内容正文:
专题09 二次函数
【考点归纳】
考点01 二次函数的图像与性质 1
考点02 二次函数各项系数关系 7
考点03 二次函数的综合应用 12
考点04 二次函数与最值 20
考点05 二次函数中的几何求解 21
考点06 二次函数与一次、反比例函数 31
考点07 二次函数中的运动 33
考点01 二次函数的图像与性质
1.(2022·山东泰安·中考真题)抛物线上部分点的横坐标x,纵坐标y的对应值如表:
x
-2
-1
0
1
y
0
4
6
6
下列结论不正确的是( )
A.抛物线的开口向下 B.抛物线的对称轴为直线
C.抛物线与x轴的一个交点坐标为 D.函数的最大值为
2.(2022·山东青岛·中考真题)已知二次函数y=x2+mx+m2−3(m为常数,m>0)的图象经过点P(2,4).
(1)求m的值;
(2)判断二次函数y=x2+mx+m2−3的图象与x轴交点的个数,并说明理由.
3.(2022·山东潍坊·中考真题)抛物线y=x2+x+c与x轴只有一个公共点,则c的值为( )
A. B. C. D.4
4.(2022·山东日照·中考真题)已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的部分图象如图所示,对称轴为,且经过点(-1,0).下列结论:①3a+b=0;②若点,(3,y2)是抛物线上的两点,则y1<y2;③10b-3c=0;④若y≤c,则0≤x≤3.其中正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
5.(2022·山东淄博·中考真题)若二次函数的图象经过P(1,3),Q(m,n)两点,则代数式的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
6.(2024·山东济宁·中考真题)将抛物线向下平移k个单位长度.若平移后得到的抛物线与x轴有公共点,则k的取值范围是 .
7.(2023·山东·中考真题)若一个点的纵坐标是横坐标的3倍,则称这个点为“三倍点”,如:等都是三倍点”,在的范围内,若二次函数的图象上至少存在一个“三倍点”,则c的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.(2023·山东日照·中考真题)在平面直角坐标系中,抛物线,满足,已知点,,在该抛物线上,则m,n,t的大小关系为( )
A. B. C. D.
9.(2023·山东潍坊·中考真题)已知抛物线经过点,则下列结论正确的是( )
A.拋物线的开口向下
B.拋物线的对称轴是
C.拋物线与轴有两个交点
D.当时,关于的一元二次方程有实根
10.(2022·山东潍坊·中考真题)为落实“双减”,老师布置了一项这样的课后作业:
二次函数的图象经过点,且不经过第一象限,写出满足这些条件的一个函数表达式.
[观察发现]
请完成作业,并在直角坐标系中画出大致图象.
[思考交流]
小亮说:“满足条件的函数图象的对称轴一定在y轴的左侧.”
小莹说:“满足条件的函数图象一定在x轴的下方.”
你认同他们的说法吗?若不认同,请举例说明.
[概括表达]
小博士认为这个作业的答案太多,老师不方便批阅,于是探究了二次函数的图象与系数a,b,c的关系,得出了提高老师作业批阅效率的方法.
请你探究这个方法,写出探究过程.
11.(2022·山东日照·中考真题)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=-x2+2mx+3m,点A(3,0).
(1)当抛物线过点A时,求抛物线的解析式;
(2)证明:无论m为何值,抛物线必过定点D,并求出点D的坐标;
(3)在(1)的条件下,抛物线与y轴交于点B,点P是抛物线上位于第一象限的点,连接AB,PD交于点M,PD与y轴交于点N.设S=S△PAM-S△BMN,问是否存在这样的点P,使得S有最大值?若存在,请求出点P的坐标,并求出S的最大值;若不存在,请说明理由.
12.(2024·山东青岛·中考真题)二次函数的图象如图所示,对称轴是直线,则过点和点的直线一定不经过( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
13.(2024·山东潍坊·中考真题)如图,已知抛物线的对称轴是直线,且抛物线与轴的一个交点坐标是.下列结论正确的有( )
A.
B.该抛物线与轴的另一个交点坐标是
C.若点和在该抛物线上,则
D.对任意实数,不等式总成立
14.(2023·山东·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线交轴于点,顶点坐标为.抛物线交轴于点,顶点坐标为.
(1)连接,求线段的长;
(2)点在抛物线上,点在抛物线上.比较大小:___________;
(3)若点在抛物线上,,求的取值范围.
15.(2024·山东威海·中考真题)已知抛物线与x轴交点的坐标分别为,,且.
(1)若抛物线与x轴交点的坐标分别为,,且.试判断下列每组数据的大小(填写、或):
①________;②________;③________.
(2)若,,求b的取值范围;
(3)当时,最大值与最小值的差为,求b的值.
16.(2022·山东济宁·中考真题)已知抛物线与x轴有公共点.
(1)当y随x的增大而增大时,求自变量x的取值范围;
(2)将抛物线先向上平移4个单位长度,再向右平移n个单位长度得到抛物线(如图所示),抛物线与x轴交于点A,B(点A在点B的右侧),与y轴交于点C.当OC=OA时,求n的值;
(3)D为抛物线的顶点,过点C作抛物线的对称轴l的垂线,垂足为G,交抛物线于点E,连接BE交l于点F.求证:四边形CDEF是正方形.
17.(2022·山东济南·中考真题)抛物线与y轴交于点C,过点C作直线l垂直于y轴,将抛物线在y轴右侧的部分沿直线l翻折,其余部分保持不变,组成图形G,点,为图形G上两点,若,则m的取值范围是( )
A.或 B.
C. D.
18.(2024·山东·中考真题)在平面直角坐标系中,点在二次函数的图像上,记该二次函数图像的对称轴为直线.
(1)求的值;
(2)若点在的图像上,将该二次函数的图像向上平移5个单位长度,得到新的二次函数的图像.当时,求新的二次函数的最大值与最小值的和;
(3)设的图像与轴交点为,.若,求的取值范围.
19.(2024·山东泰安·中考真题)如图,抛物线的图象经过点,与轴交于点A,点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)将抛物线向右平移1个单位,再向上平移3个单位得到抛物线,求抛物线的表达式,并判断点是否在抛物线上;
(3)在轴上方的抛物线上,是否存在点,使是等腰直角三角形.若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
考点02 二次函数各项系数关系
20.(2023·山东青岛·中考真题)如图,二次函数的图象与正比例函数的图象相交于A,B两点,已知点A的横坐标为,点B的横坐标为2,二次函数图象的对称轴是直线.下列结论:①;②;③关于x的方程的两根为,;④.其中正确的是 .(只填写序号)
21.(2024·山东东营·中考真题)已知抛物线的图像如图所示,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.(为任意实数)
22.(2023·山东聊城·中考真题)已知二次函数的部分图象如图所示,图象经过点,其对称轴为直线.下列结论:①;②若点,均在二次函数图象上,则;③关于x的一元二次方程有两个相等的实数根;④满足的x的取值范围为.其中正确结论的个数为( ).
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
23.(2023·山东东营·中考真题)如图,抛物线与x轴交于点A,B,与y轴交于点C,对称轴为直线,若点A的坐标为,则下列结论正确的是( )
A.
B.
C.是关于x的一元二次方程的一个根
D.点,在抛物线上,当时
24.(2022·山东滨州·中考真题)如图,抛物线与x轴相交于点,与y轴相交于点C,小红同学得出了以下结论:①;②;③当时,;④.其中正确的个数为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
25.(2022·山东青岛·中考真题)已知二次函数的图象开口向下,对称轴为直线,且经过点,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
26.(2022·山东烟台·中考真题)二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的部分图象如图所示,其对称轴为直线x=﹣,且与x轴的一个交点坐标为(﹣2,0).下列结论:①abc>0;②a=b;③2a+c=0;④关于x的一元二次方程ax2+bx+c﹣1=0有两个相等的实数根.其中正确结论的序号是( )
A.①③ B.②④ C.③④ D.②③
27.(2022·山东枣庄·中考真题)小明在学习“二次函数”内容后,进行了反思总结.如图,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)图像的一部分与x轴的一个交点坐标为(1,0),对称轴为直线x=﹣1,结合图像他得出下列结论:①ab>0且c>0;②a+b+c=0;③关于x的一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的两根分别为﹣3和1;④若点(﹣4,y1),(﹣2,y2),(3,y3)均在二次函数图像上,则y1<y2<y3;⑤3a+c<0,其中正确的结论有 .(填序号,多选、少选、错选都不得分)
28.(2023·山东烟台·中考真题)如图,抛物线的顶点的坐标为,与轴的一个交点位于0和1之间,则以下结论:①;②;③若图象经过点,则;④若关于的一元二次方程无实数根,则.其中正确结论的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
29.(2024·山东泰安·中考真题)如图所示是二次函数的部分图象,该函数图象的对称轴是直线,图象与轴交点的纵坐标是2,则下列结论:①;②方程一定有一个根在和之间;③方程一定有两个不相等的实数根;④.其中,正确结论的个数有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
30.(2023·山东枣庄·中考真题)二次函数的图象如图所示,对称轴是直线,下列结论:①;②方程()必有一个根大于2且小于3;③若是抛物线上的两点,那么;④;⑤对于任意实数m,都有,其中正确结论的个数是( )
A.5 B.4 C.3 D.2
31.(2024·山东烟台·中考真题)已知二次函数的与的部分对应值如下表:
下列结论:;关于的一元二次方程有两个相等的实数根;当时,的取值范围为;若点,均在二次函数图象上,则;满足的的取值范围是或.其中正确结论的序号为 .
考点03 二次函数的综合应用
32.(2023·山东滨州·中考真题)如图,池中心竖直水管的顶端安一个喷水头,使喷出的抛物线形水柱在与池中心的水平距离为1m处达到最高,高度为3m,水柱落地处离池中心3m,水管的长为 米.
33.(2023·山东·中考真题)某学校为美化学校环境,打造绿色校园,决定用篱笆围成一个一面靠墙(墙足够长)的矩形花园,用一道篱笆把花园分为A,B两块(如图所示),花园里种满牡丹和芍药,学校已定购篱笆120米.
(1)设计一个使花园面积最大的方案,并求出其最大面积;
(2)在花园面积最大的条件下,A,B两块内分别种植牡丹和芍药,每平方米种植2株,知牡丹每株售价25元,芍药每株售价15元,学校计划购买费用不超过5万元,求最多可以购买多少株牡丹?
34.(2024·山东泰安·中考真题)如图,小明的父亲想用长为60米的栅栏,再借助房屋的外墙围成一个矩形的菜园,已知房屋外墙长40米,则可围成的菜园的最大面积是 平方米.
35.(2023·山东·中考真题)城建部门计划修建一条喷泉步行通道.图1是项目俯视示意图.步行通道的一侧是一排垂直于路面的柱形喷水装置,另一侧是方形水池.图2是主视示意图.喷水装置的高度是2米,水流从喷头A处喷出后呈抛物线路径落入水池内,当水流在与喷头水平距离为2米时达到最高点B,此时距路面的最大高度为3.6米.为避免溅起的水雾影响通道上的行人,计划安装一个透明的倾斜防水罩,防水罩的一端固定在喷水装置上的点处,另一端与路面的垂直高度为1.8米,且与喷泉水流的水平距离为0.3米.点到水池外壁的水平距离米,求步行通道的宽.(结果精确到0.1米)参考数据:
36.(2022·山东青岛·中考真题)李大爷每天到批发市场购进某种水果进行销售,这种水果每箱10千克,批发商规定:整箱购买,一箱起售,每人一天购买不超过10箱;当购买1箱时,批发价为8.2元/千克,每多购买1箱,批发价每千克降低0.2元.根据李大爷的销售经验,这种水果售价为12元/千克时,每天可销售1箱;售价每千克降低0.5元,每天可多销售1箱.
(1)请求出这种水果批发价y(元/千克)与购进数量x(箱)之间的函数关系式;
(2)若每天购进的这种水果需当天全部售完,请你计算,李大爷每天应购进这种水果多少箱,才能使每天所获利润最大?最大利润是多少?
37.(2024·山东烟台·中考真题)每年5月的第三个星期日为全国助残日,今年的主题是“科技助残,共享美好生活”,康宁公司新研发了一批便携式轮椅计划在该月销售,根据市场调查,每辆轮椅盈利200元时,每天可售出60辆;单价每降低10元,每天可多售出4辆.公司决定在成本不变的情况下降价销售,但每辆轮椅的利润不低于180元,设每辆轮椅降价x元,每天的销售利润为y元.
(1)求y与x的函数关系式;每辆轮椅降价多少元时,每天的销售利润最大?最大利润为多少元?
(2)全国助残日当天,公司共获得销售利润12160元,请问这天售出了多少辆轮椅?
38.(2023·山东临沂·中考真题)综合与实践
问题情境
小莹妈妈的花卉超市以15元/盆的价格新购进了某种盆栽花卉,为了确定售价,小莹帮妈妈调查了附近A,B,C,D,E五家花卉店近期该种盆栽花卉的售价与日销售量情况,记录如下:
售价(元/盆)
日销售量(盆)
A
20
50
B
30
30
C
18
54
D
22
46
E
26
38
数据整理
(1)请将以上调查数据按照一定顺序重新整理,填写在下表中:
售价(元/盆)
日销售量(盆)
模型建立
(2)分析数据的变化规律,找出日销售量与售价间的关系;
拓广应用
(3)根据以上信息,小莹妈妈在销售该种花卉中,
①要想每天获得400元的利润,应如何定价?
②售价定为多少时,每天能够获得最大利润?
39.(2024·山东青岛·中考真题)5月中旬,樱桃相继成熟,果农们迎来了繁忙的采摘销售季.为了解樱桃的收益情况,从第1天销售开始,小明对自己家的两处樱桃园连续15天的销售情况进行了统计与分析:
A樱桃园
第x天的单价、销售量与x的关系如下表:
单价(元/盒)
销售量(盒)
第1天
50
20
第2天
48
30
第3天
46
40
第4天
44
50
…
…
…
第x天
10x+10
第x天的单价与x近似地满足一次函数关系,已知每天的固定成本为745元.
B樱桃园
第x天的利润(元)与x的关系可以近似地用二次函数刻画,其图象如图:
(1)A樱桃园第x天的单价是______元/盒(用含x的代数式表示);
(2)求A樱桃园第x天的利润(元)与x的函数关系式;(利润单价销售量固定成本)
(3)①与x的函数关系式是______;
②求第几天两处樱桃园的利润之和(即)最大,最大是多少元?
(4)这15天中,共有______天B樱桃园的利润比A樱桃园的利润大.
40.(2024·山东潍坊·中考真题)【问题提出】
在绿化公园时,需要安装一定数量的自动喷洒装置,定时喷水养护,某公司准备在一块边长为的正方形草坪(如图1)中安装自动喷洒装置,为了既节约安装成本,又尽可能提高喷洒覆盖率,需要设计合适的安装方案.
说明:一个自动喷洒装置的喷洒范围是半径为的圆面.喷洒覆盖率,为待喷洒区域面积,为待喷洒区域中的实际喷洒面积.
【数学建模】
这个问题可以转化为用圆面覆盖正方形面积的数学问题.
【探索发现】
(1)如图2,在该草坪中心位置设计安装1个喷洒半径为的自动喷洒装置,该方案的喷洒覆盖率______.
(2)如图3,在该草坪内设计安装4个喷洒半径均为的自动喷洒装置;如图4,设计安装9个喷洒半径均为3m的自动喷洒装置;,以此类推,如图5,设计安装个喷洒半径均为的自动喷洒装置.与(1)中的方案相比,采用这种增加装置个数且减小喷洒半径的方案,能否提高喷洒覆盖率?请判断并给出理由.
(3)如图6所示,该公司设计了用4个相同的自动喷洒装置喷洒的方案,且使得该草坪的喷洒覆盖率.已知正方形各边上依次取点F,G,H,E,使得,设,的面积为,求关于的函数表达式,并求当取得最小值时的值.
【问题解决】
(4)该公司现有喷洒半径为的自动喷洒装置若干个,至少安装几个这样的喷洒装置可使该草坪的喷洒覆盖率?(直接写出结果即可)
41.(2024·山东潍坊·中考真题)在光伏发电系统运行时,太阳能板(如图1)与水平地面的夹角会对太阳辐射的接收产生直接影响.某地区工作人员对日平均太阳辐射量(单位:)和太阳能板与水平地面的夹角进行统计,绘制了如图2所示的散点图,已知该散点图可用二次函数刻画.
(1)求关于的函数表达式;
(2)该地区太阳能板与水平地面的夹角为多少度时,日平均太阳辐射量最大?
(3)图3是该地区太阳能板安装后的示意图(此时,太阳能板与水平地面的夹角使得日平均太阳辐射量最大),为太阳能板与水平地面的夹角,为支撑杆.已知,是的中点,.在延长线上选取一点,在两点间选取一点,测得,在两点处分别用测角仪测得太阳能板顶端的仰角为,,该测角仪支架的高为1m.求支撑杆的长.(精确到m,参考数据:,)
42.(2024·山东潍坊·中考真题)2024年6月,某商场为了减少夏季降温和冬季供暖的能源消耗,计划在商场的屋顶和外墙建造隔热层,其建造成本(万元)与隔热层厚度满足函数表达式:.预计该商场每年的能源消耗费用(万元)与隔热层厚度满足函数表达式:,其中.设该商场的隔热层建造费用与未来8年能源消耗费用之和为(万元).
(1)若万元,求该商场建造的隔热层厚度;
(2)已知该商场未来8年的相关规划费用为(万元),且,当时,求隔热层厚度的取值范围.
43.(2023·山东青岛·中考真题)许多数学问题源于生活.雨伞是生活中的常用物品,我们用数学的眼光观察撑开后的雨伞(如图①)、可以发现数学研究的对象——抛物线.在如图②所示的直角坐标系中,伞柄在y轴上,坐标原点O为伞骨,的交点.点C为抛物线的顶点,点A,B在抛物线上,,关于y轴对称.分米,点A到x轴的距离是分米,A,B两点之间的距离是4分米.
(1)求抛物线的表达式;
(2)分别延长,交抛物线于点F,E,求E,F两点之间的距离;
(3)以抛物线与坐标轴的三个交点为顶点的三角形面积为,将抛物线向右平移个单位,得到一条新抛物线,以新抛物线与坐标轴的三个交点为顶点的三角形面积为.若,求m的值.
44.(2022·山东临沂·中考真题)第二十四届冬奥会在北京成功举办,我国选手在跳台滑雪项目中夺得金牌.在该项目中,首先沿着跳台助滑道飞速下滑,然后在起跳点腾空,身体在空中飞行至着陆坡着陆,再滑行到停止区终止本项目.主要考核运动员的飞行距离和动作姿态,某数学兴趣小组对该项目中的数学问题进行了深入研究:
下图为该兴趣小组绘制的赛道截面图,以停止区CD所在水平线为x轴,过起跳点A与x轴垂直的直线为y轴,O为坐标原点,建立平面直角坐标系.着陆坡AC的坡角为30°,.某运动员在A处起跳腾空后,飞行至着陆坡的B处着陆,.在空中飞行过程中,运动员到x轴的距离与水平方向移动的距离具备二次函数关系,其解析式为.
