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二次函数翻折、平移与二次函数的性质综合问题专项训练
二次函数翻折、平移与二次函数的性质综合问题专项训练
考点目录
二次函数翻折与二次函数的性质综合问题
二次函数平移与二次函数的性质综合问题
考点一 二次函数翻折与二次函数的性质综合问题
例1.(25-26九年级上·河北廊坊·月考)《函数的图象与性质》拓展学习片段展示:
【问题】
(1)如图①,在平面直角坐标系中,抛物线经过原点,与轴的另一个交点为,则_____,点的坐标为_____.
【操作】
(2)将图①中的抛物线在轴下方的部分沿轴翻折到轴上方,如图②.直接写出翻折后的这部分抛物线对应的函数解析式:_____
【探究】
(3)在图②中,翻折后的这部分图象与原抛物线剩余部分的图象组成了一个“W”形状的新图象,则新图象对应的函数随的增大而增大时,的取值范围是_____.
【应用】结合上面的操作与探究,继续思考:
(4)如图③,若抛物线与轴交于,两点(在左),将抛物线在轴下方的部分沿轴翻折,同样,也得到了一个“W”形状的新图象.
①求、两点的坐标;(用含的式子表示)
②当时,若新图象的函数值随的增大而增大,直接写出的取值范围.
例2.(2025·上海·模拟预测)如图,已知抛物线顶点的纵坐标为,且与轴交于点.作出该抛物线位于轴下方的图象并沿x轴翻折,原抛物线位于轴上方的图象保持不变,经过第一象限的直线与翻折后的“”形图象交于、、三点.
(1)请直接写出: _________, _________,翻折后的“”形图象的解析式为________________.
(2)新定义:点M与点N的“折线距离”为,已知.
①求k的值.
②以B为圆心,长为半径作交的平分线于点D(不与点O重合),交x轴于E(不与点O重合),求:的值.
例3.(22-23九年级上·山西朔州·期中)《函数的图象与性质》拓展学习片段展示:
(1)(问题)
如图①,在平面直角坐标系中,抛物线经过原点O,与x轴的另一个交点为A,则 ,点A的坐标为 .
(2)(操作)
将图①中的抛物线在x轴下方的部分沿x轴翻折到x轴上方,如图②.直接写出翻折后的这部分抛物线对应的函数解析式: .
(3)(探究)
在图②中,翻折后的这部分图象与原抛物线剩余部分的图象组成了一个“W”形状的新图象,则新图象对应的函数y随x的增大而增大时,x的取值范围是 .
(4)(应用)
结合上面的操作与探究,继续思考:
如图③,若抛物线与x轴交于A,B两点(A在B左),将抛物线在x轴下方的部分沿x轴翻折,同样,也得到了一个“W”形状的新图象.求A、B两点的坐标;(用含h的式子表示)
例4.(25-26九年级上·广东江门·月考)【问题背景】如图1,二次函数的图象与轴交于、两点,顶点为,现将图象位于轴下方的部分沿轴翻折到轴上方,翻折后的部分与原图象轴上方部分组成新的函数图象.
(1)【问题探究】请直接写出、、三点的坐标;
(2)【问题探究】若直线与新的函数图象恰好有3个公共点时,求的值;
(3)【问题拓展】如图2,直线与轴平行,且与新的函数图象共有4个公共点时,直接写出的取值范围.
变式1.(2025·湖南·二模)已知抛物线.
(1)如图1,将抛物线在直线下方的图象沿该直线翻折,其余部分保持不变,得到一个新的函数图象“W”.翻折后,抛物线顶点A的对应点恰好在x轴上,求抛物线的对称轴及a的值;
(2)如图2,抛物线的图象记为“G”,与y轴交于点,过点的直线与(1)中的图象“W”交于P,C两点,与图象“G”交于点D.
①当时,求的值;
②当时,请用合适的式子表示(用含的式子表示).
变式2.(2025·河南南阳·模拟预测)已知二次函数的图象与x轴、y轴分别交于点A、B、C,且,点A坐标为.
(1)求出该二次函数表达式,并求出顶点坐标.
(2)将该函数图象沿x轴翻折,如图①,
①请直接写出翻折后的图象对应的函数表达式;
②翻折前后的函数图象在一起构成轴对称图形,请写出对称轴.
(3)将两图象在x轴上方的部分去掉,如图②,当直线与两抛物线所剩部分有4个交点时,请求出k的取值范围.
变式3.(24-25九年级上·湖北宜昌·期中)如图,抛物线交x轴于A,B两点,交y轴于点C.
