内容正文:
第5章 二次函数压轴训练
01 压轴总结
目录
压轴题型一 利用二次函数求单线段最小值问题 1
压轴题型二 利用二次函数求单线段最大值问题 4
压轴题型三 利用二次函数求面积最大值问题 8
压轴题型四 利用二次函数求面积最小值问题 12
压轴题型五 利用二次函数求周长最大值问题 15
压轴题型六 利用二次函数求周长最小值问题 20
压轴题型七 二次函数中的将军饮马型最值问题 25
压轴题型八 二次函数中的胡不归最值问题 30
02 压轴题型
压轴题型一 利用二次函数求单线段最小值问题
例题:(2023春·安徽·九年级专题练习)已知:抛物线与x轴交于点A、B(点B在x轴正半轴),顶点为C,且.
(1)求a的值;
(2)求的面积;
(3)若点P为抛物线上一点,轴交直线于点M,求的最小值.
巩固训练
1.(2023春·安徽·九年级专题练习)直线经过点,抛物线经过点,其中和为实数.设抛物线的顶点为,过作轴的平行线交直线于点.
(1)求和的值;
(2)当抛物线顶点的纵坐标取得最大值时,求线段的值;
(3)求线段的最小值.
压轴题型二 利用二次函数求单线段最大值问题
例题:(23·24上·西青·期中)如图,抛物线与轴相交于两点,其中点的坐标为点坐标为,且点在抛物线上.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点为抛物线与轴的交点;
①点在抛物线上,且,求点坐标;
②设点是线段上的动点,作轴交拋物线于点,求线段长度的最大值.
巩固训练
1.(23·24上·全国·专题练习)如图,在平面直角坐标系中,已知点B的坐标为,且,抛物线图像经过A,B,C三点.
(1)求A,C两点的坐标;
(2)求抛物线的解析式;
(3)若点P是直线下方的抛物线上的一个动点,作于点D,当的值最大时,求此时点P的坐标及的最大值.
压轴题型三 利用二次函数求面积最大值问题
例题:(23·24上·淮南·阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象与轴交于、两点,与轴交于,点在原点的左侧,点的坐标为,点是抛物线上一个动点,且在直线的上方.
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)当点运动到什么位置时,使的面积最大,求出点的坐标和的面积最大值.
巩固训练
1.(23·24上·大同·阶段练习)综合与探究
如图二次函数与直线交于、两点,已知:、,二次函数的图象与轴的另一个交点为点,点在直线上方的抛物线上运动,过点作轴的平行线交于点.
(1)求直线与抛物线的解析式;
(2)设四边形的面积为,求的最大值及此时点的坐标.
2.(23·24上·中山·阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线与轴相交于点、,与轴相交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求直线的解析式;
(3)若点P为第二象限内抛物线上一动点,过点P作轴,交于点Q,设点P的横坐标为,的面积为S,求S关于的函数关系式,并求出S的最大值.
压轴题型四 利用二次函数求面积最小值问题
例题:(2024·福建福州·三模)已知抛物线与轴交于,两点(点在点左侧),与轴交于点.
(1)若,求抛物线的顶点坐标(用含的式子表示);
(2)已知该抛物线过点,且当时,函数有最大值.
①求该抛物线的解析式;
②若过点的直线与抛物线在对称轴右侧有且只有一个交点,直线与抛物线交于,两点,连接,,求当为何值时,的面积最小,并求出面积的最小值.
巩固训练
1.(2024·内蒙古呼伦贝尔·一模)如图,正方形纸片的边长为4,将它剪去四个全等的直角三角形,得到四边形.设的长为x,四边形的面积为y.
(1)求y关于x的函数表达式;
(2)四边形的面积是否存在最小值?若存在,求出最小值;若不存在,请说明理由.
压轴题型五 利用二次函数求周长最大值问题
例题:(2024·陕西西安·三模)如图,抛物线过点,矩形的边在线段上(点B在点A的左侧),点C,D在抛物线上.设,当时,.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)当t为何值时,矩形的周长有最大值?最大值是多少?
(3)保持时的矩形不动,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,且直线平分矩形的面积,求抛物线平移的距离.
巩固训练
1.(23-24九年级上·河北保定·期末)如图,抛物线过点,矩形的边在线段上(点A在点B的左边),点C,D在抛物线上.设,当时,.