(1)求b、c的值;
(2)进一步研究发现运动员在飞行过程中,其水平方向移动的距离与飞行时间具备一次函数关系,当运动员在起跳点腾空时,,;空中飞行5s后着陆.
①求x关于t的函数解析式;
②当t为何值时,运动员离着陆坡的竖直距离h最大,最大值是多少?
考点04 二次函数与最值
45.(2023·山东泰安·中考真题)二次函数的最大值是 .
46.(2023·山东济南·中考真题)定义:在平面直角坐标系中,对于点,当点满足时,称点是点的“倍增点”,已知点,有下列结论:
①点,都是点的“倍增点”;
②若直线上的点A是点的“倍增点”,则点的坐标为;
③抛物线上存在两个点是点的“倍增点”;
④若点是点的“倍增点”,则的最小值是.
其中,正确结论的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
考点05 二次函数中的几何求解
47.(2018·浙江金华·中考真题)如图,抛物线y=ax2+bx(a<0)过点E(10,0),矩形ABCD的边AB在线段OE上(点A在点B的左边),点C,D在抛物线上.设A(t,0),当t=2时,AD=4.
(1)求抛物线的函数表达式.
(2)当t为何值时,矩形ABCD的周长有最大值?最大值是多少?
(3)保持t=2时的矩形ABCD不动,向右平移抛物线.当平移后的抛物线与矩形的边有两个交点G,H,且直线GH平分矩形的面积时,求抛物线平移的距离.
48.(2023·山东烟台·中考真题)如图,抛物线与轴交于两点,与轴交于点.抛物线的对称轴与经过点的直线交于点,与轴交于点.
(1)求直线及抛物线的表达式;
(2)在抛物线上是否存在点,使得是以为直角边的直角三角形?若存在,求出所有点的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)以点为圆心,画半径为2的圆,点为上一个动点,请求出的最小值.
49.(2023·山东聊城·中考真题)如图①,抛物线与x轴交于点,,与y轴交于点C,连接AC,BC.点P是x轴上任意一点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点Q在抛物线上,若以点A,C,P,Q为顶点,AC为一边的四边形为平行四边形时,求点Q的坐标;
(3)如图②,当点从点A出发沿x轴向点B运动时(点P与点A,B不重合),自点P分别作,交AC于点E,作,垂足为点D.当m为何值时,面积最大,并求出最大值.
50.(2023·山东·中考真题)如图,直线交轴于点,交轴于点,对称轴为的抛物线经过两点,交轴负半轴于点.为抛物线上一动点,点的横坐标为,过点作轴的平行线交抛物线于另一点,作轴的垂线,垂足为,直线交轴于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若,当为何值时,四边形是平行四边形?
(3)若,设直线交直线于点,是否存在这样的值,使?若存在,求出此时的值;若不存在,请说明理由.
51.(2023·山东·中考真题)已知抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点,其对称轴为.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图1,点D是线段上的一动点,连接,将沿直线翻折,得到,当点恰好落在抛物线的对称轴上时,求点D的坐标;
(3)如图2,动点P在直线上方的抛物线上,过点P作直线的垂线,分别交直线,线段于点E,F,过点F作轴,垂足为G,求的最大值.
52.(2023·山东日照·中考真题)在平面直角坐标系内,抛物线交y轴于点C,过点C作x轴的平行线交该抛物线于点D.
(1)求点C,D的坐标;
(2)当时,如图1,该抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),点P为直线上方抛物线上一点,将直线沿直线翻折,交x轴于点,求点P的坐标;
(3)坐标平面内有两点,以线段为边向上作正方形.
①若,求正方形的边与抛物线的所有交点坐标;
②当正方形的边与该抛物线有且仅有两个交点,且这两个交点到x轴的距离之差为时,求a的值.
53.(2023·山东泰安·中考真题)如图1,二次函数的图象经过点.
(1)求二次函数的表达式;
(2)若点P在二次函数对称轴上,当面积为5时,求P坐标;
(3)小明认为,在第三象限抛物线上有一点D,使;请判断小明的说法是否正确,如果正确,请求出D的坐标;如果不正确,请说明理由.
54.(2023·山东济南·中考真题)在平面直角坐标系中,正方形的顶点,在轴上,,.抛物线与轴交于点和点.
(1)如图1,若抛物线过点,求抛物线的表达式和点的坐标;
(2)如图2,在(1)的条件下,连接,作直线,平移线段,使点的对应点落在直线上,点的对应点落在抛物线上,求点的坐标;
(3)若抛物线与正方形恰有两个交点,求的取值范围.
55.(2023·山东淄博·中考真题)如图,一条抛物线经过的三个顶点,其中为坐标原点,点,点在第一象限内,对称轴是直线,且的面积为18
(1)求该抛物线对应的函数表达式;
(2)求点的坐标;
(3)设为线段的中点,为直线上的一个动点,连接,,将沿翻折,点的对应点为.问是否存在点,使得以,,,为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出所有符合条件的点的坐标;若不存在,请说明理由.
56.(2022·山东滨州·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴相交于点A、B(点A在点B的左侧),与y轴相交于点C,连接.
(1)求线段AC的长;
(2)若点Р为该抛物线对称轴上的一个动点,当时,求点P的坐标;
(3)若点M为该抛物线上的一个动点,当为直角三角形时,求点M的坐标.
57.(2022·山东泰安·中考真题)若二次函数的图象经过点,,其对称轴为直线,与x轴的另一交点为C.
(1)求二次函数的表达式;
(2)若点M在直线上,且在第四象限,过点M作轴于点N.
①若点N在线段上,且,求点M的坐标;
②以为对角线作正方形(点P在右侧),当点P在抛物线上时,求点M的坐标.
58.(2022·山东烟台·中考真题)如图,已知直线y=x+4与x轴交于点A,与y轴交于点C,抛物线y=ax2+bx+c经过A,C两点,且与x轴的另一个交点为B,对称轴为直线x=﹣1.
(1)求抛物线的表达式;
(2)D是第二象限内抛物线上的动点,设点D的横坐标为m,求四边形ABCD面积S的最大值及此时D点的坐标;
(3)若点P在抛物线对称轴上,是否存在点P,Q,使以点A,C,P,Q为顶点的四边形是以AC为对角线的菱形?若存在,请求出P,Q两点的坐标;若不存在,请说明理由.
59.(2022·山东枣庄·中考真题)如图①,已知抛物线L:y=x2+bx+c的图象经过点A(0,3),B(1,0),过点A作ACx轴交抛物线于点C,∠AOB的平分线交线段AC于点E,点P是抛物线上的一个动点.
(1)求抛物线的关系式;
(2)若动点P在直线OE下方的抛物线上,连结PE、PO,当△OPE面积最大时,求出P点坐标;
(3)将抛物线L向上平移h个单位长度,使平移后所得抛物线的顶点落在△OAE内(包括△OAE的边界),求h的取值范围;
(4)如图②,F是抛物线的对称轴l上的一点,在抛物线上是否存在点P,使△POF成为以点P为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,直接写出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
60.(2022·山东菏泽·中考真题)如图,抛物线与x轴交于两点,与y轴交于点,连接AC、BC.
(1)求抛物线的表达式;
(2)将沿AC所在直线折叠,得到,点B的对应点为D,直接写出点D的坐标.并求出四边形OADC的面积;
(3)点P是抛物线上的一动点,当时,求点P的坐标.
61.(2022·山东东营·中考真题)如图,抛物线与x轴交于点,点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的表达式;
(2)在对称轴上找一点Q,使的周长最小,求点Q的坐标;
(3)点P是抛物线对称轴上的一点,点M是对称轴左侧抛物线上的一点,当是以为腰的等腰直角三角形时,请直接写出所有点M的坐标.
62.(2024·山东济南·中考真题)在平面直角坐标系中,抛物线经过点,顶点为;抛物线,顶点为.
(1)求抛物线的表达式及顶点的坐标;
(2)如图1,连接,点是拋物线对称轴右侧图象上一点,点是拋物线上一点,若四边形是面积为12的平行四边形,求的值;
(3)如图2,连接,点是抛物线对称轴左侧图像上的动点(不与点重合),过点作交轴于点,连接,求面积的最小值.
63.(2022·山东聊城·中考真题)如图,在直角坐标系中,二次函数的图象与x轴交于A,B两点,与y轴交于点,对称轴为直线,顶点为点D.
(1)求二次函数的表达式;
(2)连接DA,DC,CB,CA,如图①所示,求证:;
(3)如图②,延长DC交x轴于点M,平移二次函数的图象,使顶点D沿着射线DM方向平移到点且,得到新抛物线,交y轴于点N.如果在的对称轴和上分别取点P,Q,使以MN为一边,点M,N,P,Q为顶点的四边形是平行四边形,求此时点Q的坐标.
64.(2024·山东东营·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,点是抛物线上的一个动点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)当点在直线下方的抛物线上时,过点作轴的平行线交于点,设点的横坐标为t,的长为,请写出关于的函数表达式,并写出自变量的取值范围;
(3)连接,交于点,求的最大值.
65.(2024·山东济宁·中考真题)已知二次函数的图像经过,两点,其中a,b,c为常数,且.
(1)求a,c的值;
(2)若该二次函数的最小值是,且它的图像与x轴交于点A,B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.
①求该二次函数的解析式,并直接写出点A,B的坐标;
②如图,在y轴左侧该二次函数的图像上有一动点P,过点P作x轴的垂线,垂足为D,与直线交于点E,连接,,.是否存在点P,使?若存在,求此时点P的横坐标;若不存在,请说明理由.
考点06 二次函数与一次、反比例函数
66.(2023·山东潍坊·中考真题)为研究某种化学试剂的挥发情况,某研究团队在两种不同的场景下做对比实验,收集了该试剂挥发过程中剩余质量y(克)随时间x(分钟)变化的数据(),并分别绘制在直角坐标系中,如下图所示.
(1)从,,中,选择适当的函数模型分别模拟两种场景下随变化的函数关系,并求出相应的函数表达式;
(2)查阅文献可知,该化学试剂发挥作用的最低质量为3克.在上述实验中,该化学试剂在哪种场景下发挥作用的时间更长?
67.(2022·山东潍坊·中考真题)某市在盐碱地种植海水稻获得突破性进展,小亮和小莹到海水稻种植基地调研.小莹根据水稻年产量数据,分别在直角坐标系中描出表示2017-2021年①号田和②号田年产量情况的点(记2017年为第1年度,横轴表示年度,纵轴表示年产量),如下图.
小亮认为,可以从y=kx+b(k>0) ,y=(m>0) ,y=−0.1x2+ax+c中选择适当的函数模型,模拟①号田和②号田的年产量变化趋势.
(1)小莹认为不能选.你认同吗?请说明理由;
(2)请从小亮提供的函数模型中,选择适当的模型分别模拟①号田和②号田的年产量变化趋势,并求出函数表达式;
(3)根据(2)中你选择的函数模型,请预测①号田和②号田总年产量在哪一年最大?最大是多少?
68.(2022·山东菏泽·中考真题)根据如图所示的二次函数的图象,判断反比例函数与一次函数的图象大致是( )
A. B.C. D.
考点07 二次函数中的运动
69.(2022·山东烟台·中考真题)如图1,△ABC中,∠ABC=60°,D是BC边上的一个动点(不与点B,C重合),DEAB,交AC于点E,EFBC,交AB于点F.设BD的长为x,四边形BDEF的面积为y,y与x的函数图象是如图2所示的一段抛物线,其顶点P的坐标为(2,3),则AB的长为 .
70.(2022·山东济南·中考真题)抛物线与x轴交于,两点,与y轴交于点C,直线y=kx-6经过点B.点P在抛物线上,设点P的横坐标为m.
(1)求抛物线的表达式和t,k的值;
(2)如图1,连接AC,AP,PC,若△APC是以CP为斜边的直角三角形,求点P的坐标;
(3)如图2,若点P在直线BC上方的抛物线上,过点P作PQ⊥BC,垂足为Q,求的最大值.
71.(2023·山东枣庄·中考真题)如图,抛物线经过两点,并交x轴于另一点B,点M是抛物线的顶点,直线AM与y轴交于点D.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)若点H是x轴上一动点,分别连接MH,DH,求的最小值;
(3)若点P是抛物线上一动点,问在对称轴上是否存在点Q,使得以D,M,P,Q为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出所有满足条件的点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
72.(2024·山东济南·中考真题)如图1,是等边三角形,点在边上,,动点以每秒1个单位长度的速度从点出发,沿折线匀速运动,到达点后停止,连接.设点的运动时间为,为.当动点沿匀速运动到点时,与的函数图象如图2所示.有以下四个结论:
①;
②当时,;
③当时,;
④动点沿匀速运动时,两个时刻,分别对应和,若,则.其中正确结论的序号是( )
A.①②③ B.①② C.③④ D.①②④
73.(2024·山东烟台·中考真题)如图,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,,,对称轴为直线,将抛物线绕点旋转后得到新抛物线,抛物线与轴交于点,顶点为,对称轴为直线.
(1)分别求抛物线和的表达式;
(2)如图,点的坐标为,动点在直线上,过点作轴与直线交于点,连接,.求的最小值;
(3)如图,点的坐标为,动点在抛物线上,试探究是否存在点,使?若存在,请直接写出所有符合条件的点的坐标;若不存在,请说明理由.
74.(2022·山东淄博·中考真题)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴相交于A,B两点(点A在点B的左侧),顶点D(1,4)在直线l:y=x+t上,动点P(m,n)在x轴上方的抛物线上.
(1)求这条抛物线对应的函数表达式;
(2)过点P作PM⊥x轴于点M,PN⊥l于点N,当1<m<3时,求PM+PN的最大值;
(3)设直线AP,BP与抛物线的对称轴分别相交于点E,F,请探索以A,F,B,G(G是点E关于x轴的对称点)为顶点的四边形面积是否随着P点的运动而发生变化,若不变,求出这个四边形的面积;若变化,说明理由.
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专题09 二次函数
【考点归纳】
考点01 二次函数的图像与性质 1
考点02 二次函数各项系数关系 28
考点03 二次函数的综合应用 44
考点04 二次函数与最值 67
考点05 二次函数中的几何求解 69
考点06 二次函数与一次、反比例函数 135
考点07 二次函数中的运动 139
考点01 二次函数的图像与性质
1.(2022·山东泰安·中考真题)抛物线上部分点的横坐标x,纵坐标y的对应值如表:
x
-2
-1
0
1
y
0
4
6
6
下列结论不正确的是( )
A.抛物线的开口向下 B.抛物线的对称轴为直线
C.抛物线与x轴的一个交点坐标为 D.函数的最大值为
【答案】C
【分析】利用待定系数法求出抛物线解析式,由此逐一判断各选项即可
【详解】解:由题意得,
解得,
∴抛物线解析式为,
∴抛物线开口向下,抛物线对称轴为直线,该函数的最大值为,故A、B、D说法正确,不符合题意;
令,则,
解得或,
∴抛物线与x轴的交点坐标为(-2,0),(3,0),故C说法错误,符合题意;
故选C.
【点睛】本题主要考查了二次函数的性质,正确求出二次函数解析式是解题的关键.
2.(2022·山东青岛·中考真题)已知二次函数y=x2+mx+m2−3(m为常数,m>0)的图象经过点P(2,4).
(1)求m的值;
(2)判断二次函数y=x2+mx+m2−3的图象与x轴交点的个数,并说明理由.
【答案】(1)m=1
(2)二次函数的图象与x轴有两个交点,理由见解析.
【分析】(1)把P(2,4)代入y=x2+mx+m2−3即可求得m的值;
(2)首先求出Δ=b2-4ac的值,进而得出答案.
【详解】(1)解:∵二次函数y= x2+mx+m2−3图象经过点P(2,4) ,
∴4=4+2m+m2−3,
即m2+2m−3=0,
解得:m1=1,m2=−3,
又∵m>0,
∴m=1;
(2)解:由(1)知二次函数y=x2+x−2,
∵Δ=b2−4ac=12+8=9>0,
∴二次函数y=x2+x−2的图象与x轴有两个交点.
【点睛】此题主要考查了抛物线与x轴的交点以及一元二次方程的解法,得出△的值是解题关键.
3.(2022·山东潍坊·中考真题)抛物线y=x2+x+c与x轴只有一个公共点,则c的值为( )
A. B. C. D.4
【答案】B
【分析】根据抛物线与x轴只有一个公共点,得到根的判别式等于0,即可求出c的值.
【详解】解:∵y=x2+x+c与x轴只有一个公共点,
∴x2+x+c=0有两个相等的实数根,
∴△=1-4c=0,
解得:c=.
故选:B.
【点睛】此题考查了抛物线与x轴的交点,弄清根的判别式的意义是解本题的关键.
4.(2022·山东日照·中考真题)已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的部分图象如图所示,对称轴为,且经过点(-1,0).下列结论:①3a+b=0;②若点,(3,y2)是抛物线上的两点,则y1<y2;③10b-3c=0;④若y≤c,则0≤x≤3.其中正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【分析】由对称轴为即可判断①;根据点,(3,y2)到对称轴的距离即可判断②;由抛物线经过点(-1,0),得出a-b+c=0,对称轴,得出,代入即可判断③;根据二次函数的性质以及抛物线的对称性即可判断④.
【详解】解:∵对称轴,
∴b=-3a,
∴3a+b=0,①正确;
∵抛物线开口向上,点到对称轴的距离小于点(3,y2)的距离,
∴y1<y2,故②正确;
∵经过点(-1,0),
∴a-b+c=0,
∵对称轴,
∴,
∴,
∴3c=4b,
∴4b-3c=0,故③错误;
∵对称轴,
∴点(0,c)的对称点为(3,c),
∵开口向上,
∴y≤c时,0≤x≤3.故④正确;
故选:C.
【点睛】本题考查了二次函数的性质及二次函数图象上点的坐标特征,熟知二次函数的性质是解题的关键.
5.(2022·山东淄博·中考真题)若二次函数的图象经过P(1,3),Q(m,n)两点,则代数式的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【分析】先求得a=1,推出,原式化简得,利用偶次方的非负性,即可求解.
【详解】解:∵二次函数的图象经过P(1,3),
∴,
∴a=1,
∴二次函数的解析式为,
∵二次函数的图象经过Q(m,n),
∴即,
∴
,
∵,
∴的最小值为1,
故选:A.
【点睛】本题考查了配方法的应用,待定系数法求二次函数的解析式,二次函数的性质,非负数的性质,利用待定系数法求得二次函数的解析式是解题的关键.
6.(2024·山东济宁·中考真题)将抛物线向下平移k个单位长度.若平移后得到的抛物线与x轴有公共点,则k的取值范围是 .
【答案】
【分析】先根据平移的规律写出抛物线向下平移k个单位长度后的抛物线的表达式,再根据平移后得到的抛物线与x轴有公共点可得,由此列不等式即可求出k的取值范围.
此题考查了二次函数图像的平移与几何变换,以及抛物线与x轴的交点问题,利用抛物线解析式的变化规律:左加右减,上加下减是解题关键.
【详解】解:将抛物线向下平移k个单位长度得,
∵与x轴有公共点,
∴,
即,
解得,
故答案为:.
