2025年九年级中考数学(安徽地区专用)二轮复习专题突破课件:专题四 二次函数综合题

2025-01-14
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专题四 二次函数综合题 第二部分 安徽中考专题突破 类型一 与线段长度有关的问题(含最值) 典例1 一次函数y=kx+4与二次函数y=ax2+c的图象的一个交点坐标为(1,2),另一个交点是该二次函数图象的顶点. (1) 求k,a,c的值. 解:(1) 把(1,2)代入y=kx+4,得k+4=2,解得k=-2.∴ 一次函数的表达式为y=-2x+4.又∵ 二次函数图象的顶点为(0,c),且该顶点是一次函数与二次函数的图象的另一个交点,∴ 把(0,c)代入y=-2x+4,得c=4.∴ y=ax2+4.把(1,2)代入,得a+4=2,解得a=-2. 解:(2) 由(1),得二次函数的表达式为y=-2x2+4.令y=m(0<m<4),得2x2+m-4=0.∴ x=± .设B,C两点的坐标分别为(x1,m),(x2,m),则BC=|x1-x2|=2 ,OA=m.∴ W=OA2+BC2=m2+4× =m2-2m+8=(m-1)2+7. ∴ 当m=1时,W取得最小值,最小值为7. (2) 过点A(0,m)(0<m<4)且垂直于y轴的直线与二次函数y=ax2+c的图象相交于B,C两点,O为坐标原点,记W=OA2+BC2.求W关于m的函数表达式,并求W的最小值. [思路点拨] (1) 把(1,2)代入y=kx+4,可求得k的值,由y=ax2+c可知,二次函数图象的顶点在y轴上,则可求得顶点的坐标,从而可求c的值,最后可求a的值.(2) 由(1)得二次函数的表达式为y=-2x2+4,令y=m(0<m<4),得2x2+m-4=0,可用含m的代数式表示x,进而可表示出OA,BC的长,即可求解. 跟踪训练 1. (2024·合肥瑶海三模)已知抛物线y=mx2+(1-m)x+m2(m>0)经过点(1,2). (1) 求抛物线对应的函数表达式及顶点A的坐标. 解:(1) 把(1,2)代入y=mx2+(1-m)x+m2(m>0),得2=m+(1-m)+m2.∴ m=1(负值已舍去).∴ 抛物线对应的函数表达式为y=x2+1,顶点坐标为A(0,1).  第1题答案 (2) 若直线y=2x+n过抛物线的顶点A,动点P在直线y=2x+n下方的抛物线上,过点P作PQ∥x轴,交直线y=2x+n于点Q,求线段PQ长的最大值. 解:(2) ∵ 直线y=2x+n过抛物线的顶点A,∴ 把A(0,1)代入,得n=1.∴ 直线对应的函数表达式为y=2x+1.联立 解得 或 设点P的坐标为(a,a2+1)(0<a<2). ∵ PQ∥x轴交直线y=2x+n于点Q,∴ 点Q的纵坐标为a2+1.在y=2x+1中,令y=a2+1,得a2+1=2x+1,解得x= .∴ PQ=a- =- (a-1)2+ .∴ 当a=1时,PQ长取得最大值,最大值是 . (3) 已知B为第二象限内抛物线上的一点,连接AB,过点B作BC⊥AB交y轴于点C,过点C作y轴的垂线,与抛物线分别交于D,E两点(点D在点E左侧).求 的值. 解:(3) 如图,过点B作BG⊥DE于点G,过点A作AH⊥BG,交GB的延长线于点H. ∴ ∠BGC=∠AHB=90°.∵ BC⊥AB,∴ ∠ABC=90°. ∴ ∠GBC+∠GCB=90°,∠GBC+∠ABH=90°. ∴ ∠ABH=∠GCB. ∴ △GBC∽△HAB. ∴ = .设点B的坐标为(m,m2+1),则易得AH=CG=-t,BH=t2+1-1=t2,∴ = .∴ BG=1.∴ 点D和点C的纵坐标为t2+2.