(1)求抛物线的函数表达式.
(2)当t为何值时,矩形的周长有最大值?最大值是多少?
(3)保持时的矩形不动,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,且直线平分矩形的面积时,求抛物线平移的距离.
压轴题型六 利用二次函数求周长最小值问题
例题:(2024·广东汕头·二模)如图,抛物线经过,两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线解析式;
(2)点P是抛物线对称轴上一点,当的周长最小时,求点P的坐标.
巩固训练
1.(23-24九年级上·贵州黔东南·阶段练习)如图,已知二次函数经过点、,与轴交于另一点,抛物线的顶点为.
(1)求出二次函数解析式;
(2)连接,求证:是直角三角形;
(3)在对称轴上是否存在点,使得的周长最小?若存在,求出点的坐标和的周长;若不存在,请说明理由.
2.(23-24九年级上·广东梅州·期末)如图所示,抛物线交x轴于点,交y轴于点
(1)求抛物线的解析式;
(2)若抛物线的顶点为P,求的面积
(3)点Q是抛物线对称轴上的一个动点,是否存在点Q,使的周长最小?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
压轴题型七 二次函数中的将军饮马型最值问题
例题:(2024九年级上·全国·专题练习)如图所示,抛物线与轴相交于、两点,与轴相交于点,点为抛物线的顶点.在抛物线的对称轴上是否存在一点,使得的值最小,若存在,清求出点的坐标并求出最小值;若不存在,请说明理由.
巩固训练
1.(23-24八年级下·浙江宁波·期末)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线的解析式是,直线的解析式是,点,点是在该抛物线上的动点,连接,过作.
(1)求证:;
(2)设点,求的最小值及此时点的坐标.
2.(2024·甘肃金昌·模拟预测)如图,抛物线与轴交于两点,与轴交于点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图①,点为第四象限内抛物线上一动点,连接,当时,求点的坐标;
(3)如图②,连接是线段上的两个动点,且,连接,求的最小值.
压轴题型八 二次函数中的胡不归最值问题
例题:(23-24九年级下·山东滨州·阶段练习)已知抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,是抛物线的顶点.
(1)求抛物线的解析式及顶点的坐标.
(2)若点是抛物线对称轴上的一个动点,当的值最小时,求点的坐标.
(3)若点为轴上的一个动点,连接,求的最小值.
巩固训练
1.(2024·江苏淮安·三模)二次函数 的图像与x轴交于A,C两点,点,与y轴交于点.
(1) , ;
(2)如图,P 是x轴上一动点,点在y轴上,连接PD,求 的最小值.并求出此时点 P的坐标.
(3)在(2)成立的前提下,在抛物线 是否存在点Q,使得 存在,请直接写出点Q的坐标,不存在请说明理由.
2.(2024·宁夏银川·一模)如图1,抛物线与轴交于两点,与轴交于点,顶点坐标为.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)点是抛物线对称轴上一点,当的值最小时,求出点的坐标及的最小值;
(3)如图2,若点是直线下方抛物线上的一动点,过点作轴的平行线交于点,过点作轴的平行线交轴于点,求的最大值及此时点的坐标.
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第5章 二次函数压轴训练
01 压轴总结
目录
压轴题型一 利用二次函数求单线段最小值问题 1
压轴题型二 利用二次函数求单线段最大值问题 4
压轴题型三 利用二次函数求面积最大值问题 8
压轴题型四 利用二次函数求面积最小值问题 12
压轴题型五 利用二次函数求周长最大值问题 15
压轴题型六 利用二次函数求周长最小值问题 20
压轴题型七 二次函数中的将军饮马型最值问题 25
压轴题型八 二次函数中的胡不归最值问题 30
02 压轴题型
压轴题型一 利用二次函数求单线段最小值问题
例题:(2023春·安徽·九年级专题练习)已知:抛物线与x轴交于点A、B(点B在x轴正半轴),顶点为C,且.
(1)求a的值;
(2)求的面积;
(3)若点P为抛物线上一点,轴交直线于点M,求的最小值.
