3 题型三 二次函数综合题-【练客中考】2026年新疆新中考数学二轮重难题型培优PPT
2026-03-01
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教辅
摘要:
该初中数学中考复习课件聚焦新疆中考二次函数综合题(5年2考),覆盖性质综合、几何图形综合、建系、角度、面积等核心子题型,结合2025乌鲁木齐校级一模等真题,分析考点权重,归纳“对称轴分类讨论”“韦达定理应用”等常考解题策略,对接中考说明要求。
课件亮点在于“真题精讲+解题突破+素养培养”模式,如通过二次函数最值问题示范“对称轴位置分类讨论”,培养数学思维中的推理能力,借助几何图形综合题的全等证明与方程思想,强化数学语言表达的模型观念。针对训练题涵盖易错点分析,帮助学生掌握得分技巧,教师可依此制定精准复习计划,提升中考冲刺效率。
内容正文:
《二轮重难题型培优》
数学
第二部分 新疆重难题型攻关
题型三 二次函数综合题(5年2考)
二次函数性质综合题 (2021.23)
(2025乌鲁木齐校级一模)设二次函数y=x2+2mx-2m+3❶(m为常数)的图象为f.
【特例感悟】
(1)当m=2❷,-3≤x≤0❸时,二次函数y=x2+2mx-2m+3(m为常数)的最小值是 ,最大值是 ;
-5
-1
❶抛物线开口向上;化为顶点式可得到对称轴;
(1)❷可得到抛物线解析式、对称轴;
❸判断对称轴的位置:a在区间内:对称轴处取得最小值;离对称轴较远的点取得最大值;b在区间外:离对称轴较近的点取得最小值,离对称轴较远的点取得最大值;
【类比探索】
(2)当直线y=-m(m<0)与图象f在第一象限内交于A,B两点(点A在点B的左边),点A的横坐标为a,点B的横坐标为b❹,7a=b,求在a≤x≤b范围内二次函数y=x2+2mx-2m+3(m为常数)的最大值与最小值的差❺;
(2)❹可联想到a,b是一元二次方程-m=x2+2mx-2m+3的两个解;
❺同❸,利用对称轴,确定最值位置;
∴a=1,b=7,图象f的对称轴为直线x=4,
∵1≤x≤7,
∴当x=1或x=7时,y最大,y最大=x2-8x+11=72-56+11=4,当x=4时,y最小=-5.
∴最大值与最小值的差为4-(-5)=9.
解:依题意得-m=x2+2mx-2m+3,整理得x2+2mx-m+3=0,
故a,b是其两实数根,∴a+b=-2m,ab=3-m,
又∵b=7a,∴,整理,得7m2+16m-48=0,
解得m=-4或m=(不符合题意,舍去);
【纵深拓展】
(3)①不论m为何实数时,图象f一定会经过一个定点,求出这个定点
坐标;
解:∵y=x2+2mx-2m+3=x2+2m(x-1)+3,
∴当x=1时,无论m为何实数,都有y=4,
即定点坐标为(1,4);
②当0≤x≤2时,二次函数y=x2+2mx-2m+3(m为常数)的最大值为9❻,那么图象f的对称轴与x轴的交点横坐标会大于0小于2吗?试说明你的理由,并指出满足条件的对称轴与定点之间的距离.
(3)❻分类讨论对称轴位置:在区间左侧、在区间内、在区间右侧;由离对称轴较远的点取得最大值,代入数值判断解得的m是否符合要求.
解:当0≤x≤2时,图象f的对称轴与x轴的交点横坐标不能大于0小于2.理由如下:∵y=x2+2mx-2m+3=(x+m)2-(m2+2m-3),
∴图象f的对称轴为直线x=-m,
当0≤-m≤2时,抛物线开口向上,在0≤x≤-m时,y随x的增大而减小,函数在-m≤x≤2时y随x的增大而增大,
∴当x=0时,y有最大值,y最大=0+2m×0-2m+3=9,
解得m=-3,抛物线对称轴为直线x=3,
当x=2时,y有最大值,y最大=4+2m×2-2m+3=9,
解得m=1,抛物线对称轴为直线x=-1,
y最大=4+2m×2-2m+3=9,解得m=1,
抛物线对称轴为直线x=-1符合题意,
当对称轴为直线x=-m>2时,函数在0≤x≤2时y随x的增大而减小,当x=0时,y有最大值,y最大=0+2m×0-2m+3=9,
解得m=-3,抛物线对称轴为直线x=3符合题意,
∴定点(1,4)到直线x=3和直线x=-1的距离是2.
