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专题 22.6 难点探究专题:利用二次函数求面积、周长、线段最值问题
之三大考点
【考点导航】
目录
【典型例题】.....................................................................................................................................................1
【考点一 利用二次函数求面积最值问题】....................................................................................................1
【考点二 利用二次函数求周长最值问题】..................................................................................................12
【考点三 利用二次函数求线段最值问题】..................................................................................................26
【典型例题】
【考点一 利用二次函数求面积最值问题】
例题:(2022春·九年级单元测试)如图,抛物线 经过点 ,与 轴的另一
个交点为 .
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)点 为抛物线上一动点(与点 , 不重合),设点 的横坐标为 ,连接 , ,若点 在直线
的下方运动,当 的面积最大时,求 的值.
【答案】(1)
(2)【分析】(1)将A、B两点坐标代入抛物线,求解即可得出其解析式;
(2)首先求出直线 解析式,然后设点 ,则点 ,利用 面积构建二次函数,
即可求出最值.
【详解】(1)由题意,得将 代入抛物线,得
解得 ,
∴该抛物线的解析式为 ;
(2)令 , ,
解得: 或 ,即点 ,
过点P作 轴的平行线交 于点G,如图所示:
设直线 的解析式为 ,
将B、C的坐标代入一次函数表达式,得
,
解得 ,
直线 为 ,
设点 ,则点
则 ,∴
∴当 时,其最大值为 .
【点睛】此题主要考查求二次函数解析式以及三角形面积的最值问题,要求熟练掌握二次函数的图象和性
质.
【变式训练】
1.(2023·全国·九年级专题练习)如图,在平面直角坐标系中,二次函数 的图象与x
轴交于 , 两点,与y轴交于C点,点P是直线 下方抛物线上一动点.
(1)求这个二次函数的解析式;
(2)当动点P运动到什么位置时,使四边形 的面积最大,求出此时四边形 的面积最大值和P的
坐标.
【答案】(1) ;
(2)当 时,四边形ABCP的最大值是 , .
【分析】对于(1),直接将点A,B的坐标代入关系式,即可求出答案;
对于(2),分别求出各线段的长,再表示出点P的坐标,然后根据 列出二
次函数,整理为顶点式,再讨论极值即可得出答案.【详解】(1)∵二次函数 的图象与x轴交于 两点,
∴ ,
解得: ,
∴这个二次函数的表达式为: ;
(2)当 时, ,
∴点 .
∵ , ,
∴ , , .
设点P的坐标为 ,
,
.
∵ ,∴当 时,四边形 的最大值是 ,
此时点P的坐标为 .
【点睛】本题主要考查了待定系数法求二次函数关系式,求特殊图形的面积,求二次函数的极值等,将不
规则图形的面积转化为规则图形的面积和是解题的关键.
2.(2022秋·天津滨海新·九年级校考期中)如图,已知抛物线 与x轴交于A,B两点,与y
轴交于C点,抛物线的顶点为D点,点A的坐标为 .
(1)求D点的坐标;
(2)连接 ,说明 ;
(3)若点P是直线 下方抛物线上一动点,当点P位于何处时, 的面积最大?求出此时点P的坐标.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)
【分析】(1)将 代入求出抛物线表达式,化为顶点式可得结果;
(2)求出点B,点C坐标,分别求出 , , ,得到 ,即可证明结果;(3)过点P作 轴,垂足为R,与 交于点Q,求出 的解析式,设 ,则
,得到 ,表示出 的面积,再根据二次函数的最值求解即可.
【详解】(1)解:将 代入 ,
则 ,
解得: ,
,
;
(2)连接 ,如图,
∵ ,
令 ,则 ,即 ,
∵ , ,
∴ ,即 ,
∵ , , ,
∴ ,
∴ ;
(3)如图,过点P作 轴,垂足为R,与 交于点Q,设 的解析式为 ,将 , 代入,
得 ,解得: ,
∴ 的解析式为 ,
设 ,则 ,
∴ ,
∴ 的面积为 ,
∵点P在 下方,
∴ ,
∴当 时, 的面积最大,
此时, .
【点睛】此题主要考查了二次函数的图象和性质,三角形的面积,二次函数的最值,勾股定理的逆定理,
正确表示出 的面积是解题关键.
