文档内容
14A/10B 二次函数性质综合
考情链接
1. 本次任务由两个部分构成
(1)二次函数面积类问题
(2)二次函数背景下三角比的求法
2. 考情分析
(1)二次函数的概念及图像性质属于函数版块,是初中常考必考知识点,占九年级分值约
20%;
(2)本讲知识点题目以19-22的解答题和24的第(1)、(2)为主,属于压轴题的前置铺
垫,需要学生快速且准确求解;
(3)对应教材:初三下册,第二十六章:二次函数.
环节 需要时间
作业讲解及复习 15分钟
切片1:二次函数面积类问题 40分钟
切片2:二次函数背景下的三角比求法 40分钟
出门测 15分钟
错题整理 10分钟
1知识加油站 1——二次函数的面积类问题【建议时长:40 分钟】
考点一:二次函数的面积问题
知识笔记1
请用两种方法求三角形面积
方法一:铅垂法 方法二:割补法
【填空答案】
方法一:铅垂法 方法二:割补法
求解三角形面积时,找到水平宽和与之对应
的铅垂高,其乘积的一半即为三角形的面积.
计算公式:
S =S −S −S −S
ABC DEBF DAC EBC ABF
计算公式:
2
S
A B C
=
1
2
水平宽度 ·铅垂高度
A
A
E
水
D
平
C
宽
C
铅
度
垂
B
高
E
度 C D
B
B
A
D
A
F
C
C
E
B
B例题1:
(★★★☆☆)(2023•徐汇区一模)已知二次函数y=−3x2 +6x+9.
(1)用配方法把二次函数y=−3x2 +6x+9化为y=a(x+m)2 +k 的形式,并指出这个函数
图象的开口方向、对称轴和顶点的坐标;
(2)如果将该函数图象向右平移2个单位,所得的新函数的图象与
3
x 轴交于点A、 B (点
A 在点 B 左侧),与 y 轴交于点 C ,顶点为 D ,求四边形 D A C B 的面积.
【常规讲解】
解:(1) y = − 3 x 2 + 6 x + 9
= − 3 ( x 2 − 2 x ) + 9
= − 3 ( x 2 − 2 x + 1 − 1 ) + 9
= − 3 ( x − 1 ) 2 + 1 2 ,
y = − 3 ( x − 1 ) 2 + 1 2 ,
−30,
图象开口向下,
则对称轴 x = 1 ,顶点坐标为 (1 ,1 2 ) ;
(2)根据题意可得平移后的解析式为: y = − 3 ( x − 3 ) 2 + 1 2 ,
顶点坐标为 ( 3 ,1 2 ) ,即 D ( 3 ,1 2 ) ,
当y=0时,即−3(x−3)2 +12=0,解得:x =1,x =5,
1 2
新函数的图象与 x 轴交于点A、B(点A在点B左侧),
A (1 , 0 ) , B ( 5 , 0 ) ,
当 x = 0 是, y = − 1 5 ,
点 C 的坐标为 ( 0 , − 1 5 ) ,
如图所示S =S +S
四边形ACBD ABD ABC
1 1
= 412+ 415
2 2=54,
四边形DACB的面积为54.
练习1:【学习框8】
(★★★☆☆)(2024•崇明区一模)已知二次函数y=2x2 +4x−6.
(1)用配方法把二次函数y=2x2 +4x−6化为
4
y = a ( x + m ) 2 + k 的形式,并指出这个函数图
象的对称轴和顶点坐标;
(2)如果该函数图象与 x 轴负半轴交于点 A ,与 y 轴交于点 C ,顶点为 D , O 为坐标原点,
求四边形 A D C O 的面积.
【常规讲解】
解:(1) 二次函数 y = 2 x 2 + 4 x − 6 = 2 ( x + 1 ) 2 − 8 ,
该函数图象的顶点坐标为 ( − 1 , − 8 ) ,对称轴为直线x=−1.
(2)当 y = 0 时,即 2 x 2 + 4 x − 6 = 0 ,解得:x =−3,
1
x
2
= 1 ,
函数图象与 x 轴负半轴交于点A,
A(−3,0),5
O A = 3 ,
当x=0是, y = − 6 ,
点 C 的坐标为 ( 0 , − 6 ) ,
O C = 6 ,
S
四 边 形 A D C O
= S
A D O
+ S
D C O
=
1
2
3 8 +
1
2
6 1
= 1 5 ,
四边形 A D C O 的面积为15.
例题2-1:
3
(★★★☆☆)(2023•崇明区一模)如图,在直角坐标平面xOy中,对称轴为直线x= 的抛
2
物线 y = a x 2 + b x + 2 经过点 A ( 4 , 0 ) 、点 M (1 , m ) ,与 y 轴交于点 B .