在y=x2+1中,令y=t2+2,则t2+2=x2+1,解得x=± . ∴ DE=2 .∵ BC= = , ∴ = . 第1题答案 类型二 与面积有关的问题(含最值) 典例2 (2024·合肥长丰模拟)已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(-1,0),B(3,0)两点,与y轴的负半轴交于点C,且OB=OC,连接BC. (1) 求抛物线对应的函数表达式. 解:(1) ∵ B(3,0),OB=OC,且点C在y轴的负半轴上,∴ C(0,-3).将A(-1,0),B(3,0),C(0,-3)代入y=ax2+bx+c,得 解得 ∴ 抛物线对应的函数表达式为y=x2-2x-3. (2) P是抛物线上位于BC下方的一个动点,且点P的横坐标为t. ① 求△AOP的最大面积. ② 是否存在一点P,使S四边形ACPB= S△ABC?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由. 解:(2) ① ∵ P是抛物线上位于BC下方的一个动点,且点P的横坐标为t,∴ P(t,t2-2t-3)(0<t<3).∵ S△AOP= AO·|t2-2t-3|= (-t2+2t+3)=- ·(t-1)2+2,∴ 当t=1时,△AOP的面积最大,最大值为2.② 存在.∵ A(-1,0),B(3,0),C(0,-3),∴ AB=4,OB=OC=3, 直线BC对应的函数表达式为y=x-3.  典例2图答案 ∵ S四边形ACPB= S△ABC=S△ABC+S△BCP,∴ S△BCP= S△ABC= × ×4×3=3.如图,过点P作 PD⊥x轴于点D,交BC于点Q. ∵ P(t,t2-2t-3),∴ Q(t,t-3). ∴ PQ=t-3-t2+2t+3=-t2+3t.∴ 易得S△BCP= ×3(-t2+3t)=3,解得t=1或t=2.∴ t的值为1或2.  典例2图答案 [思路点拨] (1) 由题意,可求得C(0,-3),利用待定系数法即可得抛物线对应的函数表达式.(2) ① 由题意,知P(t,t2-2t-3),则S△AOP= AO·|t2-2t-3|= (-t2+2t+3)=- (t-1)2+2,根据二次函数的性质即可得△AOP的最大面积.② 由S四边形ACPB= S△ABC=S△ABC+S△BCP,可得S△BCP= S△ABC= × ×4×3=3,过点P作 PD⊥x轴于点D,交BC于点Q,则可得Q(t,t-3),根据三角形的面积公式即可求解. 跟踪训练 2. (2024·宣城宣州三模)如图,抛物线y=ax2+bx+2(a≠0)与x轴交于A(-1,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C. 已知M(m,0)为动点,且0<m<4,过点M作EM⊥AB,交抛物线于点E,交直线BC于点F. (1) 求抛物线对应的函数表达式及顶点坐标.  第2题 解:(1) ∵ 抛物线y=ax2+bx+2(a≠0)与x轴交于A(-1,0),B(4,0)两点, ∴ 解得 ∴ 抛物线对应的函数表达式为y=- x2+ x+2=- (x- )2+ .∴ 顶点坐标为 .  第2题 (2) 若MF=EF,求m的值. 解:(2) 在y=- x2+ x+2中,令x=0,得y=2.∴ C(0,2).由B(4,0),C(0,2),可得直线BC对应的函数表达式为y=- x+2.∵ M(m,0),EM⊥AB,∴ F(m,- m+2),E(m,- m2+ m+2).∴ FM=- m+2,EM=- m2+ m+2.∵ MF=EF,∴ EM=2FM,即- m2+ m+2=2 ,解得m=1或m=4(不合题意,舍去).∴ m的值为1.  