内容正文:
专题练测8
二次函数的综合
2024甘肃数学
1.(2022·武威凉州区模拟) 如图,抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,抛物线的对称轴交x轴于点D.已知A(-1,0),C(0,3).
(1)求抛物线的解析式;
解:把A(-1,0),C(0,3)代入y=-x2+bx+c,得
解得
∴抛物线的解析式为y=-x2+2x+3.
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(2)在抛物线的对称轴上有一点M,使得MA+MC的值最小,求此时点M的坐标.
解:由抛物线对称性可知,直线BC与抛物线对称轴的交
点就是所求点M,此时MA+MC=MB+MC=BC最小.
又∵抛物线y=-x2+2x+3的对称轴是直线x=-
=1,由于点A(-1,0),∴点B(3,0).
设直线BC的解析式为y=kx+d,则
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解得
∴直线BC的解析式为y=-x+3.
当x=1时,y=-1+3=2.
∴此时点M的坐标为(1,2).
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2.(2023春·金昌期中) 如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=
a(x-1)2+与x轴交于A,B(4,0)两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式,并直接写出点A,C的坐标;
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解:将B(4,0)代入y=a(x-1)2+,
即0=9a+.解得a=-.
∴抛物线的解析式为y=-(x-1)2+.
令x=0,则y=-=4.
令y=0,则-(x-1)2+=0.
解得x1=4,x2=-2.∴A(-2,0),C(0,4).
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(2)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使△BCP是直角三角形?若存在,请求出点P的坐标,若不存在,请说明理由;
解:存在点P,使△BCP是直角三角形.
∵y=-(x-1)2+,对称轴为直线x=1,B(4,0),
C(0,4),设P(1,n),
∴BC2=42+42=32,BP2=(4-1)2+n2,
PC2=12+(4-n)2.
①当∠BCP=90°时,BP2=BC2+PC2,
∴(4-1)2+n2=32+12+(4-n)2.解得n=5;
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②当∠CBP=90°时,PC2=BC2+BP2,
∴12+(4-n)2=(4-1)2+n2+32.解得n=-3;
③当∠BPC=90°时,BC2=BP2+PC2,
32=(4-1)2+n2+12+(4-n)2,解得n=2-或
n=2+.
综上所述:P(1,5),(1,-3),.
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(3)如图,M是直线BC上的一个动点,连接AM,OM,是否存在点M使AM+OM最小,若存在,请求出点M的坐标,若不存在,请说明理由.
解:存在点M使AM+OM最小,理由如下:
作点O关于BC的对称点Q,连接AQ交BC于点M,
连接BQ,由对称性可知,OM=QM,
∴AM+OM=AM+QM≥AQ.
当A,M,Q三点共线时,AM+OM有最小值.
∵B(4,0),C(0,4),∴OB=OC.
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∴∠CBO=45°.
由对称性可知∠QBM=45°,∴BQ⊥BO.∴Q(4,4).
设直线AQ的解析式为y=kx+b(k≠0),
∴解得
∴直线AQ的解析式为y=.
设直线BC的解析式为y=mx+4,
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∴4m+4=0.∴m=-1.
∴直线BC的解析式为y=-x+4.
联立方程组解得
∴M.
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3.(2022·酒泉肃州区模拟) 如图,抛物线y=ax2+bx+c与坐标轴交于点A(0,-3),B(-1,0),E(3,0),P为抛物线上的动点,设点P的横坐标为t.
(1)若点C与点A关于抛物线的对称轴对称,求点C的
坐标及抛物线的解析式;
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解:∵抛物线y=ax2+bx+c经过点B(-1,0),E(3,0),∴抛物线的对称轴为直线x=1.
∵点C与点A关于抛物线的对称轴对称,A(0,-3),
∴C(2,-3).
∵y=a(x-3)(x+1)=a(x2-2x-3),
∴-3a=-3,解得a=1.
∴抛物线的解析式为y=x2-2x-3.
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(2)若点P在第四象限,连接PA,PE及AE,当t为何值时,△PAE的面积最大?最大面积是多少?
解:过点P作y轴的平行线交AE于点H.
由点A,E的坐标得直线AE的解析式为y=x-3.
设P(t,t2-2t-3),则H(t,t-3).
∴△PAE的面积为(t-3-t2+2t+3)
=(-t2+3t)=-.
∴当t=时,△PAE的面积最大,最大面积为.
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(3)是否存在点P,使△PAE为以AE为直角边的直角三角形?若存在,直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
解:存在.点P的坐标为(-2,5)或(1,4).
[∵OA=OE=3,∠AOE=90°,
∴∠AEO=45°.
①当∠PEA=90°时,PE⊥AE,
∴∠OEP=45°.
∴直线PE过点E(3,0)和(0,3).
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∴直线PE的解析式为y=-x+3.
令x2-2x-3=-x+3,解得x1=-2,x2=3(舍去).此时P(-2,5);
②当∠PAE=90°时,同理可得P(1,-4).
故点P的坐标为(-2,5)或(1,-4).]
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4.(2022·张掖校级模拟) 如图1,抛物线y=ax2+bx+4与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,AB=8,B点横坐标为2,延长矩形OBDC的DC边交抛物线于点E.
(1)求抛物线的解析式;
图1
解:由题意,得B(2,0),A(-6,0).
∴y=a(x+6)(x-2)=ax2+bx+4.
∴-12a=4,即a=-.
