内容正文:
二次函数中线段与参数定值问题复习讲义
二次函数中线段与参数定值问题复习讲义
知识点解析
一、解题原理
1. 坐标化原理
把抛物线上动点、定点全部用含参数坐标表示,将线段长度、距离、斜率都转化为坐标代数式。
1. 定值不变原理
式子化简后消去所有参数,结果与动点位置、参数取值无关,即为定值。
1. 韦达定理整体代换原理
直线与抛物线联立,用韦达定理整体代换两根和、两根积,不解单独横坐标,直接化简线段表达式。
1. 几何转化代数原理
水平/竖直线段直接坐标作差;斜线段用距离公式、弦长公式,转化为代数运算。
二、解题思路
1. 设点:设二次函数解析式、动点坐标、直线方程,引入参数;
1. 联立:直线与抛物线联立,得一元二次方程,写出韦达定理;
1. 表示:用坐标把线段长、线段和差、比值、乘积写成代数式;
1. 化简:借助韦达整体代换,展开整理;
1. 消参:约掉变量与参数,得到常数,即为定值;
1. 验证:特殊位置代入检验定值是否成立。
极简口诀
设点设线联方程,韦达代换不用根;
线段转成坐标式,化简消参得定值。
例题分析
例1.(2026·四川成都·二模)如图1,在平面直角坐标系中,直线交抛物线于两点,点的坐标为.
(1)求点的坐标;
(2)如图2,在轴右侧直线上有一点(不与点重合),过点作直线交抛物线的图象于,两点(,两点不重合).
①求的取值范围;
②判断的值是否为定值,若是,请求出定值;若不是,请说明理由.
例2.(25-26九年级下·安徽合肥·期中)已知抛物线,抛物线的顶点在抛物线上,且在y轴上的截距为6.
(1)求抛物线的函数解析式.
(2)抛物线与抛物线另一个交点为B,P在抛物线上且在之间,Q在抛物线上且在之间.若轴,求的最大值.
(3)点与点(,为定值)分别抛物线、上.若(为定值)为定值c,求定值a、b、c.
例3.(25-26九年级上·江苏无锡·期末)已知二次函数的图象与轴交于点、(在的左侧),与轴交于点.
(1)点的坐标为_____(用含的代数式表示);
(2)若.
①连接、,是二次函数图象上的一点,且的横坐标大于过点作,垂足为,连接,求点的坐标.
②将二次函数的图象平移后得到二次函数的图象,设与图象的交点为,过点的直线与图象的另一个交点为,与图象的另一个交点为,问线段的长是否为定值?若为定值,请求出这个定值;若不为定值,请说明理由.
例4.(25-26九年级上·江苏无锡·月考)如图,二次函数的图象与x轴交于点和点B(位于x轴的正半轴),与y轴交于点C.若的面积为6,点P,Q为二次函数图象上的两点,设点P的横坐标为m,点Q的横坐标为n,且,直线,分别与y轴交于点M,N.
(1)求该二次函数的表达式;
(2)若,则是定值吗?若是定值,请求出该定值;若不是定值,请说明理由.
变式训练
变式1.(2026·四川绵阳·模拟预测)如图,抛物线经过的三个顶点,其中O为原点,,,点F在线段上运动,点G在直线上方的抛物线上,,于点E,交于点I,平分,,于点H,连接.
(1)求抛物线的解析式及的面积;
(2)当点F运动至抛物线的对称轴上时,求的面积;
(3)试探究的值是否为定值?如果为定值,求出该定值;不为定值,请说明理由.
变式2.(25-26九年级下·广东江门·月考)已知抛物线,直线交抛物线于,两点,设,.
(1),是否为定值,如果是定值则求出该值;
(2)设直线与轴交于点,求抛物线上的任意一点到点的最小距离;
(3)是否为定值,如果是定值则求出该值;
(4)证明以线段为直径的圆与直线相切.
