内容正文:
二次函数综合--面积问题
1.如图,已知抛物线与x轴交于点A和点,与y轴交于点C,且.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)若点Q是抛物线上的一动点,连接交于点P,过点P作,交于点E,
①求面积的最大值及此时点P的坐标;
②是否存在Q,使?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
2.如图,在平面直角坐标系中已知抛物线与直线都经过两点,该抛物线的顶点为.
(1)求此抛物线的解析式.
(2)设点是直线下方抛物线上的一动点,连接,,请求出的最大面积是多少.
(3)设直线与该抛物线的对称轴交于点,点为射线上一点,过作轴的垂线交抛物线于点,是否存在点,使点,,,是平行四边形的四个顶点?若存在,求点的坐标;若不存在,请说明理由.
3.如图:抛物线与x轴交于点和点B,与y轴交于点,若点P是线段上的一动点(不与A、B重合),分别以为一边,在直线的同侧作等边三角形和,连接相交于点E,连接.回答以下问题
(1)求抛物线的解析式;
(2)求的度数;
(3)求三角形的最大面积,并写出此时点P的坐标.
4.在平面直角坐标系中,O为坐标原点,抛物线(a,b,c为常数,且)与x轴交于,两点,与y轴交于点.
(1)求抛物线的函数表达式.
(2)P,Q两点均在抛物线上,轴于点D,轴于点E,与y轴交于点F.已知P,Q两点的横坐标分别为t和,且.
(ⅰ)分别记和的面积为,,求的最小值.
(ⅱ)分别记和的面积为,,若,求t的值.
5.如图,抛物线与x轴正半轴交于点A,抛物线的对称轴交x轴于点F,交抛物线于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P在第一象限抛物线对称轴右侧抛物线上一点,连接交于点D,设点P的横坐标为的面积为,求与的函数解析式;
(3)在(2)的条件下,过点作轴于点,连接,点为线段的中点,过点作轴的平行线交于点,点为线段上一点,连接,若,求点的坐标.
6.将一个直角三角形纸片放置在平面直角坐标系中,点,点,点,,点在轴正半轴上,点在边上,且,沿直线折叠该纸片,折叠后点的对应点为,设.
(1)填空:如图①,当时,点的坐标为 ,点的坐标为 ;
(2)如图②,若折叠该纸片后与重叠部分为四边形,点的对应点为,与边相交于点,与边相交于点.试用含有的式子表示线段的长,并直接写出的取值范围;
(3)若折叠该纸片后与重叠部分的面积为,当时,求的取值范围(直接写出结果即可).
7.二次函数的图象与轴交于,两点,与轴交于点.
(1)求此二次函数的表达式;
(2)如图1,点是第三象限内的抛物线上的动点,过作轴,交轴于点,四边形的面积是否存在最大值?若存在,求出最大值;若不存在,说明理由;
(3)如图2,点是抛物线的顶点,抛物线的对称轴与轴交于点,已知点,连接,在抛物线的对称轴上是否存在一点,使得,若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
8.如图,在等腰三角形中,,点在轴上,点在轴上,点,抛物线的图象经过点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)把沿轴正方向平移,当点落在抛物线上时,求扫过区域的面积;
(3)在抛物线上是否存在异于点的点,使是以为直角边的等腰直角三角形?如果存在,请求出所有符合条件的点的坐标;如果不存在,请说明理由.
9.已知如图:二次函数图象的顶点坐标为,与坐标轴交于、、三点,且点的坐标为.
(1)求二次函数的解析式;
(2)如图,在二次函数图象位于轴上方有两个动点、,且点在点的左侧,过、作轴的垂线交轴于点、两点,当四边形为矩形时,求该矩形周长的最大值;
(3)当矩形的周长最大时,能否在二次函数图象上找到一点,使的面积是矩形面积的?若存在,直接写出该点的坐标;若不存在,请说明理由.
10.如图,抛物线与轴交于点、,于轴交于点,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,请直接写出的取值范围________________.
11.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴相交于,两点(点在点左侧),顶点为,连接.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)如图1,若是轴正半轴上一点,连接.当点的坐标为时,求证:;
(3)如图2,连接,将沿轴折叠,折叠后点落在第四象限的点处,过点的直线与线段相交于点,与轴负半轴相交于点.当时,与是否相等?请说明理由.
