第三章 二次函数综合题- 【一战成名新中考】2026安徽数学中考必考知识点题组特训
2026-04-24
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 中考复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 安徽省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 1.08 MB |
| 发布时间 | 2026-04-24 |
| 更新时间 | 2026-04-24 |
| 作者 | 陕西灰犀牛图书策划有限公司 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-04-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57403063.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
1.若抛物线y=﹣x2+bx+c(b,c为常数)的顶点横坐标比抛物线y=﹣x2+2x+c的顶点横坐标大1.
(1)求b的值.
(2)若点A(x1,m)在抛物线y=﹣x2+bx+c上,点B(x2,n)在抛物线y=﹣x2+2x+c上.
①若x2=2x1+0.5,求n﹣m的最大值.
②若x2﹣x1=t,且x1≥0时,始终有n﹣m=3t,直接写出t的值.
2.定义:若两个二次函数y1,y2的图象关于x轴对称,则称y1,y2互为“对称二次函数”.
(1)已知二次函数y=x2﹣2x﹣1,求它的“对称二次函数”的顶点坐标;
(2)已知关于x的二次函数和,其中y1的图象经过点(2,1),若y1+y2与y1互为“对称二次函数”,求函数y2的表达式;
(3)在(2)的条件下,当n≤x≤n+1时,y2的最小值为﹣2,求n的值.
3.抛物线顶点为A(2,1),抛物线与y轴交于点B,直线AB经过点C(1,0)
(1)求b,c,d的值;
(2)已知点P(m,n)和Q(3m﹣4,3n),且点P在抛物线y1上.
(Ⅰ)判断点Q(3m﹣4,3n)是否在抛物线y2上,说明理由;
(Ⅱ)过点P、Q分别向x轴作垂线,交直线AB于点D、E,当m≥2时,求PD﹣QE的最大值.
4.已知点A(x1,y1),B(x2,y2)是抛物线y=﹣x2+bx(b≠0)上任意两点.
(1)若抛物线经过点(2,0),求此时该抛物线的顶点坐标;
(2)设该抛物线的对称轴为直线x=h.
①若对于x1=h﹣1,x2=2h,都有y1>y2,求h的取值范围;
②若对于h﹣2≤x1≤h+1,﹣2≤x2≤﹣1,存在y1<y2,求h的取值范围.
5.在平面直角坐标系中,A(1,6),B(﹣2,3),抛物线C的函数表达式为:y=ax2+bx+3(a,b是常数,a≠0)
(1)若抛物线经过A、B两点,求函数表达式;
(2)若抛物线只经过A点且对称轴为直线x=2,求该二次函数的最大值;
(3)如果抛物线经过点C(2a,3),D(x1,y1),E(x2,y2)三点,若对于x1=3a,3≤x2≤4,都有y1<y2,求a的取值范围.
6.新情境投壶投壶,源于射礼,是中国古代宴饮时做的一种投掷游戏.投壶的规则:由游戏者轮流站在离壶一定距离的地方,用手把箭投向壶中并计算得分.箭在空中飞行的轨迹可以近似看成抛物线.同学们受游戏启发,将箭抽象为一个动点,并建立了如图所示的平面直角坐标系(单位长度为1m).某同学将箭从A(0,1.5)处抛出,箭的飞行轨迹为抛物线L:y=ax2+bx+c的一部分,且当箭的最大高度为2m时,距离投出点的水平距离为1m.把壶近似看作矩形DEFG,已知壶口的宽度GF=0.2m,壶的高度EF=0.72m.
(1)求抛物线L的表达式.
(2)若箭刚好由点G处擦边投入壶中,求人离壶的距离OE.
(3)在(2)的条件下,该同学再次投掷,仅调整了将箭抛出时的高度,其他条件不变,要使得箭再次投入壶中,请直接写出OA的取值范围.
7.已知抛物线y=x2﹣(a+2)x+2a+1.
(1)若a=2,直接写出抛物线的对称轴和顶点坐标.
(2)若抛物线对称轴为直线x=﹣1.
①点A(x1,y1)、B(x2,y2)在这条抛物线上,当﹣2<x1<﹣1且1<x2<2时,请判断y1与y2的大小关系,并说明理由.
②点C(m,p)、D(n,q)是这条抛物线上不同的两点,点E(m,n)在直线y=﹣x+2上,求p+q的取值范围.
8.已知二次函数的图象经过点(﹣4,10)和(4,﹣6).
(1)求该二次函数的表达式;
(2)若该二次函数的图象与x轴交于点A和点B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,如图.
①若一次函数y=kx+m的图象经过B,C两点,求不等式的解集;
②点P是直线BC上一动点,求AP的最小值.
9.如图1,抛物线与x轴交于点A,点B(6,0)(点A位于点B左侧),与y轴交于点C,且OB=OC.
