内容正文:
专题02 二次函数中的最值问题(举一反三专项训练)
【湘教版】
【题型1 几何定理法求线段之和(差)最值】 1
【题型2 代数法求线段最值】 6
【题型3 铅锤法巧求面积最值】 11
【题型1 几何定理法求线段之和(差)最值】
1.已知二次函数与的图像均过点和坐标原点,这两个函数在时形成的封闭图像如图所示,为线段的中点,过点且与轴不重合的直线与封闭图像交于,两点.给出下列结论:
①;
②;
③以,,,为顶点的四边形可以为正方形;
④若点的横坐标为,点在轴上(,,三点不共线),则周长的最小值为.
其中,所有正确结论的个数是( )
A. B. C. D.
2.二次函数与动直线交于,两点,线段中点为,,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
3.(24-25九年级上·福建厦门·期中)如图,已知二次函数的图象,点是坐标系的原点,点是图象对称轴上的点,图象与轴交于点,则下面结论:①关于的方程的解是,;②当时,;③点的坐标为;④△周长的最小值是.正确的有 .
4.如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象与轴、轴分别交于、、三点,点是其顶点,若点是轴上一个动点,则的最小值为 .
5.如图,已知抛物线过点,,其对称轴为.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)若点是抛物线对称轴上的一点,且点在第一象限.
①当的面积为15时,求点的坐标;
②是抛物线上的动点,当取得最大值时,求点的坐标.
6.如图,已知二次函数 的图像与轴交于点 ,与轴交于点,.
(1)求此二次函数的表达式.
(2)已知为抛物线对称轴上一动点,求周长的最小值.
(3)已知为抛物线上一点,当点运动到直线下方时,求面积的最大值.
7.已知二次函数.
(1)如图,二次函数的图象与轴有两个公共点,求的取值范围;
(2)如图,当时,二次函数图象与轴交于点,与轴交于点,抛物线与轴的另一个交点为,为抛物线对称轴上的一个动点,求的最小值及此时点的坐标.
8.二次函数的图象与轴交于点,与轴交于点、
(1)求、的值;
(2)是二次函数图象在第一象限部分上一点,且,求点P的坐标.
(3)在(2)的条件下,有一条长度为的线段落在上(与重合,与重合),将线段沿轴正方向以每秒个单位向右平移,设移动时间为秒,当四边形周长最小时,求的值.
9.(24-25九年级下·江苏无锡·期中)如图,已知二次函数的图象过点,对称轴与轴交于点.
(1)求此二次函数的表达式;
(2)已知点是二次函数图象上一点,
①若直线:经过点,且点关于直线的对称点恰好落在直线上,求点坐标.
②设直线与二次函数图象另一交点为,过二次函数图象顶点作轴的平行线,则直线上是否存在点 ,使得最小?若存在请直接写出这个最小值;若不存在,请说明理由.
10.已知关于的二次函数的图象的对称轴是直线,其最大值是,经过点,交轴于点,请仅用无刻度直尺按下列要求作图.
(1)在图1中作二次函数图象上的点;
(2)在图2中二次函数图象的对称轴上找一点,使的周长最短.
11.如图1,二次函数的图象与一次函数的图象交于,两点,点在轴上,抛物线的对称轴为直线,点是二次函数图象的顶点.
(1)求二次函数解析式;
(2)若将二次函数的顶点向右平移个单位后得到.在点的平移过程中,是否存在一个合适的位置,使是一个以为斜边的直角三角形?若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,是轴下方线段上一点,过点分别作轴的垂线和平行线,垂足为点,平行线交直线于点.当面积最大时,在轴上找一点,使的值最大,求出点的坐标,并直接写出点的坐标和的最大值.
12.(2025·江苏无锡·二模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点和点(点在点的左侧),与轴交于点,经过点的直线与抛物线交于点,与轴交于点.
(1)求此二次函数的表达式和顶点的坐标;
(2)点是线段上一动点,点是线段上一动点,且,求的最小值.
【题型2 代数法求线段最值】
13.(2025·安徽合肥·三模)已知:直线经过点,抛物线与x轴交于B,C两点(点B在点C的左侧),抛物线的顶点为D,抛物线与交y轴于点E.
(1)求点B,点C的坐标(用含字母a的代数式表示);
(2)连接,求线段的最小值;
(3)当直线恰好经过点E时,求a的值.
14.(24-25九年级上·陕西西安·期末)如图,已知抛物线与轴交于、两点,与轴交于点.
(1)求直线的函数解析式;
(2)若是直线上方的抛物线上一动点,过点作轴于点,交直线于点,求线段的最大值.
15.如图,二次函数 的图象与一次函数的图象交于A,B两点,点A的坐标为 .
(1)求k的值;
(2)点M是线段上的动点,将点M向上平移 ()个单位得到点N,若点N在二次函数的图象上,求h的最大值;
(3)在(2)的条件下,若 ,线段与二次函数的图象有公共点,求点M的横坐标m的取值范围.
16.如图,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,抛物线的对称轴交x轴于点D,已知,.
(1)求抛物线的表达式;
(2)求的面积;
(3)线段上有一动点P,过点P作y轴的平行线,交抛物线于点Q,求线段的最大值.
17.如图,已知抛物线与一直线相交于两点,与y轴交于点N.其顶点为D.
(1)求抛物线及直线的函数表达式;
(2)设点,求使的值最小时m的值;
(3)若点P是抛物线上位于直线上方的一个动点,过点P作轴交于点Q,求的最大值.
18.如图,直线与抛物线相交于和,点是线段上异于、的动点,过点作轴于点,交抛物线于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如果设点的坐标为,则点的坐标可表示为__________;
(3)在(2)的条件下,请用含有的式子表示的长,并确定长度的最大值.
19.如图,在平面直角坐标系中,抛物线经过点,交y轴于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若将该抛物线向右平移2个单位长度,再向下平移个单位长度,求平移后的解析式;
(3)若点D是线段上一动点,过点D作轴于点E,交抛物线于点F,求线段长度的最大值.
20.如图,在平面直角坐标系中,已知点B的坐标为,且,抛物线图象经过A,B,C三点.
(1)求A,C两点的坐标;
(2)求抛物线的解析式;
(3)若点P是直线下方的抛物线上的一个动点,作于点D,当的值最大时,求此时点P的坐标及的最大值.
21.已知:如图,抛物线经过原点和点,为抛物线上的一个动点,过点作轴的垂线,垂足为,并与直线交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当点P在直线OA上方时,求线段PC的最大值;
(3)过点A作AD⊥x轴于点D,在抛物线上是否存在点P,使得以P、A、C、D四点为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求m的值;若不存在,请说明理由.
22.(2025·山东枣庄·模拟预测)在平面直角坐标系中,直线l:经过抛物线的顶点.如图,当抛物线经过原点时,其顶点记为P.
(1)求抛物线的解析式并直接写出点P的坐标;
(2)时,y的最小值为2,求t的值;
(3)当时.动点E在直线l下方的抛物线上,过点E作轴交直线l于点F,令,求S的最大值.
23.如图,已知二次函数的图像经过点、和原点O.P为二次函数图像上的一个动点,过点P作x轴的垂线,垂足为,并与直线OA交于点C.
(1)求出二次函数的解析式;
(2)当点P在直线OA的上方时,求线段PC的最大值;
(3)当时,探索是否存在点P,使得为等腰三角形,如果存在,求出P的坐标;如果不存在,请说明理由.
24.(2025·云南玉溪·二模)如图,抛物线与轴交于点和点,与轴交于点.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)将抛物线的顶点向上平移2个单位长度得到点,点为抛物线的对称轴上一动点,记,求的最小值.
25.已知点和点在抛物线上.
(1)求抛物线所对应的函数表达式;
(2)四边形的四个顶点均在该抛物线上,与交于点,直线为,直线为.
①求的值;
②记的面积为,四边形的面积为,若,,求的最小值.
【题型3 铅锤法巧求面积最值】
26.(24-25九年级上·福建厦门·期中)如图,已知二次函数交轴于点,,交轴于点.
(1)求二次函数的解析式;
(2)记中点为点,过点作直线交轴负半轴于点,交抛物线于点,,点在点右边.
①当时,点为抛物线上的一个动点且点在线段上方,求面积的最大值;
②当时,若点与点关于直线对称,求证:.
27.(2025·河北沧州·模拟预测)如图1,抛物线:经过点和点,抛物线与关于原点O成中心对称.
(1)求b,c的值;
(2)求抛物线的解析式;
(3)将抛物线向上平移2个单位长度得到,抛物线与相交于P,Q两点(点P在点Q的左侧),如图2.
①求点P和Q的坐标;
②若点M,N分别为抛物线与上P,Q之间的点(点M,N均不与点P,Q重合),直接写出四边形面积的最大值.
28.(2025·湖南株洲·三模)如图,抛物线交轴于两点,交轴于点.
(1)求抛物线的函数解析式.