12.如图,已知抛物线与轴交于、两点,与轴交于点,且,.
(1)求抛物线的表达式及点的坐标;
(2)若点是直线上方抛物线上的一动点,过点作轴的垂线,交于点,连接,.设面积为,求的最大值及此时点的坐标;
(3)若对称轴与交于点,将抛物线向左平移个单位得到新抛物线,新抛物线与直线交于点,连接交直线于点,且,求的取值范围.
参考答案
1.(1)
(2)①面积的最大值为3,此时;②存在,
(1)解:,
,
将代入,
解这个方程组,得,
∴此抛物线的解析式:;
(2)①设,则
,
,
,
,
∴当时,面积的最大值为3,此时;
②存在,.理由如下:
,
,
,
,
,
解析式为,
联立
解得(不合题意,舍去),,
.
2.(1)
(2)
(3)存在,或
(1)解:抛物线经过两点,
,解得,
抛物线的解析式为,
(2)如图,作轴交直线于点,
直线经过两点,
,解得,
直线的解析式为;
设,则,
,
,
,
当时,面积有最大值,最大值是;
(3)存在,理由如下:
,
抛物线的顶点的坐标为,
轴,
,
,
①如图,若点在轴下方,四边形为平行四边形,则,
设,则,
,
,
解得:,舍去,
;
②如图,若点在轴上方,四边形为平行四边形,则,
设,则,
,
,
解得:或舍去,
,
综上可得点的坐标为或.
3.(1)
(2)
(3),
(1)解:由题意把点代入,
得,,解得,
抛物线解析式为:.
(2)解:∵与为等边三角形,
,
,即,
,
,
,
,
∴,
.
(3)解:如图,过点M作轴于点G,过点N作轴于点H,
令代入中,解得,
,则,
∵,
∴
设,则,
∵是等边三角形,,
∴,,
∴
同理:,
,
,
当时,S有最大值是,
的最大面积是,此时点P的坐标是.
4.(1)
(2)(ⅰ);(ⅱ)
(1)解:由题意得,,解得.
∴抛物线的函数表达式为.
(2)解:(ⅰ)如图1,设,
直线的函数表达式为.
∵直线经过,,
∴.
∴,
即.
∵,
∴,
∴,
∴,
∴直线的函数表达式为,
∴,,
∴,,
∴,
∵,
∴的最小值为.
(ⅱ)如图2,
∵,,即.
∴,,
∵,
∴,
即,
∵,
∴,
∴.
解得.
5.(1)
(2)
(3)
(1)解:∵抛物线的对称轴交x轴于点F,
∴对称轴为直线,,
∴当时,,即,
∴,
∵抛物线与x轴正半轴交于点A,
∴,
∵,
∴,
解得:,(舍去),
∴抛物线的解析式为.
(2)解:如图,过点作于,
∵抛物线的解析式为,点P的横坐标为,
∴设,直线的解析式为,
∴,,
解得:,
∴直线的解析式为,
∵,,
∴,
∴当时,,即,
∴,
∴.
(3)解:如图,过点作轴于,延长交轴于,连接,
设直线的解析式为,
∵,,
∴,
解得:,
∴直线的解析式为,
∴当时,,
∴,
∵轴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
在和中,,
∴,
∴,
∵,
∴,即,
∵轴,轴,,
∴四边形是矩形,
∴,
∴,
解得:,(舍去),
∴,,直线的解析式为,
∵点为线段的中点,
∴,
∴当时,,即,
设,
∵,
∴,
解得:,
∴.
6.(1),
(2)
(3)
解;③当时,由等边三角形面积得,由二次函数的性质,即可求解.
(1)解:延长交轴于,
,,
,,
,
,
,
,
由翻折得:,
,
,
,
,
,
,,
故答案为:,;
(2)解:由折叠得
,,
,
,
由(1)得,
,
,
,
,
,
,
,
故();
(3)解:①当时,如图,
此时折叠该纸片后与重叠部分为,
,
,
,
,
,
,
,
;
②当时,如图,
,
,
,
,
,
,
,,
,
;
③当时,如图,
,
,
,
,
是等边三角形,
,
,
;
综上所述:.
