内容正文:
第21章 二次函数与反比例函数思维导图
【类型覆盖】
类型一、反比例函数与一次函数的交点问题
【解惑】如图,反比例函数的图象与一次函数的图象交于,两点,点的坐标为,与轴交于点,是反比例函数在第一象限内图象上的一个动点.当时,点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了反比例函数与一次函数的交点问题,待定系数法求出反比例函数的解析式为,一次函数的解析式为,从而可得点.即,设点,则,计算即可得解,熟练掌握以上知识点并灵活运用是解此题的关键.
【详解】解:把点代入,得.
反比例函数的解析式为.
把点代入,得,
解得,
∴一次函数的解析式为.
当时,,
∴点.即,
设点,
则.
解得,
∵点在第一象限,
,
∴点的坐标为.
故选: C.
【融会贯通】
1.如图,直线与坐标轴分别交于点,,与双曲线交于点,根据图像求出不等式的解集( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题主要考查了反比例函数与一次函数的交点问题,掌握数形结合思想成为解题的关键.
本题先把点代入,求得,然后观察函数图象即可求解;
【详解】解:把代入,解得:,
∴,
观察函数图象得到当时,,
由题意可得:,
∴不等式的解集为;
故选:D;
2.如图,点是直线上一点,过点作轴平行线,交反比例函数图像于点,点位于点的正上方,若的面积为,则点的坐标为 .
【答案】
【分析】本题主要考查了反比例函数与一次函数的交点问题,解题时注意:反比例函数与一次函数的图象的交点坐标满足两函数的解析式.设点横坐标,进而表示出点坐标,数形结合找到等量关系,即可解答.
【详解】解:延长交轴于点,
设点的横坐标为,
∵点是直线上一点,
∴,即:点的坐标,
∵平行于轴,交反比例函数图像于点,点位于点的正上方,
∴点的坐标,
∵的面积为,
由图可得:,
即:,
解得:,
∴
点的坐标,
故答案为:.
3.如图,点是反比例函数的图象上一点,连接并延长交反比例函数图象于点B,M为y轴正半轴上一点,连接并延长交反比例函数图象于点N,连接,已知的面积为.
(1)连接,则的面积为 ;
(2)点N的坐标为 .
【答案】
【分析】本题主要考查了一次函数与反比例函数综合,反比例函数与几何综合,熟知一次函数与反比例函数的相关知识是解题的关键.
(1)根据反比例函数图象的对称性可知点A与点B关于原点对称,则可推出,,进而可得;
(2)利用待定系数法求出反比例函数解析式为;设点,,根据三角形面积计算公式可得;求出直线的表达式为,将代入中,得,解得或(舍去),据此可得答案.
【详解】解:(1)由反比例函数图象的对称性可知点A与点B关于原点对称,
∴,,
∴,
∵
∴,
∵,
∴
∴,
故答案为:;
(2)∵点在的图象上,
∴,
∴反比例函数解析式为;
设点,,
∴,
∴;
设直线的表达式为,
将,代入,,
∴,
∴直线的表达式为,
将代入中,得,
∴,
∴,即,
解得或(舍去),
当时,,
∴点N的坐标为,
故答案为:.
类型二、二次函数与反比例函数的几何最值
【解惑】已知二次函数与的图象均过点和坐标原点,这两个函数在时形成的封闭图象如图所示,为线段的中点,过点且与轴不重合的直线与封闭图象交于,两点.若点的横坐标为1,点在轴上(,,三点不共线),则周长的最小值为( )
A.5 B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了二次函数的图象与性质,对称中的最值问题等知识.根据题意可得两个函数的对称轴均为直线,根据对称轴公式即可求出,作点关于轴的对称点,连接交轴于点,此时周长的最小,最小值为,即可求解.
【详解】解:二次函数与的图象均过点和坐标原点,为线段的中点,
,两个函数的对称轴均为直线,
即,
解得:,
两个函数的解析式分别为,,
作点关于轴的对称点,连接交轴于点,此时周长的最小,最小值为,
点的横坐标为,
,点的横坐标为,
,,
,,
周长的最小值为,
故选:C.
【融会贯通】
1.如图,点A在反比例函数y=的图象上,以为一边作等腰直角三角形,其中,,则线段长的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】如图,过作轴,交轴于,过作轴,垂足为,交于,则,证明,可得,,设,则,,,可得 ,再利用勾股定理建立函数关系式,结合完全平方公式的变形可得答案.
【详解】解:如图,过作轴,交轴于,过作轴,垂足为,交于,则,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,,
设,则,,,,
∴,
∴,
∵,而当,时,则,
∴,
∴的最小值是,
∴的最小值是,
故选:.
【点睛】本题考查了等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定与性质,反比例函数的性质,完全平方公式的变形应用,勾股定理的应用,掌握“的变形公式”是解题的关键.
2.如图,在平面直角坐标系中,矩形边在y轴上,在x轴上,且点B坐标为,反比例函数的图象与,交于D,E两点,的面积为8,点P为y轴上一点,当取得最小值时,点P的坐标为 .
【答案】
【分析】本题考查了反比例函数k值的几何意义、反比例函数图象上点的坐标特征、矩形的性质、轴对称-最短线路,熟练掌握以上知识点是关键.
利用求出反比例函数k值,继而得到,,再利用轴对称-最短路径求出点P坐标即可.
【详解】解:作轴,
∵点D、E都在反比例函数的图象上,
∴,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴,
解得(负值已舍去),
∴,,
找到点D关于y轴的对称点,则,连接交y轴于点P,此时,取得最小值,
设直线的解析式为,由条件可得:,
解得,
∴直线的解析式为,
∴.
故答案为:.
3.如图,已知为等边三角形,边长为,,分别为边,上的动点,且满足,连接,,则的最小值为 .
【答案】/
【分析】本题考查了根据等边三角形的性质,勾股定理,含30度角的直角三角形的性质,二次函数的性质,过点分别作的垂线,垂足分别为,根据等边三角形的性质,勾股定理,含30度角的直角三角形的性质,分别表示出,进而根据二次函数的性质,求得取得最小值,最小值为,进而即可求解.
【详解】解:如图,过点分别作的垂线,垂足分别为
设,
∵已知为等边三角形,边长为,
∴,
∴
∵,则
∴,
∴
∴
∴
当时,取得最小值,最小值为
∴的最小值为
故答案为:.
类型三、二次函数与反比例函数的增减性最值
【解惑】函数的最大值与最小值分别是( )
A.1和 B.5和 C.4和 D.5和
【答案】D
【分析】本题考查了二次函数的顶点式和二次函数的最值的运用.先将解析式化为顶点式就可以求出最小值,再根据对称轴在其取值范围内就可以求出最大值.
【详解】解:∵,
∴,
∴抛物线的对称轴为直线,当时y有最小值,
∵,
∴时,是最大值,
∴函数的最大值为5,最小值为.
故选:D.
【融会贯通】
1.已知反比例函数(m为常数),当时,函数y的最大值为a(a为常数),则当时,函数y有( )
A.最小值 B.最大值
C.最小值 D.最大值
【答案】A
【分析】本题主要考查了反比例函数的图象和性质,由,故该反比例函数图象位于第二、四象限,当时,函数的最大值为,可得出,再分析函数在上的极值即可得出答案.
【详解】解:∵,故该反比例函数图象位于第二、四象限.
当时,函数在第四象限,且,故随增大而递增.
因此,当时,取得最大值,即:,
∴,
当时,函数在第二象限,随增大而递增,
∴当时,有最小值,最小值为:,
当时,有最大值,最大值为:,
故选:A.
2.已知反比例函数(m为常数且),当时,y的最大值是,则当时,y的最小值为 .