第2题 (3) 连接CE,BE,CM. 求四边形CMBE的面积的最大值. 解:(3) S四边形CMBE=S△CME+S△BME= EM·OM+ EM·BM= OB·EM= ×4× =- + .∵ -1<0,0<m<4,∴ 当m= 时,四边形CMBE的面积最大,最大值为 .  第2题 类型三 与图象变化有关的问题 典例3 (2020·安徽)在平面直角坐标系中,已知点A,B,C的坐标分别为A(1,2),B(2,3),C(2,1),直线y=x+m经过点A,抛物线y=ax2+bx+1恰好经过A,B,C三点中的两点. (1) 判断点B是否在直线y=x+m上,并说明理由. 解:(1) 点B在直线y=x+m上.理由:∵ 直线y=x+m经过点A(1,2),∴ 2=1+m,解得m=1.∴ 直线对应的函数表达式为y=x+1.把x=2代入y=x+1,得y=3.∴ 点B(2,3)在直线y=x+m上. (2) 求a,b的值. 解:(2) ∵ 点B(2,3),C(2,1)的横坐标相同,∴ 点B,C不可能同在抛物线上,∴ 点A(1,2)在抛物线上.∵ 直线y=x+1经过点(0,1),A(1,2),B(2,3),且易得点(0,1),A(1,2)在抛物线上,而直线与抛物线不可能有三个交点,∴ 直线与抛物线的交点为(0,1),A(1,2).∴ 抛物线经过点C. 把A(1,2),C(2,1)代入y=ax2+bx+1,得 解得 (3) 平移抛物线y=ax2+bx+1,使其顶点仍在直线y=x+m上.求平移后所得抛物线与y轴交点纵坐标的最大值. 解:(3) 由(2)知,抛物线对应的函数表达式为y=-x2+2x+1.设平移后的抛物线对应的函数表达式为y=-x2+px+q,其顶点坐标为 .∵ 顶点仍在直线y=x+1上,∴ +q= +1.∴ q=- + +1=- (p-1)2+ .∵ 抛物线y=-x2+px+q与y轴交点的纵坐标为q,∴ 当p=1时,平移后所得抛物线与y轴交点的纵坐标最大,最大值为 . [思路点拨] (1) 根据待定系数法求得直线对应的函数表达式,然后即可判断点B(2,3)在直线y=x+m上.(2) 因为直线经过点A,B和点(0,1),所以经过点(0,1)的抛物线不同时经过点A,B,即可判断抛物线只能经过A,C两点,根据待定系数法即可求得a,b的值.(3) 设平移后的抛物线对应的函数表达式为y=-x2+px+q,其顶点坐标为( , +q),根据题意得出 +q= +1,由抛物线y=-x2+px+q与y轴交点的纵坐标为q,即可得出q=- + +1=- (p-1)2+ ,从而得出q的最大值. 跟踪训练 3. (2024·蚌埠怀远模拟)如图,抛物线y=-x2+2x+c与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,直线y=-x+3经过B,C两点. (1) 求抛物线对应的函数表达式. 解:(1) ∵ 直线y=-x+3经过B,C两点,∴ 当x=0时,y=3,即C(0,3);当y=0时,x=3,即B(3,0).∴ c=3.∴ 抛物线对应的函数表达式为 y=-x2+2x+3. 第3题 (2) 已知P为抛物线y=-x2+2x+c上一点(不与点B重合),若点P关于x轴对称的点P'恰好在直线BC上,求点P的坐标. 解:(2) 设P(a,-a2+2a+3).∵ 点P与点P'关于x轴对称,∴ P'(a,a2-2a-3).∵ 点P'恰好在直线BC上,∴ -a+3=a2-2a-3,解得a=-2或a=3.∵ 点P不与点B重合,∴ a=-2,-a2+2a+3=-5.∴ P(-2,-5). 第3题 (3) 在(2)的条件下,以AB为对角线画▱AMBP',将抛物线y=-x2+2x+c的顶点沿直线y=-x+b平移得到的抛物线恰好经过点M. 