内容正文:
数 学
甘肃
题型突破册
1
甘肃中考题型攻克
三、重难题攻克
题型十一 二次函数综合题
类型1 线段问题
1. (2025省卷)如图1,抛物线y=a(x+ )(x-4)(a≠0)分别与x轴,y轴交
于A,B(0,-4)两点,M为OA的中点.
(1)求抛物线的表达式;
解:(1)y= x2- x-4.
(2)连接AB,过点M作OA的垂线,交AB于点C,
交抛物线于点D,连接BD,求△BCD的面积;
解:(2)△BCD的面积为 .
解:(1)y= x2- x-4.
解:(2)△BCD的面积为 .
(3)点E为线段AB上一动点(点A除外),将线段OE绕点O
顺时针旋转90°得到OF.
①当AE= 时,请在图2中画出线段OF后,求点F的
坐标,并判断点F是否在抛物线上,说明理由;
解:(3)①如图1,连接BF,作FQ⊥OB于点Q,
由(2)可知:OA=OB=4,
∴∠OAB=∠OBA=45°
∵将线段OE绕点O顺时针旋转90°得到OF,
∴OE=OF,∠EOF=90°=∠BOA,
图1
图1
∴∠AOE=∠BOF,
又∵OA=OB,OE=OF,
∴△AOE≌△BOF(SAS),
∴∠OBF=∠OAE=45°,BF=AE= ,
∵FQ⊥OB,
∴△FQB为等腰直角三角形,
图1
图1
∴FQ=BQ= BF=1,
∴OQ=OB-BQ=3,
∴F(-1,-3),对于y= x2- x-4,当x=-1时,y= + -4=-
3,
∴点F在抛物线上.
∴FQ=BQ= BF=1,
∴OQ=OB-BQ=3,
∴F(-1,-3),对于y= x2- x-4,当x=-1时,y= + -4=-3,
∴点F在抛物线上.
②如图3,点P是第四象限的一动点,∠OPA=90°,连接PF,当点E运
动时,求PF的最小值.
解:②连接BF并延长,交x轴于点G,连接PM,MF,作MH⊥BG于
点H,如图2,
∵∠OPA=90°,M为OA的中点,
∴PM= OA=2,
∵PF≥MF-PM,
∴当M,P,F三点共线时,PF最小,
解:②连接BF并延长,交x轴于点G,连接PM,MF,作MH⊥BG于
点H,如图2,
∵∠OPA=90°,M为OA的中点,
∴PM= OA=2,
∵PF≥MF-PM,
∴当M,P,F三点共线时,PF最小,
图2
图2
同①可得,∠OBF=∠OAE=45°,
∴点F在射线BG上运动,
∴当MF⊥BG时,即点F与点H重合时,MF最小,此时PF最小为MH
-PM,
∵∠OBG=45°,
∴△OBG为等腰直角三角形,
∴OG=OB=4,∠BGO=45°,
∴MG=OG+OM=6,△MHG为等腰直角三角形,
∴MH= MG=3 ,
∴PF的最小值为MH-PM=3 -2.
同①可得,∠OBF=∠OAE=45°,
∴点F在射线BG上运动,
∴当MF⊥BG时,即点F与点H重合时,MF最小,此时PF最小为MH
-PM,
∵∠OBG=45°,
∴△OBG为等腰直角三角形,
∴OG=OB=4,∠BGO=45°,
∴MG=OG+OM=6,△MHG为等腰直角三角形,
∴MH= MG=3 ,
∴PF的最小值为MH-PM=3 -2.
图2
图2
2. (2024省卷)如图1,抛物线y=a(x-h)2+k交x轴于O,A(4,0)两点,
顶点为B(2,2 ),点C为OB的中点.
(1)求抛物线的表达式;
解:(1)由题意得y=a(x-2)2+2 ,
将点A的坐标代入上式得:0=a×(4-2)2+2 ,
解:(1)由题意得y=a(x-2)2+2 ,
将点A的坐标代入上式得:0=a×(4-2)2+2 ,
解得a=- ,
∴抛物线的表达式为y=- x2+2 x.
解得a=- ,
∴抛物线的表达式为y=- x2+2 x.
(2)过点C作CH⊥OA,垂足为H,交抛物线于点E. 求线段CE的长;
解:(2)由(1)知,y=- (x-2)2+2 ,
由中点坐标公式得点C(1, ),
当x=1时,y=- (1-2)2+2 = ,
则CE= - = .