【答案】
【分析】本题主要考查了反比例函数的增减性,求反比例函数解析式和反比例函数的函数值,根据题意可得反比例函数的图象经过第一、三象限,且在每个象限内y随x增大而减小,再由当时,y的最大值是,可得当时,,据此利用待定系数法求出函数解析式,进而求出当时的函数值即可得到答案.
【详解】解:∵当时,y的最大值是,
∴反比例函数的图象经过第三象限,
∴反比例函数的图象经过第一、三象限,且在每个象限内y随x增大而减小,
∴当时,,
∴,
当时,,
∴当时,y的最小值为,
故答案为:.
3.抛物线如图所示,则函数y的最小值和最大值分别是 .
【答案】;5
【分析】本题主要考查了二次函数最值问题,根据解析式求出对称轴,开口方向和顶点坐标,进而得到离对称轴越远函数值越大,再确定当且仅当时,函数有最大值并计算出最大值即可得到答案.
【详解】解:∵抛物线解析式为,
∴函数图象开口向上,对称轴为直线,顶点坐标为,即最小值为
∴离对称轴越远函数值越大,
∵,
∴当时,当且仅当时,函数有最大值,最大值为,
故答案为;;5.
类型四、几何运动与函数图象结合问题
【解惑】如图,等边的边长为4,点P是上一动点(不与端点重合),作交于点E,作交AC于点F,设,四边形的面积为y,则y关于x的函数图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了二次函数的应用,等边三角形的性质,过点E作于点G,证明是等边三角形,即可表示出,在表示出,即可求得y关于x的解析式,即可解答,熟练利用表示相关图形的面积是解题的关键.
【详解】解:如图,,
,
∵是等边三角形,
,
,
∴,,
如图,过点E作于点G,
∵,
∴,
∴是等边三角形,
∵,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∴,
∴,∵,
∴选项C符合题意.
故选:C.
【融会贯通】
1.如图1,是等边三角形,点D在边上,,动点P以每秒1个单位长度的速度从点B出发,沿折线匀速运动,到达点A后停止,连接,设点P的运动时间为,为,当动点P沿匀速运动到点C时,y与t的函数图象如图2所示,有以下四个结论:
①;
②当时,;
③当时,;
④动点P沿匀速运动时,两个时刻,分别对应和,若,则.
其中正确结论的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【分析】由图知当动点P沿匀速运动到点C时,,作于点E,利用解直角三角形和勾股定理,即可得到,即可判断①,当时,证明是等边三角形,即可判断②,当时,且时,最小,求出最小值即可判断③,利用勾股定理分别表示出和进行比较,即可判断④.
【详解】解:由图知当动点P沿匀速运动到点C时,,
作于点E,
是等边三角形,点D在边上,,
,,
∴,
∴,
∴.
故①正确;
当时,,,
,
是等边三角形,
∴,
∴.
故②正确;
当时,且时,最小,
,,
∴,
∴最小为,即y能取到,
故③错误;
动点P沿匀速运动时,
∵,
∴,
由①知:,由,
∴,
当时,过D作,由③可知:,,则,
∴,
∴,
,
故④错误;
综上所述,正确的有①②.
故选:B.
【点睛】本题主要考查了二次函数综合,等边三角形性质,解直角三角形,勾股定理,涉及到动点问题、读懂函数图象、正确理解题意,利用数形结合求解是解本题的关键.
2.如图1,在菱形中,为边上一动点,于点,设.当点从点运动到点时,关于的函数图象如图2所示,则关于的函数表达式为 .
【答案】
【分析】本题主要考查了菱形的性质,勾股定理,求反比例函数的解析式,利用数形结合思想解答是解题的关键.
连接交于点O,过点C作于点G,连接,根据菱形的性质以及,可得到为定值,从而得到y关于x的函数是反比例函数关系,结合图2可得,,然后在中,利用勾股定理可得,从而得到,进而得到关于的函数图象过点,即可求解.
【详解】解:如图,连接交于点O,过点C作于点G,连接,
∵四边形是菱形,
∴,,,,
∴,
∵,
∴,
∴为定值,
∴y关于x的函数是反比例函数关系,
根据题意得:当时,点E与点A重合,此时点F与点G重合,
当时,点E与点B重合,点F与点O重合,
∴,,
∴,
在中,,
∴,
∴关于的函数图象过点,
设关于的函数表达式为,
把点代入得:,
∴关于的函数表达式为.
故答案为:.
3.如图1,在中,,D为上一点,,动点P以每秒1个单位长度的速度从点C出发,沿的方向匀速运动;到达点A时停止,以为边作正方形.设点P的运动时间为ts,正方形的面积为S,当点P由点B运动到点A时,经探究发现S是关于t的二次函数,并绘制成如图2所示的图象,则由图象可知线段的长为 .
【答案】
【分析】本题主要考查二次函数的图象和性质,由图2可得:当点P运动到点A处时,,由此可得的长,进而可得的长.理解题意,结合图象,运用数形结合的思想是解题的关键.
【详解】解:由图2可得:当点P运动到点A处时,,
∴,
∴.
故答案为:.
类型五、二次函数与反比例函数的平移
【解惑】如图,将抛物线平移到抛物线,点,分别在抛物线,上.下列结论:①无论取何值,都有;②若点平移后的对应点为,则;③当时,线段的长随着的增大而减小.其中正确的结论为( )
A.①②③ B.①② C.①③ D.②③
【答案】A
【分析】本题考查了二次函数的性质,二次函数的图象与几何变换,二次函数图象上点的坐标特征,一次函数的性质,数形结合是解题的关键.
求得抛物线的顶点即可判断①对;由抛物线的解析式可知将抛物线向右平移3个单位,向下平移3个单位得到抛物线,即可求得平移后的对应点为的最短路程为,即可判断②对;由可知当时,,根据一次函数的性质即可判断③对.
【详解】解:抛物线开口向下,顶点为,
无论取何值,都有,故①对;
将抛物线的顶点为,抛物线开口向下,顶点为,
将抛物线向右平移3个单位,向下平移3个单位得到抛物线,
点平移后的对应点为的最短路程为,故②对;
,当时,,随着的增大而减小,
当时,随着的增大,线段变短,故③对.
故选:A.
【融会贯通】
1.如图,在平面直角坐标系中,点O是坐标原点,直角的一条直角边落在y轴上,且点A与点O重合,,将向右平移2个单位长度,再向上平移2个单位长度.若点A、点C恰好同时落在函数(,)的图象上.则的长度为( )
A. B. C.1 D.2
【答案】C
【分析】设的长度为,根据题意,得,,根据平移性质,得,即,根据点在反比例函数图象上,列出等式解答即可.
本题考查了平移的性质,反比例函数的性质,熟练掌握性质是解题的关键.
【详解】解:设的长度为,根据题意,得,,根据平移性质,得,即,
根据点A、点C恰好同时落在函数(,)的图象上.
故,
解得,
故选:C.
2.如图,将抛物线沿向下平移,使平移后的抛物线经过原点,且平移后的抛物线的对称轴与原抛物线交于点,则经过点的反比例函数的解析式为 .
【答案】
【分析】本题主要考查了二次函数图象的平移问题,求反比例函数解析式,根据题意可设将抛物线向下平移t个单位长度,向左平移t个长度可得到新抛物线,则新抛物线解析式为,利用待定系数法可求出平移后的抛物线解析式为,进而可求出点A的坐标,再利用待定系数法求出对应的反比例函数解析式即可.
【详解】解:∵将抛物线沿向下平移得到新抛物线,
∴可设将抛物线向下平移t个单位长度,向左平移t个长度可得到新抛物线,
∴新抛物线解析式为,
∵平移后的抛物线经过原点,
∴,
解得或(舍去),
∴平移后的抛物线解析式为,
∴平移后的抛物线对称轴为直线,
在中,当时,,
∴,
设经过点A的反比例函数解析式为,
∴,
∴,
∴经过点A的反比例函数解析式为,
故答案为:.