(1)求b,c的值;
(2)连接BC,点P是直线BC下方抛物线上的一点,连接AC,AP,PB.
(ⅰ)如图2,AP与BC交于点M,若S△ACM﹣S△PBM=8,求此时点P的坐标;
(ⅱ)如图3,过点P作PQ∥AC交BC于点Q,连接AQ,求S△PAQ+S△PBQ的最大值.
10.已知抛物线y=m(x﹣1)2+3与直线y=kx+1(k≠0)交于抛物线的顶点A和另一点B(3,a).
(1)求k,a,m的值.
(2)平移该抛物线得到新抛物线,若新抛物线与y轴的交点为C(0,3),与x轴的其中一个交点的横坐标为1.直线x=t分别交直线AB、抛物线、新抛物线于点D、E、F.
(i)当1<t<3时,若EF=5DE,求点E,F的坐标;
(ii)当EF>4时,求t的取值范围.
11.在平面直角坐标系中,点A(﹣4,0),点B(0,4),抛物线y=﹣x2+4bx+c(b,c为常数,b<0)的顶点为P.
(1)当抛物线经过点A,B时,求点P的坐标;
(2)若c=6﹣4b2,抛物线上的点M的横坐标为m(m<2b),且MP∥AB.
(i)求MP的长;
(ii)当b=﹣1时,平移抛物线y=﹣x2+4bx+c,使其顶点仍在直线PM上,求平移后所得抛物线与y轴交点纵坐标的最大值.
12.如图,已知抛物线y=x2﹣2x﹣3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M是抛物线上一动点(不与点B重合),过点M作MN⊥x轴于点N,交直线BC于点P.
(1)求线段AB的长;
(2)若PM=2PN,求点M的坐标;
(3)若点M在直线BC下方的抛物线上运动,是否存在点M,使以点M,P,C为顶点的三角形与△BPN相似?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
13.如图,抛物线yx2+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;
(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;
(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.
14.在平面直角坐标系中,直线y=﹣x+k和抛物线y=ax2+bx﹣1都经过点A(2,﹣3),且抛物线y=ax2+bx﹣1经过点B(﹣2,1)和点C(﹣2,9)中的一个点.
(1)求k,a,b的值;
(2)若将抛物线y=ax2+bx﹣1沿y轴方向向上平移n个单位长度,其顶点恰好在直线y=﹣x+k上,求n的值;
(3)若点P是x轴上一动点,过点P作x轴的垂线交直线y=﹣x+k于点M,交抛物线y=ax2+bx﹣1于点N,是否存在点P,使得MN=1?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
15.问题情境:如图1,矩形MNKL是学校花园的示意图,其中一个花坛的轮廓可近似看成由抛物线的一部分与线段AB组成的封闭图形,点A,B在矩形的边MN上.现要对该花坛内种植区域进行划分,以种植不同花卉,学校面向全体同学征集设计方案.
方案设计:如图2,AB=8米,AB的垂直平分线与抛物线交于点P,与AB交于点O,点P是抛物线的顶点,且PO=16米.明明同学设计的方案如下:
第一步:在线段OP上确定点C,使∠ACB=90°,用篱笆沿线段AC,BC分隔出△ABC区域,种植串串红;
第二步:在线段CP上取点F(不与C,P重合),过点F作AB的平行线,交抛物线于点D,E.用篱笆沿DE,CF将线段AC,BC与抛物线围成的区域分隔成三部分,分别种植不同花色的月季.
方案实施:学校采用了明明的方案,在完成第一步△ABC区域的分隔后,发现仅剩9米篱笆材料.若要在第二步分隔中恰好用完9米材料,需确定DE与CF的长.为此,如图3建立平面直角坐标系.解决问题:
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)当9米材料恰好用完时,分别求DE与CF的长;
(3)种植区域分隔完成后,明明又想用灯带对该花坛进行装饰,计划将灯带围成一个矩形.她尝试借助图2设计矩形四个顶点的位置,其中两个顶点在抛物线上,另外两个顶点分别在线段AC,BC上.求符合设计要求的矩形周长的最大值.
参考答案
1.若抛物线y=﹣x2+bx+c(b,c为常数)的顶点横坐标比抛物线y=﹣x2+2x+c的顶点横坐标大1.
(1)求b的值.
(2)若点A(x1,m)在抛物线y=﹣x2+bx+c上,点B(x2,n)在抛物线y=﹣x2+2x+c上.
①若x2=2x1+0.5,求n﹣m的最大值.
②若x2﹣x1=t,且x1≥0时,始终有n﹣m=3t,直接写出t的值.
