内容正文:
二次函数与几何图形综合题加练
1.如图,抛物线y=ax2+bx+3交x轴于点A(3,0)和B(﹣1,0),交y轴于点C.
(1)求抛物线的表达式;
(2)D是直线AC上方抛物线上一动点,连接OD交AC于点N,当的值最大时,求点D的坐标;
(3)P为抛物线上一点,连接CP,过点P作PQ⊥CP交抛物线对称轴于点Q,当时,请直接写出点P的横坐标.
2.如图1,已知二次函数图象与y轴交点为C(0,3),其顶点为D(1,2).
(1)求二次函数的表达式;
(2)直线CD与x轴交于M,现将线段CM上下移动,若线段CM与二次函数的图象有交点,求CM向上和向下平移的最大距离;
(3)若将(1)中二次函数图象平移,使其顶点与原点重合,然后将其图象绕O点顺时针旋转90°,得到抛物线G,如图2所示,直线y=﹣x+2与G交于A,B两点,P为G上位于直线AB左侧一点,求△ABP面积最大值,及此时点P的坐标.
3.如图1,抛物线y=﹣x2+bx+c与直线y=﹣x+4相交于点B和C,点B在x轴上,点C在y轴上,抛物线与x轴的另一个交点为A.
(1)求抛物线y=﹣x2+bx+c的解析式;
(2)如图2,点P为直线BC上方抛物线上一动点,PD⊥BC于点D,PF⊥x轴于点F,交BC于点E,求△PDE周长的最大值以及点P的坐标;
(3)在(2)的结论下,将抛物线y=﹣x2+bx+c沿射线CB方向平移个单位长度得到新抛物线y′,新抛物线的顶点为M,平面内有一点N,以点P、B、M、N为顶点的四边形是平行四边形,直接写出点N的坐标.
4.如图,已知抛物线交x轴于A(﹣3,0),B(4,0)两点,交y轴于点C,点P是抛物线上一点,连接AC,BC.
(1)求b,c的值;
(2)若点P在第一象限内,过点P作PQ⊥x轴交直线BC于点D,求线段PD的最大值;
(3)连接OP,BP,若S△BOP=2S△AOC,请判断是否存在符合要求的点,若存在求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
5.如图,在平面直角坐标系中,已知点A的坐标是(4,0),并且OA=OC=4OB,动点P在过A,B,C三点的抛物线上.
(1)请直接写出此抛物线的表达式;
(2)在抛物线上是否存在点P,使得∠CAP=∠ACB?若存在,求出符合条件的点P的坐标;若不存在,说明理由;
(3)是否存在点P,使得△ACP是直角三角形?若存在,请直接写出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,说明理由.
6.如图所示,抛物线y=ax2+bx+c与x轴相交于A(﹣1,0),B(3,0)与y轴相交于点C(0,﹣3),点M为抛物线的顶点.
(1)求抛物线的解析式及顶点M的坐标;
(2)如图2,若点N是第四象限内抛物线上的一个动点,过点N作x轴的垂线,垂足为D,并与直线BC交于点Q,连接BN、CN.求△BCN面积的最大值及此时点N的坐标;
(3)若点P在抛物线对称轴上,平面内存在点Q,使以点B、C、P,Q为顶点的四边形为矩形,请直接写出P点的坐标.
7.如图,抛物线y=ax2+bx﹣4与x轴交于点A(﹣1,0),B(4,0),与y轴交于点C,连接BC.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P在BC下方的抛物线上,连接BP,CP,若,求点P的坐标;
(3)点N在线段OC上,若存在最小值n,求点N的坐标及n的值.
8.如图,已知二次函数.y=ax2+bx+c的图象与x轴相交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴相交于点C(0,﹣3),P是第四象限内这个二次函数的图象上一个动点,设点P的横坐标为m,过点P作PH⊥x轴于点H,与BC交于点M.
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)将线段CA绕点C顺时针旋转90°,点A的对应点为A′,判断点A′是否落在抛物线上,并说明理由;
(3)求PM+2BH的最大值.