求平移后的抛物线对应的函数表达式. 第3题 解:(3) 由(2)知,P'(-2,5).当y=0时,-x2+2x+3=0,解得x=-1或x=3.∴ A(-1,0).∵ 四边形AMBP'是平行四边形, ∴ xM-2=-1+3,yM+5=0+0.∴ xM=4,yM=-5.∴ M(4,-5).∵ y=-x2+2x+3=-(x-1)2+4,∴ 抛物线的顶点坐标为(1,4).∴ 直线y=-x+b经过点(1,4).∴ 4=-1+b,解得b=5.∴ y=-x+5.设平移后的抛物线的顶点坐标为(m,-m+5), ∴ 平移后的抛物线对应的函数表达式为y=-(x-m)2-m+5. ∵ 平移后的抛物线经过点M(4,-5), ∴ -5=-(4-m)2-m+5, 解得m=6或m=1(不合题意,舍去). ∴ 平移后的抛物线对应的函数表达式为 y=-(x-6)2-1=-x2+12x-37. 第3题 类型四 含字母系数的二次函数问题 典例4 在平面直角坐标系中,O为坐标原点,抛物线y=ax2-2ax-3a(a<0)与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C. (1) 求线段AB的长. 解:(1) 在y=ax2-2ax-3a(a<0)中,令y=0,则ax2-2ax-3a=0.∴ x2-2x-3=0,解得x=3或x=-1.∴ A(-1,0), B(3,0).∴ AB=3-(-1)=4. ① 求a的值. ② M为抛物线上的一个动点,过点M作MD∥y轴,交直线BC于点D,作MN⊥MD,交抛物线于另一点N. 若MN=DM,求点M的横坐标. 解:(2) ① ∵ y=ax2-2ax-3a=a(x-1)2-4a,∴ 抛物线的对称轴为直线x=1.∵ a<0,当-1≤x≤4时,y的最小值为-5,∴ 当x=4时,y的值为-5.∴ 16a-8a-3a=-5.∴ a=-1. (2) 若当-1≤x≤4时,y的最小值为-5. ② 由①,可得抛物线对应的函数表达式为y=-x2+2x+3,令x=0,则y=3,∴ 点C的坐标为(0,3).设直线BC对应的函数表达式为y=kx+b.把B(3,0),C(0,3)代入,得 解得 ∴ 直线BC对应的函数表达式为y=-x+3. 如图,设M(m,-m2+2m+3), 则点D的坐标为(m,-m+3). 典例4图答案 ∴ DM=|-m2+3m|.∵ DM∥y轴,DM⊥MN,∴ MN∥x轴.∴ 点M,N关于直线x=1对称.∴ 点N的横坐标为2-m. ∴ MN=|2m-2|.∵ DM=MN,∴ |-m2+3m|=|2m-2|.当-m2+3m=2m-2时,解得m=2或m=-1;当-m2+3m=2-2m时,解得m= 或m= .综上所述, 点M的横坐标为2或-1或 或 . 典例4图答案 [思路点拨] (1) 令y=0,则ax2-2ax-3a=0,求出方程的解即可得出AB的长.(2) ① 由a<0,当-1≤x≤4时,y的最小值为-5可知,当x=4时,y的值为-5,代入二次函数表达式,得16a-8a-3a=-5,可求出a的值;② 先求出点C的坐标和直线BC对应的函数表达式,设点M的坐标为(m,-m2+2m+3),得点D的坐标为(m,-m+3),再求出DM=|-m2+3m|,MN=|2m-2|,根据DM=MN列方程求解即可. 跟踪训练 4. (2024·合肥长丰模拟)已知抛物线y=a2x2-2a2x-3a2(a≠0)与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,直线y=ax+b经过点A. (1) 求A,B两点的坐标. 解:(1) 在y=a2x2-2a2x-3a2(a≠0)中,令y=0,得0=a2x2-2a2x-3a2.