内容正文:
抛物线中的面积最值问题中考专项练习
一、解答题
1.如图,中,,,,动点P从点C开始沿边向点B以的速度移动,动点Q从点A开始沿边向点C以的速度移动.如果P、Q两点分别从C、A两点同时出发,移动时间为t(单位:).
(1)求的面积S关于t的函数解析式;
(2)若的面积是ΔABC面积的,求t的值;
(3)的面积能否为ΔABC面积的一半?若能,请求出t的值;若不能,请说明理由.
2.如图,在平面直角坐标系中,二次函数交x轴于点,交y轴于点,在y轴上有一点,连接.
(1)求二次函数的表达式;
(2)若点D为抛物线在x轴负半轴上方的一个动点,求面积的最大值;
(3)抛物线对称轴上是否存在点P,使为等腰三角形?若存在,请直接写出所有P点的坐标,若不存在,请说明理由.
3.如图,抛物线与x轴相交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴相交于点.P为抛物线上一点,横坐标为m,且.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)当点P位于x轴下方时,求面积的最大值;
(3)设此抛物线在点C与点P之间部分(含点C和点P)最高点与最低点的纵坐标之差为h.
①求h关于m的函数解析式,并写出自变量m的取值范围;
②当时,直接写出的面积.
4.如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象交坐标轴于、、三点,且,点P是抛物线上的一个动点.
(1)求点C的坐标;
(2)求这个二次函数的解析式;
(3)若点在直线下方,运动到什么位置时,四边形面积最大?求出此时点的坐标和四边形的最大面积.
5.已知,二次函数图象与轴交于点两点,与轴交于点.
(1)求该二次函数的表达式;
(2)该二次函数图象上是否存在一点不与点重合,使得,若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
6.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于A,B两点(点在点的左侧),与轴交于点,连接、.点是直线上方抛物线上一点,连接、.
(1)求直线的解析式;
(2)若,求点的坐标.
7.如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象与x轴交于A,B两点,与y轴交于点,点A在原点的左侧,点B的坐标为,点P是抛物线上一个动点,且在直线的上方.
(1)直接写出二次函数的解析式_________________________;
(2)当点P运动到什么位置时,四边形面积最大?请求出四边形面积的最大值,并求出此时点P的坐标;
(3)连接,,并把沿翻折,得到四边形,那么是否存在点P,使四边形为菱形?若存在,请求出此时点P的坐标;若不存在,请说明理由.
8.如图所示,抛物线与轴相交于,与y轴相交于点,点为抛物线的顶点.
(1)求抛物线的解析式及顶点M的坐标;
(2)如图2,若点N是第四象限内抛物线上的一个动点,过点N作x轴的垂线,垂足为D,并与直线交于点Q,连接、.求面积的最大值及此时点N的坐标;
(3)若点P在抛物线对称轴上,平面内存在点Q,使以点B、C、P,Q为顶点的四边形为矩形,请直接写出P点的坐标.
9.如图1,抛物线经过点、,,顶点为;
(1)求该抛物线的解析式及顶点的坐标;
(2)如图2,若点在抛物线上,点是直线上方抛物线上一动点,连接,,当的面积最大时,求点的坐标及面积的最大值;
(3)如图3,经过点、两点的直线与轴交于点,是否存在一点,使以、、、为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
10.如图(1),已知抛物线交轴于点,(点在点的左侧),交轴于点,连接.
(1)请直接写出该抛物线的对称轴和顶点坐标;
(2)判断的形状,并说明理由;
(3)如图(2),点是直线下方该抛物线上的一个动点,连接,.问的面积是否存在最大值,若存在,请求出这个最大值及此时点的坐标;若不存在,请说明理由.
11.如图,已知抛物线与x轴交于两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点D是第一象限内抛物线上的一个动点(与点C,B不重合),过点D作轴于点F,交直线于点E,连接,直线能否把分成面积之比为的两部分?若能,请求出点D的坐标;若不能,请说明理由.
(3)若M为抛物线对称轴上一动点,使得为直角三角形,请直接写出点M的坐标.
12.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴相交于点和点(点在点的左侧),与轴相交于点,点与点关于轴对称,为该抛物线上一点,连接,,,.
(1)求该抛物线的解析式.
(2)若的面积与的面积相等,请直接写出点的横坐标.
(3)当点在第一象限时,连接,设的面积为,求的最大值.
13.已知:抛物线经过,与直线交x轴于点B,交y轴于点C,点P是抛物线对称轴上一动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当的值最小时,求点P的坐标;
(3)在线段下方抛物线上一点F,连接,当ΔBCF面积最大时,求F点坐标及面积最大值.
