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2019年中考数学真题分类训练——专题十九:二次函数综合题
1.(2019广东)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y= 与x轴交于点A、B
(点A在点B右侧),点D为抛物线的顶点,点C在y轴的正半轴上,CD交x轴于点F,△CAD绕点C
顺时针旋转得到△CFE,点A恰好旋转到点F,连接BE.
(1)求点A、B、D的坐标;
(2)求证:四边形BFCE是平行四边形;
(3)如图2,过顶点D作DD⊥x轴于点D,点P是抛物线上一动点,过点P作PM⊥x轴,点M为垂
1 1
足,使得△PAM与△DDA相似(不含全等).
1
①求出一个满足以上条件的点P的横坐标;
②直接回答这样的点P共有几个?
解:(1)令 =0,
解得x=1,x=–7.∴A(1,0),B(–7,0).
1 2
由y= = 得,D(–3,–2 );
(2)∵DD⊥x轴于点D,∴∠COF=∠DDF=90°,
1 1 1
∵∠DFD=∠CFO,∴△DDF∽△COF,∴ ,
1 1
∵D(–3,–2 ),
∴DD=2 ,OD=3,
1∵AC=CF,CO⊥AF,∴OF=OA=1,
∴DF=DO–OF=3–1=2,∴ ,
1 1
∴OC= ,∴CA=CF=FA=2,
∴△ACF是等边三角形,∴∠AFC=∠ACF,
∵△CAD绕点C顺时针旋转得到△CFE,
∴∠ECF=∠AFC=60°,∴EC∥BF,
∵EC=DC= =6,
∵BF=6,∴EC=BF,
∴四边形BFCE是平行四边形;
(3)∵点P是抛物线上一动点,
∴设P点(x, ),
①当点P在B点的左侧时,
∵△PAM与△DDA相似,
1
∴ 或 ,
∴ 或 ,解得:x=1(不合题意舍去),x=–11或x=1(不合题意舍去)x=– ;
1 2 1 2
当点P在A点的右侧时,
∵△PAM与△DDA相似,∴ 或 ,
1
∴ 或 ,
解得:x=1(不合题意舍去),x=–3(不合题意舍去)或x=1(不合题意舍去),x=– (不合题意
1 2 1 2
舍去);
当点P在AB之间时,
∵△PAM与△DDA相似,
1
∴ = 或 = ,
∴ 或 ,
解得:x=1(不合题意舍去),x=–3(不合题意舍去)或x=1(不合题意舍去),x=– ;
1 2 1 2
综上所述,点P的横坐标为–11或– 或– ;
②由①得,这样的点P共有3个.
2.(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:(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,对称轴为x=1.
(2)ACDE的周长=AC+DE+CD+AE,其中AC 、DE=1是常数,
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,
四边形ACDE的周长的最小值=AC+DE+CD+AE A′D+DC′ A′C′
.
(3)如图,设直线CP交x轴于点E,直线CP把四边形CBPA的面积分为3∶5两部分,
又∵S ∶S EB×(y-y)∶ AE×(y-y)=BE∶AE,
△PCB △PCA C P C P
则BE∶AE=3∶5或5∶3,
则AE 或 ,
即:点E的坐标为( ,0)或( ,0),
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,
联立 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).
3.(2019雅安) 已知二次函数y=ax2(a≠0)的图象过点(2,-1),点P(P与O不重合)是图象上的
一点,直线l过点(0,1)且平行于x轴。PM⊥l于点M,点F(0,-1).
(1)求二次函数的解析式;
(2)求证:点P在线段MF的中垂线上;
(3)设直线 PF交二次函数的图象于另一点Q,QN⊥l于点N,线段MF的中垂线交l于点R,求 的
值;
(4)试判断点R与以线段PQ为直径的圆的位置关系.
y
(0,1)
l
O x
F(0,-1)解:(1)∵y=ax2(a≠0)的图象过点(2,-1),∴-1=a×22,即a= ,∴ ;
(2)设 的图象上的点P(x ,y ),则M(x ,1), ,即x 2=-4y ,PM=|1-y |,
1 1 1 1 1 1
又
PF= = = = =|y -1|=PM,即
1
PF=PM,∴点P在线段MF的中垂线上;
(3)连接 RF,∵R在线段 MF的中垂线上,∴MR=FR,又∵PM=PF,PR=PR,∴△PMR≌△PFR,
∴∠PFR=∠PMR=90°,∴RF⊥PF,连接RQ,又在Rt△RFQ和Rt△RNQ中,∵Q 在 的图象上,
由(2)结论知∴QF=QN,∵RQ=RQ,∴Rt△RFQ ≌Rt△RNQ,即 RN=FR,即 MR=FR=RN,∴
;
(4)在△PQR中,由(3)知PR平分∠MRF,QR平分∠FRN,∴∠PRQ= (∠MRF+∠FRN)=90°,
∴点R在以线段PQ为直径的圆上.4.(2019南宁)如果抛物线C的顶点在拋物线C上,抛物线C的顶点也在拋物线C上时,那么我们
1 2 2 1
称抛物线C与C“互为关联”的抛物线.如图1,已知抛物线C:y= x2+x与C:y=ax+x+c是
1 2 1 1 2 2 2
“互为关联”的拋物线,点A,B分别是抛物线C,C的顶点,抛物线C经过点D(6,–1).
