专题07 二次函数与几何图形的综合应用 专项训练讲义 2026-2027学年人教版数学九年级上册
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内容正文:
2026-2027学年度人教版数学九年级上册专项训练讲义
专题07二次函数与几何图形的综合应用
专题目标
掌握用坐标表示几何图形元素(点、线段、角)的方法。
2.
会处理二次函数与三角形、四边形的综合问题。
3.
会用对称转化解决抛物线背景下的线段和差最值问题。
会用等角转化处理二次函数中的角度问题。
会处理二次函数与平移、对称等图形变换的综合问题,体会数形结合思想。
专题目录
题型01:二次函数与三角形的综合
题型02:二次函数与四边形的综合
题型03:二次函数与线段和差最值(将军饮马型)
题型04:二次函数与角度问题(等角转化)
题型05:二次函数与图形变换(平移、对称)综合
题型01:二次函数与三角形的综金
题型描述:题干给出抛物线与坐标轴(直线)的交点构成三角形,求面积、周长或形状判
断。核心得分点是求交点坐标并把几何量坐标化。
基础知识:
1/18
抛物线与x轴、y轴交点的求法:
三角形面积用水平底×竖直高计算:
判断三角形形状:算三边(平方)比关系:
点的坐标与线段长互化。
解题方法:
求交点:令x=0、y=0求各交点:
表边长:用坐标表示各边(平方);
算几何量:求面积、周长:
判形状:比较边长关系判断形状。
解题思路:
口诀:交、边、量、形。坐标系中算三角形,先求全所有顶点;边长平方代替边长可避开
根号。
1.(24-25九年级上·甘肃酒泉·期末)如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图像交坐标轴于
A(-1,0)
B(4,0),C(0,4)三点,点P是直线BC下方抛物线上一动点.
(1)求这个二次函数的解析式:
(2)是否存在点P,使△POC是以OC为底的等腰三角形?若存在,求出P点坐标;若不存在,请说明理
由:
(3)动点P运动到什么位置时,△PBC面积最大,求出此时P点坐标.
2.(26-27九年级上·陕西安康·阶段检测)如图,抛物
y=-t+x+C(b、c为常数).与x轴交于
41,0、B(3,0)两点,与y轴交于点C,连接4C、BC.
2/18
B
图1
备用图
(1)求抛物线的解析式:
(2)如图I,点D是抛物线上第一象限内的动点,连接CD、BD,求△BCD面积的最大值;
(3)在抛物线的对称轴上,是否存在点P,使得以A、C、P为顶点的△ACP是以AC为腰的等腰三角形?
若存在,求出所有符合条件的点P的坐标:若不存在,请说明理由
3.(25-26九年级上山东东苦期中)如图,已知抛物线y=m+x+5与箱交于4(-,0,B(5,0)两点
(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式:
(2)点D是第一象限内抛物线上的一个动点(与点C,B不重合),过点D作DF⊥x轴于点F,交直线
BC于点E,连接BD,直线BC能否把△BDF分成面积之比为l:2的两部分?若能,请求出点D的坐标;
若不能,请说明理由。
(3)若M为抛物线对称轴上一动点,使得△MBC为直角三角形,请直接写出点M的坐标.
4.(2526九年级上甘肃张掖阶段检测)如图,抛物线”=-+x+c与轴交于点1(-1,0)和点8,与y
C(0,3)
轴交于
3/18
备用图
(1)求抛物线的解析式及顶点坐标:
(2)当-3<x<4时,直接写出y的取值范围:
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使△PAC的周长最小?如果存在,请求出点P的坐标;如果不存
在,请说明理由;
(④)设点M在抛物线的对称轴上,当△MAC是直角三角形时,直接写出点M的坐标.
题型02:二次函数与四边形的综金
题型描述:题干在抛物线背景下给出(或探求)平行四边形、矩形等特殊四边形。核心得
分点是用对角线中点关系或边、角条件列方程。
基础知识:
平行四边形:对角线中点重合:
矩形:平行四边形十对角线相等(或一个直角);
菱形:邻边相等:
坐标中点公式与距离公式是基本工具。
解题方法:
设动点:用参数表示抛物线上的动点:
译条件:把四边形的性质翻译成坐标等式:
解方程:求动点坐标:
验形状:检验邻边不重合、不退化。
解题思路:
口诀:点、性、程、验。先定“什么样的四边形”,再选对应性质列方程;平行四边形优
先用中点公式。
5.(26-27九年级上浙江杭州阶段检测)如图,关于x的二次函数
=x2+2mx+m2+2
的图象为抛物线
4/18
C,直线y=a与抛物线C交于A,B两点,过抛物线C的顶点作x轴的平行线',过A,B分别作I的
垂线,垂足为M,N.若四边形ABNM为正方形,则a=
B y=a
M
6(25-26九年级上湖北襄阳阶段检测)如图,抛物线”=r+(4a-)x-4与*销交于点4、B,与》轴
交于点C,且OC=2OB,点D为线段OB上一动点(不与点B重合),过点D作矩形DEFH,点
H、F在抛物线上,点E在x轴上
珠
E
D
○
(1)求a的值;
(2)当矩形DEFH的周长最大时,求矩形DEFH的面积;
(3)在(2)的条件下,矩形DEFH不动,将抛物线沿着x轴向左平移m个单位,抛物线与矩形DEFH
的边交于点M、N,连接M、N.若MN恰好平分矩形DEFH的面积,求m的值.
7.(2627九年级上广东惠州阶段检测》如图,抛物线'=+c-3与辅交于(-1,0),B(3,0
两点,
(2,n)
过点A的直线I交抛物线于点
5/18
(1)求抛物线的解析式:
(2)点P是线段AC上的一个动点,过点P作x轴的垂线交抛物线于点E,求线段PE的长最大时点P的
坐标:
(3)点F是抛物线上的动点,在x轴上是否存在点D,使得以点A,C,D,F为顶点的四边形是平行四
边形?如果存在,请直接写出所有满足条件的点D的坐标:如果不存在,请说明理由.
3(26-27九年级上广东东莞阶段检测)抛物线;+x+c与x轴交于4,C2,0两点,与y轴交
点B(0,6).动点D在线段OB上(点D与点O不重合).
VA
图1
图2
图3
①)求抛物线y=r+x+C的表达式,
(2)连接CD,在CD的左上方以CD为边作正方形CDMN,
①如图1,当BD=4时,求正方形CDMN的面积;
②如图2,当点M落在抛物线上时,求点M的坐标:
(③)如图3,在动点D的正上方有月一动点B0,小,且D=
4,当点D从点B开始运动时,点E以相
同的速度同时出发,两点都沿y轴的正方向匀速运动,点D停止运动时点E同时停止运动.连接AE,
CD,求AE+CD的最小值和此时P的值.
【题型03:二次函数与线段和差最值(将军饮马型)
题型描述:题干在抛物线(或对称轴)上找一点,使它到两定点距离之和最小(差最
大)。核心得分点是用抛物线的对称性或作对称点转化。
基础知识:
抛物线对称轴上的点到两对称点距离相等:
6/18
和最小:作对称点,连线与对称轴(抛物线)的交点即所求:
差最大:三点共线时取得:
最小值等于对称点与另一定点的距离。
解题方法:
定轴定点:确定动点所在直线(对称轴)与两定点:
作对称:作一定点关于该直线的对称点:
连求交:连线求交点即动点位置:
算最值:求最小(大)值。
解题思路:
口诀:轴、称、交、值。抛物线自带对称性,常把抛物线上的点转移到对称轴上处理;和
最小做对称,差最大求共线。
9,(26-27九年级上天津和平阶段检测)如图,二次函数》=+4r+
的图象顶点为M,与》轴相交
于点C,且经过点
(3,-4)
VA
(1)求a的值.
②连接MC,M1,4C.求ac」
(3)若点P是x轴上一点,当CP+MP最小时,点P的坐标为_
10.(26-27九年级上甘肃平凉阶段检测)如图1,抛物线y=r-2x+C与*轴交于点
(-3,0)和B,与
'轴交于点C0列
7/18
D
B
B
0
0
图1
备用图
(1)求该抛物线的解析式:
(②)点P是抛物线对称轴I上的一个动点,当PB+PC的值最小时,求此时点P的坐标:
3)若点D是抛物线的顶点,求△ACD的面积,
1,(26,27九年级上安微合肥阶段检测)如图,揽物线=+饭-4经过1(-2,0),B4,0)两点,与y
轴交于点C,P为第四象限内抛物线上一点.