(1)求点A,B,C的坐标;
(2)将点C向左平移个单位长度得到点D,点D关于原点的对称点E在抛物线上.求a的值;
(3)将图象在x轴下方的部分沿x轴翻折,翻折后的部分与原图象其余部分组成一个新图象,若直线与新图象有四个交点,直接写出m的取值范围.
变式4.(24-25九年级上·广东江门·期末)【问题背景】如图1,二次函数 的图象与x轴交于A、B两点,顶点为C,现将图象位于x轴下方的部分沿x轴翻折到x轴上方,图象的其余部分保持不变,翻折后的部分与原图象x轴上方部分组成新的函数图象.
【问题探究】
(1)请求出A、B、C三点的坐标;
(2)若直线与新的函数图象恰好有3个公共点时,求b的值;
【问题拓展】
(3)如图2,直线l与x轴平行,且与新的函数图象共有4个公共点,从左到右依次为点P、Q、M、N,当时,求点M的坐标.
考点二 二次函数平移与二次函数的性质综合问题
例1.(25-26九年级上·河北·期末)如图,抛物线:经过,两点,其顶点沿直线:向左上方平移,抛物线也随之平移,平移后的抛物线记为,当顶点D与原点重合时平移停止.
(1)求抛物线表达式;
(2)请直接写出抛物线停止平移后的表达式;
(3)设抛物线在平移过程中与y轴交于点C,其顶点D的横坐标为n.求点C与原点两点之间的最大距离;
(4)如图所示,平移停止后取图象部分以及图象部分组成新的函数图象G,并将直线向上平移3个单位长度得到直线,点M是直线上一动点,过点M作线段轴,点N在点M下方,且.设点M的横坐标为m,当线段与图象G有交点时,直接写出m的取值范围.
例2.(2025·广东佛山·三模)平移抛物线后得到的抛物线经过和.
(1)求平移后抛物线的顶点坐标;
(2)设点,都在平移后的抛物线上,若满足且,比较与的大小并说明理由;
(3)直线与平移后的抛物线交于点,与平移前的抛物线交于点,记点在平移前的抛物线上的对应点为.若以四点为顶点的四边形有一组对边平行,求点的坐标.
例3.(24-25九年级上·福建厦门·期中)在平面直角坐标系中,矩形的一边长为,且位于第一象限,点的坐标为,点在轴上.抛物线经过点和点,且抛物线的顶点在线段上,
(1)求抛物线的解析式;
(2)矩形与矩形关于原点对称,平移抛物线,
①若平移后的抛物线在矩形内的部分是轴对称图形,请探究抛物线如何平移?
②将抛物线向左平移个单位长度,向下平移个单位长度,.若平移后的抛物线与矩形的一组对边分别相交于点,是否存在直线平分矩形面积的情形?若存在,请求出和的值;若不存在,请说明理由.
例4.(24-25九年级上·山东济宁·月考)如图1,抛物线与x轴的两个交点中左边的一个交点为,将该抛物线沿y轴翻折,得到抛物线,点A的对应点为点,将抛物线,沿x轴分别向右、向左平移1个单位后,恰好重合(如图2),重合后的抛物线的顶点坐标为.
(1)求平移前的抛物线对应的二次函数的表达式.
(2)小明发现:将抛物线,沿x轴分别向右,向左平移个单位,平移后得到的两条抛物线与y轴的交点的位置在发生变化.
①试求出t与m之间的函数表达式.
②在平移过程中,求当m为何值时,是等边三角形.
变式1.(2025·广东深圳·三模)平移是初中数学中的重要图形变换之一,其特点是保持图形形状、大小不变,仅改变位置.
我们先以抛物线为例,对平移变换做了以下研究:把抛物线先向右平移1个单位,再向下平移4个单位得到抛物线,抛物线与轴交于两点,其对称轴与x轴交于点D.
(1)抛物线的表达式为:___________,
(2)如图1,抛物线与抛物线的交点的坐标为:( , ).抛物线与轴交于两点,线段___________
(3)平移求解(参考图1、图2)
①如果把线段平移,线段的一个端点落在抛物线的对称轴上记作点,另一个端点落在抛物线上记作点,则点坐标为:( , )
②如果把线段平移,线段一个端点落在抛物线上记作点,另一个端点落在抛物线上记作点,则点的横坐标为:___________
(4)对于直线,通过对其上下平移可得直线,如果直线恰好与抛物线共有三个交点,则的值为:___________
变式2.(2025·安徽合肥·三模)如图,抛物线与轴交于两点(点在点右侧),与轴交于点,且经过点,抛物线的对称轴为直线.
