内容正文:
专题11二次函数的平移、对称、旋转问题
目录
典例详解
类型一、平移问题
类型二、对称问题
类型三、翻折问题
类型四、旋转问题
压轴专练
类型一、平移问题
平移方向
一般式()
顶点式()
口诀
左移个单位
左加
右移个单位
右减
上移个单位
上加
下移个单位
下减
【例1】如图,已知抛物线与x轴交于A,B两点,顶点C的纵坐标为,现将抛物线向右平移2个单位,得到抛物线,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.阴影部分的面积为4 D.若,则
【例2】若抛物线的对称轴是直线,与坐标轴交于点和.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)将顶点向上平移9个单位长度,再向左平移m()个单位长度后,恰好落在抛物线上的点D处,点Q是对称轴上一点,当的周长最小时,求Q点的坐标.
【变式1-1】在平面直角坐标系中,将抛物线(、为常数,且)沿轴向右平移7个单位得到抛物线,点、均在抛物线上,且位于抛物线对称轴的两侧.若,则的取值范围为 .
【变式1-2】在平面直角坐标系中,已知抛物线与x轴交于点A、B(点A在点B的左边),与y轴交于点C,顶点为D;抛物线与抛物线关于轴对称,抛物线与x轴交于点M、N(点M在点N的左边).
(1)用配方法求抛物线的顶点坐标;
(2)求线段的长;
(3)如果,平移抛物线,使所得新抛物线的顶点E在其关于轴对称抛物线的对称轴上,当时,求平移后新抛物线的表达式.
【变式1-3】二次函数的图象如图所示,抛物线顶点为,与轴、轴分别交于点和点.
(1)求抛物线的函数表达式,并根据图象直接写出当时,的取值范围.
(2)平移该二次函数的图象,使点恰好落在点的位置上,求平移后图象与坐标轴的交点.
类型二、对称问题
【例3】已知二次函数的图象经过点,把该二次函数的图象关于x轴对称后得到新二次函数的图象,则新二次函数有( )
A.最大值-3 B.最小值-3 C.最小値3 D.最大值3
【例4】感恩的心是一种生活态度,它能够提升我们的生活质量,让我们更加快乐和满足.如图是小双同学在学习二次函数时设计的“爱心”图案.“爱心”是在平面直角坐标系中,由二次函数的图象与其关于直线对称的图象所组成,若两图象相交于,,,四点,则四边形的面积为 .
【变式2-1】设一次函数的图象为,二次函数图象的对称轴为l,则关于l对称的图形对应的函数关系式为 .
【变式2-2】把二次函数的图象关于y轴对称,再向右平移1个单位长度后得到的图象的表达式为 .
【变式2-3】已知二次函数图象的顶点坐标是,且经过点.
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)当时,的取值范围为_______.
(3)该二次函数图象关于轴对称的图象所对应的函数表达式为_______.
类型三、翻折问题
变换方式
变换后解析式
口诀
沿x轴翻折
变号,不变
沿y轴翻折
变号,不变
【例5】定义:将抛物线(,)沿x轴向下翻折得到的图象称为“逆翻折曲线”,如图是一条“逆翻折曲线”,则下列结论:①;②;③当或时y随x的增大而增大;④关于x的方程有三个实数根.其中正确结论的个数为( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【例6】在平面直角坐标系中,已知抛物线.
(1)抛物线的对称轴为直线______;
(2)当时,函数值y的取值范围是
①求a和b的值;
②将该抛物线在间的部分记为G,将G在直线下方的部分沿翻折,其余部分保持不变.得到的新图象记为设Q的最高点、最低点的纵坐标分别为,,若,求t的取值范围.
【变式3-1】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.
【变式3-2】二次函数的图象在x轴上方的部分沿x轴翻折到x轴下方,图象的其余部分保持不变,翻折后的图象与原图象x轴下方的部分组成一个“M”形状的新图象,若直线与该新图象有两个公共点,则m的取值范围为 .
【变式3-3】如图,已知二次函数的图象经过点,对称轴是,线段平行于轴,交抛物线于点,抛物线与轴交于点、点,连接,交于点,交轴于点.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)在坐标平面内找点,使与全等(找出所有符合条件的点,并直接写出你所找出的点的坐标);
(3)将沿翻折,与部分重叠,求重叠部分的面积.
类型四、旋转问题
变换方式
变换后解析式
口诀
绕顶点旋转180°
变号,不变
绕原点旋转180°
均变号
【例7】如图,抛物线与轴交于点,(点在点的右侧),它的顶点为点.将抛物线绕点旋转,得到新的抛物线,与轴交于点,与轴的另一个交点为.若,则,应满足的关系式为( )
A. B. C. D.
【例8】如图,在平面直角坐标系中,直线与抛物线相交于,两点(点在点的左侧).
