内容正文:
2025年江苏数学中考预测专项突破
专题08 二次函数综合解答题压轴(江苏专用)
2024年江苏中考数学真题二次函数综合解答题压轴分析(主要针对无锡、徐州、常州、苏州)
❆无锡卷:解答题第18题:此题主要考查的是二次函数的综合,其中以二次函数的图象与性质、二次函数总存在性问题为主,分值12分,难度偏上;
❆徐州卷:解答题第26题:此题主要考查的是二次函数的综合,其中以二次函数的解析式、二次函数中面积问题为主,分值9分,难度偏上;
❆常州卷:解答题第28题:此题主要考查的是二次函数综合,其中以二次函数的图象与性质、二次函数与几何综合为主,分值10分,难度偏上;
❆苏州卷:解答题27题:此题主要考查的是二次函数综合,分值10分,难度偏上;
题型一:二次函数的图象与性质(解答题压轴)(高频考点)
1.(2025·江苏泰州·一模)在平面直角坐标系中,已知二次函数.
(1)若函数的图象经过点,并与轴交于,两点(点在点的左侧),与轴交于点.
求该二次函数的表达式;
若点在该二次函数图象上,且在直线上方,当的面积最大时,试求出点到直线的距离;
(2)点,是二次函数图象上两点,当时,始终有,求的取值范围.
【答案】(1);;(2)且.
【分析】本题考查了二次函数与一次函数的性质,二次函数的最值问题,掌握知识点的应用是解题的关键.
()利用待定系数法即可求解;
过作轴,交于点,过作于点,再求出解析式为,设,则,则,当时,有最值,为,然后用面积公式即可求出点到直线的距离;
()通过二次函数一一元二次方程的关系,二次函数的性质即可求解.
【详解】(1)解:∵二次函数过点点,
∴,解得:,
∴该二次函数的表达式为;
如图,过作轴,交于点,过作于点,
由得,二次函数的表达式为,
当时,,当时,,解得:,,
∴,,
设解析式为,
∴,解得:,
∴解析式为,
设,则,
∴
,
∴当时,有最值,为,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
即点到直线的距离为;
(2)解:
∵当时,总有,
∴且.
2.(2025·江苏南京·一模)已知二次函数(为常数,且)的顶点在直线(为常数,且)的图像上.
(1)若,则顶点 ;
A.在x轴上 B.在y轴上 C.不在坐标轴上
(2)若二次函数图像经过,用的代数式表示;
(3)在(2)的条件下,若此二次函数与直线的另一个公共点的横坐标为,且,请直接写出k的取值范围.
【答案】(1)C(2)(3)或
【分析】(1)依据题意得,二次函数的顶点横坐标为,又,故顶点不在y轴上,又顶点纵坐标为n是函数在处的值,且,则若顶点在x轴上,则,即,但题目未限定此条件,故顶点不在坐标轴上,进而可以判断得解;
(2)依据题意,由二次函数过点,代入得,可得,则顶点横坐标,代入直线l得,又顶点纵坐标,故,进而可以得解;
(3)依据题意,联立二次函数与直线l,得方程,则或,又,从而,可得或,进而,最后计算可以得解.
【详解】(1)解:由题意得,二次函数的顶点横坐标为,
∵,
∴顶点不在y轴上.
又∵顶点纵坐标为是函数在处的值,且,
∴若顶点在x轴上,则,即,但题目未限定此条件,故顶点不在坐标轴上.
故答案为:C.
(2)解:∵二次函数过点,代入得,
∴,
∴顶点横坐标,代入直线l得,
又∵顶点纵坐标,
∴,
∴.
(3)解:由题意,联立二次函数与直线l,得方程,
由(2)可知,,
∴或,
又∵,
∴.
∴或.
又∵,
∴或.
3.(2025·江苏扬州·一模) 已知函数(为常数),当时,取最小值.
(1)当时,求的值;
(2)若且在函数的图像上,求点坐标;
(3)若点和都在该函数图像上,求证:.
【答案】(1)(2)点坐标为或(3)见解析
【分析】本题考查了二次函数的顶点坐标求解,二次函数的最值,二元一次方程组的应用,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
(1)将,代入函数表达式得到,求出;
(2)由题得到,得出,由在函数的图像上得到,求出,,,得到点坐标为或;
(3)由题得到,即,继而得到,即可得到结论.
【详解】(1)解:将,代入函数表达式得,
,
∴当时函数有最小值,
∴;
(2)解:,
由题意得,
∴,
①,
∵在函数上,
∴②,
①代入②得,
解得,,
∴点坐标为或;
(3)证明:∵、关于对称轴对称,
∴,
即,
将、两点的坐标代入函数表达式可得
,
∴,,
∴.
4.(2025·江苏泰州·一模)在平面直角坐标系中,点,的横坐标分别为,(,为常数,),且在抛物线上,抛物线顶点记为.
(1)对称轴方程为______;(用含的代数式表示)
(2)过作轴的平行线交该抛物线于点,若,求的值;
(3)若点,所在直线经过一、三象限,求的取值范围.
【答案】(1)(2)或或(3)
【分析】(1)直接利用顶点式得到对称轴方程即可;
(2)如图,当在的同侧时,求解,,,结合,可得,再解方程即可;如图,当在的异侧时,同理可得:,再解方程即可;
(3)由点,的横坐标分别为,(,为常数,),且在抛物线上,可得,在的右边,当关于对称轴对称时,,如图,可得,再结合图象可得答案.
【详解】(1)解:∵抛物线,
∴对称轴为直线:
(2)解:如图,当在的同侧时,
∵,
∴,
当时,
,
当时,
∴,
∵,
∴,
∴,
整理得:,
解得:;经检验符合题意;
如图,当在的异侧时,
同理可得:
∴,
整理得:,
解得:或;
∵,
∴舍去,
综上:或或;
(3)解:∵点,的横坐标分别为,(,为常数,),且在抛物线上,
∴,
∴在的右边,
当关于对称轴对称时,,如图,
∴,
整理得:,
解得:或(舍去),
∴当点,所在直线经过一、三象限时,如图,
∴的取值范围为:.
5.(2025·江苏南京·一模)已知二次函数的图像经过点.
(1)求m的值;
(2)当时,求y的取值范围;
(3)将该函数的图像沿着x轴向右平移得到一个新函数的图像,当时,新函数的最大值是12,请直接写出平移的距离.
【答案】(1)(2)(3)3
【分析】本题主要考查了二次函数图象与几何变换、二次函数的性质、二次函数图象上点的坐标特征、二次函数的最值等知识点,熟练掌握并能灵活运用二次函数的性质是解题的关键.
(1)将点代入求解即可;
(2)依据题意,由(1)可得二次函数为,从而当时,y取最小值为,结合当时,;当时,,然后判断即可解答;
(3)依据题意,由二次函数为,从而可设向右平移后得到的新函数为,故新抛物线的对称轴是直线,进而分当时和当时两种情形解答即可.
【详解】(1)解:由题意:将点代入可得:
,解得:.
(2)解:由(1)可得二次函数为,
∴当时,y取最小值为.
又∵当时,;当时,,
∴当时,y的取值范围为.
(3)解:由题意,∵二次函数为,
∴可设向右平移后得到的新函数为.
∴新抛物线的对称轴是直线,
①当时,即,
又∵若当时,,则或(不合题意,舍去);
若当时,,则(不合题意,舍去)或(不合题意,舍去),
∴.
②当时,即,
∵当时,y随x的增大而减小,
∴当时,,则或,均不合题意,舍去.
综上,.
答:平移的距离为3.
6.(2025·江苏泰州·一模)已知二次函数(为常数,且).
(1)求证:该二次函数的图像与轴总有两个公共点;
(2)若点、和在该二次函数的图像上;且,直接写出的取值范围;
(3)当时,该二次函数的最大值与最小值的差为4,求的值.
【答案】(1)见解析(2)(3)
【分析】本题考查了二次函数的性质,熟练掌握二次函数的性质,是解题的关键;
(1)当时,,根据一元二次方程根的判别式的意义即可求解;
(2)先计算,进而可得,分别代入得出关于的不等式,解不等式,即可求解;
(3)分类讨论,根据对称轴的位置分别求得最大最小值,由(2)得出、在抛物线上,进而根据时,该二次函数的最大值与最小值的差为4,列出方程,解方程,即可求解.
【详解】(1)证明:当时,
∴
又∵
∴
∴该二次函数的图像与轴总有两个公共点
(2)解:∵,
∴抛物线开口向下,
对称轴为直线
点在该二次函数的图像上;
∴
∵
∴
∴,解得:
解得:或
∴
(3)由(2)可得、在抛物线上,
∵
∴
∵对称轴为直线
①当时,即,
∵该二次函数的最大值与最小值的差为4,
当时,
此方程无解;
②当时,最大值在顶点即
当时,当时,
解得:(舍去)或(舍去)
当,即时,
解得:(舍去)或
③当即时,
解得:(舍去)
综上所述,
7.(2025·江苏淮安·一模)在平面直角坐标系中,已知二次函数是常数,.
(1)若,函数图象经过点和,求函数图象的顶点坐标;
(2)若,函数图象与轴有两个交点,且,求证:;
(3)若函数图象经过点,当时,;当时,,求的值.
【答案】(1)(2)见详解(3)
【分析】本题考查了二次函数的图象和性质,待定系数法求二次函数解析式,二次函数的顶点式等知识,熟练掌握二次函数的图象和性质并准确计算是解题的关键.
(1)根据,函数图象经过点和,利用待定系数法求解,即可解题;
(2)根据题意得到二次函数开口向下,当时,,建立不等式,对不等式进行变形,即可证明;
(3)根据题意得到,函数图象在时取得最大值m,即,以及,联立这三个式子求解,即可解题.
【详解】(1)解:由题意得:,
解得:,
∴抛物线解析式为,
∴该抛物线的顶点坐标为
(2)证明:若,则二次函数为,
∴抛物线开口向上.
又图象与x轴有两个交点,且,
∴当时,,
∴.
(3)解:由题意可得:①,
∵当时,;当时,,
∴函数图象在时取得最大值m,即②,
∴,
∵在的右侧,
∴当时,,即③,
由①②③解得.
8.(2025·江苏泰州·一模)已知二次函数,(,为常数)的图像分别记为、,的对称轴在的对称轴的右侧,且的顶点纵坐标比的顶点纵坐标小.
(1)求的值;
(2)当,且随的增大而减小时,直接写出此时自变量的取值范围;
(3)若点在上,点在上.
当时,求的最大值;
当时,无论取何实数,始终都有成立,求的值.
【答案】(1);(2);(3);.
【分析】此题考查了二次函数的图像和性质,待定系数法求函数解析式、一元二方程根与系数关系、一元二次方程根的判别式等知识,熟练掌握二次函数的图像和性质是解题的关键.
()由的顶点纵坐标比的顶点纵坐标小,则有,然后根据的对称轴在的对称轴的右侧,则可求出的值;
()通过比较和的大小关系,再结合随的增大而减小即可求解;
()根据二次函数的性质得出,再把代入即可求解;
把代入得,然后由无论取何实数,始终都有成立,得,从而求解.
【详解】(1)解:对于二次函数,其对称轴为直线,图像顶点的纵坐标为,
对于二次函数,其对称轴为直线其图像顶点的纵坐标为,
∵的顶点纵坐标比的顶点纵坐标小,
∴,解得,,
又∵的对称轴在的对称轴的右侧,
∴,
∴,
∴;
(2)解:由()得,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵随的增大而减小,
∴,
∴自变量的取值范围为;
(3)解:∵点在上,
∴,
∵点在上,
∴,
∴,
把代入得,
∵,
∴当时,有最大值为;
∵,,,
把代入上式得,,
∵无论取何实数,始终都有成立,
∴,得,
∵上式对任意都成立,
∴,且,
∴.
9.(2025·江苏·模拟预测)已知点、在二次函数的图像上,当时,.
(1)① ;
②若抛物线与轴只有一个公共点,则的值为 .
(2)若是图像上的两点,且,求的取值范围.
(3)若对于任意实数、都有,则的取值范围是 .
【答案】(1)①;②4(2)(3)
【分析】本题考查二次函数图象与性质,二次函数与一元二次方程的关系,二次函数与不等式得关系.
(1)①根据题意可得对称轴为直线,继而列式解出的值;②利用即可求出的值;
(2)根据抛物线对称性特点,点关于直线的对称点为,再根据二次函数增减性列出不等式即可求解;
(3)根据题意可得二次函数最小值为,继而得到的取值范围.
【详解】(1)解:①∵当时,,
∴对称轴为:直线,
∵点、在二次函数的图像上,
∴,即:,
故答案为:;
②∵,
∴,
∵抛物线与轴只有一个公共点,
∴,即:,
故答案为:;
(2)解:∵对称轴为:直线,
∴点关于直线的对称点为,
∵,
∴当时,随的增大而增大,当时,随的增大而减小,
∵,
∴,
解得:;
(3)解:∵,,
∴,
∴
∵,,对于任意实数、都有,
∴,
∴,
故答案为:.
10.(2025·江苏扬州·一模)定义:若一个函数的图像上存在横坐标与纵坐标之差为2的点,则称该点为这个函数图像上的“亮点”.例如:点是正比例函数的图像上的“亮点”.
(1)一次函数的图像上的“亮点”是______;
(2)若点M是反比例函数图像的“亮点”,一次函数的图像经过点M,求b的值;
(3)若二次函数的图像经过点,试说明无论a取何值,该二次函数的图像上一定存在“亮点”.
【答案】(1);(2)或;(3)理由见解析.
【分析】本题考查了函数图像上的“亮点”,一次函数图像上点坐标的特征,反比例函数图像上点坐标的特征,二次函数图像上点坐标的特征,熟练掌握以上知识点是解题的关键.
(1)不妨设点在一次函数上,代入求值即可得到答案;
(2)不妨设在反比例函数图像上,求得点,然后再将点代入一次函数,求得即可;
(3)由二次函数的图像经过点,得到,推出,由,推导出无论a取何值,当时,,,此时;当时,,,此时;其中是该函数的亮点,得证.
【详解】(1)解:不妨设点在一次函数上,
,
,
,
一次函数的图像上的“亮点”是;
故答案为:;
(2)解:设在反比例函数图像上,
,
,,
反比例函数图像的“亮点”有:,,
一次函数的图像经过点M,
代入,有,;
代入,有,;
或;
(3)解:二次函数的图像经过点,
,
,
,
,
,
无论a取何值,当时,,,此时;
当时,,,此时;
无论a取何值,一定过和,
,
该二次函数的图像上一定存在“亮点”,亮点坐标为.
11.(2025·江苏无锡·一模)在平面直角坐标系中,二次函数(a、b、c为常数,且,)的图象顶点C的坐标是.
(1)若,求二次函数表达式;
(2)点,是该函数图象上的两个不同的点,若,请判断的大小关系,并说明理由;
(3)等腰直角的直角顶点B在该二次函数的图象上,点D在该二次函数图象的对称轴上,若,直接写出a的值.
【答案】(1)(2)当时,;当时,;
(3)或或
【分析】(1)当时,,设二次函数表达式为,利用待定系数法可得,进而可求解;
(2)由(1)可知,,可得,,则,由,得,分两种情况:当时,当时,判断的正负即可求解;
(3)根据等腰直角三角形的性质可知,,当点在上方时,过点作轴,交轴于,交对称轴于,则,先证明,得,,则,即:,可得点在直线上,结合,求得点的坐标为或,即可求得或,进而求得的值;当点在上方时,过点作轴,交轴于,交对称轴于,同理即可求解.
【详解】(1)解:当时,,
∵图象顶点C的坐标是,则设二次函数表达式为,
把代入可得:,
∴,
∵,则,
∴;
(2)由(1)可知,,
∴,
∵,在二次函数图象上,
∴,,
则
∵,
∴,
当时,,
∵,,,
∴,即:;
当时,,
∵,,,
∴,即:;
综上:当时,;当时,;
(3)∵为等腰直角三角形,,且
∴,,
∴,,
当点在上方时,过点作轴,交轴于,交对称轴于,则,
∴,
∴,
∴,
∴,,
则,即:
∴点在直线上,
则,解得:或
即:点的坐标为或,
∵,
∴或,
解得:或,
当时,;当时,;
当点在上方时,过点作轴,交轴于,交对称轴于,则,
同理,
∴,,
则,即:
∴点在直线上,
则,解得:或
即:点的坐标为或,
∵,
∴或,
解得:或,
当时,;当时,;
综上,或或.
12.(2025·江苏连云港·一模)已知二次函数.
(1)①该二次函数图像的顶点坐标为(______)(用含有字母b的代数式表示);
②求证:该二次函数图像的顶点不在第三象限;
(2)当时,该二次函数图像的对称轴为直线,的最大值与最小值的差为5,求m的值;
(3)已知一次函数,若当时,总有请直接写出b的取值范围.
【答案】(1)①;②见解析(2)1(3)
【分析】本题考查了二次函数的顶点式,根的判别式,解一元一次不等式,熟知二次函数的性质是解题的关键.
(1)把二次函数解析式配方为顶点式,即可解答;
(2)先确定函数的对称轴和顶点坐标;然后结合自变量的取值范围分类讨论即可;
(3)由在恒成立,到在恒成立,设,因其图象开口向上,要使恒成立,只需和时值小于,分别计算时;时, 取两者交集,得出的取值范围.
【详解】(1)在二次函数中,,, .顶点横坐标 ;顶点纵坐标 .
∴顶点坐标为 .
故答案为:;
②证明:由①知:顶点坐标为.
令
解这个不等式组得:该不等式无解.
即该二次函数图像的顶点不在第三象限;
(2)由题意知:,解得.
所以二次函数的解析式为.
又,
所以当时,.
由题意知:当时,的最大值与最小值的差为5,且当时,.
①当时,随在增大而增大.
所以当时,,当时,.
即.
解得:,(不合题意,舍去).
②当时,因为当时,.当时,.
.不符合题意.
③当时,,.不符合题意.
所以的值为1.
(3)∵当时,总有,
∴.
.
设,
∵在恒成立,
∴只需满足函数在区间端点和处的函数值都小于即可.
当时:
把代入,
.
要使,则,即 .
分两种情况讨论:
当且时,即且,此时.
当且时,即且,这种情况无解.
∴.
当时:
把代入,得:
要使,则即 .
∴
∴的解集为 .
∴的取值范围是.
13.(2025·浙江衢州·一模)对于二次函数.
(1)若二次函数的图象经过了,,三点中的某一个点.
①判定该二次函数的图象应经过上述三点中的哪一个点,并说明理由.
②当时,该函数的最小值是,求m的值.
(2)若二次函数的图象经过点,,求当时,n的取值范围.
【答案】(1)①,见解析;②(2)
【分析】本题考查了二次函数的性质,二次函数图象上点的坐标特征,二次函数的最值.
(1)①将题目中3个点坐标分别代入验证即可;
②因为,则函数,根据二次函数的性质以及图象上点的坐标特征可知图象开口向上,对称轴是直线,与y轴交于点,则点关于直线的对称点为,根据二次函数增减性即可求得当时,该函数的最小值是;
(2)由,得到,因为,所以,解得.
【详解】(1)解:①当时,,不合题意,舍去;
当时,,
∴,符合题意,
这时二次函数的表达式是;
当时,,
∴,不合题意,舍去;
∴二次函数的图象应经过;
②∵二次函数的图象开口向上,对称轴是直线,与y轴交于点,
∴当时,y随x的增大而增大,点关于直线的对称点为,
∵当时,该函数的最小值是,
∴;
(2)解:当时代入:,
当时代入:,
∴,
∴,
∵,
∴即.
14.(2025·江苏宿迁·一模)在平面直角坐标系中,抛物线与抛物线相交于P,点M的坐标为,.
(1)抛物线与x轴交点坐标分别为,,求a,b的值;
(2)求的最小值;
(3)若 (为常数且),抛物线与的顶点记作E、F,若存在轴,请直接写出n的取值范围.
【答案】(1),(2)(3)
【分析】(1)利用待定系数法求函数解析式即可;
(2)联立抛物线解析式求出交点P的坐标,根据两点间距离公式求出长,根据完全平方公式的非负性解题即可;
(3)先求出两抛物线的顶点坐标,然后根据题意得到,进而得到,由此求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线与x轴交点坐标分别为,,
,
;
(2)解:由题意,联立抛物线与抛物线,
把代入抛物线,得,
点M的坐标为,
,
,
当时,有最小值,最小值为2,
的最小值为
(3)解:抛物线的顶点E的坐标为,抛物线的顶点F的坐标为,
轴,
,
,
,
,
,
(当a,b同号取得等号),
的取值范围是
15.(2025·江苏南京·模拟预测)在平面直角坐标系中,拋物线存在两点.
(1) ;
(2)求证:不论为何值,该函数的图象与轴没有公共点;
(3)若点也是抛物线上的点,记抛物线在之间的部分为图象(包括两点),记图形上任意一点的纵坐标的最大值与最小值的差为,若,则的取值范围为 .
【答案】(1)(2)证明见解析(3)或
【分析】(1)先根据抛物线的解析式求出的值,从而可得点的坐标,再利用两点之间的距离公式计算即可得;
(2)根据一元二次方程根的判别式可得关于的一元二次方程没有实数根,由此即可得证;
(3)先求出,,再设点关于对称轴的对称点为点,则,分两种情况:①和②,得出点的纵坐标的最大值与最小值,建立不等式,利用二次函数的性质求解即可得.
【详解】(1)解:将代入得:,
将代入得:,
∴,
∴,
故答案为:.
(2)证明:∵关于的一元二次方程的根的判别式为
,
∴这个一元二次方程没有实数根,
∴不论为何值,函数的图象与轴没有公共点.
(3)解:由(1)已得:,
∴,
将点代入得:,
∴,
二次函数化成顶点式为,
∴其对称轴为直线,顶点坐标为,
设点关于对称轴的对称点为点,则,
∴抛物线在之间的部分上任意一点的纵坐标的最大值与最小值的差为.
则分以下两种情况:
①如图,当点在点左侧时,,即,
此时在图形内,随的增大而减小,
∴点的纵坐标最大,点的纵坐标最小,
∴,即,
令,则当时,,解得或,
∴二次函数与轴的交点坐标为和,抛物线的开口向上,其对称轴为直线,
∴不等式的解集为或(不符合题设,舍去),
∴此时的取值范围是;
②如图,当点在点右侧时,,即,
此时在图形内,点的纵坐标最大,顶点的纵坐标最小,
∴,即,
令,则当时,,解得或,
∴二次函数与轴的交点坐标为和,抛物线的开口向上,其对称轴为直线,
∴不等式的解集为或(不符合题设,舍去),
∴此时的取值范围是;
综上,的取值范围是或,
故答案为:或.
题型二:二次函数综合之与角度相关的问题(解答题压轴)(高频考点)
1.(2024·江苏扬州·二模)如图,二次函数的图象与x轴交于,两点,与y轴交于点,顶点为D.O为坐标原点.
