一.解答题(共40小题)
1.(2019•宜昌)在平面直角坐标系中,正方形ABCD的四个顶点坐标分别为A(﹣2,4),B(﹣2,﹣2),
C(4,﹣2),D(4,4).
(1)填空:正方形的面积为 ;当双曲线y=值范围是: ;
(2)已知抛物线L:y=a(x﹣m)2+n(a>0)顶点P在边BC上,与边AB,DC分别相交于点E,
(k≠0)与正方形ABCD有四个交点时,k的取
F,过点B的双曲线y=(k≠0)与边DC交于点N.
①点Q(m,﹣m2﹣2m+3)是平面内一动点,在抛物线L的运动过程中,点Q随m运动,分别切运动过程中点Q在最高位置和最低位置时的坐标;
②当点F在点N下方,AE=NF,点P不与B,C两点重合时,求③求证:抛物线L与直线x=1的交点M始终位于x轴下方.
﹣
的值;
2.(2019•东营)已知抛物线y=ax2+bx﹣4经过点A(2,0)、B(﹣4,0),与y轴交于点C.
(1)求这条抛物线的解析式;
(2)如图1,点P是第三象限内抛物线上的一个动点,当四边形ABPC的面积最大时,求点P的坐标; (3)如图2,线段AC的垂直平分线交x轴于点E,垂足为D,M为抛物线的顶点,在直线DE上是否存在一点G,使△CMG的周长最小?若存在,求出点G的坐标;若不存在,请说明理由.
3.(2019•郴州)已知抛物线y=ax2+bx+3与x轴分别交于A(﹣3,0),B(1,0)两点,与y轴交于点 C.
(1)求抛物线的表达式及顶点D的坐标; (2)点F是线段AD上一个动点.
1
①如图1,设k=,当k为何值时,CF=AD?
②如图2,以A,F,O为顶点的三角形是否与△ABC相似?若相似,求出点F的坐标;若不相似,请说明理由.
4.(2019•广州)已知抛物线G:y=mx2﹣2mx﹣3有最低点.
(1)求二次函数y=mx2﹣2mx﹣3的最小值(用含m的式子表示);
(2)将抛物线G向右平移m个单位得到抛物线G1.经过探究发现,随着m的变化,抛物线G1顶点的纵坐标y与横坐标x之间存在一个函数关系,求这个函数关系式,并写出自变量x的取值范围; (3)记(2)所求的函数为H,抛物线G与函数H的图象交于点P,结合图象,求点P的纵坐标的取值范围.
5.(2019•广元)如图,直线y=﹣x+4与x轴,y轴分别交于A,B两点,过A,B两点的抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点C(﹣1,0). (1)求抛物线的解析式;
(2)连接BC,若点E是线段AC上的一个动点(不与A,C重合),过点E作EF∥BC,交AB于点F,当△BEF的面积是
时,求点E的坐标;
(3)在(2)的结论下,将△BEF绕点F旋转180°得△B′E′F,试判断点E′是否在抛物线上,并说明理由.
6.(2019•荆门)已知抛物线y=ax2+bx+c顶点(2,﹣1),经过点(0,3),且与直线y=x﹣1交于A,
B两点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若在抛物线上恰好存在三点Q,M,N,满足S△QAB=S△MAB=S△NAB=S,求S的值;
(3)在A,B之间的抛物线弧上是否存在点P满足∠APB=90°?若存在,求点P的横坐标;若不存在,请说明理由.
(坐标平面内两点M(x1,y1),N(x2,y2)之间的距离MN=7.(2019•安顺)如图,抛物线y=
)
x2+bx+c与直线y=x+3分别相交于A,B两点,且此抛物线与x 2
轴的一个交点为C,连接AC,BC.已知A(0,3),C(﹣3,0). (1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线对称轴l上找一点M,使|MB﹣MC|的值最大,并求出这个最大值;
(3)点P为y轴右侧抛物线上一动点,连接PA,过点P作PQ⊥PA交y轴于点Q,问:是否存在点
P使得以A,P,Q为顶点的三角形与△ABC相似?若存在,请求出所有符合条件的点P的坐标;若不
存在,请说明理由.
8.(2019•常德)如图,已知二次函数图象的顶点坐标为A(1,4),与坐标轴交于B、C、D三点,且B点的坐标为(﹣1,0). (1)求二次函数的解析式;
(2)在二次函数图象位于x轴上方部分有两个动点M、N,且点N在点M的左侧,过M、N作x轴的垂线交x轴于点G、H两点,当四边形MNHG为矩形时,求该矩形周长的最大值;
(3)当矩形MNHG的周长最大时,能否在二次函数图象上找到一点P,使△PNC的面积是矩形MNHG面积的
?若存在,求出该点的横坐标;若不存在,请说明理由.
9.(2019•泸州)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知二次函数y=ax2+bx+c的图象经过点A(﹣2,0),C(0,﹣6),其对称轴为直线x=2. (1)求该二次函数的解析式; (2)若直线y=﹣
x+m将△AOC的面积分成相等的两部分,求m的值;
(3)点B是该二次函数图象与x轴的另一个交点,点D是直线x=2上位于x轴下方的动点,点E是第四象限内该二次函数图象上的动点,且位于直线x=2右侧.若以点E为直角顶点的△BED与△AOC相似,求点E的坐标.
3
10.(2019•岳阳)如图1,△AOB的三个顶点A、O、B分别落在抛物线F1:y=
x2+x的图象上,点
A的横坐标为﹣4,点B的纵坐标为﹣2.(点A在点B的左侧)
(1)求点A、B的坐标;
(2)将△AOB绕点O逆时针旋转90°得到△A'OB',抛物线F2:y=ax2+bx+4经过A'、B'两点,已知点M为抛物线F2的对称轴上一定点,且点A'恰好在以OM为直径的圆上,连接OM、A'M,求△OA'M的面积;
(3)如图2,延长OB'交抛物线F2于点C,连接A'C,在坐标轴上是否存在点D,使得以A、O、D为顶点的三角形与△OA'C相似.若存在,请求出点D的坐标;若不存在,请说明理由.
11.(2019•深圳)如图抛物线经y=ax2+bx+c过点A(﹣1,0),点C(0,3),且OB=OC.
(1)求抛物线的解析式及其对称轴;
(2)点D、E在直线x=1上的两个动点,且DE=1,点D在点E的上方,求四边形ACDE的周长的最小值.
(3)点P为抛物线上一点,连接CP,直线CP把四边形CBPA的面积分为3:5两部分,求点P的坐标.
12.(2019•鄂州)如图,已知抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A、B两点,AB=4,交y轴于点C,对称轴是直线x=1.
(1)求抛物线的解析式及点C的坐标;
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(2)连接BC,E是线段OC上一点,E关于直线x=1的对称点F正好落在BC上,求点F的坐标; (3)动点M从点O出发,以每秒2个单位长度的速度向点B运动,过M作x轴的垂线交抛物线于点
N,交线段BC于点Q.设运动时间为t(t>0)秒.
①若△AOC与△BMN相似,请直接写出t的值;
②△BOQ能否为等腰三角形?若能,求出t的值;若不能,请说明理由.
13.(2019•兰州)二次函数y=ax2+bx+2的图象交x轴于点(﹣1,0),B(4,0)两点,交y轴于点C.动点M从点A出发,以每秒2个单位长度的速度沿AB方向运动,过点M作MN⊥x轴交直线BC于点
N,交抛物线于点D,连接AC,设运动的时间为t秒.
(1)求二次函数y=ax2+bx+2的表达式; (2)连接BD,当t=
时,求△DNB的面积;
(3)在直线MN上存在一点P,当△PBC是以∠BPC为直角的等腰直角三角形时,求此时点D的坐标; (4)当t=
时,在直线MN上存在一点Q,使得∠AQC+∠OAC=90°,求点Q的坐标.
14.(2019•淄博)如图,顶点为M的抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于A(3,0),B(﹣1,0)两点,与y轴交于点C.
(1)求这条抛物线对应的函数表达式;
(2)问在y轴上是否存在一点P,使得△PAM为直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.
(3)若在第一象限的抛物线下方有一动点D,满足DA=OA,过D作DG⊥x轴于点G,设△ADG的内心为I,试求CI的最小值.
5
15.(2019•天水)如图,已知抛物线y=ax2+bx+c经过点A(﹣3,0)、B(9,0)和C(0,4),CD垂直于y轴,交抛物线于点D,DE垂直于x轴,垂足为E,直线l是该抛物线的对称轴,点F是抛物线的顶点.
(1)求出该二次函数的表达式及点D的坐标;
(2)若Rt△AOC沿x轴向右平移,使其直角边OC与对称轴l重合,再沿对称轴l向上平移到点C与点F重合,得到Rt△A1O1F,求此时Rt△A1O1F与矩形OCDE重叠部分图形的面积;
(3)若Rt△AOC沿x轴向右平移t个单位长度(0<t≤6)得到Rt△A2O2C2,Rt△A2O2C2与Rt△OED重叠部分图形的面积记为S,求S与t之间的函数表达式,并写出自变量t的取值范围.
16.(2019•武汉)已知抛物线C1:y=(x﹣1)2﹣4和C2:y=x2
(1)如何将抛物线C1平移得到抛物线C2?
(2)如图1,抛物线C1与x轴正半轴交于点A,直线y=﹣
x+b经过点A,交抛物线C1于另一点B.请
你在线段AB上取点P,过点P作直线PQ∥y轴交抛物线C1于点Q,连接AQ. ①若AP=AQ,求点P的横坐标; ②若PA=PQ,直接写出点P的横坐标.
(3)如图2,△MNE的顶点M、N在抛物线C2上,点M在点N右边,两条直线ME、NE与抛物线
C2均有唯一公共点,ME、NE均与y轴不平行.若△MNE的面积为2,设M、N两点的横坐标分别为m、n,求m与n的数量关系.
6
17.(2019•乐山)如图,已知抛物线y=a(x+2)(x﹣6)与x轴相交于A、B两点,与y轴交于C点,且tan∠CAB=
.设抛物线的顶点为M,对称轴交x轴于点N.
(1)求抛物线的解析式;
(2)P为抛物线的对称轴上一点,Q(n,0)为x轴上一点,且PQ⊥PC. ①当点P在线段MN(含端点)上运动时,求n的变化范围; ②当n取最大值时,求点P到线段CQ的距离;
③当n取最大值时,将线段CQ向上平移t个单位长度,使得线段CQ与抛物线有两个交点,求t的取值范围.
18.(2019•聊城)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点A(﹣2,0),点B(4,0),与y轴交于点C(0,8),连接BC,又已知位于y轴右侧且垂直于x轴的动直线l,沿x轴正方向从O运动到B(不含O点和B点),且分别交抛物线、线段BC以及x轴于点P,D,E. (1)求抛物线的表达式;
(2)连接AC,AP,当直线l运动时,求使得△PEA和△AOC相似的点P的坐标; (3)作PF⊥BC,垂足为F,当直线l运动时,求Rt△PFD面积的最大值.
19.(2019•资阳)如图,抛物线y=﹣点B的坐标为(4,m).
x2+bx+c过点A(3,2),且与直线y=﹣x+交于B、C两点,
7
(1)求抛物线的解析式;
(2)点D为抛物线上位于直线BC上方的一点,过点D作DE⊥x轴交直线BC于点E,点P为对称轴上一动点,当线段DE的长度最大时,求PD+PA的最小值;
(3)设点M为抛物线的顶点,在y轴上是否存在点Q,使∠AQM=45°?若存在,求点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
20.(2019•无锡)已知二次函数y=ax2+bx﹣4(a>0)的图象与x轴交于A、B两点,(A在B左侧,且OA<OB),与y轴交于点C. (1)求C点坐标,并判断b的正负性;
(2)设这个二次函数的图象的对称轴与直线AC相交于点D,已知DC:CA=1:2,直线BD与y轴交于点E,连接BC.
①若△BCE的面积为8,求二次函数的解析式;
②若△BCD为锐角三角形,请直接写出OA的取值范围.
21.(2019•遂宁)如图,顶点为P(3,3)的二次函数图象与x轴交于点A(6,0),点B在该图象上,
OB交其对称轴l于点M,点M、N关于点P对称,连接BN、ON.
(1)求该二次函数的关系式.
(2)若点B在对称轴l右侧的二次函数图象上运动,请解答下列问题: ①连接OP,当OP=
MN时,请判断△NOB的形状,并求出此时点B的坐标.
②求证:∠BNM=∠ONM.
8
22.(2019•株洲)已知二次函数y=ax2+bx+c(a>0)
(1)若a=1,b=﹣2,c=﹣1 ①求该二次函数图象的顶点坐标;
②定义:对于二次函数y=px2+qx+r(p≠0),满足方程y=x的x的值叫做该二次函数的“不动点”.求证:二次函数y=ax2+bx+c有两个不同的“不动点”. (2)设b=
c3,如图所示,在平面直角坐标系Oxy中,二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴分别
相交于不同的两点A(x1,0),B(x2,0),其中x1<0,x2>0,与y轴相交于点C,连结BC,点D在y轴的正半轴上,且OC=OD,又点E的坐标为(1,0),过点D作垂直于y轴的直线与直线CE相交于点F,满足∠AFC=∠ABC.FA的延长线与BC的延长线相交于点P,若次函数的表达式.
=
,求二
23.(2019•菏泽)如图,抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C(0,﹣2),点A的坐标是(2,0),P为抛物线上的一个动点,过点P作PD⊥x轴于点D,交直线BC于点E,抛物线的对称轴是直线
x=﹣1.
9
(1)求抛物线的函数表达式; (2)若点P在第二象限内,且PE=
OD,求△PBE的面积.
(3)在(2)的条件下,若M为直线BC上一点,在x轴的上方,是否存在点M,使△BDM是以BD为腰的等腰三角形?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
24.(2019•苏州)如图①,抛物线y=﹣x2+(a+1)x﹣a与x轴交于A,B两点(点A位于点B的左侧),与y轴交于点C.已知△ABC的面积是6. (1)求a的值;
(2)求△ABC外接圆圆心的坐标;
(3)如图②,P是抛物线上一点,Q为射线CA上一点,且P、Q两点均在第三象限内,Q、A是位于直线BP同侧的不同两点,若点P到x轴的距离为d,△QPB的面积为2d,且∠PAQ=∠AQB,求点Q的坐标.
25.(2019•宿迁)如图,抛物线y=x2+bx+c交x轴于A、B两点,其中点A坐标为(1,0),与y轴交于点C(0,﹣3).
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)如图①,连接AC,点P在抛物线上,且满足∠PAB=2∠ACO.求点P的坐标;
(3)如图②,点Q为x轴下方抛物线上任意一点,点D是抛物线对称轴与x轴的交点,直线AQ、BQ分别交抛物线的对称轴于点M、N.请问DM+DN是否为定值?如果是,请求出这个定值;如果不是,请说明理由.
