内容正文:
第26章 二次函数 重难点专题训练
思维导图
专题一、二次函数图象与各项系数符号
1.已知二次函数,图象的一部分如图所示,该函数图象经过点,对称轴为直线对于下列结论:①;②;③(其中);④若和均在该函数图象上,且,则其中正确结论的个数共有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【分析】本题考查了二次函数的图象与性质,熟练掌握二次函数图象与性质是关键.
根据抛物线与x轴的一个交点以及其对称轴,求出抛物线与x轴的另一个交点,利用待定系数法得到,,再根据抛物线开口方向向下,即可判断②正确,①错误,根据.,,,可以得到,从而得到③正确;根据抛物线的增减性可以判断出④错误,问题得解.
【详解】解:∵抛物线的对称轴为直线,且抛物线与轴的一个交点坐标为,
∴抛物线与x轴的另一个交点坐标为,
把,代入,可得:,解得,
∴,故②正确;
∵抛物线开口方向向下,
∴,
∴,,
∴,故①错误;
∵,,
∴,
又∵,,
∴,
即(其中),故③正确;
∵抛物线的对称轴为直线,且抛物线开口朝下,
∴当时,随的增大而减小,
∵,
∴,故④错误,
故选:B.
2.已知二次函数的图象如图所示,有下列结论:①;②;③;④;⑤ (其中),其中正确的结论有( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【答案】A
【分析】本题考查了二次函数图象与系数的关系,解题的关键是熟练掌握二次函数的性质.
由抛物线的开口方向判断的符号,由抛物线与轴的交点判断的符号,然后根据对称轴及抛物线与轴交点情况进行推理,进而对所得结论进行判断.
【详解】解:①由图象可知:,,
,
,
,故此项不符合题意.
②∵抛物线与轴有两个交点,
,故此项不符合题意.
③当时,,所以,故此项不符合题意.
④根据抛物线的对称性,可知:当时,.
∵,
,代入得得
,故此项符合题意.
⑤当时,的值最大,此时,
而当时,,
,
故,
即(其中),故此项符合题意.
综上所述,符合题意的有④⑤共2个.
故选:A.
3.二次函数的图象如图所示.下列结论:①;②;③为任意实数,则;④若且,则,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】本题考查了图象与二次函数系数之间的关系,会利用对称轴求得与的关系,以及熟练掌握二次函数与方程、不等式之间的转化,是解题的关键.由抛物线的开口方向判断的大小,根据抛物线与轴的交点判断的大小,根据对称轴和抛物线与轴的交点情况进行推理,对结论逐一判断,即可解答.
【详解】解:①图象开口向下,与轴交于正半轴,对称轴在轴右侧,
,,,
,
,
故①正确;
②对称轴是直线,与轴交点在左边,
二次函数与轴的另一个交点在与之间,
,
故②正确;
③对称轴是直线,图象开口向下,
时,函数最大值是;
为任意实数,则,
,
故③错误;
④,
,
,
,
,
,
,,
,
故④错误;
故正确的有2个,
故选:B.
专题二、二次函数图象与几何结合
4.如图,点E,F,G,H是边长为2的正方形各边上的点,且设A,E两点间的距离为x,四边形的面积为y,则y与x的函数图象可能为()
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题主要考查了二次函数的综合,正方形的性质及勾股定理,熟练掌握二次函数的图象和性质是解题的关键.先求得,,再由,可得,得出与、是二次函数关系,从而得出函数的图象.
【详解】解:设正方形的边长为,则,
,
,
,
,
,
,
,
可知开口向上,顶点坐标为,
与的函数图象是D.
故选:D.
5.如图,正方形的边长为,动点P,Q同时从点A出发,以的速度分别沿和的路径向点C运动,设运动时间为,四边形的面积为,则y与x之间函数关系可以用图象表示为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了动点问题的函数图象,根据题意结合图形,分情况讨论:①时,根据四边形的面积的面积的面积,列出函数关系式,从而得到函数图象;②时,根据四边形的面积的面积的面积,列出函数关系式,从而得到函数图象,再结合四个选项即可得解.
【详解】解:分以下两种情况:
①时,
∵正方形的边长为,
;
②时,
,
∴y与x之间的函数关系可以用两段开口向下的抛物线表示,纵观各选项,只有B选项图象符合.
故选:B.
6.如图,在等腰中,,,点为斜边的中点,点,分别从,两点同时出发,以的速度沿,方向运动,到达点,时停止运动.设两点的运动时间为,的面积为,则与的关系可用图象表示为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了动点问题与函数图象及二次函数图像性质.首先连接,过点作、,得到,用含的代数式把、表示出来,根据三角形的面积公式得到,从而可以判断函数图像是抛物线,再根据运动的速度和距离求出的取值范围,从而可得函数图像.
【详解】解:如下图所示,连接,过点作、,
,,点为斜边的中点,
,,
,
,
同理可得:,
点、运动的时间为,
,
,
,
,
,
由图可知
,
与的函数关系式是,
整理得:,
,运动速度为,
,
,
当时,,
与的关系用图像表示应是开口向上,对称轴为,且在范围内的一段抛物线.
故选:B.
专题三、二次函数与三角形结合
7.综合与探究
如图,抛物线与轴交于两点,与轴交于点,是轴上的一个动点(不与点,,重合),过点作轴,分别交抛物线,直线于点,.设点的横坐标为.
(1)求抛物线的函数解析式及点的坐标,并直接写出直线的函数解析式.
(2)当点在线段上运动,且为的中点时,求的值.
(3)连接,是否存在点,使是等腰三角形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),,
(2)
(3)存在,或或或.
【分析】(1)利用待定系数法求得抛物线的函数解析式,进而即可求得点的坐标,再利用待定系数法求得直线的函数解析式;
(2)根据题意,得.则,根据为的中点,构造方程,求解即可得解;
(3)分当点为顶角顶点时,,当点为顶角顶点时,,当点为顶角顶点时,,三种情况,利用勾股定理构造方程求解即可.
【详解】(1)解:把分别代入,得
,
解得,
∴抛物线的函数解析式为,
当时,,
∴,
∴设直线为,
∵,
∴,解得,
∴直线的函数解析式为;
(2)解:根据题意,得.
∴,
∴,
∵为的中点,
∴,
∴,
解得或(舍去);
综上所述,的值为;
(3)解:存在,点的坐标为或或或,
根据题意,得,
∴,
可分为以下三种情况讨论:
①当点为顶角顶点时,,即,
∴,
解得或舍去,
∴,
②当点为顶角顶点时,,即,
∴,
解得或舍去,
∴,
③当点为顶角顶点时,,即,
∴,
解得或,
∴或;
综上所述,点的坐标为或或或.
【点睛】本题考查了二次函数的图像及性质,勾股定理,待定系数法求一次函数,二次函数的解析式,等腰三角形的定义,熟练掌握二次函数的图像及性质,勾股定理是解题的关键.
8.如图,抛物线过,两点,点C、B关于抛物线的对称轴对称,过点B作直线轴,交x轴于点H.
(1)求抛物线的表达式;
(2)直接写出点C的坐标,并求出的面积;
(3)点P是抛物线上一动点,且位于第四象限,当的面积为6时,求出点P的坐标;
(4)若点M在直线上运动,点N在x轴上运动,当以点C、M、N为顶点的三角形为等腰直角三角形时,请直接写出此时点M的坐标.
【答案】(1)
(2),
(3)
(4)点坐标为或或或
【分析】(1)利用待定系数法解决问题即可;
(2)求出抛物线的对称轴,再根据对称性求出点的坐标即可解决问题;
(3)设点,根据,建立方程求解即可;
(4)分别以点、、为直角顶点分三类进行讨论,利用全等三角形和勾股定理求的长即可.
【详解】(1)解:抛物线过,两点,
,
解得:,
抛物线的解析式为.
(2)解: ,
对称轴为直线,
,关于对称轴对称,,
,
,
.
(3)解:如图,过点P作于点H,设点,
根据题意,得:,,,
,
,
解得:,,
点是抛物线上一动点,且位于第四象限,
,
,,
;
(4)解:点在直线上,点在轴上,为等腰直角三角形时,分三类情况讨论:
①以点为直角顶点且在轴上方时,如图2,,,
,
,
,
,
,,
;
②以点为直角顶点且在轴下方时,如图3,
过点作轴,过点作轴,过点作轴交于点,交于,
,,
,
,
,
,,
,
四边形是矩形,
,
;
③以点为直角顶点且在轴左侧时,如图4,,,
过点作轴,过点作轴交的延长线于,
同理可得:,
,则,
∴,
;
④以点为直角顶点且在轴右侧时,如图5,
过点作轴,过点作轴交延长线于,
同理可得:,
,,
,
;
⑤以为直角顶点时,不能构成满足条件的等腰直角三角形;
综上所述,当为等腰直角三角形时,点坐标为或或或.
【点睛】本题属于二次函数综合题,考查了待定系数法、三角形的面积、等腰直角三角形的性质、全等三角形的判定和性质、勾股定理、方程思想及分类讨论思想等知识点,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会用分类讨论的思想思考问题,属于中考压轴题.
9.如图,抛物线交x轴于点和点,交y轴于点C.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)点D的坐标为,点P为第二象限内抛物线上的一个动点,求四边形面积的最大值;
(3)在对称轴上是否存在点M,使为直角三角形,若存在,直接写出M点坐标,若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,或
【分析】(1)把点点代入即可求解;
(2)四边形面积S ,即可求解.
(3)分三种情况:当时,当时,当时,根据勾股定理列方程分别求解即可.
【详解】(1)解:把点,点代入得:
,
解得:;
故抛物线的表达式为:
(2)连接,设点
四边形面积
;
∵,故S有最大值,当时,S的最大值为;
(3)解:∵抛物线
∴抛物线的对称轴为:直线,与轴交点,
设点坐标为,
∵,,
∴,
,
,
①当时,即,
∴,
解得,
∴点的坐标为;
②当c时,即,
∴,
整理得,
∵,此方程无解,
∴对称轴上不存在点M使,
③当时,,
∴,
解得,
∴点的坐标为;
综上,点坐标为,.