(1)求抛物线的解析式,并写出此抛物线顶点 D 的坐标;
(2)联结 A B 、 A M 、 B M ,求 S
A B M
的面积;
【常规讲解】
解:(1) 抛物线y=ax2 +bx+2的对称轴为直线 x =
3
2
,
−
b
2 a
=
3
2
①,
抛物线 y = a x 2 + b x + 2 经过点A(4,0),
1 6 a + 4 b + 2 = 0 ②,
1 3
由①②可得a=− ,b= ,
2 26
y = −
1
2
x 2 +
3
2
x + 2 ,
1 3
在y=− x2 + x+2中,令
2 2
x =
3
2
得: y = −
1
2
(
3
2
) 2 +
3
2
3
2
+ 2 =
2 5
8
,
抛物线顶点 D
3
的坐标为( ,
2
2 5
8
) ;
(2)过 M 作 M P / / y 轴交 A B 于 P ,如图:
1 3
在y=− x2 + x+2中,令
2 2
x = 0 得y=2,
B ( 0 , 2 ) ,
A ( 4 , 0 ) ,
直线 A B 解析式为 y = −
1
2
x + 2 ,
1 3
在y=− x2 + x+2中,令
2 2
x = 1 得y=3,
M (1 , 3 ) ,
1
在y=− x+2中,令
2
x = 1 得 y =
3
2
,
P (1 ,
3
2
) ,
P M = 3 −
3
2
=
3
2
,
S
A B M
=
1
2
P M | x
A
− x
B
|=
1
2
3
2
4 = 3 ;例题2-2:
(★★★★☆)(2023•黄浦区期末)如图,直线
7
y = − x + 3 与x轴、 y 轴分别交于点 A 、 B .对
称轴为直线 x = 1 的抛物线 y = a x 2 + b x + c 经过点 A 、 B ,其与 x 轴的另一交点为 C .
(1)求该抛物线的表达式;
(2)将该抛物线平移,使其顶点在线段 A B 上点 P 处,得到新抛物线 L ,其与直线 y = − x + 3
的另一个交点为 Q .
①如果抛物线 L 经过点 A ,且与 x 轴的另一交点为 D ,求线段 C D 的长;
②试问:CPQ的面积是否随点 P 在线段 A B 上的位置变化而变化?如果变化,请说明理由;
如果不变,请求出 C P Q 面积.
【常规讲解】
解:(1) 直线 y = − x + 3 与x轴, y 轴分别相交于点 A 、 B ,
A ( 3 , 0 ) ,B(0,3),
又 对称轴为直线 x = 1 的抛物线 y = a x 2 + b x + c 经过点 A 、 B ,其与 x 轴的另一交点为 C .
点 C 的坐标为(−1,0).
将A(3,0),B(0,3),C(−1,0)代入 y = a x 2 + b x + c ,
a−b+c=0
得9a+3b+c=0,解得
c=3
a
b
c
=
=
=
−
2
3
1
,
该抛物线的函数表达式为 y = − x 2 + 2 x + 3 ;
(2)① y = − x 2 + 2 x + 3 = − ( x − 1 ) 2 + 4 ,
设新抛物线L的函数表达式为 y = − ( x − 1 − m ) 2 + 4 − n ,
P(m+1,4−n),
新抛物线L的顶点在线段 A B : y = − x + 3 上点P处,
−(m+1)+3=4−n,
n=m+2,抛物线L经过点A(3,0),
8
− ( 3 − 1 − m ) 2 + 4 − ( m + 2 ) = 0 ,
解得 m = 1 或 m = 2 (此时,点 P 与点 A 重合,抛物线 L 与 x 轴只有一个交点,舍去),
n = m + 2 = 3 ,
新抛物线 L 的函数表达式为 y = − ( x − 2 ) 2 + 1 ,对称轴为直线 x = 2 ,
A ( 3 , 0 ) ,
D (1 , 0 ) ,
点 C 的坐标为 ( − 1 , 0 ) .
CD=2;
②CPQ的面积不随点P在线段AB上的位置变化而变化,
y = − x 2 + 2 x + 3 = − ( x − 1 ) 2 + 4 ,
设抛物线 y = − x 2 + 2 x + 3 顶点为 P ,
P (1 , 4 ) ,
过P作直线 y = − x + 3 的平行线交抛物线于点 Q ,
由平移得当点 P 平移到P点时 Q 平移到 Q 点,则PQ=PQ, P Q 为定值,
C P Q 的面积不随点 P 在线段 A B 上的位置变化而变化,
根据①得点 P ( 2 ,1 ) 、 Q ( 3 , 0 ) ,
1
S = (3+1)1=2.
CPQ 2练习2:【学习框10】
(★★★☆☆)(2022•徐汇区期末)如图,抛物线
9
y = a x 2 + b x + 3 与x轴相交于A、 B 两点,
与 y 轴相交于点 C ,已知 B 点的坐标为 ( 6 , 0 ) ,抛物线的对称轴为直线 x = 2 ,点 D 是 B C 上
方抛物线上的一个动点.
(1)求这个抛物线的解析式;
(2)当 B C D 的面积为
1 5
4
时,求点 D 的坐标
【常规讲解】
解:(1) B 点的坐标为(6,0),抛物线 y = a x 2 + b x + 3 的对称轴为直线 x = 2 ,
3
−
6 a
b
2 a
+
=
6 b
2
+ 3 = 0 1
a=−
,解得: 4,
b=1
所以抛物线的解析式为 y = −
1
4
x 2 + x + 3 ;
(2)连接OD,过点 D 作DE⊥OB于点 E ,如图,
1
设D(x,− x2 +x+3),
4
点 D 是 B C 上方抛物线上的一个动点,
0 x 6 .
1
DE=− x2 +x+3,OE=x,
4
令x=0,则 y = 3 ,
C ( 0 , 3 ) ,
O C = 3 .
B ( 6 , 0 ) ,
O B = 6 .
15
S =S +S −S ,BCD的面积为 ,
BCD DCO DOB OBC 410
1
2
O C O E +
1
2
O B D E −
1
2
O B O C =
1 5
4
,
1 1 1 1 15
3x+ 6(− x2 +x+3)− 63= ,
2 2 4 2 4
整理得: x 2 − 6 x + 5 = 0 .