10
26.(2019•绵阳)在平面直角坐标系中,将二次函数y=ax2(a>0)的图象向右平移
1个单位,再向下
平移2个单位,得到如图所示的抛物线,该抛物线与x轴交于点A、B(点A在点B的左侧),OA=1,经过点A的一次函数y=kx+b(k≠0)的图象与y轴正半轴交于点C,且与抛物线的另一个交点为D,△ABD的面积为5.
(1)求抛物线和一次函数的解析式;
(2)抛物线上的动点E在一次函数的图象下方,求△ACE面积的最大值,并求出此时点E的坐标; (3)若点P为x轴上任意一点,在(2)的结论下,求PE+
PA的最小值.
27.(2019•武威)如图,抛物线y=ax2+bx+4交x轴于A(﹣3,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C,连接AC,BC.点P是第一象限内抛物线上的一个动点,点P的横坐标为m. (1)求此抛物线的表达式;
(2)过点P作PM⊥x轴,垂足为点M,PM交BC于点Q.试探究点P在运动过程中,是否存在这样的点Q,使得以A,C,Q为顶点的三角形是等腰三角形.若存在,请求出此时点Q的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)过点P作PN⊥BC,垂足为点N.请用含m的代数式表示线段PN的长,并求出当m为何值时
PN有最大值,最大值是多少?
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28.(2019•凉山州)如图,抛物线y=ax2+bx+c的图象过点A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,3).
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴上是否存在一点P,使得△PAC的周长最小,若存在,请求出点P的坐标及△PAC的周长;若不存在,请说明理由;
(3)在(2)的条件下,在x轴上方的抛物线上是否存在点M(不与C点重合),使得S△PAM=S△PAC?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
29.(2019•攀枝花)已知抛物线y=﹣x2+bx+c的对称轴为直线x=1,其图象与x轴相交于A,B两点,与y轴相交于点C(0,3). (1)求b,c的值;
(2)直线1与x轴相交于点P.
①如图1,若l∥y轴,且与线段AC及抛物线分别相交于点E,F,点C关于直线x=1的对称点为点D,求四边形CEDF面积的最大值;
②如图2,若直线1与线段BC相交于点Q,当△PCQ∽△CAP时,求直线1的表达式.
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30.(2019•泰安)若二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴、y轴分别交于点A(3,0)、B(0,﹣2),且过点C(2,﹣2). (1)求二次函数表达式;
(2)若点P为抛物线上第一象限内的点,且S△PBA=4,求点P的坐标;
(3)在抛物线上(AB下方)是否存在点M,使∠ABO=∠ABM?若存在,求出点M到y轴的距离;若不存在,请说明理由.
31.(2019•衡阳)如图,二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于点A(﹣1,0)和点B(3,0),与y轴交于点N,以AB为边在x轴上方作正方形ABCD,点P是x轴上一动点,连接CP,过点P作CP的垂线与y轴交于点E.
(1)求该抛物线的函数关系表达式;
(2)当点P在线段OB(点P不与O、B重合)上运动至何处时,线段OE的长有最大值?并求出这个最大值;
(3)在第四象限的抛物线上任取一点M,连接MN、MB.请问:△MBN的面积是否存在最大值?若存在,求出此时点M的坐标;若不存在,请说明理由.
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32.(2019•连云港)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线L1:y=x2+bx+c过点C(0,﹣3),与抛物线L2:y=﹣的动点.
(1)求抛物线L1对应的函数表达式;
(2)若以点A、C、P、Q为顶点的四边形恰为平行四边形,求出点P的坐标;
(3)设点R为抛物线L1上另一个动点,且CA平分∠PCR.若OQ∥PR,求出点Q的坐标.
x2﹣x+2的一个交点为A,且点A的横坐标为2,点P、Q分别是抛物线L1、L2上
33.(2019•怀化)如图,在直角坐标系中有Rt△AOB,O为坐标原点,OB=1,tan∠ABO=3,将此三角形绕原点O顺时针旋转90°,得到Rt△COD,二次函数y=﹣x2+bx+c的图象刚好经过A,B,C三点. (1)求二次函数的解析式及顶点P的坐标;
(2)过定点Q的直线l:y=kx﹣k+3与二次函数图象相交于M,N两点. ①若S△PMN=2,求k的值;
②证明:无论k为何值,△PMN恒为直角三角形;
③当直线l绕着定点Q旋转时,△PMN外接圆圆心在一条抛物线上运动,直接写出该抛物线的表达式.
34.(2019•盐城)如图所示,二次函数y=k(x﹣1)2+2的图象与一次函数y=kx﹣k+2的图象交于A、
B两点,点B在点A的右侧,直线AB分别与x、y轴交于C、D两点,其中k<0.
(1)求A、B两点的横坐标;
(2)若△OAB是以OA为腰的等腰三角形,求k的值;
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(3)二次函数图象的对称轴与x轴交于点E,是否存在实数k,使得∠ODC=2∠BEC,若存在,求出k的值;若不存在,说明理由.
35.(2019•广安)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A、B两点(A在B的左侧),与y轴交于点
N,过A点的直线l:y=kx+n与y轴交于点C,与抛物线y=﹣x2+bx+c的另一个交点为D,已知A(﹣1,0),D(5,﹣6),P点为抛物线y=﹣x2+bx+c上一动点(不与A、D重合). (1)求抛物线和直线l的解析式;
(2)当点P在直线l上方的抛物线上时,过P点作PE∥x轴交直线l于点E,作PF∥y轴交直线l于点
F,求PE+PF的最大值;
(3)设M为直线l上的点,探究是否存在点M,使得以点N、C,M、P为顶点的四边形为平行四边形?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
36.(2019•宜宾)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=ax2﹣2x+c与直线y=kx+b都经过
A(0,﹣3)、B(3,0)两点,该抛物线的顶点为C.
(1)求此抛物线和直线AB的解析式;
(2)设直线AB与该抛物线的对称轴交于点E,在射线EB上是否存在一点M,过M作x轴的垂线交抛物线于点N,使点M、N、C、E是平行四边形的四个顶点?若存在,求点M的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)设点P是直线AB下方抛物线上的一动点,当△PAB面积最大时,求点P的坐标,并求△PAB面积的最大值.
37.(2019•重庆)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2﹣2x﹣3与x轴交于点A,B(点A在点B 15
的左侧),交y轴于点C,点D为抛物线的顶点,对称轴与x轴交于点E.
(1)连结BD,点M是线段BD上一动点(点M不与端点B,D重合),过点M作MN⊥BD,交抛物线于点N(点N在对称轴的右侧),过点N作NH⊥x轴,垂足为H,交BD于点F,点P是线段
OC上一动点,当MN取得最大值时,求HF+FP+
(2)在(1)中,当MN取得最大值,HF+FP+
PC的最小值;
个单位得到
PC取得最小值时,把点P向上平移
点Q,连结AQ,把△AOQ绕点O顺时针旋转一定的角度α(0°<α<360°),得到△A′OQ′,其中边A′
Q′交坐标轴于点G.在旋转过程中,是否存在一点G,使得∠Q'=∠Q'OG?若存在,请直接写出所有
满足条件的点Q′的坐标;若不存在,请说明理由.
38(.2019•临沂)在平面直角坐标系中,直线y=x+2与x轴交于点A,与y轴交于点B,抛物线y=ax2+bx+c(a<0)经过点A、B.
(1)求a、b满足的关系式及c的值.
(2)当x<0时,若y=ax2+bx+c(a<0)的函数值随x的增大而增大,求a的取值范围. (3)如图,当a=﹣1时,在抛物线上是否存在点P,使△PAB的面积为1?若存在,请求出符合条件的所有点P的坐标;若不存在,请说明理由.
39.(2019•长沙)如图,抛物线y=ax2+6ax(a为常数,a>0)与x轴交于O,A两点,点B为抛物线的顶点,点D的坐标为(t,0)(﹣3<t<0),连接BD并延长与过O,A,B三点的⊙P相交于点C. (1)求点A的坐标;
(2)过点C作⊙P的切线CE交x轴于点E. ①如图1,求证:CE=DE;
②如图2,连接AC,BE,BO,当a=
,∠CAE=∠OBE时,求
﹣
的值.
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40.(2019•南京)【概念认识】
城市的许多街道是相互垂直或平行的,因此,往往不能沿直线行走到达目的地,只能按直角拐弯的方式行走.可以按照街道的垂直和平行方向建立平面直角坐标系xOy,对两点A(x1,y1)和B(x2,y2),用以下方式定义两点间距离:d(A,B)=|x1﹣x2|+|y1﹣y2|.
【数学理解】
(1)①已知点A(﹣2,1),则d(O,A)= .
②函数y=﹣2x+4(0≤x≤2)的图象如图①所示,B是图象上一点,d(O,B)=3,则点B的坐标是 . (2)函数y=
(x>0)的图象如图②所示.求证:该函数的图象上不存在点C,使d(O,C)=3.
(3)函数y=x2﹣5x+7(x≥0)的图象如图③所示,D是图象上一点,求d(O,D)的最小值及对应的点D的坐标. 【问题解决】
(4)某市要修建一条通往景观湖的道路,如图④,道路以M为起点,先沿MN方向到某处,再在该处拐一次直角弯沿直线到湖边,如何修建能使道路最短?(要求:建立适当的平面直角坐标系,画出示意图并简要说明理由)
17
参考答案与试题解析 一.解答题(共40小题)
1.(2019•宜昌)在平面直角坐标系中,正方形ABCD的四个顶点坐标分别为A(﹣2,4),B(﹣2,﹣2),
C(4,﹣2),D(4,4).
(1)填空:正方形的面积为 36 ;当双曲线y=值范围是: 0<k<4或﹣8<k<0 ;
(2)已知抛物线L:y=a(x﹣m)2+n(a>0)顶点P在边BC上,与边AB,DC分别相交于点E,
(k≠0)与正方形ABCD有四个交点时,k的取
F,过点B的双曲线y=(k≠0)与边DC交于点N.
①点Q(m,﹣m2﹣2m+3)是平面内一动点,在抛物线L的运动过程中,点Q随m运动,分别切运动过程中点Q在最高位置和最低位置时的坐标;
②当点F在点N下方,AE=NF,点P不与B,C两点重合时,求③求证:抛物线L与直线x=1的交点M始终位于x轴下方.
﹣
的值;
【解答】解:(1)由点A(﹣2,4),B(﹣2,﹣2)可知正方形的边长为6, ∴正方形面积为36;
有四个交点时0<k<4或﹣8<k<0; 故答案为36,0<k<4或﹣8<k<0;
(2)①由题意可知,﹣2≤m≤4,yQ=﹣m2﹣2m+3=﹣(m+1)2+4, 当m=﹣1,yQ最大=4,在运动过程中点Q在最高位置时的坐标为(﹣1,4), 当m<﹣1时,yQ随m的增大而增大,当m=﹣2时,yQ最小=3, 当m>﹣1时,yQ随m的增大而减小,当m=4时,yQ最小=﹣21, ∴3>﹣21,
∴yQ最小=﹣21,点Q在最低位置时的坐标(4,﹣21),
∴在运动过程中点Q在最高位置时的坐标为(﹣1,4),最低位置时的坐标为(4,﹣21); ②当双曲线y=∴N(4,1),
∵顶点P(m,n)在边BC上, ∴n=﹣2,
∴BP=m+2,CP=4﹣m,
∵抛物线y=a(x﹣m)2﹣2(a>0)与边AB、DC分别交于点E、F, ∴E(﹣2,a(﹣2﹣m)2﹣2),F(4,a(4﹣m)2﹣2),
经过点B(﹣2,﹣2)时,k=4,
18
∴BE=a(﹣2﹣m)2,CF=a(4﹣m)2, ∴
=
﹣
,
∴a(m+2)﹣a(4﹣m)=2am﹣2a=2a(m﹣1), ∵AE=NF,点F在点N下方,
∴6﹣a(﹣2﹣m)2=3﹣a(4﹣m)2, ∴12a(m﹣1)=3, ∴a(m﹣1)=∴
=
, ;
③由题意得,M(1,a(1﹣m)2﹣2), ∴yM=a(1﹣m)2﹣2(﹣2≤m≤4), 即yM=a(m﹣1)2﹣2(﹣2≤m≤4), ∵a>0,
∴对应每一个a(a>0)值,当m=1时,yM最小=﹣2, 当m=﹣2或4时,yM最大=9a﹣2, 当m=4时,y=a(x﹣4)2﹣2, ∴F(4,﹣2),E(﹣2,36a﹣2), ∵点E在边AB上,且此时不与B重合, ∴﹣2<36a﹣2≤4, ∴0<a≤
,
,
∴﹣2<9a﹣2≤﹣∴yM≤﹣
,
同理m=﹣2时,y=y=a(x+2)2﹣2, ∴E(﹣2,﹣2),F(4,36a﹣2), ∵点F在边CD上,且此时不与C重合, ∴﹣2<36a﹣2≤4, 解得0<a≤
,
,
∴﹣2<9a﹣2≤﹣∴yM≤﹣
,
综上所述,抛物线L与直线x=1的交点M始终位于x轴下方;
2.(2019•东营)已知抛物线y=ax2+bx﹣4经过点A(2,0)、B(﹣4,0),与y轴交于点C.
(1)求这条抛物线的解析式;
(2)如图1,点P是第三象限内抛物线上的一个动点,当四边形ABPC的面积最大时,求点P的坐标; (3)如图2,线段AC的垂直平分线交x轴于点E,垂足为D,M为抛物线的顶点,在直线DE上是否存在一点G,使△CMG的周长最小?若存在,求出点G的坐标;若不存在,请说明理由.
19
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax+bx﹣4经过点A(﹣2,0),B(4,0), ∴
,
解得,
∴抛物线解析式为y=x2+x﹣4;
),其中﹣4<x<0,四边形ABPC的面积为S,由题
(2)如图1,连接OP,设点P(x,意得C(0,﹣4), ∴S=S△AOC+S△OCP+S△OBP
=
=4﹣2x﹣x2﹣2x+8, =﹣x2﹣4x+12, =﹣(x+2)2+16.
+,
∵﹣1<0,开口向下,S有最大值, ∴当x=﹣2时,四边形ABPC的面积最大, 此时,y=﹣4,即P(﹣2,﹣4).
因此当四边形ABPC的面积最大时,点P的坐标为(﹣2,﹣4). (3)
∴顶点M(﹣1,﹣
).
,
如图2,连接AM交直线DE于点G,此时,△CMG的周长最小.
20
设直线AM的解析式为y=kx+b,且过点A(2,0),M(﹣1,﹣),
∴,
∴直线AM的解析式为y=在Rt△AOC中,∵D为AC的中点, ∴
,
﹣3.