(1)求抛物线的表达式;
(2)将线段先向右平移1个单位长度,再向上平移4个单位长度,得到线段.若抛物线关于轴对称得到抛物线,将平移后与线段有两个交点,且这两个交点恰好将线段三等分,求抛物线平移的方式和距离;
(3)已知点,线段以每秒1个单位长度的速度向左平移,同时抛物线以每秒1个单位长度的速度向下平移,秒后,若抛物线与线段有两个交点,求的取值范围.
变式3.(25-26九年级上·山东济南·月考)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点,,与轴交于点,连接.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)如图,是线段上方抛物线上的一个动点,过点作交于点,为轴上一动点,当线段的长度取得最大值时,求点的坐标;
(3)在平面内,将抛物线沿射线方向平移,当平移后的新抛物线经过点时停止平移,此时得到新抛物线,在平移后的新抛物线上确定一点,使得,请直接写出所有符合条件的点的坐标.
变式4.(2024·河北邯郸·三模)如图,将抛物线沿直线向左上方平移,平移后的抛物线记为,直到其顶点D与原点重合时平移停止.
(1)若抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),求出A、B两点的坐标;
(2)设抛物线在平移过程中与y轴交于点C,设其顶点D的横坐标为m.
①用含m的式子表示顶点D的坐标;
②当点C与原点的距离最大时,求抛物线的解析式;
(3)在抛物线的平移过程中,直线与抛物线交于点M,N,与抛物线交于点P,Q.当抛物线在平移停止后,若的值是整数,请直接写出n的最大值.
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二次函数翻折、平移与二次函数的性质综合问题专项训练
考点目录
二次函数翻折与二次函数的性质综合问题
二次函数平移与二次函数的性质综合问题
考点一 二次函数翻折与二次函数的性质综合问题
例1.(25-26九年级上·河北廊坊·月考)《函数的图象与性质》拓展学习片段展示:
【问题】
(1)如图①,在平面直角坐标系中,抛物线经过原点,与轴的另一个交点为,则_____,点的坐标为_____.
【操作】
(2)将图①中的抛物线在轴下方的部分沿轴翻折到轴上方,如图②.直接写出翻折后的这部分抛物线对应的函数解析式:_____
【探究】
(3)在图②中,翻折后的这部分图象与原抛物线剩余部分的图象组成了一个“W”形状的新图象,则新图象对应的函数随的增大而增大时,的取值范围是_____.
【应用】结合上面的操作与探究,继续思考:
(4)如图③,若抛物线与轴交于,两点(在左),将抛物线在轴下方的部分沿轴翻折,同样,也得到了一个“W”形状的新图象.
①求、两点的坐标;(用含的式子表示)
②当时,若新图象的函数值随的增大而增大,直接写出的取值范围.
【答案】(1)1,(2)(3)或(4)①②或
【详解】(1)解:把代入抛物线,得 ,
解得,
令,
解得 ,
二次函数与x轴的另一个交点的坐标为: ,
故答案为:1,;
(2)解:抛物线的顶点坐标为:,
翻折后抛物线开口向下,顶点坐标为:,
故翻折后这部分抛物线对应的函数解析式为:,
故答案为:;
(3)解:根据图象呈上升趋势的部分,即y随x增大而增大时,
x的取值范围为:或;
(4)解:①令,
解得:,
;
②当时,新图象的函数值y随x增大而增大,
或,
解得:或.
例2.(2025·上海·模拟预测)如图,已知抛物线顶点的纵坐标为,且与轴交于点.作出该抛物线位于轴下方的图象并沿x轴翻折,原抛物线位于轴上方的图象保持不变,经过第一象限的直线与翻折后的“”形图象交于、、三点.
(1)请直接写出: _________, _________,翻折后的“”形图象的解析式为________________.
(2)新定义:点M与点N的“折线距离”为,已知.
①求k的值.
②以B为圆心,长为半径作交的平分线于点D(不与点O重合),交x轴于E(不与点O重合),求:的值.
【答案】(1),;(),(或)
(2)①②
【详解】(1)解:由图象得,原抛物线轴交于点和,
∴对称轴为直线,
∴原抛物线顶点的坐标为:,
则抛物线的表达式为:,
将点代入上式得:,
解得:,
则抛物线的表达式为:,
∴由函数的对称性,原抛物线位于轴下方的图象沿x轴翻折后的图象解析式为:(),
原抛物线位于轴上方的图象解析式为:(或).