3.(2023年辽宁省营口市中考模拟考试(一模)数学试卷)已知直线l与 轴、 轴分别相交于 、
两点,抛物线 经过点 ,交 轴正半轴于点 .(1)求直线 的函数解析式和抛物线的函数解析式;
(2)在第一象限内抛物线上取点 ,连接 、 ,求 面积的最大值及点 的坐标.
(3)抛物线上是否存在点 使 为直角三角形,如果存在,请直接写出点 的坐标;如果不存在,请说
明理由.
【答案】(1)一次函数解析式为: ,二次函数解析式为:
(2) ,
(3)存在,点 的坐标为 或 或 或 .
【分析】(1)先利用待定系数法求得直线 的函数解析式,求得点B的坐标,从而可以求得抛物线的解析
式;
(2)根据题意可以求得点A的坐标,然后根据题意和图形可以用含m的代数式表示出S,然后将其化为顶
点式,再根据二次函数的性质即可解答本题;
(3)分三种情况讨论,分别当 为斜边时,利用勾股定理列方程即可求解.
【详解】(1)解:设 ,
把 , 代入得: ,
, ,
一次函数解析式为: ,
把 代入 ,
,,
二次函数解析式为: ;
(2)解:连接 ,
把 代入 得, ,
或3,
抛物线与 轴的交点横坐标为 和3,
设点 ,
在抛物线上,且在第一象限内,
,
的坐标为 ,
,
当 时, 取得最大值 .
此时 的坐标为 ;
(3)解:设点 ,
则 , , ,
当 为斜边时,则 ,解得 (舍去)或 ,
∴点 ;
当 为斜边时,则 ,
解得 (舍去)或 ,
∴点 ;
当 为斜边时,则 ,
解得 (舍去)或 (舍去)或 或 ,
∴点 的坐标为 或 ;
综上,点 的坐标为 或 或 或 .
【点睛】本题是二次函数综合题,主要考查二次函数的最值、勾股定理,待定系数法求二次函数解析式,
解答本题的关键是明确题意,找出所求问题需要的条件,作出合适的辅助线,利用数形结合的思想和转化
的数学思想解答.
4.(2023·广东佛山·统考三模)如图,抛物线 交直线 于坐标轴上 两点,交
轴于另一点 ,连接 .
(1)求抛物线的解析式;
(2)点 为线段 上一点,过点 作直线 ,交 轴于点 .连接 ,求 面积的最大值;
(3)若在直线 上存在点 ,使得以点 为顶点的四边形为菱形,求点 的坐标.
【答案】(1)(2)
(3) 或
【分析】(1)根据直线 ,求出 , ,再代入二次函数解析式即可.
(2)根据二次函数解析式,得到 ,从而得出 ,再根据直线 ,设 ,
将 代入得 ,得出 ,则 ,从而得出
,得出面积最大值.
(3)根据菱形的性质进行分类讨论,① ,根据 , 得出 ,求
出 的值从而求解;② , , ,得出 ,求出 的值
从而求解.
【详解】(1) 直线 于坐标轴上 两点,
, ,
抛物线 的图象过 两点,代入得,
,
解得 ,
抛物线的解析式为: ;
(2)如图,
抛物线的解析式为: ,
当 时, ,解得: ,
,
,
,
直线 ,
设 ,
点 为线段 上一点,设 ,代入得, ,
,
,
,
,
当 时, 有最大值 .
(3)存在,理由如下:
, ,
,
以点 为顶点的四边形为菱形,
① ,
, ,,
,
点 为线段 上一点,
,
直线 ,以点 为顶点的四边形为菱形,
,
,
②
, ,
,
,
当 时, 与点 重合,不符合题意,舍去,
当 时, ,
直线 ,以点 为顶点的四边形为菱形,
,
,
综上所述: 的坐标为 或【点睛】本题考查了待定系数法求二次函数解析式、面积最值、平面直角坐标系中两点之间的距离等相关
知识点,知晓两直线平行,斜率相等是解决本题的关键.
【考点二 利用二次函数求周长最值问题】
例题:(2023秋·河南周口·九年级统考期末)已知抛物线 的图象与 轴交于点A、B
(A在B的左侧),与 轴交于点 ,顶点为D.
(1)试确定 的值,并直接写出D点的坐标.
(2)试在 轴上求一点P,使得 的周长取最小值.
【答案】(1) ,
(2)点P的坐标为 ; 的周长最小值为 .
