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二次函数专题训练 姓名:
一.解答题(共11小题)
1.如图1,已知抛物线y=x2﹣x﹣3与x轴交于A和B两点(点A在点B的左侧),与y轴相交于点C,顶点为D. (1)求出点A,B,D的坐标;
(2)如图1,若线段OB在x轴上移动,且点O,B移动后的对应点为O′,B′.首尾顺次连接点O′、B′、D、C构成四边形O′B′DC,当四边形O′B′DC的周长有最小值时,在第四象限找一点P,使得△PB′D的面积最大?并求出此时P点的坐标. (3)如图2,若点M是抛物线上一点,点N在y轴上,连接CM、MN.当△CMN是以MN为直角边的等腰直角三角形时,直接写出点N的坐标.
2.如图1,抛物线y=﹣x2﹣4x+5与x轴交于点A、B两点,与y轴交于点C,点D为抛物线的顶点.
(1)求直线AC的解析式及顶点D的坐标;
(2)连接CD,点P是直线AC上方抛物线上一动点(不与点A、C重合),过P作PE∥x轴交直线AC于点E,作PF∥CD交直线AC于点F,当线段PE+PF取最大值时,在抛物线对称轴上找一点L,在y轴上找一点K,连接OL,LK,PK,求线段OL+LK+PK的最小值,并求出此时点L的坐标.
(3)如图2,点M(﹣2,﹣1)为抛物线对称轴上一点,点N(2,7)为直线AC上一点,点G为直线AC与抛物线对称轴的交点,连接MN,AM.点H是线段MN上的一个动点,连接GH,将△MGH沿GH翻折得到△M′GH(点M的对称点为M′),问是否存在点H,使得△M′GH与△NGH重合部分的图形为直角三角形,若存在,请求出NH的长,若不存在,请说明理由.
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3.如图1,抛物线
已知C(0,).连接AC. (1)求直线AC的解析式.
与x轴相交于A、B两点(点A在点B的右侧),
(2)点P是x轴下方的抛物线上一动点,过点P作PE⊥x轴交直线AC于点E,交x轴于点F,过点P作PG⊥AE于点G,线段PG交x轴于点H.设l=EP﹣FH,求l的最大值.
(3)如图2,在(2)的条件下,点M是x轴上一动点,连接EM、PM,将△EPM沿直线EM折叠为△EP1M,连接AP,AP1.当△APP1是等腰三角形时,试求出点M的坐标.
4.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣B两点,交y轴交于C点,顶点为D.
x2+
x+3,分别交x轴于A、
(1)如图1,连接AD,R是抛物线对称轴上的一点,当AR⊥AD时,求点R的坐标;
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(2)在(1)的条件下.在直线AR上方,对称轴左侧的抛物线上找一点P,过P作PQ⊥x轴,交直线AR于点Q,点M是线段PQ的中点,过点M作MN∥AR交抛物线对称轴于点N,当平行四边形MNRQ周长最大时,在抛物线对称轴上找一点E,y轴上找一点F,使得PE+EF+FA最小,并求此时点E、F的坐标. (3)如图2,过抛物线顶点D作DH⊥AB于点H,将△DBH绕着H点顺时针旋转得到△D′B′H′且B′落在线段BD上,将线段AC直沿直线AC平移后,点A、C对应的点分别为A′、C′,连接D′C′,D′A′,△D′C′A′能否为等腰三角形?若能,请求出所有符合条件的点A′的坐标;若不能,请说明理由.
5.已知抛物线y=﹣线y=
x2﹣
x+a(a≠0)的顶点为M,与y轴交于点A,直
x﹣a分别与x轴,y轴相交于B,C两点,并且与直线MA相交于N点.
(1)用a表示点A,M,N的坐标.
(2)若将△ANC沿着y轴翻折,点N对称点Q恰好落在抛物线上,AQ与抛物线的对称轴交于点P,连结CP,求a的值及△PQC的面积. (3)当a=4
时,抛物线如图2所示,设D为抛物线第二象限上一点,E为x
轴上的点,且∠OED=120°,DE=8,F为OE的中点,连结DF,将直线BC沿着x轴向左平移,记平移的过程中的直线为B′C′,直线B′C′交x轴与点K,交DF于H点,当△KEH为等腰三角形时,求平移后B的对应点K的坐标.
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6.如图1,二次函数y=x2﹣2x+1的图象与一次函数y=kx+b(k≠0)的图象交于A,B两点,点A的坐标为(0,1),点B在第一象限内,点C是二次函数图象的顶点,点M是一次函数y=kx+b(k≠0)的图象与x轴的交点,过点B作轴的垂线,垂足为N,且S△AMO:S四边形AONB=1:48. (1)求直线AB和直线BC的解析式;
(2)点P是线段AB上一点,点D是线段BC上一点,PD∥x轴,射线PD与抛物线交于点G,过点P作PE⊥x轴于点E,PF⊥BC于点F.当PF与PE的乘积最大时,在线段AB上找一点H(不与点A,点B重合),使GH+求点H的坐标和GH+
BH的最小值;
BH的值最小,
(3)如图2,直线AB上有一点K(3,4),将二次函数y=x2﹣2x+1沿直线BC平移,平移的距离是t(t≥0),平移后抛物线上点A,点C的对应点分别为点A′,点C′;当△A′C′K是直角三角形时,求t的值.
7.如图,抛物线y=﹣x2
x+3与x轴交于A,B两点(A点在B点的左侧),
与y轴交于点C,点D在x轴负半轴上.且OD=.连接CD,已知点E(0,﹣1), (1)求直线AC的解析式;
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(2)如图1,F为线段AC上一动点,过F作x轴的平行线交CD于点G.当△EFG面积最大时,在y轴上取一点M,在抛物线对称轴上取一点N,求FM+MN+NB的最小值;
(3)如图2,点P在线段OC上且OP=OB,连接BP,将△OBP沿x轴向左平移,得到△O′B′P′,当点P′恰好落在AC上时,将△P′O′A绕点P′逆时针旋转α(0<α<180°),记旋转中的△P′O′A′为△P′O″A′,在旋转过程中,设直线A′O″分别交x轴,直线AC于H,I两点,是否存在这样的H,I,使△AHI为等腰三角形?若存在,求此时AI的长.
8.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=
x2﹣
x﹣2与x轴交于A、
),
B两点(点A在点B的左侧),交y轴于点C,连接BC.已知点D(0,2连接BD.
(1)求直线BC的解析式;
(2)点M是线段BC下方的抛物线上一点,过点M作MG⊥x轴交BC于点E,交x轴于点F,交BD于点G.过点E作EH⊥BC交y轴于点H,交x轴于点K,连接GK.当△GKH面积最大时,线段OB上有一点R,过点R作RT⊥x轴交BC
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于点T,连接RE、MT,若四边形EMTR为平行四边形,求点R的坐标; (3)如图2,抛物线的对称轴与x轴交于点Q,点P是直线BD上一动点,连接PQ,将△BPQ沿PQ折叠至△B′PQ,其中点B的对应点为点B′.连接AB′、DB′,当△ADB′为等腰三角形时,求点P的坐标.