【点睛】本题考查的是抛物线与x轴的交点,主要考查函数图象上点的坐标特征,要求学生非常熟悉函数与坐标轴的交点、顶点等点坐标的求法,及这些点代表的意义及函数特征.
专题四、二次函数与四边形结合
10.如图,已知抛物线过点,,.
(1)求此抛物线对应的函数解析式,并且确定其顶点坐标;
(2)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)在抛物线上存在一动点,使得的面积为10,请求出点的坐标.
(4)点在抛物线上,点在抛物线的对称轴上,是否存在以点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)此抛物线的函数解析式为,顶点坐标为
(2)
(3)或
(4)存在以点为顶点的四边形是平行四边形,符合条件的点的坐标为或
【分析】(1)利用待定系数法解得该抛物线的函数解析式,并将其转化为顶点式,即可确定该抛物线的顶点坐标;
(2)结合(1)可知该抛物线的对称轴为,并确定该抛物线与轴的另一个交点的坐标;结合可知点在直线上,并根据抛物线轴对称的性质可得,易得,故当点均在轴上时,即时,的值最小,即的值最小,即可确定答案;
(3)当点在轴左侧时,设,交轴于点,利用待定系数法解得直线的解析式,进而确定点坐标,结合求得的值,即可确点坐标;当点在轴右侧时,设,交轴于点,利用待定系数法解得直线的解析式,进而确定点的坐标,结合求得的值,即可确点坐标;
(4)根据题意,设,,分是平行四边形的一边和是平行四边形的对角线两种情况,分别求解即可.
【详解】(1)解:将点,代入抛物线,
可得,解得,
∴此抛物线的函数解析式为,
∵,
∴该抛物线的顶点坐标为;
(2)∵抛物线,
∴该抛物线的对称轴为,
设该抛物线与轴的另一个交点为,
令,可得,
解得,,
∴,
如下图,
∵,
∴点在直线上,
∵点是抛物线对称轴上的一个动点,
∴,
∴,
当点均在轴上时,即时,的值最小,即的值最小,
如下图,
此时,
∴,
∴点的坐标为;
(3)当点在轴左侧时,设,交轴于点,如下图,
设直线的解析式为,
将点、代入,
可得,解得,
∴直线的解析式为,
令,可得,即,
∴,
∴,
整理可得,
解得或(舍去),
∴;
当点在轴右侧时,设,交轴于点,如下图,
设直线的解析式为,
将点、代入,
可得,解得,
∴直线的解析式为,
令,可得,即,
∴,
∴,
整理可得,
解得或(舍去),
∴.
综上所述,点的坐标为或;
(4)∵点在抛物线上,点在抛物线的对称轴上,
∴可设,,
①如下图,
当是平行四边形的一边时,
则有,
∴,解得,
∴;
②如下图,
当是平行四边形的对角线时,
则有,
∴,解得,
∴.
综上所述,存在以点为顶点的四边形是平行四边形,符合条件的点的坐标为或.
【点睛】本题主要考查了待定系数法求一次函数和二次函数解析式、二次函数的图像与性质、平行四边形的性质、轴对称的性质等知识,解题关键是运用数形结合和分类讨论的思想分析问题.
11.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,求三角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,是否存在点,,使以点,,,为顶点的四边形是以为对角线的菱形?若存在,请求出,两点的坐标.
【答案】(1)
(2),
(3)存在,,
【分析】本题主要考查二次函数的图像和性质:
(1)令,时,分别代入,求得点,,的坐标,设抛物线的表达式为,将代入,即可求得答案;
(2)作于点,交于,可得,可得,根据二次函数的图像和性质,即可求得答案;
(3)设,可得,,根据,可求得,结合, 即可就得答案.
【详解】(1)解:令时,代入,
∴ .
∴.
令时,代入,
∴ .
∴ .
∵对称轴为直线,
∴.
设抛物线的表达式:,将代入,得
.
∴.
∴抛物线的表达式为:.
(2)如图所示,
作于点,交于.
∴,.
∴.
∴.
∴当时, .
∴.
(3)存在,理由如下:
设.
∵,,
∴,.
∵以,,,为顶点的四边形是以为对角线的菱形,
∴,即.
∴.
∴.
∴.
∵, ,
∴,.
∴.
12.如图1,抛物线交轴于,两点,交轴于点,是第四象限内抛物线上的动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)过点分别作轴、轴的垂线,垂足分别为,,当四边形是正方形时,求点的坐标;
(3)如图2,连接,,过点作交线段于点,连接,,,记与面积分别为,,设,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】本题考查了二次函数图象和性质,待定系数法求函数解析式,正方形的性质,利用二次函数求最值等,熟练掌握二次函数图象和性质等相关知识是解题的关键;
(1)把,,代入,即可求得答案;
(2)设,根据四边形是正方形,可得,即,解方程即可得出答案;
(3运用待定系数法求出直线的解析式,由,则,可得,设,则,可得,再由,再运用二次函数的最值求得答案;
【详解】(1)解:把,,代入得,
,
解得:,,,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:设,
四边形是正方形,
,
即,
解得:,
,
,
∴当四边形是正方形时,点的坐标;
(3)解:如图,连接,过点作轴交于点.
设直线的解析式为.
把,代入,得,
解得:,
直线的解析式为,
,
,
,
设,则,
,
,
由题意,得,
当时,达到最大值为;
专题五、二次函数与周长
13.如图,已知抛物线的图象与x轴交于点和,与y轴交于点C,点D是抛物线的顶点,对称轴与x轴交于点E.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,在抛物线的对称轴上求作一点M,使的周长最小,并求出点M的坐标和周长的最小值;
(3)如图2,点P是x轴上动点,过点P作x轴的垂线分别交抛物线和直线于点F、G.设点P的横坐标为m,是否存在点P,使是以为腰的等腰三角形?若存在,直接写出m的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)的周长的最小值,点M的坐标为
(3)存在,或或
【分析】(1)用待定系数法即可求解;
(2)连接交于点M,此时最小,进而求解;
(3)分、两种情况,然后分别求解即可.
【详解】(1)解:将点A、B的坐标代入抛物线表达式得:
,
解得,
∴抛物线的解析式为:;
(2)解:如图,连接交于点M,此时最小,
又因为是定值,所以此时的周长最小.
令时,则有,即,
∴,
,同理,
∴此时的周长;
是抛物线的对称轴,抛物线与x轴交点和,
,对称轴为,
由,得,
,
又∵点M在第四象限,且在抛物线的对称轴上,
;
(3)解:存在这样的点P,使是以为腰的等腰三角形.
设直线的解析式为,把点B、C坐标代入得:
,
解得:,
∴直线的解析式为,
∵点P的横坐标为m,
∴点,点,
则,,,
当时,则,解得(舍去)或4;
当时,则,解得(舍去)或;
综上,或或.
【点睛】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数的性质、点的对称性、等腰三角形的性质等,其中(3),要注意分类求解,避免遗漏.
14.已知抛物线(n为常数)的顶点为P.
(1)求证:当时,抛物线与x轴无交点;
(2)若时,y有最小值7,时,y有最小值3,求t的值;
(3)如图,抛物线与直线交于A,B两点,记的面积为S,的周长为l,当n取不同实数时,求的最大值.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)
【分析】本题考查二次函数的性质,一次函数与二次函数交点,线段和最小值,难度比较大;
(1)根据可得抛物线的顶点在第一象限,又抛物线开口向上,即可得到抛物线与x轴无交点;或者计算判别式,根据判别式即可证明;
(2)根据题意可得整个二次函数的最小值为,即,据此求解即可;
(3)先联立一次函数和二次函数求出,,得到,再利用铅锤法得固定不变,只需要求出最小值即可得到的最大值.
【详解】(1)证明:法一:,
抛物线的顶点在第一象限,又抛物线开口向上,
此时抛物线与轴无交点.
法二:令,得,即,
,又,
,
方程无实根,即此时抛物线与轴无交点.
(2)解:∵抛物线,
∴抛物线开口向上,有最小值,对称轴为直线,
∵若时,y有最小值7,时,y有最小值3,
∴抛物线的最小值为3,
∴,且在对称轴直线左边,即,
∴当时,随的增大而减小,
时,有最小值7,即,
解得或,
.
(3)解:联立,
消整理得,
,
,,
,,
,,
∴;
如图,过点作轴,交直线于点,
∴,
的面积,为定值.
当取不同实数时,线段在直线上滑动,且保持不变,
设点关于直线的对称点为,连接,并构造平行四边形,
,
的周长,
∵直线与轴交点,与交点,连接,
∴,
∴,
∵点关于直线的对称点为,
∴,,
∴轴,
∴,
∵平行四边形,
∴到与到平移规则一致,
∴,
∴,
,
,
∴的最大值为.
15.如图,在平面直角坐标系中,直线与抛物线交于,两点,点的横坐标为.
(1)求直线和抛物线的解析式;
(2)点是直线下方的抛物线上一动点(不与点重合),过点作轴的平行线,与直线交于点,连接,设点的横坐标为;
①若点在轴上方,当为何值时,是等腰三角形;
②若点在轴下方,设的周长为,求关于的函数关系式,当为何值时,的周长最大,最大值是多少?
【答案】(1),;
(2)①;②,当时,的周长最大,最大值是.
【分析】(1)用待定系数法求出抛物线和直线解析式;
(2)①当是等腰三角形时,判断出只有,设出点P的坐标用建立方程组求解即可;
②先表示出,然后建立三角形的周长和m的函数关系式,确定出最大值.
【详解】(1)解:直线经过点,
,
,
直线解析式为,
点在此直线上,点的横坐标为,则,
点的纵坐标为,
,
抛物线交于、两点,
,
,
抛物线解析式为.