解得: x = 1 或 x = 5 ,
D (1 ,
1 5
4
) 或 ( 5 ,
7
4
) ;
考点二:二次函数面积的最值问题
例题3:
(★★★★☆)(2021•浦东新区校级自主招生)抛物线 y = ( x + 1 ) 2 − 4 与 x 轴交于点 A 、 B ( A
在B左侧),与 y 轴交于点 C , M 为第三象限抛物线上一点,问:四边形 A M C B 的面积最大
时, M 的坐标是?
【配题说明】求二次函数背景下的面类问题,求面积最值,通常会先用字母表示面积,然后
配方求出最值
【常规讲解】解:过点M作 M N ⊥ x 轴于点 N ,如图,
令y=0,则(x+1)2 −4=0,
解得: x
1
= − 3 , x
2
= 1 .
抛物线 y = ( x + 1 ) 2 − 4 与 x 轴交于点 A 、 B
(A在 B 左侧),
A ( − 3 , 0 ) ,B(1,0).
O A = 3 ,OB=1.
令x=0,则y=−3.
C ( 0 , − 3 ) .
O C = 3 .
y = ( x + 1 ) 2 − 4 = x 2 + 2 x − 3 .
M 为第三象限抛物线上一点,
设M(m,m2 +2m−3),则 O N = − m ,MN =−(m2 +2m−3)=−m2 −2m+3.
AN =OA−ON =3+m.
S =S +S +S
四边形AMCB AMN 梯形MNOC OBC11
=
1
2
A N M N +
1
2
( M N + O C ) O N +
1
2
O B O C
=
1
2
( m + 3 ) ( − m 2 − 2 m + 3 ) +
1
2
( − m 2 − 2 m + 3 + 3 ) ( − m ) +
1
2
1 3
= −
3
2
m 2 −
9
2
m + 6
= −
3
2
( m +
3
2
) 2 +
7 5
8
.
3
当m=− 时,四边形
2
A M C B 的面积最大.
3 15
当m=− 时,m2 +2m−3=− ,
2 4
M ( −
3
2
, −
1 5
4
) .
四边形AMCB的面积最大时, M 的坐标是 ( −
3
2
, −
1 5
4
) .
练习3:【学习框12】
(★★★★☆)如图,在平面直角坐标系中,二次函数 y = a x 2 + b x + c 的图象与x轴交于A(3,0),
B ( − 1 , 0 ) 两点,与 y 轴交于点 C ( 0 , 3 ) .
(1)求这个二次函数的解析式;
(2)已知点D是直线AC上方的抛物线上一动点.当点 D 运动到什么位置时,四边形 A B C D
的面积最大?求此时 D 点的坐标和四边形 A B C D 的最大面积
【常规讲解】
解:(1)将点 A ( 3 , 0 ) , B ( − 1 , 0 ) , C ( 0 , 3 ) 代入函数解析式,得,
9
a
a
−
+
b
3 b
+
+
3
3
=
=
0
0 a=−1
,解得 ,
b=2
二次函数的解析式为y=−x2 +2x+3;
(2)如图,过点D作DF ⊥x轴于点F ,交AC于点Q,12
D 在抛物线上,设 D ( m , − m 2 + 2 m + 3 ) ,
设直线AC的解析式为 y = k x + b
1
,
将点A(3,0)和点C(0,3)的坐标代入函数解析式,得
3k+b =0
1
,
b =3
1
解得
k
b
1
=
=
−
3
1
.
直线 A C 的解析为 y = − x + 3 ,
设点 Q 的坐标为 ( m , − m + 3 ) ,
D Q = − m 2 + 2 m + 3 − ( − m + 3 ) = − m 2 + 3 m .
当y=0时, − x 2 + 2 x + 3 = 0 ,
解得 x
1
= − 1 , x
2
= 3 ,
O B = 1 , A B = 3 − ( − 1 ) = 4 ,
S
四 边 形 A B C D
= S
A B C
+ S
D C A
1 1
= ABOC+ DQ(x −x )
2 2 A C
1 1
= 43+ (−m2 +3m)3
2 2
3 3 75
=− (m− )2 + ,
2 2 8
当 m =
3
2
时,四边形ABCD的面积最大.
当 m =
3
2
时, − m 2 + 2 m + 3 =
1 5
4
3 15
,即D点的坐标为( , ).
2 4
当点 D
3 15 75
的坐标为( , )时,四边形ABCD的最大面积值为
2 4 8知识加油站 2——二次函数背景下的三角比求解【建议时长:40 分钟】
考点三:直角三角形求解二次函数背景下的三角比
知识笔记2
求锐角三角比的步骤:
(1)若原三角形是
13
R T ,则可以利用勾股定理逆定理证明并直接求三角比;
(2)题目中若有与所求三角比相等的角,可以通过求相等角的三角比得到所求的三角比。
例题4:
(★★☆☆☆)(2023•浦东新区校级模拟)在平面直角坐标系 xOy 中,已知抛物线
y = − x 2 + b x + c 经过点 A ( 3 , 0 ) 和点 B ( 0 , 3 ) ,其顶点为C.
