内容正文:
26
专题特训(三) 探究二次函数中的存在性问题 ▶ “答案与解析”见P15
类型一 探究三角形周长最大值的存在性
1.
如图①,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与
x轴相交于点A、B(点B在点A的左侧),与
y轴相交于点C(0,3).已知点A 的坐标为
(1,0),△ABC的面积为6.
(1)
求抛物线对应的函数表达式.
(2)
P是直线BC上方的抛物线上一动点,过
点P作直线BC 的垂线,垂足为E,过点P
作PF∥y轴,交BC于点F,求△PEF 周长
的最大值及此时点P的坐标.
(3)
如图②,将该抛物线向左平移2个单位
长度得到新抛物线y',新抛物线与原抛物线
相交于点D.若M 为直线BC上一点,点N
在坐标平面内,则是否存在点M、N,使以B、
D、M、N 为顶点的四边形是菱形? 若存在,
请写出点M 的坐标;若不存在,请说明理由.
(第1题)
类型二 探究等腰三角形的存在性
2.
如图,抛物线y=-
2
5x
2+85x+2
与x轴交
于A、B两点(点A 在点B 的左侧),与y轴
交于点C,连接AC、BC.
(1)
求A、B、C三点的坐标,并写出直线BC
对应的函数表达式.
(2)
D 是第一象限内抛物线上的一个动点,
过点D 作AC 的平行线,分别交直线BC、
x轴于E、F两点,设点D的横坐标为m.
①
当△DCE与△ACE全等时,求m的值.
②
当以A、C、D、F 为顶点的四边形为平行
四边形时,抛物线的对称轴上是否存在点P,
使△PDF为等腰三角形? 若存在,请写出点
P的坐标;若不存在,请说明理由.
(第2题)
数学(苏科版)九年级下
27
类型三 探究三角形面积关系的存在性
3.
如图①,在平面直角坐标系中,抛物
线y=ax2+bx+3与x 轴交于
A(-3,0)、B(1,0)两点,与y轴交
于点C,连接AC.
(1)
求抛物线对应的函数表达式.
(2)
P 是直线AC 上方抛物线上一点,连接
PA、PC.求△PAC 面积的最大值及此时点
P的坐标.
(3)
如图②,连接BC.抛物线上是否存在一
点N,使得S△ABC=2S△ABN? 若存在,求出
点N 的坐标;若不存在,请说明理由.
(第3题)
类型四 探究平行四边形的存在性
4.
如图①,抛物线y=ax2+bx+3与
x轴交于A(-3,0)、B 两点,与
y轴交于点C,对称轴为直线x=-1.
(1)
求抛物线对应的函数表达式.
(2)
直线x=-1与抛物线、x轴分别交于点
M、N,过点N 作ND⊥AC于点D,点E 在
坐标平面内.是否存在以M、C、D、E为顶点
的四边形是平行四边形? 若存在,请求出
点E的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)
如图②,过(2)中点D的直线与抛物线交
于P、Q 两点(点P 在点Q 的左侧),过点Q
的直线y=2x+c与抛物线交于点R.试探究
直线PR是否经过某个定点.若经过定点,求
该定点的坐标;若不经过定点,请说明理由.
(第4题)
第5章 二次函数
∴
被翻折部分翻折后得到的图像对
应的函数表达式为y=-x2+x+
2(-1<x<2).
(2)
若直线y=-x+b与图像W 有
三个交点,分两种情况讨论:
①
当直线y=-x+b过点B 时,易
知与图像W 有三个交点,此时b=2.
②
如图,当直线y=-x+b位于线
段AB的上方,且与被翻折部分翻折
后得到的函数图像恰好有一个交点
时,方程-x+b=-x2+x+2,即方
程x2-2x+b-2=0有两个相等的
实数根.
∴
(-2)2-4(b-2)=0.
∴
b=3.
综上所述,b的值为2或3.
(第10题)
不能将图形动起来而导致错误
求解直线与二次函数图像的
交点时,容易因不能将图形动起来
而导致错误.将直线动起来,类似
于求直线与圆的交点个数,从而根
据交点个数确定所得新一元二次
方程的根的判别式与0的大小关
系,进而求得结果.
11.