7.(2023·山东·中考真题)若一个点的纵坐标是横坐标的3倍,则称这个点为“三倍点”,如:等都是三倍点”,在的范围内,若二次函数的图象上至少存在一个“三倍点”,则c的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由题意可得:三倍点所在的直线为,根据二次函数的图象上至少存在一个“三倍点”转化为和至少有一个交点,求,再根据和时两个函数值大小即可求出.
【详解】解:由题意可得:三倍点所在的直线为,
在的范围内,二次函数的图象上至少存在一个“三倍点”,
即在的范围内,和至少有一个交点,
令,整理得:,
则,解得,
,
∴,
∴或
当时,,即,解得,
当时,,即,解得,
综上,c的取值范围是,
故选:D.
【点睛】本题考查二次函数与一次函数交点问题,熟练掌握相关性质是关键.
8.(2023·山东日照·中考真题)在平面直角坐标系中,抛物线,满足,已知点,,在该抛物线上,则m,n,t的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用解不等式组可得且,即可判断二次函数的对称轴位置,再利用函数的增减性判断即可解题.
【详解】解不等式组可得:,且
所以对称轴的取值范围在,
由对称轴位置可知到对称轴的距离最近的是,其次是,最远的是,
即根据增减性可得,
故选C.
【点睛】本题考查二次函数的图像和性质,求不等组的解集,掌握二次函数的图像和性质是解题的关键.
9.(2023·山东潍坊·中考真题)已知抛物线经过点,则下列结论正确的是( )
A.拋物线的开口向下
B.拋物线的对称轴是
C.拋物线与轴有两个交点
D.当时,关于的一元二次方程有实根
【答案】BC
【分析】将点代入可求出二次函数的解析式,再根据二次函数的图象与性质、二次函数与一元二次方程的联系逐项判断即可得.
【详解】解:将点代入得:,解得,
,
抛物线的开口向上,抛物线的对称轴是,选项A错误,选项B正确;
方程的根的判别式,
∴方程有两个不相等的实数根,
抛物线与轴有两个交点,选项C正确;
由二次函数的性质可知,这个抛物线的开口向上,且当时,取得最小值,
∴当时,与没有交点,
∴当时,关于的一元二次方程没有实根,选项D错误;
故选:BC.
【点睛】本题考查了二次函数的图象与性质、二次函数与一元二次方程的联系,熟练掌握二次函数的图象与性质是解题关键.
10.(2022·山东潍坊·中考真题)为落实“双减”,老师布置了一项这样的课后作业:
二次函数的图象经过点,且不经过第一象限,写出满足这些条件的一个函数表达式.
[观察发现]
请完成作业,并在直角坐标系中画出大致图象.
[思考交流]
小亮说:“满足条件的函数图象的对称轴一定在y轴的左侧.”
小莹说:“满足条件的函数图象一定在x轴的下方.”
你认同他们的说法吗?若不认同,请举例说明.
[概括表达]
小博士认为这个作业的答案太多,老师不方便批阅,于是探究了二次函数的图象与系数a,b,c的关系,得出了提高老师作业批阅效率的方法.
请你探究这个方法,写出探究过程.
【答案】[观察发现],图象见解析;
[思考交流] 小莹的说法不正确,小亮的说法不正确,见解析;
[概括表达] 探究过程见解析.
【分析】[观察发现] 由题意写出一个符合条件的函数解析式,然后再画出函数的大致图象即可;
[思考交流] 由题意可知抛物线的图象一定在x轴的下方,a<0,然后根据对称轴公式可得抛物线的对称轴可以在y轴的左侧,也可以在y轴的右侧,或者是y轴;
[概括表达] 由题意可知a−b+c=−1且a<0,①当对称轴在y轴右侧时,即b>0,此时顶点在x轴上或在x轴下方,≤4ac,可得c≤0,由2ac≤,可得,解得b≤;②当对称轴在y轴左侧或y轴上时,b≤0,只需保证与y轴交点在x轴上或在x轴下方,此时 c≤0.
【详解】解:[观察发现]
由题意得,这个二次函数可以是:(答案不唯一);
画出函数图象如图:
[思考交流]
∵二次函数的图象不经过第一象限,
∴抛物线的图象一定在x轴的下方,a<0,
∴小莹的说法正确;
∵抛物线的对称轴为x=,
∴抛物线的对称轴可以在y轴的左侧,也可以在y轴的右侧,或者是y轴,
∴小亮的说法不正确;
∵抛物线y=-x2经过x轴,
∴小莹的说法不正确;
[概括表达]
∵抛物线经过点(−1,−1),且不经过第一象限,
∴a−b+c=−1,且a<0,
①当对称轴在y轴右侧时,即b>0,此时顶点在x轴上或在x轴下方,
∴Δ=≤0,即≤4ac,
∴ac≥0,
∵a<0,
∴c≤0,
∵2ac≤,
∴4ac≤,
∴,
当时,有,解得:,
当时,有,不成立,
∴b≤;
②当对称轴在y轴左侧或y轴上时,b≤0,此时只需保证与y轴交点在x轴上或在x轴下方,
∴c≤0;
综上所述:a<0,b≤,c≤0,且a−b+c=−1.
【点睛】本题考查二次函数的图象及性质,熟练掌握二次函数的图象及性质,结合题意,画出函数图象是解题的关键.
11.(2022·山东日照·中考真题)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=-x2+2mx+3m,点A(3,0).
(1)当抛物线过点A时,求抛物线的解析式;
(2)证明:无论m为何值,抛物线必过定点D,并求出点D的坐标;
(3)在(1)的条件下,抛物线与y轴交于点B,点P是抛物线上位于第一象限的点,连接AB,PD交于点M,PD与y轴交于点N.设S=S△PAM-S△BMN,问是否存在这样的点P,使得S有最大值?若存在,请求出点P的坐标,并求出S的最大值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=-x2+2x+3;
(2)证明见解析,;
(3)存在,点的坐标是(1,4),.过程见解析
【分析】(1)把x=3,y=0代入y=-x2+2mx+3m,从而求得m,进而求得抛物线的解析式;
(2)将抛物线的解析式变形为:y=-x2+m(2x+3),进而根据2x+3=0,求得x的值,进而求得结果;
(3)将S变形为:S=(S△PAM+S四边形AONM)-(S四边形AONM+S△BMN)=S四边形AONP-S△AOB,设P(m,-m2+2m+3),设PD的解析式为:y=kx+b,将点P和点D坐标代入,从而求得PD的解析式,进而求得点N的坐标,进而求得S关于m的解析式,进一步求得结果.
【详解】(1)解:把x=3,y=0代入y=-x2+2mx+3m得,
-9+6m+3m=0,
∴m=1,
∴y=-x2+2x+3;
(2)证明:∵y=-x2+m(2x+3),
∴当2x+3=0时,即时,,
∴无论m为何值,抛物线必过定点D,点D的坐标是;
(3)如图,
连接OP,
设点P(m,-m2+2m+3),
设PD的解析式为:y=kx+b,
∴,
∴,
∴PD的解析式为:y=,
当x=0时,y=,
∴点N的坐标是(0,),
∴,
∵S=S△PAM-S△BMN,
∴S=(S△PAM+S四边形AONM)-(S四边形AONM+S△BMN)=S四边形AONP-S△AOB,
∵
,
当x=0时,y=-x2+2x+3=3,
∴点B的坐标是(0,3),OB=3,
,
∴==,
∴当时,,
当时,,
∴点的坐标是(1,4).
【点睛】本题考查了一次函数的图象和性质、二次函数的图象和性质、待定系数法求函数解析式、二次函数求最值、三角形的面积等知识,解决问题的关键是数形结合和变形S,转化为常见的面积计算.
12.(2024·山东青岛·中考真题)二次函数的图象如图所示,对称轴是直线,则过点和点的直线一定不经过( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】C
【分析】本题主要考查了二次函数与一次函数综合,根据二次函数与y轴交于y轴的正半轴得到,根据对称轴计算公式得到,即,则在x轴正半轴上;由二次函数顶点在第二象限,得到当时,,再由二次函数与x轴无交点,得到,则点在第二象限,据此可得答案.
【详解】解:∵二次函数与y轴交于y轴的正半轴,
∴,
∵对称轴是直线,
∴,
∴,
∴,
∴在x轴正半轴上;
∵二次函数顶点在第二象限,
∴当时,,
∵二次函数与x轴无交点,
∴,
∴点在第二象限,
∴经过点和点的直线一定经过第一、二、四象限,不经过第三象限,
故选:C.
13.(2024·山东潍坊·中考真题)如图,已知抛物线的对称轴是直线,且抛物线与轴的一个交点坐标是.下列结论正确的有( )
A.
B.该抛物线与轴的另一个交点坐标是
C.若点和在该抛物线上,则
D.对任意实数,不等式总成立
【答案】ACD
【分析】本题主要考查二次函数的图像和性质,熟练掌握二次函数的图像和性质是解题的关键.根据二次函数的图像和性质进行解题即可.
【详解】解:将代入,可得,由图像可知,此时图像在轴上方,故,故选项A正确;
对称轴是直线,
故该抛物线与轴的另一个交点坐标是,故选项B错误;
时,函数有最大值,距离对称轴更近,故,故选项C正确;
时,函数有最大值,故,即不等式总成立,故选项D正确;
故选ACD.
14.(2023·山东·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线交轴于点,顶点坐标为.抛物线交轴于点,顶点坐标为.
(1)连接,求线段的长;
(2)点在抛物线上,点在抛物线上.比较大小:___________;
(3)若点在抛物线上,,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【分析】(1)知道抛物线与轴的交点坐标,即可求出顶点横坐标,从而求出结果;
(2)用两点式设出抛物线解析式,把顶点坐标代入可得,再把,代入比较即可;
(3)根据,则点P离对称轴更近,可得,解不等式即可.
【详解】(1)解:由题意可得:,,
∴;
(2)解:由题意得:设抛物线:,抛物线:,
由(1)得:,,
∴,
∴,
∴,
把代入抛物线得:,
把代入抛物线得:,
∵,
∴;
(3)解: ∵,
∴点P离对称轴更近,
∴,
∴,
∴;
∴或
∴或.
【点睛】本题考查了二次函数压轴题,综合性强,掌握数形结合是关键.
15.(2024·山东威海·中考真题)已知抛物线与x轴交点的坐标分别为,,且.
(1)若抛物线与x轴交点的坐标分别为,,且.试判断下列每组数据的大小(填写、或):
①________;②________;③________.
(2)若,,求b的取值范围;
(3)当时,最大值与最小值的差为,求b的值.
【答案】(1);;;
(2)
(3)b的值为或.
【分析】本题考查根与系数的关系,二次函数图像与性质,不等式性质,二次函数最值情况,解题的关键在于熟练掌握二次函数图像与性质.
(1)根据根与系数的关系得到,以及,即可判断①,利用二次函数的图像与性质得到,进而得到,利用不等式性质变形,即可判断②③.
(2)根据题意得到,结合进行求解,即可解题;
(3)根据题意得到抛物线顶点坐标为,对称轴为;当时,,当时,,由最大值与最小值的差为,分以下情况①当在取得最大值,在取得最小值时,②当在取得最大值,在顶点取得最小值时,③当在取得最大值,在顶点取得最小值时,建立等式求解,即可解题.
【详解】(1)解: 与x轴交点的坐标分别为,,且,
,且抛物线开口向上,
与x轴交点的坐标分别为,,且.
即向上平移1个单位,
,且,
①;
,
,即②;
,即③.
故答案为;;;;
(2)解:,,
,
,
;
(3)解:抛物线顶点坐标为,
对称轴为;
当时,,
当时,,
①当在取得最大值,在取得最小值时,
有 ,解得(舍去);
②当在取得最大值,在顶点取得最小值时,
有,解得(舍去)或,
③当在取得最大值,在顶点取得最小值时,
有,解得(舍去)或;
综上所述,b的值为或.
16.(2022·山东济宁·中考真题)已知抛物线与x轴有公共点.
(1)当y随x的增大而增大时,求自变量x的取值范围;
(2)将抛物线先向上平移4个单位长度,再向右平移n个单位长度得到抛物线(如图所示),抛物线与x轴交于点A,B(点A在点B的右侧),与y轴交于点C.当OC=OA时,求n的值;
(3)D为抛物线的顶点,过点C作抛物线的对称轴l的垂线,垂足为G,交抛物线于点E,连接BE交l于点F.求证:四边形CDEF是正方形.
【答案】(1)
(2)n=2
(3)见解析
【分析】(1)根据抛物线与轴由公共点,可得,从而而求出的值,进而求得抛物线对称轴,进一步得到结果;
(2)根据图像平移的特征可求出平移后抛物线的解析式,根据和分别得出点和的坐标,根据列出方程,进而求的结果;
(3)从而得出点、点的坐标,由抛物线的解析式可得出点的坐标和点的坐标,进而求得的解析式,从而得出点的坐标,进而得出,进一步得出结论.
【详解】(1)解:∵抛物线与x轴有公共点,
∴
∴∴.
∴,
∴,
∵,
∴当时,y随着x的增大而增大.
(2)解:由题意,得,
当y=0时,,
解得:或,
∵点A在点B的右侧,
∴点A的坐标为(1+n,0),点B的坐标为(-3+n,0).
∵点C的坐标为(0,-n2 +2n+3),
∴n+1=-n2+2n+3.
解得:n=2或n=-1(舍去).
故n的值为2.
(3)解:由(2)可知:抛物线C2的解析式为y=-(x-1)2+4.
∴点A的坐标为(3,0),点B的坐标为(-1,0)
点C的坐标为(0,3),点D的坐标为(1,4),
抛物线C2的对称轴是直线x=1,
∵点E与点C关于直线x=1对称,
∴点E的坐标为(2,3).
∴点G的坐标为(1,3).
设直线BE解析式为y=kx+b,
∴
解得:
∴y=x+1.
当x=1时,y=1+1=2.点F的坐标为(1,2).
∴FG=EG=DG=CG=1.
∴四边形CDEF为矩形.
又∵CE⊥DF,
∴四边形CDEF为正方形.
【点睛】本题主要考查二次函数的图像与性质,求一次函数的解析式,平移图像的特征,正方形的判定,解决问题的关键是平移前后抛物线解析式之间的关系.
17.(2022·山东济南·中考真题)抛物线与y轴交于点C,过点C作直线l垂直于y轴,将抛物线在y轴右侧的部分沿直线l翻折,其余部分保持不变,组成图形G,点,为图形G上两点,若,则m的取值范围是( )
A.或 B. C. D.
【答案】D
【分析】求出抛物线的对称轴、C点坐标以及当x=m-1和x=m+1时的函数值,再根据m-1<m+1,判断出M点在N点左侧,此时分类讨论:第一种情况,当N点在y轴左侧时,第二种情况,当M点在y轴的右侧时,第三种情况,当y轴在M、N点之间时,来讨论,结合图像即可求解.
【详解】抛物线解析式变形为:,
即抛物线对称轴为,
当x=m-1时,有,
当x=m+1时,有,
设(m-1,1)为A点,(m+1,1)为B点,
即点A(m-1,1)与B(m+1,1)关于抛物线对称轴对称,
当x=0时,有,
∴C点坐标为,
当x=m时,有,
∴抛物线顶点坐标为,
∵直线l⊥y轴,
∴直线l为,
∵m-1<m+1,
∴M点在N点左侧,
此时分情况讨论:
第一种情况,当N点在y轴左侧时,如图,
由图可知此时M、N点分别对应A、B点,即有,
∴此时不符合题意;
第二种情况,当M点在y轴的右侧时,如图,
由图可知此时M、N点满足,
∴此时不符合题意;
第三种情况,当y轴在M、N点之间时,如图,
或者 ,
由图可知此时M、N点满足,
∴此时符合题意;
此时由图可知:,
解得,
综上所述:m的取值范围为:,
故选:D.
【点睛】本题考查了二次函数的图像与性质、翻折的性质,注重数形结合是解答本题的关键.
18.(2024·山东·中考真题)在平面直角坐标系中,点在二次函数的图像上,记该二次函数图像的对称轴为直线.
(1)求的值;
(2)若点在的图像上,将该二次函数的图像向上平移5个单位长度,得到新的二次函数的图像.当时,求新的二次函数的最大值与最小值的和;
(3)设的图像与轴交点为,.若,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)新的二次函数的最大值与最小值的和为;
(3)
【分析】(1)把点代入可得,再利用抛物线的对称轴公式可得答案;
(2)把点代入,可得:,可得抛物线为,将该二次函数的图像向上平移5个单位长度,得到新的二次函数为:,再利用二次函数的性质可得答案;
(3)由根与系数的关系可得,,结合,,再建立不等式组求解即可.
【详解】(1)解:∵点在二次函数的图像上,
∴,
解得:,
∴抛物线为:,
∴抛物线的对称轴为直线,
∴;
(2)解:∵点在的图像上,
∴,
解得:,
∴抛物线为,
将该二次函数的图像向上平移5个单位长度,得到新的二次函数为:
,
∵,
∴当时,函数有最小值为,
当时,函数有最大值为
∴新的二次函数的最大值与最小值的和为;
(3)∵的图像与轴交点为,.
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴即,
解得:.
【点睛】本题属于二次函数的综合题,利用待定系数法求解二次函数的解析式,二次函数的性质,一元二次方程根与系数的关系,熟练的利用各知识点建立方程或不等式组解题是关键.
19.(2024·山东泰安·中考真题)如图,抛物线的图象经过点,与轴交于点A,点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)将抛物线向右平移1个单位,再向上平移3个单位得到抛物线,求抛物线的表达式,并判断点是否在抛物线上;
(3)在轴上方的抛物线上,是否存在点,使是等腰直角三角形.若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2),点在抛物线上
(3)存在,点的坐标为:或
【分析】本题主要考查了求二次函数的解析式、二次函数与几何的综合、二次函数图像的平移等知识点,灵活利用数形结合的思想把代数和几何图形结合起来成为解题的关键.
(1)将点D的坐标代入抛物线表达式,求得a的值即可;
(2)由题意得:,当x=1时,,即可判断点是否在抛物线上;
(3)分为直角、为直角、为直角三种情况,分别运用全等三角形的判定与性质,进而确定点E的坐标,进而确定点P的坐标.
【详解】(1)解:将点的坐标代入抛物线表达式得:,解得:,
则抛物线的表达式为:.
(2)解:由题意得:,
当时,,
故点在抛物线上.
(3)解:存在,理由如下:
①当为直角时,如图1,过点作且,则为等腰直角三角形,
,,
,
,
,
∴,,
∴点,
当时,,即点在抛物线上,
∴点即为点;
②当为直角时,如图2,
同理可得:,
∴,,
∴点,
当时,,
∴点在抛物线上,
∴点即为点;
③当为直角时,如图3,
设点,
同理可得:,
∴且,解得:且,
∴点,
当时,,
即点不在抛物线上;
综上,点的坐标为:或.
考点02 二次函数各项系数关系
20.(2023·山东青岛·中考真题)如图,二次函数的图象与正比例函数的图象相交于A,B两点,已知点A的横坐标为,点B的横坐标为2,二次函数图象的对称轴是直线.下列结论:①;②;③关于x的方程的两根为,;④.其中正确的是 .(只填写序号)
【答案】①③
【分析】依据题意,根据所给图象可以得出,,再结合对称轴,同时令,从而由根与系数的关系,逐个判断可以得解.