ò
(1)求抛物线的函数表达式:
(2)点2为该抛物线对称轴上一动点,求QA+QC的最小值,并求出此时点的坐标:
3)设四边形PBOC的面积为S,求S的最大值并求出此时点P的坐标:
12.(26-27九年级上河南周口阶段检测)如图,抛物线”=r+m与直线=-x+b相交于点4(2,0)和
点B
8/18
(I)求m和b的值:
2)点P是抛物线对称轴上一动点,连接BP,OP,求OP+BP最小时点P的坐标;
(3)点M是直线AB上的一个动点,将点M向左平移3个单位长度得到点N,若线段MN与抛物线只有
一个公共点,请你画图观察,直接写出点M的横坐标“的取值范围.
题型04:二次函数与鱼度问题(等角转化)
题型描述:题干给出抛物线上的点与角的条件(等角、倍角、特殊角),求点坐标或解析
式。核心得分点是把角条件转化为全等、等腰或边的比例关系。
基础知识:
等角常通过对称、全等转化:
45°角构造等腰直角三角形;
角平分线条件转化为距离相等;
坐标系中角问题先“边化”再“坐标化”。
解题方法:
析角:把角的条件分析成边的关系:
作辅助:作垂线、对称点或等腰直角三角形:
建方程:用坐标表示等量关系:
解验答:求解并检验点在抛物线上。
解题思路:
口诀:角、边、程、验。抛物线中的角问题极少用量角,全靠转化;45配等腰直角是固定
套路。
13.(2627九年级上天津阶段检测)如图,在平面直角坐标系0中,抛物线"=r+r+0与”轴交于
xOy
A、B两点,与'轴交于点C,对称轴为直线x=2,点4的坐标为L,0)
9/18
备用图1
备用图2
(1)该抛物线的表达式为,
(2)点P为抛物线上一点(不与点A重合),连接PC.当∠PCB=∠ACB时,求点P的坐标:
3)在(2)的条件下,点M,N是x轴上的两个动点,点M在点N左侧且MN=1,当四边形CMNP
周长取得最小值时,求点N的坐标,
y=-x+bx+c
14.(26-27九年级上·重庆阶段检测)如图1,二次函数
与x轴相交于A,B两点,与y轴
相交于点C.已知1(-l,0)
抛物线的对称轴为直线x=1」
图1
图2
备用图
(1)求二次函数的解析式:
(2)如图2,连接BC,点P是第一象限内抛物线上一点,过点P作PE‖y轴交BC于点E,求PE的最
大值以及点P的坐标:
3)将抛物线向右平移1个单位长度,向上平移5个单位长度得新抛物线y,点M是平移后新抛物线上
一点,若∠MAB=∠ABC,直接写出点M的坐标.
15。(2527九年级上湖病长沙阶段检测》知图,二次两数'+加-3的图象与交于1,0),
B3.0两点
10/18
VA
(1)求抛物线的函数表达式:
(2)抛物线上有两动点M,N,横坐标分别
m,n(m<m),记抛物线在MN之间的部分(包括M,N
两点)为图象G.过图象G的左右两端M,N分别作x轴的垂线,过图象G的最高点和最低点分别作
y轴的垂线,当四条直线围成的图形为正方形且正方形边长为2时,求点M的坐标,
16。(26-27九年级上天津南开阶段检测)如图,抛物线'=+c+2与x轴交于点1(-10),B(4,0)
与y轴交于点C,连接BC
M
M
D
AO
备用图
(I)求抛物线的解析式及顶点M的坐标.
(②)若D是直线BC上方抛物线上的一动点,连接BD,CD,求△BCD面积的最大值.
3)已知H是抛物线上的一点,连接CH,若∠HCB=∠ABC,直接写出点H的坐标.
题型05:二次函数与图形变换(平移、对称)综合
题型描述:题干给出抛物线(或几何图形)平移、对称后的新图象,求解析式或交点。核
心得分点是抓住变换前后顶点(关键点)的变化。
基础知识:
平移:左加右减(x)、上加下减(y):
抛物线平移抓顶点:新顶点定新解析式:
11/18
关于x轴对称:y变号:关于y轴对称:x变号:
对称(平移)前后形状不变,a不变。
解题方法:
定变换:明确平移方向距离或对称轴:
求新顶点:求关键点的对应点:
写解析式:由新顶点(点)写出新解析式:
解所求:求交点、最值等。
解题思路:
口诀:换、点、式、解。变换问题“形不动点动”,抓住顶点一个点就够了;开口方向变
化的只有关于x轴对称(a变号)。
y=x+bx+c
A0,1)B(2,-1)
17.(26-27九年级上安徽合肥:阶段检测)已知二次函数
的图象经过点
两
点
(1)试求b、c的值:
y=x+bx+c
3,-3)
(2)能否通过上下平移二次函数
的图象,使得到的新函数的图象过点
.若能,求出
平移的方向和距离;若不能,请说明理由。
xOy
18.(26-27九年级上·北京东城阶段检测)在平面直角坐标系中,抛物线:
G y=-x'+bx+c
经过点
(o,p)和p,pp≠o)
(I)求抛物线G的顶点坐标(用含P的式子表示):
2)将抛物线G向上平移3个单位,再向右平
n(n>0)
个单位得到抛物线G,若抛物线G恒过
求n的取值范围.
19.(26-27九年级上山东济宁阶段检测)如图1,己知抛物线”=+x+3交*轴于
A(-1,0),点
B4,O,交'轴于点C.过点C作CDB
交抛物线于点D
12/18
图1
图2
图3
(1)此抛物线对称轴为
b=
②)如图2,点E是线段OB上一动点,连接CE,若CE平分∠OCB,求点E的坐标:
)将抛物线”图象沿*轴正方向平移m个单位m>0得到新抛物线”的图象,对于新抛物线”图象
33
上的一点(x,y),当0≤x≤3时,为的最小值为16:
①直接写出m的值:
②如图3,在(2)的条件下,连接DE,点M为线段DE上一动点,过点M作y轴的平行线,交抛物
线”的图象于点V,当点M从左向右运动时线段MW的长度逐渐减小,求M的横坐标为的取值范
围
20.(2026陕西咸阳·二模)【项目主题】学校要打造特色文化长廊,面向全体师生征集文化长廊设计方
案
【项目实施】喜欢设计的小晨和小亮积极参与合作,如图①是给出文化长廊设计方案的上面一部分:
①△ABC是等腰三角形,且AB=AC,A0LBC,垂足为O:
②长廊上部有两段形状相同的抛物线AB和AC组成,且抛物线AB和AC关于直线AO对称:
③C0=B0=3米,A0=6米;
④根据他们的设计方案,以BC所在直线为x轴,AO所在直线为y轴建立平面直角坐标系,OA左侧
的抛物线的函数表达式为'=-2r+r+c
13118
B
C
图①
图②
(I)【问题解决】求OA右侧抛物线的函数表达式:
(②)【问题解决】学校评审委员会进行综合评审时,对小晨和小亮的创意设计给予充分肯定,并建议在
抛物线和等腰三角形的腰之间加装如图②所示的三根安全杆,其中EF∥BC,GF1EF,DE⊥EF且
D、C两点均在两条抛物线上,EF交OA于点M,综合考虑后,建议将点F加装在AC的三等分点,
且靠近点A处,求此时三根安全杆的长度总和
专题综合训练
一、选择题
1.(2627九年级上陕西怕林阶段检测)如图。已知矩形DEPG的顶点D八G均在抛物线y=之+8
上,点D、G在x轴上方,项点E、F均在x轴上,且DE:EF=3:2,则DE的长为()
YA
A EO FB
A.5
B.6
C.6.3
D.7
2.(2526九年级下-辽宁大连期末)如图,抛物线"=a+2r+c(a>0)与'轴交于点C,与*轴交于
A,B两点,A点在B点的左侧.若点E在x轴上,点P在抛物线上,且以A,C,E,P为顶点的
四边形是平行四边形,则符合条件的点P有()
14118
A.1个
B.2个
C.3个
D.4个
3.(2025广东揭阳三模)如图,物线一:y=+5与”轴交于点4,B(点4在点B的左侧),
与'轴交于点C.将抛物线绕点4旋转80”,得到新的抛物线,它的项点为5。与”轴的另一个
交点为D.若以B,C,D,E为顶点的四边形是矩形.则a的值为()
B
A.2
B.2
C.v5
D.V⑤
4(2425九年级上内蒙古通辽阶段检测)如图,二次函数'=-(+2x+m+1
(a,0)
的图象交x轴于点
和
B(b,0)
交y轴于点C,图象的顶点为D.下列四个命题:
0当0.0.@若=-小,期6=4,@
,则;点C关于图象对称轴的对称点为E,点M为x轴上
的一个动点,当m=2时,△MCE周长的最小值为2+210,@图象上有两点P()和(,乃)
,则5>乃
若<1<5,且+西>2
其中真命题的个数有()
15118
珠
B
A.0个
B.1个
C.2个
D.3个
二、填空题
5.(2627九年级上辽宁鞍山阶段检测)已知点4机,5列,BQ,点M在抛物线y-上运动,则
AM+BM的最小值为,
6、(2425九年缀上四川南充阶段检测)若直线1:y=
2x+a与抛物线y=x2+2x-3交于M、N两点,
则当∠MON=90°时,a值为.