(1)求,两点的坐标.
(2)将直线向上平移个单位长度后,平移后的直线与抛物线仅有1个公共点,求的值.
(3)将直线绕点顺时针旋转,得到直线,为旋转后的直线与抛物线的交点,求点的坐标.
【变式4-1】如果抛物线的顶点在抛物线上,同时,抛物线的顶点在抛物线上,那么,我们称抛物线与关联.现将抛物线:,绕点旋转得到抛物线,若抛物线与关联,则t的值为 .
【变式4-2】在平面直角坐标系中,抛物线经过点,直线与轴相交于点,与的平分线相交于点,直线的解析式为,.
(1)直接写出点坐标;
(2)若点在此抛物线上,求抛物线的解析式;
(3)在(2)的条件下,把抛物线的图象绕点旋转,得到相关抛物线图象,图象的对称轴与x轴交点坐标为,当时,函数最大值为,最小值为,且,求的解析式.
【变式4-3】如图,二次函数的图象经过,两点,C为抛物线的顶点,其纵坐标为.
(1)直接写出顶点C的坐标;
求二次函数的解析式.
(2)若经过点A的抛物线与具有相同的对称轴.
判断:点B_____(填“在”或“不在”)在抛物线上.
将抛物线绕着点B旋转得到新的抛物线,记为,D为的顶点,将C,D两点间的距离记为d,求d的取值范围.
1.将抛物线向左平移2个单位,再向上平移1个单位,得到抛物线.若抛物线与轴交于、两点,抛物线的顶点记为,连接、,则的值为( )
A. B. C. D.3
2.如图,一段抛物线为,与x轴交于,两点,顶点为;将绕点旋转得到,顶点为;与组成一个新的图象,垂直于y轴的直线l与新图象交于点,,与线段交于点,设,,均为正数,,则t的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.将抛物线在轴上方的部分记为,在轴上及其下方的部分记为,将沿轴向下翻折得到,和两部分组成的图象记为.若直线与恰有个交点,则的取值范围为 .
4.如图,抛物线与轴交于点A,(点A在点的左侧),与轴交于点.将抛物线绕点旋转得到新的抛物线,它的顶点为,与轴的另一个交点为.若四边形为矩形,则,应满足的关系式为( )
A. B. C. D.
5.如图,在平面直角坐标系中,二次函数 的图象与其关于直线对称的图象交于四点, 则四边形的面积为 .
6.如图,两点在一次函数与二次函数的图象上.
(1)求m的值和二次函数的解析式;
(2)请直接写出使时,自变量x的取值范围为_________.
(3)所求的抛物线关于y轴对称的抛物线的解析式为_________.
7.已知二次函数,点,在该二次函数图象上.
(1)若,
①求该二次函数的解析式;
②若二次函数图象交轴于点,求的面积.
(2)若,点在二次函数的图象上,将二次函数的图象向上平移3个单位得到抛物线,探究直线与抛物线的交点个数.
8.已知抛物线与x轴交于点A和点B(点A在点B的左侧),它的对称轴为直线l,顶点C的坐标是.
(1)该抛物线的表达式是 ,点A和点B的坐标分别是 .
(2)与关于直线l上一点P位似,且位似比为2,、、分别是点A、B、C的对应点,且点、也在(1)中的抛物线上,求出满足条件的P点坐标;
(3)与关于原点位似,且位似比为2,D、E、F分别是点A、B、C的对应点.若将(1)中的抛物线沿x轴、y轴左右、上下平移后得到抛物线恰好经过点D、E,请你说说如何平移可以满足要求.
9.在平面直角坐标系中,抛物线(b,c是常数)的顶点.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)当时,y随x的增大而减小,则m的取值范围是____________;
(3)抛物线上一点P到x轴的距离为6,求点P的坐标;
(4)将该抛物线在间的部分记为G,将在直线下方的部分沿翻折,其余部分保持不变.得到的新图象记为.设Q的最高点、最低点的纵坐标分别为,若,直接写出t的取值范围.
10.如图,对称轴为的抛物线经过,,与轴正半轴交于.
(1)求抛物线的解析式.
(2)是否为轴上方抛物线上使以为底边的三角形面积最大的点?请说明理由.
(3)在对称轴上求出点,使线段绕点旋转后,点的对应点恰在抛物线上.
11.如图1,抛物线与x轴的两个交点中左边的一个交点为,将该抛物线沿y轴翻折,得到抛物线,点A的对应点为点,将抛物线,沿x轴分别向右、向左平移1个单位后,恰好重合(如图2),重合后的抛物线的顶点坐标为.
