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专题16 函数的图像变换问题
函数图像的变换问题的考查一般难度较大,但关键是要理清图像变换前后的解析式的关系,图像变换的规律以二次函数为例:
1.保持y=ax2的形状不变,将其顶点平移到(h,k)处,具体平移方法如下:
2.二次函数平移遵循“上加下减,左加右减”的原则,据此,可以直接由解析式中常数的加或减求出变化后的解析式;二次函数图象的平移可看作顶点间的平移,可根据顶点之间的平移求出变化后的解析式.
(2022·湖北恩施·统考中考真题)在平面直角坐标系中,O为坐标原点,抛物线与y轴交于点.
(1)直接写出抛物线的解析式.
(2)如图,将抛物线向左平移1个单位长度,记平移后的抛物线顶点为Q,平移后的抛物线与x轴交于A、B两点(点A在点B的右侧),与y轴交于点C.判断以B、C、Q三点为顶点的三角形是否为直角三角形,并说明理由.
(3)直线BC与抛物线交于M、N两点(点N在点M的右侧),请探究在x轴上是否存在点T,使得以B、N、T三点为顶点的三角形与相似,若存在,请求出点T的坐标;若不存在,请说明理由.
(4)若将抛物线进行适当的平移,当平移后的抛物线与直线BC最多只有一个公共点时,请直接写出拋物线平移的最短距离并求出此时抛物线的顶点坐标.
(1)待定系数法求二次函数解析式;
(2)分别求得B、C、Q的坐标,勾股定理的逆定理验证即可求解;
(3)由,故分两种情况讨论,根据相似三角形的性质与判定即可求解;
(4)如图,作且与抛物线只有1个交点,交轴于点,过点作于点,则是等腰直角三角形,作于,进而求得直线与的距离,即为所求最短距离,进而求得平移方式,将顶点坐标平移即可求解.
【答案】(1)
(2)以B、C、Q三点为顶点的三角形是直角三角形,理由见解析
(3)存在,或,
(4)最短距离为,平移后的顶点坐标为
【详解】(1)解:∵抛物线与y轴交于点
∴
抛物线解析式为
(2)以B、C、Q三点为顶点的三角形是直角三角形,理由如下:
的顶点坐标为
依题意得,
平移后的抛物线解析式为
令,解
得
令,则,即
以B、C、Q三点为顶点的三角形是直角三角形
(3)存在,或,理由如下,
,,
是等腰直角三角形
设直线的解析式为,
则,
解得,
直线的解析式为,
联立
解得,
,,是等腰直角三角形
,
设直线的解析式为,
直线的解析式为
当时,
设的解析式为,由NT过点
则
解得
的解析式为,
令
解得
,
②当时,则
即
解得
综上所述,或
(4)如图,作,交轴于点,过点作于点,则是等腰直角三角形,作于
直线的解析式为
设与平行的且与只有一个公共点的直线解析式为
则
整理得:
则
解得
直线的解析式为
,
即拋物线平移的最短距离为,方向为方向
∴把点P先向右平移EF的长度,再向下平移FC的长度即得到平移后的坐标
平移后的顶点坐标为,即
本题是二次函数综合,考查了相似三角形的性质,求二次函数与一次函数解析式,二次函数图象的平移,勾股定理的逆定理,正确的添加辅助线以及正确的计算是解题的关键.
(2022·辽宁沈阳·统考中考真题)如图,平面直角坐标系中,O是坐标原点,抛物线经过点和点与x轴另一个交点A.抛物线与y轴交于点C,作直线AD.
(1)①求抛物线的函数表达式
②并直接写出直线AD的函数表达式.
(2)点E是直线AD下方抛物线上一点,连接BE交AD于点F,连接BD,DE,的面积记为,的面积记为,当时,求点E的坐标;
(3)点G为抛物线的顶点,将抛物线图象中x轴下方部分沿x轴向上翻折,与抛物线剩下部分组成新的曲线为,点C的对应点,点G的对应点,将曲线,沿y轴向下平移n个单位长度().曲线与直线BC的公共点中,选两个公共点作点P和点Q,若四边形是平行四边形,直接写出P的坐标.
(1)①利用待定系数解答,即可求解;②利用待定系数解答,即可求解;
(2)过点E作EG⊥x轴交AD于点G,过点B作BH⊥x轴交AD于点H,设点,则点, 可得,然后根据△EFG∽△BFH,即可求解;
(3)先求出向上翻折部分的图象解析式为,可得向上翻折部分平移后的函数解析式为,平移后抛物线剩下部分的解析式为,分别求出直线BC和直线的解析式为,可得BC∥C′G′,再根据平行四边形的性质可得点,然后分三种情况讨论:当点P,Q均在向上翻折部分平移后的图象上时;当点P在向上翻折部分平移后的图象上,点Q在平移后抛物线剩下部分的图象上时;当点P在平移后抛物线剩下部分的图象上,点Q在向上翻折部分平移后的图象上时,即可求解.
【答案】(1)①;②
(2)(2,-4)或(0,-3)
(3)(1+,)或
【详解】(1)解:①把点和点代入得:
,解得:,
∴抛物线解析式为;
②令y=0,则,
解得:,
∴点A(-2,0),
设直线AD的解析式为,
∴把点和点A(-2,0)代入得:
,解得:,
∴直线