【人教版压轴题】2024~2025年九年级上数学期末解答题真题汇编卷(下)
2025-12-12
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内容正文:
【人教版】2024~2025年九年级上期末解答题真题汇编卷(下)
一.解答题(共25小题)
1.在平面直角坐标系xOy中,点M在x轴上,以点M为圆心的圆与x轴交于A(1,0),B(4,0)两点,对于点P和⊙M,给出如下定义:若抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过A,B两点且顶点为P,则称点P为⊙M的“图象关联点”.
(1)已知,在点E,F,G,H中,⊙M的“图象关联点”是 ;
(2)已知点P为⊙M的“图象关联点”,且3OP=5PM,
①判断OP与⊙M的位置关系,并证明;
②直接写出抛物线的顶点坐标.
(3)已知C(4,2),D(1,2),当⊙M的“图象关联点”P在⊙M外且在四边形ABCD内运动时,直接写出抛物线y=ax2+bx+c中a的取值范围.
2.如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,A、B两点的坐标分别为(6,0)和(0,8),抛物线经过点B和点G(﹣1,5).
(1)求抛物线对应的函数解析式.
(2)将△ABO沿x轴向左平移得到△DCE,使得四边形ABCD是菱形,试判断点C、点D是否在该抛物线上.
(3)在(2)的条件下,若点M是CD所在直线下方抛物线上的一个动点,当△CDM的面积最大时,求点M的坐标,并求出此时的最大面积.
3.(1)如图1,等边△ABC中,AB=3,D是AC上的动点,连接BD,将BD绕着点D逆时针旋转60°得到DE,连接CE,当点D从A运动到C时,求点E的运动路径长.
(2)如图2,等腰Rt△ABC中,∠BAC=90°,AD⊥BC于D,E是AD上的一点,连接BE,将BE绕着点E逆时针旋转90°,得到EF,EF交BC于点G,连接CF,若,求的值.
4.已知:抛物线y=x2﹣bx﹣3交x、y轴于A、B(3,0),交y轴于C,顶点为D,M为抛物线上动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在M运动过程中,连OM,当∠DOM=45°时,求M点坐标;
(3)随着M运动到第一象限,如图(2)直线AM交对称轴于E,直线MB交对称轴于F,若对称轴交x轴于H,求HF﹣HE的值.
5.△ABC中,AB=AC,将AB绕点A逆时针旋转90°到AD,直线AD与直线BC交于点E,过点D作DF∥AB交AC延长线于点F.
(1)如图1,当∠BAC=60°时,连接CD,若,求AC的长度;
(2)如图2,若点G为AF的中点,连接DG,请用等式表示线段AE、DF、DG之间的数量关系并证明;
(3)如图3,在(2)的条件下,AB=AC=8,DF=6,连接BD,点P为BD边上一动点,连接AP,以AP为直角边在其右侧作等腰直角△APQ,AP=QP,并将QA绕点Q旋转α°(0°<α<90°)至QM,连接GQ、ME,请直接写出当GQ和ME均取得最小值时△AME的面积.
6.已知抛物线y=x2+bx+c,(b,c为常数,b<0),抛物线与x轴相交于A,B两点(点A在点B的左侧),且两点坐标分别为A(﹣2,0),B(2﹣b,0),与y轴相交于点C,顶点为P.
(Ⅰ)若b=﹣4,求顶点的坐标;
(Ⅱ)连接BC,若,求b的值;
(Ⅲ)若点M在抛物线上,点M的横坐标为m,满足,且MP∥BC,过点M作MN⊥x轴,垂足为N,当MN=5时,求此时b和m的值.
7.如图,抛物线yx2+bx+c过点A(3,2),且与直线y=﹣x交于B、C两点,点B的坐标为(4,m).
(1)求抛物线的解析式;
(2)点D为抛物线上位于直线BC上方的一点,过点D作DE⊥x轴交直线BC于点E,点P为对称轴上一动点,当线段DE的长度最大时,求PD+PA的最小值;
(3)设点M为抛物线的顶点,在y轴上是否存在点Q,使∠AQM=45°?若存在,求点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
8.定义:对于凸四边形,对角线相等的四边形称为“等对”四边形,对角线垂直的四边形称为“垂对”四边形.
(1)请你判断下列说法是否正确(在题后相应的括号中,正确的打“√”,错误的打“×”)
①平行四边形一定不是“等对”四边形;
②“垂对”四边形的面积等于其对角线长的乘积的一半;
③顺次连接“等对”四边形四边中点而成的四边形是“垂对”四边形;
(2)如图1,已知四边形ABCD(AD≠BC)既是“等对”四边形,又是“垂对”四边形,且四边形的四个顶点都在⊙O上,连接四边形的对角线AC,BD交于点P.
①记△ADP,△BCP,四边形ABCD的面积分别为S1,S2,S,求证:;
②如图2,点M为AB的中点,连接MP并延长交CD于点N,若AD+BC=m,MN=n,求⊙O的半径(用含m,n的式子表示).
9.在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c(a<0)过A(6,0),B(0,2),D(4,2)三点,且与x轴交于另一点F.
(1)求抛物线的对称轴方程;
(2)如图1,点C为抛物线对称轴与x轴的交点,连接BC,直线BC交抛物线于另一点H,P为直线BC下方抛物线上的点,连接DH、HP,若∠DHB=∠BHP,求P点坐标;
(3)如图2,点M为第一象限内抛物线上一点,过点M的直线y=mx+n(n>0)与抛物线交于第四象限内一点N,连接FM、FN,分别交y轴于点D、E,且|OD|•|OE|=4,求证:直线MN恒经过一定点,并求出定点坐标.
10.如图,关于x的二次函数y=﹣(x+m)2+k的图象与x轴交于A、B两点,与轴交于点C,且顶点D(﹣1,4).
(1)求二次函数图象的解析式;
(2)连接AC,AD,CD,求△ADC的面积;
(3)在AC上方抛物线上有一动点M,请直接写出△ACM的面积取到最大值时,点M的坐标.
11.已知四边形ABCD是⊙O内接四边形,对角线AC与BD相交于点P.
(1)求证:△ADP∽△BCP;
(2)连接OD,如图1,若∠ADB=∠ODC,求证:AC⊥BD;
(3)如图2,设△APB的面积为S1,△APD的面积为S2,△CPD的面积为S3,△BPC的面积为S4,并且满足,延长CD,BA交于点F,连接FP交AD于点E,延长FP交BC于点Q,求的值.
12.如图1,经过原点O的抛物线y=ax2+bx与x轴交于另一点A(4,0),点B(﹣2,3)在此抛物线上,过点B作直线l交y轴于点C,且直线l与抛物线有且只有一个公共点B.
(1)①请直接写出:此抛物线的函数解析式为 ;
②求直线l的函数解析式;
(2)设抛物线的对称轴交x轴于点D,交直线l于点E,若点P在A点右侧的抛物线上,且以P点为圆心,PB为半径的圆恰好经过点E,请直接写出点P的坐标为 ;
(3)如图2,将原抛物线先向右平移1个单位,再向上平移4个单位得到新抛物线,动点Q在新抛物线上,求动点Q到直线l的最短距离.
13.如图,抛物线y=a(x﹣1)2﹣4a与x轴交于A,B两点,与y轴负半轴交于点C,.
(1)直接写出抛物线的解析式为 ;
(2)如图1,若为y轴上一点,M是直线AD上一点(不与D重合),点N是抛物线上一点.若线段MN与CD恰好关于平面内一点P成中心对称,求点P的横坐标;
(3)如图2,平移抛物线使其顶点为原点,过K(2,0)的直线交平移后的抛物线于E,F两点,T(0,t)是y轴正半轴上一点,直线ET交抛物线于另一点G,直线FT交抛物线于另一点H,设直线HG的解析式为y=px+q,试求的值.
14.在平面直角坐标系中,如果一个点的横坐标与纵坐标相等,则称该点为“平衡点”.例如(1,1),(2024,2024)⋯都是“平衡点”.
(1)直接写出函数y=x2图象上的“平衡点”坐标 .
(2)若二次函数y=ax2+4x+c(a≠0)的图象上有且只有一个“平衡点”,且当0≤x≤m时,函数y=ax2+4x+c(a≠0)的最小值为﹣3,最大值为1,求m的取值范围.
(3)设关于x的函数y=x2+m的图象上有且只有一个“平衡点”为点A,关于x的函数y=x2﹣2nx﹣2x+4n+2(n为常数且n>1)的图象上有两个“平衡点”分别为点B,点C,点B在点C的左侧,且BC=2AB,求m,n的值.
15.如图,二次函数y=x2+2x﹣3与x轴相交于点A,B(点A在点B的左侧),与y轴相交于点C,抛物线的顶点为点D.
(1)直接写出点A,B,C的坐标;
(2)如图(1),连接AD,BD,点P为抛物线上一点,使,求点P的坐标;
(3)如图(2),过定点H(﹣2,﹣1)的直线与抛物线相交于M,N两点(点M在y轴左侧,点N在y轴右侧),过点M的直线y=﹣2x+b与抛物线交于点Q,求证:直线NQ必过定点.
