重难点01 二次函数中线段﹑周长与面积的最值问题(培优讲义)(全国通用)2026年中考数学一轮复习高效培优系列
2026-01-30
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摘要:
该初中数学讲义聚焦二次函数中线段、周长与面积的最值问题,覆盖中考7大核心题型,按单线段、多线段、周长、面积分层架构,通过“重难攻坚-分层突破-专题训练”流程,结合中考真题典例与变式,帮助学生系统构建解题方法,突破函数几何综合难点。
亮点在于融合12种细分题型与新课标核心素养,如用铅垂定理巧解面积最值培养几何直观,将军饮马模型训练推理能力。设计“典例精讲+分层练习”模式,精选2024-2025年各地中考题,助力教师精准把控复习节奏,提升学生用数学语言解决复杂问题的应考能力。
内容正文:
第三章 函数
重难点01 二次函数中线段﹑周长与面积的最值问题
(2种命题预测+12种题型汇总+专题训练)
目 录
01 重难攻坚👉破瓶颈·冲高分 1
02 分层攻坚👉验实效·夺高分 3
练透重难·固根基/解锁潜能·拓创新
题型1 利用二次函数解决单线段的最值问题
题型2 利用二次函数解决两条线段之和的最值问题
类型一 将军饮马问题
类型二 胡不归
题型3 利用二次函数解决两条线段之差的最值问题
题型4 利用二次函数解决三条线段之和的最值问题
题型5 利用二次函数解决三角形周长的最值问题
题型6 利用二次函数解决四边形周长的最值问题
题型7 利用二次函数解决图形面积的最值问题
类型一 利用割补、拼接法解决面积最值问题
类型二 利用用铅垂定理巧求斜三角形面积最值问题
类型三 构建平行线,利用同底等高解决面积最值问题
题型01 利用二次函数解决单线段的最值问题
【典例1】(2025·山东烟台·中考真题)如图,抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C,,,D是直线上方抛物线上一动点,作交于点E,垂足为点F,连接.
(1)求抛物线的表达式;
(2)设点D的横坐标为,
①用含有的代数式表示线段的长度;
②是否存在点D,使是等腰三角形?若存在,请求出所有满足条件的点D的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)连接,将线段绕点按顺时针方向旋转得到线段,连接,请直接写出线段长度的最小值.
【变式1】(2024·四川雅安·中考真题)在平面直角坐标系中,二次函数的图象与x轴交于,两点,与y轴交于点C.
(1)求二次函数的表达式;
(2)如图①,若点P是线段上的一个动点(不与点B,C重合),过点P作y轴的平行线交抛物线于点Q,当线段的长度最大时,求点Q的坐标;
(3)如图②,在(2)的条件下,过点Q的直线与抛物线交于点D,且.在y轴上是否存在点E,使得为等腰三角形?若存在,直接写出点E的坐标;若不存在,请说明理由.
【变式2】(2024·甘肃临夏·中考真题)在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,作直线.
(1)求抛物线的解析式.
(2)如图1,点是线段上方的抛物线上一动点,过点作,垂足为,请问线段是否存在最大值?若存在,请求出最大值及此时点的坐标;若不存在请说明理由.
(3)如图2,点是直线上一动点,过点作线段(点在直线下方),已知,若线段与抛物线有交点,请直接写出点的横坐标的取值范围.
题型02 利用二次函数解决两条线段之和的最值问题
类型一 将军饮马问题
【典例2】(2025·四川德阳·中考真题)如图1,在平面直角坐标系中,已知二次函数的图
象与x轴交于点,与y轴交于点C
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)如图2,连接,过点C作与抛物线相交于另一点D.
①求点D的坐标;
②如图3,点E,F为线段上两个动点(点E在点F的右侧),且,连接,.求的最小值.
【变式1】(2025·重庆·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于A,两点,与轴交于点,抛物线的对称轴是直线.
(1)求抛物线的表达式:
(2)点P是射线下方抛物线上的一动点,连接与射线交于点Q,点D,E为抛物线对称轴上的动点(点E在点D的下方),且,连接,.当取得最大值时,求点P的坐标及的最小值;
(3)在(2)中取得最大值的条件下,将抛物线沿射线方向平移个单位长度得到抛物线,点M为点P的对应点,点N为抛物线上的一动点.若,请直接写出所有符合条件的点N的坐标,并写出求解点N的坐标的其中一种情况的过程.
【变式2】(2023·宁夏·中考真题)如图,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点.已知点的坐标是,抛物线的对称轴是直线.
(1)直接写出点的坐标;
(2)在对称轴上找一点,使的值最小.求点的坐标和的最小值;
(3)第一象限内的抛物线上有一动点,过点作轴,垂足为,连接交于点.依题意补全图形,当的值最大时,求点的坐标.
类型二 胡不归
【典例3】(2024·四川德阳·中考真题)如图,抛物线与轴交于点和点,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当时,求的函数值的取值范围;
(3)将拋物线的顶点向下平移个单位长度得到点,点为抛物线的对称轴上一动点,求的最小值.
【变式1】(2024·重庆·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于,两点,交轴于点,抛物线的对称轴是直线.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点是直线下方对称轴右侧抛物线上一动点,过点作轴交抛物线于点,作于点,求的最大值及此时点的坐标;
(3)将抛物线沿射线方向平移个单位,在取得最大值的条件下,点为点平移后的对应点,连接交轴于点,点为平移后的抛物线上一点,若,请直接写出所有符合条件的点的坐标.
题型03 利用二次函数解决两条线段之差的最值问题
【典例4】(2023·内蒙古兴安盟·一模)如图,已知直线与y轴交于点A,与x轴交于点D,抛物线与直线交于A、E两点,与x轴交于B、C两点,且线段.(注:抛物线的对称轴为)
(1)求该抛物线的解析式;
(2)动点P在x轴上移动,当是直角三角形时,求点P的坐标;
(3)在抛物线的对称轴上找一点M,使的值最大,求点M的坐标.
【变式1】(2023·湖北恩施·二模)如图,已知直线分别交x轴、y轴于点B.抛物线过A,B两点. P是线段AB上一动点,过点P作PC⊥x轴于点C,交抛物线于点D.
(1)若抛物线的顶点M的坐标为,其对称轴交于点N.
①求抛物线的解析式.
②在抛物线的对称轴上找一点Q,使的值最大,试求出点Q的坐标.
③是否存在点P,使四边形MNPD为平行四边形?若存在,求出此时点P的坐标.
(2)当点P的横坐标为1时,是否存在这样的抛物线,使得以B,P,D为顶点的三角形与相似?若存在,直接写出满足条件的抛物线的解析式;若不存在,请说明理由.
题型04 利用二次函数解决三条线段之和的最值问题
【典例5】(2024·重庆·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线经过点,与轴交于点,与轴交于两点(在的左侧),连接.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点是射线上方抛物线上的一动点,过点作轴,垂足为,交于点.点是线段上一动点,轴,垂足为,点为线段的中点,连接.当线段长度取得最大值时,求的最小值;
(3)将该抛物线沿射线方向平移,使得新抛物线经过(2)中线段长度取得最大值时的点,且与直线相交于另一点.点为新抛物线上的一个动点,当时,直接写出所有符合条件的点的坐标.
【变式1】(2025·甘肃酒泉·三模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线,与y轴交于点C,与x轴交于两点(A在B的左侧),抛物线对称轴为直线.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点P是射线上方抛物线上的一动点,过点P作轴,垂足为E,交于点D,求出使得长度取得最大值时P的坐标;
(3)在(2)的条件下,点M是线段上一动点,轴,垂足为N,点F为线段的中点,连接.当线段长度取得最大值时,求的最小值.
题型05 利用二次函数解决三角形周长的最值问题
【典例6】(2025·山东东营·中考真题)如图,抛物线交轴于、两点,交轴于点,其中,.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点为对称轴上一点,当的周长最小时,求点的坐标;
(3)点为对称轴上一点,点为抛物线上一点,若以、、、为顶点的四边形是平行四边形,请直接写出点的坐标.
【变式1】(2024·四川宜宾·中考真题)如图,抛物线与x轴交于点和点B,与y轴交于点,其顶点为D.
(1)求抛物线的表达式及顶点D的坐标;
(2)在y轴上是否存在一点M,使得的周长最小.若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)若点E在以点为圆心,1为半径的上,连接,以为边在的下方作等边三角形,连接.求的取值范围.
【变式2】(2025·四川资阳·一模)已知,抛物线与x轴交于,两点,与y轴交于C点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图,点D为抛物线上位于直线上方的一点,于点E,轴交于点F,当的周长最大时,求点D的坐标;
(3)将抛物线沿y轴向下平移,得到的新抛物线与y轴交于点G,轴交新抛物线于点P,射线与新抛物线的另一交点为Q.当时,求点Q的坐标.
题型06 利用二次函数解决四边形周长的最值问题
【典例7】(2025·山东东营·中考真题)已知抛物线与x轴交于,两点,与y轴交于点.