【分析】(1)将点C坐标代入抛物线解析式中,求出a,直接写成顶点坐标D,即可得出结论;
(2)利用对称性即可得出结论.【详解】(1)解:∵抛物线过点 ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴顶点D的坐标为 ;
(2)解:如图,
∵ 是定值, 的周长要最小,
∴ 最小,
作点C关于x轴的对称点 连接 ,交x轴于P,
即:点P为所求作的点;
∵ ,
∴ ,
设直线 的解析式为 ,
把 代入得 ,
解得 ,
∴直线 的解析式为 ,
令 ,则 ,
∴点P的坐标为 ;
∵ ,∵ ,
,
∴ .
【点睛】此题是二次函数综合题,主要考查了待定系数法,求出点P的坐标是解本题的关键.
【变式训练】
1.(2022春·全国·九年级专题练习)如图,抛物线 与x轴相交于点 , ,与y
轴交于点 ,点D为抛物线的顶点.
(1)直接写出抛物线的函数表达式;
(2)如图,抛物线的对称轴上是否存在点F,使得△BCF周长最小,若存在求点F坐标,并求周长的最小值;
若不存在,请说明理由
【答案】(1)
(2)存在, ;
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)先求出抛物线的对称轴 ,即可得出 ,设直线 的解析式为: ,求出解析式,
把 代入,求出 ,再求出 , , ,即可求出周长.
【详解】(1)将 , , 代入得: ,
解得:
所以抛物线的函数表达式:
(2)存在;∵抛物线的解析式为: ,
∴抛物线的对称轴 , ,
∴ ,
设直线 的解析式为: ,
∵ ,
∴ 解得 ,
∴ 直线 的解析式为: ,
把 代入直线 的解析式 ,得 ,
∴ ;
∴
∴【点睛】本题考查二次函数,利用待定系数法求出解析式是解题的关键,利用对称轴求出坐标是解(2)
题的关键.
2.(2023秋·浙江温州·九年级期末)如图,抛物线 与x轴交于 、 两点,与 轴交于
点,且 .
(1)求抛物线的解析式及顶点 的坐标;
(2)判断 的形状,证明你的结论;
(3)点 是抛物线对称轴上的一个动点,当 周长最小时,求点 的坐标及 的最小周长;
(4)在该抛物线位于第四象限内的部分上是否存在点 ,使得 的面积最大?若存在,求出点 的坐标;
若不存在,请说明理由.
【答案】(1)抛物线的解析式为: ;
(2) 是直角三角形
(3) , 的最小周长为:
(4)存在,
【分析】(1)根据点 在抛物线 上,解出 ,得到抛物线的解析式,根据顶点坐标公式,即可求出点 的坐标;
(2)根据(1)得抛物线的解析式,求出点 的坐标,根据勾股定理的逆定理即可;
(3)当点 在 与对称轴的交点上,根据点 ,点 是对称点,连接 ,则 且 , ,
三点在一条直线上,距离最短,设 的解析式为: ,求出 的解析式,则得到点
的坐标,即可;
(4)以 为底,则 ,当点 到 的距离最远时, 的面积最大如图所示,作直线
,当直线 与抛物线 仅有一个交点时, 最大,交点即为点 .
【详解】(1)∵点 在抛物线 上,
∴ ,
∴ ,
∴抛物线的解析式为: ;
∵顶点坐标公式为: ,
∴点 .
∴抛物线的解析式为: ; .
(2)∵抛物线 与 轴交于点 ,
∴ , ,
∴ ,
∵抛物线 与 轴交于点 ,点 ,
∴ ,
∴ , ,∴点 ,
∴ , , ,
∵ ; ; ,
∴ ,
∴ 是直角三角形.
(3)∵点 ,点 是对称点,点 在 与对称轴的交点上,
∴
此时 , , 三点在一条直线上,距离最短,
;
设 的解析式为: ,
∴ ,
解得: ,
∴
当 时, ,
∴点 ;
∴点 的坐标为 , 的最小周长为: .
(4)存在,理由如下:
∵以 为底,∴ ,
当点 到 的距离最远时, 的面积最大,作直线 ,且与 仅有一个交点,
设直线 的解析式为 ,
∵ ,
∴ ,即 ,
∵直线 与 仅有一个交点,
∴ 仅有一个实数根,
∴ ,解得 ,
∴直线 的解析式为: ,
由 ,解得 ,
∴点 .
【点睛】本题考查二次函数与几何的综合,解题的关键是掌握待定系数法求解析式,勾股定理的逆定理,
线段的距离.