(2)在抛物线的对称轴上是否存在点,使得是以为斜边的直角三角形?若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)若点在线段上运动,过点作轴的垂线,与交于点,与抛物线交于点,连接,求四边形的面积的最大值,并写出此时点的坐标.
29.(24-25九年级下·河南驻马店·期中)如图1,一块钢板截面的一边为线段,另一边曲线为抛物线的一部分,D为的中点,现沿线段将这块钢板分成①②两部分,以边所在直线为x轴,经过点C且与垂直的直线为y轴,建立平面直角坐标系,规定1个单位长度代表.已知:,,.
(1)求曲线所在抛物线的函数表达式;
(2)如图2,在区域①中截取一个矩形,其中点P在线段上(不含端点C,D),点E在曲线上,点F,G均在线段上,设点P的纵坐标为,求矩形的面积S与m之间的函数表达式;
(3)如图3,在区域②中截取一个四边形,其中点Q在曲线上(不含端点B,C),记四边形的面积为S,求S的最大值.
30.(2025·辽宁营口·二模)已知函数,定义新函数.
(1)若新函数的解析式为,求函数与的解析式;
(2)在(1)条件下,点在函数上,过点作轴的平行线交函数的图象于点,且当时.
①若点重合,求的值;
②过点作轴的平行线交函数图象于点,函数,求函数关于的解析式(写出自变量的取值范围);的面积是否存在最大值,若存在,请直接写出面积的最大值,若不存在请说明理由.
31.(2025·宁夏银川·一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线经过点,点的坐标为,连接.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)如图,过点作轴,交抛物线于点,连接,判断四边形的形状,并说明理由;
(3)在(2)的条件下,若是所在直线下方抛物线上的一个动点,求面积的最大值.
32.(2025·安徽阜阳·三模)对于二次函数,当自变量时,函数y的最大值为.
(1)求二次函数的解析式.
(2)如图,二次函数的图象与x轴相交于A,B两点,与y轴相交于点C,P,Q是A与C之间的二次函数图象上的两个动点,轴交直线于点M,轴交直线于点N,轴于点E,轴于点D,,求当P,Q两点不重合时,线段的长.
(3)在(2)的条件下,连接,求的面积的最大值.
33.如图,抛物线与x轴交于点,,与y轴交于点C,顶点为D,直线与抛物线交于点是线段的中点.
(1)求抛物线的解析式.
(2)若点E的横坐标是,求点M的坐标.
(3)若,求四边形的面积的最小值.
34.(2025·四川资阳·二模)如图,在平面直角坐标系中,点在抛物线上,且横坐标为1,点与点关于抛物线的对称轴对称,直线与轴交于点,点为抛物线的顶点,点的坐标为.
(1)求线段的长;
(2)点为线段上方抛物线上的任意一点,当的面积最大时,求此时点坐标,并求出最大面积;
(3)在(2)的情况下,过点作的垂线交于点,点在轴上一点,求的最小值.
35.(2025·吉林松原·模拟预测)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点,与y轴交于点C,连接,对称轴为,点D为此抛物线的顶点.
(1)求抛物线的解析式.
(2)若连接,则________
(3)点E是第一象限内抛物线上的动点,连接和,求面积的最大值.
(4)点P在抛物线的对称轴上,平面内存在点Q,当以点为顶点的四边形是矩形时,请直接写出点Q的横坐标.
36.(24-25九年级上·天津·阶段练习)如图,抛物线交轴于,两交轴于点,点为线段上的动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求的最小值;
(3)过点作交抛物线的第四象限部分于点,连接,,记与的面积分别为,,设,当最大时,求点的坐标,并求的最大值.
37.(24-25九年级下·四川眉山·期中)如图1,已知抛物线与x轴交于A,两点,与y轴交于点,过点A直线交y轴于点D,交抛物线于点.
(1)抛物线解析式为 ;
(2)如图2,点F为抛物线上曲线上一动点,连接,,,求四边形面积的最大值;
(3)如图3,点P为线段上一动点,Q为线段上一动点,且,连接,,是否存在最小值?若存在,求出最小值;若不存在,说明理由.
38.如图,二次函数的图像交轴于、两点,交轴于点,连接.
(1)直接写出点、的坐标, ; .
(2)是抛物线对称轴上的一点,连接、.求的最小值.
(3)点是下方抛物线上的一点, 连接、.当的面积最大时,求点坐标.
39.(24-25九年级下·山东东营·期中)如图,抛物线()与轴交于点,点,与轴交于点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)在对称轴上找一点,使的周长最小,求点的坐标;
(3)是第四象限内抛物线上的动点,求面积的最大值及此时点的坐标.
40.(2025·广东云浮·一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点A,B两点,与y轴交于点且的面积为8,D是中点.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)若点P是第四象限内该抛物线上一动点,求面积的最大值.
(3)若点G是该抛物线对称轴上的一点,且是等腰三角形,请直接写出点G 的坐标
2 / 30
学科网(北京)股份有限公司
$
专题02 二次函数中的最值问题(举一反三专项训练)
【湘教版】
【题型1 几何定理法求线段之和(差)最值】 1
【题型2 代数法求线段最值】 25
【题型3 铅锤法巧求面积最值】 48
【题型1 几何定理法求线段之和(差)最值】
1.已知二次函数与的图像均过点和坐标原点,这两个函数在时形成的封闭图像如图所示,为线段的中点,过点且与轴不重合的直线与封闭图像交于,两点.给出下列结论:
①;
②;
③以,,,为顶点的四边形可以为正方形;
④若点的横坐标为,点在轴上(,,三点不共线),则周长的最小值为.
其中,所有正确结论的个数是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】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,可判断①正确;过点作交轴于点,过点作交轴于点,证明,可得,可判断②正确;当点、分别在两个函数的顶点上时,,点、的横坐标均为,求出的长度,得到,可判断③正确;作点关于轴的对称点,连接交轴于点,此时周长的最小,小值为,即可判断④.
【详解】解:①二次函数与的图像均过点和坐标原点,为线段的中点,
,两个函数的对称轴均为直线,
即,
解得:,故①正确;
②如图,过点作交轴于点,过点作交轴于点,
,
由函数的对称性可知,
在和中,
,
,
,故正确②;
③当点、分别在两个函数的顶点上时,,点、的横坐标均为,
由①可知两个函数的解析式分别为,,
,,
,
点,
,
,
由 ,
此时以,,,为顶点的四边形为正方形,故③正确;
④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,故正确④;
故选:D.
【点睛】本题是二次函数的综合题,涉及二次函数的图像与性质,全等三角形的判定与性质,正方形的判定,对称中的最值问题等知识,解题的关键是灵活运用这些知识.
2.二次函数与动直线交于,两点,线段中点为,,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设,则是联立两个函数解析式所得方程的两个根,求出,,进而可得,可得点H在直线上运动,这是典型的“将军饮马”问题,然后设点A关于直线的对称点为C,连接交直线于点H,则此时最小,即为的长,勾股定理求出即可.
【详解】解:当时,整理可得:,
设,
则是上述方程的两个根,
∴,
,
∵线段中点为,
∴,
∴点H在直线上运动,
如图,设点A关于直线的对称点为C,连接交直线于点H,则此时最小,即为的长,
∵,
∴,
∵,
∴此时;
故选:C.
【点睛】本题考查了二次函数与一次函数的交点、一元二次方程根与系数的关系、利用轴对称的性质求两线段和的最小值等知识,熟练掌握上述知识、得出点H的运动轨迹是解题的关键.
3.(24-25九年级上·福建厦门·期中)如图,已知二次函数的图象,点是坐标系的原点,点是图象对称轴上的点,图象与轴交于点,则下面结论:①关于的方程的解是,;②当时,;③点的坐标为;④△周长的最小值是.正确的有 .
【答案】①②③
【分析】本题考查了二次函数的图象和性质,轴对称的性质,由图象及二次函数的对称性可得抛物线与轴的另一个交点坐标为,即可判断①;进而由函数图象可知,当时,图象位于轴下方,即可判断②;把代入函数解析式求出的值即可判断③;作点关于对称轴的对称点,连接,与对称轴相交于点,可得△周长,此时△周长的最小,利用勾股定理求出得到△周长的最小值,即可判断④,掌握以上知识点是解题的关键.
【详解】解:∵由函数图象可得,抛物线的对称轴为直线,与轴的一个交点坐标为,
∴抛物线与轴的另一个交点坐标为,
∴关于的方程的解是,,故①正确;
由函数图象可知,当时,图象位于轴下方,
∴当时,,故②正确;
把代入得,,
解得,
∴,
当时,,
∴点的坐标为,故③正确;
作点关于对称轴的对称点,连接,与对称轴相交于点,则,,
∴△周长,此时△周长的最小,
∵,,
∴,
∴△周长的最小值,故④错误;
综上,正确的有①②③,
故答案为:①②③.
4.如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象与轴、轴分别交于、、三点,点是其顶点,若点是轴上一个动点,则的最小值为 .