(1)求抛物线的解析式和顶点 C 的坐标;
(2)求 A C B 的正切值
【常规讲解】
解:(1)将点 A ( 3 , 0 ) 和点B(0,3)代入 y = − x 2 + b x + c 中,得
−
c
9
=
+
3
3 b + c = 0 b=2
,解得 ,
c=3
抛物线的解析式为y=−x2 +2x+3,
又 y=−x2 +2x+3=−(x−1)2 +4,
顶点C的坐标为(1,4);(2) A(3,0)、B(0,3)、C(1,4),
14
A B = 3 2 + 3 2 = 3 2 ,
A C = ( 3 − 1 ) 2 + ( 0 − 4 ) 2 = 2 5 ,
B C = (1 − 0 ) 2 + ( 4 − 3 ) 2 = 2 ,
A B 2 + B C 2 = A C 2 ,
ABC是直角三角形,且ABC=90,
ta n A C B =
A
B
B
C
= 3
练习4:【学习框14】
(★★☆☆☆)(2022•虹口区校级期中)如图,在平面直角坐标系xOy中,直线y=x−3分别
交 x 轴、 y 轴于 A 、 B 两点,抛物线 y = x 2 + b x + c 经过点 A 和点B,且其顶点为 D ,点 C
为抛物线与 x 轴的另一个交点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)求 B A D 的正切值
【常规讲解】
解:(1)在y=x−3中,令x=0得 y = − 3 ,令y=0得x=3,
A ( 3 , 0 ) ,B(0,−3),
把A(3,0),B(0,−3)代入y=x2 +bx+c得:
9+3b+c=0 b=−2
,解得 ,
c=−3 c=−3抛物线的表达式为
15
y = x 2 − 2 x − 3 ;
(2) y = x 2 − 2 x − 3 = ( x − 1 ) 2 − 4 ,
D (1 , − 4 ) ,
又 A(3,0), B ( 0 , − 3 ) ,
AD= (3−1)2 +(0+4)2 =2 5,
B D = ( 0 − 1 ) 2 + ( − 3 + 4 ) 2 = 2 ,
A B = ( 3 − 0 ) 2 + ( 0 + 3 ) 2 = 3 2 ,
A B 2 + B D 2 = ( 3 2 ) 2 + ( 2 ) 2 = 2 0 , A D 2 = ( 2 5 ) 2 = 2 0 ,
A B 2 + B D 2 = A D 2 ,
A B D 是直角三角形,且 A B D = 9 0 ,
ta n B A D =
B
A
D
B
=
3
2
2
=
1
3
考点三:作垂线求解二次函数背景下的三角比
知识笔记3
求锐角三角比的具体步骤:
(1)确定角所在的三角形,并且三角形的三个顶点的坐标已知,若有坐标未知,那么先求
顶点的坐标;
(2)在确定的三角形中做垂直,构造直角三角形;
(3)用割补等方法求出此三角形的面积,再用等积法求出所作的高;
(4)用两点间距离公式求出三角形的边长,再用勾股定理求出角所在直角三角形的边长;
(5)在构造的直角三角形中,求出角的锐角三角比例题5:
(★★★☆☆)(2022•黄浦区校级期中)已知顶点为
16
M ( − 2 , − 1 ) 的抛物线经过点 C ( 0 , 3 ) ,与 x
轴交于 A 、 B 两点(点 A 在点 B 的左侧).
(1)求这条抛物线的表达式;
(2)连接 A C 、 M C ,求 A C M 的正切值
【配题说明】借用题目中隐藏的等腰直角三角形计算垂线段的长度
【常规讲解】
解:(1)因为顶点为 M ( − 2 , − 1 ) 的抛物线经过点 C ( 0 , 3 ) ,
设抛物线解析式为y=a(x+2)2 −1,
把C(0,3)代入解析式,
得3=4a−1,
解得 a = 1 ,
所以抛物线的解析式为 y = ( x + 2 ) 2 − 1 即 y = x 2 + 4 x + 3 .
(2)设直线 M C 与x轴的交点为点 F ,且设直线 M C 的解析式为 y = k x + b ,把 C ( 0 , 3 ) ,
M ( − 2 , − 1 )
−2k+b=−1
代入解析式,得 ,
b=3
解得
k
b
=
=
2
3
,
所以直线解析式为y=2x+3,
3
所以F 的坐标为(− ,0),
2
因为y=x2 +4x+3,所以
17
0 = x 2 + 4 x + 3 ,
解得 x
1
= − 1 , x
2
= − 3 ,
所以点 A ( − 3 , 0 ) ,B(−1,0),
所以 O A = O C ,
所以 O A C = O C A = 4 5 ,
过点F 作 F G ⊥ A C 于点 G ,如图1,
所以等腰直角三角形 A G F ,且 A F = −
3
2
− ( − 3 ) =
3
2
,
所以 A G = G F =
2
2
A F =
2
2
3
2
=
3
4
2
,
根据勾股定理,得 A C = 3 2 + 3 2 = 3 2 ,
所以 C G = A C − A G = 3 2 −
3
4
2
=
9
4
2
.
根据正切的定义 ta n A C M =
G
C
F
G
=
3
4
2
9
4
2
=
1
3练习5:【学习框16】
(★★★☆☆)(2022•徐汇区校级月考)如图,在平面直角坐标系
18
x O y 中,抛物线
y = a x 2 − 4 a x + 3 与 x 轴交于 A 、 B 两点(点 A 在点 B 的左侧),且 A B = 2 ,抛物线与 y 轴交
于点 C .