3.(2022秋·江苏连云港·九年级连云港市新海实验中学校考阶段练习)如图,已知抛物线
的对称轴为直线 ,且抛物线经过 , 两点,与x轴的另一个交点为
点B,其顶点为点D.(1)求抛物线的解析式.
(2)在抛物线的对称轴 上找一点M.使 的周长最小,求出点M的坐标.
(3)在(2)的条件下,连接 ,点E是直线 上的一个动点,过点E作 交抛物线于点F,以
M,D,E,F为顶点的四边形能否为平行四边形?若能,请直接写出点E的坐标;若不能,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)能;E点坐标为 或 或
【分析】(1)由对称轴得到a、b的关系,再将 , 代入 即可求解析式;
(2)作点C关于直线 的对称点 ,连接 ,与直线 交点M,当A、M、 三点共线时,
的周长最小,求出直线 解析式即可求M;
(3)求出直线 的解析式 ,设 , ,只需 即可求E点坐标.
【详解】(1)∵对称轴为直线 ,
∴ ,
∴ ,
∴ 为 ,
将点 , 代入 ,得 ,
∴ ,
∴ ;
(2)令 ;则 ,
∴ ,
如图1,作C点关于直线 的对称点 ,连接 ,与直线 交点M,
∵
∴ ,
∴当A、M、 三点共线时, 的周长最小,
∴ ,
设直线 的解析式为 ,
得 ,
∴ ,
∴ ,
当 时, ,
∴ ;
(3)如图2,以M、D、E、F为顶点的四边形能为平行四边形,理由如下:∵ 的顶点为 ,
∴ ,
∵ ,
∴当 时,以M、D、E、F为顶点的四边形为平行四边形,
令 ,则 ,
∴ 或 ,
∴ ,
设直线 的解析式为 ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵点E是直线 上的一个动点,
设 ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,解得 (舍)或 或 或 ,
∴ 或 或 ,
综上所述:以M、D、E、F为顶点的四边形为平行四边形时,E点坐标为 或 或
.
【点睛】本题考查二次函数与四边形的综合,熟练掌握二次函数的图象与性质及平行四边形的性质是解题
关键.
4.(2022秋·山西大同·九年级大同一中校考阶段练习)如图,已知抛物线 与 轴交于 ,
两点,与 轴交于点 ,点 的坐标为 ,
(1)求 的值及抛物线的顶点坐标
(2)点 是抛物线对称轴 上的一个动点,当 的周长最小时,求点 的坐标.
(3)点 为抛物线在第一象限上的一个点,连接 , ,当 的面积最大时,求出 的最大面积
和点 的坐标;
【答案】(1) , 抛物线的顶点坐标为 ;
(2) 点坐标为 , ;
(3) 的最大面积为 ,点 的坐标为: .
【分析】(1)将点 的坐标为 代入解析式中,即可求得 的值,然后利用顶点坐标公式求得抛物线的顶点坐标;
(2)根据 、 关于抛物线的对称轴对称,先连接 交抛物线对称轴于点 ,则此时 的值
最小,然后利用待定系数法求得直线 的解析式,从而求出 点坐标;
(3)过 点作 轴交 与点 ,利用 、 所在的图像设出坐标,再利用“铅垂高水平宽”求出
面积与坐标的关系,最后利用顶点坐标求最值即可得解.
【详解】(1)解:将点 的坐标为 代入解析式 中得:
解得:
∴抛物线的解析式为:
顶点坐标的横坐标为: ,代入解析式中得 ,
∴抛物线的顶点坐标为: ;
(2)解:将 代入到 中,得: ,∴
∴点 的坐标为 , ,
令 中 ,得 ,
解得 ,或 ,
∴ ,
∴ , ,
∴ ,
∵根据 、 关于抛物线的对称轴对称,
∴连接 交抛物线对称轴于点 ,则此时 的值最小,即 的周长 最小,设直线 的解析式为: ,
将 、 的坐标分别代入得:
解得:
所以直线 的解析式为:
将 代入到 得:
∴ 点坐标为 , ;
(3)解:过 点作 轴交 与点 ,设 的坐标为 , 的坐标为 , 到
的距离为 , 到 的距离为 ,由图可知 ,
∴
∴ ,
∵
∴当 时, 的面积最大,最大面积为 ,
将 代入 中,得: ,
故当 的面积最大时点 的坐标为: .
