内容正文:
34
专题特训四 二次函数中的几何图形存在性问题 ▶ “答案与解析”见P17
类型一 等腰三角形的存在性
1.
分类讨论思想
如图,关于x 的二次函数y=
x2+bx+c的图象与x 轴相交于点A(1,
0)和点B,与y轴相交于点C(0,3).
(1)
求二次函数的表达式.
(2)
求线段BC 的长.
(3)
在y轴上是否存在一点P,使△PBC 为
等腰三角形? 若存在,请写出点P 的坐标;
若不存在,请说明理由.
(第1题)
类型二 直角三角形的存在性
2.
新考法·新定义题
在平面直角坐标系
中,把与x 轴交点相同的二次函数
图象称为“共根抛物线”.如图,抛物
线L1:y=-
1
4x
2-12x+2
交x 轴于点A,
B(点A 在点B 左侧),交y 轴于点C.抛物
线L2与L1是“共根抛物线”,其顶点为P.
(1)
若抛物线L2 经过点(1,-5),求抛物线
L2对应的函数表达式.
(2)
当△BPC 的周长最小时,求抛物线
L2对应的函数表达式.
(3)
是否存在以A,C,P 为顶点的三角形是
以AC 为直角边的直角三角形? 若存在,求
出抛物线L2 对应的函数表达式;若不存在,
请说明理由.
(第2题)
类型三 平行四边形的存在性
3.
如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=
ax2+bx-5交x 轴于A,C 两点,交y轴于
点B,5OA=OB=OC,连接BC.
(1)
求抛物线对应的函数表达式.
(2)
已知抛物线的对称轴上存在一点M,使
得△ABM 的周长最小,请求出点M 的坐标.
(3)
P 是线段BC 上一点,过点P 作y 轴的
平行线交抛物线于点Q,求当四边形OBQP
为平行四边形时点P 的坐标.
(第3题)
数学(沪科版)九年级上
35
类型四 矩形的存在性
4.
如图,抛物线y=ax2+2x+c的对称轴是直
线x=1,与x 轴交于点A,B(3,0),与y 轴
交于点C.
(1)
求抛物线对应的函数表达式.
(2)
已知E 是抛物线对称轴上的点,在平面
直角坐标系内是否存在点F,使以B,C,E,
F 为顶点的四边形为矩形? 若存在,请写出
点F 的坐标;若不存在,请说明理由.
(第4题)
类型五 菱形的存在性
5.
(2024·泸州)如图,在平面直角坐标系中,抛
物线y=ax2+bx+3经过点A(3,0),与
y轴交于点B,且关于直线x=1对称.
(1)
求抛物线对应的函数表达式.
(2)
C 是抛物线上位于第一象限的一个动
点,过点C 作x轴的垂线交直线AB 于点D,
在y轴上是否存在点E,使得以B,C,D,E
为顶点的四边形是菱形? 若存在,求出该菱
形的边长;若不存在,请说明理由.
(第5题)
类型六 正方形的存在性
6.
(2024·大同模拟)如图,抛物线y=
x2+bx+c经过点A(-1,-1)和点
B(3,3),P 是线段AB 上一动点(不
与点A,B 重合),直线l是抛物线的对称轴,
设点P 的横坐标为m.
(1)
求抛物线对应的函数表达式及直线AB
对应的函数表达式.
(2)
若E 是抛物线上一点,平面内是否存在
点F,使得以A,E,F,P 为顶点的四边形是
正方形? 若存在,请写出所有满足条件的点
F 的坐标.若不存在,请说明理由.
(第6题)
第21章 二次函数与反比例函数
∴
函数y=kx的图象经过第二、四象
限.∵
函数y=
2
x
的图象分布在第
一、三象限.∴
两个函数的图象没有
交点.
4.
(1)
∵
四边形 OABC 是矩形,
D(4,1),且D 为AB 的中点,
∴
B(4,2).
∴
点E 的纵坐标为2.
∵
反比例函数y=
k
x
(x>0)的图象
分别与AB,BC 交于点D(4,1)和
点E,
∴
k=4×1=4.
∴
反比例函数的表达式为y=
4
x
(x>0).
把y=2代入y=
4
x
,得2=4x
,解得
x=2.
∴
E(2,2).
(2)
-3≤m≤0. 解析:把D(4,1)
代入y=x+m,得1=4+m,解得
m=-3.把E(2,2)代入y=x+m,
得2=2+m,解得m=0.∴
m 的取值
范围是-3≤m≤0.
5.
A
6.
(1)
由题意,将B(-1,2)代入y=
m
x
,得2=m-1
,解得m=-2.