(2)解:∵点的横坐标为,则设,
∴,
过点作轴的平行线,与直线交于点,则点的纵坐标为,
∴,则,
点,
,
①当点在轴上方时,
,是钝角,
,,
是等腰三角形,
,
,
,
,
,
,
或舍,
当时,是等腰三角形;
②当点P在x轴下方时,,
,
,则,点,
,,
,,
∴的周长
,
∵,
当时,,
当时,的周长最大,最大值是.
【点睛】此题为二次函数综合题,主要考查了待定系数法,二次函数的性质,二次函数图象上点的坐标特征,等腰三角形的性质,三角形的周长,两点坐标距离公式等知识,熟练掌握相关知识是解题的关键.
专题六、二次函数的与面积
16.如图,直线与轴交于点,与轴交于点,经过两点的抛物线与轴的另一交点为.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)点是该抛物线上的动点,过点作轴于点,交于点,设点的横坐标为,连接,求△的面积与的函数表达式,并求出的最大值.
【答案】(1)
(2);有最大值
【分析】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.
(1)先求出点A和C的坐标,设抛物线的函数表达式为,将点代入即可求解;
(2)设则,求出长,然后根据,计算即可得到解析式,然后配方找最值即可.
【详解】(1)解:当时,;当时,,解得,
∴直线与轴,轴的交点坐标分别为,
∵抛物线与轴的另一交点为,
设所求抛物线的函数表达式为,
把点代入, 得:
解得
∴所求抛物线的函数表达式为, 即;
(2)解:设则
,
,
,
∴当 时, 有最大值.
17.已知抛物线与x轴相交于,B两点,与y轴相交于点.
(1)求b、c的值;
(2)P为第一象限抛物线上一点,的面积与的面积相等,求直线的解析式;
(3)在(2)的条件下,设E是直线上一点,点P关于的对称点为点,试探究,是否存在满足条件的点E,使得点恰好落在直线上,如果存在,直接写出点P′的坐标;如果不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,点的坐标为或
【分析】(1)由待定系数法求解即可;
(2)由的面积与的面积相等得,即可求解;
(3)根据点P在抛物线和直线上求得,再由对称得,利用两点间距离公式求出点E坐标,再根据即可求解.
【详解】(1)解:∵抛物线经过点,点,
∴,
解得.
(2)解:由(1)得抛物线的解析式为,
令,则,
解得,,
∴,
∵的面积与的面积相等,
∴,
设直线的解析式为,
∵在直线上,
∴,
∴,
∴直线的解析式为.
(3)解:存在,点或,
设点,
∵点P在抛物线和直线上,
∴,,
∴,
解得,(舍),
∴,
如图,由点P关于的对称点为点,得,,
∵,
∴,
∴,
∴,
设点E的坐标为,
即,
∴,
当时,则,
设点,
由,得,
解得,
则点,
当时,则,
同理,得,
综上所述,点或.
【点睛】本题主要考查了二次函数的综合题,主要涉及用待定系数法求一次函数、二次函数解析式,一次函数的图象与性质,二次函数的图象与性质,轴对称的性质,坐标系中两点间距离,熟练掌握二次函数的图象与性质是解题的关键.
18.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.
【答案】(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.
专题七、二次函数与等角
19.如图所示,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于和B两点,与y轴交于点C.
(1)求C点的坐标;
(2)连接,D为抛物线上一点,当时,求点D的坐标.
【答案】(1)C点的坐标为
(2)D点的坐标为
【分析】此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、二次函数和一次函数的交点问题等知识.
(1)把代入抛物线解析可得.即可求出点C的坐标;
(2)设与轴的交点为,由得到,则,求出,则,在中,,求出,得到,求出直线的解析式为,联立一次函数和二次函数解析式求出,即可得到答案.
【详解】(1)解:将代入抛物线解析可得:
解得:.
∴,
当时,,
∴C点的坐标为;
(2)设与轴的交点为,
∵,
∴,
∵,
∴,
由(1)可得:,令,则,
解得:,,
∴,
∴,
在中,,解得:,
∴,
设直线的解析式为,
将代入可得,
解得:,
∴直线的解析式为,
当时,
解得:(不合题意,舍去)或,
当时,,
∴D点的坐标为:
20.如图,直线与轴交于点,与轴交于点,抛物线经过点,,与轴的另一个交点为.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若是抛物线上一点,且,请求出点的坐标.
【答案】(1)
(2)的坐标为:或.
【分析】(1)根据直线与轴交于点,可求出一次函数的解析式,进而可求出点C的坐标;由抛物线经过点,可求出抛物线的解析式;
(2)如图,过作与抛物线交于点,可得,再利用抛物线的对称性可得答案,在轴上取点,且满足,可得,则与抛物线的交点满足条件,求解,直线为,再进一步建立方程组解题即可.
【详解】(1)解:直线与轴交于点,
,
,
∴,
当时,,
∴点,
∵抛物线经过点,
,
,
∴抛物线的解析式为:;
(2)解:如图,过作与抛物线交于点,
∴,
∵抛物线的对称轴为直线,点,
∴,
在轴上取点,且满足,
∴,则与抛物线的交点满足条件,
∵,,设,则,
∴,
解得:,
∴,
设直线为,
∴,
解得:,
∴直线为,
∴,
解得:,,
∴,
综上:的坐标为:或.
【点睛】本题考查了求抛物线,一次函数的解析式、二次函数与角度问题.结合抛物线的性质与建立方程组是解决第二问的关键.
21.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,抛物线的顶点为,直线与抛物线相交于,两点.
(1)求抛物线的解析式.
(2)设点是直线上方抛物线上的一动点,当的面积取得最大值时,求出此时点的坐标.
(3)抛物线上是否存在一点,使,若存在,请直接写出所有满足要求的点的坐标;若不能,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)能,点的坐标为:或
【分析】本题主要考查了二次函数的解析式的求法和与几何图形结合的综合,求正切;
(1)由题意得:,即可求解;
(2)由的面积,即可求解;
(3)由,得到直线BM的表达式为:,进而求解.
【详解】(1)解:由题意得:;
(2)过点P作轴交于点,
,
解得:或,
∴,
∵,
∴,
设点,则点,则,
则的面积,
,
故的面积有最大值,此时,
则点;
(3)能,理由:
由抛物线的表达式,
当时,
∴点,
依题意,,
设直线交轴于点,则
设直线的表达式为
∴或
解得:或
则直线的表达式为:,
联立上式和抛物线的表达式得:或,
解得:(舍去)或或,
则点M的坐标为:或
专题八、二次函数与倍角
22.已知抛物线与轴交于,两点,与轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图(1),为抛物线上第一象限内一点,若,求点的坐标;
(3)如图(2),为轴上方一动点,直线与抛物线均只有唯一公共点,于点,且的面积是10,求线段长度的最大值.
【答案】(1);
(2)点的坐标为;
(3)长度的最大值为.
【分析】本题考查了二次函数综合问题,熟练掌握二次函数的图象与性质,学会利用函数思想转化角度和线段的关系是解题的关键.
(1)代入,到抛物线,求解a、b的值即可;
(2)过点作轴交轴于点,设,结合得出,得出,代入直线的解析式,解出t的值即可;
(3)设,,依据题意表示出直线和的解析式,再求出交点P的坐标,结合的面积是10,得出m、n的关系式,代入直线解析式可得定点坐标,再利用定点坐标确定长度的最大值即可.
【详解】(1)解:代入,得:,
解得:,
抛物线的解析式为:.
(2)如图,过点作轴交轴于点,则,
设,则,
轴,
轴,
,
,
,
,
又,
,
,
又,,
,
,
,
,
解得:(舍),,
点的坐标为.
(3)设,,
设的解析式为,
代入得,,
,
,
联立,
消去整理得:,
与抛物线只有唯一公共点,
,
整理得:,
解得:,
,
同理可得,,
联立与可得交点;
,
,
,
,
,
,
当时,,
即经过定点,
,
,
当时,长度有最大值,
线段长度的最大值为.
23.如图①,二次函数的图象经过点,并且与直线相交于坐标轴上的、两点,点在抛物线图像上且坐标为.
(1)求此二次函数的表达式;
(2)如图①,连接,,设的面积为,求的值;
(3)如图②,过点,作直线,求证:是直角三角形;
(4)如图②,抛物线上是否存在点,使得?若存在,则求出直线的解析式;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)见解析
(4)存在,和
【分析】(1)根据题意先求出点、的坐标,进而利用待定系数法即可求解;
(2)由题意过点作轴于,交于点,根据,则,进而根据三角形面积公式,进行计算即可求解;
(3)根据点,,,得出,,,在中,根据勾股定理,在中,,,根据勾股定理逆定理得出即可;
(4)根据题意分点在下方、在的延长线上取一点,使,作出,连接,设与抛物线交于点,过点作轴于,轴于,点在上方,延长到,使,连接并延长交轴于,作出,两种情况求出点,和点的坐标,进而利用待定系数法求解析式即可求解.
【详解】(1)解:∵交坐标轴于,两点,
当时,,则点,
当时,,
解得,点,
∵,
∴
,解得,
∴二次函数解析式为:;
(2)过点作轴于,交于,
∵,在直线:上,
∴
∴
∵,
∴
(3)证明:点,点,,
,,,
,
在中,根据勾股定理=,
在中,,
(),
,即,
,
是直角三角形;
(4)存在点,使.
当点在轴下方的抛物线上时:
在的延长线上取一点,使,连接,若与抛物线有交点,设与抛物线交于点,过点作轴于,轴于
,,,
,
,
轴,
,
,,
,
,,
,
∴,
设的解析式为:,
,
解得:,,
的解析式为:.
,
,
,
,
方程组有两个不同的解,直线与抛物线有两个不同的交点,存在.