∴图象f的对称轴与x轴的交点横坐标不在大于0小于2的范围内.
由于抛物线开口向上,对称轴为直线x=-m<0时,
函数在0≤x≤2时y随x的增大而增大,∴当x=2时,y有最大值,
1.(2025乌鲁木齐4月测评)抛物线y=ax2+bx-1,经过A(-1,5),B(2,-1)两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
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解:将A(-1,5),B(2,-1)代入y=ax2+bx-1,
得,解得,
∴抛物线的解析式为y=2x2-4x-1.
(2)点M(x1,y1),N(x2,y2)在抛物线上,若对于2<x1<3,m<x2<m+1,都有y1>y2,写出m的取值范围;
解:由抛物线解析式可知对称轴为直线x=1.
∵2<x1<3,
∴x1关于对称轴对称点x1'范围为-1<x1'<0,
要满足在对于2<x1<3,m<x2<m+1,都有y1>y2,
则,
∴0≤m≤1.
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(3)点D在抛物线上,且点D的横坐标为3,将抛物线在A,B之间的部分(包含点A,B)记为图象G,如果图象G沿y轴向上平移t(t>0)个单位长度后与直线CD只有一个公共点,求t的取值范围.
解:∵点D横坐标为3,∴yD=2×9-4×3-1=5,∴D(3,5),
令x=0,得y=-1,∴C(0,-1),
设直线CD的解析式为y=kx+n,将C(0,-1),D(3,5)代入,得,解得,
∴直线CD的解析式为y=2x-1,
由题可知图象G的解析式为y=2x2-4x-1+t(-1≤x≤2,t>0),
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①如图1,当直线CD和图象G相切时,
令2x2-4x-1+t=2x-1,整理得2x2-6x+t=0,
此时Δ=36-8t=0,解得t=;
图1
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②如图2,当图象G与CD只有一个交点时,
设点B平移后的对应点为B',则B'(2,-1+t),
当B'落在CD上之前,此时图象G与直线CD只有一个交点,将B'(2,-1+t)代入y=2x-1得,-1+t=3,
解得t=4,∴0<t<4;
综上,0<t<4或t=.
图2
2.【概念学习】在平面直角坐标系中,点M的坐标为(x1,y1),若图形F上存在一点N(x2,y2),且满足当x1=x2时,MN≤2,则称点M为图形F的一个“垂近点”.
【初步理解】(1)如图1,图形F为线段AB,点A(-1,2),B(3,2).
①试判断点M(1.5,0) (填“是”或“不是”)线段AB的“垂近点”;
是
图1
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②请在图中画出点M所有可能的位置.(用阴影部分表示)
图1
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解:M所有可能的位置,如解图所示.
解图
解:将y=ax2+2ax+a-化成顶点式,
y=a(x+1)2-,
当a<0时,b=-+2=,
当a>0时,b=--2=-,
∴b=或b=-.
【知识应用】(2)若图形F为直线y=b,二次函数y=ax2+2ax+a-图象上仅有一个“垂近点”,求b的值;
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图1
(3)如图2,若图形F为抛物线y=x2-4,正方形ABCD的边长为2,中心(对角线的交点)为P(a,0),如果正方形ABCD上存在“垂近点”,求出a的取值范围.