故答案为:,;(),(或);
(2)解:翻折后抛物线的表达式为:,
联立上式和得:,
解得:或(舍),
即点,
同理可得,点,
∵
,
解得:或,
∵直线过第一象限,
∴;
②由①知,点的坐标为:,直线的表达式为:,
在上取点,则,
作轴于点,交于点,过点作于点,
设,则,,则,
在中,由勾股定理得:,
即,
解得:,
则点,
由点的坐标得,直线的表达式为:,
设点,点,
则,由勾股定理得:
即,
解得:,(舍),
解得:,(舍),
即点、的坐标分别为:, ,
则.
例3.(22-23九年级上·山西朔州·期中)《函数的图象与性质》拓展学习片段展示:
(1)(问题)
如图①,在平面直角坐标系中,抛物线经过原点O,与x轴的另一个交点为A,则 ,点A的坐标为 .
(2)(操作)
将图①中的抛物线在x轴下方的部分沿x轴翻折到x轴上方,如图②.直接写出翻折后的这部分抛物线对应的函数解析式: .
(3)(探究)
在图②中,翻折后的这部分图象与原抛物线剩余部分的图象组成了一个“W”形状的新图象,则新图象对应的函数y随x的增大而增大时,x的取值范围是 .
(4)(应用)
结合上面的操作与探究,继续思考:
如图③,若抛物线与x轴交于A,B两点(A在B左),将抛物线在x轴下方的部分沿x轴翻折,同样,也得到了一个“W”形状的新图象.求A、B两点的坐标;(用含h的式子表示)
【答案】(1)1、
(2)
(3)或
(4)
【详解】(1)解:将点代入,得:,
解得,
则抛物线解析式为,
令得,
解得,
点A坐标为,
故答案为:1、;
(2)解:因为翻折后抛物线与原抛物线的开口方向相反、形状相同,且新抛物线的顶点坐标为,
所以翻折后的这部分抛物线对应的函数解析式,
故答案为,
(3)解:在图2中,新图象对应的函数y随x的增大而增大时,x的取值范围是或,
故答案为或;
(4)解:令得,
解得,
故点.
例4.(25-26九年级上·广东江门·月考)【问题背景】如图1,二次函数的图象与轴交于、两点,顶点为,现将图象位于轴下方的部分沿轴翻折到轴上方,翻折后的部分与原图象轴上方部分组成新的函数图象.
(1)【问题探究】请直接写出、、三点的坐标;
(2)【问题探究】若直线与新的函数图象恰好有3个公共点时,求的值;
(3)【问题拓展】如图2,直线与轴平行,且与新的函数图象共有4个公共点时,直接写出的取值范围.
【答案】(1)、、三点的坐标分别为、、
(2)或
(3)
【详解】(1)解:令,
解得或,
则点、的坐标分别为、,函数的对称轴为直线,
当时,,
则点的坐标为;
(2)由题意得翻折部分翻折后的表达式为:,
①当直线与函数的图象相切时:
联立和得,
整理得有且只有1个解,
则,
解得;
②当直线经过点时:
将点的坐标代入得,
则,
综上,或;
(3)根据函数的对称性得点翻折后的点坐标为,
直线经过该点时,与新的函数图象恰有3个公共点,此时,
直线向下移动且保持在轴上方时,与新的函数图象有4个公共点,
则.
变式1.(2025·湖南·二模)已知抛物线.
(1)如图1,将抛物线在直线下方的图象沿该直线翻折,其余部分保持不变,得到一个新的函数图象“W”.翻折后,抛物线顶点A的对应点恰好在x轴上,求抛物线的对称轴及a的值;
(2)如图2,抛物线的图象记为“G”,与y轴交于点,过点的直线与(1)中的图象“W”交于P,C两点,与图象“G”交于点D.
①当时,求的值;
②当时,请用合适的式子表示(用含的式子表示).
【答案】(1)抛物线的对称轴为直线;
(2)①;②
【详解】(1)解:抛物线的对称轴为直线:,即为.
当时
根据翻折可知点的纵坐标为,即点的坐标为 .
将点的坐标代入抛物线表达式得:,
解得:,
即抛物线的对称轴为直线;
(2)解:,
图象“W”的解析式为:,
①当时,图象“G”的解析式为:,
设直线的解析式为,
当时,
解得:或;
点的横坐标为,
当,
解得:或;
点的横坐标为;
当时,
解得:或;
点的横坐标为;
如图,作轴,过点作轴交于点,
作轴,过点作交于点,
由各点横坐标可得:,
,
,
轴,轴,
,
,
,,
,
,
,
;
②当且时,图象“G”是解析式为:,
由①可得点的横坐标为,点的横坐标为,
当,
解得:,
点的横坐标为:;
当时,如图,作轴,过点作轴,交于点,过点作轴交于点;
由各点横坐标可得:,
,
,,
,
,
;
当时,如图,作轴,过点作轴,交于点,过点作轴交于点,
由各点横坐标可得:,
,
,,
,
,
则;
综上所述,用含的式子表示为;
变式2.(2025·河南南阳·模拟预测)已知二次函数的图象与x轴、y轴分别交于点A、B、C,且,点A坐标为.