变式3.(24-25九年级上·福建莆田·期中)如图,抛物线与x轴交于,两点,与y轴负半轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点D是抛物线上第三象限内的一点,连接,能否为直角三角形,请简要说明;
(3)如图2,经过定点作直线与抛物线交于M,N两点,试探究是否为定值?若为定值请求出定值,若不为定值,请说明理由.
变式4.(25-26九年级上·安徽合肥·月考)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线与x轴交于A,两点,与y轴交于点C,且.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)若此函数图象上有一点到y轴的距离不大于2,求t的最大值与最小值之差;
(3)若M为线段的中点,N为抛物线的顶点,直线交抛物线于D,E两点,直线交x轴于点P,直线交x轴于点Q.试探究:是否为定值?若为定值,求出的值;若不是定值,请说明理由.
实战演练
1.(2026·安徽合肥·一模)已知抛物线:与直线:交于、两点,其中点在轴上.
(1)若点横坐标为,直线与轴交于点.
①求的值;
②为线段上一点,过点作轴交抛物线于点,求四边形面积最大时点的坐标.
(2)若、为该抛物线上不同的两点,且满足,已知抛物线存在最小值,设,请判断是否为定值,若为定值,请求出,若不是定值,请确定其范围.
2.(2024·四川成都·模拟预测)如图1,抛物线经过的三个顶点,其中O为原点,,,点F在线段上运动.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图2,连接并延长至点C,使得,平分,且于点H,连接,当点F在抛物线的对称轴上时,求的面积;
(3)如图3,过点F作,交线段上方的抛物线于点G,过点G作于点E,交于点I,试探究的值是否为定值?如果为定值,求出该定值;不为定值,请说明理由.
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二次函数中线段与参数定值问题复习讲义
知识点解析
一、解题原理
1. 坐标化原理
把抛物线上动点、定点全部用含参数坐标表示,将线段长度、距离、斜率都转化为坐标代数式。
1. 定值不变原理
式子化简后消去所有参数,结果与动点位置、参数取值无关,即为定值。
1. 韦达定理整体代换原理
直线与抛物线联立,用韦达定理整体代换两根和、两根积,不解单独横坐标,直接化简线段表达式。
1. 几何转化代数原理
水平/竖直线段直接坐标作差;斜线段用距离公式、弦长公式,转化为代数运算。
二、解题思路
1. 设点:设二次函数解析式、动点坐标、直线方程,引入参数;
1. 联立:直线与抛物线联立,得一元二次方程,写出韦达定理;
1. 表示:用坐标把线段长、线段和差、比值、乘积写成代数式;
1. 化简:借助韦达整体代换,展开整理;
1. 消参:约掉变量与参数,得到常数,即为定值;
1. 验证:特殊位置代入检验定值是否成立。
极简口诀
设点设线联方程,韦达代换不用根;
线段转成坐标式,化简消参得定值。
例题分析
例1.(2026·四川成都·二模)如图1,在平面直角坐标系中,直线交抛物线于两点,点的坐标为.
(1)求点的坐标;
(2)如图2,在轴右侧直线上有一点(不与点重合),过点作直线交抛物线的图象于,两点(,两点不重合).
①求的取值范围;
②判断的值是否为定值,若是,请求出定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)①或;②是,定值为
【分析】(1)先根据点B的坐标求得直线和抛物线的解析式,然后联立两个解析式即可解答;
(2)①先联立直线和直线的解析式,求得,结合点E在y轴的右侧,可知,然后联立直线和抛物线的解析式,结合直线和抛物线有两个交点,即,再考虑点E不与点B重合,综合即可求得c的取值范围;
②先联立直线和抛物线的解析式,利用根与系数的关系得到,,过点A作轴于点,过点E作于点F,过点E作轴于点,过点C作于点N,设直线交x轴于点J,利用勾股定理求得,从而得到,进而可知,表示出,同理表示出,代入式子化简即可得结论.