【解答】解:(1)由题意得:b﹣1=1,则b=4;
(2)由(1)知,y=﹣x2+4x+c,
①设x1=a,则x2=2a+0.5,
则n﹣m=﹣(2a+0.5)2+2(2a+0.5)+c﹣a2+4a﹣c=﹣3(a)2,
即n﹣m的最大值为:;
②x1=a,则x2=a+t,
则n﹣m=﹣(a+t)2+2(a+t)+c+a2﹣4a﹣c=t,
整理得:(t+1)(t+2a)=0,
∵x1=a≥0,上式恒成立,
则t+1=0,则t=﹣1.
2.定义:若两个二次函数y1,y2的图象关于x轴对称,则称y1,y2互为“对称二次函数”.
(1)已知二次函数y=x2﹣2x﹣1,求它的“对称二次函数”的顶点坐标;
(2)已知关于x的二次函数和,其中y1的图象经过点(2,1),若y1+y2与y1互为“对称二次函数”,求函数y2的表达式;
(3)在(2)的条件下,当n≤x≤n+1时,y2的最小值为﹣2,求n的值.
【解答】解:(1)由题意,∵二次函数为y=x2﹣2x﹣1=(x﹣1)2﹣2,
∴其顶点为(1,﹣2).
∴其关于x轴对称的顶点为(1,2).
∴它的“对称二次函数”的顶点坐标为(1,2).
(2)由题意,∵,
∴其“对称二次函数”为﹣y=﹣2x2+4mx+3m﹣2,即y=2x2﹣4mx﹣3m+2.
又∵,,
∴y1+y2=(﹣2+a)x2+(4m+b)x+3m﹣4.
∵y1+y2与y1互为“对称二次函数”,
∴2=﹣2+a,﹣4m=4m+b,3m﹣4=﹣3m+2.
∴a=4,m=1,则b=﹣8m=﹣8.
∴函数y2的表达式为y2=4x2﹣8x﹣2.
(3)由题意,y2=4x2﹣8x﹣2=4(x﹣1)2﹣6,
∴此时对称轴是直线x=1.
∴当x=1时,y2取最小值为﹣6.
又∵当n≤x≤n+1时,y2的最小值为﹣2,
∴①当n+1<1时,即n<0,
∴当x=n+1时,y2取最小值为4(n+1﹣1)2﹣6=﹣2.
∴n=﹣1或n=1(不合题意,舍去).
②当n>1时,
∴当x=n时,y2取最小值为4(n﹣1)2﹣6=﹣2.
∴n=0(不合题意,舍去)或n=2.
综上,n=﹣1或n=2.
3.抛物线顶点为A(2,1),抛物线与y轴交于点B,直线AB经过点C(1,0)
(1)求b,c,d的值;
(2)已知点P(m,n)和Q(3m﹣4,3n),且点P在抛物线y1上.
(Ⅰ)判断点Q(3m﹣4,3n)是否在抛物线y2上,说明理由;
(Ⅱ)过点P、Q分别向x轴作垂线,交直线AB于点D、E,当m≥2时,求PD﹣QE的最大值.
【解答】解:(1)∵抛物线顶点为A(2,1),
∴y=﹣3(x﹣2)2+1=﹣3x2+12x﹣11;
∴b=12,c=﹣11,
设直线AC的解析式为y=kx+b',
∴,
解得,
∴y=x﹣1,
当x=0时,y=﹣1,
∴B(0,﹣1),
将B点代入,
∴d=﹣1;
(2)(Ⅰ)点Q(3m﹣4,3n)在抛物线y2上,理由如下:
∵点P在抛物线y1上,
∴﹣3m2+12m﹣11=n,
∵d=﹣1,
∴y=﹣x2+4x﹣1,
当x=3m﹣4时,﹣(3m﹣4)2+4(3m﹣4)﹣1=3(﹣3m2+12m﹣11)=3n,
∴点Q(3m﹣4,3n)在抛物线y2上;
(Ⅱ)∵P(m,﹣3m2+12m﹣11),Q(3m﹣4,﹣9m2+36m﹣33),
∴D(m,m﹣1),E(3m﹣4,3m﹣5),
当2≤m时,PD﹣QE=m﹣1﹣(﹣3m2+12m﹣11)﹣(﹣9m2+36m﹣33﹣3m+5)=12(m)2,
当m时,PD﹣QE有最大值;
当m时,PD﹣QE=m﹣1﹣(﹣3m2+12m﹣11)﹣(3m﹣5﹣9m2﹣36m+33)=﹣6(m)2,
当m时,PD﹣QE有最大值;
综上所述:PD﹣QE有最大值.
4.已知点A(x1,y1),B(x2,y2)是抛物线y=﹣x2+bx(b≠0)上任意两点.
(1)若抛物线经过点(2,0),求此时该抛物线的顶点坐标;
(2)设该抛物线的对称轴为直线x=h.