(1)求出该二次函数表达式,并求出顶点坐标.
(2)将该函数图象沿x轴翻折,如图①,
①请直接写出翻折后的图象对应的函数表达式;
②翻折前后的函数图象在一起构成轴对称图形,请写出对称轴.
(3)将两图象在x轴上方的部分去掉,如图②,当直线与两抛物线所剩部分有4个交点时,请求出k的取值范围.
【答案】(1);顶点坐标为(1,4);
(2)①;
②直线,直线(或x轴);
(3).
【详解】(1)解:由
令 则 则
B(3,0),而点A坐标为,
设,
把C(0,3)代入,得,
∴,
∵,
∴顶点坐标为(1,4);
(2)①把关于x轴翻折可得:
整理得:,
②翻折后关于抛物线的对称轴对称,
此时对称轴为直线,
同时两个图象关于两个图象的交点所在的中线对称,
此时对称轴为:直线(或x轴);
(3)解:当直线过点A时,则有3个交点,
把代入,得,
当直线与抛物线只有一个交点(相切)时,则有3个交点.
则,
则,即
,解得,
由图像知:若有4个交点,则.
变式3.(24-25九年级上·湖北宜昌·期中)如图,抛物线交x轴于A,B两点,交y轴于点C.
(1)求点A,B,C的坐标;
(2)将点C向左平移个单位长度得到点D,点D关于原点的对称点E在抛物线上.求a的值;
(3)将图象在x轴下方的部分沿x轴翻折,翻折后的部分与原图象其余部分组成一个新图象,若直线与新图象有四个交点,直接写出m的取值范围.
【答案】(1),,
(2)
(3)
【详解】(1)解:对于,
当时,,
解得,,
∴,,
当时,,
∴;
(2)解:∵,
又将点C向左平移个单位长度得到点D,
∴,
∵点与点关于原点对称,
∴,
把点代入,得:
,
解得,或(不合题意,舍去),
所以,;
(3)解:∵,
∴抛物线的顶点坐标为,
将图象在x轴下方的部分沿x轴翻折,翻折后图象的顶点坐标为,如图,
∴直线与新图象有四个交点时,.
变式4.(24-25九年级上·广东江门·期末)【问题背景】如图1,二次函数 的图象与x轴交于A、B两点,顶点为C,现将图象位于x轴下方的部分沿x轴翻折到x轴上方,图象的其余部分保持不变,翻折后的部分与原图象x轴上方部分组成新的函数图象.
【问题探究】
(1)请求出A、B、C三点的坐标;
(2)若直线与新的函数图象恰好有3个公共点时,求b的值;
【问题拓展】
(3)如图2,直线l与x轴平行,且与新的函数图象共有4个公共点,从左到右依次为点P、Q、M、N,当时,求点M的坐标.
【答案】(1)A、B、C三点的坐标分别为:、、;(2)或;(3).
【详解】解:(1)对于,令,则或1,
则函数的对称轴为直线,
当时,,
则,
故A、B、C三点的坐标分别为:、、;
(2)由翻折的性质得,翻折后的抛物线表达式为:,
分两种情况讨论,
①当直线与函数的图象相切时:
联立和得:,
整理得:
则,则,
②当直线经过点B时:
将点B的坐标代入得:,则,
综上,或;
(3)根据函数的对称性得:,
∵,则,即,
设直线l为:,
联立和得:,
则,,
则,
同理可得:,
则,
解得:,
令,
解得:(舍去负值),
即点.
考点二 二次函数平移与二次函数的性质综合问题
例1.(25-26九年级上·河北·期末)如图,抛物线:经过,两点,其顶点沿直线:向左上方平移,抛物线也随之平移,平移后的抛物线记为,当顶点D与原点重合时平移停止.
(1)求抛物线表达式;
(2)请直接写出抛物线停止平移后的表达式;
(3)设抛物线在平移过程中与y轴交于点C,其顶点D的横坐标为n.求点C与原点两点之间的最大距离;
(4)如图所示,平移停止后取图象部分以及图象部分组成新的函数图象G,并将直线向上平移3个单位长度得到直线,点M是直线上一动点,过点M作线段轴,点N在点M下方,且.设点M的横坐标为m,当线段与图象G有交点时,直接写出m的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)1
(4)或.
【详解】(1)解:抛物线:经过,两点,
故,
解得,
故抛物线:的表达式为.