14.已知:如图,抛物线过点,且其对称轴为直线,点为抛物线上第二象限内一点.
(1)求二次函数的解析式;
(2)如图1,求面积的最大值;
(3)如图2,若抛物线上点的横坐标为,且的面积为,求点的坐标.
15.在平面直角坐标系中,抛物线的图象与轴交于、两点,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点是直线上方抛物线上的一个动点,连接、;求当的面积及点的坐标;
(3)如图2,在(2)的条件下,连接,将抛物线沿射线的方向平移得到新抛物线,使得新抛物线经过点,且与直线相交于另一点,点为抛物线上的一个动点,当时,直接写出符合条件的所有点的坐标.
16.如图,已知抛物线经过点和点,P为第二象限内抛物线上一点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)连接,,当时,求出点P的坐标.
17.如图,抛物线与轴相交于点、,与轴相交于点,其中,.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)点()在抛物线上,当取何值时,的面积最大?并求出面积的最大值;
(3)在(2)中面积取最大值的条件下,点是抛物线的对称轴上一点,在抛物线上确定一点,使得以、、、为顶点的四边形是平行四边形,直接写出所有符合条件的点的坐标.
18.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.
(1)则点的坐标为_____;顶点的坐标为_____;
(2)若点是第四象限内抛物线上的一个动点,连接、,求面积的最大值及此时点的坐标;
(3)若直线分别交直线和抛物线于点、,点为平面内任意一点,当点、、、构成的四边形为菱形时,请直接写出点的坐标.
19.如图,已知抛物线过与且有最小值.
(1)求此二次函数的解析式;
(2)抛物线与轴交于点,在抛物线上存在一点使的面积为24,求出点的坐标.
20.如图,抛物线与轴交于点和,与轴交于点.
(1)求该抛物线的解析式及顶点的坐标;
(2)如图,若是线段上一动点,过作轴的平行线交抛物线于点,交于点,设点的横坐标为,的面积为S.求S关于的函数关系式;当取何值时,S有最大值,求出S的最大值;
(3)若是轴上一个动点,过作直线交抛物线于点,随着点的运动,在轴上是否存在这样的点,使以为顶点的四边形为平行四边形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
21.如图,已知直线与轴交于点,与轴交于点,抛物线经过,两点,且与轴的另一个交点为,对称轴为直线.
(1)求抛物线的表达式;
(2)是第二象限内抛物线上的动点,设点的横坐标为,求四边形面积的最大值及此时点的坐标;
(3)若点在抛物线对称轴上,点在平面上,以点,,,为顶点作菱形,请直接写出符合题意的点的坐标.
22.如图,抛物线与x轴交于,两点,与y轴交于点C,抛物线的对称轴交x轴于点D,已知,.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)点E是线段上的一个动点,过点E作x轴的垂线与抛物线相交于点F,当点E运动到什么位置时,四边形的面积最大?求出四边形的最大面积及此时E点的坐标.
23.如图,抛物线与轴交于、两点,与轴交于点.
(1)求、两点的坐标;
(2)在该抛物线的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;若不存在,请说明理由;
(3)抛物线在第二象限内是否存在一点,使的面积最大?若存在,求出点的坐标及的面积最大值;若不存在,请说明理由.
24.综合与探究
如图,抛物线与x轴交于点A,B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,P是直线下方抛物线上的一点.
(1)求点A的坐标及直线的解析式;
(2)如图①,连接,当的面积最大时,求点P的坐标;
(3)如图②,抛物线的顶点为D,抛物线的对称轴交直线于点E,M是线段上一动点(不与B,C两点重合),连接,设点M的横坐标为,当m为何值时,四边形为平行四边形?
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.(1)
(2)
(3)不能,理由见解析
【分析】本题考查了一元二次方程的应用以及根的判别式.
(1),,,根据的面积公式得出答案;
(2),,,根据的面积是面积的,即可得出关于的一元二次方程,解之即可得出结论;
(3)的面积不能为面积的一半,根据的面积是面积的,即可得出关于的一元二次方程,由根的判别式,可得出该方程没有实数根,进而可得出的面积不可能是面积的一半.
【详解】(1)解:当运动时间为时,,,,
∴,
∵动点P从点C开始沿边向点B以的速度移动,动点Q从点A开始沿边向点C以的速度移动,
∴,
∴;
(2)解:根据题意得:,
即,
整理得:,
解得:.
答:的值为2;
(3)解:的面积不可能是面积的一半,理由如下:
根据题意得:,
即,
整理得:,
,
该方程没有实数根,
∴的面积不可能是面积的一半.