(1)求平移前的抛物线对应的二次函数的表达式.
(2)小明发现:将抛物线,沿x轴分别向右,向左平移个单位,平移后得到的两条抛物线与y轴的交点的位置在发生变化.
①试求出t与m之间的函数表达式.
②在平移过程中,求当m为何值时,是等边三角形.
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专题11二次函数的平移、对称、旋转问题
目录
典例详解
类型一、平移问题
类型二、对称问题
类型三、翻折问题
类型四、旋转问题
压轴专练
类型一、平移问题
平移方向
一般式()
顶点式()
口诀
左移个单位
左加
右移个单位
右减
上移个单位
上加
下移个单位
下减
【例1】如图,已知抛物线与x轴交于A,B两点,顶点C的纵坐标为,现将抛物线向右平移2个单位,得到抛物线,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.阴影部分的面积为4 D.若,则
【答案】C
【详解】解:∵抛物线开口向上,
∴,
∵对称轴为直线,
∴,故A不正确;
∵时,,
∴,故B不正确;
∵抛物线向右平移了2个单位,
∴阴影部分是平行四边形,且平行四边形的底是2,
∵函数顶点C的纵坐标为,
∴最小值是,
∴平行四边形的高是2,
∴阴影部分的面积是:,故C正确;
∵,,
∴,故D不正确.
故选:C.
【点睛】本题主要考查了二次函数的图象与几何变换,二次函数的图象与系数的关系,平行四边形的性质等知识,解决此题的关键是熟练掌握二次函数的相关知识点.
【例2】若抛物线的对称轴是直线,与坐标轴交于点和.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)将顶点向上平移9个单位长度,再向左平移m()个单位长度后,恰好落在抛物线上的点D处,点Q是对称轴上一点,当的周长最小时,求Q点的坐标.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)解:∵抛物线的对称轴是直线,与坐标轴交于点和,
∴,
解得:,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:∵,
∴顶点,抛物线的对称轴为直线,
∵将顶点向上平移9个单位长度,再向左平移m()个单位长度后得到点D,
∴,
∵点在抛物线上,
∴,
解得或(不符合题意,舍去),
∴,
∵抛物线的对称轴为直线,,
∴点关于对称轴对称的点的坐标为,
由轴对称的性质可得,
∴的周长,
当、、在同一直线上时,的周长最小,
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,
∵点在对称轴上,
∴设,
∵的周长最小,
∴点在直线上,
将代入可得,
∴.
【变式1-1】在平面直角坐标系中,将抛物线(、为常数,且)沿轴向右平移7个单位得到抛物线,点、均在抛物线上,且位于抛物线对称轴的两侧.若,则的取值范围为 .
【答案】
【详解】解:∵抛物线的解析式为,
∴抛物线的对称轴为直线,
∵将抛物线(、为常数,且)沿轴向右平移7个单位得到抛物线,
∴抛物线的对称轴为直线,且开口向下,
∴抛物线图象上的点离直线越远,函数值越小,
∵点、均在抛物线上,且位于抛物线对称轴的两侧,,
∴,
∴,
故答案为:.
【变式1-2】在平面直角坐标系中,已知抛物线与x轴交于点A、B(点A在点B的左边),与y轴交于点C,顶点为D;抛物线与抛物线关于轴对称,抛物线与x轴交于点M、N(点M在点N的左边).
(1)用配方法求抛物线的顶点坐标;
(2)求线段的长;
(3)如果,平移抛物线,使所得新抛物线的顶点E在其关于轴对称抛物线的对称轴上,当时,求平移后新抛物线的表达式.
【答案】(1)
(2)2
(3)平移后新抛物线的表达式为或.
【详解】(1)解:
,
∴抛物线的顶点坐标为;
(2)∵,令得,
解得,
∴;
∵抛物线,抛物线与抛物线关于轴对称,
∴抛物线的解析式为
当时,,
解得,
∴,
∴;
(3)由(2)得,,
∴,,
∵,
∴,解得,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵抛物线的对称轴为直线,
∴设,
∴,得,
∴或,
∵
∴或,
∴平移后新抛物线的表达式为或.
【变式1-3】二次函数的图象如图所示,抛物线顶点为,与轴、轴分别交于点和点.
(1)求抛物线的函数表达式,并根据图象直接写出当时,的取值范围.
(2)平移该二次函数的图象,使点恰好落在点的位置上,求平移后图象与坐标轴的交点.
【答案】(1);当时,
(2)新抛物线与坐标轴的交点为,,
【详解】(1)解:设抛物线的顶点式为,
抛物线过,
,
解得.