当点在轴上方的抛物线上时:
延长到,使,连接并延长交轴于,若与抛物线有交点,设交抛物线于点,
轴,,
,,
同理可得,的解析式为:.
,
,
,
,
方程组有两个不同的解,直线与抛物线有两个不同的交点,存在.
综上所述:存在抛物线上点,使,直线的解析式为:
和.
【点睛】本题考查待定系数法求二次函数解析式和性质,一次函数解析式,三角形面积的最值,直线的位置关系,一元二次方程,三角形全等判定与性质,勾股定理与勾股定理逆定理,利用辅助线作出准确图形,熟练掌握所需知识是解题关键.
24.已知:如图1,抛物线与轴相交于点,点,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点为抛物线第三象限上的一点,若,求点的坐标;
(3)如图2,点为抛物线在点左侧上的一点,点与点关于抛物线的对称轴对称,直线、分别交轴于点、,求的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)把点,点,点代入解方程组即可得到结论;
(2)根据勾股定理得到,取的中点,连接,作于,轴于,如图,设,根据三角形面积公式得到,根据勾股定理得到,根据相似三角形的性质得到;
(3)设,求得,求得直线的解析式为,得到,,同样可得直线的解析式为,得到,于是得到结论.
【详解】(1)解:把点,点,点代入
得,
解得,
所以抛物线的解析式为;
(2)当时,,则,
,
取的中点,连接,作于,轴于,如图1,
设,
,
,
,
,
为斜边上的中线,
,
,
,
,
,
,
,即,
解得,
;
(3)设,
与两点关于抛物线的对称轴对称,
,
设直线的解析式为,
把,代入得
,
解得,
直线的解析式为,
,
同样可得直线的解析式为,
,
.
【点睛】本题考查了二次函数的综合题:熟练掌握二次函数图象上点的坐标特征、二次函数的性质和直角三角形斜边上的中线性质;会利用待定系数法求函数解析式;会利用勾股定理和相似比计算线段的长;理解坐标与图形的性质.在中构建是解决问题的关键.
专题九、二次函数与比值
25.如图,已知二次函数与x轴交于点、,与y轴交于点C,点P是第一象限内抛物线上的动点,连接交于点D,连接.
(1)①求抛物线的函数解析式;
②求证:.
(2)当的比值最大时,求的面积;
(3)是否存在这样的点P,使得,若存在,请求出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)①;②证明见解析
(2)2
(3)
【分析】(1)①直接利用交点式写二次函数的解析式即可;②先求解C的坐标,再利用勾股定理的逆定理进行判定即可;
(2)如图,过作轴交于,交轴于,可得,可得,求解为,设,则,再建立二次函数进一步求解即可;
(3)如图,由,可得,可得轴,再建立方程求解即可.
【详解】(1)解:①∵二次函数与x轴交于点、,
∴抛物线为;
②当时,,
∴,
∵、,
∴,,,
∴,
∴,
∴;
(2)解:如图,过作轴交于,交轴于,
∴,
∴,
∵,,
∴设为,
∴,解得:,
∴为,
设,则,
∴,而,
∴,
当时,有最大值,
∴,
∴;
(3)解:存在,理由如下:
如图,
∵,
∴,
∴轴,
∵,
∴,
解得:,,
∴.
【点睛】本题考查的是利用待定系数法求解二次函数的解析式,二次函数的性质与面积问题,相似三角形的判定与性质,熟练的利用相似三角形的性质建立方程求解是关键.
26.【知识回顾】我们知道:一个图形绕着某一点旋转,如果它能够与另一个图形重合,那么称这两个图形关于这点对称,也称这两个图形成中心对称,这个点叫对称中心.
【知识理解】求证:反比例函数(且为常数)的两支图像关于原点成中心对称.
【知识迁移】如图1,在平面直角坐标系中,抛物线:的图像与轴交于点、,与轴交于点,抛物线:的图像与抛物线:的图像关于原点成中心对称,且抛物线:的图像与轴交于点、,与轴交于点,连接、,点为线段上的一个动点,过点作直线轴,交线段于,交抛物线的图像于点,交于.
①求抛物线的函数表达式,并求出最大时点的坐标;
②当最大时,点在抛物线对称轴右侧的图像上,线段交直线于点,线段与线段交于点,若,则线段与的比值为________.
【知识创新】如图2,在两个同心圆上,连接大圆上的点和小圆上的点的线段叫做同心圆的“环弦”.点是小圆内一定点,用无刻度的直尺和圆规作“环弦”,使得点是“环弦”的中点.(保留作图痕迹,不写作法)
【答案】知识理解:见解析;知识迁移:①,;②或;知识创新:见解析
【分析】知识理解:设反比例函数(且为常数)的图像上任意一点,证明对称的点为也在反比例函数(且为常数)的图像上,即可得证;
知识迁移:①根据抛物线:的图像与轴交于点、,求出点、的坐标,根据抛物线和抛物线关于原点成中心对称,得出、的坐标,得出抛物线解析式,设点的坐标为,结合图形与坐标,表示出,求出最大时,的值,得出点的坐标即可;②连接,在延长线上取点,使得,连接,作轴于点,作于点,延长交于点,交抛物线于点,连接、、、;过点作轴,过点作轴,所作两线交于点,根据正方形的判定与性质,利用证明,推出,利用证明,结合图形与坐标,得出点的坐标,结合点坐标,证明并求出的中点的坐标.情况一:当点在图中位置时,利用证明,得出,根据,,求出直线解析式,结合抛物线解析式,求出点横坐标,根据轴,轴,证明推出,得出,结合图形与坐标计算即可;情况二:当点、点和点重合时,点和点重合,,根据图形与坐标,得出、的长,计算求出的值即可;
知识创新:在大圆上取两条不平行的弦,分别以弦两端为圆心,大于弦一半长度为半径画弧相交两点,连接两交点,作出两弦的垂直平分线相交于一点,即为两同心圆的圆心,连接并延长,以点为圆心,截取为半径画弧交延长线于一点,以该点为圆心,截取小圆半径为半径画圆,则该圆与小圆关于点成中心对称,点是对称中心,该圆与大圆交于点,连接并延长交小圆于点,点和点关于点成中心对称,则点是“环弦”的中点,故即为所求作的图形.
【详解】解:知识理解:设反比例函数(且为常数)的图像上任意一点,
∴的关于原点对称的点为,
∵,
∴也在反比例函数(且为常数)的图像上,
∴反比例函数(且为常数)的图像上任意一点,都存在也在反比例函数(且为常数)的图像上且关于原点对称的点,
∴反比例函数(且为常数)的两支图像关于原点成中心对称;
知识迁移:①∵抛物线:的图像与轴交于点、,
∴,
,
或,
解得:,,
∴,,
∵抛物线:的图像与轴交于点、,抛物线:的图像与抛物线:的图像关于原点成中心对称,
∴,,,
∴抛物线的函数表达式为,即,
∴,
∴,
又∵,
∴,
点为线段上的一个动点,过点作直线轴,交线段于,交抛物线的图像于点,交于,
∴设点的坐标为,则点坐标为,
∴直线轴,即,
∴,
∴,,,
∴,
∴最大时,,
∴最大时点的坐标为;
②如图,连接,在延长线上取点,使得,连接,作轴于点,作于点,延长交于点,交抛物线于点,连接、、、;过点作轴,过点作轴,所作两线交于点,
∵①过程已得,,,,,
∴,,
,
∴四边形是平行四边形,,
又∵,
∴四边形是菱形,
又∵,
∴四边形是正方形,
∴,,
∴在和中,
,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵直线轴,轴,
∴直线轴,,
∴,
∴,
∴在和中,
∴,
∴,,
∵,
∴,,
∴,
∵,于点,
∴点为的中点,
∴直线是线段的垂直平分线,
∴,
又∵,
∴,,
∴,
情况一:当点在图中位置时,
在和中,
,
∴,
∴,
设直线解析式为,
∵,,
∴,
解得:,
∴直线解析式为,
∵点在抛物线对称轴右侧的图像上,
∴,
整理得:,
,
∵点在抛物线对称轴右侧的图像上,
∴点横坐标为,
∵线段交直线于点,
∴点横坐标为,
∵轴,轴,
∴,,,
∴,,
∴,
∴;
情况二:当点、点和点重合时,点和点重合,,
∴,,
∴.
综上所述,线段与的比值为或,
故答案为:或;
知识创新:如图,即为所求作图形,
.
【点睛】本题主要考查了二次函数的图象与性质、反比例函数的性质、全等三角形的判定与性质、正方形的判定与性质、垂直平分线的性质、中心对称图形、相似三角形的判定与性质、无刻度尺规作图等,难度较大,综合性强,熟练掌握知识点、作辅助线推理、分类讨论、数形结合是解题的关键.
27.如图1,抛物线()与轴的负半轴交于点,与轴的正半轴交于点,与轴交于点,顶点为.连接、、.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点是轴右侧抛物线上一点,连接,若平分,求点的坐标;
(3)数学实验课上,在(2)的基础上,小张同学利用网络画板进行如下操作:连接,把绕着点A进行逆时针旋转(注:与,与,与相对应),使得点的对应点落在轴上,此时与轴交于点.小张猜想:是的中点.请探究并判断小张猜想是否正确.如果正确,请直接写出点的坐标;如果不正确,请直接写出与的比值.
【答案】(1)y=x2+2x-3
(2)M(,)
(3)小张的猜想不正确,EH与DH的比值为5∶4
【分析】(1)设抛物线的顶点式,再把代入即可求出解析式.
(2)计算得AC2+PC2=AP2,由勾股定理的逆定理得∠ACP=90º, 如图,延长PC、AM交于点N,因为AC平分∠PAM所以点N是点P关于AC的对称点,可求得点N(1,-2),进一步得出直线AN的解析式,再设M(m,m2+2m-3),代入直线AN的解析式即可求出;
(3)连接AE,AF,AD,由已知条件得绕着点逆时针旋转了90º,因为M(),P(-1,-4),所以E(,),D(1,2),所以,故小张猜想不正确.