【答案】(1)2
(2)8
(3)
【分析】(1)令,解方程求出A,B坐标,根据B在x轴正半轴得出,然后求出a的值;
(2)根据(1)解析式求出顶点坐标,然后由三角形的面积公式求出面积;
(3)设,则, ,然后由二次函数的性质求出最小值.
【详解】(1)解:令,则,
解得,,
∵点B在x轴正半轴,
,,
∵,
∴,
解得;
(2)解:由(1)知,,
∴,
∴;
(3)解:设,则,如图所示:
则
∵,
∴抛物线开口向上,当时,取最小值.
∴的最小值为.
【点睛】本题考查抛物线与x轴的交点,二次函数的最值等,解题的关键是掌握二次函数的图象和性质.
巩固训练
1.(2023春·安徽·九年级专题练习)直线经过点,抛物线经过点,其中和为实数.设抛物线的顶点为,过作轴的平行线交直线于点.
(1)求和的值;
(2)当抛物线顶点的纵坐标取得最大值时,求线段的值;
(3)求线段的最小值.
【答案】(1),;
(2)3;
(3).
【分析】(1)将、的坐标分别代入直线和抛物线即可求解;
(2)利用二次函数的性质求得,即可求解;
(3)由抛物线的顶点,过作轴的平行线交直线于点,求得,从而求得,于是即可求解.
【详解】(1)解:∵直线经过点,
∴,
解得,
∵抛物线经过点,
∴;
(2)解:∵,
∴顶点,
∵顶点的纵坐标取得最大值,,
∴当时,顶点的纵坐标取得最大值,此时,,
∴,
∵,
∴直线,
当时,,
∴,
∴;
(3)解:∵抛物线的顶点,过作轴的平行线交直线于点,
∴当时,,
∴,
∴,
∴线段的最小值为.
【点睛】本题主要考查了待定系数法求一次函数、二次函数解析式,二次函数的图像及性质,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
压轴题型二 利用二次函数求单线段最大值问题
例题:(23·24上·西青·期中)如图,抛物线与轴相交于两点,其中点的坐标为点坐标为,且点在抛物线上.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点为抛物线与轴的交点;
①点在抛物线上,且,求点坐标;
②设点是线段上的动点,作轴交拋物线于点,求线段长度的最大值.
【答案】(1)
(2)①或;②
【分析】(1)因为抛物线地两点,设解析式为,点在抛物线上,代入抛物线的解析式,即可解答;
(2)①先由二次函数的解析式为,得到点坐标,然后设点坐标为,根据列出关于的方程,解方程求出的值,进而得到点的坐标;②先运用待定系数法求出直线的解析式为,再设点坐标为,则点坐标为,然后用含的代数式表示,根据二次函数的性质即可求出线段长度的最大值.
【详解】(1)解:∵抛物线与轴相交于,,
∴设解析式为,
将代入中,得,
解得:,
所以抛物线的解析式为:.
(2)①二次函数的解析式为,
抛物线与轴的交点的坐标为,.
设点坐标为,
,
,
,.
当时,;
当时,.
点的坐标为或;
②设直线的解析式为,将,代入,
得,
解得:.
即直线的解析式为.
设点坐标为,,则点坐标为,
,
当时,有最大值.
【点睛】此题考查了待定系数法求二次函数、一次函数的解析式,二次函数的性质以及三角形面积、线段长度问题.此题难度适中,解题的关键是运用方程思想与数形结合思想.
巩固训练
1.(23·24上·全国·专题练习)如图,在平面直角坐标系中,已知点B的坐标为,且,抛物线图像经过A,B,C三点.
(1)求A,C两点的坐标;
(2)求抛物线的解析式;
(3)若点P是直线下方的抛物线上的一个动点,作于点D,当的值最大时,求此时点P的坐标及的最大值.
【答案】(1),
(2)
(3)
【分析】(1)根据点B的坐标得出,则,即可得出点B和点C的坐标;
(2)设该抛物线的表达式为,将点代入得,再将点代入,求出a的值即可;
(3)先求出直线的解析式,过点P作y轴的平行线交于点H,设点,则点,利用解直角三角形,则,即可求解.