16.如图1所示,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2﹣2x+c与x轴交于A(﹣3,0)和B两点,与y轴交于点C.
(1)求C点的坐标;
(2)连接BC,D为抛物线上一点,当∠DBC=∠BCO时,求点D的坐标;
(3)如图2所示,点为第二象限内一动点,经过H的两条直线l1与l2分别与抛物线均有唯一的公共点E和F(点E在点F的左侧),直线EF与y轴交于点G,M为线段EF的中点,连接HG、HM,当∠MHG=30°时,求h的值.
17.如图,抛物线y=x2+mx与直线y=﹣x+b交于点A(3,0)和点B.
(1)求m和b的值;
(2)求点B的坐标;
(3)直接写出不等式x2+(m+1)x﹣b<0的解集;
(4)点M是第一象限内一点且∠AMB=45°.
①尺规作图:在图中画出满足条件的点M的集合(保留作图痕迹,不写画法);
②当点M在抛物线的对称轴上时,求点M的坐标.
18.如图,抛物线y=x2﹣2x﹣3与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C.
(1)直接写出点A,B,C的坐标;
(2)如图1,连接AC,点D在抛物线上,连接AD,若∠DAB=∠ACO,求点D的坐标;
(3)如图2,点P在对称轴右侧的抛物线上,非平行y轴的直线l与抛物线有唯一公共点P.平移直线l,使其经过点(0,﹣4),与抛物线交于M,N两点,连接AP交MN于点E,Q为MN的中点,连接AQ,设点P的横坐标为m,若△AEQ的面积为2,求m的值.
19.已知抛物线y1=mx2+(1﹣4m)x+3m﹣1(m为常数,且m≠0).
(1)不论m为何值,抛物线y1的图象一定经过某些定点.请求出这些定点的坐标;
(2)若对于任意自变量x,都有点(x,y1)与点(x,y2)分别到点(x,kx)的距离相等,则y2与x形成的函数称为抛物线y2(异于y1)是抛物线y1的“k倍相伴函数”.
①求抛物线y1的“2倍相伴函数”是y2的解析式;
②在①的情况下,y2的图象经过两个定点A和B(A在B左边),横坐标分别为xA、xB,若存在xA≤x≤xB时,y1与y2都随着x的增大而增大,求m的取值范围.
20.抛物线y=﹣x2+bx+3与x轴相交于点A(﹣1,0)和点B,与y轴交于C点,点D为顶点.
(Ⅰ)求二次函数解析式及B点坐标;
(Ⅱ)第一象限内,抛物线上有一动点M,过点M作MN⊥x轴于N,连接BC交MN于点P,当MP+BN取最大值时,求点M的坐标;
(Ⅲ)过点D作DE∥x轴交直线BC于点E,作DF⊥x轴交直线BC于点F,点G在线段ED上,点I在线段EF上,若,求GF+DI的最小值及此时G点的坐标.
21.如图,抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,OA=OC=6,对称轴是直线x=﹣2,点F在对称轴上运动.
(1)求抛物线的解析式;
(2)是否存在一点F,使得∠BFC为直角?若存在,求点F的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)将线段BC绕着点F逆时针方向旋转90°后得到线段B1C1,当点B1与C1恰有一点落在抛物线上时,求点F的坐标.
22.已知四边形ABCD内接于⊙O(∠ABC<∠ADC),对角线BD⊥AC于点M,点N为线段AB上一点,且ON⊥AB.(1)如图1,若BD恰好经过圆心O,证明:;
(2)如图2,若BD不经过圆心O,是否成立,请说明理由;
(3)在(2)的条件下,如图3所示,线段ON与BD交于点G,延长GO交AC于点F,连结OC,若AF2+DM2=8,,设sin∠FCO=x,tan∠ACD=y,请直接写出FC的长(用x,y表示).
23.综合与探究
如图,抛物线y=ax2+bx+4经过A(﹣1,0),B(2,0)两点,与y轴交于点C,作直线BC.
(1)求抛物线和直线BC的函数解析式.
(2)D是直线BC上方抛物线上一点,求△BDC面积的最大值及此时点D的坐标.
(3)在抛物线对称轴上是否存在一点P,使得以点P,B,C为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
24.已知如图1,平面直角坐标系中,O为原点,经过点(4,﹣8)的抛物线交x轴正半轴于点A(12,0),与直线l1:y=﹣x+p有两个交点B,C,它们的横坐标为m,n(m<n),且n﹣m=4.
(1)求抛物线C1的解析式;
(2)求△ABC的面积;
(3)如图2,将抛物线C1的顶点平移到原点O,得新抛物线L2,直线l2:y=k(x+2)+1(k<0)交抛物线L2于点D,E(点E横坐标小于﹣2),若l1与l2的交点为F,过点F作y轴平行线交抛物线L2于点G,试说明直线EG总经过定点,并求这个定点的坐标.
25.已知:二次函数y=ax2+4ax+3a(a≠0).
(1)当a=1时,
①求这个二次函数的解析式及其对称轴;
②已知点(m,y1)与(m+3,y2)分别在该抛物线对称轴两侧的图象上,且y1≤y2,求m的取值范围;
(2)将这个二次函数图象向右平移k(0<k<2)个单位长度,若平移后的二次函数图象在﹣2≤x≤0的范围内有最大值为,求k的值.
【人教版】2024~2025年九年级上期末解答题真题汇编卷(下)
参考答案与试题解析
一.解答题(共25小题)
1.在平面直角坐标系xOy中,点M在x轴上,以点M为圆心的圆与x轴交于A(1,0),B(4,0)两点,对于点P和⊙M,给出如下定义:若抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过A,B两点且顶点为P,则称点P为⊙M的“图象关联点”.
(1)已知,在点E,F,G,H中,⊙M的“图象关联点”是H ;
(2)已知点P为⊙M的“图象关联点”,且3OP=5PM,
①判断OP与⊙M的位置关系,并证明;
②直接写出抛物线的顶点坐标.
(3)已知C(4,2),D(1,2),当⊙M的“图象关联点”P在⊙M外且在四边形ABCD内运动时,直接写出抛物线y=ax2+bx+c中a的取值范围.
【答案】(1)H;
(2)①OP与⊙M相切.证明见解析析;②抛物线的顶点坐标是或;
(3).
【解答】解:(1)∵在平面直角坐标系xOy中,以点M为圆心的圆与x轴交于A(1,0),B(4,0)两点,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过A(1,0),B(4,0)两点且顶点为P,
∴顶点P的横坐标为,
已知,在点E,F,G,H中,的横坐标为,
∴在点E,F,G,H中,⊙M的“图象关联点”是H;
故答案为:H;
(2)①OP与⊙M的位置关系是相切;理由如下:
∵AB为⊙M的直径,
∴M为AB的中点.
∵A(1,0),B(4,0),
∴,
∴,
连接PM,
∵P为⊙M的“图象关联点”,
∴点P为抛物线的顶点,
∴点P在抛物线的对称轴上,
∴PM是AB的垂直平分线,
∴PM⊥AB,
过点M作MN⊥OP于N,
,
∵,
∴,
∴OP与⊙M相切;
②当抛物线开口向上时,
∵OP与⊙M相切,
∴,
∵,,
∴,
∴,
即点P的坐标为,
同理可得,当抛物线开口向下时,点P的坐标为,
∴抛物线的顶点坐标为或;
(3)由(1)可知,顶点P的横坐标为,由(2)可知⊙M的半径为1.5,
已知C(4,2),D(1,2),当⊙M的“图象关联点”P在⊙M外且在四边形ABCD内时,如图2,
顶点P的纵坐标范围是大于1.5且小于2,
当抛物线顶点坐标为(2.5,2)时,设抛物线解析式为y=a(x﹣2.5)2+2,把A(1,0)代入得:
0=a(1﹣2.5)2+2,
解得;
当抛物线顶点坐标为(2.5,1.5)时,设抛物线解析式为y=a(x﹣2.5)2+1.5,把A(1,0)代入得:
0=a(1﹣2.5)2+1.5,
解得;
∴a的取值范围.
2.如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,A、B两点的坐标分别为(6,0)和(0,8),抛物线经过点B和点G(﹣1,5).
(1)求抛物线对应的函数解析式.
(2)将△ABO沿x轴向左平移得到△DCE,使得四边形ABCD是菱形,试判断点C、点D是否在该抛物线上.
(3)在(2)的条件下,若点M是CD所在直线下方抛物线上的一个动点,当△CDM的面积最大时,求点M的坐标,并求出此时的最大面积.
【答案】(1);
(2)点C、点D均在该抛物线上;
(3)(﹣7,1);9.
【解答】解:(1)在平面直角坐标系中,A、B两点的坐标分别为(6,0)和(0,8),抛物线经过点B和点G(﹣1,5).将点B和点的坐标代入得:
,
解得:,
∴抛物线对应的函数解析式为;
(2)点C、点D均在该抛物线上;理由如下:
∵A(6,0),B(0,8),
∴OA=6,OB=8,
在直角三角形ABC中,由勾股定理得:.