【详解】解:由图象可得,,,又,
.
.
①正确.
由题意,令,
.
又二次函数的图象与正比例函数的图象相交于,两点,已知点的横坐标为,点的横坐标为2,
的两根之和为,两根之积为.
,.
.
又,
.
.
②错误,③正确.
,,
.
④错误.
故答案为:①③.
【点睛】本题考查二次函数的图象及性质;熟练掌握二次函数的图象及性质是解题的关键.
21.(2024·山东东营·中考真题)已知抛物线的图像如图所示,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.(为任意实数)
【答案】D
【分析】本题考查了二次函数的图象和性质,熟知二次函数的图象和性质及巧用数形结合的思想是解题的关键;
由图象可知:,,根据抛物线的与x轴的交点可求对称轴,根据对称轴及a与b的符号关系可得,则可判断选项A、B、C,由当时,函数有最大值,可判断选项D.
【详解】解:A、抛物线开口往下,
,
抛物线与y轴交于正半轴,
抛物线的与x轴的交点是:和
∴对称轴为,
,
,
,故选项A错误.
∵,
∴,故选项B错误(否则可得,不合题意).
,,
∴,故选项C错误.
抛物线的对称轴为直线,且开口向下,
当时,函数值最大为,
当时,,
,
,故选项D正确.
故选:D.
22.(2023·山东聊城·中考真题)已知二次函数的部分图象如图所示,图象经过点,其对称轴为直线.下列结论:①;②若点,均在二次函数图象上,则;③关于x的一元二次方程有两个相等的实数根;④满足的x的取值范围为.其中正确结论的个数为( ).
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【分析】根据抛物线开口向下可得,根据抛物线的对称轴可推得,根据时,,即可得到,推得,故①错误;根据点的坐标和对称轴可得点到对称轴的距离小于点到对称轴的距离,根据抛物线的对称性和增减性可得,故②正确;根据抛物线的图象可知二次函数与直线有两个不同的交点,推得关于x的一元二次方程有两个不相等的实数根,故③错误;根据抛物线的对称性可得二次函数必然经过点,即可得到时,的取值范围,故④正确.
【详解】①∵抛物线开口向下,
∴.
∵抛物线的对称轴为直线,
∴,
由图象可得时,,
即,
而,
∴.故①错误;
②∵抛物线开口向下,抛物线的对称轴为直线.
故当时,随的增大而增大,当时,随的增大而减小,
∵,,
即点到对称轴的距离小于点到对称轴的距离,
故,故②正确;
③由图象可知:二次函数与直线有两个不同的交点,
即关于x的一元二次方程有两个不相等的实数根,故③错误;
④∵函数图象经过,对称轴为直线,
∴二次函数必然经过点,
∴时,的取值范围,故④正确;
综上,②④正确,
故选:B.
【点睛】本题考查了二次函数的性质,二次函数与一元二次方程的关系,二次函数图象与系数的关系:对于二次函数,二次项系数决定抛物线的开口方向和大小,当时,抛物线向上开口;当时,抛物线向下开口;一次项系数和二次项系数共同决定对称轴的位置;常数项决定抛物线与轴交点;熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
23.(2023·山东东营·中考真题)如图,抛物线与x轴交于点A,B,与y轴交于点C,对称轴为直线,若点A的坐标为,则下列结论正确的是( )
A.
B.
C.是关于x的一元二次方程的一个根
D.点,在抛物线上,当时
【答案】C
【分析】根据对称轴为得到,即可判断A选项;根据当时,,即可判断B选项;根据当时,即可判断C选项;根据当时,y随着x的增大而增大即可判断D选项.
【详解】解:A.抛物线的对称轴为直线,则,则,即,故选项错误,不符合题意;
B.抛物线的对称轴为直线,点A的坐标为,当时,,故选项错误,不符合题意;
C.抛物线的对称轴为直线,若点A的坐标为,可得点,当时,,即是关于x的一元二次方程的一个根,故选项正确,符合题意;
D.∵抛物线的对称轴为直线,开口向上,
∴当时,y随着x的增大而增大,
∴点,在抛物线上,当时,故选项错误,不符合题意;
故选:C.
【点睛】此题考查二次函数的图象和性质,数形结合是解题的关键.
24.(2022·山东滨州·中考真题)如图,抛物线与x轴相交于点,与y轴相交于点C,小红同学得出了以下结论:①;②;③当时,;④.其中正确的个数为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】B
【分析】根据二次函数的图像与性质,逐一判断即可.
【详解】解:∵抛物线与x轴交于点A、B,
∴抛物线对应的一元二次方程有两个不相等的实数根,
即,故①正确;
对称轴为,
整理得4a+b=0,故②正确;
由图像可知,当y>0时,即图像在x轴上方时,
x<-2或x>6,故③错误,
由图像可知,当x=1时,,故④正确.
∴正确的有①②④,
故选:B.
【点睛】本题考查二次函数的性质与一元二次方程的关系,熟练掌握相关知识是解题的关键.
25.(2022·山东青岛·中考真题)已知二次函数的图象开口向下,对称轴为直线,且经过点,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】图象开口向下,得a<0, 对称轴为直线,得b=2a,则b<0,图象经过,根据对称性可知,图象经过点,故c>0,当x=1时,a+b+c=0,将b=2a代入,可知3a+c=0.
【详解】解:∵图象开口向下,
∴a<0,
∵对称轴为直线,
∴b=2a,
∴b<0,故A不符合题意;
根据对称性可知,图象经过,
∴图象经过点,
当x=1时,a+b+c=0,故C不符合题意;
∴c=-a-b,
∴c>0,故B不符合题意;
将b=2a代入,可知3a+c=0,故D符合题意.
故选:D.
【点睛】本题考查了二次函数的性质和图象,对称轴及对称性,与坐标轴的交点,熟练地掌握二次函数的图象特征是解决问题的关键.
26.(2022·山东烟台·中考真题)二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的部分图象如图所示,其对称轴为直线x=﹣,且与x轴的一个交点坐标为(﹣2,0).下列结论:①abc>0;②a=b;③2a+c=0;④关于x的一元二次方程ax2+bx+c﹣1=0有两个相等的实数根.其中正确结论的序号是( )
A.①③ B.②④ C.③④ D.②③
【答案】D
【分析】根据对称轴、开口方向、与y轴的交点位置即可判断a、b、c与0的大小关系,然后将由对称可知a=b,从而可判断答案.
【详解】解:①由图可知:a>0,c<0,<0,
∴b>0,
∴abc<0,故①不符合题意.
②由题意可知:=,
∴b=a,故②符合题意.
③将(﹣2,0)代入y=ax2+bx+c,
∴4a﹣2b+c=0,
∵a=b,
∴2a+c=0,故③符合题意.
④由图象可知:二次函数y=ax2+bx+c的最小值小于0,
令y=1代入y=ax2+bx+c,
∴ax2+bx+c=1有两个不相同的解,故④不符合题意.
故选:D.
【点睛】本题考查二次函数的图像与系数的关系,解题的关键是正确地由图象得出a、b、c的数量关系,本题属于基础题型.
27.(2022·山东枣庄·中考真题)小明在学习“二次函数”内容后,进行了反思总结.如图,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)图像的一部分与x轴的一个交点坐标为(1,0),对称轴为直线x=﹣1,结合图像他得出下列结论:①ab>0且c>0;②a+b+c=0;③关于x的一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的两根分别为﹣3和1;④若点(﹣4,y1),(﹣2,y2),(3,y3)均在二次函数图像上,则y1<y2<y3;⑤3a+c<0,其中正确的结论有 .(填序号,多选、少选、错选都不得分)
【答案】①②③
【分析】由抛物线的对称轴的位置以及与y轴的交点可判断①;由抛物线过点(1,0),即可判断②;由抛物线的对称性可以判断③;根据各点与抛物线对称轴的距离大小可以判断④;对称轴可得b=2a,由抛物线过点(1,0),可判断⑤.
【详解】∵抛物线对称轴在y轴的左侧,
∴ab>0,
∵抛物线与y轴交点在x轴上方,
∴c>0,①正确;
∵抛物线经过(1,0),
∴a+b+c=0,②正确.
∵抛物线与x轴的一个交点坐标为(1,0),对称轴为直线x=﹣1,
∴另一个交点为(﹣3,0),
∴关于x的一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的两根分别为﹣3和1,③正确;
∵﹣1﹣(﹣2)<﹣1﹣(﹣4)<3﹣(﹣1),抛物线开口向下,
∴y2>y1>y3,④错误.
∵抛物线与x轴的一个交点坐标为(1,0),
∴a+b+c=0,
∵=﹣1,
∴b=2a,
∴3a+c=0,⑤错误.
故答案为:①②③.
【点睛】本题考查了二次函数图像与系数的关系,解题关键是掌握二次函数的性质,掌握二次函数与方程及不等式的关系.
28.(2023·山东烟台·中考真题)如图,抛物线的顶点的坐标为,与轴的一个交点位于0和1之间,则以下结论:①;②;③若图象经过点,则;④若关于的一元二次方程无实数根,则.其中正确结论的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】根据图象,分别得出a、b、c的符号,即可判断①;根据对称轴得出,再根据图象得出当时,,即可判断②;分别计算两点到对称轴的距离,再根据该抛物线开口向下,在抛物线上的点离对称轴越远,函数值越小,即可判断③;将方程移项可得,根据该方程无实数根,得出抛物线与直线没有交点,即可判断④.
【详解】解:①∵该抛物线开口向下,
∴,
∵该抛物线的对称轴在y轴左侧,
∴,
∵该抛物线于y轴交于正半轴,
∴,
∴,
故①正确,符合题意;
②∵,
∴该抛物线的对称轴为直线,则,
当时,,
把得:当时,,
由图可知:当时,,
∴,
故②不正确,不符合题意;
③∵该抛物线的对称轴为直线,
∴到对称轴的距离为,到对称轴的距离为,
∵该抛物线开口向下,
∴在抛物线上的点离对称轴越远,函数值越小,
∵,
∴,
故③正确,符合题意;
④将方程移项可得,
∵无实数根,
∴抛物线与直线没有交点,
∵,
∴.故④正确
综上:正确的有:①③④,共三个.
故选:C.
【点睛】本题主要考查了二次函数的图象和性质,解题的关键是掌握根据二次函数图象判断各系数的方法,熟练掌握二次函数的图象和性质.
29.(2024·山东泰安·中考真题)如图所示是二次函数的部分图象,该函数图象的对称轴是直线,图象与轴交点的纵坐标是2,则下列结论:①;②方程一定有一个根在和之间;③方程一定有两个不相等的实数根;④.其中,正确结论的个数有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【分析】本题主要考查的是图象法求一元二次方程的近似值、抛物线与x轴的交点、二次函数图象与系数的关系、二次函数与方程的关系等知识点,掌握二次函数的性质、二次函数图象与系数的关系是解题的关键.
根据抛物线与坐标轴的交点情况、二次函数与方程的关系、二次函数的性质逐个判断即可.
【详解】解:∵抛物线的对称轴为直线,
∴,
∴,
∴,故①正确;
∵抛物线的对称轴为直线,与x轴的一个交点在2、3之间,
∴与x轴的另一个交点在、0之间,
∴方程一定有一个根在和0之间,故②错误;
∵抛物线与直线有两个交点,
∴方程一定有两个不相等的实数根,故③正确;
∵抛物线与x轴的另一个交点在,0之间,
∴,
∵图象与y轴交点的纵坐标是2,
∴,
∴,
∴.故④错误.
综上,①③正确,共2个.
故选:B.
30.(2023·山东枣庄·中考真题)二次函数的图象如图所示,对称轴是直线,下列结论:①;②方程()必有一个根大于2且小于3;③若是抛物线上的两点,那么;④;⑤对于任意实数m,都有,其中正确结论的个数是( )
A.5 B.4 C.3 D.2
【答案】C
【分析】根据抛物线的开口方向,对称轴,与轴的交点位置,判断①;对称性判断②;增减性,判断③;对称轴和特殊点判断④;最值判断⑤.
【详解】解:∵抛物线开口向上,对称轴为直线,与轴交于负半轴,
∴,
∴;故①错误;
由图可知,抛物线与轴的一个交点的横坐标的取值范围为:,
∵抛物线关于直线对称,
∴抛物线与轴的一个交点的横坐标的取值范围为:,
∴方程()必有一个根大于2且小于3;故②正确;
∵,
∴抛物线上的点离对称轴的距离越远,函数值越大,
∵是抛物线上的两点,且,
∴;故③错误;
∵
∴,
由图象知:,,
∴;故④正确;
∵,对称轴为直线,
∴当时,函数值最小为:,
∴对于任意实数m,都有,
即:,
∴;故⑤正确;
综上:正确的有3个;
故选C.
【点睛】本题考查二次函数的图象和性质,正确的识图,熟练掌握二次函数的性质,是解题的关键.
31.(2024·山东烟台·中考真题)已知二次函数的与的部分对应值如下表:
下列结论:;关于的一元二次方程有两个相等的实数根;当时,的取值范围为;若点,均在二次函数图象上,则;满足的的取值范围是或.其中正确结论的序号为 .
【答案】
【分析】本题考查了二次函数的图象和性质, 利用待定系数法求出的值即可判断;利用根的判别式即可判断;利用二次函数的性质可判断;利用对称性可判断;画出函数图形可判断;掌握二次函数的图象和性质是解题的关键.
【详解】解:把,,代入得,
,
解得,
∴,故正确;
∵,,,
∴,
当时,,
∴,
∵,
∴关于的一元二次方程有两个相等的实数根,故正确;
∵抛物线的对称轴为直线,
∴抛物线的顶点坐标为,
又∵,
∴当时,随的增大而增大,当时,随的增大而减小,当时,函数取最大值,
∵与时函数值相等,等于,
∴当时, 的取值范围为,故错误;
∵,
∴点,关于对称轴对称,
∴,故正确;
由得,
即,
画函数和图象如下:
由,解得,,
∴,,
由图形可得,当或时,,即,故错误;
综上,正确的结论为,
故答案为:.
考点03 二次函数的综合应用
32.(2023·山东滨州·中考真题)如图,池中心竖直水管的顶端安一个喷水头,使喷出的抛物线形水柱在与池中心的水平距离为1m处达到最高,高度为3m,水柱落地处离池中心3m,水管的长为 米.
【答案】
【分析】由题意可得,抛物线的顶点为,经过点,设抛物线解析式为:,求解即可.
【详解】解:由题意可得,抛物线的顶点为,经过点,
设抛物线解析式为:
将代入可得:,解得
即
将代入得,,
故答案为:
【点睛】此题考查了二次函数的应用,解题的关键是理解题意,正确求得抛物线的解析式.
33.(2023·山东·中考真题)某学校为美化学校环境,打造绿色校园,决定用篱笆围成一个一面靠墙(墙足够长)的矩形花园,用一道篱笆把花园分为A,B两块(如图所示),花园里种满牡丹和芍药,学校已定购篱笆120米.
(1)设计一个使花园面积最大的方案,并求出其最大面积;
(2)在花园面积最大的条件下,A,B两块内分别种植牡丹和芍药,每平方米种植2株,知牡丹每株售价25元,芍药每株售价15元,学校计划购买费用不超过5万元,求最多可以购买多少株牡丹?
【答案】(1)长为60米,宽为20米时,有最大面积,且最大面积为1200平方米
(2)最多可以购买1400株牡丹
【分析】(1)设长为x米,面积为y平方米,则宽为米,可以得到y与x的函数关系式,配成顶点式求出函数的最大值即可;
(2)设种植牡丹的面积为a平方米,则种植芍药的面积为平方米,由题意列出不等式求得种植牡丹面积的最大值,即可解答.
【详解】(1)解:设长为x米,面积为y平方米,则宽为米,
∴,
∴当时,y有最大值是1200,
此时,宽为(米)
答:长为60米,宽为20米时,有最大面积,且最大面积为1200平方米.
(2)解:设种植牡丹的面积为a平方米,则种植芍药的面积为平方米,
由题意可得
解得:,
即牡丹最多种植700平方米,
(株),
答:最多可以购买1400株牡丹.
【点睛】本题考查二次函数的应用、一元一次不等式的应用,解题的关键是明确题意,找出所求问题需要的条件.
34.(2024·山东泰安·中考真题)如图,小明的父亲想用长为60米的栅栏,再借助房屋的外墙围成一个矩形的菜园,已知房屋外墙长40米,则可围成的菜园的最大面积是 平方米.
【答案】450
【分析】本题主要考查了二次函数的应用,熟练掌握并能灵活运用二次函数的性质是解题的关键.
设垂直于墙的边长为x米,则平行于墙的边长为米,又墙长为40米,从而可得,故,又菜园的面积,进而结合二次函数的性质即可解答.
【详解】解:由题意,设垂直于墙的边长为x米,则平行于墙的边长为米,
又墙长为40米,
∴.
∴.
菜园的面积,
∴当时,可围成的菜园的最大面积是450,即垂直于墙的边长为15米时,可围成的菜园的最大面积是450平方米.
故答案为:450.
35.(2023·山东·中考真题)城建部门计划修建一条喷泉步行通道.图1是项目俯视示意图.步行通道的一侧是一排垂直于路面的柱形喷水装置,另一侧是方形水池.图2是主视示意图.喷水装置的高度是2米,水流从喷头A处喷出后呈抛物线路径落入水池内,当水流在与喷头水平距离为2米时达到最高点B,此时距路面的最大高度为3.6米.为避免溅起的水雾影响通道上的行人,计划安装一个透明的倾斜防水罩,防水罩的一端固定在喷水装置上的点处,另一端与路面的垂直高度为1.8米,且与喷泉水流的水平距离为0.3米.点到水池外壁的水平距离米,求步行通道的宽.(结果精确到0.1米)参考数据:
【答案】3.2米
【分析】先以点O为坐标原点,所在直线为x轴,所在直线为y轴,建立平面直角坐标系,则,,设设抛物线的解析式为,把代入,求得,即,再求出点D的坐标,即可求解.
【详解】解:如图,建立平面直角坐标系,
由题意知:,,
∵抛物线的最高点B,
∴设抛物线的解析式为,
把代入,得,
解得,
∴抛物线的解析式为,
令,则,
解得:,
∴,
∴ (米),
答:步行通道的宽的长约为3.2米.
【点睛】本题考查抛物线的实际应用.熟练掌握用待定系数法求抛物线解析式和抛物线的图象性质是解题的关键.
36.(2022·山东青岛·中考真题)李大爷每天到批发市场购进某种水果进行销售,这种水果每箱10千克,批发商规定:整箱购买,一箱起售,每人一天购买不超过10箱;当购买1箱时,批发价为8.2元/千克,每多购买1箱,批发价每千克降低0.2元.根据李大爷的销售经验,这种水果售价为12元/千克时,每天可销售1箱;售价每千克降低0.5元,每天可多销售1箱.
(1)请求出这种水果批发价y(元/千克)与购进数量x(箱)之间的函数关系式;
(2)若每天购进的这种水果需当天全部售完,请你计算,李大爷每天应购进这种水果多少箱,才能使每天所获利润最大?最大利润是多少?