【详解】(1)解:∵抛物线的顶点为,
∴设抛物线的解析式为:y=a(x+1)2-4,
把点代入y=a(x+1)2-4得,
a-4=-3,
解得:a=1,
∴y=(x+1)2-4
即y=x2+2x-3;
(2)解:∵y=x2+2x-3,
当y=0时,x1=-3,x2=1,
即点A(-3,0),点B(1,0),
∵AC2==18,
PC2=(-1-0)2+(-4+3)2=2,
AP2=(-3+1)2+(0+4)2=20,
∴AC2+PC2=AP2,
∴∠ACP=90º,
即AC⊥PC,
如图,延长PC、AM交于点N,
∵AC平分∠PAM,AC⊥PN,
∴点N是点P关于AC的对称点,
即点C(0,-3)是PC的中点,
∵点P向右平移1个单位长度再向上平移1个单位长度得到点C,
∴点C向右平移1个单位长度再向上平移1个单位长度得到点N.
∴点N(1,-2).
设直线AN的解析式为y=kx+b,那么
,
解得:,
∴直线AN的解析式为,
∵点M经过直线AN,设点M(m,m2+2m-3)(m>0),
∴
解得:m1=-3(不合题意,故舍去),m2=,
∴M(,).
(3)解:小张的猜想不正确,EH与DH的比值为5∶4,
连接AE,AF,AD,过P作PG⊥x轴,交x轴于点G, 过D作DQ⊥x轴,交x轴于点Q,如图所示.那么∠QAD+∠ADQ=90º,∠GAP+∠APG=90º,
∵把绕着点A进行逆时针旋转(注:与,与,与相对应),使得点的对应点落在轴上,
∵OA=OC=3,∠AOC=90°,
∴∠CAO=45°,由勾股定理得,
∵∠AOH=90°,
∴由勾股定理得:OF=3,
∴OF=OA,F(0,3),
∴∠FAO=45°,
∴∠FAC=∠FAO+∠CAO=90º,
∴旋转角是90º,
∴AP⊥AD,AM⊥AE,AP=AD,AM=AE,
∴∠PAG+∠QAD=90º,
∴∠APG=∠DAQ,
在和中
,
∴.
∴DQ=AG,AQ=PG,
∴D的横坐标为:OQ=AQ-AO=4-3=1,D的纵坐标为:DQ=3-1=2,
∴D(1,2).
同理,解得E(,).
∴,
∴小张猜想不正确.
【点睛】此题考查了二次函数与旋转的综合,解题的关键是数形结合,作出辅助线求解.
专题十、二次函数与定值
28.如图,抛物线与x轴交于点O和点A,将抛物线沿x轴向右平移3个单位长度,得到抛物线.
(1)抛物线表达式为;_______;
(2)点P是抛物线在第四象限内一点,连接并延长,交抛物线于点Q.设点P的横坐标为p,点Q的横坐标为q.
①若,求的值;
②试判断是否为定值,若是,求出这个定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)①;②为定值,这个定值为6.
【分析】(1)根据平移的性质,求出抛物线的解析式即可;
(2)①求出点坐标,再求出直线的表达式,求出点坐标即可求解;
②过点P作轴,过点Q作轴于点Q,证明,得出,根据,,,,得出,求出.
【详解】(1)解:∵,
∴将抛物线沿x轴向右平移3个单位长度,得到抛物线的解析式为:
;
(2)解:把代入得,,
点,
令,
解得:,
∴点,
设直线的表达式为:,把,代入得:
,
解得:,
∴直线的表达式为,
联立上式和抛物线的表达式得:,
解得:(舍去),,
则;
②是定值;过点P作轴,过点Q作轴于点Q,如图所示:
则,
∵,
∴,
∴,
∵点P的横坐标为p,点Q的横坐标为q,
∴点P的纵坐标为,点Q的纵坐标为,
∴,,,,
∴,
∴,
整理得:,
∴.
【点睛】本题主要考查了二次函数的综合应用,二次函数图象的平移,相似三角形的判定和性质,解题的关键是作出辅助线,数形结合,熟练掌握相关的判定和性质.
29.如图,抛物线与轴交于,两点(点在点的左侧),与轴交于点,为抛物线上一动点.当点运动到第四象限时,连接,,直线交轴于点,过点作直线,交轴于点,求证:线段的长度为定值.
【答案】证明见解析.
【分析】本题考查了二次函数与一次函数的交点,设,求出出直线和直线的解析式,求出线段的长度,结合点在抛物线上得证的长度为定值,熟练掌握二次函数与一次函数的图象与性质,会求直线与抛物线的交点是解题的关键.
【详解】证明:当时,,
∴或,
∴,,
设点,则,
设直线的解析式为,
联立,
解得:
∴直线解析式为,
∴,
同理得直线解析式为,
∵直线,
∴设的解析式为,
把点代入,得,
∴,
∴直线解析式为,
∴,
∴,
∵,
∴
∴线段的长度为定值.
30.已知二次函数的图象经过点,与x轴的正半轴交于点B,点,是此二次函数的图象上的两个动点.
(1)求直线的解析式;
(2)如图,此二次函数的图象,点P在直线的上方,过点P作轴于点C,交于点D,连接,,.若,求证的值为定值.
【答案】(1)直线的解析式为
(2)见解析
【分析】本题考查了二次函数的图象与性质、待定系数法求二次函数以及一次函数解析式,熟练掌握以上知识点并灵活运用是解此题的关键.
(1)将代入二次函数解析式得出,求出,再利用待定系数法计算即可得解;
(2)由题意得出,,,结合,得出,分别表示出、,即可得解.
【详解】(1)解:∵二次函数的图象经过点,
∴,
∴,
∴二次函数的解析式为,
令,则,
解得:,,
∴,
设直线的解析式为,
将,代入解析式得,
解得:,
∴直线的解析式为;
(2)证明:∵点,是此二次函数的图象上的两个动点,
∴,,
∵过点P作轴于点C,交于点D,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∴,
故的值为定值.
专题十一、二次函数与相似
31.如图,抛物线交轴于,两点,与轴交于点.连接,.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点为抛物线在第三象限的一个动点,轴于点.交于点,于点,求线段的最大值;
(3)如图2,若为抛物线上一点,直线与线段交于点,是否存在这样的点,使得以,,为顶点的三角形与相似.若存在,请求出此时点的横坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,点的横坐标为或
【分析】(1)把和的坐标代入抛物线解析求出a和b即可求解;
(2)求出直线的解析式为,设,则,进而求得的表达式,根据二次函数的性质,即可得出答案;
(3)分两种情况,①若,②若,由相似三角形的性质可求出的长,求出点坐标,联立直线和抛物线的解析式可求出答案.
【详解】(1)解:∵抛物线交轴于,两点,
∴ ,
解得,
∴该抛物线的解析式为;
(2)解:∵抛物线的解析式为,
∴时,,
∴,
∴.
∵,
∴.
∵,,
∴,
设直线的解析式为,
∴ ,
∴,
∴直线的解析式为,
设,
则,
则
∵,
∴时,有最大值,
∴的最大值为.
(3)解:∵,,,
∴,,,
若以为顶点的三角形与相似,可分两种情况:
①若,
∴,
∴,
∴,
过点作于点,
∴,
∴,
∴,
∴直线的解析式为,
∴ ,
∴,
②若,
∴,
∴,
∴,
∴,
同理的解析式为,
∴ ,
∴,
综上所述,点Q的坐标为点Q的横坐标为或.
【点睛】本题是二次函数压轴题,考查了二次函数的图象与性质、待定系数法、图形面积计算、相似三角形的判定与性质等知识点,熟练掌握二次函数图象和性质,相似三角形的性质等相关知识是解题关键.
32.如图,已知抛物线(、为常数,且)与轴交于、两点(点在点的左侧),与轴交于点,点为该抛物线的顶点,点为该抛物线的对称轴与轴的交点,连接.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)将抛物线向下平移个单位,得到抛物线,若点为抛物线的顶点,请问在平移过程中,是否存在,使得与相似(包含全等)?若存在,请求出所有符合条件的的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,使得与相似,的值为3或5或8
【分析】本题考查二次函数的综合应用,三角形相似的判定和性质.正确的求出函数解析式,利用数形结合和分类讨论的思想进行求解,是解题的关键.
(1)由拋物线的顶点坐标可得出其对称轴为直线,即可求出,再将代入解析式求解即可;
(2)根据拋物线的解析式可求出点A和点B的坐标,从而可求出的长,根据抛物线向下平移个单位得到抛物线,即得出,从而可分类讨论:①当时和②当时,再根据三角形相似的性质分别求解即可.
【详解】(1)解:∵拋物线的顶点坐标为,
∴抛物线的对称轴为直线,即,
∴,
∴抛物线.
将点代入,得,
解得,
,
∴抛物线的函数表达式为;
(2)解:在中,令,得,
∴.
∵顶点,
∴.
∵抛物线向下平移个单位得到抛物线,
∴点在直线上,
∴,
分类讨论:①当时,
∴,即
∴,
∴(与点D重合,舍)或.
∴此时;
②当时,
∴,即,
,
∴或,
∴此时或.
综上可知,存在,使得与相似,的值为3或5或8.
33.如图,在平面直角坐标系中,直线与轴交于点,与轴交于点,抛物线经过,两点且与轴的正半轴交于点.
(1)求的值及抛物线的解析式.
(2)如图①,若点为直线上方抛物线上一动点,当时,求点的坐标;
(3)如图②,若是线段的上一个动点,过点作直线垂直于轴交直线和抛物线分别于点、,连接.设点的横坐标为.