【详解】(1)解:∵点B的坐标为,
∴,
∵,
∴,
∴,;
(2)解:设该抛物线的表达式为,
把点代入得:,
把点代入得:,
解得:,
∴该抛物线的解析式为:,
(3)解:设直线函数表达式为:,
将点,代入得:
,解得:,
∴直线的表达式为:,
过点P作y轴的平行线交于点H,
∵,
∴,
∵轴,
∴,
设点,则点,
∴,
∵,
∴当时,有最大值,其最大值为,
此时点.
【点睛】本题考查了二次函数综合运用,涉及到一次函数、解直角三角形等知识,用二次函数关系表示是解题的关键.
压轴题型三 利用二次函数求面积最大值问题
例题:(23·24上·淮南·阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象与轴交于、两点,与轴交于,点在原点的左侧,点的坐标为,点是抛物线上一个动点,且在直线的上方.
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)当点运动到什么位置时,使的面积最大,求出点的坐标和的面积最大值.
【答案】(1);
(2)点,的面积的最大值为.
【分析】()利用待定系数法可直接求出二次函数的解析式;
()设点的坐标,然后作轴交于点,然后用面积和差求出关于的二次函数,转化为二次函数的最值问题.
【详解】(1)解:把点,点的坐标代入解析式,得: 解得: ,
∴二次函数的表达式为;
(2)如图,过点作轴的平行线与交于点,
设直线解析式为,且过点,点,
∴,解得:,
∴直线解析式为,
设,则,
∴,
,
当时,面积最大,
此时,点,的面积的最大值为.
【点睛】此题主要考查了二次函数的综合应用,解题的关键是要会用待定系数法求抛物线的解析式,添加辅助线使其转化为求二次函数最值.
巩固训练
1.(23·24上·大同·阶段练习)综合与探究
如图二次函数与直线交于、两点,已知:、,二次函数的图象与轴的另一个交点为点,点在直线上方的抛物线上运动,过点作轴的平行线交于点.
(1)求直线与抛物线的解析式;
(2)设四边形的面积为,求的最大值及此时点的坐标.
【答案】(1),
(2)的最大值为,
【分析】(1)待定系数法求解析式即可;
(2)求出点坐标,利用,转化为二次函数最值即可.
【详解】(1)解:二次函数与直线交于、两点,
∴,解得:;,解得,
∴,;
(2)∵,当时,,解得:,
∴,
∵、,
∴,
∴,
设:,则:,
∴,
∴,
即:,
∴当时,取得最大值为,此时:.
【点睛】本题考查二次函数的综合应用.正确的求出函数解析式,利用数形结合的思想进行求解,是解题的关键.
2.(23·24上·中山·阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线与轴相交于点、,与轴相交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求直线的解析式;
(3)若点P为第二象限内抛物线上一动点,过点P作轴,交于点Q,设点P的横坐标为,的面积为S,求S关于的函数关系式,并求出S的最大值.
【答案】(1);
(2);
(3),4.
【分析】(1)利用待定系数法即可求解;
(2)利用待定系数法即可求解;
(3)求得,利用得到S关于的函数关系式,并利用二次函数的性质求解即可.
【详解】(1)解:依题意得:,解得,
∴抛物线的解析式为:;
(2)解:当时,,
∴,
设直线的解析式为:,
代入得,解得,
∴直线的解析式为:;
(3)解:依题意得:,
∵轴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴当时,的面积最大,最大面积为4.
【点睛】本题考查了待定系数法求二次函数的解析式,二次函数的最值,用待定系数法求出二次函数的关系式是解决问题的关键.
压轴题型四 利用二次函数求面积最小值问题
例题:(2024·福建福州·三模)已知抛物线与轴交于,两点(点在点左侧),与轴交于点.
(1)若,求抛物线的顶点坐标(用含的式子表示);
(2)已知该抛物线过点,且当时,函数有最大值.
①求该抛物线的解析式;
②若过点的直线与抛物线在对称轴右侧有且只有一个交点,直线与抛物线交于,两点,连接,,求当为何值时,的面积最小,并求出面积的最小值.
【答案】(1)
(2)①;②,
【分析】本题考查二次函数综合应用,涉及待定系数法,三角形面积,二次函数与一元二次方程的关系等,解题的关键是用含的代数式表示;
(1)当时,,故抛物线的顶点坐标为;
(2)①由当 时,函数有最大值,知抛物线的对称轴为直线,且,故,即,得,而该抛物线过点,有,得,从而抛物线解析式为;
②求出,,设直线的解析式为,由直线与抛物线在对称轴右侧有且只有一个 交点,可得,故,即可解得点坐标为,与点重合,由直线,值直线恒过点,,联立,得,可得,故,从而得当时, 有最小值,最小值为.