(1)求抛物线的解析式;
(2)求 A C B 的正切值
【常规讲解】解:(1) y = a x 2 − 4 a x + 3 ,
抛物线的对称轴为直线 x = −
− 4 a
2 a
= 2 ,
又 A B = 2 ,
点 A 的坐标为 (1 , 0 ) ,点 B 的坐标为 ( 3 , 0 ) ,
将点 A (1 , 0 ) 代入 y = a x 2 − 4 a x + 3 得: a − 4 a + 3 = 0 ,
解得: a = 1 ,
抛物线的解析式为 y = x 2 − 4 x + 3 .
(2)过点 A 作 A H ⊥ B C 于点 H ,则 A H C = A H B = 9 0 ,
对y=x2 −4x+3,当 x = 0 时, y = 3 ,
C ( 0 , 3 ) ,
又 O(0,0),A(1,0),B(3,0),
BO=CO=3, B C = 3 2 ,
C O B = 9 0 ,
O B C 是等腰直角三角形,
O B C = 4 5 ,
ABH是等腰直角三角形,
AB=2,19
A H = B H = 2 ,
CH =BC−BH =2 2,
ta n A C B =
A
C
H
H
=
2
2
2
=
1
2
例题6:
(★★★☆☆)(2018•长宁区一模)在直角坐标平面内,直线 y =
1
2
x + 2 分别与x轴、 y 轴交
于点 A 、C.抛物线 y = −
1
2
x 2 + b x + c 经过点 A 与点C,且与 x 轴的另一个交点为点 B .点
D 在该抛物线上,且位于直线 A C 的上方.
(1)求上述抛物线的表达式;
(2)联结 B C 、BD,且BD交 A C 于点 E ,如果ABE的面积与 A B C 的面积之比为 4 : 5 ,
求DBA的余切值;
【配题说明】求二次函数的三角比,利用面积法、相似、三角比求解线段求三角比
【常规讲解】
解:(1)当y=0时,
1
2
x + 2 = 0 ,解得x=−4,则A(−4,0);
当 x = 0
1
时,y= x+2=2,则C(0,2),
2
3
1 −8−4b+c=0 b=−
把A(−4,0),C(0,2)代入y=− x2 +bx+c得 ,解得 2,
2 c=2 c=220
抛物线的解析式为 y = −
1
2
x 2 −
3
2
x + 2 ;
(2)过点 E 作 E H ⊥ A B 于点 H ,如图1,
当y=0时, −
1
2
x 2 −
3
2
x + 2 = 0 ,解得 x
1
= − 4 , x
2
= 1 ,则 B (1 , 0 )
1
设E(x, x+2),
2
S
A B C
=
1
2
(1 + 4 ) 2 = 5 ,
而 A B E 的面积与 A B C 的面积之比为 4 : 5 ,
S
A E B
= 4 ,
1
2
(1 + 4 ) (
1
2
x + 2 ) = 4 ,解得 x = −
4
5
,
4
E(− ,
5
8
5
) ,
B H = 1 +
4
5
=
9
5
,
在 R t B H E 中, c o t E B H =
B
E
H
H
=
9
58
5
=
9
8
,
9
即DBA的余切值为
8练习6:【学习框18】
(★★★☆☆)(2019•青浦区一模)在平面直角坐标系xOy中,将抛物线
21
y = − x 2 平移后经过
点A(−1,0)、 B ( 4 , 0 ) ,且平移后的抛物线与 y 轴交于点C(如图).
(1)求平移后的抛物线的表达式;
(2)如果点 D 在线段 C B 上,且 C D = 2 ,求CAD的正弦值;
【常规讲解】
解:(1)设平移后的抛物线的解析式为 y = − x 2 + b x + c .
将A(−1,0)、 B ( 4 , 0 ) ,代入得
−
−
1
1
−
6
b
+
+
4 b
c
+
=
c
0
= 0 .
b=3
解得:
c=4.
所以, y = − x 2 + 3 x + 4 .
(2)如图1
y=−x2 +3x+4,点C的坐标为(0,4).
设直线BC的解析式为y=kx+4,将B(4,0),代入得4k+4=0,解得k =−1,22
y = − x + 4 .
设点 D 的坐标为 ( m , 4 − m ) .
C D = 2 , 2 = 2 m 2 ,解得 m = 1 或 m = − 1 (舍去),
点 D 的坐标为 (1 , 3 ) .
过点 D 作 D M ⊥ A C ,过点 B 作 B N ⊥ A C ,垂足分别为点 M 、 N .
1 1
AC BN = AB OC,
2 2
1 7 B N = 5 4 ,
20 20 17
BN = = .
17 17
D M / / B N ,
DM CD
= ,
BN CB
DM 2
= ,
BN 4 2
D M =
5
1
1
7
7
.
DM 5 17 1 5 221
sinCAD= = = .
AD 17 13 221全真战场
关卡一
练习1:
(★★☆☆☆)(2023•松江区期末)二次函数
23
y = a x 2 + b x + c ( a 0 ) 的图象上部分点的横坐标
x 、纵坐标 y 的对应值如下表.
x 0 1 2 3 4
y 3 0 − 1 3
?
(1)由表格信息,求出该二次函数解析式,并写出该二次函数图象的顶点D的坐标;
(2)如果该二次函数图象与 y 轴交于点 A ,点 P ( 5 , t ) 是图象上一点,求 P A D 的面积.
