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专题09 二次函数中的面积问题
1.如下图所示,已知抛物线与y轴交于点C(0,4),与x轴交于点A(-2,0)和点B(4,0).
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点M是抛物线上的一动点,且在直线BC的上方,当取得最大值时,求点M的坐标;
(3)在直线BC的上方,抛物线是否存在点M,使四边形ABMC的面积为15?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【分析】(1)、将三点坐标代入解析式列出方程组求解即可;
(2)、过点M作MD平行于y轴,也BC交于D,则可得: ,用待定系数法求出BC解析式,设出M、D坐标,代入可得出S的表达式,配成顶点式求最值即可;
(3)四边形ABMC的面积= ,则结合(2)可列出方程,求解即可.
(1)
解:将 代入抛物线解析式得:
,
解得: ,
;
(2)
过点M作轴交BC于D,交OB于E,过C作于F,
为矩形,
,
设直线BC的解析式为: ,
将点(0,4)、(4,0)代入得: ,
解得: ,
则直线BC的解析式为: ,
设 ,则 ,
,
,
,
∵点M在直线BC的上方,
,
∴当 时,最大,此时,
∴ ;
(3)
由(2)得:,
点M在直线BC的上方,
,
,
四边形ABMC的面积= ,
则由题意得:,
解得: 或 ,
当时,,
当时,,
或 .
【点睛】本题考查了二次函数的图像和性质,待定系数法求一次函数、二次函数解析式,割补法求面积,二次函数最值,熟练掌握以上知识点并综合运用是解题的关键.
2.如图所示,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的顶点坐标为C(3,6),并与y轴交于点B(0,3),点A在x轴正半轴上,且满足BC=BA,
(1)求抛物线的解析式:
(2)如图①所示,P是抛物线上的一个动点,且位于第一象限,连接BP,AP,求△ABP的面积的最大值;
(3)如图②所示,在抛物线上一点D(在对称轴AC的右侧),有∠ACD=30°,求出D点的坐标:并探究:在y轴上是否存在点Q,使∠CQD=60°?若存在,求点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3),存在,或
【分析】(1)由题意可设抛物线解析式为y=a(x−3)2+6,将B(0,3)代入可得a,则可求解析式;
(2)连接PO,设,分别求出,,,再由及二次函数的性质,即可求得最大值;
(3)设点D的坐标为,过D作对称轴的垂线,垂足为G,可求得DG、CG,在Rt△CGD中,根据勾股定理可求得CG,可得方程,解方程可得点D的坐标,可求得AG、GD,连接AD,在Rt△ADG中,AD=AC=6,∠CAD=120°,可知点Q在以A为圆心,AC为半径的圆与y轴的交点上,此时,∠CQD=60°,设Q(0,m),AQ为圆A的半径,AQ2=OA2+QO2=9+m2=36,解方程求出m的值,即可求得点Q的坐标.
(1)
解:抛物线的顶点坐标为C(3,6),
故可设抛物线的解析式为y=a(x-3)2+6,
将B(03)代入,可得,
故;
(2)
解:如图:连接PO,
由题意可知,BO=3,BC=BA,
由勾股定理得:,
∴OA=3,
设,
则,
,
,
,
当时,的面积最大,最大为;
(3)
解:存在;
设D点坐标为,
过点D作对称轴的垂线,垂足为G,
则DG=t-3,,
,
,
在中,,
,
解得,t=3(舍去),
,
,,
连接AD,在中,,
,,
点Q在以A为圆心,AC为半径的圆与y轴的交点上,
此时,,
设Q(0,m),AQ为圆A的半径,
,
,
,
解得或
综上,Q点的坐标为或.
【点睛】本题考查二次函数的综合题,熟练掌握二次函数的图象及性质,能够利用直角三角形和圆的知识综合解题是关键.
3.如图,对称轴为直线x=﹣1的抛物线y=a(x﹣h)2+k(a≠0)图象与x轴交于点A、B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,其中点B的坐标为(2,0),点C的坐标为(0,4).
(1)求该抛物线的解析式:
(2)如图1,若点P为抛物线上第二象限内的一个动点,点M为线段CO上一动点,当△APC的面积最大时,求△APM周长最小值;
(3)如图2,将原抛物线绕点A旋转180°,得新抛物线y',在新抛物线)y'的对称轴上是否存在点Q使得△ACQ为等腰三角形?若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)抛物线;
(2)C△APM最短= ;
(3)在新抛物线)y'的对称轴上存在点Q(-7,7)或(-7,)或(-7,-),使得△ACQ为等腰三角形.
【分析】(1)利用待定系数法求抛物线解析式先代入对称轴,化为再代入点B(2,0),点C(0,4)坐标得出,解方程组即可;
(2)先求A点坐标,当y=0时,,解方程得出点A(-4,0),再利用待定系