(1)求出抛物线的解析式;
(2)如图1,点D是抛物线上位于对称轴右侧的一个动点,且点D在第一象限内,过点D作x轴的平行线交抛物线于点E,作y轴的平行线交x轴于点G,过点E作轴,垂足为点F,当四边形的周长最大时,求点D的坐标;
(3)如图2,点M是抛物线的顶点,将沿翻折得到,与y轴交于点Q,在对称轴上找一点P,使得是以为直角边的直角三角形,请直接写出点P的坐标.
【变式1】(2025·安徽滁州·一模)如图,抛物线过点,,矩形的边在线段上(点在点的左侧),点,在抛物线上.设,当时,.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)当为何值时,矩形的周长有最大值?最大值是多少?
(3)保持时的矩形不动,向右平移抛物线,当平移后的抛物线与矩形的边有两个交点,,且直线平分矩形的面积时,求平移后的抛物线的解析式.
【变式2】(2025·甘肃定西·三模)如图1,抛物线与轴交于两点,与轴交于,直线经过点,且与轴交于点,与抛物线交于点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)连接,求的面积;
(3)如图2,直线与抛物线对称轴交于点,在轴上有两点(在的右侧),且,若将线段在轴上平移,当它移动到某一位置时,四边形的周长最小,求出此时周长的最小值.
题型07 利用二次函数解决图形面积的最值问题
类型一 利用割补、拼接法解决面积最值问题
【典例8】(2025·云南楚雄·二模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于,两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的函数表达式,并直接写出直线的函数表达式.
(2)若轴与抛物线相交于点E,H是直线下方抛物线上的动点,过点H作于点G,交直线于点F.试探究当点H运动到何处时,四边形的面积最大,求此时点H的横坐标及四边形面积的最大值.
【变式1】(2025·内蒙古·二模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于两点,与y轴交于点,P是直线下方抛物线上的一个动点.
(1)求点A的坐标和该抛物线的函数解析式;
(2)连接,并将沿y轴翻折,得到四边形,是否存在点P,使得四边形为菱形?若存在,求出此时点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)在点P的运动过程中,当四边形的面积最大时,求出此时点P的坐标和四边形的最大面积.
类型二 利用用铅垂定理巧求斜三角形面积最值问题
【典例9】(24·江苏徐州·中考真题)如图,A、B为一次函数的图像与二次函数的图像的公共点,点A、B的横坐标分别为0、4.P为二次函数的图像上的动点,且位于直线的下方,连接、.
(1)求b、c的值;
(2)求的面积的最大值.
【变式1】(2024·黑龙江大兴安岭地·中考真题)如图,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,其中,.
(1)求抛物线的解析式.
(2)在第二象限的抛物线上是否存在一点P,使得的面积最大.若存在,请直接写出点P坐标和的面积最大值;若不存在,请说明理由.
【变式2】(2025·海南省直辖县级单位·一模)如图,抛物线过点,,.
(1)求抛物线的解析式;
(2)设点是第一象限内的抛物线上的一个动点,
①当为抛物线的顶点时,求证:直角三角形;
②求出的最大面积及此时点的坐标;
类型三 构建平行线,利用同底等高解决面积最值问题
【典例10】(2024·江苏盐城·三模)如图,抛物线与轴交于点A,与x轴交于点B、C,已知.
(1)求抛物线的表达式,并求出点C的坐标.
(2)点M是抛物线(第一象限内)上的一个动点,连接,当面积最大时,求M点的坐标.
(3)若点M坐标固定为,Q是抛物线上除M点之外的一个动点,当与的面积相等求出点Q的坐标.
1.(2023·青海西宁·一模)如图,抛物线的顶点为,与y轴交于点,与轴交于两点(点在点的左侧).
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P在对称轴上,求的最小值,并写出此时P点坐标;
(3)若点E在直线上方的抛物线上,求面积的最大值,并写出此时点E的坐标.
2.(2025·甘肃·模拟预测)如图1,抛物线与x轴交于,B两点,与y轴交于点C,且.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图2,P为抛物线上一点,连接交x轴于点D,若,求点P的坐标;
(3)如图3,D,E是抛物线对称轴上的两个动点,且,点D在点E的上方,求四边形周长的最小值.
3.(2025·山东东营·一模)如图,抛物线的顶点为,与 x 轴交于 A、B 两点,且 B,与y 轴交于点 C .
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)对称轴上是否存在点 N ,使的周长最小,若存在,请求出点坐标,若 不存在,请说明理由;
(3)在直线的下方抛物线的图象上能否找到一点 P ,使四边形的面积最大?若能,请求出面积的最大值及点 P 的坐标;若不能,请说明理由.
4.(2025·黑龙江牡丹江·二模)如图,抛物线经过点,,且与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在第四象限的抛物线上是否存在一点,使得四边形的面积最大,若存在,请直接写出点的坐标和四边形的最大面积;若不存在,请说明理由.
5.(2025·海南·中考真题)如图,抛物线经过、两点.点是线段上的动点,过点作轴交抛物线于点.
(1)若.
①求抛物线的解析式;
②求线段长度的最大值;
③若,求取何值时线段的长度最大(可用含的代数式表示).
(2)若,,问题(1)中③的结论是否会发生变化,请说明理由.
6(2024·四川广安·中考真题)如图,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,点坐标为,点坐标为.
(1)求此抛物线的函数解析式.
(2)点是直线上方抛物线上一个动点,过点作轴的垂线交直线于点,过点作轴的垂线,垂足为点,请探究是否有最大值?若有最大值,求出最大值及此时点的坐标;若没有最大值,请说明理由.
(3)点为该抛物线上的点,当时,请直接写出所有满足条件的点的坐标.
1.(2025·宁夏石嘴山·模拟预测)如图,抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,且
(1)求抛物线的表达式;
(2)若点M是线段上的一动点,连接,求的最小值.
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使是直角三角形?若存在,请直接写出点P的坐标,若不存在请说明理由.
2.(2025·内蒙古鄂尔多斯·二模)如图,抛物线与x轴交于,与y轴交于点,点在抛物线上,如图1,连接.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当,求n的最大值与最小值的差;
(3)如图2,点E是y轴上一动点,点F为抛物线对称轴上一动点,点M为直线上一动点,连接,当时,求的最小值.
3.(2025·安徽阜阳·三模)如图,抛物线与x轴交于,两点,与y轴交于点,连接.D是在第一象限内的抛物线上的一个动点,连接,交线段于点E.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)若点E在该抛物线的对称轴上,求的长;
(3)过点D作y轴的平行线,交于点F,求的最大值.
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第三章 函数
重难点01 二次函数中线段﹑周长与面积的最值问题
(2种命题预测+12种题型汇总+专题训练)
目 录
01 重难攻坚👉破瓶颈·冲高分 1
02 分层攻坚👉验实效·夺高分 3
练透重难·固根基/解锁潜能·拓创新
题型1 利用二次函数解决单线段的最值问题
题型2 利用二次函数解决两条线段之和的最值问题
类型一 将军饮马问题
类型二 胡不归
题型3 利用二次函数解决两条线段之差的最值问题
题型4 利用二次函数解决三条线段之和的最值问题
题型5 利用二次函数解决三角形周长的最值问题
题型6 利用二次函数解决四边形周长的最值问题
题型7 利用二次函数解决图形面积的最值问题
类型一 利用割补、拼接法解决面积最值问题
类型二 利用用铅垂定理巧求斜三角形面积最值问题
类型三 构建平行线,利用同底等高解决面积最值问题
题型01 利用二次函数解决单线段的最值问题
【典例1】(2025·山东烟台·中考真题)如图,抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C,,,D是直线上方抛物线上一动点,作交于点E,垂足为点F,连接.
(1)求抛物线的表达式;
(2)设点D的横坐标为,
①用含有的代数式表示线段的长度;
②是否存在点D,使是等腰三角形?若存在,请求出所有满足条件的点D的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)连接,将线段绕点按顺时针方向旋转得到线段,连接,请直接写出线段长度的最小值.
【答案】(1)
(2)①;②存在,或或
(3)
【分析】(1)运用待定系数法即可求解;
(2)①求出直线:,则,,即可用的代数式表示;②用两点间距离公式分别表示三边,分类讨论,建立方程求解即可;
(3)在轴负半轴取点,连接并延长交轴于点,连接,证明,则,确定点在线段上运动(不包括端点),故当时,最小,可证明,求得,而当时,,即可由面积法求最小值.
【详解】(1)解:∵抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C,,,
∴,
∴
解得:,
∴抛物线表达式为;
(2)解:①对于抛物线表达式,
当,
∴,
设直线表达式为:,
则,
解得:,
∴直线:,
∵,
∴,,
∴,
∴;
②存在,
,而
当时,,
解得:或(舍),
,
∴;
当时,
整理得:,
解得:或(舍),
,
∴;
当时,
整理得:,
解得:或(舍)或(舍),
,
∴,
综上:是等腰三角形时,或或;
(3)解:在轴负半轴取点,连接并延长交轴于点,连接,
由旋转得:,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴点在线段上运动(不包括端点),
∴当时,最小,
∵,,,
∴,
∴,
∴,
∴当时,
∴,
∴,
∴线段长度的最小值.
【点睛】本题考查了二次函数的综合问题,涉及得到系数法求函数解析式,二次函数的图象与性质,等腰三角形的存在性问题,两点间距离公式,全等三角形的判定与性质,垂线段最短等知识点,难度较大,综合性强.