=2
.
∵△ADE∽△AOC, ∴∴
∴AE=5,
∴OE=AE﹣AO=5﹣2=3, ∴E(﹣3,0), 由图可知D(1,﹣2)
设直线DE的函数解析式为y=mx+n, ∴
, , ,
解得:,
∴直线DE的解析式为y=﹣﹣.
∴,
21
解得:,
∴G().
3.(2019•郴州)已知抛物线y=ax2+bx+3与x轴分别交于A(﹣3,0),B(1,0)两点,与y轴交于点 C.
(1)求抛物线的表达式及顶点D的坐标; (2)点F是线段AD上一个动点. ①如图1,设k=
,当k为何值时,CF=
AD?
②如图2,以A,F,O为顶点的三角形是否与△ABC相似?若相似,求出点F的坐标;若不相似,请说明理由.
【解答】解:(1)∵抛物线∴
,解得:
y=ax2+bx+3
,
过点A(﹣3,0),B(1,0),
∴抛物线解析式为y=﹣x2﹣2x+3; ∵y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4 ∴顶点D的坐标为(﹣1,4);
(2)①∵在Rt△AOC中,OA=3,OC=3, ∴AC2=OA2+OC2=18,
∵D(﹣1,4),C(0,3),A(﹣3,0), ∴CD2=12+12=2 ∴AD2=22+42=20 ∴AC2+CD2=AD2
∴△ACD为直角三角形,且∠ACD=90°. ∵
,
∴F为AD的中点, ∴∴
, .
22
②在Rt△ACD中,tan在Rt△OBC中,tan∴∠ACD=∠OCB, ∵OA=OC,
∴∠OAC=∠OCA=45°, ∴∠FAO=∠ACB,
,
,
若以A,F,O为顶点的三角形与△ABC相似,则可分两种情况考虑: 当∠AOF=∠ABC时,△AOF∽△CBA, ∴OF∥BC,
设直线BC的解析式为y=kx+b, ∴
,解得:
,
∴直线BC的解析式为y=﹣3x+3, ∴直线OF的解析式为y=﹣3x, 设直线AD的解析式为y=mx+n, ∴
,解得:
,
∴直线AD的解析式为y=2x+6,
∴,解得:,
∴F(﹣).
当∠AOF=∠CAB=45°时,△AOF∽△CAB, ∵∠CAB=45°, ∴OF⊥AC,
∴直线OF的解析式为y=﹣x, ∴
,解得:
,
∴F(﹣2,2).
综合以上可得F点的坐标为(﹣
)或(﹣2,2).
4.(2019•广州)已知抛物线G:y=mx2﹣2mx﹣3有最低点.
(1)求二次函数y=mx2﹣2mx﹣3的最小值(用含m的式子表示);
(2)将抛物线G向右平移m个单位得到抛物线G1.经过探究发现,随着m的变化,抛物线G1顶点的纵坐标y与横坐标x之间存在一个函数关系,求这个函数关系式,并写出自变量x的取值范围; (3)记(2)所求的函数为H,抛物线G与函数H的图象交于点P,结合图象,求点P的纵坐标的取值范围.
【解答】解:(1)∵y=mx2﹣2mx﹣3=m(x﹣1)2﹣m﹣3,抛物线有最低点 ∴二次函数y=mx2﹣2mx﹣3的最小值为﹣m﹣3
23
(2)∵抛物线G:y=m(x﹣1)2﹣m﹣3 ∴平移后的抛物线G1:y=m(x﹣1﹣m)2﹣m﹣3 ∴抛物线G1顶点坐标为(m+1,﹣m﹣3) ∴x=m+1,y=﹣m﹣3 ∴x+y=m+1﹣m﹣3=﹣2 即x+y=﹣2,变形得y=﹣x﹣2 ∵m>0,m=x﹣1 ∴x﹣1>0 ∴x>1
∴y与x的函数关系式为y=﹣x﹣2(x>1)
(3)法一:如图,函数H:y=﹣x﹣2(x>1)图象为射线
x=1时,y=﹣1﹣2=﹣3;x=2时,y=﹣2﹣2=﹣4
∴函数H的图象恒过点B(2,﹣4) ∵抛物线G:y=m(x﹣1)2﹣m﹣3
x=1时,y=﹣m﹣3;x=2时,y=m﹣m﹣3=﹣3
∴抛物线G恒过点A(2,﹣3)
由图象可知,若抛物线与函数H的图象有交点P,则yB<yP<yA ∴点P纵坐标的取值范围为﹣4<yP<﹣3 法二:
整理的:m(x2﹣2x)=1﹣x
∵x>1,且x=2时,方程为0=﹣1不成立 ∴x≠2,即x2﹣2x=x(x﹣2)≠0 ∴m=∵x>1 ∴1﹣x<0 ∴x(x﹣2)<0 ∴x﹣2<0 ∴x<2即1<x<2 ∵yP=﹣x﹣2 ∴﹣4<yP<﹣3
>0
5.(2019•广元)如图,直线y=﹣x+4与x轴,y轴分别交于A,B两点,过A,B两点的抛物线y=ax2+bx+c 24
与x轴交于点C(﹣1,0). (1)求抛物线的解析式;
(2)连接BC,若点E是线段AC上的一个动点(不与A,C重合),过点E作EF∥BC,交AB于点F,当△BEF的面积是
时,求点E的坐标;
(3)在(2)的结论下,将△BEF绕点F旋转180°得△B′E′F,试判断点E′是否在抛物线上,并说明理由.
【解答】解:(1)y=﹣x+4…①, 令x=0,y=4,令y=0,则x=4,
故点A、B的坐标分别为(4,0)、(0,4),
抛物线的表达式为:y=a(x+1)(x﹣4)=a(x2﹣3x﹣4), 即﹣4a=4,解得:a=﹣1,
故抛物线的表达式为:y=﹣x2+3x+4…②; (2)设点E(m,0),
直线BC表达式中的k值为4,EF∥BC, 则直线EF的表达式为:y=4x+n, 将点E坐标代入上式并解得:
直线EF的表达式为:y=4x﹣4m…③, 联立①③并解得:x=则点F(
,
(m+1), ),
×4×4﹣
×4m﹣(4﹣m)×
=
,
S△BEF=S△OAB﹣S△OBE﹣S△AEF=
解得:m=故点E(
,
,0)、点F(2,2);
,4),
(3)△BEF绕点F旋转180°得△B′E′F,则点E′(当x=
时,y=﹣x2+3x+4=﹣(
)2+3×
+4≠4,
故点E′不在抛物线上.
6.(2019•荆门)已知抛物线y=ax2+bx+c顶点(2,﹣1),经过点(0,3),且与直线y=x﹣1交于A,
B两点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若在抛物线上恰好存在三点Q,M,N,满足S△QAB=S△MAB=S△NAB=S,求S的值;
25
(3)在A,B之间的抛物线弧上是否存在点P满足∠APB=90°?若存在,求点P的横坐标;若不存在,请说明理由.
(坐标平面内两点M(x1,y1),N(x2,y2)之间的距离MN=【解答】解:(1)∵抛物线的顶点为(2,﹣1) ∴顶点式为y=a(x﹣2)2﹣1 ∵抛物线经过点C(0,3) ∴4a﹣1=3 解得:a=1
∴抛物线的解析式为y=(x﹣2)2﹣1=x2﹣4x+3 (2)
解得:
,
)
∴A(1,0),B(4,3) ∴AB=
设直线y=x﹣1与y轴交于点E,则E(0,﹣1) ∴OA=OE=1 ∴∠AEO=45°
∵S△QAB=S△MAB=S△NAB=S
∴点Q、M、N到直线AB的距离相等
如图,假设点M、N在直线AB上方,点Q在直线AB下方 ∴MN∥AB时,总有S△MAB=S△NAB=S
要使只有一个点Q在直线AB下方满足S△QAB=S,则Q到AB距离必须最大 过点Q作QC∥y轴交AB于点C,QD⊥AB于点D ∴∠CDQ=90°,∠DCQ=∠AEO=45° ∴△CDQ是等腰直角三角形 ∴DQ=
CQ
设Q(t,t2﹣4t+3)(1<t<4),则C(t,t﹣1) ∴CQ=t﹣1﹣(t2﹣4t+3)=﹣t2+5t﹣4=﹣(t﹣∴t=
时,CQ最大值为
)2+
∴DQ最大值为∴S=S△QAB=
AB•DQ=
(3)存在点P满足∠APB=90°. ∵∠APB=90°,AB=3∴AP2+BP2=AB2
设P(p,p2﹣4p+3)(1<p<4)
26
∴AP2=(p﹣1)2+(p2﹣4p+3)2=p4﹣8p3+23p2﹣26p+10,BP2=(p﹣4)2+(p2﹣4p+3﹣3)
2=p4﹣8p3+17p2﹣8p+16
∴p4﹣8p3+23p2﹣26p+10+p4﹣8p3+17p2﹣8p+16=(3整理得:p4﹣8p3+20p2﹣17p+4=0
)2
p2(p2﹣8p+16)+4p2﹣17p+4=0 p2(p﹣4)2+(4p﹣1)(p﹣4)=0
(p﹣4)[p2(p﹣4)+(4p﹣1)]=0 ∵p<4 ∴p﹣4≠0
∴p2(p﹣4)+(4p﹣1)=0 展开得:p3﹣4p2+4p﹣1=0 (p3﹣1)﹣(4p2﹣4p)=0
(p﹣1)(p2+p+1)﹣4p(p﹣1)=0 (p﹣1)(p2+p+1﹣4p)=0 ∵p>1 ∴p﹣1≠0 ∴p2+p+1﹣4p=0 解得:p1=∴点P横坐标为
,p2=
(舍去)
时,满足∠APB=90°.
7.(2019•安顺)如图,抛物线y=
x2+bx+c与直线y=x+3分别相交于A,B两点,且此抛物线与x轴的一个交点为C,连接AC,BC.已知A(0,3),C(﹣3,0). (1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线对称轴l上找一点M,使|MB﹣MC|的值最大,并求出这个最大值;
(3)点P为y轴右侧抛物线上一动点,连接PA,过点P作PQ⊥PA交y轴于点Q,问:是否存在点
P使得以A,P,Q为顶点的三角形与△ABC相似?若存在,请求出所有符合条件的点P的坐标;若不
存在,请说明理由.
27
【解答】解:(1)①将A(0,3),C(﹣3,0)代入y=
x2+bx+c得:
,解得:,
∴抛物线的解析式是y=
(2)将直线y=
x2+x+3;
x+3表达式与二次函数表达式联立并解得:x=0或﹣4,
∵A (0,3),∴B(﹣4,1) ①当点B、C、M三点不共线时, |MB﹣MC|<BC
②当点B、C、M三点共线时, |MB﹣MC|=BC
∴当点、C、M三点共线时,|MB﹣MC|取最大值,即为BC的长, 过点B作x轴于点E,在Rt△BEC中,由勾股定理得BC=∴|MB﹣MC|取最大值为
;
=
,
(3)存在点P使得以A、P、Q为顶点的三角形与△ABC相似. 设点P坐标为(x,
x2+x+3)(x>0)
在Rt△BEC中,∵BE=CE=1,∴∠BCE=45°, 在Rt△ACO中,∵AO=CO=3,∴∠ACO=45°, ∴∠ACB=180°﹣450﹣450=900,AC=3过点P作PQ⊥PA于点P,则∠APQ=90°,
,
28
过点P作PQ⊥y轴于点G,∵∠PQA=∠APQ=90° ∠PAG=∠QAP,∴△PGA∽△QPA ∵∠PGA=∠ACB=90° ∴①当
△PAG∽△BAC, ∴
=
, 时,
解得x1=1,x2=0,(舍去) ∴点P的纵坐标为∴点P为(1,6); ②当
△PAG∽△ABC, ∴
=3, 时, ×12+
×1+3=6,
解得x1=﹣(舍去),x2=0(舍去),
∴此时无符合条件的点P 综上所述,存在点P(1,6).
8.(2019•常德)如图,已知二次函数图象的顶点坐标为A(1,4),与坐标轴交于B、C、D三点,且B点的坐标为(﹣1,0). (1)求二次函数的解析式;
(2)在二次函数图象位于x轴上方部分有两个动点M、N,且点N在点M的左侧,过M、N作x轴的垂线交x轴于点G、H两点,当四边形MNHG为矩形时,求该矩形周长的最大值;
(3)当矩形MNHG的周长最大时,能否在二次函数图象上找到一点P,使△PNC的面积是矩形MNHG面积的
?若存在,求出该点的横坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)二次函数表达式为:y=a(x﹣1)2+4, 将点B的坐标代入上式得:0=4a+4,解得:a=﹣1, 故函数表达式为:y=﹣x2+2x+3…①;
(2)设点M的坐标为(x,﹣x2+2x+3),则点N(2﹣x,﹣x2+2x+3), 则MN=x﹣2+x=2x﹣2,GM=﹣x2+2x+3,
29
矩形MNHG的周长C=2MN+2GM=2(2x﹣2)+2(﹣x2+2x+3)=﹣2x2+8x+2, ∵﹣2<0,故当x=﹣
=2,C有最大值,最大值为10,
此时x=2,点N(0,3)与点D重合; (3)△PNC的面积是矩形MNHG面积的则S△PNC=
×MN×GM=
×2×3=
, ,
连接DC,在CD得上下方等距离处作CD的平行线m、n, 过点P作y轴的平行线交CD、直线n于点H、G,即PH=GH, 过点P作PK∥⊥CD于点K,
将C(3,0)、D(0,3)坐标代入一次函数表达式并解得: 直线CD的表达式为:y=﹣x+3,
OC=OD,∴∠OCD=∠ODC=45°=∠PHK,CD=3
设点P(x,﹣x2+2x+3),则点H(x,﹣x+3),
,
S△PNC==×PK×CD==HG,
×PH×sin45°×3,
解得:PH=
则PH=﹣x2+2x+3+x﹣3=解得:x=故点P(
, ,
),
,
直线n的表达式为:y=﹣x+3﹣联立①②并解得:x=即点P′、P″的坐标分别为(故点P坐标为:(
,
)或(
,
=﹣x+…②,
,
,
)、(
)或(
,
,
);
).
9.(2019•泸州)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知二次函数y=ax2+bx+c的图象经过点A(﹣2,0),C(0,﹣6),其对称轴为直线x=2. (1)求该二次函数的解析式;
30
(2)若直线y=﹣x+m将△AOC的面积分成相等的两部分,求m的值;
(3)点B是该二次函数图象与x轴的另一个交点,点D是直线x=2上位于x轴下方的动点,点E是第四象限内该二次函数图象上的动点,且位于直线x=2右侧.若以点E为直角顶点的△BED与△AOC相似,求点E的坐标.