【答案】
【分析】本题主要考查了二次函数与几何综合,正确作出辅助线确定当、、三点共线时最小,即最小,最小值为是解题的关键.先求出,,如图所示,作点关于轴的对称点,连接、,则,然后证明当、、三点共线时最小,即最小,最小值为,利用勾股定理求出的长即可得到答案.
【详解】解:在中,当时,,
;
抛物线解析式为,
;
如图所示,作点关于轴的对称点,连接、,则,
,
,
当、、三点共线时最小,即最小,最小值为,
的最小值,
故答案为:.
5.如图,已知抛物线过点,,其对称轴为.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)若点是抛物线对称轴上的一点,且点在第一象限.
①当的面积为15时,求点的坐标;
②是抛物线上的动点,当取得最大值时,求点的坐标.
【答案】(1)
(2);
【详解】(1)解:设抛物线的解析式为:,
则:,解得:,
∴;
(2)解:如图与对称轴交于点,设
设直线的解析式为:,
则:,解得:,
∴,
当时,,
∴,
∵,
∴,解得:或,
∵点在第一象限,
∴,
∴
②设直线的解析式为,把代入得:
解得:,
∴直线的解析式为,
∵,
∴当三点共线时,最长,
解得:(舍)
∴;
所以当时,最长.
【点睛】本题考查二次函数的综合应用.正确的求出二次函数解析式是解题的关键.
6.如图,已知二次函数 的图像与轴交于点 ,与轴交于点,.
(1)求此二次函数的表达式.
(2)已知为抛物线对称轴上一动点,求周长的最小值.
(3)已知为抛物线上一点,当点运动到直线下方时,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】本题考查了待定系数法求二次函数解析式,轴对称解决最短路径问题,三角形面积的计算方法等知识点,熟练掌握以上知识点是解题的关键;
(1)利用待定系数法求二次函数解析式即可;
(2)利用轴对称解决最短路径问题;
(3)根据三角形面积计算方法结合二次函数求最值即可求解;
【详解】(1)由题意得:,
解得:,
二次函数的表达式为,
(2)由(1)得二次函数的表达式为,
对称轴为直线,
,,
点关于对称轴的对称点为点,连接,则与对称轴的交点即为点,连接,
的周长的最小值为,
,,,
,,
周长最小值为
(3)设的解析式为,
由题可得:,
解得:,
直线的解析式为,
设,过点作轴交与点,
则,
,
,
点在直线的下方,即,
当时,的面积有最大值,为,
面积的最大值为.
7.已知二次函数.
(1)如图,二次函数的图象与轴有两个公共点,求的取值范围;
(2)如图,当时,二次函数图象与轴交于点,与轴交于点,抛物线与轴的另一个交点为,为抛物线对称轴上的一个动点,求的最小值及此时点的坐标.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查了二次函数与轴的交点问题、轴对称的性质—最短路径问题、待定系数法求一次函数的解析式,熟练掌握轴对称的性质,采用数形结合的思想是解此题的关键.
(1)根据二次函数的图象与轴有两个公共点得到,求解即可得到答案;
(2)先计算出三点的坐标及对称轴,连接交对称轴于点,再根据轴对称的性质可得,当、、在同一直线上时,最小,待定系数法求出直线的解析式,令,求出的值即可.
【详解】(1)解:二次函数的图象与轴有两个公共点,
,
解得:,
的取值范围为;
(2)解:当时,,
当时,,
,
令,则,
解得:,,
,,
,
抛物线的对称轴为直线,
点、关于对称轴对称,
如图,连接交对称轴于点,点即为所求,
,
由轴对称的性质可得,
,
当、、在同一直线上时,最小,
设直线的解析式为:,
将,代入得:,
解得:,
直线的解析式为:,
当时,,
.
8.二次函数的图象与轴交于点,与轴交于点、
(1)求、的值;
(2)是二次函数图象在第一象限部分上一点,且,求点P的坐标.
(3)在(2)的条件下,有一条长度为的线段落在上(与重合,与重合),将线段沿轴正方向以每秒个单位向右平移,设移动时间为秒,当四边形周长最小时,求的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)待定系数法解析即可求解;
(2)作关于轴的对称点,连接,过点作,依题意,点即为所求,求得直线的解析式,进而求得的解析式,联立抛物线解析式即可求解;
(3),连接,将点沿轴的轴正方向移动1个单位得到点,则四边形是平行四边形,根据题意,的周长等于,当三点共线时,求得最小值,待定系数法求得直线的解析式,令求得点的坐标,进而即可求解.
【详解】(1)∵,
令,解得:,
∴,
∵抛物线过点、,
设抛物线解析式为,
将点代入得,,
解得:,
∴ ,
∴;
(2)解:作关于轴的对称点,连接,过点作,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴点即为所求,
∵,
∴,
设直线的解析式为,,
∴,
解得:,
∴直线的解析式为,
∴直线的解析式为,
联立,
解得:或,
∴;
(3)如图所示,连接,将点沿轴的轴正方向移动1个单位得到点,则四边形是平行四边形,
根据题意,的周长等于,
当三点共线时,的周长取得最小值,
由(2)可得,,则,
设直线的解析式为,
∴,
解得:,
∴直线的解析式,
令,得,
∴的坐标为,
∵,将线段沿轴正方向以每秒个单位向右平移,设移动时间为秒,
∴,
解得:.
【点睛】本题考查了二次函数综合应用,角度问题,轴对称的性质,熟练掌握二次函数的性质,轴对称的性质是解题的关键.
9.(24-25九年级下·江苏无锡·期中)如图,已知二次函数的图象过点,对称轴与轴交于点.
(1)求此二次函数的表达式;
(2)已知点是二次函数图象上一点,
①若直线:经过点,且点关于直线的对称点恰好落在直线上,求点坐标.
②设直线与二次函数图象另一交点为,过二次函数图象顶点作轴的平行线,则直线上是否存在点 ,使得最小?若存在请直接写出这个最小值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)①点的坐标为或;②存在的最小值为
【分析】(1)根据函数图象上点的坐标特征可得的值,根据对称轴可得的值,即可得解;
(2)①根据待定系数法确定直线的解析式为,得到,,确定直线的解析式为,过点作,交轴于点,可得,,确定直线的解析式为,根据对称性可得直线垂直平分,设,,确定直线的解析式为,继而得到,根据中点坐标公式得到,最后根据函数图象上点的坐标特征得到,求解后可得结论.
②作点关于直线的对称点,连接交直线于点,设抛物线与轴交于点、.则>,而,当、分别与、重合时,最小,最小为.先求得,进而勾股定理,即可求解.
【详解】(1)解:∵二次函数的图象经过点,对称轴与轴交于点,
∴当时,得;,得:,
∴此二次函数的表达式为;
(2)∵直线:经过点,设直线与轴交于点,
∴,
解得:,
∴直线的解析式为,
当时,得,
∴,
∴,
过点B作,交y轴于点C,
∵,
∴,
设直线的解析式为,过点,,
∴,
解得:,
∴直线的解析式为,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
设直线的解析式为,过点,,
∴,
解得:,
∴直线的解析式为,
∵二次函数图象上的点关于直线的对称点在直线上,
∴直线垂直平分,
∴,点是的中点,
设,,
设直线的解析式为,
∴,
∴,
∴直线的解析式为,
可得方程组,
解得:,
∴,
∵点是的中点,
∴,
∴,
∴,
∵点在二次函数的图像上,
∴,
解得:或,
当时,得,则,
当时,得,则,
∴求点的坐标为或.
②直线上存在点,理由如下:
抛物线的顶点为,作直线:,如图所示,
作点关于直线的对称点,连接交直线于点,设抛物线与轴交于点、.
则,而,
当、分别与、重合时,最小,
最小为.
当,
解得:
在中,
即的最小值为.
【点睛】本题是二次函数与一次函数的综合题,考查了待定系数法确定二次函数和一次函数解析式,函数图象上点的坐标特征,二次函数的对称轴,一次函数与坐标轴的交点坐标,等腰三角形的判定和性质,对称的性质,平行线的性质,中点坐标公式,勾股定理,一元一次方程的应用等知识点.掌握待定系数法确定函数解析式及对称的性质是解题的关键.
10.已知关于的二次函数的图象的对称轴是直线,其最大值是,经过点,交轴于点,请仅用无刻度直尺按下列要求作图.
(1)在图1中作二次函数图象上的点;
(2)在图2中二次函数图象的对称轴上找一点,使的周长最短.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】本题考查二次函数综合题,轴对称图形的画法,抛物线的性质,熟练掌握抛物线的性质以及画对称轴的作图技巧是解题的关键.
()先求出函数解析式,再得出点的具体位置;
()求的周长最小,是固定值,即最小,即找到的对称点,连接另一个点和对称点,点即是与对称轴的交点.
【详解】(1)
根据题意可得:解得:,
即二次函数,
在图上找到点关于对称轴对称的点即是点;
(2)
由()得:,,
令的解析式为,
将点点代入解析式得:,解得:,
的解析式为,
因为点在对称轴上,时,,故点
11.如图1,二次函数的图象与一次函数的图象交于,两点,点在轴上,抛物线的对称轴为直线,点是二次函数图象的顶点.