本题考查了折叠的性质,二次函数的综合应用,特殊三角形的特征,等腰三角形的判定及性质,等边三角形的判定及性质,三角函数等;掌握折叠的性质,特殊三角形的特征,等腰三角形的判定及性质,等边三角形的判定及性质,能熟练利用三角函数进行求解,并能根据点的不同位置进行分类讨论是解题的关键.
7.(1)
(2)存在,最大值是6
(3)存在,或
(1)把,分别代入抛物线,确定解析式即可;
(2)设,则,则,
则
,根据抛物线的性质解答即可.
(3) 取点,过点Q作轴,交于点M,确定,连接并延长交对称轴直线于点,确定一个位置;过点C作轴,过点N作轴,二线交于点G,则四边形是矩形,在上取一点,使得,则,连接并延长交对称轴直线于点,确定第二个位置,解答即可.
(1)解:把,分别代入抛物线,得
解得
抛物线的解析式为.
(2)解:根据抛物线的解析式为,
∴,,,
设,则,则,
∴
,
∵,
∴抛物线开口向下,函数有最大值,且最大值为6.
(3)解:∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
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:,
设直线的解析式为,
∴,
解得,
∴直线的解析式为:,
∴,
∴,
取点,过点Q作轴,交于点M,
则,
∴,
连接并延长交对称轴直线于点,
根据题意,,,
∵,
∴,
∴;
∵,
∴,
∴点符合题意,
设直线的解析式为,
∴,
解得,
∴直线的解析式为:,
当时,,
故;
过点C作轴,过点N作轴,二线交于点G,
则四边形是矩形,
∴,,,
∴,
在上取一点,使得,
则,
∴,
连接并延长交对称轴直线于点,
根据题意,,,
∵,
∴,
∴;
∵,
∴,
∴点符合题意,
设直线的解析式为,
∴,
解得,
∴直线的解析式为:,
当时,,
故;
综上所述,符合题意的点H坐标有,.
本题考查了待定系数法求函数解析式,三角形全等的判定和性质,构造二次函数求最值,角的和计算,平行线的函数思想判定,平行线的性质,一次函数解析式确定,解方程组,熟练掌握待定系数法,解方程组是解题的关键.
8.(1)
(2)9.5
(3)存在,
(1)将点C的坐标代入抛物线的解析式,可求得b的值,从而可得到抛物线的解析式;
(2)过点C作轴,垂足为点K,首先证明,从而可得到,,于是可得到点A、B的坐标,然后依据勾股定理求得的长,然后求得点D的坐标,从而可求得三角形平移的距离,最后,依据扫过区域的面积为,求解即可;
(3)当时,过点P作轴,垂足为G,先证明,从而可得到点P的坐标,然后再判断点P的坐标是否满足抛物线的解析式即可,当,过点P作轴,垂足为点F,同理可得到点P的坐标,然后再判断点P的坐标是否满足抛物线的解析式即可.
(1)解:∵点在二次函数的图象上,
,解得:,
∴二次函数的解析式为;
(2)解:过点C作轴,垂足为K.
为等腰直角三角形,
.
又,
.
又,
.
在和中,
,
,
,.
,.
∴当点B平移到点D时,设,
则,解得(舍去)或.
由题意可得扫过区域的面积为平行四边形和的面积和,
即;
(3)解:存在;
当时,过点P作轴,垂足为G.
为等腰直角三角形,
,.
.
又,
.
在和中,
,
,
,,
∴.
当时,,
∴点不在抛物线上.
当,过点P作轴,垂足为F.
同理可知:,
,,
.
当时,,
∴点在抛物线上,
综上,所有符合条件的点P的坐标为.
本题主要考查的是二次函数的综合应用,解答本题主要应用了待定系数法求二次函数的解析式、平移的性质、全等三角形的性质和判定,作辅助线构造全等三角形是解答本题的关键.
9.(1);
(2)该矩形周长的最大值是;
(3)存在,点坐标为或或.