1 2 2
(1)直接写出A,B的坐标和抛物线C的解析式;
2
(2)抛物线C上是否存在点E,使得△ABE是直角三角形?如果存在,请求出点E的坐标;如果不存在,
2
请说明理由;
(3)如图2,点F(–6,3)在抛物线C上,点M,N分别是抛物线C,C上的动点,且点M,N的横
1 1 2
坐标相同,记△AFM面积为S(当点M与点A,F重合时S=0),△ABN的面积为S(当点N与点A,
1 1 2
B重合时,S=0),令S=S+S,观察图象,当y≤y时,写出x的取值范围,并求出在此范围内S的最
2 1 2 1 2
大值.
解:(1)C顶点在C上,C顶点也在C上,
1 2 2 1
由抛物线C:y= x2+x可得A(–2,–1),
1 1
将A(–2,–1),D(6,–1)代入y=ax+x+c
2 2
得 ,解得 ,
∴y=– x2+x+2,∴B(2,3);
2
(2)易得直线AB的解析式:y=x+1,
①若B为直角的顶点,BE⊥AB,k •k =–1,
BE AB
∴k =–1,则直线BE的解析式为y=–x+5.
BE联立 ,
解得 或 ,此时E(6,–1);
②若A为直角顶点,AE⊥AB,k •k =–1,
AE AB
∴k =–1,则直线AE的解析式为y=–x–3,
AE
联立 ,
解得 或 ,
此时E(10,–13);
③若E为直角顶点,设E(m,– m2+m+2)
由AE⊥BE得k •k =–1,
BE AE
即 ,
解得m=2或–2(不符合题意均舍去),
∴存在,∴E(6,–1)或E(10,–13);
(3)∵y≤y,观察图形可得:x的取值范围为–2≤x≤2,
1 2
设M(t, t2+t),N(t,− t2+t+2),且–2≤t≤2,
易求直线AF的解析式:y=–x–3,
过M作x轴的平行线MQ交AF于Q,由y=y ,得Q( t2−t−3, t2+t),
Q M
S= |QM|•|y–y|= t2+4t+6,
1 F A
设AB交MN于点P,易知P坐标为(t,t+1),
S= |PN|•|x–x|=2– t2,
2 A B
S=S+S=4t+8,
1 2
当t=2时,S的最大值为16.
5.(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G.经过探究发现,随着m的变化,抛物线G顶点的纵
1 1
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:(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.
(2)∵抛物线G:y=m(x-1)2-m-3,
∴平移后的抛物线G:y=m(x-1-m)2-m-3,
1
∴抛物线G顶点坐标为(m+1,-m-3),
1
∴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y<y<y,
B P A
∴点P纵坐标的取值范围为-4<y<-3.
P
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 0,
∵x>1,
∴1-x<0,
∴x(x-2)<0,
∴x-2<0,
∴x<2,即1<x<2,
∵y=-x-2,
P∴-4<y<-3,
P
6.(2019海南)如图,已知抛物线y=ax2+bx+5经过A(–5,0),B(–4,–3)两点,与x轴的另
一个交点为C,顶点为D,连结CD.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)点P为该抛物线上一动点(与点B、C不重合),设点P的横坐标为t.
①当点P在直线BC的下方运动时,求△PBC的面积的最大值;
②该抛物线上是否存在点P,使得∠PBC=∠BCD?若存在,求出所有点P的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(1)将点A、B坐标代入二次函数表达式得: ,解得 ,
故抛物线的表达式为:y=x2+6x+5.
(2)①如图1,过点P作PE⊥x轴于点E,交直线BC于点F.
在抛物线y=x2+6x+5中,
令y=0,则x2+6x+5=0,
解得x=–5,x=–1,
∴点C的坐标为(–1,0).由点B(–4,–3)和C(–1,0),可得
直线BC的表达式为y=x+1.
设点P的坐标为(t,t2+6t+5),由题知–4<t<–1,
则点F(t,t+1),
∴FP=(t+1)–(t2+6t+5)=–t2–5t–4,
∴S△PBC=S△FPB+S△FPC= •FP•3
=
=
= .
∵–4<– <–1,
∴当t=– 时,△PBC的面积的最大值为 .
②存在.
∵y=x2+6r+5=(x+3)2–4,
∴抛物线的顶点D的坐标为(–3,–4).
由点C(–l,0)和D(–3,–4),可得
直线CD的表达式为y=2x+2.
分两种情况讨论:
(i)当点P在直线BC上方时,有∠PBC=∠BCD,如图2.若∠PBC=∠BCD,
则PB∥CD,
∴设直线PB的表达式为y=2x+b.
把B(–4,–3)代入y=2x+b,得b=5,
∴直线PB的表达式为y=2x+5.
由x2+6x+5=2x+5,解得x=0,x=–4(舍去),
1 2
∴点P的坐标为(0,5).
(ii)当点P在直线BC下方时,有∠PBC=∠BCD,如图3.
设直线BP与CD交于点M,则MB=MC.
过点B作BN⊥x轴于点N,则点N(–4,0),
∴NB=NC=3,
∴MN垂直平分线段BC.
设直线MN与BC交于点G,则线段BC的中点G的坐标为 ,
由点N(–4,0)和G ,得
直线NG的表达式为y=–x–4.∵直线CD:y=2x+2与直线NG:y=–x–4交于点M,
由2x+2=–x–4,解得x=–2,
∴点M的坐标为(–2,–2).
由B(–4,–3)和M(–2.–2),得
直线BM的表达式为y= .
由x2+6x+5= ,解得x=– ,x=–4(含去),
1 2
∴点P的坐标为(– ,– ).
综上所述,存在满足条件的点P的坐标为(0,5)和(– ,– ).
7. (2019镇江)如图,二次函数 图象的顶点为 ,对称轴是直线1,一次函数
的图象与 轴交于点 ,且与直线 关于 的对称直线交于点 .
