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重难点突破 04 二次函数中的平移、翻折、
对称、旋转、折叠问题
目 录
题型01 二次函数平移问题
题型02 二次函数翻折问题
题型03 二次函数对称问题
题型04 二次函数旋转问题
题型05 二次函数折叠问题
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题型 01 二次函数平移问题
1. 二次函数的平移变换
平移方式(n>0) 一般式y=ax2+bx+c 顶点式y=a(x–h) 2+k 平移口诀
向左平移n个单位 y=a(x+n)2+b(x+n)+c y=a(x-h+n) 2+k 左加
向右平移n个单位 y=a(x-n)2+b(x-n)+c y=a(x-h-n)2+k 右减
向上平移n个单位 y=ax2+bx+c+n y=a(x-h)2+k+n 上加
向下平移n个单位 y=ax2+bx+c-n y=a(x-h)2+k-n 下减
2.平移与增加性变化
如果平移后对称轴不发生变化,则不影响增减性,但会改变函数最大(小) 值.
只对二次函数上下平移,不改变增减性,改变最值.
只对二次函数左右平移,改变增减性,不改变最值.
1.(2023·上海杨浦·统考一模)已知在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2−2ax−3(a≠0)与x轴交于
点A、点B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,抛物线的顶点为D,且AB=4.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点P是线段BC上一点,如果∠PAC=45°,求点P的坐标;
(3)在第(2)小题的条件下,将该抛物线向左平移,点D平移至点E处,过点E作EF⊥直线AP,垂足为
1
点F,如果tan∠PEF= ,求平移后抛物线的表达式.
2
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【答案】(1)y=x2−2x−3
(5 4)
(2)P ,−
3 3
( 17) 2
(3)y= x+ −4
9
【分析】(1)设点A的横坐标为x ,点B的横坐标为x ,根据对称轴,AB=4,列式
A B
x +x
A B=1,x −x =4,利用根与系数关系计算确定a值即可.
2 B A
(2) 过点C作AC⊥MN于点C,交AC右侧的AP的延长线于点M,交AC左侧的AP的延长线于点N,
利用三角形全等,确定坐标,后根据解析式交点确定所求坐标即可.
(3)设抛物线向左平移了t个单位,则点E(1−t,−4),过点F作x轴的平行线交过点P和y轴的平行线于
点H,交过点E和y轴的平行线于点G, 证明Rt△FGE∽Rt△PHF,根据相似三角形的性质得出
GE GF EF 1
= = = =2即可求解.
HF HP FP tan∠PEF
【详解】(1)解:∵抛物线y=ax2−2ax−3(a≠0)与x轴交于点A、点B(点A在点B的左侧),与y轴
交于点C,抛物线的顶点为D,且AB=4,
x +x
∴ A B=1,x −x =4,
2 B A
解得x =3,x =−1,
B A
−3
∴ =3×(−1),
a
解得a=1,
故抛物线的解析式为y=x2−2x−3.
(2)过点C作AC⊥MN于点C,交AC右侧的AP的延长线于点M,
∵∠PAC=45°,
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∴AC=CM,
过点M作MT⊥y轴于点T,
∴∠ACO=90°−∠ECM=∠CMT
∵¿,
∴△AOC≌△CTM(AAS),
∴AO=CT,OC=EM,
∵抛物线的解析式为y=x2−2x−3,x =3,x =−1,
B A
∴AO=CT=1,OC=TM=3,A(−1,0),C(0,−3),B(3,0),
∴OE=2,TM=3
∴M(3,−2),
设AM的解析式为y=kx+b,BC的解析式为y=px+q
∴¿,
解得¿
1 1
∴AM的解析式为y=− x− ,BC的解析式为y=x−3,
2 2
∴¿,
解得¿,
(5 4)
故P ,− ;
3 3
(3)∵y=x2−2x−3=(x−1) 2−4,点D(1,−4),
设抛物线向左平移了t个单位,则点E(1−t,−4),
过点F作x轴的平行线交过点P和y轴的平行线于点H,交过点E和y轴的平行线于点G,
1 1 (5 4)
由(2)知,直线AP的表达式为:y=− x− ,P ,−
2 2 3 3
【4 淘宝店铺:向阳百分百】关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
( 1 1)
设F m,− m−
2 2
∵∠EFP=90°,
∴∠GFE+∠HFP=90°,
∵∠GFE+∠GEF=90°,
∴∠GEF=∠HFP,
∴Rt△FGE∽Rt△PHF,
GE GF EF 1
∴ = = = =2,
HF HP FP tan∠PEF
1 1 5
∵¿= y −y =− m− +4,HF=x −x = −m,GF=x −x =m−(1−t),
F E 2 2 P F 3 F G
1 1 4
HP= y −y =− m− + ,
F P 2 2 3
1 1
− m− +4
2 2 m−(1−t)
∴ = =2,
5 1 1 4
−m − m− +
3 2 2 3
26
解得:t= ,
9
( 26) 2 ( 17) 2
∴y= x−1+ −4= x+ −4.
9 9
【点睛】本题为考查了二次函数综合运用,三角形全等和相似、解直角三角形、图象平移等,正确作辅助
线是解题的关键.
√3 4√3
2.(2023·广东湛江·校考一模)如图1,抛物线y= x2+ x+2√3与x轴交于点A,B(A在B左
6 3
边),与y轴交于点C,连AC,点D与点C关于抛物线的对称轴对称,过点D作DE∥AC交抛物线于点
E,交y轴于点P.
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(1)点F是直线AC下方抛物线上点一动点,连DF交AC于点G,连EG,当△EFG的面积的最大值时,直
线DE上有一动点M,直线AC上有一动点N,满足MN⊥AC,连GM,NO,求GM+MN+NO的最小
值;
(2)如图2,在(1)的条件下,过点F作FH⊥x轴于点H交AC于点L,将△AHL沿着射线AC平移到点A
与点C重合,从而得到△A'H'L'(点A,H,L分别对应点A',H',L'),再将△A'H'L'绕点H'逆时针旋
转α(0°<α<180°),旋转过程中,边A'L'所在直线交直线DE于Q,交y轴于点R,求当△PQR为等腰三
角形时,直接写出PR的长.
2√397
【答案】(1)4+
5
17√3 8√3
(2) −3或
3 3
√3 4√3
【分析】(1)作FH∥y轴交DE于H.设F(m, m2+ m+2√3),求出直线DE的解析式,联立
6 3
方程得到x=−3时,FH的值最大,求出答案;作点G关于DE的对称点T,TG交DE于R,连接OR交AC
于N,作NM⊥DE于M,连接TM,GM,此时GM+MN+NO的值最小,求出答案即可;
(2)当△PQR是等腰三角形时,易知∠QPR=120°,易知直线RQ与x轴的夹角为60°,得到直线RQ的
解析式为y=√3x+3−√3,进而求出答案,当△QPR是等腰三角形,同理求出答案.
√3 4√3
【详解】(1)如图1中,作FH∥y轴交DE于H.设F(m, m2+ m+2√3).
6 3
由题意可知A(−6,0),B(−2,0),C(0,2√3),
∵抛物线的对称轴x=−4,C,D关于直线x=−4对称,
∴D(−8,2√3),
√3
∴直线AC的解析式为y= x+2√3,
3
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∵DE∥AC,
√3 14√3
∴直线DE的解析式为y= x+ ,
3 3
由¿,解得¿或¿,
16√3 √3 14√3
∴E(2, ),H(m, m+ ),
3 3 3
∵S ,△DEG的面积为定值,
△≝¿=S +S ¿
△DEG △EFG
∴ △DEG的面积最大时,△EFG的面积最大,
∵FH的值最大时,△≝¿的面积最大,
∵FH的值最大时,△EFG的面积最大,
√3 8√3
∵FH=− m2−√3m+ ,
6 3
∵a<0.开口向下,
√3
∴x=−3时,FH的值最大,此时F(−3,− ).