∴
双 曲 线 对 应 的 函 数 表 达 式 为
y=-
2
x.
又∵
点A(2,a)在双曲线上,
∴
a=-1.
∴
A(2,-1).
将A(2,-1),B(-1,2)代入y=
kx+b,得
2k+b=-1,
-k+b=2, 解得 k=-1
,
b=1.
∴
直线y=kx+b对应的函数表达式
为y=-x+1.
(2)
由题意,可分成两种情形.
①
点M,N 在双曲线的同一支上,
∵
双曲线y=-
2
x
,在同一支上时函
数值y随x的增大而增大,
∴
当x1<x2时,y1<y2.
②
点M,N 在双曲线的不同支上,
∵
x1<x2,
∴
x1<0<x2.
∴
由图象,可得y1>0>y2,即当
x1<x2时,y1>y2.
(3)
关于x的不等式kx+b>mx
的解
集为x<-1或0<x<2.
7.
16 解析:如图,连接AC,分别过
点A,C 作AE⊥x轴于点E,CD⊥x
轴于点D,则S△COD=S△AOE=
1
2|k|.
∴
S△AOC = S△COD + S梯形AEDC -
S△AOE=S梯形AEDC.∵
反比例函数y=
k
x
与正比例函数y=x 的图象交于
A,B 两点,∴
点A,B 关于原点对称.
∴
OA=OB.∴
S△AOC=S△BOC=12.
设A(a,a)(a>0).∴
k=4m·m=
a·a.∴
a=2m.∴
A(2m,2m).
∴
S梯形AEDC=
1
2
(CD+AE)·DE=
12,即12
(4m+2m)(2m-m)=12,解
得m=2(负值舍去).∴
k=4m·
m=16.
(第7题)
8.
(1)
把A(1,4)分别代入反比例函
数y=
k
x
,一次函数y=x+b,得k=
1×4,1+b=4,解得k=4,b=3.
∵
点B(-4,n)也在反比例函数y=
4
x
的图象上,
∴
n= 4-4=-1.
(2)
设直线y=x+3与y 轴的交点
为C.
∵
当x=0时,y=3,
∴
C(0,3).
∴
S△AOB=S△AOC+S△BOC=
1
2×3×
1+12×3×4=7.5.
9.
5+1
2
解析:由x=kx
,得x=
k(负值已舍去).∴
点A 的坐标为
(k,k).∴
AB=k.∵
AB⊥x轴,
∴
点B的坐标为(k,0).∵
直线l由
直线y=x 平移得到,且经过点B,
∴
直线l对应的函数表达式为y=x-
k.由x-k=kx
,得x=1+52 k
(负
值已舍去).∴
y=
1+5
2 k- k=
5-1
2 k.∴
C 1+52 k,5-12 k .
∵
CD⊥x 轴,∴
CD= 5-12 k.
∴
AB
CD=
k
5-1
2 k
= 5+12 .
10.
(1)
∵
点A(-1,m)在一次函数
y=-2x+2的图象上,
∴
m=-2×(-1)+2=4.
∴
A(-1,4).
∵
点A 在反比例函数y=
k
x
(x<0)
的图象上,
∴
k=-4.
∴
反比例函数的表达式为y=-
4
x
(x<0).
(2)
∵
点 B(n,2)在反比例函数
y=-
4
x
(x<0)的图象上,
∴
2=-4n
,解得n=-2.
∴
B(-2,2).
将直线y=-2x+2向下平移h个单
位后得到的直线对应的函数表达式为
y=-2x+2-h.
∵
点B(-2,2)在直线y=-2x+
2-h上,
∴
2=-2×(-2)+2-h,解得h=4.
根据函数图象及交点坐标可知,x<0
时,不等式 k
x <ax+b
的解集为
x<-2.
专题特训四 二次函数中的
几何图形存在性问题
1.
(1)
把A(1,0)和C(0,3)代入y=
x2+bx+c,得
1+b+c=0,
c=3, 解得
b=-4,
c=3.
∴
二次函数的表达式为y=x2-
4x+3.
71
(2)
令y=0,则x2-4x+3=0,解得
x1=1,x2=3.
∴
B(3,0).
∵
C(0,3),
∴
BC= (3-0)2+(0-3)2=32.
(3)
存在.
∵
BC=3 2,点 P 在y 轴上,当
△PBC为等腰三角形时,分三种情况
进行讨论:如图.
①
当CP=CB 时,PC=32,
∵
C(0,3),
∴
P1(0,3+32),P2(0,3-32).
②
当BP=BC时,OP=OC=3,
∴
P3(0,-3).