【答案】(1)且x为整数.
(2)李大爷每天应购进这种水果7箱,获得的利润最大,最大利润是140元.
【分析】(1)根据题意列出,得到结果.
(2)根据销售利润=销售量(售价-进价),利用(1)结果,列出销售利润w与x的函数关系式,即可求出最大利润.
【详解】(1)解:由题意得
∴批发价y与购进数量x之间的函数关系式是,且x为整数.
(2)解:设李大爷销售这种水果每天获得的利润为w元
则
∵
∴抛物线开口向下
∵对称轴是直线
∴当时,w的值随x值的增大而增大
∵x为正整数,∴此时,当时,
当时,w的值随x值的增大而减小
∵x为正整数,∴此时,当时,
∵
∴李大爷每天应购进这种水果7箱,获得的利润最大,最大利润是140元.
【点睛】本题考查了二次函数的性质在实际生活中的应用,最大销售利润的问题常利用二次函数的增减性来解答,解题关键是理解题意,确定变量,建立函数模型,然后结合实际选择最优方案进行解决.
37.(2024·山东烟台·中考真题)每年5月的第三个星期日为全国助残日,今年的主题是“科技助残,共享美好生活”,康宁公司新研发了一批便携式轮椅计划在该月销售,根据市场调查,每辆轮椅盈利200元时,每天可售出60辆;单价每降低10元,每天可多售出4辆.公司决定在成本不变的情况下降价销售,但每辆轮椅的利润不低于180元,设每辆轮椅降价x元,每天的销售利润为y元.
(1)求y与x的函数关系式;每辆轮椅降价多少元时,每天的销售利润最大?最大利润为多少元?
(2)全国助残日当天,公司共获得销售利润12160元,请问这天售出了多少辆轮椅?
【答案】(1),每辆轮椅降价20元时,每天的利润最大,为元
(2)这天售出了64辆轮椅
【分析】本题考查二次函数的实际应用,正确的列出函数关系式,是解题的关键:
(1)根据总利润等于单件利润乘以销量,列出二次函数关系式,再根据二次函数的性质求最值即可;
(2)令,得到关于的一元二次方程,进行求解即可.
【详解】(1)解:由题意,得:;
∵每辆轮椅的利润不低于180元,
∴,
∴,
∵,
∴当时,随的增大而增大,
∴当时,每天的利润最大,为元;
答:每辆轮椅降价20元时,每天的利润最大,为元;
(2)当时,,
解得:(不合题意,舍去);
∴(辆);
答:这天售出了64辆轮椅.
38.(2023·山东临沂·中考真题)综合与实践
问题情境
小莹妈妈的花卉超市以15元/盆的价格新购进了某种盆栽花卉,为了确定售价,小莹帮妈妈调查了附近A,B,C,D,E五家花卉店近期该种盆栽花卉的售价与日销售量情况,记录如下:
售价(元/盆)
日销售量(盆)
A
20
50
B
30
30
C
18
54
D
22
46
E
26
38
数据整理
(1)请将以上调查数据按照一定顺序重新整理,填写在下表中:
售价(元/盆)
日销售量(盆)
模型建立
(2)分析数据的变化规律,找出日销售量与售价间的关系;
拓广应用
(3)根据以上信息,小莹妈妈在销售该种花卉中,
①要想每天获得400元的利润,应如何定价?
②售价定为多少时,每天能够获得最大利润?
【答案】(1)见解析
(2)售价每涨价2元,日销售量少卖4盆
(3)①定价为每盆元或每盆元时,每天获得400元的利润;②售价定为元时,每天能够获得最大利润
【分析】(1)按照从小到大的顺序进行排列即可;
(2)根据表格数据,进行求解即可;
(3)①设定价应为元,根据题意,列出一元二次方程,进行求解即可;
②设每天的利润为,列出二次函数表示式,利用二次函数的性质,进行求解即可.
【详解】(1)解:按照售价从低到高排列列出表格如下:
售价(元/盆)
18
20
22
26
30
日销售量(盆)
54
50
46
38
30
(2)由表格可知,售价每涨价2元,日销售量少卖4盆;
(3)①设:定价应为元,由题意,得:
,
整理得:,
解得:,
∴定价为每盆元或每盆元时,每天获得400元的利润;
②设每天的利润为,由题意,得:
,
∴,
∵,
∴当时,有最大值为元.
答:售价定为元时,每天能够获得最大利润.
【点睛】本题考查一元二次方程和二次函数的实际应用.从表格中有效的获取信息,正确的列出方程和二次函数,是解题的关键.
39.(2024·山东青岛·中考真题)5月中旬,樱桃相继成熟,果农们迎来了繁忙的采摘销售季.为了解樱桃的收益情况,从第1天销售开始,小明对自己家的两处樱桃园连续15天的销售情况进行了统计与分析:
A樱桃园
第x天的单价、销售量与x的关系如下表:
单价(元/盒)
销售量(盒)
第1天
50
20
第2天
48
30
第3天
46
40
第4天
44
50
…
…
…
第x天
10x+10
第x天的单价与x近似地满足一次函数关系,已知每天的固定成本为745元.
B樱桃园
第x天的利润(元)与x的关系可以近似地用二次函数刻画,其图象如图:
(1)A樱桃园第x天的单价是______元/盒(用含x的代数式表示);
(2)求A樱桃园第x天的利润(元)与x的函数关系式;(利润单价销售量固定成本)
(3)①与x的函数关系式是______;
②求第几天两处樱桃园的利润之和(即)最大,最大是多少元?
(4)这15天中,共有______天B樱桃园的利润比A樱桃园的利润大.
【答案】(1)
(2)
(3)①;②第10天两处樱桃园的利润之和(即)最大,最大是4800元;
(4)4
【分析】本题主要考查了二次函数的实际应用,一次函数的实际应用:
(1)设出对应的函数解析式,利用待定系数法求解即可;
(2)根据(1)所求结合利润单价销售量固定成本进行求解即可;
(3)①利用待定系数法求解即可;②根据前面所求求出的结果,再利用二次函数的性质求解即可;
(4)根据题意建立不等式,求出不等式的正整数解即可得到答案.
【详解】(1)解:第天的单价与满足的一次函数关系式为,
把代入中得,
∴,
∴第天的单价与满足的一次函数关系式为,
∴A樱桃园第x天的单价是元/盒,
故答案为:;
(2)解:由题意得,
(3)解:①把代入中得:,
解得,
∴;
②∵,,
∴
,
∵,且(x为正整数),
∴当时,有最大值,最大值为4800,
∴第10天两处樱桃园的利润之和(即)最大,最大是4800元;
(4)解:当时,则,
∴,
∴,
∴,
∵x的正整数解有4个,
∴这15天中,共有4天B樱桃园的利润比A樱桃园的利润大.
40.(2024·山东潍坊·中考真题)【问题提出】
在绿化公园时,需要安装一定数量的自动喷洒装置,定时喷水养护,某公司准备在一块边长为的正方形草坪(如图1)中安装自动喷洒装置,为了既节约安装成本,又尽可能提高喷洒覆盖率,需要设计合适的安装方案.
说明:一个自动喷洒装置的喷洒范围是半径为的圆面.喷洒覆盖率,为待喷洒区域面积,为待喷洒区域中的实际喷洒面积.
【数学建模】
这个问题可以转化为用圆面覆盖正方形面积的数学问题.
【探索发现】
(1)如图2,在该草坪中心位置设计安装1个喷洒半径为的自动喷洒装置,该方案的喷洒覆盖率______.
(2)如图3,在该草坪内设计安装4个喷洒半径均为的自动喷洒装置;如图4,设计安装9个喷洒半径均为3m的自动喷洒装置;,以此类推,如图5,设计安装个喷洒半径均为的自动喷洒装置.与(1)中的方案相比,采用这种增加装置个数且减小喷洒半径的方案,能否提高喷洒覆盖率?请判断并给出理由.
(3)如图6所示,该公司设计了用4个相同的自动喷洒装置喷洒的方案,且使得该草坪的喷洒覆盖率.已知正方形各边上依次取点F,G,H,E,使得,设,的面积为,求关于的函数表达式,并求当取得最小值时的值.
【问题解决】
(4)该公司现有喷洒半径为的自动喷洒装置若干个,至少安装几个这样的喷洒装置可使该草坪的喷洒覆盖率?(直接写出结果即可)
【答案】(1);(2)不能,理由见解析;(3);当取得最小值时;(4)
【分析】(1)根据定义,分别计算圆的面积与正方形的面积,即可求解;
(2)根据(1)的方法求得喷洒覆盖率即可求解;
(3)根据勾股定理求得的关系,进而根据圆的面积公式得出函数关系式,根据二次函数的性质,即可求解;
(4)根据(3)的结论可得当圆为正方形的外接圆时,面积最小,则求得半径为的圆的内接正方形的边长为,进而将草坪分为个正方形,即可求解.
【详解】(1)当喷洒半径为时,喷洒的圆面积.
正方形草坪的面积.
故喷洒覆盖率.
(2)对于任意的,喷洒面积,而草坪面积始终为.
因此,无论取何值,喷洒覆盖率始终为.
这说明增加装置个数同时减小喷洒半径,对提高喷洒覆盖率不起作用.
(3)如图所示,连接,
要使喷洒覆盖率,即要求,其中为草坪面积,为喷洒面积.
∴都经过正方形的中心点,
在中,,,
∵
∴,
在中,
∴
∴
∴当时,取得最小值,此时
解得:
(4)由(3)可得,当的面积最小时,此时圆为边长为的正方形的外接圆,
则当时,圆的内接正方形的边长为
而草坪的边长为,,即将草坪分为个正方形,将半径为的自动喷洒装置放置于9个正方形的中心,此时所用装置个数最少,
∴至少安装个这样的喷洒装置可使该草坪的喷洒覆盖率
【点睛】本题考查了正方形与圆综合问题,二次函数的应用;本题要求我们先理解和计算喷洒覆盖率,然后通过调整喷洒装置的数量和喷洒半径来分析喷洒覆盖率的变化,最后在一个特定的条件下找出喷洒面积和喷洒半径之间的函数关系.解决此类问题的关键在于将实际问题转化为数学问题,即如何将喷洒覆盖率的计算问题转化为面积计算和函数求解问题.同时,在解决具体问题时,需要灵活运用已知的数学知识,如圆的面积公式,正方形面积公式,以及函数解析式求解等.最后,还需要注意将数学计算结果还原为实际问题的解决方案.
41.(2024·山东潍坊·中考真题)在光伏发电系统运行时,太阳能板(如图1)与水平地面的夹角会对太阳辐射的接收产生直接影响.某地区工作人员对日平均太阳辐射量(单位:)和太阳能板与水平地面的夹角进行统计,绘制了如图2所示的散点图,已知该散点图可用二次函数刻画.
(1)求关于的函数表达式;
(2)该地区太阳能板与水平地面的夹角为多少度时,日平均太阳辐射量最大?
(3)图3是该地区太阳能板安装后的示意图(此时,太阳能板与水平地面的夹角使得日平均太阳辐射量最大),为太阳能板与水平地面的夹角,为支撑杆.已知,是的中点,.在延长线上选取一点,在两点间选取一点,测得,在两点处分别用测角仪测得太阳能板顶端的仰角为,,该测角仪支架的高为1m.求支撑杆的长.(精确到m,参考数据:,)
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】本题主要考查待定系数法求二次函数解析式以及二次函数的图像和性质,解直角三角形,熟练掌握二次函数的图像和性质是解题的关键.
(1)设关于的函数表达式为,将图中的点代入即可求出答案;
(2)求出二次函数的对称轴,在对称轴处取最值;
(3)延长与过点作的线交于点,令,根据三角函数进行计算,求出即可得到答案.
【详解】(1)解:设关于的函数表达式为,
将代入,
得,
解得,
;
(2)解:根据函数解析式得函数对称轴,
故阳能板与水平地面的夹角为度时,日平均太阳辐射量最大;
(3)解:,
延长与过点作的线交于点,令,
,,
,
,
,
,
,
延长交与点,
,
,
,
,
,
.
42.(2024·山东潍坊·中考真题)2024年6月,某商场为了减少夏季降温和冬季供暖的能源消耗,计划在商场的屋顶和外墙建造隔热层,其建造成本(万元)与隔热层厚度满足函数表达式:.预计该商场每年的能源消耗费用(万元)与隔热层厚度满足函数表达式:,其中.设该商场的隔热层建造费用与未来8年能源消耗费用之和为(万元).
(1)若万元,求该商场建造的隔热层厚度;
(2)已知该商场未来8年的相关规划费用为(万元),且,当时,求隔热层厚度的取值范围.
【答案】(1)该商场建造的隔热层厚度为
(2)
【分析】本题主要考查了一次函数的性质,二次函数的性质以及解一元二次方程,掌握一次函数的性质,二次函数的性质以及解一元二次方程,弄清楚题意是解题的关键.
(1)根据题意可以得出,再令,解一元二次方程求解即可;
(2)将(1)中代入,可得出与的关系式,然后利用一次函数的性质,即可求出的取值范围.
【详解】(1)由题意得:
整理得,
当时,则,
解得:.
,
不符合题意,舍去,
该商场建造的隔热层厚度为6.
(2)由(1)得,
,
.
,
随的增大而增大,
当时,,解得;
当时,,解得;
的取值范围为.
43.(2023·山东青岛·中考真题)许多数学问题源于生活.雨伞是生活中的常用物品,我们用数学的眼光观察撑开后的雨伞(如图①)、可以发现数学研究的对象——抛物线.在如图②所示的直角坐标系中,伞柄在y轴上,坐标原点O为伞骨,的交点.点C为抛物线的顶点,点A,B在抛物线上,,关于y轴对称.分米,点A到x轴的距离是分米,A,B两点之间的距离是4分米.
(1)求抛物线的表达式;
(2)分别延长,交抛物线于点F,E,求E,F两点之间的距离;
(3)以抛物线与坐标轴的三个交点为顶点的三角形面积为,将抛物线向右平移个单位,得到一条新抛物线,以新抛物线与坐标轴的三个交点为顶点的三角形面积为.若,求m的值.
【答案】(1);
(2)
(3)2或4;
【分析】(1)根据题意得到,,,设抛物线的解析式为代入求解即可得到答案;
(2)分别求出,所在直线的解析式,求出与抛物线的交点F,E即可得到答案;
(3)求出抛物线与坐标轴的交点得到,表示出新抛物线找到交点得到,根据面积公式列方程求解即可得到答案;
【详解】(1)解:设抛物线的解析式为,由题意可得,
,,,
∴,,
把点A坐标代入所设解析式中得:,
解得:,
∴;
(2)解:设的解析式为:,的解析式为:,
分别将,代入得,
,,
解得:,,
∴的解析式为:,的解析式为:,
联立直线解析式与抛物线得:,
解得(舍去),
同理,解,得(舍去),
∴,,
∴E,F两点之间的距离为:;
(3)解:当时,,
解得:,
∴,
∵抛物线向右平移个单位,
∴,
当时,,
当时,,解得:,
∴,
∵,
∴,
解得:,(不符合题意舍去),,(不符合题意舍去),
综上所述:m等于2或4;
【点睛】本题考查二次函数综合应用,解题的关键是熟练掌握函数与坐标轴的交点求法及平移的规律:左加右减,上加下减.
44.(2022·山东临沂·中考真题)第二十四届冬奥会在北京成功举办,我国选手在跳台滑雪项目中夺得金牌.在该项目中,首先沿着跳台助滑道飞速下滑,然后在起跳点腾空,身体在空中飞行至着陆坡着陆,再滑行到停止区终止本项目.主要考核运动员的飞行距离和动作姿态,某数学兴趣小组对该项目中的数学问题进行了深入研究:
下图为该兴趣小组绘制的赛道截面图,以停止区CD所在水平线为x轴,过起跳点A与x轴垂直的直线为y轴,O为坐标原点,建立平面直角坐标系.着陆坡AC的坡角为30°,.某运动员在A处起跳腾空后,飞行至着陆坡的B处着陆,.在空中飞行过程中,运动员到x轴的距离与水平方向移动的距离具备二次函数关系,其解析式为.
(1)求b、c的值;
(2)进一步研究发现运动员在飞行过程中,其水平方向移动的距离与飞行时间具备一次函数关系,当运动员在起跳点腾空时,,;空中飞行5s后着陆.
①求x关于t的函数解析式;
②当t为何值时,运动员离着陆坡的竖直距离h最大,最大值是多少?
【答案】(1),
(2)① ②时,最大,为
【分析】(1)根据题中所给信息,得出,,利用待定系数法列出关于的二元一次方程组求解即可得出结论;
(2)①根据题意得到当运动员在起跳点腾空时,;空中飞行5s后着陆,,设出一次函数表达式,利用待定系数法求出函数关系式即可;②作轴交抛物线于,交于,利用待定系数法确定直线的函数表达式,再由(1)得出抛物线表达式,求出,表示出运动员离着陆坡的竖直距离,根据抛物线的性质得出当时,有最大值为.
【详解】(1)解:过作于,于,如图所示:
,
着陆坡AC的坡角为30°,即,
,
在中,,
则,
,
,即,,
将,代入得,解得;
(2)解:①由(1)知,根据运动员在飞行过程中,其水平方向移动的距离与飞行时间具备一次函数关系,设一次函数关系式为,
当运动员在起跳点腾空时,;空中飞行5s后着陆,,
,解得,
水平方向移动距离与飞行时间的一次函数关系式为;
②作轴交抛物线于,交于,如图所示:
设直线的表达式为,将,代入得,解得,即直线的表达式为,
由(1)知抛物线表达式为,
,
运动员离着陆坡的竖直距离,
由可知抛物线开口向下,当时,有最大值为.
【点睛】本题考查用二次函数及一次函数解决实际问题,涉及到待定系数法确定函数关系式、二次函数的图像与性质、二次函数求最值等知识,熟练掌握二次函数的图像与性质是解决问题的关键.
考点04 二次函数与最值
45.(2023·山东泰安·中考真题)二次函数的最大值是 .
【答案】
【分析】利用配方法把二次函数一般式化为顶点式,即可求解.
【详解】解:利用配方法,将一般式化成顶点式:
二次函数开口向下,
顶点处取最大值,
即当时,最大值为.
故答案为:.
【点睛】本题考查二次函数的相关知识.将一般式化为顶点式,顶点处取到最值.其中配方法是解决问题的关键,也是易错点.
46.(2023·山东济南·中考真题)定义:在平面直角坐标系中,对于点,当点满足时,称点是点的“倍增点”,已知点,有下列结论:
①点,都是点的“倍增点”;
②若直线上的点A是点的“倍增点”,则点的坐标为;
③抛物线上存在两个点是点的“倍增点”;
④若点是点的“倍增点”,则的最小值是.
其中,正确结论的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】①根据题目所给“倍增点”定义,分别验证即可;②点,根据“倍增点”定义,列出方程,求出a的值,即可判断;③设抛物线上点是点的“倍增点”,根据“倍增点”定义列出方程,再根据判别式得出该方程根的情况,即可判断;④设点,根据“倍增点”定义可得,根据两点间距离公式可得,把代入化简并配方,即可得出的最小值为,即可判断.