2
如图2中,作点G关于DE的对称点T,TG交DE于R,连接OR交AC于N,作NM⊥DE于M,连接TM,
GM,此时GM+MN+NO的值最小.
√3
∵直线DF的解析式为:y=− x−2√3,
2
由¿,
解得¿,
24 2√3
∴G(− , ),
5 2
∵TG⊥AC,
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22√3
∴直线GR的解析式为y=−√3x− ,
5
由¿,解得¿,
34 12√3
∴R(− , ),
5 5
2√397
∴RG=4,∨= ,
5
∵GM=TM=RN,
2√397
∴GM+MN+ON=RN+ON+RG=RG+ON=4+ .
5
2√397
∴ GM+MN+NO的最小值为4+ .
5
(2)如图3中,如图当△PQR是等腰三角形时,易知∠QPR=120°,PQ=PR
√3 3
易知直线RQ与x轴的夹角为60°,L' (3− ,2√3+ ),
2 2
直线RQ的解析式为y=√3x+3−√3,
∴R(0,3−√3),
14√3 17√3
∴PR= −(3−√3)= −3.
3 3
如图4中,当△QPR是等腰三角形,
∵∠QPR=60°,
∴ △QPR是等边三角形,
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同法可得R(0,2√3),
14√3 8√3
∴PR=OP−OC= −2√3=
3 3
17√3 8√3
综上所述,满足条件的PR的值为 −3或 .
3 3
【点睛】本题属于二次函数证明题,考查了二次函数的性质,一次函数的应用,解题的关键是学会构建二
次函数解决最值问题,学会分类讨论的思想思考问题.
1
3.(2023·广东潮州·校考一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=− x2+bx+c与x轴交于
2
A(−2,0),B(4,0)两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,连接AC、BC,点P为直线BC上方抛
物线上一动点,连接OP交BC于点Q.
(1)求抛物线的函数表达式;
PQ PQ
(2)当 的值最大时,求点P的坐标和 的最大值;
OQ OQ
1
(3)把抛物线y=− x2+bx+c沿射线AC方向平移√5个单位得新抛物线y',M是新抛物线上一点,N是新
2
抛物线对称轴上一点,当以M、N、B、C为顶点的四边形是平行四边形时,直接写出N点的坐标,并把求
其中一个N点坐标的过程写出来.
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1
【答案】(1)抛物线的函数表达式为y=− x2+x+4
2
PQ 1
(2)当m=2时, 取得最大值 ,此时,P(2,4)
OQ 2
( 5) ( 11) ( 5)
(3)N点的坐标为N 2, ,N 2,− ,N 2,− .其中一个N点坐标的解答过程见解析
1 2 2 2 3 2
【分析】(1)运用待定系数法即可求得答案;
(2)运用待定系数法求得直线BC的解析式为y =−x+4,如图1,过点P作PD∥y轴交BC于点D,设
P ( m,− 1 m2+m+4 ) ,则D(m,−m+4),证明△PDQ∽△OCQ,得出: PQ = PD =
2 OQ OC
1
− m2+2m
2 1 1,运用求二次函数最值方法即可得出答案;
=− (m−2) 2+
4 8 2
(3)设M ( t− 1 t2+2t+ 9) ,N(2,s),分三种情况:当BC为▱BCN M 的边时;当BC为▱BCM N
2 2 1 1 2 2
的边时;当BC为▱BM CN 的对角线时,运用平行四边形性质即可求得答案.
3 3
1
【详解】(1)∵抛物线y=− x2+bx+c与x轴交于A(−2,0),B(4,0)两点(点A在点B的左侧),
2
∴¿
解得:¿,
1
∴抛物线的函数表达式为y=− x2+x+4;
2
1
(2)∵抛物线y=− x2+x+4与y轴交于点C,
2
∴C(0,4),
∴OC=4,
设直线BC的解析式为y=kx+d,把B(4,0),C (0,4)代入,
得:¿
解得:¿,
∴直线BC的解析式为y=−x+4,
如图1,过点P作PD∥y轴交BC于点D,
设P ( m,− 1 m2+m+4 ) ,则D(m,−m+4),
2
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1
∴PD=− m2+2m,
2
∵PD∥OC,
∴△PDQ∽△OCQ,
1
− m2+2m
PQ PD 2 1 1
∴ = = =− (m−2) 2+ ,
OQ OC 4 8 2
PQ 1
∴当m=2时, 取得最大值 ,此时,P(2,4).
OQ 2
(3)如图2,沿射线AC方向平移√5个单位,即向右平移1个单位,向上平移2个单位,
1 13 1 9
∴新的物线解析式为y'=− (x−2) 2+ =− x2 +2x+ ,对称轴为直线x=2,
2 2 2 2
设M ( t,− 1 t2+2t+ 9) ,N(2,s),
2 2
当BC为▱BCN M 的边时,
1 1
则BC∥MN,BC=MN,
∴¿
解得:¿,
( 5)
∴N 2, ;
1 2
当BC为▱BCM N 的边时,
2 2
则BC∥MN,BC=MN,
∴¿
解得:¿,
( 11)
∴N 2,− ;
2 2
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当BC为▱BM CN 的对角线时,
3 3
则¿,
解得:¿,
( 5)
∴N 2,− ;
3 2
( 5) ( 11) ( 5)
综上所述,N点的坐标为:N 2, ,N 2,− ,N 2,− .
1 2 2 2 3 2
【点睛】本题是二次函数综合题,考查了待定系数法,二次函数的图象和性质,抛物线的平移,平行四边
形的性质,相似三角形的判定和性质,熟练掌握铅锤法、中点坐标公式,运用数形结合思想、分类讨论思
想是解题关键.
4.(2023·湖北襄阳·校联考模拟预测)坐标综合:
(1)平面直角坐标系中,抛物线C :y =x2+bx+c的对称轴为直线x=3,且经过点(6,3),求抛物线C 的解
1 1 1
析式,并写出其顶点坐标;
(2)将抛物线C 在平面直角坐标系内作某种平移,得到一条新的抛物线C :y =x2−2mx+m2−1,
1 2 2
【12淘宝店铺:向阳百分百】关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
①如图1,设自变量x在1≤x≤2的范围内取值时,函数y 的最小值始终等于−1.此时,若y 的最大值比最
2 2
1
小值大 m,求m的值;
2
1
②如图2,直线l:y=− x+n(n>0)与x轴、y轴分别交于A、C两点.过点A、点C分别作两坐标轴的平行
2
线,两平行线在第一象限内交于点B.设抛物线C 与x轴交于E、F两点(点E在左边).现将图中的
2
△CBA沿直线l折叠,折叠后的BC边与x轴交于点M.当8≤n≤12时,若要使点M始终能够落在线段EF
(包括两端点)上,请通过计算加以说明:抛物线C 在向抛物线C 平移时,沿x轴的方向上需要向左还是
1 2
向右平移?最少要平移几个单位?最多能平移几个单位?
【答案】(1)抛物线C 的解析式为y =x2−6x+3,抛物线C 的顶点坐标为(3,−6)
1 1 1
9−√15
(2)①m的值为2或 ;②抛物线C 在向抛物线C 平移时,沿x轴的方向上需要向右平移,最少平移2
4 1 2
个单位,最多平移7个单位
【分析】(1)根据对称轴为直线x=3,可得b=−6,再把把(6,3)代入,即可求解;
(2)①根据配方可得当x=m时,函数有最小值−1,再由自变量x在1≤x≤2的范围内取值时,函数y 的
2
最小值始终等于−1,可得1≤m≤2,然后两种情况讨论,即可求解;②先求出点A,C的坐标,可得点B
5
的坐标,再根据图形折叠的性质可得CM=AM,在Rt△COM中,根据勾股定理可得CM= n,从而得
4
到点M的坐标,继而得到n的取值范围,然后根据点M始终能够落在线段EF(包括两端点)上,可得m
取值范围,即可求解.