,即.
关于直线的对称点为,
当时,;
(2)解:平移后点落在处,可知抛物线向左平移2个单位,向上平移4个单位,
则新图象顶点为,
由顶点式,可得,
当时,;
当时,,
新抛物线与坐标轴的交点为,,.
类型二、对称问题
【例3】已知二次函数的图象经过点,把该二次函数的图象关于x轴对称后得到新二次函数的图象,则新二次函数有( )
A.最大值-3 B.最小值-3 C.最小値3 D.最大值3
【答案】B
【详解】解:∵二次函数的图象经过点,
∴,
解得,
∴二次函数的关系式为,顶点坐标为,
∴顶点坐标关于x轴对称点的坐标为,
∴新二次函数的关系式为,
当时,新二次函数有最小值.
故选:B.
【例4】感恩的心是一种生活态度,它能够提升我们的生活质量,让我们更加快乐和满足.如图是小双同学在学习二次函数时设计的“爱心”图案.“爱心”是在平面直角坐标系中,由二次函数的图象与其关于直线对称的图象所组成,若两图象相交于,,,四点,则四边形的面积为 .
【答案】
【详解】解:设任意点关于直线对称的点,交于,过作轴于,过作轴于,连接,,则,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,,
∵,
∴,,
∴,
设二次函数的图象上有任意一点,则点与关于直线对称的点为,若两图象相交于,,,四点,
∴二次函数的图象与关于直线对称的图象解析式为,,
联立,两个方程相减后整理得,
∴或,
当时,联立,解得或,
∴,,
∴,
当时,联立,解得或,
∴,,
∴,
∴四边形的面积为,
故答案为:.
【变式2-1】设一次函数的图象为,二次函数图象的对称轴为l,则关于l对称的图形对应的函数关系式为 .
【答案】
【详解】解:对于,
当时,;当时,则,解得;
∴经过点和,
∵二次函数图象的对称轴为l,
∴l为直线,
∴点和关于l对称的点坐标分别为和,
∵是关于l对称的图形,
∴是一次函数,且经过点和,
设的函数关系式为,
代入点和,得,
解得,
∴的函数关系式为,
故答案为:.
【变式2-2】把二次函数的图象关于y轴对称,再向右平移1个单位长度后得到的图象的表达式为 .
【答案】
【详解】∵二次函数的顶点坐标为,
∴关于y轴对称的二次函数的顶点坐标为
∴再向右平移1个单位长度后的函数图象的顶点坐标为,
∴所得函数解析式为.
故答案为:
【变式2-3】已知二次函数图象的顶点坐标是,且经过点.
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)当时,的取值范围为_______.
(3)该二次函数图象关于轴对称的图象所对应的函数表达式为_______.
【答案】(1)
(2);
(3).
【详解】(1)解:设二次函数的表达式为,
顶点坐标是,
,,
二次函数解析式为,
又点在二次函数图象上,将点代入,即,
解得,
二次函数解析式为
(2)解:当时,,
当时,,
二次函数对称轴为,开口向上,
当,随的增大而减小;当,随的增大而增大;
在,取得最小值为,
当时,.
(3)解: 关于轴对称的函数图象的特征是:当自变量取相同时,对应的函数值互为相反数,
二次函数关于轴对称的图象所对应的函数表达式为.
类型三、翻折问题
变换方式
变换后解析式
口诀
沿x轴翻折
变号,不变
沿y轴翻折
变号,不变
【例5】定义:将抛物线(,)沿x轴向下翻折得到的图象称为“逆翻折曲线”,如图是一条“逆翻折曲线”,则下列结论:①;②;③当或时y随x的增大而增大;④关于x的方程有三个实数根.其中正确结论的个数为( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【详解】解:①根据题意得,,
抛物线与y轴交于正半轴,
∴,
∵对称轴为直线,
∴,
∴,故①错误;
根据题意得,抛物线经过点
∴
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,故②正确;
∵对称轴为直线,与x轴的一个交点为
∴函数与x轴的另一个交点为,
∴由图象可得,当或时y随x的增大而增大,故③正确;
根据题意得,抛物线
∴抛物线的顶点坐标为
∴抛物线沿x轴向下翻折后顶点坐标对应的点的坐标为,
∴由图象可得,与直线有三个交点,
∴关于x的方程有三个实数根,
∴关于x的方程有三个实数根,故④正确.
综上所述,其中正确结论的个数为3.
故选:C.
【点睛】此题考查了二次函数的图象和性质,二次函数图象的对称变换,二次函数和x轴的交点问题,二次函数和一元二次方程的关系,解题的关键是掌握以上知识点.
