内容正文:
精讲册
中考专题三
二次函数综合题
(针对省卷27题)
线段问题(省卷:5年4考)
考点
1
1
类型1 单条线段最值问题
如图,二次函数的图象与x轴交于A(-1,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C(0,3),连接BC,点P是直线BC上方抛物线上一动点.
例
1
(1)求二次函数和直线BC的表达式;
(2)如图1,过点P作PQ∥y轴,交BC于点Q,求线段PQ的最大值及此时点P的坐标;
(3)如图2,过点P作PM∥x轴,交CB于点M,求线段PM的最大值及此时点P的坐标;
解图1
(4)如图3,过点P作PM⊥BC,垂足为M,求线段PM的最大值及此时点P的坐标.
解图2
平行于y轴的线段最值问题解题思路:点P和点Q的横坐标相等,则PQ的长等于点P的纵坐标减去点Q的纵坐标,再利用二次函数性质求出线段最值.
平行于x轴的线段最值问题解题思路:将平行于x轴的线段转化为平行于y轴的线段.这里可以利用相似三角形或者三角函数值,例如解图1中的△PMQ∽△OBC,从而得到PM与PQ的数量关系,从而将PM的最值问题转化为PQ的最值问题;或者利用在不同直角三角形中,相等的角对应的三角函数值相等得到PM与PQ的数量关系,最后利用二次函数性质求出线段最值.
垂直于某条直线的线段最值问题解题思路:化“斜”为“直”,即将PM的最值问题转化为PQ的最值问题,利用相似三角形或者三角函数值将其转化,最后利用二次函数性质求出线段最值.
通性通法
类型2 PA+PC型线段和最小值问题(将军饮马模型)
如图,已知二次函数y=- +2的图象与x轴分别交于A,B两点,与y轴交于点C,点P是其对称轴上一动点,当PB+PC取得最小值时,求点P的坐标.
例
2
例2题解图
【自主作答】
解:如解图,连接AC交对称轴于点P,
连接PB,P点即为所求.
类型3 周长最小值问题
如图,直线y=x+1与抛物线y=x2-4x+5交于A,B两点,P是y轴上的一个动点,当△PAB的周长最小时,求点P的坐标.
例
3
【自主作答】
如解图,作点A关于y轴的对称点A′,
连接A′B与y轴交于点P,
则此时△PAB的周长最小.
∵点A′的坐标为(-1,2),点B的坐标为(4,5),
如图1,两定点A, B在直线l同侧时,在直线l上找一点P,使得PA+ PB最小,最小值为A′B.
如图2,点P在∠AOB内部,在射线OA上找点C,在射线OB上找点D,使得△PCD的周长最小,最小值为P′P″.
如图3,点P, Q在∠AOB内部,在射线OA上找点C,在射线OB上找点D,使得四边形PQDC的周长最小,最小值为P′Q′+PQ.
如图4,两定点A,B在直线l同侧时,MN=a,且线段MN在直线l上滑动,使得AM + BN最小,最小值为AB″.
通性通法
类型4 BD+CE型线段和最小值问题(逆等线模型)
[2022省卷28题节选]如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y= (x+3)(x-a)与x轴交于A,B(4,0)两点,点C在y轴上,且OC=OB,D,E分别是线段AC,AB上的动点(点D,E不与点A,B,C重合).
例
4
(1)求此抛物线的表达式;
(2)如图2,连接BD,CE,当CD=AE时,求BD+CE的最小值.
解:如解图,在AB下方作∠EAQ=∠DCB且AQ
=BC,连接EQ, CQ.
∵AE=CD,∴ △AEQ≌△CDB,∴EQ= BD,
∴当C, E, Q三点共线时,BD+CE=EQ+CE最
小,最小为CQ.
过点C作CH⊥AQ,垂足为H.
∵OC⊥OB,OC=OB=4,∴∠CBA=45°,BC= .
∵∠CAH= 180°-∠CAB-∠EAQ= 180°-∠CAB-∠DCB=∠CBA=45°,
逆等线模型的一般情况:①题目中有双动点;②首尾
不相连的等线段.
如图,点D,E在AB,AC边上运动,且AD=CE,
求CD+BE的最小值.
①双动点:E和D;②首尾不相连的等线段:AD=
CE,符合逆等线模型.
解题思路:动点运动过程中,始终有AD=CE,利用AD=CE构造全等,从而将要求和的两条线段拼接在一起,转化为两定一动的问题,就是我们熟悉的“将军饮马”问题了.
通性通法
1.[2024省卷27题]如图1,抛物线y=a(x-h)2+k交x轴于O,A(4,0)两点,顶点为B(2, ),点C为OB的中点.
(1)求抛物线y=a(x-h)2+k的表达式;
(2)过点C作CH⊥OA,垂足为H,交抛物线于点E.求线段CE的长;
(3)点D为线段OA上一动点(O点除外),在OC右侧作平行四边形OCFD.
①如图2,当点F落在抛物线上时,求点F的坐标;
②如图3,连接BD,BF,求BD+BF的最小值.