2.(1)y=
(2)
(3)存在,P点的坐标为:,,,,
【分析】本题考查了二次函数的综合应用,熟练掌握二次函数图象与性质是解答本题的关键.
(1)待定系数法求出二次函数解析式即可;
(2)先求出直线解析式为,设,则,根据转化成顶点式即可得到结果.
(3)分两种情况进行讨论①为等腰三角形,且以为底边,②为等腰三角形,且以为底边,③为等腰三角形,且以为底边,得到点P的坐标即可.
【详解】(1)解:∵二次函数交x轴于点,交y轴于点,
∴,
解得,
所以二次函数的解析式为:y=;
(2)解:设直线的解析式为,
把,代入解析式得,
解得,,
∴直线的解析式为:,
如图1,作轴于点G,交于点F,
设,则,,
∴,
∵,
∴
,
∴当时,的面积最大,最大值为;
(3)解:抛物线解析式为,
∴抛物线对称轴为直线,
设,
①为等腰三角形,且以为底边,
∴,
∴
∴,
解得,,
∴或.
②为等腰三角形,且以为底边,
∴,
∴,
∴,
解得,,
∴或.
③为等腰三角形,且以为底边,
∴
∴
∴
解得,,
∴点的坐标为;
综上所述,P点的坐标为,,,,.
3.(1)
(2)8
(3)①时,;当时,;时,;②6
【分析】本题考查二次函数的图象及性质,是二次函数综合题;熟练掌握二次函数的性质,数形结合,分类讨论是解题的关键.
(1)将点代入即可;
(2)求出,抛物线顶点为,当位于抛物线顶点时,的面积有最大值;
(3))①当时,;当时,;当时,;
②当时若,此时无解;若,则,则的面积
【详解】(1)解:将点代入,
得,
;
(2)解:令或,
∴,
,
抛物线顶点为,
当位于抛物线顶点时,的面积有最大值,
(3)解:①当时,;
当时,;
当时,;
②当时,
若,此时无解;
若,则或(舍去),
∴,
∵,
∴的面积
.
4.(1)
(2);
(3)点坐标为时,四边形的最大面积为.
【分析】本题考查二次函数综合应用,涉及待定系数法,三角形,四边形面积,解题的关键是方程思想的应用.
(1)由,且,得;
(2)设二次函数的解析式为,用待定系数法可得二次函数的解析式为;
(3)设,过作轴于点,交直线于点,先求得直线解析式,当最大时,四边形的面积最大,根据得到关于的二次函数,由二次函数性质即可求解.
【详解】(1)解:,且,
;
(2)解:设二次函数的解析式为,把、、代入得:
,
解得,
二次函数的解析式为;
(3)解:点在抛物线上,
可设,
过作轴于点,交直线于点,如图:
,,
直线解析式为,,
,当最大时,四边形的面积最大,
,
,
当时,最大值为8,此时,
当点坐标为时,,
故此时四边形的最大面积,四边形的最大面积为.
5.(1);
(2)点的坐标为或或.
【分析】本题考查了二次函数综合运用,面积问题,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
(1)待定系数法求解析式即可求解;
(2)设的纵坐标为,根据,可得,进而代入解析式求解即可.
【详解】(1)解:由二次函数图象与轴交于点两点,设,
把代入得,
解得,
∴,
∴抛物线解析式为;
(2)解∶∵点两点,与轴交于点.
∴,,
∴
设的纵坐标为,
∵,
∴,
解得或,
中,当时,,
解得或
∴点的坐标为或,
中,当时,,
解得解得(舍去)或
∴点的坐标为,
综上所述,点的坐标为或或.
6.(1)
(2),
【分析】本题考查二次函数的图象和性质,一次函数的应用,熟练掌握二次函数的图象和性质是解题关键.
(1)令,代入,求出与轴交于A,B两点坐标,令求出点C坐标,然后运用待定系数法即可得出一次函数解析式;
(2)过点作轴的平行线交于点,令,,
先求,根据三角形面积公式求,求出m,然后根据点是直线上方抛物线上一点,得出结论.
【详解】(1)当,
解得:,,
,,
当,,
,
设直线的解析式:,
将,代入得:
,,
;
(2)过点作轴的平行线交于点,
,,
,,
,
,
,
令,,
,
,
,
,
即
当时,
,
解得,,
当时,
,
解得(不在直线上方抛物线上,舍去),
当时,,
当时,,
,.
7.(1)
(2)点P的坐标为四边形的面积最大值为
(3)存在,
【分析】(1)由待定系数法即可求解;
(2)过点P作y轴的平行线与交于点Q,设,先求出直线的解析式为,再利用求解即可;
(3)设点,交于点E,若四边形是菱形,则,连接,则,,可得,进而求解.