【详解】(1)解:∵y =x2+bx+c的对称轴为直线x=3,
1
b
∴− =3,
2
解得:b=−6,
把(6,3)代入y =x2−6x+c,得3=62−6×6+c,
1
解得:c=3,
∴抛物线C 的解析式为y =x2−6x+3,
1 1
当x=3时,y =32−6×3+3=−6,
1
【13淘宝店铺:向阳百分百】关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
∴抛物线C 的顶点坐标为(3,−6);
1
(2)解:①∵y =x2−2mx+m2−1=(x−m) 2−1,
2
∴抛物线C 的对称轴为直线x=m,
2
当x=m时,函数有最小值−1,
∵在1≤x≤2的范围内取值时,函数y 的最小值始终等于−1,
2
∴1≤m≤2,
3
当1≤m≤ 时,x=2时y 有最大值为m2−4m+3,
2 2
1
∴m2−4m+3+1= m,
2
9±√15
解得m= ,
4
9−√15
∴m= ;
4
3
当 ≤m≤2时,x=1时y 有最大值为m2−2m,
2 2
1
∴m2−2m+1= m,
2
1
解得m=2或m= (舍),
2
9−√15
综上所述:m的值为2或 ;
4
1
②直线l:y=− x+n与x轴的交点A(2n,0),与y轴的交点C(0,n),
2
∴B(2n,n),
∵△CBA沿直线l折叠,
∴∠BCA=∠ACM,
∵∠BCA=∠CAM,
∴∠ACM=∠MAC,
∴CM=AM,
在Rt△COM中,CM2=CO2+OM2,即CM2=n2+(2n−CM) 2,
5
解得CM= n,
4
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3
∴OM= n,
4
(3 )
∴M n,0 ,
4
∵8≤n≤12,
3
∴6≤ n≤9,
4
当x2−2mx+m2−1=0时,解得:x=m+1或x=m−1,
∴E(m−1,0),F(m+1,0),
∵点M始终能够落在线段EF上,
∴m+1≥6,m−1≤9,
∴5≤m≤10,
∵y =x2−6x+3=(x−3) 2−6,y =(x−m) 2−1,
1 2
当m=5时,抛物线C 沿x轴向右平移2个单位,向上平移5个单位,
1
当m=10时,抛物线C 沿x轴向右平移7个单位,向上平移5个单位,
1
∴抛物线C 在向抛物线C 平移时,沿x轴的方向上需要向右平移,最少平移2个单位,最多平移7个单位.
1 2
【点睛】本题考查二次函数的图象及性质,熟练掌握二次函数的图象及性质,函数图象平移的性质,轴对
称图形的性质,勾股定理的应用是解题的关键.
5.(2023·浙江湖州·统考中考真题)如图1,在平面直角坐标系xOy中,二次函数y=x2−4x+c的图象与
y轴的交点坐标为(0,5),图象的顶点为M.矩形ABCD的顶点D与原点O重合,顶点A,C分别在x轴,y
轴上,顶点B的坐标为(1,5).
(1)求c的值及顶点M的坐标,
(2)如图2,将矩形ABCD沿x轴正方向平移t个单位(01,
17+5√201
∴m= ,
128
( 17+5√201)
∴M 1, ;
128
当点M在BC的下方时,如图3,
,
17−5√201
同理可得:m= ,
128
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( 17−5√201)
∴M 1, ;
128
( 17+5√201) ( 17−5√201)
综上所述,M点坐标为 1, 或 1, .
128 128
【点睛】本题是二次函数综合题,考查了待定系数法求函数解析式,相似三角形的判定和性质,翻折变换
的性质,解直角 ,二次函数的图象和性质,涉及知识点多,难度较大,添加辅助线构造相似三角形是解
此题的关键.
9.(2023·江苏南京·南师附中新城初中校考二模)定义:若一个函数图象上存在横、纵坐标相等的点,则
称该点为这个函数图象的“等值点”.例如,点(−1,−1)是函数y=2x+1的图象的“等值点”.
(1)分别判断函数y=x+2,y=x2−x的图象上是否存在“等值点”?如果存在,求出“等值点”的坐标;
如果不存在,说明理由;
3
(2)设函数y= (x>0),y=−x+b的图象的“等值点”分别为点A,B,过点B作BC⊥x轴,垂足为C.
x
当△ABC的面积为3时,求b的值;
(3)若函数y=x2−2(x≥m)的图象记为W ,将其沿直线x=m翻折后的图象记为W ,当W ,W 两部分组
1 2 1 2
成的图象上恰有2个“等值点”时,请直接写出m的取值范围.
【答案】(1)函数y=x2−x的图象上有两个“等值点”(0,0)或(2,2);
(2)−2√3或4√3;
9
(3)当W ,W 两部分组成的图象上恰有2个“等值点”时,m<− 或−10)中,令x= ,
x x
解得:x=√3,
∴A(√3,√3),
在函数y=−x+b中,令x=−x+b,
b
解得:x= ,
2
(b b)
∴B , ,
2 2
∵BC⊥x轴,
(1 )
∴C b,0 ,
2
1
∴BC= |b|,
2
∵△ABC的面积为3,
1 1 | 1 |
∴ × |b|× √3− b =3,
2 2 2
当b<0时,b2−2√3b−24=0,
解得:b=−2√3,
当0≤b<2√3时,b2−2√3b+24=0,
∵Δ=(−2√3) 2 −4×1×24=−84<0,
∴方程b2−2√3b+24=0没有实数根,
当b≥2√3时,b2−2√3b−24=0,
解得:b=−2√3或b=4√3,
综上所述,b的值为−2√3或4√3;
(3)令x=x2−2,
解得:x =−1,x =2,
1 2
∴函数y=x2−2的图象上有两个“等值点”(−1,−1)或(2,2),
①当m<−1时,W ,W 两部分组成的图象上必有2个“等值点”(−1,−1)或(2,2),
1 2
W :y=x2−2(x≥m),
1
W :y=(x−2m) 2−2(x2时,W ,W 两部分组成的图象上没有“等值点”,
1 2
9
综上所述,当W ,W 两部分组成的图象上恰有2个“等值点”时,m<− 或−1 时,若最高点与最低点的纵坐标的差为 ,直接写出m的值.
2 4
【答案】(1)y=x2−6x+5;点P的坐标为(3,−4)
7 2+√15 7 2+√31
(2)①y=−(x−3) 2+4;②y的取值范围为 ≤ y≤4;③m的值为 或 或
4 2 2 2
【分析】(1)两点式求出函数解析式,进而求出点P的坐标;
3
(2)①顶点式,写出函数解析式即可;②求出最大值和最小值,即可得出y的取值范围;③分 5五种情况进行讨论求解.
【详解】(1)解:∵抛物线y=x2+bx+c与x轴交于点A(1,0),B(5,0),
∴y=(x−1)(x−5)=x2−6x+5,
∵y=x2−6x+5=(x−3) 2−4,
∴点P的坐标为(3,−4).
(2)①折叠后顶点变为:(3,4),
∴点A,B之间的函数图象所对应的函数解析式为y=−(x−3) 2+4;
故答案为:y=−(x−3) 2+4.
3
②∵ ≤x≤4,顶点在AB之间的图象上,
2
抛物线开口向下,对称轴为直线x=3,抛物线上的点离对称轴越远,函数值越小,
3 7
∴当x=3时,y =4;当x= 时,y = ,
最大值 2 最小值 4
7
∴y的取值范围为 ≤ y≤4.