∴ a2(x-3)(x+1)=0,解得x=3或x=-1.∴ A(-1,0),B(3,0). (2) 若直线y=ax+b与抛物线y=a2x2-2a2x-3a2的对称轴交于点E. ① 若E为抛物线的顶点,求a的值; 解:(2) ① ∵ 直线y=ax+b经过点A(-1,0),∴ 0=-a+b.∴ b=a.∴ 直线对应的函数表达式为y=ax+a.∵ y=a2x2-2a2x-3a2=a2(x-1)2-4a2,∴ 抛物线y=a2x2-2a2x-3a2的顶点坐标为E(1,-4a2).∵ 点E(1,-4a2)在直线y=ax+a上,∴ -4a2=a+a,解得a=0(不合题意,舍去)或a=- .∴ a的值为- . ② 若点E在第四象限并且在抛物线的上方,记△ACE的面积为S1,记△ABE的面积为S2,S=S2-S1,求S关于a的函数表达式,并求出S的最大值. 解:(2) ② 如图,设直线y=ax+a交y轴于点G,抛物线y=a2x2-2a2x-3a2的对称轴(直线x=1)交x轴于点H. 在y=ax+a中,令x=1,得y=2a;令x=0,得y=a.∴ E(1,2a),G(0,a). ∴ HE=-2a.∴ S2= AB·HE= ×(3+1)·(-2a) =-4a.在y=a2x2-2a2x-3a2中, 令x=0,得y=-3a2. 第4题答案 ∴ C(0,-3a2).∴ GC=a-(-3a2)=3a2+a.∴ S1= GC·|xE-xA|= ×(3a2+a)×2=3a2+a.∴ S=-4a-(3a2+a)=-3a2-5a=-3 + .∵ -3<0,∴ 当a=- 时,S取得最大值,最大值为 .∴ S关于a的函数表达式为 S=-3a2-5a,S的最大值是 . 第4题答案 类型五 新定义型问题 典例5 (2024·宣城模拟)若函数f(x)在m≤x≤n(m<n)上的最大值记为M,最小值记为N,且满足M-N=1,则称函数f(x)是在m≤x≤n上的“1阶差函数”. (1) 有下列函数:① f(x)= ;② f(x)=x+1;③ f(x)=x2.其中,函数  ② 是在1≤x≤2上的“1阶差函数”(填序号). ②  (2) 已知函数f(x)=ax2-4ax+3a(a>0). ① 当a=1时,函数f(x)是在t≤x≤t+1上的“1阶差函数”,求t的值; ② 函数f(x)是在m+2≤x≤2m+1(m为整数)上的“1阶差函数”,且存在整数k,使得k= ,求a的值. 解:① 当a=1时,f(x)=x2-4x+3.记y=x2-4x+3,∴ 易得函数y=x2-4x+3图象的对称轴为直线x=2.当x=t时,y1=t2-4t+3,当x=t+1时,y2=(t+1)2-4(t+1)+3=t2-2t,当x=2时,y3=-1.若t>2,则M=y2,N=y1,∴ y2-y1=1.∴ t2-2t-(t2-4t+3)=1,解得t=2(不合题意,舍去).若 ≤t≤2,则M=y2,N=y3,∴ y2-y3=1.∴ t2-2t-(-1)=1,解得t=0(不合题意,舍去)或t=2.若1≤t< ,则M=y1,N=y3,∴ y1-y3=1. ∴ t2-4t+3-(-1)=1,解得t=1或t=3(不合题意,舍去).若t<1,则M=y1,N=y2,∴ y1-y2=1.∴ t2-4t+3-(t2-2t)=1,解得t=1(不合题意,舍去).综上所述,t的值为1或2. ② ∵ 记y=ax2-4ax+3a=a(x-2)2-a(a>0),∴ 易得该函数图象的对称轴为直线x=2.又∵ m+2≤x≤2m+1,M-N=1, ∴ 2m+1>m+2.∴ m>1.∴ 2<m+2≤x≤2m+1.∴ 当2<m+2≤x≤2m+1时,y随x的增大而增大.∴ 当x=2m+1时取得最大值,当x=m+2时取得最小值.