(1)求二次函数解析式;
(2)若将二次函数的顶点向右平移个单位后得到.在点的平移过程中,是否存在一个合适的位置,使是一个以为斜边的直角三角形?若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,是轴下方线段上一点,过点分别作轴的垂线和平行线,垂足为点,平行线交直线于点.当面积最大时,在轴上找一点,使的值最大,求出点的坐标,并直接写出点的坐标和的最大值.
【答案】(1)
(2)存在,
(3)点,,
【分析】(1)根据题意列方程得到,解方程即可得到结论;
(2)根据函数解析式得到,求得,解方程组得到点、的坐标分别为、,根据勾股定理即可得到结论;
(3)设点,则点,由(2)知,点、的坐标分别为、,求得直线的表达式为,得到点,,根据三角形的面积公式即可得到结论.
【详解】(1)抛物线的对称轴为直线,
,
,
二次函数的图象与一次函数的图象交于,两点,点在轴上,
时,,
,
,
,
二次函数解析式为;
(2)存在;,
点是二次函数图象的顶点,
,
,
联立两个函数表达式得,
解得或,
即点、的坐标分别为、,
由点,,的坐标,
得,
,
,
是斜边,
,
解得,
;
(3)设点,则点,
由(2)知,点、的坐标分别为、,
由抛物线的表达式知,点,
设直线的表达式为,
由题意得:,解得:,
所以直线的表达式为,
当时,,故点,,
面积,
,故面积有最大值,此时,
故点,,
当、、三点共线时,的值最大,即点为直线与轴的交点,
故点,
则的最大值.
【点睛】本题是二次函数的综合题,考查的是待定系数法求二次函数的解析式,熟练掌握二次函数的图象及性质,灵活应用直角三角形的勾股定理是解题的关键.
12.(2025·江苏无锡·二模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点和点(点在点的左侧),与轴交于点,经过点的直线与抛物线交于点,与轴交于点.
(1)求此二次函数的表达式和顶点的坐标;
(2)点是线段上一动点,点是线段上一动点,且,求的最小值.
【答案】(1),
(2)
【分析】对于(1),将点代入得出方程组,求出解即可;
对于(2),先作轴,截取,得,再证明,
可得,即,然后求出直线的关系式,接下来根据勾股定理求出,当共线时,最小,最后根据勾股定理求出答案.
【详解】(1)解:由题意得:,
解得:,
则抛物线的表达式为:,顶点;
(2)解:过点在第二象限作轴,截取,则,
∵,
∴,
∴,
则.
设直线的关系式为,
将点代入关系式,
得,
解得,
∴直线的关系式为,
当时,,
∴点,
∴.
∵,
∴.
根据勾股定理,得,
∴.
当共线时,最小,
则,
即的最小值为.
【点睛】本题主要考查了待定系数法求二次函数关系式,求一次函数关系式,全等三角形的性质和判定,勾股定理,当三点共线时取得最小值是解题关键.
【题型2 代数法求线段最值】
13.(2025·安徽合肥·三模)已知:直线经过点,抛物线与x轴交于B,C两点(点B在点C的左侧),抛物线的顶点为D,抛物线与交y轴于点E.
(1)求点B,点C的坐标(用含字母a的代数式表示);
(2)连接,求线段的最小值;
(3)当直线恰好经过点E时,求a的值.
【答案】(1)
(2)的最小值为1
(3),
【分析】本题考查了二次函数的图象与性质,与一次函数的综合问题,二次函数图象与坐标轴的交点问题,熟练掌握各知识点并灵活运用是解题的关键.
(1)令,求出,再由又点在直线,得到,即可求出点;
(2)先表示出,而,那么,化简转化为二次函数求最值,再求的最小值;
(3)设直线为,将代入,求得直线为,可得,那么,由于直线经过点E,则,即可求解.
【详解】(1)解:令,得,,
即与x轴交点为,
又点在直线,
,
点B在点C左边,
;
(2)解:∵,
∴对称轴为直线:,
将代入得:
∴,
∵,
∴,
当时最小值为1,即的最小值为1
(3)解:设直线为,将代入
求得,,
直线为,
∵
∴,
当时 ,
直线经过点E,
,.
14.(24-25九年级上·陕西西安·期末)如图,已知抛物线与轴交于、两点,与轴交于点.
(1)求直线的函数解析式;
(2)若是直线上方的抛物线上一动点,过点作轴于点,交直线于点,求线段的最大值.
【答案】(1)
(2)1
【分析】本题考查抛物线与x轴的交点,一次函数图象上点的坐标特征,待定系数法求一次函数解析式,二次函数的性质,二次函数图像上点的坐标特征,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题.
(1)由抛物线可得,再利用待定系数法求一次函数解析式即可;
(2)根据题意,设点的坐标为,则可得点M的坐标为,可得,结合二次函数的图象与性质可知,当时,有最大值,进而可得答案.
【详解】(1)对于抛物线,
令,则
点,
令,则,解得,点,
设直线的函数解析式为,
将点代入,得,解得,
直线的函数解析式为;
(2)设点的坐标为,
点的坐标为,,
当时,有最大值,的最大值为1.
15.如图,二次函数 的图象与一次函数的图象交于A,B两点,点A的坐标为 .
(1)求k的值;
(2)点M是线段上的动点,将点M向上平移 ()个单位得到点N,若点N在二次函数的图象上,求h的最大值;
(3)在(2)的条件下,若 ,线段与二次函数的图象有公共点,求点M的横坐标m的取值范围.
【答案】(1)k的值为
(2)h的最大值为
(3)或
【分析】本题考查了二次函数的综合应用,涉及待定系数法,函数图形上点坐标的特征,解题的关键是用含m的式子表示相关点坐标和相关线段的长度.
(1)把代入得,解得k的值为.
(2)根据题意,轴且在抛物线上,设,则,求出,根据二次函数性质可得答案.
(3)求出,,把M向上平移个单位得到点,由线段与二次函数的图象有公共点,知,即可解得答案.
【详解】(1)解:把代入得:,
解得,
∴k的值为.
(2)根据题意,轴且在抛物线上,如图:
由(1)知直线解析式为,
设,则,
∴,
∵,
∴当时,h取最大值,
∴h的最大值为.
(3)由得或,
∴,,
同(2)当M的横坐标为m时,,
∵把M向上平移个单位得到点,
∴,
∵线段与二次函数的图象有公共点,
∴,
∴,
解得或,
∵点M在线段上,,
∴或.
16.如图,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,抛物线的对称轴交x轴于点D,已知,.
(1)求抛物线的表达式;
(2)求的面积;
(3)线段上有一动点P,过点P作y轴的平行线,交抛物线于点Q,求线段的最大值.
【答案】(1);
(2)
(3)2.
【分析】此题属于二次函数综合题,主要考查了待定系数法求一次函数的解析式,二次函数的解析式和二次函数的最值问题,求得解析式是解题关键.
(1)利用待定系数法求出二次函数解析式即可;
(2)分别求得、,然后利用三角形面积计算公式解答即可;
(3)根据抛物线的解析式求得B点的坐标,然后根据待定系数法求得直线的解析式,设;则,进而表示出的长度,利用二次函数的最值求出即可.
【详解】(1)抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,,.
∴,
解得:,
故抛物线解析式为:;
(2)∵,,
∴,,
∵对称轴为 ,
∴ ,,
∴,
∴,
∴;
(3)令,则,
解得,,
∴,
设直线的解析式为,代入得:
,
解得,
∴直线的解析式为,
设,则,
则,
此时的最大值为2.
17.如图,已知抛物线与一直线相交于两点,与y轴交于点N.其顶点为D.
(1)求抛物线及直线的函数表达式;
(2)设点,求使的值最小时m的值;
(3)若点P是抛物线上位于直线上方的一个动点,过点P作轴交于点Q,求的最大值.
【答案】(1)抛物线为,直线AC为
(2)
(3)的最大值为.
【分析】(1)根据待定系数法即可求得结果;
(2)作直线,作点D关于直线的对称点,得坐标为,连结交直线于点M,此时三点共线时,最小,即最小,利用待定系数法求出直线的函数关系式,进而求出求出m的值;
(3)设,则,表示出,根据二次函数的性质即可求得的最大值.
【详解】(1)解:由抛物线过点得
,
解得,
∴抛物线为;
设直线为过点,得
,
解得,
∴直线为;
(2)解:∵,
∴,
令,则,
解得或,即抛物线与x轴的另一个交点为,
作直线,作点D关于直线的对称点,
得坐标为,如图,
连接交直线于点M,
此时三点共线时,最小,即最小,
设直线的关系式为:,
把点和代入得,
得,,
∴直线NM的函数关系式为:,
当时,,
∴;
(3)解:如图,
∵轴交于点Q,
∴设,则,
∴
,
∵,
∴有最大值,最大值为.