【详解】(1)解:当时,抛物线的解析式为,
抛物线的顶点坐标为;
(2)解:①当 时,函数有最大值,
抛物线的对称轴为直线,且,
,即,
该抛物线的解析式为,
该抛物线过点,
,
解得,
,
抛物线解析式为;
②如图,
在中,令得,
解得,,
,,
设直线的解析式为,
联立得,
直线与抛物线在对称轴右侧有且只有一个 交点,
,
解得 (舍去),,
,
解得,
点坐标为,与点重合,
直线,
直线恒过点,
,
联立,得,
,
,,
,
,
当时,有最小值,最小值为.
巩固训练
1.(2024·内蒙古呼伦贝尔·一模)如图,正方形纸片的边长为4,将它剪去四个全等的直角三角形,得到四边形.设的长为x,四边形的面积为y.
(1)求y关于x的函数表达式;
(2)四边形的面积是否存在最小值?若存在,求出最小值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2)当时,y有最小值8,即四边形的面积最小为8.
【分析】本题主要考查了二次函数的应用,解题的关键是根据正方形的面积和三角形的面积公式,求出函数解析式.
(1)根据,得出,用大正方形的面积减去4个直角三角形的面积即可得出答案;
(2)通过配方求二次函数的最大值,求出结果即可.
【详解】(1)解:∵在正方形纸片上剪去4个全等的直角三角形,
在中,,,,
∴
;
(2)解:正方形的面积为:,
∴当时,y有最小值8,即四边形的面积最小为8.
压轴题型五 利用二次函数求周长最大值问题
例题:(2024·陕西西安·三模)如图,抛物线过点,矩形的边在线段上(点B在点A的左侧),点C,D在抛物线上.设,当时,.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)当t为何值时,矩形的周长有最大值?最大值是多少?
(3)保持时的矩形不动,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,且直线平分矩形的面积,求抛物线平移的距离.
【答案】(1)
(2)当时,矩形的周长有最大值,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C的坐标代入计算可得;
(2)由抛物线的对称性得,据此知,再由时,,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)①根据,结合四边形是矩形,可得A、C坐标,连接,相交于点P,连接,取的中点Q,连接,根据直线平分矩形的面积,得到直线过点P,由平移的性质可知,四边形是平行四边形,根据矩形的性质得到点P是的中点,求出P、Q坐标,进而证明四边形是平行四边形,得到,于是得到结论.
【详解】(1)解:设抛物线解析式为,
∵当时,,
∴点B的坐标为,
∵四边形是矩形,
∴点C的坐标为,
∴将点C坐标代入解析式得,
解得:,
∴抛物线的函数表达式为;
(2)解:由抛物线的对称性得,
∴,
当时,点C的纵坐标为,
∴矩形的周长
,
∵
∴当时,矩形的周长有最大值,最大值为;
(3)解:∵当时,,
∴点B的坐标为,
∴点C的坐标为,点A的坐标为,
连接,相交于点P,连接,取的中点Q,连接,如图:
∵直线平分矩形的面积,
∴直线过点P,
由平移的性质可知,,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∴点P是的中点,Q是的中点,
∴,,
∴,,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∴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,矩形的性质,勾股定理,平移的性质等等,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.
巩固训练
1.(23-24九年级上·河北保定·期末)如图,抛物线过点,矩形的边在线段上(点A在点B的左边),点C,D在抛物线上.设,当时,.
(1)求抛物线的函数表达式.
(2)当t为何值时,矩形的周长有最大值?最大值是多少?
(3)保持时的矩形不动,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,且直线平分矩形的面积时,求抛物线平移的距离.
【答案】(1)
(2)当时,矩形的周长有最大值,最大值为
(3)抛物线向右平移的距离是4个单位
【分析】(1)将和代入,利用待定系数法求解;
(2)由抛物线的对称性可得,进而可得,再由,用含t的式子表示出矩形的周长,最后根据二次函数的性质求解;
(3)由得出点A,B,C,D及矩形对角线交点P的坐标,由直线平分矩形的面积,知直线必过点P,根据知线段平移后得到的线段是,由线段的中点Q平移后的对应点是P,结合是的中位线,即可求出抛物线平移的距离.