【解答】解:(1)由已知得:,解得:,
故抛物线的表达式为:y=x2﹣2x﹣6,
同理可得直线AC的表达式为:y=﹣3x﹣6; (2)联立
,解得:x=﹣
,
直线y=﹣x+m与y轴的交点为(0,m),
=6, ×
=3,
S△AOC=
由题意得:
解得:m=﹣2或﹣10(舍去﹣10), ∴m=﹣2;
(3)∵OA=2,OC=6,∴①当△DEB∽△AOC时,则
,
,
如图1,过点E作EF⊥直线x=2,垂足为F,过点B作BG⊥EF,垂足为G,
31
则Rt△BEG∽Rt△EDF, 则
,则BG=3EF,
设点E(h,k),则BG=﹣k,FE=h﹣2, 则﹣k=3(h﹣2),即k=6﹣3h, ∵点E在二次函数上,故:
h2﹣2h﹣6=6﹣3h,
解得:h=4或﹣6(舍去﹣6), 则点E(4,﹣6); ②当△BED∽△AOC时,
,
过点E作ME⊥直线x=2,垂足为M,过点B作BN⊥ME,垂足为N,
则Rt△BEN∽Rt△EDM,则
,则NB=
EM,
设点E(p,q),则BN=﹣q,EM=p﹣2, 则﹣q=
(p﹣2),解得:p=
或,
(舍去); ).
故点E坐标为(4,﹣6)或(
10.(2019•岳阳)如图1,△AOB的三个顶点A、O、B分别落在抛物线F1:y=x2+x的图象上,点
A的横坐标为﹣4,点B的纵坐标为﹣2.(点A在点B的左侧)
(1)求点A、B的坐标;
(2)将△AOB绕点O逆时针旋转90°得到△A'OB',抛物线F2:y=ax2+bx+4经过A'、B'两点,已知点M为抛物线F2的对称轴上一定点,且点A'恰好在以OM为直径的圆上,连接OM、A'M,求△OA'M的面积;
32
(3)如图2,延长OB'交抛物线F2于点C,连接A'C,在坐标轴上是否存在点D,使得以A、O、D为顶点的三角形与△OA'C相似.若存在,请求出点D的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)当x=﹣4时,y=∴点A坐标为(﹣4,﹣4) 当y=﹣2时,
×(﹣4)2+
×(﹣4)=﹣4
x2+x=﹣2
解得:x1=﹣1,x2=﹣6 ∵点A在点B的左侧 ∴点B坐标为(﹣1,﹣2)
(2)如图1,过点B作BE⊥x轴于点E,过点B'作B'G⊥x轴于点G ∴∠BEO=∠OGB'=90°,OE=1,BE=2 ∵将△AOB绕点O逆时针旋转90°得到△A'OB' ∴OB=OB',∠BOB'=90°
∴∠BOE+∠B'OG=∠BOE+∠OBE=90° ∴∠B'OG=∠OBE 在△B'OG与△OBE中
∴△B'OG≌△OBE(AAS) ∴OG=BE=2,B'G=OE=1 ∵点B'在第四象限 ∴B'(2,﹣1)
同理可求得:A'(4,﹣4) ∴OA=OA'=
∵抛物线F2:y=ax2+bx+4经过点A'、B' ∴
解得:
∴抛物线F2解析式为:y=x2﹣3x+4
33
∴对称轴为直线:x=﹣=6
∵点M在直线x=6上,设M(6,m)
∴OM2=62+m2,A'M2=(6﹣4)2+(m+4)2=m2+8m+20 ∵点A'在以OM为直径的圆上 ∴∠OA'M=90° ∴OA'2+A'M2=OM2 ∴(4
)2+m2+8m+20=36+m2
解得:m=﹣2 ∴A'M=∴S△OA'M=
(3)在坐标轴上存在点D,使得以A、O、D为顶点的三角形与△OA'C相似. ∵B'(2,﹣1)
∴直线OB'解析式为y=﹣
OA'•A'M==8
x
解得:(即为点B')
∴C(8,﹣4) ∵A'(4,﹣4) ∴A'C∥x轴,A'C=4 ∴∠OA'C=135°
∴∠A'OC<45°,∠A'CO<45°
∵A(﹣4,﹣4),即直线OA与x轴夹角为45°
∴当点D在x轴负半轴或y轴负半轴时,∠AOD=45°,此时△AOD不可能与△OA'C相似 ∴点D在x轴正半轴或y轴正半轴时,∠AOD=∠OA'C=135°(如图2、图3) ①若△AOD∽△OA'C,则∴OD=A'C=4
∴D(4,0)或(0,4) ②若△DOA∽△OA'C,则∴OD=
=1
OA'=8
∴D(8,0)或(0,8)
综上所述,点D坐标为(4,0)、(8,0)、(0,4)或(0,8)时,以A、O、D为顶点的三角形与△
OA'C相似.
34
11.(2019•深圳)如图抛物线经y=ax2+bx+c过点A(﹣1,0),点C(0,3),且OB=OC.
(1)求抛物线的解析式及其对称轴;
(2)点D、E在直线x=1上的两个动点,且DE=1,点D在点E的上方,求四边形ACDE的周长的最小值.
(3)点P为抛物线上一点,连接CP,直线CP把四边形CBPA的面积分为3:5两部分,求点P的坐标.
【解答】解:(1)∵OB=OC,∴点B(3,0),
则抛物线的表达式为:y=a(x+1)(x﹣3)=a(x2﹣2x﹣3)=ax2﹣2ax﹣3a, 故﹣3a=3,解得:a=﹣1,
故抛物线的表达式为:y=﹣x2+2x+3…①; (2)ACDE的周长=AC+DE+CD+AE,其中AC=故CD+AE最小时,周长最小,
取点C关于函数对称点C(2,3),则CD=C′D, 取点A′(﹣1,1),则A′D=AE,
故:CD+AE=A′D+DC′,则当A′、D、C′三点共线时,CD+AE=A′D+DC′最小,周长也最小,
、DE=1是常数,
35
四边形ACDE的周长的最小值=AC+DE+CD+AE=
+
;
(3)如图,设直线CP交x轴于点E,
+A′D+DC′=+A′C′=
直线CP把四边形CBPA的面积分为3:5两部分, 又∵S△PCB:S△PCA=
EB×(yC﹣yP):AE×(yC﹣yP)=BE:AE,
则BE:AE,=3:5或5:3, 则AE=
或
,
,0)或(
,0),
即:点E的坐标为(
将点E、C的坐标代入一次函数表达式:y=kx+3, 解得:k=﹣6或﹣2,
故直线CP的表达式为:y=﹣2x+3或y=﹣6x+3…② 联立①②并解得:x=4或8(不合题意值已舍去), 故点P的坐标为(4,﹣5)或(8,﹣45).
12.(2019•鄂州)如图,已知抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A、B两点,AB=4,交y轴于点C,对称轴是直线x=1.
(1)求抛物线的解析式及点C的坐标;
(2)连接BC,E是线段OC上一点,E关于直线x=1的对称点F正好落在BC上,求点F的坐标; (3)动点M从点O出发,以每秒2个单位长度的速度向点B运动,过M作x轴的垂线交抛物线于点
N,交线段BC于点Q.设运动时间为t(t>0)秒.
①若△AOC与△BMN相似,请直接写出t的值;
②△BOQ能否为等腰三角形?若能,求出t的值;若不能,请说明理由.
36
【解答】解:(1))∵点A、B关于直线x=1对称,AB=4,∴A(﹣1,0),B(3,0), 代入y=﹣x2+bx+c中,得:,解得
,∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3, ∴C点坐标为(0,3);
(2)设直线BC的解析式为y=mx+n, 则有:
,解得
,
∴直线BC的解析式为y=﹣x+3, ∵点E、F关于直线x=1对称, 又E到对称轴的距离为1, ∴EF=2,
∴F点的横坐标为2,将x=2代入y=﹣x+3中, 得:y=﹣2+3=1, ∴F(2,1); (3)①如下图,
MN=﹣4t2+4t+3,MB=3﹣2t,
△AOC与△BMN相似,则,
即:,
解得:t=或﹣
或3或1(舍去
、﹣
、3), 故:t=1;
37
②∵M(2t,0),MN⊥x轴,∴Q(2t,3﹣2t), ∵△BOQ为等腰三角形,∴分三种情况讨论, 第一种,当OQ=BQ时, ∵QM⊥OB ∴OM=MB ∴2t=3﹣2t ∴t=
;
第二种,当BO=BQ时,在Rt△BMQ中 ∵∠OBQ=45°, ∴BQ=∴BO=即3=∴t=
; , ,
,
第三种,当OQ=OB时, 则点Q、C重合,此时t=0 而t>0,故不符合题意 综上述,当t=
或
秒时,△BOQ为等腰三角形.
13.(2019•兰州)二次函数y=ax2+bx+2的图象交x轴于点(﹣1,0),B(4,0)两点,交y轴于点C.动点M从点A出发,以每秒2个单位长度的速度沿AB方向运动,过点M作MN⊥x轴交直线BC于点
N,交抛物线于点D,连接AC,设运动的时间为t秒.
(1)求二次函数y=ax2+bx+2
的表达式;
(2)连接BD,当t=时,求△DNB的面积;
(3)在直线MN上存在一点P,当△PBC是以∠BPC为直角的等腰直角三角形时,求此时点D的坐标; (4)当t=
时,在直线MN上存在一点Q,使得∠AQC+∠OAC=90°,求点Q的坐标.
【解答】解:(1)将点(﹣1,0),B(4,0)代入y=ax2+bx+2, ∴a=﹣∴y=﹣
,b=
,
x2+x+2;
(2)C(0,2),
38
∴BC的直线解析式为y=﹣当t=
时,AM=3,
x+2,
∵AB=5, ∴MB=2,
∴M(2,0),N(2,1),D(2,3),
∴△DNB的面积=△DMB的面积﹣△MNB的面积=(3)∵BM=5﹣2t, ∴M(2t﹣1,0), 设P(2t﹣1,m),
∵PC2=(2t﹣1)2+(m﹣2)2,PB2=(2t﹣5)2+m2, ∵PB=PC,
∴(2t﹣1)2+(m﹣2)2=(2t﹣5)2+m2, ∴m=4t﹣5, ∴P(2t﹣1,4t﹣5), ∵PC⊥PB, ∴
•
=﹣1
MB×DM﹣MB×MN=×2×2=2;
∴t=1或t=2,
∴M(1,0)或M(3,0), ∴D(1,3)或D(3,2); (4)当t=
时,M(
,0),
上,
的交点分别为Q1与Q2,
∴点Q在抛物线对称轴x=
如图:过点A作AC的垂线,以M为圆心AB为直径构造圆,圆与x=∵AB=5, ∴AM=
,
∵∠AQ1C+∠OAC=90°,∠OAC+∠MAG=90°, ∴∠AQ1C=∠MAG,
又∵∠AQ1C=∠CGA=∠MAG, ∴Q1(
,﹣
),
∵Q1与Q2关于x轴对称, ∴Q2(
,
),
,﹣
),(
,
);
∴Q点坐标分别为(
39
14.(2019•淄博)如图,顶点为M的抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于A(3,0),B(﹣1,0)两点,与y轴交于点C.
(1)求这条抛物线对应的函数表达式;
(2)问在y轴上是否存在一点P,使得△PAM为直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.
(3)若在第一象限的抛物线下方有一动点D,满足DA=OA,过D作DG⊥x轴于点G,设△ADG的内心为I,试求CI的最小值.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+3过点A(3,0),B(﹣1,0) ∴
解得:
∴这条抛物线对应的函数表达式为y=﹣x2+2x+3
(2)在y轴上存在点P,使得△PAM为直角三角形. ∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4 ∴顶点M(1,4)
∴AM2=(3﹣1)2+42=20 设点P坐标为(0,p)
∴AP2=32+p2=9+p2,MP2=12+(4﹣p)2=17﹣8p+p2 ①若∠PAM=90°,则AM2+AP2=MP2 ∴20+9+p2=17﹣8p+p2
40
解得:p=﹣∴P(0,﹣
)
②若∠APM=90°,则AP2+MP2=AM2 ∴9+p2+17﹣8p+p2=20 解得:p1=1,p2=3 ∴P(0,1)或(0,3)
③若∠AMP=90°,则AM2+MP2=AP2 ∴20+17﹣8p+p2=9+p2 解得:p=∴P(0,
)
)或(0,1)或(0,3)或(0,
)时,△PAM为直角三角形.
综上所述,点P坐标为(0,﹣
(3)如图,过点I作IE⊥x轴于点E,IF⊥AD于点F,IH⊥DG于点H ∵DG⊥x轴于点G
∴∠HGE=∠IEG=∠IHG=90° ∴四边形IEGH是矩形 ∵点I为△ADG的内心
∴IE=IF=IH,AE=AF,DF=DH,EG=HG ∴矩形IEGH是正方形 设点I坐标为(m,n) ∴OE=m,HG=GE=IE=n ∴AF=AE=OA﹣OE=3﹣m ∴AG=GE+AE=n+3﹣m ∵DA=OA=3
∴DH=DF=DA﹣AF=3﹣(3﹣m)=m ∴DG=DH+HG=m+n ∵DG2+AG2=DA2
∴(m+n)2+(n+3﹣m)2=32 ∴化简得:m2﹣3m+n2+3n=0 配方得:(m﹣
)2+(n+
)2=,﹣
)的距离为
的圆在第一象限的弧上运动
∴点I(m,n)与定点Q(∴点I在以点Q(
,﹣
)为圆心,半径为
∴当点I在线段CQ上时,CI最小 ∵CQ=
41
∴CI=CQ﹣IQ=∴CI最小值为
.
15.(2019•天水)如图,已知抛物线y=ax2+bx+c经过点A(﹣3,0)、B(9,0)和C(0,4),CD垂直于y轴,交抛物线于点D,DE垂直于x轴,垂足为E,直线l是该抛物线的对称轴,点F是抛物线的顶点.
(1)求出该二次函数的表达式及点D的坐标;
(2)若Rt△AOC沿x轴向右平移,使其直角边OC与对称轴l重合,再沿对称轴l向上平移到点C与点F重合,得到Rt△A1O1F,求此时Rt△A1O1F与矩形OCDE重叠部分图形的面积;
(3)若Rt△AOC沿x轴向右平移t个单位长度(0<t≤6)得到Rt△A2O2C2,Rt△A2O2C2与Rt△OED重叠部分图形的面积记为S,求S与t之间的函数表达式,并写出自变量t的取值范围.