解:(2)由(1)知,y=- (x-2)2+2 ,
由中点坐标公式得点C(1, ),
当x=1时,y=- (1-2)2+2 = ,
则CE= - = .
(3)点D为线段OA上一动点(O点除外),在OC右侧作平行四边形OCFD.
①如图2,当点F落在抛物线上时,求点F的坐标;
解:(3)①由(2)知C(1, ),
当y= 时,y=- (x-2)2+2 = ,
则x=2+ (不合题意的值已舍去),
即点F(2+ , );
解:(3)①由(2)知C(1, ),
当y= 时,y=- (x-2)2+2 = ,
则x=2+ (不合题意的值已舍去),
即点F(2+ , );
②如图3,连接BD,BF,求BD+BF的最小值.
解:②作点C关于x轴的对称点E(1,- ),
则△CBF≌△OED(SAS),
则BF=DE,
则BD+BF=BD+DE≥BE,当点D,B,E共线时,BD+BF=BE
为最小,
则BD+BF的最小值为BE= =2 .
解:②作点C关于x轴的对称点E(1,- ),
则△CBF≌△OED(SAS),
则BF=DE,
则BD+BF=BD+DE≥BE,当点D,B,E共线时,BD+BF=BE
为最小,
则BD+BF的最小值为BE= =2 .
3. 如图1,抛物线y=-x2+bx与x轴交于点A,与直线y=-x交于点
B(4,-4),点C(0,-4)在y轴上.点P从点B出发,沿线段BO方向匀速
运动,运动到点O时停止.
(1)求抛物线的表达式;
解:(1)∵抛物线y=-x2+bx过点B(4,-4),
∴-16+4b=-4,
∴b=3,
∴抛物线的表达式为y=-x2+3x.
解:(1)∵抛物线y=-x2+bx过点B(4,-4),
∴-16+4b=-4,
∴b=3,
∴抛物线的表达式为y=-x2+3x.
(2)当BP=2 时,请在图1中过点P作PD⊥OA交抛物线于点D,连接
PC,OD,判断四边形OCPD的形状,并说明理由;
解:(2)四边形OCPD是平行四边形,理由如下:
如图1,作PD⊥OA交x轴于点H,连接PC,OD,
∵点P在直线y=-x上,
∴OH=PH,∠POH=45°,连接BC,
∵OC=BC=4,
∴OB=4 .
∴OP=OB-BP=2 ,
∴OH=PH= OP= ×2 =2,
解:(2)四边形OCPD是平行四边形,理由如下:
如图1,作PD⊥OA交x轴于点H,连接PC,OD,
∵点P在直线y=-x上,
∴OH=PH,∠POH=45°,连接BC,
∵OC=BC=4,
∴OB=4 .
∴OP=OB-BP=2 ,
∴OH=PH= OP= ×2 =2,
图1
图1
当xD=2时,DH=yD=-4+3×2=2,
∴PD=DH+PH=2+2=4,
∵C(0,-4),
∴OC=4,
∴PD=OC,
∵OC⊥x轴,PD⊥x轴,
∴PD∥OC,
∴四边形OCPD是平行四边形.
当xD=2时,DH=yD=-4+3×2=2,
∴PD=DH+PH=2+2=4,
∵C(0,-4),
∴OC=4,
∴PD=OC,
∵OC⊥x轴,PD⊥x轴,
∴PD∥OC,
∴四边形OCPD是平行四边形.
图1
图1
(3)如图2,点P从点B开始运动时,点Q从点O同时出发,以与点P相同
的速度沿x轴正方向匀速运动,点P停止运动时点Q也停止运动.连接
BQ,PC,求CP+BQ的最小值.
解:(3)如图2,由题意得BP=OQ,连接BC,
在OA上方作△OMQ,使得∠MOQ=45°,OM=BC,
∵OC=BC=4,BC⊥OC,
∴∠CBP=45°,
∴∠CBP=∠MOQ,
∵BP=OQ,∠CBP=∠MOQ,BC=OM,
∴△CBP≌△MOQ(SAS),
∴CP=MQ,
∴CP+BQ=MQ+BQ≥MB(当M,Q,B三点共线时最短),
∴CP+BQ的最小值为MB的长,
∵∠MOB=∠MOQ+∠BOQ=45°+45°=90°,
解:(3)如图2,由题意得BP=OQ,连接BC,
在OA上方作△OMQ,使得∠MOQ=45°,OM=BC,
∵OC=BC=4,BC⊥OC,
∴∠CBP=45°,
∴∠CBP=∠MOQ,
∵BP=OQ,∠CBP=∠MOQ,BC=OM,
∴△CBP≌△MOQ(SAS),
∴CP=MQ,
∴CP+BQ=MQ+BQ≥MB(当M,Q,B三点共线时最短),
图2
图2
∴MB= = =4 ,
即CP+BQ的最小值为4 .