【详解】(1)解:当时,,
,
将和代入,得:,
解得,
;
(2)解:由抛物线的对称性可得,
,
,
,
矩形的周长为,
,
当时,矩形的周长有最大值,最大值为;
(3)解:如图,
当时,点A,B,C,D的坐标分别为,,,,
∴矩形对角线的交点P的坐标为,
∵直线平分矩形的面积,
∴点P是和的中点,
∴,
∵,
∴线段平移后得到的线段是,线段的中点Q平移后的对应点是P,
由平移知,,
∴是的中位线,
∴,
即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.
压轴题型六 利用二次函数求周长最小值问题
例题:(2024·广东汕头·二模)如图,抛物线经过,两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线解析式;
(2)点P是抛物线对称轴上一点,当的周长最小时,求点P的坐标.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题主要考查的是二次函数的综合应用,一次函数的图象与性质,轴对称的性质等知识点,依据轴对称路径最短问题确定出点P的位置是解题的关键.
(1)根据待定系数法即可求得;
(2)连接交抛物线的对称轴于点P,连接,依据轴对称图形的性质可得到,则的周长,故当点在一条直线上时,的周长最小值,然后求得直线的解析式,从而可得到点P的坐标.
【详解】(1)解:∵抛物线经过两点,
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)∵当时,,
∴,
∵点P是抛物线对称轴上一点,
∴,
∴.
∴当点在一条直线上时,有最小值,即的长度.
如图,连接交抛物线的对称轴于点P,
又∵为定值,
∴此时,的周长最小.
设直线的解析式为,
则,
解得:,
∴直线的解析式为,
将代入得:,
∴点P的坐标为,
即当的周长最小时,点P的坐标为.
巩固训练
1.(23-24九年级上·贵州黔东南·阶段练习)如图,已知二次函数经过点、,与轴交于另一点,抛物线的顶点为.
(1)求出二次函数解析式;
(2)连接,求证:是直角三角形;
(3)在对称轴上是否存在点,使得的周长最小?若存在,求出点的坐标和的周长;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)见解析
(3),的周长最小值为.
【分析】(1)把、代入,求出a和b的值,即可得出函数解析式;
(2)先求出点D和点B的坐标,根据两点之间的距离公式,求出,再根据勾股定理逆定理,得出为直角三角形即可;
(3)连接交抛物线对称轴于,连接,由,,知,由得抛物线对称轴是直线,而,关于抛物线对称轴对称,可知当、、共线时,最小,此时也最小,故此时的周长最小,设直线为,将,代入得直线为,令得,故.
【详解】(1)解:把、代入得:
,
解得:,
∴此二次函数解析式为;
(2)解:∵,
∴,此二次函数对称轴为直线,
∵,
∴,
∴,,,
∵,
∴为直角三角形;
(3)解:存在点,使的周长最小,
连接交抛物线对称轴于,连接,如图:
,,
,
由得抛物线对称轴是直线,
,关于抛物线对称轴对称,
,
,
而当、、共线时,最小,此时也最小,因,故此时的周长最小,
设直线为,将,代入得:
,解得,
直线为,
令得,
;
,,
∴的周长最小值为.
【点睛】本题主要考查了二次函数综合,解题的关键是掌握用待定系数法求解函数解析式的方法和步骤,勾股定理逆定理,以及轴对称的性质.
2.(23-24九年级上·广东梅州·期末)如图所示,抛物线交x轴于点,交y轴于点
(1)求抛物线的解析式;
(2)若抛物线的顶点为P,求的面积
(3)点Q是抛物线对称轴上的一个动点,是否存在点Q,使的周长最小?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)1
(3)存在,点Q坐标为:
【分析】本题主要考查了二次函数的应用、待定系数法、一元二次方程等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会用转化的思想思考问题.
(1)利用待定系数法解答,即可求解;
(2)先确定顶点坐标,然后根据三角形面积即可求解;
(3)根据抛物线的对称性可得当点Q与点A、C共线时,的周长最小,求出直线的解析式,即可求解.