(1)点 的坐标是 ;
(2)直线 与直线 交于点 , 是线段 上一点(不与点 、 重合),点 的纵坐标为 .过点
作直线与线段 、 分别交于点 、 ,使得 与 相似.
①当 时,求 的长;
②若对于每一个确定的 的值,有且只有一个 与 相似,请直接写出 的取值范围 .
解:(1)顶点为 ;故答案为 ;
(2)对称轴 ,,
由已知可求 , ,
点 关于 对称点为 , ,
则 关于 对称的直线为 ,
,
①当 时, ,
, ,
当 时, ,
,
,
;
当 与 不平行时, ,
,
,
;
综上所述, ;
②当 , 时,
,
,
,
,有且只有一个 与 相似时, ;
故答案为 ;
8.(2019陕西)在平面直角坐标系中,已知抛物线L:y=ax2+(c–a)x+c经过点A(–3,0)和点B
(0,–6),L关于原点O对称的抛物线为L′.
(1)求抛物线L的表达式;
(2)点P在抛物线L′上,且位于第一象限,过点P作PD⊥y轴,垂足为D.若△POD与△AOB相似,求
符合条件的点P的坐标.
解:(1)将点A、B的坐标代入抛物线表达式得: ,
解得 ,∴L:y=–x2–5x–6.
(2)∵点A、B在L′上的对应点分别为A′(3,0)、B′(0,6),
∴设抛物线L′的表达式y=x2+bx+6,
将A′(–3,0)代入y=x2+bx+6,得b=–5,
∴抛物线L′的表达式为y=x2–5x+6,
A(–3,0),B(0,–6),
∴AO=3,OB=6,
设:P(m,m2–5m+6)(m>0),
∵PD⊥y轴,∴点D的坐标为(0,m2–5m+6),∵PD=m,OD=m2–5m+6,
Rt△POD与Rt△AOB相似.
①△PDO∽△BOA时, = ,即m=2(m2–5m+6),解得:m= 或4;
②当△ODP∽△AOB时,
同理可得:m=1或6;
∵P、P、P、P均在第一象限,
1 2 3 4
∴符合条件的点P的坐标为(1,2)或(6,12)或( , )或(4,2).
9. (2019常州)如图,二次函数y=﹣x2+bx+3的图象与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,点A的
坐标为(﹣1,0),点D为OC的中点,点P在抛物线上.
(1)b= ;
(2)若点P在第一象限,过点P作PH⊥x轴,垂足为H,PH与BC、BD分别交于点M、N.是否存在
这样的点P,使得PM=MN=NH?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)若点P的横坐标小于3,过点P作PQ⊥BD,垂足为Q,直线PQ与x轴交于点R,且S =
△PQB
2S ,求点P的坐标.
△QRB
解:(1)∵二次函数y=﹣x2+bx+3的图象与x轴交于点A(﹣1,0)
∴﹣1﹣b+3=
解得:b=2
故答案为:2.
(2)存在满足条件呢的点P,使得PM=MN=NH.
∵二次函数解析式为y=﹣x2+2x+3当x=0时y=3,
∴C(0,3)
当y=0时,﹣x2+2x+3=0
解得:x=﹣1,x=3
1 2
∴A(﹣1,0),B(3,0)
∴直线BC的解析式为y=﹣x+3
∵点D为OC的中点,
∴D(0, )
∴直线BD的解析式为y ,
设P(t,﹣t2+2t+3)(0<t<3),则M(t,﹣t+3),N(t, t ),H(t,0)
∴PM=﹣t2+2t+3﹣(﹣t+3)=﹣t2+3t,MN=﹣t+3﹣( x ) t ,NH
t
∴MN=NH
∵PM=MN
∴﹣t2+3t t
解得:t ,t=3(舍去)
1 2
∴P( , )
∴P的坐标为( , ),使得PM=MN=NH.(3)过点P作PF⊥x轴于F,交直线BD于E
∵OB=3,OD ,∠BOD=90°
∴BD
∴cos∠OBD
∵PQ⊥BD于点Q,PF⊥x轴于点F
∴∠PQE=∠BQR=∠PFR=90°
∴∠PRF+∠OBD=∠PRF+∠EPQ=90°
∴∠EPQ=∠OBD,即cos∠EPQ=cos∠OBD
在Rt△PQE中,cos∠EPQ
∴PQ PE
在Rt△PFR中,cos∠RPF
∴PR PF∵S =2S ,S BQ•PQ,S BQ•QR
△PQB △QRB △PQB △QRB
∴PQ=2QR
设直线BD与抛物线交于点G
∵ x2+2x+3,解得:x=3(即点B横坐标),x
1 2
∴点G横坐标为
设P(t,﹣t2+2t+3)(t<3),则E(t, t )
∴PF=|﹣t2+2t+3|,PE=|﹣t2+2t+3﹣( t )|=|﹣t2 t |
①若 t<3,则点P在直线BD上方,如图2,
∴PF=﹣t2+2t+3,PE=﹣t2 t
∵PQ=2QR
∴PQ PR
∴ PE • PF,即6PE=5PF∴6(﹣t2 t )=5(﹣t2+2t+3)
解得:t=2,t=3(舍去)
1 2
∴P(2,3)
②若﹣1<t ,则点P在x轴上方、直线BD下方,如图3,
此时,PQ<QR,即S =2S 不成立.