M
7.(26-27九年级上内蒙古巴彦淖尔阶段检测)如图,在平面直角坐标系中,坐标原点为O,抛物线
y=a:-4+2a>0的顶点为4过点4作转的平行俊交抛物线y=--4于点8,连接100
则△AOB的面积为
8.(26-27九年级上广东广州阶段检测)如图,在平面直角坐标系中,菱形ABCD的顶点A在x轴正半
16/18
轴上,顶点D在x轴负半轴上,若抛物线'=a+25+4(a<0)经过点B,C,则点4的坐标为
D
三、解答题
9.(26-27九年级上·四川南充阶段检测)已知抛物
y=am-2r+3a≠0,且a为常数),与y轴交
于点C,与x轴交于点A、B(3,0)
A
M
A
图1
图2
(1)求抛物线的解析式:
②如图1,直线'=c-2+1(k0,且k为常数)与抛物线交于点E,F,点Dmm+)
在第一象
限内的抛物线上,若s=2V2
,求k的值:
©如图2,不经过点P的直线”2+力交抛物线于M。N两点。若直线BM记为=+,直线
BN
记为”=+6,求与么满足的数量关系。
17/18
10.(2026湖北襄阳二模)在平面直角坐标系中,抛物线)=r+r-3经过4(-1,0),B(3,0
两点,抛
物线的顶点为T,点P为x轴下方抛物线上一动点,点P的横坐标为m,
VA
A
⊙
B
图1
备用图
(1)求抛物线的解析式及点T的坐标:
(2)如图1,当点P在直线BC下方且在点T的右侧时,连接OP交BC于点D,当OD=2DP时,求m
的值:
(3)将此抛物线平移得到的新抛物线记为乙,设乙的顶点为
T'(1,m-4
,过点P作x轴的垂线交直线BC
于点E,交L于点F,设E,F两点间的距离为d
①求d关于m的函数解析式:
②若点Q与点P关于原抛物线的对称轴对称,连接PO,当d随m的增大而减小时,是否存在=PQ?
若存在,请直接写出m的值:若不存在,请说明理由.
18/18
2026-2027学年度人教版数学九年级上册专项训练讲义
专题07 二次函数与几何图形的综合应用
▌专题目标
1. 掌握用坐标表示几何图形元素(点、线段、角)的方法。
2. 会处理二次函数与三角形、四边形的综合问题。
3. 会用对称转化解决抛物线背景下的线段和差最值问题。
4. 会用等角转化处理二次函数中的角度问题。
5. 会处理二次函数与平移、对称等图形变换的综合问题,体会数形结合思想。
▌专题目录
题型01:二次函数与三角形的综合
题型02:二次函数与四边形的综合
题型03:二次函数与线段和差最值(将军饮马型)
题型04:二次函数与角度问题(等角转化)
题型05:二次函数与图形变换(平移、对称)综合
▌题型01:二次函数与三角形的综合
题型描述:题干给出抛物线与坐标轴(直线)的交点构成三角形,求面积、周长或形状判断。核心得分点是求交点坐标并把几何量坐标化。
基础知识:
1. 抛物线与x轴、y轴交点的求法;
2. 三角形面积用水平底×竖直高计算;
3. 判断三角形形状:算三边(平方)比关系;
4. 点的坐标与线段长互化。
解题方法:
1. 求交点:令x=0、y=0求各交点;
2. 表边长:用坐标表示各边(平方);
3. 算几何量:求面积、周长;
4. 判形状:比较边长关系判断形状。
解题思路:
口诀:交、边、量、形。坐标系中算三角形,先求全所有顶点;边长平方代替边长可避开根号。
1.(24-25九年级上·甘肃酒泉·期末)如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图像交坐标轴于,,三点,点P是直线下方抛物线上一动点.
(1)求这个二次函数的解析式;
(2)是否存在点P,使是以为底的等腰三角形?若存在,求出P点坐标;若不存在,请说明理由;
(3)动点P运动到什么位置时,面积最大,求出此时P点坐标.
【答案】(1)
(2)点P的坐标为
(3)点坐标为
【分析】本题为二次函数的综合应用,涉及待定系数法、等腰三角形的性质、二次函数的性质、三角形的面积、方程思想等知识.
(1)由、、三点的坐标,利用待定系数法可求得抛物线解析式;
(2)由题意可知点在线段的垂直平分线上,则可求得点纵坐标,代入抛物线解析式可求得点坐标;
(3)过作轴,交轴于点,交直线于点,用点坐标可表示出的长,则可表示出的面积,利用二次函数的性质可求得面积的最大时点的坐标.
【详解】(1)解:设抛物线解析式为,把,,三点坐标代入可得:
,
解得:,
∴抛物线解析式为;
(2)解:存在,理由如下:
作的垂直平分线,交于点,交下方抛物线于点,如图1,
,此时点即为满足条件的点,
∵,
,
点纵坐标为,
代入抛物线解析式可得,解得(小于0,舍去)或,
∴存在满足条件的点,其坐标为;
(3)解:由题意可设,
过作轴于点,交直线于点,如图2,
设直线解析式为,则有:
,解得:,
∴直线解析式为,
,
,
,
∴当时,最大值为8,此时,
∴点坐标为.
2.(26-27九年级上·陕西安康·阶段检测)如图,抛物线(b、c为常数).与x轴交于、两点,与y轴交于点C,连接、.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点D是抛物线上第一象限内的动点,连接、,求面积的最大值;
(3)在抛物线的对称轴上,是否存在点P,使得以A、C、P为顶点的是以为腰的等腰三角形?若存在,求出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)的面积的最大值为.
(3)存在,或或
【分析】(1)把,代入即可求解;
(2)设,过点作轴于点,根据即可求解;
(3)设,是以为腰的等腰三角形,分两种情况:,即可求解.
【详解】(1)解:把,代入得,
,解得,
∴抛物线的解析式为.
(2)解:设,过点作轴于点,
由抛物线的解析式,
令时,,
∴,
∴,
∵,,且点在第一象限,
∴,,,,
∵
,
∵,
∴当时,的面积的最大值为.
(3)解:设,
∵为等腰三角形的腰,分情况如下:
当时,如图,
∵,,
∴,
∴,
解得,,
∴或,
设直线的解析式为,
把,代入得,
解得,
∴直线的解析式为,
当时,,
∴在直线上,不能构成三角形,不符合题意,舍去,
∴;
当时,如图,
由可知,
∴,
解得,
或;
综上所述,点的坐标为或或.
3.(25-26九年级上·山东东营·期中)如图,已知抛物线与x轴交于,两点(点在点的左侧),与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点是第一象限内抛物线上的一个动点(与点不重合),过点作轴于点,交直线于点,连接,直线能否把分成面积之比为的两部分?若能,请求出点的坐标;若不能,请说明理由.
(3)若为抛物线对称轴上一动点,使得为直角三角形,请直接写出点的坐标.
【答案】(1)
(2)能,或
(3)点的坐标为,,,
【分析】(1)利用待定系数法求解可得;
(2)利用待定系数法确定直线的解析式为,设,则,,则,,利用三角形的面积公式进行讨论:当时,;当时,,从而可得到关于的方程,然后解方程求出就看得到对应的点坐标;
(3)先确定抛物线的对称轴,设,利用两点间的距离公式得到,,,利用勾股定理的逆定理分类讨论:当时,当时,当时,然后分别解关于的方程,从而可得到满足条件的点坐标.
【详解】(1)解:将,代入,
得:,
解得,
则抛物线解析式为;
(2)解:能.