解:∵点P(a,0)是正方形的中心,正方形的边长为2,
∴A(a-1,-1),B(a+1,-1),C(a+1,1),D(a-1,1),
设正方形上点M是抛物线y=x2-4的“垂近点”,抛物线上存在点N(xN,yN),使得当xM=xN时,MN≤2,
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图2
当点P在y轴右侧时,a>0,
如图1,当点M与点D重合时,N(a-1,(a-1)2-4),
∴MN=(a-1)2-4-1=2,
解得a=1+2或a=1-2(舍);
如图2,当点M与点B重合时,N(a+1,(a+1)2-4),
∴MN=-1-(a+1)2+4=2,
解得a=1或a=-3(舍);
图1
图2
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当点P在y轴左侧时,a<0,
如图3,当点M与点C重合时,N(a+1,(a+1)2-4),
∴MN=(a+1)2-4-1=2,
解得a=-1-2或a=-1+2(舍);
图3
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如解图4,当点M与点A重合时,N(a-1,
(a-1)2-4),∴MN=-1-(a-1)2+4=2,
解得a=-1或a=3(舍),
∴当1≤a≤1+2或-1-2≤a≤-1时,
正方形ABCD上存在抛物线y=x2-4的“垂近点”.
图4
3.如图,抛物线y=ax2+bx+c(a>0)经过A(4,0),B(-2,6)两点.点P(x0,y0)是线段AB上的动点,过点P作PQ⊥x轴交抛物线于点Q,且c
=-4.
(1)求抛物线的解析式;
解:∵c=-4,∴设抛物线的解析式为y=ax2+bx-4,
∵抛物线过A(4,0),B(-2,6)两点,
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∴,解得,
∴抛物线的解析式为y=x2-3x-4;
(2)求线段PQ长度的最大值;
解:设直线AB的解析式为y=kx+b,将点A,B代入,
得,解得,∴y=-x+4,
∵点P(x0,y0)是线段AB上的动点,过点P作PQ⊥x轴交抛物线于点Q,
∴P(x0,-x0+4),Q(x0,-3x0-4),
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∴PQ=-x0+4-(-3x0-4)=-(x0-1)2+9,
由题意得-2≤x0≤4,且-1<0,
∴当x0=1时,线段PQ取得最大值为9;
(3)若t≤x0≤t+1,求x0取何值时线段PQ的长度最大(可用含t的代数式表示x0).
解:∵PQ=-(x0-1)2+9,-2≤x0≤4,
∴当t≥-2,t+1≤1时,
即-2≤t≤0时,PQ的最大长度在x0=t+1处取得;
当t<1,t+1>1时,即0<t<1时,PQ的最大长度在x0=1处取得;
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当t≥1,t+1≤4时,
即1≤t≤3时,PQ的最大长度在x0=t处取得;
综上,x0=t+1或x0=1或x0=t.
4.(2025凉山州)如图,二次函数y=ax2+bx+c的图象经过A(-3,0),B(1,0),C(0,-3)三点.
(1)求抛物线的解析式;
解:∵二次函数y=ax2+bx+c的图象经过
A(-3,0),B(1,0),C(0,-3)三点,
∴,解得,
∴抛物线的解析式为y=x2+2x-3.
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(2)点P在直线AC下方的抛物线上运动,求点P到直线AC的最大距离;
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解:设直线AC的解析式为y=kx+b1(k≠0).
∵A(-3,0),C(0,-3),
∴,解得,
∴直线AC的解析式为y=-x-3;
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如图1,过点P作PE∥y轴交AC于点E,连接AP,CP,
设P(p,p2+2p-3)(-3<p<0),则E(p,-p-3),
∴PE=-p-3-(p2+2p-3)=-p2-3p=-(p+)2+;
图1
∵S△ACP=S△APE+S△CPE,∴S△ACP=PE·(xE-xA)+PE·(xC-xE)=PE·(xC-xA)=PE·[0-(-3)]=PE,
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∴当PE有最大值时,S△ACP有最大值.
∵PE=-(p+)2+,-1<0,-3<p<0,
∴当p+=0,即p=-时,PE有最大值,最大值为,
∴S△ACP的最大值为×=.∵A(-3,0),C(0,-3),
∴OA=OC=3,∠AOC=90°,∴AC==3.