∵四边形ABCD是菱形,
∴AD=CD=BC=AB=10,
∴C(﹣10,8),
∴OD=AD﹣OA=10﹣6=4,
∴D(﹣4,0).
当x=﹣4时,;
当x=﹣10时,.
∴点C、点D均在该抛物线上;
(3)设直线CD的解析式为y=kx+m,将点D(﹣4,0)和点C(﹣10,8)代入得:
,
解得,
∴直线CD的解析式为.
∵CD是定值,
∴要使△CDM的面积最大,则当点M到CD距离最大时,面积最大,
如图,过点M作MH⊥x轴,垂足为点H,
设过点M且平行于CD的直线m的解析式为,
联立得:,
整理得x2+14x+24﹣3n=0.
当直线与抛物线在点M处相切时,
Δ=142﹣4×1×(24﹣3n)=0,
解得,
此时方程有两个相等的实数根,
此时过点M的直线与抛物线只有一个交点,点M到CD距离最大,△CDM的面积最大,
∴当x=﹣7时,,
∴点M的坐标为(﹣7,1),
△CDM的最大面积=S△CDE﹣S梯形CEHM﹣S△DMH
=9.
3.(1)如图1,等边△ABC中,AB=3,D是AC上的动点,连接BD,将BD绕着点D逆时针旋转60°得到DE,连接CE,当点D从A运动到C时,求点E的运动路径长.
(2)如图2,等腰Rt△ABC中,∠BAC=90°,AD⊥BC于D,E是AD上的一点,连接BE,将BE绕着点E逆时针旋转90°,得到EF,EF交BC于点G,连接CF,若,求的值.
【答案】(1)3;
(2).
【解答】解:(1)连接BE,如图1,
∵将BD绕着点D逆时针旋转60°得到DE,
∴BD=DE,∠BDE=60°,
∴△BDE是等边三角形,
∴BD=BE,∠DBE=60°,
∵△ABC是等边三角形,
∴AB=BC=3=AC,∠ABC=∠DBE=60°,
∴∠ABD=∠CBE=60°﹣∠DBC,
在△ABD和△CBE中,
,
∴△ABD≌△CBE(SAS),
∴AD=CE,∠BCE=∠A=60°,
即点E的运动轨迹在过点C,且与BC夹角为60°角的直线CE上,
∴当点D从A运动到C时,点E的运动路径长为CE=AC=3;
(2)如图2,连接BF,过点F作FH⊥BC于点H,
∵将BE绕着点E逆时针旋转90°,
∴BE=EF,∠BEF=90°,
∴,∠EBF=45°,
在等腰Rt△ABC中,∠BAC=90°,AD⊥BC,
∴,AB=AC,∠ABC=45°=∠EBF=∠BAD=∠ACB,
∴∠ABE=∠CBF=45°﹣∠EBC,
又∵,
∴△ABE∽△CBF,
∴,∠BCF=∠BAE=45°,
∴,
∵FH⊥BC,
∴∠BCF=∠HFC=45°,
∴HC=HF,
∴,
∴HF=AE,
∵AD⊥BC,HF⊥BC,
∴AD∥HF,
∴△EDG∽△FHG,
∴,
∵,
∴,
∴HF=2DE,
∴AD=3DE,,
∴,
∴.
4.已知:抛物线y=x2﹣bx﹣3交x、y轴于A、B(3,0),交y轴于C,顶点为D,M为抛物线上动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在M运动过程中,连OM,当∠DOM=45°时,求M点坐标;
(3)随着M运动到第一象限,如图(2)直线AM交对称轴于E,直线MB交对称轴于F,若对称轴交x轴于H,求HF﹣HE的值.
【答案】(1)y=x2﹣2x﹣3;
(2)M(,)或(,);
(3)8.
【解答】解:(1)将点B的坐标代入上式得:0=9﹣3b﹣3,
解得:b=2,
则抛物线的表达式为:y=x2﹣2x﹣3;
(2)过点D作DH⊥OM于点H,过点H作GH平行于y轴交x轴于点G,交过点D和x轴的平行线于点T,
设点H(x,y),由抛物线的表达式知,点D(1,﹣4),
∵∠DOM=45°,则△ODH为等腰直角三角形,
则OH=DH,
∵∠OHG+∠DHT=90°,∠DHT+∠HDT=90°,
∴∠OHG=∠HDT,
在△HTD和△OGH中,
,
∴△HTD≌△OGH(AAS),
则OG=MT,DT=GH,
即x﹣y=4且x+y=1,
解得:x,y,即点H(,),
由点H的坐标得,直线OH的表达式为:yx,
联立上式和抛物线的表达式得:x=x2﹣2x﹣3,则x,
则点M(,);
当点M(M′)在第三象限时,
则OM⊥OM′,
则直线OM′的表达式为:yx,
联立上式和抛物线的表达式得:x=x2﹣2x﹣3,
解得:x,即M′(,),
综上,M(,)或(,);
(3)设点M(m,m2﹣2m﹣3),抛物线的对称轴为直线x=1,
由点A、M的坐标得,直线AM的表达式为:y=(m﹣3)(x+1),
则点E(1,2m﹣6),
同理可得,点F(1,﹣2m﹣2),
则HF﹣HE=2m+2﹣2m+6=8.
5.△ABC中,AB=AC,将AB绕点A逆时针旋转90°到AD,直线AD与直线BC交于点E,过点D作DF∥AB交AC延长线于点F.
(1)如图1,当∠BAC=60°时,连接CD,若,求AC的长度;
(2)如图2,若点G为AF的中点,连接DG,请用等式表示线段AE、DF、DG之间的数量关系并证明;
(3)如图3,在(2)的条件下,AB=AC=8,DF=6,连接BD,点P为BD边上一动点,连接AP,以AP为直角边在其右侧作等腰直角△APQ,AP=QP,并将QA绕点Q旋转α°(0°<α<90°)至QM,连接GQ、ME,请直接写出当GQ和ME均取得最小值时△AME的面积.
【答案】(1)AC=3;
(2)2DG=DF+AE;
(3).
【解答】解:(1)如图1,
作CG⊥AD于G,
∵AB绕点A逆时针旋转90°到AD,
∴∠BAD=90°,AB=AD,
∵AB=AC,∠BAC=60°,
∴AC=AD,∠CAD=30°,
设CD=a,则AD=AC=2CD=x,AGCG,
∴DG=AD﹣AG=2a,
在Rt△CDG中,由勾股定理得,
CG2+DG2=CD2,
∴,
∴a或a(舍去),
∴AC=3;
(2)如图2,
2DG=DF+AE;
作AH⊥BC于R,交FD的延长线于点H,
∴∠ARB=90°,
∴∠B+∠BAR=90°,
∵∠BAD=90°,
∴∠DAH+∠BAR=90°,
∴∠B=∠DAH,
∵∠ADH=∠BAE=90°,AB=AD,
∴△ABE≌△AHD(ASA),
∴DH=AE,∠H=∠AEB,
∵AB=AC,
∴∠ACB=∠B,
∴∠DAH=∠ACB,
∴∠AEB=∠ACB+∠DAC,∠DAH+∠DAC=∠HAF,
∴∠H=∠HAF,
∴AF=HF,
∵DG是直角三角形ADF的斜边上中线,
∴AF=2DG,
∴2DG=DF+DH=DF+AE;
(3)如图3﹣1,
作AW⊥BD于W,则△ADW是等腰直角三角形,
∴∠AWD=90°,ADAWDW,∠DAW=45°,
∵以AP为直角边在其右侧作等腰直角△APQ,AP=QP,
∴∠APQ=90°,∠PAQ=45°,
∴∠PAQ=∠DAW,
∴∠PAQ﹣∠WAQ=∠DAW﹣∠WAQ,
∴∠PAW=∠DAQ,
∵,
∴△PAW∽△QAD,
∴∠ADQ=∠AWP=90°,
∴点Q在直线DF上运动,
∴当GQ⊥DF于Q时,GQ最小,
如图3﹣2,
∵∠ADF=90°,AD=8,DF=6,
∴AF=10,
∵QM=AQ,
∴点M在以Q为圆心,AQ为半径的圆上运动,作射线QE,交⊙Q于点M,此时ME最小,
作EV⊥AD,交AF于V,
∵tan∠DAF,
∴设EV=3a,AV=4a,则CV=8﹣4a,AE=5a,
∵∠ABC=∠ACB,
∴tan∠ABC=tan∠ACB,
∴,
∴,
∴a,
∴AE=4,
∵AD=AB=8,
∴AE=DE,
∵GQ⊥DF,AD⊥DF,
∴GQ∥AD,
∴,
∵点G是AC的中点,
∴AG=FG,
∴FQ=DQ,
∴EQ,EQ∥AF,
∵MQ=AQ,
∴EM=MQ﹣EQ,
作QX⊥AF于X,
∴QX=FQ•sinF=FQ•3,
∴S△AME.