9.已知如图1,抛物线y=﹣x2﹣x+3与x轴交于A和B两点(点A在点B的左侧),与y轴相交于点C,点D的坐标是(0,﹣1),连接BC、AC
(1)求出直线AD的解析式;
(2)如图2,若在直线AC上方的抛物线上有一点F,当△ADF的面积最大时,有一线段MN=
(点M在点N的左侧)在直线BD上移动,首尾顺次连接点A、
M、N、F构成四边形AMNF,请求出四边形AMNF的周长最小时点N的横坐标; (3)如图3,将△DBC绕点D逆时针旋转α°(0<α°<180°),记旋转中的△DBC为△DB′C′,若直线B′C′与直线AC交于点P,直线B′C′与直线DC交于点Q,当△CPQ是等腰三角形时,求CP的值. 10.如图1,抛物线y=﹣x2+
x+2的图象与x轴交于点A、B,与y轴交于点
C,连接BC,过点A作AD∥BC交抛物线的对称轴于点D. (1)求点D的坐标;
(2)如图2,点P是抛物线在第一象限内的一点,作PQ⊥BC于Q,当PQ的长度最大时,在线段BC上找一点M(不与点B、点C重合),使PM+BM的值最小,求点M的坐标及PM+BM的最小值;
(3)抛物线的顶点为点E,平移抛物线,使抛物线的顶点E在直线AE上移动,点A,E平移后的对应点分别为点A′、E′.在平面内有一动点F,当以点A′、E′、B、F为顶点的四边形为菱形时,求出点A′的坐标.
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11.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=
x2﹣
x﹣与x轴交于A、B
两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,对称轴与x轴交于点D,点E(4,n)在抛物线上.
(1)求直线AE的解析式;
(2)点P为直线CE下方抛物线上的一点,连接PC,PE.当△PCE的面积最大时,连接CD,CB,点K是线段CB的中点,点M是CP上的一点,点N是CD上的一点,求KM+MN+NK的最小值; (3)点G是线段CE的中点,将抛物线y=
x2﹣
x﹣
沿x轴正方向平移
得到新抛物线y′,y′经过点D,y′的顶点为点F.在新抛物线y′的对称轴上,是否存在点Q,使得△FGQ为等腰三角形?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
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2018年01月16日152****2504的初中数学组卷
参考答案与试题解析
一.解答题(共11小题)
1.如图1,已知抛物线y=x2﹣x﹣3与x轴交于A和B两点(点A在点B的左侧),与y轴相交于点C,顶点为D. (1)求出点A,B,D的坐标;
(2)如图1,若线段OB在x轴上移动,且点O,B移动后的对应点为O′,B′.首尾顺次连接点O′、B′、D、C构成四边形O′B′DC,当四边形O′B′DC的周长有最小值时,在第四象限找一点P,使得△PB′D的面积最大?并求出此时P点的坐标. (3)如图2,若点M是抛物线上一点,点N在y轴上,连接CM、MN.当△CMN是以MN为直角边的等腰直角三角形时,直接写出点N的坐标.
【分析】(1)令y=0,解方程即可求出点A、B的坐标,利用配方法或顶点坐标公式可得顶点D的坐标;
(2)作点C(0,﹣3)关于x轴的对称点C′(0,3),将点C′(0,3)向右平移4个单位得到点C″(4,3),连接DC″,交x轴于点B′,将点B′向左平移4个单位得到点O′,连接CO′,CO″,则四边形O′B′C′C″为平行四边形,此时四边形O′B′DC周长取最小值.再根据两点间的距离公式求出CD、DC″的长度,即可得出结论; (3)按点M的位置不同分两种情况考虑:①点M在直线y=x﹣3上,;②点M在直线y=﹣x﹣3上,联立直线与抛物线解析式求出点M的坐标,结合点C的坐标以及等腰直角三角形的性质即可得出点N的坐标.综合两种情况即可得出结
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论.
【解答】解:(1)令y=x2﹣x﹣3中y=0,则 解得:x1=﹣2,x2=4, ∴A(﹣2,0),B(4,0).
∵y=x2﹣x﹣3=(x2﹣2x)﹣3=(x﹣1)2﹣∴D(1,﹣
x2﹣x﹣3=0,
,
).
(2)令y=x2﹣x﹣3中x=0,则y=﹣3, ∴C(0,﹣3). D(1,﹣
),O′B′=OB=4.
如图1,作点C(0,﹣3)关于x轴的对称点C′(0,3),将点C′(0,3)向右平移4个单位得到点C″(4,3),连接DC″,交x轴于点B′,将点B′向左平移4个单位得到点O′,连接CO′,CO″,则四边形O′B′C′C″为平行四边形,此时四边形O′B′DC周长取最小值.
此时C四边形O′B′DC=CD+O′B′+CO′+DB′=CD+OB′+DC″. ∵O′B′=4,CD=
=
,C″D=+
.
,
=
,
∴四边形O′B′DC的周长最小值为4+
设P(m,m2﹣m﹣3),作DH⊥x轴于H,连接PH.易知H(1,0),B′(0)
S△PDB′=S△PDH+S△PHB′﹣S△DHB′=•
(m﹣1)+•
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•(﹣m2+m+3)﹣•
•
=∴m=
(﹣3m2+23m﹣20), 时,△PDB′的面积最大,
,﹣
).
此时P(
(3)△CMN是以MN为直角边的等腰直角三角形分两种情况(如图2):
①过点C作直线y=x﹣3交抛物线于点M,
联立直线CM和抛物线的解析式得:,解得:或,
∴M( ,).
∵△CMN为等腰直角三角形,C(0,﹣3), ∴点N的坐标为(0,)或(0,
);
②过点C作直线y=﹣x﹣3交抛物线于点M,
联立直线CM和抛物线的解析式得:,解得:或 ,
∴M(﹣,﹣).
∵△CMN为等腰直角三角形,C(0,﹣3), ∴点N的坐标为(0,﹣)或(0,﹣).
综上可知:当△CMN是以MN为直角边的等腰直角三角形时,点N的坐标为(0,)、(0,
)、(0,﹣)或(0,﹣).
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【点评】本题考查二次函数综合题、一元二次方程、等腰直角三角形的性质以及二元二次方程组等知识,解题的关键是灵活运用所学知识,学会利用对称解决最短问题,学会用分类讨论的思想思考问题,属于中考压轴题.
2.如图1,抛物线y=﹣x2﹣4x+5与x轴交于点A、B两点,与y轴交于点C,点D为抛物线的顶点.
(1)求直线AC的解析式及顶点D的坐标;
(2)连接CD,点P是直线AC上方抛物线上一动点(不与点A、C重合),过P作PE∥x轴交直线AC于点E,作PF∥CD交直线AC于点F,当线段PE+PF取最大值时,在抛物线对称轴上找一点L,在y轴上找一点K,连接OL,LK,PK,求线段OL+LK+PK的最小值,并求出此时点L的坐标.
(3)如图2,点M(﹣2,﹣1)为抛物线对称轴上一点,点N(2,7)为直线AC上一点,点G为直线AC与抛物线对称轴的交点,连接MN,AM.点H是线段MN上的一个动点,连接GH,将△MGH沿GH翻折得到△M′GH(点M的对称点为M′),问是否存在点H,使得△M′GH与△NGH重合部分的图形为直角三角形,若存在,请求出NH的长,若不存在,请说明理由.
【分析】(1)分别令x=0.y=0,求出A、B、C三点坐标,设直线AC解析式为y=kx+b,A、C两点坐标代入解方程组即可.
(2)如图1中,连接PC、PA,作PT⊥AC于T.当高PT最大时,PE、PF最大,即PE+PF最大,此时△PAC的面积最大,设P(m,﹣m2﹣4m+5),构建二次函数确定△PAC面积最大时点P坐标,作点O关于对称轴的对称点O′,O′关于y轴
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的对称点O″,连接PO″交y轴于K,连接O′K交对称轴于L,此时OL+LK+PK最短.分别求出直线PO″,O′K的解析式即可解决问题.