(1)由函数图象顶点坐标设函数解析式为,再将点坐标代入即可求出函数解析式;
(2)由该二次函数的对称轴是,设点的坐标为,点,结合矩形周长的计算公式表示出周长关于的函数解析式后,根据二次函数的最值即可得解;
(3)由题意得,当矩形周长最大时,点与点重合,求出的面积及直线解析式,设点坐标为,过作垂直于轴,交于点,则,结合图象可得,再解方程即可得到点的横坐标,从而得到点的坐标.
(1)解:设解析式为,
抛物线经过,代入上式得:,
二次函数表达式为:,或.
(2)解:依题得:该二次函数的对称轴是,
设点的坐标为,则点,
则,,
矩形的周长,
,
,
,
当时,周长有最大值,最大值为.
(3)解:点坐标为:或或.
二次函数表达式为,
,
当矩形周长最大时,点与点重合,
又此时的面积是矩形面积的,
,
将、坐标代入一次函数表达式并解得:
直线的表达式为:,
设点坐标为,
过作垂直于轴,交于点,则,
,
则,
即:,
解得,,,
故点坐标为:或或.
本题考查的知识点是待定系数法求解析式、的图象与性质、面积问题(二次函数综合)、特殊四边形(二次函数综合)、解一元二次方程的实际应用,解题关键是熟练掌握二次函数的图象与性质.
10.(1)
(2)点P的坐标为或;
(3)或与抛物线没有公共点
(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.
(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,
∴,
整理得:,
∴,
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.
本题主要考查相似三角形的判定和性质、待定系数法求解析式、全等三角形的判定和性质、求一次函数的解析式和旋转的性质,解题的关键是熟悉分类讨论思想和二次函数的性质旋转.
11.(1)
(2)见解析
(3)相等,理由见解析
(1)根据顶点为,利用求出,再将代入解析式即可求出,即可得出函数表达式;
(2)延长交x轴于点D,由(1)知抛物线的解析式表达式为,求出,再利用待定系数法求出直线的解析式为,进而求出,则,利用两点间距离公式求出,易证,得到,由,即可证明;
(3)过点作轴,交x轴于点G,利用抛物线解析式求出,求出,根据,易证,得到,由,即,求出,得到,即点的横坐标为,由折叠的性质得到,求出直线的解析式为,进而求出,得到,利用三角形面积公式求出,则,即可证明结论.
(1)解:该抛物线的顶点为,即该抛物线的对称轴为,
,
,
将代入解析式,则,
,
抛物线的解析式表达式为;
(2)证明:如图1,延长交x轴于点D,
由(1)知抛物线的解析式表达式为,则,
,
点的坐标为,
设直线的解析式为,
则,
解得:
直线的解析式为,则,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
;
(3)解:过点作轴,交x轴于点G,
令,即,
解得:,
根据题意得:,
,
轴,轴,
,
,
,
,即,
,
,
点的横坐标为,
由折叠的性质得到,
设直线的解析式为,
则,
解得:,
直线的解析式为,
,
,
,
,
,
,,
.
本题考查二次函数综合问题,涉及二次函数的性质,二次函数解析式,一次函数的解析式,折叠的性质,二次函数与三角形相似的综合问题,二次函数与面积综合问题,正确作出辅助线构造三角形相似是解题的关键.
12.(1),
(2)的最大值的,
(3)或
(1)解:∵抛物线与轴交于、两点,与轴交于点,且,,
∴,
解得:,
∴,
当时,得:,
∴,
∴抛物线的表达式为,点的坐标为;
(2)如图,过点作轴的垂线,垂足为,交轴于点,设,
则点的横坐标为.
设直线的解析式为,过点,,
∴,,,
解得:,
∴直线的解析式为,
∵在直线上,且点的横坐标为,
∴将代入,得:,
∴,
∵,,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴开口朝下且,
∴当时,取最大值,最大值为,此时;
(3)∵抛物线的对称轴为,,
∴,
∵原抛物线为:,
∴向左平移个单位后为:,
当时,得:,
∴,
当点在下方时,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴,
∵,即,
∴,
∵,
∴,即,
解得:,
∴;
当点在的上方时,
∴,即,
解得:,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴,
∵,即,
∴,
∵,
∴,即,
解得:(不合题意舍去)或,
∴,
综上所述,的取值范围为或.
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