4
3
③∵m> ,
2
7
∴m+2> >3,
2
3
当m+2≤2×3−m,即:m≤2时,此时: 3时,m+2>5,当−(m−3) 2+4=(m+2) 2−6(m+2)+5时,
解得:m =2+√3,m =2−√3,
1 1
∴当35时,如图:
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15
则:(m+2) 2−6(m+2)+5−m2+6m−5= ,
4
47
解得:m= (舍去);
16
2+√15 7 2+√31
综上:m的值为 或 或 .
2 2 2
【点睛】本题考查二次函数的综合应用.正确的求出函数解析式,熟练掌握二次函数的图象和性质,利用
数形结合和分类讨论的思想进行求解,是解题的关键.
16.(2023·四川德阳·统考中考真题)已知:在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点A(−4,0),
B(2,0),与y轴交于点C(0,−4).
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,如果把抛物线x轴下方的部分沿x轴翻折180°,抛物线的其余部分保持不变,得到一个新图象.
当平面内的直线y=kx+6与新图象有三个公共点时,求k的值;
(3)如图2,如果把直线AB沿y轴向上平移至经过点D,与抛物线的交点分别是E,F,直线BC交EF于点
【49淘宝店铺:向阳百分百】关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
DF
H,过点F作FG⊥CH于点G,若 =2√5.求点F的坐标.
HG
1
【答案】(1)y= x2+x−4
2
3
(2)1或
2
(3)(4,8)
【详解】(1)设抛物线的解析式为y=ax2+bx+c,
∵C(0,−4),
∴c=−4,
y=ax2+bx−4,
把A(−4,0),B(2,0)代入y=ax2+bx+c,得:¿,
解得:¿,
1
∴抛物线的解析式为y= x2+x−4
2
(2)∵直线表达式y=kx+6,
∴直线经过定点(0,6),
∴将过点(0,6)的直线旋转观察和新图象的公共点情况
1
∵把抛物线x轴下方的部分沿x轴翻折180°,抛物线的解析式为y= x2+x−4,
2
1 1
∴新图象表达式为:−40)交y轴
于点C,过点C作x轴的平行线交该抛物线于点D.
(1)求点C,D的坐标;
1
(2)当a= 时,如图1,该抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),点P为直线AD上方抛物线
3
上一点,将直线PD沿直线AD翻折,交x轴于点M(4,0),求点P的坐标;
(1 )
(3)坐标平面内有两点E ,a+1 ,F(5,a+1),以线段EF为边向上作正方形EFGH.
a
①若a=1,求正方形EFGH的边与抛物线的所有交点坐标;
5
②当正方形EFGH的边与该抛物线有且仅有两个交点,且这两个交点到x轴的距离之差为 时,求a的值.
2
【答案】(1)C(0,2),D(5,2)
(3 15)
(2)P ,
2 4
(3)①(1,6),(4,6),(5,2);②a=0.5
【分析】(1)先求出C(0,2),再求出抛物线对称轴,根据题意可知C、D关于抛物线对称轴对称,据
此求出点D的坐标即可;
(2)先求出A(−1,0),如图,设DP上与点M关于直线AD对称的点为N(m,n),由轴对称的性质可
得AN=AM,DN=DM,利用勾股定理建立方程组¿,解得m=3或m=4(舍去),则N(3,3),求出
1 9 (3 15)
直线DP的解析式为y=− x+ ,然后联立¿,解得¿或¿,则P , ;
2 2 2 4
(3)分图3-1,图3-2,图3-3三种情况,利用到x轴的距离之差即为纵坐标之差结合正方形的性质列出方
程求解即可.
【详解】(1)解:在y=−ax2+5ax+2(a>0)中,当x=0时,y=2,
∴C(0,2),
∵抛物线解析式为y=−ax2+5ax+2(a>0),
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5a 5
∴抛物线对称轴为直线x=− = ,
−2a 2
∵过点C作x轴的平行线交该抛物线于点D,
∴C、D关于抛物线对称轴对称,
∴D(5,2);
1 1 5
(2)解:当a= 时,抛物线解析式为y=− x2+ x+2,
3 3 3
1 5
当y=0,即− x2+ x+2=0,解得x=−1或x=6,
3 3
∴A(−1,0);
如图,设DP上与点M关于直线AD对称的点为N(m,n),
由轴对称的性质可得AN=AM,DN=DM,
∴¿,
解得:3m+n=12,即n=12−3m
∴m2+2m+1+144−72m+9m2=25,
∴m2−7m+12=0,
解得m=3或m=4(舍去),
∴n=12−3m=3,
∴N(3,3),
设直线DP的解析式为y=kx+b ,
1
∴¿,
∴¿,
1 9
∴直线DP的解析式为y=− x+ ,
2 2
联立¿,解得¿或¿
(3 15)
∴P , ;
2 4
(3)解:①当a=1时,抛物线解析式为y=−x2+5x+2,E(1,2),F(5,2),
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∴EH=EF=FG=4,
∴H(1,6),G(5,6),
当x=1时,y=−12+5×1+2=6,
∴抛物线y=−x2+5x+2恰好经过H(1,6);
5
∵抛物线对称轴为直线x= ,
2
由对称性可知抛物线经过(4,6),
∴点(4,6)时抛物线与正方形的一个交点,
又∵点F与点D重合,
∴抛物线也经过点F(5,2);
综上所述,正方形EFGH的边与抛物线的所有交点坐标为(1,6),(4,6),(5,2);
②如图3-1所示,当抛物线与GH、GF分别交于T、D,
5
∵当正方形EFGH的边与该抛物线有且仅有两个交点,且这两个交点到x轴的距离之差为 ,
2
∴点T的纵坐标为2+2.5=4.5,
1
∴5− +a+1=4.5,
a
∴a2+1.5a−1=0,
解得a=−2(舍去)或a=0.5;
如图3-2所示,当抛物线与GH、EF分别交于T、S,
5
∵当正方形EFGH的边与该抛物线有且仅有两个交点,且这两个交点到x轴的距离之差为 ,
2
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1
∴5− =2.5,
a
解得a=0.4(舍去,因为此时点F在点D下方)
如图3-3所示,当抛物线与EH、EF分别交于T、S,
5
∵当正方形EFGH的边与该抛物线有且仅有两个交点,且这两个交点到x轴的距离之差为 ,
2
(1) 2 1
∴−a⋅ +5a⋅ +2=a+1+2.5,
a a
1
∴7− =a+3.5,
a
∴a2−3.5a+1=0,
7+√33 7−√33
解得a= 或a= (舍去);
4 4
5
当x= 时,y=−ax2+5ax+2=6.25a+2,
2
7+√33 1
当 a= 时,6.25a+2>7− ,
4 a
7+√33
∴a= 不符合题意;
4
综上所述,a=0.5.
【点睛】本题主要考查了二次函数综合,勾股定理,轴对称的性质,正方形的性质等等,利用分类讨论和
数形结合的思想求解是解题的关键.
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18.(2023·河南新乡·统考二模)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=ax2−2ax+a−1经过原点.
(1)求抛物线的解析式及顶点坐标.
(2)将该抛物线在y轴右侧的部分记作W,将W绕原点O顺时针旋转180°得到W',W与W'组成一个新的函
数图像,记作G.
①点M,N为图像G上两点(点M在点N的左侧),且到y轴的距离分别为2个单位长度和3个单位长度,
点Q为图像G上点M,N之间(含点M,N)的一个动点,求点Q的纵坐标y 的取值范围;
Q
②若点(m,y ),(m+1,y )在图像G上,且y .
Q Q 2 2
【分析】(1)先根据抛物线经过原点,可求得a,进而求得抛物线解析式;然后再化成顶点式即可确定顶
点坐标;
(2)①先画出函数图像,再根据点M的位置解答即可;②分点在抛物线当点在抛物线W和W'两种情况分
别求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线y=ax2−2ax+a−1经过原点
∴0=a−1,即 a=1.