【例6】在平面直角坐标系中,已知抛物线.
(1)抛物线的对称轴为直线______;
(2)当时,函数值y的取值范围是
①求a和b的值;
②将该抛物线在间的部分记为G,将G在直线下方的部分沿翻折,其余部分保持不变.得到的新图象记为设Q的最高点、最低点的纵坐标分别为,,若,求t的取值范围.
【答案】(1)
(2)①,;②
【详解】(1)解:由题意得,函数的对称轴是直线
故答案为;
(2)①由题意,函数对称轴为直线,当时,函数值y的取值范围是,
是函数的最小值,即抛物线的顶点为
,
抛物线的表达式为:
,
当时,y取最大值.
∴,
②设图象折叠后顶点M的对应点为,点H是函数所处的位置,图象Q为区域,
点,点,则点,
当点在点H下方时,,
函数Q的最高点为H,最低点为N,
当点在点H上方时,
同理可得:;
【点睛】本题主要考查了二次函数与不等式组、二次函数图象与几何变换,解题时要熟练掌握并能灵活运用二次函数的性质是关键.
【变式3-1】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
【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.
【变式3-2】二次函数的图象在x轴上方的部分沿x轴翻折到x轴下方,图象的其余部分保持不变,翻折后的图象与原图象x轴下方的部分组成一个“M”形状的新图象,若直线与该新图象有两个公共点,则m的取值范围为 .
【答案】或
【详解】解:如图:
对于二次函数,
令,即,
解得或 ,
所以该二次函数与轴交点为和 .
当直线经过点时,
把,代入直线方程得
,
解得 ;
当直线经过点时,
把,代入直线方程得
,
解得 .
由此可知,当时,直线与新图象有两个交点.
先将二次函数,其图象轴上方部分沿轴翻折到轴下方后,翻折后的抛物线为.
联立直线与翻折后抛物线的方程
,
,
.
∵直线与抛物线相切时,方程组有一组解,
∴一元二次方程的判别式.
则,即,
解得 .
由图象可知,当时,直线与新图象有两个交点.
综上,的取值范围是或.
【变式3-3】如图,已知二次函数的图象经过点,对称轴是,线段平行于轴,交抛物线于点,抛物线与轴交于点、点,连接,交于点,交轴于点.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)在坐标平面内找点,使与全等(找出所有符合条件的点,并直接写出你所找出的点的坐标);
(3)将沿翻折,与部分重叠,求重叠部分的面积.
【答案】(1)
(2)、、
(3)
【详解】(1)解:∵二次函数的图象经过点,
∴
∵对称轴是,即:,
∴根据对称轴公式,
∴,
解得,
∴二次函数;
(2)令,即,
解得或,
∴,,
∵轴,,
∴点纵坐标为,
又∵对称轴为:,设点坐标为,
∴(对称轴是两点横坐标的中点),
解得:,
∴,
则,,
,
,
中,,,;
中,;
分情况讨论:
当时,,,,此时;
当时,,,,此时;
当时,,,,此时;
当时,,,,此时;
综上可得:使与全等的点的坐标为、、;
(3)如图,沿翻折,对称点,交于点,与部分重叠,重叠部分是一个三角形,即,
设直线的解析式为,把,代入,
得,
解得,
∴直线的解析式为,
令,得,
∴,
∵将沿翻折,与部分重叠,重叠部分是一个三角形,即,
同理:由,,
可得:直线的解析式为,
联立直线与的方程,
得,解得,
∴
翻折后,设关于(轴)的对称点为,
同理:由,,
得:直线的解析式为,
直线与直线的交点,
联立得,解得,即点,
同理:由,,
得,直线的解析式为,
直线与的交点,
联立得,解得,
∴,
即:的高为点的横坐标,
∴,
即重叠部分的面积为.
类型四、旋转问题
变换方式
变换后解析式
口诀
绕顶点旋转180°
变号,不变
绕原点旋转180°
均变号
【例7】如图,抛物线与轴交于点,(点在点的右侧),它的顶点为点.将抛物线绕点旋转,得到新的抛物线,与轴交于点,与轴的另一个交点为.若,则,应满足的关系式为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:对于函数,
令,得,
.
令,得,
,
,
,
,.
,
,
,
故选:B.
【例8】如图,在平面直角坐标系中,直线与抛物线相交于,两点(点在点的左侧).
(1)求,两点的坐标.
(2)将直线向上平移个单位长度后,平移后的直线与抛物线仅有1个公共点,求的值.