①若对于x1=h﹣1,x2=2h,都有y1>y2,求h的取值范围;
②若对于h﹣2≤x1≤h+1,﹣2≤x2≤﹣1,存在y1<y2,求h的取值范围.
【解答】解:(1)由条件可得0=﹣4+2b,
解得b=2,
∴此时该抛物线的函数表达式为y=﹣x2+2x=﹣(x﹣1)2+1,
∴此时该抛物线的顶点坐标为(1,1).
(2)①∵抛物线y=﹣x2+bx的对称轴为直线x=h,
∴,即b=2h,
∴y=﹣x2+2hx.
∵x1=h﹣1,x2=2h,
∴,.
∵对于x1=h﹣1,x2=2h,都有y1>y2,
∴h2﹣1>0,
解得h>1或h<﹣1,即h的取值范围为h>1或h<﹣1.
②由①知抛物线的函数表达式为y=﹣x2+2hx,
∴,∴..
当x1=h﹣2时,;当x1=h+1时,;
当x2=﹣1时,y2=﹣1﹣2h;当x2=﹣2时,y2=﹣4﹣4h.
∵h﹣2≤x1≤h+1,抛物线开口向下,对称轴为直线x=h,
∴.
当﹣2≤h≤﹣1时,y2一定存在大于y1的值;
当h<﹣2时,,
∴﹣4﹣4h>h2﹣4,
解得﹣4<h<0,
∴﹣4<h<﹣2;
当h>﹣1且h≠0时,,
∴﹣1﹣2h>h2﹣4,
解得﹣3<h<1,
∴﹣1<h<1且h≠0,
综上所述,h的取值范围为﹣4<h<1且h≠0.
5.在平面直角坐标系中,A(1,6),B(﹣2,3),抛物线C的函数表达式为:y=ax2+bx+3(a,b是常数,a≠0)
(1)若抛物线经过A、B两点,求函数表达式;
(2)若抛物线只经过A点且对称轴为直线x=2,求该二次函数的最大值;
(3)如果抛物线经过点C(2a,3),D(x1,y1),E(x2,y2)三点,若对于x1=3a,3≤x2≤4,都有y1<y2,求a的取值范围.
【解答】解:(1)由条件可得:,
∴,
∴y=x2+2x+3;
(2)由题意可知:,
∴,
∴y=﹣x2+4x+3=﹣(x﹣2)2+7,
∴当x=2时,y最大=7.
(3)由条件可知:抛物线的对称轴是直线;
①当a>0时,此时抛物线开口向上,
当x>a时,y随着x的增大而增大,
∵对于x1=3a,3≤x2≤4,都有y1<y2,
∴3a<3,
∴a<1,
又∵a>0,
∴0<a<1;
②当a<0时,抛物线开口向下,对称轴为直线x=a,
此时a﹣3a>4﹣a,
解得a<﹣4,
又∵a<0,
∴a<﹣4;
综上,当0<a<1或a<﹣4时,都有y1<y2.
6.新情境投壶投壶,源于射礼,是中国古代宴饮时做的一种投掷游戏.投壶的规则:由游戏者轮流站在离壶一定距离的地方,用手把箭投向壶中并计算得分.箭在空中飞行的轨迹可以近似看成抛物线.同学们受游戏启发,将箭抽象为一个动点,并建立了如图所示的平面直角坐标系(单位长度为1m).某同学将箭从A(0,1.5)处抛出,箭的飞行轨迹为抛物线L:y=ax2+bx+c的一部分,且当箭的最大高度为2m时,距离投出点的水平距离为1m.把壶近似看作矩形DEFG,已知壶口的宽度GF=0.2m,壶的高度EF=0.72m.
(1)求抛物线L的表达式.
(2)若箭刚好由点G处擦边投入壶中,求人离壶的距离OE.
(3)在(2)的条件下,该同学再次投掷,仅调整了将箭抛出时的高度,其他条件不变,要使得箭再次投入壶中,请直接写出OA的取值范围.
【解答】解:(1)∵箭的最大高度为2m时,距离投出点的水平距离为1m,
∴抛物线的顶点为(﹣1,2),
∴y=a(x+1)2+2,
∵抛物线经过点A(0,1.5),
∴a+2=1.5,
解得a=﹣0.5,
∴y=﹣0.5(x+1)2+2x2﹣x;
(2)令x2﹣x0.72,
解得x=﹣2.6或x=0.6(舍),
∴OE=2.6﹣0.2=2.4(米),
∴人离壶的距离OE为2.4米;
(3)设再次投掷时箭的飞行轨迹对应的抛物线轨迹为yx2﹣x+n,
将(﹣2.4,0.72)代入,(﹣2.4)2﹣(﹣2.4)+n=0.72,
解得n=1.2,
∴yx2﹣x+1.2,
∴1.2m≤OA≤1.5m.
7.已知抛物线y=x2﹣(a+2)x+2a+1.