∴抛物线的解析式为y=x2−2x.
∵y=x2−2x=(x−1) 2−1.
∴抛物线的顶点坐标为(1,−1).
(2)解:①根据题意,画出图像G,如图所示:
∵点M,N为图像G上两点,且到y轴的距离分别为2个单位长度和3个单位长度,
∴点M的坐标为(−2,0)或(2,0),点N的坐标为(3,3)或(−3,−3).
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又∵点M在点N的左侧,
∴点M的坐标为(−2,0)或(2,0),点N的坐标为(3,3).
∴当点M的坐标为(−2,0),点N的坐标为(3,3)时,点Q的纵坐标y 的取值范围为−1≤ y ≤3.
Q Q
当点M的坐标为(2,0),点N的坐标为(3,3)时,点Q的纵坐标y 的取值范围为0≤ y ≤3.
Q Q
②当两点均在y轴右侧时,即点在抛物线y=x2−2x上
∵点(m,y ),(m+1,y )在图像G上,且y m2−2m,解得:m>
2
当两点均在y轴左侧时,
∵将W绕原点O顺时针旋转180°得到W'
∴抛物线W'的解析式为y=−x2−2x
∵点(m,y ),(m+1,y )在图像G上,且y −m2−2m,解得:m<− .
2
3 1
综上,出m的取值范围m<− 或m> .
2 2
【点睛】本题主要考查了求二次函数解析式、求抛物线的顶点坐标、二次函数的增减性等知识点,灵活运
用所学知识成为解答本题的关键.
19.(2023·湖南永州·统考二模)在平面直角坐标系中,二次函数y=−x2+2mx−m2+9的图象与x轴交于
A,B两点(点A在点B的左侧).
(1)求A、B两点的坐标(用含m的式子表示);
(2)将该二次函数图象在x轴下方的部分沿x轴翻折,其他部分保持不变,得到一个新的函数图象.若当
−3≤x≤−1时,这个新函数G的函数值y随x的增大而减小,结合函数图象,求m的取值范围;
(3)已知直线l:y=1,点C在二次函数y=−x2+2mx−m2+9的图象上,点C的横坐标为2m,二次函数
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y=−x2+2mx−m2+9的图象在C、B之间的部分记为M(包括点C,B),图象M上恰有一个点到直线l
的距离为2,直接写出m的取值范围.
【答案】(1)A(m−3,0),B(m+3,0)
(2)m≥2或−4≤m≤−3
(3)−√6√10
【分析】(1)当y=0时,−x2+2mx−m2+9=0,解方程即可求解;
(2)画出函数图象,当−4≤m≤−3时,新函数G的函数值y随x的增大而减小;当m≥2时,新函数G的
函数值y随x的增大而减小;
(3)由题可知,到直线y=1的距离为2的点在直线y=−1和y=3上,分别求出C(2m,9−m2),
B(m+3,0),画出函数图象,分①当C点在B点左侧,同时C点在直线y=3上方时;②当C点在B点右
侧,且在y=−1的下方时,两种情况讨论.
【详解】(1)解:∵二次函数y=−x2+2mx−m2+9的图象与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧)
当y=0时,−x2+2mx−m2+9=0
即(x−m) 2=9
解得:x =m+3,x =m−3
1 2
∴A(m−3,0),B(m+3,0)
(2)解:当x=−1时,−1−2m−m2+9=0,
解得m=2或m=−4,
∵y=−x2+2mx−m2+9=−(x−m) 2+9,
∴抛物线的对称轴为直线x=m,
如图1,当−4≤m≤−3时,新函数G的函数值y随x的增大而减小;
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如图2,当m≥2时,新函数G的函数值y随x的增大而减小;
综上所述:m≥2或−4≤m≤−3时,新函数G的函数值y随x的增大而减小;
(3)解:由题可知,到直线y=1的距离为2的点在直线y=−1和y=3上,
当x=2m时,y=9−m2,
∴C(2m,9−m2),
如图当C点在B点左侧,同时C点在直线y=3上方时,都符合题意,如图所示,
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当C(2m,9−m2)在y=3上时,
∴9−m2=3
解得:m=√6或m=−√6
∴−√61;
25
(3)b=0或
12
【分析】(1)根据函数y =−a(x+1) 2+3(x≤0)的图象过原点,即可求出a的值,求出函数y 的解析式,
1 1
求出抛物线y 对称轴,顶点坐标;令−3(x+1) 2+3=0,解出x,把点(2,0)代入y =a(x−1) 2+3,即可求
1 2
出y 的解析式,即可;
2
(2)根据函数图象的增减性,即可;
(3)结合图象,b=0时,直线与函数L有三个公共点,当直线与抛物线y =−3(x−1) 2+3相切时,直线
2
与函数L有三个公共点,结合图象,确定有3个公共点的条件,即可.
【详解】(1)∵函数y =−a(x+1) 2+3(x≤0)的图象过原点,
1
∴0=−a(0+1) 2+3,
∴a=3;
∴y =−3(x+1) 2+3对称轴x=−1,抛物线的顶点为:(−1,3),
1
∴令0=−3(x+1) 2+3,
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整理得:(x+1) 2=1,
解得:x =0,x =−2;
1 2
∴抛物线y =−3(x+1) 2+3(x≤0)与x轴的交点为:(0,0),(−2,0),
1
∵函数y =−3(x+1) 2+3沿y轴翻折,得到函数y 的图象,
1 2
∴函数y 的图象与x轴的交点为:(0,0),(2,0),顶点坐标为:(1,3),
2
∴y =a(x−1) 2+3,
2
把(2,0)代入函数y 中,得0=a(2−1) 2+3,
2
∴a=−3,
∴y =−3(x−1) 2+3(x≥0),
2
∴抛物线y 的解析式为:y =−3(x−1) 2+3(x≥0).
2 2
(2)由函数图象可知,y 的对称轴为:直线x=−1;y 的对称轴为:直线x=1,
1 2
在y =−3(x+1) 2+3(x≤0)中,当−11时(即F的右侧),y随x的增大而减小,
2
∴函数L,当函数值y随x的增大而减小时,x的取值范围为:−11.
(3)当b=0时,y=x与函数L有三个交点,
∵y=x+b与y=x平行,
∴当直线y=x+b与抛物线y =−3(x−1) 2+3(x≥0)相切时,直线y=x+b与函数L也有3个交点,
2
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∴−3(x−1) 2+3=x+b,
∴Δ=(−5) 2−4×3×b=0,
25
解得:b= ;
12
25
∴直线y=x+b与函数L的图象有3个公共点时,b的值为:b=0或b= .
12
【点睛】本题考查二次函数的知识,解题的关键是掌握二次函数的图象和性质,函数的平移,二次函数和
一次函数的交点问题.
21.(2023·江苏苏州·统考一模)如图,已知抛物线y=ax2+bx+c(a,b,c为常数,a≠0)交x轴于
A(1,0)、B(3,0)两点,交y轴于C(0,3),将该抛物线位于直线y=m(m为常数,m≥0)下方的部
分沿直线y=m翻折,其余部分不变,得到的新图像记为“图像W”.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)若m=0时,直线y=x+n与图像W有三个交点,求n的值;
(3)若直线y=x与图像W有四个交点,直接写出m的取值范围.