9.如图1,已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴为直线x=﹣1,且经过A(1,0),C(0,3)两点,与x轴的另一个交点为B,经过B、C两点作直线BC,点D为第二象限内抛物线上一动点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)求△DBC面积最大值及此时点D坐标;
(3)如图2,点M也是第二象限抛物线上一个动点,直线OM交BC于点N,是否存在这样的点M,使以B、O、N为顶点的三角形与△ACB相似?若存在,求出点M坐标;若不存在,请说明理由.
10.如图,直线交y轴于点A,交x轴于点C,抛物线经过点A,点C,且交x轴于另一点B.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在直线AC上方的抛物线上有一点M,求四边形ABCM面积的最大值及此时点M的坐标;
(3)将线段OA绕x轴上的动点P(m,0)顺时针旋转90°得到线段O′A′,若线段O′A′与抛物线只有一个公共点,请结合函数图象,求m的取值范围.
学科网(北京)股份有限公司
$$
二次函数与几何图形综合题加练
参考答案
1.解:(1)把点A(3,0)和B(﹣1,0)代入得:,
解得:,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3;
(2)过点D作DH∥y轴,交AC于点H,如图所示:
设D(m,﹣m2+2m+3),直线AC的解析式为y=kx+b,
由(1)可得:C(0,3),
∴,解得:,
∴直线AC的解析式为y=﹣x+3,
∴H(m,﹣m+3),
∴DH=﹣m2+3m,
∵DH∥y轴,
∴△OCN∽△DHN,
∴,
∵,
∴当时,的值最大,
∴;
(3)由题意可得如图所示:
过点P作y轴的平行线PH,分别过点C、Q作CG⊥PH于G,QH⊥PH于H,
∵PQ⊥CP,
∴∠CPQ=∠CGP=∠PHQ=90°,
∴∠CPG+∠PCG=∠CPG+∠QPH=90°,
∴∠PCG=∠QPH,
∴△PCG∽△QPH,
∴,
∵,
∴,
设点P(n,﹣n2+2n+3),
由题意可知:抛物线的对称轴为直线x=1,C(0,3),
∴QH=|n﹣1|,PG=|﹣n2+2n|,
∴,
当时,解得:,
当时,解得:
综上:点P的横坐标为或或或.
2.解:(1)∵顶点D(1,2),
设二次函数的解析式为 y=a(x﹣1)2+2,
把(0,3)代入得:3=a+2,
∴a=1,
∴y=(x﹣1)2+2,
即 y=x2﹣2x+3;
(2)由点C、D的坐标得,直线CD解析式为 y=﹣x+3,
∴M(3,0),
①设直线CD向下平移最大距离为m,
∴平移后的直线解析式为 y=﹣x+3﹣m,
此时直线与抛物线有一个交点,
把 y=﹣x+3﹣m 代入 y=x2﹣2x+3,
得 x2﹣2x+3=﹣x+3﹣m,
x2﹣x+m=0,
Δ=1﹣4m=0,
即:.
②设直线CD向上平移最大距离为n,
此时C,M对应点为C′,M′,
则M′(3,m),
当M′恰在二次函数上时,
∴32﹣2•3+3=m,
∴m=6,
∴向上平移的最大距离为6.
综上,CM向下平移的最大距离为 ,向上平移的最大距离为6;
(3)二次函数平移后顶点与原点重合时顶点为(0,0),
则函数的解析式为:y=x2,
设F(m,m2) 为 y=x2 上一点,
F绕O顺时针旋转 90° 后,对应点为F′,
则△FMO≌△F′M′O,
则FM=F′M=m,FN=OM=OM'=m2,
F':(m2,﹣m),
若F在y轴左侧同理可证成立,即满足横坐标为纵坐标的平方,
所以G:x=y2,
把 y=﹣x+2 代入 x=y2,
∴y2=﹣y+2,
解得:y1=﹣2,y2=1;
则 A(1,1),B(4,﹣2),
设:P(m2,m),
过点P作PQ/x轴交AB于点Q,
∵AB:y=﹣x+2,
∴Q(2﹣m,m),
∴PQ=2﹣m﹣m2,
∴
,
当 时,S△ABP 有最大值,,
此时 .