(3)将直线绕点顺时针旋转,得到直线,为旋转后的直线与抛物线的交点,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)解:根据题意,联立方程组得,,
解得,,
∴;
(2)解:直线向上平移个单位长度后的解析式为,
∵平移后的直线与抛物线仅有1个公共点,
∴,整理得,,
∴,
解得,;
(3)解:如图所示,过点作轴于点,过点作延长线于点,设旋转后的直线与轴交于点,则,
∵,
∴,
∴,
∴,且,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴,
∴是等腰直角三角形,,
∴,
设直线的解析式为,
∴,
解得,,
∴直线的解析式为,
联立直线于抛物线为方程得,,
解得,,
∴.
【变式4-1】如果抛物线的顶点在抛物线上,同时,抛物线的顶点在抛物线上,那么,我们称抛物线与关联.现将抛物线:,绕点旋转得到抛物线,若抛物线与关联,则t的值为 .
【答案】3或
【详解】解:抛物线:的顶点;
由于抛物线是抛物线绕点旋转所得,所以抛物线、的顶点关于点P对称,
∴抛物线的顶点坐标;
已知抛物线和抛物线相关联,那么点必在抛物线的函数图象上,即:
,
解得:、,
故答案为:3或.
【变式4-2】在平面直角坐标系中,抛物线经过点,直线与轴相交于点,与的平分线相交于点,直线的解析式为,.
(1)直接写出点坐标;
(2)若点在此抛物线上,求抛物线的解析式;
(3)在(2)的条件下,把抛物线的图象绕点旋转,得到相关抛物线图象,图象的对称轴与x轴交点坐标为,当时,函数最大值为,最小值为,且,求的解析式.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)解:∵直线:与轴相交于点,
当时,,解得,
∴;
(2)解;∵直线与轴相交于点,与的平分线相交于点,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
如图,过点分别作轴的垂线,垂足分别为,则,
∵,
∴,
∵,
∴,,,
∵,,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴,
将点,代入得
,
解得:,
∴
(3)解:∵
∴的顶点坐标为:,当时,随的增大而增大,
∵把抛物线的图象绕点旋转,得到相关抛物线图象,
∴的顶点坐标为:,
∴,对称轴为直线,
∵图象的对称轴与x轴交点坐标为,
∴,则的顶点坐标为:,
当时,函数最大值为,最小值为,
∴,,,
∵
∴
解得:(舍去)或
∴的顶点坐标为: ,
∴.
【变式4-3】如图,二次函数的图象经过,两点,C为抛物线的顶点,其纵坐标为.
(1)直接写出顶点C的坐标;
求二次函数的解析式.
(2)若经过点A的抛物线与具有相同的对称轴.
判断:点B_____(填“在”或“不在”)在抛物线上.
将抛物线绕着点B旋转得到新的抛物线,记为,D为的顶点,将C,D两点间的距离记为d,求d的取值范围.
【答案】(1),(或)
(2)①在,②
【详解】(1)解:二次函数的图象经过,两点,
对称轴为
C为抛物线的顶点,其纵坐标为.
点C坐标为.
设二次函数解析式,将代入,
得,解得.
二次函数的解析式为或.
(2)解∶ ①在,
因为抛物线与具有相同的对称轴,且经过点,根据抛物线的对称
性,点关于对称轴的对称点为,所以点B在抛物线上.
如图,直线为抛物线的对称轴.
F为抛物线的顶点,
∴F,B,D三点共线,且.
过B,D分别作直线的垂线,垂足分别为M,E,
,.
∵将抛物线绕着点B旋转得到新的抛物线,
点D在直线上运动.
∵,
d的取值范围为.
1.将抛物线向左平移2个单位,再向上平移1个单位,得到抛物线.若抛物线与轴交于、两点,抛物线的顶点记为,连接、,则的值为( )
A. B. C. D.3
【答案】D
【详解】解:抛物线先向左平移个单位长度,再向上平移1个单位长度,
平移后的解析式为,
顶点的坐标为,
令,得,
解得:或,
点,,
过点作轴,则
∴
∴
故选:D.
2.如图,一段抛物线为,与x轴交于,两点,顶点为;将绕点旋转得到,顶点为;与组成一个新的图象,垂直于y轴的直线l与新图象交于点,,与线段交于点,设,,均为正数,,则t的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】解:一段抛物线与x轴交于,两点,顶点为;
将绕点旋转得到,则的顶点为;
∴翻折后的抛物线的解析式为,
∵设,,均为正数,
∴点,在第四象限,
根据对称性可知:,
∵,
∴,
即,
故选:D.
3.将抛物线在轴上方的部分记为,在轴上及其下方的部分记为,将沿轴向下翻折得到,和两部分组成的图象记为.若直线与恰有个交点,则的取值范围为 .