6.已知抛物线y=x2+bx+c,(b,c为常数,b<0),抛物线与x轴相交于A,B两点(点A在点B的左侧),且两点坐标分别为A(﹣2,0),B(2﹣b,0),与y轴相交于点C,顶点为P.
(Ⅰ)若b=﹣4,求顶点的坐标;
(Ⅱ)连接BC,若,求b的值;
(Ⅲ)若点M在抛物线上,点M的横坐标为m,满足,且MP∥BC,过点M作MN⊥x轴,垂足为N,当MN=5时,求此时b和m的值.
【答案】(Ⅰ)(2,﹣16);
(Ⅱ)b=﹣3;
(Ⅲ)m=3,b=﹣2.
【解答】解:(Ⅰ)∵b=﹣4,
∴2﹣b=6,
∴A(﹣2,0),B(6,0),
∴抛物线的解析式为y=(x+2)(x﹣6)=x2﹣4x﹣12,
∵y=x2﹣4x﹣12=(x﹣2)2﹣16,
∴顶点P的坐标为(2,﹣16);
(Ⅱ)由题知抛物线的解析式为y=(x+2)[x﹣(2﹣b)]=x2+bx+2b﹣4,
令x=0,得y=2b﹣4,
∴点C(0,2b﹣4),
∴,
由已知得AB=2﹣b﹣(﹣2)=4﹣b,
∵,
∴,
解得b=﹣3;
(Ⅲ)由(Ⅱ)知抛物线的解析式为y=x2+bx+2b﹣4,
得点M(m,m2+bm+2b﹣4),其中,
∵,
∴顶点P的坐标为,对称轴为直线,
过点M作MQ⊥l于点Q,则∠MQP=90°,
由MP∥BC,得△OBC∽△QMP,
∴,
∴QP=2QM,
∴,
即(b+2m)2=4(b+2m),
∵,
∴解得b=4﹣2m①.
∵MN⊥x轴,且MN=5,
∴yM=﹣5,
∴m2+bm+2b﹣4=﹣5②.
联立①②得m2+(4﹣2m)m+2(4﹣2m)﹣4=﹣5,
整理可得,m2=9,
解得m=3(负值舍去),
∴b=4﹣2m=﹣2.
7.如图,抛物线yx2+bx+c过点A(3,2),且与直线y=﹣x交于B、C两点,点B的坐标为(4,m).
(1)求抛物线的解析式;
(2)点D为抛物线上位于直线BC上方的一点,过点D作DE⊥x轴交直线BC于点E,点P为对称轴上一动点,当线段DE的长度最大时,求PD+PA的最小值;
(3)设点M为抛物线的顶点,在y轴上是否存在点Q,使∠AQM=45°?若存在,求点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)将点B的坐标为(4,m)代入y=﹣x,
m=﹣4,
∴B的坐标为(4,),
将A(3,2),B(4,)代入yx2+bx+c,
解得b=1,c,
∴抛物线的解析式y;
(2)设D(m,),则E(m,﹣m),
DE=()﹣(﹣m)(m﹣2)2+2,
∴当m=2时,DE有最大值为2,
此时D(2,),
作点A关于对称轴的对称点A',连接A'D,与对称轴交于点P.
PD+PA=PD+PA'=A'D,此时PD+PA最小,
∵A(3,2),
∴A'(﹣1,2),
A'D,
即PD+PA的最小值为;
(3)作AH⊥对称轴于点H,连接AM、AQ、MQ、HA、HQ,
∵抛物线的解析式y,
∴M(1,4),
∵A(3,2),
∴AH=MH=2,H(1,2)
∵∠AQM=45°,
∠AHM=90°,
∴∠AQM∠AHM,
可知△AQM外接圆的圆心为H,
∴QH=HA=HM=2
设Q(0,t),
则2,
t=2或2
∴符合题意的点Q的坐标:Q1(0,2)或Q2(0,2).
8.定义:对于凸四边形,对角线相等的四边形称为“等对”四边形,对角线垂直的四边形称为“垂对”四边形.
(1)请你判断下列说法是否正确(在题后相应的括号中,正确的打“√”,错误的打“×”)
①平行四边形一定不是“等对”四边形; ×
②“垂对”四边形的面积等于其对角线长的乘积的一半; √
③顺次连接“等对”四边形四边中点而成的四边形是“垂对”四边形; √
(2)如图1,已知四边形ABCD(AD≠BC)既是“等对”四边形,又是“垂对”四边形,且四边形的四个顶点都在⊙O上,连接四边形的对角线AC,BD交于点P.
①记△ADP,△BCP,四边形ABCD的面积分别为S1,S2,S,求证:;
②如图2,点M为AB的中点,连接MP并延长交CD于点N,若AD+BC=m,MN=n,求⊙O的半径(用含m,n的式子表示).
【答案】(1)①×;②√;③√;
(2)①证明见解答过程;
②.
【解答】(1)解:①平行四边形可能是“等对”四边形,
故答案为:×;
②对角线互相垂直的四边形的面积等于其对角线长的乘积的一半,即“垂对”四边形的面积等于其对角线长的乘积的一半;
故答案为:√;
③顺次连接“等对”四边形四边中点而成的四边形是菱形,因此顺次连接“等对”四边形四边中点而成的四边形是“垂对”四边形;
故答案为:√;
(2)①证明:∵四边形ABCD是“等对”四边形,
∴AC=BD,
∴,
∴,
∴∠ADB=∠ACB=∠DAC=∠DBC,
∵四边形ABCD是“垂对”四边形,
∴AC⊥BD,
∴△ADP,△BCP为等腰直角三角形,
设 PA=PD=a,PB=PC=b,则,,,
∴(a+b),(a+b),
∴;
②解:如图,连接OA,OB,
由①可知△ADP,△BCP为等腰直角三角形,
设 PA=PD=a,PB=PC=b,⊙O的半径为R,
∴,
∴a+bm,
∵∠ADB=45°,
∴∠AOB=90°,
∴,
在Rt△APB中,a2+b2=AB2=2R2,
∵M为AB的中点,
∴,
∴∠MBP=∠MPB,
又∠MPB=∠DPN,∠BAP=∠CDP,
∴∠DPN+∠CDP=∠MBP+∠BAP=90°,即PN⊥CD,
∴PD•PC=PN•CD,
而CD=ABR,
∴,
∴,
∴,
∵(a+b)2=a2+b2+2ab,
∴,
解得:.
9.在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c(a<0)过A(6,0),B(0,2),D(4,2)三点,且与x轴交于另一点F.
(1)求抛物线的对称轴方程;
(2)如图1,点C为抛物线对称轴与x轴的交点,连接BC,直线BC交抛物线于另一点H,P为直线BC下方抛物线上的点,连接DH、HP,若∠DHB=∠BHP,求P点坐标;
(3)如图2,点M为第一象限内抛物线上一点,过点M的直线y=mx+n(n>0)与抛物线交于第四象限内一点N,连接FM、FN,分别交y轴于点D、E,且|OD|•|OE|=4,求证:直线MN恒经过一定点,并求出定点坐标.
【答案】(1)抛物线的对称轴方程为直线x=2;
(2)P点坐标为(,);
(3)直线MN恒过定点(6,﹣6),证明见解析.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c过B(0,2),D(4,2),
∴抛物线的对称轴方程为直线x.
(2)∵对称轴为直线x,
∴b=﹣4a,
∴抛物线y=ax2﹣4ax+2,代入点A(6,0),得6a=﹣1,
解得a,
∴抛物线解析式为yx2x+2.
∵点C为抛物线对称轴与x轴的交点,
∴C(2,0),
又∵B(0,2),
由待定系数法可知直线BC的解析式为y=﹣x+2,
联立y=﹣x+2与yx2x+2,得x2﹣10x=0,
解得x=10或0(舍去),
即H(10,﹣8).
如图1所示,设PH交y轴于点F,
∵OB=OC=2,
∴∠OBC=∠OCB=45°,
∵BD∥OC,
∴∠DBC=∠OCB=45°,
当∠DHB=∠BHP时,
在△BFH和△BDH中,
∵,
∴△BFH≌△BDH(ASA),
∴BF=BD=4,
故F(0,﹣2),
则由待定系数法可得直线HF的解析式为y,
联立直线HF解析式与抛物线解析式可得5x2﹣38x﹣120=0,
解得x=10或,
故P点坐标为(,).
(3)证明:如图2所示,设M(m,),N(n,),
故由待定系数法可得直线MN的解析式为y=[(m+n)]x2.
∵A(6,0),再由抛物线对称性可知F(﹣2,0),
同理可得直线FM的解析式为y=[(m﹣2)]x+2,
则OD2,
同理可得直线FN的解析式为y=[(n﹣2)]x+2,
则OE,
∵|OD|•|OE|=4,即(2)()=4,化简整理可得(6﹣m)(n﹣6)=36,
进而可得mn=6(m+n)﹣72①,
把①式代入直线MN的解析式中,得:
y=[(m+n)]x2
=[(m+n)]x
,
令,解得x=6,此时y=﹣6,
故直线MN恒过定点(6,﹣6).