将代入中,
得:,
∴,
设直线的解析式为,
把,代入得,
解得,
∴直线的解析式为,
设,则,,
∴,,
当时,,
即,
整理得,
解得,(舍去),
此时点坐标为;
当时,,
即,
整理得,
解得,(舍去),
此时点坐标为;
综上所述,当点的坐标为或时,直线能否把分成面积之比为的两部分;
(3)解:抛物线的对称轴为直线,如图,
设,
∵,,
∴,,,
当时,为直角三角形,,
即,
解得,此时点的坐标为;
当时,为直角三角形,,
即,
解得,此时点的坐标为;
当时,为直角三角形,,
即,
解得,,此时点的坐标为或;
综上所述,满足条件的点的坐标为,,,.
【点睛】本题是二次函数的综合题:熟练掌握二次函数图象上点的坐标特征和二次函数的性质;会利用待定系数法求直线和抛物线的解析式,会求抛物线与轴的交点坐标;能运用勾股定理的逆定理判定直角三角形;理解坐标与图形性质,记住两点间的距离公式;学会运用分类讨论的数学思想解决数学问题.
4.(25-26九年级上·甘肃张掖·阶段检测)如图,抛物线与x轴交于点和点B,与y轴交于点.
(1)求抛物线的解析式及顶点坐标;
(2)当时,直接写出y的取值范围;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使的周长最小?如果存在,请求出点P的坐标;如果不存在,请说明理由;
(4)设点M在抛物线的对称轴上,当是直角三角形时,直接写出点M的坐标.
【答案】(1),
(2)
(3)存在,点P坐标为
(4)当是直角三角形时,点M的坐标为或或或
【分析】(1)由点A、C的坐标,利用待定系数法即可求出抛物线的解析式,再将抛物线的一般式转化为顶点式进而求出抛物线的顶点;
(2)根据二次函数的图象和性质可知当时,y取得最大值为4,再分别求出当时和当时对应的y值,结合函数图象即可得出答案.
(3)设抛物线与x轴的另一个交点为点B,连接交抛物线对称轴于点P,此时的最小值为,利用二次函数图象上点的坐标特征可求出点B的坐标,由点B、C的坐标利用待定系数法即可求出直线的解析式,利用抛物线顶点式可求出抛物线的对称轴,再利用一次函数图象上点的坐标特征即可求出点P的坐标;
(4)设点M的坐标为,则,,,分、、三种情况,利用勾股定理可得出关于m的一元二次方程或一元一次方程,解之可得出m的值,进而即可得出点M的坐标.
【详解】(1)解:由题意知,将,代入中,
得,解得:,
∴抛物线的解析式为,
将抛物线的一般解析式转化为顶点式为,
当时,,
∴抛物线的顶点坐标为.
(2)解:由(1)可知,
则抛物线开口向下,且当时,y取得最大值为4,
当时,,
当时,,
故当时,.
(3)解:存在,
如图,设抛物线与x轴的另一个交点为点B,连接交抛物线对称轴于点P,此时的最小值为,
当时,有,
解得:,,
∴点B的坐标为,
∵抛物线的解析式为,
∴抛物线的对称轴为直线,
设直线的解析式为,
将、代入中,
得:,解得:,
∴直线的解析式为,
∵当时,,
∴当周长最小时,点P的坐标为.
(4)解:如图,设点M的坐标为,
由勾股定理得,,
,
,
此时分三种情况考虑:
①当时,有,即,
解得:,
∴点M的坐标为,
②当时,有,即,
解得:,,
∴点M的坐标为或,
③当时,有,即,
解得:,
∴点M的坐标为,
综上所述,当是直角三角形时,点M的坐标为或或或.
【点睛】本题考查了抛物线的解析式求解、求抛物线的顶点坐标、动点最值问题求解对称轴上点的坐标、勾股定理及直角三角形的性质应用.
▌题型02:二次函数与四边形的综合
题型描述:题干在抛物线背景下给出(或探求)平行四边形、矩形等特殊四边形。核心得分点是用对角线中点关系或边、角条件列方程。
基础知识:
1. 平行四边形:对角线中点重合;
2. 矩形:平行四边形+对角线相等(或一个直角);
3. 菱形:邻边相等;
4. 坐标中点公式与距离公式是基本工具。
解题方法:
1. 设动点:用参数表示抛物线上的动点;
2. 译条件:把四边形的性质翻译成坐标等式;
3. 解方程:求动点坐标;
4. 验形状:检验邻边不重合、不退化。
解题思路:
口诀:点、性、程、验。先定“什么样的四边形”,再选对应性质列方程;平行四边形优先用中点公式。
5.(26-27九年级上·浙江杭州·阶段检测)如图,关于的二次函数的图象为抛物线,直线与抛物线交于,两点,过抛物线的顶点作轴的平行线,过,分别作的垂线,垂足为,.若四边形为正方形,则________.
【答案】
【分析】先配方求出抛物线顶点坐标,确定直线的解析式,从而表示出的长;利用抛物线的对称性表示出的长;根据正方形的性质列出关于的方程求解.
【详解】解:,
∴顶点坐标为,
∵直线过顶点且平行于轴,
∴直线的解析式为,
∵,在直线上,且四边形为正方形,
∴,,
当时,,解得,,
∴,
∵四边形为正方形,
∴,
∴,解得或,
∵当时,,重合,不能构成正方形,
∴舍去,
∴.
6.(25-26九年级上·湖北襄阳·阶段检测)如图,抛物线与轴交于点,与轴交于点,且.点为线段上一动点(不与点重合),过点作矩形,点在抛物线上,点在轴上.
(1)求的值;
(2)当矩形的周长最大时,求矩形的面积;
(3)在()的条件下,矩形不动,将抛物线沿着轴向左平移个单位,抛物线与矩形的边交于点,连接.若恰好平分矩形的面积,求的值.
【答案】(1)抛物线的解析式为;
(2)矩形的面积为;
(3)的值为.
【分析】本题考查了待定系数法求解析式,矩形的性质,二次函数的性质,平移规律等,掌握知识点的应用是解题关键.
()先求出点的坐标,由,可推出点坐标,将点坐标代入解析式可求出的值,即可写出抛物线的解析式;
()设点坐标为,用含的代数式表示出矩形的周长,利用二次函数的性质求出取其最大值时的值,即求出点的坐标,进一步可求出矩形的面积;
()连接,,,设与交于点,过点作的平行线,交于,交于点,则直线将矩形的面积分成相等的两半,依次求出直线,的解析式,再求出点的坐标,即可得出的值.
【详解】(1)解:在抛物线 中,当时,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
将代入得,,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:设点坐标为,
∵四边形为矩形,
∴,
∵,
∴抛物线对称轴为,
∴点到对称轴的距离为,
由对称性可知,
∴矩形的周长,
∴当时,矩形周长取最大值,
∴此时,
∴,,
∴矩形的面积为;
(3)解:如图,连接,,,设与交于点,过点作的平行线,交于,交于点,则直线将矩形的面积分成相等的两半,
由()知,抛物线对称轴为,,
∴,
设直线的解析式为,
将点,代入得:,
解得:,
∴直线的解析式为,
∴可设直线的解析式为,
将点代入,得,
∴直线的解析式为,
当时,,
∴ ,
∵,
∴将抛物线沿着轴向左平移个单位,抛物线与矩形的边交于点,连接,则恰好平分矩形的面积,
∴的值为.
7.(26-27九年级上·广东惠州·阶段检测)如图,抛物线与x轴交于,两点,过点A的直线l交抛物线于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是线段上的一个动点,过点P作x轴的垂线交抛物线于点E,求线段的长最大时点P的坐标;
(3)点F是抛物线上的动点,在x轴上是否存在点D,使得以点A,C,D,F为顶点的四边形是平行四边形?如果存在,请直接写出所有满足条件的点D的坐标;如果不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,点D的坐标为或或或
【分析】(1)运用待定系数法求解即可;
(2)先利用抛物线解析式求出点C的坐标,然后利用待定系数法求出直线的解析式,设点P的坐标为,点E的坐标为,其中,从而求出与x的函数解析式,然后利用二次函数求最值即可;
(3)设点D的坐标为,点F的坐标为,根据平行四边形的对角线分类讨论,然后根据平行四边形的对角线互相平分和中点公式列出方程,即可分别求解.
【详解】(1)解:∵抛物线与x轴交于,两点,
∴,
解得:,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:∵点在抛物线上,
∴,
∴点C的坐标为.