3.解:(1)直线y=﹣x+4与坐标轴交于点B和C,
当x=0时,y=4,x=4时,y=0,
∴点B(4,0),C(0,4),
把B,C两点的坐标代入y=﹣x2+bx+c中得,
,
解得,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+3x+4;
(2)∵B(4,0),C(0,4),
∴OB=OC=4,
∴∠OBC=∠OCB=45°,
∵PF⊥x轴
∴PF∥y轴,
∴∠BEF=∠BCO=45°,
∴∠BEF=∠PED=45°,
∵PD⊥BC,
∴△PDE为等腰直角三角形,
∴PD=DEPE,
∴△PDE的周长为:PE+PD+DE=PEPEPE=(1)PE,
∴当PE取最大值时,△PDE的周长取最大值,
∵抛物线的解析式为y=﹣x2+3x+4,直线BC的解析式为y=﹣x+4,
设P(m,﹣m2+3m+4),则E(m,﹣m+4),
∴PE=﹣m2+3m+4﹣(﹣m+4)=﹣m2+4m=﹣(m﹣2)2+4,
当m=2时,PE有最大值为4,此时△PDE的周长为(1)PE=44,
点P的坐标为(2,6);
(3)抛物线沿射线CB方向平移个单位长度,相当于向右平移个单位,向下平移,个单位,
∵抛物线的解析式为y=﹣x2+3x+4=﹣(x)2,
∴抛物线的顶点为(,),
∴平移后抛物线的顶点为M(3,),
当BP是对角线时,
∵点P的坐标为(2,6),B(4,0),M(3,),
∴N(3,);
当PM是对角线时,
∵点P的坐标为(2,6),B(4,0),M(3,),
∴N(1,);
当BM是对角线时,
∵点P的坐标为(2,6),B(4,0),M(3,),
∴N(5,);
综上,点N的坐标为(3,)或(1,)或(5,).
4.解:(1)由题意得,,
解得:,
∴b,c=4;
(2)设直线BC的表达式为y=kx+n,
将B(4,0),C(0,4)分别代入,
得,
解得,
故直线BC的表达式为y=﹣x+4,
设P(a,a2a+4),则D(a,﹣a+4),
∴PDa2a+4﹣(﹣a+4)(a﹣2)2,
∵0,
∴当a=2时,线段PD有最大值,最大值为;
(3)由(1)知,抛物线解析式为yx2x+4,
当x=0时,y=4,
∴C(0,4),
∵A(﹣3,0),B(4,0),
∴OA=3,OB=4,OC=4,
∴S△AOCOA•OC3×4=6;
①如图,当P在x轴上方时,
设P(m,m2m+4),
∴S△BOPOB•yP4(m2m+4)
m2m+8,
根据题意得m2m+8=12,
整理得:m2﹣m+6=0,
∴Δ=(﹣1)2﹣4×1×6=﹣23<0,
∴此方程无实数根,
∴在x轴上方不存在P点满足题意;
②如图,当P在x轴下方时,
由①得S△BOPOB•(﹣yP)4(m2m﹣4)m2m﹣8,
∵S△BOP=2S△AOC,
∴m2m﹣8=12,
解得m1=6,m2=﹣5,
当m=6时,yx2x+4626+4=﹣6;
当m=﹣5时,yx2x+4(﹣5)2(﹣5)+4=﹣6;
∴P的坐标为(6,﹣6)或(﹣5,﹣6).
5.解:(1)y=﹣x2+3x+4;理由如下:
由A(4,0),可知OA=4,
∵OA=OC=4OB,
∴OA=OC=4,OB=1,
∴C(0,4),B(﹣1,0).