3.如图,在平面直角坐标系中,将函数的图象向上平移3个单位长度,得到一次函数的图象,与反比例函数的图象交于点.过点作x轴的平行线分别交与的图象于C,D两点.
(1)求一次函数和反比例函数的表达式;
(2)根据图象,直接写出不等式的解集;
(3)连接,求的面积.
【答案】(1)一次函数的解析式为;反比例函数的解析式为
(2)
(3)6
【分析】本题考查反比例函数和一次函数交点的问题、平移的性质,解题的关键是熟练掌握反比例函数的图象和性质,一次函数的图象和性质,三角形面积公式.
(1)利用平移的性质和待定系数法即可求解;
(2)通过函数图象和不等式的关系即可求解;
(3)先分别求出的坐标,进而求出的长,再根据三角形面积计算公式求解即可.
【详解】(1)解:由函数的图象向上平移3个单位长度,得到一次函数的图象得,
,
将代入得,,
解得,
∴;
将代入得,,
解得,
∴;
所以,一次函数的表达式为,反比例函数的表达式为;
(2)解:根据函数图象的交点可得,
当时,;
(3)解:由过点作x轴的平行线得,
当时,,
解得,
∴;
当时,
解得,
∴;
∴的面积为.
类型六、二次函数与反比例函数的旋转
【解惑】如图,在平面直角坐标系中,边长为的正方形的顶点分别在轴、轴的正半轴上,如果将这个正方形绕点按顺时针方向旋转,则点恰好落在二次函数的图象上,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】将正方形旋转后,连接,过点作轴的垂线,垂足为点,由旋转的性质得,求出点B的坐标,代入解析式即可求出a的值.
【详解】如图,将正方形旋转后,连接,过点作轴的垂线,垂足为点,则,
∴,
∴,
∴点,
,
解得.
故选D.
【点睛】本题考查了旋转的性质,正方形的性质,勾股定理,待定系数法求二次函数解析式,求出点B的坐标是解答本题的关键.
【融会贯通】
1.如图,A(4,0),B(1,3),以OA、OB为边作□OACB,反比例函数(k≠0)的图象经过点C.则下列结论不正确的是( )
A.□OACB的面积为12
B.若y<3,则x>5
C.将□OACB向上平移12个单位长度,点B落在反比例函数的图象上.
D.将□OACB绕点O旋转180°,点C的对应点落在反比例函数图象的另一分支上.
【答案】B
【分析】先根据平行四边形的性质得到点的坐标,再代入反比例函数(k≠0)求出其解析式,再根据反比例函数的图象与性质对选项进行判断.
【详解】解:A(4,0),B(1,3),,
,
反比例函数(k≠0)的图象经过点,
,
反比例函数解析式为.
□OACB的面积为,正确;
当时,,故错误;
将□OACB向上平移12个单位长度,点的坐标变为,在反比例函数图象上,故正确;
因为反比例函数的图象关于原点中心对称,故将□OACB绕点O旋转180°,点C的对应点落在反比例函数图象的另一分支上,正确.
故选:B.
【点睛】本题综合考查了平行四边形的性质和反比例函数的图象与性质,结合图形,熟练掌握和运用相关性质定理是解答关键.
2.如图1,在正方形中,动点从点出发,沿的方向运动,当点到达点时停止运动,将线段绕点逆时针方向旋转得到,连接,,设点的运动路程为,的面积为,图2表示的是关于的函数图象,已知点在的运动过程中,有最大值6,当点停止运动时,函数图象中的值为 .
【答案】48
【分析】本题考查动点问题的函数图象.根据所给条件判断出正方形的边长是解决本题的关键.根据点在的运动过程中,得到与的二次函数关系,根据有最大值6,可得到正方形的边长;进而得到当运动到点时,的值.
【详解】解:设正方形的边长为,由旋转可得:点在的运动过程中,,
,
,
抛物线的开口方向向下,对称轴为:直线,
有最大值6,
,
解得:(取正值),
,
当点停止运动时,点运动到点处,将线段绕点逆时针方向旋转得到,连接,,如图:
,
四边形是正方形,
,
,
点、、在同一条直线上,
.
故答案为:48.
3.如图,抛物线的图像与x轴交于,B两点,对称轴为直线,与y轴交于C点.
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)当时,直接写出y的取值范围________;
(3)若将此抛物线绕其顶点旋转,直接写出旋转后抛物线的表达式为________.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】本题考查了待定系数法求二次函数的解析式和二次函数的性质,关键是利用二次函数的性质解题.
(1)利用待定系数法求函数解析式;
(2)分别确定自变量为0和对应的函数值,然后结合函数图象和二次函数的性质求解;
(3)根据顶点旋转可直接得出答案.
【详解】(1)解:把代入得:①,
又∵对称轴为直线
∴②
联立①②,可得,解得,
∴这个二次函数的表达式为
(2)解:∵,
抛物线开口向下,有最大值1,
当时,,当时,,
当时,的取值范围是,
故答案为:.
(3)解:抛物线,该抛物线绕其顶点旋转,得出,
故答案为:.
类型七、二次函数与反比例函数的翻折
【解惑】如图,将二次函数的图象在x轴下方的部分沿x轴翻折,图象的其余部分不变,即得到的图象.根据图象,若关于x的方程有四个不相等的实数根,则k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查抛物线与x轴的交点,关键是数形结合思想的应用.把关于x的方程有四个不相等的实数根转化为图象的交点,利用数形结合的思想解答即可.
【详解】解:若关于x的方程有四个不相等的实数根,则函数的图象与的图象有四个交点,如图:
由函数图象可知,k的取值范围是,
故选:A.
【融会贯通】
1.如图,以矩形的顶点O为坐标原点建立平面直角坐标系,使点A、C分别在x轴、y轴的正半轴上,双曲线的图象经过的中点D.且与交于点E.过边上一点F,把沿直线翻折,使点C落在点处(点在矩形内部,且,若点的坐标为,则k的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】首先证明点E是线段AB的中点,设BC=BC′=m,则EC′=m-2.在Rt△BEC′中,根据BC′2=BE2+EC′2,构建方程求出m即可解决问题.
【详解】解:连接OD、OE.设BC=BC′=m,则EC′=m-2.
∵CD=BD,
∴S△CDO=S矩形ABCD,
∵S△AOE==S△CDO=S矩形ABCD,
∴AE=EB,
∵C′(2,3),
∴AE=EB=3,
在Rt△BEC′中,∵BC′2=BE2+EC′2,
∴m2=32+(m-2)2,
∴m=,
∴E(,3),
∵点E在上,
∴k=,
故选:D.
【点睛】本题考查了反比例函数综合题,涉及待定系数法求函数解析式、翻折变换、勾股定理等知识,综合性较强,学会利用参数构建方程解决问题.
2.如图,反比例函数的图象与矩形的边分别相交于点E、F,点C的坐标为,将沿翻折,C点恰好落在上的点D处,则k的值为 .
【答案】
【分析】本题考查的是反比例函数综合题,涉及到反比例函数的性质、反比例函数图象上点的坐标特点,折叠的性质、勾股定理以及三角形相似的判定与性质等知识,过点E作于点M,根据折叠的性质得,,易证;而,得到,即可得的比值;故可得出,而,从而求出,然后在中利用勾股定理得到关于k的方程,解方程,即可求出k的值.
【详解】解:过点E作于点M,
∵将沿翻折,C点恰好落在上的点D处,
,
,而,
,
,
∴;
又∵,
∴,
∴;
∴,而,
,
在中,,即,
解得:,
故答案为:.
3.如图1,抛物线:(是常数,)与轴交于点,,点在点的左侧,与轴交于点.