设直线的解析式为,
∵直线过点和点,
∴,解得:,
∴直线的解析式为,
设点P的坐标为,点E的坐标为,其中,
∴,
,
,
∵,
∴抛物线的开口向下,
∴当时,有最大值,最大值为,
此时点P的坐标为;
(3)解:存在,理由如下:
设点D的坐标为,点F的坐标为,
若和为平行四边形的对角线时,
∴的中点即为的中点,
∴,
解得,,
∴此时点D的坐标为或;
若和为平行四边形的对角线时,
∴的中点即为的中点,
∴,
解得,(此时点F和点C重合,故舍去),
∴此时点D的坐标为;
若和为平行四边形的对角线时,
∴的中点即为的中点,
∴,
解得,(此时点F和点C重合,故舍去),
此时点D的坐标为.
综上,存在,此时点D的坐标为或或或.
8.(26-27九年级上·广东东莞·阶段检测)抛物线与x轴交于A,两点,与y轴交于点.动点D在线段上(点D与点O不重合).
(1)求抛物线的表达式;
(2)连接,在的左上方以为边作正方形.
①如图1,当时,求正方形的面积;
②如图2,当点M落在抛物线上时,求点M的坐标;
(3)如图3,在动点D的正上方有另一动点,且,当点D从点B开始运动时,点E以相同的速度同时出发,两点都沿y轴的正方向匀速运动,点D停止运动时点E同时停止运动.连接,,求的最小值和此时p的值.
【答案】(1)
(2)①;②
(3)的最小值为,此时
【分析】(1)把、代入,解方程组求出,即可得出答案;
(2)①根据、得出,根据点,利用勾股定理求出,即可求出正方形的面积;
②过点作轴于,轴于,得出四边形是矩形,得出,,根据正方形的性质及角的和差关系得出,,可证明,得出,,设,则,,根据得出,解方程求出的值,即可得出答案;
(3)过点作轴,使,连接,得出四边形是平行四边形,可得,得出当点、、三点在同一条直线上时,取最小值,最小值为的长,根据抛物线解析式求出,利用勾股定理求出,利用待定系数法求出直线的解析式为,进而求出,根据,即可求出.
【详解】(1)解:∵抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,
∴,
解得:,
∴抛物线的表达式为.
(2)解:①∵,点在线段上,,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴正方形的面积为;
②如图,过点作轴于,轴于,
∵,
∴四边形是矩形,
∴,,
∵在的左上方以为边作正方形,
∴,,
∵,,
∴,
在和中,,
∴,
∴,,
设,则,,
∵,
∴,
解得:,(舍去),
∴,
∴点的坐标.
(3)解:如图,过点作轴,使,连接,
∵点、的速度相同,
∴是定值,
∵,,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∴,
∴当点、、三点在同一条直线上时,取最小值,最小值为的长,
∵,
∴当时,,
解得:,,
∴,,,
∴,即的最小值为,
∵,,
∴,
设直线的解析式为,
∴,
解得:,
∴直线的解析式为,
当时,,
∴,
∵,,点在点上方,
∴.
▌题型03:二次函数与线段和差最值(将军饮马型)
题型描述:题干在抛物线(或对称轴)上找一点,使它到两定点距离之和最小(差最大)。核心得分点是用抛物线的对称性或作对称点转化。
基础知识:
1. 抛物线对称轴上的点到两对称点距离相等;
2. 和最小:作对称点,连线与对称轴(抛物线)的交点即所求;
3. 差最大:三点共线时取得;
4. 最小值等于对称点与另一定点的距离。
解题方法:
1. 定轴定点:确定动点所在直线(对称轴)与两定点;
2. 作对称:作一定点关于该直线的对称点;
3. 连求交:连线求交点即动点位置;
4. 算最值:求最小(大)值。
解题思路:
口诀:轴、称、交、值。抛物线自带对称性,常把抛物线上的点转移到对称轴上处理;和最小做对称,差最大求共线。
9.(26-27九年级上·天津和平·阶段检测)如图,二次函数的图象顶点为,与轴相交于点,且经过点.
(1)求的值.
(2)连接,,.求.
(3)若点是轴上一点,当最小时,点的坐标为_.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)把点的坐标代入二次函数,得到关于的方程,解方程即可求出的值;
(2)用待定系数法求出直线的解析式,过点作轴,交于点,可得点的坐标,即可求出的长度,利用三角形的面积公式即可求出结果;
(3)作点关于轴的对称点,连接交轴于点,则,根据两点之间线段最短可知当点、、在同一条直线上时最短,利用待定系数法求出直线的解析式,根据解析式求出直线与轴的交点的坐标即可.
【详解】(1)解:把点的坐标代入二次函数,
可得:,
解得:;
(2)解:由(1)可知,二次函数的解析式为,
当时,可得:,
点的坐标为,
整理,可得:,
抛物线的顶点的坐标为,
设直线的解析式为,
把点、的坐标代入,
可得:,
解得:,
直线的解析式为,
如下图所示,过点作轴,交于点,
点的坐标为,
点的横坐标为,
点的纵坐标为,
,
;
(3)解:如下图所示,作点关于轴的对称点,连接交轴于点,则,
,
两点之间线段最短,
当点、、在同一条直线上时最短,
点的坐标为,
点的坐标为,
设直线的解析式为,
把点、的坐标代入,
可得:,
解得:,
直线的解析式为,
当时,可得:,
解得:,
点的坐标是.
10.(26-27九年级上·甘肃平凉·阶段检测)如图1,抛物线与轴交于点和,与轴交于点.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)点是抛物线对称轴上的一个动点,当的值最小时,求此时点的坐标;
(3)若点是抛物线的顶点,求的面积.
【答案】(1);
(2);
(3)面积为3.
【分析】(1)利用待定系数法,将已知点和的坐标代入解析式,建立方程组求解和.
(2)利用抛物线的对称性,将转化为,从而将求的最小值转化为求的最小值.根据“两点之间线段最短”,当三点共线时,和最小,此时点即为直线与对称轴的交点.
(3)先求出顶点的坐标,利用割补法(或铅锤法)将的面积转化为两个以轴为底的三角形面积之和进行计算.
【详解】(1)解:将点代入,得,
将点和代入,得,
,
,
,
,
该抛物线解析式为.
(2)解:由可知,对称轴为直线,
点与点关于对称轴对称,点在对称轴上,
,
,
当三点共线时,最小,即最小,
设直线的解析式为,
将代入得,
,
解得,
直线解析式为,
当时,,
此时点坐标为.
(3)解:当时,,
顶点的坐标为,
设直线与对称轴交于点,由(2)知,
,
答:面积为3.
11.(26-27九年级上·安徽合肥·阶段检测)如图,抛物线经过,两点,与y轴交于点,为第四象限内抛物线上一点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)点为该抛物线对称轴上一动点,求的最小值,并求出此时点的坐标;
(3)设四边形的面积为,求S的最大值并求出此时点的坐标;
【答案】(1)
(2)的最小值为,此时
(3)四边形面积的最大值是 12,此时点坐标为
【分析】(1)把,代入抛物线,列出二元一次方程组,通过加减消元求出,,得到抛物线解析式.
(2)由抛物线对称性得、关于直线对称,转化,利用两点之间线段最短,求出直线解析式,将对称轴代入得到,算出即为最小值.
(3)设横坐标为,将四边形拆分为与,分别写出两个三角形面积表达式,相加得到,用二次函数顶点公式求得时面积最大值为 12,对应.
【详解】(1)解: 抛物线经过,,
把,代入解析式得
化简,得
两式相加,得,
.
把代入,
,
,
.
抛物线的函数表达式为.
(2)解:,是抛物线与轴交点,
抛物线的对称轴为直线.
点、点关于对称轴直线对称,
,
.
两点之间线段最短,
当、、三点共线时,最小,最小值为线段的长.
在中,令,得,
.
设直线的解析式为,把,代入,
解得,,
直线解析式为.
把代入,得,
.
由勾股定理,,
的最小值为,此时.
(3)解:设点的横坐标为,
在第四象限抛物线上,
,其中.
连接,
.
,在轴上,
.
,点纵坐标为负数,到轴距离为,
.
.
,
二次函数开口向下,有最大值.
当时,取得最大值,
最大值.
把代入抛物线解析式,
,
.
答:四边形面积的最大值是 12,此时点坐标为.
12.(26-27九年级上·河南周口·阶段检测)如图,抛物线与直线相交于点和点B.
(1)求m和b的值;
(2)点P是抛物线对称轴上一动点,连接,,求最小时点P的坐标;
(3)点M是直线上的一个动点,将点M向左平移3个单位长度得到点N,若线段MN与抛物线只有一个公共点,请你画图观察,直接写出点M的横坐标的取值范围.