③
当PB=PC时,
∵
OC=OB=3,
∴
此时点P 与点O 重合.
∴
P4(0,0).
综上所述,点P 的坐标为(0,3+32)
或(0,3-32)或(0,-3)或(0,0).
(第1题)
2.
(1)
在抛物线L1:y=-
1
4x
2-
1
2x+2
中,令y=0,则0=-
1
4x
2-
1
2x+2
,解得x1=-4,x2=2.
∴
A(-4,0),B(2,0).
设抛物线L2 对应的函数表达式为
y=a(x+4)(x-2).
将(1,-5)代入y=a(x+4)(x-2),
得-5=a·(1+4)×(1-2),解得
a=1.
∴
抛物线L2 对应的函数表达式为
y=(x+4)(x-2)=x2+2x-8.
(2)
如图,连接 AC,交对称轴直线
x=-4+22 =-1
于点P,连接BP,
交y轴于点E,连接BC,此时△BPC
的周长最小.
令x=0,则y=2.
∴
C(0,2).
设直线AC对应的函数表达式为y=
kx+2.
将A(-4,0)代入,得0=-4k+2,解
得k=12.
∴
直线AC对应的函数表达式为y=
1
2x+2.
当x=-1时,y=
3
2.
∴
点P 的坐标为 -1,32 .
由(1),知抛物线L2 对应的函数表达
式为y=a(x+4)(x-2).
将P -1,32 代入y=a(x+4)
(x-2),得32=a
·(-1+4)×(-1-
2),解得a=-16.
∴
抛物线L2 对应的函数表达式为
y=-
1
6
(x+4)(x-2).
(3)
存在.设点P 的坐标为(-1,m).
∵
A(-4,0),C(0,2),
∴
AC = 22+42 =25,PC =
(2-m)2+12,AP= m2+32.
当点P 在x 轴上方时,由题意,得
AC2+PC2 =AP2,即 (25)2 +
[ (2-m)2+12]2=( m2+32)2,
解得m=4.
∴
点P 的坐标为(-1,4).
将P(-1,4)代入y=a(x+4)(x-
2),得4=a·(-1+4)×(-1-2),
解得a=-49.
∴
抛物线L2 对应的函数表达式为
y=-
4
9
(x+4)(x-2).
当点P 在x 轴下方时,由题意,得
AC2+AP2 =PC2,即 (25)2 +
( m2+32)2=[ (2-m)2+12]2,
解得m=-6.
∴
点P 的坐标为(-1,-6).
将P(-1,-6)代入y=a(x+
4)(x-2),得-6=a·(-1+4)×
(-1-2),解得a=23.
∴
抛物线L2 对应的函数表达式为
y=
2
3
(x+4)(x-2).
综上所述,抛物线L2 对应的函数表
达式为y=
2
3
(x+4)(x-2)或
y=-
4
9
(x+4)(x-2).
(第2题)
3.
(1)
由抛物线对应的函数表达式
知,令x=0,得y=-5.
∴
B(0,-5).
∴
OB=5.
∵
5OA=OB=OC,
∴
OA=1,OC=5.
∴
点 A,C 的坐标分别为(1,0),
(-5,0).
设抛物线对应的函数表达式为y=
a(x-1)(x+5)=a(x2+4x-5)=
ax2+bx-5.
∴
a=1.
∴
抛物线对应的函数表达式为y=
x2+4x-5.
(2)
点A 关于抛物线的对称轴直线
x=-2对称的点为C,则BC 交抛物
线的对称轴于点M,此时△ABM 的
周长最小.
由点B,C的坐标,易得直线BC 对应
的函数表达式为y=-x-5.
当x=-2时,y=-(-2)-5=-3,
则点M 的坐标为(-2,-3).
(3)
设P(x,-x-5),则Q(x,x2+
4x-5).
∴
PQ=(-x-5)-(x2+4x-
5)=-x2-5x.
∵
PQ∥OB,
∴
当 PQ=OB 时,满 足 条 件,即
-x2-5x=5,解得x=-5±52 .
∴
点P的坐标为 -5+5
2
,-5-5
2
或 -5-5
2
,-5+5
2 .
81
4.
(1)
∵
抛物线y=ax2+2x+c的
对称轴是直线x=1,与x 轴交于点
A,B(3,0),
∴
易得A(-1,0).
将A (-1,0),B(3,0)代 入,得
a-2+c=0,
9a+6+c=0, 解得 a=-1
,
c=3.
∴
抛 物 线 对 应 的 函 数 表 达 式 为
y=-x2+2x+3.
(2)
存在.设E(1,b),F(m,n).
将x=0代入y=-x2+2x+3,得
y=3.