【点睛】本题是二次函数的综合题,考查了二次函数待定系数法,利用函数关系式求最值,利用对称知识求最值,正确地作出辅助线是解题的关键.
18.如图,直线与抛物线相交于和,点是线段上异于、的动点,过点作轴于点,交抛物线于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如果设点的坐标为,则点的坐标可表示为__________;
(3)在(2)的条件下,请用含有的式子表示的长,并确定长度的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3),
【分析】(1)已知在直线上,可求得的值,抛物线图象上的、两点坐标,可将其代入抛物线的解析式中,通过联立方程组即可求得待定系数的值.
(2)可设出点横坐标,根据直线和抛物线的解析式表示出、的纵坐标,
(3)可设出点横坐标,根据直线和抛物线的解析式表示出、的纵坐标,进而得到关于与点横坐标的函数关系式,根据函数的性质即可求出的最大值.
【详解】(1)解:,在直线上,
,
,
,在抛物线上,
∴
解得
∴抛物线的解析式为
(2)设动点的坐标为,则点的坐标为,
故答案为:
(3)解: ,
∵,
∴当时,线段最大为
【点睛】此题主要考查了二次函数解析式的确定、二次函数最值的应用以及直角三角形的判定、函数图象交点坐标的求法等知识. 善于利用几何图形的有关性质、定理和二次函数的知识,并注意挖掘题目中的一些隐含条件.
19.如图,在平面直角坐标系中,抛物线经过点,交y轴于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若将该抛物线向右平移2个单位长度,再向下平移个单位长度,求平移后的解析式;
(3)若点D是线段上一动点,过点D作轴于点E,交抛物线于点F,求线段长度的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)用待定系数法求函数的解析式即可;
(2)再把原解析式化为顶点式,再根据二次函数平移的性质,即可求解;
(3)先求出直线的解析式,设,则,可得,即可.
【详解】(1)解:将代入,
∴,解得,
∴抛物线解析式为;
(2)解:∵,
∴平移后的函数解析式为;
(3)解:令,则,
∴,
设直线的解析式为,
∴,解得,
∴直线的解析式为,
设,则,
∴,
∴当时,的长有最大值4.
【点睛】本题考查二次函数的图象及性质,熟练掌握二次函数的图象及性质,函数图象平移的性质是解题的关键.
20.如图,在平面直角坐标系中,已知点B的坐标为,且,抛物线图象经过A,B,C三点.
(1)求A,C两点的坐标;
(2)求抛物线的解析式;
(3)若点P是直线下方的抛物线上的一个动点,作于点D,当的值最大时,求此时点P的坐标及的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3),的最大值为
【分析】(1)根据,即可求解;
(2)设抛物线的表达式为:,再把点代入,即可求解;
(3)先求出直线的表达式,然后过点P作y轴的平行线交于点H,根据,可得,设点 ,则点,可得的长,再根据二次函数的性质,即可求解.
【详解】(1)解:∵点B的坐标为,
∴,
∵,
∴,
∴点;
(2)解:设抛物线的表达式为:,
把点代入得:,
解得:,
故抛物线的表达式为:;
(3)解:∵直线过点,
∴可设其函数表达式为:,
将点代入得:
解得:,
故直线的表达式为:,
过点P作y轴的平行线交于点H,
∵,
,
∵轴,
,
∴,
∵,
∴,
设点 ,则点,
∴,
∵ ,
∴有最大值,当时,其最大值为,
此时点.
【点睛】本题考查的是二次函数综合运用,涉及一次函数、等腰直角三角形的性质、图象的面积计算等,其中(3),用函数关系表示,是本题解题的关键
21.已知:如图,抛物线经过原点和点,为抛物线上的一个动点,过点作轴的垂线,垂足为,并与直线交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当点P在直线OA上方时,求线段PC的最大值;
(3)过点A作AD⊥x轴于点D,在抛物线上是否存在点P,使得以P、A、C、D四点为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求m的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,
【分析】(1)抛物线经过原点和点,由此利用待定系数法即可解决问题;
(2)设,可得,利用二次函数的性质即可解决问题;
(3)由(2)可知,由,当点在直线的上方时,线段的最大值是.推出点在直线的下方,过点作交抛物线于和,此时四边形和四边形是平行四边形,求出直线的解析式,利用方程组即可解决问题.
【详解】(1)解:把和点代入得到,
解方程组得,
∴抛物线的解析式为.
故答案是:.
(2)解:根据题意得,过原点和点的直线的解析式是,二次函数的顶点坐标是,当点P在直线OA上方时,设的横坐标为,
∴,,
∵,轴,在上,在上,,
∴,,
∴,
∵二次函数的二次项系数,图像开口向下,
∴有最大值,
当时,,
故当点P在直线OA上方时,线段的最大值是.
(3)解:如图所示,
由(2)可知,当点P在直线OA上方时,线段的最大值是,
∵,
∴点在直线的下方,过点作交抛物线于和,此时四边形和四边形是平行四边形,
∵直线的解析式为,
∴直线的解析式为,
由,解得或,
∴的值为,
故答案是:.
【点睛】本题主要考查对用待定系数法求二次函数的解析式,平行四边形的判定和性质,二次函数的最值等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会构建一次函数,利用方程组确定两个函数的交点坐标,属于中考压轴题.
22.(2025·山东枣庄·模拟预测)在平面直角坐标系中,直线l:经过抛物线的顶点.如图,当抛物线经过原点时,其顶点记为P.
(1)求抛物线的解析式并直接写出点P的坐标;
(2)时,y的最小值为2,求t的值;
(3)当时.动点E在直线l下方的抛物线上,过点E作轴交直线l于点F,令,求S的最大值.
【答案】(1),P的坐标为
(2)t的值为或1
(3)S取得最大值
【分析】本题主要考查了二次函数综合,一次函数与几何综合,熟知二次函数的相关知识是解题的关键.
(1)利用待定系数法求出对应的函数解析式,再把解析式化为顶点式即可得到答案;
(2)分,,三种情况,根据增减性,确定函数在时,取得最小值的情形,从而建立方程求解即可;
(3)利用待定系数法求出一次函数解析式,设点, 则,则,据此求解即可.
【详解】(1)解;∵抛物线经过原点,
∴,
解得:或,
∵,
∴,
∴抛物线的解析式为,
∵,
∴顶点P的坐标为;
(2)解;由(1)可得抛物线开口向上,对称轴为直线,顶点坐标为,
当,即时,y随x增大而减小,
由题意得:,
解得:,(舍去),
∴t的值为,
当时,则若时,y的最小值为,不符合题意,
当时,y随x增大而增大,
由题意得:,
解得:(舍去),,
∴t的值为1,
综上所述,t的值为或1;
(3)解:由题意得:当时,经过点,
∴,
∴,
∴,
设点,且,
∵轴,
∴,
∴,
∵,,
∴当时,S取得最大值.
23.如图,已知二次函数的图像经过点、和原点O.P为二次函数图像上的一个动点,过点P作x轴的垂线,垂足为,并与直线OA交于点C.
(1)求出二次函数的解析式;
(2)当点P在直线OA的上方时,求线段PC的最大值;
(3)当时,探索是否存在点P,使得为等腰三角形,如果存在,求出P的坐标;如果不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=-x2+4x
(2)
(3)存在,点P的坐标为或或(5,-5)或(4,0)
【分析】(1)设y=ax(x-4),把A点坐标代入即可求出答案;
(2)根据点的坐标求出PC=-m2+3m,化成顶点式即可求出线段PC的最大值;
(3)当0<m<3时,仅有OC=PC,列出方程,求出方程的解即可;当m≥3时,PC=CD-PD=m2-3m,,分为三种情况:当OC=PC时,当OC=OP时,当PC=OP时,即可得到答案.
【详解】(1)解∶∵二次函数的图像经过点和原点O.
∴可设二次函数的解析式为y=ax(x-4),
把点A(3,3)代入,得:3=3a(3-4),
解得:a=-1,
∴二次函数的解析式为y=- x(x-4)=-x2+4x;
(2)解:根据题意得:0<m<3,PC=PD-CD,
设直线OA的解析式为,
把点A(3,3)代入,得:3=3k,
解得:k=1,
∴直线OA的解析式为y=x,
∵D(m,0),PD⊥x轴,P在y=-x2+4x上,C在直线OA上,
∴P(m,-m2+4m),C(m,m),
∴PD=-m2+4m,CD= m,
∴PC=PD-CD=-m2+4m-m=-m2+3m ,
∴当时,线段PC最大,最大;值为;
(3)解:存在,理由如下:
∵C(m,m),P(m,-m2+4m),
∴OD=m,CD=m,PD=-m2+4m,
,,
当0<m<3时,仅有OC=PC,
由(2)得:PC= PD-CD=-m2+3m,
∴,解得:或0(舍去),
∴此时;
当m≥3时,点C在点P的上方,此时PC=CD-PD=m2-3m,
当OC=PC时,,
解得:或0(舍去),
∴此时点;
当OC=OP时,有OC2=OP2,
∴,
解得:m=5或3(舍去)或0(舍去),
∴此时点P(5,-5),
当PC=OP时,
,
解得:m=4或0(舍去),
∴此时点P(4,0);
综上所述,存在,点P的坐标为或或(5,-5)或(4,0).