(1)求抛物线的函数表达式,并求其顶点坐标;
(2)求点,的坐标及直线的函数表达式;
(3)如图2,将抛物线在轴上方的部分沿轴向下翻折,与抛物线在轴下方的部分合在一起得到新的图形记作,将直线向下平移个单位,得到直线,若直线与图形有四个不同交点,请直接写出的取值范围.
【答案】(1);顶点坐标为
(2),,
(3)
【分析】(1)由待定系数法即可求解;
(2)先求出抛物线与轴交点,再由待定系数法求解一次函数解析式;
(3)先求出翻折后的解析式,设出平移后的直线解析式,找出两个临界状态,一个是直线经过点,一个是直线与抛物线相切时,即可求解.
【详解】(1)解:由题意得:将代入.
,
则,
则.
抛物线解析式为
即.
顶点坐标为;
(2)解:当时,,
,.
点,.
设直线的表达式为.将,点代入得
,
解得
直线的函数表达式为;
(3)解:将直线向下平移个单位所得直线的解析式为,
当直线过点时,,
解得;
将抛物线位于轴上方的部分关于轴对称,
得到新的图形的解析式为.
当直线与抛物线相切时,
令,
整理得,
.
解得
当时,直线与新的图形有四个不同交点.
的取值范围为.
【点睛】本题考查了二次函数的图象与性质,翻折的性质,涉及待定系数法求函数解析式,一次函数图象的平移问题等知识点.
类型八、二次函数的铅垂高
【解惑】在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点、(点在点的左侧),与轴交于点,点的坐标为,点的坐标为.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,若点是第二象限内抛物线上一动点,当面积最大时,求点的坐标及面积的最大值;
(3)如图2,若点是抛物线上一动点,点是抛物线对称轴上一点,是否存在点,使得以为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请求出点的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)面积的最大值:,
(3)点的坐标为:或或
【分析】(1)把点,点的坐标代入,求出,,即可;
(2)过点作轴交于点,设的解析式为,求出的解析式,设点且,则点,求出,再根据二次函数的性质求解即可;
(3)根据平行四边形的性质分类讨论:①当为平行四边形的对角线时;②当为平行四边形的对角线时;③当为平行四边形的对角线时,分别求解,即可.
【详解】(1)解:∵抛物线经过点,点,
∴,
解得:,
∴抛物线的解析式为:.
(2)解:过点作轴交于点,垂足为F,如图:
∵,,设直线解析式为,
将、代入,
得:,
∴,
∴直线解析式为,
设,,则,
∴,
∵,
∴当时,最大为,
∴面积为,
∴ 面积的最大值:,
此时.
(3)解:存在.
∵,
∴抛物线的对称轴为直线,
设点N的坐标为,点M的坐标为
分三种情况:①当为平行四边形的对角线时,如图,
∵、,
∴,即,
解得,.
∴,
∴点M的坐标为
②当为平行四边形的对角线时,如图,
∵、,
∴,即,
解得,.
∴,
∴点M的坐标为;
③当AC为平行四边形的对角线时,如图,
∵、,
∴线段的中点H的坐标为,即H,
∴,
解得,,
∴,
∴点M的坐标为,
综上,点的坐标为:或或.
【点睛】本题是二次函数综合题,其中涉及到二次函数图象上点的坐标特征,二次函数图象与几何变换,二次函数的性质,平行四边形的判定与性质.熟知几何图形的性质利用数形结合是解题的关键.
【融会贯通】
1.如图,已知抛物线的对称轴是直线,与轴相交于,两点(点在点的右侧),与轴交于点.
(1)求线段的长;
(2)若点是抛物线上,两点之间的一个动点(不与点,重合),设点的横坐标为,过点作轴,交直线于点.
(ⅰ)当线段的长有最大值时,求点的坐标;
(ⅱ)过点作交抛物线于点,是否存在点使为等腰直角三角形?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)(ⅰ) ;(ⅱ)或.
【分析】本题为二次函数综合运用题,涉及到一次函数、二次函数的性质,等腰三角形的性质.
(1)由待定系数法求出抛物线表达式,进而求解;
(2)(Ⅰ)由题意知点的坐标为,点的坐标为,即可求解;
(Ⅱ)由得到当时,为等腰直角三角形,再根据点在对称轴右侧或左侧分情况讨论,分别画出图形求解即可.
【详解】(1)解:抛物线的对称轴是直线,
,
解得,
抛物线的解析式为.
令,得,解得,,
,,
;
(2)解:(ⅰ)由(1)知抛物线的解析式为.
令,得,
.
设直线的解析式为,
将,代入,得
解得,
直线的解析式为,
由题意知点的坐标为,点的坐标为,
,
当时,线段的长有最大值,
此时,
点的坐标为;
(ⅱ),
,
即当时,为等腰直角三角形.
①如图1,点在对称轴右侧.
,轴,抛物线的对称轴是直线,点的横坐标为,
.
由(ⅰ)知,
,
解得或(不合题意,舍去),
;
②如图2,点在对称轴左侧.
,轴,抛物线的对称轴是直线,点的横坐标为,
.
由(ⅰ)知,
,
解得或(不合题意,舍去),
.
存在,的值为或.
2.如图,已知直线与x轴交于点A,与y轴交于点C,抛物线经过A,C两点,且与x轴的另一个交点为B,对称轴为直线
(1)求抛物线的表达式;
(2)是第二象限内抛物线上的动点,设点D的横坐标为m,求四边形面积S的最大值及此时D点的坐标;
(3)若点P在抛物线对称轴上,点Q在平面上,以点A,C,P,Q为顶点作菱形,请直接写出符合题意的P点的坐标.
【答案】(1)
(2),
(3)或或或或
【分析】(1)先求得A,B,C三点的坐标,将抛物线设为交点式,进一步求得结果;
(2)作于F,交AC于E,根据点D和点E坐标可表示出DE的长,进而表示出三角形ADC的面积,进而表示出S的函数关系式,进一步求得结果;
(3)根据菱形性质分别进行分类讨论,即以AC为对角线或以AC为边这两个情况,进而求得点P的坐标即可.
【详解】(1)解:已知直线与x轴交于点A,与y轴交于点C,
当时,得:,
解得:,
当时,,
,,
对称轴为直线,
,
抛物线经过A点,且与x轴的另一个交点为B,
将点A,点B的坐标代入得:,
解得:,
抛物线的表达式为;
(2)解:如图1,作于F,交于E,
,,
,
,
,
,
∵,,
当时,,
当时,,
;
(3)解:点P在抛物线对称轴上,
设,
以点A,C,P,Q为顶点作菱形,
当以A,C,P,Q为顶点的四边形是以为对角线的菱形,
,
即:,
,
,
,
,,
,,
;
当以A,C,P,Q为顶点的四边形是以为边的菱形,
,且
即:,
,
,
或;
当,即四边形是菱形,
,,
,;
此时;
当,即四边形是菱形,
,,
,;
此时;
当以A,C,P,Q为顶点的四边形是以为边的菱形,
,且
即:,
,
,
或;
当,即四边形是菱形,
,,
,;
此时;
当,即四边形是菱形,
,,
,;
此时;
综上所述,或或或或.
【点睛】本题考查了二次函数的综合,涉及待定系数法解二次函数的解析式,二次函数的图象与性质,两点坐标距离公式,三角形的面积,菱形性质等知识,解题的关键是熟练掌握知识点.
3.综合与探究
在平面直角坐标系中,抛物线经过,,三点,连接.
(1)求抛物线的解析式;
(2)是抛物线上的一个动点,连接,,当是以为底边的等腰三角形时,点的坐标为________;
(3)如图①,是直线下方抛物线上的一个动点,连接,,求面积的最大值;
(4)如图②,是线段上的一个动点,是点右侧轴上的一个动点,且始终保持,连接,,则的最小值为________.