(1)若a=2,直接写出抛物线的对称轴和顶点坐标.
(2)若抛物线对称轴为直线x=﹣1.
①点A(x1,y1)、B(x2,y2)在这条抛物线上,当﹣2<x1<﹣1且1<x2<2时,请判断y1与y2的大小关系,并说明理由.
②点C(m,p)、D(n,q)是这条抛物线上不同的两点,点E(m,n)在直线y=﹣x+2上,求p+q的取值范围.
【解答】解:(1)当a=2时,抛物线为y=x2﹣4x+5=(x﹣2)2+1,
∴抛物线的对称轴是直线x=2,顶点坐标为(2,1);
(2)由题意得,抛物线的对称轴是直线x1,
∴a=﹣4,
∴抛物线为y=x2+2x﹣7.
①∵﹣2<x1<﹣1且1<x2<2,
∴1<﹣x1<2,2<x2+1<3.
∴0<﹣1﹣x1<1.
∴对称轴直线x=﹣1到A的距离小于到B的距离.
又∵抛物线开口向上,
∴抛物线上的点离对称轴越近函数值越小.
∴y1<y2;
②∵点E(m,n)在直线y=﹣x+2上,
∴n=﹣m+2,
∵抛物线的解析式为y=x2+2x﹣7,
又点C(m,p)、D(n,q)是这条抛物线上不同的两点,
∴p=m2+2m﹣7,q=n2+2n﹣7=(2﹣m)2+2(2﹣m)﹣7,
∴p+q=m2+2m﹣7+m2﹣6m+1
=2m2﹣4m﹣6
=2(m﹣1)2﹣8.
∵C,D为不同的两点,
∴m≠2﹣m.
∴m≠1.
∵对于任意m≠1都有(m﹣1)2>0,
∴2(m﹣1)2﹣8>﹣8.
∴p+q>﹣8.
8.已知二次函数的图象经过点(﹣4,10)和(4,﹣6).
(1)求该二次函数的表达式;
(2)若该二次函数的图象与x轴交于点A和点B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,如图.
①若一次函数y=kx+m的图象经过B,C两点,求不等式的解集;
②点P是直线BC上一动点,求AP的最小值.
【解答】解:(1)∵二次函数的图象经过点(﹣4,10)和(4,﹣6),
将点(﹣4,10)和(4,﹣6)代入,
得,
解得,
∴二次函数表达式为.
(2)①令y=0,即,
解得x=﹣2或x=6,
∴B(6,0),
令x=0,得y=﹣6,
∴C(0,﹣6),
∵一次函数过B、C两点,不等式的解集是二次函数图象在一次函数图象上方时x的取值范围,
∴结合图象可知,解集为x<0或x>6.
②设直线BC的解析式为y=kx+b,代入B(6,0)、C(0,﹣6),
得,
解得,
∴直线BC的解析式为y=x﹣6,
即x﹣y﹣6=0,
∴点A(﹣2,0)到直线BC的距离,
∴AP的最小值为.
9.如图1,抛物线与x轴交于点A,点B(6,0)(点A位于点B左侧),与y轴交于点C,且OB=OC.
(1)求b,c的值;
(2)连接BC,点P是直线BC下方抛物线上的一点,连接AC,AP,PB.
(ⅰ)如图2,AP与BC交于点M,若S△ACM﹣S△PBM=8,求此时点P的坐标;
(ⅱ)如图3,过点P作PQ∥AC交BC于点Q,连接AQ,求S△PAQ+S△PBQ的最大值.
【解答】解:(1)∵B(6,0),OB=OC,
∴OB=OC=6,
∵点C位于原点下方,
∴C(0,﹣6),
∴c=﹣6,
把点B(6,0)代入抛物线中,
得,
解得b=﹣2,
故b,c的值分别为﹣2,﹣6;
(2)(ⅰ)由(1)可知抛物线的解析式为,
当y=0时,,
解得x1=﹣2,x2=6,
∴A(﹣2,0),
∴AB=6﹣(﹣2)=8,
设点P的坐标为,其中0<t<6,则:,
整理,得t2﹣4t﹣4=0,
解得(舍去),,
当时,,
∴此时点P的坐标为;
(ⅱ)如图,连接PC,过点P作PD⊥x轴于点D,交BC于点E,
∵PQ∥AC,
∴S△PAQ=S△PCQ,
∴S△PAQ+S△PBQ=S△PCB,
设直线BC的解析式为y=kx+b,将点B、点C的坐标分别代入得:
,
∴直线BC的解析式为y=x﹣6,
设点P,则E(m,m﹣6),
∴,
∴,
∵,
∴当m=3时,S△PAQ+S△PBQ有最大值,最大值为.
10.已知抛物线y=m(x﹣1)2+3与直线y=kx+1(k≠0)交于抛物线的顶点A和另一点B(3,a).