图1
设点P到直线AC的距离为h,
∴S△ACP=AC·h=h,∴h=S△ACP.
∵当S△ACP有最大值时,h有最大值,
∴h的最大值为×=,
∴点P到直线AC的最大距离为;
图1
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(3)动点Q在抛物线的对称轴上,作射线QA,若射线QA绕点Q逆时针旋转90°与抛物线交于点D,是否存在点Q使AQ=QD?若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
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解:存在点Q使AQ=QD,点Q的坐标为(-1,-1)或(-1,2).
【解法提示】如图2,当点Q在x轴下方时,设抛物线对称轴交x轴于点H,过点D作DG⊥QH交直线QH于点G.∵抛物线解析式为y=x2+2x-3=(x+1)2-4,∴抛物线对称轴为直线x=-1,∴H(-1,0),∴OH=1.∵A(-3,0),∴AH=-1-(-3)=2.设点Q的坐标为(-1,q),
则QH=-q.由旋转的性质可得∠AQD=90°.
又∵∠AHQ=∠QGD=90°,∴∠HAQ+∠HQA
=∠HQA+∠GQD=90°,∴∠HAQ=∠GQD.
又∵AQ=QD,∴△HAQ≌△GQD(AAS),
∴DG=QH=-q,QG=AH=2,
图2
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∴HG=QH+QG=2-q,∴点D的横坐标为-1-(-q)=-1+q,纵坐标为-(2-q)=q-2,∴D(-1+q,q-2).∵点D在抛物线上,∴(-1+q)2+2(-1+q)-3=q-2,∴q2-2q+1-2+2q-3=q-2,∴q2-q-2=0,解得q=-1或q=2(舍去),∴此时点Q的坐标为(-1,-1);
图2
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如图3,当点Q在x轴上方时,过点Q作RS∥x轴,分别过点A,点D作直线RS的垂线,垂足分别为R,S,设点Q的坐标为(-1,q),∴∠R=∠S=90°.由旋转的性质可得∠AQD=90°,∴∠RAQ+∠RQA=∠RQA+∠SQD=90°,∴∠RAQ=∠SQD.又∵AQ=QD,∴△RAQ≌△SQD(AAS),∴QS=AR=q,DS=QR=-1-(-3)=2,
图3
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∴点D的横坐标为-1+q,纵坐标为q-2,∴D(-1+q,q-2).∵点D在抛物线上,∴(-1+q)2+2(-1+q)-3=q-2,∴q2-2q+1-2+2q-3=q-2,∴q2-q-2=0,解得q=2或q=-1(舍去),∴此时点Q的坐标为(-1,2).综上所述,存在点Q使AQ=QD,此时点Q的坐标为(-1,-1)或(-1,2).
图3
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二次函数与几何图形综合题 (2023.23)
5.【建系问题】(2025阿拉尔二模)综合与实践:
【问题提出】如图1,在△ABC中,∠A=90°,D为AB的中点,点P沿折线D-A-C运动(运动到点C停止),以DP为边在DP上方作正方形DPEF.设点P运动的路程为x,正方形DPEF的面积为y.
【初步感悟】(1)当点P在AD上运动时,
①若x=,则y= ;
②y关于x的函数关系式为 ;
图1
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y=x2
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(2)当点P从点A运动到点C时,经探究发现y是关于x的二次函数,并绘制成如图2所示的函数图象,直线x=2是其图象所在抛物线的对称轴,求y关于x的函数关系式(写出自变量的取值范围);
图2
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解:由题意可知,当x=2时,点P与点A重合,
∴AD=2,此时y=22=4,
由题图2可知点P与点C重合时,y=20,即CD2=20,
在Rt△ACD中,AD2+AC2=CD2,即22+AC2=20,
∴AC=4,当点P在AC上运动时,x=AD+AP=2+AP,∴AP=x-2,
∴在Rt△ADP中,DP2=AD2+AP2=22+(x-2)2=x2-4x+8,
∴y=x2-4x+8,
即当点P在AC上运动时,y关于x的函数关系式为y=x2-4x+8(2≤x≤6).