【详解】(1)解:将两点的坐标代入得
解得
所以二次函数的表达式为,
故答案为:;
(2)解:如图,过点P作y轴的平行线与交于点Q,
设,直线的解析式为,
则,
解得
直线的解析式为,
则,
,
,
,
当时,四边形的面积最大,
此时,点P的坐标为四边形的面积最大值为;
(3)解:存在.理由如下:
如图,设点,交于点E,
若四边形,是菱形,则,
连接,则,,
,
解得,(不合题意,舍去),
【点睛】本题考查二次函数的综合应用,熟练掌握二次函数的图象及性质,菱形的对称性,会用铅锤法求三角形的面积是解题的关键.
8.(1),顶点坐标为:
(2)最大值为,的坐标为
(3)点坐标为,,,
【分析】(1)把点、点和点的坐标代入抛物线解析式,求出,b,即可得出抛物线的解析式,再求出顶点坐标即可;
(2)由(1)可得到直线的解析式,设点,则,进而表达三角形的面积,利用二次函数的最值问题可得;
(3)分三种情况:当时,当时,当时,分别求解即可.
【详解】(1)解:把点和点,点,
代入抛物线,
则,
解得,
∴抛物线的解析式为:;
∵,
∴;
(2)解:由(1)知抛物线的顶点为,
设直线的解析式为令,将代入,
得,
解得,
∴直线的解析式为:,
设点,则
∴
∴面积,
∵,
∴当时,面积的最大值为.
此时;
(3)解:∵抛物线的对称轴为:直线,
设点坐标为,
∵,
∴,
,
,
①当时,即,
∴,
解得,
∴点的坐标为;
②当时,即,
∴,
解得:,
∴点的坐标为,;
③当时,,
∴,
解得,
∴点的坐标为;
综上,点坐标为,,,.
【点睛】本题主要考查了待定系数法求解析式,勾股定理,二次函数的性质等,解题的关键是灵活应用这些知识解决问题,学会分类讨论.
9.(1),
(2),面积的最大值为
(3)存在,的坐标或或
【分析】本题考查了二次函数综合,主要涉及求二次函数解析式、二次函数与平行四边形综合、二次函数与面积综合等知识点.
(1)先由得,再将、代入,解方程即可得抛物线的解析式,再将抛物线的解析式变形为顶点式即可得顶点的坐标;
(2)过作轴交于,先求出直线解析式为,再设,则,最后利用铅锤法求面积,然后根据函数的性质即可确定该题的答案.
(3)过三个顶点分别作对边的平行线,交点即为,此时以、、、为顶点的四边形是平行四边形,再结合平移求的坐标即可.
【详解】(1)解:∵抛物线经过点,
∴,即,
再将,代入得,
,
解得:,
∴抛物线的解析式为:,
∵,
∴顶点的坐标为;
(2)解:如图,过作轴交于,
设直线解析式为,
代入,得,解得,
∴直线解析式为,
设,则,
∴,
∴
∴当时,的最大面积为,
此时;
(3)解:设直线的解析式为:,
∵,,
∴,
解得,
∴直线的解析式为:,
当时,,
∴,,
∵,,
∴,
过三个顶点分别作对边的平行线,交点即为,
当,时,如图,此时四边形是平行四边形,,则;
当,时,如图,此时四边形是平行四边形,,则;
当,时,如图,此时四边形是平行四边形,
∵点向下3个单位长度,再向左平移1个单位长度得到,
∴点向下3个单位长度,再向左平移1个单位长度得到;
综上所述,存在一点,使以、、、为顶点的四边形是平行四边形,的坐标或或.
10.(1)对称轴为直线,顶点为
(2)直角三角形,见解析
(3)存在,当时,的面积有最大值,此时点坐标为
【分析】(1)根据对称轴及顶点公式求解即可;
(2)先求出、、三点的坐标得,,的长,进而利用勾股定理及其逆定理即可判定得解;
(3)先求得直线的表达式为.过点作轴交直线于,设,则,由三角形的面积公式构造二次函数求得,进而即可得解.
【详解】(1)解:∵抛物线,
∴抛物线的对称轴为直线;
将代入得,
抛物线的顶点为
(2)解:是直角三角形,理由如下:
在中,令得,
,
在中,令得,
,
,
,
是直角三角形,且,
(3)解:存在.
设直线的表达式为,将代入,
得,
解得,
直线的表达式为.
过点作轴交直线于,
设,则,
,
,
∴当时,的面积有最大值,
当时,,
∴点坐标为;
【点睛】本题主要考查了二次函数的性质,求一次函数的解析式,勾股定理及其逆定理,熟练掌握勾股定理及其逆定理及二次函数的性质是解题的关键.