(1)求二次函数的表达式;
(2)求四边形的面积;
(3)P是抛物线上的一点,且在第一象限内,若,则P点的坐标为_______.
【答案】(1)(2)30(3)
【分析】(1)设二次函数解析式为,将点A和B两点代入即可求得二次函数解析式;
(2)过D作于N,作于M,根据第一问可得点,结合矩形、三角形的面积公式即可求得答案;
(3)连接,过C作交于E,过E作于F,根据题意得为等腰直角三角形,得到,结合角度正切值求得,进一步得,判定是等腰直角三角形,即可求得点,利用待定系数法求得直线直线的解析式,联立即可求得点P.
【详解】(1)解:根据题意,设二次函数解析式为,
∵二次函数的图象与轴交于两点.
∴,
解得,
∴二次函数的表达式为.
(2)解:过D作于N,作于M,
根据,则顶点的坐标为,
;
(3)解:P是抛物线上的一点,且在第一象限,
当时,连接,过C作交于E,过E作于F,如图.
∵,则为等腰直角三角形,.
由勾股定理得:,
∵.
∴,即,
∴.
由,得,
∴.
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴的坐标为,
则过B、E的直线的解析式为,
令,解得,或,
所以直线与抛物线的两个交点为,
即所求的坐标为 .
2.(2025·江苏苏州·一模)如图,已知抛物线与x轴相交于点,与y轴相交于点C,连接.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)若点P在抛物线上,且,求点P的坐标.
【答案】(1)(2)或
【分析】本题主要考查了二次函数的解析式,二次函数的性质,等腰三角形的判定与性质及解一元二次方程.
(1)利用待定系数法求解即可;
(2)先求出,易证是等腰直角三角形,求出,过点P作轴于点H,连接,根据题意易证是等腰直角三角形,推出,设,则,分点P在上方和下方,由,建立方程,求解即可.
【详解】(1)解:根据题意:,
解得:,
则该抛物线的函数表达式为:;
(2)解:将代入,则,
∴,
∴,
∵,
∴是等腰直角三角形,
∴,
过点P作轴于点H,连接,
∵,,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
设,则,
当点P在上方时,如图,
则,
∴,
解得:或(与点A重合,舍去),
∴,则,
∴;
当分点P在下方时,如图,
则,
∴,
解得:或(与点A重合,舍去),
∴,则,
∴;
综上,点P的坐标为或.
3.(2025·江苏盐城·一模)如图,抛物线与轴交于、两点,与轴交于点,顶点为.其中,.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)是该抛物线上一点.
①连接,若,求点的坐标;
②在第三象限内抛物线上找点,使,求点的坐标.
【答案】(1)(2)①;②
【分析】(1)设抛物线的表达式为,把点代入,即可求解;
(2)①过点B作交于点F,过点F作轴于点G,过点D作轴于点H,根据题意可得,再由,可得,,从而得到,再求出点,可得,在中,利用勾股定理可得,,从而得到点F的坐标为,再求出直线的解析式,进而得到直线的解析式,即可求解;②过点E作轴于点F,过点D作轴于点G,则,设点E的坐标为,则,可得,然后根据,求出m的值,即可求解.
【详解】(1)解:∵,
∴可设抛物线的表达式为,
把点代入得:,
解得:,
∴抛物线的表达式为;
(2)解:①如图,过点B作交于点F,过点F作轴于点G,过点D作轴于点H,
∵点,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∴,
对于,
当时,,
解得:,
∴点,
∴,
在中,,
∴,
∴或0(舍去),
∴,
∴点F的坐标为,
设直线的解析式为,
∴,解得:,
∴直线的解析式为,
∴可设直线的解析式为,
把点代入得:,
解得:,
∴直线的解析式为,
联立得:,
解得:或,
∴点E的坐标为;
②如图,过点E作轴于点F,过点D作轴于点G,则,
∵点,,
∴,
当时,,
∴点,
∴,
设点E的坐标为,则,
∴,
∵,
∴,
∴,
即,
解得:或0(舍去),
∴点E的坐标为.
4.(2025·江苏镇江·一模)如图1,在平面直角坐标系中,二次函数的图象与x轴交于、两点,与y轴相交于点C,抛物线的顶点为D,直线交y轴于点E,点P为点D右侧的抛物线上的一点,连接.
(1)求二次函数的函数表达式;
(2)若,则点P的坐标为 ;
(3)如图2,延长交x轴于点G,若.
①求点G的坐标;
②Q为线段上一点(不与A、D重合),N为x轴上一点,其横坐标为n,若,则n的最大值为 .
【答案】(1)(2)(3)①;②
【分析】本题为二次函数综合运用,涉及到三角形相似、一次函数的图象和性质,证明三角形相似是本题的难点.
(1)由题意得:,即可求解;
(2)证明和关于对称,得到直线的表达式为:,联立和抛物线解析式即可求解;
(3)①由,则,即可求解;
②证明,则AN::PD,即::,即可求解.
【详解】(1)解:由题意得:,
∴,
则,
则抛物线的表达式为:;
(2)解:由抛物线的表达式知,
∴点,
设抛物线的对称轴交x轴于点H,
则轴,则,
而,
则,
即和关于对称,
设直线的表达式为:,
则,
解得:,
∴,
则直线的表达式为:,
联立上式和抛物线的表达式得:,
解得:舍去或3,
则点,
故答案为:;
(3)解:①设点,
,
则,
则,
即点;
②由点A、D的坐标得,
直线的表达式为:,
同理可得直线的表达式为:,
联立和抛物线的表达式得:
,
则舍去或,
则点,
设点,点,
由点A、N、D、P、Q的坐标得,
,,,,
由①知,,
而,
即,
则,
即,
,
,
则,
即:,
则,
即n的最大值为:,
故答案为:
5.(2025·江苏盐城·一模)在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点A和点B,与y轴交于点C,顶点为
(1)请直接写出A、B、D三点坐标.
(2)如图1,点M是第四象限内抛物线上的一点,过点M作x轴的垂线,交直线于点N,求线段长度的最大值;
(3)如图2,若点P在抛物线上且满足,求点P的坐标.
【答案】(1)点A的坐标为,点B的坐标为,点D的坐标为;(2)(3)或
【分析】由抛物线,分别令,,则可确定抛物线与坐标轴的交点坐标,根据顶点坐标可确定点D的坐标;
设轴于点E,设,确定直线的解析式为,得到,继而得到,根据二次函数的最值可得结论;
确定直线的解析式为,然后分两种情况进行讨论即可.
【详解】(1)解:点A的坐标为,点B的坐标为,点D的坐标为;理由如下:
在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点A和点B,与y轴交于点C,
当时,得,
解得:或,
当时,得,
,,,
抛物线,
,
点A的坐标为,点B的坐标为,点D的坐标为;
(2)解:设轴于点E,设,如图1,
设直线的解析式为,将点B,点C的坐标代入得:
,
解得:,
直线的解析式为,
过点M作x轴的垂线,交直线于点N,
,
,
,
当时,线段的长度取得最大值,此时最大值为;
(3)解:设直线的解析式为,将点B,点D的坐标代入得:
,
解得:,
直线的解析式为,
①如图2,
,
∴,
设直线的解析式为,将点C的坐标代入得:,
直线的解析式为,
联立,
解得:或,
此时点P的坐标为;
②如图3,设交于点G,作射线交于点F,
,
,
,,
,
垂直平分,
点F是的中点,
点F的坐标是,即,
设直线的解析式为,过点,
,
,
直线的解析式为,
直线:与直线:交于点G,
联立,
解得:,
,
设直线的解析式为,将点C,点G的坐标代入得:
,
解得:,
直线的解析式为,
联立,
解得:或,
此时点P的坐标为;
综上所述,点P的坐标为或
6.(2025·江苏无锡·一模)如图,二次函数的图象与x轴的负半轴和正半轴分别交于A,B两点,与y轴交于点C,顶点为P,对称轴交x轴于点D,点Q是抛物线对称轴上一动点,直线交y轴于点E,且.
(1)请直接写出A,B两点的坐标:A______,B______.
(2)当顶点P与点Q关于x轴对称时,.
①求此时抛物线的函数表达式;
②在抛物线的对称轴上存在点F,使,请直接写出点F的坐标.
【答案】(1),(2)①;②或
【分析】(1)根据抛物线的解析式配方后可得对称轴,根据平行线分线段成比例定理可得点坐标,由对称性可得点坐标;
(2)①根据的面积可得的长,表示点和点的坐标,根据两点的距离公式可列方程,解方程可得结论;②如图2,当点在的下方时,连接,根据顶点与点关于轴对称,结合已知可证得,在此基础上求出直线的解析式和直线的解析式,进而求出点的坐标;当点在上方时,连接,设,,,,每个点的坐标易求出,可得,的长,所以有,易知是的平分线,因此有,然后过作轴,垂足为,由勾股定理可求出,根据等量代换进而求出点的坐标.
【详解】(1)解: ∵,
∴这个抛物线的对称轴是:直线,
∴,
如图1所示,
∵轴,
∴,
∵,
∴,
,
∴,
∴,
∴,
根据抛物线的对称性得,
故答案为:;
(2)解: ①如图1,
将代入二次函数中得:,
∴,
,
∴,
∵顶点与点关于轴对称,
∴,即,
,
,
,
设直线的解析式为:,
,
,
∴直线的解析式为:,
∴,
∵,
∴,
,
,
,
∴此时抛物线的函数解析式为:;
②如图2,
当点在的下方时,连接,
∵顶点与点关于轴对称,
∴,
∵,
∴,
∴,
由①得:,
∴;
设直线的解析式为,
∵,
∴,
∴,
∴直线的解析式,
设直线的解析式为:,
∵,
∴,
当时,,
,
如图3,
当点在的上方时,连接,
设,
∵,
∴,
∵,,
∴,,
由勾股定理得,
∴,
∴,
∵,
∴,
,
,,
,
∵,
,
,,,
,
过作轴,垂足为,
在中, ,
,
或 (舍去).
,
综上所述,在抛物线的对称轴上,存在点或,使.
7.(2025·江苏苏州·模拟预测)如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象经过点,,,其对称轴与x轴交于点D
(1)求二次函数的表达式及其顶点坐标;
(2)若P为y轴上的一个动点,连接,则的最小值为__________;
(3)为抛物线对称轴上一动点,连接,若不小于,求t的取值范围.
【答案】(1);(2)(3)
【分析】(1)利用待定系数法转化为解方程组解决问题.
(2)如图1中,连接,作于,交于,此时最小.最小值就是线段,求出即可.
(3)②作的中垂线与y轴交于点E,连接,则,以为圆心,为半径作圆,与抛物线对称轴交于点F、G.则,从而线段上的点满足题意,求出F、G的坐标即可解决问题.
【详解】(1)解:由题意
解得,
抛物线解析式为,
,
顶点坐标;
(2)解:如图1中,连接,作于,交于,此时最小.
,,
,
,
,
.
由垂线段最短可知此时最短.
∵,
∴,
在中,,,
,
,
的最小值为.
故答案为:;
(3)解:如图,中,,
,
作的中垂线与轴交于点,连接,
∴,
∴
∴,
以为圆心,为半径作圆,与抛物线对称轴交于点F、G,连接,
∴,
∴线段上的点满足题意,
由等腰三角形三线合一得:,
,
,,
,
解得或,
故,,
的取值范围.
8.(2025·江苏苏州·一模)在平面直角坐标系中,抛物线的图象经过,两点,点为轴右侧抛物线上不与点重合的一动点,作轴于点,交直线于点,交直线于点,设点的横坐标为.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,连接,当点在上方,时,求点的坐标.
(3)令.
①求关于的函数解析式;
②当时,请直接写出的取值范围.
【答案】(1)(2)(3)①;②或.
【分析】本题主要考查了求函数解析式、二次函数与几何的综合、相似三角形的判定与性质、二次函数的性质等知识点,灵活运用相关知识成为解题的关键.
(1)将、两点代入抛物线求得b、c的值即可解答;
(2)先说明,进而得到.由、,可得、,然后代入解方程即可解答;
(3)①易得直线的解析式为,然后分和两种情况分别列出函数解析式即可;②易得,即;然后分和两种情况求得m的取值范围,然后运用二次函数的性质取得取值范围即可.
【详解】(1)解:把代入抛物线解析式得∶.
再把代入抛物线解析式得,,解得:.
所以抛物线的解析式为.
(2)解:∵,,
∴轴,,,.
∵轴,
∴.
∵,
∴.
∴,
∴,即:.
∵,,
∴,.
∴.解得:,(不合题意,舍去).
∴.
(3)解:①由,两点坐标,运用待定系数法可求得:直线的解析式为
如图,当点在直线上方时,.
∴,.
∴.
如图,当点在直线下方时,.
,.
所以.
综上可知,.
②∵,
∴,
∵,
∴,
由,两点坐标,运用待定系数法可求得:直线的解析式为
如图,当点在直线上方时,.
∴,
∴,解得,
∵;
如图3:当时,有最大值,当时,有最小值3,
∴;
如图,当点在直线下方时,.
∴,
∴,解得,
∵;
如图3:当时,有最小值,即;
综上,当时,的取值范围或.
9.(2023·江苏连云港·一模)如图,已知抛物线经过点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P为该抛物线上一动点.
①当点P在直线下方时,过点P作轴,交直线于点E,作轴.交直线于点F,求的最大值;
②若,求点P的横坐标.
【答案】(1)(2)①;②
【分析】(1)待定系数法求解析式即可;
(2)①当时,,即,,,待定系数法求直线的解析式为;如图1,设,则,,由,可知当时,有最大值,由轴,轴,可得,,由勾股定理得,,进而可求的最大值;②如图2,作关于轴的对称点,连接,作,使,交轴于, 由轴对称的性质可知,,,则,,,由勾股定理得,,如图2,作于,由,即,可求,由勾股定理得,,则,由,即,可求,即,待定系数法求直线的解析式为,联立,,计算求出满足要求的解即可.
【详解】(1)解:将代入得,,
解得,,
∴;
(2)①解:当时,,即,
∴,,
设直线的解析式为,
将,代入得,,
解得,,
∴直线的解析式为;
如图1,
设,则,,
∵,
∴当时,有最大值,
∵轴,轴,
∴,,
∴,
∴,
由勾股定理得,,
∴的最大值为;
②解:如图2,作关于轴的对称点,连接,作,使,交轴于,
由轴对称的性质可知,,,
∴,,
∴,
由勾股定理得,,
如图2,作于,
∴,即,
解得,,
由勾股定理得,,
∴,
∴,即,
解得,,
∴,
设直线的解析式为,
将,代入得,,
解得,,
∴直线的解析式为,
联立,,
解得,或(舍去),
∴点P的横坐标为.
题型三:二次函数综合之与面积相关的问题(解答题压轴)(高频考点)
1.(2024·江苏苏州·一模)如图1,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,拋物线与轴交于点、两点,与轴交于点,连接.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点Q为抛物线上的一点(不与点A重合),当的面积等于面积的2倍时,求此时点Q的坐标;
(3)如图2,点在轴下方的抛物线上,点为抛物线的顶点.过点作轴于点,连接交于点,连接,,探究抛物线上是否存在点,使,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)存在点,使的坐标为)或
【分析】(1)用待定系数法即可求得抛物线的解析式;
(2)设,求出,直线函数表达式为,知,分为当点Q在直线下方时和点Q在直线上方时,分别求解即可.
(3)过A作轴交延长线于,过作于,过作轴于,过作于,分两种情况:当在上方时,求出顶点,可得,故,有,而,即可得,从而证明,得,得,故,即可得是等腰直角三角形,证明,有,设,则,解得,得直线函数表达式为,联法,可得;当在下方时,同理可得.
【详解】(1)解:把代入得:
,
解得:,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:设,过点Q作轴,交于点,
在中,令得,
解得:或,
,
∵,,
∴,
∴;
∵,
∴设直线的函数表达式为,代入B得,解得:,
∴直线的函数表达式为,
,
,
当点Q在直线下方时:,
即,无解;
当点Q在直线上方时:
,
即,解得:或;
综上,此时,点Q的坐标为或;
(3)解:存在点,使,
理由如下:过A作轴交延长线于,过作于,过作轴于,过作于,
当在上方时,如图:
,
∴顶点,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
,
,
,
,
,
,
∴是等腰直角三角形,
,
,
,
,
设,
,
解得,
,
∵
设直线函数表达式为,则,
解得,
故直线函数表达式为,
联立,
解得或,
;
当在下方时,同理可得,
可得函数表达式为,
联立,
解得或,
,
综上所述,的坐标为或.
2.(2024·江苏宿迁·二模)如图,已知二次函数的图象与x轴交于、两点,与y轴交于点C,其对称轴与x轴交于点D,连接、.点P为抛物线上的一个动点(与点A、B、C不重合),设点P的横坐标为m,的面积为S.
(1)求此二次函数的表达式;
(2)当点P在第一象限内时,求S关于m的函数表达式;
(3)若点P在x轴上方,的面积能否等于的面积?若能,求出此时点P的坐标,若不能,请说明理由.
【答案】(1)(2)(3)能;或
【分析】(1)用待定系数法求解即可;
(2)过点P作轴于N,作轴于M,连接、,当点P在第一象限时,则),又因为,,由求解即可;
(3)当P在第一象限时,当P在第二象限,分别求解即可;
【详解】(1)解:把、代入二次函数,得
,
解得:,
∴;
(2)解:如图,过点P作轴于N,作轴于M,连接、,
,
当点P在第一象限时,
∵点的横坐标为,
∴,
对于二次函数,令,则,
∴,
∵,
∴
;
(3)解:当P在第一象限时,若,
则,
解得:,
∴P点坐标为,
当P在第二象限,即时,过O作直线交抛物线于点,
设直线的解析式为,把,代入,得
,解得:,
∴直线的表达式为,
所以直线l的表达式为,
联立方程组方程组,
解得:(舍去),,
∴点P坐标为
综上,P的坐标为或.
3.(2024·江苏淮安·模拟预测)如图1,抛物线 过点,点,,与y轴交于点C.点M是抛物线一点,过点 M作直线轴,交x轴于点 E,设M 的横坐标为.
(1)求抛物线的解析式以及顶点坐标;
(2)如图2,连接,连接交y轴于点N,交于点D,连接,设的面积为,的面积为,求 的最大值.
(3)设函数y在内最大值为p,最小值为q,若 ,直接写出m的值 .
【答案】(1),(2)(3)
【分析】本题考查待定系数法求二次函数解析式,二次函数的图象性质,三角形的面积,熟练掌握二次函数的性质是银题的关键.
(1)用待定系数法即可求解;
(2);,即可求解;
(3)先根据二次函数的性质求得,再分两种情况:当时,当时,y值最小,最小值为;当时,当时,y值最小,最小值为;根据,得关于m的方程,求解即可.
【详解】(1)解:设抛物线的表达式为,
则,
则,解得,
故抛物线的表达式为,
∵,
∴抛物线的顶点坐标为.
(2)解:设点的坐标为,
由点、的坐标得,直线的表达式为,
则点的坐标为,
设四边形的面积为,
则;
则,
则,
,故有最大值.
当时,的最大值为.
(3)解:∵,,
又∵,
∴当时,y有最大值4,
∵函数y在内最大值为p,最小值为q,
∴,
当时,当时,y值最小,最小值为,
∴,
∵,
∴,
化简整理得:,
解得:,(舍去),
当时,当时,y值最小,最小值为,
∴,
∵,
∴,
解得:(舍去),
综上,m的值为.
4.(2023·江苏宿迁·模拟预测)如图,二次函数(a是常数,且)的图象与x轴相交于点、(点A在点的左侧),与y轴相交于点C,且,连接.
(1)填空:______ ,的坐标为______ ;
(2)如图1,点为抛物线上一点,且在,C两点之间运动,连接与相交于点E,连接,,当的值最大时,求直线的表达式;
(3)如图2,动点在抛物线的对称轴上,连接、、,若,请求出点的坐标.
【答案】(1),(2)(3)点坐标为或
【分析】(1)求出,由可得,则,代入可得的值,令可得出的坐标;
(2)设,根据三角形的面积公式可得,则当最大时的值最大,可得为抛物线的顶点,然后得出点坐标,利用待定系数法即可得直线的表达式;
(3)抛物线的对称轴为直线,勾股定理逆定理判断是直角三角形,且,记为对称轴与轴的交点,连接,判定,即与重合,求此时的点坐标;过,,三点作,由同弧所对的圆周角相等可知与直线交点即为,设,由题意知,圆心在直线上,设圆心坐标为,则,根据,可求值,根据,可求值,进而可得此时的点坐标.
【详解】(1)解:二次函数,
,
,
,
,
,
代入得:,
,
二次函数,
令得,
解得:或,
的坐标为,
故答案为:,;
(2)解:设,
,,
,
,
当最大时的值最大,
二次函数,
为抛物线的顶点时最大,
,
设直线的解析式为,
,
解得:,
直线的解析式为:;
(3)解:,,
抛物线的对称轴为直线,
,,,
,
是直角三角形,且,
记为对称轴与轴的交点,如图,连接,
,
,
,
,
,
则①当与重合,即;
②过,,三点作,如图,由同弧所对的圆周角相等可知与直线交点即为,设,
,,
圆心在直线上,设圆心坐标为,则,
,即,
解得:,
,即,
解得:,,
,
综上,点坐标为或.
5.(2023·江苏苏州·模拟预测)如图,直线与反比例函数()的图象交于点,与x轴交于点B,平行于x轴的直线()交反比例函数的图象于点M,交于点N,连接.
(1)求m的值和反比例函数的解析式;
(2)观察图象,直接写出当时不等式的解集;
(3)直线沿轴方向平移,当n为何值时,的面积最大?最大值是多少?
【答案】(1)m =8,;(2);(3),的面积最大,最大值为.
【分析】本题考查反比例函数,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会构建二次函数,解决最值问题,属于中考常考题型.
(1)求出点的坐标,利用待定系数法即可解决问题;
(2)结合函数图象找到直线在双曲线上方对应的的取值范围;
(3)构建二次函数,利用二次函数的性质即可解决问题.
【详解】(1)解:∵直线经过点A(1,m),
,
,
反比例函数经过点,
,
反比例函数的解析式为;
(2)解:∵,
∴由图象得,不等式的解集为;
(3)解:由题意得,点M,N的坐标分别为,,
,
,,
,
∵,
时,的面积最大,最大值为.
6.(2024·江苏盐城·三模)如图,抛物线与轴交于点A,与x轴交于点B、C,已知.
(1)求抛物线的表达式,并求出点C的坐标.
(2)点M是抛物线(第一象限内)上的一个动点,连接,当面积最大时,求M点的坐标.
(3)若点M坐标固定为,Q是抛物线上除M点之外的一个动点,当与的面积相等求出点Q的坐标.