【答案】(1);
(2)或;
(3)当时,最大,最大面积为;
(4).
【分析】(1)根据待定系数法求解即可;
(2)设,由是以为底边的等腰三角形,得,进而得,,解得,从而代入得,,即可得解;
(3)利用待定系数法求得直线为,过作轴交直线于点,设,则,,进而利用铅锤法构造二次函数,利用二次函数的性质求解即可;
(4)连接,,过作轴于点,在射线上取,连接,证明()得,从而得当点、、三点共线时,的值最小,利用勾股定理即可得解.
【详解】(1)解:∵抛物线经过,,三点,
∴,
解得,
∴;
(2)解:设,
∵当是以为底边的等腰三角形,
∴,
∵,,
∴
解得,
∵在上,
∴
解得,
当时,,
当时,,
∴或;
(3)解:设直线为,
∵,,
∴
解得,
∴直线为,
如图,过作轴交直线于点,
设,则,
,
∵,,
∴,
∴当时,最大,最大面积为;
(4)解:连接,,过作轴于点,在射线上取,连接,
∵,,
∴轴,
∴,
∵轴
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,,
∴,
∵,,
∴()
∴,
∴当点、、三点共线时,的值最小,
最小值为.
【点睛】本题主要考查了待定系数法求二次函数解析式,二次函数的图像及性质,勾股定理,两点之间,线段最短,全等三角形的判定及性质,熟练掌握二次函数的图像及性质,勾股定理,两点之间,线段最短是解题的关键.
类型九、二次函数与反比例函数的定值与比值
【解惑】如图1,抛物线与轴交于A,B(点A在点B左侧),与轴相交于C.且,抛物线的顶点为M.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点D为直线下方抛物线上一动点,连接交于E,求的最大值.
(3)如图2,直线与抛物线交于P,Q两点,点P关于直线的对称点为,直线与直线交点于点R,求证:的长为定值.
【答案】(1)
(2)
(3)见解析
【分析】(1)令,求出,,根据,求出,即可得出答案;
(2)先求出直线解析式为,分别过A,D作轴的垂线分别交于F,G点,设,则,求出,根据平行线分线段成比例定理得出:,根据,得出当时,有最大值为4,即可得出答案;
(3)先求出顶点,对称轴为直线,设,,求出直线的解析式为:,求出当时,,根据根与系数的关系得出,,求出,根据,求出,为定值.
【详解】(1)解:令,则,
,
解得:,,
∴,,
∵,
∴,
解得:,
∴抛物线解析式为:;
(2)解:由得:
,,
设直线的解析式为,把,代入得:
,
解得:,
∴直线解析式为,
分别过A,D作轴的垂线分别交于F,G点,
则,,
设,则,
,
∵,
∴,
∵,
∴当时,有最大值为4.
∴的最大值为.
(3)解:∵,
∴顶点,对称轴为直线,
设,,
点P关于直线的对称点,
设直线的解析式为,则有:
,
解得:,
直线的解析式为:
,
当时,,
由得:
,
∴,,
∴,
∵,
∴,为定值.
【点睛】本题主要考查了二次函数的综合应用,求二次函数解析式,求一次函数解析式,平行线分线段成比例定理,一元二次方程根与系数的关系,二次函数的最值,解题的关键是熟练掌握二次函数的性质.
【融会贯通】
1.已知抛物线与x轴交于点A、B(A在B的右边),交y轴于点C.
(1)若.
①直接写出抛物线的解析式: ;
②如图1,连接,过抛物线第四象限上的点M作交y轴于N,若平分线段,求点M的坐标;
(2)如图2,点P和点Q在抛物线上,点P在点B左侧抛物线上,点Q在y轴右侧抛物线上,直线交y轴于点F,直线交y轴于点H,设直线的解析式为,当C为的中点时,试证明k为一个定值,并求出这个定值.
【答案】(1)①;②
(2)
【分析】本题考查了二次函数的综合问题,涉及待定系数法求函数解析式,一元二次方程根与系数的关系,全等三角形的判定与性质等知识点,难度较大.
(1)①由待定系数法求解即可;
②过点作轴交于点,可求直线,设, 可求直线,则,那么,证明,则,同理可求直线,而,故,则,解得:或(舍),故;
(2)联立直线和抛物线表达式,则,则,可得,则直线,同理可得直线,直线,可求得,,由为中点,得到,则,故.
【详解】(1)解:①将代入
,
解得:,
∴抛物线解析式为;
②过点作轴交于点,
设直线,
则,
解得:,
∴直线,
设,
∵,
∴,
设直线,
代入点,得,
解得:,
∴直线,
当,
∴,
∴,
∵平分线段,
∴,
∵轴
∴,
∵,
∴,
∴,
同理可求直线,
∵轴,
,
∴,
∴,
解得:或(舍)
∴;
(2)解:联立直线和抛物线表达式,则,
则,
∴,
∴,
∴直线,
同理可得直线,
直线,
对于直线,当,,
∴,
同理,
∵为中点,
∴,
∴,
又∵由题意可知,
∴,
∴.
2.已知二次函数的图象经过点,一次函数的图象经过点.
(1)求二次函数的解析式;
(2)如图,若直线与该二次函数的图象的另一个交点为,与反比例函数的图象只有一个交点,判断点纵坐标的值是否为定值?如果是,请求出该定值;如果不是,请说明理由;
(3)在(2)的条件下,过点作直线平行于轴,交抛物线于点F,H(点在点左边),当点在直线下方抛物线上运动时,求的最大值.
【答案】(1)
(2)是,
(3)
【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,一次函数与反比例函数交点问题,熟练掌握待定系数法是解答本题的关键.
(1)设二次函数的解析式为,利用待定系数法求解即可;
(2)直线过点,求出直线,令,整理得,根据,求出.把代入直线解析式得,进而得出结论;
(3)连接,令,求出,进而求出直线的解析式为,直线的解析式为,令,求出点的横坐标,即可求出,利用二次函数的性质即可解答.
【详解】(1)解:设二次函数的解析式为.
把点带入解析式,得,
解得,
二次函数的解析式为;
(2)解:点纵坐标的值为定值.理由如下:
直线过点,
,即直线.
直线与反比例函数的图象只有一个交点,
令,整理得,
,
方程的解为.
把代入直线解析式得,
点的坐标为,即点纵坐标的值为定值;
(3)解:如图,连接.
令,解得,
.
设直线的解析式为.
将点代入,
得,
解得,
直线的解析式为.
同理,直线的解析式为,
.
令,解得(舍),
点的横坐标.
点的横坐标,
.
,
当时,取得最大值,最大值为.
3.在平面直角坐标系中,点A在y轴上,正方形的顶点B在反比例函数(k为常数,且,)的图像上,点D在反比例函数(k为常数,且,)的图像上,设点B、D的横坐标分别为m、n.
(1)已知四个点,,,恰有三个点在反比例函数(k为常数,且)的图像上.
①__________;
②如图1,当正方形的顶点A与点O重合时,试探究是否为定值.如果是,求出这个值;如果不是,请说明理由;
(2)如图2,当正方形的顶点A在y轴的正半轴时,直接写出m、n满足的等量关系式.
【答案】(1)①2;②
(2)
【分析】(1)①将四个点的坐标代入反比例函数表达式即可求解;
②证明,得到,即,即可求解;
(2)过点作直线轴,过点、分别作的垂线,垂足分别为点、,
由,则,,即可求解.
【详解】(1)解:①因为,,,,
所以除了第二个点外,其余点都在反比例函数上,
∴,
故答案为:2;
②是定值,理由:
设点,点,
如图1,过点、分别作轴的垂线,垂足分别为点、,
四边形为正方形,则,,
,,
,
,,
,
则,即,
则为定值;
(2)如图2,过点作直线轴,过点、分别作的垂线,垂足分别为点、,
设直线的表达式为:,
设点,点,
由(1)②知,,
则,,
即,,
由得,,由得,,
所以,,
∵,,
∴.