【答案】(1),
(2)点的坐标为
(3)
或
【分析】(1)待定系数法进行求解即可;
(2)根据对称性得到,进而得到,进而得到当点在线段上时,的值最小,进行求解即可;
(3)画出图象,数形结合进行求解即可.
【详解】(1)解:把点分别代入抛物线与直线,得:
,,
∴;
(2)解:由(1)可知,抛物线的解析式为,直线的解析式为,
∴抛物线的对称轴为直线,
∴点的横坐标为1,
又∵抛物线与轴交于两点,
∴点关于对称轴对称,
∴,
∴,
∴当点在线段上时,的值最小,为的值,即点在直线上,
∴当时,,
∴;
(3)解:∵,
∴抛物线的顶点坐标为,
当时,,
联立,解得或,
∴,
∴两点间的横坐标之间的距离为3,
∵将点M向左平移3个单位长度得到点N,
∴轴或在轴上,
∴当点与点重合时,此时线段与抛物线只有一个公共点,当点在线段之间时,线段与抛物线只有一个公共点,当点与点重合时,线段与抛物线有两个公共点,当恰好过抛物线的顶点,即时,此时线段与抛物线只有一个公共点,
综上:或.
▌题型04:二次函数与角度问题(等角转化)
题型描述:题干给出抛物线上的点与角的条件(等角、倍角、特殊角),求点坐标或解析式。核心得分点是把角条件转化为全等、等腰或边的比例关系。
基础知识:
1. 等角常通过对称、全等转化;
2. 45°角构造等腰直角三角形;
3. 角平分线条件转化为距离相等;
4. 坐标系中角问题先“边化”再“坐标化”。
解题方法:
1. 析角:把角的条件分析成边的关系;
2. 作辅助:作垂线、对称点或等腰直角三角形;
3. 建方程:用坐标表示等量关系;
4. 解验答:求解并检验点在抛物线上。
解题思路:
口诀:角、边、程、验。抛物线中的角问题极少用量角,全靠转化;45°配等腰直角是固定套路。
13.(26-27九年级上·天津·阶段检测)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于、两点,与轴交于点,对称轴为直线,点的坐标为.
(1)该抛物线的表达式为_______________;
(2)点为抛物线上一点(不与点重合),连接.当时,求点的坐标;
(3)在(2)的条件下,点,是轴上的两个动点,点在点左侧且,当四边形周长取得最小值时,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由对称轴得点坐标,用交点式写解析式;
(2)构造全等三角形找直线,联立抛物线求;
(3)如图,过作,过作,作关于轴的对称点,连接,可得,,,为定值,当三点共线时,四边形周长最小,再进一步求解即可.
【详解】(1)解:对称轴为直线,点的坐标为,
,
.
(2)解:过点作垂直于轴,交于,如图所示,
∵,,
∴
,
为等腰直角三角形,
∴,
,
∵,,
,
,
.
∵,
∴,
设直线的解析式为,
∴,
解得:,
直线的解析式为,
令,
解得:(舍),,
此时,
.
(3)解:如图,过作,过作,作关于轴的对称点,连接,
∴四边形是平行四边形,
∴,,
∴四边形周长为,
∵,,,
∴,为定值,
∴当最小时,四边形周长最小,
∴当三点共线时,四边形周长最小,
∵点,点关于轴对称,
∴,
设直线为,
∴,
∴,
∴直线为,
当时,,
解得:,
∴,,
∴.
14.(26-27九年级上·重庆·阶段检测)如图1,二次函数与x轴相交于A,B两点,与y轴相交于点C.已知,抛物线的对称轴为直线.
(1)求二次函数的解析式;
(2)如图2,连接,点P是第一象限内抛物线上一点,过点作轴交于点E,求的最大值以及点P的坐标;
(3)将抛物线向右平移1个单位长度,向上平移5个单位长度得新抛物线,点M是平移后新抛物线上一点,若,直接写出点M的坐标.
【答案】(1);
(2)最大值为,点的坐标为;
(3)或
【分析】(1)根据对称轴得出,再将点A代入求解即可确定函数解析式;
(2)根据题意得出,,利用待定系数法确定直线的解析式为,设,则,得出,化为顶点式即可求解;
(3)根据平移确定,再由题意得出,分两种情况分析:当点M在x上方的图象上时,如图所示,过点M作轴,当点M在x轴下方的抛物线上时,如图所示,过点M作轴,结合图形分别求解即可.
【详解】(1)解:由题意得,抛物线的对称轴为直线,
,
解得,
∴抛物线解析式为,
又∵抛物线经过点,
,
解得,
∴二次函数的解析式为;
(2)解:令,得
解得,
,
,
令,得
,
设直线的解析式为,
将代入得:
解得,
∴直线的解析式为,
设则,
,
,
当时,取得最大值,最大值为,
此时,
点的坐标为;
(3),
∵将抛物线向右平移1个单位长度,向上平移5个单位长度,
∴,
由(2)得,,
∴,
∴,
∵,
∴,
当点M在x上方的图象上时,如图所示,过点M作轴,
∴,
设,
∴,
∴,
∵点M是平移后新抛物线上一点,
∴,
解得:(不符合题意,舍去),
当时,,对应图中的点M;
当点M在x轴下方的抛物线上时,如图所示,过点M作轴,
∴,
设,
∴,
∴,
∵点M是平移后新抛物线上一点,
∴,
解得:(不符合题意,舍去),
∴当时,,对应图中的点;
综上可得:或.
15.(26-27九年级上·湖南长沙·阶段检测)如图,二次函数的图象与x轴交于,两点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)抛物线上有两动点M,N,横坐标分别为,记抛物线在M,N之间的部分(包括M,N两点)为图象G.过图象G的左右两端M,N分别作x轴的垂线,过图象G的最高点和最低点分别作y轴的垂线,当四条直线围成的图形为正方形且正方形边长为2时,求点M的坐标.
【答案】(1);
(2)存在,;
(3)点M的坐标为或.
【分析】(1)把,两点代入函数关系式,解方程组即可;
(2)对,在对称轴左右两侧,及都在左侧和都在右侧进行分类讨论,根据正方形的边长相等列对应关系式求解.
【详解】(1)解:把,两点代入函数关系式得,
解得
抛物线的函数表达式为;
(2)解:,
抛物线的对称轴为直线,有最大值,
由题意可知,即,
当点,分布在对称轴左右两侧时,,
若点M是最低点,
此时最大值为,最小值是当时,的值,即,
,
,
解得,(舍去),
;
若点N是最低点,
此时,
解得,(舍去),
,
,
,
;
当点,都在对称轴左侧时,,
此时
整理得
,
,,
,
,
,此时,
故不存在此种情况;
当点,都在对称轴右侧时,,
此时
整理得
,
,
,
,
,
故不存在此种情况;
综上可知,点M的坐标为或.
16.(26-27九年级上·天津南开·阶段检测)如图,抛物线与x轴交于点,,与y轴交于点C,连接.
(1)求抛物线的解析式及顶点M的坐标.
(2)若D是直线上方抛物线上的一动点,连接,,求面积的最大值.
(3)已知H是抛物线上的一点,连接,若,直接写出点H的坐标.
【答案】(1);
(2)的最大值为4
(3)点H的坐标为或
【分析】(1)利用待定系数法求出抛物线的解析式,再化为顶点式可得顶点坐标;
(2)先利用待定系数法求出直线的解析式,设,如图,过点作轴的垂线交于点,则,进而得,再由的面积为:,根据二次函数的性质求最值;
(3)分两种情况讨论:当点H在上方时,连接,由得,则,代入抛物线的解析式求出对应的值即可;当点在下方时,交x轴于点,设,由得,在中由勾股定理求出值,即可得点的坐标,然后由待定系数法求出直线解析式,联立直线解析式和抛物线的解析式即可求出点的坐标.
【详解】(1)解:∵抛物线与x轴交于点,,
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为;
∵,
∴抛物线的顶点M的坐标为;
(2)解:令,则,
∴,
设直线的解析式为,代入、,
得,
解得,
∴直线的解析式为,
设,
如图,过点作轴的垂线交于点,则,
∵D是直线上方抛物线上的一动点,
∴
,
∴的面积为:,
∵,
∴当,的面积有最大值,为4;
(3)解:分以下两种情况:
当点H在上方时,连接,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,
解得:或,
∴;
当点在下方时,交x轴于,
∵,
∴,
设,则,
在中,,
∴,
解得:,
∴,
设直线解析式为,
把点代入得:,
解得:,
所以直线解析式为,
∴点的坐标满足:,
解得:(舍去)或,
∴,
综上所述,若,点的坐标为或.