①当为何值时,线段有最大值,并写出最大值为多少;
②是否存在以,,为顶点的三角形与相似,若存在,直接写出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),
(2)
(3)①当时,线段有最大值为4;②存在,或
【分析】(1)将点的坐标直接代入直线解析式可得出的值;再求出点的坐标,将,的坐标代入抛物线解析式,即可得出结论;
(2)由(1)可得,则,设,可表达点的坐标,代入抛物线的解析式即可得出结论;
(3)①由点,坐标可得出直线的解析式,由此可表达点,的坐标,进而表达的长度,结合二次函数的性质可得出结论;
②根据题意需要分两种情况,当时,当时,分别求出的值即可.
【详解】(1)直线与轴交于点,
,
,
直线的表达式为;
当时,,
点的坐标为,
将点的坐标为,点的坐标为,代入,
得:,
解得:,
抛物线的解析式为;
(2)如图,过点作轴交抛物线于点,过点作的垂线,垂足为,
轴,
,
,
,
,
,
,
,
,
设,
的坐标为,
将点的坐标代入解析式可得,,
解得或(舍去)
的坐标为;
(3)①由(1)可知,直线的解析式为:;
点的横坐标为,
点的坐标为,点的坐标为,
设线段的长度为,
则
,
当时,线段有最大值为4;
②存在,理由如下:
由图形可知,
若与相似,则需要分两种情况,
当时,由(2)可知,,此时;
当时,过点作轴交抛物线于点,
令,
解得(舍或,
即,
综上,当的值为或时,以,,为顶点的三角形与相似.
【点睛】本题是二次函数的综合题,主要考查的是待定系数法求二次(一次)函数解析式、二次函数图象上点的坐标特征、相似三角形的判定与性质,解题的关键是第(3)问中需分两种情况讨论.
专题十二、二次函数与三角函数
34.在平面直角坐标系中,为坐标原点,抛物线交轴于、两点,交轴于,,.
(1)如图,求抛物线的解析式;
(2)如图,点为抛物线第一象限上一点,交轴于,设点的横坐标为,线段的长为,求与的函数关系式;
(3)如图,连接,过点作,连接、,点为抛物线上一点,交于,于交于,若,,,求的正切值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据解析式得出,根据题意得出,根据,得出,进而待定系数法求解析式,即可求解;
(2)过点作轴于,根据,得出,根据已知列出比例式,即可求解.
(3)根据,证明,进而结合(2)的结论,求得的坐标,解,得出,根据角平分线的性质以及全等三角形得出是等腰直角三角形,进而根据一线三等角模型求得点的坐标,进而求得的解析式,根据,得出,进而证明为的中点,求得点的坐标,构造全等三角形进而求得点的坐标,进而求得的解析式,联立抛物线解析式得出点的坐标,联立和,求得的坐标,进而可得轴,进而根据正切的定义,即可求解.
【详解】(1)解:把代入,得:,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵抛物线交轴于、两点,
∴,
解得:,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:过点作轴于,
∵,
∴,
∵点的横坐标为,线段的长为,
∴点的纵坐标为,,,
∴,
∴,
∴,
∴与的函数关系式为;
(3)解:设,过点作轴交轴于点,则
∴,
又∵,
∴,
在中,
∴
∴,
∴
∵轴
∴
解得:,
当时,
∴
由(2)可得点的横坐标为,线段的长为,
∴
∴
∴,
∴
过点作于点,
∵,,,
∴,,
∴,
∴,
设,则,,
∴,解得:
∴
∴是等腰直角三角形,
∴
∵,
∴平分
如图所示,过点分别作的垂线,垂足分别为,则,
∵,
∴都是等腰直角三角形,
∴四边形是矩形,
又∵
∴四边形是正方形,
∴
在中,
∴
∴
∴
又∵
∴是等腰直角三角形,
过点作轴,过点作轴交轴于点,过点作轴交于点,
∴,
∵,
∴,
又∵
∴
∴
∴,
∴
设直线的解析式为,代入,
∴
解得:
∴直线的解析式为
∵已知,
设,则,
又∵
∴,
∴,
∴
又∵,
设交轴于点,连接,
∴
作关于的对称点,则在上,则
∴,,
又∵
∴
∴
∵,,
∴
在中,
∴
∴
又∵
∴,即是的中点,
∵
∴
过点作于点,
∴
又∵,
设,则
在中,
∴
∴,则点在轴上,
∴
∴,
∴,
设直线的解析式为,代入,
∴
解得:
∴直线的解析式为,
联立和抛物线
解得:或
∴,
联立直线,
解得:
∴
又
∴轴,
∴.
【点睛】本题考查了二次函数综合,解直角三角形,全等三角形的性质与判定,等腰三角形的性质与判定,勾股定理,一次函数的应用,熟练掌握以上知识是解题的关键.
35.已知抛物线关于y轴对称,且过点和点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,连接抛物线上两点,N,若,求点N的坐标;
(3)如图2,过点作与y轴不垂直的直线交抛物线于点A和点B,线段的垂直平分线交y轴于点M,交于P,试探究是否为定值?若是,求出定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)固定不变
【分析】(1)由抛物线对称轴为轴可得,再通过待定系数法求解.
(2)过作交于,再过作轴于,过作轴于,则,,即可求出点坐标,再联立和抛物线求出点坐标.
(3)设直线解析式为,由点可得,联立抛物线方程可得,,从而可得中点坐标,点作轴于点,作轴的平行线交过点的轴平行线于点,由垂直平分可得所在直线解析式,进而求解.
【详解】(1)解:抛物线关于轴对称,
,即,
,
将,代入得,
解得,
.
(2)解:过作交于,再过作轴于,过作轴于,则,
∵,轴,轴
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴,,
∴,
设直线解析式为,
∴,解得,
∴直线解析式为,
联立,解得或,
∴
(3)解:设直线解析式为,
直线过点,
,
令,整理得,
设点,,,,
,,
设中点为,,则,
,
,
如图,过点作轴于点,则点坐标为,作轴的平行线交过点的轴平行线于点,
,,
,
,
,即,
,
,
,
,
.
【点睛】本题考查二次函数的综合应用,涉及求抛物线解析式,正切,相似三角形的判定与性质,二次函数与一元二次方程的关系等知识点.
36.如图,已知抛物线经过点,过点的直线平行于轴,横坐标分别,的点、在抛物线上,且位于在直线异侧,连接,,,线段与直线相交于点.
(1)求的值;
(2)若,.
求的值;
试判断是否平分,并说明理由;
(3)若平分,试判断的值是否变化?如果不变,求出这个值,如果变化,请说明理由.
【答案】(1)的值为
(2)①的值为;②平分,理由见解析
(3)的值不变化,这个值为
【分析】(1)把代入可得的值为;
(2)当,时,,;由,得直线解析式为,即可得,;
过作于,过作交延长线于,由,,;可得,,故,从而平分;
(3)过作于,过作交延长线于,由平分,可得,即,故;由,得直线解析式为,,有,而,故.
【详解】(1)解:把代入得:
,
解得,
的值为;
(2)解:由(1)知,
当,时,,;
设直线为,
∵,,
∴,
解得,
直线解析式为,
在中,令得:,
解得,
,
,
,
的值为;
平分,理由如下:
过作于,过作交延长线于,如图:
,,;
,,,,
,,
,
,
平分;
(3)解:的值不变化,理由如下:
过作于,过作交延长线于,如图:
平分,
,
,
,
,的横坐标分别,,
,;
,
,,,;
,
,
;
由,得直线解析式为,
在中,令得:,
解得,
,
,
,
,
,
.
的值不变化,这个值为.
【点睛】本题考查二次函数的应用,涉及待定系数法,角平分线的判定,锐角三角函数的应用等知识,解题的关键是用含字母的式子表示相关点坐标和相关线段的长度.
专题十三、二次函数与新定义
37.对于某一函数给出如下定义:在平面直角坐标系中,有一条直线,对于任意一个函数,作该函数自变量大于的部分关于直线的轴对称图形,与原函数中自变量大于或等于的部分共同构成一个新的函数图象,则这个新函数叫做原函数关于直线的“镜面函数”.例如:图1是函数的图象,则它关于直线的“镜面函数”的图象如图2所示,且它的“镜面函数”的表达式为:.
(1)求函数的镜面函数;(结果写成顶点式)
(2)若直线与函数的镜面函数有且只有三个交点,求的值;
(3)当时,函数的镜面函数的最大值为3,直接写出的值;
(4)函数的镜面函数与轴有不同的交点个数时,直接写出的取值范围.
【答案】(1)
(2)或
(3)或0
(4)①当时,函数图象与轴无交点;②当时,函数图象与轴有1个交点;③当时,函数与轴有2个交点;④当时,函数图象与轴有3个交点;⑤当时,函数与轴有4个交点
【分析】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,理解定义,掌握函数关于直线对称的本质是点的对称是解题的关键.
(1)根据定义,先求出关于直线的对称顶点,即可求出对称后的函数解析式为:,继而可求出镜面函数;
(2)当直线与抛物线有一个交点时,符合题意,则,整理得:,由得:,解得:;当直线经过时,符合题意,则,解得:;
(3)在中,当,解得:或,在中,当,解得:或,因此当时,函数的镜面函数的最大值为3,则或或时,符合题意,求解即可;
(4)分类讨论,画图求解.
【详解】(1)解:的顶点为,
则关于直线对称顶点为,
∴对称后的函数解析式为:,
∴函数的镜面函数为;
(2)解:当时,则,
解得:或,
,
解得:或,
∴函数的镜面函数与x轴交点为,
当直线与抛物线有一个交点时,符合题意,
则,
整理得:,
由得:,
解得:;
当直线经过时,符合题意,
∴,
解得:,
综上所述,b的值为或;
(3)解:在中,当,
则,
解得:或,
在中,当,
则,
解得:或,
∴如图,当时,函数的镜面函数的最大值为3,
则或或时,符合题意,
∴或或;
(4)解:由上可知,当,镜面函数与x轴有3个交点;
如图,当时,镜面函数与x轴有4个交点;
如图:当时,镜面函数与x轴有2个交点;
如图:当时,镜面函数与x轴有1个交点;
如图:当时,镜面函数与x轴有没有交点,
综上所述:①当时,函数图象与轴无交点;②当时,函数图象与轴有1个交点;③当时,函数与轴有2个交点;④当时,函数图象与轴有3个交点;⑤当时,函数与轴有4个交点.