【详解】解:①∵,,
∴,
∴,则是点的“倍增点”;
∵,,
∴,
∴,则是点的“倍增点”;
故①正确,符合题意;
②设点,
∵点A是点的“倍增点”,
∴,
解得:,
∴,
故②不正确,不符合题意;
③设抛物线上点是点的“倍增点”,
∴,整理得:,
∵,
∴方程有两个不相等实根,即抛物线上存在两个点是点的“倍增点”;
故③正确,符合题意;
④设点,
∵点是点的“倍增点”,
∴,
∵,,
∴
,
∵,
∴的最小值为,
∴的最小值是,
故④正确,符合题意;
综上:正确的有①③④,共3个.
故选:C.
【点睛】本题主要考查了新定义,解一元一次方程,一元二次方程根的判别式,两点间的距离公式,解题的关键是正确理解题目所给“倍增点”定义,根据定义列出方程求解.
考点05 二次函数中的几何求解
47.(2018·浙江金华·中考真题)如图,抛物线y=ax2+bx(a<0)过点E(10,0),矩形ABCD的边AB在线段OE上(点A在点B的左边),点C,D在抛物线上.设A(t,0),当t=2时,AD=4.
(1)求抛物线的函数表达式.
(2)当t为何值时,矩形ABCD的周长有最大值?最大值是多少?
(3)保持t=2时的矩形ABCD不动,向右平移抛物线.当平移后的抛物线与矩形的边有两个交点G,H,且直线GH平分矩形的面积时,求抛物线平移的距离.
【答案】(1);(2)当t=1时,矩形ABCD的周长有最大值,最大值为;(3)抛物线向右平移的距离是4个单位.
【分析】(1)由点E的坐标设抛物线的交点式,再把点D的坐标(2,4)代入计算可得;
(2)由抛物线的对称性得BE=OA=t,据此知AB=10-2t,再由x=t时AD=,根据矩形的周长公式列出函数解析式,配方成顶点式即可得;
(3)由t=2得出点A、B、C、D及对角线交点P的坐标,由直线GH平分矩形的面积知直线GH必过点P,根据AB∥CD知线段OD平移后得到的线段是GH,由线段OD的中点Q平移后的对应点是P知PQ是△OBD中位线,据此可得.
【详解】(1)设抛物线解析式为,
当时,,
点的坐标为,
将点坐标代入解析式得,
解得:,
抛物线的函数表达式为;
(2)由抛物线的对称性得,
,
当时,,
矩形的周长
,
,
,
,
当时,矩形的周长有最大值,最大值为;
(3)如图,
当时,点、、、的坐标分别为、、、,
矩形对角线的交点的坐标为,
直线平分矩形的面积,
点是和的中点,
,
由平移知,
是的中位线,
,
所以抛物线向右平移的距离是4个单位.
【点睛】本题主要考查二次函数的综合问题,解题的关键是掌握待定系数法求函数解析式、二次函数的性质及平移变换的性质等知识点.
48.(2023·山东烟台·中考真题)如图,抛物线与轴交于两点,与轴交于点.抛物线的对称轴与经过点的直线交于点,与轴交于点.
(1)求直线及抛物线的表达式;
(2)在抛物线上是否存在点,使得是以为直角边的直角三角形?若存在,求出所有点的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)以点为圆心,画半径为2的圆,点为上一个动点,请求出的最小值.
【答案】(1)直线的解析式为;抛物线解析式为
(2)存在,点M的坐标为或 或
(3)
【分析】(1)根据对称轴,,得到点A及B的坐标,再利用待定系数法求解析式即可;
(2)先求出点D的坐标,再分两种情况:①当时,求出直线的解析式为,解方程组,即可得到点M的坐标;②当时,求出直线的解析式为,解方程组,即可得到点M的坐标;
(3)在上取点,使,连接,证得,又,得到,推出,进而得到当点C、P、F三点共线时,的值最小,即为线段的长,利用勾股定理求出即可.
【详解】(1)解:∵抛物线的对称轴,,
∴,
将代入直线,得,
解得,
∴直线的解析式为;
将代入,得
,解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)存在点,
∵直线的解析式为,抛物线对称轴与轴交于点.
∴当时,,
∴,
①当时,
设直线的解析式为,将点A坐标代入,
得,
解得,
∴直线的解析式为,
解方程组,
得或,
∴点M的坐标为;
②当时,
设直线的解析式为,将代入,
得,
解得,
∴直线的解析式为,
解方程组,
解得或,
∴点M的坐标为 或
综上,点M的坐标为或 或;
(3)如图,在上取点,使,连接,
∵,
∴,
∵,、
∴,
又∵,
∴,
∴,即,
∴,
∴当点C、P、F三点共线时,的值最小,即为线段的长,
∵,
∴,
∴的最小值为.
【点睛】此题是一次函数,二次函数及圆的综合题,掌握待定系数法求函数解析式,直角三角形的性质,勾股定理,相似三角形的判定和性质,求两图象的交点坐标,正确掌握各知识点是解题的关键.
49.(2023·山东聊城·中考真题)如图①,抛物线与x轴交于点,,与y轴交于点C,连接AC,BC.点P是x轴上任意一点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点Q在抛物线上,若以点A,C,P,Q为顶点,AC为一边的四边形为平行四边形时,求点Q的坐标;
(3)如图②,当点从点A出发沿x轴向点B运动时(点P与点A,B不重合),自点P分别作,交AC于点E,作,垂足为点D.当m为何值时,面积最大,并求出最大值.
【答案】(1)
(2)点Q坐标,或或;
(3)时,有最大值,最大值为.
【分析】(1)将,代入,待定系数法确定函数解析式;
(2)由二次函数,求得点,设点,点,分类讨论:当为边,为对角线时,当为边,为对角线时,运用平行四边形对角线互相平分性质,构建方程求解;
(3)如图,过点D作,过点E作,垂足为G,F,
可证,;运用待定系数法求直线解析式,直线 解析式;设点,,则,,,,运用解直角三角形,中,,,中,,可得,,;中,,可得,,,,于是,从而确定时,最大值为.
【详解】(1)将,代入,得
,解得
∴抛物线解析式为:
(2)二次函数,当时,
∴点
设点,点,
当为边,为对角线时,
∵四边形为平行四边形,
∴,互相平分
∴解得,(舍去)或
点Q坐标;
当为边,为对角线时,
同理得,
解得,或,
∴
∴点Q坐标或
综上,点Q坐标,或或;
(3)如图,过点D作,过点E作,垂足为G,F,
∵,
∴
∴
∵
∴,同理可得
设直线的解析式为:
则,解得
∴直线:
同理由点,,可求得直线 :
设点,,
则,,,
中,,
∴,
中,
∴,解得,
∴
∵
∴;
中,
∴,解得,
∴
∵
∴
∴,
即.
∵
∴时,,有最大值,最大值为.
【点睛】本题考查待定系数法确定函数解析式,平行四边形的性质,一元二次方程求解,解直角三角形,结合动点运动情况,分类讨论是解题的关键.
50.(2023·山东·中考真题)如图,直线交轴于点,交轴于点,对称轴为的抛物线经过两点,交轴负半轴于点.为抛物线上一动点,点的横坐标为,过点作轴的平行线交抛物线于另一点,作轴的垂线,垂足为,直线交轴于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若,当为何值时,四边形是平行四边形?
(3)若,设直线交直线于点,是否存在这样的值,使?若存在,求出此时的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,或
【分析】(1)利用待定系数法求函数解析式;
(2)结合平行四边形的性质,通过求直线的函数解析式,列方程求解;
(3)分3种情况求解:当时;当时;当时;根据,确定点坐标,从而利用一次函数图象上点的特征计算求解.
【详解】(1)解:在直线中,当时,,当时,,
∴点,点,
设抛物线的解析式为,
把点,点代入可得,
解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:由题意,,
∴,
当四边形是平行四边形时,,
∴,
∴,,
设直线的解析式为,
把代入可得,
解得,
∴直线的解析式为,
又∵过点作轴的平行线交抛物线于另一点,且抛物线对称轴为,
∴
∴,
解得(不合题意,舍去),;
(3)解:存在,理由如下.
由题意,,
∴,.
当时,点P在x轴的上方,
∵,
∴点E为线段的中点,
∴,,
∴,
代入整理得,,
解得(不合题意,舍去),.
当时,点P在x轴上,此时点E与点M重合,所以此种情况不存在;
当时,点P在x轴的下方,点E在射线上,
如图,设线段的中点为R,
∴,,
∴.
∵,
∴M为的中点,
∴,,
∴,
代入整理得,,
解得(不合题意,舍去),.
综上可知,存在或,使.
【点睛】本题考查一次函数和二次函数的综合应用,掌握待定系数法求函数解析式,利用数形结合思想和方程思想解题是关键.
51.(2023·山东·中考真题)已知抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点,其对称轴为.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图1,点D是线段上的一动点,连接,将沿直线翻折,得到,当点恰好落在抛物线的对称轴上时,求点D的坐标;
(3)如图2,动点P在直线上方的抛物线上,过点P作直线的垂线,分别交直线,线段于点E,F,过点F作轴,垂足为G,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由题易得c的值,再根据对称轴求出b的值,即可解答;
(2)过作x轴的垂线,垂足为H求出A和B的坐标,得到,,由,推出,解直角三角形得到的长,即可解答;
(3)求得所在直线的解析式为,设,设所在直线的解析式为:,得,令,解得,分别表示出和,再对进行化简计算,配方成顶点式即可求解.
【详解】(1)解:抛物线与y轴交于点,
∴,
∵对称轴为,
∴,,
∴抛物线的解析式为;
(2)如图,过作x轴的垂线,垂足为H,
令,
解得:,
∴,,
∴,
由翻折可得,
∵对称轴为,
∴,
∵,
∴,
∴,
在中,,
∴;
(3)设所在直线的解析式为,
把B、C坐标代入得:,
解得,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴直线与x轴所成夹角为,
设,
设所在直线的解析式为:,
把点P代入得,
∴,
令,则,
解得,
∴
∴
∵点P在直线上方,
∴,
∴当时,的最大值为.
【点睛】本题考查了二次函数综合问题,利用数形结合的思想是解题的关键.
52.(2023·山东日照·中考真题)在平面直角坐标系内,抛物线交y轴于点C,过点C作x轴的平行线交该抛物线于点D.
(1)求点C,D的坐标;
(2)当时,如图1,该抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),点P为直线上方抛物线上一点,将直线沿直线翻折,交x轴于点,求点P的坐标;
(3)坐标平面内有两点,以线段为边向上作正方形.
①若,求正方形的边与抛物线的所有交点坐标;
②当正方形的边与该抛物线有且仅有两个交点,且这两个交点到x轴的距离之差为时,求a的值.
【答案】(1),
(2)
(3)①,,;②
【分析】(1)先求出,再求出抛物线对称轴,根据题意可知C、D关于抛物线对称轴对称,据此求出点D的坐标即可;
(2)先求出,如图,设上与点M关于直线对称的点为,由轴对称的性质可得,利用勾股定理建立方程组,解得或(舍去),则,求出直线的解析式为,然后联立,解得或,则;
(3)分图3-1,图3-2,图3-3三种情况,利用到x轴的距离之差即为纵坐标之差结合正方形的性质列出方程求解即可.
【详解】(1)解:在中,当时,,
∴,
∵抛物线解析式为,
∴抛物线对称轴为直线,
∵过点C作x轴的平行线交该抛物线于点D,
∴C、D关于抛物线对称轴对称,
∴;
(2)解:当时,抛物线解析式为,
当,即,解得或,
∴;
如图,设上与点M关于直线对称的点为,
由轴对称的性质可得,
∴,
解得:,即
∴,
∴,
解得或(舍去),
∴,
∴,
设直线的解析式为,
∴,
∴,
∴直线的解析式为,
联立,解得或
∴;
(3)解:①当时,抛物线解析式为,,
∴,
∴,,
当时,,
∴抛物线恰好经过;
∵抛物线对称轴为直线,
由对称性可知抛物线经过,
∴点时抛物线与正方形的一个交点,
又∵点F与点D重合,
∴抛物线也经过点;
综上所述,正方形的边与抛物线的所有交点坐标为,,;
②如图3-1所示,当抛物线与分别交于T、D,
∵当正方形的边与该抛物线有且仅有两个交点,且这两个交点到x轴的距离之差为,
∴点T的纵坐标为,
∴,
∴,
解得(舍去)或;
如图3-2所示,当抛物线与分别交于T、S,
∵当正方形的边与该抛物线有且仅有两个交点,且这两个交点到x轴的距离之差为,
∴,
解得(舍去,因为此时点F在点D下方)
如图3-3所示,当抛物线与分别交于T、S,
∵当正方形的边与该抛物线有且仅有两个交点,且这两个交点到x轴的距离之差为,
∴,
∴,
∴,
解得或(舍去);
当时,,
当 时,,
∴不符合题意;
综上所述,.
【点睛】本题主要考查了二次函数综合,勾股定理,轴对称的性质,正方形的性质等等,利用分类讨论和数形结合的思想求解是解题的关键.
53.(2023·山东泰安·中考真题)如图1,二次函数的图象经过点.
(1)求二次函数的表达式;
(2)若点P在二次函数对称轴上,当面积为5时,求P坐标;
(3)小明认为,在第三象限抛物线上有一点D,使;请判断小明的说法是否正确,如果正确,请求出D的坐标;如果不正确,请说明理由.
【答案】(1)
(2)或
(3)正确,
【分析】(1)直接运用待定系数法求解即可;
(2)首先求出直线解析式,然后通过设点坐标,并表示对应点坐标,从而利用“割补法”计算的面积表达式并建立方程求解即可;
(3)首先连接,,设与对称轴交点为,对称轴与轴交点为,连接,延长与对称轴交于点,根据已知信息求出,然后推出,从而在中求出,确定出点坐标,再求出直线解析式,通过与抛物线解析式联立,求出交点的坐标即可.
【详解】(1)解:将代入得:
,解得:,
∴抛物线解析式为:;
(2)解:由抛物线可知,其对称轴为直线,,
设直线解析式为:,
将,代入解得:,
∴直线解析式为:,
此时,如图所示,作轴,交于点,
∵点P在二次函数对称轴上,
∴设,则,
∴,
∴,
∵要使得面积为5,
∴,解得:或,
∴的坐标为或;
(3)解:正确,,理由如下:
如图所示,连接,,设与对称轴交点为,对称轴与轴交点为,连接,延长与对称轴交于点,
由(1)、(2)可得,,
∴,,
根据抛物线的对称性,,
∴,,
∵,
∴,
∴,
在中,,
∵且,
∴,
∴,
即:在中,,
∵,
∴,
∴,
设直线解析式为:,
将、代入解得:,
∴直线解析式为:,
联立,解得:或(不合题,舍去)
∴小明说法正确,D的坐标为.
【点睛】本题考查二次函数综合问题,包括“割补法”计算面积,以及解直角三角形等,掌握二次函数的性质,并熟练运用解三角形的方法进行数形结合分析是解题关键.
54.(2023·山东济南·中考真题)在平面直角坐标系中,正方形的顶点,在轴上,,.抛物线与轴交于点和点.
(1)如图1,若抛物线过点,求抛物线的表达式和点的坐标;
(2)如图2,在(1)的条件下,连接,作直线,平移线段,使点的对应点落在直线上,点的对应点落在抛物线上,求点的坐标;
(3)若抛物线与正方形恰有两个交点,求的取值范围.
【答案】(1),;
(2);
(3)或
【分析】(1)将点,代入抛物线,利用待定系数法求出抛物线的表达式,再令,求出值,即可得到点的坐标;
(2)设直线的表达式为,将点,代入解析式,利用待定系数法求出直线的表达式为:,设点,根据平移的性质,得到点,将点P代入,求出的值,即可得到点的坐标;
(3)根据正方形和点C的坐标,得出,,,将代入,求得,进而得到顶点坐标,分两种情况讨论:①当抛物线顶点在正方形内部时,②当抛物线与直线交点在点上方,且与直线交点在点下方时,分别列出不等式组求解,即可得到答案.
【详解】(1)解:抛物线过点,
,解得:,
抛物线表达式为,
当时,,
解得:(舍去),,
;
(2)解:设直线的表达式为,
直线过点,,
,解得:,
直线的表达式为:,
点在抛物线上,
设点,
,,且由平移得到,
点向左平移2个单位,向上平移3个单位得到点,
点在直线上,
将代入,
,
整理得:,
解得:,(舍去),
当时,
点坐标为;
(3)解:四边形是正方形,,
,,
,
点A和点D的横坐标为,点B和点C的横坐标为2,
将代入,得:,
,
顶点坐标为,
①如图,当抛物线顶点在正方形内部时,与正方形有两个交点,
,解得:;
②如图,当抛物线与直线交点在点上方,且与直线交点在点下方时,与正方形有两个交点,
,解得:,
综上所述,的取值范围为或.
【点睛】本题是二次函数综合题,考查了二次函数的图象和性质,待定系数法求函数解析式,平移的性质,函数图像上点的坐标特征,抛物线与直线交点问题,解一元二次方程,解一元一次不等式组等知识,利用分类讨论的思想,熟练掌握二次函数的图象和性质是解题关键.
55.(2023·山东淄博·中考真题)如图,一条抛物线经过的三个顶点,其中为坐标原点,点,点在第一象限内,对称轴是直线,且的面积为18
(1)求该抛物线对应的函数表达式;
(2)求点的坐标;
(3)设为线段的中点,为直线上的一个动点,连接,,将沿翻折,点的对应点为.问是否存在点,使得以,,,为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出所有符合条件的点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,点的坐标为或或或
【分析】(1)根据对称轴为直线,将点代入,进而待定系数法求解析式即可求解;
(2)设,过点作轴交于点,过点作交于点,继而表示出的面积,根据的面积为,解方程,即可求解.
(3)先得出直线的解析式为,设,当为平行四边形的对角线时,可得,当为平行四边形的对角线时,,进而建立方程,得出点的坐标,即可求解.
【详解】(1)解:∵对称轴为直线,
∴①,
将点代入得,
∴②,
联立①②得,,
∴解析式为;
(2)设,如图所示,过点作轴交于点,过点作交于点,
∴,,
则,
∴
解得:或(舍去),
(3)存在点,使得以,,,为顶点的四边形是平行四边形,理由如下:
∵,
∴,
设直线的解析式为,
∴,解得:,
∴直线的解析式为,
设,
如图所示,当BP为平行四边形的对角线时,,
,
∵,
∴,
由对称性可知,,
∴,
∴
解得:
∴点的坐标为或
如图3,当为平行四边形的对角线时,,,
由对称性可知,,
∴,
∴,
解得:或,
∴点的坐标为或
综上所述,点的坐标为或或或.
【点睛】本题考查二次函数的图象及性质,熟练掌握二次函数的图象及性质,平行四边形的性质,轴对称的性质是解题的关键.
56.(2022·山东滨州·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴相交于点A、B(点A在点B的左侧),与y轴相交于点C,连接.