【详解】(1)解:根据题意,把分别代入直线和抛物线,
得;,
∴,,
∴直线;抛物线,
联立,
解得或
∴;
(2)解:①联立,
解得,即,
∵点E在y轴的右侧,即,
∴,
联立,
得,
∵,两点不重合,
∴,
∴
又∵点不与点重合,即直线不经过点B,且当经过点时,,
∴,
∴综上,c的取值范围为或;
②是,定值为,理由如下,
联立,
得,
∴,
由①得,
∴,
如图,过点A作轴于点,过点E作于点F,过点E作轴于点,过点C作于点N,设直线交x轴于点J,
则,,
令,则,即,
∵,则,
∴,,
∴,
∴,
∵轴,
∴
∴,即,
∴,
同理,
如图,过点B作直线,交x轴于点L,过点B作轴于点,设交y轴于点M,
设直线的解析式为,代入,则,
∴直线的解析式为,令,则,即,
∴,,
∴,
∴,
∵轴,
∴,
∴,即,
∴,
同理,
当点E在点B的左侧时,
则,
,
∴;
当点E在点B的右侧时,
则,
,
∴;
综上,是定值,定值为.
例2.(25-26九年级下·安徽合肥·期中)已知抛物线,抛物线的顶点在抛物线上,且在y轴上的截距为6.
(1)求抛物线的函数解析式.
(2)抛物线与抛物线另一个交点为B,P在抛物线上且在之间,Q在抛物线上且在之间.若轴,求的最大值.
(3)点与点(,为定值)分别抛物线、上.若(为定值)为定值c,求定值a、b、c.
【答案】(1)
(2)8
(3),,
【分析】(1)先求得点,设抛物线的解析式为,根据在y轴上的截距为6即可求解;
(2)联立与的解析式求得交点坐标,设,则,表示出,利用二次函数的最值即可求解;
(3)将点的坐标代入解析式可得,,结合,可得,根据对任意恒成立即可求解.
【详解】(1)解:∵点在抛物线上,
∴,
∴,
设抛物线的解析式为,
∵抛物线在y轴上的截距为6,即抛物线过点,
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为,即.
(2)解:联立与的解析式得,
解得,,
∴,
设,
∵轴,Q在抛物线上,
∴,
∴,
∵,,
∴当时,取得最大值,最大值为8.
(3)解:点与点(,为定值)分别抛物线、上,
∴,,
∴,即,
∵,
∴,代入上式得,
∴,
∵该式对任意恒成立,
∴,
解得,
∵,,
∴,
∴,
∴,,.
例3.(25-26九年级上·江苏无锡·期末)已知二次函数的图象与轴交于点、(在的左侧),与轴交于点.
(1)点的坐标为_____(用含的代数式表示);
(2)若.
①连接、,是二次函数图象上的一点,且的横坐标大于过点作,垂足为,连接,求点的坐标.
②将二次函数的图象平移后得到二次函数的图象,设与图象的交点为,过点的直线与图象的另一个交点为,与图象的另一个交点为,问线段的长是否为定值?若为定值,请求出这个定值;若不为定值,请说明理由.
【答案】(1);
(2)①;②长为定值,定值为
【分析】(1)在二次函数解析式中令,计算对应函数值即可得到点的坐标;
(2)①先求出二次函数解析式,进而求出与轴的交点、的坐标,作辅助线轴、,利用角的互余推出,结合等腰直角三角形性质得,进一步推出,结合直角判定,设点坐标并表示出、的长度,根据相似三角形对应边成比例列方程求解点坐标;
②先联立与的解析式求出交点的坐标,将点坐标代入直线的解析式求出关于的表达式,再分别联立直线与、直线与的解析式,利用韦达定理求出点、的坐标,最后代入平面直角坐标系中两点间的距离公式计算的长度,化简后判断其是否为定值.
【详解】(1)解:对于二次函数,令,则,
故答案为:;
(2)①解:当时,,
令,解得或,
∵在左侧,
∴,,.
如图,过点作轴,过点作于,则点的纵坐标是
∵,,
∴.