设抛物线的解析式是y=ax2+bx+c,将点A,点B,点C的坐标代入得:
,
解得:,
∴抛物线的解析式是y=﹣x2+3x+4;
(2)在抛物线上存在点P,使得∠CAP=∠ACB;理由如下:
∵OA=OC,
∴∠OCA=∠OAC=45°,
∴∠ACB>45°,
若点P在AC上方的抛物线上,∠CAP=∠ACB>45°,∠OAP>0°,
此时AP与AC上方的抛物线没有交点,
故点P在AC上方的抛物线上时不满足题意.
当点P在AC下方的抛物线上时,如图1,AP与y轴交于点E,
∵∠CAP=∠ACB,
∴∠OAE+∠OAC=∠BCO+∠OCA,即∠OAE=∠BCO,
在△BOC与△EOA中,
,
∴△BOC≌△EOA(ASA),
∴OE=OB=1,
∴E(0,﹣1),A(4,0),
∴过A、E两点的一次函数为,点P为过A、E两点的一次函数与抛物线的交点,
∴,即4x2﹣11x﹣20=0,
解得,
当时,,
∴;
(3)存在点P,使得△ACP是直角三角形;P的坐标是(2,6)或(﹣2,﹣6)或或;理由如下:
分三种情况讨论:
①当以C为直角顶点时,过点C作CP1⊥AC,交抛物线于点P1,过点P1作y轴的垂线,垂足是M.如图2,
∵∠ACP1=90°,
∴∠MCP1+∠ACO=90°,
∵∠ACO+∠OAC=90°,
∴∠MCP1=∠OAC.
∵OA=OC,
∴∠MCP1=∠OAC=45°,
∴∠MCP1=∠MP1C,
∴MC=MP1,
设P(m,﹣m2+3m+4),则m=﹣m2+3m+4﹣4,
解得:m1=0(舍去),m2=2.
∴﹣m2+3m+4=6,即P(2,6);
②当点A为直角顶点时,过A作AP2,AC交抛物线于点P2,过点P2作y轴的垂线,垂足是N,AP交y轴于点F,如图1,
∴P2N∥x轴,
∵∠CAO=45°,
∴∠OAP=45°,
∴∠FP2N=45°,AO=OF,
∴P2N=NF.
设P2(n,﹣n2+3n+4),
∴n=(﹣n2+3n+4)+4,
解得:n1=﹣2,n2=4(舍去),
∴﹣n2+3n+4=﹣6,
∴P2的坐标是(﹣2,﹣6);
③当点P为直角顶点时:
当点P在AP上方的抛物线上时,如图3,过点P作y轴的垂线,垂足为点M,过点A作x轴的垂线,交MP的延长线于点N,
∵∠MPC=∠NAP,∠CMP=∠PNA=90°,
∴△CMP∽△PNA,
设P(m,﹣m2+3m+4),CM=﹣m2+3m,PM=m,PN=4﹣m,AN=﹣m2+3m+4,,即,
∴,
∴,
∴(m+1)(3﹣m)=1,m2﹣2m﹣2=0,
解得x1,x2=1(舍去),
将代入y=﹣x2+3x+4得;
当点P在AP下方的抛物线上时,如图,过点P作x轴的垂线,垂足为点N,过点C作NP的垂线,交NP的延长线于点M,
∵∠MPC=∠NAP,∠CMP=∠PNA=90°,
∴△CMP∽△PNA,
设P(m,﹣m2+3m+4),CM=﹣m,PM=m2﹣3m,PN=﹣m2+3m+4,AN=4﹣m,,即,
∴,
∴,
∴(m+1)(m﹣3)=﹣1,m2﹣2m﹣2=0,
解得x1(舍去),
x2=1,将x=1代入y=﹣x2+3x+4得:
y=3,P(1,3.
综上所述,P的坐标是(2,6)或(﹣2,﹣6)或(1,3)或(1,3).