【常规讲解】解:(1) 抛物线经过点(0,3),(4,3),
抛物线的对称轴为直线 x = 2 ,
抛物线的顶点 D 的坐标为(2,−1),
设抛物线解析式为y=a(x−2)2 −1,
把 ( 0 , 3 ) 代入得3=a(0−2)2 −1,
解得 a = 1 ,
抛物线解析式为y=(x−2)2 −1;
(2)把P(5,t)代入y=(x−2)2 −1得 t = 9 − 1 = 8 ,
P(5,8),
A(0,3),
1 1 1
PAD的面积=59− 39− 24− 55=15.
2 2 2练习2:
(★★★☆☆)如图,在平面直角坐标系中,抛物线
24
y = x 2 + b x + c 经过点 ( − 1 , 8 ) 并与 x 轴交于
A , B 两点,且点 A 的坐标为 (1 , 0 ) .
(1)求抛物线的解析式;
(2)若抛物线与 y 轴交于点 C ,顶点为点 P ,求 C P B 的面积.
【常规讲解】
解:(1)把 ( − 1 , 8 ) 与 A 坐标为 (1 , 0 ) 代入 y = x 2 + b x + c 得:
1
9
−
+
b
3
+
b
c
+
=
c
8
= 0
,
解得:
b
c
=
=
−
3
4
,
y = x 2 − 4 x + 3 .
(2) y = x 2 − 4 x + 3 = ( x − 2 ) 2 − 1 ,
P ( 2 , − 1 )
由题意得: B ( 3 , 0 ) ,C(0,3), P ( 2 , − 1 ) ,
过点 P 作PH ⊥ y轴于点H,
过点 B 作BM //y轴交直线 P H 于点 M ,
过点 C 作CN ⊥ y轴交直线BM 于点 N ,如图,
1 1 1
S =S −S −S −S =34− 24− 11− 33=3.
CPB 矩形CHMN CHP PMB CNB 2 2 2练习3:
(★★☆☆☆)(2018 普陀区一模)如图,已知在平面直角坐标系中,已知抛物线
25
y = a x 2 + 2 a x + c (其中 a 、 c 为常数,且 a 0 ) 与 x 轴交于点A,它的坐标是 ( − 3 , 0 ) ,与 y
轴交于点 B ,此抛物线顶点 C 到x轴的距离为4
(1)求抛物线的表达式;
(2)求 C A B 的正切值;
【常规讲解】
解:(1)抛物线的对称轴为 x = −
2
2
a
a
= − 1 .
a0,
抛物线开口向下.
又 抛物线与 x 轴有交点,
C 在 x 轴的上方,
抛物线的顶点坐标为(−1,4).
设抛物线的解析式为 y = a ( x + 1 ) 2 + 4 ,将点(−3,0)代入得: 4 a + 4 = 0 ,解得: a = − 1 ,
抛物线的解析式为 y = − x 2 − 2 x + 3 .
(2)将 x = 0 代入抛物线的解析式得:y=3,
B(0,3).
C ( − 1 , 4 ) 、B(0,3)、 A ( − 3 , 0 ) ,
B C = 2 ,AB=3 2, A C = 2 5 ,
B C 2 + A B 2 = A C 2 ,
ABC=90.
BC 1
tanCAB= = .
AB 3练习4:
(★★☆☆☆)(2023•松江区期末)在平面直角坐标系xOy中,抛物线
26
y = a x 2 + b x + c ( a 0 )
的图象经过原点 O ( 0 , 0 ) 、点 A (1 , 3 a ) ,此抛物线的对称轴与 x 轴交于点 C ,顶点为 B .
(1)求抛物线的对称轴;
(2)如果该抛物线与 x 轴负半轴的交点为 D ,且 A D C 的正切值为2,求 a 的值;
【常规讲解】
解:(1)把 O ( 0 , 0 ) , A (1 , 3 a ) 代入 y = a x 2 + b x + c ,解得 b = 2 a , c = 0 ,
得抛物线的解析式为 y = a x 2 + 2 a x ,
则抛物线的对称轴为直线 x = − 1 ;
(2)把 y = 0 代入 y = a x 2 + 2 a x ,解得 x = − 2 , x = 0 (点 O 的横坐标,舍去),
点 D 的坐标为 ( − 2 , 0 ) ,
过点 A 作 A F ⊥ x 轴,垂足为 F ,
D ( − 2 , 0 ) ,A(1,3a),
D F = 3 ,AF =3a,
ADC的正切值为2,
AF
=2,即
DF
3 a
3
= 2 ,
解得a=2练习5:
(★★★☆☆)(2023•青浦区校级月考)已知二次函数
27
y = a x 2 + b x + c 图象经过 A ( 2 , 3 ) , B ( 3 , 6 ) 、
C ( − 1 , 6 ) 三点.
(1)求该二次函数解析式;
(2)将该二次函数 y = a x 2 + b x + c 图象平移使其经过点 D ( 5 , 0 ) ,且对称轴为直线 x = 4 ,求
平移后的二次函数的解析式;
(3)在(2)的条件下,若平移后的二次函数图象与 x 轴的另一个交点为 E ,求 D A E 的正
切值.