【答案】(1)(2)(3)点Q的坐标为:或或
【分析】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到平行线的性质、面积的计算等,用平行线的方法处理面积之间的关系是解题的关键.
(1)用待定系数法求出函数表达式,即可求解;
(2)由面积,即可求解;
(3)过点M作直线交y轴于点R,得到直线的表达式为:,即可求解;过点T作直线,得到直线的表达式为:,即可求解.
【详解】(1)解:由题意得:,
解得:,
则抛物线的表达式为:,
令,则,解得:(舍去)或,
即;
(2)解:过点M作轴交于点H,
由点A、B的坐标设直线的表达式为:,则,解得:,
故直线的表达式为:,
设点,则点,
则面积,
∵,故当时,面积最大,
此时点;
(3)解:由(2)知,直线的表达式为:,
过点M作直线交y轴于点R,
设直线的表达式为:,则,解得:,
则直线的表达式为:,则点,
则,
联立和抛物线的表达式得:,
解得:(舍去)或3,即点,
则点A下方取点T,使,则点,
过点T作直线,
则直线的表达式为:,
联立上式和抛物线的表达式得:,
解得:,
则点或,
综上,点Q的坐标为:或或.
7.(2025·江苏扬州·一模)已知抛物线与轴交于两点、,与轴交于点,且为直角三角形.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)在该抛物线上是否存在点,能使点满足,若存在,求出所有点的坐标,若不存在,请说明理由.
(3)将绕平面内一动点旋转后所得,与该抛物线没有公共点,请直接写出m的取值范围_________.
【答案】(1)(2)或(3)或
【分析】(1)根据题意可证,得,结合已知点的坐标即可求得点C的坐标,设抛物线,将点求得a,即可得到解析式;
(2)分情况:当点P位于点B的左侧,过点C作,交抛物线于点P,则点A和点B到线段的距离相等,利用平行线的性质即可求得点;当点P位于点B的右侧,连接与x轴交于点D,作,则,可证明,得,求得点,利用待定系数法求得直线的表达式,联立求得点即可;
(3)根据题意可得,,,分类:当点Q位于原点右侧时,旋转后与抛物线相切时,求得直线的解析式,进一步得直线的解析式为,联立求得s,将点代入直线上,即可求得;当点Q位于原点左侧时,旋转后在抛物线上时,将点代入函数解析式求解即可.
【详解】(1)解:∵为直角三角形,,
∴,
∴,
∵、,
∴,
则,解得,
设抛物线,
将点代入得,解得,
∴;
(2)解:存在,理由如下,
若点P位于点B的左侧,过点C作,交抛物线于点P,如图,
则点A和点B到线段的距离相等,
∴,
令,则,解得(舍去),,
∴点,
若点P位于点B的右侧,连接与x轴交于点D,作,如图,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
则点,
设直线的表达式为,则
,解得,
则直线的表达式为,
联立解得(舍去)或,
∴,
综上所述,点P的坐标为或;
(3)解:∵将绕平面内一动点旋转后所得,
∴,,,
当点Q位于原点右侧时,旋转后与抛物线相切时,如图,
设直线的解析式为,则
,解得,
∴直线的解析式为,
∴直线的解析式为,
∵旋转后与抛物线相切,
∴,
∴,
解得,
则直线的解析式为,
∵在直线上,
∴,解得,
则时与抛物线没有公共点;
当点Q位于原点左侧时,旋转后在抛物线上时,如图,
则,解得,
∴当时与抛物线没有公共点,
综上所述,或与抛物线没有公共点.
8.(2025·江苏徐州·一模)如图,已知抛物线与x轴交于点A,(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,对称轴是直线,P是第一象限内抛物线上一个动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)过点P作轴,与线段交于点M,垂足为点H,若时,求的面积.
【答案】(1)(2)
【分析】本题考查了待定系数法求函数解析式,二次函数的图象与性质.
(1)待定系数法求解析式即可;
(2)先求出C点坐标,进而求出直线的解析式,设,则,根据得,列出方程,求出m的值,进而求出P点坐标,分割法求出三角形的面积即可.
【详解】(1)解:抛物线的对称轴为直线,过点,
∴
解得,
;
(2)当时,,
,
设直线的解析式为,把代入,得:,
,
设,则:,
,
,即:,
解得:或(舍去),
,,
,
.
9.(2025·江苏苏州·一模)如图,抛物线与轴交于,两点(点在点的左侧),与轴交于点,且点的坐标为,点的坐标为,点是直线下方抛物线上的一个动点,连接,与交于点.连接,,过点作交于点,连接.设点的横坐标为,面积为,面积为,面积为.
(1)求抛物线的表达式;
(2)若,求的值;
(3)若,则点的坐标为 .
【答案】(1)(2)(3)或.
【分析】(1)根据抛物线(b、c为常数)与x轴正半轴交于点,与y轴交于点,代入解析式解方程组即可.
(2)过点A作轴交于点P,过点E作轴交于点Q,确定直线的解析式为:,设,则,,,结合,得到,得到,根据题意,得,得到方程,解答即可.
(3)根据,得到,故,设,
∵根据同高两个三角形的面积之比等于对应底的比,得,,得到,求得(舍去);过点A作轴交于点M,过点E作轴交于点N,仿照2问解答即可.
【详解】(1)解:∵抛物线(b、c为常数)与x轴正半轴交于点,与y轴交于点,
∴,
解得,
∴.
(2)解:∵抛物线与x轴正半轴交于点,且对称轴为直线,,
∴,
设直线的解析式为,
将,代入直线的解析式得:
,
解得,
∴直线的解析式为:,
过点A作轴交于点P,过点E作轴交于点Q,
∴,
设,则,
∴,
∵点,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵根据同高两个三角形的面积之比等于对应底的比,得,
∴,
整理,得,
解得,
∵点E是直线下方抛物线上的一个动点,
∴,
∴.
(3)解:∵,
∴,
∴,
设,
∵根据同高两个三角形的面积之比等于对应底的比,得,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
解得(舍去);
,
过点A作轴交于点M,过点E作轴交于点N,
∴,
设,则,
∴,
∵点,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
整理,得,
解得或,
∵点E是直线下方抛物线上的一个动点,
∴,
∴都符合题意,
当时,,此时点;
当时,,此时点;
故答案为:或.
10.(2025·江苏连云港·一模)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线 与坐标轴分别相交于点A、B、三点,其对称轴为直线
(1)求该抛物线的表达式;
(2)点F是该抛物线上位于第一象限的一个动点,直线分别与y轴、直线交于点D、E.
①当点E是线段的中点时,求点F的坐标;
②若的面积分别为, 且满足,请直接写出点F的横坐标.
【答案】(1)(2)①;②
【分析】本题考查了二次函数与面积的综合问题,涉及待定系数法求函数解析式,直线与抛物线的交点问题,解一元二次方程,难度较大,解题的关键是将面积比进行转化.
(1)根据待定系数即可求解;
(2)①先求出中点的坐标,然后求出直线的表达式,与抛物线的表达式联立即可求解交点坐标;
②先将面积比化为底之比得到,设,取的中点记为点,则,进行线段转化得到为的中点,再表示出点的坐标,最后代入直线的表达式,解一元二次方程即可.
【详解】(1)解:根据抛物线的对称轴为,
得,
解得,
将代入抛物线可得,
抛物线的解析式为;
(2)解:①解:当时,得,
解得,,
,,
∵点E是线段的中点,
∴,
设的解析式为,将,代入,
得,
解得,
的解析式为,
与抛物线解析式联立得:,
解得:或,
点F是该抛物线上位于第一象限的一个动点,
∴;
②设的解析式为,将,代入,
得,
解得,
的解析式为,
∵,
∴,
∴,
设,
取的中点记为点,则,如图:
∴,
∴,
∴,
∴为的中点,
∴,
即,
将代入,
得:,
整理得:,
解得:,
∴点的横坐标为.
11.(2025·江苏苏州·一模)如图,一次函数的图象与轴相交于点,与反比例函数的图象相交于点,且点的纵坐标为.
(1)求反比例函数的表达式;
(2)点是轴上的一点,且,过点作轴的平行线,与一次函数和反比例函数的图象分别交于点,连接,求的面积的最大值并求此时的值.
【答案】(1)反比例函数解析式为;(2)当时,有最大值,最大值为.
【分析】本题考查了一次函数与反比例函数的交点问题,二次函数最值问题,熟练掌握该知识点是解题的关键.
()待定系数法求出反比例函数解析式即可;
()根据题意列出,根据二次函数最值问题解答即可.
【详解】(1)解:∵点在一次函数的图象上,且点的纵坐标为,
∴,解得,
∴,
∵点在反比例函数图象上,
∴,
∴反比例函数解析式为;
(2)解:∵点是轴上的一点,且,过点作轴的平行线,与一次函数和反比例函数的图象分别交于点,
∴,,
∴
∴
;
∴当时,有最大值,最大值为.
12.(2025·江苏无锡·一模)如图,在菱形纸片中,,,对角线与相交于点,点是对角线上一动点,连接,将线段绕点顺时针旋转得到,连接,,点是线段的中点.
(1)求证:;
(2)求面积的最大值;
(3)当为等腰三角形时,直接写出线段的长.
【答案】(1)见解析(2)(3)或
【分析】(1)利用菱形的性质结合旋转的性质可得,易证,即可得出结论;
(2)过点F作于点H,由题意得,则当面积最大时,面积最大,利用菱形的性质结合勾股定理求出,设,则,,求出,利用二次函数的性质即可解答;
(3)解:连接,设,则,求出,;
分时,过点D作于点P,过点E作于点M,时,过点E作于点M,,三种情况讨论,利用等腰三角形的性质结合勾股定理建立方程求解即可.
【详解】(1)证明:∵四边形是菱形,,
∴,
由旋转的性质得:,
∴,
∴,
∴,
∴;
(2)解:过点F作于点H,
∵点是线段的中点,
∴,则当面积最大时,面积最大,
∵四边形是菱形,,
∴,
∴,
由(1)知,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵四边形是菱形,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
设,则,,
∴,
∴,
当,即点重合时,面积最大,最大值为,
∴面积的最大值为:;
(3)解:连接,
由旋转的性质得:,,
∴是等腰三角形,
∴,
∵点是线段的中点,
∴平分,,
∴,
设,则,
∴,
∴;
如图,当时,过点D作于点P,过点E作于点M,
则,,
设,则,,
∵,
∴,
整理得:,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,即,
令,则,
解得:或,
∴或,
当时,,
当时,(舍去);
如图,当时,过点E作于点M,
则,
∵,
∴,
∴,
∴,
在中,,
∴,即,
解得:(负值舍去),
∴;
当时,
∵点是线段的中点,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,显然矛盾,故不存在;
综上,当为等腰三角形时,线段的长为或.
题型四:二次函数综合之与比值相关的问题(解答题压轴)(高频考点)
1.(2025·江苏无锡·一模)二次函数图像与x轴交于点,两点,与y轴交于点C,连接,在该图像上有一点P,连接,.设P点的横坐标为.
(1)若,
①求该二次函数的表达式;
②m为何值时,的面积取得最大值?
(2)连接交y轴于点E,直线交y轴于点F,求证:是定值.
【答案】(1)①②,的面积取得最大值6;(2)证明见解析
【分析】本题考查二次函数表达式求解,三角形面积最值以及相似三角形的性质和判定,解题的关键是利用交点式设二次函数表达式,通过作辅助线求三角形面积,利用相似三角形性质证明线段比例定值.
(1)①利用二次函数与轴交点坐标设出交点式,再代入点坐标求出表达式;
②过点作轴交于点,用含的式子表示出的面积,再根据二次函数性质求最值;
(2)过点作轴于,构造相似三角形,利用相似三角形对应边成比例来证明是定值.
【详解】(1)解:①已知二次函数图像与轴交于点,设二次函数表达式为,
在抛物线上,把代入得:
,即,解得.
二次函数表达式为.
②过点作轴交于点,
设直线表达式为,把代入得
,将代入得,解得,
直线表达式为,
点横坐标为,则,.
,
,
即,
对于二次函数,对称轴为,
当时,的面积取得最大值;
(2)解:过点作轴于,
,
,
,
,
,
,
又,
,
,
,
,
,
,
即是定值.
2.(2025·江苏宿迁·一模)已知,抛物线:交轴于、两点(点在点的左侧),交轴于点,顶点为点.
(1)求、两点的坐标;
(2)如图1,连接,设点到直线的距离为,点到直线的距离为,请问是否为定值?如果是,请求出的值;如果不是,请说明理由;
(3)如图2,将抛物线绕点旋转,得到抛物线,抛物线,相交于,两点,抛物线,位于,两点之间的部分图形记作,过点的直线与相交于,两点,若面积的最大值为4,请直接写出满足条件的的值.
【答案】(1),(2)为定值,(3)
【分析】本题主要考查了二次函数的图象及其性质,一次函数的解析式,相似三角形的判定和性质,平行四边形的判定和性质,中心对称的性质,三角形面积最值问题等知识点,解题的关键是熟练掌握相关性质,并灵活应用.
(1)根据函数图象的性质,当函数值为0时转化成一元二次方程,解一元二次方程即可得到交点坐标;
(2)过点作轴交于点,作交于点;过点作轴交于点,作交于点,证明得出,
求出相关点的坐标,求得线段长度即可求比值;
(3)连接,求出抛物线的解析式,联立解析式求得,分析三角形何时面积最大,进行求解即可.
【详解】(1)解:当抛物线解析式函数值为0时得,
整理得
解得,
∴,;
(2)解: 为定值,定值为2,理由如下:
如图所示,过点作轴交于点,作交于点;过点作轴交于点,作交于点,
∵,
∴,
即,
假设直线的解析式为,将代入解析式得
解得
∴直线的解析式为
通过抛物线解析式可求,则,
∴,
;
(3)解:如图所示,连接,
假设抛物线的解析式为
根据中心对称的性质可得抛物线的,,,的对称点坐标分别为,则,求得,
∴抛物线的解析式为,
联立抛物线和得
解得
∴
由中心对称的性质可得,四边形为平行四边形,,
当点在轴上时,的面积最大,即面积的最大,值为4,
,
解得.
3.(2025·江苏常州·一模)如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图像与轴交于点,点,与轴交于点,点是抛物线上一点,且横坐标是1,连接,.点是第三象限抛物线上一动点.
(1)填空;______;
(2)如图1,过点作交于点,连接交于点.当最大时,点是轴上一个动点,求的最大值;
(3)如图2,在(2)的条件下,将抛物线沿射线方向平移,使平移后的抛物线经过点,点是平移后的抛物线上一点,,连接.将线段平移到线段(点、分别与点、对应).若点、同时落在平移后的抛物线上,求点的坐标.
【答案】(1)1(2)(3)
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)求出,待定系数法求出直线的解析式为,过点作轴交于,过点作轴交的延长线于,则,求出,得出,设,则,,证明,,由相似三角形的性质结合二次函数的性质得出当时,有最大值,此时,由三角形任意两边之差小于第三边可得,当点、、三点共线时,的值最大,为,最后两点间距离公式计算即可得解;
(3)先求出直线的解析式为,由,可设将抛物线向右平移个单位长度,向上平移个单位长度,则平移后的抛物线的解析式为,代入点,求出平移后的抛物线的解析式为,即可求解,设向左平移个单位,向下平移个单位,则,,将其代入,求解即可.
【详解】(1)解:∵二次函数的图像与轴交于点,
∴,
解得:,
∴解析式为:,
故答案为:1;
(2)解:∵点为拋物线上一点,且横坐标为1,
∴当时,,即,
设的解析式为,
将,代入解析式可得,
解得:,
∴直线的解析式为,
如图,过点作轴交于,过点作轴交的延长线于,
则,
在中,当时,,即,
∴,
设,则,
∴,
∵,,
∴,,
∴,
∵,
∴当时,有最大值,
此时,即,
由三角形任意两边之差小于第三边可得,当点、、三点共线时,的值最大,为,
∴;
(3)解:,
设直线的解析式为,
将,代入解析式
可得,
解得:,
∴直线的解析式为,
∵,
∵将抛物线沿射线方向平移,
∴设将抛物线向右平移个单位长度,则向上平移个单位长度,
∴平移后的抛物线的解析式为,
∵平移后的拋物线经过点,
∴,
解得:(不符合题意,舍去)或,
∴平移后的抛物线的解析式为,其对称轴为直线,
∵为平移后抛物线上一点,
∴,即,
如图:
设向左平移个单位,向下平移个单位,
则,,
将其代入
得:
上式下式得,,
解得:,
∴,点即为抛物线的顶点,
∴.
4.(2025·江苏无锡·一模)如图,抛物线与轴交于点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)点是抛物线上一点,点是线段上一点,连接并延长交抛物线于点,若,求点的坐标;
(3)抛物线上是否存在点,使得?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)(2)点坐标为(3)存在,点坐标为或
【分析】本题主要考查了抛物线和平行线,圆的知识的综合,掌握待定系数法求解析,二次函数与几何图形的综合运用,圆的基础知识,数形结合分析思想是解题的关键.
(1)用待定系数法,把点代入中,求出,即可得到表达式.
(2)过作的垂线,得对应线段成比例,再找出各坐标之间的关系,列方程,求点坐标.
(3)添加过三点的圆,利用度圆周角,得到度圆心角,利用勾股定理,找到各线段的长,求出半径,设的坐标,既在抛物线上又在圆上,列方程,求出的坐标.
【详解】(1)解:把点代入中,
∴,
解得,,
∴.
(2)解:作于,于,
当时,,
∴点坐标为,
设解析式为:,
,
解得,
∴,
∵,
∴,
∵于,于,
∴,
∴,
∴,
设点坐标为,
∴点坐标为,点坐标为,点坐标为,
∵点在抛物线上,
∴,
∴,
解得,
∴点坐标为.
(3)解:作过三点的圆,连接,作于,
∵,
∴,
∵,
又∵,
∴,
∴点坐标为,
∴,
∴,
设点坐标为,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,(不合题意舍去),,
∴,
∴,
∴,
∴点坐标为或.
5.(2024·江苏宿迁·三模)如图,直线与x轴、y轴分别交于点B、C,抛物线经过点B、C,并与x轴交于另一点A.
(1)求此抛物线的函数表达式;
(2)垂直于y轴的直线l与抛物线交于点,,与直线交于点,若,结合函数的图象,求的取值范围;
(3)经过点的直线m与射线、射线分别交于点M、N.当直线m绕点D旋转时,是否为定值,若是,求出这个值,若不是,说明理由
【答案】(1);(2).(3)为定值3.
【分析】本题是二次函数的综合题,解答本题主要应用了待定系数法求二次函数、一次函数的解析式等知识点.
(1)先求得直线与x轴、y轴的交点B、C的坐标,代入求得a、k的值,即可得抛物线的函数表达式;令,求得点A的坐标,再用待定系数法求得直线的函数表达式即可;
(2)根据题意可得,即可得;当直线经过点C时,,,此时,当直线经过顶点时,直线的解析式为,时,,此时,,,此时;当直线l在直线与直线之间时,,即可得;
(3)设直线的解析式为.把代入得:,解得:,所以点N的坐标为.所以,即可得;将与联立解得:.求得点M的横坐标为.过点M作轴,垂足为G.则.再由,根据相似三角形的性质可得,,,由此可得.
【详解】(1)解:∵直线与x轴、y轴的交点B、C,
∴,;
把,代入得,
,
解得,
∴抛物线函数表达式为;
令,可得,解得,;
∴;
设的解析式为,
,
解得,
∴直线的函数表达式为;
(2)解:∵,
∴.
当直线经过点C时,,,
此时,
当直线经过顶点时,直线的解析式为,
当时,,
此时,,,
此时;
当直线l在直线与直线之间时,,
∴;
(3)解:为定值3.
理由如下:设直线的解析式为.
把代入得:,
解得:,
∴点N的坐标为.
∴,;
将与联立解得:.
∴点M的横坐标为,
过点M作轴,垂足为G.
则.
∵,
∴,
∴,,
∴.
6.(2024·江苏徐州·模拟预测)如图,抛物线与x轴分别交于点A、B,它们的坐标分别为、,与y轴交于点C;直线的表达式为;点P在抛物线的对称轴上,连接,将绕点P按顺时针方向旋转一定角度得到.
(1)求抛物线与直线的表达式;
(2)如图1,若点Q恰好落在该抛物线位于第四象限的图象上,连接交于点E,是否存在最大值?若存在,请求出该数值;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,在点P运动的过程中,若绕点P按顺时针方向旋转得到,当有两个顶点落在该抛物线的图象上时,请直接写出点Q的坐标.
【答案】(1),;(2)存在,;(3)或或.
【分析】本题考查二次函数,相似三角形的判定与性质,全等三角形的判定与性质:
(1)先求出,求出的表达式为,得出,将点、、的坐标分别代入中,求解即可得出答案;
(2)作轴交直线于点M,作轴交直线于点N,得出∽,求出,设,则,得出,得出,进而得出答案;
(3)分两种情况:①当点Q在抛物线上时,如图,作对称轴交对称轴于点G,对称轴交x轴于点D,证明≌(),得出,设,则,得出,求解即可;②当点P在抛物线上时,点P所在位置为抛物线的顶点,其坐标为,得出≌,则,,进而可得出答案.
【详解】(1)解:∵直线经过点,
∴,
解得,
∴直线的表达式为,
当时,,
∴,
将点、、的坐标分别代入中,
得,
解得,
∴抛物线的表达式为.
(2)如图,作轴交直线于点M,作轴交直线于点N,
则,
∴∽,
∴.
将代入,
解得,
∴,
∴.
设,
则,
∴,
∴,
∵,,
∴当时,有最大值.
(3)①当点Q在抛物线上时,如图,作对称轴交对称轴于点G,对称轴交x轴于点D,
由题意可得对称轴为直线.
∵,
∴,
∵,
∴≌(),
∴,
设,则,
∴,
∴,
∴,
解得,,
∴或.
②当点P在抛物线上时,点P所在位置为抛物线的顶点,其坐标为,
则,,
如图,≌,
则,,
∴点Q坐标为.
综述,点或或.
7.(2024·江苏徐州·模拟预测)如图,二次函数的图象与x轴交于A、B两点(点A在点B 的左侧),与y轴交于点C.点P是第一象限内二次函数图象上的一个动点,连接
(1)点B、C的坐标分别为B( , ),C(__,_)
(2)连接与交于点D,设和的面积分别为和,求的最大值;
(3)连接,当时,
①求点P的坐标;
②点E是上的一个动点(点E不与P、B重合),连接,线段的垂直平分线交于点F,交直线于点G,则的取值范围是_________.