(2)解:根据题意,抛物线,顶点沿直线l:向左上方平移,设抛物线向上平移了n个单位长度,则抛物线向左平移了个单位长度,新抛物线的表达式为,
故的顶点D坐标为,
由的顶点D与原点重合时平移停止,
故,
解得,
抛物线停止平移后的表达式.
(3)解:设抛物线在平移过程中与y轴交于点C,其顶点D的横坐标为n.
根据顶点沿着平移,故顶点D的纵坐标为,
新抛物线的表达式为,
故点,
故,
当时,取得最大值,此时点C与原点两点之间的最大距离,且最大距离为.
(4)解:根据(2)得到抛物线停止平移后的表达式,
直线的表达式为,抛物线的表达式为,
由轴,点N在点M下方,且.设点M的横坐标为m,
则,,
由平移停止后取图象部分以及图象部分组成新的函数图象G,
当在时,与图象G有交点N,
故,整理,得,解得或,根据,
故舍去,此时;
当在时,与图象G有交点M,
故,整理,得,解得或,根据,
故舍去,此时,
故m的取值范围为;
当在时,与图象G有交点N,
故,整理,得,解得或,根据,
故舍去,此时;
当在时,与图象G有交点M,
故,整理,得,解得或,根据,
故舍去,此时,
故m的取值范围为;
综上所述,当线段与图象G有交点时,m的取值范围是或.
例2.(2025·广东佛山·三模)平移抛物线后得到的抛物线经过和.
(1)求平移后抛物线的顶点坐标;
(2)设点,都在平移后的抛物线上,若满足且,比较与的大小并说明理由;
(3)直线与平移后的抛物线交于点,与平移前的抛物线交于点,记点在平移前的抛物线上的对应点为.若以四点为顶点的四边形有一组对边平行,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【详解】(1)解:设平移后的函数解析式为,
将点和代入,
∴,
解得,
∴,
∴顶点为;
(2)解:,理由如下:
∵,,
∴,,
解得,,
∵,
∴抛物线的对称轴为直线,开口向下,到对称轴距离越近值越大,
∵M、N与对称轴的距离的关系为,,
∴,
∴;
(3)解:设,则,,
当时,
设直线的解析式为,
代入,得,
解得,
∴直线的解析式为,
同理可得:直线的解析式为,
直线的解析式为,
直线的解析式为,
当时,,
解得,
∴;
当时,,
解得或(舍),
∴;
当时,
当时,,
解得,
∴;
当时,,
解得,,不合题意;
综上所述:P点坐标为或.
例3.(24-25九年级上·福建厦门·期中)在平面直角坐标系中,矩形的一边长为,且位于第一象限,点的坐标为,点在轴上.抛物线经过点和点,且抛物线的顶点在线段上,
(1)求抛物线的解析式;
(2)矩形与矩形关于原点对称,平移抛物线,
①若平移后的抛物线在矩形内的部分是轴对称图形,请探究抛物线如何平移?
②将抛物线向左平移个单位长度,向下平移个单位长度,.若平移后的抛物线与矩形的一组对边分别相交于点,是否存在直线平分矩形面积的情形?若存在,请求出和的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)①若平移后的抛物线在矩形内的部分是轴对称图形,则抛物线向左平移个单位,向下平移的范围是之间
②存在或使得直线平分矩形面积,理由见详解
【详解】(1)解:∵四边形是矩形,
∴,
∵点的坐标为,点在轴上,且位于第一象限,
∴,
∵抛物线的顶点在线段上,
∴顶点的横坐标为,纵坐标为,即顶点坐标为,
∴设抛物线,
把点代入得,,
解得,,
∴,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:①由题意可得,抛物线的顶点坐标为,,
∴,
∵矩形与矩形关于原点对称,
∴,如图所示,
∴线段的中点的横坐标为,纵坐标为,即,
线段的中点的横坐标为,纵坐标为,即,
∴,
∴当抛物线向左平移个单位得到,再向下平移个单位得到,
抛物线向下平移个单位得到,使得平移后抛物线经过点,
设抛物线,把点代入得,,
解得,,
∴抛物线的解析式为,顶点坐标,
∴向下平移的范围是之间,
∴若平移后的抛物线在矩形内的部分是轴对称图形,则抛物线向左平移个单位,向下平移的范围是之间;
②存在,理由如下,
∵,
∴,
当抛物线向左平移个单位长度,向下平移个单位长度,
∴得到解析式为:,
∴,
∴平移后的抛物线的顶点为,
令
则平移后的抛物线的顶点在抛物线上,
令,解得,,
∴,,
则,是靠近其端点的两个四等分点,
因此,只需将原抛物线的顶点平移到,即可使得矩形的左半边或右半边平移到矩形的中间,点A或点D平移后的点即为对应的点和从而符合条件,也即是直线经过矩形对角线的交点,从而平分矩形的面积,
如图所示,
∵,,原抛物线的顶点是
∴当抛物线向左平移个单位,向下平移个单位后,与矩形的一组对边分别相交于点,直线平分矩形面积,如图所示的位置;
当抛物线向左平移个单位,向下平移个单位后,与矩形的一组对边分别相交于点,直线平分矩形面积,如图所示的位置;
∴或
∴存在或使得直线平分矩形面积.