【常规讲解】
解:(1) 二次函数 y = a x 2 + b x + c 图象经过 A ( 2 , 3 ) ,B(3,6)、C(−1,6)三点,代入得:
4
9
a
a
a
−
+
+
b
2 b
3 b
+
+
+
c
c
c
=
=
=
6
3
6 ,解得:
a
b
c
=
=
=
1
−
3
2 ,
抛物线解析式为 y = x 2 − 2 x + 3 ;
(2) y=x2 −2x+3=(x−1)2 +2,
对称轴为直线x=1,
平移使其经过点 D ( 5 , 0 ) ,且对称轴为直线 x = 4 ,
抛物线向右平移3个单位,
设抛物线向下平移 m 个单位,则平移后的抛物线为 y = ( x − 4 ) 2 + 2 − m ,
经过点D(5,0),
0 = ( 5 − 4 ) 2 + 2 − m ,
解得: m = 3 ,
平移后的解析式为 y = ( x − 4 ) 2 − 1 = x 2 − 8 x + 1 5 ,即 y = x 2 − 8 x + 1 5 ;
(3)如图所示,过点 A 作AM ⊥x轴于点M,当y=0时,
28
y = x 2 − 8 x + 1 5 = 0 ,
即(x−5)(x−3)=0,
解得: x
1
= 3 , x
2
= 5 ,
E(3,0),
A ( 2 , 3 ) , D ( 5 , 0 ) ,
M ( 2 , 0 ) , A M = 3 , D M = 3 , D E = 2 ,
A D M 是直角三角形, A D = 2 A M = 3 2 ,
过点 E 作 E F ⊥ A D ,
E D = 2 ,
2
EF =FD= ED= 2,
2
AF = AD−FD=3 2− 2=2 2,
EF 2 1
在RtAEF中,tanEAD=tanEAF = = = .
AF 2 2 2关卡二
练习6:
(★★★★☆)如图,抛物线
29
y = a x 2 + b x + 9 与 x 轴交于 A ( − 3 , 0 ) 、 B ( 6 , 0 ) y 两点,与 轴交于点
C ,连接 B C 、 A C .
(1)求抛物线的解析式;
(2)点 D 是线段 A C 上一点(点 D 与点 A 、 C 不重合),过点 D 作BC的平行线,交 A B 于
点E.连接 C E ,求CDE面积的最大值.
【常规讲解】将 A ( − 3 , 0 ) 、 B ( 6 , 0 ) 代入 y = a x 2 + b x + 9 得: 9 a − 3 b + 9 = 0 , 3 6 a + 6 b + 9 = 0 ,
解得: a = − 1 / 2 , b = 3 / 2 ,
抛物线的解析式为: y = −
1
2
x 2 +
3
2
x + 9 .
(2)对于抛物线 y = −
1
2
x 2 +
3
2
x + 9 ,当 x = 0 时, y = 6 ,
抛物线与 y 轴的交点 C 的坐标为 ( 0 , 9 ) ,
O C = 9 ,
A ( − 3 , 0 ) 、B(6,0),
OA=3, O B = 6 ,
AB=OA+OB=9,
O C = A B = 9 ,
过点 D 作 D F ⊥ x 轴,垂足为 F ,
DE//OC,
ADF∽ACO,AD:AC=DF:OC,
30
D E / / B C ,
A D E ∽ A C B ,
A D : A C = A E : A B ,
D F : O C = A E : A B ,
O C = A B = 9 ,
D F = A E ,
设点 E 的坐标为 ( t , 0 ) , C D E 的面积为 S ,
则 A E = t − ( − 3 ) = t + 3 ,
DF = AE=t+3,
S = S
A C E
− S
A D E
=
1
2
A E O C −
1
2
A E D F ,
即: S =
1
2
( t + 3 ) 9 −
1
2
( t + 3 ) ( t + 3 ) = −
1
2
t 2 +
3
2
t + 9 ,
当 t = −
2
3
2
( −
1
2
)
=
3
2
时,S为最大,
此时 S = −
1
2
(
3
2
) 2 +
3
2
3
2
+ 9 =
8 1
8
.
C D E
81
面积的最大值为 .
8练习7:
(★★★★☆)如图,抛物线
31
y = a x 2 + b x + c ( a 0 ) 与x轴分别交于点 A ,点 B ,与 y 轴交于
点C,点D为抛物线的顶点,连接AD,BD.若点A(−1,0),点 B ( 3 , 0 ) ,点 C ( 0 , 3 ) .点P
为线段 A B 上一点,过点 P 作 P Q / / B D ,交 A D 于点 Q .
(1)求抛物线的表达式;
(2)当 P Q D 的面积最大时,求点 P 的坐标.
【常规讲解】解:(1) 抛物线 y = a x 2 + b x + c ( a 0 ) 经过点 A ( − 1 , 0 ) ,点 B ( 3 , 0 ) ,点 C ( 0 , 3 ) ,
把点 A ( − 1 , 0 ) ,点 B ( 3 , 0 ) ,点 C ( 0 , 3 ) 代入 y = a x 2 + b x + c ( a 0 ) 得:
9
a
a
−
+
b
3
c
+
b
=
c
+
3
=
c =
0
0 ,
解得:
a
b
c
=
=
=
−
2
3
1
,
抛物线的解析式为: y = − x 2 + 2 x + 3 ;
(2) y = − x 2 + 2 x + 3 = − ( x − 1 ) 2 + 4 ,
点 D 的坐标为: (1 , 4 ) ,
设直线 B D 的解析式为: y = k x + b ( k 0 ) ,
直线 B D 经过点 B 、点 D ,
3k+b=0
把B(3,0)、D(1,4)代入y=kx+b(k0)得, ,
k+b=4
k =−2
解得: ,
b=6
直线 B D 的解析式为:y=−2x+6,
设直线AD的解析式为:y=k x+b(k 0),
1 1 1
直线AD经过点A、点D,32
把A(−1,0)、D(1,4)代入 y = k
1
x + b
1
( k
1
0 ) 得,
−
k
k
1
1
+
+
b
b
=
= 0
4
,
解得:
k
b
1
=
=
2
2
,
直线 A D 的解析式为: y = 2 x + 2 ,
设点 Q 的坐标为: ( a , 2 a + 2 ) ,
P Q / / B D ,
直线 P Q 的解析式为: y = − 2 x + 4 a + 2 ,
当y=0时, − 2 x + 4 a + 2 = 0 ,即 x = 2 a + 1 ,
点P的坐标为: ( 2 a + 1 , 0 ) ,
A P = 1 + 2 a + 1 = 2 a + 2 ,
S
P Q D
=
1
2
( 2 a + 2 ) 4 −
1
2
( 2 a + 2 ) ( 2 a + 2 ) = − 2 a 2 + 2 ,
点 P 为线段 A B 上一点,
− 1 2 a + 2 3 ,即−1a1,
当 a = 0 时, P Q D 的面积最大,此时点 P 的坐标为: (1 , 0 ) .练习8:
(★★★★★)“距离”是数学研究的重要对象,如我们所熟悉的两点间的距离.现在我们定
义一种新的距离:已知
33
P ( a , b ) , Q ( c , d ) 是平面直角坐标系内的两点,我们将 | a − c | + | b − d |
称作 P , Q 间的“ L 型距离”,记作 L ( P , Q ) ,即 L ( P , Q ) = | a − c | + | b − d | .