∴
C(0,3).
∵
B(3,0),C(0,3),
∴
易得BC=32.
①
如图①,当以 BC 为对角线时,
BC2=CE2+BE2.
∴
(32)2=12+(b-3)2+b2+(3-
1)2,解得b1=
3+ 17
2
,b2=
3- 17
2 .
∴
E 1,3+ 172 或 1,3- 172 .
∵
B(3,0),C(0,3),
∴
m+1=0+3,n+3+ 172 =0+3
或n+3- 172 =0+3.
∴
m=2,n=3- 172
或n=3+ 172 .
∴
点F 的 坐 标 为 2,3- 172 或
2,3+ 172 .
②
如图②,当以BC 为边时,BE2=
CE2+BC2或CE2=BE2+BC2.
∴
b2+(3-1)2=12+(b-3)2+
(32)2 或12+(b-3)2=b2+(3-
1)2+(32)2,解得b=4或b=-2.
∴
E(1,4)或(1,-2).
∵
B(3,0),C(0,3),
∴
m+0=1+3,n+3=0+4或m+
3=1+0,n+0=3-2.
∴
m=4,n=1或m=-2,n=1.
∴
点F 的坐标为(4,1)或(-2,1).
综 上 所 述,点 F 的 坐 标 为
2,3- 172 或 2,3+ 172 或(4,
1)或(-2,1).
(第4题)
5.
(1)
∵
A(3,0),抛物线的对称轴
为直线x=1,
∴
抛物线和x 轴的另外一个交点为
(-1,0).
∴
抛物线对应的函数表达式为y=
a(x+1)(x-3)=a(x2-2x-3)=
ax2+bx+3,解得a=-1.
∴
抛 物 线 对 应 的 函 数 表 达 式 为
y=-x2+2x+3.
(2)
存在.令x=0,则y=3.
∴
B(0,3).如图.
①
当BC为菱形的对角线时,对应的
是菱形BDCE',则BD=CD.
由点A,B 的坐标,易得直线AB 对应
的函数表达式为y=-x+3.
设C(x,-x2+2x+3),D(x,-x+
3),则CD=-x2+2x+3-(-x+
3)=-x2+3x.
易得BD=2x,BC=
x2+(-x2+2x)2.
∴
-x2+3x=2x.
解得x1=3-2,x2=0(舍去).
∴
BD= 2x=32-2,即菱形的边
长为32-2.
②
当BD 为菱形的对角线时,对应的
是菱形BCDE,则CD=BC.
∴
-x2+3x= x2+(-x2+2x)2.
解得x1=2,x2=0(舍去).
∴
CD=-x2+3x=-22+3×2=2,
即菱形的边长为2.
综上所述,菱形的边长为3 2-2
或2.
(第5题)
6.
(1)
将A(-1,-1),B(3,3)代入
y=x2+bx+c,得
1-b+c=-1,
9+3b+c=3, 解
得
b=-1,
c=-3.
∴
抛物线对应的函数表达式为y=
x2-x-3.
设直线AB 对应的函数表达式为y=
kx+n.
将A(-1,-1),B(3,3)代入,得
-k+n=-1,
3k+n=3, 解得 k=1
,
n=0.
∴
直线AB 对应的函数表达式为
y=x.
(2)
存在.如图①,当四边形AEPF
为正方形时,
∵
A(-1,-1),
∴
易得∠1=45°.
∵
∠BAE=45°,
∴
AE∥x轴.
∴
点E 与点A(-1,-1)关于对称轴
直线x=12
对称.
∴
易得E(2,-1).
∴
AE=2-(-1)=3.
∴
AF=AE=3.
∴
点F 的坐标为(-1,2).
如图②,当四边形APFE 为正方形
时,设正方形的中心为点G.
∵
A(-1,-1),
∴
易得∠2=∠3=45°.
∵
∠PAG=45°,∠PGA=90°,
∴
∠OHA=90°.
∴
PE∥y轴.
∴
点P 的坐标为(m,m),点E 的坐
标为(m,m2-m-3).
∴
PG=m+1,GE=-1-m2+m+
3=-m2+m+2.
∵
PG=GE,
∴
-m2+m+2=m+1,即m2=1,
解得m=1,m=-1(不符合题意,
舍去).
91
∴
点P 的坐标为(1,1),点G 的坐标
为(1,-1).
∴
点F 的坐标为(3,-1).
如图③,当四边形APEF 为正方形
时,显然点E 与点A(-1,-1)关于
对称轴直线x=12
对称,
∴
点E 的坐标为(2,-1).
∴
PF=AE=3.