(1)求线段AC的长;
(2)若点Р为该抛物线对称轴上的一个动点,当时,求点P的坐标;
(3)若点M为该抛物线上的一个动点,当为直角三角形时,求点M的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)或或或
【分析】(1)根据解析式求出A,B,C的坐标,然后用勾股定理求得AC的长;
(2)求出对称轴为x=1,设P(1,t),用t表示出PA2和PC2的长度,列出等式求解即可;
(3)设点M(m,m2-2m-3),分情况讨论,当,,分别列出等式求解即可.
【详解】(1)与x轴交点:
令y=0,解得,
即A(-1,0),B(3,0),
与y轴交点:
令x=0,解得y=-3,
即C(0,-3),
∴AO=1,CO=3,
∴;
(2)抛物线的对称轴为:x=1,
设P(1,t),
∴,,
∴
∴t=-1,
∴P(1,-1);
(3)设点M(m,m2-2m-3),
,
,
,
①当时,
,
解得,(舍),,
∴M(1,-4);
②当时,
,
解得,,(舍),
∴M(-2,5);
③当时,
,
解得,,
∴M或;
综上所述:满足条件的M为或或或.
【点睛】本题是二次函数综合题,考查了与坐标轴交点、线段求值、存在直角三角形等知识,解题的关键是学会分类讨论的思想,属于中考压轴题.
57.(2022·山东泰安·中考真题)若二次函数的图象经过点,,其对称轴为直线,与x轴的另一交点为C.
(1)求二次函数的表达式;
(2)若点M在直线上,且在第四象限,过点M作轴于点N.
①若点N在线段上,且,求点M的坐标;
②以为对角线作正方形(点P在右侧),当点P在抛物线上时,求点M的坐标.
【答案】(1)
(2)①;②
【分析】(1)利用待定系数解答,即可求解;
(2)①先求出直线的表达式为,然后设点N的坐标为.可得.可得到,.再由,即可求解;②连接与交与点E.设点M的坐标为,则点N的坐标为
根据正方形的性质可得E的坐标为,进而得到P的坐标.再由点P在抛物线上,即可求解.
【详解】(1)解:二次函数的图象经过点,
.
又抛物线经过点,对称轴为直线,
解得∶
抛物线的表达式为.
(2)解∶①设直线的表达式为.
点A,B的坐标为,,
∴, 解得∶ ,
直线的表达式为.
根据题意得∶点C与点关于对称轴直线对称,
.
设点N的坐标为.
轴,
.
∴
.
,
解,得.
点M的坐标;
②连接与交与点E.
设点M的坐标为,则点N的坐标为
四边形是正方形,
,,.
∵MN⊥x轴,
轴.
E的坐标为.
.
.
∴P的坐标.
点P在抛物线上,
.
解,得,.
点P在第四象限,
舍去.
即.
点M坐标为.
【点睛】本题主要考查了二次函数的综合题,熟练掌握二次函数的图形和性质,正方形的性质,一次函数的图象和性质是解题的关键.
58.(2022·山东烟台·中考真题)如图,已知直线y=x+4与x轴交于点A,与y轴交于点C,抛物线y=ax2+bx+c经过A,C两点,且与x轴的另一个交点为B,对称轴为直线x=﹣1.
(1)求抛物线的表达式;
(2)D是第二象限内抛物线上的动点,设点D的横坐标为m,求四边形ABCD面积S的最大值及此时D点的坐标;
(3)若点P在抛物线对称轴上,是否存在点P,Q,使以点A,C,P,Q为顶点的四边形是以AC为对角线的菱形?若存在,请求出P,Q两点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=﹣x2﹣x+4
(2)S最大=,D(﹣,5)
(3)存在,Q(﹣2,)
【分析】(1)先求得A,C,B三点的坐标,将抛物线设为交点式,进一步求得结果;
(2)作DF⊥AB于F,交AC于E,根据点D和点E坐标可表示出DE的长,进而表示出三角形ADC的面积,进而表示出S的函数关系式,进一步求得结果;
(3)根据菱形性质可得PA=PC,进而求得点P的坐标,根据菱形性质,进一步求得点Q坐标.
【详解】(1)解:当x=0时,y=4,
∴C (0,4),
当y=0时,x+4=0,
∴x=﹣3,
∴A (﹣3,0),
∵对称轴为直线x=﹣1,
∴B(1,0),
∴设抛物线的表达式:y=a(x﹣1)•(x+3),
∴4=﹣3a,
∴a=﹣,
∴抛物线的表达式为:y=﹣(x﹣1)•(x+3)=﹣x2﹣x+4;
(2)如图1,
作DF⊥AB于F,交AC于E,
∴D(m,﹣﹣m+4),E(m,m+4),
∴DE=﹣﹣m+4﹣(m+4)=﹣m2﹣4m,
∴S△ADC=OA=•(﹣m2﹣4m)=﹣2m2﹣6m,
∵S△ABC===8,
∴S=﹣2m2﹣6m+8=﹣2(m+)2+,
∴当m=﹣时,S最大=,
当m=﹣时,y=﹣=5,
∴D(﹣,5);
(3)设P(﹣1,n),
∵以A,C,P,Q为顶点的四边形是以AC为对角线的菱形,
∴PA=PC,
即:PA2=PC2,
∴(﹣1+3)2+n2=1+(n﹣4)2,
∴n=,
∴P(﹣1,),
∵xP+xQ=xA+xC,yP+yQ=yA+yC
∴xQ=﹣3﹣(﹣1)=﹣2,yQ=4﹣=,
∴Q(﹣2,).
【点睛】本题考查了二次函数及其图象性质,勾股定理,菱形性质等知识,解决问题的关键是熟练掌握相关二次函数和菱形性质
59.(2022·山东枣庄·中考真题)如图①,已知抛物线L:y=x2+bx+c的图象经过点A(0,3),B(1,0),过点A作ACx轴交抛物线于点C,∠AOB的平分线交线段AC于点E,点P是抛物线上的一个动点.
(1)求抛物线的关系式;
(2)若动点P在直线OE下方的抛物线上,连结PE、PO,当△OPE面积最大时,求出P点坐标;
(3)将抛物线L向上平移h个单位长度,使平移后所得抛物线的顶点落在△OAE内(包括△OAE的边界),求h的取值范围;
(4)如图②,F是抛物线的对称轴l上的一点,在抛物线上是否存在点P,使△POF成为以点P为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,直接写出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)抛物线的解析式为:y=x2﹣4x+3
(2)P点坐标为(,)
(3)h的取值范围为3≤h≤4
(4)存在,点P的坐标是(,)或(,)或(,)或(,)
【分析】(1)利用待定系数法可得抛物线的解析式;
(2)过P作PGy轴,交OE于点G,设P(m,m2﹣4m+3),根据OE的解析式表示点G的坐标,表示PG的长,根据面积和可得△OPE的面积,利用二次函数的最值可得其最大值;
(3)求出原抛物线的对称轴和顶点坐标以及对称轴与OE的交点坐标、与AE的交点坐标,用含h的代数式表示平移后的抛物线的顶点坐标,列出不等式组求出h的取值范围;
(4)存在四种情况:作辅助线,构建全等三角形,证明△OMP≌△PNF,根据|OM|=|PN|,列方程可得点P的坐标;同理可得其他图形中点P的坐标.
【详解】(1)解:∵抛物线L:y=x2+bx+c的图象经过点A(0,3),B(1,0),
∴ ,
解得,
∴抛物线的解析式为:y=x2﹣4x+3;
(2)如图1,过P作PGy轴,交OE于点G,
设P(m,m2﹣4m+3),
∵OE平分∠AOB,∠AOB=90°,
∴∠AOE=45°,
∴△AOE是等腰直角三角形,
∴AE=OA=3,
∴E(3,3),
设直线OE的解析式为y=kx,把点(3,3)代入得,
3=3k,
解得k=1,
∴直线OE的解析式为:y=x,
∴G(m,m),
∴PG=m﹣(m2﹣4m+3)=﹣m2+5m﹣3,
∴S△OPE=S△OPG+S△EPG
PG•AE
3×(﹣m2+5m﹣3)
(m2﹣5m+3)
(m)2,
∵0,
∴当m时,△OPE面积最大,
此时m2﹣4m+3=,
∴P点坐标为(,);
(3)由y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,得抛物线l的对称轴为直线x=2,顶点为(2,﹣1),
抛物线L向上平移h个单位长度后顶点为F(2,﹣1+h).
设直线x=2交OE于点M,交AE于点N,则N(2,3),如图2,
∵直线OE的解析式为:y=x,
∴M(2,2),
∵点F在△OAE内(包括△OAE的边界),
∴2≤﹣1+h≤3,
解得3≤h≤4;
(4)设P(m,m2﹣4m+3),分四种情况:
①当P在对称轴的左边,且在x轴下方时,如图3,过P作MN⊥y轴,交y轴于M,交l于N,
∴∠OMP=∠PNF=90°,
∵△OPF是等腰直角三角形,
∴OP=PF,∠OPF=90°,
∴∠OPM+∠NPF=∠PFN+∠NPF=90°,
∴∠OPM=∠PFN,
∴△OMP≌△PNF(AAS),
∴OM=PN,
∵P(m,m2﹣4m+3),
则﹣m2+4m﹣3=2﹣m,
解得:m或,
∵m>2,不合题意,舍去,
∴m,
此时m2﹣4m+3=,
∴P的坐标为(,);
②当P在对称轴的左边,且在x轴上方时,
同理得:2﹣m=m2﹣4m+3,
解得:m1或m2,
∵>2,不合题意,舍去,
∴m=,
此时m2﹣4m+3=,
∴P的坐标为(,);
③当P在对称轴的右边,且在x轴下方时,如图4,过P作MN⊥x轴于N,过F作FM⊥MN于M,
同理得△ONP≌△PMF,
∴PN=FM,
则﹣m2+4m﹣3=m﹣2,
解得:m1或m2;
∵<2,不合题意,舍去,
∴m=,
此时m2﹣4m+3=,
P的坐标为(,);
④当P在对称轴的右边,且在x轴上方时,如图5,
同理得m2﹣4m+3=m﹣2,
解得:m或(舍),
P的坐标为:(,);
综上所述,点P的坐标是:(,)或(,)或(,)或(,).
【点睛】本题属于二次函数综合题,主要考查了二次函数的综合应用,二次函数的图象与性质及图形的平移,全等三角形的判定与性质以及解一元二次方程的方法,运用分类讨论思想和方程的思想是解决问题的关键.
60.(2022·山东菏泽·中考真题)如图,抛物线与x轴交于两点,与y轴交于点,连接AC、BC.
(1)求抛物线的表达式;
(2)将沿AC所在直线折叠,得到,点B的对应点为D,直接写出点D的坐标.并求出四边形OADC的面积;
(3)点P是抛物线上的一动点,当时,求点P的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【分析】(1)直接利用待定系数法求抛物线解析式即可;
(2)先利用勾股定理的逆定理证明为直角三角形,再根据折叠的性质得出点B、C、D三点共线,继而通过证明,利用相似三角形的性质即可得出点D的坐标,根据四边形OADC的面积进行求解即可;
(3)分两种情况讨论:当点P在x轴上方时,当点P在x轴下方时,分别求解即可.
【详解】(1)将,,代入抛物线,得
,解得,
所以,抛物线的表达式为;
(2)如图,过点D作DE⊥x轴于E,
,
∵,,,
,
,
为直角三角形且,
将沿AC所在直线折叠,得到,点B的对应点为D,
此时,点B、C、D三点共线,BC=DC,,
,
,
,
,
,
∴四边形OADC的面积
;
(3)
当点P在x轴上方时,
∵,
∴轴,
点P的纵坐标为4,即,
解得或0(舍去)
;
当点P在x轴下方时,设直线CP交x轴于F,
∵,
∴,
设,则,
在中,由勾股定理得,
即,
解得,
,
,
∴设直线CF的解析式为,
即,解得,
∴直线CF的解析式为,
令,解得或0(舍去),
当时,
;
综上,或.
【点睛】本题考查了二次函数的综合题目,涉及待定系数法求二次函数解析式,勾股定理的逆定理,折叠的性质,相似三角形的判定和性质,求一次函数的解析式,等腰三角形的性质等知识,熟练掌握知识点并能够灵活运用是解题的关键.
61.(2022·山东东营·中考真题)如图,抛物线与x轴交于点,点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的表达式;
(2)在对称轴上找一点Q,使的周长最小,求点Q的坐标;
(3)点P是抛物线对称轴上的一点,点M是对称轴左侧抛物线上的一点,当是以为腰的等腰直角三角形时,请直接写出所有点M的坐标.
【答案】(1)
(2)(1,-2)
(3)(-1,0)或(,-2)或(,2)
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)先求出点C的坐标和抛物线的对称轴,如图所示,作点C关于直线的对称点E,连接AE,EQ,则点E的坐标为(2,-3),根据轴对称最短路径可知AE与抛物线对称轴的交点即为点Q;
(3)分两种情况当∠BPM=90°和当∠PBM=90°两种情况讨论求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线与x轴交于点,点,
∴,
∴,
∴抛物线解析式为;
(2)解:∵抛物线解析式为,与y轴交于点C,
∴抛物线对称轴为直线,点C的坐标为(0,-3)
如图所示,作点C关于直线的对称点E,连接AE,EQ,则点E的坐标为(2,-3),
由轴对称的性质可知CQ=EQ,
∴△ACQ的周长=AC+AQ+CQ,
要使△ACQ的周长最小,则AQ+CQ最小,即AQ+QE最小,
∴当A、Q、E三点共线时,AQ+QE最小,
设直线AE的解析式为,
∴,
∴,
∴直线AE的解析式为,
当时,,
∴点Q的坐标为(1,-2);
(3)解: 如图1所示,当点P在x轴上方,∠BPM=90°时,过点P作轴,过点M作MF⊥EF于F,过点B作BE⊥EF于E,
∵△PBM是以PB为腰的等腰直角三角形,
∴PA=PB,∠MFP=∠PEB=∠BPM=90°,
∴∠FMP+∠FPM=∠FPM+∠EPB=90°,
∴∠FMP=∠EPB,
∴△FMP≌△EPB(AAS),
∴PE=MF,BE=PF,
设点P的坐标为(1,m),
∴,
∴,,
∴点M的坐标为(1-m,m-2),
∵点M在抛物线上,
∴,
∴,
∴,
解得或(舍去),
∴点M的坐标为(-1,0);
同理当当点P在x轴下方,∠BPM=90°时可以求得点M的坐标为(-1,0);
如图2所示,当点P在x轴上方,∠PBM=90°时,过点B作轴,过点P作PE⊥EF于E,过点M作MF⊥EF于F,设点P的坐标为(1,m),
同理可证△PEB≌△BFM(AAS),
∴,
∴点M的坐标为(3-m,-2),
∵点M在抛物线上,
∴,
∴,
∴,
解得或(舍去),
∴点M的坐标为(,-2);
如图3所示,当点P在x轴下方,∠PBM=90°时,
同理可以求得点M的坐标为(,2);
综上所述,当△PMB是以PB为腰的等腰直角三角形时,点M的坐标为(-1,0)或(,-2)或(,2).
【点睛】本题主要考查了待定系数法求二次函数解析式,二次函数综合,一次函数与几何综合,全等三角形的性质与判定等等,熟知二次函数的相关知识是解题的关键.
62.(2024·山东济南·中考真题)在平面直角坐标系中,抛物线经过点,顶点为;抛物线,顶点为.
(1)求抛物线的表达式及顶点的坐标;
(2)如图1,连接,点是拋物线对称轴右侧图象上一点,点是拋物线上一点,若四边形是面积为12的平行四边形,求的值;
(3)如图2,连接,点是抛物线对称轴左侧图像上的动点(不与点重合),过点作交轴于点,连接,求面积的最小值.
【答案】(1),
(2)
(3)
【分析】(1)利用待定系数法求解出抛物线的解析式,再转化为顶点式,即可得到顶点坐标;
(2)连接,过点作轴,交延长线于点,过点作,垂足为,与轴交于,设点的横坐标为.设直线的表达式为,解方程组得到直线的表达式为,则,求得,求得于是得到,解方程得到,根据平移的性质得到,将代入,解方程即可;
(3)过作轴,垂足为,过点作轴,过点作轴,与交于点,设且,求得抛物线的顶点,得到,推出,解方程得到当时,,根据三角形的面积公式即可得到结论.
【详解】(1)解:抛物线过点
得
解得
抛物线的表达式为
顶点;
(2)解:如图,连接,过点作轴,交延长线于点,过点作,垂足为,与轴交于,设点的横坐标为.
设直线的表达式为
由题意知
解得
直线的表达式为
的面积为12
,
,
解得(舍)
点先向右平移1个单位长度,再向下平移1个单位长度,得到点
将代入
得
解得.
(3)解:如图,过作轴,垂足为,过点作轴,过点作轴,与交于点,设且
抛物线的顶点
,
易得
当时,
点横坐标最小值为,此时点到直线距离最近,的面积最小
最近距离即边上的高,高为:
面积的最小值为.
【点睛】本题是二次函数的综合题,考查了待定系数法求函数的解析式,平行四边形的性质,平移的性质,等腰三角形的判定和性质,三角形的面积的计算,正确地找出辅助线是解题的关键.
63.(2022·山东聊城·中考真题)如图,在直角坐标系中,二次函数的图象与x轴交于A,B两点,与y轴交于点,对称轴为直线,顶点为点D.
(1)求二次函数的表达式;
(2)连接DA,DC,CB,CA,如图①所示,求证:;
(3)如图②,延长DC交x轴于点M,平移二次函数的图象,使顶点D沿着射线DM方向平移到点且,得到新抛物线,交y轴于点N.如果在的对称轴和上分别取点P,Q,使以MN为一边,点M,N,P,Q为顶点的四边形是平行四边形,求此时点Q的坐标.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)点或(5,-8)
【分析】(1)根据抛物线对称轴和点C坐标分别确定b和c的值,进而求得结果;
(2)根据点A,D,C坐标可得出AD,AC,CD的长,从而推出三角形ADC为直角三角形,进而得出∠DAC和∠BCO的正切值相等,从而得出结论;
(3)先得出y1的顶点,进而得出先抛物线的表达式,从而求得M和N的坐标,点M,N,P,Q为顶点的四边形是平行四边形分为▱MNQP和▱MNPQ,根据M,N和点P的横坐标可以得出Q点的横坐标,进而求得结果.
【详解】(1)解:由题意得,
,
∴,
∴二次函数的表达式为:;
(2)证明:∵当时,,
∴,
由得,
,,
∴,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;
(3)解:如图,
作轴于E,作轴于F,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴的关系式为:,
由得,
或,
∴,
当时,,
∴,
设,
当四边形是平行四边形时,
∴,,
∴Q点的横坐标为,
当时,,
∴,
当四边形是平行四边形时,
同理可得:点Q横坐标为:5,
当时,,
∴,
综上所述:点或(5,).
【点睛】本题考查了求二次函数的表达式,勾股定理的逆定理,相似三角形的判定和性质,平行四边形的性质和分类等知识,解决问题的关键熟练掌握有关基础知识.