【变式1】(2024·四川雅安·中考真题)在平面直角坐标系中,二次函数的图象与x轴交于,两点,与y轴交于点C.
(1)求二次函数的表达式;
(2)如图①,若点P是线段上的一个动点(不与点B,C重合),过点P作y轴的平行线交抛物线于点Q,当线段的长度最大时,求点Q的坐标;
(3)如图②,在(2)的条件下,过点Q的直线与抛物线交于点D,且.在y轴上是否存在点E,使得为等腰三角形?若存在,直接写出点E的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,点或或或或
【分析】(1)由待定系数法即可求解;
(2)由,即可求解;
(3)先求出点,再分类求解即可.
【详解】(1)解:由题意得:,
则,
则抛物线的表达式为:;
(2)解:由抛物线的表达式知,点,
由点B、C的坐标得,直线的表达式为:,
设点,则点,
则,
∵,故有最大值,
此时,则,
即点;
(3)解:存在,理由:
设直线的表达式为,
由点的坐标得,,解得:,
∴直线的表达式为:,
令,,故,
过点作轴交轴于点,则,
,
则,
即直线和关于直线对称,故,
设直线的表达式为,
代入,,得,
解得:,
则直线的表达式为:,
联立上式和抛物线的表达式得:,
解得:(舍去)或5,
即点;
设点,由的坐标得,,
当时,则,
解得:,即点或;
当或时,
同理可得:或,
解得:或,
即点或或;
综上,点或或或或.
【点睛】主要考查了二次函数的解析式的求法和与几何图形结合的综合能力的培养.要会利用数形结合的思想把代数和几何图形结合起来,利用点的坐标的意义表示线段的长度,从而求出线段之间的关系.
【变式2】(2024·甘肃临夏·中考真题)在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,作直线.
(1)求抛物线的解析式.
(2)如图1,点是线段上方的抛物线上一动点,过点作,垂足为,请问线段是否存在最大值?若存在,请求出最大值及此时点的坐标;若不存在请说明理由.
(3)如图2,点是直线上一动点,过点作线段(点在直线下方),已知,若线段与抛物线有交点,请直接写出点的横坐标的取值范围.
【答案】(1)
(2)存在,最大值是,
(3)或
【分析】本题考查二次函数的综合应用,正确的求出函数解析式,利用数形结合和分类讨论的思想进行求解,是解题的关键.
(1)两点式直接求出函数解析式即可;
(2)过点作轴,交于点,设,根据三角函数得到,得到当最大时,的值最大,转化为二次函数求最值即可;
(3)设,得到,求出点恰好在抛物线上且时的值,即可得出结果.
【详解】(1)解:∵抛物线与轴交于,两点,
∴,
∴;
(2)存在;
∵,
∴当时,,
∴,
∵,
∴,
∴,
设直线的解析式为:,把代入,得:,
∴,
过点作轴,交于点,设,则:,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴当最大时,最大,
∵,
∴当时,的最大值为,此时最大,为,
∴;
(3)设,则:,
当点恰好在抛物线上时,则:,
∴,
当时,则:,
解得:或,
∵线段与抛物线有交点,
∴点M的横坐标的取值范围是或.
题型02 利用二次函数解决两条线段之和的最值问题
类型一 将军饮马问题
【典例2】(2025·四川德阳·中考真题)如图1,在平面直角坐标系中,已知二次函数的图象与x轴交于点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)如图2,连接,过点C作与抛物线相交于另一点D.
①求点D的坐标;
②如图3,点E,F为线段上两个动点(点E在点F的右侧),且,连接,.求的最小值.
【答案】(1)
(2)①,②5
【分析】(1)利用两点式求解抛物线解析式;
(2)①延长与x轴相交于点G,证明是等腰直角三角形,从而得到点坐标,求出直线的解析式,联立抛物线解析式求解即可;②过点O作,且,连接,,设交轴为点,然后证明四边形是平行四边形,根据,得出时,最小,进一步求出即可.
【详解】(1)解:在二次函数的图象上,设该二次函数为,
,
.
(2)解:①把代入,
得,
如图,延长与x轴相交于点G.
,
.
,
.
,
.
,
,
.
设直线的解析式为:,把代入,
得解得,
直线的解析式为:,
点D是直线与二次函数的交点,
联立解析式,
解得或,
.
②如图,过点O作,且,连接,,设交轴为点.
,且,
四边形是平行四边形,
.
,
.
为等腰直角三角形,
,
,,
,
.
,
当时,最小.
,
.
此时D、E、H三点共线且轴,
点F的坐标为与点C重合,满足在线段上.
的最小值为5.
【点睛】本题考查了待定系数法求二次函数的解析式,等腰直角三角形的性质,二次函数与一次函数交点问题,二次函数与特殊四边形问题,两点之间线段最短,勾股定理,解题的关键是添加适当的辅助线,通过数形结合的思想求解;
【变式1】(2025·重庆·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于A,两点,与轴交于点,抛物线的对称轴是直线.
(1)求抛物线的表达式:
(2)点P是射线下方抛物线上的一动点,连接与射线交于点Q,点D,E为抛物线对称轴上的动点(点E在点D的下方),且,连接,.当取得最大值时,求点P的坐标及的最小值;
(3)在(2)中取得最大值的条件下,将抛物线沿射线方向平移个单位长度得到抛物线,点M为点P的对应点,点N为抛物线上的一动点.若,请直接写出所有符合条件的点N的坐标,并写出求解点N的坐标的其中一种情况的过程.
【答案】(1)
(2)点P的坐标为,的最小值为
(3)点N的坐标为或
【分析】(1)利用待定系数法求二次函数的解析式;
(2)先求出直线的解析式,然后设点P的坐标为,过点P作轴交于点F,交x轴于点H,点F的坐标为,求出长,再证明,根据对应边成比例求出的最小值,把点P向上平移个单位长度得到点,点的坐标为,连接,即可得到,连接,则,是最小值,利用勾股定理计算解题;
(3)根据平移得到抛物线的解析式,然后过点P作轴于点Q,过点N作轴于点K,连接,即可得到,设点N的坐标为,根据列等式求出a的值即可解题.
【详解】(1)解:设抛物线的解析式为,
把代入得,
解得,
∴;
(2)解:令,则,
∴点C的坐标为,
设直线的解析式为,把和代入得:
,解得,
∴,
设点P的坐标为,过点P作轴交于点F,交x轴于点H,
则点F的坐标为,
∴,
∵轴,
∴,,
∴,
∴,
∴当时,取得最大值为,这时点P的坐标为,
把点P向上平移个单位长度得到点,点的坐标为,连接,
则四边形是平行四边形,
∴,
即,
由A,B关于对称性可得点A的坐标为,
连接,则的最小值为长,
即,
即的最小值为;
(3)解:∵,
∴,
∴将抛物线沿射线方向平移个单位长度即为向左平移两个单位长度,向下平移两个单位长度得到抛物线,即,
过点P作轴于点Q,过点N作轴于点K,连接,
设点N的坐标为,
由平移得,
∴,
如图所示,∵,
即,解得(舍去)或,
这时点N的坐标为;
如图所示,则∵,
即,解得或(舍去),
这时点N的坐标为;
综上所述,点N的坐标为或.
【点睛】本题是二次函数的综合,主要考查待定系数法,二次函数的线段问题,轴对称的最短路径问题,二次函数的平移,解直角三角形,利用数形结合和分类讨论思想求解是解答的关键.
【变式2】(2023·宁夏·中考真题)如图,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点.已知点的坐标是,抛物线的对称轴是直线.
(1)直接写出点的坐标;
(2)在对称轴上找一点,使的值最小.求点的坐标和的最小值;
(3)第一象限内的抛物线上有一动点,过点作轴,垂足为,连接交于点.依题意补全图形,当的值最大时,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)点,的最小值为
(3)
【分析】(1)根据抛物线的对称性,进行求解即可;
(2)根据抛物线的对称性,得到,得到当三点共线时,的值最小,为的长,求出直线的解析式,解析式与对称轴的交点即为点的坐标,两点间的距离公式求出的长,即为的最小值;
(3)根据题意,补全图形,设,得到,,将的最大值转化为二次函数求最值,即可得解.
【详解】(1)解:∵点关于对称轴的对称点为点,对称轴为直线,
∴点为;
(2)当时,,
∴,
连接,
∵,
∴,
∵点关于对称轴的对称点为点,
∴,
∴当三点共线时,的值最小,为的长,
设直线的解析式为:,
则:,解得:,
∴,
∵点在抛物线的对称轴上,
∴;
∴点,的最小值为;
(3)过点作轴,垂足为,连接交于点,如图所示,
∵,
设抛物线的解析式为:,
∵,
∴,
∴,
∴,
设,则:,
由(2)知:直线:,
∴,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴当时,有最大值,此时.
【点睛】本题考查二次函数的综合应用.正确的求出函数解析式,利用抛物线的对称性以及数形结合的思想进行求解,是解题的关键.