∴MB= = =4 ,
即CP+BQ的最小值为4 .
∴CP+BQ的最小值为MB的长,
∵∠MOB=∠MOQ+∠BOQ=45°+45°=90°,
图2
图2
4. 如图,抛物线y=ax2+bx+c交x轴于A(-2,0)和B(4,0)两点,与y
轴交于点C(0,4),D是抛物线的顶点.
(1)求抛物线的表达式;
解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c交x轴于A(-2,0)和B(4,0)两点,
故设y=a(x+2)(x-4),代入点C(0,4),得4=-8a,
解得a=- ,
∴抛物线的表达式为y=- x2+x+4.
解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c交x轴于A(-2,0)和B(4,0)两点,
故设y=a(x+2)(x-4),代入点C(0,4),得4=-8a,
解得a=- ,
∴抛物线的表达式为y=- x2+x+4.
(2)如图1,连接BD,E是BD的中点,过点E作直线EG⊥x轴,垂足为
G,交抛物线于点F,过点F作FM⊥BD于点N,与x轴交于点M,求线
段MF的长;
解:(2)由y=- x2+x+4可知顶点D(1, ),
∵E是BD的中点,
∴E(, ),
∵FM⊥BD,FG⊥MB,
∴∠FMB=∠NEF=∠GEB,
∵tan∠GEB= = = ,
∴ sin ∠GEB= .
∴ sin ∠GEB= sin ∠FMB= = .
把x= 代入y=- x2+x+4中,可得y= ,即FG= ,
∴MF= = .
∴ sin ∠GEB= sin ∠FMB= = .
把x= 代入y=- x2+x+4中,可得y= ,即FG= ,
∴MF= = .
(3)如图2,连接AC,点H为线段AC的中点,点J在x轴上,在AC右侧作
平行四边形AHIJ,连接DI,DJ,求DI+DJ的最小值.
解:(3)如图,作点D关于x轴的对称点D'(1,- ),连接D'J,以IJ,
D'J为邻边构造平行四边形D'JIE,连接DE.
故DJ+DI=D'J+DI=EI+DI≥DE,当且仅当D,I,E三点共线时
取等号,
∵点H为AC的中点,
∴H(-1,2),由平移的性质可知A点到H点向右平移了1个单位长度,
向上平移了2个单位长度,
解:(3)如图,作点D关于x轴的对称点D'(1,- ),连接D'J,以IJ,
D'J为邻边构造平行四边形D'JIE,连接DE.
故DJ+DI=D'J+DI=EI+DI≥DE,当且仅当D,I,E三点共线时
取等号,
∵点H为AC的中点,
故E点坐标在D'(1,- )基础上也向右平移了1个单位长度,向上平移了2
个单位长度,
即E(2,- ),故DE= =5 ,
即DJ+DI的最小值为5 .
故E点坐标在D'(1,- )基础上也向右平移了1个单位长度,向上平移了2
个单位长度,
即E(2,- ),故DE= =5 ,
即DJ+DI的最小值为5 .
∴H(-1,2),由平移的性质可知A点到H点向右平移了1个单位长度,
向上平移了2个单位长度,
5. 如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+2(a≠0)与x轴交于
A(-4,0),B两点,与y轴交于点C,顶点坐标为(- , ),经过点A
的直线与抛物线交于点D,与y轴交于点E.
(1)求抛物线的表达式;
解:(1)∵顶点坐标为(- , ),
∴y=a(x+ )2+ ,
将点A(-4,0)代入,得0=a(-4+ )2+ ,解得a=- ,
∴抛物线的表达式为y=- x2- x+2.
解:(1)∵顶点坐标为(- , ),
∴y=a(x+ )2+ ,
将点A(-4,0)代入,得0=a(-4+ )2+ ,解得a=- ,
∴抛物线的表达式为y=- x2- x+2.