△PQB △QRB
③若t<﹣1,则点P在x轴下方,如图4,
∴PF=﹣(﹣t2+2t+3)=t2﹣2t﹣3,PE t (﹣t2+2t+3)=t2 t
∵PQ=2QR
∴PQ=2PR
∴ PE=2• PF,即2PE=5PF
∴2(t2 t )=5(t2﹣2t﹣3)解得:t ,t=3(舍去)
1 2
∴P( , )
综上所述,点P坐标为(2,3)或( , ).
10.(2019河北)如图,若b是正数,直线l:y=b与y轴交于点A;直线a:y=x–b与y轴交于点
B;抛物线L:y=–x2+bx的顶点为C,且L与x轴右交点为D.
(1)若AB=8,求b的值,并求此时L的对称轴与a的交点坐标;
(2)当点C在l下方时,求点C与l距离的最大值;
(3)设x≠0,点(x,y),(x,y),(x,y)分别在l,a和L上,且y是y,y的平均数,求
0 0 1 0 2 0 3 3 1 2
点(x,0)与点D间的距离;
0
(4)在L和a所围成的封闭图形的边界上,把横、纵坐标都是整数的点称为“美点”,分别直接写出
b=2019和b=2019.5时“美点”的个数.
解:(1)当x=0吋,y=x﹣b=﹣b,∴B(0,﹣b),
∵AB=8,而A(0,b),∴b﹣(﹣b)=8,∴b=4.
∴L:y=﹣x2+4x,∴L的对称轴x=2,
当x=2时,y=x﹣4=﹣2,
∴L的对称轴与a的交点为(2,﹣2);
(2)∵y=﹣(x﹣ )2+ ,∴L的顶点C( , ),∵点C在l下方,∴C与l的距离为b﹣ =﹣ (b﹣2)2+1≤1,
∴点C与l距离的最大值为1;
(3)由題意得 ,即y+y=2y,
1 2 3
得b+x﹣b=2(﹣x2+bx),
0 0 0
解得x=0或x=b﹣ .但x≠0,取x=b﹣ ,
0 0 0 0
对于L,当y=0时,0=﹣x2+bx,即0=﹣x(x﹣b),解得x=0,x=b,
1 2
∵b>0,∴右交点D(b,0).
∴点(x,0)与点D间的距离为b﹣(b﹣ )= .
0
(4)①当b=2019时,抛物线解析式L:y=﹣x2+2019x,
直线解析式a:y=x﹣2019,
联立上述两个解析式可得:x=﹣1,x=2019,
1 2
∴可知每一个整数x的值 都对应的一个整数y值,且﹣1和2019之间(包括﹣1和﹣2019),共有
2021个整数;
∵另外要知道所围成的封闭图形边界分两部分:线段和抛物线,
∴线段和抛物线上各有2021个整数点,∴总计4042个点,
∵这两段图象交点有2个点重复重复,∴美点”的个数:4042﹣2=4040(个);
②当b=2019.5时,
抛物线解析式L:y=﹣x2+2019.5x,
直线解析式a:y=x﹣2019.5,
联立上述两个解析式可得:x=﹣1,x=2019.5,
1 2
∴当x取整数时,在一次函数y=x﹣2019.5上,y取不到整数值,因此在该图象上“美点”为0,
在二次函数y=x+2019.5x图象上,当x为偶数时,函数值y可取整数,
可知﹣1到2019.5之间有1009个偶数,并且在﹣1和2019.5之间还有整数0,验证后可知0也符合,
条件,因此“美点”共有1010个.
故b=2019时“美点”的个数为4040个,b=2019.5时“美点”的个数为1010个.11. (2019邵阳)如图,二次函数 的图象过原点,与 轴的另一个交点为
(1)求该二次函数的解析式;
(2)在 轴上方作 轴的平行线 ,交二次函数图象于 、 两点,过 、 两点分别作 轴的垂线,
垂足分别为点 、点 .当矩形 为正方形时,求 的值;
(3)在(2)的条件下,动点 从点 出发沿射线 以每秒1个单位长度匀速运动,同时动点 以相同
的速度从点 出发沿线段 匀速运动,到达点 时立即原速返回,当动点 返回到点 时, 、 两点
同时停止运动,设运动时间为 秒 .过点 向 轴作垂线,交抛物线于点 ,交直线 于点 ,
问:以 、 、 、 四点为顶点构成的四边形能否是平行四边形.若能,请求出 的值;若不能,请说
明理由.
解:(1)将 , 代入 ,得:
,解得: ,
该二次函数的解析式为 .
(2)当 时, ,
解得: , ,
点 的坐标为 , ,点 的坐标为 , ,
点 的坐标为 , ,点 的坐标为 , .矩形 为正方形,
,
解得: (舍去), .
当矩形 为正方形时, 的值为4.
(3)以 、 、 、 四点为顶点构成的四边形能为平行四边形.
由(2)可知:点 的坐标为 ,点 的坐标为 ,点 的坐标为 ,点 的坐标为 .
设直线 的解析式为 ,
将 , 代入 ,得:
,解得: ,
直线 的解析式为 .
当 时, , ,
点 的坐标为 ,点 的坐标为 .
以 、 、 、 四点为顶点构成的四边形为平行四边形,且 ,
,分三种情况考虑:
①当 时,如图1所示, , ,
,
解得: (舍去), ;②当 时,如图2所示, , ,
,
解得: (舍去), ;
③当 时, , ,
,
解得: (舍去), (舍去).
综上所述:当以 、 、 、 四点为顶点构成的四边形为平行四边形时, 的值为4或6.