∵
P 12
,1
2 ,
∴
点F 的坐标为 12
,-52 .
综上所述,点F 的坐标为(-1,2)或
(3,-1)或 12
,-52 .
(第6题)
21.6 综合与实践
获取最大利润
1.
D
2.
13 解析:设日均毛利润为w 元.
根据题意,得w=(x-9)y=(x-9)·
(1360-80x)=-80x2+2080x-
12240=-80(x-13)2+1280.
∵
-80<0,10≤x≤14,∴
当x=13
时,w 有最大值,最大值为1280.
∴
当售价定为每瓶13元时,所得日
均毛利润最大.
3.
(1)
设y 与x 之间的函数表达式
为y=kx+b.
∵
函数图象过点(100,300),(120,
200),
∴
100k+b=300,
120k+b=200, 解得 k=-5
,
b=800.
∴
这段时间内y与x 之间的函数表
达式为y=-5x+800.
(2)
由题意,得 x≥100
,
-5x+800≥220, 解
得100≤x≤116.
设商场获得的利润为w 元,则w=
(x-80)(-5x+800)=-5x2+
1200x-64000=-5(x-120)2+
8000.
又∵
-5<0,100≤x≤116,
∴
当x=116时,w 取得最大值,最大
值为7920.
∴
当销售单价为116元时,商场获得
利润最大,最大利润是7920元.
4.
B 解析:∵
销售单价不低于成
本,且获得的利润不得高于成本的
45%,∴
0≤x-60≤60×45%.
∴
60≤x≤87.故①错误,不符合题
意.设该服装店销售这种服装可获得
的利润为 w 元,则 w=(x-60)
(-x +120)= -x2 +180x -
7200=-(x-90)2+900.∵
-1<
0,∴
当x<90时,w 随x的增大而增
大.∵
60≤x≤87,∴
当x=87时,w
取得最大值,最大值为-(87-90)2+
900=891.故②正确,符合题意.当
w=500时,则(x-60)(-x+120)=
500,解得x1=70,x2=110(不合题
意,舍去).∴
只有当销售单价为
70元时,满足该服装店销售这种服装
获得的利润为500元.故③错误,不符
合题意.∴
正确的个数是1.
5.
1800 解析:设日销售量y与上市
时间t之间的函数表达式为y=kt.把
(30,60)代入,得30k=60,解得k=2.
∴
y=2t.当0≤t≤20时,设单件产
品的销售利润w 与上市时间t之间
的函数表达式为w=at.把(20,30)代
入,得20a=30,解得a=1.5.∴
当
0≤t≤20时,w=1.5t.当20<t≤30
时,w=30.设日销售利润为W 元.当
0≤t≤20时,W=1.5t×2t=3t2,
∴
当t=20时,W 取得最大值,此时
W=1200.当20<t≤30时,W=30×
2t=60t,∴
当t=30时,W 取得最大
值,此时W=1800.∵
1800>1200,
∴
最大日销售利润是1800元.
6.
(1)
设每件 A类特产的售价为
x元,则 每 件 B 类 特 产 的 售 价 为
(132-x)元.
根据题意,得3x+5(132-x)=540,
解得x=60.
∴
132-x=72.
∴
A类特产的售价为60元/件,B类
特产的售价为72元/件.
(2)
∵
每件A类特产降价x元,每降
价1元,每天可多售出10件,
∴
y=60+10x=10x+60.
∵
0≤x≤60-50,
∴
0≤x≤10.
∴
y=10x+60(0≤x≤10).
(3)
由题意,得
w=(60-50-x)·
(10x+60)+100×(72-60)=
-10x2+40x+1800=-10(x-
2)2+1840.
∵
-10<0,
∴
当x=2时,w 有最大值1840,最
大值为1840.
∴
每件A类特产降价2元时,总利润
最大,最大总利润为1840元.
7.
(1)
q与x 之间的函数表达式为
q=-x+14(2≤x≤10).
(2)
①
当每天生产的半成品食材能
全部售出时,有p≤q,即
1
2x+8≤
-x+14,解得x≤4.
又∵
2≤x≤10,
∴
2≤x≤4.
②
由①,可知当2≤x≤4时,y=
(x-2)p=(x-2) 12x+8 =
1
2x
2+7x-16.
当4<x≤10时,y=(x-2)q-
2(p-q)=(x-2)(-x+14)-
2 12x+8-
(-x+14) = -x2 +
13x-16.
综上所述,该食品厂每天获得的利
润y(百元)与销售价格x(元/千克)
之 间 的 函 数 表 达 式 为 y =
1
2x
2+7x-16(2≤x≤4),
-x2+13x-16(4<x≤10).
02