6.解:(1)抛物线y=ax2+bx+c与x轴相交于A(﹣1,0),B(3,0)与y轴相交于点C(0,﹣3),把点A,点C,点B的坐标代入得:
,
解得,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3;
∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
∴M(1,﹣4);
(2)由(1)知抛物线的顶点为M(1,﹣4),
设直线BC的解析式为令y=kx+b′,将点B,点C的坐标代入得:
,
解得,
∴直线BC的解析式为y=x﹣3,
设点N(m,m2﹣2m﹣3),则Q(m,m﹣3),
∴NQ=m﹣3﹣m2+2m+3=﹣m2+3m,
∴△CBN面积,
∵,
∴当时,△CBN面积的最大值为.
此时;
(3)P点坐标为(1,2),(1,﹣4),,;理由如下:
∵抛物线y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4的对称轴为:直线x=1,
设点P坐标为(1,t),
∵B(3,0),C(0,﹣3),
∴BC2=32+32=18,
BP2=(3﹣1)2+t2=4+t2,
CP2=(0﹣1)2+(t+3)2=t2+6t+10,
①当∠BCP=90°时,由勾股定理得:BP2=BC2+CP2,
∴4+t2=18+t2+6t+10,
解得t=﹣4,
∴点P的坐标为(1,﹣4);
②当∠BPC=90°时,由勾股定理得:BC2=BP2+CP2,
∴18=t2+6t+10+4+t2,
解得:,
∴点P的坐标为,;
③当∠CBP=90°时,由勾股定理得:CP2=BP2+BC2,
∴t2+6t+10=4+t2+18,
解得t=2,
∴点P的坐标为(1,2);
综上,P点坐标为(1,2),(1,﹣4),,.
7.解:(1)抛物线y=ax2+bx﹣4与x轴交于点A(﹣1,0),B(4,0),将点A,点B的坐标代入得:
,
解得,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣3x﹣4;
(2)抛物线y=x2﹣3x﹣4与y轴交于点C,
令x=0,得y=﹣4,
∴C(0,﹣4),
设直线BC的解析式为y=mx+n,将点B,点C的坐标代入得:
,
解得,
∴直线BC的解析式为y=x﹣4,
如图1,过点P作PH⊥x轴,交BC于点D.
设点P的坐标为(m,m2﹣3m﹣4),则点D的坐标为(m,m﹣4),
∴DP=﹣m2+4m.
由S△BCPS△BOC,得,
解得m1=2,m2=2,
∴点P的坐标为或;
(3)如图2,作NE⊥CB,垂足为点E.
∵C(0,﹣4),B(4,0),
∴OB=OC=4,
∴∠OCB=45°,
∴△NCE为等腰直角三角形,
∴NE=NC•sin45°,
∴ANCN=AN+NE.
当点A,N,E共线时,AN+NE有最小值,最小值n为线段AE的长.
∵△NCE为等腰直角三角形,
∴∠CNE=45°,
∴∠ANO=∠CNE=45°,
∴△AON为等腰直角三角形,
∴∠NAO=45°,
∴△ABE为等腰直角三角形,
∴ON=OA=1,即点N 的坐标为(0,﹣1),
∴AE=AB•sin45°,
∴n的值是.
8.解:(1)∵抛物线与x轴相交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴相交于点C(0,﹣3),
∴设抛物线的解析式为y=a(x+1)(x﹣3),
把C(0,﹣3),代入,得:﹣3=a(0+1)(0﹣3),
∴a=1,
∴y=(x+1)(x﹣3)=x2﹣2x﹣3;
(2)A′不在抛物线上;理由如下:
过点A′作A′D⊥y轴,∠AOC=∠CDA′=90°,
∵CA′是由CA旋转得到,
∴AC=A′C,∠ACA′=90°,
∴∠ACO与∠A′CD互余,∠CA′D与∠A′CD互余,
∴∠ACO=∠CA′D,
∴△ACO≌△CA′D(AAS),
∴OA=CD,OC=A′D,
∵A(﹣1,0),C(0,﹣3),
∴OA=CD=1,OC=A′D=3,
∴OD=2,
∴A′(3,﹣2),
对于y=x2﹣2x﹣3,当x=3时,y=32﹣2×3﹣3=0≠﹣2,
∴A′(3,﹣2)不在抛物线上;
(3)∵B(3,0),C(0,﹣3),
∴设直线BC:y=kx﹣3,将B(3,0)代入,得:k=1,
∴y=x﹣3;
设P 点坐标为 (m,m2﹣2m﹣3),则M点坐标为(m,m﹣3),H点坐标为(m,0).