12.(2019河南)如图,抛物线y=ax2+ x+c交x轴于A,B两点,交y轴于点C.直线y=– x–2
经过点A,C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是抛物线上一动点,过点P作x轴的垂线,交直线AC于点M,设点P的横坐标为m.
①当△PCM是直角三角形时,求点P的坐标;
②作点B关于点C的对称点B′,则平面内存在直线l,使点M,B,B′到该直线的距离都相等.当点P在
y轴右侧的抛物线上,且与点B不重合时,请直接写出直线l:y=kx+b的解析式.(k,b可用含m的式
子表示)解:(1)∵直线y=– x–2交x轴于点A,交y轴于点C,
∴A(-4,0),C(0,-2).
∵抛物线y=ax2+ x+c经过点A,C,
∴ ,∴
∴抛物线的解析式为y= x2+ x–2.
(2)①∵点P的横坐标为m,∴点P的坐标为(m, m2+ m–2).
当△PCM是直角三角形时,有以下两种情况:
(i)当∠CPM=90°时,PC∥x轴, x2+ x–2=-2.
解得m=0(舍去),m=-2.
1 2
∵当m=-2时, m2+ m–2=-2.
∴点P的坐标为(-2,-2).
(ii)当∠PCM=90°时,过点P作PN⊥y轴于点N,∴∠CNP=∠AOC=90°.
∵∠NCP+∠ACO=∠OAC+∠ACO=90°,
:∠NCP=∠OAC,∴△GNP∽△AOC,∴ ,
∵C(0,-2),N(0, m2+ m–2),
∴CN= ,PN=m.
即 ,解得a=0(含去),m=6.
3 4
∵当m=6时, m2+ m–2=10,
∴点P的坐标为(6,10).
综上所述,点P的坐标为(-2,-2)或(6,10).
②当y=0时, x2+ x–2=0,
解得x=–4,x=2,
1 2
∴点B的坐标为(2,0).
∵点C的坐标为(0,–2),点B,B′关于点C对称,
∴点B′的坐标为(–2,–4).
∵点P的横坐标为m(m>0且m≠2),
∴点M的坐标为(m,– m–2).
利用待定系数法可求出:直线BM的解析式为y=– x+ ,
直线B′M的解析式为y= x– ,直线BB′的解析式为y=x–2.
分三种情况考虑,如图2所示:
当直线l∥BM且过点C时,直线l的解析式为y=– x–2;
当直线l∥B′M且过点C时,直线l的解析式为y= x–2;
当直线l∥BB′且过线段CM的中点N( m,– m–2)时,直线l的解析式为y=x– m–2.
综上所述:直线l的解析式为y=– x–2,y= x–2或y=x– m–2.
13. (2019荆州)如图,在平面直角坐标系中,平行四边形OABC的顶点A,C的坐标分别为(6,
0),(4,3),经过B,C两点的抛物线与x轴的一个交点D的坐标为(1,0).
(1)求该抛物线的解析式;
(2)若∠AOC的平分线交BC于点E,交抛物线的对称轴于点F,点P是x轴上一动点,当PE+PF的值
最小时,求点P的坐标;
(3)在(2)的条件下,过点A作OE的垂线交BC于点H,点M,N分别为抛物线及其对称轴上的动点,
是否存在这样的点M,N,使得以点M,N,H,E为顶点的四边形为平行四边形?若存在,直接写出点
M的坐标,若不存在,说明理由.解:(1)∵平行四边形OABC中,A(6,0),C(4,3)
∴BC=OA=6,BC∥x轴
∴x=x+6=10,y=y=3,即B(10,3)
B C B C
设抛物线y=ax2+bx+c经过点B、C、D(1,0)
∴ 解得:
∴抛物线解析式为y x2 x
(2)如图1,作点E关于x轴的对称点E',连接E'F交x轴于点P
∵C(4,3)
∴OC
∵BC∥OA
∴∠OEC=∠AOE
∵OE平分∠AOC
∴∠AOE=∠COE∴∠OEC=∠COE
∴CE=OC=5
∴x=x+5=9,即E(9,3)
E C
∴直线OE解析式为y x
∵直线OE交抛物线对称轴于点F,对称轴为直线:x 7
∴F(7, )
∵点E与点E'关于x轴对称,点P在x轴上
∴E'(9,﹣3),PE=PE'
∴当点F、P、E'在同一直线上时,PE+PF=PE'+PF=FE'最小
设直线E'F解析式为y=kx+h
∴ 解得:
∴直线E'F:y x+21
当 x+21=0时,解得:x
∴当PE+PF的值最小时,点P坐标为( ,0).
(3)存在满足条件的点M,N,使得以点M,N,H,E为顶点的四边形为平行四边形.
设AH与OE相交于点G(t, t),如图2,∵AH⊥OE于点G,A(6,0)
∴∠AGO=90°
∴AG2+OG2=OA2
∴(6﹣t)2+( t)2+t2+( t)2=62
∴解得:t=0(舍去),t
1 2
∴G( , )
设直线AG解析式为y=dx+e
∴ 解得:
∴直线AG:y=﹣3x+18
当y=3时,﹣3x+18=3,解得:x=5
∴H(5,3)
∴HE=9﹣5=4,点H、E关于直线x=7对称
①当HE为以点M,N,H,E为顶点的平行四边形的边时,如图2
则HE∥MN,MN=HE=4
∵点N在抛物线对称轴:直线x=7上
∴x =7+4或7﹣4,即x =11或3
M M
当x=3时,y 9 9
M∴M(3, )或(11, )
②当HE为以点M,N,H,E为顶点的平行四边形的对角线时,如图3
则HE、MN互相平分
∵直线x=7平分HE,点F在直线x=7上
∴点M在直线x=7上,即M为抛物线顶点
∴y 49 7 4
M
∴M(7,4)
综上所述,点M坐标为(3, )、(11, )或(7,4).