类型二 胡不归
【典例3】(2024·四川德阳·中考真题)如图,抛物线与轴交于点和点,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当时,求的函数值的取值范围;
(3)将拋物线的顶点向下平移个单位长度得到点,点为抛物线的对称轴上一动点,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)的最小值为:
【分析】(1)直接利用待定系数法求解二次函数的解析式即可;
(2)求解的对称轴为直线,而,再利用二次函数的性质可得答案;
(3)求解,,可得,求解直线为,及,证明在直线上,如图,过作于,连接,过作于,可得,,证明,可得,可得,再进一步求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线与轴交于点,
∴,
解得:,
∴抛物线的解析式为:;
(2)解:∵的对称轴为直线,而,
∴函数最小值为:,
当时,,
当时,,
∴函数值的范围为:;
(3)解:∵,
当时,,
∴,
当时,
解得:,,
∴,
∴,
设直线为,
∴,
∴,
∴直线为,
∵拋物线的顶点向下平移个单位长度得到点,而顶点为,
∴,
∴在直线上,
如图,过作于,连接,过作于,
∵,,
∴,,
∵对称轴与轴平行,
∴,
∴,
∴,
由抛物线的对称性可得:,,
∴,
当三点共线时取等号,
∴,
∴,
∴,
即的最小值为:.
【点睛】本题考查的是利用待定系数法求解二次函数的解析式,二次函数的性质,利用轴对称的性质求解线段和的最小值,锐角三角函数的应用,做出合适的辅助线是解本题的关键.
【变式1】(2024·重庆·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于,两点,交轴于点,抛物线的对称轴是直线.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点是直线下方对称轴右侧抛物线上一动点,过点作轴交抛物线于点,作于点,求的最大值及此时点的坐标;
(3)将抛物线沿射线方向平移个单位,在取得最大值的条件下,点为点平移后的对应点,连接交轴于点,点为平移后的抛物线上一点,若,请直接写出所有符合条件的点的坐标.
【答案】(1)
(2)最大值为;;
(3)或
【分析】(1)直接利用待定系数法求解抛物线的解析式即可;
(2)如图,延长交轴于,过作轴于,求解,可得,证明,设,,,再建立二次函数求解即可;
(3)由抛物线沿射线方向平移个单位,即把抛物线向左平移2个单位,再向下平移1个单位,可得新的抛物线为:,,如图,当在轴的左侧时,过作轴于,证明,可得,证明,如图,当在轴的右侧时,过作轴的垂线,过作过的垂线于,同理可得:,再进一步结合三角函数建立方程求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线与轴交于,两点,交轴于点,抛物线的对称轴是直线,
∴,
解得,
∴;
(2)解:如图,延长交轴于,过作轴于,
∵当时,
解得:,,
∴,
当时,,
∴,
∴,
∴,
∵轴,
∴,
∴,
∴,
∵,,
设为,
∴,解得:,
∴直线为:,
设,
∴,
∴,
∵抛物线的对称轴为直线,
∴,
∴
,
当时,取得最大值,最大值为;
此时;
(3)解:∵抛物线沿射线方向平移个单位,即把抛物线向左平移2个单位,再向下平移1个单位,
∴新的抛物线为:,,
如图,当在轴的左侧时,过作轴于,
∵,
同理可得:直线为,
当时,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
设,
∴,
解得:或(舍去)
∴;
如图,当在轴的右侧时,过作轴的垂线,过作过的垂线于,
同理可得:,
设,则,
同理可得:,
∴或(舍去),
∴.
【点睛】本题属于二次函数的综合题,难度很大,考查了待定系数法,二次函数的性质,锐角三角函数的应用,关键是做出合适的辅助线进行转化,清晰的分类讨论是解本题的关键.
题型03 利用二次函数解决两条线段之差的最值问题
【典例4】(2023·内蒙古兴安盟·一模)如图,已知直线与y轴交于点A,与x轴交于点D,抛物线与直线交于A、E两点,与x轴交于B、C两点,且线段.(注:抛物线的对称轴为)
(1)求该抛物线的解析式;
(2)动点P在x轴上移动,当是直角三角形时,求点P的坐标;
(3)在抛物线的对称轴上找一点M,使的值最大,求点M的坐标.
【答案】(1)抛物线的解析式为
(2)点P的坐标为或或或;
(3)
【分析】(1)首先得点,,那么把,坐标代入即可求得函数解析式;
(2)让直线解析式与抛物线的解析式结合即可求得点的坐标.是直角三角形,应分点为直角顶点,点是直角顶点,点是直角顶点三种情况探讨;
(3)首先得的值最大,应找到关于对称轴的对称点,连接交对称轴的一点就是.应让过的直线解析式和对称轴的解析式联立即可求得点坐标.
【详解】(1)直线与轴交于点,
令,则
点坐标为,
线段,直线与x轴交于B点,
,
∵抛物线与直线交于A点,与x轴交于B点,
将、坐标代入
得,解得,
抛物线的解析式为;
(2)设点的横坐标为,则它的纵坐标为,
即点的坐标,
又点在直线上,
解得(舍去),,
的坐标为.
(Ⅰ)当为直角顶点时,
过作交轴于点,设,
∵直线与x轴交于点D,
令,则
∴点坐标为,
∵,
∴
∵
∴,
∴,即,
,
.
(Ⅱ)同理,当为直角顶点时,过作交轴于点,过作轴于,
同理可证,
∴,
∵点坐标为,的坐标为
∴
即,
,
,
,
∴点坐标为.
(Ⅲ)当为直角顶点时,设,
由,得,
∴,
由得,
解得,,
此时的点的坐标为或,
综上所述,满足条件的点的坐标为或或或;
(3)抛物线的对称轴为,
、关于对称,
,
要使最大,即是使最大,
由三角形两边之差小于第三边得,当、、在同一直线上时的值最大.
∵,,
设直线的解析式为
∴,解得
∴直线的解析式为
由,得,
.
【点睛】此题主要考查了二次函数综合以及待定系数法求二次函数解析式和相似三角形的判定与性质等知识,根据一个三角形是直角三角形,应分不同顶点为直角等多种情况进行分析;求两条线段和或差的最值,都要考虑做其中一点关于所求的点在的直线的对称点得出是解题关键.
【变式1】(2023·湖北恩施·二模)如图,已知直线分别交x轴、y轴于点B.抛物线过A,B两点. P是线段AB上一动点,过点P作PC⊥x轴于点C,交抛物线于点D.
(1)若抛物线的顶点M的坐标为,其对称轴交于点N.
①求抛物线的解析式.
②在抛物线的对称轴上找一点Q,使的值最大,试求出点Q的坐标.
③是否存在点P,使四边形MNPD为平行四边形?若存在,求出此时点P的坐标.
(2)当点P的横坐标为1时,是否存在这样的抛物线,使得以B,P,D为顶点的三角形与相似?若存在,直接写出满足条件的抛物线的解析式;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)①;②;③存在,
(2)存在,或
【分析】(1)①利用待定系数法求解即可;
②设抛物线与x轴左侧的交点为,则点A,R关于抛物线的对称轴对称,
根据题意得到当点R,B,Q三点共线时,的值最大,即,然后求出直线的解析式为,将代入求解即可;
③首先求出点M和点N的坐标,得到,然后设点P的坐标为,则点D的坐标为,得到,然后利用平行四边形的判定得到,解方程即可求解;
(2)根据题意分两种情况讨论:和,分别利用相似三角形的性质和待定系数法 即可.
【详解】(1)①将代入得,,
解得,
∴,
∵抛物线的顶点的坐标为,
∴设,
抛物线过点A,根据一次函数可得代入解析式得,,
∴抛物线解析式为;
②设抛物线与x轴左侧的交点为,则点A,R关于抛物线的对称轴对称,
∵点A,R关于抛物线的对称轴对称,
∴抛物线的对称轴垂直平分.所以.
∴,
连接并延长交抛物线的对称轴于点Q,连接,
∴当点R,B,Q三点共线时,的值最大,即,
∴设直线的解析式为,
将,代入得,,
∴解得,
∴直线的解析式为,
当时,,
∴所以点Q的坐标为;
③存在.
理由:将代人,得,
∴点,
由点,得,
设点P的坐标为,则点D的坐标为,
∴,
∵,
∴当时,四边形为平行四边形,
即.解得(舍去),,
∴点P的坐标为;
(2)当点P的横坐标为1时,则其坐标为,
由题意,得轴,
∴,
①如图1,当时,以B,P,D为顶点的三角形与相似,
∴,
∴轴,
∴点B,D关于抛物线的对称轴对称,
∴点,
∴设抛物线解析式为,
∴将,,代入得,,
∴解得,
∴拋物线的解析式为;
②如图2,当时,以B,P,D为顶点的三角形与相似.
由点A, B的坐标可得,
∴,
由点P的坐标可得,
同理可得,
∴,
由,得,
∴,
∴,
∴点D的坐标为,
∴同理利用待定系数法可求得抛物线的解析式为.
【点睛】本题考查了二次函数的综合题:熟练掌握二次函数图象上点的坐标特征、二次函数的性质和菱形的判定,会利用待定系数法求函数解析式,理解坐标与图形性质,灵活运用相似比表示线段之间的关系,会运用分类讨论的思想解决数学问题.