38.定义:在平面直角坐标系中,如果一个点的纵坐标是这个点的横坐标的倍,我们称这个点为“友好点”,例如就是“友好点”;若二次函数图象的顶点为“友好点”,则我们称这个二次函数为“友好二次函数”,例如二次函数就是“友好二次函数”.
(1)直线上的“友好点”坐标为____________;
(2)若“友好二次函数”的图像与轴的交点是“友好点”,求这个“友好二次函数”的表达式;
(3)若“友好二次函数”的图像过点,且顶点在第一象限
①当时,这个“友好二次函数”的最小值为,求的值;
②已知点,,当线段与这个“友好二次函数”的图像有且只有一个公共点时,直接写出的取值范围.
【答案】(1)
(2)或
(3)①的值为或;②或
【分析】(1)根据“友好点”的定义设该坐标为,再代入,求解即可;
(2)根据“友好二次函数”的定义,设顶点为,继而得出该函数的解析式为,再推出与轴交点为,再代入求解即可;
(3)设“友好二次函数”的解析式为,且图像过点,确定“友好该二次函数”的解析式为,
①知:图像开口向上,对称轴为直线,顶点坐标为,当时,在对称轴左侧,随的增大而减小,当时,函数有最小值,得,求解即可;当,即时,函数的最小值为,不符合题意;当,即时,在对称轴右侧,随的增大而增大,则当时,函数有最小值,得,求解即可;
②如图所示,确定,,当点在点上方时,线段与抛物线有且只有一个交点;当点在点时,线段与抛物线有且只有一个交点,
【详解】(1)解:设直线上的“友好点”的坐标为,
∴,
解得:,
∴,
∴直线上的“友好点”坐标为,
故答案为:;
(2)∵函数是“友好二次函数”,设它的顶点为,
∴,
∵“友好二次函数”的图像与轴的交点是“友好点”,
∴与轴交点为,
将代入中,得:,
解得:,,
当时,;
当时,,
∴这个“友好二次函数”的表达式为或;
(3)设“友好二次函数”的解析式为,且图像过点,
∴,
解得,,
∵这个“友好二次函数”的图像顶点在第一象限,
∴,
∴,
∴,
①∵“友好二次函数”,,图像开口向上,对称轴为直线,顶点坐标为,
当时,在对称轴左侧,随的增大而减小,
∴当时,函数有最小值,
∴,
解得:,,
∵,
∴,
当,即时,函数的最小值为,
∴不存在最小值为;
当,即时,在对称轴右侧,随的增大而增大,
∴当时,函数有最小值,
∴,
解得:,,
∵,
∴,
综上所述,的值为或;
②如图所示,
∵,
∴点在直线上运动,
设直线与“友好二次函数”交于点,
当时,,
∴,
设二次函数的顶点为,
∴,
∵,
∴当点的坐标为时,此时点、、共线且与二次函数的图像只有一个交点,
当点在点上方时,线段与抛物线有且只有一个交点;
当点在点时,线段与抛物线有且只有一个交点,
∴当线段与这个“友好二次函数”的图像有且只有一个公共点时,的取值范围为或.
【点睛】本题考查“友好点”的新定义,函数图像上点的坐标特征,待定系数法确定函数解析式,二次函数的图像与性质,二次函数与直线的交点等知识点.掌握新定义是解题的关键.
39.定义:若函数与同时满足下列两个条件:
①两个函数的自变量x,都满足;
②在的范围内,对于任意的,当:时,的函数值为M,都存在.当 时,的函数值也为M . 我们就称是在上的“包容函数”.
(1)当时,试判断一次函数是不是反比例函数的“包容函数”,并说明理由;
(2)当时, 二次函数是一次函数的“包容函数”,试求实数k的取值范围;
(3)是否存在m, n,使得当时,二次函数.是一次函数的“包容函数”,一次函数也是二次函数. 的“包容函数”,试求m,n的值,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)一次函数是反比例函数的“包容函数”
(2)
(3)
【分析】本题考查的是一次函数,反比例函数,二次函数的综合应用,熟练的利用数形结合的方法解题是关键;
(1)先判断,,再结合图象可得答案;
(2)如图, 求解,,抛物线的顶点,求解当过时,则,当过时,可得:,结合图象可得答案;
(3)如图, 由一次函数求解,,结合当时,二次函数.是一次函数的“包容函数”,一次函数也是二次函数. 的“包容函数”,可得抛物线的顶点纵坐标是,过,再进一步求解即可.
【详解】(1)解:当时,,
当时,,
∴当时,
∴,
当时,,
当时,,
当时,
∴,
如图,
∴一次函数是反比例函数的“包容函数”.
(2)解:如图,当时,,
当时,,
∴,,
∵,
∴顶点,
当过时,则,
如图,当过时,
∴,
解得:,
∴如图,当时,二次函数是一次函数的“包容函数”,
∴;
(3)解:如图,当时,,
当时,,
∴,,
∵当时,二次函数.是一次函数的“包容函数”,一次函数也是二次函数 的“包容函数”,
∴抛物线的顶点纵坐标是,过,
∴,
解得:或,
经检验:不符合题意,舍去
∴
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$$
第26章 二次函数 重难点专题训练
思维导图
专题一、二次函数图象与各项系数符号
1.已知二次函数,图象的一部分如图所示,该函数图象经过点,对称轴为直线对于下列结论:①;②;③(其中);④若和均在该函数图象上,且,则其中正确结论的个数共有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
2.已知二次函数的图象如图所示,有下列结论:①;②;③;④;⑤ (其中),其中正确的结论有( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
3.二次函数的图象如图所示.下列结论:①;②;③为任意实数,则;④若且,则,其中正确结论的个数有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
专题二、二次函数图象与几何结合
1.如图,点E,F,G,H是边长为2的正方形各边上的点,且设A,E两点间的距离为x,四边形的面积为y,则y与x的函数图象可能为()
A. B. C. D.
2.如图,正方形的边长为,动点P,Q同时从点A出发,以的速度分别沿和的路径向点C运动,设运动时间为,四边形的面积为,则y与x之间函数关系可以用图象表示为( )
A.B.C.D.
3.如图,在等腰中,,,点为斜边的中点,点,分别从,两点同时出发,以的速度沿,方向运动,到达点,时停止运动.设两点的运动时间为,的面积为,则与的关系可用图象表示为( )
A.B.C. D.
专题三、二次函数与三角形结合
1.综合与探究
如图,抛物线与轴交于两点,与轴交于点,是轴上的一个动点(不与点,,重合),过点作轴,分别交抛物线,直线于点,.设点的横坐标为.
(1)求抛物线的函数解析式及点的坐标,并直接写出直线的函数解析式.
(2)当点在线段上运动,且为的中点时,求的值.
(3)连接,是否存在点,使是等腰三角形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
2.如图,抛物线过,两点,点C、B关于抛物线的对称轴对称,过点B作直线轴,交x轴于点H.
(1)求抛物线的表达式;
(2)直接写出点C的坐标,并求出的面积;
(3)点P是抛物线上一动点,且位于第四象限,当的面积为6时,求出点P的坐标;
(4)若点M在直线上运动,点N在x轴上运动,当以点C、M、N为顶点的三角形为等腰直角三角形时,请直接写出此时点M的坐标.
3.如图,抛物线交x轴于点和点,交y轴于点C.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)点D的坐标为,点P为第二象限内抛物线上的一个动点,求四边形面积的最大值;
(3)在对称轴上是否存在点M,使为直角三角形,若存在,直接写出M点坐标,若不存在,说明理由.
专题四、二次函数与四边形结合
1.如图,已知抛物线过点,,.
(1)求此抛物线对应的函数解析式,并且确定其顶点坐标;
(2)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)在抛物线上存在一动点,使得的面积为10,请求出点的坐标.
(4)点在抛物线上,点在抛物线的对称轴上,是否存在以点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.
2.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,求三角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,是否存在点,,使以点,,,为顶点的四边形是以为对角线的菱形?若存在,请求出,两点的坐标.
3.如图1,抛物线交轴于,两点,交轴于点,是第四象限内抛物线上的动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)过点分别作轴、轴的垂线,垂足分别为,,当四边形是正方形时,求点的坐标;
(3)如图2,连接,,过点作交线段于点,连接,,,记与面积分别为,,设,求的最大值.
专题五、二次函数与周长
1.如图,已知抛物线的图象与x轴交于点和,与y轴交于点C,点D是抛物线的顶点,对称轴与x轴交于点E.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,在抛物线的对称轴上求作一点M,使的周长最小,并求出点M的坐标和周长的最小值;
(3)如图2,点P是x轴上动点,过点P作x轴的垂线分别交抛物线和直线于点F、G.设点P的横坐标为m,是否存在点P,使是以为腰的等腰三角形?若存在,直接写出m的值;若不存在,请说明理由.
2.已知抛物线(n为常数)的顶点为P.
(1)求证:当时,抛物线与x轴无交点;
(2)若时,y有最小值7,时,y有最小值3,求t的值;
(3)如图,抛物线与直线交于A,B两点,记的面积为S,的周长为l,当n取不同实数时,求的最大值.
3.如图,在平面直角坐标系中,直线与抛物线交于,两点,点的横坐标为.
(1)求直线和抛物线的解析式;
(2)点是直线下方的抛物线上一动点(不与点重合),过点作轴的平行线,与直线交于点,连接,设点的横坐标为;
①若点在轴上方,当为何值时,是等腰三角形;
②若点在轴下方,设的周长为,求关于的函数关系式,当为何值时,的周长最大,最大值是多少?