10.如图,关于x的二次函数y=﹣(x+m)2+k的图象与x轴交于A、B两点,与轴交于点C,且顶点D(﹣1,4).
(1)求二次函数图象的解析式;
(2)连接AC,AD,CD,求△ADC的面积;
(3)在AC上方抛物线上有一动点M,请直接写出△ACM的面积取到最大值时,点M的坐标.
【答案】(1)y=﹣x2﹣2x+3;
(2)3;
(3).
【解答】解:(1)∵关于x的二次函数y=﹣(x+m)2+k的顶点坐标为(﹣1,4),
∴二次函数解析式为y=﹣(x+1)2+4,即y=﹣x2﹣2x+3;
(2)如图所示,过点D作DE⊥OA于E,交AC于F,
令x=0,则y=3,
∴点C的坐标为(0,3);
令y=0,则﹣x2﹣2x+3=0,
解得x=﹣3或x=1,
∴A(﹣3,0),B(1,0),
设直线AC的解析式为y=kx+b1,
∴,
∴,
∴直线AC的解析式为y=x+3,
当x=﹣1时,则y=x+3=2,
∴F(﹣1,2),
∴DF=2,
∴
=3;
(3)如图所示,过点M作MH⊥OA于H,交AC于N,
设M(n,﹣n2﹣2n+3),则N(n,n+3),
∴MN=﹣n2﹣2n+3﹣n﹣3=﹣n2﹣3n,
同(2)可得,
∵,
∴当时,S△ACM最大,此时点.
11.已知四边形ABCD是⊙O内接四边形,对角线AC与BD相交于点P.
(1)求证:△ADP∽△BCP;
(2)连接OD,如图1,若∠ADB=∠ODC,求证:AC⊥BD;
(3)如图2,设△APB的面积为S1,△APD的面积为S2,△CPD的面积为S3,△BPC的面积为S4,并且满足,延长CD,BA交于点F,连接FP交AD于点E,延长FP交BC于点Q,求的值.
【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)1.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是⊙O内接四边形,
∴∠ADB=∠ACB.
∵∠APD=∠CPB,
∴△ADP∽△BCP;
(2)证明:延长DO交⊙O于点E,连接CE,如图,
∵DE为⊙O的直径,
∴∠ACE=90°,
∴∠ODC+∠E=90°.
∵∠ADB=∠ODC,
∴∠ADB+∠E=90°.
∵∠DBC=∠E,∠ADB=∠ACB,
∴∠DBC+∠ACB=90°.
∴∠BPC=90°,
∴AC⊥BD;
(3)解:∵,
∴S1+S2+S3+S4.
∴S1+S3=2.
∵,,
∴,
∴S1S3=S2S4,
∴,
∴0,
∴,
∴S1=S3,
∴S1+S4=S3+S4,
即:S△ABC=S△DBC,
∴点A到BC边的距离=点D到BC边的距离,
∴AD∥BC,
∴△ADP∽△CBP,
∴.
同理:△DEP∽△BQP,
∴,
∴.
∵AD∥BC,
∴△FAD∽△FBC,
∴,
同理:△FDE∽△FCQ,
∴.
∴,
∴CQ=BQ.
∴1.
12.如图1,经过原点O的抛物线y=ax2+bx与x轴交于另一点A(4,0),点B(﹣2,3)在此抛物线上,过点B作直线l交y轴于点C,且直线l与抛物线有且只有一个公共点B.
(1)①请直接写出:此抛物线的函数解析式为 yx2﹣x ;
②求直线l的函数解析式;
(2)设抛物线的对称轴交x轴于点D,交直线l于点E,若点P在A点右侧的抛物线上,且以P点为圆心,PB为半径的圆恰好经过点E,请直接写出点P的坐标为 (3,)或(3,) ;
(3)如图2,将原抛物线先向右平移1个单位,再向上平移4个单位得到新抛物线,动点Q在新抛物线上,求动点Q到直线l的最短距离.
【答案】(1)①yx2﹣x;②y=﹣2x﹣1;
(2)(3,)或(3,);
(3).
【解答】解:(1)①由题意得:,
解得:,
故抛物线的表达式为:yx2﹣x,
故答案为:yx2﹣x;
②直线l过点B,设直线l的表达式为y=k(x+2)+3,
联立上式和抛物线的表达式得:k(x+2)+3x2﹣x,
则Δ=(k+1)2+2k+3=0,
则k=﹣2,
则直线l的表达式为:y=﹣2x﹣1;
(2)由抛物线的表达式知,其对称轴为直线x=2,
当x=2时,y=﹣2x﹣1=﹣5,即点E(2,﹣5),点D(2,0),
由直线l的表达式知,点C(0,﹣1),
∵以P点为圆心,PB为半径的圆恰好经过点E,则PB=PE,
则点P在BE的中垂线上,由中点坐标公式得BE的中点为(0,﹣1),即点C,
则PC⊥l,则PC的表达式为:yx﹣1,
联立上式和抛物线的表达式得:x﹣1x2﹣x,
解得:x=3±,
则点P(3,)或(3,),
故答案为:(3,)或(3,);
(3)平移后的抛物线表达式为:y(x﹣1)2﹣(x﹣1)+4x2x,
过点Q作y轴的平行线交l于点H,作QN⊥l于点N,直线l交x轴于点T,
由直线l的表达式知,tan∠OTC=2,则tan∠TCOtanH,则sinH,
设点Q(x,x2x),则点H(x,﹣2x﹣1),
则QH=(x2x)﹣(﹣2x﹣1)x2x,
则Q到直线l的距离NQ=QH•sinH(x2x)(x+1)2,
即Q到直线l的最短距离为.
13.如图,抛物线y=a(x﹣1)2﹣4a与x轴交于A,B两点,与y轴负半轴交于点C,.
(1)直接写出抛物线的解析式为 y ;
(2)如图1,若为y轴上一点,M是直线AD上一点(不与D重合),点N是抛物线上一点.若线段MN与CD恰好关于平面内一点P成中心对称,求点P的横坐标;
(3)如图2,平移抛物线使其顶点为原点,过K(2,0)的直线交平移后的抛物线于E,F两点,T(0,t)是y轴正半轴上一点,直线ET交抛物线于另一点G,直线FT交抛物线于另一点H,设直线HG的解析式为y=px+q,试求的值.
【答案】(1)抛物线的解析式为y;
(2)点P的横坐标为或;
(3).
【解答】解:(1)由OC可知C(0,),把C(0,)代入到y=a(x﹣1)2﹣4a中,得a﹣4a,
解得a,
故抛物线的解析式为y,
故答案为:y.
(2)令y0,解得x1=﹣1,x2=3,
故A(﹣1,0),B(3,0),
又∵D(0,),由待定系数法可得直线AD的表达式为y,
∵线段MN与CD恰好关于平面内一点P成中心对称,
∴四边形DCMN为平行四边形,P点为以DC和MN为对边的平行四边形的对角线交点,
∴MN⊥x轴,且MN=CD=2,
故点P的横坐标为xP,
∵M是直线AD上一点(不与D重合),点N是抛物线上一点,
故设M(m,),N(m,),
∴MN2,
上式可分为两种情况:
当2时,则m=3或0(舍去),此时xP;
2时,则m,此时xP.
综上,点P的横坐标为或;
(3)由题意可知平移后的抛物线表达式为y,
∵K(2,0),
∴设直线KE的表达式为y=k(x﹣2),
联立直线KE与抛物线y,整理可得,
由韦达定理可得xE+xF=2k,xE•xF=4k,
又∵T(0,t),
故设直线ET表达式为y=mx+t,直线FT的表达式为y=nx+t,
联立直线ET与抛物线y,整理可得,
由韦达定理可得xE•xG=﹣2t,xG,
联立直线FT与抛物线y,同理可得xH,
联立直线HG与抛物线y,整理可得,
由韦达定理有xH+xG=2p,
即()=2p,即2p,
∴,t=﹣2p,
整理可得.
14.在平面直角坐标系中,如果一个点的横坐标与纵坐标相等,则称该点为“平衡点”.例如(1,1),(2024,2024)⋯都是“平衡点”.
(1)直接写出函数y=x2图象上的“平衡点”坐标 (0,0)或(1,1) .
(2)若二次函数y=ax2+4x+c(a≠0)的图象上有且只有一个“平衡点”,且当0≤x≤m时,函数y=ax2+4x+c(a≠0)的最小值为﹣3,最大值为1,求m的取值范围.
(3)设关于x的函数y=x2+m的图象上有且只有一个“平衡点”为点A,关于x的函数y=x2﹣2nx﹣2x+4n+2(n为常数且n>1)的图象上有两个“平衡点”分别为点B,点C,点B在点C的左侧,且BC=2AB,求m,n的值.
【答案】(1)(0,0)或(1,1);
(2)2≤m≤4;
(3)m,n=2.