(1)求k,a,m的值.
(2)平移该抛物线得到新抛物线,若新抛物线与y轴的交点为C(0,3),与x轴的其中一个交点的横坐标为1.直线x=t分别交直线AB、抛物线、新抛物线于点D、E、F.
(i)当1<t<3时,若EF=5DE,求点E,F的坐标;
(ii)当EF>4时,求t的取值范围.
【解答】解P(1)已知抛物线y=m(x﹣1)2+3与直线y=kx+1(k≠0)交于抛物线的顶点A和另一点B(3,a),
∴抛物线的顶点为A(1,3),
将点A的坐标代入直线y=kx+1中,得:
3=k+1,
解得k=2.
∴直线AB的解析式为y=2x+1.
将点B的坐标代入y=2x+1中,得:
a=2×3+1=7.
∴点B的坐标为(3,7).
将点B的坐标代入y=m(x﹣1)2+3,得:
7=m(3﹣1)2+3,
解得m=1;
(2)(i)由(1)知,抛物线的解析式为y=(x﹣1)2+3,
平移该抛物线得到新抛物线,新抛物线与y轴的交点为C(0,3),与x轴的其中一个交点的横坐标为1.
设新抛物线的解析式为y=(x﹣p)2+q,将点C(0,3),(1,0)代入新抛物线的解析式,得:
,
解得,
∴新抛物线的解析式为y=(x﹣2)2﹣1.
∵直线x=t分别交直线AB、抛物线、新抛物线于点D,E,F,
∴点D(t,2t+1),点E(t,(t﹣1)2+3),点F(t,(t﹣2)2﹣1).
∵点A(1,3),点B(3,7),1<t<3,
∴点D在线段AB上,且yD>yE>yF.
∴DE=2t+1﹣[(t﹣1)2+3]=﹣t2+4t﹣3,EF=(t﹣1)2+3﹣[(t﹣2)2﹣1]=2t+1.
∵EF=5DE,
∴2t+1=5(﹣t2+4t﹣3),
解得.
当时,点,点;
当t=2时,点E(2,4),点F(2,﹣1);
(ii)联立y=(x﹣1)2+3与y=(x﹣2)2﹣1,得:
(x﹣1)2+3=(x﹣2)2﹣1,
解得.
∴当时,点E在点F上方,当时,点E在点F下方.
由(2)①知,EF=|(t﹣1)2+3﹣[(t﹣2)2﹣1]|=|2t+1|.
当时,可知EF=2t+1>4,
解得.
当时,可知EF=﹣2t﹣1>4,
解得.
综上所述,t的取值范围为或.
11.在平面直角坐标系中,点A(﹣4,0),点B(0,4),抛物线y=﹣x2+4bx+c(b,c为常数,b<0)的顶点为P.
(1)当抛物线经过点A,B时,求点P的坐标;
(2)若c=6﹣4b2,抛物线上的点M的横坐标为m(m<2b),且MP∥AB.
(i)求MP的长;
(ii)当b=﹣1时,平移抛物线y=﹣x2+4bx+c,使其顶点仍在直线PM上,求平移后所得抛物线与y轴交点纵坐标的最大值.
【解答】解:(1)由题意,∵A(﹣4,0),B(0,4)在抛物线y=﹣x2+4bx+c上,
∴.
∴.
∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣3x+4.
∴,
∴点P的坐标为.
(2)(i)由题意,∵c=6﹣4b2,
∴抛物线y=﹣x2+4bx+c=﹣x2+4bx+6﹣4b2=﹣(x﹣2b)2+6,
∴P(2b,6),
∵MP∥AB,
∴设直线MP的解析式为y=x+h,
∴2b+h=6.
∴h=6﹣2b.
∴直线MP的解析式为y=x+6﹣2b.
联立y=x+6﹣2b与y=﹣(x﹣2b)2+6,
∴x1=2b,x2=2b﹣1.
∵m<2b,
∴点M的横坐标为2b﹣1,纵坐标为2b﹣1+6﹣2b=5,
∴M(2b﹣1,5).
∴.
(ii)由(i)可得,点P,M的坐标分别为P(2b,6),M(2b﹣1,5).
∴当b=﹣1时,点P,M的坐标分别为P(﹣2,6),M(﹣3,5).
∴可得直线PM的解析式为y=x+8.
设平移后所得抛物线对应的表达式为y=﹣x2+px+q,
∴其顶点坐标为.
又∵顶点在直线y=x+8上,
∴.
∴抛物线与y轴交点的纵坐标.
∵,
∴q有最大值,当p=1时,此抛物线与y轴交点的纵坐标取得最大值,最大值为.
12.如图,已知抛物线y=x2﹣2x﹣3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M是抛物线上一动点(不与点B重合),过点M作MN⊥x轴于点N,交直线BC于点P.