解图2
解图2
2.[2023省卷27题]如图1,抛物线y=-x2+bx与x轴交于点A,与直线y=-x交于点B(4,-4),点C(0,-4)在y轴上.点P从点B出发,沿线段BO方向匀速运动,运动到点O时停止.
(1)求抛物线y=-x2+bx的表达式;
解:∵抛物线y=-x2+bx过点B(4,-4),
∴-16+4b=-4,∴b=3,
∴y=-x2+3x.
(2)当BP= 时,请在图1中过点P作PD⊥OA交抛物线于点D,连接PC,OD,判断四边形OCPD的形状,并说明理由;
解:四边形OCPD是平行四边形.理由如下:
如解图,设PD交x轴于点H,连接BC.
∵点P在直线y=-x上,
∴OH=PH,∠POH=45°.
当xD=2时,DH=yD=-22+3×2=2,
∴PD=DH+PH=2+2=4.
∵C(0,-4),∴OC=4,∴PD=OC.
∵OC⊥x轴,PD⊥x轴,∴PD∥OC,
∴四边形OCPD是平行四边形.
(3)如图2,点P从点B开始运动时,点Q从点O同时出发,以与点P相同的速度沿x轴正方向匀速运动,点P停止运动时点Q也停止运动.连接BQ,PC,求CP+BQ的最小值.
解图2
3.[2021省卷28题]如图,在平面直角坐标系中,抛物线y= x2+bx+c与坐标轴交于A(0,-2),B(4,0)两点,直线BC:y=-2x+8交y轴于点C.点D为直线AB下方抛物线上一动点,过点D作x轴的垂线,垂足为G,DG分别交直线BC,AB于点E,F.
(1)求抛物线y= x2+bx+c的表达式;
(2)当GF= 时,连接BD,求△BDF的面积;
解:∵B(4,0),A(0,-2),∴OB=4,OA=2.
∵GF⊥x轴,OA⊥x轴,∴在Rt△BOA和Rt△BGF中,
(3)①H是y轴上一点,当四边形BEHF是矩形时,求点H的坐标;
解图1
②在①的条件下,第一象限有一动点P,满足PH=PC+2,求△PHB周长的最小值.
解图2
4.如图,抛物线y=ax2+bx+4交x轴于A(-3,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C,连接AC,BC.点P是第一象限内抛物线上的一个动点,点P的横坐标为m.
(1)求此抛物线的表达式;
解:设抛物线的表达式为y=a(x+3)(x-4)
=a(x2-x-12)=ax2-ax-12a(a≠0),
∵y=ax2+bx+4,
(2)过点P作PM⊥x轴,垂足为M,PM交BC于点Q.试探究点P在运动过程中,是否存在这样的点Q,使得以A,C,Q为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,请求出此时点Q的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)过点P作PN⊥BC,垂足为N.请用含m的代数式表示线段PN的长,并求出当m为何值时PN有最大值,最大值是多少?
面积问题(省卷:2020.28)
如图,抛物线y=-x2-2x+3与x轴交于A(1,0),B(-3,0)两点,在第二象限上的抛物线上是否存在一点P,使△PBC的面积最大?若存在,求出点P的坐标及△PBC的面积最大值;若不存在,请说明理由.
考点
1
2
例
1
解法1 补形法
【自主作答】
存在.如图,过点P作PE⊥x轴于点E,
设P(t,-t2-2t+3)(-3<t<0).
∵S△PBC=S四边形BPCO-S△BOC=S四边形BPCO- ,
若S四边形BPCO有最大值,则S△PBC的值就最大,
解法2 分割法
【自主作答】
存在.∵B(-3,0),C(0,3),
∴直线BC的表达式为y=x+3.
如图,过点P作PE⊥x轴于点E,交BC于点F.
设P(n,-n2-2n+3),则F(n,n+3)(-3<n<0).
解法3 铅锤法
【自主作答】
存在.如图,过点P作x轴的垂线,与BC交于点F,设P(m,-m2-2m+3),同(2)得F(m,m+3)(-3<m<0).
5.[2020省卷28题]如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx-2交x轴于A,B两点,交y轴于点C,且OA=2OC=8OB.点P是第三象限内抛物线上的一动点.
(1)求此抛物线的表达式;
解:抛物线y=ax2+bx-2,则c=-2,故OC=2.
∵OA=2OC=8OB,∴OA=4,OB= ,
(2)若PC∥AB,求点P的坐标;
(3)连接AC,求△PAC面积的最大值及此时点P的坐标.
6.如图,已知二次函数y=ax2+2x+c的图象经过点C(0,3),与x轴分别交于点A,点B(3,0).点P是直线BC上方的抛物线上一动点.
(1)求二次函数y=ax2+2x+c的表达式;
(2)连接PO,PC,并把△POC沿y轴翻折,得到四边形POP′C.若四边形POP′C为菱形,请求出此时点P的坐标;
解:若四边形POP′C为菱形,则点P在线段CO的垂直平分线上,
如解图,连接PP′,则PE⊥CO,垂足为E.
(3)当点P运动到什么位置时,四边形ACPB的面积最大?求出此时点P的坐标和四边形ACPB的最大面积.
解图2
x2-x
4
2
2
$$