【答案】(1)抛物线的解析式为y=x2−4x+3;
3
(2)n的值为−1或− ;
4
3 5−√13
(3) 0,
3
解得m> ,
8
当x= y时,有x=x2−4x+3,
5±√13
解得x= ,
2
5−√13
故m< ,
2
3 5−√13
即 0),建立方程,解方程即可求出m的值,即可得到答案;
2
(3)设A
(
−m,−
1 m2)
(m>0),B
(
n,−
1 n2)
(n>0),设y=kx+b,将A、B代入一次函数建立方程组,
2 2
1
根据①×n+②×m建立等式,化简等式即可得到b=− mn,再结合相似三角形的性质,可推算出
2
1
b=− ×4=−2,从而得到不论k为何值,直线AB恒过点(0,−2)的结论.
2
【详解】(1)解:设线段AB与y轴的交点为C,由抛物线的对称性可得C为AB中点,
∵OA=OB=2√2,∠AOB=90°,
∴AC=OC=BC=2,
∴B(2,−2)
∵将B(2,−2)代入抛物线y=ax2(a<0)得−2=4a,
1
解得a=− .
2
(2)解:过点A作AE⊥x轴于点E,
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∵点B的横坐标为1,
( 1)
∴B 1,− ,
2
1
∴BF= .
2
又∵∠AOB=90°,
∴∠AOE=∠OBF,
∵∠AEO=∠OFB=90°,
∴ΔAEO∽ΔOFB,
AE OF 1
= = =2
∴OE BF 1
2
∴AE=2OE
设点A ( −m,− 1 m2) (m>0),则OE=m,AE= 1 m2 ,
2 2
1
∴
m2=2m
2
1
∴m=4,− m2=−8,即点A的坐标为(−4,−8)
2
(3)解:设A
(
−m,−
1 m2)
(m>0),B
(
n,−
1 n2)
(n>0),
2 2
设y=kx+b,则¿
1 1
①×n+②×m得,(m+n)b=− (m2n+mn2)=− mn(m+n),
2 2
1
∴b=− mn
2
由图可得ΔAEO∽ΔOFB,
【76淘宝店铺:向阳百分百】关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
AE OE
∴ = ,
OF BF
0.5m2 m
∴ = ,
n 0.5n2
∴mn=4,
1
∴b=− ×4=−2;
2
由此可知不论k为何值,直线AB恒过点(0,−2).
【点睛】本题考查二次函数的性质、旋转的性质和相似三角形的性质,解题的关键是灵活运行相似三角形
的相似比建立等式.
题型 05 二次函数折叠问题
3
26.(2023·山西大同·校联考模拟预测)如图1,在平面直角坐标系中,直线y= x−9与x轴、y轴分别
4
1
交于B,C两点,抛物线y= x2+bx+c经过B,C两点,与x轴的另一个交点为A.
4
(1)求B,C两点的坐标及抛物线的解析式,并直接写出点A的坐标;
(2)如图1,点D在线段OB上运动,连接CD,沿直线CD折叠△BCD得到△B'CD,当B'D⊥x轴时,求
∠BDC的度数及点D的坐标;
(3)如图2,连接AC,作∠COE=∠ACO,OE交△ABC的边于点E,请直接写出CE的长.
1 9
【答案】(1)B(12,0),C(0,−9),抛物线的解析式为y= x2− x−9,A(−3,0)
4 4
(2)∠BDC的度数为135°,D(9,0)
3√10
(3)CE的长为 或3
2
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【分析】(1)利用待定系数法解答即可;
(2)利用翻折的性质可得:BD=B'D,S =S ;设D(m,0),利用点的坐标表示出线段BD,
△BCD △B'CD
B'D,OC,OD的长度,再利用三角形的面积公式列出关于m的方程,解方程即可得出结论;
(3)利用分类讨论的思想方法分两种情形讨论解答:①当点E在AC边上时,利用直角三角形的性质和直
角三角形的斜边上的中线,勾股定理解答即可;②当点E在BC边上时,利用平行线的判定与性质,相似三
角形的判定与性质和勾股定理解答即可得出结论.
【详解】(1)解:令x=0,则y=−9,
∴C(0,−9),
3
令y=0,则 x−9=0,
4
∴x=12,
∴B(12,0),
1
∵抛物线y= x2+bx+c经过B,C两点,
4
∴ ¿,
解得:¿,
1 9
∴抛物线的解析式为y= x2− x−9.
4 4
1 9
令x=0,则 x2− x−9=0,
4 4
∴x=−3或x=12,
∴A(−3,0);
(2)解:∵沿直线CD折叠△BCD得到△B'CD,
∴△BCD≌△B'CD,
∴BD=B'D,S =S .
△BCD △B'CD
设D(m,0),m>0,
∴OD=m,
∵C(0,−9),B(12,0),
∴OC=9,OB=12.
∴BD=BD'=12−m.
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1 1
∵ S = BD⋅OC,S = B'D⋅OD,
△BCD 2 △B'CD 2
1 1
∴ (12−m)×9= (12−m)⋅m.
2 2
解得:m=9或m=12(不合题意,舍去),
∴m=9,
∴D(9,0).
∴OD=9,
∴OD=OC=9,
∴∠OCD=∠ODC=45°,
∴∠BDC的度数=180°−∠ODC=135°;
(3)解:①当点E在AC边上时,如图,
∵∠AOC=90°,
∴∠ACO+∠CAO=90°,∠EOA+∠COE=90°,
∵∠COE=∠ACO,
∴∠CAO=∠EOA,
∴EA=EO,
∵∠COE=∠ACO,
∴EO=EC,
1
∴AE=CE= AC.
2
∵A(−3,0),C(0,−9),
∴OA=3,OC=9,
∴AC=√OA2+OC2=3√10,
1 3√10
∴CE= AC= ;
2 2
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②当点E在BC边上时,如图,
∵∠COE=∠ACO,
∴OE∥AC,
∴△BOE∽△BAC,
BO BE
∴ = .
BA BC
∵OA=3,OB=12,
∴AB=OA+OB=15.
∵BC=√OB2+OC2=√122+92=15,
12 BE
∴ = ,
15 15
∴BE=12,
∴CE=BC−BE=3.
3√10
综上,当∠COE=∠ACO,OE交ΔABC的边于点E,CE的长为 或3.
2
【点睛】本题主要考查了二次函数的图象与性质,抛物线上点的坐标的特征,待定系数法,一次函数的图
象与性质,一次函数图象上点的坐标的特征,折叠的性质,垂直的性质,平行线的判定与性质,利用点的
坐标表示出相应线段的长度是解题的关键.
27.(2023·安徽芜湖·校考一模)已知抛物线y=ax2+2x+c(a≠0)与x轴交于点A(−1,0)和点B(3,0),与
y轴交于点C,连接BC,点O与点D关于线段BC对称.
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(1)求抛物线的解析式.
(2)如图1,P为AD上方的抛物线上的一个动点,连接PB交AD于点E.当△ABD的面积被直线BP分成
1:3的两部分时,求点P的坐标.
(21 )
(3)如图2,若直线AD沿过点D的直线m折叠后恰好经过点M ,0 ,请直接写出直线m与抛物线的交
4
点Q的坐标.
【答案】(1)y=−x2+2x+3
( 3 15) (5 63)
(2)P − , 或P ,
4 16 4 16
(√109−5 7√109−71) (−√109−5 −7√109−71)
(3)y=7x−18,Q , 或Q ,
2 2 2 2
【分析】(1)待定系数法求出解析式即可;
1
(2)根据△ABD的面积被直线BP分成1:3的两部分,得到AE= DE或AE=3DE,求出E点坐标,进
3
而得到直线BE的解析式,联立直线和抛物线的解析式,求出P点坐标即可;
(3)求出直线DM的解析式,进而求出点A的对应点A'的坐标,进而求出A,A'的中点坐标,该点在直线
m上,进而求出直线m的解析式,联立直线m和抛物线的解析式,求出点Q的坐标即可.