【解答】解:(1)∵抛抛线y=ax2+bx+c经过点A(﹣3,0)、B(9,0)和C(0,4), ∴抛物线的解析式为y=a(x+3)(x﹣9), ∵点C(0,4)在抛物线上, ∴4=﹣27a, ∴a=﹣
,
(x+3)(x﹣9)=﹣
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2+x+4,
∵CD垂直于y轴,C(0,4), 令﹣
x2+x+4=4,
解得,x=0或x=6, ∴点D的坐标为(6,4);
(2)如图1所示,设A1F交CD于点G,O1F交CD于点H,
42
∵点F是抛物线y=﹣∴F(3,∴FH=
), ﹣4=
,
x2+x+4的顶点,
∵GH∥A1O1, ∴△FGH∽△FA1O1, ∴
,
∴,
解得,GH=1,
∵Rt△A1O1F与矩形OCDE重叠部分的图形是梯形A1O1HG, ∴S重叠部分====
(3)①当0<t≤3时,如图2所示,设O2C2交OD于点M, ∵C2O2∥DE, ∴△OO2M∽△OED, ∴∴∴O2M=∴S=
②当3<t≤6时,如图3所示,设A2C2交OD于点M,O2C2交OD于点N, 将点D(6,4)代入y=kx, 得,k=∴yOD=
, , ,
;
﹣S△FGH
A1O1•O1F﹣GH•FH
t,
=
OO2×O2M=t×t=t2;
x,
将点(t﹣3,0),(t,4)代入y=kx+b,
43
得,解得,k=
,b=﹣
,
t+4,
x﹣t+4,
t+4,
∴直线A2C2的解析式为:y=联立yOD=得,
x与y=x﹣
x﹣
x=t+4,
解得,x=﹣6+2t,
∴两直线交点M坐标为(﹣6+2t,﹣4+故点M到O2C2的距离为6﹣t, ∵C2N∥OC, ∴△DC2N∽△DCO, ∴∴∴C2N=∴S====﹣
, , (6﹣t),
=
﹣
t),
OA•OC﹣
×3×4﹣
×
C2N(6﹣t)
(6﹣t)(6﹣t)
t2+4t﹣6;
∴S与t的函数关系式为:S=.
44
16.(2019•武汉)已知抛物线C1:y=(x﹣1)2﹣4和C2:y=x2
(1)如何将抛物线C1平移得到抛物线C2?
(2)如图1,抛物线C1与x轴正半轴交于点A,直线y=﹣
x+b经过点A,交抛物线C1于另一点B.请
你在线段AB上取点P,过点P作直线PQ∥y轴交抛物线C1于点Q,连接AQ. ①若AP=AQ,求点P的横坐标; ②若PA=PQ,直接写出点P的横坐标.
(3)如图2,△MNE的顶点M、N在抛物线C2上,点M在点N右边,两条直线ME、NE与抛物线
C2均有唯一公共点,ME、NE均与y轴不平行.若△MNE的面积为2,设M、N两点的横坐标分别为m、n,求m与n的数量关系.
【解答】解:(1)y=(x﹣1)2﹣4向左评移1个单位长度,再向上平移4个单位长度即可得到y=x2; (2)y=(x﹣1)2﹣4与x轴正半轴的交点A(3,0), ∵直线y=﹣∴b=4,
x+b经过点A,
45
∴y=﹣x+4,
x+4与y=(x﹣1)2﹣4的交点为﹣
, ),
y=﹣x+4=(x﹣1)2﹣4的解,
∴x=3或x=﹣∴B(﹣
,
设P(t,﹣∵PQ∥y轴,
t+4),且﹣<t<3,
∴Q(t,t2﹣2t﹣3), ①当AP=AQ时, |4﹣
t|=|t2﹣2t﹣3|,
t=t2﹣2t﹣3,
则有﹣4+∴t=
,
∴P点横坐标为;
②当AP=PQ时,
PQ=﹣t2+
∴﹣t2+∴t=﹣
t+7,PA=(3﹣t),
t+7=
;
(3﹣t),
∴P点横坐标为﹣;
(3)设经过M与N的直线解析式为y=k(x﹣m)+m2, ∴
,
则有x2﹣kx+km﹣m2=0,
△=k2﹣4km+4m2=(k﹣2m)2=0, ∴k=2m,
直线ME的解析式为y=2mx﹣m2,直线NE的解析式为y=2nx﹣n2, ∴E(∴﹣
,mn),
(n2﹣mn)×(
﹣n)﹣
(m2﹣mn)×(m[(n2﹣mn)+(m2﹣mn)]×(m﹣n)﹣
)=2,
46
∴(m﹣n)3﹣∴(m﹣n)3=8, ∴m﹣n=2;
=4,
17.(2019•乐山)如图,已知抛物线y=a(x+2)(x﹣6)与x轴相交于A、B两点,与y轴交于C点,且tan∠CAB=
.设抛物线的顶点为M,对称轴交x轴于点N.
(1)求抛物线的解析式;
(2)P为抛物线的对称轴上一点,Q(n,0)为x轴上一点,且PQ⊥PC. ①当点P在线段MN(含端点)上运动时,求n的变化范围; ②当n取最大值时,求点P到线段CQ的距离;
③当n取最大值时,将线段CQ向上平移t个单位长度,使得线段CQ与抛物线有两个交点,求t的取值范围.
【解答】解:
(1)根据题意得:A(﹣2,0),B(6,0), 在Rt△AOC中,∵(x+2)(x﹣6)得:
,
,且OA=2,得CO=3,∴C(0,3),将C点坐标代入y=a 47
抛物线解析式为:整理得:y=﹣
;
故抛物线解析式为:得:y=﹣
;
(2)
①由(1)知,抛物线的对称轴为:x=2,顶点M(2,4),设P点坐标为(2,m)(其中0≤m≤4), 则PC2=22+(m﹣3)2,PQ2=m2+(n﹣2)2,CQ2=32+n2,∵PQ⊥PC,∴在Rt△PCQ中,由勾股定理得:PC2+PQ2=CQ2,
即22+(m﹣3)2+m2+(n﹣2)2=32+n2,整理得:
=
(0≤
m≤4),∴当
所以,②
时,n取得最小值为;
;当m=4时,n取得最大值为4,
由①知:当n取最大值4时,m=4,
48
∴P(2,4),Q(4,0), 则
,
,CQ=5,
设点P到线段CQ距离为h, 由得:
③由②可知:当n取最大值4时,Q(4,0),∴线段CQ的解析式为:设线段CQ向上平移t个单位长度后的解析式为:
,
,
,
,故点P到线段CQ距离为2;
当线段CQ向上平移,使点Q恰好在抛物线上时,线段CQ与抛物线有两个交点,此时对应的点Q'的纵坐标为:将Q'(4,3)代入
,
得:t=3,
当线段CQ继续向上平移,线段CQ与抛物线只有一个交点时,
联解
得:
由△=49﹣16t=0,得
,化简得:x2﹣7x+4t=0,
,∴当线段CQ与抛物线有两个交点时,
.
18.(2019•聊城)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点A(﹣2,0),点B(4,0),与y轴交于点C(0,8),连接BC,又已知位于y轴右侧且垂直于x轴的动直线l,沿x轴正方向从O运动到B(不含O点和B点),且分别交抛物线、线段BC以及x轴于点P,D,E. (1)求抛物线的表达式;
(2)连接AC,AP,当直线l运动时,求使得△PEA和△AOC相似的点P的坐标;
49
(3)作PF⊥BC,垂足为F,当直线l运动时,求Rt△PFD面积的最大值.
【解答】解:(1)将点A、B、C的坐标代入二次函数表达式得:故抛物线的表达式为:y=﹣x2+2x+8;
(2)∵点A(﹣2,0)、C(0,8),∴OA=2,OC=8, ∵l⊥x轴,∴∠PEA=∠AOC=90°, ∵∠PAE≠∠CAO,
∴只有当∠PEA=∠AOC时,PEA△∽AOC, 此时
∴AE=4PE,
设点P的纵坐标为k,则PE=k,AE=4k, ∴OE=4k﹣2,
将点P坐标(4k﹣2,k)代入二次函数表达式并解得:
,即:
,
,解得:
,
k=0或
则点P(
(舍去0), ,
);
(3)在Rt△PFD中,∠PFD=∠COB=90°, ∵l∥y轴,∴∠PDF=∠COB,∴Rt△PFD∽Rt△BOC, ∴
,
∴S△PDF=而S△BOC=∴S△PDF=
•S△BOC,
OB•OC=
•S△BOC=
=16,BC==4,
PD2,
即当PD取得最大值时,S△PDF最大, 将B、C坐标代入一次函数表达式并解得: 直线BC的表达式为:y=﹣2x+8,
50
设点P(m,﹣m2+2m+8),则点D(m,﹣2m+8), 则PD=﹣m2+2m+8+2m﹣8=﹣(m﹣2)2+4, 当m=2时,PD的最大值为4, 故当PD=4时,∴S△PDF=
PD2=.
19.(2019•资阳)如图,抛物线y=﹣点B的坐标为(4,m).
x2+bx+c过点A(3,2),且与直线y=﹣x+交于B、C两点,
(1)求抛物线的解析式;
(2)点D为抛物线上位于直线BC上方的一点,过点D作DE⊥x轴交直线BC于点E,点P为对称轴上一动点,当线段DE的长度最大时,求PD+PA的最小值;
(3)设点M为抛物线的顶点,在y轴上是否存在点Q,使∠AQM=45°?若存在,求点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)将点B的坐标为(4,m)代入y=﹣x+
,
m=﹣4+=﹣,
),
)代入y=﹣
∴B的坐标为(4,﹣
将A(3,2),B(4,﹣x2+bx+c,
解得b=1,c=,
;
),则E(m,﹣m+
)﹣(﹣m+
)=
), =﹣
(m﹣2)2+2,
∴抛物线的解析式y=(2)设D(m,
DE=(
51
∴当m=2时,DE有最大值为2, 此时D(2,
),
作点A关于对称轴的对称点A',连接A'D,与对称轴交于点P.
PD+PA=PD+PA'=A'D,此时PD+PA最小,
∵A(3,2), ∴A'(﹣1,2),
A'D=
即PD+PA的最小值为
;
=,
(3)作AH⊥y轴于点H,连接AM、AQ、MQ、HA、HQ,
∵抛物线的解析式y=∴M(1,4), ∵A(3,2),
∴AH=MH=2,H(1,2) ∵∠AQM=45°, ∠AHM=90°, ∴∠AQM=
∠AHM,
,
可知△AQM外接圆的圆心为H,
52
∴QH=HA=HM=2 设Q(0,t), 则
=2,
或2﹣
t=2+
∴符合题意的点Q的坐标:Q1(0,2﹣且OA<OB),与y轴交于点C. (1)求C点坐标,并判断b的正负性;
)、Q2(0,2).
20.(2019•无锡)已知二次函数y=ax2+bx﹣4(a>0)的图象与x轴交于A、B两点,(A在B左侧,
(2)设这个二次函数的图象的对称轴与直线AC相交于点D,已知DC:CA=1:2,直线BD与y轴交于点E,连接BC.
①若△BCE的面积为8,求二次函数的解析式;
②若△BCD为锐角三角形,请直接写出OA的取值范围.
【解答】解:(1)令x=0,则y=﹣4,∴C(0,﹣4), ∵OA<OB,∴对称轴在y轴右侧,即∵a>0,∴b<0;
(2)①过点D作DM⊥Oy,
53
则∴
,
,
设A(﹣2m,0)m>0,则AO=2m,DM=m ∵OC=4,∴CM=2,
∴D(m,﹣6),B(4m,0), 则∴OE=8,
,
S△BEF=×4×4m=8,
∴m=1,
∴A(﹣2,0),B(4,0), 设y=a(x+2)(x﹣4), 即y=ax2﹣2ax﹣8a, 令x=0,则y=﹣8a, ∴C(0,﹣8a), ∴﹣8a=﹣4,a=∴
; ,
②由①知B(4m,0)C(0,﹣4)D(m,﹣6),则∠CBD一定为锐角,
CB2=16m2+16,CD2=m2+4,DB2=9m2+36,
当∠CDB为锐角时,
CD2+DB2>CB2,
m2+4+9m2+36>16m2+16,
解得﹣2<m<2; 当∠BCD为锐角时,
CD2+CB2>DB2,
m2+4+16m2+16>9m2+36,
解得
,
54
综上:故:
,.
;
21.(2019•遂宁)如图,顶点为P(3,3)的二次函数图象与x轴交于点A(6,0),点B在该图象上,
OB交其对称轴l于点M,点M、N关于点P对称,连接BN、ON.
(1)求该二次函数的关系式.
(2)若点B在对称轴l右侧的二次函数图象上运动,请解答下列问题: ①连接OP,当OP=
MN时,请判断△NOB的形状,并求出此时点B的坐标.
②求证:∠BNM=∠ONM.
【解答】解:(1)∵二次函数顶点为P(3,3) ∴设顶点式y=a(x﹣3)2+3 ∵二次函数图象过点A(6,0) ∴(6﹣3)2a+3=0,解得:a=﹣∴二次函数的关系式为y=﹣
(2)设B(b,﹣
(x﹣3)2+3=﹣x2+2x
b2+2b)(b>3)
b+2)x
∴直线OB解析式为:y=(﹣∵OB交对称轴l于点M ∴当xM=3时,yM=(﹣∴M(3,﹣b+6) ∵点M、N关于点P对称
b+2)×3=﹣b+6
∴NP=MP=3﹣(﹣b+6)=b﹣3, ∴yN=3+b﹣3=b,即N(3,b) ①∵OP=∴OP=MP ∴
=b﹣3
MN
55
解得:b=3+3∴﹣
×(3+3
)2+2×(3+3
)
,ON2=32+(3+3
,﹣3).
)2=36+18
,BN2=(3+3
)=﹣3
b2+2b=﹣
∴B(3+3,﹣3),N(3,3+3
)2=72+36
∴OB2=(3+3)2+(﹣3)2=36+18
﹣3)2+(﹣3﹣3﹣3
∴OB=ON,OB2+ON2=BN2
∴△NOB是等腰直角三角形,此时点B坐标为(3+3②证明:如图,设直线BN与x轴交于点D ∵B(b,﹣
b2+2b)、N(3,b)
设直线BN解析式为y=kx+d ∴
解得:
∴直线BN:y=﹣当y=0时,﹣∴D(6,0)
bx+2b
bx+2b=0,解得:x=6
∵C(3,0),NC⊥x轴 ∴NC垂直平分OD ∴ND=NO ∴∠BNM=∠ONM
22.(2019•株洲)已知二次函数y=ax2+bx+c(a>0)
(1)若a=1,b=﹣2,c=﹣1 ①求该二次函数图象的顶点坐标;
②定义:对于二次函数y=px2+qx+r(p≠0),满足方程y=x的x的值叫做该二次函数的“不动点”.求证:二次函数y=ax2+bx+c有两个不同的“不动点”. (2)设b=
c3,如图所示,在平面直角坐标系Oxy中,二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴分别
相交于不同的两点A(x1,0),B(x2,0),其中x1<0,x2>0,与y轴相交于点C,连结BC,点D在y轴的正半轴上,且OC=OD,又点E的坐标为(1,0),过点D作垂直于y轴的直线与直线CE相交于点F,满足∠AFC=∠ABC.FA的延长线与BC的延长线相交于点P,若
=
,求二
56
次函数的表达式.