题型04 利用二次函数解决三条线段之和的最值问题
【典例5】(2024·重庆·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线经过点,与轴交于点,与轴交于两点(在的左侧),连接.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点是射线上方抛物线上的一动点,过点作轴,垂足为,交于点.点是线段上一动点,轴,垂足为,点为线段的中点,连接.当线段长度取得最大值时,求的最小值;
(3)将该抛物线沿射线方向平移,使得新抛物线经过(2)中线段长度取得最大值时的点,且与直线相交于另一点.点为新抛物线上的一个动点,当时,直接写出所有符合条件的点的坐标.
【答案】(1);
(2)的最小值为;
(3)符合条件的点的坐标为或.
【分析】(1)利用正切函数求得,得到,再利用待定系数法即可求解;
(2)求得,利用待定系数法求得直线的解析式,设,求得最大,点,再证明四边形是平行四边形,得到,推出当共线时,取最小值,即取最小值,据此求解即可;
(3)求得,再利用平移的性质得到新抛物线的解析式,再分两种情况讨论,计算即可求解.
【详解】(1)解:令,则,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
将和代入得,
解得,
∴抛物线的表达式为;
(2)解:令,则,
解得或,
∴,
设直线的解析式为,
代入,得,
解得,
∴直线的解析式为,
设(),则,
∴,
∵,
∴当时,最大,此时,
∴,,,
∴,,
连接,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∴,
∴当共线时,取最小值,即取最小值,
∵点为线段的中点,
∴,
∴,
∴的最小值为;
(3)解:由(2)得点的横坐标为,代入,得,
∴,
∴新抛物线由向左平移2个单位,向下平移2个单位得到,
∴,
过点作交抛物线于点,
∴,
同理求得直线的解析式为,
∵,
∴直线的解析式为,
联立得,
解得,,
当时,,
∴,
作关于直线的对称线得交抛物线于点,
∴,
设交轴于点,
由旋转的性质得到,
过点作轴,作轴于点,作于点,
当时,,
解得,
∴
∵,,
∴,
∴,
∵轴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∴,
同理直线的解析式为,
联立,
解得或,
当时,,
∴,
综上,符合条件的点的坐标为或.
【点睛】本题是二次函数综合问题,考查二次函数的图象及性质,待定系数法确定函数关系式,熟练掌握二次函数的图象及性质,轴对称的性质,直角三角形的性质,数形结合是解题的关键.
【变式1】(2025·甘肃酒泉·三模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线,与y轴交于点C,与x轴交于两点(A在B的左侧),抛物线对称轴为直线.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点P是射线上方抛物线上的一动点,过点P作轴,垂足为E,交于点D,求出使得长度取得最大值时P的坐标;
(3)在(2)的条件下,点M是线段上一动点,轴,垂足为N,点F为线段的中点,连接.当线段长度取得最大值时,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)先得出,结合抛物线对称轴为直线,且,得,再运用待定系数法进行求出二次函数的解析式,即可作答.
(2)先求出直线的解析式为,设(),则,所以,运用二次函数的图象性质,即可作答.
(3)由(2)得最大时,证明四边形是矩形,得,故得出四边形是平行四边形,所以,,当共线时,取最小值,即取最小值,结合点为线段的中点,得,运用勾股定理算出,即可作答.
【详解】(1)解:∵抛物线,与y轴交于点C,
∴令,则,
∴,
∴,
∵抛物线对称轴为直线,且
∴
,
将和代入,
得,
解得,
∴抛物线的表达式为;
(2)解:如图
由(1)得,
设直线的解析式为,
代入,得,
解得,
∴直线的解析式为,
设(),
则,
∴,
∵,
∴当时,最大,
∴.
此时,
(3)解:由(2)得最大时,
∵过点P作轴,垂足为E,
∴,
∵
则,
∵
∴四边形是矩形
∴,
∴,,
连接,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∴,
∴当共线时,取最小值,即取最小值,
∵点为线段的中点,且,
∴,
∴,
∴的最小值为.
【点睛】本题考查了求一次函数和二次函数的解析式,二次函数的综合,二次函数的图象性质,平行四边形的性质,勾股定理,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
题型05 利用二次函数解决三角形周长的最值问题
【典例6】(2025·山东东营·中考真题)如图,抛物线交轴于、两点,交轴于点,其中,.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点为对称轴上一点,当的周长最小时,求点的坐标;
(3)点为对称轴上一点,点为抛物线上一点,若以、、、为顶点的四边形是平行四边形,请直接写出点的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)或或
【分析】(1)把和分别代入,列方程组求出的值,即可求得二次函数解析式;
(2)因为是定值,所以当的值最小时,则的周长最小.作点关于对称轴的对称点,即为点,连接,运用待定系数法求出直线的解析式,可得直线与对称轴的交点坐标,即为点的坐标;
(3)分别以、、为对角线进行分类讨论求解即可.
【详解】(1)解:把,代入中得,
,解得,
;
(2)解:,,
当的值最小时,则的周长最小.
作点关于对称轴的对称点,即为点,
由(1)可知抛物线的解析式为,
对称轴为直线,且,
.
如图,连接,与对称轴的交点即为点,
设直线的解析式为,
把,代入中得,
,解得,
直线的解析式为.
点的横坐标为,
把代入得,
;
(3)解:设,,
①当为对角线时,设中点为,根据平行四边形的性质,点也为的中点,
,,
,
,解得,
把代入,
;
②当为对角线时,设中点为,根据平行四边形的性质,点也为的中点,
,,
,
,解得,
把代入,
;
③当为对角线时,设中点为,根据平行四边形的性质,点也为的中点,
,,
,
,解得,
把代入,
;
综上所述,若以、、、为顶点的四边形是平行四边形,此时点的坐标为或或.
【点睛】本题属于二次函数综合题,主要考查一次函数的图象与性质、二次函数的图象与性质、用待定系数法求函数关系式、平行四边形的性质、轴对称的性质、两点之间线段最短,正确作出分类讨论是解答本题的关键.
【变式1】(2024·四川宜宾·中考真题)如图,抛物线与x轴交于点和点B,与y轴交于点,其顶点为D.
(1)求抛物线的表达式及顶点D的坐标;
(2)在y轴上是否存在一点M,使得的周长最小.若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)若点E在以点为圆心,1为半径的上,连接,以为边在的下方作等边三角形,连接.求的取值范围.
【答案】(1)抛物线的表达式为,顶点D的坐标为;
(2)点M的坐标为;
(3)的取值范围为.
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)作点B关于原点的对称点,连接交轴于点M,此时的周长最小,利用待定系数法求得直线的解析式,据此求解即可;
(3)以为边在的下方作等边三角形,得到点在以为圆心,1为半径的上,据此求解即可.
【详解】(1)解:由于抛物线经过点和点,
∴,
∴,
∴抛物线的表达式为,
∴顶点D的坐标为;
(2)解:∵点,对称轴为直线,
∴点,
∵,,
∴长为定值,
作点B关于原点的对称点,则,连接交轴于点M,
则,
∴,此时的周长最小,
设直线的解析式为,
则,
解得,,
∴直线的解析式为,
令,则,
∴点M的坐标为;
(3)解:以为边在的下方作等边三角形,作轴于点,连接,,
∵等边三角形,
∴,,,
∴,
∴,,,
∵,
∴,
∴点在以为圆心,1为半径的上,
,
当点在线段上时,有最小值为;
当点在射线上时,有最大值为;
∴的取值范围为.
【点睛】本题是一道二次函数的综合题,主要考查了二次函数图象的性质,待定系数法确定函数的解析式,一次函数图象的性质,抛物线上点的坐标的特征,一次函数图象上点的坐标的特征,利用点的坐标表示出相应线段的长度是解题的关键.
【变式2】(2025·四川资阳·一模)已知,抛物线与x轴交于,两点,与y轴交于C点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图,点D为抛物线上位于直线上方的一点,于点E,轴交于点F,当的周长最大时,求点D的坐标;
(3)将抛物线沿y轴向下平移,得到的新抛物线与y轴交于点G,轴交新抛物线于点P,射线与新抛物线的另一交点为Q.当时,求点Q的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)点的坐标为或
【分析】本题考查了二次函数与几何综合,相似三角形的判定和性质,作出图形,利用分类讨论的思想是解题的关键.
(1)根据待定系数法即可即可解答;
(2)证明为等腰直角三角形,则最大时,的周长最大,设,则,可利用表示出,利用二次函数的性质求得最大值即可;
(3)分类讨论,分当点在轴正半轴或当点在轴负半轴,利用相似三角形的性质表示出点的坐标,代入抛物线解方程即可.
【详解】(1)解:把,代入可得,
解得,
∴此抛物线的解析式为;
(2)解:当时,,则,
设直线的解析式为,
把,代入可得,
解得,
直线的解析式为,
,
为等腰直角三角形,
轴,
,
,
为等腰直角三角形,
,
故要使的周长最大,即最大,
设,则,
,其中,
故当时,最大,即的周长最大,
此时;
(3)解:设新抛物线的解析式为:,则,
抛物线的对称轴为直线,
,
如图,当点在轴正半轴上时,过点作轴于点,
,,
,
,
,,
点必定在第一象限,
点必定在第三象限,
,
代入抛物线可得,
解得,
如图,当点在轴负半轴上时,过点作轴于点,
,,
,
,
,,
点必定在第四象限,
点必定在第四象限,
,
代入抛物线可得,
解得,
,
综上,点的坐标为或.