∵,,
∴,
又轴,
∴,
∴,即.
∵,
∴.
设,则,.
由,得,
即,化简,
解得(舍去),
当时,,故.
②解:联立,得,
解得,,
故.
∵直线过,
∴,解得.
联立,得,
由韦达定理得,
∴,;
联立,得,
由韦达定理得,
∴,,
∴,
故线段的长为定值.
例4.(25-26九年级上·江苏无锡·月考)如图,二次函数的图象与x轴交于点和点B(位于x轴的正半轴),与y轴交于点C.若的面积为6,点P,Q为二次函数图象上的两点,设点P的横坐标为m,点Q的横坐标为n,且,直线,分别与y轴交于点M,N.
(1)求该二次函数的表达式;
(2)若,则是定值吗?若是定值,请求出该定值;若不是定值,请说明理由.
【答案】(1)
(2)是定值,定值为4
【分析】本题主要考查了待定系数法,对称的性质,几何图形面积的计算方法,等腰三角形的判定及性质,二次函数的图象和性质等知识点,熟练掌握以上知识点是解题的关键.
(1)当时,可求出点,再由的面积为6,可得,即可求解;
(2)先过点作轴,作点关于的对称点,连接,由对称和等腰三角形的性质可得,从而判定,,三点共线,再利用待定系数法依次求出直线,直线和直线的解析式,即可求解.
【详解】(1)解:由题意,将点代入得,
,
即,
,
当时,即,
解得,,,
,
.
当时,,
,
.
的面积为6,
,
即,
整理得,,
解得,,(不符合题意,舍去),
,
该二次函数的表达式为.
(2)解:是定值.
如图,过点作轴,作点关于的对称点,连接,即垂直平分,
,,,
.
,
,
,,三点共线.
点P的横坐标为m,点Q的横坐标为n,
.
,
,
解得,,
.
设直线的解析式为,,
则,
解得,
直线的解析式为,
故联立得,
解得或,
即.
设直线的解析式为,
则,
解得,
直线的解析式为,
,
.
设直线的解析式为,
则,
解得,
直线的解析式为,
,
,
,
是定值,该定值为4.
变式训练
变式1.(2026·四川绵阳·模拟预测)如图,抛物线经过的三个顶点,其中O为原点,,,点F在线段上运动,点G在直线上方的抛物线上,,于点E,交于点I,平分,,于点H,连接.
(1)求抛物线的解析式及的面积;
(2)当点F运动至抛物线的对称轴上时,求的面积;
(3)试探究的值是否为定值?如果为定值,求出该定值;不为定值,请说明理由.
【答案】(1),的面积为12
(2)当点F运动至对称轴上时,的面积为3
(3)的值是定值,定值为
【分析】(1)运用待定系数法可得.设点到的距离为,点的纵坐标为,根据三角形面积公式即可求得;
(2)当点运动至对称轴上时,点的横坐标为3,可得.连接、,由点与点关于原点对称,可得点、、三点共线,且为的中点.推出,可得点到的距离为.再根据三角形面积公式即可求得答案;
(3)过点作于点,过点作于点.运用勾股定理可得.再证得为等腰直角三角形.设,则,再运用解直角三角形可求得,,即可求得答案.
【详解】(1)解:设抛物线解析式为,
将,代入上式,得,
整理得,
解得,
,
设点O到的距离为d,点A的纵坐标为,则,,
∴的面积;
(2)解:由(1)得抛物线的对称轴为,
当点F运动至对称轴上时,点F的横坐标为3,
,
即,
连接,,
∵,,
∴A与点C关于原点O对称,
∴点A,O,C三点共线,且O为的中点,
,
,
.
平分,
,
,
∴,
与间的距离为d,
∴点H到的距离为d,
,,
,
∴当点F运动至对称轴上时,的面积为3;
(3)解:过点A作于点L,过点F作于点K,
由题意得,,
,
,
∴在中,,
.