【解答】解:(1)①∵a=1,b=﹣2,c=﹣1 ∴y=x2﹣2x﹣1=(x﹣1)2﹣2
∴该二次函数图象的顶点坐标为(1,﹣2)
②证明:当y=x时,x2﹣2x﹣1=x 整理得:x2﹣3x﹣1=0
∴△=(﹣3)2﹣4×1×(﹣1)=13>0 ∴方程x2﹣3x﹣1=0有两个不相等的实数根 即二次函数y=x2﹣2x﹣1有两个不同的“不动点”.
(2)把b=
c3代入二次函数得:y=ax2+c3x+c
∵二次函数与x轴交于点A(x1,0),B(x2,0)(x1<0,x2>0) 即x1、x2为方程ax2+
c3x+c=0的两个不相等实数根
∴x1+x2=﹣
∵当x=0时,y=ax2+∴C(0,c) ∵E(1,0) ∴CE=
,x1x2=
c3x+c=c
,AE=1﹣x1,BE=x2﹣1
∵DF⊥y轴,OC=OD ∴DF∥x轴 ∴
∴EF=CE=
,CF=2
∵∠AFC=∠ABC,∠AEF=∠CEB ∴△AEF∽△CEB
57
∴,即AE•BE=CE•EF
∴(1﹣x1)(x2﹣1)=1+c2 展开得:1+c2=x2﹣1﹣x1x2+x1 1+c2=﹣
﹣1﹣
c3+2ac2+2c+4a=0
c2(c+2a)+2(c+2a)=0 (c2+2)(c+2a)=0 ∵c2+2>0
∴c+2a=0,即c=﹣2a ∴x1+x2=﹣
=4a2,x1x2=
=﹣2,CF=2
=2
∴(x1﹣x2)2=(x1+x2)2﹣4x1x2=16a4+8 ∴AB=x2﹣x1=
∵∠AFC=∠ABC,∠P=∠P ∴△PFC∽△PBA ∴
∴
解得:a1=1,a2=﹣1(舍去) ∴c=﹣2a=﹣2,b=
c3=﹣4
∴二次函数的表达式为y=x2﹣4x﹣2
23.(2019•菏泽)如图,抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C(0,﹣2),点A的坐标是(2,0),P为抛物线上的一个动点,过点P作PD⊥x轴于点D,交直线BC于点E,抛物线的对称轴是直线
x=﹣1.
(1)求抛物线的函数表达式; (2)若点P在第二象限内,且PE=
OD,求△PBE的面积.
58
(3)在(2)的条件下,若M为直线BC上一点,在x轴的上方,是否存在点M,使△BDM是以BD为腰的等腰三角形?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)点A的坐标是(2,0),抛物线的对称轴是直线x=﹣1,则点B(﹣4,0), 则函数的表达式为:y=a(x﹣2)(x+4)=a(x2+2x﹣8), 即:﹣8a=﹣2,解得:a=故抛物线的表达式为:y=
,
x2+x﹣2;
(2)将点B、C的坐标代入一次函数表达式:y=mx+n并解得: 直线BC的表达式为:y=﹣设点D(x,0),则点P(x,∵PE=∴PE=(
x﹣2,则tan∠ABC=x2+
,则sin∠ABC=,
x﹣2),点E(x,x﹣2),
OD, x2+
x﹣2﹣
x+2)=
(﹣x),
解得:x=0或﹣5(舍去x=0), 即点D(﹣5,0)
S△PBE=×PE×BD=(x2+x﹣2﹣x+2)(﹣4﹣x)=;
(3)由题意得:△BDM是以BD为腰的等腰三角形,
①当BD=BM时,过点M作MH⊥x轴于点H,
BD=1=BM,
则MH=yM=BMsin∠ABC=1×则xM=故点M(﹣
,
,﹣
);
=
,
②当BD=DM(M′)时, 同理可得:点M′(﹣
,
);
59
故点M坐标为(﹣,﹣)或(﹣,).
24.(2019•苏州)如图①,抛物线y=﹣x2+(a+1)x﹣a与x轴交于A,B两点(点A位于点B的左侧),与y轴交于点C.已知△ABC的面积是6. (1)求a的值;
(2)求△ABC外接圆圆心的坐标;
(3)如图②,P是抛物线上一点,Q为射线CA上一点,且P、Q两点均在第三象限内,Q、A是位于直线BP同侧的不同两点,若点P到x轴的距离为d,△QPB的面积为2d,且∠PAQ=∠AQB,求点Q的坐标.
【解答】解:(1)∵y=﹣x2+(a+1)x﹣a
令y=0,即﹣x2+(a+1)x﹣a=0 解得x1=a,x2=1 由图象知:a<0 ∴A(a,0),B(1,0) ∵s△ABC=6 ∴
解得:a=﹣3,(a=4舍去) (2)设直线AC:y=kx+b, 由A(﹣3,0),C(0,3), 可得﹣3k+b=0,且b=3 ∴k=1
即直线AC:y=x+3,
60
A、C的中点D坐标为(﹣,)
∴线段AC的垂直平分线解析式为:y=﹣x, 线段AB的垂直平分线为x=﹣1 代入y=﹣x, 解得:y=1
∴△ABC外接圆圆心的坐标(﹣1,1)
(3)
作PM⊥x轴,则
=
∵
∴A、Q到PB的距离相等,∴AQ∥PB 设直线PB解析式为:y=x+b ∵直线经过点B(1,0)
所以:直线PB的解析式为y=x﹣1 联立
解得:
∴点P坐标为(﹣4,﹣5) 又∵∠PAQ=∠AQB
可得:△PBQ≌△ABP(AAS) ∴PQ=AB=4 设Q(m,m+3) 由PQ=4得:
解得:m=﹣4,m=﹣8(舍去) ∴Q坐标为(﹣4,﹣1)
61
25.(2019•宿迁)如图,抛物线y=x2+bx+c交x轴于A、B两点,其中点A坐标为(1,0),与y轴交于点C(0,﹣3).
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)如图①,连接AC,点P在抛物线上,且满足∠PAB=2∠ACO.求点P的坐标;
(3)如图②,点Q为x轴下方抛物线上任意一点,点D是抛物线对称轴与x轴的交点,直线AQ、BQ分别交抛物线的对称轴于点M、N.请问DM+DN是否为定值?如果是,请求出这个定值;如果不是,请说明理由.
【解答】解:(1)∵抛物线∴
解得:
y=x2+bx+c
经过点A(1,0),C(0,﹣3)
∴抛物线的函数表达式为y=x2+2x﹣3
(2)①若点P在x轴下方,如图1,
延长AP到H,使AH=AB,过点B作BI⊥x轴,连接BH,作BH中点G,连接并延长AG交BI于点
F,过点H作HI⊥BI于点I
∵当x2+2x﹣3=0,解得:x1=﹣3,x2=1 ∴B(﹣3,0)
∵A(1,0),C(0,﹣3) ∴OA=1,OC=3,AC=∴Rt△AOC中,sin∠ACO=∵AB=AH,G为BH中点 ∴AG⊥BH,BG=GH
∴∠BAG=∠HAG,即∠PAB=2∠BAG ∵∠PAB=2∠ACO ∴∠BAG=∠ACO
∴Rt△ABG中,∠AGB=90°,sin∠BAG=∴BG=
,AB=4 ,cos∠ACO=
AB=
∴BH=2BG=
∵∠HBI+∠ABG=∠ABG+∠BAG=90°
62
∴∠HBI=∠BAG=∠ACO
∴Rt△BHI中,∠BIH=90°,sin∠HBI=∴HI=∴xH=﹣3+
,cos∠HBI=
,﹣
)
BH=
=﹣
,BI=,yH=﹣
BH=
,即H(﹣
设直线AH解析式为y=kx+a
∴ 解得:
∴直线AH:y=x﹣
∵ 解得:(即点A),
∴P(﹣,﹣)
②若点P在x轴上方,如图2,
在AP上截取AH'=AH,则H'与H关于x轴对称 ∴H'(﹣
,
)
设直线AH'解析式为y=k'x+a'
∴ 解得:
∴直线AH':y=﹣x+
∵ 解得:(即点A),
∴P(﹣,)
,﹣
)或(﹣
,
).
综上所述,点P的坐标为(﹣
(3)DM+DN为定值
∵抛物线y=x2+2x﹣3的对称轴为:直线x=﹣1 ∴D(﹣1,0),xM=xN=﹣1 设Q(t,t2+2t﹣3)(﹣3<t<1)
63
设直线AQ解析式为y=dx+e ∴
解得:
∴直线AQ:y=(t+3)x﹣t﹣3
当x=﹣1时,yM=﹣t﹣3﹣t﹣3=﹣2t﹣6 ∴DM=0﹣(﹣2t﹣6)=2t+6 设直线BQ解析式为y=mx+n ∴
解得:
∴直线BQ:y=(t﹣1)x+3t﹣3 当x=﹣1时,yN=﹣t+1+3t﹣3=2t﹣2 ∴DN=0﹣(2t﹣2)=﹣2t+2
∴DM+DN=2t+6+(﹣2t+2)=8,为定值.
26.(2019•绵阳)在平面直角坐标系中,将二次函数y=ax2(a>0)的图象向右平移1个单位,再向下平移2个单位,得到如图所示的抛物线,该抛物线与x轴交于点A、B(点A在点B的左侧),OA=1,经过点A的一次函数y=kx+b(k≠0)的图象与y轴正半轴交于点C,且与抛物线的另一个交点为D,△ABD的面积为5.
(1)求抛物线和一次函数的解析式;
(2)抛物线上的动点E在一次函数的图象下方,求△ACE面积的最大值,并求出此时点E的坐标; (3)若点P为x轴上任意一点,在(2)的结论下,求PE+
PA的最小值.
64
【解答】解:(1)将二次函数y=ax2(a>0)的图象向右平移1个单位,再向下平移2个单位,得到的抛物线解析式为y=a(x﹣1)2﹣2, ∵OA=1,
∴点A的坐标为(﹣1,0),代入抛物线的解析式得,4a﹣2=0, ∴
,
,即y=
.
∴抛物线的解析式为y=
令y=0,解得x1=﹣1,x2=3, ∴B(3,0), ∴AB=OA+OB=4, ∵△ABD的面积为5, ∴∴yD=
=5,
,代入抛物线解析式得,
,
解得x1=﹣2,x2=4, ∴D(4,
),
设直线AD的解析式为y=kx+b,
∴,解得:,
∴直线AD的解析式为y=.
),则M(a,
),
(2)过点E作EM∥y轴交AD于M,如图,设E(a,
65
∴
∴S△ACE=S△AME﹣S△CME==∴当a=
,
时,△ACE的面积有最大值,最大值是
,此时E点坐标为(
).
=
=
,
=
,
(3)作E关于x轴的对称点F,连接EF交x轴于点G,过点F作FH⊥AE于点H,交x轴于点P,
∵E(∴AG=1+
=
),OA=1, ,EG=
,
∴,
∵∠AGE=∠AHP=90° ∴sin∴
,
,
∵E、F关于x轴对称, ∴PE=PF,
66
∴PE+∵EF=∴∴∴PE+
AP=FP+HP=FH,此时FH最小,
,∠AEG=∠HEF,
=
.
,
PA的最小值是3.
27.(2019•武威)如图,抛物线y=ax2+bx+4交x轴于A(﹣3,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C,连接AC,BC.点P是第一象限内抛物线上的一个动点,点P的横坐标为m. (1)求此抛物线的表达式;
(2)过点P作PM⊥x轴,垂足为点M,PM交BC于点Q.试探究点P在运动过程中,是否存在这样的点Q,使得以A,C,Q为顶点的三角形是等腰三角形.若存在,请求出此时点Q的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)过点P作PN⊥BC,垂足为点N.请用含m的代数式表示线段PN的长,并求出当m为何值时
PN有最大值,最大值是多少?
【解答】解:(1)由二次函数交点式表达式得:y=a(x+3)(x﹣4)=a(x2﹣x﹣12)=ax2﹣ax﹣12a,
即:﹣12a=4,解得:a=﹣则抛物线的表达式为y=﹣(2)存在,理由:
点A、B、C的坐标分别为(﹣3,0)、(4,0)、(0,4), 则AC=5,AB=7,BC=4
,∠OAB=∠OBA=45°,
将点B、C的坐标代入一次函数表达式:y=kx+b并解得:y=﹣x+4…①, 同理可得直线AC的表达式为:y=设直线AC的中点为K(﹣
,
x2+x+4;
x+4,
,
,2),过点M与CA垂直直线的表达式中的k值为﹣
67
同理可得过点K与直线AC垂直直线的表达式为:y=﹣①当AC=AQ时,如图1,
x+…②,
则AC=AQ=5,
设:QM=MB=n,则AM=7﹣n,
由勾股定理得:(7﹣n)2+n2=25,解得:n=3或4(舍去4), 故点Q(1,3);
②当AC=CQ时,如图1,
CQ=5,则BQ=BC﹣CQ=4
则QM=MB=故点Q(
,
, );
﹣5,
③当CQ=AQ时, 联立①②并解得:x=
(舍去);
,
);
故点Q的坐标为:Q(1,3)或((3)设点P(m,﹣
m2+m+4),则点Q(m,﹣m+4),
∵OB=OC,∴∠ABC=∠OCB=45°=∠PQN,
PN=PQsin∠PQN=
∵﹣
(﹣m2+m+4+m﹣4)=﹣(m﹣2)2+,
<0,∴PN有最大值,
.
当m=2时,PN的最大值为:
28.(2019•凉山州)如图,抛物线y=ax2+bx+c的图象过点A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,3).