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图2
【延伸探究】
(3)当y-x=2时,AP的长为 ,此时y关于x的函数图
象上点的坐标为 ;
0或1
(2,4)或(3,5)
图2
【解法提示】当0≤x<2时,y=x2,则y-x=2时,x2-x=2,解得x=-1(舍去)或x=2(舍去);当2≤x≤6时,y=x2-4x+8,则y-x=2时,x2-4x+8-x=2,解得x=2或x=3;当x=2时,y=4,此时AP=0,当x=3时,y=5,此时AP=1,∴当y-x=2时,AP的长为0或1,此时y关于x的函数图象上点的坐标为(2,4)或(3,5).
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图1
(4)连接正方形DPEF的对角线DE,PF,两对角线的交点为M,求点A在△DFM内部时x和y的取值范围.
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图1
图2
解:由(2)知,AD=2,AC=4.
又∵D为AB的中点,∴AB=4=AC,
取AC的中点N,连接DN,如图,
∴AN=AC=2=AD,DN是△ABC的中位线,∴DN∥BC.
又∵∠A=90°,∴△ADN是等腰直角三角形.
∵四边形DPEF是正方形,∴△MDP是等腰直角三角形,
分析点P的运动规律可知,当点P运动到DP∥BC,即点P运动到点N处时,点A与点M重合,
点P在线段CN(不含点N)上运动时,点A在△DFM内部,
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当点P运动到点N处时,x=2+2=4,
此时y=x2-4x+8=8;
当x=6时,y=62-4×6+8=20,
∴点A在△DFM内部时x的取值范围为4<x≤6,y的取值范围为8<y≤20.
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6.【建系问题】(2024乌鲁木齐十三中四模)(1)【发现】如图1,△ABC和△ADE是等边三角形,连接BD,CE,求证:△ABD≌△ACE;
图1
证明:∵△ABC和△ADE是等边三角形,
∴AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE=60°,
∴∠BAD=∠CAE,
在△ABD与△ACE中,,
∴△ABD≌△ACE(SAS).
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(2)【类比】如图2,在平面直角坐标系中,点C是x轴正半轴上一点,以AC为边作边长为2的等边△ABC,D是x轴上C点右边的点,以AD为边作等边△ADE,连接EC并延长,交y轴于点F.
①求A点坐标;
图2
解:∵△ABC是等边三角形,
∴AB=AC=BC=2.
∵AO⊥BC,∴OB=OC=1,
∴AO==,
∴A(0,).
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②求直线EF的函数解析式.
解:②∵△ADE是等边三角形,∴AD=AE,∠DAE=60°,
∴∠BAC+∠CAD=∠DAE+∠CAD,
∴∠BAD=∠CAE,
在△ABD与△ACE中,,
∴△ABD≌△ACE(SAS),∴∠ACE=∠ABD=60°.
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图2
∵∠ACB=60°,∴∠OCF=60°.
∵∠FOC=90°,OC=1,∴OF=OC=,
∴C(1,0),F(0,-),
设直线EF的解析式为y=kx+b(k≠0),
∴,解得,
∴直线EF的解析式为y=x-.
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图2
(3)【拓展】如图3,抛物线y=x2-2x-3与x轴相交于B(-1,0),C(3,0)两点,点D在抛物线的对称轴上,且位于x轴的上方,将△BCD沿直线BD翻折得到△BC'D,C'点恰好落在抛物线的对称轴上,若有一点P是抛物线上位于对称轴右侧的一点,点Q在抛物线的对称轴上,当△CPQ为等边三角形时,求直线BP的函数解析式.
图3
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解:∵抛物线与x轴交于B(-1,0),C(3,0)两点,
∴BC=4,抛物线的对称轴为直线x=1,
如图1,设抛物线的对称轴与x轴交于点H,
则H点的坐标为(1,0),BH=2,
由翻折得C'B=CB=4,
在Rt△BHC'中,C'H===2,
∴点C'的坐标为(1,2),tan∠C'BH===,
∴∠C'BH=60°,由翻折得∠DBH=∠C'BH=30°,
图1
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在Rt△BHD中,DH=BH·tan∠DBH=2·tan 30°=,
∴点D的坐标为(1,).