【解答】解:(1)令y=x2=x得:x=0或1,
故“平衡点”坐标为(0,0)或(1,1),
故答案为:(0,0)或(1,1);
(2)联立y=x和y=ax2+4x+c得:x=ax2+4x+c,
则Δ=9﹣4ac=0①,
将(,)代入y=ax2+4x+c得:a+4c=0②,
联立①②并解得:a=﹣1,c,
则y=ax2+4x+cx2+4x﹣3,
该函数的对称轴为直线x=2,
当x=0时,y=﹣3,当x=2时,y=1,当x=m时,y=﹣m2+4m﹣3,
当m≤2时,则函数在x=0时取得最小值﹣3,在x=m时,取得最大值1,
即y=﹣m2+4m﹣3=1,
则m=2;
当m<2时,
抛物线在x=2时取得最大值1,在x=0或m处取得最小值﹣3,
即m﹣2<2﹣0,即m<4,
当m=4时,x=m和x=0关于x=2对称,故m=4也成立,
即2<m≤4,
即2≤m≤4;
(3)令y=x2+m=x,则Δ=1﹣4m=0,则m,
即x2x,则x,即点A(,);
令y=x2﹣2nx﹣2x+4n+2=x,
解得:x=2或2n+1,
即点B、C的坐标分别为:(2,2)、(2n+1,2n+1),
∵BC=2AB,则(2n+1﹣2)2+(2n+1﹣2)2=4[2×(2)2],
解得:n=2(不合题意的值已舍去),
故m,n=2.
15.如图,二次函数y=x2+2x﹣3与x轴相交于点A,B(点A在点B的左侧),与y轴相交于点C,抛物线的顶点为点D.
(1)直接写出点A,B,C的坐标;
(2)如图(1),连接AD,BD,点P为抛物线上一点,使,求点P的坐标;
(3)如图(2),过定点H(﹣2,﹣1)的直线与抛物线相交于M,N两点(点M在y轴左侧,点N在y轴右侧),过点M的直线y=﹣2x+b与抛物线交于点Q,求证:直线NQ必过定点.
【答案】(1)点A、B、C的坐标分别为:(﹣3,0)、(1,0)、(0,﹣3);
(2)点P(,)或(,);
(3)证明见解答.
【解答】(1)对于y=x2+2x﹣3,当x=0时,y=﹣3,令y=0,则x=1或﹣3,
则点A、B、C的坐标分别为:(﹣3,0)、(1,0)、(0,﹣3);
(2)由抛物线的表达式知,点D(﹣1,﹣4),
过点D作DE∥y轴交x轴于点E,
由函数的对称性值,∠ADE∠ADB,
由点A、D的坐标得,tan∠ADEtan∠PAO,
则直线PA的表达式为:y=±(x+3),
联立上式和抛物线的表达式得:x2+2x﹣3±(x+3),
解得:x=﹣3(舍去)或或,
即点P(,)或(,);
(3)证明:设M(p,p2+2p﹣3),N(q,q2+2q﹣3),
由点M、N的坐标得,直线MN解析式为y=(p+q+2)x﹣pq+3,
∵直线MN过定点(﹣2,﹣1),
∴﹣2(p+q+2)﹣pq﹣3=﹣1,
∴pq=﹣2p﹣2q+6,
∵直线y=﹣2x+b过M(p,p2+2p﹣3),
∴P2+2P﹣3=﹣2P+b,
∴b=P2+4q﹣3,
∴y=﹣2x﹣P2+4P﹣3,
由﹣2x﹣P2+4P﹣3=﹣x2+2x+3得:x=P或x=﹣P﹣4,
∴G(﹣P﹣4,P2+6P+5),
由N、Q的坐标得,直线NQ解析式为y=(﹣p﹣4+q+2)x﹣(﹣p﹣4)q﹣3,
∵pq=﹣2p﹣2q+6,
则y=(﹣p+q﹣2)x﹣2p+2q﹣9,
当x=﹣2时,y=﹣2(﹣p+q﹣2)﹣2p+2q﹣9=﹣5,
∴直线MG必过定点(﹣2,﹣5).
16.如图1所示,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2﹣2x+c与x轴交于A(﹣3,0)和B两点,与y轴交于点C.
(1)求C点的坐标;
(2)连接BC,D为抛物线上一点,当∠DBC=∠BCO时,求点D的坐标;
(3)如图2所示,点为第二象限内一动点,经过H的两条直线l1与l2分别与抛物线均有唯一的公共点E和F(点E在点F的左侧),直线EF与y轴交于点G,M为线段EF的中点,连接HG、HM,当∠MHG=30°时,求h的值.
【答案】(1)y=﹣x2﹣2x+3,
(2)D(,);
(3)h.
【解答】解:(1)当x=﹣3时,﹣9+6+c=0,
解得c=3,
∴函数的解析式为y=﹣x2﹣2x+3,
当x=0时,y=3,
∴C(0,3);
(2)设BD与y轴的交点为P,
∵∠DBC=∠BCO,
∴CP=PB,
∵OC=3,
∴CP=PB=3﹣OP,
在Rt△OPB中,(3﹣OP)2=1+OP2,
解得OP,
设直线BD的解析式为y=kx,
∴k0,
解得k,
∴直线BD的解析式为yx,
当xx2﹣2x+3时,解得x=1或x,
∴D(,);
(3)设直线EH的解析式为y=mx+b,
当mx+bx2时,Δ=4m2﹣8b=0,
∴bm2,
∴直线EH的解析式为y=mxm2,
∴E(﹣m,m2)
同理直线FH的解析式为y=nxn2,
∴F(﹣n,n2),
当mxm2=nxn2时,x(m+n),
∴H((m+n),mn),
∵H(h,),
∴mn=﹣1,h(m+n),
∵M是EF的中点,
∴M((m+n),(m2+n2)),
∴MH∥y轴,
直线EF的解析式为y(m+n)(x+m)m2,
∴G(0,),
过点G作GQ⊥HM交于Q点,
∴HQ=1,QG=﹣h,
∵∠MHG=30°,
∴h.
17.如图,抛物线y=x2+mx与直线y=﹣x+b交于点A(3,0)和点B.
(1)求m和b的值;
(2)求点B的坐标;
(3)直接写出不等式x2+(m+1)x﹣b<0的解集;
(4)点M是第一象限内一点且∠AMB=45°.
①尺规作图:在图中画出满足条件的点M的集合(保留作图痕迹,不写画法);
②当点M在抛物线的对称轴上时,求点M的坐标.
【答案】(1)m=﹣3,b=3;
(2)B(﹣1,4);
(3)﹣1<x<3;
(4)①见解答;②.
【解答】解:(1)把A(3,0)代入直线解析式,得0=﹣3+b,
解得:b=3,
将点A的坐标代入二次函数表达式得:0=9+3m,
解得:m=﹣3.
故m=﹣3,b=3;
(2)联立两个函数表达式得:x2﹣3x=﹣x+3,
解得:x=3(舍去)或﹣1,
∴B(﹣1,4);
(3)观察函数图象知,不等式x2+(m+1)x﹣b<0的解集为:﹣1<x<3;
(4)①见右图,点M的集合是以E(3,4)为圆心,半径为4的圆在第一象限的弧(不含端点);
②;
∴顶点,
由图可知,抛物线的对称轴交⊙E于两个点,上面的交点记为点M,交AB于点Q.
连接AE,过点B作 BP⊥AB交QM于点P,则∠QMA=∠EAM.
∵∠AMB=∠EAB=45°,
∴∠BMP=∠MAQ,
又∠MPB=∠AQM=135°,
∴△BMP∽△MAQ,
∴,
设,
则,,,,
则有,
整理得:4a2﹣32a+9=0,
解得,,
由图可知,当时,∠ANB=135°,
则,
∴.
18.如图,抛物线y=x2﹣2x﹣3与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C.
(1)直接写出点A,B,C的坐标;
(2)如图1,连接AC,点D在抛物线上,连接AD,若∠DAB=∠ACO,求点D的坐标;
(3)如图2,点P在对称轴右侧的抛物线上,非平行y轴的直线l与抛物线有唯一公共点P.平移直线l,使其经过点(0,﹣4),与抛物线交于M,N两点,连接AP交MN于点E,Q为MN的中点,连接AQ,设点P的横坐标为m,若△AEQ的面积为2,求m的值.
【答案】(1)A(﹣1,0),B(3,0),C(0,﹣3);
(2)D()或();
(3)m.
【解答】解:(1)由x2﹣2x﹣3=0得,
x1=﹣1,x2=3,
∴A(﹣1,0),B(3,0),
当x=0时,y=﹣3,
∴C(0,﹣3);
(2)如图,
作DE⊥x轴于E,
设D(m,m2﹣2m﹣3),
∴AE=m+1,DE=|m2﹣2m﹣3|,
∵∠DAB=∠ACO,
∴tan∠DAB=tan∠AOC,
∴,
∴,
即,
∴m或m,
当m时,y,
∴D(),
当m时,y,
∴D(),
综上所述:D()或();
(3)∵P(m,m2﹣2m﹣3),
∴设直线l的解析式为:y=k(x﹣m)+(m2﹣2m﹣3),
由x2﹣2x﹣3=k(x﹣m)+(m2﹣2m﹣3)得,
x2﹣(k+2)x+km﹣m2+2m=0
∵直线l与抛物线有唯一公共点P,
∴x1=x2=m,
∵x1+x2=k+2
∴2m=k+2,
∴k=2m﹣2,
∴直线MN的解析式为:y=(2m﹣2)x﹣4.