(3)存在.分三种情形讨论①如图2中,重叠部分是△GHT,当∠GHT=90°时,②如图3中,重叠部分是△GHT,当∠GTH=90°时,作HE⊥GM于E.③如图4中,重叠部分是△GHT,当∠GTH=90°时,作GF⊥MN于F. 【解答】解:(1)令y=0,则﹣x2﹣4x+5=0,解得x=﹣5或1, ∴A(﹣5,0),B(1,0), 令x=0,则y=5, ∴C(0,5),
设直线AC解析式为y=kx+b,则有∴直线AC解析式为y=x+5. ∵y=﹣x2﹣4x+5=﹣(x+2)2+9, ∴顶点D坐标(﹣2,9).
,解得,
(2)(方法一)如图1中,连接PC、PA,作PT⊥AC于T.
∵点P在运动过程中,∠PEF,∠PFE是不变的,
∴当高PT最大时,PE、PF最大,即PE+PF最大,此时△PAC的面积最大,设P(m,﹣m2﹣4m+5),
∵S△PAC=S△PAO+S△PCO﹣S△AOC=×5×(﹣m2﹣4m+5)+×5×(﹣m)﹣×5×5=﹣m2﹣
m=﹣(m+)2+
,
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∵﹣<0,
∴m=﹣时,△PAC面积最大,此时P(﹣,
),
方法二,设对称轴交AC于H,作PG∥y轴交AC于G. ∵A(﹣5,0),C(0,5), ∴直线AC的解析式为y=x+5,
设P(m,﹣m2﹣4m+5),则G(m,m+5),易知PG=PE=﹣m2﹣4m+5﹣m﹣5=﹣m2﹣5m, ∵CD=
=2
,DH=6,
=
,即
=
,
由△PFG∽△DCH,得∴PF=﹣
m2﹣
m, )m2﹣(5+
)m,
∴PE+PF=﹣(1+∵﹣(1+
)<0,
∴m=﹣=﹣时,PE+PF的值最大.此时P(﹣,),
作点O关于对称轴的对称点O′,O′关于y轴的对称点O″,连接PO″交y轴于K,连接O′K交对称轴于L.此时OL+LK+PK最短. 理由:∵LO=LO′,KO′=KO″,
∴LO+LK+PK=(LO′+KL)+PL=KO′+PK=KO″+PK=PO″, ∴LO+LK+PK最短.(两点之间线段最短),此时最小值=∵O″(4,0),
∴可得直线PO″的解析式为y=﹣∴点K坐标(0,
x+
,
=
.
),∵O′(﹣4,0),
x+
,
∴直线O′K解析式为:y=∵x=﹣2时,y=
,
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∴点L坐标(﹣2,
).
(3)存在.
①如图2中,重叠部分是△GHT,当∠GHT=90°时,
∵M(﹣2,﹣1),N(2,7), ∴可得直线MN的解析式为y=2x+3, ∵G(﹣2,3),GH⊥MN,
∴可得直线GH的解析式为y=﹣x+2,
由解得,
∴点H坐标(﹣,∴NH=
),
=
.
②如图3中,重叠部分是△GHT,当∠GTH=90°时,作HE⊥GM于E.
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∵∠HGT=∠HGE,HT⊥GT,HE⊥GE, ∴HT=HE, 由①可知,GT=GE=由△MEH∽△MTG,得到,
=
,
=
,TM=
,MN=4
,
∴=,
∴MH=2﹣2,
+2.
∴HN=MN﹣MH=2
③如图4中,重叠部分是△GHT,当∠GTH=90°时,作GF⊥MN于F.
由②可知,GF=GT=,FN=,GN=4,
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由△NTH∽△NFG得=,
∴=,
∴NH=.
【点评】本题考查二次函数综合题、一次函数、最值问题、翻折变换、直角三角形的性质、勾股定理、相似三角形的性质和判定等知识,解题的关键是灵活运用待定系数法确定函数解析式,学会分类讨论,学会构建二次函数确定最值问题,学会利用对称确定最小值问题,属于中考压轴题.
3.如图1,抛物线
已知C(0,).连接AC. (1)求直线AC的解析式.
(2)点P是x轴下方的抛物线上一动点,过点P作PE⊥x轴交直线AC于点E,交x轴于点F,过点P作PG⊥AE于点G,线段PG交x轴于点H.设l=EP﹣FH,求l的最大值.
(3)如图2,在(2)的条件下,点M是x轴上一动点,连接EM、PM,将△EPM沿直线EM折叠为△EP1M,连接AP,AP1.当△APP1是等腰三角形时,试求出点M的坐标.
与x轴相交于A、B两点(点A在点B的右侧),
【分析】(1)先令y=0求抛物线与x轴交点坐标,利用待定系数法求直线AC的解析式;
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(2)如图1中,设点P(m,m2+m﹣3),则E(m,﹣m+),构建关于x的二次函数,利用二次函数的性质即可解决问题.
(3)如图2中,分四种情形讨论即可①当P1P=P1A时,②AP=AP2时,③当P3P=P3A时,④当P4P=PA时,画出图形,求出点M坐标即可.
【解答】解:(1)当y=0时,x2+x﹣3=0,解得x1=﹣3,x2=2, ∵点A在点B的右侧, ∴A(2,0)、B(﹣3,0); 设直线AC的解析式为y=kx+b,
把A(2,0)、C(0,)代入得: 解得,
∴直线AC的解析式为:y=﹣;
=
(2)如图1中,在Rt△ACO中,tan∠OAC=
∵∠FPH+∠PHF=90°,∠OAC+∠AHG=90°,∠PHF=∠AHG, ∴∠HPF=∠OAC
∴tan∠FPH=tan∠OAC= ∵tan∠FPH=
∴FH=×FP×=FP
设点P(m,m2+m﹣3),则E(m,﹣m+), ∴EP=﹣m2﹣m+,FP=﹣m2﹣m+3, 于是l=EP﹣FH=EP﹣FP=﹣m2﹣m+3, ∵﹣<0
∴l=﹣m2﹣m+3开口向下,对称轴x=
=﹣2,
∵点P是x轴下方的抛物线上一动点, ∴﹣3<m<2
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∴l在﹣3<m<2时,当m=﹣2时,l最大=4;
(3)如图2中,m=﹣2时,E(﹣2,3),P(﹣2,﹣2), ∵A(2,0), ∴EP=EA=5,
①当P1P=P1A时,AP中点K(0,﹣1),于是直线EK为y=﹣2x﹣1, ∴直线EK交x于I(﹣,0),EI=过点M1作M1J⊥EK于J,则EJ=EF=3, ∴IJ=
﹣3,
,
∵△IEF∽△IM1J, ∴∴IM1=∴M1(3
=
, ﹣3
.
﹣8,0),
②AP=AP2时,△AEP≌△AEP2, ∴∠AEP=∠AEP2, ∴点M2与点A重合, ∴点M2(2,0).
③当P3P=P3A时,由△EFM3∽△M1FE,得到EF2=FM3•FM1, ∴FM3=3
+6,
﹣8,0),
∴点M3(﹣3
④当P4P=PA时,作M4Q⊥EP4,设M4Q=M4F=x, 在RT△P4QM4中, ∵P4Q2+QM42=FP42, ∴22+x2=(4﹣x)2, ∴x=,
∴0M4=+2=, ∴点M4(﹣,0). 综上所述点M1(3
﹣8,0),M2(2,0),M3(﹣3
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﹣8,0),M4(﹣,0).