A [解析]
∵
二次函数y=
m(x+3)2-3(m 为常数且m≠0)的
图像与y轴交于点A,∴
当x=0时,
y=9m-3.∴
A(0,9m-3).∵
将二
次函数y=m(x+3)2-3的图像以原
点为旋转中心旋转180°后,得到的图
像与y轴交于点B,∴
B(0,-9m+
3).∵
AB =12,∴
|9m -3-
(-9m+3)|=12,即|18m-6|=12.
∴
m=1或m=-13.∴
m 的值为1
或-13.
12.
(1)
∵
点A(-1,0)与点B关于
直线x=1对称,
∴
点B的坐标为(3,0).
∴
抛物线C 对应的函数表达式为
y=(x+1)(x-3)=x2-2x-3=
(x-1)2-4.
∴
抛物线C的顶点坐标为(1,-4).
(2)
∵
A(-1,0)、B(3,0),
∴
点A、B关于原点的对称点的坐标
分别为(1,0)和(-3,0),且都在抛物
线C'上.
∵
抛物线C'开口向下,形状与抛物线
C相同,
∴
抛物线C'对应的函数表达式为
y=-(x-1)(x+3)=-x2-
2x+3.
∵
点P(m,t)在抛物线C上,
∴
t=m2-2m-3.
∵
点P又在抛物线C'上,
∴
t=-m2-2m+3.
∴
m2-2m-3=-m2-2m+3,解得
m=±3.
(3)
由(1),知y=x2-2x-3=(x-
1)2-4,当a≤x≤a+1时,二次函数
y=(x-1)2-4的最小值为2a.
分三种情况讨论:
①
若a+1<1,即a<0,则当x=a+
1时,y取得最小值,此时y=(a+1-
1)2-4=a2-4.
∴
a2-4=2a,解得a=1-5或a=
1+5(不合题意,舍去).
②
若a<1≤a+1,即0≤a<1,则当
x=1时,y取得最小值-4.
∴
-4=2a,解得a=-2(不合题意,
舍去).
③
若a≥1,则当x=a时,y取得最
小值,此时y=a2-2a-3.
∴
a2-2a-3=2a,解得a=2+7或
a=2-7(不合题意,舍去).
综上所述,a的值为1-5或2+7.
专题特训(三) 探究二次
函数中的存在性问题
1.
(1)
∵
A(1,0)、C(0,3),
∴
OA=1,OC=3.
∵
S△ABC=
1
2AB
·OC=6,
∴
AB=4.
∴
OB=AB-OA=3.
∴
B(-3,0).
设抛物线对应的函数表达式为y=
a(x+3)(x-1).
把C(0,3)代入,得a=-1,
∴
y=-(x+3)(x-1)=-x2-
2x+3.
(2)
∵
OB=OC=3,
∴
易得∠OBC=∠OCB=45°.
∵
PF∥y轴,
∴
∠PFE=∠OCB=45°.
∵
PE⊥BC,
∴
∠PEF=90°.
∴
△PEF为等腰直角三角形.
∴
易得PE=EF= 22PF.
∴
C△PEF=PE+EF+PF=
2
2PF+
2
2PF+PF=
(2+1)PF.
∴
当PF的长取得最大值时,△PEF
的周长取得最大值.
设直线BC对应的函数表达式为y=
k1x+b1.
把B(-3,0)、C(0,3)代入,得
-3k1+b1=0,
b1=3, 解得
k1=1,
b1=3.
∴
直线BC对应的函数表达式为y=
x+3.
设P(m,-m2-2m+3)(-3<m<
0),F(m,m+3).
∴
PF=-m2-2m+3-m-3=
-m2-3m=- m+32
2
+94.
当m=-32
时,PF的长取得最大值,
为9
4
,此时-m2-2m+3=154.
∴
当点P 的坐标为 -32
,15
4 时,
△PEF的周长取得最大值,最大值为
51
9
4×
(2+1)=92+94 .
(3)
存在.
∵
抛物线y=-x2-2x+3=-(x+
1)2+4向左平移2个单位长度得到
新抛物线y',
∴
y'=-(x+3)2+4.
∵
两条抛物线相交于点D,
∴
令-x2-2x+3=-(x+3)2+4,
解得x=-2,此时y=-(-2+
3)2+4=3.
∴
D(-2,3).
由(2),得直线BC对应的函数表达式
为y=x+3.
∵
M 为直线BC上一点,
∴
设M(n,n+3).