题型06 利用二次函数解决四边形周长的最值问题
【典例7】(2025·山东东营·中考真题)已知抛物线与x轴交于,两点,与y轴交于点.
(1)求出抛物线的解析式;
(2)如图1,点D是抛物线上位于对称轴右侧的一个动点,且点D在第一象限内,过点D作x轴的平行线交抛物线于点E,作y轴的平行线交x轴于点G,过点E作轴,垂足为点F,当四边形的周长最大时,求点D的坐标;
(3)如图2,点M是抛物线的顶点,将沿翻折得到,与y轴交于点Q,在对称轴上找一点P,使得是以为直角边的直角三角形,请直接写出点P的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【分析】(1)设抛物线的解析式为,把代入解析式,解方程求出的值即可;
(2)设,则,表示出四边形的周长,根据二次函数的最值即可求解;
(3)过C作垂直抛物线对称轴于H,过N作轴于K,证明,再求解,求出直线的解析式为,得到,设,求出,,,分两种情况:①当时,②当时,建立方程求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线与x轴交于,两点,
设抛物线的解析式为,
把代入解析式,得,
解得:,
∴抛物线的解析式为:,即;
(2)解:∵抛物线的解析式为:,
∴抛物线图象的对称轴为:,
设,
∵轴,
∴,
∵过点D作x轴的平行线交抛物线于点E,作y轴的平行线交x轴于点G,过点E作轴,
∴四边形是矩形,
∴四边形的周长
,
∵,
∴当时,四边形的周长最大,则,
∴当四边形的周长最大时,点D的坐标为;
(3)解:过C作垂直抛物线对称轴于H,过N作轴于K,
∴,
由翻折得,
∵.
∴,
∴,
∵对称轴于H,
∴轴,
∴,
∴,
∴,即,
∴,
∴,
∵抛物线的解析式为:,
∴对称轴为,
∴,
∴,
∴,
∴,
设直线的解析式为,
∴,
解得:,
∴直线的解析式为:,
将代入,则,
∴,
设,
∴,,,
分两种情况:
①当时,,
∴,
解得:,
∴;
②当时,,
∴
解得:,
∴点的坐标为;
综上,所有符合条件的点P的坐标为或.
【点睛】本题考查的是利用待定系数法求解二次函数的解析式,二次函数与坐标轴的交点坐标问题,二次函数的性质,对称轴的性质,二次函数与直角三角形,勾股定理的应用,清晰的分类讨论是解本题的关键.
【变式1】(2025·安徽滁州·一模)如图,抛物线过点,,矩形的边在线段上(点在点的左侧),点,在抛物线上.设,当时,.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)当为何值时,矩形的周长有最大值?最大值是多少?
(3)保持时的矩形不动,向右平移抛物线,当平移后的抛物线与矩形的边有两个交点,,且直线平分矩形的面积时,求平移后的抛物线的解析式.
【答案】(1)
(2)当时,矩形周长有最大值且最大值为
(3)或
【分析】(1)由点E的坐标设抛物线的交点式,再把点C的坐标代入计算可得;
(2)由抛物线的对称性得,据此知,再由时,,根据矩形的周长公式列出函数解析式,配方成顶点式即可得;
(3)①根据,结合四边形是矩形,可得A、C坐标,连接,相交于点P,连接,取的中点Q,连接,根据直线平分矩形的面积,得到直线过点P,由平移的性质可知,四边形是平行四边形,根据矩形的性质得到点P是的中点,求出P、Q坐标,进而证明四边形是平行四边形,得到,于是得到结论.
【详解】(1)解:设抛物线解析式为,
∵当时,,
∴点B的坐标为,
∵四边形是矩形,
∴点C的坐标为,
∴将点C坐标代入解析式得,
解得:,
∴抛物线的函数表达式为;
(2)解:由抛物线的对称性得,
∴,
当时,点C的纵坐标为,
∴矩形的周长
,
∵
∴当时,矩形的周长有最大值,最大值为;
(3)解:∵当时,,
∴点B的坐标为,
∴点C的坐标为,点A的坐标为,
连接,相交于点P,连接,取的中点Q,连接,如图:
∵直线平分矩形的面积,
∴直线过点P,
由平移的性质可知,,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∴点P是的中点,Q是的中点,
∴,,
∴,,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∴抛物线向右平移的距离是4个单位,
∵原抛物线
∴平移后的抛物线的解析式.
【点睛】本题主要考查二次函数的综合问题,矩形的性质,勾股定理,平移的性质等等,解题的关键是掌握待定系数法求函数解析式、二次函数的性质及平移变换的性质等知识点.
【变式2】(2025·甘肃定西·三模)如图1,抛物线与轴交于两点,与轴交于,直线经过点,且与轴交于点,与抛物线交于点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)连接,求的面积;
(3)如图2,直线与抛物线对称轴交于点,在轴上有两点(在的右侧),且,若将线段在轴上平移,当它移动到某一位置时,四边形的周长最小,求出此时周长的最小值.
【答案】(1)
(2)15
(3)
【分析】本题属于二次函数综合题,考查了二次函数的性质,待定系数法,轴对称最短问题等知识,解题的关键是学会用分类讨论的思想思考问题,学会利用轴对称解决最短问题.
(1)用待定系数法可得抛物线的解析式;
(2)求出点E坐标,再求出,进而可得出答案;
(3)由E,F为定点,可得当的和最小时,四边形的周长最小,将点向右平移2个单位长度得到点,作点关于轴的对称点,连接与轴交于点,过点作交轴于点,则,而三点共线,故此时的值最小,可得,,,,从而求出,,即知四边形周长的最小值为2.
【详解】(1)解:把代入,
得,解得,
∴抛物线的表达式为.
(2)∵直线经过点,
∴直线的表达式为.
由,
解得或,
∴.
∵直线交轴于点,在中,令,则,
∴.
∴.
(3)∵为定点,
∴线段的长为定值,
∴当的和最小时,四边形的周长最小.
如解图,将点向右平移2个单位长度得到点,作点关于轴的对称点,连接与轴交于点,过点作交轴于点,则,
∵三点共线,
∴,
此时的值最小.
∵,
∴抛物线的对称轴为直线.
∵,,
∴直线的表达式为.
∵点为直线与的交点,
∴,
∴.
∵,
∴,
∴,
∴.
∵,
∴.
∵.
∴四边形周长的最小值为.
题型07 利用二次函数解决图形面积的最值问题
类型一 利用割补、拼接法解决面积最值问题
【典例8】(2025·云南楚雄·二模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于,两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的函数表达式,并直接写出直线的函数表达式.
(2)若轴与抛物线相交于点E,H是直线下方抛物线上的动点,过点H作于点G,交直线于点F.试探究当点H运动到何处时,四边形的面积最大,求此时点H的横坐标及四边形面积的最大值.
【答案】(1)抛物线的函数表达式为,直线的函数表达式为
(2)当横坐标为时,四边形的面积取最大值,最大值为
【分析】本题主要考查二次函数图象与几何图形面积的计算,掌握待定系数法,几何面积的计算方法是关键.
(1)运用待定系数法求解即可;
(2)根据题意得到,,设,则,所以,由列式,结合二次函数最值的计算方法得到当时,四边形的面积取最大值,最大值为,由此即可求解.
【详解】(1)解:,两点在抛物线上,
,
,
抛物线的函数表达式为,
当时,,即,
∴设直线的解析式为,
∴,
解得,,
∴直线的函数表达式为.
(2)解:∵,轴,
∴点的纵坐标为,
∴当时,,
解得,,
∴,
,
如图所示,
设,
直线的函数表达式为,
,
,
,
,
,
当时,四边形的面积取最大值,最大值为.
【变式1】(2025·内蒙古·二模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于两点,与y轴交于点,P是直线下方抛物线上的一个动点.
(1)求点A的坐标和该抛物线的函数解析式;
(2)连接,并将沿y轴翻折,得到四边形,是否存在点P,使得四边形为菱形?若存在,求出此时点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)在点P的运动过程中,当四边形的面积最大时,求出此时点P的坐标和四边形的最大面积.
【答案】(1)点A的坐标为,该抛物线的函数表达式为
(2)存在这样的点,此时点的坐标为
(3)当点运动到时,四边形的面积最大,四边形的最大面积为32
【分析】本题主要考查二次函数的性质、特殊四边形的性质以及函数与坐标轴的交点问题,
(1)利用待定系数法即可求得抛物线的函数表达式,再令求出点A的坐标即可;
(2)连接交于点,结合菱形的性质可得,且,进一步求得点的纵坐标为,代入函数解析式有,即可求得点的坐标;
(3)连接,作轴于点,轴于点,设点的坐标为.则,,,,结合,化解后利用二次函数的性质求得最大值即可.
【详解】(1)解:∵抛物线与x轴交于两点,与y轴交于点,
把,代入中,
得解得
该抛物线的函数表达式为.
当时, ,解得或,
∴点A的坐标为;
(2)解:假设抛物线上存在点,使四边形为菱形,连接交于点.如图,
四边形为菱形,,
,且,
,即点的纵坐标为.
由,得,(不合题意,舍去),
故存在这样的点,此时点的坐标为.