已知二次函数 y
1
的图象经过平面直角坐标系内的 A , B , C 三点,其中 A , B 两点的坐标
为A(−1,0), B ( 0 , 3 ) ,点 C 在直线 x = 2 上运动,且满足L(B,C) BC.
(1)求 L ( A , B ) ;
(2)求抛物线 y
1
的表达式;
(3)已知 y
2
= 2 tx + 1 是该坐标系内的一个一次函数.
① 若 D , E 是 y
2
= 2 tx + 1 图象上的两个动点,且DE=5,求CDE面积的最大值;
② 当 t x t + 3 时,若函数 y = y
1
+ y
2
的最大值与最小值之和为8,求实数 t 的值.
【常规讲解】
解:(1) A ( − 1 , 0 ) ,B(0,3),
L ( A , B ) = | − 1 − 0 | + | 0 − 3 |= 1 + 3 = 4 ;
(2) 点 C 在直线 x = 2 上运动,
设点 C ( 2 , m ) ,
B ( 0 , 3 ) ,
由平面上两点间距离,利用勾股定理得:
BC2 =(2−0)2 +(3−m)2 =4+(3−m)2,
L ( B , C ) = | 0 − 2 | + | 3 − m |= 2 + | 3 − m | ,
L2(B, C ) = ( 2 + | 3 − m |) 2 = 2 2 + 4 | 3 − m | + ( 3 − m ) 2 ,
0 L(B,C) BC,
L2(B,C) BC2,
即22 +4|3−m|+(3−m)2 4+(3−m)2,34
4 | 3 − m | 0 ,
又 | 3 − m | 0 ,
3 − m = 0 ,
m = 3 ,
C ( 2 , 3 ) ,
二次函数 y
1
的图象经过 A ( − 1 , 0 ) , B ( 0 , 3 ) ,C(2,3),
设 y
1
= a
1
x 2 + b
1
x + c
1
,
a −b +c =0
1 1 1
代入解析式得:c =3 ,
1
4a +2b +c =3
1 1 1
解方程组得:
a
b
c
1
1
1
=
=
=
−
2
3
1
,
抛物线 y
1
的表达式为 y
1
= − x 2 + 2 x + 3 ;
(3)① y
2
= 2 tx + 1 ,
令x=0时,y =1,
2
直线 y
2
恒过定点N(0,1),
直线 y
2
的图象是绕点 N ( 0 ,1 ) 旋转的直线,
当CN ⊥直线 y
2
时,点 C 到 D E 的距离最大, C D E 面积也最大,
过点 C 作 C M ⊥ D E 交直线y 于点
2
M ,
由点到直线的距离,垂线段最短知:CM CN ,
1 1 5
S = DECM DECN = CN,
CDE 2 2 2
C(2,3),N(0,1),
CN = (2−0)2 +(3−1)2 = 4+4 =2 2,35
5
2
C N =
5
2
2 2 = 5 2 ,
C D E 面积的最大值为 5 2 ;
② y = y
1
+ y
2
= − x 2 + 2 x + 3 + 2 tx + 1 = − x 2 + 2 ( t + 1 ) x + 4 ,
二次函数 y 的对称轴为 x = −
2
2
(
t +
( −
1
1
)
)
= t + 1 ,
a = − 1 0 ,
二 次 函 数 y 的 图 象 开 口 向 下 , 当 x=t+1 时 , 函 数 值 y 取 得 最 大 值
y = − ( t + 1 ) 2 + 2 ( t + 1 ) ( t + 1 ) + 4 ,
又 t + 3 − ( t + 1 ) ( t + 1 ) − t ,
当 x = t + 3 时,函数值 y 取得最小值y=−(t+3)2 +2(t+1)(t+3)+4,
函数 y = y
1
+ y
2
的最大值与最小值之和为8,
− ( t + 1 ) 2 + 2 ( t + 1 ) 2 + 4 − ( t + 3 ) 2 + 2 ( t + 1 ) ( t + 3 ) + 4 = 8 ,
整理得: t 2 + 2 t − 1 = 0 ,
解得: t = − 1 2 ,
实数 t 的值为 − 1 2 .