【答案】(1)8;0;0;4(2)的最大值为(3)①;②
【分析】(1)分别令即可求解;
(2)根据题意计算出直线的解析式,如图所示,过点作轴交于点,则点的横坐标为,过点作轴于点,交于点,过点作与点,设,且,可证,可得,即,再根据三角形的面积计算方法得,,由此结合二次函数最值的计算方法即可求解;
(3)①接,,作点关于的对称点,则,连接,作轴于点,证明两个三角形全等可得,可得点三点共线,求出直线的解析式,联立二次函数解二元一次方程组即可;
②作图如下,过点作轴于点,于点,连接,过点作轴于点,连接,作于点,可证,可得,则有,分类讨论:当时,的值最小,即的值最小;当点与点重合时,当点与点重合时,,可得的值最大值,由此即可求解.
【详解】(1)解:已知二次函数 的图象与轴交于两点(点在点的左侧),与轴交于点,
∴令时,,整理得,,
∴,,
∴,,
令时,,
∴,
故答案为:;
(2)解:已知,,
∴设直线所在直线的解析式为,
∴,解得,,
∴直线所在直线的解析式为,
如图所示,过点作轴交于点,则点的横坐标为,过点作轴于点,交于点,过点作与点,
∴当时,,
∴,则,
∵点是第一象限内二次函数图象上的一个动点,
∴设,且,
∴,,,
∴,
∴,即,
∵,,
∴,
∴当时,有最大值,最大值为;
(3)解:①连接,,作点关于的对称点,则,连接,作轴于点,
在中,,
∴,
在中,,
∴,
∵,
∴,
∴是直角三角形,,即,
∵点关于的对称点为,且,
∴,
∴点三点共线,
∴;
∵,,
∴,
∴,,
∴,
∵,,,,则,,,
∴,
∴,
∴点三点共线,
∵点,点,
∴设直线的解析式为,
∴,
解得,,
∴直线的解析式为,
∴,
解得,或(不符合题意,舍去)
∴;
②根据题意,作图如下,过点作轴于点,于点,连接,过点作轴于点,连接,作于点,
已知,,是的垂直平分线,
∴,,且,
∴,
∴,
∴,即,
∴,
在四边形中,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
当时,的值最小,即的值最小,
在中,,,
∴,
∴,
在中,,
∴,
∴,即的最小值为,
当点与点重合时,,
当点与点重合时,,
∵,
∴,
综上所示,的取值范围是:.
故答案为:.
8.(2024·江苏宿迁·模拟预测)如图,在平面直角坐标系中,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,连接,点P为直线上方抛物线上一动点,连接交于点Q.
(1)求抛物线的表达式;
(2)当的值最大时,求点P的坐标和的最大值;
(3)点M为抛物线上的点,当时,求点M的坐标.
【答案】(1);(2)最大值为,;(3)或.
【分析】本题考查了待定系数法求二次函数解析式、二次函数图象上点的坐标特征、待定系数法求一次函数解析式、二次函数的性质、相似三角形的判定与性质等知识,掌握相关知识是解题的关键.
(1)根据点A,B的坐标,利用待定系数法即可求出抛物线的函数表达式;
(2)利用二次函数图象上点的坐标特征可求出点C的坐标及的长,根据点B,C的坐标,利用待定系数法可求出直线的解析式, 过点作轴的垂线交直线于点,过点作轴的垂线交直线于点,设点P的坐标为则点D的坐标为由得到得到,利用二次函数的性质即可以解决最值问题;
(3)分点M在x轴上方及点M在x轴下方两种情况讨论,求解即可.
【详解】(1)解:把的坐标分别代入中,
得:
解得:
∴抛物线的函数表达式为
(2)解:过点作轴的垂线交直线于点,过点作轴的垂线交直线于点,如图:
当时,
∴点C的坐标为,
设直线的解析式为:
将代入中,
得:
解得:
∴直线的解析式为:,
当时,,
∴点,
设点P的坐标为则点E的坐标为
,
∵轴,轴,
∴
,
,
∴当时, 取得最大值此时,点P的坐标为,
∴当的值最大时,点P的坐标为,的最大值为;
(3)解:分点M在x轴上方及点M在x轴下方两种情况考虑:
①当点M在x轴上方时,记为点过点B作交于点E, 过点E作轴于点F,如图所示 :
∵
,
∵点A的坐标为,点B的坐标为,点C的坐标为,
,
,
,
为等腰直角三角形.
在中, ,
,
,
,
,
∴点E的坐标为,
设直线的解析式为:
将代入,
得:,
解得:,
∴直线的解析式为:,
联立两函数解析式成方程组
解得:(不合题意,舍去),
∴点 的坐标为;
②当点M在x轴下方时,记为点设与x轴交于点N, 过点N作于点H,如图:
为等腰直角三角形,
,
又 且,
∴点N的坐标为
设直线的解析式为:
将, 代入
得:
解得:
∴直线的解析式为:,
联立两函数解析式成方程组
解得:(不合题意,舍去),
∴点的坐标为,
综上所述,点M的坐标为 或.
9.(2024·江苏扬州·三模)如图:已知抛物线与x轴交于A、两点(点A在点B的左侧),与y轴的交点为,点P是抛物线上第一象限内的点.
(1)求抛物线对应的函数表达式;
(2)如图1,是否存在点P,使的内心恰好在直线上,若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,交x轴于点D,交于点E,求的最小值.
【答案】(1)(2)存在,点(3)
【分析】(1)根据待定系数法即可求解;
(2)根据使的内心恰好在直线上,得出平分,即,过点作轴的平行线交于点,证出,求出直线的表达式设点,则点,根据,列方程求解即可;
(3)由抛物线的表达式知,点,得出,设点,根据,直线的表达式为:,求出直线的表达式,从而求出点,,得出的最大值为,根据,得出,根据相似三角形的性质得出,即可得出取得最大值时,取得最小值即可解答.
【详解】(1)解:将代入得:,
解得:,
故抛物线对应的函数表达式为:.
(2)存在,理由:
∵使的内心恰好在直线上,
则平分,即,
过点作轴的平行线交于点,
则,
则,
设直线的表达式为:,
由点的坐标得,,
解得:,
故直线的表达式为:,
设点,则点,
由点的坐标得,,
解得:,
则点;
(3)∵抛物线的表达式,
令,则,解得:或,
∴点,
则,
设点,
∵,直线的表达式为:,
设直线的表达式为,
将点代入,得:,
解得:,
则直线的表达式为:,
令,则,解得:,
则点,
则,
故的最大值为,
∵,则,
则,
故取得最大值时,的最小值为:,
即的最小值为:.
题型五:二次函数综合之存在性问题(解答题压轴)(高频考点)
1.(2025·江苏无锡·一模)在平面直角坐标系中,抛物线(b,c为常数)的对称轴为直线,且经过点,该抛物线与x轴的负半轴交于点B.
(1)此抛物线对应的函数表达式;
(2)点P是抛物线上的一点,当的面积为某一值时,符合该值的点P恰好有三个,求对应点P的横坐标;
(3)点M为抛物线对称轴上一点,点N为抛物线上一点,若是以为斜边的等腰直角三角形,直接写出点N的坐标.
【答案】(1)(2)点P的横坐标为1或
(3)若是以为斜边的等腰直角三角形,则点N的坐标或
【分析】(1)根据待定系数法可进行求解;
(2)由题意可知要使当的面积为某一值时,符合该值的点P恰好有三个,则当点P在直线上方时,只有一个点P满足,那么我们只需求此时的面积即可,即求的面积最大值,过点P作y轴的平行线,交直线于点H,进而根据铅垂法可求解;
(3)设点,由题意可分:当点N在对称轴的右侧时,满足是以为斜边的等腰直角三角形,当点N在对称轴的左侧时,满足是以为斜边的等腰直角三角形,然后分类进行求解即可.
【详解】(1)解:由题意得:
,
解得:,
∴;
(2)解:连接,如图所示:
要使当的面积为某一值时,符合该值的点P恰好有三个,则当点P在直线上方时,只有一个点P满足,那么我们只需求此时的面积即可,即求的面积最大值,
过点P作y轴的平行线,交直线于点H,如图所示,
设直线的解析式为,则有:
,解得:,
∴直线的解析式为,
设点,则有,
∴,
∴,
∵,
∴当时,的面积取最大值,最大值为,此时点P的横坐标为1;
当点P在直线的下方时,即点,如图,
∵,
∴同理可得:,
解得:;
综上所述:点P的横坐标为1或;
(3)解:设点,由题意可分:当点N在对称轴的右侧时,满足是以为斜边的等腰直角三角形,如图所示,过点N作一直线,分别过点A、M作,垂足分别为E、F,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
解得:(不符合题意,舍去),
∴;
当点N在对称轴的左侧时,满足是以为斜边的等腰直角三角形,如图所示,
同理可得:,
解得:(不符合题意,舍去),
∴;
综上所述:若是以为斜边的等腰直角三角形,则点N的坐标或.
2.(2025·江苏扬州·一模)已知抛物线与x轴交于点和点,与y轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,若点是抛物线 在第四象限上的任意一点,
①连接,点D为y轴上一个动点,是否存在这样的点P和点D,使得以A、C、P、D为顶点的四边形是平行四边形,如果存在,请直接写出点P的坐标;如果不存在,请说明理由.
②将点P按竖直方向向下平移m个单位到点Q,求点Q到x轴距离的最大值.
【答案】(1)抛物线 的解析式为;
(2)①存在,点P的坐标为;②点Q到x轴的距离的最大值为.
【分析】本题考查了待定系数法求二次函数,二次函数与几何综合,二次函数的性质,正确求得二次函数的解析式是解题的关键.
(1)根据待定系数法即可解答;
(2)①画出图形,利用平行四边形的性质即可解答;
②求得点的纵坐标的表达式,利用配方法即可解答.
【详解】(1)解:∵抛物线与y轴交于点,
∴,
∵抛物线与x轴交于点和点,
可得,
解得,
抛物线 的解析式为;
(2)解:①存在,如图,过点作轴,交于点,
,
当四边形为平行四边形时,,,
,
,
,
,即点的横坐标为,
当时,,
则,
故存在点,使得以A、C、P、D为顶点的四边形是平行四边形;
②∵点是抛物线在第四象限上的任意一点
∴,,
∵点按竖直方向向下平移个单位到点,
∴,
∴点到x轴的距离为,
此时满足,
∴点到x轴的距离的最大值为.
3.(2025·江苏宿迁·一模)如图,抛物线与轴交于、两点,与轴交于点.点是第一象限内抛物线上的一个动点,过点作直线轴于点,交直线于点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)求线段的最大值;
(3)是否存在以点、、为顶点的三角形与相似,若存在,求点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)(2)(3)或
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)先求出,再求出直线的解析式为,设,则,求出,利用二次函数的性质即可求解;
(3)先求出,根据以点、、为顶点的三角形与相似,分或,两种情况讨论,设,则,求出,建立方程求解即可.
【详解】(1)解:将、两点代入抛物线,
则,
解得:,
即抛物线解析式为:;
(2)解:将代入中,则,
∴,
又∵,
设直线的解析为,
则,解得:,
∴直线的解析为,
设,则,
∴,
∵,且,
∴当时,线段有最大值为;
(3)解:存在以点、、为顶点的三角形与相似,理由如下:
∵,
∴
∴,
∵轴,
∴,
∴,
∵以点、、为顶点的三角形与相似,
∴或,
∵, .
∴,
设,则,
∴,
∴或,
解得(P与C重合,舍去)或或,
当时,,
当,时,,,
∴.P的坐标为或.
4.(2025·江苏南通·一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线交轴于两点,交轴于点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点F是直线上方抛物线上的一动点,过点F作,交于点D,过点F作y轴的平行线交直线于点E,过点D作,交于点G,求的最大值及此时点E的坐标;
(3)在(2)问中取得最大值的条件下,将该抛物线沿射线方向平移5个单位长度,点M为平移后的抛物线的对称轴上一点,在平面内确定一点N,使得以点B、E、M、N为顶点的四边形是矩形,直接写出所有符合条件的点N的坐标.
【答案】(1)(2)的最大值为,此时点
(3)或或或
【分析】本题考查了二次函数综合,解直角三角形,熟练利用分类讨论思想是解题的关键.
(1)由待定系数法即可求解;
(2)设,利用表示出的长,即可求解;
(3)当是对角线时,由勾股定理和中点坐标公式,列出方程组即可求解;当是边时,同理可解.
【详解】(1)解:抛物线交轴于两点,
设抛物线解析式为,
把代入抛物线可得,
,
解得,
抛物线解析式为;
(2)解:设直线的解析式为,
把,代入可得,
解得,
直线的解析式为,
在中,,
,
如图,
轴,
,
设点,则点,
则,
则,
,
,故当时,有最大值,为,此时点;
(3)解:将该抛物线沿射线方向平移5个单位长度,则相当于向右平移了4个单位,向下平移了3个单位,
则新抛物线的对称轴为直线,设点,
如图,当为对角线时,存在两种情况,可得,
,
解得,
则,
的中点为,即,
设,则可得,解得,
当时,,解得,此时;
当时,,解得,此时;
如图,当为边时,存在两种情况,当在下方时,
当时,,
,
,
,
,
根据勾股定理可得,
,
,
根据中点公式可得;
如图,当为边时,当在上方时,
可得,
根据勾股定理可得,
,
,
根据中点公式可得;
综上,或或或.
5.(2024·江苏无锡·模拟预测)如图1,二次函数的图象与轴交于点,与轴交于点,且.点为抛物线第二象限上一动点.
(1)直接写出该二次函数的表达式为 ___________;
(2)连接,求四边形面积的最大值;
(3)如图2,连结交于点,过点作轴的平行线交于点.当为等腰三角形时,求出点的坐标.
【答案】(1)(2)(3)点的坐标为:或
【分析】(1)根据二次函数与y轴的交点可得,,则,将点的坐标代入抛物线表达式,运用待定系数法即可求解;
(2)根据点的坐标可得直线的解析式,由二次函数与坐标轴的交点的计算可得点的坐标,如图所示,过点作轴的垂线,交于点,可得,由此可得四边形面积,代入计算,再根据二次函数求最值的计算方法即可求解;
(3)设点,则点,可得直线的表达式为:,根据两直线的交点的计算可得点的坐标为:,根据等腰三角形的定义,分类讨论:当时,则点在的中垂线上;当时,即;由此即可求解.
【详解】(1)解:二次函数中,令时,,
∴,
∴,
∴点,
将点的坐标代入抛物线表达式得:,
解得:,
则抛物线的表达式为:,
故答案为:;
(2)解:,,
设直线的解析式为,
∴,
解得,,
∴直线的表达式为:,
在二次函数中,当时,,
解得,,
∴,则,
如图所示,过点作轴的垂线,交于点,
∵点为抛物线第二象限上一动点,
∴设点,则点,
∴,
∴四边形面积
,
∵,
故四边形面积存在最大值,
当时,四边形ABCP面积的最大值为;
(3)解:设点,则点,
设直线的解析式为:,,
∴,
解得,,
∴直线的表达式为:,
联立上式和直线的表达式得:,
解得:,则点的坐标为:,
由直线的表达式知,其和轴正半轴的夹角为,
如果,则,则,故不存在,
则,
而,
当时,
则点在的中垂线上,则,
∴,
解得:(舍去)或,
即点;
当时,即,
解得:(舍去)或,
即点,
综上,点P的坐标为:或.
6.(2023·江苏常州·模拟预测)如图,抛物线与x轴交于,两点,与y轴交于点C.P为抛物线上的一个动点,过点P作轴于点D,交直线于点E.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)若点P在第三象限内,且,求的面积.
(3)在(2)的条件下,若M为直线上一点,是否存在点M,使为等腰三角形?若存在,直接写出点M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)待定系数法即可求抛物线的函数表达式;
(2)由可得,设直线为,将代入得直线为,设,则,即得,根据,可得,解得(舍去)或,故,即可得的面积;
(3)由(2)知:,直线为,设,则,(1)当时,,解得;(2)当时,,解得或;(3)当时,,解得.
【详解】(1)解:∵,,
根据题意得:,
解得,
∴抛物线的函数表达式为;
(2)解:由可得,
设直线为,将代入得:,
∴,
∴直线为,
设,则,
∴,
∵,
∴,
解得(舍去)或,
,
∴的面积为;
(3)解:存在,
由(2)知:,直线为,
设,
则,
①当时,,
解得,
∴;
②当时,,
解得或,
∴或;
③当时,,
解得或(与重合,舍去),
∴,
综上所述,或)或)或.
7.(2024·江苏徐州·模拟预测)如图,直线与x轴,y轴分别交于点A,点B,两动点D,E分别从点A,点B同时出发向点O运动(运动到点O停止),运动速度分别是1个单位长度/秒和个单位长度秒,设运动时间为t秒.以点A为顶点的抛物线经过点E,过点E作x轴的平行线与抛物线的另一个交点为点G,与相交于点F.
(1)求点A、点B的坐标;
(2)用含t的代数式分别表示和的长;
(3)是否存在t的值,使是直角三角形?若存在,求出此时抛物线的解析式;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),(2),(3)存在,
【分析】(1)在直线中,分别令和,即可求得、两点坐标;
(2)由、的长可求得,用可表示出,,和的长,由勾股定理可求得的长,从而可用表示出的长;
(3)若为直角三角形时,由条件可知只能是,又,由()可知又由二次函数的对称性可得到,从而可求出,在中,可得到关于的方程,可求得的值,进一步可求得点坐标,利用待定系数法可求得抛物线的解析式.
【详解】(1)解:在直线中,
令得,
解得:
令得,
∴,
(2)解:由(1)可知,
,
运动时间为秒,
轴,
在中,,,
在中,,,
,
;
(3)解:存在.
轴,
,
点不能在抛物线的对称轴上,
,
当为直角三角形时,则有,
又,
,
,,
,且
,
解得:
即当的值为秒时,为直角三角形,
此时
∴
∵抛物线的顶点为,设抛物线解析式为,
把点坐标代入得:
解得:,
∴抛物线的解析式为,
即.
8.(2023·江苏常州·一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于、两点,与y轴交于点B.
(1)求该抛物线的解析式以及顶点坐标;
(2)若点D是抛物线上的一个动点,满足与的面积相等.求出点D的坐标;
(3)若点E在第一象限内抛物线上,过点E作轴于点F,交于点P,且满足与相似,求出点E的横坐标.
【答案】(1),顶点坐标为(2)(3)点E的横坐标为2或
【分析】(1)把,代入,求出a和b的值,即可得出函数解析数,将抛物线解析式化为顶点式,即可得出顶点坐标;
(2)根据点是抛物线上的一个动点,与的面积相等,于是得到,求得点的纵坐标为4,解方程即可得到;
(3)设直线的解析式为,解方程得到直线的解析式为,设,则,,根据已知条件得到是等腰直角三角形,是等腰直角三角形,求得,得到,①当时,②当时,根据相似三角形的性质解方程即可得到结论.
【详解】(1)解:把,代入得:
,
解得:,
∴抛物线解析式为,
∵,
∴顶点坐标为;
(2)解:抛物线与轴交于点,
,
设在上的高为,在上的高为,
∵与的面积相等,
∴,
,
点的纵坐标为,
当时,即,
解得(舍去),,
;
(3)解:设直线的解析式为,
,
解得,
直线的解析式为,
设,则,,
,
是等腰直角三角形,
,
,
是等腰直角三角形,
,
,
当时,
则,
,
解得或,
且,
,
当时,
则,
,
解得或不合题意舍去,
点的横坐标为或.
9.(2024·江苏·模拟预测)已知:y关于x的二次函数.
(1)若函数的图象过点,求a与b的关系;
(2)如图,若函数的图象与x轴有两个公共点,并与动直线交于点P,连接,,,,其中交y轴于点D,交于点E.设的面积为,的面积为.
①当点P为抛物线顶点时,求的面积;
②探究直线l在运动过程中,是否存在最大值?若存在求出这个最大值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)(2)①6 ,②存在;
【分析】本题考查了二次函数综合,解题的关键是熟练掌握用待定系数法求函数解析式的方法和步骤,相似三角形的判定和性质,以及二次函数的图象和性质.
(1)把代入即可解答;
(2)①设直线l与交于点F,用待定系数法求出抛物线的解析式为,则,,再求出直线的解析式为,则,进而得出,最后根据的面积即可解答;②设直线交x轴于H,则,通过证明,得出,根据得出函数关系式,结合二次函数的性质,即可解答.
【详解】(1)解:∵函数的图象过点,
∴代入得:,
化简得:;
(2)解:①如图1,设直线l与交于点F,
把代入得:,
解得,
∴抛物线的解析式为,
当时,,
∴,
∵,点P为抛物线顶点,
∴,
∵,
∴直线的解析式为,
把代入得:,
∴,
∴,
∴的面积,
②存在最大值,理由如下:
如图2,设直线交x轴于H,
由①得,,,,,,,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴
∵,,
∴当时,存在最大值,最大值为.
10.(2024·江苏苏州·一模)如图,二次函数(其中)的图像与轴交于、两点(点在点左侧),与轴交于点,连接、,点为的外心.
(1)填空:点的坐标为 , ;
(2)记的面积为,的面积为,试探究是否为定值?如果是,求出这个定值;
(3)若在第一象限内的抛物线上存在一点,使得以、、、为顶点的四边形是菱形,则 .
【答案】(1),(2)为定值,定值为(3)
【分析】(1)当时,即,解得,,可求得点,点;当时,求得点,得到,故;
(2)根据点D为的外心,,由圆周角定理和外接圆的性质,得,,过点D作y轴的平行线交过点C和x轴的平行线于点M,交x轴于点N,设点,则,,,,证明,得到,,求得,即可求得为定值;
(3)由于在第一象限内的抛物线上存在一点,以、、、为顶点的四边形只能是四边形,若四边形是平行四边形,则四边形即是菱形,设点,若为四边形对角线互相平分,则四边形为平行四边形,又,则四边形为菱形,再由中点坐标公式列方程即可求解.
【详解】(1)当时,即,
,
解得,,
点,点,
当时,,
点,
,
,
(2)为定值,理由如下:
点D为的外心,,
则,,
过点D作y轴的平行线交过点C和x轴的平行线于点M,交x轴于点N,
设点,
则,,,,
,,
,
,,
,
,
,,
解得:
则的面积,
为等腰直角三角形,
,
则的面积,
为定值;
(3) 在第一象限内的抛物线上存在一点,
以、、、为顶点的四边形只能是四边形,
又,
若四边形是平行四边形,则四边形即是菱形,如图所示,
由前面可知,点,点,点,设点,
若为四边形对角线互相平分,则四边形为平行四边形,又,则四边形为菱形,由中点坐标公式得:
,
解得:或(不合题意舍去);
综上,.
11.(2024·江苏盐城·二模)已知抛物线:交x轴于点,交y轴于点,顶点为.
(1)求出抛物线的解析式;
(2)已知抛物线的对称轴为直线,点为抛物线对称轴右侧上一点,过点作的垂线,垂足为,连接,若,求出点的坐标.
【答案】(1)(2)或
【分析】本题考查二次函数与几何的综合,解题的关键是掌握二次函数的图象和性质,用待定系数法求解函数解析式,相似三角形的判定和性质,即可.