【点评】本题考查二次函数综合题、待定系数法、函数最值问题、全等三角形的判定和性质、相似三角形的判定和性质等知识,解题的关键是学会构建二次函数,解决实际问题中最值问题,学会分类讨论,考虑问题要全面,属于中考压轴题.
4.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣B两点,交y轴交于C点,顶点为D.
(1)如图1,连接AD,R是抛物线对称轴上的一点,当AR⊥AD时,求点R的坐标;
(2)在(1)的条件下.在直线AR上方,对称轴左侧的抛物线上找一点P,过P作PQ⊥x轴,交直线AR于点Q,点M是线段PQ的中点,过点M作MN∥AR交抛物线对称轴于点N,当平行四边形MNRQ周长最大时,在抛物线对称轴上找一点E,y轴上找一点F,使得PE+EF+FA最小,并求此时点E、F的坐标. (3)如图2,过抛物线顶点D作DH⊥AB于点H,将△DBH绕着H点顺时针旋转得到△D′B′H′且B′落在线段BD上,将线段AC直沿直线AC平移后,点A、C对应的点分别为A′、C′,连接D′C′,D′A′,△D′C′A′能否为等腰三角形?若能,请求
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x2+
x+3,分别交x轴于A、
出所有符合条件的点A′的坐标;若不能,请说明理由.
【分析】(1)求出直线AD的解析式,根据AR⊥AD,再求出直线AR的解析式即可解决问题.
(2)如图1中,设P(m,﹣(m,﹣
m2+
m+
m2+
m+3
),则Q(m,
m﹣2
),M
),构建二次函数,利用二次函数的性质求出点P坐
标,如图2中,点P关于对称轴的对称点为M,点M关于y轴的对称点为N,连接AN交y轴于F,连接FM交对称轴于E,此时PE+EF+AF最小.分别求出直线AN、FM的解析式即可解决问题. (3)分三种情形讨论即可①当C′D′=A′C′=3D′C′=D′A′时分别求解即可. 【解答】解:(1)对于抛物线y=﹣解得x=﹣2或6,
∴B(﹣2,0),A(6,0), ∵y=﹣
x2+
x+3
=﹣
(x﹣2)2+4
,
x2+
x+3
,令y=0,得﹣
x2+
x+3
=0,
时.②当A′D′=A′C′=3
时.③当
∴抛物线顶点D坐标为(2,4),对称轴x=2,
,解得
,
,
设直线AD的解析式为y=kx+b则有∴直线AD的解析式为y=﹣∵AR⊥AD,
∴直线AR的解析式为y=∴点R坐标(2,﹣
x+6
x﹣2,
).
第20页(共53页)
(2)如图1中,设P(m,﹣(m,﹣
m2+
m+
),
m2+
m+3),则Q(m,m﹣2),M
由(1)可知tan∠DAB==,
∴∠DAB=60°,∵∠DAQ=90°, ∴∠BAQ=30°,
∴平行四边形MNRQ周长=2(﹣•cos30°=﹣
m2﹣
m+7
=﹣
m2+
m+
﹣,
m+2
)+2(2﹣m)
(m+)2+
∴m=﹣时,平行四边形MNRQ周长最大, 此时P(﹣,
),
如图2中,点P关于对称轴的对称点为M,点M关于y轴的对称点为N,连接AN交y轴于F,连接FM交对称轴于E,此时PE+EF+AF最小.
理由:PE+EF+AF=EM+FE+AF=FM+AF=FN+AF=AN, 根据两点之间线段最短,可知此时PE+EF+AF最小. ∵M(
,
),N(﹣
,x+
), ,
∴直线AN的解析式为y=﹣
第21页(共53页)
∴点F坐标(0,),
x+
,
∴直线FM的解析式为y=∴点E坐标(2,
).
(3)能.如图3中,
由题意可知,∠DBH=60°,∵HB=HB′, ∴△BHB′是等边三角形,
∴BB′=BH=HB′=DB′=4,∠D′B′H=∠BHB′=60°, ∴B′D′∥x轴,D′(8,2∵C(0,3
),AC=
=
=3
,
),A(6,0),
x+3
,
m+3
),
∴直线AC的解析式为y=﹣①当C′D′=A′C′=3∴(8﹣m)2+(2解得m=∴C′(
时,设C′(m,﹣+或,
m﹣3
)2=(3, )或(
)2,
,),
把点C′向下平移3∴此时A′的坐标为(②当A′D′=A′C′=3∴(8﹣n)2+(2解得n=
个单位,向右平移6个单位得到A′,
,
n+3
)或(),
,
).
时,设A′(n,﹣+或
n﹣3
)2=(3,
)2,
第22页(共53页)
∴A′(,)或(,),
x﹣
,
③当D′C′=D′A′时,作D′H⊥A′C′于H,则直线D′H的解析式为y=
由解得,
∴点H坐标(把点H向下平移
,),
,向右平移3个单位即可得到A′(
,)或(
,﹣
)或(,
).
,)
综上所述,满足条件的点A′的坐标为(
)或(
或(
,
).
,
【点评】本题考查二次函数综合题、一次函数的应用、平行四边形的性质、等腰三角形的判定和性质、两点间距离公式等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会利用对称解决最值问题,学会用分类讨论的思想思考问题,属于中考压轴题.
5.已知抛物线y=﹣线y=
x2﹣
x+a(a≠0)的顶点为M,与y轴交于点A,直
x﹣a分别与x轴,y轴相交于B,C两点,并且与直线MA相交于N点.
(1)用a表示点A,M,N的坐标.
(2)若将△ANC沿着y轴翻折,点N对称点Q恰好落在抛物线上,AQ与抛物线的对称轴交于点P,连结CP,求a的值及△PQC的面积. (3)当a=4
时,抛物线如图2所示,设D为抛物线第二象限上一点,E为x
轴上的点,且∠OED=120°,DE=8,F为OE的中点,连结DF,将直线BC沿着x轴向左平移,记平移的过程中的直线为B′C′,直线B′C′交x轴与点K,交DF于H点,当△KEH为等腰三角形时,求平移后B的对应点K的坐标.
第23页(共53页)
【分析】(1)用抛物线的顶点公式确定顶点坐标,联立方程组求交点坐标; (2)根据对折确定出a求出点A,C,N的坐标,从而求出三角形的面积; (3)求出直线BC解析式为y=
x﹣4
,直线DF的解析式为y=﹣
x﹣8
,
从而求出线段KE中点H横坐标为﹣3,建立方程求解. 【解答】解:(1)∵y=﹣∴顶点M(﹣6,a+4令x=0,得:y=a, ∴A(0,a),
∴直线AM解析式为y=﹣
x+a,
)
x2﹣
x+a=
(x+6)2+a+4
,
∵,
∴,
∴N(a,﹣a)
a,﹣a), a)2﹣
×(﹣
a)+a,
(2)由(1)知,Q(﹣∴﹣a=﹣∴a=9
×(﹣
,或a=0(舍),
),C(0,﹣9
),N(﹣6,13,
第24页(共53页)
∴A(0,9),
∴xQ=﹣18,xP=﹣6,AC=18
∴S△PQC=S△AQC﹣S△APC=AC×|xQ|﹣AC×|xP|=×18(3)如图,
(18﹣6)=108.