∴抛物线的解析式为y=-x+4.
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(2)如图2,若P是直线EO上方的抛物线上的一个动点,过点P作x轴的垂线交直线EO于点M,求PM的最大值;
图2
解:∵抛物线对称轴是直线x=-2,C(0,4),
∴E(-4,4).
∴直线EO的解析式为y=-x.
设P,则M(m,-m).
∴PM=-(-m)=-.
∴当m=-时,PM最大值是.
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(3)如图3,如果F是抛物线对称轴l上一点,抛物线上是否存在点G,使得以F,G,A,C为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出所有满足条件的点G的坐标;若不存在,请说明理由.
图3
解:存在.由A(-6,0),C(0,4),F(-2,n),得
①当AC为平行四边形的对角线时,
点G的横坐标是-6-(-2)=-4.
当x=-4时,y=-×(-4)2-×(-4)+4=4.∴G(-4,4);
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②当AG为平行四边形的对角线时,
点G的横坐标是4.
当x=4时,y=-.
∴G;
③当AF为平行四边形的对角线时,
点G的横坐标是-8.
当x=-8时,y=-×(-8)2-×(-8)+4=-.∴G.
综上所述,点G的坐标为(-4,4)或或.
图3
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5.如图,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(3,0),与y轴交于点B,点C在直线AB上,过点C作CD⊥x轴于点D(1,0),将△ACD沿CD所在直线翻折,使点A恰好落在抛物线上的点E处.
(1)求抛物线的解析式;
备用图
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解:∵将△ACD沿CD所在直线翻折,使点A恰好落在抛物线上的点E处,A(3,0),D(1,0),
∴E(-1,0).
∴y=a(x+1)(x-3)=ax2+bx+3.
∴-3a=3,即a=-1.∴y=-(x+1)(x-3).
∴抛物线的解析式为y=-x2+2x+3.
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(2)连接BE,求△BCE的面积;
备用图
解:当x=0时,y=3.∴B(0,3).
设直线AB的解析式为y=kx+n(k≠0).
将A(3,0),B(0,3)代入y=kx+n,得
解得
∴直线AB的解析式为y=-x+3.
∵点C在直线AB上,CD⊥x轴于点D(1,0),
当x=1时,y=-1×1+3=2,∴C(1,2).
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∵A(3,0),B(0,3),C(1,2),E(-1,0),
∴AE=4,OB=3,CD=2.
∴S△BCE=S△ABE-S△ACE=
×4×2
=2.
故△BCE的面积为2.
备用图
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(3)抛物线上是否存在一点P,使∠PEA=∠BAE?若存在,求出P点坐标;若不存在,请说明理由.
备用图
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解:存在.∵A(3,0),B(0,3),∴OA=OB=3.
在Rt△AOB中,∠AOB=90°,∴∠BAE=45°.
∵点P在抛物线上,
∴设P(m,-m2+2m+3).
①当点P在x轴上方时记为P1,过点P1作P1M⊥x轴于
点M,-1<m<3.
在Rt△EMP1中,∠P1EA=45°,∠P1ME=90°,
∴EM=P1M,即m-(-1)=-m2+2m+3.
解得m1=-1(不合题意,舍去),m2=2.
∴点P1的坐标为(2,3);
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②当点P在x轴下方时记为P2,过点P2作P2N⊥x轴于
点N,m<-1或m>3.
在Rt△ENP2中,∠P2EA=45°,∠P2NE=90°,
∴EN=P2N,即m-(-1)=-(-m2+2m+3).
解得m1=-1(不合题意,舍去),m2=4.
∴点P2的坐标为(4,-5).
综上所述,点P的坐标为(2,3)或(4,-5).
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6.(2022·陇南礼县模拟) 如图,已知抛物线y=ax2+bx+c经过原点O(0,0),A(2,0),直线y=2x经过抛物线的顶点B,C是抛物线上一点,且位于对称轴的右侧,连接BC,OC,AB,过点C作CE∥x轴,分别交线段OB,AB于点E,F.
(1)求抛物线的解析式;
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解:∵抛物线y=ax2+bx+c经过原点O(0,0),
A(2,0),∴对称轴为x=1.
∵直线y=2x经过抛物线的顶点B,∴B(1,2).
设y=a(x-1)2+2.
∵抛物线经过原点O(0,0),∴a=-2.
∴抛物线的解析式为y=-2x2+4x.
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(2)当BC=CE时,求证:△BCE∽△ABO;
证明:∵BC=CE,∴∠CEB=∠CBE.
∵CE∥x轴,∴∠CEB=∠BOA.
∵B(1,2),A(2,0),
∴OB=AB=.∴∠BOA=∠BAO.
∴∠CBE=∠CEB=∠BOA=∠BAO.
∴△BCE∽△ABO.
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(3)当∠CBA=∠BOC时,求点C的坐标.
解:记CE的延长线与y轴交于点M,过点B作BN⊥
CE,垂足为N.
设C(m,-2m2+4m),m>1.
∵∠BEF=∠BOC+∠ECO,∠BFE=∠CBA
+∠BCE,∠CBA=∠BOC,∠BEF=∠BFE,
∴∠ECO=∠BCE.∴tan ∠ECO=tan ∠BCE.
∵CE∥x轴,∴∠OMC=∠BNC=90°.
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∴,即.
∴,即-(m-2)=m-1.
∴m=.∴C.
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