(3)解:连接,作轴于点,轴于点,如图,
设点的坐标为.
,,,
,,,,
,
∵,,
当时,S有最大值,最大值为32,此时,
此时点的坐标为,
即当点运动到时,四边形的面积最大,四边形的最大面积为32.
类型二 利用用铅垂定理巧求斜三角形面积最值问题
【典例9】(24·江苏徐州·中考真题)如图,A、B为一次函数的图像与二次函数的图像的公共点,点A、B的横坐标分别为0、4.P为二次函数的图像上的动点,且位于直线的下方,连接、.
(1)求b、c的值;
(2)求的面积的最大值.
【答案】(1)
(2)最大值为8
【分析】本题考查二次函数的综合,一次函数的性质,用割补法得出△PAB的面积是关键.
(1)先求出A,B的坐标,再用待定系数法求出b,c;
(2)由(1)可得:,设,作交于E,则,则,得出面积,即可解答.
【详解】(1)解:当时,;当时,,
则,,
则,
解得:;
(2)解:由(1)可得:,设,作交于E,
则,则,
∴,
当时,最大值为8.
【变式1】(2024·黑龙江大兴安岭地·中考真题)如图,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,其中,.
(1)求抛物线的解析式.
(2)在第二象限的抛物线上是否存在一点P,使得的面积最大.若存在,请直接写出点P坐标和的面积最大值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,点P的坐标是,的面积最大值是
【分析】本题主要考查二次函数的图象与性质以及与几何综合:
(1)将B,C两点坐标代入函数解析式,求出b,c的值即可;
(2)过点P作轴于点E,设,且点P在第二象限,根据可得二次函数关系式,再利用二次函数的性质即可求解.
【详解】(1)解:将,代入得,
解得:
(2)解:对于,令则
解得,,
∴,
∴
∵,
∴,
过点P作轴于点E,如图,
设,且点P在第二象限,
∴
∴
∵,
∴有最大值,
∴当时,有最大值,最大值为,此时点P的坐标为
【变式2】(2025·海南省直辖县级单位·一模)如图,抛物线过点,,.
(1)求抛物线的解析式;
(2)设点是第一象限内的抛物线上的一个动点,
①当为抛物线的顶点时,求证:直角三角形;
②求出的最大面积及此时点的坐标;
【答案】(1)
(2)①见解析;②的最大面积为,
【分析】本题考查了二次函数综合问题,涉及待定系数法求函数解析式,二次函数的图象与性质,面积问题,掌握二次函数的性质是解题的关键.
(1)把A、B、C三点坐标代入求解即可;
(2)①作轴于点H,易证和是等腰直角三角形,即可求出;
②先求出直线的解析式,过点P作轴于点D,交于点E,设点,则,故,,然后根据二次函数的性质求解即可.
【详解】(1)解:将点,,代入解析式得:
解得
所以抛物线的解析式为;
(2)解:配方得,
∴点的坐标为,
作轴于点,则,如图1,
所以,
在中,,所以,
所以所以是直角三角形;
②设直线的解析式为,将点、代入得:
解得
∴直线的解析式为,
∵,所以,
设点,过点作轴于点,交于点,如图2所示:
∴,则,
∵,
∴,
∵;
当时,的最大面积为,
当时,,所以.
类型三 构建平行线,利用同底等高解决面积最值问题
【典例10】(2024·江苏盐城·三模)如图,抛物线与轴交于点A,与x轴交于点B、C,已知.
(1)求抛物线的表达式,并求出点C的坐标.
(2)点M是抛物线(第一象限内)上的一个动点,连接,当面积最大时,求M点的坐标.
(3)若点M坐标固定为,Q是抛物线上除M点之外的一个动点,当与的面积相等求出点Q的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)点Q的坐标为:或或
【分析】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到平行线的性质、面积的计算等,用平行线的方法处理面积之间的关系是解题的关键.
(1)用待定系数法求出函数表达式,即可求解;
(2)由面积,即可求解;
(3)过点M作直线交y轴于点R,得到直线的表达式为:,即可求解;过点T作直线,得到直线的表达式为:,即可求解.
【详解】(1)解:由题意得:,
解得:,
则抛物线的表达式为:,
令,则,解得:(舍去)或,
即;
(2)解:过点M作轴交于点H,
由点A、B的坐标设直线的表达式为:,则,解得:,
故直线的表达式为:,
设点,则点,
则面积 ,
∵,故当时,面积最大,
此时点;
(3)解:由(2)知,直线的表达式为:,
过点M作直线交y轴于点R,
设直线的表达式为:,则,解得:,
则直线的表达式为:,则点,
则,
联立和抛物线的表达式得:,
解得:(舍去)或3,即点,
则点A下方取点T,使,则点,
过点T作直线,
则直线的表达式为:,
联立上式和抛物线的表达式得:,
解得:,
则点或,
综上,点Q的坐标为:或或.
1.(2023·青海西宁·一模)如图,抛物线的顶点为,与y轴交于点,与轴交于两点(点在点的左侧).
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P在对称轴上,求的最小值,并写出此时P点坐标;
(3)若点E在直线上方的抛物线上,求面积的最大值,并写出此时点E的坐标.
【答案】(1);
(2)的最小值为,此时P点坐标为;
(3)的最大值为,点E的坐标为.
【分析】(1)利用顶点式求解即可;
(2)先求得,,再求得直线的解析式,当点P在直线上时,有最小值,最小值为的长,据此求解即可;
(3)过点作轴交直线于点,设点坐标为,则点坐标为,利用三角形面积公式列式,再利用二次函数的性质求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线的顶点为,
∴抛物线的解析式为,
∴抛物线的解析式为:;
(2)解:令,则,
解得或,
∴,,
∵,
设直线的解析式为,
∴,
解得,
∴直线的解析式为,
∵点与点关于对称轴对称,
∴点P在直线上时,有最小值,最小值为的长,
当时,,,
∴的最小值为,此时P点坐标为;
(3)解:过点作轴交直线于点,
设点坐标为,则点坐标为,
∴,
∴
,
∵,
∴函数图象开口向下,当时,有最大值为,
当时,,
∴此时点E的坐标为.
【点睛】本题考查了二次函数的综合问题,待定系数法求二次函数解析式,二次函数的性质,掌握二次函数的性质是解题的关键.
2.(2025·甘肃·模拟预测)如图1,抛物线与x轴交于,B两点,与y轴交于点C,且.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图2,P为抛物线上一点,连接交x轴于点D,若,求点P的坐标;
(3)如图3,D,E是抛物线对称轴上的两个动点,且,点D在点E的上方,求四边形周长的最小值.
【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,二次函数的性质,轴对称最短路线问题、锐角三角函数定义,通过确定点F点来求最小值,是本题的难点.
(1)根据题意求得B的坐标,然后根据待定系数法求得解析式;
(2)求得,根据求出,,设,由得,得出,解得,(舍去),可得点;
(3)在y轴上取点F,使,连接,交直线于点E,所以的最小值为,则四边形的周长最小值为.
【详解】(1)解:对于,
当时,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
把,代入得,
,
解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:∵,,
∴,
∵,
∴,,
∴,
设,
∵,
∴,
∴,解得,(舍去),
∴
∴;
(3)解:在y轴上取点F,使,连接,交直线于点E,
∴四边形为平行四边形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴的最小值为,
∴四边形的周长最小值为:,
∵,,,,
∴,,
∴四边形的周长最小值为:.
2
3.(2025·山东东营·一模)如图,抛物线的顶点为,与 x 轴交于 A、B 两点,且 B,与y 轴交于点 C .
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)对称轴上是否存在点 N ,使的周长最小,若存在,请求出点坐标,若 不存在,请说明理由;
(3)在直线的下方抛物线的图象上能否找到一点 P ,使四边形的面积最大?若能,请求出面积的最大值及点 P 的坐标;若不能,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,点坐标为
(3)存在,面积的最大值为,点P的坐标为.
【分析】本题考查二次函数与一次函数的综合应用,涉及到待定系数法求函数解析式、求平面直角坐标系内三角形面积等,解题的关键是用含x的式子表示出的长度.
(1)设函数的解析式为,将B代入求出a值即可;
(2)令,求出点A坐标,进而求出直线的解析式,中,的长度固定,点A、点B关于直线对称,当点N是对称轴与直线的交点时,之和最小,即的周长最小,求出点N的坐标即可;
(3)过点P作轴于点E,交于点F,设,则,F ,利用 求出的最大值,再利用求出答案即可.
【详解】(1)解:抛物线的顶点为,
设函数的解析式为,
又函数图象经过点,
,
解得,
,
即抛物线的函数解析式为;
(2)解:存在,
函数的图象与y轴交于点C,
,
,
令,得,
解得,,
,
∵抛物线的解析式为:,
∴抛物线的对称轴为直线:,
∵,
∴设直线的解析式为,可得,
解得,
故直线的解析式为:,
∵中,的长度固定,点A、点B关于直线对称,
∴当点N是对称轴与直线的交点时,之和最小,即的周长最小,
将代入中得:,
∴点N的坐标是;
(3)解:如图,过点P作轴于点E,交于点F,设,则,
点F的坐标为.