例4.(24-25九年级上·山东济宁·月考)如图1,抛物线与x轴的两个交点中左边的一个交点为,将该抛物线沿y轴翻折,得到抛物线,点A的对应点为点,将抛物线,沿x轴分别向右、向左平移1个单位后,恰好重合(如图2),重合后的抛物线的顶点坐标为.
(1)求平移前的抛物线对应的二次函数的表达式.
(2)小明发现:将抛物线,沿x轴分别向右,向左平移个单位,平移后得到的两条抛物线与y轴的交点的位置在发生变化.
①试求出t与m之间的函数表达式.
②在平移过程中,求当m为何值时,是等边三角形.
【答案】(1)
(2)①;②
【详解】(1)解:设平移前的抛物线的解析式为,则平移前的抛物线的解析式为,
∴平移后的抛物线的解析式为,平移后的抛物线的解析式,
∵重合后的抛物线的顶点为,
∴,,
∴,,
∴平移前的抛物线的解析式为,
将点代入可得,
解得,
故平移前的抛物线的解析式为.
(2)解:①平移后的抛物线的解析式为,平移后的抛物线的解析式为,
将代入解析式可得,,
则.
②∵是等边三角形,
∴,
∵,,
∴,
解得:或(负值舍).
变式1.(2025·广东深圳·三模)平移是初中数学中的重要图形变换之一,其特点是保持图形形状、大小不变,仅改变位置.
我们先以抛物线为例,对平移变换做了以下研究:把抛物线先向右平移1个单位,再向下平移4个单位得到抛物线,抛物线与轴交于两点,其对称轴与x轴交于点D.
(1)抛物线的表达式为:___________,
(2)如图1,抛物线与抛物线的交点的坐标为:( , ).抛物线与轴交于两点,线段___________
(3)平移求解(参考图1、图2)
①如果把线段平移,线段的一个端点落在抛物线的对称轴上记作点,另一个端点落在抛物线上记作点,则点坐标为:( , )
②如果把线段平移,线段一个端点落在抛物线上记作点,另一个端点落在抛物线上记作点,则点的横坐标为:___________
(4)对于直线,通过对其上下平移可得直线,如果直线恰好与抛物线共有三个交点,则的值为:___________
【答案】(1)
(2),4
(3)①或;②或
(4)或
【详解】(1)解:∵把抛物线先向右平移1个单位,再向下平移4个单位得到抛物线
∴抛物线的表达式为:;
(2)联立抛物线和抛物线得,
解得
将代入
∴;
∵抛物线
∴当时,
解得,
∴,
∴;
(3)①∵抛物线
∴对称轴为直线
∴当点A平移到抛物线的对称轴上E时,点F在抛物线上
∵
∴点F的横坐标为
∴将代入
∴;
∴当点B平移到抛物线的对称轴上E时,点F在抛物线上
∵
∴点F的横坐标为
∴将代入
∴;
综上所述,点F的坐标为或;
②根据题意得,,
∴
当点D平移到抛物线上的点G时,则点B平移到抛物线上的点H时,
设,则,即
根据题意得,
解得
∴
∴点的横坐标为;
当点B平移到抛物线上的点G时,则点D平移到抛物线上的点H时,
设,则,即
根据题意得,
解得
∴
∴点的横坐标为;
综上所述,点的横坐标为或;
(4)如图所示,当直线与抛物线只有一个交点时,直线恰好与抛物线共有三个交点,
∴联立直线与抛物线得
,即
根据题意得,
∴;
如图所示,当直线经过抛物线与抛物线的交点时,直线恰好与抛物线共有三个交点,
∴将代入得,
解得
综上所述,的值为或.
变式2.(2025·安徽合肥·三模)如图,抛物线与轴交于两点(点在点右侧),与轴交于点,且经过点,抛物线的对称轴为直线.