▌题型05:二次函数与图形变换(平移、对称)综合
题型描述:题干给出抛物线(或几何图形)平移、对称后的新图象,求解析式或交点。核心得分点是抓住变换前后顶点(关键点)的变化。
基础知识:
1. 平移:左加右减(x)、上加下减(y);
2. 抛物线平移抓顶点:新顶点定新解析式;
3. 关于x轴对称:y变号;关于y轴对称:x变号;
4. 对称(平移)前后形状不变,|a|不变。
解题方法:
1. 定变换:明确平移方向距离或对称轴;
2. 求新顶点:求关键点的对应点;
3. 写解析式:由新顶点(点)写出新解析式;
4. 解所求:求交点、最值等。
解题思路:
口诀:换、点、式、解。变换问题“形不动点动”,抓住顶点一个点就够了;开口方向变化的只有关于x轴对称(a变号)。
17.(26-27九年级上·安徽合肥·阶段检测)已知二次函数的图象经过点,两点.
(1)试求b、c的值;
(2)能否通过上下平移二次函数的图象,使得到的新函数的图象过点.若能,求出平移的方向和距离;若不能,请说明理由.
【答案】(1)
(2)能,将原二次函数图象向下平移个单位长度.
【分析】(1)代入两点坐标列方程组,求解b,c的值即可;
(2)设平移后的函数解析式,代入目标点坐标求平移量,判断平移方向与距离.
【详解】(1)解:∵ 二次函数的图象经过点,,
∴ 将两点坐标代入解析式,得
解得 ;
(2)能,理由如下:
由(1)得原函数解析式为,
设将原函数图象向上平移个单位长度后,新函数解析式为.
∵ 新函数图象过点,
∴将,代入解析式,得 ,
解得,
∵ ,
∴平移方向为向下,平移距离为个单位长度.
综上所述,将原二次函数图象向下平移个单位长度,可使新函数图象过点.
18.(26-27九年级上·北京东城·阶段检测)在平面直角坐标系中,抛物线:经过点和.
(1)求抛物线的顶点坐标(用含的式子表示);
(2)将抛物线向上平移个单位,再向右平移个单位得到抛物线,若抛物线恒过,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据抛物线的对称性可知,抛物线顶点的横坐标为,根据抛物线的对称轴公式求出,所以抛物线的解析式为,把抛物线顶点横坐标代入解析式求出顶点纵坐标,即可得到抛物线顶点坐标;
(2)根据平移的性质可知点在抛物线上,把点的坐标代入解析式可得,即,结合根的判别式计算即可.
【详解】(1)解:抛物线经过点,
,
经过点且,
对称轴为,
,
抛物线的解析式为,
抛物线的顶点的横坐标为,顶点的纵坐标为,
抛物线的顶点坐标为;
(2)解:将抛物线向上平移个单位,再向右平移个单位得到,
过点,而上的点由上的点平移得到,
点在上,
代入得:,
整理得:,
,
要使该方程有实数解,则判别式,
整理得,
∵,
∴.
19.(26-27九年级上·山东济宁·阶段检测)如图1,已知抛物线交轴于点,点,交轴于点.过点作,交抛物线于点.
(1)此抛物线对称轴为______;______,______;
(2)如图2,点是线段上一动点,连接,若平分,求点的坐标;
(3)将抛物线图象沿轴正方向平移个单位得到新抛物线的图象,对于新抛物线图象上的一点,当时,的最小值为.
①直接写出的值;
②如图3,在(2)的条件下,连接,点为线段上一动点,过点作轴的平行线,交抛物线的图象于点,当点从左向右运动时线段的长度逐渐减小,求的横坐标为的取值范围.
【答案】(1)对称轴为直线;;.
(2).
(3)①;②.
【分析】(1)把、代入,用待定系数法求出、,再由对称轴公式求对称轴;
(2)在Rt中由勾股定理得;作于,由平分得,用面积法求;
(3)①平移后开口向下,在上的最小值必在端点处取得,比较与(差为),由解方程求;②先求与直线,写出关于的二次函数,其开口向下、对称轴,从而确定递减范围,结合在线段上()得结论.
【详解】(1)解:∵抛物线交轴于、,
∴,
∴,,
∴对称轴为直线.
(2)解:∵,,
∴,,,,
在Rt中,.
过作于.
∵平分,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴.
(3)解:①平移后,其图象开口向下,顶点横坐标为,
∴在上,的最小值在端点或处取得,
∵,,
∴,
∴最小值为,
∴,即,
∴,
∴或(舍去,),
∴.
②由(2)得.
∵,
∴点的纵坐标为,
令,得,
∴(为点,舍)或,
∴.
∵,
∴.
设直线的解析式为,代入、,得,,
∴直线.
∵点在线段上,
∴(),
∵过作轴的平行线交于点,
∴,
∵在上,(该二次式在处取最小值),
∴点在点上方,,
其图象开口向下,对称轴为直线,
∴当时,随的增大而增大;当时,随的增大而减小,
∴当点从左向右运动时,线段的长度逐渐减小,的取值范围为.
20.(2026·陕西咸阳·二模)【项目主题】学校要打造特色文化长廊,面向全体师生征集文化长廊设计方案:
【项目实施】喜欢设计的小晨和小亮积极参与合作,如图①是给出文化长廊设计方案的上面一部分:
①是等腰三角形,且,,垂足为O;
②长廊上部有两段形状相同的抛物线和组成,且抛物线和关于直线对称;
③米,米;
④根据他们的设计方案,以所在直线为x轴,所在直线为y轴建立平面直角坐标系,左侧的抛物线的函数表达式为.
(1)【问题解决】求右侧抛物线的函数表达式;
(2)【问题解决】学校评审委员会进行综合评审时,对小晨和小亮的创意设计给予充分肯定,并建议在抛物线和等腰三角形的腰之间加装如图②所示的三根安全杆,其中,,且两点均在两条抛物线上,交于点M.综合考虑后,建议将点F加装在的三等分点,且靠近点A处,求此时三根安全杆的长度总和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)将点坐标代入求出左侧抛物线的解析式,再利用对称性即可求出右侧的解析式;
(2)利用待定系数法求出直线、的解析式,再根据三等分点且靠近点A处确定点F的坐标,利用,,分别求出点的坐标,由此求得 的长即可解答.
【详解】(1)解:由题意得:,,,
左侧的抛物线的函数表达式为,
将点A和点B坐标代入得:,
,
左侧的抛物线的函数表达式为,
左侧的抛物线与右侧抛物线关于y轴对称,
右侧的抛物线的函数表达式为 ,
即;
(2)设直线的解析式为,
将,代入得:
,
解得:,,
直线的解析式为,
设直线的解析式为,
将,代入得:
,
解得:,
则直线的解析式为,
点F加装在的三等分点,且靠近点A处,
,
,
,
代入直线的解析式中得: ,
解得:,
,
,
,
,
代入左侧抛物线中得: ,
,
,
,
,
代入右侧抛物线中得: ,
,
,
,
此时三根安全杆的长度总和为 .
▌专题综合训练
一、选择题
1.(26-27九年级上·陕西榆林·阶段检测)如图,已知矩形的顶点、均在抛物线上,点、在轴上方,顶点、均在轴上,且,则的长为( )
A.5 B.6 C.6.3 D.7
【答案】B
【分析】由.设,,利用抛物线对称性得到点G坐标,将点代入抛物线解析式求出k,进而求出长.
【详解】解:,
设,.
∵矩形中,,又点D、点G均在抛物线上,且抛物线关于y轴对称,
∴矩形关于y轴对称,
点G的横坐标为k,纵坐标为,即.
把代入,
.
整理得.
解得,(舍去).
∴.
2.(25-26九年级下·辽宁大连·期末)如图,抛物线与轴交于点,与轴交于,两点,点在点的左侧.若点在轴上,点在抛物线上,且以,,,为顶点的四边形是平行四边形,则符合条件的点有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【分析】根据题意分三种情况讨论,然后根据平行四边形的性质求解即可.