连接CC',∵BC'=BC,∠C'BC=60°,
∴△C'CB为等边三角形.分类讨论如下:
①如图1,当点P在x轴的上方时,点Q在x轴上方,
连接BQ,C'P.∵△PCQ,△C'CB为等边三角形,
∴CQ=CP,BC=C'C,∠PCQ=∠C'CB=60°,
∴∠BCQ=∠C'CP,∴△BCQ≌△C'CP(SAS),∴BQ=C'P.
∵点Q在抛物线的对称轴上,∴BQ=CQ,∴C'P=CQ=CP.
图1
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又∵BC'=BC,∴BP垂直平分CC'.
由翻折可知BD垂直平分CC',
∴点D在直线BP上.
设直线BP的函数解析式为y=k1x+b1(k1≠0),
图1
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则,解得,
∴直线BP的函数解析式为y=x+.
②如图2,当点P在x轴的下方时.
∵△PCQ,△C'CB为等边三角形,
∴CP=CQ,BC=CC',∠CC'B=∠QCP=∠C'CB=60°,
∴∠BCP=∠C'CQ,
∴△BCP≌△C'CQ(SAS),∴∠CBP=∠CC'Q.
∵BC'=CC',C'H⊥BC,∴∠CC'Q=∠CC'B=30°.
∴∠CBP=30°,
图2
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设BP与y轴相交于点E,在Rt△BOE中,OE=OB·tan∠CBP=OB·tan 30°=1×=,∴点E的坐标为(0,-).
设直线BP的函数解析式为y=mx+n(m≠0),
图2
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则,解得,
∴直线BP的函数解析式为y=-x-.
综上所述,直线BP的函数解析式为y=x+或y=-x-.
7. 【角度问题】已知抛物线y=ax2+bx-3交x轴于点A(-1,0),点B,交y轴于点C.点C向右平移2个单位长度,得到点D,点D在抛物线y=ax2+bx-3上.点E为抛物线的顶点.
(1)求抛物线的表达式及顶点E的坐标;
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备用图
解:由题意得,C(0,-3),∴D(2,-3),
∵点A(-1,0),D(2,-3)在抛物线
y=ax2+bx-3上,∴,解得,
∴抛物线的表达式为y=x2-2x-3;
∵y=x2-2x-3=(x-1)2-4,∴E(1,-4).
(2)连接BC,点M是线段BC上一动点,连接OM,作射线CD.点N是射线CD上一动点,且满足CN=CM.作射线CE,在射线CE上取一点G,使CG=CO.连接GN,BN.求OM+BN的最小值;
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解:由x2-2x-3=0,得x1=-1,x2=3,
∴B(3,0),如解图,作EH⊥CN于H.
∵E(1,-4),C(0,-3),∴EH=CH=1,
∴∠ECH=∠CEH=45°.
∵OB=OC=3,∴∠BCO=45°,∴∠BCO=∠ECH.
∵CG=OC,CM=CN,∴△OCM≌△GCN(SAS),
∴NG=OM,∴OM+BN=NG+BN≥BG,∴当B,N,G三点共线时,OM+BN最小.∵∠BCG=90°,BC=3,CG=3,
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∴BG==3,∴OM+BN的最小值为3.
(3)点P在抛物线y=ax2+bx-3的对称轴上,若
∠OAP+∠OCA=45°,求点P的坐标.
解:如图,设EP交AB于F,作FW⊥BC于W.
∵E(1,-4),∴F(1,0).
∵A(-1,0),∴OA=OF.
∵OC⊥AF,∴AC=FC,∴∠FCO=∠OCA.
∵∠OCB=45°,∴∠FCO+∠BCF=45°.
∵∠OAP+∠OCA=45°,∴∠OAP=∠BCF.
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解图
∵BF=OB-OF=2,∠OBC=45°,∴FW=BW=.