∴ M=a(2m+1)2-4a(2m+1)+3a=4am2-4am,N=a(m+2)2-4a(m+2)+3a=am2-a.∴ k= = = =4- .∵ m,k为整数,且m>1,∴ m=3.∴ M=36a-12a=24a,N=9a-a=8a.又∵ M-N=1,∴ 24a-8a=1.∴ a= . [思路点拨] (1) 先分别将① f(x)= ;② f(x)=x+1;③ f(x)=x2的最大值、最小值求出,再根据定义进行判断即可得出答案.(2) ① 分别求出x=t、x=t+1、x=2时的函数值,再分t>2, ≤t≤2,1≤t< ,t<1进行讨论,可得t的值.② 由m+2≤x≤2m+1,M-N=1,得出m>1,所以2<m+2≤x≤2m+1,此时在抛物线的对称轴的右侧,函数值随x的增大而增大,可分别求出M,N的值,由k= ,可用含m的式子表示k,再根据m,k为整数,求出m的值,即可求出a的值. 跟踪训练 5. (2024·滁州全椒三模)如图①,以A,B为端点的实线是一条开口向下的抛物线的一段,C是抛物线的顶点,直线l是抛物线的对称轴,AB⊥l于点D,AB=CD,则称实线表示的部分为该抛物线上的“正抛线”,A,B分别为“正抛线”的左、右端点,C为“正抛线”的顶点,CD的长为“正抛线”的高. (1) 已知高为4的“正抛线”左端点在坐标原点,求该“正抛线”所在抛物线对应的函数表达式. 第5题 解:(1) 由题意知,左端点A的坐标为(0,0),AB=CD=4, ∴ 右端点B的坐标为(4,0),垂足D的坐标为(2,0),顶点C的坐标为(2,4).设抛物线对应的函数表达式为y=a(x-2)2+4.把A(0,0)代入,得0=4a+4,解得a=-1.∴ 抛物线对应的函数表达式为y=-(x-2)2+4=-x2+4x. 第5题 (2) 已知抛物线y=ax2+bx(a<0)上的“正抛线”以原点为左端点,求b的值. 第5题 解:(2) 在y=ax2+bx(a<0)中,令y=0,则ax2+bx=0,解得x1=0,x2=- .∵ 抛物线以原点为左端点,∴ 左端点A的坐标为(0,0),右端点B的坐标为 ,垂足D的坐标为(- ,0),AB=CD=- .∴ 顶点C的坐标为 .设抛物线对应的函数表达式为y=a - .把A(0,0)代入,得 - =0.整理,得b2-4b=0,解得b=4或b=0(不合题意,舍去).∴ b的值为4. (3) 如图②,一种图案由大小不同的两种“正抛线”组成,在平面直角坐标系中,所有大“正抛线”的端点都在x轴上,小“正抛线”的端点都在与其相邻的大“正抛线”上,所有“正抛线”的顶点都在同一条直线上.求大“正抛线”与小“正抛线”高之比. 第5题 解:(3) 如图②,设大“正抛线”的左端点为A,右端点为B,垂足为D,顶点为C,小“正抛线”的左端点为E,右端点为F,垂足为H,顶点为G.根据题意,得点B的坐标为(0,0).设左端点A的坐标为(m,0)(m<0).∴ AB=CD=-m,点D的坐标为 , 点C的坐标为 .设大“正抛线”所在抛物线对应的函数表达式为y=t -m.把B(0,0)代入y=t -m,得 t-m=0,解得t= .∴ 大“正抛线”所在抛物线对应的函数表达式为y= -m= x2-4x.设E ,则F(-p, p2-4p). ∴ EF=-p-p=-2p,GH=-m- p2+4p.∵ EF=GH,∴ -2p=-m- p2+4p.整理,得4p2-6mp+m2=0,解得p= m或p= m.∴ = =3+ 或 = =3- .∴ = = = × = 或 .∴ 大“正抛线”与小“正抛线”的高之比为 或 . $$

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