∵
以B、D、M、N 为顶点的四边形为
菱形,
∴
连接BD、DM,则△BDM 为等腰
三角形.
又∵
B(-3,0),
∴
易得BD2=(-3+2)2+32=10,
BM2=(n+3)2+(n+3)2=2n2+
12n+18,DM2=(n+2)2+n2=
2n2+4n+4.
分三种情况讨论:
①
当BM=DM 时,BM2=DM2,即
2n2+12n+18=2n2+4n+4.
∴
n=-74
,则n+3=54.
∴
M -74
,5
4 .
②
当BD=BM 时,BD2=BM2,即
10=2n2+12n+18.
∴
n2+6n+4=0,解得n=-3+ 5
或n=-3-5.
当n=-3+ 5时,n+3= 5;当
n=-3-5时,n+3=-5.
∴
M(-3+ 5,5)或 M(-3-
5,-5).
③
当DM=BD 时,DM2=BD2,即
2n2+4n+4=10.
∴
n2+2n-3=0,解得n=1或
n=-3(不合题意,舍去).
∴
n+3=4.
∴
M(1,4).
综上所述,点 M 的坐标为 -74,
5
4 或(-3+ 5,5)或(-3- 5,
-5)或(1,4).
2.
(1)
在y=-
2
5x
2+85x+2
中,
令y=0,得-
2
5x
2+85x+2=0
,解
得x1=-1,x2=5.
∴
A(-1,0)、B(5,0).
令x=0,得y=2.
∴
C(0,2).
设直线BC对应的函数表达式为y=
kx+b.
将(5,0)、(0,2)代入,得
5k+b=0,
b=2,
解得
k=-25
,
b=2.
∴
直线BC对应的函数表达式为y=
-25x+2.
(2)
①
如图,过点D 作DH⊥x轴,
交BC于点H,过点A作AG⊥x轴,
交BC于点G.
∴
AG∥DH.
∴
∠AGC=∠DHE.
∵
AC∥DF,
∴
∠ACE=∠DEC.
∴
∠ACG=∠DEH.
∵
CE=EC,△DCE与△ACE全等,
∴
△ACE≌△DEC.
∴
AC=DE.
∴
△ACG≌△DEH.
∴
AG=DH.
∵
直线BC 对应的函数表达式为
y=-
2
5x+2
,点D的横坐标为m,
∴
H m,- 25m +2 ,D m,
-25m
2+85m+2 .
∴
DH=-25m
2+2m.
在y=-
2
5x+2
中,令x=-1,得
y=-
2
5×
(-1)+2=125.
∴
G -1,125 ,则AG=125.
∴
DH=125
,则-25m
2+2m=125.
∴
m=2或m=3.
②
存在.
∵
A(-1,0)、B(5,0),
∴
抛物线的对称轴为直线x=
-1+5
2 =2.
∵
易得四边形AFDC是平行四边形,
∴
DF=AC=5,CD∥AF.
∵
C(0,2),
∴
易得D(4,2).
∵
A(-1,0),
∴
易得F(3,0).
设P(2,n).
当PF=DF= 5时,(2-3)2+
n2=5.
∴
n=2或n=-2(不合题意,舍去).
∴
P(2,2).
当DP=DF= 5时,(2-4)2+(n-
2)2=5.
∴
n=1或n=3.
∴
P(2,1)或P(2,3).
当DP=PF时,(2-4)2+(n-2)2=
(3-2)2+n2.
∴
n=74.
∴
P 2,74 .
综上所述,点P的坐标为(2,2)或(2,
1)或(2,3)或 2,74 .
(第2题)
3.
(1)
由题意,得y=a(x+3)(x-
1)=a(x2+2x-3)=ax2+bx+3.
61
∴
2a=b,-3a=3.
∴
a=-1,b=-2.
∴
抛物线对应的函数表达式为
y=-x2-2x+3.
(2)
如图,过点P 作PH∥y 轴,交
AC于点H.
在y=-x2-2x+3中,令x=0,得
y=3.
∴
C(0,3).
由点A、C的坐标,易得直线AC对应
的函数表达式为y=x+3.
设P(x,-x2-2x+3)(-3<x<0),
则H(x,x+3).
∴
S△PAC =
1
2OA
·PH = 12 ×
3(-x2-2x+3-x-3)=-32 x+
3
2
2
+278.