当a=4时,抛物线解析式为y=﹣
x﹣4
,
x2﹣
x+4,
直线BC解析式为y=
设点K的坐标为(m,0),(m<12) ∴直线BC平移后的直线B'C'的解析式为y=作DG⊥x轴, ∴∠DEG=60°, ∴DG=DEsin60=4∵y=4∴4
, =﹣
x2﹣
x+4
,
,EG=DEcos60°=4,
(x﹣m)①,
∴x=﹣12,或x=0(舍) ∴D(﹣12,4∴OG=12, ∴OE=OG﹣EG=8, ∴E(﹣8,0), ∵F(﹣4,0),
∴直线DF的解析式为y=﹣
x﹣2
②, (m+4),
),
联立①②得,x=(m﹣6),y=﹣∴H((m﹣6),﹣
(m+4)),
∵E(﹣8,0),K(m,0),
第25页(共53页)
∴EK2=(m+8)2,EH2=[((m﹣6)+8]2+[﹣﹣m]2+[﹣
(m+4)]2,
(m+4)]2,HK2=[(m﹣6)
∵△KEH为等腰三角形, ①当EH=KH时,∴EH2=KH2, ∴[((m﹣6)+8]2+[﹣
(m+4)]2=[(m﹣6)﹣m]2+[﹣
(m+4)]2,
∴m=﹣8(舍)或m=16(舍) ②当EH=EK时,∴EH2=EK2, ∴(m+8)2=[((m﹣6)+8]2+[﹣∴m=﹣4(舍)或m=﹣∴K(﹣
,0),
,
(m+4)]2
③当KH=EK时,∴KH2=EK2, (m+8)2=[(m﹣6)﹣m]2+[﹣∴m=∴K(
或m=,0)或(
(m+4)]2,
,0)
,0)或(
,0)或(
,0)
∴满足条件的K的坐标为(﹣
【点评】此题是二次函数综合题,主要考查了图象的交点坐标的确定,锐角三角函数的意义,三角形面积的求法,解本题的关键是交点坐标的确定.
6.如图1,二次函数y=x2﹣2x+1的图象与一次函数y=kx+b(k≠0)的图象交于A,B两点,点A的坐标为(0,1),点B在第一象限内,点C是二次函数图象的顶点,点M是一次函数y=kx+b(k≠0)的图象与x轴的交点,过点B作轴的垂线,垂足为N,且S△AMO:S四边形AONB=1:48. (1)求直线AB和直线BC的解析式;
(2)点P是线段AB上一点,点D是线段BC上一点,PD∥x轴,射线PD与抛物线交于点G,过点P作PE⊥x轴于点E,PF⊥BC于点F.当PF与PE的乘积最
第26页(共53页)
大时,在线段AB上找一点H(不与点A,点B重合),使GH+求点H的坐标和GH+
BH的最小值;
BH的值最小,
(3)如图2,直线AB上有一点K(3,4),将二次函数y=x2﹣2x+1沿直线BC平移,平移的距离是t(t≥0),平移后抛物线上点A,点C的对应点分别为点A′,点C′;当△A′C′K是直角三角形时,求t的值.
【分析】(1)根据S△AMO:S四边形AONB=1:48,求出三角形相似的相似比为1:7,从而求出BN,继而求出点B的坐标,用待定系数法求出直线解析式.
(2)先判断出PE×PF最大时,PE×PD也最大,再求出PE×PF最大时G(5,),再简单的计算即可;
(3)由平移的特点及坐标系中,两点间的距离公式得A′C′2=8,A′K2=5m2﹣18m+18,C′K2=5m2﹣22m+26,最后分三种情况计算即可. 【解答】解:(1)∵点C是二次函数y=x2﹣2x+1图象的顶点, ∴C(2,﹣1),
∵AO⊥x轴,BN⊥x轴, ∴△MAO∽△MBN, ∵S△AMO:S四边形AONB=1:48, ∴S△AMO:S△BMN=1:49, ∴OA:BN=1:7, ∵OA=1 ∴BN=7,
把y=7代入二次函数解析式y=x2﹣2x+1中,可得7=x2﹣2x+1,
第27页(共53页)
∴x1=﹣2(舍),x2=6 ∴B(6,7),
∵A的坐标为(0,1), ∴直线AB解析式为y=x+1, ∵C(2,﹣1),B(6,7), ∴直线BC解析式为y=2x﹣5. (2)如图1,
设点P(x0,x0+1), ∴D(
,x0+1),
∴PE=x0+1,PD=3﹣x0, ∵∠DPF固定不变, ∴PF:PD的值固定,
∴PE×PF最大时,PE×PD也最大,
PE×PD=(x0+1)(3﹣x0)=﹣x02+x0+3, ∴当x0=时,PE×PD最大, 即:PE×PF最大.此时G(5,) ∵△MNB是等腰直角三角形, 过B作x轴的平行线, ∴GH+
BH=B1H,
BH的最小值转化为求GH+HB1的最小值,
∴当GH和HB1在一条直线上时,GH+HB1的值最小,
第28页(共53页)
此时H(5,6),最小值为7﹣= (3)令直线BC与x轴交于点I, ∴I(,0)
∴IN=,IN:BN=1:2,
∴沿直线BC平移时,横坐标平移m时,纵坐标则平移2m,平移后A′(m,1+2m),C′(2+m,﹣1+2m),
∴A′C′2=8,A′K2=5m2﹣18m+18,C′K2=5m2﹣22m+26, 当∠A′KC′=90°时,A′K2+KC′2=A′C′2,解得m=
,此时t=
m=4
m=2;
±
;
当∠KC′A′=90°时,KC′2+A′C′2=A′K2,解得m=4,此时t=
当∠KA′C′=90°时,A′C′2+A′K2=KC′2,解得m=0,此时t=0.
【点评】此题是二次函数综合题,主要考查了相似三角形的性质,待定系数法求函数解析式,两点间的距离公式,解本题的关键是相似三角形的性质的运用.
7.如图,抛物线y=﹣x2
x+3与x轴交于A,B两点(A点在B点的左侧),
与y轴交于点C,点D在x轴负半轴上.且OD=.连接CD,已知点E(0,﹣1), (1)求直线AC的解析式;
(2)如图1,F为线段AC上一动点,过F作x轴的平行线交CD于点G.当△EFG面积最大时,在y轴上取一点M,在抛物线对称轴上取一点N,求FM+MN+NB的最小值;
(3)如图2,点P在线段OC上且OP=OB,连接BP,将△OBP沿x轴向左平移,得到△O′B′P′,当点P′恰好落在AC上时,将△P′O′A绕点P′逆时针旋转α(0<α<180°),记旋转中的△P′O′A′为△P′O″A′,在旋转过程中,设直线A′O″分别交x轴,直线AC于H,I两点,是否存在这样的H,I,使△AHI为等腰三角形?若存在,求此时AI的长.
第29页(共53页)
【分析】(1)先求得点A和点C的坐标,然后利用待定系数法求得直线AC的解析式即可;
(2)先求得CD的解析式,设点F的坐标为(a,a+3),点G的坐标为(x,2x+3).然后依据点F和点G的坐标相等可求得点G的横坐标(用含a的式子表示),从而可求得FG的上,然后列出△FGE的面积与a的函数关系,利用二次函数的性质可求得a的值,从而得到点F的坐标,作点N关于y轴的对称点N′,在x轴上取点E使NN′=BE=2,则E(4,0).然后证明MN=MN′、BN=N′E,由两点之间线段最短可知:当点F、M、N′、E在一条直线上时,FM+MN+NB有最小值,最后依据勾股定理求的FE的值即可;
(3)如图2所示:当AI=AH时,作AM平分∠CAO,交AC于点M,作MN⊥AC,垂足为N.先利用面积法求得OM的值,然后可求得tan∠MOA的值,然后在Rt△IP′O″中,利用锐角三角函数的定义可求得IP′的值,最后依据AI=IP′﹣AP′求解即可;如图3所示:当AH=IH时.可证明△IP′A′为等腰三角形即IP′=P′A′;如图4所示:当AI=AH时,过点A作AM⊥IH,可证明∠IP′O″=∠IAM,然后在Rt△IO″P′利用锐角三角函数的定义可求得IP′的长,最后依据AI=IP′+AP′求解即可;如图5所示:当IA=IH时.作IM⊥P′A′.可证明△IP′A′为等腰直角三角形,然后再Rt△IMP′可利用锐角三角函数的定义求得IP′的长.,最后依据AI=IP′+AP′求解即可. 【解答】解:(1)把x=0代入得:y=3, ∴C(0,3).
