹣x12+2x1+2,
∴直线MN解析式为y=﹣2x﹣x12+2x1+2,
把y=﹣2x﹣x12+2x1+2代入y=﹣x2+2,解得:x=x1或x=2﹣x1,
∴x2=2﹣x1,即y2=﹣(2﹣x1)2+2=﹣x12+4x1﹣10,
作ME⊥BC,NF⊥BC,垂足为E,F,如图2所示,
∵M,N位于直线BC的两侧,且y1>y2,则y2<﹣1<y1≤2,且﹣<x1<x2,
∴ME=y1﹣(﹣1)=﹣x12+3,BE=x1﹣(﹣)=x1+,NF=﹣1﹣y2=x12﹣4x1+9,BF=x2﹣(﹣)=3﹣x1,
在Rt△BEM中,tan∠MBE===﹣x1,
在Rt△BFN中,tan∠NBF=====﹣x1,
∵tan∠MBE=tan∠NBF,
∴∠MBE=∠NBF,
则BC平分∠MBN;
②∵y轴为BC的垂直平分线,
∴设△MBC的外心为P(0,y0),则PB=PM,即PB2=PM2,
根据勾股定理得:3+(y0+1)2=x12+(y0﹣y1)2,
∵x12=2﹣y2,
∴y02+2y0+4=(2﹣y1)+(y0﹣y1)2,即y0=y1﹣1,
由①得:﹣1<y1≤2,
∴﹣<y0≤0,
则△MBC的外心的纵坐标的取值范围是﹣<y0≤0.
2.(2019•福建)已知抛物y=ax2+bx+c(b<0)与x轴只有一个公共点.
(1)若抛物线与x轴的公共点坐标为(2,0),求a、c满足的关系式;
(2)设A为抛物线上的一定点,直线l:y=kx+1﹣