由x2﹣x﹣3=(2m﹣2)x﹣4得,
x2﹣2mx+1=0,
∴xM+xN=2m,
∴yM+yN=(2m﹣2)•(xM+xN)﹣8=4m2﹣4m﹣8,
∴Q(m,2m2﹣2m﹣4),
∴PQ∥y轴,PQ=m2﹣1,
∴S△AEQ=S△APQ﹣S△PQE,
由A(﹣1,0),P(m,m2﹣2m﹣3)得直线AP的解析式为:y=(m﹣3)(x+1),
由得,
,
∴E(1,2m﹣6),
∴,
∴m或m(舍去),
∴m.
19.已知抛物线y1=mx2+(1﹣4m)x+3m﹣1(m为常数,且m≠0).
(1)不论m为何值,抛物线y1的图象一定经过某些定点.请求出这些定点的坐标;
(2)若对于任意自变量x,都有点(x,y1)与点(x,y2)分别到点(x,kx)的距离相等,则y2与x形成的函数称为抛物线y2(异于y1)是抛物线y1的“k倍相伴函数”.
①求抛物线y1的“2倍相伴函数”是y2的解析式;
②在①的情况下,y2的图象经过两个定点A和B(A在B左边),横坐标分别为xA、xB,若存在xA≤x≤xB时,y1与y2都随着x的增大而增大,求m的取值范围.
【答案】(1)抛物线y1的图象经过定点(1,0)和(3,2).
(2)①,
②或O.
【解答】解:(1)y1=mx2+(1﹣4m)x+3m﹣1=m(x﹣1)(x﹣3)+x﹣1,
令(x﹣1)(x﹣3)=0,解得x1=1,x2=3,
在抛物线y1=m(x﹣1)(x﹣3)+x﹣1中,令x=1,得 y=0,令x=3,得 y=2,
∴抛物线y1的图象经过定点(1,0)和(3,2).
(2)①依题意,(x,y1)与(x,y2)关于(x,kx)中心对称,
故,
设函数y2上的任意一点坐标为(x,y2),则(x,y2)关于(x,kx)的对称点为(x,2kx﹣y2),
依题意(x,2kx﹣y2)必在函数,
代入y1=mx2+(1﹣4m)x+3m﹣1,得,
化简得,
令k=2,得,
②y1的图象经过定点(1,0),(3,2),
根据(x,y1)与(x,y2)关于(x,kx)中心对称,k=2,可得y2必过定点A(1,4),B(3,10),
故xA≤x≤xB,即1≤x≤3.
y1对称轴为直线,y2对称轴为直线.
i)当m>0时,y1的图象开口向上,在对称轴右侧y1随x增大而增大,
则1时满足题意,
解得:,
当m>0时,y2的图象开口向下,在对称轴左侧y2随x增大而增大,
则时满足题意,
解得:,
所以,当1≤x≤3时,y1与y2都随x增大而增大,满足题意.
ii)当m<0时,y1的图象开口向下,在对称轴左侧y1随x增大而增大,
则满足题意,
解得,
当m<0时,y2的图象开口向上,在对称轴右侧y2随x增大而增大,
则满足题意,
解得:,
所以,当1≤x≤3时,y1与y2都随x增大而增大,满足题意.
综上所述,当1≤x≤3,y1与y2都随x增大而增大,或O满足题意.
20.抛物线y=﹣x2+bx+3与x轴相交于点A(﹣1,0)和点B,与y轴交于C点,点D为顶点.
(Ⅰ)求二次函数解析式及B点坐标;
(Ⅱ)第一象限内,抛物线上有一动点M,过点M作MN⊥x轴于N,连接BC交MN于点P,当MP+BN取最大值时,求点M的坐标;
(Ⅲ)过点D作DE∥x轴交直线BC于点E,作DF⊥x轴交直线BC于点F,点G在线段ED上,点I在线段EF上,若,求GF+DI的最小值及此时G点的坐标.
【答案】(Ⅰ)y=﹣x2+2x+3,B(3,0);
(Ⅱ)M(1,4);
(Ⅲ)GF+DI的最小值2,此时,4).
【解答】解:(Ⅰ)将A(﹣1,0)代入y=﹣x2+bx+3,得0=﹣1﹣b+3,
解得b=2,
∴二次函数解析式为y=﹣x2+2x+3,
令y=0,得0=﹣x2+2x+3,解得x1=﹣1,x2=3,
∴B(3,0);
(Ⅱ)由M在抛物线上,且在第一象限内,设M(m,﹣m2+2m+3),(0<m<3);
∵MN⊥x轴于N,
∴N(m,0),
把x=0代入y=﹣x2+2x+3得y=3,
∴C(0,3),
设BC:y=kx+b',代入C(0,3),B(3,0),
得,
解得,
即y=﹣x+3,
∵BC交MN于点P,
∴P(m,﹣m+3),
∴MP+BN=﹣m2+2m+3﹣(﹣m+3)+3﹣m=﹣m2+2m+3=﹣(m﹣1)2+4,(0<m<3),
∵﹣1<0,
∴当m=1时,MP+BN有最大值4,
此时M(1,4);
(Ⅲ)∵点D为抛物线y=﹣x2+2x+3的顶点,
∴D(1,4),
∵C(0,3),B(3,0),
∴BO=CO=3,即∠CBO=45°,
∵DE∥x轴交直线BC于点E,DF⊥x轴交直线BC于点F,
∴F(1,2),
∴∠DEF=∠CBO=45°,
在等腰直角△DEF中,∠EDF=90°,DF=ED=2,
,E(﹣1,4);
又∵,
∴,
∴EG=FI,
过点F作l∥x轴,在l上取FQ=EF,
有,2),∠DEF=∠EFQ,
∴△GEF≌△IFQ(SAS),
∴GF=IQ,
则GF+DI=IQ+ID,∠DFQ=90°,
∴当I在QD上时GF+DI有最小值,
过点I向QF作垂线,垂足为H,
在Rt△IFH中,∠HHF=90°,∠IFH=∠CBO=45°,HF=IH,
在Rt△IQH,IH=HQ•tan∠IQH,
Rt△DQF中,∠DFQ=90°,,
∴,
即,
解得,
∴,
此时,4).
21.如图,抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,OA=OC=6,对称轴是直线x=﹣2,点F在对称轴上运动.
(1)求抛物线的解析式;
(2)是否存在一点F,使得∠BFC为直角?若存在,求点F的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)将线段BC绕着点F逆时针方向旋转90°后得到线段B1C1,当点B1与C1恰有一点落在抛物线上时,求点F的坐标.
【答案】(1);
(2)存在,F(﹣2,2)或(﹣2,4);
(3)(﹣2,2),(﹣2,﹣4),(﹣2,4),(﹣2,6).
【解答】解:(1)抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,OA=OC=6,对称轴是直线x=﹣2,
∴A(﹣6,0),C(0,6),B(2,0).
设抛物线解析式为y=ax2+bx+6(a≠0),将A,B点的坐标代入得:
题意得,
解得,
∴抛物线解析式为;
(2)存在一点F,使得∠BFC为直角;理由如下:
∵B(2,0),C(0,6),
∴.
设BC中点为D,则D(1,3),连接DF.如图1,
设点F(﹣2,t),则.
当DF=DC=BD时,点B,C,F三点在以D为圆心,BC为直径的圆上,
此时,∠BFC为直角,,则,
∴t2﹣6t+18=10,
化简得t2﹣6t+8=0,
解得t1=2,t2=4.
∴F的坐标为(﹣2,2)或(﹣2,4)时,∠BFC为直角.
(3)设点F(﹣2,t).
则点B逆时针方向旋转90°后的坐标为B1(t﹣2,t+4),点C逆时针方向旋转90°后的坐标为C1(t﹣8,t+2),
当B1(t﹣2,t+4)在抛物线上时,,
化简得t2+2t﹣8=0,
解得t1=2,t2=﹣4.
∴t1=2时,F(﹣2,2),t2=﹣4时,F(﹣2,﹣4).
经检验,此时点C1不在抛物线上.
当C1(t﹣8,t+2)在抛物线上时,,
化简得t2﹣10t+24=0,
解得t1=4,t2=6.
∴当t1=4时,F(﹣2,4),当t2=6时,F(﹣2,6).
经检验,此时点B1不在抛物线上.
综上,满足题意的点F的坐标为(﹣2,2),(﹣2,﹣4),(﹣2,4),(﹣2,6).