把y=0代入得:0=﹣x2
x+3,解得x=2或x=﹣4.
第30页(共53页)
∴A(﹣4,0)、B(2,0).
设直线AC的解析式为y=kx+b,将C(0,3)、A(﹣4,0)代入得:解得k=,b=3.
∴直线AC的解析式为y=x+3.
,
(2)∵OD=, ∴D(﹣,0).
设CD的解析式为y=mx+n,将点C、D的坐标代入得:m=2,
∴直线CD的解析式为y=2x+3.
设点F的坐标为(a,a+3),点G的坐标为(x,2x+3). ∵FG∥x轴,
∴a+3=2x+3,解得:x=a. ∴FG=﹣a.
∴△FGE的面积=FG•|Gy﹣Ey|=×(﹣a)×(a+4)=﹣∴当a=﹣时,△FGE的面积有最大值. ∴F(﹣,1).
如图1所示:作点N关于y轴的对称点N′,在x轴上取点E使NN′=BE=2,则E(4,0).
a2﹣a. ,解得n=3,
∵N与N′关于y轴对称,
第31页(共53页)
∴MN=MN′.
∵NN′∥BE且NN′=BE,
∴四边形NN′EB为平行四边形. ∴BN=N′E.
∴FM+MN+NB=AM+MN′+N′E.
由两点之间线段最短可知:当点F、M、N′、E在一条直线上时,FM+MN+NB有最小值,
∴FM+MN+NB=EF=
=
.
(3)如图2所示:当AI=AH时,作AM平分∠CAO,交AC于点M,作MN⊥AC,垂足为N.
∵直线AC的解析式为y=x+3,
∵AM平分∠CAO,MO⊥AO,MN⊥AC, ∴MN=MO. ∵AO=4,OC=3, ∴AC=5. 设MN=MO=a.
∵△AOC的面积=AC•MN+AO•OM=AO•OC, ∴×5×a+×4×a=×3×4,解得:a=. ∴MO=.
第32页(共53页)
∴tan∠MAO==. ∵AI=AH, ∴∠AIH=∠AHI.
又∵∠AIH+∠AHI=∠CAO,AM平分∠CAO, ∴tan∠AIO″=tan∠MAO. ∴tan∠AIO″=tan∠MAO=. ∵P′O″=P′O′=OP=PB=2, ∴IO″=6.
依据勾股定理可知IP′=2∵∴AP′=
=, .
﹣
. .
∴AI=IP′﹣AP′=2
如图3所示:当AH=IH时.
∵AH=IH, ∴∠IAH=∠AIH.
由旋转的性质可知∠IAH=∠P′A′I. ∴∠P′A′I=∠P′IA′. ∴P′I=P′A′. ∴P′I=AP′=
.
第33页(共53页)
∴AI=.
如图4所示:当AI=AH时,过点A作AM⊥IH.
∵P′O″⊥IH,AM⊥IH, ∴O″P′∥AM. ∴∠IAM=∠IP′O″. ∵AI=AH,AM⊥IH, ∴∠IAM=∠IP′O″. ∴
=,
,解得:IO″=.
=
.
.
依据勾股定理得:IP′=∴AI=AP′+IP′=
如图5所示:当IA=IH时.作IM⊥P′A′.
∵AI=IH,
第34页(共53页)
∴∠IAH=∠IHA. ∵IA′P′=P′AO′, ∴∠IA′M=∠IHA. ∴P′A′∥AH.
∴△IP′A′为等腰三角形. 又∵IM⊥P′A′, ∴P′M=MA′=. ∴IP′=∴AI=
. +
=
.
﹣
或
或
或
.
综上所述,当△AHI为等腰三角形时,AI的长为2
【点评】本题主要考查的是二次函数的综合应用,解答本题主要应用了待定系数法求函数的解析式、二次函数的性质、轴对称图形的性质、平行四边形的性质、等腰三角形的性质、锐角三角函数的定义,将FM+MN+NB转化为EF的长是解答问题(2)的关键,根据题意画出图形是解答问题(3)的关键.
8.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=
x2﹣
x﹣2
与x轴交于A、
),
B两点(点A在点B的左侧),交y轴于点C,连接BC.已知点D(0,2连接BD.
(1)求直线BC的解析式;
(2)点M是线段BC下方的抛物线上一点,过点M作MG⊥x轴交BC于点E,交x轴于点F,交BD于点G.过点E作EH⊥BC交y轴于点H,交x轴于点K,连接GK.当△GKH面积最大时,线段OB上有一点R,过点R作RT⊥x轴交BC
第35页(共53页)
于点T,连接RE、MT,若四边形EMTR为平行四边形,求点R的坐标; (3)如图2,抛物线的对称轴与x轴交于点Q,点P是直线BD上一动点,连接PQ,将△BPQ沿PQ折叠至△B′PQ,其中点B的对应点为点B′.连接AB′、DB′,当△ADB′为等腰三角形时,求点P的坐标.
【分析】(1)首先求出B、C两点坐标,利用待定系数法即可解决问题; (2)由△GEB是等边三角形,设F(t,0),则FB=6﹣t,FG=
(6﹣t),EG=
(6﹣t),KF=(6﹣t),推出KB=(6﹣t)=8﹣t,OK=t﹣2,根据S△GKH=S△
GEH﹣S△EGK=
•GE•(OF﹣FK)=•EG•OK,构建二次函数,利用二次函数的性质
求出点M的坐标,即可解决问题;
(3)分三种情形①如图3中,当DA=DB′时.②如图4中,当点P与D重合时,点B′与C重合,此时AB′=AD.③如图5中,当B′A=B′D时,易证QB′⊥AD,BQ=PB.④如图6中,当B′A=B′D时,分别求解即可; 【解答】解:(1)∵y=∴y=0时,
x2﹣
x2﹣x﹣2
x﹣2=0,
,
解得x=﹣2或6,
∴A(﹣2,0),B(6,0), x=0时,y=﹣2∴C(0,﹣2
, ),
x﹣2
.
∴直线BC的解析式为Y=
(2)如图1中,
∵D(0,2
),B(6,0),C(0,﹣2),
第36页(共53页)
∴tan∠DBO=tan∠CBO=∴∠DBO=∠CBO=30°, ∵OD=OC,BO⊥CD, ∴BD=BC,∠DBC=60°, ∴△BCD是等边三角形,
,
∵△GEB是等边三角形,设F(t,0),则FB=6﹣t,FG=﹣t),KF=(6﹣t), ∴KB=(6﹣t)=8﹣t, ∴OK=t﹣2,
∴S△GKH=S△GEH﹣S△EGK=•GE•(OF﹣FK)=•EGOK=﹣∵﹣∴t=∴ME=∵RT=ME, ∴RT=
,
RT=
EM=
,
<0,∴开口向下,
时,△GKH的面积最大,此时M(
,
,﹣
(6﹣t),EG=(6
t2+
t﹣4.