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴上是否存在一点P,使得△PAC的周长最小,若存在,请求出点P的坐标及△PAC的周长;若不存在,请说明理由;
(3)在(2)的条件下,在x轴上方的抛物线上是否存在点M(不与C点重合),使得S△PAM=S△PAC?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
68
【解答】解:(1)∵抛物线与x轴交于点A(﹣1,0)、B(3,0) ∴可设交点式y=a(x+1)(x﹣3) 把点C(0,3)代入得:﹣3a=3 ∴a=﹣1
∴y=﹣(x+1)(x﹣3)=﹣x2+2x+3 ∴抛物线解析式为y=﹣x2+2x+3
(2)在抛物线的对称轴上存在一点P,使得△PAC的周长最小. 如图1,连接PB、BC
∵点P在抛物线对称轴直线x=1上,点A、B关于对称轴对称 ∴PA=PB
∴C△PAC=AC+PC+PA=AC+PC+PB
∵当C、P、B在同一直线上时,PC+PB=CB最小 ∵A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,3) ∴AC=
∴C△PAC=AC+CB=
设直线BC解析式为y=kx+3
把点B代入得:3k+3=0,解得:k=﹣1 ∴直线BC:y=﹣x+3 ∴yP=﹣1+3=2
∴点P(1,2)使△PAC的周长最小,最小值为
(3)存在满足条件的点M,使得S△PAM=S△PAC. ∵S△PAM=S△PAC
∴当以PA为底时,两三角形等高 ∴点C和点M到直线PA距离相等 ①若点M在点P上方,如图2, ∴CM∥PA
∵A(﹣1,0),P(1,2),设直线AP解析式为y=px+d ∴
解得:
.
,BC=
最小
∴直线AP:y=x+1
∴直线CM解析式为:y=x+3
69
∵ 解得:(即点C),
∴点M坐标为(1,4)
②若点M在点P下方,如图3,
则点M所在的直线l∥PA,且直线l到PA的距离等于直线y=x+3到PA的距离 ∴直线AP:y=x+1向下平移2个单位得y=x﹣1即为直线l的解析式
∵ 解得:
∵点M在x轴上方 ∴y>0
∴点M坐标为(
,
)
,
)时,S△PAM=S△PAC.
综上所述,点M坐标为(1,4)或(
70
29.(2019•攀枝花)已知抛物线y=﹣x2+bx+c的对称轴为直线x=1,其图象与x轴相交于A,B两点,与y轴相交于点C(0,3). (1)求b,c的值;
(2)直线1与x轴相交于点P.
①如图1,若l∥y轴,且与线段AC及抛物线分别相交于点E,F,点C关于直线x=1的对称点为点D,求四边形CEDF面积的最大值;
②如图2,若直线1与线段BC相交于点Q,当△PCQ∽△CAP时,求直线1的表达式.
【解答】解:(1)由题意得:∴b=2,c=3,
(2)①如图1,∵点C关于直线x=1的对称点为点D, ∴CD∥OA, ∴3=﹣x2+2x+3, 解得:x1=0,x2=2, ∴D(2,3),
∵抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3, ∴令y=0,解得x1=﹣1,x2=3, ∴B(﹣1,0),A(3,0),
,
71
设直线AC的解析式为y=kx+b,∴
,解得:
,
∴直线AC的解析式为y=﹣x+3, 设F(a,﹣a2+2a+3),E(a,﹣a+3), ∴EF=﹣a2+2a+3+a﹣3=﹣a2+3a, 四边形CEDF的面积=S△EFC+S△EFD=
,
∴当a=
时,四边形CEDF的面积有最大值,最大值为
.
=
=﹣a2+3a=
②当△PCQ∽△CAP时,
∴∠PCA=∠CPQ,∠PAC=∠PCQ, ∴PQ∥AC,
∵C(0,3),A(3,0), ∴OA=OC,
∴∠OCA=∠OAC=∠PCQ=45°,∴∠BCO=∠PCA,
如图2,过点P作PM⊥AC交AC于点M, ∴
设PM=b,则CM=3b,AM=b,
,
72
∵∴∴∴∴∴
, ,
,
,
,
,
设直线l的解析式为y=﹣x+n, ∴∴
.
.
,
∴直线l的解析式为y=﹣x+
30.(2019•泰安)若二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴、y轴分别交于点A(3,0)、B(0,﹣2),且过点C(2,﹣2). (1)求二次函数表达式;
(2)若点P为抛物线上第一象限内的点,且S△PBA=4,求点P的坐标;
(3)在抛物线上(AB下方)是否存在点M,使∠ABO=∠ABM?若存在,求出点M到y轴的距离;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵二次函数的图象经过点A(3,0)、B(0,﹣2)、C(2,﹣2)
∴ 解得:
∴二次函数表达式为y=
x2﹣x﹣2
(2)如图1,设直线BP交x轴于点C,过点P作PD⊥x轴于点D
73
设P(t,t2﹣t﹣2)(t>3) t2﹣
t﹣2
∴OD=t,PD=
设直线BP解析式为y=kx﹣2 把点P代入得:kt﹣2=∴k=
t2﹣t﹣2
t﹣
∴直线BP:y=(当y=0时,(∴C(∵t>3 ∴t﹣2>1 ∴∴AC=3﹣
t﹣)x﹣2
t﹣)x﹣2=0,解得:x=
,0)
,即点C一定在点A左侧
∵S△PBA=S△ABC+S△ACP=∴
AC•OB+AC•PD=
=4
AC(OB+PD)=4
解得:t1=4,t2=﹣1(舍去) ∴
t2﹣t﹣2=
)
∴点P的坐标为(4,
(3)在抛物线上(AB下方)存在点M,使∠ABO=∠ABM.
如图2,作点O关于直线AB的对称点E,连接OE交AB于点G,连接BE交抛物线于点M,过点E作EF⊥y轴于点F ∴AB垂直平分OE ∴BE=OB,OG=GE ∴∠ABO=∠ABM
∵A(3,0)、B(0,﹣2),∠AOB=90° ∴OA=3,OB=2,AB=∴sin∠OAB=∵S△AOB=
,cos∠OAB=
OA•OB=AB•OG
74
∴OG=∴OE=2OG=
∵∠OAB+∠AOG=∠AOG+∠BOG=90° ∴∠OAB=∠BOG
∴Rt△OEF中,sin∠BOG=∴EF=∴E(
,﹣
,cos∠BOG=
OE=
)
,OF=OE=
设直线BE解析式为y=ex﹣2 把点E代入得:∴直线BE:y=﹣当﹣
e﹣2=﹣x﹣2 x2﹣
,解得:e=﹣
x﹣2=x﹣2,解得:x1=0(舍去),x2=
.
∴点M横坐标为,即点M到y轴的距离为
31.(2019•衡阳)如图,二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于点A(﹣1,0)和点B(3,0),与y轴交于点N,以AB为边在x轴上方作正方形ABCD,点P是x轴上一动点,连接CP,过点P作CP的垂线与y轴交于点E.
(1)求该抛物线的函数关系表达式;
(2)当点P在线段OB(点P不与O、B重合)上运动至何处时,线段OE的长有最大值?并求出这个最大值;
75
(3)在第四象限的抛物线上任取一点M,连接MN、MB.请问:△MBN的面积是否存在最大值?若存在,求出此时点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1))∵抛物线y=x2+bx+c
经过A(﹣1,0),B(3,0), ,
把A、B两点坐标代入上式,解得:
,
故抛物线函数关系表达式为y=x2﹣2x﹣3; (2)∵A(﹣1,0),点B(3,0), ∴AB=OA+OB=1+3=4,
∵正方形ABCD中,∠ABC=90°,PC⊥BE, ∴∠OPE+∠CPB=90°, ∠CPB+∠PCB=90°, ∴∠OPE=∠PCB, 又∵∠EOP=∠PBC=90°, ∴△POE∽△CBP, ∴
,
设OP=x,则PB=3﹣x, ∴∴OE=∵0<x<3, ∴
时,线段OE长有最大值,最大值为时,线段OE有最大值.最大值是
. .
,
,
即OP=
(3)存在.
如图,过点M作MH∥y轴交BN于点H,
76
∵抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3,∴x=0,y=﹣3, ∴N点坐标为(0,﹣3), 设直线BN的解析式为y=kx+b, ∴∴
, ,
∴直线BN的解析式为y=x﹣3,
设M(a,a2﹣2a﹣3),则H(a,a﹣3), ∴MH=a﹣3﹣(a2﹣2a﹣3)=﹣a2+3a, ∴S△MNB=S△BMH+S△MNH=∵∴a=
,
时,△MBN的面积有最大值,最大值是
,此时M点的坐标为(
).
=
=
,
32.(2019•连云港)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线L1:y=x2+bx+c过点C(0,﹣3),与抛物线L2:y=﹣的动点.
(1)求抛物线L1对应的函数表达式;
(2)若以点A、C、P、Q为顶点的四边形恰为平行四边形,求出点P的坐标;
(3)设点R为抛物线L1上另一个动点,且CA平分∠PCR.若OQ∥PR,求出点Q的坐标.
x2﹣x+2的一个交点为A,且点A的横坐标为2,点P、Q分别是抛物线L1、L2上
【解答】解:(1)将x=2代入y=﹣
x2﹣x+2,得y=﹣3,故点A的坐标为(2,﹣3),
77
将A(2,﹣1),C(0,﹣3)代入y=x2+bx+c,得
,解得
∴抛物线L1:y=x2﹣2x﹣3;
(2)设点P的坐标为(x,x2﹣2x﹣3), 第一种情况:AC为平行四边形的一条边,
①当点Q在点P右侧时,则点Q的坐标为(x+2,﹣2x﹣3), 将Q(x+2,﹣2x﹣3)代入y=﹣﹣2x﹣3=﹣
(x+2)2﹣
,
x2﹣x+2,得
(x+2)+2,
解得,x=0或x=﹣1,
因为x=0时,点P与C重合,不符合题意,所以舍去, 此时点P的坐标为(﹣1,0);
②当点Q在点P左侧时,则点Q的坐标为(x﹣2,x2﹣2x﹣3), 将Q(x﹣2,x2﹣2x﹣3)代入y=﹣
x2﹣x+2,得
y=﹣x2﹣x+2,得
(x﹣2)2﹣
,
,
);
(x﹣2)+2,
x2﹣2x﹣3=﹣
解得,x=3,或x=﹣
此时点P的坐标为(3,0)或(﹣
第二种情况:当AC为平行四边形的一条对角线时,
由AC的中点坐标为(1,﹣3),得PQ的中点坐标为(1,﹣3), 故点Q的坐标为(2﹣x,﹣x2+2x﹣3), 将Q(2﹣x,﹣x2+2x﹣3)代入y=﹣﹣x2+2x﹣3═﹣
(2﹣x)2﹣
x2﹣x+2,得
(2﹣x)+2,
解得,x=0或x=﹣3,
因为x=0时,点P与点C重合,不符合题意,所以舍去, 此时点P的坐标为(﹣3,12),
综上所述,点P的坐标为(﹣1,0)或(3,0)或(﹣
(3)当点P在y轴左侧时,抛物线L1不存在点R使得CA平分∠PCR, 当点P在y轴右侧时,不妨设点P在CA的上方,点R在CA的下方, 过点P、R分别作y轴的垂线,垂足分别为S、T, 过点P作PH⊥TR于点H,则有∠PSC=∠RTC=90°,
,
)或(﹣3,12);
78
由CA平分∠PCR,得∠PCA=∠RCA,则∠PCS=∠RCT, ∴△PSC∽△RTC, ∴
,
),点R坐标为(x2,
),
设点P坐标为(x1,
所以有
整理得,x1+x2=4,
,
在Rt△PRH中,tan∠PRH=
=
过点Q作QK⊥x轴于点K,设点Q坐标为(m,若OQ∥PR,则需∠QOK=∠PRH, 所以tan∠QOK=tan∠PRH=2, 所以2m=解得,m=所以点Q坐标为(
,
,﹣7+
)或(
,
),
,﹣7﹣).
33.(2019•怀化)如图,在直角坐标系中有Rt△AOB,O为坐标原点,OB=1,tan∠ABO=3,将此三角形绕原点O顺时针旋转90°,得到Rt△COD,二次函数y=﹣x2+bx+c的图象刚好经过A,B,C三点. (1)求二次函数的解析式及顶点P的坐标;
(2)过定点Q的直线l:y=kx﹣k+3与二次函数图象相交于M,N两点. ①若S△PMN=2,求k的值;
②证明:无论k为何值,△PMN恒为直角三角形;
③当直线l绕着定点Q旋转时,△PMN外接圆圆心在一条抛物线上运动,直接写出该抛物线的表达式.
79
【解答】解:(1)OB=1,tan∠ABO=3,则OA=3,OC=3, 即点A、B、C的坐标分别为(0,3)、(﹣1,0)、(3,0), 则二次函数表达式为:y=a(x﹣3)(x+1)=a(x2﹣2x﹣3), 即:﹣3a=3,解得:a=﹣1, 故函数表达式为:y=﹣x2+2x+3, 点P(1,4);
(2)将二次函数与直线l的表达式联立并整理得:
x2﹣(2﹣k)x﹣k=0,
设点M、N的坐标为(x1,y1)、(x2,y2), 则x1+x2=2﹣k,x1x2=﹣k,
则:y1+y2=k(x1+x2)﹣2k+6=6﹣k2, 同理:y1y2=9﹣4k2,
①y=kx﹣k+3,当x=1时,y=3,即点Q(1,3),
S△PMN=2=
|x2﹣x1|=解得:k=±2
PQ×(x2﹣x1),则x2﹣x1=4,
,
;
②点M、N的坐标为(x1,y1)、(x2,y2)、点P(1,4), 则直线PM表达式中的k1值为:
,直线PN表达式中的k2值为:
,
为:k1k2=故PM⊥PN,
==﹣1,
即:△PMN恒为直角三角形;
③取MN的中点H,则点H是△PMN外接圆圆心,
80
设点H坐标为(x,y), 则x=
=1﹣
k,
y=(y1+y2)=(6﹣k2),
整理得:y=﹣2x2+4x+1,
即:该抛物线的表达式为:y=﹣2x2+4x+1.
34.(2019•盐城)如图所示,二次函数y=k(x﹣1)2+2的图象与一次函数y=kx﹣k+2的图象交于A、
B两点,点B在点A的右侧,直线AB分别与x、y轴交于C、D两点,其中k<0.
(1)求A、B两点的横坐标;
(2)若△OAB是以OA为腰的等腰三角形,求k的值;
(3)二次函数图象的对称轴与x轴交于点E,是否存在实数k,使得∠ODC=2∠BEC,若存在,求出k的值;若不存在,说明理由.