(1)把,,三点的坐标代入中,即可;
(2)根据函数解析式求出对称轴,点,过点作交于点,设点,则点,求得,;根据,分类讨论:或,求出,即可.
【详解】(1)∵点,,在抛物线上,
∴,
解得:,
∴抛物线的解析式为:.
(2)∵抛物线的解析式为,
∴抛物线的对称轴为:,顶点坐标点,
设点,
∴,
∴,,
∵点,,
∴,,
当,
∴,
整理得:,
∴或,
当时,解得:;
当时,解得:;
∵点在抛物线的右侧,
∴,
∴综上所述,,
∴点;
当,
∴,
整理得:,
∴或
∴当时,解得:;
当时,解得:;
∵点在抛物线的右侧,
∴,
∴,
∴点,
综上所述,点或.
12.(2024·江苏无锡·二模)如图,二次函数的图像与x轴交于点和点,与y轴交于点C.
(1)直接写出a、b的值;
(2)如图1,连接,D在线段上,过D作轴于点F,交二次函数图像于点E,连接,当的面积是的面积的时,求点D的坐标.
(3)如图2,点G的坐标,作直线,点H在y轴的负半轴上,连接交直线于M,点N在该平面内运动,当以O、H、M、N为顶点的四边形是菱形时,请直接写出点H的坐标.
【答案】(1)(2)或(3)
【分析】本题主要考查了求二次函数的性质、二次函数与面积的综合、二次函数与特殊四边形的综合等知识点,掌握数形结合思想成为解题的关键,
(1)分别将点和点代入表达式进行求解即可;
(2)先求出直线的解析式,然后设出点D、点E坐标,表示出,然后再根据的面积是的面积的求出,从而得到方法求解,进而完成解答;
(3)先求出直线、的解析式,然后联立求得,即;再分三种情况解答即可.
【详解】(1)解:将和代入,
,
解得:.
(2)解:设直线的解析式为,
则有,
解得:,
∴,
设D点坐标为,,
,
∵,
∴、的边上的高相等,
∵的面积是的面积的,
∴,
∴,
解得:或6,
∴D点的坐标为或.
(3)解:∵,
设直线的解析式为,则有:,
解得:,
即,
设,则,
设直线的解析式为,
则有,
解得:,
即,
联立,
得:,
解得:,
∴,
∴,
∴;
①当均为边时,则,
∴,即,
化简得:,
解得:或16(正值舍去);
∴;
②当为边时,为对角线时,由对角线相互垂直平分可得:,
∴,
解得:或18(正值舍去),
∴;
③当为对角线,为边时,,
∴,
∴,
整理得:,
解得:.
综上,或或.
题型六:二次函数综合之定值定点问题(解答题压轴)(高频考点)
1.(2023·江苏苏州·模拟预测)如图1,抛物线(m为常数)与x轴交于 A、B两点,与y轴交于点C.
(1)下列说法正确的是 (填序号).
①该抛物线开口向上;
②该抛物线与y轴的交点始终在x轴的上方;
③该抛物线的顶点在直线上.
(2)如图2,若直线与该抛物线交于M、N两点,试说明:线段的长是一个定值,并求出这个值.
(3)在(2)的条件下,点E是直线上的一个动点(图3),当时,与相似,求此时抛物线的函数表达式.
【答案】(1)①③(2)线段的长度是定值(3)
【分析】(1)由二次项系数判定①,令计算y的值判定②,由解析式得到顶点的坐标,然后代入直线判定③;
(2)联立直线解析式和抛物线解析式得到关于x的一元二次方程,进而由根与系数的关系得到点M和点N两点横坐标之间的关系,再结合两点之间的距离公式求得线段的长度,判定是否为定值;
(3)先根据算出的长度,然后利用两点间的距离公式计算得到点N的坐标,再将点N的坐标代入抛物线解析式求出m得到相关抛物线的解析式,进而联立直线和抛物线的解析式求出点M和点N的坐标进行判定三角形是否相似,进而求解.
【详解】(1)由得顶点坐标为,二次项系数为1,
∴开口向上,故①正确,符合题意;
当时,,
∴点不一定在轴正半轴上,故②错误,不符合题意;
将顶点坐标代入直线,得,故③正确,符合题意;
故答案为:①③;
(2)由,得:,
设,则,
,
,
∴线段的长度是定值.
(3)∵,
∴,
,
对直线,当时,,
,
设,则,
解得:或,
或
将代入,得,
解得:或,
当时,,
令时,或,
∴,
由,得:或,
∴,符合条件;
∴,
∴,
∴与不相似,舍去:
当时,,
令时,,无解;
将代入,得,
解得:或,
当时,不符合条件,舍去;
当时,,
由,得:或,
∴,
当时,,
解得:或,
,
,
,
,
,
,
,
综上所述,时,与相似,
则抛物线的表达式为:.
2.(2024·江苏泰州·三模)如图1,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C.点P是第一象限抛物线上的一个动点.
(1)求抛物线解析式.
(2)如图2,若点P是抛物线顶点,连接、、,求面积.
(3)如图3,点Q是第四象限抛物线上的另一动点,交y轴于H点,交y轴于G点.在点P、Q运动的过程中始终满足,试探究直线是否经过某一个定点,若是,则求出该定点的坐标;若不是,说明理由.
【答案】(1)(2)1(3)经过定点,见解析
【分析】(1)由待定系数法求解即可.
(2)先求出A,B,P点的坐标,再用待定系数法求出的解析式,然后求出与y轴的交点,最后根据三角形面积公式求出结果即可;
(3)设直线的解析式为,,,设直线的解析式为,直线的解析式为,可分别得出,,,,由即,进一步即可求解.
【详解】(1)解:∵抛物线与y轴交于点C,
∴,
解得:,
∴抛物线的函数表达式为:.
(2)解:∵,
∴抛物线的顶点坐标为,
即点P的坐标为,
令,
解得:,,
∴,,
设的解析式为:,
∴,
解得:
∴的解析式为:,
把代入得:,
∴,
∴,
∴;
(3)解:直线过定点,理由如下∶
设直线的解析式为,,,
当时,
整理得:,
∴,,
设直线的解析式为,直线的解析式为,
当时,
整理得:
,,
∴,
当时,
整理得∶ ,
,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
,
整理得,,
∴直线经过点.
3.(2024·江苏盐城·三模)抛物线与x轴交于A、B两点(A点在B点的左侧),与y轴交于点C,直线l是抛物线的对称轴,
(1)直接写出A、B、C三点坐标;
(2)如图1,若一次函数的图像与抛物线相交与M、N两点,
①若时,点E是直线MN上方抛物线上的一个动点,过点E作轴交MN于点D,连接ME,NE;当的面积最大时,试求面积的最大值;
②取MN的中点P,过点P作轴交抛物线于点Q,试判断是否为一个定值,若是,求出这一定值;若不是,说明理由.
【答案】(1)(2)①;②是,
【分析】(1)对于,当时,,令,则或3,即可求解;
(2)①由的面积,即可求解;②求出点,则点,得到,由点M、N的坐标得, 即可得出结论.
【详解】(1)解:对于,
当时,,
令,则或3,
即点A、B、C的坐标分别为:;
(2)①时,一次函数的表达式为:,
联立上式和抛物线的表达式得:,
解得:,则,
设点,则点,
则的面积,
即的面积最大值为;
②是定值,理由:
联立一次函数和抛物线的表达式得:,
则,
则,
则,即,点,
得到,
由点M、N的坐标得,,
则,则,为定值.
4.(2024·江苏扬州·二模)如图,点E是边长为2的正方形边上一动点,连接,将射线绕点B顺时针旋转交边于点F,过点E作,垂足为点H,连接交于G,在点E从点A运动到点D运动过程中.
(1)直接写出的度数为_______ °;
(2)连接,
①的比值是否为定值,是定值求出该比值,不是定值请说明理由;
②当时,直接写出的长;
(3)在点E运动过程中,的面积记为,的面积记为,求出的最大值.
【答案】(1)45(2)①是定值,;②(3)的最大值为
【分析】(1)先证明,可得四点共圆,再由圆周角定理即可得结论;
(2)①连接,先证明,再由相似三角形的性质可得结论;②过点E作,先证明点三点共线,可得,再由等腰三角形性质可得,再证是等腰直角三角形,设,则,可列出方程,再求解即可;
(3)过点H作,延长交于点N,设,先证明,可得,即可求得,,由,可列出函数关系式
,再根据二次函数的性质求解即可.
【详解】(1)四边形是正方形,
,
,绕点B顺时针旋转交边于点F,
,,
,
四点共圆,
,
故答案为:45;
(2)①的比值是定值,
如图,连接,
四边形是正方形,是对角线,
,,
是等腰直角三角形,
,
,
,
,
,
,
②如图,过点E作,
,
,
,
,
由(1)得,且,
点三点共线,
,
,
,
,
,
是等腰直角三角形,
设,则,
解得:,
;
(3)如图,过点H作,延长交于点N,
设,
可得四边形是矩形,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
即,
,
,
,
当时,有最大值,为.
5.(2024·江苏泰州·三模)已知,二次函数的图象与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,点D是二次函数图象上的一个动点.
(1)如图1,当时,点D在第一象限内;
①求点C的坐标,并直接写出直线的函数表达式;
②连接、,若面积是面积的4倍,求点D的坐标;
(2)如图2,过点D作交抛物线于点E(与不重合),连接,,直线与交于点F,点F的横坐标为t,试探究的值是否为定值?如果为定值,求出该定值;如果不为定值,请说明理由.
【答案】(1)①,;②或(2)为定值,理由见解析
【分析】(1)当时,二次函数为.令,则可求出点,令,则可求出点,,采用待定系数法即可求出直线的函数解析式;
②过点作平行于轴的直线,交线段于点,根据点A,B,C的坐标即可求得,从而,设,则点,根据即可求得a的值,从而解答;
(2)设点D的坐标为,点的坐标为,
由直线与不重合,得到且,且,,过点D作y轴的平行线,过点E作x轴的平行线,两平行线相交于点G,证得,得到,从而,因此,化简即可得到,从而点的坐标为,根据待定系数法求出直线的表达式为:,直线的表达式为:,令,得到,由点的横坐标为t,得到,从而,为定值.
【详解】(1)解:当时,二次函数为.
①令, ,
∴点C的坐标为,
令,则,
解得,,
∴,
设直线的函数解析式为,
∵直线过点,,
∴,解得
直线的函数表达式:.
②过点作平行于轴的直线,交线段于点,
∵,,,
∴,,
∴,
由面积是面积的4倍,得.
设,则点
解得或,
∴或.
(2)解:∵二次函数,
令,则,
∴,
令,则,解得,,
∴,
设点D的坐标为,点的坐标为,
∵直线与不重合,
且,且,,
∵,点,
∴,
过点D作y轴的平行线,过点E作x轴的平行线,两平行线相交于点G,
∴,
设交y轴于点H,
∵,轴,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴
∴,
∵
.
点的坐标为,
设直线的表达式为,
,解得,
直线的表达式为:,
同理直线的表达式为:,
,解得,
点的横坐标为t,
,
,为定值.
7.(2024·江苏南通·二模)如图,直线与抛物线相交于A,B两点(A在B的左侧),与x轴正半轴相交于点D,与y轴相交于点C.设的面积为S,且.过点B作x轴的垂线交的延长线于点E,过点C,E分别作x轴的平行线,,直线(不平行于y轴)与抛物线有唯一公共点,分别交,于P,Q两点.
(1)求b的值;
(2)求点E的纵坐标;
(3)探究是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)2(2)(3)是,
【分析】本题考查二次函数的综合应用,涉及一次函数与坐标轴的交点问题,根与系数的关系,两点间的距离公式等知识点,熟练掌握相关知识点,利用数形结合的思想,进行求解,是解题的关键.
(1)求出一次函数与坐标轴的两个交点,根据面积公式结合,求出的值即可;
(2)设,点的横坐标为,则点的横坐标为,求出的解析式,令,整理,得:,韦达定理得到,把代入的解析式中,求出点的纵坐标即可;
(3)设直线的解析式为,令,根据两个图象只有一个交点,得到,得到,进而求出坐标,利用两点间的距离公式,求出,进行求解即可.
【详解】(1)解:∵,
∴当时,,当时,,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴;
(2)设,点的横坐标为,则点的横坐标为,
设直线,则:,解得:,
∴直线的解析式为:,
由(1)可知,,
令,整理,得:,则:是方程的两个实数根,
∴,
将代入,得:;
∴点的纵坐标为;
(3)是定值:
设直线的解析式为,
令,整理,得:,
∵直线与抛物线只有一个交点,
∴,
∴,
∴,
由(1)(2)可知:点的纵坐标为,
∴当时,,当时,
∴,,
∴,
∴
;
∴的值为定值.
8.(2024·江苏苏州·二模)如图(1),已知二次函数()的图象与轴交于,两点(点在点的左侧),与轴交于点,顶点为点.连接,.
(1)点的坐标为______,点的坐标为______;(用含有的代数式表示)
(2)如图(2),若平分,若点是二次函数图象上的点,且在直线下方.
①若对称轴与直线交于点,试说明与相等;
②求二次函数的表达式;
③点到直线距离的最大值为______;
④直线,分别交轴于点,,问是否为定值?若是,求出这个值;若不是,说明理由.
【答案】(1),(2)①见解析;②;③;④是定值4
【分析】(1)令,解方程求得的值,可求得点的坐标,配成顶点式,即可求得顶点的坐标;
(2)①利用平行线的性质结合等角对等边可求得;
②用表示点和点的坐标,得到的值,利用待定系数法求得直线的解析式,用表示点的坐标,根据列式计算求解即可;
③设点的坐标为,利用三角形面积公式求得的面积关于的二次函数,利用二次函数的性质即可求解;
④证明和,用表示出和的长,代入计算即可求解.
【详解】(1)解:令,则,
解得或;
∴,,
∵,
∴顶点的坐标为,
故答案为:,;
(2)解:①根据题意作图,
平分,
,
对称轴与直线交于点,
在抛物线对称轴上,
轴,
,
,
;
②把代入,得,
点的坐标为,
点的坐标为,
,
设直线的解析式为,把,代入,
得:,解得:,
即直线的解析式为,
把代入,得,
点的坐标为,
,
,
,即,
解得,,,
,
,
二次函数的表达式为;
③设点的坐标为,点到直线的距离为,
过点作轴,交于点,
由直线的解析式为,得点的坐标为,
点是二次函数图象上的点,且在直线下方,
,
由②知,,则,
;
由,即当的面积取最大值时,取最大值,
由(),
当时,取得最大值,
即,得,
点到直线距离的最大值为;
故答案为:;
④是定值,理由如下:
过点作轴,垂足为点,
由点的坐标为,则点的坐标为,
轴,
∴轴,
,
,即,
得,
轴,
,
,即,
得,
.
题型七:二次函数综合之与几何探究综合问题(解答题压轴)(高频考点)
1.(2025·江苏扬州·一模)如图,在等腰中,,动点E、F同时从点A出发,分别沿射线和射线的方向匀速运动,且速度相等,当点E停止运动时,点F也随之停止运动,连接,以为边向下作正方形,设点E运动的路程为,正方形和等腰重合部分的面积为y.
(1)当时,_______;当时,_______;
(2)求点E在整个运动过程中y的最大值.
【答案】(1)8;32(2)36
【分析】本题主要考查勾股定理、等腰直角三角形的性质与判定、正方形的性质及二次函数的图象与性质,熟练掌握勾股定理、等腰直角三角形的性质与判定、正方形的性质及二次函数的图象与性质是解题的关键;
(1)由题意先得出当正方形的边在等腰的斜边上时的的长,然后分别求当和时,y的值即可;
(2)由(1)可分①当时,正方形和等腰重合部分的面积为正方形的面积,②当时,然后列出函数关系式,进而根据二次函数的性质可进行求解.
【详解】(1)解:当正方形的边在等腰的斜边上时,如图所示:
∵四边形是正方形,
∴,,
∴,
∵在等腰中,,,
∴都是等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴当时,即,正方形的边在等腰的斜边上;
当时,则有,
∴,,
此时正方形在等腰内部,
∴;
当时,则有,如图所示:
∴,
∴,
同理可得:,
此时;
故答案为:8;32;
(2)解:由(1)可分:①当时,正方形和等腰重合部分的面积为正方形的面积,即,
∴当时,y随x的增大而增大,
∴当时,y有最大值,最大值为32;
②当时,如图,
此时正方形和等腰重合部分的面积为,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴当时,y有最大值,最大值为36;
综上所述:点E在整个运动过程中y的最大值为36.
2.(2025·江苏盐城·一模)
根据以下素材,探索完成任务.
如何设计打印图纸方案?
素材1
如图1,正方形是一张用于打印产品的示意图,它由三个区块(Ⅰ,Ⅱ, Ⅲ)构成.已知,点分别在和上,且,设.
素材2
为了打印精准,拟在图2中的边
上设置一排间距为的定位坐标(为坐标原点),计算机可根据点的定位坐标精准打印出图案.
问题解决
任务1
确定关系
用含的代数式表示:
区块Ⅰ的面积 、
区块Ⅱ的面积 、
区块Ⅲ的面积 .
任务2
拟定方案
为美观,拟将区块Ⅲ分割为甲、乙两个三角形区域,并要求区域乙是以为腰的等腰三角形,求所有方案中区域乙的面积或函数表达式.
任务3
优化设计
经调查发现区域乙的面积为范围内的整数时,此时的点为最佳定位点,请直接写出所有的最佳定位点E的坐标.
【答案】(1)任务1:;;;任务2:或;任务3:有2个最佳定位点,分别为,
【分析】任务1:由题中数据,结合正方形性质及三角形面积公式代值求解即可得到答案;
任务2:由题意,分两种情况,作出图形,结合正方形性质及三角形面积公式代值求解即可得到答案;
任务3:由区域乙的面积为,结合任务2中所求区域乙的面积函数,列不等式求解即可得到答案.
【详解】解:任务1,如图所示:
正方形中,,,
区块Ⅰ的面积;
,
,,则区块Ⅱ的面积;
区块Ⅲ的面积;
故答案为:;;;
任务2,如图所示:
在正方形中,,,
,
,
,
,
;
当为中点时,是等腰三角形,且,此时;
综上所述,或;
任务3,由任务2可知或,
区域乙的面积为,
,且满足,
,则,
,即,
解得,或,
则或,
,
,
的结果为整数,
必须是偶数,则可取,
即有2个最佳定位点,分别为,.
3.(2025·江苏连云港·一模)综合与实践:
【新知定义】如图1,若,,则.小明称图1中的和互为“手拉手等形三角形”.
【新知探究】
(1)如图2,若,,,D为的中点.以为一边在右侧作,且和互为“手拉手等形三角形”,连接,则的长为______;
(2)在图1中,连接,求证:;
【变式应用】
(3)如图3,在中,,,D为的中点,为一边在右侧作,,,连接,求的长;
【综合应用】
(4)如图4,若,,,若D点在线段上运动(,且点D不与点B重合),以为一边在右侧作,且和互为“手拉手等形三角形”,连接.以为边构造矩形,连接.直接写出面积的最大值及此时的长度.
【答案】(1);(2)见解析;(3);(4),
【分析】(1)根据含的直角三角形的性质和勾股定理求出,,根据互为“手拉手等形三角形”定义可得出,,然后证明,根据相似三角形的性质求解即可;
(2)类似(1)证明即可;
(3)过B作于M,过D作于N,根据,得出,证明,得出,则,证明,得出,代入数值求解即可;
(4)类似(1)证明,得出, ,设,则,过A作于M,过F作于N,则,,,,证明,可求出,则,然后根据二次函数的性质求解即可.
【详解】(1)解∶∵,,,D为的中点
∴,,,
∵和互为“手拉手等形三角形”,
∴,
∴,,
∴,,
∴,
∴,即,
解得,经检验符合题意;
(2)证明:如图,
∵和互为“手拉手等形三角形”,
∴,
∴,,
∴,,
∴,
(3)∵,,D为的中点,
∴,,
∴,
过B作于M,过D作于N,
∵,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,即,
解得,经检验,符合题意;
(4)解:∵,,,
∴,,,
∵和互为“手拉手等形三角形”,
∴,
∴,,
∴,,
∴,
∴, ,
设,则,
过A作于M,过F作于N,
∴,,,
∴,
∵四边形是矩形,
∴,,
∴,
∴,
∴,即,
∴,
∴
,
∴当时,有最大值为,此时,
∴面积的最大值为,此时的长度为.
4.(2025·江苏南京·模拟预测)【综合与实践】
如图,在中,点是斜边上的动点(点与点不重合),连接,以为直角边在的右侧构造,,连接,.
【特例感知】
(1)如图1,当时,与之间的位置关系是 ,数量关系是 .
【类比迁移】
(2)如图2,当时,猜想与之间的位置关系和数量关系,并证明猜想.
【拓展应用】
(3)在(1)的条件下,点与点关于对称,连接,如图3.已知,设,四边形的面积为.
①求与的函数表达式,并求出的最小值;
②当时,请直接写出的长度.
【答案】(1),;(2),,证明见解析;(3)①,的最小值为32;②或
【分析】(1)根据三角形全等的判定证出,根据全等三角形的性质可得,,则,即,由此即可得;
(2)先证出,再根据相似三角形的性质可得,,则,即,由此即可得;
(3)①先证出四边形是正方形,再过点作于点,则,分和两种情况,求出的长,然后利用勾股定理可得,则可得关于的函数表达式,利用二次函数的性质即可得的最小值;
②连接交于点,连接,则正方形是的内接正方形,对角线是的两条直径,先根据圆周角定理可得点在上,,再过点作于点,过点作于点,根据垂径定理可得,,根据矩形的判定与性质可得,利用勾股定理可得的长,然后求出正方形的面积的值,代入函数关系式求解即可得.
【详解】解:(1)当时,,
∴,,
∵,,
∴,即,
在和中,
,
∴,
∴,,
又∵,
∴,
∴,即,
∴.
故答案为:,.
(2),,证明如下:
∵,,
∴,即,
在和中,
,
∴,
∴,,
又∵,
∴,
∴,即,
∴.
(3)①当时,,
∴,,
∵,
∴,
∵点与点关于对称,
∴,
∴,
∴四边形是菱形,
又∵,
∴菱形是正方形.
如图,过点作于点,则,
当时,,
∴;
当时,,
∴;
综上,,
由二次函数的性质可知,当时,取得最小值,最小值为32.
②如图,连接交于点,连接,则正方形是的内接正方形,对角线是的两条直径,
由上已证:,即,
∴点在上,
由圆周角定理得:,
过点作于点,过点作于点,
∴,,
∵,,,
∴四边形是矩形,
∴,
∴,
∴直径,
∴正方形的面积,
由(3)①已得:,
∴,
解得或,均符合题意,
所以的长度为或.