类型十、二次函数与反比例函数的新定义
【解惑】定义:在平面直角坐标系中,若点满足我们称点P是“和谐等差点”.如:点,都是“和谐等差点”.
(1)点M是一次函数图象上的一个“和谐等差点”,请直接写出点M的坐标;
(2)若反比例函数k为常数)图象上有唯一一个“和谐等差点”,求k的值;
(3)若点C是平面内一个“和谐等差点”,过点C作x轴的垂线交x轴于点D,连接OC.设点C的横坐标为t,的面积为S.
①求S与t的函数关系式;
②直线与函数S的图象有4个交点时,求出实数b的取值范围.
【答案】(1)(答案不唯一)
(2)
(3)①;②当时,直线与函数图象有4个交点
【分析】(1)根据“和谐等差点”的定义,当时,求出y值,即可得出答案.
(2)设点是反比例函数上的“和谐等差点”,根据“和谐等差点”的定义得出,
然后化为一元二次方程,再结合已知条件可知,进而可求出k的值.
(3)①根据“和谐等差点”的定义可设点C的坐标为,然后分三种情况分别求出函数解析式式即可.
②分析出当直线过点和与函数有4交点时的情况然后根据零界状态分别求出b的取值范围即可.
【详解】(1)解:点M是一次函数图象上的一个“和谐等差点”,
令,
则有,解得:,
当时,,
则点是一次函数图象上的一个“和谐等差点”.
(2)解:设点是反比例函数上的“和谐等差点”
则根据题意得:
整理得:
∵反比例函数(,k为常数)图象上有唯一一个“和谐等差点”
∴
解得:
(3)解:①∵点C是平面内的一个“和谐等差点”,
∴可设点C的坐标为
I当,,即时,
∴
Ii当,,即时
Iii当,,即时,
综上所述,
(或者写成)
②当直线过点和与函数有唯一一个交点时,
为两个临界状态,
当直线过点时,此时
解得∶
当直线与函数有唯一一个交点时,与函数的图象有
3个交点,则有两个相等的实数根
整理得:
,
解得
当时,直线与函数图象有4个交点.
【点睛】本题主要考查了一次函数的图像和性质,反比例函数的图像和性质,二次函数的图像和性质,根判别式的应用,“和谐等差点”是解题的关键.
【融会贯通】
1.在平面直角坐标系中,对于点和点.给出如下定义:若,则称点为点的伴随点.例如:点的伴随点为点.
(1)若点的伴随点在双曲线上,则的值为______.
(2)已知点在直线上,点是点的伴随点,求的值.
(3)若点在直线上,则点的伴随点也在直线上,求点所在直线对应的函数表达式.
(4)已知点的坐标分别为、,连接,若点在直线上,直接写出点的伴随点在线段上时的取值范围.
【答案】(1);
(2);
(3)所在直线解析式为;
(4).
【分析】本题考查了反比例函数图象与性质,一次函数的图象与性质,熟练掌握新定义及待定系数法求函数解析式是关键.
()按照新定义代入计算即可;
()按照新定义代入计算即可;
()根据点在直线上得到,根据新定义得到,即,设所在直线解析式为,代入点坐标得,根据等式对于所有都成立可得,继而得到直线解析式;
()由坐标可得线段解析式为,根据新定义,由点在线段上可得的取值范围,再利用条件得到,代入的取值范围即可得到的取值范围.
【详解】(1)解:根据新定义可知点的伴随点,
∵点在双曲线上,
∴,
故答案为:;
(2)解:∵点是点的伴随点,
∴,
∵点在直线上,
∴;
(3)解:∵点在直线上,
∴,
由新定义可知,即,
设所在直线解析式为,代入点坐标得:
,
∴,,
∴,,
∴所在直线解析式为;
(4)解:∵、,
∴线段解析式为,
由新定义可知,
∵点在线段上,
∴,,
解得,,
∵点在直线上,
∴,
∴,即,
∴,
解得.
2.在平面直角坐标系中,对于点,给出如下定义:若点在某一个函数的图象上,且,则称该点是这个函数图象上的“和点”.例如:点(0,2)是函数图象上的“和2点”.
【基础应用】
(1)在函数:①;②;③;④的图象上,存在“和1点”的函数是___________.(填序号)
(2)如图1,设函数与函数的图象的“和0点”分别为点,,过点作轴,垂足为.当为等腰三角形时,求的值.
【拓展提升】
(3)如图2,若将函数的图象绕轴上一点旋转,旋转后的函数图象上只有1个“和点”时,求点的坐标.
(4)在(3)的条件下,函数图象的顶点为,与轴交于点,线段轴,交函数图象于点.平移函数图象,使其顶点始终在直线上运动,当平移后的图象与射线只有一个公共点时,设此时图象的顶点的横坐标为,请直接写出的取值范围.
【答案】(1)②③;(2)的值为或或1或0;(3)点的坐标为;(4)或
【分析】题目主要考查对新定义的理解,包括一次函数和二次函数综合问题,旋转的性质,理解题意,熟练掌握二次函数的性质是解题关键.
(1)根据“和1点”的定义,依次求解计算判断即可;
(2)根据题意得出“和0点”在函数的图象上,然后联立两个函数求解得出点,再根据等腰三角形的定义分情况分析求解即可;
(3)根据题意得出抛物线的顶点坐标为,设点的坐标为,再由旋转的性质确定旋转后的图象的顶点坐标为,旋转后的图象的解析式为,然后求解即可;
(4)由(3)得旋转后的图象的解析式为,确定点,,.利用待定系数法得出直线的解析式为,直线的解析式为,然后分三种情况,作出图象分析即可
【详解】解:(1)根据“和1点”的定义,得
∴“和1点”在函数的图象上.
联立无解.故①不成立.
联立
解得故②成立.
联立
解得
故③成立.
联立无解.
故④不成立.
故答案为:②③.
(2)根据“和0点”的定义,得.
“和0点”在函数的图象上.
联立,
解得:和,
点.
轴,
点.
联立,
解得
点,
.
①当时,即.
解得.
②当时,即.
解得.
③当时,即.
解得(与点重合,舍去).
综上所述,的值为或或1或0.
(3),
抛物线的顶点坐标为.
设点的坐标为.
将函数的图象绕轴上一点旋转,
为一对对应点的中点.
旋转后的图象的顶点坐标为.
旋转后的图象的解析式为.
旋转后的函数图象上只有一个“和点”,
联立
整理,得.
旋转后的函数图象上只有1个“和点”,
方程只有一个实数根,
∴
解得.
点的坐标为.
(4)在(3)的条件下,,
旋转后的图象的解析式为.
点,,.
设直线的解析式为,
代入得:,
解得:
直线的解析式为,
同理:直线的解析式为.
平移函数图象使其顶点始终在直线上运动,
平移后的图象的顶点的坐标为.
平移后的函数图象的解析式为.
平移后的图象与射线只有一个公共点,
联立
整理,得.
平移后的图象与射线只有一个公共点,
.
解得.
当时,如图1所示,平移后的函数图象与射线只有一个公共点.
当函数图象的顶点为时,与射线交于点和点,
将的图象沿向右移动时,函数图象与射线有1个交点,如图2所示,此时,
当函数图象经过点时,此时只有1个交点,如图3所示.
把点代入,得.
解得(舍去),.
当时,平移后的图象与射线只有一个公共点.
综上所述,当或时,平移后的图象与射线只有一个公共点.
3.在平面直角坐标系中,若函数的图象经过矩形一条对角线的两个端点,则定义函数是这个矩形的“对角函数”.
(1)如图1,矩形在第一象限,轴,轴,且,.