∵BC=3,∴CW=BC-BW=2,
∴tan∠OAP=tan∠BCF==,∴=,
∴PF=AF=1,∴P(1,1)
当点P在x轴下方时,由对称性可得P'(1,-1).
综上所述,点P的坐标为(1,1)或(1,-1).
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解图
图1
解:把点A(-2,0),C(0,4)代入y=ax2+x+c(a≠0),
得,解得,
∴抛物线的解析式为y=-x2+x+4.
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8.【角度问题】如图1,抛物线y=ax2+x+c(a≠0)与x轴交于A(-2,0),B两点,与y轴交于点C(0,4).
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点D是第一象限内抛物线上的一点,AD与BC交
于点E,且AE=5DE,求点D的坐标;
图1
解:如解图1,过点D作DF∥AB交BC于点F,
当y=0时,有-x2+x+4=0,
解得x1=-2,x2=3,∴B(3,0),
设直线BC的解析式为y=kx+b,
代入点B(3,0),C(0,4),
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解图1
得,解得,
∴直线BC的解析式为y=-x+4,
设点D的横坐标为t,则D(t,-t2+t+4),
∴F(t2-t,-t2+t+4),∴DF=t-(t2-t)=-t2+t.
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解图1
∵A(-2,0),B(3,0)∴AB=5.∵DF∥AB,∴△DEF∽△AEB,
∴=,∴==,∴-t2+t=1,解得t1=1,t2=2,
∴点D的坐标为(1,4)或(2,);
(3)如图2,已知点M(0,1),抛物线上是否存在点P,使锐角∠MBP满足tan∠MBP=?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.
图2
解:存在点P,使tan∠MBP=,
①如解图2,当PB在MB上方时,过点M
作IM⊥MB交PB于I,过I作IJ⊥y轴于J,
则tan∠MBI==.
∵∠JMI+∠JIM=90°,∠JMI+∠OMB=90°,
解图2
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∴∠JIM=∠OMB.又∵∠IJM=∠MOB=90°,
∴△MIJ∽△BMO,∴==,∴==,
∴IJ=,JM=,∴OJ=JM+OM=,∴I(,),
设直线BI的解析式为y=mx+n,代入点B(3,0),I(,),
解图2
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得,解得,∴直线BI的解析式为y=-x+3,
联立解得或(不合题意,舍去),
∴此时点P的坐标为(-,);
②当PB在MB下方时,过点M作KM⊥MB交P'B于K,
过K作KL⊥y轴于L,
同理可得,点P的坐标为(-,-),
综上所述,点P的坐标为(-,)或(-,-).
解图2
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9.【面积问题】(2025宁夏)如图,抛物线y=ax2-2x+3与x轴负半轴交于点A,与y轴交于点B,顶点C的横坐标为-1.
(1)求抛物线的表达式;
图1
解:∵抛物线顶点横坐标为-1,
∴由顶点公式x=-,其中b=-2,即-=-1,
∴a=-1,
∴抛物线的表达式为y=-x2-2x+3.
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(2)如图1,将直线AB沿y轴向上平移m(m>0)个单位长度,当它与抛物线有交点时,求m的取值范围;
图1
解:当y=0时,-x2-2x+3=0,即x2+2x-3=0,
解得x=-3或x=1,故A(-3,0),
当x=0时,y=3,故B(0,3),
设直线AB的表达式为y=kx+b,
将点A(-3,0),B(0,3)代入,
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得,解得,
∴直线AB的表达式为y=x+3,
向上平移m个单位长度后,直线的表达式为y=x+3+m,
与抛物线y=-x2-2x+3联立,得-x2-2x+3=x+3+m,
整理得x2+3x+m=0,
抛物线与直线有交点时,Δ=32-4×1×m=9-4m≥0,解得m≤,
又m>0,
∴m的取值范围为0<m≤.
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(3)如图2,抛物线的对称轴交直线AB于点D,交x轴于点E,连接AC.抛物线上是否存在点P(不与点C重合),使得S△PAD=S△CAD.若存在,直接写出点P的横坐标;若不存在,说明理由.