【详解】(1)解:∵抛物线交x轴于点,
∴设抛物线的解析式为:,
将点代入得:,
解得,
∴抛物线的解析式为:;
(2)由(1)得,
∴顶点坐标,
∵,
∴的面积为:;
(3)解:连接与直线交于点Q,
∵点A与点B关于对称,
∴,
∴的周长为,
∴当点Q与点B,C共线时,的周长最小,为,
∵
设直线的解析式为:,代入得:
,解得,
∴直线的解析式为:,
当时,,
∴点Q坐标为: .
压轴题型七 二次函数中的将军饮马型最值问题
例题:(2024九年级上·全国·专题练习)如图所示,抛物线与轴相交于、两点,与轴相交于点,点为抛物线的顶点.在抛物线的对称轴上是否存在一点,使得的值最小,若存在,清求出点的坐标并求出最小值;若不存在,请说明理由.
【答案】存在,,最小值为.
【分析】本题考查了二次函数的图象与性质、轴对称的性质、勾股定理等知识,解题的关键是利用数形结合的思想把代数和几何图形结合起来.
本题中,点与点关于抛物线的对称轴对称,根据“两点之间,线段最短”可知,抛物线的对称轴与直线的交点就是的值最小时点的位置,先求出直线的解析式,再求出点的坐标.
【详解】假设存在点,使得的值最小.
∵点与点关于抛物线的对称轴对称,
∴抛物线的对称轴与的交点就是使得的值最小的点的位置,如图,
∵,
∴.
令,则,解得,,∴,,
令可得,,
设直线的解析式为,
∴,解得,
∴直线的解析式为:,
又∵点在抛物线对称轴上,将代入直线的解析式,
得到:,
∴,
又∵,
∴,
即的最小值为.
巩固训练
1.(23-24八年级下·浙江宁波·期末)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线的解析式是,直线的解析式是,点,点是在该抛物线上的动点,连接,过作.
(1)求证:;
(2)设点,求的最小值及此时点的坐标.
【答案】(1)见解析
(2)的最小值为,此时点的坐标为
【分析】本题考查抛物线的性质,两点间距离公式,线段的最值问题等:
(1)设点P的坐标为,根据两点间距离公式求出,可证;
(2)由可得,当E,P,N共线时,等号成立.
【详解】(1)证明:点是在该抛物线上的动点,
设点P的坐标为,
,
;
,直线的解析式是,
,
;
(2)解:,
点在抛物线的上方,
由(1)知,
,当E,P,N共线时,等号成立,如图:
,当时,,
的最小值为,此时点的坐标为.
2.(2024·甘肃金昌·模拟预测)如图,抛物线与轴交于两点,与轴交于点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图①,点为第四象限内抛物线上一动点,连接,当时,求点的坐标;
(3)如图②,连接是线段上的两个动点,且,连接,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由待定系数法即可求解;
(2)设点,,结合点为第四象限内抛物线上一动点, ,可得,再解方程并检验即可;
(3)过点C作且,连接、, 证明, 则, 当O、N、D共线时,取等号, 再进一步求解即可.
【详解】(1)解:由题意可得:,
解得:,
∴抛物线表达式为:;
(2)解:由抛物线的表达式知,
,则,,
∴点,则,
设点,,
∵点为第四象限内抛物线上一动点, ,
则,
整理得,
解得:, (不符合题意舍去)
∴,
则点;
(3)解:过点C作且,连接、,
则,点,
∵, 则,
则,
则,
当O、N、D共线时,取等号,
即的最小值.
【点睛】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到三角形全等、面积的计算、求函数表达式等,确定三角形全等是解题的关键.
压轴题型八 二次函数中的胡不归最值问题
例题:(23-24九年级下·山东滨州·阶段练习)已知抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,是抛物线的顶点.
(1)求抛物线的解析式及顶点的坐标.
(2)若点是抛物线对称轴上的一个动点,当的值最小时,求点的坐标.
(3)若点为轴上的一个动点,连接,求的最小值.