11.(1)
(2)能.或
(3),,,
【分析】(1)利用待定系数法求解可得;
(2)利用待定系数法确定直线的解析式为,设,则,则,,利用三角形的面积公式进行讨论:当时,;当时,,从而可得到关于x的方程,然后解方程求出x就看得到对应的D点坐标;
(3)先确定抛物线的对称轴,如图,设,利用两点间的距离公式得到,,,利用勾股定理的逆定理分类讨论:当时,为直角三角形,则;当时,为直角三角形,则;当时,为直角三角形,则,然后分别解关于t的方程,从而可得到满足条件的M点坐标.
【详解】(1)解:将代入,
得:,解得,
则抛物线解析式为;
(2)解:能.设直线的解析式为,
把代入得,解得,
所以直线的解析式为,
设,则,
∴,,
当时,,即,
整理得,
解得(舍去),此时D点坐标为;
当时,,即,
整理得,
解得(舍去),此时D点坐标为;
综上所述,当点D的坐标为或时,直线把分成面积之比为的两部分;
(3)解:抛物线的对称轴为直线,如图,
设,
∵,
∴,
当时,为直角三角形,,即,
解得,此时M点的坐标为;
当时,为直角三角形,,即,
解得,此时M点的坐标为;
当时,为直角三角形,,即,
解得,此时M点的坐标为或,
综上所述,满足条件的M点的坐标为,,,.
【点睛】本题是二次函数的综合题:熟练掌握二次函数图象上点的坐标特征和二次函数的性质;会利用待定系数法求直线和抛物线的解析式,会求抛物线与x轴的交点坐标;能运用勾股定理的逆定理判定直角三角形;理解坐标与图形性质,记住两点间的距离公式;学会运用分类讨论的数学思想解决数学问题.
12.(1);
(2)或;
(3).
【分析】利用待定系数法,把点的坐标代入解析式中,求得的值,即可求解;
由抛物线解析式可求得点、的坐标,则可求得点的坐标,从而可求得的面积;由题意求得的边上的高,由点在抛物线上,可求得点的横坐标;
设点的坐标为,由待定系数法求得直线的解析式为;过点作轴,交于点.则可得点的坐标,从而求得;则可得关于的二次函数关系式,由二次函数的性质即可求得的最大值.
【详解】(1)解:将点的坐标代入抛物线,
可得:,
解得:,
抛物线的解析式为;
(2)解:,
当时,可得:,
解得:,,
点的坐标为,
当时,可得:,
点的坐标为,
,
点与点关于轴对称,
点的坐标为,
,
,
,
其中为的边上的高,,
,
点的纵坐标为,
或,
或,
点的横坐标为或;
(3)由知,;
设点的坐标为,
设直线的解析式为,
将,代入解析式中,
可得:,
解得:,
.
如上图所示,过点作轴,交于点.
当时,,
点的坐标为,
,
则,
当时,的值最大,且最大值为,
故的最大值为.
【点睛】本题是二次函数的综合,考查了待定系数法求函数解析式,二次函数的图象与性质,二次函数的最大值,求二次函数与坐标轴的交点坐标,解一元二次方程等知识,熟练掌握这些知识是关键.
13.(1)
(2)
(3),4
【分析】(1)先求出点,然后用待定系数法求解即可;
(2)求出抛物线对称轴为直线,可得点A关于对称轴直线对称点B点坐标为,则与对称轴为直线的交点即为点P,此时,的值最小,进而可求出点P的坐标为;
(3)过F作轴于点H,交于点G,设,则G为,根据列出函数解析式,然后利用二次函数的性质即可求解.
【详解】(1)解:∵直线,令,得
∴
把点和C为代入抛物线
得
解得
∴抛物线的解析式为
(2)解:由抛物线的对称轴为直线,
∴点A关于对称轴直线对称点B点坐标为
把点B点坐标为代入得,
∴直线解析式为
∵抛物线对称轴为直线,点A与点B关于对称轴直线对称,
则与对称轴为直线的交点即为点P,
此时,的值最小.
∵直线,当时,,
∴点P为.
∴当的值最小时,点P的坐标为
(3)解:过F作轴于点H,交于点G,
设,则G为,
∴
∵,∴当m=2时,为最大值为4,,
∴
∴为最大值为4时,F坐标为
【点睛】本题考查了一次函数与坐标轴的交点,待定系数法求函数解析式,二次函数的图象与性质,轴对称的性质,二次函数与几何综合,数形结合是解答本题的关键.
14.(1)
(2)12
(3)点的坐标为
【分析】本题考查待定系数法求函数解析式、二次函数的图象与性质、坐标与图形,正确求得函数表达式是解答的关键.