专题六、二次函数的与面积
1.如图,直线与轴交于点,与轴交于点,经过两点的抛物线与轴的另一交点为.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)点是该抛物线上的动点,过点作轴于点,交于点,设点的横坐标为,连接,求△的面积与的函数表达式,并求出的最大值.
2.已知抛物线与x轴相交于,B两点,与y轴相交于点.
(1)求b、c的值;
(2)P为第一象限抛物线上一点,的面积与的面积相等,求直线的解析式;
(3)在(2)的条件下,设E是直线上一点,点P关于的对称点为点,试探究,是否存在满足条件的点E,使得点恰好落在直线上,如果存在,直接写出点P′的坐标;如果不存在,请说明理由.
3.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.
专题七、二次函数与等角
1.如图所示,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于和B两点,与y轴交于点C.
(1)求C点的坐标;
(2)连接,D为抛物线上一点,当时,求点D的坐标.
2.如图,直线与轴交于点,与轴交于点,抛物线经过点,,与轴的另一个交点为.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若是抛物线上一点,且,请求出点的坐标.
3.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,抛物线的顶点为,直线与抛物线相交于,两点.
(1)求抛物线的解析式.
(2)设点是直线上方抛物线上的一动点,当的面积取得最大值时,求出此时点的坐标.
(3)抛物线上是否存在一点,使,若存在,请直接写出所有满足要求的点的坐标;若不能,请说明理由.
专题八、二次函数与倍角
1.已知抛物线与轴交于,两点,与轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图(1),为抛物线上第一象限内一点,若,求点的坐标;
(3)如图(2),为轴上方一动点,直线与抛物线均只有唯一公共点,于点,且的面积是10,求线段长度的最大值.
2.如图①,二次函数的图象经过点,并且与直线相交于坐标轴上的、两点,点在抛物线图像上且坐标为.
(1)求此二次函数的表达式;
(2)如图①,连接,,设的面积为,求的值;
(3)如图②,过点,作直线,求证:是直角三角形;
(4)如图②,抛物线上是否存在点,使得?若存在,则求出直线的解析式;若不存在,请说明理由.
3.已知:如图1,抛物线与轴相交于点,点,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点为抛物线第三象限上的一点,若,求点的坐标;
(3)如图2,点为抛物线在点左侧上的一点,点与点关于抛物线的对称轴对称,直线、分别交轴于点、,求的值.
专题九、二次函数与比值
1.如图,已知二次函数与x轴交于点、,与y轴交于点C,点P是第一象限内抛物线上的动点,连接交于点D,连接.
(1)①求抛物线的函数解析式;
②求证:.
(2)当的比值最大时,求的面积;
(3)是否存在这样的点P,使得,若存在,请求出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
2.【知识回顾】我们知道:一个图形绕着某一点旋转,如果它能够与另一个图形重合,那么称这两个图形关于这点对称,也称这两个图形成中心对称,这个点叫对称中心.
【知识理解】求证:反比例函数(且为常数)的两支图像关于原点成中心对称.
【知识迁移】如图1,在平面直角坐标系中,抛物线:的图像与轴交于点、,与轴交于点,抛物线:的图像与抛物线:的图像关于原点成中心对称,且抛物线:的图像与轴交于点、,与轴交于点,连接、,点为线段上的一个动点,过点作直线轴,交线段于,交抛物线的图像于点,交于.
①求抛物线的函数表达式,并求出最大时点的坐标;
②当最大时,点在抛物线对称轴右侧的图像上,线段交直线于点,线段与线段交于点,若,则线段与的比值为________.
【知识创新】如图2,在两个同心圆上,连接大圆上的点和小圆上的点的线段叫做同心圆的“环弦”.点是小圆内一定点,用无刻度的直尺和圆规作“环弦”,使得点是“环弦”的中点.(保留作图痕迹,不写作法)
3.如图1,抛物线()与轴的负半轴交于点,与轴的正半轴交于点,与轴交于点,顶点为.连接、、.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点是轴右侧抛物线上一点,连接,若平分,求点的坐标;
(3)数学实验课上,在(2)的基础上,小张同学利用网络画板进行如下操作:连接,把绕着点A进行逆时针旋转(注:与,与,与相对应),使得点的对应点落在轴上,此时与轴交于点.小张猜想:是的中点.请探究并判断小张猜想是否正确.如果正确,请直接写出点的坐标;如果不正确,请直接写出与的比值.
专题十、二次函数与定值
1.如图,抛物线与x轴交于点O和点A,将抛物线沿x轴向右平移3个单位长度,得到抛物线.
(1)抛物线表达式为;_______;
(2)点P是抛物线在第四象限内一点,连接并延长,交抛物线于点Q.设点P的横坐标为p,点Q的横坐标为q.
①若,求的值;
②试判断是否为定值,若是,求出这个定值;若不是,请说明理由.
2.如图,抛物线与轴交于,两点(点在点的左侧),与轴交于点,为抛物线上一动点.当点运动到第四象限时,连接,,直线交轴于点,过点作直线,交轴于点,求证:线段的长度为定值.
3.已知二次函数的图象经过点,与x轴的正半轴交于点B,点,是此二次函数的图象上的两个动点.
(1)求直线的解析式;
(2)如图,此二次函数的图象,点P在直线的上方,过点P作轴于点C,交于点D,连接,,.若,求证的值为定值.
专题十一、二次函数与相似
1.如图,抛物线交轴于,两点,与轴交于点.连接,.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点为抛物线在第三象限的一个动点,轴于点.交于点,于点,求线段的最大值;
(3)如图2,若为抛物线上一点,直线与线段交于点,是否存在这样的点,使得以,,为顶点的三角形与相似.若存在,请求出此时点的横坐标;若不存在,请说明理由.
2.如图,已知抛物线(、为常数,且)与轴交于、两点(点在点的左侧),与轴交于点,点为该抛物线的顶点,点为该抛物线的对称轴与轴的交点,连接.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)将抛物线向下平移个单位,得到抛物线,若点为抛物线的顶点,请问在平移过程中,是否存在,使得与相似(包含全等)?若存在,请求出所有符合条件的的值;若不存在,请说明理由.
3.如图,在平面直角坐标系中,直线与轴交于点,与轴交于点,抛物线经过,两点且与轴的正半轴交于点.
(1)求的值及抛物线的解析式.
(2)如图①,若点为直线上方抛物线上一动点,当时,求点的坐标;
(3)如图②,若是线段的上一个动点,过点作直线垂直于轴交直线和抛物线分别于点、,连接.设点的横坐标为.
①当为何值时,线段有最大值,并写出最大值为多少;
②是否存在以,,为顶点的三角形与相似,若存在,直接写出的值;若不存在,请说明理由.
专题十二、二次函数与三角函数
1.在平面直角坐标系中,为坐标原点,抛物线交轴于、两点,交轴于,,.
(1)如图,求抛物线的解析式;
(2)如图,点为抛物线第一象限上一点,交轴于,设点的横坐标为,线段的长为,求与的函数关系式;
(3)如图,连接,过点作,连接、,点为抛物线上一点,交于,于交于,若,,,求的正切值.
2.已知抛物线关于y轴对称,且过点和点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,连接抛物线上两点,N,若,求点N的坐标;
(3)如图2,过点作与y轴不垂直的直线交抛物线于点A和点B,线段的垂直平分线交y轴于点M,交于P,试探究是否为定值?若是,求出定值;若不是,请说明理由.
3.如图,已知抛物线经过点,过点的直线平行于轴,横坐标分别,的点、在抛物线上,且位于在直线异侧,连接,,,线段与直线相交于点.
(1)求的值;
(2)若,.
求的值;
试判断是否平分,并说明理由;
(3)若平分,试判断的值是否变化?如果不变,求出这个值,如果变化,请说明理由.
专题十三、二次函数与新定义
1.对于某一函数给出如下定义:在平面直角坐标系中,有一条直线,对于任意一个函数,作该函数自变量大于的部分关于直线的轴对称图形,与原函数中自变量大于或等于的部分共同构成一个新的函数图象,则这个新函数叫做原函数关于直线的“镜面函数”.例如:图1是函数的图象,则它关于直线的“镜面函数”的图象如图2所示,且它的“镜面函数”的表达式为:.
(1)求函数的镜面函数;(结果写成顶点式)
(2)若直线与函数的镜面函数有且只有三个交点,求的值;
(3)当时,函数的镜面函数的最大值为3,直接写出的值;
(4)函数的镜面函数与轴有不同的交点个数时,直接写出的取值范围.
2.定义:在平面直角坐标系中,如果一个点的纵坐标是这个点的横坐标的倍,我们称这个点为“友好点”,例如就是“友好点”;若二次函数图象的顶点为“友好点”,则我们称这个二次函数为“友好二次函数”,例如二次函数就是“友好二次函数”.
(1)直线上的“友好点”坐标为____________;
(2)若“友好二次函数”的图像与轴的交点是“友好点”,求这个“友好二次函数”的表达式;
(3)若“友好二次函数”的图像过点,且顶点在第一象限
①当时,这个“友好二次函数”的最小值为,求的值;
②已知点,,当线段与这个“友好二次函数”的图像有且只有一个公共点时,直接写出的取值范围.
3.定义:若函数与同时满足下列两个条件:
①两个函数的自变量x,都满足;
②在的范围内,对于任意的,当:时,的函数值为M,都存在.当 时,的函数值也为M . 我们就称是在上的“包容函数”.
(1)当时,试判断一次函数是不是反比例函数的“包容函数”,并说明理由;
(2)当时, 二次函数是一次函数的“包容函数”,试求实数k的取值范围;
(3)是否存在m, n,使得当时,二次函数.是一次函数的“包容函数”,一次函数也是二次函数. 的“包容函数”,试求m,n的值,若不存在,请说明理由.
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