(1)求线段AB的长;
(2)若PM=2PN,求点M的坐标;
(3)若点M在直线BC下方的抛物线上运动,是否存在点M,使以点M,P,C为顶点的三角形与△BPN相似?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵抛物线y=x2﹣2x﹣3与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),
当y=0时,得:x2﹣2x﹣3=0,
解得:x1=﹣1,x2=3.
∵点A在点B的左侧,
∴A(﹣1,0),B(3,0),
∴AB=|﹣1﹣3|=4;
(2)∵抛物线y=x2﹣2x﹣3与y轴交于点C,
当x=0时,得:y=﹣3,
∴C(0,﹣3).
设直线BC的解析式为y=kx+b(k≠0),将点B,点C的坐标分别代入得:
,
解得:,
∴直线BC的解析式为y=x﹣3.
∵MN⊥x轴,
∴设M(m,m2﹣2m﹣3),则P(m,m﹣3),N(m,0),
∴PM=|(m2﹣2m﹣3)﹣(m﹣3)|=|m2﹣3m|,PN=|m﹣3|,
∵PM=2PN,
∴|m2﹣3m|=2|m﹣3|,
∴m2﹣3m=2m﹣6或m2﹣3m=6﹣2m,
解得:m1=2,m2=3(不合题意,舍去),m3=﹣2,m4=3(不合题意,舍去),
∴点M的坐标为(2,﹣3)或(﹣2,5);
(3)存在点M,使以点M,P,C为顶点的三角形与△BPN相似;理由如下:
∵MN⊥x轴,
∴设M(n,n2﹣2n﹣3),且0<n<3,则P(n,n﹣3),N(n,0),
∴PN=3﹣n,BN=3﹣n,PM=(n﹣3)﹣(n2﹣2n﹣3)=﹣n2+3n.
∵△BPN和△CPM相似,且∠CPM=∠BPN=45°,
∴∠CMP=∠BNP=90°或∠MCP=∠BNP=90°.
当∠CMP=90°时,CM⊥MN,且PM=CM,
∴﹣n2+3n=n,即n2﹣2n=0,
解得:n1=0(不合题意,舍去),n2=2,
∴M(2,﹣3);
当∠MCP=90°时,如图,过点M作MD⊥y轴于点D,
则∠DCM=∠CMD=∠CMP=45°,
∴CD=DM,
∴CD=﹣3﹣(n2﹣2n﹣3)=﹣n2+2n,DM=n,
∴﹣n2+2n=n,
解得n1=0(不合题意,舍去),n2=1,
∴M(1,﹣4),
综上所述,存在点M,使以点M,P,C为顶点的三角形与△BPN相似;点M的坐标 为(2,﹣3)或(1,﹣4).
13.如图,抛物线yx2+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;
(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;
(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.
【解答】解:(1)把A(﹣1,0),C(0,2)代入yx2+mx+n得,解得,
∴抛物线解析式为yx2x+2;
(2)存在.
抛物线的对称轴为直线x,
则D(,0),
∴CD,
如图1,当CP=CD时,则P1(,4);
当DP=DC时,则P2(,),P3(,),
综上所述,满足条件的P点坐标为(,4)或(,)或(,);
(3)当y=0时,x2x+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yx+2,
设E(x,x+2)(0≤x≤4),则F(x,x2x+2),
∴FEx2x+2﹣(x+2)x2+2x,
∵S△BCF=S△BEF+S△CEF4×EF=2(x2+2x)=﹣x2+4x,
而S△BCD2×(4),
∴S四边形CDBF=S△BCF+S△BCD
=﹣x2+4x(0≤x≤4),
=﹣(x﹣2)2
当x=2时,S四边形CDBF有最大值,最大值为,此时E点坐标为(2,1).
14.在平面直角坐标系中,直线y=﹣x+k和抛物线y=ax2+bx﹣1都经过点A(2,﹣3),且抛物线y=ax2+bx﹣1经过点B(﹣2,1)和点C(﹣2,9)中的一个点.
(1)求k,a,b的值;
(2)若将抛物线y=ax2+bx﹣1沿y轴方向向上平移n个单位长度,其顶点恰好在直线y=﹣x+k上,求n的值;
(3)若点P是x轴上一动点,过点P作x轴的垂线交直线y=﹣x+k于点M,交抛物线y=ax2+bx﹣1于点N,是否存在点P,使得MN=1?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)在平面直角坐标系中,直线y=﹣x+k经过点A(2,﹣3),将点A的坐标代入得:
﹣3=﹣2+k,
解得:k=﹣1;
∴直线y=﹣x+k=﹣x﹣1,
当x=﹣2时,y=﹣(﹣2)﹣1=1,
∴点B(﹣2,1)在直线y=﹣x﹣1上,
∵直线y=﹣x﹣1与抛物线y=ax2+bx﹣1都经过点(0,﹣1)和点A(2,﹣3),
∴抛物线y=ax2+bx﹣1不可能经过点B(﹣2,1),即抛物线y=ax2+bx﹣1经过点C(﹣2,9),将点A,点C的坐标分别代入得:
,
解得;
(2)由(1)得抛物线,
∴抛物线的顶点为,
对于y=﹣x﹣1,当时,,
∴;
(3)存在点P,使得MN=1;理由如下:
设点P的坐标为(p,0),
∴点M坐标为(p,﹣p﹣1),点N坐标为(p,p2﹣3p﹣1).