(1)先求得抛物线与x轴的另一个交点坐标,然后利用待定系数法求解即可;
(2)先求得直线的解析式为,过点做轴的垂线分别交抛物线于点,交轴于点.设点,则点,由,结二次函数的性质求解即可;
(3)先求得点D坐标,连接,则轴.过点做交轴于点.根据等底等高的三角形面积相等得到,进而求得点N坐标和直线的解析式为.联立方程组求解即可.
【详解】(1)解:抛物线过点,且其对称轴为直线
抛物线过点
设二次函数的解析式为,
把代入,得:.
二次函数的解析式为;
(2)解:设的解析式为,把点代入,得.
的解析式为.
如图,过点做轴的垂线分别交抛物线于点,交轴于点.
设点,
则点
,
∵,
面积的最大值为12.
(3)解:点的横坐标为,
,直线的解析式为.
连接,则轴.过点做交轴于点.则
.
,
,则点的坐标为,
,直线的解析式为,
直线的解析式为.
点为抛物线与直线的在第二象限内的交点,
解方程组,解得或(舍去)
点的坐标为.
15.(1)
(2)的最大值,
(3)或
【分析】(1)将、、的坐标代入解析式,即可求解;
(2)过点作轴于,交直线于,由待定系数法得直线的解析式为,设,由得出二次函数,利用二次函数的性质即可求解;
(3)由正切函数得,由勾股定理得,设将抛物线沿射线的方向平移()个单位得到新抛物线,可得原抛物线水平向右平移个单位,向下平移个单位,平移后的二次函数,将代入可求的值,联立此抛物线和直线的解析式可求,①当在直线的上方,连接,过点作轴交于,作轴交的延长线于,过作轴于,由可判定,由三角形的性质得,,由正切函数及勾股定理得 ,可求 ,,可求,待定系数法可求直线的解析式为,联立此直线与的解析式即可求出的坐标; ②当在直线的下方,过点作轴交于,作轴交于,过作轴于,同理可求直线的解析式为,设,由勾股定理得,可求出的值,从而可求 ,同理可求直线的解析式为,联立此直线与的解析式即可求出的坐标.
【详解】(1)解:由题意得
,
解得:,
;
(2)解:过点作轴于,交直线于,
设直线的解析式为,则有
,
解得:,
直线的解析式为,
设,
,
,
,
,
当时,取得最大值,
,
,
故的最大值,;
(3)解:,,
,,
,
,
设将抛物线沿射线的方向平移()个单位得到新抛物线,
原抛物线水平向右平移个单位,向下平移个单位,
,
经过,
,
整理得:,
解得:,,
,
联立,
解得:或,
,
①当在直线的上方,
如图,连接,过点作轴交于,作轴交的延长线于,过作轴于,
,
,,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
在和中
,
(),
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
解得:,
,
,
,
同理可求直线的解析式为,
联立,
解得:或,
;
②当在直线的下方,
如图,过点作轴交于,作轴交于,过作轴于,
由①同理可求:,
,
同理可求直线的解析式为,
设,
,
,
,
,
解得:,,
当时,
,
不合题意舍去,
当时,
,
,
同理可求直线的解析式为,
联立,
解得:解得:或,
;
综上所述:点的坐标为或.
【点睛】本题考查了二次函数与几何综合,待定系数法,二次函数的性质,全等三角形的判定及性质,勾股定理,正切函数等,掌握待定系数法,二次函数的性质,能作出恰当的辅助线构建三角形及全等三角形,熟练利用勾股定理求解是解题的关键.
16.(1)
(2)点P的坐标为
【分析】本题主要考查了求二次函数解析式和三角形面积问题等知识点,正确利用待定系数法求表达式是解答本题的关键.
(1)直接运用待定系数法求解即可;
(2)首先求出,然后根据得到,代数求出,然后代入求出,进而求解即可.
【详解】(1)解:将点和点代入,
得,解得.
∴抛物线的解析式为;
(2)解:∵,,
∴;
∵,
∴,即,
∴;
将代入得,,
解得或;
∵P为第二象限内抛物线上一点,
∴,
∴点P的坐标为.
17.(1)
(2)当时,最大,且最大值为
(3),,
【分析】本题考查二次函数,待定系数法求解析式,面积问题,平行四边的性质与判定;
(1)根据待定系数法求解即可;
(2)过点作轴,交于点,过点作,得,从而得到,根据为等腰直角三角形,再结合二次函数的解析式,得到,最后结合二次函数的图形性质即可得到面积的最大值;
(3)根据不同的情况展开讨论,通过全等三角形的性质计算出点的横坐标,再根据二次函数的解析式计算出纵坐标即可.