【点睛】本题主要考查对用待定系数法求二次函数的解析式,等腰三角形的性质,勾股定理,二次函数的最值等知识点的理解和掌握,用的数学思想是分类讨论思想,此题是一个综合性比较强的题目,(3)小题有一定的难度.
24.(2025·云南玉溪·二模)如图,抛物线与轴交于点和点,与轴交于点.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)将抛物线的顶点向上平移2个单位长度得到点,点为抛物线的对称轴上一动点,记,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查了求二次函数的解析,二次函数的最值问题,解题的关键是求出解析式;
(1)将代入中求解即可;
(2)求出平移后相应的坐标,利用两点间的距离公式进行列式,再利用二次函数的性质求最值.
【详解】(1)解:将代入得:,
解得:,
.
(2)解:,则,
将抛物线的顶点向上平移2个单位长度得到点,
设,解得:,
,
设点,则,
,
当时,取到最小值,为.
25.已知点和点在抛物线上.
(1)求抛物线所对应的函数表达式;
(2)四边形的四个顶点均在该抛物线上,与交于点,直线为,直线为.
①求的值;
②记的面积为,四边形的面积为,若,,求的最小值.
【答案】(1);
(2)①0;②.
【分析】(1)运用待定系数法即可求得答案;
(2)①联立直线和抛物线的解析式得出,再根据根与系数的关系得出,,利用待定系数法求出直线的表达式为,联立后得出,推出,求得
,同理,,求出,即可得解;②设与轴交于点,与轴交于点,求出直线的表达式为,得出,记的面积为,的面积为,的面积为, ,求出.记,则,即,再运用一元二次方程根的判别式即可求得答案.
【详解】(1)解:将点和点代入,得,
解得,
所以抛物线的表达式为;
(2)解:①依题意,联立,得,
所以,,
设直线的表达式为,又直线过点,
所以,
解得,
所以直线的表达式为,
联立,得,
所以,所以,
所以,
同理,,
联立,得,
所以,
所以,即;
②设与轴交于点,与轴交于点,
当,时,由(2)①得,
解得,
所以直线的表达式为,
所以,
记的面积为,的面积为,的面积为, ,
所以,
又因为,
所以,,,
所以,
所以,
记,则,即,
因为存在,
故关于的一元二次方程有实数根,
所以,
所以或,
解得或(不符合题意,舍去),
所以当时,取得最小值,且的最小值为.
【点睛】本题是二次函数综合题,考查了待定系数法,一次函数的图象和性质,二次函数的图象和性质,一元二次方程根的判别式以及根与系数的关系等,熟练掌握以上知识点并灵活运用是解此题的关键,综合性强,难度较大,属于常考的中考数学压轴题.
【题型3 铅锤法巧求面积最值】
26.(24-25九年级上·福建厦门·期中)如图,已知二次函数交轴于点,,交轴于点.
(1)求二次函数的解析式;
(2)记中点为点,过点作直线交轴负半轴于点,交抛物线于点,,点在点右边.
①当时,点为抛物线上的一个动点且点在线段上方,求面积的最大值;
②当时,若点与点关于直线对称,求证:.
【答案】(1)
(2)①;②见解析
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)①先根据题意可得到,,进而求出直线的解析式为,联立,求出,,设,则,得到,再根据,即可求解;②连接,由,,可得,,,根据,推出,得到,进而根据勾股定理求出,,在中,设边上的高为,根据等面积法求出,再根据对称的性质可得到,即可解答.
【详解】(1)解:将点,代入,
得:,
解得:,
二次函数的解析式为;
(2)①如图,过点作轴,交于点,
点,,点为中点,
,
由题意可得:,
设直线的解析式为,
,
解得:,
直线的解析式为,
联立,
解得:或,
,,
设,则,
,
,
当时,面积的最大,最大值为;
②如图,连接,
,,
,,,
,,
,
,
,
,
在中,设边上的高为,
,即,
,
点与点关于直线对称,
直线垂直平分,
,
,即点在上,
.
【点睛】本题考查了二次函数综合,涉及二次函数的图像与性质,一次函数的图像与性质,勾股定理,对称的性质,含角的直角三角形的性质,解题的关键是掌握相关知识.
27.(2025·河北沧州·模拟预测)如图1,抛物线:经过点和点,抛物线与关于原点O成中心对称.
(1)求b,c的值;
(2)求抛物线的解析式;
(3)将抛物线向上平移2个单位长度得到,抛物线与相交于P,Q两点(点P在点Q的左侧),如图2.
①求点P和Q的坐标;
②若点M,N分别为抛物线与上P,Q之间的点(点M,N均不与点P,Q重合),直接写出四边形面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)①点P的坐标为,点Q的坐标为;②16
【分析】本题考查二次函数的图象及性质,二次函数与面积问题.
(1)将点和点代入即可求解;
(2)设点是上任意一点,则点关于原点O成中心对称的点坐标为,即可得到抛物线的解析式为;
(3)①通过联立方程组,求点P和Q的坐标;
②过点作轴交于点,过点作轴交于点,先求出直线的解析式为,设,,则,,求出当时,有最大值4,当时,有最大值4,再根据,得到当最大时,四边形面积的最大,最后代入计算即可.
【详解】(1)解:将点和点代入得
,
解得;
(2)解:由(1)可得抛物线,
设点是上任意一点,则点关于原点O成中心对称的点坐标为,
∵抛物线与关于原点O成中心对称,
∴抛物线的解析式为,
整理得;
(3)解:①将抛物线向上平移2个单位长度得到,则抛物线的解析式为,
联立,解得或,
∵抛物线与相交于P,Q两点(点P在点Q的左侧),
∴点P的坐标为,点Q的坐标为;
②过点作轴交于点,过点作轴交于点,
∵点P的坐标为,点Q的坐标为,
∴设直线的解析式为,
∴,
解得,
∴直线的解析式为,
设,,
则,,
∴,,
∵,
∴当时,有最大值4,
当时,有最大值4,
∵,
∴当最大时,四边形面积的最大值为.
28.(2025·湖南株洲·三模)如图,抛物线交轴于两点,交轴于点.
(1)求抛物线的函数解析式.
(2)在抛物线的对称轴上是否存在点,使得是以为斜边的直角三角形?若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)若点在线段上运动,过点作轴的垂线,与交于点,与抛物线交于点,连接,求四边形的面积的最大值,并写出此时点的坐标.
【答案】(1)
(2)存在,点的坐标为或;
(3)四边形的面积的最大值为,此时点的坐标为.
【分析】(1)将点和代入抛物线的函数解析式,利用待定系数法求解即可;
(2)先求出抛物线的对称轴,进而设点,利用坐标两点距离公式,得到,,,再根据是以为斜边的直角三角形,利用勾股定理列方程,求出的值,即可得到点的坐标;
(3)先求出,再利用待定系数法求出直线的解析式为,设,且,则,,可得,从而得出,进而得到,利用二次函数的性质求最值即可.
【详解】(1)解:抛物线交轴于两点,交轴于点,
,
解得:,
抛物线的函数解析式为.
(2)解:存在,理由如下:
,
抛物线的对称轴为直线,
点在抛物线的对称轴上,
设点,
,,
,,,
是以为斜边的直角三角形,
,
,
整理得:,
解得:,
存在点使得是以为斜边的直角三角形,点的坐标为或;
(3)解:,,
,,
,
设直线的解析式为,
,
解得:,
直线的解析式为,
点在线段上运动,
设,且,
过点作轴的垂线,与交于点,与抛物线交于点,
,,
,
,
,
,
当时,有最大值,
即四边形的面积的最大值为,此时点的坐标为.
【点睛】本题是二次函数综合题,考查了求二次函数解析式,二次函数的图象和性质,勾股定理,公式法解一元二次方程,二次函数的最值问题等,利用数形结合的思想解决问题是关键.
29.(24-25九年级下·河南驻马店·期中)如图1,一块钢板截面的一边为线段,另一边曲线为抛物线的一部分,D为的中点,现沿线段将这块钢板分成①②两部分,以边所在直线为x轴,经过点C且与垂直的直线为y轴,建立平面直角坐标系,规定1个单位长度代表.已知:,,.
(1)求曲线所在抛物线的函数表达式;
(2)如图2,在区域①中截取一个矩形,其中点P在线段上(不含端点C,D),点E在曲线上,点F,G均在线段上,设点P的纵坐标为,求矩形的面积S与m之间的函数表达式;
(3)如图3,在区域②中截取一个四边形,其中点Q在曲线上(不含端点B,C),记四边形的面积为S,求S的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】本题考查用待定系数法求二次函数与一次函数解析式,二次函数的图像与性质,二次函数的最值,矩形的性质,熟练掌握用待定系数法求函数解析式,二次函数图像性质是解题的关键.