,
,
当时,有最大值,最大值为,
此时四边形的面积最大,最大值为
时,,
在直线的下方抛物线的图象上能否找到一点 P ,使四边形的面积最大,面积的最大值为,点P的坐标为.
4.(2025·黑龙江牡丹江·二模)如图,抛物线经过点,,且与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在第四象限的抛物线上是否存在一点,使得四边形的面积最大,若存在,请直接写出点的坐标和四边形的最大面积;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2),12
【分析】本题主要考查了待定系数法求抛物线解析式、抛物线与坐标轴的交点以及四边形面积的最值问题.熟练掌握待定系数法求函数解析式的方法,能根据函数图象与坐标轴的交点坐标求出相关线段的长度,以及运用分割法求不规则图形的面积,并利用二次函数的性质求最值是解题的关键.
(1)已知抛物线经过点,,可将这两点的坐标代入抛物线方程,得到关于、的二元一次方程组,解方程组即可求出、的值,从而得到抛物线的解析式.
(2)先求出点的坐标,设点的横坐标为,根据抛物线解析式表示出点的纵坐标.通过分割法,将四边形的面积表示为与的面积之和,再根据二次函数的性质求出面积的最大值以及此时点的坐标.
【详解】(1)解:将,代入得:
即
解得 , ,
∴抛物线的解析式为.
(2)解:如图,过作轴交于点,
对于,令,则,
∴.
设.
∵ ,,.
∴,设直线为,
∴,
解得,
∴,
∴
,
∴
∴当时,有最大值,此时,
∴.
5.(2025·海南·中考真题)如图,抛物线经过、两点.点是线段上的动点,过点作轴交抛物线于点.
(1)若.
①求抛物线的解析式;
②求线段长度的最大值;
③若,求取何值时线段的长度最大(可用含的代数式表示).
(2)若,,问题(1)中③的结论是否会发生变化,请说明理由.
【答案】(1)①;②最大值为9;③见解析
(2)不发生变化,理由见解析
【分析】本题主要考查二次函数的判定和性质,待定系数法确定函数解析式,理解题意,熟练掌握运用二次函数的性质是解题关键.
(1)①利用待定系数法代入计算求解即可;
②设直线的解析式为,利用待定系数法确定函数解析式,然后结合图形得出,然后利用二次函数的性质求解即可;
③根据二次函数的性质结合图象求解即可;
(2)根据题意重新确定二次函数的解析式为,得出,然后即可求解.
【详解】(1)解:①∵,
∴设抛物线的解析式为:,
∵抛物线经过、两点,
∴,解得:,
∴抛物线的解析式为:;
②设直线的解析式为,将点A、B代入得:
,解得:,
∴,
∵点是线段上的动点,过点作轴交抛物线于点.
∴,,
∴,
由题意得:,
∴当时,取得最大值为9;
③∵,,
∴当,时,即时,的最大长度在处取得;
当,时,即时,的最大长度在处取得;
当,时,即时,的最大长度在处取得;
(2)解:不发生变化,理由如下:
∵抛物线经过、两点.
∴,解得:,
∴抛物线的解析式为:,
∵点是线段上的动点,
∴,
∵点Q在抛物线上,
∴点Q的坐标为,
∴,
∵解析式图形开口方向及对称轴同(1)中③的解析图象一致,
∴问题(1)中③的结论未发生变化.
6(2024·四川广安·中考真题)如图,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,点坐标为,点坐标为.
(1)求此抛物线的函数解析式.
(2)点是直线上方抛物线上一个动点,过点作轴的垂线交直线于点,过点作轴的垂线,垂足为点,请探究是否有最大值?若有最大值,求出最大值及此时点的坐标;若没有最大值,请说明理由.
(3)点为该抛物线上的点,当时,请直接写出所有满足条件的点的坐标.
【答案】(1)
(2)的最大值为,点的坐标为
(3)点的坐标为或
【分析】(1)直接利用抛物线的交点式可得抛物线的解析式;
(2)先求解,及直线为,设,可得,再建立二次函数求解即可;
(3)如图,以为对角线作正方形,可得,与抛物线的另一个交点即为,如图,过作轴的平行线交轴于,过作于,则,设,则,求解,进一步求解直线为:,直线为,再求解函数的交点坐标即可.
【详解】(1)解:∵抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,点坐标为,点坐标为.
∴;
(2)解:当时,,
∴,
设直线为,
∴,解得:,
∴直线为,
设,
∴,
∴
;
当时,有最大值;
此时;
(3)解:如图,以为对角线作正方形,
∴,
∴与抛物线的另一个交点即为,
如图,过作轴的平行线交轴于,过作于,则,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,,
设,则,
∴,
∴,
由可得:
∴,
解得:,
∴,
设为:,
∴,解得:,
∴直线为:,
∴,
解得:或,
∴,
∵,,,正方形,
∴,
同理可得:直线为,
∴,
解得:或,
∴,
综上:点的坐标为或.
【点睛】本题考查的是利用待定系数法求解抛物线的解析式,抛物线的性质,正方形的性质,作出合适的辅助线是解本题的关键.
1.(2025·宁夏石嘴山·模拟预测)如图,抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,且
(1)求抛物线的表达式;
(2)若点M是线段上的一动点,连接,求的最小值.
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使是直角三角形?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)
(2)
(3)存在,点P的坐标为或或或
【分析】本题考查待定系数法求抛物线的解析式,勾股定理,求线段长的最值问题,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
(1)求出点A的坐标,然后把和代入解析式求出b,c的值即可;
(2)以为斜边在y轴的右侧作等腰直角三角形,连接,即可得到,点C,N,B共线,即可得到当时,最小为,然后根据勾股定理解答即可;
(3)设点P的坐标为,表示,,然后分为为斜边,为斜边或为斜边三种情况,利用勾股定理求出m的值解答即可.
【详解】(1)解:∵,
∴,
又∵,
∴,
又∵点A在负半轴,
∴点A的左边为,
把和代入得:
,解得,
∴抛物线的解析式为:;
(2)解:如图,以为斜边在y轴的右侧作等腰直角三角形,连接,
则,
又∵,,
∴,
∴,
令,则,
解得或,
∴点B的坐标为,
∴,
∴点C,N,B共线,
∴当时,最小为,
这时,
∴,
∴,
解得,(负值舍去)
即的最小值为.
(3)解:,
∵,
∴对称轴为直线,
设点P的坐标为,
则,,
①当为斜边时,,
即,
解得,
∴点P的坐标为或;
②当为斜边时,,
即,
解得,
∴点P的坐标为;
③当为斜边时,,
即,
解得:,
∴点P的坐标为;
综上所述,点P的坐标为或或或.
2.(2025·内蒙古鄂尔多斯·二模)如图,抛物线与x轴交于,与y轴交于点,点在抛物线上,如图1,连接.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当,求n的最大值与最小值的差;
(3)如图2,点E是y轴上一动点,点F为抛物线对称轴上一动点,点M为直线上一动点,连接,当时,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)首先求出当时,y有最大值,然后根据求解即可;
(3)首先求出,作P关于y轴的对称点,连接,求出,作M关于抛物线对称轴的对称点,求出,得出在直线上,过作的垂线交于H,得到即为的最小值,过作x轴的垂线交于N,然后求出,进而得到线解析式为,然后求出,进而求解即可.
【详解】(1)将代入得
;
(2)∵
∴对称轴
∴开口向下
∴当时,y有最大值
当时,m随n的增大而增大
∴当时,此时n有最小值6
当时,m随n的增大而减小
∴当时,此时n有最小值
∴当时,n有最小值
的最大值与最小值的差为
(3)当时,
如图所示,与抛物线对称轴交于点G,连接
作P关于y轴的对称点,连接
作M关于抛物线对称轴的对称点
关于抛物线对称轴对称
关于抛物线对称轴对称的直线是
在直线上
过作的垂线交于H
即为的最小值
过作x轴的垂线交于N
当时,
代入,
可得直线解析式为
当时,
由题可知:
.
即的最小值为.
【点睛】此题考查了待定系数法求二次函数解析式,二次函数的最值,线段最值问题,轴对称性质等知识,解题的关键是掌握以上知识点.
3.(2025·安徽阜阳·三模)如图,抛物线与x轴交于,两点,与y轴交于点,连接.D是在第一象限内的抛物线上的一个动点,连接,交线段于点E.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)若点E在该抛物线的对称轴上,求的长;
(3)过点D作y轴的平行线,交于点F,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由待定系数法即可求解;
(2)先求出直线的表达式为,抛物线的对称轴是直线,可得点E的坐标是,再由勾股定理得,即可求解;
(3)设点D的坐标为,则点F的坐标为,,可得,最后由二次函数的性质求解即可.
【详解】(1)解:分别将点,,代入,
得解得
∴该抛物线的表达式为;
(2)解:设直线的表达式为.
将点代入,得,解得,
∴直线的表达式为.
∵抛物线的对称轴是直线,
∴点E的坐标是,
∴;
(3)解:设点D的坐标为,
则点F的坐标为,,
∴
,
∵,,
∴当时,DF`有最大值,最大值是.
【点睛】本题属于二次函数综合题,主要考查了二次函数的图象与性质,一次函数的图象与性质,勾股定理,熟练掌握二次函数的图象与性质是解题的关键.
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