【详解】(1)解:∵抛物线y=ax2+2x+c(a≠0)与x轴交于点A(−1,0)和点B(3,0),
∴¿,解得:¿,
∴y=−x2+2x+3;
(2)∵y=−x2+2x+3,当x=0时,y=3,
∴C(0,3),
∴OC=3,
∵B(3,0),
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∴OB=3=OC,
∴△OBC是等腰直角三角形,
∵点O与点D关于线段BC对称,
∴BC是OD的垂直平分线,
设OD交BC于点F,
则OF⊥BC,
∴F为BC的中点,
(3 3)
∴F , ,
2 2
又F为OD的中点,
∴D(3,3),
△ABD的面积被直线BP分成1:3的两部分时,有两种情况:
1
①S = S ,
△ABE 3 △DBE
∵S :S =AE:DE,
△ABE △DBE
∴AE:DE=1:3,
∴AE:AD=1:4,
∴点E为点A,D的中点与点A的中点,
( 3)
∵A,D的中点坐标为: 1, ,
2
( 3)
∴E 0, ,
4
设BE的解析式为:y=kx+b,
∴¿,解得:¿,
1 3
∴y=− x+ ,
4 4
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联立¿,解得:¿或¿,
( 3 15)
∴P − , ,
4 16
②当S =3S 时,
△ABE △DBE
同法可得:点E为点A,D的中点与点D的中点,
( 9)
∴E 2, ,
4
设直线BE的解析式为:y=mx+n,
∴¿,解得:¿,
9 27
∴y=− x+ ,
4 4
联立¿,解得:¿或¿,
(5 63)
∴P , ;
4 16
( 3 15) (5 63)
综上:P − , 或P , .
4 16 4 16
(3)设直线DM的解析式为:y=k x+b ,
1 1
则:¿,解得:¿,
4
∴y=− x+7,
3
设点A关于直线m的对称点为A',
则:A'在直线DM上,DA=DA',
设A'(
t,−
4
t+7
)
,
3
∵DA=DA',D(3,3),A(−1,0),
∴(3+1) 2+32=(t−3) 2+ ( − 4 t+7−3 ) 2 ,
3
解得:t=6或t=0(舍掉),
∴A'(6,−1),
∵点A关于直线m的对称点为A',
(5 1)
∴A,A'的中点 ,− 在直线m上,
2 2
设直线m的解析式为:y=k x+b ,
2 2
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(5 1)
∵D(3,3),点 ,− 在直线m上,
2 2
∴¿,解得:¿,
∴直线m的解析式为:y=7x−18,
联立¿,解得:¿或¿,
(√109−5 7√109−71) (−√109−5 −7√109−71)
∴Q , 或Q , .
2 2 2 2
【点睛】本题考查二次函数的综合应用,正确的求出函数解析式,利用数形结合和分类讨论的思想进行求
解,是解题的关键.
1
28.(2023·江苏苏州·校考二模)如图,二次函数y= x2+bx+c与x轴交于O(0,0),A(4,0)两点,顶点
2
为C,连接OC、AC,若点B是线段OA上一动点,连接BC,将△ABC沿BC折叠后,点A落在点A'的位
置,线段A'C与x轴交于点D,且点D与O、A点不重合.
(1)求二次函数的表达式;
DB
(2)①求证:△OCD∽△A'BD;② 的最小值;
BA
(3)当S =8S 时,求直线A'B的解析式.
△OCD △A'BD
1
【答案】(1)y= x2−2x
2
√2
(2)①证明见解析;②
2
4
(3)y=− x+4
3
【分析】(1)利用待定系数法直接求解即可得出二次函数的表达式;
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OC CD BD CD
(2)①根据两角相等的两个三角形相似即可证明;②由△OCD∽△A'BD得出 = ,则 = ,
A'B BD AB OC
BD
所以CD最小, 的值最小,求出此时CD=2,即可得出答案;
AB
(3)先求出点A'和B的坐标,再利用待定系数法求解即可.
1
【详解】(1)∵二次函数y= x2+bx+c与x轴交于O(0,0),A(4,0)两点,
2
∴¿,
解得:¿,
1
∴二次函数的表达式y= x2−2x.
2
(2)①由翻折得:∠OAC=∠A',
1
∵二次函数y= x2+bx+c与x轴交于O(0,0),A(4,0)两点,顶点为C,
2
∴点O、A关于对称轴对称.
∴OC=AC.
∴∠COA=∠CAO=∠A'.
∵∠CDO=∠A'DB,
∴△OCD∽△A'BD.
②∵△OCD∽△A'BD,
OC CD
=
∴ .
A'B BD
∵AB=A'B,
BD CD
∴ = .
AB OC
BD CD
∴ 的最小值就是 的最小值.
AB OC
1 1
∵y= x2−2x= (x−2) 2−2,
2 2
∴C(2,−2).
∴OC=2√2.
BD
∴当CD⊥OA时,CD最小, 的值最小.
AB
此时D(2,0),CD=2,
【85淘宝店铺:向阳百分百】关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
BD 2 √2
∴ 的最小值是 = .
AB 2√2 2
(3)连接A A',过点A'作A'G⊥OA于G,延长CB交A A'于点H,设抛物线的对称轴与x轴交于点F,
如图所示:
∵△OCD∽△A'BD,S =8S ,
△OCD △A'BD
∴
S △OCD = ( OC ) 2 =8.
S A'B
△A'BD
∵OC=2√2,
∴AB=A'B=1.
∴OB=OA−AB=4−1=3,BF=2−1=1.
∴B(3,0).
由翻折知,CH⊥A A',
∵∠CFB=∠AHB=90°,∠FBC=∠HBA,
∴∠BCF=∠BAH.
BF 1
∵tan∠BCF= = ,
CF 2
A'G 1
∴tan∠BAH= = .
AG 2
设A'G=a,则AG=2a,BG=2a−1,
在Rt△A'GB中,由勾股定理得:BG2+A'G2=A'B2,
∴(2a−1) 2+a2=12.
4
解得:a =0(舍去),a = ,
1 2 5
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4 8
∴A'G= ,AG= .
5 5
12
∴OG=OA−AG= .
5
∴A'(12
,
4)
.
5 5
设直线A'B的解析式为y=kx+b
,把A'(12
,
4)
和B(3,0)代入得:
1 5 5
¿,
解得:¿,
4
∴直线A'B的解析式为y=− x+4.
3
【点睛】本题是二次函数的综合,考查了待定系数法求解析式,抛物线的对称性,相似三角形的性质和判
定,勾股定理的应用,熟练掌握二次函数的图象及性质,数形结合是解本题的关键.
29.(2023·浙江湖州·统考一模)一张矩形纸片ABCD(如图1),AB=6,AD=3.点E是BC边上的一
个动点,将△ABE沿直线AE折叠得到△AEF,延长AE交直线CD于点G,直线AF与直线CD交于点Q.
初步探究
(1)求证:△AQG是等腰三角形;
(2)设FQ=m,当BE=2CE时,计算m的值;
深入探究
(3)将矩形纸片放入平面直角坐标系中(如图2所示),点B与点О重合,边OC、OA分别与x轴、y轴正
半轴重合.点H在OC边上,将△AOH沿直线AH折叠得到△APH.
①当AP经过CD的中点N时,求点P的坐标;
②在①的条件下,已知二次函数y=−x2+bx+c的图象经过A、D两点.若将直线AH右侧的抛物线沿AH
对折,交y轴于点M,请求出AM的长度.