①若点的坐标为,一次函数是矩形的“对角函数”,则这个函数解析式为 ;
②若反比例函数是矩形的“对角函数”,求点的坐标;
(2)如图2, 矩形在第一象限,轴,轴,且点的坐标为,正比例函数经过点,且是矩形的“对角函数”,反比例函数经过点,且是矩形的“对角函数”.当时,将矩形沿折叠,点的对应点为,若点落在轴上,求的值.
【答案】(1)①或;②;
(2)
【分析】(1)①根据题意先求出,然后分两种情况,并结合待定系数法解答,即可求解;②设,则点,点,从而得到点,再把点B的坐标代入反比例函数解析式,可求出s的值,即可求解;
(2)先求出正比例函数解析式为,可设点,则,,从而得到,再由折叠的性质可得,延长交y轴于点F,结合矩形的性质可得,,然后在中,利用勾股定理求出m的值,即可求解.
【详解】(1)解:①∵点的坐标为,轴,轴,且,,
∴点,
当直线过点B,D时,
把,代入得:
,
解得:,
∴该函数解析式为;
当直线过点A,C时,
把点,代入得:
,
解得:,
∴该函数解析式为;
综上所述,该函数解析式为或
故答案为:或
②∵四边形是矩形,
∴,轴,
∵反比例函数是矩形的“对角函数”,
∴点B,D在反比例函数的图象上,
设点,则点,
∵轴,且,
∴点,
∵轴, ,
∴点,
∵点B在反比例函数的图象上,
∴,
解得:(舍去)或,
∴点;
(2)解:点的坐标为,正比例函数经过点,
∴,
∴正比例函数解析式为,
∵正比例函数是矩形的“对角函数”,
可设点,则,,
∴,
∵将矩形沿折叠,点的对应点为,
∴,
如图,延长交y轴于点F,
∵轴,
∴点,,
∴,
∵四边形是矩形,轴,
∴轴,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
在中,,
∴,
解得:或2,
∵,
∴,即,
∴,
∴点,
把点代入得:.
【点睛】本题考查了矩形的性质,反比例函数,一次函数,等腰三角形的性质和判定,勾股定理,解一元二次方程,理解“对角函数”,利用数形结合思想求解是解题的关键.
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第21章 二次函数与反比例函数思维导图
【类型覆盖】
类型一、反比例函数与一次函数的交点问题
【解惑】如图,反比例函数的图象与一次函数的图象交于,两点,点的坐标为,与轴交于点,是反比例函数在第一象限内图象上的一个动点.当时,点的坐标为( )
A. B. C. D.
【融会贯通】
1.如图,直线与坐标轴分别交于点,,与双曲线交于点,根据图像求出不等式的解集( )
A. B. C. D.
2.如图,点是直线上一点,过点作轴平行线,交反比例函数图像于点,点位于点的正上方,若的面积为,则点的坐标为 .
3.如图,点是反比例函数的图象上一点,连接并延长交反比例函数图象于点B,M为y轴正半轴上一点,连接并延长交反比例函数图象于点N,连接,已知的面积为.
(1)连接,则的面积为 ;
(2)点N的坐标为 .
类型二、二次函数与反比例函数的几何最值
【解惑】已知二次函数与的图象均过点和坐标原点,这两个函数在时形成的封闭图象如图所示,为线段的中点,过点且与轴不重合的直线与封闭图象交于,两点.若点的横坐标为1,点在轴上(,,三点不共线),则周长的最小值为( )
A.5 B. C. D.
【融会贯通】
1.如图,点A在反比例函数y=的图象上,以为一边作等腰直角三角形,其中,,则线段长的最小值是( )
A. B. C. D.
2.如图,在平面直角坐标系中,矩形边在y轴上,在x轴上,且点B坐标为,反比例函数的图象与,交于D,E两点,的面积为8,点P为y轴上一点,当取得最小值时,点P的坐标为 .
3.如图,已知为等边三角形,边长为,,分别为边,上的动点,且满足,连接,,则的最小值为 .
类型三、二次函数与反比例函数的增减性最值
【解惑】函数的最大值与最小值分别是( )
A.1和 B.5和 C.4和 D.5和
【融会贯通】
1.已知反比例函数(m为常数),当时,函数y的最大值为a(a为常数),则当时,函数y有( )
A.最小值 B.最大值
C.最小值 D.最大值
2.已知反比例函数(m为常数且),当时,y的最大值是,则当时,y的最小值为 .
3.抛物线如图所示,则函数y的最小值和最大值分别是 .
类型四、几何运动与函数图象结合问题
【解惑】如图,等边的边长为4,点P是上一动点(不与端点重合),作交于点E,作交AC于点F,设,四边形的面积为y,则y关于x的函数图象大致为( )
A. B.
C. D.
【融会贯通】
1.如图1,是等边三角形,点D在边上,,动点P以每秒1个单位长度的速度从点B出发,沿折线匀速运动,到达点A后停止,连接,设点P的运动时间为,为,当动点P沿匀速运动到点C时,y与t的函数图象如图2所示,有以下四个结论:
①;
②当时,;
③当时,;
④动点P沿匀速运动时,两个时刻,分别对应和,若,则.
其中正确结论的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
2.如图1,在菱形中,为边上一动点,于点,设.当点从点运动到点时,关于的函数图象如图2所示,则关于的函数表达式为 .
3.如图1,在中,,D为上一点,,动点P以每秒1个单位长度的速度从点C出发,沿的方向匀速运动;到达点A时停止,以为边作正方形.设点P的运动时间为ts,正方形的面积为S,当点P由点B运动到点A时,经探究发现S是关于t的二次函数,并绘制成如图2所示的图象,则由图象可知线段的长为 .
类型五、二次函数与反比例函数的平移
【解惑】如图,将抛物线平移到抛物线,点,分别在抛物线,上.下列结论:①无论取何值,都有;②若点平移后的对应点为,则;③当时,线段的长随着的增大而减小.其中正确的结论为( )
A.①②③ B.①② C.①③ D.②③
【融会贯通】
1.如图,在平面直角坐标系中,点O是坐标原点,直角的一条直角边落在y轴上,且点A与点O重合,,将向右平移2个单位长度,再向上平移2个单位长度.若点A、点C恰好同时落在函数(,)的图象上.则的长度为( )
A. B. C.1 D.2
2.如图,将抛物线沿向下平移,使平移后的抛物线经过原点,且平移后的抛物线的对称轴与原抛物线交于点,则经过点的反比例函数的解析式为 .
3.如图,在平面直角坐标系中,将函数的图象向上平移3个单位长度,得到一次函数的图象,与反比例函数的图象交于点.过点作x轴的平行线分别交与的图象于C,D两点.
(1)求一次函数和反比例函数的表达式;
(2)根据图象,直接写出不等式的解集;
(3)连接,求的面积.
类型六、二次函数与反比例函数的旋转
【解惑】如图,在平面直角坐标系中,边长为的正方形的顶点分别在轴、轴的正半轴上,如果将这个正方形绕点按顺时针方向旋转,则点恰好落在二次函数的图象上,则( )
A. B. C. D.
【融会贯通】
1.如图,A(4,0),B(1,3),以OA、OB为边作□OACB,反比例函数(k≠0)的图象经过点C.则下列结论不正确的是( )
A.□OACB的面积为12
B.若y<3,则x>5
C.将□OACB向上平移12个单位长度,点B落在反比例函数的图象上.
D.将□OACB绕点O旋转180°,点C的对应点落在反比例函数图象的另一分支上.
2.如图1,在正方形中,动点从点出发,沿的方向运动,当点到达点时停止运动,将线段绕点逆时针方向旋转得到,连接,,设点的运动路程为,的面积为,图2表示的是关于的函数图象,已知点在的运动过程中,有最大值6,当点停止运动时,函数图象中的值为 .