14. (2019梧州)如图,已知 的圆心为点 ,抛物线 过点 ,与 交于 、
两点,连接 、 ,且 , 、 两点的纵坐标分别是2、1.
(1)请直接写出点 的坐标,并求 、 的值;
(2)直线 经过点 ,与 轴交于点 .点 (与点 不重合)在该直线上,且 ,请判
断点 是否在此抛物线上,并说明理由;
(3)如果直线 与 相切,请直接写出满足此条件的直线解析式.解:(1)过点 、 分别作 轴的垂线交于点 、 ,
, ,
,又 ,
△ ,
, ,
故点 、 的坐标分别为 、 ,
将点 、 坐标代入抛物线 并解得:
, ,
故抛物线的表达式为: ;
(2)将点 坐标代入 并解得: ,则点 ,
点 、 、 、 的坐标分别为 、 、 、 ,
则 , ,
点 在直线 上,则设 的坐标为 ,
,则 ,
解得: 或6(舍去 ,
故点 ,
把 代入 ,
故点 在抛物线上;(3)①当切点在 轴下方时,
设直线 与 相切于点 ,直线与 轴、 轴分别交于点 、 ,连接 ,
, ,
, , ,
,即: ,
解得: 或 (舍去 ,
故点 ,
把点 、 坐标代入 并解得:
直线的表达式为: ;
②当切点在 轴上方时,
直线的表达式为: ;
故满足条件的直线解析式为: 或 .
15.(2019本溪)抛物线 与x轴交于A(-1,0),B(5,0)两点,顶点为C,对称
轴交x轴于点D,点P为抛物线对称轴CD上的一动点(点P不与C,D重合),过点C作直线PB的垂
线交PB于点E,交x轴于点F.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当△PCF的面积为5时,求点P的坐标;(3)当△PCF为等腰三角形时,请直接写出点P的坐标.
解:(1)函数的表达式为:y= (x+1)(x-5)=- x2+ x+ ;
(2)抛物线的对称轴为x=1,则点C(2,2),
设点P(2,m),
将点P、B的坐标代入一次函数表达式:y=sx+t并解得:
函数PB的表达式为:y=- mx+ …①,
∵CE⊥PE,故直线CE表达式中的k值为 ,
将点C的坐标代入一次函数表达式,
同理可得直线CE的表达式为:y= x+(2− )…②,
联立①②并解得:x=2- ,
故点F(2- ,0),S = ×PC×DF= (2-m)(2- -2)=5,
△PCF
解得:m=5或-3(舍去5),
故点P(2,-3);
(3)由(2)确定的点F的坐标得:
CP2=(2-m)2,CF2=( )2+4,PF2=( )2+m2,
①当CP=CF时,即:(2-m)2=( )2+4,解得:m=0或 (均舍去),
②当CP=PF时,(2-m)2=( )2+m2,解得:m= 或3(舍去3),
③当CF=PF时,同理可得:m=±2(舍去2),
故点P(2, )或(2,-2).
16. (2019湘西)如图,抛物线y=ax2+bx(a>0)过点E(8,0),矩形ABCD的边AB在线段OE
上(点A在点B的左侧),点C、D在抛物线上,∠BAD的平分线AM交BC于点M,点N是CD的中
点,已知OA=2,且OA:AD=1:3.
(1)求抛物线的解析式;
(2)F、G分别为x轴,y轴上的动点,顺次连接M、N、G、F构成四边形MNGF,求四边形MNGF
周长的最小值;
(3)在x轴下方且在抛物线上是否存在点P,使△ODP中OD边上的高为 ?若存在,求出点P的
坐标;若不存在,请说明理由;
(4)矩形ABCD不动,将抛物线向右平移,当平移后的抛物线与矩形的边有两个交点K、L,且直线KL
平分矩形的面积时,求抛物线平移的距离.解:(1)∵点A在线段OE上,E(8,0),OA=2
∴A(2,0)
∵OA:AD=1:3
∴AD=3OA=6
∵四边形ABCD是矩形
∴AD⊥AB
∴D(2,﹣6)
∵抛物线y=ax2+bx经过点D、E
∴ 解得:
∴抛物线的解析式为y x2﹣4x
(2)如图1,作点M关于x轴的对称点点M',作点N关于y轴的对称点点N',连接FM'、GN'、
M'N'∵y x2﹣4x (x﹣4)2﹣8
∴抛物线对称轴为直线x=4
∵点C、D在抛物线上,且CD∥x轴,D(2,﹣6)
∴y=y=﹣6,即点C、D关于直线x=4对称
C D
∴x=4+(4﹣x)=4+4﹣2=6,即C(6,﹣6)
C D
∴AB=CD=4,B(6,0)
∵AM平分∠BAD,∠BAD=∠ABM=90°
∴∠BAM=45°
∴BM=AB=4
∴M(6,﹣4)
∵点M、M'关于x轴对称,点F在x轴上
∴M'(6,4),FM=FM'
∵N为CD中点
∴N(4,﹣6)
∵点N、N'关于y轴对称,点G在y轴上
∴N'(﹣4,﹣6),GN=GN'
∴C =MN+NG+GF+FM=MN+N'G+GF+FM'
四边形MNGF
∵当M'、F、G、N'在同一直线上时,N'G+GF+FM'=M'N'最小
∴C =MN+M'N' 2 10 12
四边形MNGF
∴四边形MNGF周长最小值为12 .