,E(,﹣),
∴在Rt△RBT中,RB=∴OR=∴R(
, ,0).
(3)①如图3中,当DA=DB′时,易知∠ADQ=∠DQB′=∠BQB′=60°,
第37页(共53页)
∴∠PQB=∠PQB′=∠PBQ=30°,作PH⊥x轴于H. ∴QH=BH=2,PH=∴OH=4, ∴P(4,
,
).
②如图4中,当点P与D重合时,点B′与C重合,此时AB′=AD,易知P(0,2).
③如图5中,当B′A=B′D时,易证QB′⊥AD,BQ=PB,作PH⊥x轴于H.
第38页(共53页)
在Rt△PHB中,PH=PB=2,BH=2∴OH=6﹣2∴P(6﹣2
, ,2).
,
④如图6中,当B′A=B′D时,易证PB=BQ=4,作PH⊥x轴于H.
在Rt△PHB中,PH=PB=2,BH=2∴OH=6+2∴P(6+2
, ,﹣2).
,
综上所述,满足条件的点P的坐标为(4,或(6+2
,﹣2).
)或(0,2)或(6﹣2,2)
【点评】本题考查二次函数综合题、一次函数的应用、三角形的面积、翻折变换等知识,解题的关键是学会构建二次函数解决最值问题,学会用分类讨论的思想思考问题,属于中考压轴题.
第39页(共53页)
9.已知如图1,抛物线y=﹣x2﹣x+3与x轴交于A和B两点(点A在点B的左侧),与y轴相交于点C,点D的坐标是(0,﹣1),连接BC、AC
(1)求出直线AD的解析式;
(2)如图2,若在直线AC上方的抛物线上有一点F,当△ADF的面积最大时,有一线段MN=
(点M在点N的左侧)在直线BD上移动,首尾顺次连接点A、
M、N、F构成四边形AMNF,请求出四边形AMNF的周长最小时点N的横坐标; (3)如图3,将△DBC绕点D逆时针旋转α°(0<α°<180°),记旋转中的△DBC为△DB′C′,若直线B′C′与直线AC交于点P,直线B′C′与直线DC交于点Q,当△CPQ是等腰三角形时,求CP的值.
【分析】(1)先求出点A,B坐标,再用待定系数法求出直线AD解析式; (2)先建立S△ADF=﹣(m+)2+
,进而求出F点的坐标,再确定出点M的
x﹣①,
位置,进而求出点A1,A2坐标,即可确定出A2F的解析式为y=﹣和直线BD解析式为y=﹣x﹣1②,联立方程组即可确定出结论;
(3)分四种情况讨论计算,利用锐角三角函数和勾股定理表示出线段,用相似三角形的性质即可求出PC的值.
【解答】解:(1)∵抛物线y=﹣x2﹣x+3与x轴交于A和B两点, ∴0=﹣x2﹣x+3, ∴x=2或x=﹣4,
∴A(﹣4,0),B(2,0), ∵D(0,﹣1),
第40页(共53页)
∴直线AD解析式为y=﹣x﹣1;
(2)如图1,
过点F作FH⊥x轴,交AD于H,
设F(m,﹣m2﹣m+3),H(m,﹣m﹣1), ∴FH=﹣m2﹣m+3﹣(﹣m﹣1)=﹣m2﹣m+4,
∴S△ADF=S△AFH+S△DFH=FH×|yD﹣yA|=2FH=2(﹣m2﹣m+4)=﹣m2﹣m+8=﹣(m+)2+
,
当m=﹣时,S△ADF最大, ∴F(﹣,如图2,
作点A关于直线BD的对称点A1,把A1沿平行直线BD方向平移到A2,且A1A2=连接A2F,交直线BD于点N,把点N沿直线BD向左平移形AMNF的周长最小. ∵OB=2,OD=1, ∴tan∠OBD=, ∵AB=6, ∴AK=
,
,
,A1H=
,
,
)
得点M,此时四边
∴AA1=2AK=
在Rt△ABK中,AH=∴OH=OA﹣AH=, ∴A1(﹣,﹣
),
过A2作A2P⊥A2H, ∴∠A1A2P=∠ABK, ∵A1A2=
,
第41页(共53页)
∴A2P=2,A1P=1, ∴A2(,﹣∵F(﹣,
) )
x﹣①,
∴A2F的解析式为y=﹣
∵B(2,0),D(0,﹣1), ∴直线BD解析式为y=x﹣1②, 联立①②得,x=﹣∴N点的横坐标为:﹣
, .
(3)∵C(0,3),B(2,0),D(0,﹣1) ∴CD=4,BC=
,OB=2,
BC边上的高为DH,
根据等面积法得,BC×DH=CD×OB, ∴DH=
=
,
∵A(﹣4,0),C(0,3), ∴OA=4,OC=3, ∴tan∠ACD=
,
①当PC=PQ时,简图如图1,
过点P作PG⊥CD,过点D作DH⊥PQ, ∵tan∠ACD=
∴设CG=3a,则QG=3a,PG=4a,PQ=PC=5a,
第42页(共53页)
∴DQ=CD﹣CQ=4﹣6a ∵△PGQ∽△DHQ, ∴∴
,
,
∴a=∴PC=5a=
,
;
②当PC=CQ时,简图如图2,
过点P作PG⊥CD, ∵tan∠ACD=
∴设CG=3a,则PG=4a, ∴CQ=PC=5a, ∴QG=CQ﹣CG=2a, ∴PQ=2
a,
∴DQ=CD﹣CQ=4﹣5a ∵△PGQ∽△DHQ, 同①的方法得出,PC=4﹣
,
③当QC=PQ时,简图如图1
第43页(共53页)
过点Q作QG⊥PC,过点C作CN⊥PQ, 设CG=3a,则QG=4a,PQ=CQ=5a, ∴PG=3a, ∴PC=6a
∴DQ=CD﹣CQ=4﹣5a,
利用等面积法得,CN×PQ=PC×QG, ∴CN=
a,
∵△CQN∽△DQH 同①的方法得出PC=
④当PC=CQ时,简图如图4,
过点P作PG⊥CD,过H作HD⊥PQ, 设CG=3a,则PG=4a,CQ=PC=5a, ∴QD=4+5a,PQ=4∵△QPG∽△QDH, 同①方法得出.CP=综上所述,PC的值为:
,
;4﹣,,=.
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【点评】此题是二次函数综合题,主要考查了待定系数法,面积公式及计算方法,等腰三角形的性质,相似三角形的判定和性质,分情况讨论计算是解本题的关键,构造出相似三角形是解本题的难点.计算量较大.
10.如图1,抛物线y=﹣x2+
x+2的图象与x轴交于点A、B,与y轴交于点
C,连接BC,过点A作AD∥BC交抛物线的对称轴于点D. (1)求点D的坐标;
(2)如图2,点P是抛物线在第一象限内的一点,作PQ⊥BC于Q,当PQ的长度最大时,在线段BC上找一点M(不与点B、点C重合),使PM+BM的值最小,求点M的坐标及PM+BM的最小值;
(3)抛物线的顶点为点E,平移抛物线,使抛物线的顶点E在直线AE上移动,点A,E平移后的对应点分别为点A′、E′.在平面内有一动点F,当以点A′、E′、B、F为顶点的四边形为菱形时,求出点A′的坐标.