(1)利用待定系数法求解函数表达式即可;
(2)先求得所在直线的函数表达式为,进而求得点的横坐标为.再求得点的横坐标为,进而求得,然后利用矩形面积公式可求解;
(3)连接,过点作轴的垂线,交于点.先求得所在直线的函数表达式为.设,其中,则,
可得,由,利用二次函数的性质求解即可.
【详解】(1)解:∵,
∴可设曲线所在抛物线的函数表达式为.
∵,,
∴,.
又∵为的中点,
∴该抛物线的对称轴为直线,
. 解得
故曲线所在抛物线的函数表达式为.
(2)解:由(1)易知,,
所在直线的函数表达式为.
对,令,则,解得,
即点的横坐标为.
令,解得,(不合题意,舍去).
点的横坐标为,
,
.
(3)解:如图,连接,过点作轴的垂线,交于点.
,为的中点,,.
又,
.
由,,易得所在直线的函数表达式为.
设,其中,则,
,
,
即,
∵,
当时,取最大值,最大值为.
30.(2025·辽宁营口·二模)已知函数,定义新函数.
(1)若新函数的解析式为,求函数与的解析式;
(2)在(1)条件下,点在函数上,过点作轴的平行线交函数的图象于点,且当时.
①若点重合,求的值;
②过点作轴的平行线交函数图象于点,函数,求函数关于的解析式(写出自变量的取值范围);的面积是否存在最大值,若存在,请直接写出面积的最大值,若不存在请说明理由.
【答案】(1),
(2)①或2
②;存在,面积的最大,最大值为
【分析】(1)根据求得,再根据,比较即可求得a、b值,从而求解;
(2)①把代入和代入,从而得到,再解方程即可求解;
②先求出点A、B、C的坐标,从而求得、长,代入,即可求解;再根据,分类讨论求解即可.
【详解】(1)解:∵,
∴
,
∵,
∴,
∴,
∴,.
(2)解:①∵点重合,,
∴,
把代入,得,
把代入,得,
∴,
化简整理,得,
解得:,.
∴m的值为或2,
②把代入,得,
∴,
∵轴交函数的图象于点,
∴,
∵轴交函数图象于点,
∴点纵坐标为,
把代入,得,
∴,
∴,
∴当时,
,
当时,
,
∴
∵,
∴当时,
,,
∵,,
∴当时,,取得最大值,最大值为,最大值为,
此时,面积的最大,最大值;
当时,
,
,
∵,,对称轴为直线,
∴,有最小值,当时,,都随着m的增大而增大,
∵,
∴,
∴,
∴当时,,都取得最大值,
最大值为2,最大值为6,
∴此时,面积的最大,最大值,
∵,
∴存在,面积的最大,最大值为.
【点睛】本题属二次函数综合题目,主要考查二次函数与一次函数交点,二次函数的图象性质,二次函数的最值,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
31.(2025·宁夏银川·一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线经过点,点的坐标为,连接.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)如图,过点作轴,交抛物线于点,连接,判断四边形的形状,并说明理由;
(3)在(2)的条件下,若是所在直线下方抛物线上的一个动点,求面积的最大值.
【答案】(1);
(2)菱形,理由见解析
(3)
【分析】本题考查了二次函数和几何综合,菱形的判定,正确做出辅助线表示出的面积是解题的关键.
(1)把代入函数解析式即可解答;
(2)求得点的坐标,得到的长度,即可解答;
(3)过点作的平行线交直线于点,设的横坐标为,求得的长,进而表示出的面积,利用二次函数的性质,即可解答.
【详解】(1)解:把代入函数解析式,
可得,
解得,
抛物线的函数解析式为;
(2)解:当时,,
解得,
,
,
,
,
轴,
,
四边形为平行四边形,
根据勾股定理可得,
,
平行四边形为菱形;
(3)解:设直线的解析式为,
把代入可得,
解得,
直线的解析式为,
如图,过点作的平行线交直线于点,
设点,则点,
,
,
当,即时, 的面积最大为.
32.(2025·安徽阜阳·三模)对于二次函数,当自变量时,函数y的最大值为.
(1)求二次函数的解析式.
(2)如图,二次函数的图象与x轴相交于A,B两点,与y轴相交于点C,P,Q是A与C之间的二次函数图象上的两个动点,轴交直线于点M,轴交直线于点N,轴于点E,轴于点D,,求当P,Q两点不重合时,线段的长.
(3)在(2)的条件下,连接,求的面积的最大值.
【答案】(1)
(2)2
(3)
【分析】本题主要考查了二次函数综合,求二次函数解析式等等,熟知二次函数的性质是解题的关键.
(1)根据题意可得对称轴为直线,则可推出,再利用待定系数法求解即可;
(2)求出,;进而得到直线解析式为;设,则,则,可求出,,
,根据,可推出,据此可得答案;
(3)求出,则,据此根据二次函数的性质求解即可.
【详解】(1)解:∵当自变量时,函数y的最大值为,
∴对称轴为直线,
∴,
∴,
把代入到中得,
解得,
∴抛物线解析式为;
(2)解:在中,当时,解得或,
∴,
在中,当时,,
∴;
设直线解析式为,
∴,
∴,
∴直线解析式为;
设,则,
∴,
∴,,
,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵P,Q两点不重合,即,
∴,
∴,
∴;
(3)解:∵,
∴,
∴,
∵,
∴当时,有最大值,最大值为.
33.如图,抛物线与x轴交于点,,与y轴交于点C,顶点为D,直线与抛物线交于点是线段的中点.
(1)求抛物线的解析式.
(2)若点E的横坐标是,求点M的坐标.
(3)若,求四边形的面积的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】本题考查了二次函数的解析式的确定、一次函数解析式的确定、中点坐标公式,三角形面积的计算.解题的关键是求出两个函数图像的交点坐标.
(1)利用交点式求抛物线解析式即可.
(2)先将代入抛物线解析式得出点E坐标,将点E得出直线解析式,联立抛物线解析式与直线解析式得出点F坐标,根据点M是线段的中点即可求出.
(3)用题(2)的方法求出点的坐标(用含的式子表示),然后把四边形分割成几个三角形来求面积,再根据来求这个面积的最小值.
【详解】(1)解:把点,代入,
得
解方程组,得
抛物线的解析式为.
(2)把代入,得,
点E的坐标是.
把点代入,得,,
直线的解析式是.
联立方程组得,,
,,
点M的坐标是.
(3)把代入,得,
点C的坐标是,.
,点D的坐标是.
把与联立方程组,得,
,.
如图,连接.
四边形的面积为:
.
,
当时,四边形的面积有最小值,最小值为.
34.(2025·四川资阳·二模)如图,在平面直角坐标系中,点在抛物线上,且横坐标为1,点与点关于抛物线的对称轴对称,直线与轴交于点,点为抛物线的顶点,点的坐标为.
(1)求线段的长;
(2)点为线段上方抛物线上的任意一点,当的面积最大时,求此时点坐标,并求出最大面积;
(3)在(2)的情况下,过点作的垂线交于点,点在轴上一点,求的最小值.
【答案】(1)
(2),
(3)
【分析】本题考查二次函数综合,涉及二次函数图象与性质、二次函数与面积综合、二次函数求最值等问题,数形结合是解决问题的关键.
(1)根据题意,令,代入表达式求出即可得到,再根据点与点关于抛物线的对称轴对称,即可求出,从而得到答案;
(2)作轴交于,如图所示,设,数形结合,在平面直角坐标系中表示出的面积,由二次函数图象与性质分析即可得到答案;
(3)作直线交于,使得,作于交于,如图所示,数形结合得,利用等面积法求解即可得到答案.
【详解】(1)解:点在抛物线上,且横坐标为1,
令,则,则,
点与点关于抛物线的对称轴对称,
,
;
(2)解:作轴交于,如图所示:
设,
直线的解析式为,
,
,
,
抛物线开口向下,有最大值,当时,的面积最大为,此时;
(3)解:作直线交于,使得,作于交于,如图所示:
由(2)知点,,
,
,
,此时的值最小,
,
,
的最小值为.
35.(2025·吉林松原·模拟预测)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点,与y轴交于点C,连接,对称轴为,点D为此抛物线的顶点.
(1)求抛物线的解析式.
(2)若连接,则________
(3)点E是第一象限内抛物线上的动点,连接和,求面积的最大值.
(4)点P在抛物线的对称轴上,平面内存在点Q,当以点为顶点的四边形是矩形时,请直接写出点Q的横坐标.
【答案】(1)
(2)90
(3)
(4)
【分析】本题考查了待定系数法求二次函数解析式,二次函数图象的性质,矩形的性质,勾股定理,掌握二次函数的性质是解题的关键.