【详解】解:∵抛物线与轴交于点,
∴当时,
∴
∵以,,,为顶点的四边形是平行四边形,点在轴上,点在抛物线上,
∴当是对角线时,和互相平分,
∴,
∴
∴
将代入得,
解得或
∴;
当是对角线时,和互相平分,
∴,
∴
∴
同理可得;
当是对角线时,和互相平分,
∴,
∴
∴;
由图像可得,直线与抛物线有两个不同的交点,
∴此时有两个符合条件的点P,
综上所述,符合条件的点有3个.
3.(2025·广东揭阳·三模)如图,抛物线:与轴交于点,(点在点的左侧),与轴交于点.将抛物线绕点旋转,得到新的抛物线,它的顶点为,与轴的另一个交点为.若以,,,为顶点的四边形是矩形.则的值为( )
A.2 B. C. D.
【答案】C
【分析】根据,,,为顶点的四边形是矩形,得到;根据抛物线的对称性,得,于是等边三角形,根据,得到,计算解答即可.
【详解】解:连接,
根据,,,为顶点的四边形是矩形,得到;
根据抛物线的对称性,得,
故等边三角形,
故,,
又,
故,
又,
故,
故,
,
解得,
故选:C.
【点睛】本题考查了矩形的性质,等边三角形的判定和性质,抛物线的对称性,勾股定理,熟练掌握性质和定理是解题的关键.
4.(24-25九年级上·内蒙古通辽·阶段检测)如图,二次函数的图象交x轴于点和,交y轴于点C,图象的顶点为D.下列四个命题:
当时,;若,则;点C关于图象对称轴的对称点为E,点M为x轴上的一个动点,当时,周长的最小值为;图象上有两点和,若,且,则,
其中真命题的个数有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】C
【分析】本题考查二次函数综合题、最小值问题、增减性问题等知识,掌握二次函数的有关性质是解题的关键.
错误,由图象知:当时,;
错误,当时,;
正确,作E关于x轴的对称点,连接如图,的周长的最小值为;
④正确,函数图象在时,y随x增大而减小,则.
【详解】解:由图象知:当时,,故错误;
②抛物线的对称轴是直线
当时,,故错误;
作E关于x轴的对称点,连接如图所示:
当时,,
与E关于x轴对称,
的周长的最小值就是C、M、三点共线时取到为,
的周长的最小值为,故正确.
设关于对称轴的对称的数为
函数图象在时,y随x增大而减小,
正确.
故选C.
二、填空题
5.(26-27九年级上·辽宁鞍山·阶段检测)已知点,,点在抛物线上运动,则的最小值为___________.
【答案】
【分析】设点,用含的代数式表示,可得点到点的距离与点到直线的距离相等,进而求解.
【详解】解:设点,则点到轴的距离为,
点到直线的距离是,
,
,
点到点的距离与点到直线的距离相等,
点的横坐标为,
当点为直线与抛物线的公共点时,最小.
如图,设直线与直线相交于点,故的最小值为的长,
,
.
6.(24-25九年级上·四川南充·阶段检测)若直线与抛物线交于、两点,则当时,值为_____________.
【答案】
【分析】根据直线与抛物线交于、两点,可列出关于 x 的一元二次方程并求解,可得到 x 的值;过点 M 和点 N 作交于 G ,通过直角三角形勾股定理,推导得,将、两点坐标代入,通过代入一元二次方程的解和一次函数解析式,得到关于 a 的方程并求解.
【详解】解:∵直线与抛物线交于两点
设两点坐标分别为:,且,
,
,
如图,过点 M 和点 N 作交于 G,
,
当时,,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
故答案为:.
【点睛】本题考查了一次函数、二次函数、一元二次方程、直角三角形勾股定理的知识;解题的关键是熟练掌握一次函数、二次函数、一元二次方程、勾股定理的性质,从而完成求解.
7.(26-27九年级上·内蒙古巴彦淖尔·阶段检测)如图,在平面直角坐标系中,坐标原点为O,抛物线的顶点为A,过点A作y轴的平行线交抛物线于点B,连接,则的面积为________.
【答案】
【分析】根据二次函数顶点式确定顶点坐标,然后通过解析式求出点坐标,求出相关线段的长度,最后利用三角形的面积公式进行求解.
【详解】解:由得,
顶点的坐标为,
∵轴,
∴点的横坐标为,
当时,,
∴;
∴,
∴的面积为.
8.(26-27九年级上·广东广州·阶段检测)如图,在平面直角坐标系中,菱形的顶点A在x轴正半轴上,顶点D在x轴负半轴上,若抛物线经过点B,C,则点A的坐标为______.
【答案】
【分析】求出点B的坐标,根据菱形的性质得到,即轴,,则可证明点B与点C关于对称轴对称,求出对称轴,则可求出点C的坐标,进而可求出的长,利用勾股定理求出的长即可得到答案.
【详解】解:在中,当时,,
∴,
∴,
∵四边形是菱形,
∴,即轴,,
∵抛物线经过点B,C,
∴点B与点C关于对称轴对称,
∵对称轴为直线,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴点A的坐标为.
三、解答题
9.(26-27九年级上·四川南充·阶段检测)已知抛物线(,且a为常数),与y轴交于点,与x轴交于点、.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,直线(,且k为常数)与抛物线交于点,,点在第一象限内的抛物线上,若,求k的值;
(3)如图2,不经过点的直线交抛物线于,两点.若直线记为,直线记为,求与满足的数量关系.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)将代入抛物线解析式,解关于的方程.
(2)先求点坐标,发现直线恒过定点,与横坐标相同,以为底用水平距离表示面积,联立后由一元二次方程的根与系数关系建立关于的方程.
(3) 联立直线与抛物线得交点坐标,用待定系数法设直线、的解析式,代入交点坐标求出、关于参数的表达式,消参得关系.
【详解】(1)解:点在抛物线上,
,
解得,
抛物线的解析式为.
(2)解:点在抛物线上,
,
即,
解得或,
在第一象限,
,,
,
直线恒过定点,
,横坐标相同,
,所在直线为,
设,,则
,
联立,
得,
由一元二次方程的根与系数关系:,,
,
,
,
即,
,
解得.
(3)解:联立,
得,
设,则,,
设直线的解析式为,
在直线上,
,
,
由代入:
,
设直线的解析式为,
在直线上,
,
,
由代入:
,
.
10.(2026·湖北襄阳·二模)在平面直角坐标系中,抛物线经过,两点,抛物线的顶点为,点为轴下方抛物线上一动点,点的横坐标为.
(1)求抛物线的解析式及点的坐标;
(2)如图1,当点在直线下方且在点的右侧时,连接交于点,当时,求的值;
(3)将此抛物线平移得到的新抛物线记为,设的顶点为,过点作轴的垂线交直线于点,交于点,设两点间的距离为.
①求关于的函数解析式;
②若点与点关于原抛物线的对称轴对称,连接,当随的增大而减小时,是否存在?若存在,请直接写出 的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),
(2)
(3)①;②存在,
【分析】(1)将代入抛物线得,即可得抛物线解析式,再配方得顶点坐标
即可;
(2)根据抛物线解析式得点坐标,结合点的坐标运用待定系数法求出直线表达式,由题意得,,结合表示出点的横纵坐标,并将其代入直线表达式
求出的值,注意验证的值是否符合题意;
(3)①由题意得抛物线的解析式是,过点作轴的垂线方程是,,,由,结合得关于的函数解析式;
②由题意得,得,分段分析关于的函数的增减性,确定随的增大而减小时的取值范围,分情况计算时 的值,验证的值是否符合题意.
【详解】(1)解:将代入抛物线,
得,,
解得,,
抛物线的解析式为:,
,
;
(2)解:令得,,
,
设直线的表达式为:,
将,代入得,,
解得:,
直线的表达式为:,
由题意得,,
点在直线下方且在点的右侧,
,
,
,,
点在直线上,
,
整理得,,
解得,(舍),
;
(3)解:①新抛物线是由抛物线平移得到的,的顶点为,
抛物线的解析式为:,
过点作轴的垂线方程为:,
过点作轴的垂线交直线于点,交于点,
,,
,
点在轴下方,
,
;
②存在,
理由:点与点关于原抛物线的对称轴对称,原抛物线的对称轴为:直线,
,
,
当时,,该抛物线开口向上,对称轴为:,此时随的增大而减小,
当时,,该抛物线开口向下,对称轴为:,在范围内随的增大而减小,
当时,,该抛物线开口向上,对称轴为:,此时随的增大而增大,
随的增大而减小,
或,
即,
情况1:当时,方程变为,,解得(舍);
情况2:当时,方程变为,,解得(舍);
综上所述,存在满足条件的值,的值为.
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