(2)如图2,连接BE,已知△AEB的面积为10.
①求点E和点D的坐标;
解:(2)①当y=0时,- x2- x+2=0,
解:(2)①当y=0时,- x2- x+2=0,
解得x=1或x=-4,
∴B(1,0),
∴AB=5,
∴△AEB的面积= ×5×OE=10,解得OE=4,
∴E(0,4),
设直线AE的解析式为y=kx+4,
∴-4k+4=0,解得k=1,
∴直线AE的解析式为y=x+4,
当x+4=- x2- x+2时,解得x=-4或x=-1,
∴D(-1,3).
②若M是线段OA上的一动点,N是线段AE上的一动点,且AM=EN,
求EM+ON的最小值.
解:②如图,过点A作AG⊥AE,且AG=OE,
∵NE=AM,∠AEO=∠OAG,AG=OE,
∴△NEO≌△MAG(SAS),
∴NO=MG,
∴EM+ON=EM+MG≥EG,
∵AO=EO=4,
∴EM+ON的最小值为4 .
解:②如图,过点A作AG⊥AE,且AG=OE,
∵NE=AM,∠AEO=∠OAG,AG=OE,
∴△NEO≌△MAG(SAS),
∴NO=MG,
∴EM+ON=EM+MG≥EG,
∵AO=EO=4,
∴AE=4 ,
∵∠EAG=90°,AG=OE=4,
∴EG= =4 ,
∴EM+ON的最小值为4 .
6. 如图1,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A,B(-3,0)两点,与y轴交
于C(0,-3),直线y=x+m经过点B,且与y轴交于点D,与抛物线交
于点E.
(1)求抛物线的表达式;
解:(1)把B(-3,0),C(0,-3)代入y=x2+bx+c,
得 ,
解得 ,
∴抛物线的表达式为y=x2+2x-3.
解:(1)把B(-3,0),C(0,-3)代入y=x2+bx+c,
得 ,
解得 ,
∴抛物线的表达式为y=x2+2x-3.
(2)连接BC,CE,求△BCE的面积;
解:(2)∵直线y=x+m经过点B(-3,0),
∴直线BE的表达式为y=x+3.
联立 ,
解得 或 ,
∴E(2,5),
在y=x+3中,
令x=0,则y=3,
解:(2)∵直线y=x+m经过点B(-3,0),
∴直线BE的表达式为y=x+3.
联立 ,
解得 或 ,
∴E(2,5),
在y=x+3中,
令x=0,则y=3,
∴D(0,3).
∴S△BCE=S△BCD+S△CDE= ×6×3+ ×6×2=15.
∴D(0,3).
∴S△BCE=S△BCD+S△CDE= ×6×3+ ×6×2=15.
(3)如图2,直线BE与抛物线的对称轴交于点F,在x轴上有M,N两点(点
M在点N的右侧),且MN=2,将线段MN在x轴上平移,直接写出四边形
MEFN的周长的最小值.
解:(3)四边形MEFN周长的最小值为8 +2.
解:(3)四边形MEFN周长的最小值为8 +2.
类型2 面积问题
7. 如图,抛物线y=- x2+mx+n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A(-1,0),C(0,2).
(1)求抛物线的表达式;
解:(1)把A(-1,0),C(0,2)代入y=- x2+mx+n得
,解得 ,
∴抛物线的表达式为y=- x2+ x+2.
解:(1)把A(-1,0),C(0,2)代入y=- x2+mx+n得
,解得 ,
∴抛物线的表达式为y=- x2+ x+2.
(2)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使△PCD是以CD为腰的等腰三角
形?如果存在,直接写出P点的坐标;如果不存在,请说明理由;
解:(2)P点坐标为(,4)或(, )或(,- ).
解:(2)P点坐标为(,4)或(, )或(,- ).
(3)点E是线段BC上的一个动点,过点E作x轴的垂线与抛物线相交于点
F,当点E运动到什么位置时,四边形CDBF的面积最大?求出四边形
CDBF的最大面积及此时E点的坐标.