【答案】(1)见详解
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(2)m=1
(3)①P(3√2,6−3√2);②AM=4√2
【分析】(1)由题意易得AB∥CD,然后根据折叠的性质及平行线的性质可进行求证;
EL FL EF 1
(2)过点F作FK∥CD,交AD,BC于点K、L,由题意易证△AKF∽△FLE,则有 = = = ,
KF AK FA 3
设DK=CL=x,则有AK=3+x,EL=1+x,然后利用勾股定理可建立方程求解;
(3)①过点P作PJ∥CD,交x轴于点J,交AD于点T,由题意易得AD=DN=3,则有
∠OAP=∠DAN=45°,然后根据矩形的性质及等腰直角三角形的性质可求解;②设AP与抛物线
y=−x2+bx+c的交点为M',连接M M',根据折叠性质可知点M与点M'关于AH对称,由①及折叠的性
质可知∠OAH=∠M' AH=22.5°,则有∠MAM'=45°,把点A、D的坐标代入求得二次函数解析式,
过点M'作M'R⊥y轴于点R,则M'R=AR,设点M'(a,−a2+3a+6),然后根据折叠的性质及等腰直角
三角形的性质可进行求解.
【详解】(1)解:∵四边形ABCD是矩形,
∴AB∥CD,
∴∠BAG=∠G,
由折叠的性质可知∠BAG=∠QAG,
∴∠G=∠QAG,
∴AQ=GQ,
∴△AQG是等腰三角形;
(2)解:过点F作FK∥CD,交AD,BC于点K、L,如图所示:
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠ADC=∠BCD=∠B=90°,AD=BC=3,
∵BE=2CE,
∴BE=2,CE=1,
∵FK∥CD,
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∴∠K=∠L=∠KDC=∠DCL=90°,
∴四边形DKLC是矩形,
∴DK=CL,
由折叠的性质可知∠B=∠AFE=90°,AB=AF=6,BE=EF=2,
∵∠AFK+∠FAK=∠AFK+∠EFL=90°,
∴∠FAK=∠EFL,
∴△AKF∽△FLE,
EL FL EF 1
∴ = = = ,
KF AK FA 3
设DK=CL=x,则有AK=3+x,EL=1+x,
1 1
∴FL= AK=1+ x,
3 3
在Rt△EFL中,由勾股定理得 ( 1+ x) 2 +(1+x) 2=4,
3
3
解得:x= (负根舍去),
5
18
∴AK= ,
5
AK 3
∴cos∠FAK= = ,
AF 5
AD
∴AQ= =5,
cos∠FAK
∴m=FQ=AF−AQ=1;
(3)解:①过点P作PJ∥CD,交x轴于点J,交AD于点T,如图所示:
在矩形ABCD中,AO=CD=6,AD=OC=3,∠OAD=∠ADC=∠OCD=90°,
∴同理(2)可得△ATP∽△PJH,四边形ATJO是矩形,
∴AT=OJ,AO=TJ=6,
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∵AP经过CD的中点N时,
∴AD=DN=3,
∴∠DAN=45°,
∴∠OAP=45°,△ATP是等腰直角三角形,
∴△PJH也为等腰直角三角形,
∴AT=PT,PJ=HJ,
1
由折叠的性质可得AO=AP=6,∠OAH=∠PAH= ∠OAP=22.5°,
2
√2
∴AT=PT= AP=3√2,PJ=HJ=6−3√2,
2
∴AT=OJ=3√2,
∴P(3√2,6−3√2);
②设AP与抛物线y=−x2+bx+c的交点为M',连接M M',根据折叠性质可知点M与点M'关于AH对称,
如图所示:
∴AM=AM',
由AO=6,AD=3可得点A(0,6),D(3,6),代入二次函数y=−x2+bx+c得:
¿,
解得:¿,
∴y=−x2+3x+6,
由①可知∠MAM'=45°,过点M'作M'R⊥y轴于点R,
∴△ARM'是等腰直角三角形,
∴AR=M'R,
设点M'(a,−a2+3a+6),则AR=M'R=a,∨=−a2+3a+6,
∴AR=AO−∨=a2−3a,
【90淘宝店铺:向阳百分百】关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
∴a2−3a=a,
解得:a =4,a =0(不符合题意,舍去),
1 2
∴AR=M'R=4,
∴AM'=√2AR=4√2=AM.
【点睛】本题主要考查折叠的性质、二次函数的综合、矩形的性质、等腰直角三角形的性质与判定、相似
三角形的性质与判定及三角函数,熟练掌握折叠的性质、二次函数的综合、矩形的性质、等腰直角三角形
的性质与判定、相似三角形的性质与判定及三角函数是解题的关键.
30.(2023·山东枣庄·校考模拟预测)已知:如图,抛物线y=−x2+bx+c经过原点O,它的对称轴为直线
x=2,动点P从抛物线的顶点A出发,在对称轴上以每秒1个单位的速度向下运动,设动点P运动的时间为
t秒,连接OP并延长交抛物线于点B,连接OA,AB.
(1)求抛物线解析式及顶点坐标;
(2)当三点A,O,B构成以为OB为斜边的直角三角形时,求t的值;
(3)将△PAB沿直线PB折叠后,那么点A的对称点A 能否恰好落在坐标轴上?若能,请直接写出所有满足
1
条件的t的值;若不能,请说明理由.
【答案】(1)y=−x2+4x;(2,4)
(2)1秒
(3)能,(5− √5 )秒或2 √5秒或(5+ √5 )秒
【分析】(1)根据抛物线过原点,对称轴为直线x=2,待定系数求解析式即可求解;
(2)设B(x,−x2+4x).三点A,O,B构成以为OB为斜边的直角三角形,勾股定理得出
5 15 3
OA2+AB2=OB2,B( , ).继而得出直线OB的解析式为y= _ x,当x=2时,y=3,得出
2 4
2
AP=4−3=1,进而即可求解;
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(3)分三种情况讨论,①点A 在x轴正半轴上;②点A 在y轴负半轴上,③点A 在x轴负半轴上,分别画
1 1 1
出图形,根据轴对称的性质,勾股定理即可求解.
【详解】(1)解:由题意得¿,
解得¿,
∴抛物线的解析式为y=−x2+4x;
∵y=−x2+4x=−(x−2) 2+4,
∴顶点A的坐标为(2,4);
(2)如图1,
设B(x,−x2+4x).
∵三点A,O,B构成以OB为斜边的直角三角形,
∴ OA2+AB2=OB2,
即22+42+(x−2) 2+(−x2+4x−4) 2=x2+(−x2+4x) 2,
整理,得2x2−9x+10=0,
5
解得x = ,x =2(舍去),
1 2 2
5 15
∴B( , ).
2 4
5 15
设直线OB的解析式为y=kx,则 k= ,
2 4
3
解得k= _,
2
3
∴y= _ x.
2
【92淘宝店铺:向阳百分百】关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
当x=2时,y=3,
∴AP=4−3=1,
∴t=1÷1=1(秒);
(3)分三种情况:
①若点A 在x轴正半轴上,如图2,
1
可得PD2+A D2=PA 2
,
1 1
即(4−t) 2+(2 √5 −2) 2=t2,
解得t=5− √5;
②若点A 在y轴负半轴上,如图3,连接A A 交OB于E.
1 1
可得OA =OA=2√5,
1
∴∠OA A=∠OA A ,
1 1
∵OA ∥AP,
1
∴∠OA A=∠A AP,
1 1
∴∠OA A =∠A AP,
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∵A A ⊥OP,
1
∴∠OEA=∠PEA=90°.
在△OAE与△PAE中,
¿,
∴△OAE≌△PAE(ASA),
∴OA=PA=2 √5,
∴t=2 √5;
③若点A 在x轴负半轴上,如图4.
1
可得PD2+A D2=PA 2
,
1 1
即(t−4) 2+(2√5+2) 2=t2,
解得t=5+ √5;
综上所述,所有满足条件的t的值为(5− √5 )秒或2 √5秒或(5+ √5 )秒.
【点睛】本题考查了二次函数综合问题,特殊三角形问题,轴对称的性质,勾股定理,掌握二次函数的性
质是解题的关键.
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