5.(2025·江苏盐城·一模)如图,在中,,点E是斜边上的动点(点E与点A不重合),连接,以为直角边在的左侧构造,,连接,.
【特例感知】
(1)如图1,当时,与之间的位置关系是______,数量关系是______.
【类比迁移】
(2)如图2,当时,猜想与之间的位置关系和数量关系,并证明猜想.
【拓展应用】
(3)在(1)的条件下,点D与点B关于对称,连接,,,如图3.已知,设,四边形的面积为y.
①求y与x的函数表达式,并求出y的最小值;
②当时,请直接写出的长度.
【答案】(1),;(2)与之间的位置关系是,数量关系是;(3)①,当时,的最小值为;②当时,为或.
【分析】(1)先证明,,,,可得;再结合全等三角形的性质可得结论;
(2)先证明,,结合,可得;再结合相似三角形的性质可得结论;
(3)①先证明四边形为正方形,如图,过B作于,可得,,再分情况结合勾股定理可得函数解析式,结合函数性质可得最小值;②如图,连接,,,证明,可得在上,且为直径,则,过作于,过作于,求解正方形面积为,结合,再解方程可得答案.
【详解】解:(1)∵,
∴,,
∵,
∴,,
∴;
∴,,
∴,
∴,
∴与之间的位置关系是,数量关系是;
(2)与之间的位置关系是,数量关系是;理由如下:
∵,
∴,,
∵,
∴;
∴,,
∴,
∴,
∴与之间的位置关系是,数量关系是;
(3)由(1)得:,,,
∴,都为等腰直角三角形;
∵点B与点D关于对称,
∴为等腰直角三角形;,
∴四边形为正方形,
如图,过作于,
∵,,
∴,,
当时,
∴,
∴,
如图,当时,
此时,
同理可得:,
∴y与x的函数表达式为,
当时,的最小值为;
②如图,∵,正方形,记正方形的中心为,
∴,
连接,,,
∴,
∴在上,且,为直径,
∴,
过作于,过作于,
∴,,
∴,
∴,
∴正方形面积为,
∴,
解得:,,经检验都符合题意,
如图,
综上:当时,为或.
6.(2025·江苏·模拟预测)综合与实践
如图,在中,点是斜边上的动点(点与点不重合),连接,以为直角边在的右侧构造,连接.
特例感知
(1)如图1,当时,与之间的位置关系是 ,数量关系是 .
类比迁移
(2)如图2,当时,猜想与之间的位置关系和数量关系,并证明猜想.
拓展应用
(3)在(1)的条件下,点与点关于对称,连接,,,如图3.已知,设,四边形的面积为.求与的函数表达式,并求出的最小值.
【答案】(1),;(2),证明见解析;(3),最小值18
【分析】本题考查全等三角形判定及性质,相似三角形判定及性质,正方形判定及性质,勾股定理,二次函数最值等.
(1)根据题意证明,再利用性质得到,,继而得到本题答案;
(2)先证明,再利用相似性质得,再得到,即可;
(3)连接交于,利用勾股定理得到,再证明出四边形是正方形,继而得到关系式,并利用二次函数顶点式即可得到最大值.
【详解】解:(1)∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∴,即,
故答案为:,;
(2),证明如下:
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,,则,
∵,
∴,
∴,
∴;
(3)连接交于,由(1)知,,,
∴,
∴,,,
∴,
∵点与点关于对称,
∴垂直平分,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴四边形是正方形,
∴,
∴与的函数表达式:,
由,
∴其最小值为18.
7.(2025·江苏盐城·一模)【发现问题】如图1,在一根长的铁丝上任取一点弯折后,再连接形成△ABC(如图2),当点在不同位置及取不同的大小时,△ABC的面积也不同.
【提出问题】△ABC的面积是否存在最大值?
【分析问题】由于点的位置及的大小都是不确定的,故可借助函数关系式来探究.设,.对于,可以先确定几个特定的便于计算的角度进行尝试,然后再推广到一般的情形.
【解决问题】
(1)如图3,当时,试求与的函数关系式,并判断此时△ABC的面积是否存在最大值?如果存在,的值为多少?
(2)当时,记为,当时,记为,若存在一个的值,使得,请求出的长;
(3)△ABC的面积是否存在最大值?如果存在,最大值是多少,此时的多大,点在什么位置?如果不存在,请说明理由.
【答案】(1),△ABC的面积存在最大值,(2)的长为或
(3)△ABC的面积存在最大值,最大值是,此时,点是的中点
【分析】(1)先构建图形,求解,再利用面积公式建立函数关系式即可;
(2)当时,利用面积公式可得.当时,过作于,则,可得,再利用面积公式可得,利用,再建立方程求解即可;
(3)分两种情况结合(1)(2)得出函数关系式,再结合函数性质即可得结论.
【详解】(1)解:此时的面积存在最大值,理由如下:
如图,过点作于点,
设,.
在中,,,
.
,
,
有最大值,此时的面积存在最大值,
当,
.
(2)解:当时,.
当时,如图,
过作于,
,
,
,
,
,
解得:,,
的长为或.
(3)解:△ABC的面积存在最大值,理由如下:
由(1)(2)可得:
当△ABC为锐角或直角三角形时,
,
当为钝角三角形时,
,
当时,有最大值是,此时,点是的中点.
8.(2024·江苏徐州·模拟预测)已知在正方形中,,点E为边上一动点(不与点B,C 重合),连接,将绕点E顺时针旋转得到,连接交于点G
(1)如图1,当点E为的中点时,求的值;
(2)如图2,若,求的长;
(3)连接,求的最小值.
【答案】(1)(2)(3)
【分析】本题主要考查了相似三角形的判定与性质、矩形的判定与性质、全等三角形的判定与性质、二次函数的性质等知识点,正确作出辅助线并灵活运用相关知识成为解题的关键.
(1)过点F作交延长线于H,延长,交于M,则四边形是矩形,则,由旋转的性质可得,证明得到,进而求出,证明得到,则;
(2)过点F作交延长线于H,延长交于M,设,则四边形是矩形,则,同理可得,则,则,同理可得,即:解方程即可;
(3)如图:过点F作交延长线于H,交延长线于G,则,则四边形是矩形;再证明可得,即;设,则,由勾股定理可得,最后根据二次函数的性质即可解答.
【详解】(1)解:如图所示:过点F作交延长线于H,延长,交于M,则四边形是矩形,
∴,
由旋转的性质可得:,
∵四边形是正方形,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵点E为的中点,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴
(2)解:过点F作交延长线于H,延长交于M,设,则四边形是矩形,
∴,
同理可得:,
∴,
∴,
同理可得:,
∴,即:,
∴,解得:或(舍去)
经检验:是原方程的解,
∴;
(3)解:如图:过点F作交延长线于H,交延长线于G,则,则四边形为矩形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
设,则,
∴,
∴当时,有最大值8,则有最大值
9.(2024·江苏常州·中考真题)将边长均为的等边三角形纸片叠放在一起,使点E、B分别在边上(端点除外),边相交于点G,边相交于点H.
(1)如图1,当E是边的中点时,两张纸片重叠部分的形状是________;
(2)如图2,若,求两张纸片重叠部分的面积的最大值;
(3)如图3,当,时,与有怎样的数量关系?试说明理由.
【答案】(1)菱形(2)(3),理由见解析
【分析】(1)连接,由等边三角形的性质可得,则四点共圆,由三线合一定理得到,则为过的圆的直径,再由,得到为过的圆的直径,则点H为圆心,据此可证明,推出四边形是平行四边形,进而可证明四边形是菱形,即两张纸片重叠部分的形状是菱形;
(2)由等边三角形的性质得到,,则由平行线的性质可推出,进而可证明四边形是平行四边形,再证明是等边三角形,则可设,则,,由勾股定理得到,可得,则当时,有最大值,最大值为;
(3)过点B作于M,过点E作于N,连接,则,,,证明,进而可证明,得到,则,即.
【详解】(1)解:如图所示,连接
∵都是等边三角形,
∴,
∴四点共圆,
∵点E是的中点,
∴,
∴为过的圆的直径,
又∵,
∴为过的圆的直径,
∴点H为圆心,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴四边形是平行四边形,
又∵,
∴四边形是菱形,
∴两张纸片重叠部分的形状是菱形;
(2)解:∵都是等边三角形,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴四边形是平行四边形,
∵,
∴是等边三角形,
过点E作,
∴设,则,,
∴,
∴
,
∵,
∴当时,有最大值,最大值为;
(3)解:,理由如下:
如图所示,过点B作于M,过点E作于N,连接,
∵都是边长为的等边三角形,
∴,,
∴由勾股定理可得,,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,即.
10.(2024·江苏扬州·二模)定义:有三个内角相等的四边形叫准矩形.
(1)如图1,△ABC中,,点在上,点在的延长线上,,与交于点,则四边形准矩形(填“是”或“不是”);
(2)如图2,折叠平行四边形纸片,使顶点,分别落在边,上的点,处,折痕分别为,,求证:四边形是准矩形;
(3)如图3,准矩形中,且为锐角,,当长最大时,求的值.
【答案】(1)是(2)见解析(3)
【分析】(1)根据等腰三角形的性质求出,即可判定四边形是准矩形;
(2)由四边形为平行四边形,得到,且,再根据等角的补角相等,判断出,即可得证;
(3)过点作,,则四边形是平行四边形,结合平行四边形的性质求出,,,设根据相似三角形的性质求出,再根据二次函数的最值求解即可.
【详解】(1)解:,
,
,
,
,
则四边形是准矩形,
故答案为:是;
(2)证明:四边形为平行四边形,
,且.
根据折叠的性质得,,,
,
,,,
,
四边形是准矩形;
(3)解:如图3,过点作,,
四边形是平行四边形,,
,,
,,
,,,
设
,
,
,
,
,
,
当时,有最大值,
长最大时,的值为.
11.(2024·江苏盐城·三模)综合实践课上,老师让同学们准备矩形纸片,开展数学活动.
(1)折一折、画一画:
操作一:对折矩形纸片,使与重合,得到折痕,把纸片展平;
操作二:如图1,P为上一点,沿折叠,使点A落在上的点M处,连接并延长交于点Q.由上述操作后探究可得:______°,△BPQ的形状是______三角形.
(2)剪一剪,移一移:
操作三:把纸片展平,沿剪开;
操作四:如图2,将沿方向平移得到,若交于点G,交于点H.连接,若,平移距离为x.
①当为直角三角形时,求出x的值;
②设四边形的面积为y,请直接写出y与x的函数关系式,并指出当x为何值时,y取最大值,y的最大值为多少?
【答案】(1)30°,等边
(2)①x的值为或;②y与x的函数关系式为;当时,y取最大值,y的最大值为.
【分析】(1)设与的交点是点N,根据折叠的性质得四边形都是矩形,根据性质证明,即可证明相关结论.
(2)①根据矩形的性质,分,两种情况计算即可.
②设四边形的面积为y,根据构造二次函数,利用二次函数性质求最值即可.
【详解】(1)设与的交点是点N,根据折叠的性质得四边形都是矩形,
∴,,且,
∴,,,,
∴,,
∴,
∵
∴,
∴,,
∴,,
∴是等边三角形,,
∴,
故答案为:30,等边.
(2)①根据前面的解答,得到,,,是等边三角形,
∴是等边三角形,,
∵,平移距离为x.
∴,,,
如图,当时,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
解得.
当时,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
解得.
②设四边形的面积为y,
根据题意,得
根据前面的解答,得到是等边三角形,,
∵,平移距离为x.
∴,,
∵,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∵,
∴y有最大值,且当时,有最大值为.
题型八:二次函数综合之其他类问题(解答题压轴)(高频考点)
1.(2025·江苏扬州·一模)如图,已知二次函数的图像与x轴交于点,,与y轴交于点C.
(1)求该二次函数的表达式;
(2)若点E为线段上任意一点(不与端点重合),过点E作y轴的平行线交抛物线于点F,过点F作y轴的垂线交抛物线于点G,以、为邻边构造矩形.设点E的横坐标为m,矩形的周长为L.
①求L关于m的函数表达式;
②若L取一个具体的数值t时,对应的点E有三个不同的位置,请直接写出t的取值范围.
【答案】(1)(2)①②
【分析】本题是二次函数综合题,考查了待定系数法,矩形的性质,数形结合的运用.
(1)由待定系数法可求出答案;
(2)①求出,,则,分两种情况由矩形的性质可得出答案;
②先根据①的结论画出L的图形,根据题意结合图形即可得出答案.
【详解】(1)解:将,代入,
∴,
解得,
∴;
(2)解:①抛物线对称轴为直线,与y轴交于点.
∴直线的表达式为,
∴设,
∵过点E作y轴的平行线交抛物线于点F,过点F作y轴的垂线交抛物线于点G,以、为邻边构造矩形,
∴,,
∴,
分以下两种情况讨论:
当(点E在点H左侧,如图1所示),,,
当时,点E在H右侧,如图2所示,,,
∴;
②L关于m的函数图象如图所示,
当时,,
当时,,
由图象可知,若L取一个具体的数值t时,对应的点E有三个不同的位置,则t的取值范围.
2.(2025·江苏南京·一模)如何设置挡板?
如图①,点在直线上,现有一台粒子发射器在处向外连续发射粒子,发射的粒子沿抛物线运动,这些抛物线的开口方向和大小都与相同,发射出的粒子最终落在上.若在直线上的点处有一块挡板,,,由于挡板的遮挡,使得直线上存在粒子未能落到的一段线段,该线段的长记为.(粒子的反弹忽略不计)
【初步体验】
(1)如图②,若,,则_________.
【数学思考】
(2)如图③,若,,建立适当的平面直角坐标系,求的值.
【问题解决】
(3)如图,是直线上一点,是的中点,现要使发射的粒子能覆盖段的每一处,且落不到段.在满足上述要求的所有挡板位置中:
(Ⅰ)直接写出最小时的的值;
(Ⅱ)直接写出挡板的长的最小值.
【答案】(1)2;(2);(Ⅰ);(Ⅱ)
【分析】(1)以O为原点,建立如图所示的平面直角坐标系,设抛物线解析式为,把代入求解即可;
(2)以O为原点,建立如图所示的平面直角坐标系,过P作于G,解直角三角形求出,,则,当粒子经过P时,粒子落在B处,轨迹为,
当粒子的轨迹与相切(有唯一交点)时,函数图象为,刚好落在处,此时由于遮挡,粒子无法落到上,类似(1)可求,设,抛物线解析式为,根据待定系数法求出直线解析式为,联立方程组,化简得,根据直线与的图象有唯一的交点,可得出,求出解得,则,即可求解;
(3)(Ⅰ)当与在点O处相切时,最小,此时,设直线解析式为,联立方程组,化简得,根据直线与的图象有唯一的交点,可得出,求出,则,然后根据正切定义求解即可;
(Ⅱ)以O为原点,建立如图所示的平面直角坐标系,过P作于H,根据正切的定义可求出,设,则,则,类似(1)求出的解析式为,把代入求出,根据勾股定理得出,则可求,然后根据二次函数的性质求解即可.
【详解】解:(1)以O为原点,建立如图所示的平面直角坐标系,
则,
∴,
∵,,
∴,,
设抛物线解析式为,
把代入,得,
解得,
故答案为:2;
(2)以O为原点,建立如图所示的平面直角坐标系,过P作于G,
∵,,
∴,,
∴,
当粒子经过P时,粒子落在B处,轨迹为,
当粒子的轨迹与相切(有唯一交点)时,函数图象为,刚好落在处,此时由于遮挡,粒子无法落到上,
设,
∵经过、、,
∴设抛物线解析式为,
把代入,得 ,
解得,
∴,
设
∵经过经过、,
∴设抛物线解析式为,
设直线解析式为,
则,
解得,
∴,
联立方程组,
化简得,
∵直线与的图象有唯一的交点,
∴方程有两个相等的实数根,
∴,
解得或(舍去)
∴,
∴,
即m的值为;
(3)(Ⅰ)当与在点O处相切时,最小,
此时,
设设直线解析式为,
联立方程组,
化简得,
∵直线与的图象有唯一的交点,
∴方程有两个相等的实数根,
∴,
解得,
∴,
设,
则;
(Ⅱ)以O为原点,建立如图所示的平面直角坐标系,过P作于H,
则,
∴,
设,则,
∴,
∵,
∴,
∴的解析式为,
∵点P在的图象上,
∴,
又,
∴
,
∴当时,有最小值为8,
∴的最小值为.
3.(2025·江苏苏州·一模)在平面直角坐标系中,我们称横坐标、纵坐标都为整数的点为“整数点”.抛物线(a为常数且)与x轴交于两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,顶点为点P.
(1)若,则抛物线的顶点坐标为_______,抛物线与x轴所围成的封闭区域内(包含边界)“整数点”共有_______个;
(2)如图①,连接、、,若是直角三角形,求a的值;
(3)若抛物线与x轴所围成的封闭区域内(包含边界)“整数点”恰好有8个,请直接写出a的取值范围.
【答案】(1),15(2)或(3)
【分析】(1)当时,,可得抛物线的顶点的坐标为,再求得点的坐标为,点的坐标为,点的坐标为,当时,,结合图形即可求得“整数点”的个数;
(2)先求得抛物线的顶点的坐标为,点的坐标为,点的坐标为,则,,,再分三种情况,当时,当时,当时,分别根据勾股定理列出方程即可求解;
(3)由(2)可知顶点的坐标为,点的坐标为,点的坐标为,点的坐标为,则轴上有5个“整数点”,可知在轴上方只有3个“整数点”,找到在轴上方只有3个“整数点”的临界情况,结合图形即可求解.
【详解】(1)解:当时,,
∴抛物线的顶点的坐标为,
当时,,
∴点的坐标为,
当时,,解得,,
∴点的坐标为,点的坐标为,
当时,,
结合图形可知,抛物线与x轴所围成的封闭区域内(包含边界)“整数点”共有个,
故答案为:,15;
(2),
∴抛物线的顶点的坐标为,
当时,,
∴点的坐标为,
当时,,解得,,
∴点的坐标为,点的坐标为,
则,,,
当时,,即,
解得:(正值舍去);
当时,,即,
解得:(正值舍去);
当时,,即,
此时方程无解;
综上,当或时,是直角三角形;
(3)由(2)可知顶点的坐标为,点的坐标为,点的坐标为,点的坐标为,则轴上有5个“整数点”,
∴在轴上方只有3个“整数点”,
当与轴得交点为“整数点”时,,即,此时顶点的坐标为,并非“整数点”,
可知此时,抛物线与轴所围成的封闭区域内(包含边界)“整数点”恰好有8个,符合题意;
当,即时,显然在轴上方没有3个“整数点”,不符合题意;
当顶点的坐标为“整数点”,且在上方时,,即,此时点的坐标为,并非“整数点”,
可知此时,在轴上方有4个“整数点”,不符合题意;
当时,即时,显然在轴上方不止3个“整数点”,不符合题意;
综上,当时,抛物线与轴所围成的封闭区域内(包含边界)“整数点”恰好有8个.
4.(2025·安徽宣城·一模)如图,抛物线与轴交于点,(点在点右侧),与轴交于点,直线经过点,,点为抛物线上一动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点在第一象限内直线上方的抛物线上运动,过点作垂直抛物线的对称轴于点,作于点,当时,求点的坐标;
(3)点在抛物线对称轴上运动,当点,关于直线对称时,请直接写出点的坐标.
【答案】(1)(2)(3)点的坐标为或
【分析】(1)先由一次函数求出,,再用待定系数法求出抛物线的解析式即可;
(2)过点P作轴交直线于点F,求出,得到,设点P的坐标为,则,得到,求出抛物线的对称轴为直线,得到,则,解方程求出答案;
(3)设对称轴与直线相交于点G,与x轴相交于点M,连接,分点P在直线上方和点P在直线下方两种情况分别画出图形,分别进行解答即可.
【详解】(1)解:当时,,解得,
当时,,
∴点,,
经过点,,
解得
抛物线的函数解析式为:
(2)过点P作轴交直线于点F,
∵
∴,
∵
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
设点P的坐标为,则,
∴,
∵,
∴抛物线的对称轴为直线,
∴,
∴,
解得(不合题意,舍去)
∴
(3)设对称轴与直线相交于点G,与x轴相交于点M,连接,
如图,当点P在直线上方时,
∵轴,
∴,
∵点,关于直线对称,
∴,
∴,
∴,
把代入得到,
则,
∴点P的纵坐标为1,
把代入得到,
解得(不合题意,舍去)
∴,
∴,
∴点Q的坐标为,
同理,如图,当点P在直线下方时,
∵,
∴点P的纵坐标为1,
把代入得到,
解得(不合题意,舍去),,
∴,
∴,
∴点Q的坐标为,
综上可知,点Q的坐标为或.
5.(2025·江苏南京·模拟预测)二次函数表达式中的二次项系数a有何几何意义?
【理解a的几何意义】
(1)图①是二次函数(a,h,k为常数, )的图象,观察图象,用含a和k的式子填写下表:
(2)若点在二次函数(a,p,q为常数,)的图象上,则 .(用只含s,t,p,q的式子表示)
【运用a的几何意义】
(3)图②是一抛物线形状的桥拱的截面图,桥拱内的水面的宽度为n,拱顶到水面的距离为.梅雨季节,水面上升,桥拱内的水面宽度随之减小,当拱顶到水面的距离为时,直接写出此时桥拱内的水面的宽度.(用只含n的式子表示)
【答案】(1),,,;(2);(3)水面的宽度为
【分析】本题考查二次函数的应用,关键是求出二次函数解析式.
(1)分别把,,,代入求值即可;
(2)把代入求出即可;
(3)建立适当坐标系,用待定系数法求出函数解析式,再把代入解析式求出即可.
【详解】解:(1),,为常数,,
当时,;
当时,;
当时,;
当时,;
故答案为:,,,;
(2)点在二次函数,,为常数,的图象上,
,
,
,
故答案为:;
(3)以所在直线为轴,以所在直线为轴建立平面直角坐标系,如图:
此时,,
设拱桥所在抛物线的解析式为,
把点坐标代入解析式得:,
解得,
抛物线的解析式为,
当拱顶到水面的距离为时,此时,
即,
解得,
水面的宽度为.
6.(2025·江苏苏州·模拟预测)如图,拋物线与x轴相交于点A、B,与y轴相交于点C.
(1)若由点A、B、C组成的角满足,求m的值及点A的坐标;
(2)在(1)的条件下,点D是直线上方抛物线上的动点,过点D作直线的垂线,垂足为E,是否存在某个位置D使得线段的长度等于.若存在,求出点D的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)现将点C向右平移4个单位得到点M,若抛物线与线段有且只有一个公共点,直接写出m的取值范围________.
【答案】(1),点A的坐标为(2)或;(3)或.