∴PM=(m﹣3)﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+3m,BH=3﹣m.
∵B(3,0),C(0,﹣3),∠BOC=90°,
∴∠OCB=∠OBC=45°,
∵PH⊥x轴,
∠BMH=∠OBC=45°,
∴BH=MH=3﹣m,
∴.
当 时,PM+2BH取最大值,最大值为.
9.解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c经过A(1,0),C(0,3)两点,且对称轴为直线x=﹣1,
∴B(﹣3,0),
设y=a(x+3)(x﹣1),把C(0,3)代入得:3=a(0+3)(0﹣1),
解得:a=﹣1,
∴抛物线解析式为y=﹣x2﹣2x+3;
(2)如图1,作DE∥y轴,交直线BC于点E,
设直线BC的函数解析式为y=px+q,可得:
,
解得:,
可得直线BC的解析式为y=x+3,
设P(m,﹣m2﹣2m+3),
∴E(m,m+3),
∴DE=﹣m2﹣2m+3﹣(m+3)=﹣m2﹣3m,
∴△DBC的面积,
∵,
∴时△DBC的面积最大,此时点D坐标为;
(3)存在,理由如下:
∵A(1,0),B(﹣3,0),
∴AB=3﹣(﹣1)=4,
∵OB=OC=3,∠BOC=90°,
∴,
设直线AC解析式为y=mx+n,
∵A(1,0),C(0,3),
∴,
解得:,
∴直线AC解析式为y=﹣3x+3,
①当OM∥AC时,△BON∽△BAC,
∴直线OM的解析式为y=﹣3x,
结合抛物线的解析式为y=﹣x2﹣2x+3,得:﹣3x=﹣x2﹣2x+3,
解得:(舍去),,
∴M坐标;
②当△BON∽△BCA时,
∴,
∴,
如图2,过点N作NG⊥x轴于点G,
∵∠OBC=45°
∴BG=NG=2,
∴OG=1,
∴N(﹣1,2),
设直线OM解析式为y=m1x,将N(﹣1,2)代入,得:m1=﹣2,
∴直线OM解析式为y=﹣2x,
结合抛物线的解析式为y=﹣x2﹣2x+3,得:﹣2x=﹣x2﹣2x+3,
解得:,
∴M坐标,
综上,点M的坐标为或.
10.解:(1)令x=0,则y=3,
∴A(0,3),
令y=0,则x=6,
∴C(6,0),
将A(0,3),C(6,0)代入yx2+bx+c,
∴,
∴,
∴yx2+x+3;
(2)连接OM,如图1,
∵A(0,3),C(6,0),
∴OA=3,OC=6,
设M(x,),
令y=0,得,
解得:x=﹣2或x=6,
∴B(﹣2,0);
S四边形ABCM=S△ABO+S△AOM+S△OCM
3×2x×36×()
x2x+12
(x﹣3)x2,
∴当x=3时,四边形ABCM面积最大,其最大值为;此时M的坐标为(3,);
(3)将线段OA绕x轴上的动点P(m,0)顺时针旋转90°得到线段O'A',如图2:
∴PO'=PO=m,O'A'=OA=3,
∴O'(m,m),A'(m+3,m),
当点A'(m+3,m)在抛物线上时,得:(m+3)2+(m+3)+3=m,
解得:m=﹣3±2;
当点O'(m,m)在抛物线上时,得:m2+m+3=m,
解得:m=±2;
∴当﹣3﹣2m≤﹣2或﹣3+2m≤2时,线段O'A'与抛物线 只有一个公共点.
声明:试题解析著作权属所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2025/1/2 17:21:07;用户:帐号61;邮箱:hxnts61@xyh.com;学号:37372737
学科网(北京)股份有限公司
$$