【详解】(1)解:∵过点,,
∴ ,
解方程组得,
∴该抛物线的函数表达式为:;
(2)解:如下图所示,过点作轴,交于点,过点作,垂足为,
∵,,,
∴
∵,
∴,
∴为等腰直角三角形,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
,
∴当时,最大,且最大值为;
(3)解:∵当时,,
∴点,
∵,
∴抛物线的对称轴为,
当时,,
解得,
∴点,
∴,
如下图所示,当四边形为平行四边形时,作垂直对称轴,垂足为,过点作轴,垂足为,
由题意得,
∵,
∴、、、构成的四边形为平行四边形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵ ,
∴,
∴,
∴,
设点,
∴,,
∴点;
如下图所示,当四边形为平行四边形时,作垂直对称轴,垂足为,过点作轴,垂足为,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
设点,
∴,,
∴点;
如下图所示,当四边形为平行四边形时,作垂直对称轴,垂足为,过点作轴,垂足为,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
设点,
∴,,
∴点;
综上所述,符合条件的点N的坐标为:,,.
18.(1);
(2)面积的最大值为,此时
(3)或或或
【分析】(1)求出当时,的值;将抛物线解析式化为顶点式,即可得解;
(2)设,确定直线的解析式为,过点作垂直于轴,交于点,则点,得出,根据二次函数的最值可得结论;
(3)分三种情况:①当,为邻边时;②当,为邻边时;③当,为邻边时;分别求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线与轴相交于、两点,与轴相交于点,
当时,得:,
当时,得:,解得:,,
∴,,,
∵,
∴,
故答案为:;;
(2)设,
设直线的解析式为,过点,,
∴,解得:,
∴直线的解析式为,
过点作垂直于轴,交于点,
∴点,
设点到的距离为,点到的距离为,
∴,
∴
∴,
,
∴当时,有最大值,此时,
∴面积的最大值为,此时;
(3)设;,
∵,
∴,
,
,
∵点、、、构成的四边形为菱形,
①当,为邻边时,则,即,
∴,
解得:(舍去),,,
∴此时点的坐标为,;
②当,为邻边时,则,即,
∴,
解得:(舍去),,
∴此时点的坐标为;
③当,为邻边时,则,即,
∴,
解得:(舍去),(此时点、重合,舍去),,
∴此时点的坐标为,
综上所述,点的坐标为或或或.
【点睛】本题考查二次函数与坐标轴的交点,二次函数的顶点式,二次函数的最值的应用,待定系数法确定一次函数的解析式,菱形的性质,两点间的距离,一元二次方程的应用等知识点.利用分类讨论的思想解决问题是解题的关键.
19.(1)
(2)或
【分析】本题考查了待定系数法求函数解析式和二次函数的图象和性质
(1)根据与的坐标可得对称轴为直线,顶点坐标为,进而利用待定系数法把代入二次函数中,即可算出的值,进而得到函数解析式是;
(2)首先求出、两点坐标,计算出的长,再设,,根据的面积为可以计算出的值,然后再利用二次函数解析式计算出的值即可得到点坐标.
【详解】(1)解:∵与在抛物线上,
∴抛物线的对称轴为直线,
设函数的解析式为,
将代入得,
∴
解得,
∴函数的解析式,即;
(2)解:当时,,
解得:;
,,
.
设,
的面积为,
,
解得:,
当时,,
解得:或,
或;
当时,,
方程无解,舍去.
故或.
20.(1),;
(2),时,有最大值,最大值是;
(3)存在,点坐标为或或.
【分析】()把,代入求出a、c的值,得到抛物线解析式,化为顶点式可得到顶点的坐标;
()求出直线的函数解析式,用含的式子表示出点的坐标,得出,再根据求出S关于的函数关系式,最后根据二次函数的性质解答即可求解;
()过点Q作轴于点D,则,由、C点坐标,得到,,根据平行四边形性质证明,设,得,分类计算即得.
【详解】(1)解:把,代入得,
,
解得,
∴该抛物线的解析式为,
∵,
∴该抛物线的顶点坐标为;
(2)解:设直线的函数解析式为,把,代入得,
,
解得,
∴直线的函数解析式为,
∵点的横坐标为,轴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴当时,有最大值,最大值为;
(3)解:存在,理由如下:
过点Q作轴于点D,则,
∵,,
∴,,
∵,
∴,
∵当以为顶点的四边形为平行四边形时,,
∴,
∴,
设,
则,
∵,
∴,
∴,
当时,,
解得(舍去),或,
∴,
当时,,
解得,或,
∴或
综上,点的坐标为或或.