【答案】或
【详解】解:把二次函数整理成顶点坐标式,
可得:,
抛物线的顶点坐标是,
翻折后可得图象,如下图所示,
由图象可知,当时,图象与有两个交点,
当时,图象与有两个交点.
综上所述,的取值范围为 或.
故答案为:或.
4.如图,抛物线与轴交于点A,(点A在点的左侧),与轴交于点.将抛物线绕点旋转得到新的抛物线,它的顶点为,与轴的另一个交点为.若四边形为矩形,则,应满足的关系式为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:中,令,得,
∴,
令,得,
∴,
∴,,
∴,.
由对称性知,C、B、三点共线,
∵平行四边形是矩形,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴a,应满足关系式.
故选C.
5.如图,在平面直角坐标系中,二次函数 的图象与其关于直线对称的图象交于四点, 则四边形的面积为 .
【答案】
【详解】解:由,解得或,
∴,,
∴,
连接,
设,
∵点关于直线对称,
∴,,
把、代入得,
,
得,,
整理得,,
即,
∴,
把代入得,,
整理得,,
解得,,
∴,,
∴,
∵,
∴,
故答案为:.
6.如图,两点在一次函数与二次函数的图象上.
(1)求m的值和二次函数的解析式;
(2)请直接写出使时,自变量x的取值范围为_________.
(3)所求的抛物线关于y轴对称的抛物线的解析式为_________.
【答案】(1),二次函数解析式为
(2)
(3)
【详解】(1)解:把代入得:,
解得;
把、代入,
得:,
解得,
所以二次函数解析式为;
(2)解:根据题意和函数图象可得:当时,,
故答案为:;
(3)解:根据题意,可得抛物线的值不变,
将原抛物线变形可得,
则抛物线的顶点坐标为,
点关于y轴对称的点的坐标为,
抛物线关于y轴对称的抛物线的解析式为,
即,
故答案为:.
【点睛】本题考查了用待定系数法求二次函数解析式,二次函数与不等式,轴对称变化,熟知二次函数关于轴对称之后的值不变,是解题的关键.
7.已知二次函数,点,在该二次函数图象上.
(1)若,
①求该二次函数的解析式;
②若二次函数图象交轴于点,求的面积.
(2)若,点在二次函数的图象上,将二次函数的图象向上平移3个单位得到抛物线,探究直线与抛物线的交点个数.
【答案】(1);8
(2)当时,,直线与抛物线C有两个交点;当时,,直线与抛物线C有一个交点;当时,,直线与抛物线C没有交点.
【详解】(1)①已知,,,
又在二次函数上,
所以,解得,
所以二次函数的解析式的解析式为;
②由,令,得,所以,
又,,
则,点到的距离为8,
;
(2),则,
点在二次函数的图象上,
所以,移项得,
则,
再向上平移3个单位得,
又点,在该二次函数图象上,
所以,
两式相加得,即,
将代入,得到,
所以直线的解析式为,
联立直线与抛物线C的方程,
,
消元得,
,
令,即,
化简得,
解得,又,
当时,,直线与抛物线C有两个交点;
当时,,直线与抛物线C有一个交点;
当时,,直线与抛物线C没有交点.
8.已知抛物线与x轴交于点A和点B(点A在点B的左侧),它的对称轴为直线l,顶点C的坐标是.
(1)该抛物线的表达式是 ,点A和点B的坐标分别是 .
(2)与关于直线l上一点P位似,且位似比为2,、、分别是点A、B、C的对应点,且点、也在(1)中的抛物线上,求出满足条件的P点坐标;
(3)与关于原点位似,且位似比为2,D、E、F分别是点A、B、C的对应点.若将(1)中的抛物线沿x轴、y轴左右、上下平移后得到抛物线恰好经过点D、E,请你说说如何平移可以满足要求.
【答案】(1);,
(2)点P的坐标为或
(3)原抛物线向右平移3个单位长度,向下平移12个单位长度,或向左平移9个单位长度,向下平移12个单位长度可以满足要求.
【详解】(1)解:∵抛物线顶点C的坐标是,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴抛物线解析式为.
令,则,解得,,
∴,;
(2)解:∵,,
∴,
∵与关于直线l上一点P位似,且位似比为2,
∴,
①如图,若与关于点P成位似,
∵点,点在抛物线上,
∴点,点关于对称轴对称,
∴点的横坐标为,点的横坐标为,
把代入抛物线,得,
∴,,
设对称轴与的交点为点D,与的交点为点,
则
∵若与关于点P成位似,
∴,即,
∴,
∴,
∴
②如图,若与关于点P成位似,
由①同理可得,,,
∵,即,
∴,
∴,
∴
综上所述,点P的坐标为或.