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【分析】(1)当y=0时,﹣x2+
x+2=0,解方程可得A(﹣,0),B(,
0),当x=0时,y=2,即C(0,2),根据待定系数法可求直线BC的解析式为y=
x+2,根据平行两直线间的关系可得直线AD的解析式为y=﹣
=
,可得当x=
时,y=﹣
x﹣,
根据抛物线的对称轴为x=﹣D点坐标为(
,﹣);
x﹣=﹣,即
(2)如图1,作PF∥y轴交BC于F,则△PQF∽△BOC,根据相似三角形的性质可得PQ=当t=
PF,设P(t,﹣t2+
t+2),F(t,
t+2)可得PF=﹣t2+
t,
时,PF取最大值,PQ取最大值,此时P(,),作MN⊥x轴于N,
则△BMN∽△BOC,根据相似三角形的性质可得MN=BM,则当P,M,N共线时,PM+BM=PN=,M(
,1)
(3)如图2所示,分三种情况:1)当A′E′=A′B,A′E′∥BF1,A′E′=BF1时四边形A′E′F1B是菱形;2)当A′E′=E′B,A′E′∥BF2,A′E′=BF2时四边形A′E′F2B是菱形;3)当A′B=E′B,A′F3∥BE′,A′F3=BE′时四边形A′F3E′B是菱形;进行讨论即可求解. 【解答】解:(1)当y=0时,﹣x2+解得x1=即A(﹣
,x2=﹣
,
,0),
x+2=0,
,0),B(
当x=0时,y=2,即C(0,2), 直线BC的解析式为y=﹣直线AD的解析式为y=﹣
x+2, x﹣,
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抛物线的对称轴为x=﹣当x=
时,y=﹣
=,
x﹣=﹣, ,﹣);
即D点坐标为(
(2)如图1,作PF∥y轴交BC于F, 则△PQF∽△BOC, ∴
=
=PF
t+2),F(t,t
t+2)
即PQ=
设P(t,﹣t2+∴PF=﹣t2+当t=
时,PF取最大值,PQ取最大值,
,)
此时P(
作MN⊥x轴于N,则△BMN∽△BOC, ∴
=
=
即MN=BM,
则当P,M,N共线时,PM+BM=PN=, M(
,1);
(3)如图2所示,
1)当A′E′=A′B,A′E′∥BF1,A′E′=BF1时四边形A′E′F1B是菱形, 此时A1′(
,),A2′(﹣
,﹣
);
2)当A′E′=E′B,A′E′∥BF2,A′E′=BF2时四边形A′E′F2B是菱形, 此时A3′(﹣
,0),A4′(﹣
,﹣
);
3)当A′B=E′B,A′F3∥BE′,A′F3=BE′时四边形A′F3E′B是菱形,
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此时A5′(﹣,﹣).
【点评】考查了二次函数综合题,涉及的知识点有:待定系数法求一次函数解析式,二次函数的性质,相似三角形的性质,菱形的性质,要会利用数形结合的思想把代数和几何图形结合起来,综合性较强,有一定的难度.
11.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=
x2﹣
x﹣
与x轴交于A、B
两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,对称轴与x轴交于点D,点E(4,n)在抛物线上.
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(1)求直线AE的解析式;
(2)点P为直线CE下方抛物线上的一点,连接PC,PE.当△PCE的面积最大时,连接CD,CB,点K是线段CB的中点,点M是CP上的一点,点N是CD上的一点,求KM+MN+NK的最小值; (3)点G是线段CE的中点,将抛物线y=
x2﹣
x﹣
沿x轴正方向平移
得到新抛物线y′,y′经过点D,y′的顶点为点F.在新抛物线y′的对称轴上,是否存在点Q,使得△FGQ为等腰三角形?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)抛物线的解析式可变形为y=
(x+1)(x﹣3),从而可得到点A
和点B的坐标,然后再求得点E的坐标,设直线AE的解析式为y=kx+b,将点A和点E的坐标代入求得k和b的值,从而得到AE的解析式; (2)设直线CE的解析式为y=mx﹣
,将点E的坐标代入求得m的值,从而得
x2
到直线CE的解析式,过点P作PF∥y轴,交CE与点F.设点P的坐标为(x,﹣
x﹣
),则点F(x,
x﹣x2+
),则FP=
x2+
x.由三角形的面
积公式得到△EPC的面积=﹣x,利用二次函数的性质可求得x的值,
从而得到点P的坐标,作点K关于CD和CP的对称点G、H,连接G、H交CD和CP与N、M.然后利用轴对称的性质可得到点G和点H的坐标,当点O、N、M、H在条直线上时,KM+MN+NK有最小值,最小值=GH;
(3)由平移后的抛物线经过点D,可得到点F的坐标,利用中点坐标公式可求得点G的坐标,然后分为QG=FG、QG=QF,FQ=FQ三种情况求解即可.
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【解答】解:(1)∵y=∴y=
(x+1)(x﹣3).
x2﹣
x﹣,
∴A(﹣1,0),B(3,0). 当x=4时,y=∴E(4,
).
,
.
设直线AE的解析式为y=kx+b,将点A和点E的坐标代入得:解得:k=
,b=
.
x+
.
∴直线AE的解析式为y=
(2)设直线CE的解析式为y=mx﹣解得:m=
.
x﹣
.
,将点E的坐标代入得:4m﹣=,
∴直线CE的解析式为y=
过点P作PF∥y轴,交CE与点F.
设点P的坐标为(x,则FP=(
x﹣
x2﹣
x2﹣x2+
x﹣),则点F(x,x﹣
)=
x2+x2+
x﹣x. x.
),
)﹣(
∴△EPC的面积=×(x)×4=﹣
∴当x=2时,△EPC的面积最大.
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∴P(2,﹣).
如图2所示:作点K关于CD和CP的对称点G、H,连接G、H交CD和CP与N、M.
∵K是CB的中点, ∴k(,﹣∴tan∠KCP=∵OD=1,OC=∴tan∠OCD=
). . , .
∴∠OCD=∠KCP=30°. ∴∠KCD=30°.
∵k是BC的中点,∠OCB=60°, ∴OC=CK.
∴点O与点K关于CD对称. ∴点G与点O重合. ∴点G(0,0).
∵点H与点K关于CP对称, ∴点H的坐标为(,﹣
).
∴KM+MN+NK=MH+MN+GN.
当点O、N、M、H在条直线上时,KM+MN+NK有最小值,最小值=GH. ∴GH=
=3.
第51页(共53页)
∴KM+MN+NK的最小值为3.
(3)如图3所示:
∵y′经过点D,y′的顶点为点F, ∴点F(3,﹣
).
∵点G为CE的中点, ∴G(2,∴FG=
).
=
.
),Q′(3,对称,
).
∴当FG=FQ时,点Q(3,当GF=GQ时,点F与点Q″关于y=∴点Q″(3,2
).
当QG=QF时,设点Q1的坐标为(3,a). 由两点间的距离公式可知:a+∴点Q1的坐标为(3,﹣
).
)或′(3,
)或(3,2
)
=
,解得:a=﹣
.
综上所述,点Q的坐标为(3,或(3,﹣
).
第52页(共53页)
【点评】本题主要考查的是二次函数的综合应用,解答本题主要应用了待定系数法求一次函数的解析式、轴对称最短路径问题、等腰三角形的定义和性质,找到KM+MN+NK取得最小值的条件是解答问题(2)的关键;分为QG=FG、QG=QF,FQ=FQ三种情况分别进行计算是解答问题(3)的关键.
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