∴
当x=-32
时,△PAC 的面积取
得最大值,最大值为27
8.
当x=-32
时,-x2-2x+3=154
,
∴
此时点P的坐标为 -32
,15
4 .
(3)
存在.
∵
S△ABC=2S△ABN,
∴
|yN|=
1
2yC=
3
2
,即|-x2-
2x+3|=32.
当点N 在x轴的上方时,
-x2-2x+3=32
,解得x1=-1+
10
2
,x2=-1-
10
2 .
∴
N -1+ 102 ,32 或N -1-
10
2
,3
2 .
当点N 在x轴的下方时,
x2+2x-3=32
,解得x3=-1+
22
2
,x4=-1-
22
2 .
∴
N -1+ 222 ,- 32 或
N -1- 222 ,-32 .
综上所述,点 N 的坐标为 -1+
10
2
,3
2 或 -1- 102 ,32 或
-1+ 222 ,-32 或 -1- 222 ,
-32 .
(第3题)
4.
(1)
∵
抛物线y=ax2+bx+3与
x轴交于点A(-3,0),对称轴为直线
x=-1,
∴
9a-3b+3=0,
-b2a=-1
, 解得 a=-1,b=-2.
∴
抛物线对应的函数表达式为
y=-x2-2x+3.
(2)
存在.
如图,过点D作DH⊥x轴于点H.
在y=-x2-2x+3中,令x=0,得
y=3.
∴
C(0,3),则OC=3.
∴
OA=OC.
∴
易得∠CAO=∠ACO=45°.
∵
ND⊥AC,DH⊥x轴,
∴
易得△ADN、△AHD、△NHD 都
是等腰直角三角形.
∵
AN=OA-ON=3-1=2,
∴
AH=DH=NH=12AN=1.
∴
OH=ON+NH=1+1=2.
∴
D(-2,1).
在y=-x2-2x+3中,令x=-1,
得y=4.
∴
M(-1,4).
设E(p,q).
分为三种情况讨论:
①
若MC、DE为对角线,则MC、DE
的中点重合.
∴
-1=-2+p,
4+3=1+q, 解得 p=1
,
q=6.
∴
E(1,6).
②
若MD、CE为对角线,
同理,得
-2-1=p,
1+4=q+3, 解得 p=-3
,
q=2.
∴
E(-3,2).
③
若 ME、CD 为对角线,同理,得
p-1=-2,
q+4=1+3, 解得 p=-1
,
q=0.
∴
E(-1,0).
综上所述,存在满足条件的点E,点E
的坐标为(1,6)或(-3,2)或(-1,0).
(3)
直线PR必经过某个定点.
设过点D(-2,1)的直线为y=kx+
d,则1=-2k+d.
∴
d=2k+1.
∴
直线PQ对应的函数表达式为y=
kx+2k+1.
令-x2-2x+3=kx+2k+1,得
x2+(k+2)x+2k-2=0.
设P(m,-m2-2m+3)、Q(n,
-n2-2n+3).
∴
m+n=-k-2,mn=2k-2.
∴
mn=-2m-2n-6.
设R(t,-t2-2t+3).
∵
点R(t,-t2-2t+3)、Q(n,
-n2-2n+3)在直线y=2x+c上,
∴
-t2-2t+3=2t+c,-n2-2n+
3=2n+c.
∴
-t2-2t+3-(-n2-2n+3)=
2t+c-(2n+c).
整理,得t=-4-n.
设直线PR对应的函数表达式为y=
k'x+b'.
把P(m,-m2-2m+3),R(t,-t2-
2t + 3 ) 代 入, 得
-m2-2m+3=k'm+b',
-t2-2t+3=k't+b'.
∴
k'=-m-t-2,
b'=mt+3.
71
∴
直线PR对应的函数表达式为y=
(-m-t-2)x+mt+3.
∵
t=-4-n,
∴
直线PR对应的函数表达式为y=
(-m+n+2)x-4m-mn+3.
∵
mn=-2m-2n-6,
∴
直线PR对应的函数表达式为y=
(-m+n+2)x-2m+2n+9,即y=
(-m+n+2)(x+2)+5.
∴
直线PR必过定点(-2,5).