(1)根据题意求得A的坐标,根据对称性求得B的坐标,进而待定系数法求二次函数解析式即可;
(2)求出顶点的坐标,分别求出,根据勾股定理逆定理得是直角三角形,故可得;
先根据解析式求得C的坐标,进而求得的解析式,设,作轴交于点F,则,进而求得关于x的表达式,根据二次函数的性质即可求得最大值;
(3)分情况讨论,为矩形的对角线,设,根据矩形的性质以及中点坐标公式求得m的值,进而求得Q点的横坐标.
【详解】(1)解:抛物线与x轴交于点A、B,,对称轴为直线,
∴,
∴,
将A,B代入得:
,
解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:,
∴,
又,
∴,
∴,,,
∴,
∴;
故答案为:90;
(3)解:设直线的解析式为,
将点B,点C的坐标代入得:,
解得:,
∴直线的解析式为,
设,
如图,作轴交于点F,
则,
∴,
∴
当时,有最大值为;
(4)解:设,,
由(1)知,
①若为矩形的对角线,
由中点坐标公式得:,
解得:,
∴点的横坐标为2;
②若为矩形得对角线,
由中点坐标公式得:,
解得,
∴点的横坐标为4;
③若为矩形的对角线,
由中点坐标公式得:,
解得:,
∴点Q的横坐标为,
综上,点Q的横坐标为4或2或.
36.(24-25九年级上·天津·阶段练习)如图,抛物线交轴于,两交轴于点,点为线段上的动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求的最小值;
(3)过点作交抛物线的第四象限部分于点,连接,,记与的面积分别为,,设,当最大时,求点的坐标,并求的最大值.
【答案】(1)
(2)10
(3)最大值为,此时点的坐标为
【分析】(1):将,分别代入,利用待定系数法求出二次函数解析式即可;
(2)作点O关于直线的对称点坐标为.连接、.证明四边形是正方形.则点O关于直线的对称点坐标为.连接,由是的垂直平分线得到,则(当点位于直线与直线交点时取等号),即可得到的最小值为.
(3)过点P作轴,交x轴于点M.连接.得到.设点,则,再利用二次函数的性质即可求解.
【详解】(1)解:将,分别代入,得方程组
,
解得.
∴抛物线的解析式为.
(2)当时,,即,则,
作点O关于直线的对称点坐标为.连接、.
∵,,
∴平分,
∴垂直平分.
又∵垂直平分,且,
∴四边形是正方形.
∴点O关于直线的对称点坐标为.
连接,
∵是的垂直平分线,
∴,
∴(当点位于直线与直线交点时取等号),
∴的最小值为.
(3)过点P作轴,交x轴于点M.连接.
∵,
∴(同底等高),
∴.
设点,
则,
,
.
∴,
即:
∴当时,有最大值,此时点的坐标为,
综上,最大值为,此时点的坐标为.
【点睛】此题是二次函数和几何综合题,考查了待定系数法、正方形的判定和性质、轴对称的性质、勾股定理等知识,数形结合和准确计算是解题的关键.
37.(24-25九年级下·四川眉山·期中)如图1,已知抛物线与x轴交于A,两点,与y轴交于点,过点A直线交y轴于点D,交抛物线于点.
(1)抛物线解析式为 ;
(2)如图2,点F为抛物线上曲线上一动点,连接,,,求四边形面积的最大值;
(3)如图3,点P为线段上一动点,Q为线段上一动点,且,连接,,是否存在最小值?若存在,求出最小值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,最小值是
【分析】(1)用待定系数法求抛物线的解析式即可;
(2)过点F作轴于点G,求出,待定系数法求出直线的解析式为,设点F的坐标为,则,根据得出当时,取最大值,根据面积一定,,当面积最大时,四边形面积的最大,求出最大值即可;
(3)过点D作轴,截取,连接、,证明,得出,说明当最小时,最小,根据两点之间线段最短,得出当M、P、O三点共线时,最小,且最小值为,根据勾股定理求出最小值即可.
【详解】(1)解:把,,代入抛物线解析式得:
,
解得:,
∴抛物线的解析式为:;
(2)解:过点F作轴于点G,如图所示:
把代入得:,
解得:,,
∴,
∴,
设直线的解析式为,把,代入得:
,
解得:,
∴直线的解析式为,
设点F的坐标为,则,
∴,
,
∵,
∴当时,取最大值,
∵面积一定,,
∴当面积最大时,四边形面积的最大,
∴四边形面积的最大值为.
(3)解:存在;过点D作轴,截取,连接、,如图所示:
把代入的解析式得:,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴当最小时,最小,
∵两点之间线段最短,
∴当M、P、O三点共线时,最小,且最小值为,
∵,,
∴,
∴,
∴,
即的最小值为.
【点睛】本题主要考查了二次函数的综合应用,求一次函数解析式,三角形全等的判定和性质,求二次函数解析式,勾股定理,解题的关键是作出辅助线,熟练掌握相关的判定和性质.
38.如图,二次函数的图像交轴于、两点,交轴于点,连接.
(1)直接写出点、的坐标, ; .
(2)是抛物线对称轴上的一点,连接、.求的最小值.
(3)点是下方抛物线上的一点, 连接、.当的面积最大时,求点坐标.
【答案】(1),
(2)的最小值为
(3)点坐标为
【分析】(1)在二次函数中,令,令,即刻求解;
(2)根据题意可得:、关于抛物线的对称轴对称,且是抛物线对称轴上的一点,得到当点在直线上,即时,最小,最小值为,再根据勾股定理求出,即可求解;
(3)如图,过点作,交轴于点,交于点,先求出直线的解析式为,设,则,
得到,再根据,得到关于的二次函数即可求解.
【详解】(1)解:令,则,
解得:或,
,,
令,则,
,
故答案为:,;
(2)二次函数的对称轴为:,
根据题意可得:、关于对称轴对称,且是抛物线对称轴上的一点,
当点在直线上,即时,最小,最小值为,
由(1)知,,,
,,
,
的最小值为;
(3)如图,过点作,交轴于点,交于点,
设直线的解析式为,将,代入得:
,
解得:,
直线的解析式为,
设,则,
,
,
即,
当时,的面积最大,
此时点坐标为.
【点睛】本题考查了二次函数的综合,涉及二次函数的图像与性质,一次函数的图像与性质,勾股定理,线段的最值问题等知识,解题的关键是灵活运用这些知识.
39.(24-25九年级下·山东东营·期中)如图,抛物线()与轴交于点,点,与轴交于点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)在对称轴上找一点,使的周长最小,求点的坐标;
(3)是第四象限内抛物线上的动点,求面积的最大值及此时点的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)的最大值为,点的坐标为
【分析】()利用待定系数法解答即可;
()连接交对称轴于点,由关于对称轴对称得,进而得到,可知当三点共线时,的周长最小,利用待定系数法求出直线的解析式,再把代入计算即可求解;
()过点作轴 ,交于点,设点,则, 可得,进而根据三角形面积公式求出与的函数解析式,最后根据二次函数的性质解答即可求解;
本题考查了待定系数法求函数解析式,二次函数的几何应用,掌握二次函数的图象和性质是解题的关键.
【详解】(1)解:把点,点代入得,
,
解得,
∴抛物线的表达式为;
(2)解:如图,连接交对称轴于点,
∵,
∴抛物线的对称轴为直线,
∵关于对称轴对称,
∴,
∴,
当三点共线时,的周长最小,
∵,
∴,
设直线的解析式为,把和代入得,
,
解得,
∴直线的解析式为,
把代入,得,
∴;
(3)解:如图,过点作轴 ,交于点, 连接,,
设点,则,
∴,
∴,
∴当时,的最大值为,
此时,点的坐标为.
40.(2025·广东云浮·一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点A,B两点,与y轴交于点且的面积为8,D是中点.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)若点P是第四象限内该抛物线上一动点,求面积的最大值.
(3)若点G是该抛物线对称轴上的一点,且是等腰三角形,请直接写出点G 的坐标
【答案】(1)
(2)2
(3)或或
【分析】本题考查二次函数的综合,涉及待定系数法求函数解析式、坐标与图形、二次函数的图象与性质、两点坐标距离公式等知识,正确求得函数解析式是解答的关键.
(1)先求得点B坐标,再利用待定系数法求解函数表达式即可;
(2)先由待定系数法可得直线的函数解析式为为,而D是中点,有,过点P作轴交于点Q,设,则,即得,则,由二次函数性质可得面积的最大值是2;
(3)设,分当时、当时、当时三种情况,结合两点坐标距离公式求解即可.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∵的面积为8,
∴,解得,
∴,
将,代入得:
,解得,
抛物线的函数表达式为;
(2)解:设直线为,将代入得:,解得,
直线为,
,,D是中点,
,
过点P作轴交于点Q,如图:
设,则,
,
,
,,
时,有最大值,最大值为2;
即面积的最大值是2;
(3)解:由得抛物线的对称轴为直线,
根据题意,设,
∴,,,
若是等腰三角形,分三种情况:
当时,,
则,解得,不合题意,舍去;
当时,,
则,解得,此时;
当时,,
则,解得或,
此时或,
综上,满足条件的点P的坐标为或或.
2 / 30
学科网(北京)股份有限公司
$