【解答】解:(1)将二次函数与一次函数联立得:k(x﹣1)2+2=kx﹣k+2, 解得:x=1或2,
故点A、B的坐标分别为(1,2)、(2,k+2); (2)OA=①当OA=AB时,
即:1+k2=5,解得:k=±2(舍去2); ②当OA=OB时,
4+(k+2)2=5,解得:k=﹣1或﹣3; 故k的值为:﹣1或﹣2或﹣3; (3)存在,理由: ①当点B在x轴上方时,
过点B作BH⊥AE于点H,将△AHB的图形放大见右侧图形,
过点A作∠HAB的角平分线交BH于点M,过点M作MN⊥AB于点N,过点B作BK⊥x轴于点K,
=
,
81
图中:点A(1,2)、点B(2,k+2),则AH=﹣k,HB=1, 设:HM=m=MN,则BM=1﹣m, 则AN=AH=﹣k,AB=
,NB=AB﹣AN,
由勾股定理得:MB2=NB2+MN2, 即:(1﹣m)2=m2+(解得:m=﹣k2﹣k在△AHM中,tanα=解得:k=故k=﹣
;
=,
=k+
=tan∠BEC=
=k+2,
+k)2,
(舍去正值),
②当点B在x轴下方时, 同理可得:tanα=解得:k=故k的值为:﹣
或或=
=k+(舍去); .
=tan∠BEC=
=﹣(k+2),
35.(2019•广安)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A、B两点(A在B的左侧),与y轴交于点
N,过A点的直线l:y=kx+n与y轴交于点C,与抛物线y=﹣x2+bx+c的另一个交点为D,已知A(﹣1,0),D(5,﹣6),P点为抛物线y=﹣x2+bx+c上一动点(不与A、D重合). (1)求抛物线和直线l的解析式;
(2)当点P在直线l上方的抛物线上时,过P点作PE∥x轴交直线l于点E,作PF∥y轴交直线l于点
F,求PE+PF的最大值;
(3)设M为直线l上的点,探究是否存在点M,使得以点N、C,M、P为顶点的四边形为平行四边形?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)将点A、D的坐标代入直线表达式得:故直线l的表达式为:y=﹣x﹣1, 将点A、D的坐标代入抛物线表达式, 同理可得抛物线的表达式为:y=﹣x2+3x+4;
(2)直线l的表达式为:y=﹣x﹣1,则直线l与x轴的夹角为45°, 即:则PE=PE,
,解得:
,
82
设点P坐标为(x,﹣x2+3x+4)、则点F(x,﹣x﹣1),
PE+PF=2PF=2(﹣x2+3x+4+x+1)=﹣2(x﹣2)2+18,
∵﹣2<0,故PE+PF有最大值, 当x=2时,其最大值为18; (3)NC=5,
①当NC是平行四边形的一条边时,
设点P坐标为(x,﹣x2+3x+4)、则点M(x,﹣x﹣1), 由题意得:|yM﹣yP|=5,即:|﹣x2+3x+4+x+1|=5, 解得:x=2则点M坐标为(2+
或0或4(舍去0),
,﹣3﹣
)或(2﹣
,﹣3+
)或(4,﹣5);
②当NC是平行四边形的对角线时, 则NC的中点坐标为(0,
),
设点P坐标为(m,﹣m2+3m+4)、则点M(n,﹣n﹣1),
N、C,M、P为顶点的四边形为平行四边形,则NC的中点即为PM中点,
即:0=
,
=
,
解得:n=0或﹣4(舍去0), 故点M(﹣4,3); 故点P的坐标为:(2+
,﹣3﹣
)或(2﹣
,﹣3+
)或(4,﹣5)或(﹣4,3).
36.(2019•宜宾)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=ax2﹣2x+c与直线y=kx+b都经过
A(0,﹣3)、B(3,0)两点,该抛物线的顶点为C.
(1)求此抛物线和直线AB的解析式;
(2)设直线AB与该抛物线的对称轴交于点E,在射线EB上是否存在一点M,过M作x轴的垂线交抛物线于点N,使点M、N、C、E是平行四边形的四个顶点?若存在,求点M的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)设点P是直线AB下方抛物线上的一动点,当△PAB面积最大时,求点P的坐标,并求△PAB面积的最大值.
83
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2﹣2x+c经过A(0,﹣3)、B(3,0)两点, ∴∴
,
,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3,
∵直线y=kx+b经过A(0,﹣3)、B(3,0)两点, ∴
,解得:
,
∴直线AB的解析式为y=x﹣3, (2)∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4, ∴抛物线的顶点C的坐标为(1,﹣4), ∵CE∥y轴, ∴E(1,﹣2), ∴CE=2,
①如图,若点M在x轴下方,四边形CEMN为平行四边形,则CE=MN, 设M(a,a﹣3),则N(a,a2﹣2a﹣3),
∴MN=a﹣3﹣(a2﹣2a﹣3)=﹣a2+3a,∴﹣a2+3a=2,
解得:a=2,a=1(舍去), ∴M(2,﹣1),
84
②如图,若点M在x轴上方,四边形CENM为平行四边形,则CE=MN,设M(a,a﹣3),则N(a,a2﹣2a﹣3), ∴MN=a2﹣2a﹣3﹣(a﹣3)=a2﹣3a, ∴a2﹣3a=2, 解得:a=∴M(
,
,a=
),
).
(舍去),
综合可得M点的坐标为(2,﹣1)或((3)如图,作PG∥y轴交直线AB于点G,
设P(m,m2﹣2m﹣3),则G(m,m﹣3),∴PG=m﹣3﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+3m, ∴S△PAB=S△PGA+S△PGB=∴当m=
时,△PAB面积的最大值是
=
,此时P点坐标为(
=﹣).
,
37.(2019•重庆)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2﹣2x﹣3与x轴交于点A,B(点A在点B的左侧),交y轴于点C,点D为抛物线的顶点,对称轴与x轴交于点E.
(1)连结BD,点M是线段BD上一动点(点M不与端点B,D重合),过点M作MN⊥BD,交抛物线于点N(点N在对称轴的右侧),过点N作NH⊥x轴,垂足为H,交BD于点F,点P是线段
OC上一动点,当MN取得最大值时,求HF+FP+
(2)在(1)中,当MN取得最大值,HF+FP+
PC的最小值;
个单位得到
PC取得最小值时,把点P向上平移
点Q,连结AQ,把△AOQ绕点O顺时针旋转一定的角度α(0°<α<360°),得到△A′OQ′,其中边A′
Q′交坐标轴于点G.在旋转过程中,是否存在一点G,使得∠Q'=∠Q'OG?若存在,请直接写出所有
满足条件的点Q′的坐标;若不存在,请说明理由.
85
【解答】解:(1)如图1
∵抛物线y=x2﹣2x﹣3与x轴交于点A,B(点A在点B的左侧),交y轴于点C ∴令y=0解得:x1=﹣1,x2=3,令x=0,解得:y=﹣3, ∴A(﹣1,0),B(3,0),C(0,﹣3) ∵点D为抛物线的顶点,且∴点D的坐标为D(1,﹣4) ∴直线BD的解析式为:y=2x﹣6,
由题意,可设点N(m,m2﹣2m﹣3),则点F(m,2m﹣6) ∴|NF|=(2m﹣6)﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+4m﹣3 ∴当m=
=2时,NF 取到最大值,此时MN取到最大值,此时HF=2,
=
=1,
=
=﹣4
此时,N(2,﹣3),F(2,﹣2),H(2,0) 在x轴上找一点K(∴sin∠OCK=
,0),连接CK,过点F作CK的垂线交CK于点J点,交y轴于点P,
,且点F(2,﹣2),
,直线KC的解析式为:y=
86
∴PJ=∴点J(∴FP+
PC,直线FJ的解析式为:y=
,
)
PC的最小值即为FJ的长,且|FJ|=
PC|min=
;
),
∴|HF+FP+
(2)由(1)知,点P(0,∵把点P向上平移∴点Q(0,﹣2)
个单位得到点Q
∴在Rt△AOQ中,∠AOG=90°,AQ=此时,∠AQO=∠GOQ
,取AQ的中点G,连接OG,则OG=GQ=AQ=,
把△AOQ绕点O顺时针旋转一定的角度α(0°<α<360°),得到△A′OQ′,其中边A′Q′交坐标轴于点G ①如图2
G点落在y轴的负半轴,则G(0,﹣
则∠IOQ'=∠OA'Q'=∠OAQ, ∵sin∠OAQ=∴sin∠IOQ'=
==
=
=
),过点Q'作Q'I⊥x轴交x轴于点I,且∠GOQ'=∠Q'
,解得:|IO|=
∴在Rt△OIQ'中根据勾股定理可得|OI|=∴点Q'的坐标为Q'(
,﹣
);
87
②如图3,
当G点落在x轴的正半轴上时,同理可得Q'(③如图4
,
)
当G点落在y轴的正半轴上时,同理可得Q'(﹣④如图5
,
)
88
当G点落在x轴的负半轴上时,同理可得Q'(﹣综上所述,所有满足条件的点Q′的坐标为:((﹣
,﹣
)
,﹣
,﹣
),(
)
,
),(﹣
,
),
38(.2019•临沂)在平面直角坐标系中,直线y=x+2与x轴交于点A,与y轴交于点B,抛物线y=ax2+bx+c(a<0)经过点A、B.
(1)求a、b满足的关系式及c的值.
(2)当x<0时,若y=ax2+bx+c(a<0)的函数值随x的增大而增大,求a的取值范围. (3)如图,当a=﹣1时,在抛物线上是否存在点P,使△PAB的面积为1?若存在,请求出符合条件的所有点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)y=x+2,令x=0,则y=2,令y=0,则x=﹣2, 故点A、B的坐标分别为(﹣2,0)、(0,2),则c=2, 则函数表达式为:y=ax2+bx+2,
将点A坐标代入上式并整理得:b=2a+1;
(2)当x<0时,若y=ax2+bx+c(a<0)的函数值随x的增大而增大, 则函数对称轴x=﹣即:﹣
≥0,而b=2a+1,
,
≥0,解得:a 89
故:a的取值范围为:﹣≤a<0;
(3)当a=﹣1时,二次函数表达式为:y=﹣x2﹣x+2,
过点P作直线l∥AB,作PQ∥y轴交BA于点Q,作PH⊥AB于点H,
∵OA=OB,∴∠BAO=∠PQH=45°,
S△PAB=×AB×PH=2×PQ×=1,
则yP﹣yQ=1,
在直线AB下方作直线m,使直线m和l与直线AB等距离,
则直线m与抛物线两个交点坐标,分别与点AB组成的三角形的面积也为1, 故:|yP﹣yQ|=1,
设点P(x,﹣x2﹣x+2),则点Q(x,x+2), 即:﹣x2﹣x+2﹣x﹣2=±1, 解得:x=﹣1或﹣1故点P(﹣1,2)或(﹣1
,
,1)或(﹣1﹣
,﹣
).
39.(2019•长沙)如图,抛物线y=ax2+6ax(a为常数,a>0)与x轴交于O,A两点,点B为抛物线的顶点,点D的坐标为(t,0)(﹣3<t<0),连接BD并延长与过O,A,B三点的⊙P相交于点C. (1)求点A的坐标;
(2)过点C作⊙P的切线CE交x轴于点E. ①如图1,求证:CE=DE;
②如图2,连接AC,BE,BO,当a=
,∠CAE=∠OBE时,求
﹣
的值.
【解答】解:(1)令ax2+6ax=0,
ax(x+6)=0,
∴A(﹣6,0);
90
(2)①证明:如图,连接PC,连接PB,延长交x轴于点M,
∵⊙P过O、A、B三点,B为顶点, ∴PM⊥OA,∠PBC+∠BOM=90°, 又∵PC=PB, ∴∠PCB=∠PBC, ∵CE为切线,
∴∠PCB+∠ECD=90°, 又∵∠BDP=∠CDE, ∴∠ECD=∠COE, ∴CE=DE.
②解:设OE=m,即E(m,0), 由切割线定理得:CE2=OE•AE, ∴(m﹣t)2=m•(m+6), ∴
①,
∵∠CAE=∠CBD,
∠CAE=∠OBE,∠CBO=∠EBO, 由角平分线定理:
,
即:,
∴由①②得
②,
,
整理得:t2+18t+36=0, ∴t2=﹣18t﹣36, ∴
40.(2019•南京)【概念认识】
城市的许多街道是相互垂直或平行的,因此,往往不能沿直线行走到达目的地,只能按直角拐弯的方式行走.可以按照街道的垂直和平行方向建立平面直角坐标系xOy,对两点A(x1,y1)和B(x2,y2),用以下方式定义两点间距离:d(A,B)=|x1﹣x2|+|y1﹣y2|.
.
91
【数学理解】
(1)①已知点A(﹣2,1),则d(O,A)= 3 .
②函数y=﹣2x+4(0≤x≤2)的图象如图①所示,B是图象上一点,d(O,B)=3,则点B的坐标是 (1,2) . (2)函数y=
(x>0)的图象如图②所示.求证:该函数的图象上不存在点C,使d(O,C)=3.
(3)函数y=x2﹣5x+7(x≥0)的图象如图③所示,D是图象上一点,求d(O,D)的最小值及对应的点D的坐标. 【问题解决】
(4)某市要修建一条通往景观湖的道路,如图④,道路以M为起点,先沿MN方向到某处,再在该处拐一次直角弯沿直线到湖边,如何修建能使道路最短?(要求:建立适当的平面直角坐标系,画出示意图并简要说明理由)
【解答】解:(1)①由题意得:d(O,A)=|0+2|+|0﹣1|=2+1=3; ②设B(x,y),由定义两点间的距离可得:|0﹣x|+|0﹣y|=3, ∵0≤x≤2, ∴x+y=3, ∴解得:
, ,
∴B(1,2),
故答案为:3,(1,2); (2)假设函数根据题意,得∵x>0, ∴∴
,,
,
的图象上存在点C(x,y)使d(O,C)=3,
,
∴x2+4=3x, ∴x2﹣3x+4=0, ∴△=b2﹣4ac=﹣7<0, ∴方程x2﹣3x+4=0没有实数根,
92
∴该函数的图象上不存在点C,使d(O,C)=3. (3)设D(x,y),
根据题意得,d(O,D)=|x﹣0|+|x2﹣5x+7﹣0|=|x|+|x2﹣5x+7|, ∵又x≥0,
∴d(O,D)=|x|+|x2﹣5x+7|=x+x2﹣5x+7=x2﹣4x+7=(x﹣2)2+3, ∴当x=2时,d(O,D)有最小值3,此时点D的坐标是(2,1).
(4)如图,以M为原点,MN所在的直线为x轴建立平面直角坐标系xOy,将函数y=﹣x的图象沿
,
y轴正方向平移,直到与景观湖边界所在曲线有交点时停止,
设交点为E,过点E作EH⊥MN,垂足为H,修建方案是:先沿MN方向修建到H处,再沿HE方向修建到E处.
理由:设过点E的直线l1与x轴相交于点F.在景观湖边界所在曲线上任取一点P,过点P作直线l2∥
l1,l2与x轴相交于点G.
∵∠EFH=45°,
∴EH=HF,d(O,E)=OH+EH=OF, 同理d(O,P)=OG, ∵OG≥OF,
∴d(O,P)≥d(O,E), ∴上述方案修建的道路最短.
93
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