解:(3)当y=0时,- x2+ x+2=0,解得x1=-1,x2=4,
则B(4,0),设直线BC的解析式为y=kx+b,
解:(3)当y=0时,- x2+ x+2=0,解得x1=-1,x2=4,
则B(4,0),设直线BC的解析式为y=kx+b,
把B(4,0),C(0,2)代入得 ,解得 ,
∴直线BC的解析式为y=- x+2,
设E(x,- x+2)(0≤x≤4),则F(x,- x2+ x+2),
∴FE=- x2+ x+2-(- x+2)=- x2+2x,
∵S△BCF=S△BEF+S△CEF= ×4×EF=-x2+4x,
S△BCD= ×2×(4- )= ,
∴直线BC的解析式为y=- x+2,
设E(x,- x+2)(0≤x≤4),则F(x,- x2+ x+2),
∴FE=- x2+ x+2-(- x+2)=- x2+2x,
∵S△BCF=S△BEF+S△CEF= ×4×EF=-x2+4x,
S△BCD= ×2×(4- )= ,
∴ =S△BCF+S△BCD=-x2+4x+ =-(x-2)2+ (0≤x≤4)
∴ =S△BCF+S△BCD=-x2+4x+ =-(x-2)2+ (0≤x≤4)
∴当x=2时, 有最大值,最大值为 ,此时E点坐标为(2,1).
8. 如图1,已知抛物线y=ax2-2ax-3a(a<0)与x轴交于A,B两点(点A
在点B的左侧),与y轴交于点C,点D为抛物线顶点,点P是第一象限抛
物线上一动点,过点P作PE⊥x轴于点E,连接BC,交PE于点F,已知
点D到x轴的距离与AB的长度相等,设点P的横坐标为m.
(1)求此抛物线的表达式;
解:(1)由题意知,y=ax2-2ax-3a=a(x+1)(x-3),
令y=0,则x1=-1,x2=3,
∵点A在点B的左侧,
∴A(-1,0),B(3,0),
∴AB=4,
∵y=ax2-2ax-3a=a(x-1)2-4a,点D为抛物线顶点,
∴D(1,-4a),
∵点D到x轴的距离与AB的长度相等,
∴-4a=4,
∴a=-1.
∴此抛物线的表达式为y=-(x+1)(x-3)=-x2+2x+3.
(2)若PF=2,求点P的坐标;
解:(2)由(1)知抛物线的表达式为y=-x2+2x+3,
则点P的坐标为(m,-m2+2m+3),令x=0,则y=3,
∴C(0,3),
设直线BC的表达式为y=kx+b(k≠0),
将B(3,0),C(0,3)代入,得: ,解得 ,
∴直线BC的表达式为y=-x+3,
∴F(m,-m+3),
∴PF=-m2+2m+3-(-m+3)=-m2+3m=2,
解:(2)由(1)知抛物线的表达式为y=-x2+2x+3,
则点P的坐标为(m,-m2+2m+3),令x=0,则y=3,
∴C(0,3),
设直线BC的表达式为y=kx+b(k≠0),
将B(3,0),C(0,3)代入,得: ,解得 ,
∴直线BC的表达式为y=-x+3,
∴F(m,-m+3),
∴PF=-m2+2m+3-(-m+3)=-m2+3m=2,
解得m1=1,m2=2,
∴点P的坐标为(1,4)或(2,3);
解得m1=1,m2=2,
∴点P的坐标为(1,4)或(2,3);
(3)如图2,连接BP,PA,PA交BC于点G,设△BPG和△ABG的面积分
别为S1,S2,求 的最大值.
解:(3)如图,过点P作PH∥x轴交BC的延长线于点H,由题知, =
,
∵PH∥x轴,
∴△PGH∽△AGB,
∴ = ,
由(1)可得,AB=4,由(2)可得,直线BC的表达式为y=-x+3,点
P(m,-m2+2m+3),令-x+3=-m2+2m+3,
∴x=m2-2m,
∴H(m2-2m,-m2+2m+3),
解:(3)如图,过点P作PH∥x轴交BC的延长线于点H,由题知, = ,
∵PH∥x轴,
∴△PGH∽△AGB,
∴ = ,
由(1)可得,AB=4,由(2)可得,直线BC的表达式为y=-x+3,点
P(m,-m2+2m+3),令-x+3=-m2+2m+3,
∴x=m2-2m,
∴H(m2-2m,-m2+2m+3),
∴HP=m-(m2-2m)=-m2+3m,
∴ = = =- + ,
∵- <0,0<m<3,
∴当m= 时, 取得最大值,最大值为 .
∴HP=m-(m2-2m)=-m2+3m,
∴ = = =- + ,
∵- <0,0<m<3,
∴当m= 时, 取得最大值,最大值为 .
43
$