22.已知四边形ABCD内接于⊙O(∠ABC<∠ADC),对角线BD⊥AC于点M,点N为线段AB上一点,且ON⊥AB.(1)如图1,若BD恰好经过圆心O,证明:;
(2)如图2,若BD不经过圆心O,是否成立,请说明理由;
(3)在(2)的条件下,如图3所示,线段ON与BD交于点G,延长GO交AC于点F,连结OC,若AF2+DM2=8,,设sin∠FCO=x,tan∠ACD=y,请直接写出FC的长(用x,y表示).
【答案】(1)如解答所示;
(2)仍成立,理由如解答所示;
(3)CF.
【解答】(1)证明:∵BD⊥AC,BD是直径,
∴,
∴AD=CD,
∵ON⊥AB,
∴点N是AB中点,
∵点O是BD中点,
∴ON是△ABD的中位线,
∴ONAD,
∵AD=CD,
∴ONCD;
(2)ONCD仍成立,理由如下:
连接BO并延长,交⊙O于点E,连接AE,
∵BE是直径,
∴∠BAE=90°,
∵BD⊥AC,
∴∠ABD+∠BAC=90°,∠CAE+∠BAC=90°,
∴∠ABD=∠CAE,
∴,
∴,
即,
∴AE=CD,
∵ON⊥AB,
∴点N是AB的中点,
∵点O是BE的中点,
∴ON是△ABE的中位线,
∴ONAE,
∵AE=CD,
∴ONCD;
(3)过点O作OQ⊥AC,垂足为点Q,连接OA,
∵,
∴∠ABM=∠DCM,
∵ON⊥AB,BD⊥AC,
∴∠ABM+∠BAC=90°,∠AFN+∠BAC=90°,
∴∠ABM=∠AFN,
∴∠DCM=∠AFN,
∵∠DMC=∠ANF=90°,
∴△DCM∽△AFN,
∴,
∵MCNF,
∴MDNA,CDAF,
由(2)得ONCD,
∴AFON,
∵AF2+DM2=8,DMNA,
∴8,
整理得ON2+NA2=4,
∴OA2=4,
∴OA=OC=2,
在Rt△OCQ中,
∵sin∠FCO=x,
∴x,
∴OQ=2x,
∴CQ,
∵∠AFN=∠ACD,
∴tan∠AFN=tan∠ACD=y,
在Rt△OFQ中,
∵tan∠AFN=y,
∴y,
∴QF,
∴CF=CQ﹣QF.
23.综合与探究
如图,抛物线y=ax2+bx+4经过A(﹣1,0),B(2,0)两点,与y轴交于点C,作直线BC.
(1)求抛物线和直线BC的函数解析式.
(2)D是直线BC上方抛物线上一点,求△BDC面积的最大值及此时点D的坐标.
(3)在抛物线对称轴上是否存在一点P,使得以点P,B,C为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=﹣2x2+2x+4;y=﹣2x+4;
(2)D(1,4);S△BCD的最大值为2;
(3)或或或或.
【解答】(1)解:把A(﹣1,0),B(2,0)代入y=ax2+bx+4得,,
解得,
∴y=﹣2x2+2x+4,
∵c=4,
∴C(0,4),
设直线BC的解析式为y=kx+4,
把B(2,0)代入y=kx+4得,0=2k+4,
∴k=﹣2,
∴y=﹣2x+4;
(2)解:如图,过点D作DF⊥AB于点F交BC于点E,设D(m,﹣2m2+2m+4),E(m,﹣2m+4),
∴DE=﹣2m2+2m+4﹣(﹣2m+4)=﹣2m2+4m,
∴S△BDC=S△DEC+S△DEB•DE•CD•DE•BF•DE•(CD+FB)=DE=﹣2m2+4m=﹣2(m﹣1)2+2,
∵a=﹣2<0,
∴当m=1时,S△BCD的最大值为2,﹣2m2+2m+4=﹣2×12+2×1+4=4,
∴D(1,4);
(3)解:二次函数的对称轴为:,设点P的坐标为,
①当BC为等腰三角形的腰,∠C为顶角时,,
解得或,
∴或;
②当BC为等腰三角形的底边时,BC中点的坐标为E(1,2),
作直线l2⊥BC且过E,
设直线l2方程为y1=k2x+b2,,
解得,
∴l2方程为,
令,,
∴;
③当BC为等腰三角形的腰,∠B为顶角时,,
解得或,∴或,
综上所述,点P的坐标为或或或或.
24.已知如图1,平面直角坐标系中,O为原点,经过点(4,﹣8)的抛物线交x轴正半轴于点A(12,0),与直线l1:y=﹣x+p有两个交点B,C,它们的横坐标为m,n(m<n),且n﹣m=4.
(1)求抛物线C1的解析式;
(2)求△ABC的面积;
(3)如图2,将抛物线C1的顶点平移到原点O,得新抛物线L2,直线l2:y=k(x+2)+1(k<0)交抛物线L2于点D,E(点E横坐标小于﹣2),若l1与l2的交点为F,过点F作y轴平行线交抛物线L2于点G,试说明直线EG总经过定点,并求这个定点的坐标.
【答案】(1)yx2﹣3x;
(2)S△ABC=30;
(3)直线EG经过定点(﹣2,3).
【解答】解:(1)∵抛物线经过点(4,﹣8)和点(12,0),
∴,
解得:,
∴抛物线C1的解析式为yx2﹣3x;
(2)∵抛物线与直线l1:y=﹣x+p有两个交点B,C,它们的横坐标为m,n(m<n),
联立得:x2﹣3x=﹣x+p,
整理得:x2﹣8x﹣4p=0,
∴m+n=8,
又∵n﹣m=4,
∴m=2,n=6,
∴B(2,﹣5),C(6,﹣9),
把B(2,﹣5)代入y=﹣x+p,得:﹣5=﹣2+p,
解得:p=﹣3,
∴直线l1:y=﹣x﹣3,
当y=0时,﹣x﹣3=0,
解得:x=﹣3,
∴直线l1:y=﹣x﹣3与x轴交于点M(﹣3,0),如图,
∵A(12,0),B(2,﹣5),C(6,﹣9),
∴AM=12﹣(﹣3)=15,
∴S△ABC=S△ACM﹣S△ABMAM•|yC|AM•|yB|15×915×5=30;
(3)∵抛物线C1:yx2﹣3x(x﹣6)2﹣9,顶点坐标为(6,﹣9),将抛物线C1的顶点平移到原点O,得新抛物线L2,
∴新抛物线L2:yx2,
联立直线l2与新抛物线的解析式,得x2=k(x+2)+1,
解得:xD=﹣2,xE=4k+2,
联立直线l1与l2的解析式,得:k(x+2)+1=﹣x﹣3,
解得:x,
∵FG∥y轴,交抛物线L2于点G,
∴G(,),
设直线EG的解析式为:y=k′x+b′,则x2=k′x+b′,
整理得:x2﹣4k′x﹣4b′=0,
∴xE+xG=4k′,xE•xG=﹣4b′,
∴k′(xE+xG)(4k+2),
b′xE•xG(4k+2)(),
∴直线EG的解析式为yx,
当x=﹣2时,y(﹣2)3,
∴直线EG经过定点(﹣2,3).
25.已知:二次函数y=ax2+4ax+3a(a≠0).
(1)当a=1时,
①求这个二次函数的解析式及其对称轴;
②已知点(m,y1)与(m+3,y2)分别在该抛物线对称轴两侧的图象上,且y1≤y2,求m的取值范围;
(2)将这个二次函数图象向右平移k(0<k<2)个单位长度,若平移后的二次函数图象在﹣2≤x≤0的范围内有最大值为,求k的值.
【答案】(1)①抛物线解析式为y=x2+4x+3,对称轴为直线x=﹣2;②m<﹣2.
(2)k的值为.
【解答】解:(1)当a=1时,①抛物线解析式为y=x2+4x+3,
∵y=x2+4x+3=(x+2)2﹣1,
∴对称轴为直线x=﹣2;
②∵点(m,y1)与(m+3,y2)分别在该抛物线对称轴两侧的图象上,且y1≤y2,
∴2,
∴m.
∴m<﹣2.
(2)∵y=ax2+4ax+3a=a(x+2)2﹣a,
∴抛物线的顶点为(﹣2,﹣a),
∴抛物线的解析式为y=a(x+2)2﹣a,
①若a>0,
将该二次函数图象向右平移k(0<k<2)个单位得到y=a(x+2﹣k)2﹣a,则平移后的抛物线在﹣2≤x≤0的范围内最小值始终为﹣a,
当0<k≤1,则当x=0时取得最大值a,
∴a(2﹣k)2﹣aa,
∴k或,
∵0<k≤1,
∴k,
当1<k<2,则当x=﹣2时,函数y=a(x+2﹣k)2﹣a有最大值a,
∴ak2﹣aa,
解得k,
∵1<k<2,
∴k.
②若a<0,
则平移后的抛物线在﹣2≤x≤0的范围内最大值始终为﹣a,不合题意舍去,
综上,k的值为.
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