【答案】(1),
(2)
(3)
【分析】本题考查了二次函数解析式及顶点坐标,一次函数解析式,二次函数的性质,解直角三角形等知识;
(1)根据题意设抛物线的解析式为,将点代入解析式即可求解;
(2)设直线为,把,分别代入解析式即可求得直线解析式,即可求解;
(3)以为斜边作(点在轴右侧),使得得,过点作,交轴于,交于点,则,根据,得,当、、三点共线且时,的值最小,最小值为的长,在中,,,可得,,进而可求得,即可求解
【详解】(1)解:根据题意可设抛物线的解析式为,
抛物线经过点,
将点代入,解得,
抛物线的解析式为,
顶点的坐标为,
(2)解:设直线为,
把,分别代入得,
.
直线为解析式为
令得,
.
(3)解:如图,以为斜边作(点在轴右侧),使得,
,
过点作,交轴于,交于点,则,
根据,得
则,当、、三点共线且时,的值最小,最小值为的长,
在中,,
,
,
即的最小值为
巩固训练
1.(2024·江苏淮安·三模)二次函数 的图像与x轴交于A,C两点,点,与y轴交于点.
(1) , ;
(2)如图,P 是x轴上一动点,点在y轴上,连接PD,求 的最小值.并求出此时点 P的坐标.
(3)在(2)成立的前提下,在抛物线 是否存在点Q,使得 存在,请直接写出点Q的坐标,不存在请说明理由.
【答案】(1),
(2);
(3)满足条件的点的坐标为:,,,
【分析】本题考查二次函数综合题、待定系数法、面积问题、线段最值问题;
(1)将、分别代入得到二元一次方程组,解方程求得和即可;
(2)如图1中,作于.先说明,然后在中,有,由垂线段最短可知,当、、共线时,最小,最后求得最小值即可;
(3)如图2中,由,过点作的平行线交抛物线于、,根据,再求出直线的解析式,然后联立解方程组即;利用平移可求出、的坐标.
【详解】(1)解:把,代入,
得到,,
解得,
故答案为,.
(2)如图1中,作于.
∵,,
∴,
在中,.
∵,
根据垂线段最短可知,当、、共线时最小,最小值为,
在中,
∵,,则,
∵,
∴,
∴的最小值为.
∵是等腰直角三角形,
∴
∴
(3)解:如图所示,连接,
∵,
∴,
又∵
∴
∴
∴过点作的平行线交抛物线于,,则,,
设直线的解析式为
∵,,
∴
解得:
∴直线的解析式为,
∵
∴直线的解析式为,
由,
解得或,
∴,,
根据对称性可知,直线关于直线的对称的直线与抛物线的交点、也满足条件,
∵
∴将向右平移个单位得到的解析式为
由,
解得或,
∴,,
综上所述,满足条件的点的坐标为:,,,.
2.(2024·宁夏银川·一模)如图1,抛物线与轴交于两点,与轴交于点,顶点坐标为.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)点是抛物线对称轴上一点,当的值最小时,求出点的坐标及的最小值;
(3)如图2,若点是直线下方抛物线上的一动点,过点作轴的平行线交于点,过点作轴的平行线交轴于点,求的最大值及此时点的坐标.
【答案】(1)
(2),
(3)最大值为,此时点的坐标为
【分析】本题主要考查了二次函数综合,一次函数与几何综合,求二次函数解析式等等:
(1)先把解析式设为顶点式,再利用待定系数法求解即可;
(2)连接,由对称性可得,则,故当A,B,Q三点共线时,此时的值最小,即此时的值最小,最小值即为的长,由对称性求出,再求出点的坐标为,即可得到直线的表达式为,则点的坐标为,利用勾股定理得到,则的最小值为;
(3)设,则,,可得,,进而得到,据此求解即可.
【详解】(1)解:顶点坐标为,
设抛物线的表达式为,
将代入,得,
解得,
抛物线的表达式为;
(2)解:如图,连接,
点与点关于对称轴对称,
,
,
当A,B,Q三点共线时,此时的值最小,即此时的值最小,最小值即为的长,
顶点坐标的横坐标为1,
抛物线的对称轴为直线,
,
,
在中,当时,
∴点的坐标为,
设直线的表达式为,
将点,分别代入,得,
解得,
直线的表达式为,
将代入,得,
点的坐标为,
,,
,
的最小值为;
(3)解:由(2)知抛物线的对称轴为直线,,直线的函数表达式为,
设,
令,得,
,,
,,
.
,,
当时,的值最大,最大值为,此时点的坐标为.
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