【分析】(1)求出点C的坐标为,则,根据正切的定义求出,得到点B的坐标为,把代入得到解得,得到抛物线解析式为,进一步求出点A的坐标即可;
(2)过点D作轴于点F,交于点H,求出直线的解析式为,设点D的坐标为,则点的坐标为,则,证明,得到解得,即可得到答案;
(3)点M的坐标为,求出抛物线的对称轴为直线,得到点C关于对称轴的对称点坐标为,根据二次函数的图象和性质进一步进行分析即可得到答案.
【详解】(1)解:当时,,
∴点C的坐标为,
∴,
在中,∵
∴
∴点B的坐标为,
把代入得到
,
解得,,
∴抛物线解析式为,
令,则,
解得,
∴点A的坐标为
(2)存在,如图,过点D作轴于点F,交于点H,
设直线的解析式为,则
,
解得,
∴直线的解析式为,
设点D的坐标为,则点的坐标为,
∴,
∵
∴
∵
∴,
∵,
∴,
∴
∵,
∴,
解得,
∴点D的坐标为或;
(3)∵点C向右平移4个单位得到点M,
∴点M的坐标为,
∵,
∴抛物线的对称轴为直线,
∴点C关于对称轴的对称点坐标为
∵抛物线与线段有且只有一个公共点,
∴或
∴m的取值范围为或.
故答案为:或.
7.(2025·江苏宿迁·模拟预测)【阅读理解】:
关于x的函数(m为常数,且),经过某个定点,请求出定点的坐标.
方法一:先将等式化为的形式,再根据时有m无数多个解,求得定点的坐标为;
方法二:当时,;当时,;
解方程组解得,
∴求得定点的坐标为;
【模仿练习】
关于x的二次函数( 为常数,且),是否经过定点,如果是,请选择一种方法求出定点的坐标;如果不是,请说明理由.
【尝试应用】某“数学兴趣小组”根据学习函数的经验,对函数的图象和性质进行了探究,探究过程如下,请补充完整:
(1)计算x与y的几组对应值,其中 ;
列表如下:
x
…
0
1
2
3
4
…
y
…
5
0
m
0
1
0
…
(2)如图,在直角坐标系中用描点法画出函数这个图象;
(3)若直线与函数的图象只有一个交点,请结合函数图象,求出t的取值范围.
【答案】【模仿练习】过定点,理由见解析;【尝试应用】(1);(2)见解析;(3)或
【分析】本题为二次函数综合题,主要考查与二次函数有关的新定义的概念,关键是要理解新定义的函数的特点,对于过定点的问题,一般要先写出解析式,然后取适当的x求出对应的y.
模仿练习:将二次函数整理为:,即可求解;
尝试应用:(1)当时,;
(2)根据表格数据描点、连线、绘制函数图象即可;
(3)当直线在l和q之间及在p位置时,两个函数只有一个交点,进而求解.
【详解】解:模仿练习:过定点,理由:
将二次函数整理为:,
则当或时,或,
即过定点;
尝试应用:
(1)当时,,
故答案为:;
(2)根据表格数据描点、连线、绘制函数图象如下:
(3)当时,函数表达式为:,如图,
由直线得:,
则该直线过点,如图,
设直线p和该抛物线有一个交点,直线l为:,直线q过点和,
当直线在l和q之间及在p位置时,两个函数只有一个交点,
①由和得,直线q的表达式为: ,即;
②直线p和抛物线只有一个交点,
则联立和并整理得:,
则,
解得:(不合题意的值已舍去);
综上,或.
8.(2025·江苏苏州·模拟预测)如图①,二次函数(其中)的图象与x轴交于点A、B,与y轴交于点,过点C的直线交x轴于点,交抛物线于另一点E.
(1)用b的代数式表示a,则________________;
(2)过点A作直线的垂线,垂足为点H.若点H恰好在抛物线的对称轴上,求该二次函数的表达式;
(3)如图②,在(2)的条件下,点P是x轴负半轴上的一个动点,.在点P左侧的x轴上取点F,使.过点P作轴,交线段于点Q,延长线段到点G,连接、.若,试判断是否存在m的值,使的面积和的面积相等?若存在求出m的值,若不存在则说明理由.
【答案】(1)(2)(3)存在m的值,使的面积和的面积相等,
【分析】(1)将代入二次函数(其中),得出,即可得出结果;
(2)作 于M,得出对称轴,由C、D的坐标求出直线解析式为:,将代入,,得出,由,求出, 得出,,,由射影定理得:,解得,得出,即可得出二次函数的表达式;
(3)过点E作于点Q,由与相交于点E,,求出,由,得出,,由,,,
得出,求出,再由的面积,的面积,的面积和的面积相等,得出方程,解方程即可.
【详解】(1)解:∵二次函数(其中),,
∴,
∴;
故答案为:
(2)解:作 于M,如图1所示:
对称轴,
设直线解析式为:,
∵,,
∴,
解得:,
∴直线解析式为:,
H在对称轴上,将代入,
∴,
∴,
由,则,
∴,,
∵,
∴,
由射影定理得:,
即,
解得:,
∵,
∴,
∴
(3)解:存在m的值,使的面积和的面积相等;理由如下:
过点E作于点Q,如图2所示:
∵与相交于点E,
∴,
解得:,或(不合题意舍去),,
∴,
∵,
∴,代入得: ,
∵,,,
∵,
∴,
∴,
∵,,,
∴,
解得:,
∵的面积,的面积,的面积和的面积相等,,
∴,
解得:;
∴存在m的值,使的面积和的面积相等,.
9.(2024·江苏扬州·一模)如图平面直角坐标系中,运动员通过助滑道后在点A处起跳经空中飞行后落在着陆坡上的点处,他在空中飞行的路线可以看作抛物线的一部分.从起跳到着陆的过程中,运动员到地面的竖直距离y(单位:m)与他在水平方向上移动的距离(单位:m)近似满足二次函数关系,已知,,落点到的水平距离是,到地面的竖直高度是.
(1)求y与的函数表达式;
(2)进一步研究发现,运动员在空中飞行过程中,其水平方向移动的距离(m)与飞行时间t(秒)具备一次函数关系,当他在起跳点腾空时,,;当他在点着陆时,飞行时间为5秒.
①求与t的函数表达式;
②当运动员与着陆坡在竖直方向上的距离达到最大时,求出此时他飞行时间t的值.
【答案】(1)(2)①;②
【分析】(1)将,代入,得,计算求解即可;
(2)①设,将,代入,得,计算求解,然后作答即可;
②设直线的解析式为,将代入得,,计算求解可确定直线的解析式为,设运动员飞行过程中的某一位置为,如图,过作轴交于点,设,则,则,由,可得当时,最大,根据,计算求解即可.
【详解】(1)解:由题意可得过点,,
将,代入,得,
解得,
∴与的函数关系式为;
(2)①解:设,
将,代入,得,
解得,
∴;
②解:由题意得
设直线的解析式为,
将代入得,,
解得,,
∴直线的解析式为,
设运动员飞行过程中的某一位置为,如图,过作轴交于点,
设,则,
∴,
∵,
∴当时,最大,
∴,
解得.
【点睛】本题考查了二次函数的应用,一次函数的应用,二次函数的最值,一次函数解析式等知识.熟练掌握二次函数的应用,一次函数的应用,二次函数的最值,一次函数解析式是解题的关键.
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2025年江苏数学中考预测专项突破
专题08 二次函数综合解答题压轴(江苏专用)
2024年江苏中考数学真题二次函数综合解答题压轴分析(主要针对无锡、徐州、常州、苏州)
❆无锡卷:解答题第18题:此题主要考查的是二次函数的综合,其中以二次函数的图象与性质、二次函数总存在性问题为主,分值12分,难度偏上;
❆徐州卷:解答题第26题:此题主要考查的是二次函数的综合,其中以二次函数的解析式、二次函数中面积问题为主,分值9分,难度偏上;
❆常州卷:解答题第28题:此题主要考查的是二次函数综合,其中以二次函数的图象与性质、二次函数与几何综合为主,分值10分,难度偏上;
❆苏州卷:解答题27题:此题主要考查的是二次函数综合,分值10分,难度偏上;
题型一:二次函数的图象与性质(解答题压轴)(高频考点)
1.(2025·江苏泰州·一模)在平面直角坐标系中,已知二次函数.
(1)若函数的图象经过点,并与轴交于,两点(点在点的左侧),与轴交于点.
求该二次函数的表达式;
若点在该二次函数图象上,且在直线上方,当的面积最大时,试求出点到直线的距离;
(2)点,是二次函数图象上两点,当时,始终有,求的取值范围.
2.(2025·江苏南京·一模)已知二次函数(为常数,且)的顶点在直线(为常数,且)的图像上.
(1)若,则顶点 ;
A.在x轴上 B.在y轴上 C.不在坐标轴上
(2)若二次函数图像经过,用的代数式表示;
(3)在(2)的条件下,若此二次函数与直线的另一个公共点的横坐标为,且,请直接写出k的取值范围.
3.(2025·江苏扬州·一模) 已知函数(为常数),当时,取最小值.
(1)当时,求的值;
(2)若且在函数的图像上,求点坐标;
(3)若点和都在该函数图像上,求证:.
4.(2025·江苏泰州·一模)在平面直角坐标系中,点,的横坐标分别为,(,为常数,),且在抛物线上,抛物线顶点记为.
(1)对称轴方程为______;(用含的代数式表示)
(2)过作轴的平行线交该抛物线于点,若,求的值;
(3)若点,所在直线经过一、三象限,求的取值范围.
5.(2025·江苏南京·一模)已知二次函数的图像经过点.
(1)求m的值;
(2)当时,求y的取值范围;
(3)将该函数的图像沿着x轴向右平移得到一个新函数的图像,当时,新函数的最大值是12,请直接写出平移的距离.
6.(2025·江苏泰州·一模)已知二次函数(为常数,且).
(1)求证:该二次函数的图像与轴总有两个公共点;
(2)若点、和在该二次函数的图像上;且,直接写出的取值范围;
(3)当时,该二次函数的最大值与最小值的差为4,求的值.
7.(2025·江苏淮安·一模)在平面直角坐标系中,已知二次函数是常数,.
(1)若,函数图象经过点和,求函数图象的顶点坐标;
(2)若,函数图象与轴有两个交点,且,求证:;
(3)若函数图象经过点,当时,;当时,,求的值.
8.(2025·江苏泰州·一模)已知二次函数,(,为常数)的图像分别记为、,的对称轴在的对称轴的右侧,且的顶点纵坐标比的顶点纵坐标小.
(1)求的值;
(2)当,且随的增大而减小时,直接写出此时自变量的取值范围;
(3)若点在上,点在上.
当时,求的最大值;
当时,无论取何实数,始终都有成立,求的值.
9.(2025·江苏·模拟预测)已知点、在二次函数的图像上,当时,.
(1)① ;
②若抛物线与轴只有一个公共点,则的值为 .
(2)若是图像上的两点,且,求的取值范围.
(3)若对于任意实数、都有,则的取值范围是 .
10.(2025·江苏扬州·一模)定义:若一个函数的图像上存在横坐标与纵坐标之差为2的点,则称该点为这个函数图像上的“亮点”.例如:点是正比例函数的图像上的“亮点”.
(1)一次函数的图像上的“亮点”是______;
(2)若点M是反比例函数图像的“亮点”,一次函数的图像经过点M,求b的值;
(3)若二次函数的图像经过点,试说明无论a取何值,该二次函数的图像上一定存在“亮点”.
11.(2025·江苏无锡·一模)在平面直角坐标系中,二次函数(a、b、c为常数,且,)的图象顶点C的坐标是.
(1)若,求二次函数表达式;
(2)点,是该函数图象上的两个不同的点,若,请判断的大小关系,并说明理由;
(3)等腰直角的直角顶点B在该二次函数的图象上,点D在该二次函数图象的对称轴上,若,直接写出a的值.
12.(2025·江苏连云港·一模)已知二次函数.
(1)①该二次函数图像的顶点坐标为(______)(用含有字母b的代数式表示);
②求证:该二次函数图像的顶点不在第三象限;
(2)当时,该二次函数图像的对称轴为直线,的最大值与最小值的差为5,求m的值;
(3)已知一次函数,若当时,总有请直接写出b的取值范围.
13.(2025·浙江衢州·一模)对于二次函数.
(1)若二次函数的图象经过了,,三点中的某一个点.
①判定该二次函数的图象应经过上述三点中的哪一个点,并说明理由.
②当时,该函数的最小值是,求m的值.
(2)若二次函数的图象经过点,,求当时,n的取值范围.
14.(2025·江苏宿迁·一模)在平面直角坐标系中,抛物线与抛物线相交于P,点M的坐标为,.
(1)抛物线与x轴交点坐标分别为,,求a,b的值;
(2)求的最小值;
(3)若 (为常数且),抛物线与的顶点记作E、F,若存在轴,请直接写出n的取值范围.
15.(2025·江苏南京·模拟预测)在平面直角坐标系中,拋物线存在两点.
(1) ;
(2)求证:不论为何值,该函数的图象与轴没有公共点;
(3)若点也是抛物线上的点,记抛物线在之间的部分为图象(包括两点),记图形上任意一点的纵坐标的最大值与最小值的差为,若,则的取值范围为 .
题型二:二次函数综合之与角度相关的问题(解答题压轴)(高频考点)
1.(2024·江苏扬州·二模)如图,二次函数的图象与x轴交于,两点,与y轴交于点,顶点为D.O为坐标原点.
(1)求二次函数的表达式;
(2)求四边形的面积;
(3)P是抛物线上的一点,且在第一象限内,若,则P点的坐标为_______.
2.(2025·江苏苏州·一模)如图,已知抛物线与x轴相交于点,与y轴相交于点C,连接.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)若点P在抛物线上,且,求点P的坐标.
3.(2025·江苏盐城·一模)如图,抛物线与轴交于、两点,与轴交于点,顶点为.其中,.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)是该抛物线上一点.
①连接,若,求点的坐标;
②在第三象限内抛物线上找点,使,求点的坐标.
4.(2025·江苏镇江·一模)如图1,在平面直角坐标系中,二次函数的图象与x轴交于、两点,与y轴相交于点C,抛物线的顶点为D,直线交y轴于点E,点P为点D右侧的抛物线上的一点,连接.
(1)求二次函数的函数表达式;
(2)若,则点P的坐标为 ;
(3)如图2,延长交x轴于点G,若.
①求点G的坐标;
②Q为线段上一点(不与A、D重合),N为x轴上一点,其横坐标为n,若,则n的最大值为 .
5.(2025·江苏盐城·一模)在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点A和点B,与y轴交于点C,顶点为
(1)请直接写出A、B、D三点坐标.
(2)如图1,点M是第四象限内抛物线上的一点,过点M作x轴的垂线,交直线于点N,求线段长度的最大值;
(3)如图2,若点P在抛物线上且满足,求点P的坐标.
6.(2025·江苏无锡·一模)如图,二次函数的图象与x轴的负半轴和正半轴分别交于A,B两点,与y轴交于点C,顶点为P,对称轴交x轴于点D,点Q是抛物线对称轴上一动点,直线交y轴于点E,且.
(1)请直接写出A,B两点的坐标:A______,B______.
(2)当顶点P与点Q关于x轴对称时,.
①求此时抛物线的函数表达式;
②在抛物线的对称轴上存在点F,使,请直接写出点F的坐标.
7.(2025·江苏苏州·模拟预测)如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象经过点,,,其对称轴与x轴交于点D
(1)求二次函数的表达式及其顶点坐标;
(2)若P为y轴上的一个动点,连接,则的最小值为__________;
(3)为抛物线对称轴上一动点,连接,若不小于,求t的取值范围.
8.(2025·江苏苏州·一模)在平面直角坐标系中,抛物线的图象经过,两点,点为轴右侧抛物线上不与点重合的一动点,作轴于点,交直线于点,交直线于点,设点的横坐标为.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,连接,当点在上方,时,求点的坐标.
(3)令.
①求关于的函数解析式;
②当时,请直接写出的取值范围.
9.(2023·江苏连云港·一模)如图,已知抛物线经过点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P为该抛物线上一动点.
①当点P在直线下方时,过点P作轴,交直线于点E,作轴.交直线于点F,求的最大值;
②若,求点P的横坐标.
题型三:二次函数综合之与面积相关的问题(解答题压轴)(高频考点)
1.(2024·江苏苏州·一模)如图1,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,拋物线与轴交于点、两点,与轴交于点,连接.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点Q为抛物线上的一点(不与点A重合),当的面积等于面积的2倍时,求此时点Q的坐标;
(3)如图2,点在轴下方的抛物线上,点为抛物线的顶点.过点作轴于点,连接交于点,连接,,探究抛物线上是否存在点,使,若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
2.(2024·江苏宿迁·二模)如图,已知二次函数的图象与x轴交于、两点,与y轴交于点C,其对称轴与x轴交于点D,连接、.点P为抛物线上的一个动点(与点A、B、C不重合),设点P的横坐标为m,的面积为S.
(1)求此二次函数的表达式;
(2)当点P在第一象限内时,求S关于m的函数表达式;
(3)若点P在x轴上方,的面积能否等于的面积?若能,求出此时点P的坐标,若不能,请说明理由.
3.(2024·江苏淮安·模拟预测)如图1,抛物线 过点,点,,与y轴交于点C.点M是抛物线一点,过点 M作直线轴,交x轴于点 E,设M 的横坐标为.
(1)求抛物线的解析式以及顶点坐标;
(2)如图2,连接,连接交y轴于点N,交于点D,连接,设的面积为,的面积为,求 的最大值.
(3)设函数y在内最大值为p,最小值为q,若 ,直接写出m的值 .
4.(2023·江苏宿迁·模拟预测)如图,二次函数(a是常数,且)的图象与x轴相交于点、(点A在点的左侧),与y轴相交于点C,且,连接.
(1)填空:______ ,的坐标为______ ;
(2)如图1,点为抛物线上一点,且在,C两点之间运动,连接与相交于点E,连接,,当的值最大时,求直线的表达式;
(3)如图2,动点在抛物线的对称轴上,连接、、,若,请求出点的坐标.
5.(2023·江苏苏州·模拟预测)如图,直线与反比例函数()的图象交于点,与x轴交于点B,平行于x轴的直线()交反比例函数的图象于点M,交于点N,连接.
(1)求m的值和反比例函数的解析式;
(2)观察图象,直接写出当时不等式的解集;
(3)直线沿轴方向平移,当n为何值时,的面积最大?最大值是多少?
6.(2024·江苏盐城·三模)如图,抛物线与轴交于点A,与x轴交于点B、C,已知.
(1)求抛物线的表达式,并求出点C的坐标.
(2)点M是抛物线(第一象限内)上的一个动点,连接,当面积最大时,求M点的坐标.
(3)若点M坐标固定为,Q是抛物线上除M点之外的一个动点,当与的面积相等求出点Q的坐标.
7.(2025·江苏扬州·一模)已知抛物线与轴交于两点、,与轴交于点,且△ABC为直角三角形.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)在该抛物线上是否存在点,能使点满足,若存在,求出所有点的坐标,若不存在,请说明理由.
(3)将△ABC绕平面内一动点旋转后所得,与该抛物线没有公共点,请直接写出m的取值范围_________.
8.(2025·江苏徐州·一模)如图,已知抛物线与x轴交于点A,(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,对称轴是直线,P是第一象限内抛物线上一个动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)过点P作轴,与线段交于点M,垂足为点H,若时,求的面积.
9.(2025·江苏苏州·一模)如图,抛物线与轴交于,两点(点在点的左侧),与轴交于点,且点的坐标为,点的坐标为,点是直线下方抛物线上的一个动点,连接,与交于点.连接,,过点作交于点,连接.设点的横坐标为,面积为,面积为,面积为.
(1)求抛物线的表达式;
(2)若,求的值;
(3)若,则点的坐标为 .
10.(2025·江苏连云港·一模)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线 与坐标轴分别相交于点A、B、三点,其对称轴为直线
(1)求该抛物线的表达式;
(2)点F是该抛物线上位于第一象限的一个动点,直线分别与y轴、直线交于点D、E.
①当点E是线段的中点时,求点F的坐标;
②若的面积分别为, 且满足,请直接写出点F的横坐标.
11.(2025·江苏苏州·一模)如图,一次函数的图象与轴相交于点,与反比例函数的图象相交于点,且点的纵坐标为.
(1)求反比例函数的表达式;
(2)点是轴上的一点,且,过点作轴的平行线,与一次函数和反比例函数的图象分别交于点,连接,求的面积的最大值并求此时的值.
12.(2025·江苏无锡·一模)如图,在菱形纸片中,,,对角线与相交于点,点是对角线上一动点,连接,将线段绕点顺时针旋转得到,连接,,点是线段的中点.
(1)求证:;
(2)求面积的最大值;
(3)当为等腰三角形时,直接写出线段的长.
题型四:二次函数综合之与比值相关的问题(解答题压轴)(高频考点)
1.(2025·江苏无锡·一模)二次函数图像与x轴交于点,两点,与y轴交于点C,连接,在该图像上有一点P,连接,.设P点的横坐标为.
(1)若,
①求该二次函数的表达式;
②m为何值时,的面积取得最大值?
(2)连接交y轴于点E,直线交y轴于点F,求证:是定值.
2.(2025·江苏宿迁·一模)已知,抛物线:交轴于、两点(点在点的左侧),交轴于点,顶点为点.
(1)求、两点的坐标;
(2)如图1,连接,设点到直线的距离为,点到直线的距离为,请问是否为定值?如果是,请求出的值;如果不是,请说明理由;
(3)如图2,将抛物线绕点旋转,得到抛物线,抛物线,相交于,两点,抛物线,位于,两点之间的部分图形记作,过点的直线与相交于,两点,若面积的最大值为4,请直接写出满足条件的的值.
3.(2025·江苏常州·一模)如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图像与轴交于点,点,与轴交于点,点是抛物线上一点,且横坐标是1,连接,.点是第三象限抛物线上一动点.
(1)填空;______;
(2)如图1,过点作交于点,连接交于点.当最大时,点是轴上一个动点,求的最大值;
(3)如图2,在(2)的条件下,将抛物线沿射线方向平移,使平移后的抛物线经过点,点是平移后的抛物线上一点,,连接.将线段平移到线段(点、分别与点、对应).若点、同时落在平移后的抛物线上,求点的坐标.
4.(2025·江苏无锡·一模)如图,抛物线与轴交于点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)点是抛物线上一点,点是线段上一点,连接并延长交抛物线于点,若,求点的坐标;
(3)抛物线上是否存在点,使得?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由.
5.(2024·江苏宿迁·三模)如图,直线与x轴、y轴分别交于点B、C,抛物线经过点B、C,并与x轴交于另一点A.