图2
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【解法提示】抛物线对称轴为直线x=-1.直线AB:y=x+3,当x=-1时,y=2,故D(-1,2).顶点C:当x=-1,y=-(-1)2-2×(-1)+3=4,故C(-1,4).∵点A(-3,0).∴S△CAD=
CD·AE=×(4-2)×2=2,设P(x,y)在抛物
线上,y=-x2-2x+3,如图,①过点C作AB
的平行线,与抛物线交于点P,连接PA,PC,
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解:存在,点P的横坐标为-2,,.
此时S△PAD=S△CAD=2(同底等高),因OA=OB,且PC∥AB,故可设直线PC的表达式为y=x+t,将点C(-1,4)代入求得t=5,即PC的表达式为y=x+5,联立,
解得(另一解为点C的坐标值),
∴点P的坐标为(-2,3),即点P的横
坐标为-2;
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②过点E作AB的平行线,交抛物线于点P1与P2,因CD=DE,即直线PC向下平移到直线AB的距离等于直线AB向下平移到直线P1P2的距离,∴此时存在满足条件的点,由于直线P1P2相较于直线AB,向下平移了4个
单位长度,故表达式为y=x+1,联立,
消去y并整理得x2+3x-2=0,
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∴x=,即点P1的横坐标为,点P2的横坐
标为,∴综上所述,存在,点P的横坐标为-2,,.
10.【面积问题】(2025苏州)如图,二次函数y=-x2+2x+3的图象与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,作直线BC,M(m,y1),N(m+2,y2)为二次函数y=-x2+2x+3图象上两点.
(1)求直线BC对应函数的表达式;
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备用图
故解得
∴直线BC对应函数的表达式为y=-x+3.
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解:令x=0,则y=3,可得C的坐标为(0,3).
令y=0,则-x2+2x+3=0,解得x=-1或x=3.
故点B的坐标为(3,0),
设直线BC对应函数的表达式为y=kx+b,
(2)试判断是否存在实数m使得y1+2y2=10.若存在,
求出m的值;若不存在,请说明理由;
解:不存在实数m使得y1+2y2=10,理由如下:
把M(m,y1),N(m+2,y2)代入二次函数y=-x2+2x+3中,
可得y1=-m2+2m+3,y2=-(m+2)2+2(m+2)+3=-m2-2m+3,
∴y1+2y2=-m2+2m+3+2(-m2-2m+3)=-3m2-2m+9=-3(m+)2+9,∵-3<0,故当m=-时,y1+2y2有最大值,最大值为9≠10.故不存在实数m使得y1+2y2=10;
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(3)已知P是二次函数y=-x2+2x+3图象上一点(不与点M,N重合),且点P的横坐标为1-m,作△MNP.若直线BC与线段MN,MP分别交于点D,E,且△MDE与△MNP的面积的比为1 ∶4,请直接写出所有满足条件的m的值.
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备用图
【解法提示】如解图,过点N作NH∥y轴,交x轴于点H,交BC于点N',过点P作PQ⊥NH,垂足为Q,过点M作MM'∥y轴,交BC于点M',则MM'∥NN',当x=1-m时,y=-(1-m)2+2(1-m)+3=-m2+4.∴点P的坐标为(1-m,-m2+4).∵点N的坐标为
(m+2,-m2-2m+3),∴点Q的坐标为(m+2,
-m2+4),点H的坐标为(m+2,0),点N'的坐
标为(m+2,-m+1).
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解:m=或m=.
∴NQ=PQ=|2m+1|,BH=HN'=|-m+1|.∴∠PNQ=∠BN'H=45°.∴PN∥BC,∴△MDE∽△MNP.∴()2=,∴MD=MN,即MD=ND.∵MM'∥NN',∴△MM'D∽△NN'D.∴==,即MM'=NN'.∵点M的坐标为(m,-m2+2m+3),∴点M'的坐标为(m,-m+3).∴m2-3m=|-m2-m+2|,即m2-m-1
=0或-4m=-2,解得m=或m=或
m=(此时P与M重合,舍去),故m=或m=.
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