,
,即为等腰直角三角形,
设,则,
∵,
∴,
在和中,,
即,
,
解得,
,
又,
即,
,解得,
,
的值是定值,定值为.
变式2.(25-26九年级下·广东江门·月考)已知抛物线,直线交抛物线于,两点,设,.
(1),是否为定值,如果是定值则求出该值;
(2)设直线与轴交于点,求抛物线上的任意一点到点的最小距离;
(3)是否为定值,如果是定值则求出该值;
(4)证明以线段为直径的圆与直线相切.
【答案】(1)是定值,,
(2)1
(3)是定值,1
(4)见详解
【分析】(1)联立函数解析式,得到一元二次方程,根据根与系数的关系进行求解即可;
(2)根据两点间的距离公式求出,利用二次函数求值即可;
(3)求出,,推出,结合(1)中结论,进行求解即可;
(4)中点坐标公式得到圆心的坐标,进而得到圆心到直线的距离为,求出线段的长,判断与的关系,即可得证.
【详解】(1)解:是定值.
联立:,则,化简得,
∴,,
∴,
∴,;
(2)解:∵直线与轴交于点,
∴,
∵抛物线上的任意一点
∴
则
令,则,
∴抛物线上的任意一点到点的最小距离为1;
(3)解:是定值,
∵,,且,
∴,
同理:,
∴
,
由(1)知:,
∴原式,
∴是定值,定值为1;
(4)解:∵线段为直径,
∴圆心的坐标为:,
∴圆心到直线的距离为,
∵,
∴,
∵,
由(1)知:,,
∴,
,
∴,
∴,
∴,
∴圆心到直线的距离等于半径,
∴以线段为直径的圆与直线相切.
变式3.(24-25九年级上·福建莆田·期中)如图,抛物线与x轴交于,两点,与y轴负半轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点D是抛物线上第三象限内的一点,连接,能否为直角三角形,请简要说明;
(3)如图2,经过定点作直线与抛物线交于M,N两点,试探究是否为定值?若为定值请求出定值,若不为定值,请说明理由.
【答案】(1)
(2)不存在第三象限的点,使为直角三角形;
(3)是4,是定值,见解析
【分析】(1)利用待定系数法求抛物线的解析式即可;
(2)点,,,,分三种情况讨论,利用勾股定理列出方程,据此解答即可;
(3)设经过点的一次函数的解析式为,,,得到,利用根与系数的关系,公式变形计算即可.
【详解】(1)解:∵抛物线解析式为与x轴交于,两点,
∴,
解得,
故抛物线的解析式为;
(2)解:不存在第三象限的点,使为直角三角形;理由如下,
∵,令,得,
∴,
∵,
∴,
∴,
设点,
∴,,,
①当,由勾股定理得,
∴,
整理得,
解得,
此时点与点重合,
∴不存在点,使;
②当,由勾股定理得,
∴,
整理得,
解得,,
∵点D在第三象限内的一点,
∴,
此时点与点重合,
∴不存在点,使;
③当,由勾股定理得,
即,
整理得,即,
解得或,
∴不存在点,使;
综上,不存在第三象限的点,使为直角三角形;
(3)解:是定值.理由如下:
设经过点的一次函数的解析式为,
∴,
∴,
故一次函数的解析式为,
设,,
根据题意,得,
∴,
∴,
∴,
∴
,
∵
,
同理可证,,
∴
,
∴,是定值.
变式4.(25-26九年级上·安徽合肥·月考)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线与x轴交于A,两点,与y轴交于点C,且.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)若此函数图象上有一点到y轴的距离不大于2,求t的最大值与最小值之差;
(3)若M为线段的中点,N为抛物线的顶点,直线交抛物线于D,E两点,直线交x轴于点P,直线交x轴于点Q.试探究:是否为定值?若为定值,求出的值;若不是定值,请说明理由.