64.(2024·山东东营·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,点是抛物线上的一个动点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)当点在直线下方的抛物线上时,过点作轴的平行线交于点,设点的横坐标为t,的长为,请写出关于的函数表达式,并写出自变量的取值范围;
(3)连接,交于点,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)用待定系数法求出函数解析式即可;
(2)先求出,再用待定系数法求出直线的解析式为:,可得出,,从而可得,再求出自变量取值范围即可;
(3)分四种情形:当时,作,交于,可得出,从而,进而得出,进一步得出结果;当,和时,可得出没有最大值.
【详解】(1)解:抛物线与轴交于,两点,
,
解得,
该抛物线的解析式为:;
(2)解:二次函数中,令,则,
,
设直线的解析式为:.将,代入得到:
,解得,
直线的解析式为:,
过点作轴的平行线交于点,设点的横坐标为t,
,,
,
点在直线下方的抛物线上,
;
(3)解:如图1,
当时,
作,交于,
,
,
把代入得,
,
,
,
当时,,
,
,
如图2,
当时,
此时,
,
时,随着的增大而增大,
没有最大值,
没有最大值,
如图3,
当时,
,
当时,随着的增大而减小,
没有最大值,
没有最大值,
如图4,
当时,
由上可知,
没有最大值,
综上所述:当时,.
【点睛】本题考查了二次函数及其图象的性质,求一次函数的解析式,相似三角形的判定和性质等知识,解决问题的关键是分类讨论.
65.(2024·山东济宁·中考真题)已知二次函数的图像经过,两点,其中a,b,c为常数,且.
(1)求a,c的值;
(2)若该二次函数的最小值是,且它的图像与x轴交于点A,B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.
①求该二次函数的解析式,并直接写出点A,B的坐标;
②如图,在y轴左侧该二次函数的图像上有一动点P,过点P作x轴的垂线,垂足为D,与直线交于点E,连接,,.是否存在点P,使?若存在,求此时点P的横坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),
(2)①该二次函数的解析式为:;,
②存在,P点横坐标为:或或
【分析】(1)先求得,则可得和关于对称轴对称,由此可得,进而可求得;
(2)①根据抛物线顶点坐标公式得,由此可求得,进而可得抛物线的表达式为,进而可得,;
②分两种情况进行讨论:当点P在点A右侧时,当点P在点A左侧时,分别画出图形,求出点P的坐标即可.
【详解】(1)解:∵的图像经过,
∴,
∴和关于对称轴对称,
∴,
,
,
∴,.
(2)解:①∵,,
∴,
∵,
∵解得,
∵,且,
∴,
∴,
∴该二次函数的解析式为:,
当时,,
解得,,
∴, .
②设直线的表达式为:,
则,
解得,
∴直线的表达式为:,
当点P在点A右侧时,作于F,如图所示:
设,则,,
则,
,
,
∵,,,
∴
,
∵,
,
解得:,,
∴点P横坐标为或;
当点P在点A左侧时,作于F,如图所示:
设,则,,
则,
,
,
∵,,,
∴
,
∵,
,
解得:,(舍去),
∴点P横坐标为,
综上所述,P点横坐标为:或或.
【点睛】本题考查了二次函数与一次函数综合,二次函数与几何综合,利用待定系数法求二次函数和一次函数的表达式.熟练掌握“三角形面积水平宽铅锤高”是解题的关键.
考点06 二次函数与一次、反比例函数
66.(2023·山东潍坊·中考真题)为研究某种化学试剂的挥发情况,某研究团队在两种不同的场景下做对比实验,收集了该试剂挥发过程中剩余质量y(克)随时间x(分钟)变化的数据(),并分别绘制在直角坐标系中,如下图所示.
(1)从,,中,选择适当的函数模型分别模拟两种场景下随变化的函数关系,并求出相应的函数表达式;
(2)查阅文献可知,该化学试剂发挥作用的最低质量为3克.在上述实验中,该化学试剂在哪种场景下发挥作用的时间更长?
【答案】(1)场景A中随变化的函数关系为,场景B中随变化的函数关系为
(2)场景B
【分析】(1)由图象可知,场景A中随变化的函数关系为,将,代入,进而可得;场景B中随变化的函数关系为,将代入,进而可得;
(2)场景A中当时,;场景B中,将代入,解得,,判断作答即可.
【详解】(1)解:由图象可知,场景A中随变化的函数关系为,
将,代入,得,
解得,
∴;
场景B中随变化的函数关系为,
将,代入,得,解得,
∴;
(2)解:场景A中当时,;
场景B中,将代入,得,解得,
∵,
∴该化学试剂在场景A下发挥作用的时间更长.
【点睛】本题考查了函数图象,一次函数解析式,二次函数解析式.解题的关键在于对知识的熟练掌握与灵活运用.
67.(2022·山东潍坊·中考真题)某市在盐碱地种植海水稻获得突破性进展,小亮和小莹到海水稻种植基地调研.小莹根据水稻年产量数据,分别在直角坐标系中描出表示2017-2021年①号田和②号田年产量情况的点(记2017年为第1年度,横轴表示年度,纵轴表示年产量),如下图.
小亮认为,可以从y=kx+b(k>0) ,y=(m>0) ,y=−0.1x2+ax+c中选择适当的函数模型,模拟①号田和②号田的年产量变化趋势.
(1)小莹认为不能选.你认同吗?请说明理由;
(2)请从小亮提供的函数模型中,选择适当的模型分别模拟①号田和②号田的年产量变化趋势,并求出函数表达式;
(3)根据(2)中你选择的函数模型,请预测①号田和②号田总年产量在哪一年最大?最大是多少?
【答案】(1)认同,理由见解析
(2)①号田的函数关系式为y=0.5x+1(k>0);②号田的函数关系式为y=−0.1x2+x+1;
(3)在2023年或2024年总年产量最大,最大是7.6吨.
【分析】(1)根据年产量变化情况,以及反比例函数的性质即可判断;
(2)利用待定系数法求解即可;
(3)设总年产量为w,依题意得w=−0.1x2+x+1+0.5x+1,利用二次函数的性质即可求解.
【详解】(1)解:认同,理由如下:
观察①号田的年产量变化:每年增加0.5吨,呈一次函数关系;
观察②号田的年产量变化:经过点(1,1.9),(2,2.6),(3,3.1),
∵1×1.9=1.9,2×2.6=5.2,1.9≠5.2,
∴不是反比例函数关系,
小莹认为不能选是正确的;
(2)解:由(1)知①号田符合y=kx+b(k>0),
由题意得,
解得:,
∴①号田的函数关系式为y=0.5x+1(k>0);
检验,当x=4时,y=2+1=3,符合题意;
②号田符合y=−0.1x2+ax+c,
由题意得,
解得:,
∴②号田的函数关系式为y=−0.1x2+x+1;
检验,当x=4时,y=-1.6+4+1=3.4,符合题意;
(3)解:设总年产量为w,
依题意得:w=−0.1x2+x+1+0.5x+1=−0.1x2+1.5x+2
=−0.1(x2-15x+-)+2
=−0.1(x-7.5)2+7.625,
∵−0.1<0,∴当x=7.5时,函数有最大值,
∴在2023年或2024年总年产量最大,最大是7.6吨.
【点睛】本题考查了二次函数和一次函数的应用,待定系数法求函数式,二次函数的性质,反比例函数的性质,理解题意,利用二次函数的性质是解题的关键.
68.(2022·山东菏泽·中考真题)根据如图所示的二次函数的图象,判断反比例函数与一次函数的图象大致是( )
A. B.C. D.
【答案】A
【分析】先根据二次函数的图象,确定a、b、c的符号,再根据a、b、c的符号判断反比例函数y与一次函数y=bx+c的图象经过的象限即可.
【详解】解:由二次函数图象可知a>0,c<0,
由对称轴x0,可知b<0,
所以反比例函数y的图象在一、三象限,
一次函数y=bx+c经过二、三、四象限.
故选:A.
【点睛】本题主要考查二次函数图象的性质、一次函数的图象的性质、反比例函数图象的性质,关键在于通过二次函数图象推出a、b、c的取值范围.
考点07 二次函数中的运动
69.(2022·山东烟台·中考真题)如图1,△ABC中,∠ABC=60°,D是BC边上的一个动点(不与点B,C重合),DEAB,交AC于点E,EFBC,交AB于点F.设BD的长为x,四边形BDEF的面积为y,y与x的函数图象是如图2所示的一段抛物线,其顶点P的坐标为(2,3),则AB的长为 .
【答案】
【分析】根据抛物线的对称性知,BC=4,作FH⊥BC于H,当BD=2时,▱BDEF的面积为3,则此时BF=,AB=2BF,即可解决问题.
【详解】解:∵抛物线的顶点为(2,3),过点(0,0),
∴x=4时,y=0,
∴BC=4,
作FH⊥BC于H,当BD=2时,▱BDEF的面积为3,
∵3=2FH,
∴FH=,
∵∠ABC=60°,
∴BF==,
∵DEAB,
∴AB=2BF=,
故答案为:.
【点睛】本题主要考查了动点的函数图象问题,抛物线的对称性,平行四边形的性质,特殊角的三角函数值等知识,求出BC=4是解题的关键.
70.(2022·山东济南·中考真题)抛物线与x轴交于,两点,与y轴交于点C,直线y=kx-6经过点B.点P在抛物线上,设点P的横坐标为m.
(1)求抛物线的表达式和t,k的值;
(2)如图1,连接AC,AP,PC,若△APC是以CP为斜边的直角三角形,求点P的坐标;
(3)如图2,若点P在直线BC上方的抛物线上,过点P作PQ⊥BC,垂足为Q,求的最大值.
【答案】(1),,t=3,
(2)点
(3)
【分析】(1)分别把代入抛物线解析式和一次函数的解析式,即可求解;
(2)作轴于点,根据题意可得,从而得到,,再根据,可求出m,即可求解;
(3)作轴交于点,过点作轴于点,则,再根据,可得,,然后根据,可得,从而得到,在根据二次函数的性质,即可求解.
【详解】(1)解:∵在抛物线上,
∴,
∴,
∴抛物线解析式为,
当时,,
∴,(舍),
∴.
∵在直线上,
∴,
∴,
∴一次函数解析式为.
(2)解:如图,作轴于点,
对于,令x=0,则y=-6,
∴点C(0,-6),即OC=6,
∵A(3,0),
∴OA=3,
∵点P的横坐标为m.
∴,
∴,,
∵∠CAP=90°,
∴,
∵,
∴,
∵∠AOC=∠AMP=90°,
∴,
∴,
∴,即,
∴(舍),,
∴,
∴点.
(3)解:如图,作轴交于点,过点作轴于点,
∵,
∴点,
∴,
∵PN⊥x轴,
∴PN∥y轴,
∴∠PNQ=∠OCB,
∵∠PQN=∠BOC=90°,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,,
∵EN⊥y轴,
∴EN∥x轴,
∴,
∴,即
∴,
∴,
∴,
∴当时,的最大值是.
【点睛】本题主要考查了二次函数的综合题,熟练掌握二次函数的图象和性质,相似三角形的判定和性质,利用数形结合思想解答是解题的关键,是中考的压轴题.
71.(2023·山东枣庄·中考真题)如图,抛物线经过两点,并交x轴于另一点B,点M是抛物线的顶点,直线AM与y轴交于点D.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)若点H是x轴上一动点,分别连接MH,DH,求的最小值;
(3)若点P是抛物线上一动点,问在对称轴上是否存在点Q,使得以D,M,P,Q为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出所有满足条件的点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,或或
【分析】(1)待定系数法求出函数解析式即可;
(2)作点关于轴的对称点,连接,与轴的交点即为点,进而得到的最小值为的长,利用两点间距离公式进行求解即可;
(3)分,,分别为对角线,三种情况进行讨论求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线经过两点,
∴,解得:,
∴;
(2)∵,
∴,
设直线,
则:,解得:,
∴,
当时,,
∴;
作点关于轴的对称点,连接,
则:,,
∴当三点共线时,有最小值为的长,
∵,,
∴,
即:的最小值为:;
(3)解:存在;
∵,
∴对称轴为直线,
设,,
当以D,M,P,Q为顶点的四边形是平行四边形时:
①为对角线时:,
∴,
当时,,
∴,
∴;
②当为对角线时:,
∴,
当时,,
∴,
∴;
③当为对角线时:,
∴,
当时,,
∴,
∴;
综上:当以D,M,P,Q为顶点的四边形是平行四边形时,或或.
【点睛】本题考查二次函数的综合应用,是中考常见的压轴题.正确的求出函数解析式,熟练掌握二次函数的性质,利用数形结合和分类讨论的思想进行求解,是解题的关键.
72.(2024·山东济南·中考真题)如图1,是等边三角形,点在边上,,动点以每秒1个单位长度的速度从点出发,沿折线匀速运动,到达点后停止,连接.设点的运动时间为,为.当动点沿匀速运动到点时,与的函数图象如图2所示.有以下四个结论:
①;
②当时,;
③当时,;
④动点沿匀速运动时,两个时刻,分别对应和,若,则.其中正确结论的序号是( )
A.①②③ B.①② C.③④ D.①②④
【答案】D
【分析】由图知当动点沿匀速运动到点时,,作于点,利用解直角三角形和勾股定理,即可得到,即可判断①,当时,证明是等边三角形,即可判断②,当时,且时,最小,求出最小值即可判断③,利用勾股定理分别表示出和进行比较,即可判断④.
【详解】解:由图知当动点沿匀速运动到点时,,
作于点,
是等边三角形,点在边上,,
,,
,,
,
,
故①正确;
当时,,,
,
是等边三角形,
,
,
故②正确;
当时,且时,最小,
,,
,
最小为,即能取到,
故③错误;
动点沿匀速运动时,
,,
,,,
当时,,
;
当时,,,
;
,
;
同理,当时,,
,
,
,
;
故④正确;
综上所述,正确的有①②④,
故选:D.
【点睛】本题考查了二次函数综合,等边三角形性质,解直角三角形,勾股定理,涉及到动点问题、读懂函数图象、正确理解题意,利用数形结合求解是解本题的关键.
73.(2024·山东烟台·中考真题)如图,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,,,对称轴为直线,将抛物线绕点旋转后得到新抛物线,抛物线与轴交于点,顶点为,对称轴为直线.
(1)分别求抛物线和的表达式;
(2)如图,点的坐标为,动点在直线上,过点作轴与直线交于点,连接,.求的最小值;
(3)如图,点的坐标为,动点在抛物线上,试探究是否存在点,使?若存在,请直接写出所有符合条件的点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),
(2)
(3)存在,或
【分析】(1)先求出点A、B、C坐标,再用待定系数法求出抛物线的表达式,求出其顶点坐标,由旋转可知抛物线的二次项系数为原来的相反数,顶点坐标与抛物线的顶点坐标关于原点对称,即可求解;
(2)将点F向右平移2个单位至,则,,过点D作直线的对称点为,连接,则四边形为平行四边形,则,,因此,即可求解;
(3)当点P在直线右侧抛物线上时,可得,作H关于直线的对称点,则点在直线上,可求直线的表达式为,联立, 解得:或(舍),故;当点P在直线左侧抛物线上时,延长交y轴于点N,作的垂直平分线交于点Q,交y轴于点M,过点E作轴于点K,则,可得,可证明出,由,得,设,则,,在和中,由勾股定理得,解得:或(舍),所以,可求直线表达式为:,联立,解得:或(舍),故.
【详解】(1)解:设对称轴与x轴交于点G,
由题意得,
∵对称轴为直线,
∴,
∴,
∴,
将A、B、C分别代入,
得:,
解得:,
∴,
∴,顶点为
∵抛物线绕点旋转后得到新抛物线,
∴抛物线的,顶点为,
∴的表达式为:,即
(2)解:将点F向右平移2个单位至,则,,过点D作直线的对称点为,连接,
∴,
∵,
∴直线为直线,
∵轴,
∴,
对于抛物线,令,则,
∴,
∵点D与点关于直线对称,
∴点,
∵轴,,
∴四边形为平行四边形,
∴,
∴,
当点三点共线时,取得最小值,
而,
∴的最小值为;
(3)解:当点P在直线右侧抛物线上时,如图:
∵抛物线,
∴
∵轴,
∴,
∵,
∴,
∴,
作H关于直线的对称点,则点在直线上,
∵点的坐标为,直线:,
∴,
设直线的表达式为:,
代入,,
得:,
解得:,
∴直线的表达式为,
联立,得:,
解得:或(舍),
∴;
②当点P在直线左侧抛物线上时,延长交y轴于点N,作的垂直平分线交于点Q,交y轴于点M,过点E作轴于点K,则,如图:
∵垂直平分,
∴,
∴,
∴,
∵
∴,
∴,
由点
得:,
∵,
∴,
∴,
∴,
设,
∴,,
在和中,由勾股定理得,
∴,
解得:或(舍)
∴,
∴,
∴,
设直线表达式为:,
代入点N,E,
得:,
解得:
∴直线表达式为:,
联立,
得:,
整理得:
解得:或(舍),
∴,
综上所述,或.
【点睛】本题是一道二次函数与角度有关的综合题,考查了待定系数法求函数解析式,三角形三边关系求最值,平行四边形的判定与性质,中心对称图形的性质,勾股定理,相似三角形的判定与性质,熟练掌握知识点,正确添加辅助线是解决本题的关键.
74.(2022·山东淄博·中考真题)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴相交于A,B两点(点A在点B的左侧),顶点D(1,4)在直线l:y=x+t上,动点P(m,n)在x轴上方的抛物线上.
(1)求这条抛物线对应的函数表达式;
(2)过点P作PM⊥x轴于点M,PN⊥l于点N,当1<m<3时,求PM+PN的最大值;
(3)设直线AP,BP与抛物线的对称轴分别相交于点E,F,请探索以A,F,B,G(G是点E关于x轴的对称点)为顶点的四边形面积是否随着P点的运动而发生变化,若不变,求出这个四边形的面积;若变化,说明理由.
【答案】(1)y =x²+2x+3
(2)最大值
(3)定值16
【分析】(1)利用顶点式可得结论;
(2)如图,设直线l交x轴于点T,连接PT,BD,BD交PM于点J,设,,推出最大时,的值最大,求出四边形DTBP的面积的最大值,可得结论;
(3)如图,设,求出直线AP,BP的解析式,可得点E,F的坐标,求出FG的长,可得结论.
【详解】(1)解:∵抛物线的顶点为D(1,4),
∴根据顶点式,抛物线的解析式为;
(2)解:如图,设直线l交x轴于点T,连接PT,BD,
BD交PM于点J,设,
点,在直线l:上,
∴,
∴,
∴直线DT的解析式为,
令,得到,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴最大时,的值最大,
∵,,
∴直线BD的解析式为,
∴,
∴,
∵
,
∵二次项系数,
∴时,最大,最大值为11,
∴的最大值;
(3)解:四边形AFBG的面积不变.
理由:如图,设,
∵,,
∴直线AP的解析式为,
∴,
∵E,G关于x轴对称,
∴,
∴直线PB的解析式为,
∴,
∴,
∴四边形AFBG的面积,
∴四边形AFBG的面积是定值.
【点睛】本题属于二次函数综合题,考查了二次函数的性质,一次函数的性质等知识,解题的关键是学会构建二次函数解决最值问题,学会利用参数解决问题.
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