【点睛】本题考查了二次函数综合,熟练掌握待定系数法求二次函数解析式和一次函数解析式,三角形面积公式,二次函数、一次函数的图象和性质,全等三角形的判定和性质,平行四边形的性质,分类讨论,是解题的关键.
21.(1)
(2),
(3),或或或或
【分析】(1)先求得,,三点的坐标,将抛物线设为交点式,进一步求得结果;
(2)作于,交于,根据点和点坐标可表示出的长,进而表示出三角形的面积,进而表示出的函数关系式,进一步求得结果;
(3)根据菱形性质分别进行分类讨论,即以为对角线或以为边这两个情况,进而求得点的坐标,根据菱形性质,进一步求得点坐标.
【详解】(1)解:当时,,
,
当时,,
,
,
对称轴为直线,
,
设抛物线的表达式:,
,
,
抛物线的表达式为:;
(2)解:如图1,
作于,交于,
,,
,
,
,
,
当时,,
当时,,
;
(3)解:∵点在抛物线对称轴上,
∴设,
∵以点,,,为顶点作菱形,
∴当以,,,为顶点的四边形是以为对角线的菱形,
,
即:,
,
,
,
,,
,,
.
∴当以,,,为顶点的四边形是以为边的菱形,
,且
即:,
,
,
,或
∵当,即四边形是菱形,
∴,,
,;
此时;
∵当,即四边形是菱形,
∴,,
,;
此时;
∴当以,,,为顶点的四边形是以为边的菱形,
,且
即:,
,
,
,或
∵当,即四边形是菱形,
∴,,
,;
此时;
∵当,即四边形是菱形,
∴,,
,;
此时;
综上:,或或或或.
【点睛】本题考查了二次函数的面积综合,待定系数法解二次函数的解析式,二次函数的图象性质,勾股定理,三角形的面积,菱形性质等知识,解题的关键是熟练掌握知识点.
22.(1)
(2)点为的中点时,四边形的面积最大,最大面积为,此时点的坐标为
【分析】(1)将、点坐标分别代入抛物线解析式得,然后解方程组求出、即可得到抛物线解析式;
(2)由题意知,二次函数的对称轴为直线,则,如图,设,则,,由题意知,,然后根据二次函数的图象与性质,求解作答即可.
【详解】(1)解:将,代入得,
,
解得,,
∴抛物线的关系式为;
(2)当时,,
解得,或,则,
由题意知,二次函数的对称轴为直线,
∴,如图,
设直线的函数表达式为
将、点坐标代入得,
解得,
∴直线的函数表达式为,
设,则,,
由题意知,,
∴,
∵,
∴当时,即点为的中点时,四边形的面积最大,最大面积为,此时点的坐标为.
23.(1),
(2)存在,点
(3),的面积最大,最大值为
【分析】本题考查了二次函数与坐标轴交点,二次函数的性质,面积问题;
(1)令,求得的坐标,令,求得的坐标
(2)根据对称性可得,是对称点,确定直线的解析式,计算当时的函数值即可确定坐标.
【详解】(1)解:∵抛物线与轴交于、两点,与轴交于点.
当时,,则,
当时,,
解得:
∴,;
(2)存在,点.理由如下:
∵抛物线与x轴交于,两点,
∴,;是对称点,且,对称轴为直线
如图所示,当是与的交点时,的周长最小,
设直线的解析式为,
∴,解得,
∴直线的解析式为,
当时,,故点.
(3)如图,设,过点作交于点,则
∴
∴
∴当时,的面积最大,最大值为
∴
∴
24.(1)
(2)(4,-3)
(3)
【分析】本题主要考查二次函数的综合,熟练掌握二次函数的图象与性质是解题的关键.
(1)令代入求解可得A、B坐标,然后令可得C点的坐标,进而利用待定系数法可求直线解析式;
(2)过点P作轴,交于点H,设点,则有,然后可得,进而根据铅垂法可进行求解;
(3)由抛物线解析式可得对称轴为直线,则有,根据拓展可知,然后根据平行四边形的性质可得,进而求解即可.
【详解】(1)令时,则,
解得:,
令时,则有,
∴,,,
设直线的解析式为,则有:
,
解得:,
∴直线的解析式为;
(2)过点P作轴,交于点H,如图所示:
设,则,所以,
∴,
因为,所以当时,的面积最大,此时点P的坐标为.
(3)由题意,,所以,对称轴为直线,
令,则,所以 .所以,
因为四边形为平行四边形,所以,,
由题意知,则,所以,
所以,解得,(不符合题意,舍去),
所以当时,四边形为平形四边形.
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