【答案】(1)
(2)9
(3)是定值,
【分析】本题考查二次函数的综合应用,二次函数的最值,正确的求出函数解析式,利用数形结合的思想进行求解,是解题的关键:
(1)根据题意求出,将三个点代入函数表达式求解即可;
(2)根据在函数图象上,得到,根据到y轴的距离不大于2,得到,根据二次函数的性质,求出最大值和最小值,作差即可;
(3)设,,求出,根据题意求出,,即可求出答案.
【详解】(1)解:
,
将代入,
,解得,
该抛物线的函数表达式为;
(2)由(1)可知:,
∵函数图象上有一点到y轴的距离不大于2,
∴,,
∵,
∴抛物线的开口向上,对称轴为直线,
∴当时,的值最小为,抛物线上的点离对称轴越远,函数值越大,
∵,,
∴当时,的值最大为,
∴的最大值与最小值的差为;
(3)解:的值为定值,
为抛物线上两点,
设,,
为直线与抛物线的交点,
联立得:,
得:,
,
为抛物线的顶点,
,
,
设的解析式为,
把代入,得为
,
解得,
∴,
直线交轴于点,
令,得,解得,
,
,
同法可得的解析式:,
令,得,解得,
,
为线段的中点,
,
,
,
,
故的值为定值,为.
实战演练
1.(2026·安徽合肥·一模)已知抛物线:与直线:交于、两点,其中点在轴上.
(1)若点横坐标为,直线与轴交于点.
①求的值;
②为线段上一点,过点作轴交抛物线于点,求四边形面积最大时点的坐标.
(2)若、为该抛物线上不同的两点,且满足,已知抛物线存在最小值,设,请判断是否为定值,若为定值,请求出,若不是定值,请确定其范围.
【答案】(1)①;②
(2)定值
【分析】(1)①把代入得,得出代入得出的值;
②根据题意,进而根据二次函数的性质,求得最值,即可求解;
(2)根据已知得出,根据抛物线存在最小值得出,进而得出,再分别用表示出,代入计算,即可求解.
【详解】(1)解:①把代入得,
∴,
把代入,
得;
②,
抛物线,
当时,,
;
如图,
由题意得:,
∴,
时,四边形的面积最大,
把代入得,
四边形面积最大时点的坐标为;
(2)解:,
,即,
∵抛物线存在最小值,
,解得(舍),
,
、为该抛物线上不同的两点,
,
,
,
即为定值.
2.(2024·四川成都·模拟预测)如图1,抛物线经过的三个顶点,其中O为原点,,,点F在线段上运动.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图2,连接并延长至点C,使得,平分,且于点H,连接,当点F在抛物线的对称轴上时,求的面积;
(3)如图3,过点F作,交线段上方的抛物线于点G,过点G作于点E,交于点I,试探究的值是否为定值?如果为定值,求出该定值;不为定值,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)的值是定值,定值为
【分析】(1)设抛物线的解析式为,把A、D的坐标代入求解即可;
(2)先求出抛物线的对称轴为直线.当点F运动至对称轴上时,点F的横坐标为,可求.连接、,利用等腰三角形三线合一的性质以及等边对等角可得出,结合角平分线定义,平行线的判定可得出,则,然后根据三角形面积公式求解即可;
(3)过点A作于点L,过点F作于点K.根据A、D的坐标可判定出,进而可判定为等腰直角三角形.设,则,由,根据正切的定义可求出,进而求出.又∵中利用勾股定理求出,即可求解.
【详解】(1)解:设抛物线的解析式为.
将,,代入,得,,
解得:,
∴;
(2)解∶ ∵,
∴抛物线的对称轴为直线.
当点F运动至对称轴上时,点F的横坐标为,则,即.
如图,连接、,
∵,
∴,
∴.
∵平分,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴当点F运动至抛物线的对称轴上时,的面积为;
(3)解:如图,过点A作于点L,过点F作于点K.
由题意得,,
∴.
∴,
∵在中,,
∴,
∵,
∴,即为等腰直角三角形.
设,则,
在和中,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
又∵中,,,
∴,
∴,
∴的值是定值,定值为.
2
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