3.如图,抛物线的图像与x轴交于,B两点,对称轴为直线,与y轴交于C点.
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)当时,直接写出y的取值范围________;
(3)若将此抛物线绕其顶点旋转,直接写出旋转后抛物线的表达式为________.
类型七、二次函数与反比例函数的翻折
【解惑】如图,将二次函数的图象在x轴下方的部分沿x轴翻折,图象的其余部分不变,即得到的图象.根据图象,若关于x的方程有四个不相等的实数根,则k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【融会贯通】
1.如图,以矩形的顶点O为坐标原点建立平面直角坐标系,使点A、C分别在x轴、y轴的正半轴上,双曲线的图象经过的中点D.且与交于点E.过边上一点F,把沿直线翻折,使点C落在点处(点在矩形内部,且,若点的坐标为,则k的值为( )
A. B. C. D.
2.如图,反比例函数的图象与矩形的边分别相交于点E、F,点C的坐标为,将沿翻折,C点恰好落在上的点D处,则k的值为 .
3.如图1,抛物线:(是常数,)与轴交于点,,点在点的左侧,与轴交于点.
(1)求抛物线的函数表达式,并求其顶点坐标;
(2)求点,的坐标及直线的函数表达式;
(3)如图2,将抛物线在轴上方的部分沿轴向下翻折,与抛物线在轴下方的部分合在一起得到新的图形记作,将直线向下平移个单位,得到直线,若直线与图形有四个不同交点,请直接写出的取值范围.
类型八、二次函数的铅垂高
【解惑】在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点、(点在点的左侧),与轴交于点,点的坐标为,点的坐标为.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,若点是第二象限内抛物线上一动点,当面积最大时,求点的坐标及面积的最大值;
(3)如图2,若点是抛物线上一动点,点是抛物线对称轴上一点,是否存在点,使得以为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请求出点的坐标,若不存在,请说明理由.
【融会贯通】
1.如图,已知抛物线的对称轴是直线,与轴相交于,两点(点在点的右侧),与轴交于点.
(1)求线段的长;
(2)若点是抛物线上,两点之间的一个动点(不与点,重合),设点的横坐标为,过点作轴,交直线于点.
(ⅰ)当线段的长有最大值时,求点的坐标;
(ⅱ)过点作交抛物线于点,是否存在点使为等腰直角三角形?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
2.如图,已知直线与x轴交于点A,与y轴交于点C,抛物线经过A,C两点,且与x轴的另一个交点为B,对称轴为直线
(1)求抛物线的表达式;
(2)是第二象限内抛物线上的动点,设点D的横坐标为m,求四边形面积S的最大值及此时D点的坐标;
(3)若点P在抛物线对称轴上,点Q在平面上,以点A,C,P,Q为顶点作菱形,请直接写出符合题意的P点的坐标.
3.综合与探究
在平面直角坐标系中,抛物线经过,,三点,连接.
(1)求抛物线的解析式;
(2)是抛物线上的一个动点,连接,,当是以为底边的等腰三角形时,点的坐标为________;
(3)如图①,是直线下方抛物线上的一个动点,连接,,求面积的最大值;
(4)如图②,是线段上的一个动点,是点右侧轴上的一个动点,且始终保持,连接,,则的最小值为________.
类型九、二次函数与反比例函数的定值与比值
【解惑】如图1,抛物线与轴交于A,B(点A在点B左侧),与轴相交于C.且,抛物线的顶点为M.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点D为直线下方抛物线上一动点,连接交于E,求的最大值.
(3)如图2,直线与抛物线交于P,Q两点,点P关于直线的对称点为,直线与直线交点于点R,求证:的长为定值.
【融会贯通】
1.已知抛物线与x轴交于点A、B(A在B的右边),交y轴于点C.
(1)若.
①直接写出抛物线的解析式: ;
②如图1,连接,过抛物线第四象限上的点M作交y轴于N,若平分线段,求点M的坐标;
(2)如图2,点P和点Q在抛物线上,点P在点B左侧抛物线上,点Q在y轴右侧抛物线上,直线交y轴于点F,直线交y轴于点H,设直线的解析式为,当C为的中点时,试证明k为一个定值,并求出这个定值.
2.已知二次函数的图象经过点,一次函数的图象经过点.
(1)求二次函数的解析式;
(2)如图,若直线与该二次函数的图象的另一个交点为,与反比例函数的图象只有一个交点,判断点纵坐标的值是否为定值?如果是,请求出该定值;如果不是,请说明理由;
(3)在(2)的条件下,过点作直线平行于轴,交抛物线于点F,H(点在点左边),当点在直线下方抛物线上运动时,求的最大值.
3.在平面直角坐标系中,点A在y轴上,正方形的顶点B在反比例函数(k为常数,且,)的图像上,点D在反比例函数(k为常数,且,)的图像上,设点B、D的横坐标分别为m、n.
(1)已知四个点,,,恰有三个点在反比例函数(k为常数,且)的图像上.
①__________;
②如图1,当正方形的顶点A与点O重合时,试探究是否为定值.如果是,求出这个值;如果不是,请说明理由;
(2)如图2,当正方形的顶点A在y轴的正半轴时,直接写出m、n满足的等量关系式.
类型十、二次函数与反比例函数的新定义
【解惑】定义:在平面直角坐标系中,若点满足我们称点P是“和谐等差点”.如:点,都是“和谐等差点”.
(1)点M是一次函数图象上的一个“和谐等差点”,请直接写出点M的坐标;
(2)若反比例函数k为常数)图象上有唯一一个“和谐等差点”,求k的值;
(3)若点C是平面内一个“和谐等差点”,过点C作x轴的垂线交x轴于点D,连接OC.设点C的横坐标为t,的面积为S.
①求S与t的函数关系式;
②直线与函数S的图象有4个交点时,求出实数b的取值范围.
【融会贯通】
1.在平面直角坐标系中,对于点和点.给出如下定义:若,则称点为点的伴随点.例如:点的伴随点为点.
(1)若点的伴随点在双曲线上,则的值为______.
(2)已知点在直线上,点是点的伴随点,求的值.
(3)若点在直线上,则点的伴随点也在直线上,求点所在直线对应的函数表达式.
(4)已知点的坐标分别为、,连接,若点在直线上,直接写出点的伴随点在线段上时的取值范围.
2.在平面直角坐标系中,对于点,给出如下定义:若点在某一个函数的图象上,且,则称该点是这个函数图象上的“和点”.例如:点(0,2)是函数图象上的“和2点”.
【基础应用】
(1)在函数:①;②;③;④的图象上,存在“和1点”的函数是___________.(填序号)
(2)如图1,设函数与函数的图象的“和0点”分别为点,,过点作轴,垂足为.当为等腰三角形时,求的值.
【拓展提升】
(3)如图2,若将函数的图象绕轴上一点旋转,旋转后的函数图象上只有1个“和点”时,求点的坐标.
(4)在(3)的条件下,函数图象的顶点为,与轴交于点,线段轴,交函数图象于点.平移函数图象,使其顶点始终在直线上运动,当平移后的图象与射线只有一个公共点时,设此时图象的顶点的横坐标为,请直接写出的取值范围.
3.在平面直角坐标系中,若函数的图象经过矩形一条对角线的两个端点,则定义函数是这个矩形的“对角函数”.
(1)如图1,矩形在第一象限,轴,轴,且,.
①若点的坐标为,一次函数是矩形的“对角函数”,则这个函数解析式为 ;
②若反比例函数是矩形的“对角函数”,求点的坐标;
(2)如图2, 矩形在第一象限,轴,轴,且点的坐标为,正比例函数经过点,且是矩形的“对角函数”,反比例函数经过点,且是矩形的“对角函数”.当时,将矩形沿折叠,点的对应点为,若点落在轴上,求的值.
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