(1)求此抛物线的函数表达式;
(2)垂直于y轴的直线l与抛物线交于点,,与直线交于点,若,结合函数的图象,求的取值范围;
(3)经过点的直线m与射线、射线分别交于点M、N.当直线m绕点D旋转时,是否为定值,若是,求出这个值,若不是,说明理由
6.(2024·江苏徐州·模拟预测)如图,抛物线与x轴分别交于点A、B,它们的坐标分别为、,与y轴交于点C;直线的表达式为;点P在抛物线的对称轴上,连接,将绕点P按顺时针方向旋转一定角度得到.
(1)求抛物线与直线的表达式;
(2)如图1,若点Q恰好落在该抛物线位于第四象限的图象上,连接交于点E,是否存在最大值?若存在,请求出该数值;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,在点P运动的过程中,若绕点P按顺时针方向旋转得到,当有两个顶点落在该抛物线的图象上时,请直接写出点Q的坐标.
7.(2024·江苏徐州·模拟预测)如图,二次函数的图象与x轴交于A、B两点(点A在点B 的左侧),与y轴交于点C.点P是第一象限内二次函数图象上的一个动点,连接
(1)点B、C的坐标分别为B( , ),C(__,_)
(2)连接与交于点D,设和的面积分别为和,求的最大值;
(3)连接,当时,
①求点P的坐标;
②点E是上的一个动点(点E不与P、B重合),连接,线段的垂直平分线交于点F,交直线于点G,则的取值范围是_________.
8.(2024·江苏宿迁·模拟预测)如图,在平面直角坐标系中,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,连接,点P为直线上方抛物线上一动点,连接交于点Q.
(1)求抛物线的表达式;
(2)当的值最大时,求点P的坐标和的最大值;
(3)点M为抛物线上的点,当时,求点M的坐标.
9.(2024·江苏扬州·三模)如图:已知抛物线与x轴交于A、两点(点A在点B的左侧),与y轴的交点为,点P是抛物线上第一象限内的点.
(1)求抛物线对应的函数表达式;
(2)如图1,是否存在点P,使的内心恰好在直线上,若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,交x轴于点D,交于点E,求的最小值.
题型五:二次函数综合之存在性问题(解答题压轴)(高频考点)
1.(2025·江苏无锡·一模)在平面直角坐标系中,抛物线(b,c为常数)的对称轴为直线,且经过点,该抛物线与x轴的负半轴交于点B.
(1)此抛物线对应的函数表达式;
(2)点P是抛物线上的一点,当的面积为某一值时,符合该值的点P恰好有三个,求对应点P的横坐标;
(3)点M为抛物线对称轴上一点,点N为抛物线上一点,若是以为斜边的等腰直角三角形,直接写出点N的坐标.
2.(2025·江苏扬州·一模)已知抛物线与x轴交于点和点,与y轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,若点是抛物线 在第四象限上的任意一点,
①连接,点D为y轴上一个动点,是否存在这样的点P和点D,使得以A、C、P、D为顶点的四边形是平行四边形,如果存在,请直接写出点P的坐标;如果不存在,请说明理由.
②将点P按竖直方向向下平移m个单位到点Q,求点Q到x轴距离的最大值.
3.(2025·江苏宿迁·一模)如图,抛物线与轴交于、两点,与轴交于点.点是第一象限内抛物线上的一个动点,过点作直线轴于点,交直线于点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)求线段的最大值;
(3)是否存在以点、、为顶点的三角形与△ABC相似,若存在,求点的坐标;若不存在,请说明理由.
4.(2025·江苏南通·一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线交轴于两点,交轴于点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点F是直线上方抛物线上的一动点,过点F作,交于点D,过点F作y轴的平行线交直线于点E,过点D作,交于点G,求的最大值及此时点E的坐标;
(3)在(2)问中取得最大值的条件下,将该抛物线沿射线方向平移5个单位长度,点M为平移后的抛物线的对称轴上一点,在平面内确定一点N,使得以点B、E、M、N为顶点的四边形是矩形,直接写出所有符合条件的点N的坐标.
5.(2024·江苏无锡·模拟预测)如图1,二次函数的图象与轴交于点,与轴交于点,且.点为抛物线第二象限上一动点.
(1)直接写出该二次函数的表达式为 ___________;
(2)连接,求四边形面积的最大值;
(3)如图2,连结交于点,过点作轴的平行线交于点.当为等腰三角形时,求出点的坐标.
6.(2023·江苏常州·模拟预测)如图,抛物线与x轴交于,两点,与y轴交于点C.P为抛物线上的一个动点,过点P作轴于点D,交直线于点E.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)若点P在第三象限内,且,求的面积.
(3)在(2)的条件下,若M为直线上一点,是否存在点M,使为等腰三角形?若存在,直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
7.(2024·江苏徐州·模拟预测)如图,直线与x轴,y轴分别交于点A,点B,两动点D,E分别从点A,点B同时出发向点O运动(运动到点O停止),运动速度分别是1个单位长度/秒和个单位长度秒,设运动时间为t秒.以点A为顶点的抛物线经过点E,过点E作x轴的平行线与抛物线的另一个交点为点G,与相交于点F.
(1)求点A、点B的坐标;
(2)用含t的代数式分别表示和的长;
(3)是否存在t的值,使是直角三角形?若存在,求出此时抛物线的解析式;若不存在,请说明理由.
8.(2023·江苏常州·一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于、两点,与y轴交于点B.
(1)求该抛物线的解析式以及顶点坐标;
(2)若点D是抛物线上的一个动点,满足与的面积相等.求出点D的坐标;
(3)若点E在第一象限内抛物线上,过点E作轴于点F,交于点P,且满足与相似,求出点E的横坐标.
9.(2024·江苏·模拟预测)已知:y关于x的二次函数.
(1)若函数的图象过点,求a与b的关系;
(2)如图,若函数的图象与x轴有两个公共点,并与动直线交于点P,连接,,,,其中交y轴于点D,交于点E.设的面积为,的面积为.
①当点P为抛物线顶点时,求的面积;
②探究直线l在运动过程中,是否存在最大值?若存在求出这个最大值;若不存在,说明理由.
10.(2024·江苏苏州·一模)如图,二次函数(其中)的图像与轴交于、两点(点在点左侧),与轴交于点,连接、,点为的外心.
(1)填空:点的坐标为 , ;
(2)记的面积为,的面积为,试探究是否为定值?如果是,求出这个定值;
(3)若在第一象限内的抛物线上存在一点,使得以、、、为顶点的四边形是菱形,则 .
11.(2024·江苏盐城·二模)已知抛物线:交x轴于点,交y轴于点,顶点为.
(1)求出抛物线的解析式;
(2)已知抛物线的对称轴为直线,点为抛物线对称轴右侧上一点,过点作的垂线,垂足为,连接,若,求出点的坐标.
12.(2024·江苏无锡·二模)如图,二次函数的图像与x轴交于点和点,与y轴交于点C.
(1)直接写出a、b的值;
(2)如图1,连接,D在线段上,过D作轴于点F,交二次函数图像于点E,连接,当的面积是的面积的时,求点D的坐标.
(3)如图2,点G的坐标,作直线,点H在y轴的负半轴上,连接交直线于M,点N在该平面内运动,当以O、H、M、N为顶点的四边形是菱形时,请直接写出点H的坐标.
题型六:二次函数综合之定值定点问题(解答题压轴)(高频考点)
1.(2023·江苏苏州·模拟预测)如图1,抛物线(m为常数)与x轴交于 A、B两点,与y轴交于点C.
(1)下列说法正确的是 (填序号).
①该抛物线开口向上;
②该抛物线与y轴的交点始终在x轴的上方;
③该抛物线的顶点在直线上.
(2)如图2,若直线与该抛物线交于M、N两点,试说明:线段的长是一个定值,并求出这个值.
(3)在(2)的条件下,点E是直线上的一个动点(图3),当时,与相似,求此时抛物线的函数表达式.
2.(2024·江苏泰州·三模)如图1,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C.点P是第一象限抛物线上的一个动点.
(1)求抛物线解析式.
(2)如图2,若点P是抛物线顶点,连接、、,求面积.
(3)如图3,点Q是第四象限抛物线上的另一动点,交y轴于H点,交y轴于G点.在点P、Q运动的过程中始终满足,试探究直线是否经过某一个定点,若是,则求出该定点的坐标;若不是,说明理由.
3.(2024·江苏盐城·三模)抛物线与x轴交于A、B两点(A点在B点的左侧),与y轴交于点C,直线l是抛物线的对称轴,
(1)直接写出A、B、C三点坐标;
(2)如图1,若一次函数的图像与抛物线相交与M、N两点,
①若时,点E是直线MN上方抛物线上的一个动点,过点E作轴交MN于点D,连接ME,NE;当的面积最大时,试求面积的最大值;
②取MN的中点P,过点P作轴交抛物线于点Q,试判断是否为一个定值,若是,求出这一定值;若不是,说明理由.
4.(2024·江苏扬州·二模)如图,点E是边长为2的正方形边上一动点,连接,将射线绕点B顺时针旋转交边于点F,过点E作,垂足为点H,连接交于G,在点E从点A运动到点D运动过程中.
(1)直接写出的度数为_______ °;
(2)连接,
①的比值是否为定值,是定值求出该比值,不是定值请说明理由;
②当时,直接写出的长;
(3)在点E运动过程中,的面积记为,的面积记为,求出的最大值.
5.(2024·江苏泰州·三模)已知,二次函数的图象与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,点D是二次函数图象上的一个动点.
(1)如图1,当时,点D在第一象限内;
①求点C的坐标,并直接写出直线的函数表达式;
②连接、,若面积是面积的4倍,求点D的坐标;
(2)如图2,过点D作交抛物线于点E(与不重合),连接,,直线与交于点F,点F的横坐标为t,试探究的值是否为定值?如果为定值,求出该定值;如果不为定值,请说明理由.
7.(2024·江苏南通·二模)如图,直线与抛物线相交于A,B两点(A在B的左侧),与x轴正半轴相交于点D,与y轴相交于点C.设的面积为S,且.过点B作x轴的垂线交的延长线于点E,过点C,E分别作x轴的平行线,,直线(不平行于y轴)与抛物线有唯一公共点,分别交,于P,Q两点.
(1)求b的值;
(2)求点E的纵坐标;
(3)探究是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.
8.(2024·江苏苏州·二模)如图(1),已知二次函数()的图象与轴交于,两点(点在点的左侧),与轴交于点,顶点为点.连接,.
(1)点的坐标为______,点的坐标为______;(用含有的代数式表示)
(2)如图(2),若平分,若点是二次函数图象上的点,且在直线下方.
①若对称轴与直线交于点,试说明与相等;
②求二次函数的表达式;
③点到直线距离的最大值为______;
④直线,分别交轴于点,,问是否为定值?若是,求出这个值;若不是,说明理由.
题型七:二次函数综合之与几何探究综合问题(解答题压轴)(高频考点)
1.(2025·江苏扬州·一模)如图,在等腰中,,动点E、F同时从点A出发,分别沿射线和射线的方向匀速运动,且速度相等,当点E停止运动时,点F也随之停止运动,连接,以为边向下作正方形,设点E运动的路程为,正方形和等腰重合部分的面积为y.
(1)当时,_______;当时,_______;
(2)求点E在整个运动过程中y的最大值.
2.(2025·江苏盐城·一模)
根据以下素材,探索完成任务.
如何设计打印图纸方案?
素材1
如图1,正方形是一张用于打印产品的示意图,它由三个区块(Ⅰ,Ⅱ, Ⅲ)构成.已知,点分别在和上,且,设.
素材2
为了打印精准,拟在图2中的边
上设置一排间距为的定位坐标(为坐标原点),计算机可根据点的定位坐标精准打印出图案.
问题解决
任务1
确定关系
用含的代数式表示:
区块Ⅰ的面积 、
区块Ⅱ的面积 、
区块Ⅲ的面积 .
任务2
拟定方案
为美观,拟将区块Ⅲ分割为甲、乙两个三角形区域,并要求区域乙是以为腰的等腰三角形,求所有方案中区域乙的面积或函数表达式.
任务3
优化设计
经调查发现区域乙的面积为范围内的整数时,此时的点为最佳定位点,请直接写出所有的最佳定位点E的坐标.
3.(2025·江苏连云港·一模)综合与实践:
【新知定义】如图1,若,,则.小明称图1中的△ABC和△ADE互为“手拉手等形三角形”.
【新知探究】
(1)如图2,若,,,D为的中点.以为一边在右侧作△ADE,且△ABC和△ADE互为“手拉手等形三角形”,连接,则的长为______;
(2)在图1中,连接,求证:;
【变式应用】
(3)如图3,在△ABC中,,,D为的中点,为一边在右侧作△ADE,,,连接,求的长;
【综合应用】
(4)如图4,若,,,若D点在线段上运动(,且点D不与点B重合),以为一边在右侧作△ADE,且△ABC和△ADE互为“手拉手等形三角形”,连接.以为边构造矩形,连接.直接写出面积的最大值及此时的长度.
4.(2025·江苏南京·模拟预测)【综合与实践】
如图,在中,点是斜边上的动点(点与点不重合),连接,以为直角边在的右侧构造,,连接,.
【特例感知】
(1)如图1,当时,与之间的位置关系是 ,数量关系是 .
【类比迁移】
(2)如图2,当时,猜想与之间的位置关系和数量关系,并证明猜想.
【拓展应用】
(3)在(1)的条件下,点与点关于对称,连接,如图3.已知,设,四边形的面积为.
①求与的函数表达式,并求出的最小值;
②当时,请直接写出的长度.
5.(2025·江苏盐城·一模)如图,在中,,点E是斜边上的动点(点E与点A不重合),连接,以为直角边在的左侧构造,,连接,.
【特例感知】
(1)如图1,当时,与之间的位置关系是______,数量关系是______.
【类比迁移】
(2)如图2,当时,猜想与之间的位置关系和数量关系,并证明猜想.
【拓展应用】
(3)在(1)的条件下,点D与点B关于对称,连接,,,如图3.已知,设,四边形的面积为y.
①求y与x的函数表达式,并求出y的最小值;
②当时,请直接写出的长度.
6.(2025·江苏·模拟预测)综合与实践
如图,在中,点是斜边上的动点(点与点不重合),连接,以为直角边在的右侧构造,连接.
特例感知
(1)如图1,当时,与之间的位置关系是 ,数量关系是 .
类比迁移
(2)如图2,当时,猜想与之间的位置关系和数量关系,并证明猜想.
拓展应用
(3)在(1)的条件下,点与点关于对称,连接,,,如图3.已知,设,四边形的面积为.求与的函数表达式,并求出的最小值.
7.(2025·江苏盐城·一模)【发现问题】如图1,在一根长的铁丝上任取一点弯折后,再连接形成△ABC(如图2),当点在不同位置及取不同的大小时,△ABC的面积也不同.
【提出问题】△ABC的面积是否存在最大值?
【分析问题】由于点的位置及的大小都是不确定的,故可借助函数关系式来探究.设,.对于,可以先确定几个特定的便于计算的角度进行尝试,然后再推广到一般的情形.
【解决问题】
(1)如图3,当时,试求与的函数关系式,并判断此时△ABC的面积是否存在最大值?如果存在,的值为多少?
(2)当时,记为,当时,记为,若存在一个的值,使得,请求出的长;
(3)△ABC的面积是否存在最大值?如果存在,最大值是多少,此时的多大,点在什么位置?如果不存在,请说明理由.
8.(2024·江苏徐州·模拟预测)已知在正方形中,,点E为边上一动点(不与点B,C 重合),连接,将绕点E顺时针旋转得到,连接交于点G
(1)如图1,当点E为的中点时,求的值;
(2)如图2,若,求的长;
(3)连接,求的最小值.
9.(2024·江苏常州·中考真题)将边长均为的等边三角形纸片叠放在一起,使点E、B分别在边上(端点除外),边相交于点G,边相交于点H.
(1)如图1,当E是边的中点时,两张纸片重叠部分的形状是________;
(2)如图2,若,求两张纸片重叠部分的面积的最大值;
(3)如图3,当,时,与有怎样的数量关系?试说明理由.
10.(2024·江苏扬州·二模)定义:有三个内角相等的四边形叫准矩形.
(1)如图1,△ABC中,,点在上,点在的延长线上,,与交于点,则四边形准矩形(填“是”或“不是”);
(2)如图2,折叠平行四边形纸片,使顶点,分别落在边,上的点,处,折痕分别为,,求证:四边形是准矩形;
(3)如图3,准矩形中,且为锐角,,当长最大时,求的值.
11.(2024·江苏盐城·三模)综合实践课上,老师让同学们准备矩形纸片,开展数学活动.
(1)折一折、画一画:
操作一:对折矩形纸片,使与重合,得到折痕,把纸片展平;
操作二:如图1,P为上一点,沿折叠,使点A落在上的点M处,连接并延长交于点Q.由上述操作后探究可得:______°,△BPQ的形状是______三角形.
(2)剪一剪,移一移:
操作三:把纸片展平,沿剪开;
操作四:如图2,将沿方向平移得到,若交于点G,交于点H.连接,若,平移距离为x.
①当为直角三角形时,求出x的值;
②设四边形的面积为y,请直接写出y与x的函数关系式,并指出当x为何值时,y取最大值,y的最大值为多少?
题型八:二次函数综合之其他类问题(解答题压轴)(高频考点)
1.(2025·江苏扬州·一模)如图,已知二次函数的图像与x轴交于点,,与y轴交于点C.
(1)求该二次函数的表达式;
(2)若点E为线段上任意一点(不与端点重合),过点E作y轴的平行线交抛物线于点F,过点F作y轴的垂线交抛物线于点G,以、为邻边构造矩形.设点E的横坐标为m,矩形的周长为L.
①求L关于m的函数表达式;
②若L取一个具体的数值t时,对应的点E有三个不同的位置,请直接写出t的取值范围.
2.(2025·江苏南京·一模)如何设置挡板?
如图①,点在直线上,现有一台粒子发射器在处向外连续发射粒子,发射的粒子沿抛物线运动,这些抛物线的开口方向和大小都与相同,发射出的粒子最终落在上.若在直线上的点处有一块挡板,,,由于挡板的遮挡,使得直线上存在粒子未能落到的一段线段,该线段的长记为.(粒子的反弹忽略不计)
【初步体验】
(1)如图②,若,,则_________.
【数学思考】
(2)如图③,若,,建立适当的平面直角坐标系,求的值.
【问题解决】
(3)如图,是直线上一点,是的中点,现要使发射的粒子能覆盖段的每一处,且落不到段.在满足上述要求的所有挡板位置中:
(Ⅰ)直接写出最小时的的值;
(Ⅱ)直接写出挡板的长的最小值.
3.(2025·江苏苏州·一模)在平面直角坐标系中,我们称横坐标、纵坐标都为整数的点为“整数点”.抛物线(a为常数且)与x轴交于两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,顶点为点P.
(1)若,则抛物线的顶点坐标为_______,抛物线与x轴所围成的封闭区域内(包含边界)“整数点”共有_______个;
(2)如图①,连接、、,若是直角三角形,求a的值;
(3)若抛物线与x轴所围成的封闭区域内(包含边界)“整数点”恰好有8个,请直接写出a的取值范围.
4.(2025·安徽宣城·一模)如图,抛物线与轴交于点,(点在点右侧),与轴交于点,直线经过点,,点为抛物线上一动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点在第一象限内直线上方的抛物线上运动,过点作垂直抛物线的对称轴于点,作于点,当时,求点的坐标;
(3)点在抛物线对称轴上运动,当点,关于直线对称时,请直接写出点的坐标.
5.(2025·江苏南京·模拟预测)二次函数表达式中的二次项系数a有何几何意义?
【理解a的几何意义】
(1)图①是二次函数(a,h,k为常数, )的图象,观察图象,用含a和k的式子填写下表:
(2)若点在二次函数(a,p,q为常数,)的图象上,则 .(用只含s,t,p,q的式子表示)
【运用a的几何意义】
(3)图②是一抛物线形状的桥拱的截面图,桥拱内的水面的宽度为n,拱顶到水面的距离为.梅雨季节,水面上升,桥拱内的水面宽度随之减小,当拱顶到水面的距离为时,直接写出此时桥拱内的水面的宽度.(用只含n的式子表示)
6.(2025·江苏苏州·模拟预测)如图,拋物线与x轴相交于点A、B,与y轴相交于点C.
(1)若由点A、B、C组成的角满足,求m的值及点A的坐标;
(2)在(1)的条件下,点D是直线上方抛物线上的动点,过点D作直线的垂线,垂足为E,是否存在某个位置D使得线段的长度等于.若存在,求出点D的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)现将点C向右平移4个单位得到点M,若抛物线与线段有且只有一个公共点,直接写出m的取值范围________.
7.(2025·江苏宿迁·模拟预测)【阅读理解】:
关于x的函数(m为常数,且),经过某个定点,请求出定点的坐标.
方法一:先将等式化为的形式,再根据时有m无数多个解,求得定点的坐标为;
方法二:当时,;当时,;
解方程组解得,
∴求得定点的坐标为;
【模仿练习】
关于x的二次函数( 为常数,且),是否经过定点,如果是,请选择一种方法求出定点的坐标;如果不是,请说明理由.
【尝试应用】某“数学兴趣小组”根据学习函数的经验,对函数的图象和性质进行了探究,探究过程如下,请补充完整:
(1)计算x与y的几组对应值,其中 ;
列表如下:
x
…
0
1
2
3
4
…
y
…
5
0
m
0
1
0
…
(2)如图,在直角坐标系中用描点法画出函数这个图象;
(3)若直线与函数的图象只有一个交点,请结合函数图象,求出t的取值范围.
8.(2025·江苏苏州·模拟预测)如图①,二次函数(其中)的图象与x轴交于点A、B,与y轴交于点,过点C的直线交x轴于点,交抛物线于另一点E.
(1)用b的代数式表示a,则________________;
(2)过点A作直线的垂线,垂足为点H.若点H恰好在抛物线的对称轴上,求该二次函数的表达式;
(3)如图②,在(2)的条件下,点P是x轴负半轴上的一个动点,.在点P左侧的x轴上取点F,使.过点P作轴,交线段于点Q,延长线段到点G,连接、.若,试判断是否存在m的值,使的面积和的面积相等?若存在求出m的值,若不存在则说明理由.
9.(2024·江苏扬州·一模)如图平面直角坐标系中,运动员通过助滑道后在点A处起跳经空中飞行后落在着陆坡上的点处,他在空中飞行的路线可以看作抛物线的一部分.从起跳到着陆的过程中,运动员到地面的竖直距离y(单位:m)与他在水平方向上移动的距离(单位:m)近似满足二次函数关系,已知,,落点到的水平距离是,到地面的竖直高度是.
(1)求y与的函数表达式;
(2)进一步研究发现,运动员在空中飞行过程中,其水平方向移动的距离(m)与飞行时间t(秒)具备一次函数关系,当他在起跳点腾空时,,;当他在点着陆时,飞行时间为5秒.
①求与t的函数表达式;
②当运动员与着陆坡在竖直方向上的距离达到最大时,求出此时他飞行时间t的值.
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