(第4题)
第5章复习
[知识体系构建]
y=ax2+bx+c(a、b、c为常数,且
a≠0) y=a(x+h)2+k(a、h、k为
常数,且a≠0) y=a(x-x1)(x-
x2)(a、x1、x2 为常数,且a≠0)
x=-b2a -
b
2a
,4ac-b
2
4a 一元
二次方程的根
[高频考点突破]
典例1 B
[跟踪训练] 1.
C
典例2 A [解析]
∵
二次函数图
像的对称轴是直线x=t,∴
x=0时
的函数值与x=2t时的函数值相等,
且均为c.又∵
a>0,∴
二次函数的
图像开口向上.∴
当x>t时,y随x
增大而增大.又∵
1<t<2,∴
2<
2t<4.∴
m<c<n.
[跟踪训练] 2.
C [解析]
∵
y=
x2-2x=(x-1)2-1,∴
该二次函
数图像的对称轴为直线x=1,且顶点
坐标为(1,-1).∵
1-(-1)=3-1,
∴
x=-1时的函数值和x=3时的
函数值相等.∵
-1≤x≤t-1,且当
x=-1时,函数取得最大值,∴
t-
1≤3.又∵
当x=1时,函数取得最小
值,∴
t-1≥1.∴
1≤t-1≤3,解得
2≤t≤4.
典例3 (1)
∵
二次函数y=x2+
bx+c(b、c为常数)图像的对称轴为
直线x=-12
,
∴
-b2=-
1
2.
∴
b=1.
∴
y=x2+x+c.
又∵
二次函数的图像经过点A(-2,5),
∴
4-2+c=5.
∴
c=3.
∴
二次函数的表达式为y=x2+
x+3.
(2)
∵
点B(1,7)向上平移2个单位
长度,向左平移m 个(m>0)单位
长度,
∴
平移后的点的坐标为(1-m,9).
∵
点(1-m,9)在二次函数y=x2+
x+3的图像上,
∴
9=(1-m)2+(1-m)+3.
∴
m=4或 m=-1(不合题意,
舍去).
∴
m=4.
(3)
由题意,得二次函数y=x2+x+
3的图像的顶点坐标为 -12
,11
4 .
当-2≤n<-12
时,最大值与最小值
的差为5-(n2+n+3)=94
,解得
n1=n2=-
1
2
(均不合题意,舍去);
当-12≤n≤1
时,最大值与最小值的
差为5-114=
9
4
,符合题意;
当n>1时,最大值与最小值的差为
n2+n+3-114=
9
4
,解得
n3=1,
n4=-2(均不合题意,舍去).
综上所述,n 的取值范围是-12≤
n≤1.
[跟踪训练] 3.
(1)
由题意,得
4×1×4-(-2k)2
4×1 =-5.
∴
4-k2=-5.
∴
k=±3.
∵
该函数图像的对称轴在y轴的左侧,
∴
--2k2 <0.
∴
k<0.
∴
k=-3.
∴
该二次函数的表达式为y=x2+
6x+4.
(2)
∵
x1-x2=2,
∴
x2=x1-2.
∵
点A、B在该函数的图像上,
∴
y1=x21+6x1+4,y2=(x1-
2)2+6(x1-2)+4=x21+2x1-4.
∵
y1>y2,
∴
x21+6x1+4>x21+2x1-4.
∴
x1>-2.
∴
x1的取值范围是x1>-2.
典例4 (1)
该二次函数图像与x轴
交点的个数为1或2.
理由:∵
b2-4ac=(2+3m)2-4m×
6=9m2-12m+4=(3m-2)2,
∴
当m=23
,即b2-4ac=0时,该二
次函数图像与x 轴有1个交点;当
m≠
2
3
,即b2-4ac>0时,该二次函
数图像与x轴有2个交点.
(2)
(0,6);(3,0). [解析]
∵
y=
mx2-(2+3m)x+6,∴
(x2-
3x)m=2x+y-6.∵
m≠0,∴
令
x2-3x=0,
2x+y-6=0, 解 得 x=0
,
y=6 或
x=3,
y=0. ∴
无论m 为何值,该二次函
数的图像都会经过定点(0,6)和
(3,0).
(3)
在y=mx2-(2+3m)x+6中,
令y=0,得x=3或x=
2
m.
∴
该二次函数的图像与x轴的交点
坐标为(3,0)、2m
,0 .
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