(3)存在点P,使△ODP中OD边上的高为 .
过点P作PE∥y轴交直线OD于点E
∵D(2,﹣6)
∴OD ,直线OD解析式为y=﹣3x设点P坐标为(t, t2﹣4t)(0<t<8),则点E(t,﹣3t)
①如图2,当0<t<2时,点P在点D左侧
∴PE=y﹣y=﹣3t﹣( t2﹣4t) t2+t
E P
∴S =S +S PE•x PE•(x﹣x) PE(x+x﹣x) PE•x=PE t2+t
△ODP △OPE △DPE P D P P D P D
∵△ODP中OD边上的高h ,
∴S OD•h
△ODP
∴ t2+t 2
方程无解
②如图3,当2<t<8时,点P在点D右侧∴PE=y﹣y t2﹣4t﹣(﹣3t) t2﹣t
P E
∴S =S ﹣S PE•x PE•(x﹣x) PE(x﹣x+x) PE•x=PE t2﹣t
△ODP △OPE △DPE P P D P P D D
∴ t2﹣t 2
解得:t=﹣4(舍去),t=6
1 2
∴P(6,﹣6)
综上所述,点P坐标为(6,﹣6)满足使△ODP中OD边上的高为 .
(4)设抛物线向右平移m个单位长度后与矩形ABCD有交点K、L
∵KL平分矩形ABCD的面积
∴K在线段AB上,L在线段CD上,如图4∴K(m,0),L(2+m,0)
连接AC,交KL于点H
∵S =S S
△ACD 四边形ADLK 矩形ABCD
∴S =S
△AHK △CHL
∵AK∥LC
∴△AHK∽△CHL
∴
∴AH=CH,即点H为AC中点
∴H(4,﹣3)也是KL中点
∴
∴m=3
∴抛物线平移的距离为3个单位长度.
17. (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:(1)∵抛物线y=ax2+bx+3过点A(﹣3,0),B(1,0),
∴ ,解得: ,
∴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,
∴ ,
∴ .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).
18.(2019孝感)如图1,在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=ax2﹣2ax﹣8a与x轴相交于A、
B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C(0,﹣4).
(1)点A的坐标为 ,点B的坐标为 ,线段AC的长为 ,抛物线的解析式为 .
(2)点P是线段BC下方抛物线上的一个动点.
①如果在x轴上存在点Q,使得以点B、C、P、Q为顶点的四边形是平行四边形.求点Q的坐标.
②如图2,过点P作PE∥CA交线段BC于点E,过点P作直线x=t交BC于点F,交x轴于点G,记PE
=f,求f关于t的函数解析式;当t取m和4 m(0<m<2)时,试比较f的对应函数值f和f的
1 2
大小.
解:(1)由题意得:﹣8a=﹣4,故a ,
故抛物线的表达式为:y x2﹣x﹣4,
令y=0,则x=4或﹣2,即点A、B的坐标分别为(﹣2,0)、(4,0),则AC=2 ,
故答案为:(﹣2,0)、(4,0)、2 、y x2﹣x﹣4;
(2)①当BC是平行四边形的一条边时,
如图所示,点C向右平移4个单位、向上平移4个单位得到点B,
设:点P(n, n2﹣n﹣4),点Q(m,0),
则点P向右平移4个单位、向上平移4个单位得到点Q,
即:n+4=m, n2﹣n﹣4+4=0,
解得:m=4或6(舍去4),
即点Q(6,0);
②当BC是平行四边形的对角线时,
设点P(m,n)、点Q(s,0),其中n m2﹣m﹣4,
由中心公式可得:m+s=﹣2,n+0=4,
解得:s=2或4(舍去4),
故点Q(2,0);
故点Q的坐标为(2,0)或(6,0);(3)如图2,过点P作PH∥x轴交BC于点H,
∵GP∥y轴,∴∠HEP=∠ACB,
∵PH∥x轴,∴∠PHO=∠AOC,
∴△EPH∽△CAO,∴ ,即: ,
则EP PH,
设点P(t,y),点H(x,y),
P H P
则 t2﹣t﹣4=x﹣4,
H
则x t2﹣t,
H
f PH=[t﹣( t2﹣t)] (t2﹣4t),
当t=m时,f (m2﹣4m),
1
当t=4 m时,f ( m2﹣2m),
2则f﹣f m(m ),
1 2
则0<m<2,∴f﹣f>0,
1 2
f>f.
1 2
19. (2019咸宁)如图,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 x2+bx+c经过A,B两点且与x轴的负半轴交于点C.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)若点D为直线AB上方抛物线上的一个动点,当∠ABD=2∠BAC时,求点D的坐标;
(3)已知E,F分别是直线AB和抛物线上的动点,当B,O,E,F为顶点的四边形是平行四边形时,直
接写出所有符合条件的E点的坐标.