(1)求抛物线的表达式;
(2)将线段先向右平移1个单位长度,再向上平移4个单位长度,得到线段.若抛物线关于轴对称得到抛物线,将平移后与线段有两个交点,且这两个交点恰好将线段三等分,求抛物线平移的方式和距离;
(3)已知点,线段以每秒1个单位长度的速度向左平移,同时抛物线以每秒1个单位长度的速度向下平移,秒后,若抛物线与线段有两个交点,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)将抛物线先向右平移1个单位长度,再向上平移个单位长度
(3)
【详解】(1)解:根据题意可得,
解得,
∴抛物线的表达式为;
(2)解:令,则,
解得 ,,
∴,,
∵将线段先向右平移1个单位长度,再向上平移4个单位长度,得到线段,
∴平移后的 ,,
∴线段的三等分点的坐标为,,
∵,顶点坐标为,开口向下,
∴关于轴对称得到抛物线的顶点坐标为,开口向上,
∴,
∵与的交点为:,,
∴的对称轴为:,
∴则设平移后的抛物线表达式为,
将代入,得,
∴,
∵,,
∴将抛物线先向右平移1个单位长度,再向上平移个单位长度;
(3)秒后,点,,
抛物线的表达式为,
令时,得,则与抛物线所截线段长小于6,
如图1,当恰好在抛物线上时,
则,化简得,
解得,(舍去),
如图2,当恰好在抛物线上时,
则,
化简得,解得 ,(舍去),
∴的取值范围为.
变式3.(25-26九年级上·山东济南·月考)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点,,与轴交于点,连接.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)如图,是线段上方抛物线上的一个动点,过点作交于点,为轴上一动点,当线段的长度取得最大值时,求点的坐标;
(3)在平面内,将抛物线沿射线方向平移,当平移后的新抛物线经过点时停止平移,此时得到新抛物线,在平移后的新抛物线上确定一点,使得,请直接写出所有符合条件的点的坐标.
【答案】(1)
(2)当,最大,且最大值为,
(3)点M的坐标为或
【详解】(1)解:抛物线与x轴交于点,,
,解得
∴抛物线的解析式为;
(2)解:由抛物线的解析式为,得,
∴,
∴,
过点P作轴,交于点H,交x轴与点N,
则,
∴,
设直线的解析式为,
将,代入直线的解析式得:
,解得,
∴直线的解析式为:.
设,则,
则
∴
∵,
∴抛物线开口向下,
∴当,最大,且最大值为,
∴;
(3)解:根据题意,得,
由抛物线沿射线方向平移,且,
故设该平移变换是一个向左平移t个单位长度,再向上平移t个单位长度的平移变换,
故设平移后抛物线的解析式为,,
由平移后的新抛物线经过点时停止平移,
∴把点代入得:,
整理,得,解得,
故平移后抛物线的解析式为,即,
取的中点K,连接,交抛物线于点M,
根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,得,
∴,符合题意,
∵,,
∴,
设直线的解析式为,
将代入,得,解得,
∴直线的解析式为,
联立,得,
解得或(舍去),
∴,此时;
过点作,交抛物线于点,
∴,符合题意,
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,得,
解得或(舍去),
∴,
此时;
综上所述,符合题意的点M的坐标为或.
变式4.(2024·河北邯郸·三模)如图,将抛物线沿直线向左上方平移,平移后的抛物线记为,直到其顶点D与原点重合时平移停止.
(1)若抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),求出A、B两点的坐标;
(2)设抛物线在平移过程中与y轴交于点C,设其顶点D的横坐标为m.
①用含m的式子表示顶点D的坐标;
②当点C与原点的距离最大时,求抛物线的解析式;
(3)在抛物线的平移过程中,直线与抛物线交于点M,N,与抛物线交于点P,Q.当抛物线在平移停止后,若的值是整数,请直接写出n的最大值.
【答案】(1)点A的坐标为,点B的坐标为
(2)①顶点D的坐标为;②
(3)
【详解】(1)解:对于抛物线,
令,得,解得或.
∵点A在点B的左侧,
∴点A的坐标为,点B的坐标为.
(2)解:①∵抛物线,
可得顶点,且顶点在直线上.
又∵抛物线为抛物线沿直线l向左上方平移得到,
∴其顶点D也在直线l上,
将横坐标为m代入,得,
∴顶点D的坐标为.
②由①可得在平移过程中抛物线的解析式为,
当时,,
∵,
∴当时,有最小值,
此时点C与原点的距离最大,
此时抛物线的解析式为.
(3)解:当抛物线在平移停止后,抛物线的解析式为,
当时,得,
解得,
,
同理可得,
,
由于为整数,且需求的最大值,
则为最小,即为,
此时,解得,
故n的最大值为.
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