(3)解:∵与关于原点位似,且位似比为2,
且,,
∴,,
或,,.
①当,,时,
经过平移,经过点,的抛物线解析式为,
∵原抛物线为,
∴原抛物线向右平移3个单位长度,向下平移12个单位长度可满足要求.
②当,,时,
经过平移,经过点,的抛物线解析式为,
∵原抛物线为,
∴原抛物线向左平移9个单位长度,向下平移12个单位长度可满足要求.
综上所述,原抛物线向右平移3个单位长度,向下平移12个单位长度,或向左平移9个单位长度,向下平移12个单位长度可以满足要求.
【点睛】本题考查待定系数法求解析式,位似,中心对称,二次函数图形的平移等,掌握位似与中心对称,运用分类讨论思想是解题的关键.
9.在平面直角坐标系中,抛物线(b,c是常数)的顶点.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)当时,y随x的增大而减小,则m的取值范围是____________;
(3)抛物线上一点P到x轴的距离为6,求点P的坐标;
(4)将该抛物线在间的部分记为G,将在直线下方的部分沿翻折,其余部分保持不变.得到的新图象记为.设Q的最高点、最低点的纵坐标分别为,若,直接写出t的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)点的坐标为或
(4)
【详解】(1)解:根据题意得:函数的对称轴为:
,
将点代入得,
解得:,
故解析式为:,
故答案为:;
(2)∵抛物线的对称轴为,开口向上,
∴当时,y随x的增大而减小,
∴,
故答案为:;
(3)∵抛物线上一点P到x轴的距离为6,顶点坐标为,
,
解得:,
故点P的坐标为 或;
(4).
设图象折叠后顶点M的对应点为,点H是函数所处的位置,图象Q为区域,
点,点,则点
当点在点H下方或与H重合时,函数Q的最高点为H,最低点为N,
则,,依题意得:
.
解得,
当点在点H上方时,函数Q的最高点为点,最低点为N,
则,,依题意得:
.
解得.
若,的取值范围.综上所述:.
10.如图,对称轴为的抛物线经过,,与轴正半轴交于.
(1)求抛物线的解析式.
(2)是否为轴上方抛物线上使以为底边的三角形面积最大的点?请说明理由.
(3)在对称轴上求出点,使线段绕点旋转后,点的对应点恰在抛物线上.
【答案】(1)
(2)是,理由见解析
(3)点的坐标为,,,
【详解】(1)解:由对称轴可设抛物线为.则:
,
解得,
抛物线的解析式为.
即.
(2)解:B是使以为底边的三角形面积最大的点;
由,得,
或.
,
设直线为,
则,
解得,,
直线为,
设与平行,与抛物线只有一个公共点的直线l为,
由,
得,
由,
解得,
直线l的解析式为,经过点.
是使以为底边的三角形面积最大的点.
(3)解:①利用对称和斜边上的中线构图.
如图1,当时,,.
此时符合;
显然,符合.
②利用互余和全等构图.
如图2,当时,
,,,
设,则,
,
,
代入解析式,得,
整理,得.
解得或,
;
③利用一线三等角构图.
如图2,当时,
,,,
设,则,
,
代入解析式,得,
整理,得,
解得或,
;
综上,点的坐标为,,,.
【点睛】本题主要考查了二次函数的综合应用,求出二次函数解析式,三角形全等的判定和性质,轴对称的性质,解题的关键是数形结合,注意进行分类讨论.
11.如图1,抛物线与x轴的两个交点中左边的一个交点为,将该抛物线沿y轴翻折,得到抛物线,点A的对应点为点,将抛物线,沿x轴分别向右、向左平移1个单位后,恰好重合(如图2),重合后的抛物线的顶点坐标为.
(1)求平移前的抛物线对应的二次函数的表达式.
(2)小明发现:将抛物线,沿x轴分别向右,向左平移个单位,平移后得到的两条抛物线与y轴的交点的位置在发生变化.
①试求出t与m之间的函数表达式.
②在平移过程中,求当m为何值时,是等边三角形.
【答案】(1)
(2)①;②
【详解】(1)解:设平移前的抛物线的解析式为,则平移前的抛物线的解析式为,
∴平移后的抛物线的解析式为,平移后的抛物线的解析式,
∵重合后的抛物线的顶点为,
∴,,
∴,,
∴平移前的抛物线的解析式为,
将点代入可得,
解得,
故平移前的抛物线的解析式为.
(2)解:①平移后的抛物线的解析式为,平移后的抛物线的解析式为,
将代入解析式可得,,
则.
②∵是等边三角形,
∴,
∵,,
∴,
解得:或(负值舍).
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