分三种情况:
①当p<0时,如图1,根据题意得(p2﹣3p﹣1)﹣(﹣p﹣1)=1,
整理得p2﹣2p﹣1=0,
解得,(舍去),
此时点P坐标为;
②当0<p<2时,如图2,根据题意得(﹣p﹣1)﹣(p2﹣3p﹣1)=1,
整理得p2﹣2p+1=0,
解得p1=p2=1,
此时点P坐标为(1,0);
③当p>2时,如图3,根据题意得(p2﹣3p﹣1)﹣(﹣p﹣1)=1,
整理得p2﹣2p﹣1=0,
解得(不合题意,舍去),,
此时点P坐标为;
综上所述,点P坐标为或(1,0)或.
15.问题情境:如图1,矩形MNKL是学校花园的示意图,其中一个花坛的轮廓可近似看成由抛物线的一部分与线段AB组成的封闭图形,点A,B在矩形的边MN上.现要对该花坛内种植区域进行划分,以种植不同花卉,学校面向全体同学征集设计方案.
方案设计:如图2,AB=8米,AB的垂直平分线与抛物线交于点P,与AB交于点O,点P是抛物线的顶点,且PO=16米.明明同学设计的方案如下:
第一步:在线段OP上确定点C,使∠ACB=90°,用篱笆沿线段AC,BC分隔出△ABC区域,种植串串红;
第二步:在线段CP上取点F(不与C,P重合),过点F作AB的平行线,交抛物线于点D,E.用篱笆沿DE,CF将线段AC,BC与抛物线围成的区域分隔成三部分,分别种植不同花色的月季.
方案实施:学校采用了明明的方案,在完成第一步△ABC区域的分隔后,发现仅剩9米篱笆材料.若要在第二步分隔中恰好用完9米材料,需确定DE与CF的长.为此,如图3建立平面直角坐标系.解决问题:
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)当9米材料恰好用完时,分别求DE与CF的长;
(3)种植区域分隔完成后,明明又想用灯带对该花坛进行装饰,计划将灯带围成一个矩形.她尝试借助图2设计矩形四个顶点的位置,其中两个顶点在抛物线上,另外两个顶点分别在线段AC,BC上.求符合设计要求的矩形周长的最大值.
【解答】(1)解:∵OP所在直线是AB的垂直平分线,且AB=8,
∴,
∴点B的坐标为(4,0),
∵OP=16,
∴点P的坐标为(0,16),
∵点P是抛物线的顶点,
∴设抛物线的函数表达式为y=ax2+16,
∵点B(4,0)在抛物线y=ax2+16上,
∴16a+16=0,
解得:a=﹣1,
∴抛物线的函数表达式为y=﹣x2+16(﹣4≤x≤4);
(2)解:由点D,E在抛物线y=﹣x2+16上,
不妨设点E的坐标为(m,﹣m2+16),
∵DE∥AB,交y轴于点F,
∴DF=EF=m,OF=﹣m2+16,
∴DE=2m,
∵在Rt△ABC中,∠ACB=90°,OA=OB,
∴,
∴CF=OF﹣OC=﹣m2+16﹣4=﹣m2+12,
根据题息,得DE+CF=9,
∴﹣m2+12+2m=9,
解得:m1=3,m2=﹣1 (不符合题意,舍去),
∴m=3.
∴DE=2m=6,CF=﹣m2+12=3,
答:DE的长为6米,CF的长为3米;
(3)解:如图矩形灯带为GHML,
根据题意,得A(﹣4,0),B(4,0),C(0,4),
设直线AC和BC的表达式分别为:y=kx+4,y=px+4,
故﹣4k+4=0,4p+4=0,
解得k=1,p=﹣1,
故直线 AC和BC的表达式分别为:y=x+4,y=﹣x+4,
设点G(m,﹣m2+16)、H(﹣m,﹣m2+16)、L(m,m+4)、M(﹣m,m+4),
则矩形周长=2(GH+GL)=2(﹣2m﹣m2+16﹣m﹣4)=﹣2(m+1.5)2,
根据抛物线的性质,得抛物线的最大值为,
故矩形周长的最大值为米.
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