解:(1)在 中,令y=0,得x=4,令x=0,得y=2
∴A(4,0),B(0,2)
把A(4,0),B(0,2),代入 ,得
,解得
∴抛物线得解析式为(2)如图,过点B作x轴得平行线交抛物线于点E,过点D作BE得垂线,垂足为F
∵BE∥x轴,∴∠BAC=∠ABE
∵∠ABD=2∠BAC,∴∠ABD=2∠ABE
即∠DBE+∠ABE=2∠ABE
∴∠DBE=∠ABE
∴∠DBE=∠BAC
设D点的坐标为(x, ),则BF=x,DF
∵tan∠DBE ,tan∠BAC
∴ ,即
解得x=0(舍去),x=2
1 2
当x=2时, 3
∴点D的坐标为(2,3)
(3)当BO为边时,OB∥EF,OB=EF
设E(m, ),F(m, )
EF=|( )﹣( )|=2
解得m=2, ,
1
当BO为对角线时,OB与EF互相平分
过 点 O 作 OF∥ AB, 直 线 OF 交 抛 物 线 于 点 F( ) 和 (
)
求得直线EF解析式为 或直线EF与AB的交点为E,点E的横坐标为 或
∴ E 点 的 坐 标 为 ( 2 , 1 ) 或 ( , ) 或 ( ) 或 (
)或( )
20. (2019十堰)已知抛物线y=a(x﹣2)2+c经过点A(2,0)和C(0, ),与x轴交于另一点
B,顶点为D.
(1)求抛物线的解析式,并写出D点的坐标;
(2)如图,点E,F分别在线段AB,BD上(E点不与A,B重合),且∠DEF=∠A,则△DEF能否为等
腰三角形?若能,求出BE的长;若不能,请说明理由;
(3)若点P在抛物线上,且 m,试确定满足条件的点P的个数.
解:(1)由题意: ,
解得 ,
∴抛物线的解析式为y (x﹣2)2+3,
∴顶点D坐标(2,3).
(2)可能.如图1,∵A(﹣2,0),D(2,3),B(6,0),
∴AB=8,AD=BD=5,
①当DE=DF时,∠DFE=∠DEF=∠ABD,
∴EF∥AB,此时E与B重合,与条件矛盾,不成立.
②当DE=EF时,
又∵△BEF∽△AED,
∴△BEF≌△AED,
∴BE=AD=5
③当DF=EF时,∠EDF=∠DEF=∠DAB=∠DBA,
△FDE∽△DAB,
∴ ,
∴ ,
∵△AEF∽△BCE
∴ ,
∴EB AD ,
答:当BE的长为5或 时,△CFE为等腰三角形.
(3)如图2中,连接BD,当点P在线段BD的右侧时,作DH⊥AB于H,连接PD,PH,PB.设P[n, (n﹣2)2+3],
则S =S +S ﹣S 4×[ (n﹣2)2+3] 3×(n﹣2) 4×3 (n﹣4)2
△PBD △PBH △PDH △BDH
,
∵ 0,
∴n=4时,△PBD的面积的最大值为 ,
∵ m,
∴当点P在BD的右侧时,m的最大值 ,
观察图象可知:当0<m 时,满足条件的点P的个数有4个,
当m 时,满足条件的点P的个数有3个,
当m 时,满足条件的点P的个数有2个(此时点P在BD的左侧).
21. (2019黔西南)已知抛物线y=ax2+bx+3经过点A(1,0)和点B(﹣3,0),与y轴交于点
C,点P为第二象限内抛物线上的动点.
(1)抛物线的解析式为 ,抛物线的顶点坐标为 ;(2)如图1,连接OP交BC于点D,当S :S =1:2时,请求出点D的坐标;
△CPD △BPD
(3)如图2,点E的坐标为(0,﹣1),点G为x轴负半轴上的一点,∠OGE=15°,连接PE,若∠PEG
=2∠OGE,请求出点P的坐标;
(4)如图3,是否存在点P,使四边形BOCP的面积为8?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说
明理由.
解:(1)函数的表达式为:y=a(x﹣1)(x+3)=a(x2+2x﹣3),
即:﹣3a=3,解得:a=﹣1,
故抛物线的表达式为:y=﹣x2﹣2x+3…①,
顶点坐标为(﹣1,4);
(2)∵OB=OC,
∴∠CBO=45°,
∵S :S =1:2,
△CPD △BPD
∴BD BC 2 ,
y=BDsin∠CBO=2,
D
则点D(﹣1,2);
(3)如图2,设直线PE交x轴于点H,
∵∠OGE=15°,∠PEG=2∠OGE=30°,
∴∠OHE=45°,∴OH=OE=1,
则直线HE的表达式为:y=﹣x﹣1…②,
联立①②并解得:x (舍去正值),
故点P( , );
(4)不存在,理由:
连接BC,过点P作y轴的平行线交BC于点H,
直线BC的表达式为:y=x+3,
设点P(x,﹣x2﹣2x+3),点H(x,x+3),
则S =S +S 3×3 (﹣x2﹣2x+3﹣x﹣3)×3=8,
四边形BOCP △OBC △PBC
整理得:3x2+9x+7=0,
解得:△<0,故方程无解,
则不存在满足条件的点P.
22. (2019贵港)如图,已知抛物线 的顶点为 ,与 轴相交于点 ,对称轴
为直线 ,点 是线段 的中点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)写出点 的坐标并求直线 的表达式;
(3)设动点 , 分别在抛物线和对称轴 上,当以 , , , 为顶点的四边形是平行四边形时,
求 , 两点的坐标.解:(1)函数表达式为: ,
将点 坐标代入上式并解得: ,
故抛物线的表达式为: ;
(2) 、 ,则点 ,
设直线 的表达式为: ,
将点 坐标代入上式得: ,解得: ,
故直线 的表达式为: ;
(3)设点 、点 ,
①当 是平行四边形的一条边时,
点 向左平移2个单位、向下平移4个单位得到 ,
同样点 向左平移2个单位、向下平移4个单位得到 ,
即: , ,
解得: , ,
故点 、 的坐标分别为 、 ;
②当 是平行四边形的对角线时,
由中点定理得: , ,
解得: , ,
故点 、 的坐标分别为 、 ;
故点 、 的坐标分别为 或 、 或 .