内容正文:
专题练测6
二次函数的综合
2024宁夏数学
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.
∴∠CBO=45°.
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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°.
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∴直线PE过点E(3,0)和(0,3).
∴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.(2023·南充)如图1,抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于A(-1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
解:由题意,得抛物线的解析式为y=a(x+1)
(x-3)=a(x2-2x-3),
即-3a=3.∴a=-1.
∴抛物线的解析式为y=-x2+2x+3.
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(2)点P在抛物线上,点Q在x轴上,以B,C,P,Q为顶点的四边形为平行四边形,求点P的坐标;
解:设P(m,-m2+2m+3),Q(x,0).
①当BC或BP为对角线时,由中点坐标公式,得
0+3=-m2+2m+3+0.解得m=0(舍去)或m=2;
②当BQ为对角线时,可得0+0=-m2+2m+3+
3.解得m=1±.
综上所述,点P的坐标为(2,3),或.
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(3)如图2,抛物线顶点为D,对称轴与x轴交于点E,过点K(1,3)的直线(直线KD除外)与抛物线交于G,H两点,直线DG,DH分别交x轴于点M,N.试探究EM·EN是否为定值,若是,求出该定值;若不是,说明理由.
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解:EN·EN是定值.易知D(1,4).
∵直线GH过点K(1,3),
∴设直线GH的解析式为y=k(x-1)+3.
设G(m,-m2+2m+3),H(n,-n2+2n+3).
令k(x-1)+3=-x2+2x+3,整理,得
x2+(k-2)x-k=0.∴m+n=2-k,mn=-k.
由点G,D的坐标,得直线GD的解析式为y=-(m-1)(x-1)+4.
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令y=0,则x=1+,即M.
∴EM=1-1-.
同理可得EN=.
∴EM·EN=-=16.
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6.(2023·达州) 如图,抛物线y=ax2+bx+c过点A(-1,0),B(3,0),C(0,3).
(1)求抛物线的解析式;
解:由题意设抛物线的解析式为
y=a(x+1)(x-3)=a(x2-2x-3),
则-3a=3.解得a=-1.
∴抛物线的解析式为y=-x2+2x+3.
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(2)设P是直线BC上方抛物线上一点,求出△PBC的最大面积及此时点P的坐标;
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解:由点B,C的坐标,得直线BC的解析式为y=-x+3.
过点P作y轴的平行线交CB于点H.
设P(m,-m2+2m+3),则H(m,-m+3).
∴S△PBC=S△PHC+S△PHB=PH·OB=
(-m2+2m+3+m-3)=-.
∴△PBC的最大面积为,此时P.
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(3)若M是抛物线对称轴上一动点,N为坐标平面内一点,是否存在以BC为边,点B,C,M,N为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
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解:存在.点N的坐标为或或或.
[∵y=-x2+2x+3=-(x-1)2+4,
∴抛物线的对称轴为直线x=1.
∴设M(1,t),N(x,y).
已知B(3,0),C(0,3).
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①若BC为菱形BCMN的边长,
则BC2=CM2,即32+32=12+(t-3)2.
解得t1=+3.
∵∴
∴N1,N2;
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②若BC为菱形BCNM的边长,
则BC2=BM2,即32+32=(3-1)2+t2.
解得t3=.
∵∴
∴N3,N4.]
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