【点睛】此题考查的是①待定系数法求二次函数的解析式;②求两条线段之和最小时确定动点的位置问题;③利用“铅垂高水平宽”求面积最值问题.解决此题的关键是掌握如何确定两条线段之和最小时动点的位
置和把面积最值问题转化成二次函数最值问题.
5.(2023·山东东营·统考中考真题)如图,抛物线过点 , ,矩形 的边 在线段
上(点B在点A的左侧),点C,D在抛物线上,设 ,当 时, .
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)当t为何值时,矩形 的周长有最大值?最大值是多少?
(3)保持 时的矩形 不动,向右平移抛物线,当平移后的抛物线与矩形的边有两个交点G,H,且
直线 平分矩形 的面积时,求抛物线平移的距离.
【答案】(1)
(2)当 时,矩形 的周长有最大值,最大值为
(3)4
【分析】(1)设抛物线的函数表达式为 ,求出点C的坐标,将点C的坐标代入即可
求出该抛物线的函数表达式;
(2)由抛物线的对称性得 ,则 ,再得出 ,根据矩形的周长公式,
列出矩形周长的表达式,并将其化为顶点式,即可求解;
(3)连接A , 相交于点P,连接 ,取 的中点Q,连接 ,根据矩形的性质和平移的性质推
出四边形 是平行四边形,则 , .求出 时,点A的坐标为 ,则,即可得出结论.
【详解】(1)解:设抛物线的函数表达式为 .
∵当 时, ,
∴点C的坐标为 .
将点C坐标代入表达式,得 ,
解得 .
∴抛物线的函数表达式为 .
(2)解:由抛物线的对称性得: ,
∴ .
当 时, .
∴矩形 的周长为
.
∵ ,
∴当 时,矩形 的周长有最大值,最大值为 .
(3)解:连接 , 相交于点P,连接 ,取 的中点Q,连接 .∵直线 平分矩形 的面积,
∴直线 过点P..
由平移的性质可知,四边形 是平行四边形,
∴ .
∵四边形 是矩形,
∴P是 的中点.
∴ .
当 时,点A的坐标为 ,
∴ .
∴抛物线平移的距离是4.
【点睛】本题主要考查了求二次函数的解析式,二次函数的图象和性质,矩形的性质,平移的性质,解题
的关键是掌握用待定系数法求解二次函数表达式的方法和步骤,二次函数图象上点的坐标特征,矩形的性
质,以及平移的性质.
【考点三 利用二次函数求线段最值问题】
例题:(2023·上海·九年级假期作业)如图,已知抛物线 : ,抛物线 与 关于点 中心
对称, 与 相交于A,B两点,点M在抛物线 上,且位于点A和点B之间;点N在抛物线 上,也
位于点A和点B之间,且 轴.(1)求抛物线 的表达式;
(2)求线段 长度的最大值.
【答案】(1)
(2)8
【分析】(1)先求出抛物线 : 的顶点坐标为 ,然后求出点 关于 对称后的点坐
标为 ,再抛物线 的解析式为: ;
(2)先求出A、B两点横坐标分别为 和 ,设 , 其中 ,则
,求出最大值即可.
【详解】(1)解:抛物线 : 的顶点坐标为 ,
点 关于 对称后的点坐标为 ,
∵抛物线 与抛物线 关于 成中心对称,
∴抛物线 的解析式为: .
(2)解:∵抛物线 : 与 : 交于A、B,
∴令 ,解得: 或 ,
则A、B两点横坐标分别为 和 ,
设 , ,其中 ,
则 ,
∴当 时, 最大为8.
【点睛】本题主要考查了求二次函数解析式,中点坐标公式,二次函数的最值,解题的关键是数形结合,
利用对称的特征,再根据顶点情况求解析式以及根据二次函数解析式求最大值.
【变式训练】
1.(2023·四川巴中·统考中考真题)在平面直角坐标系中,抛物线 经过点 和
,其顶点的横坐标为 .
(1)求抛物线的表达式.
(2)若直线 与 轴交于点 ,在第一象限内与抛物线交于点 ,当 取何值时,使得 有最大
值,并求出最大值.
(3)若点 为抛物线 的对称轴上一动点,将抛物线向左平移 个单位长度后, 为平移
后抛物线上一动点.在( )的条件下求得的点 ,是否能与 、 、 构成平行四边形?若能构成,求
出 点坐标;若不能构成,请说明理由.
【答案】(1)
(2)当 时, 有最大值为(3)能,
【分析】(1)待定系数法求解析式即可求解;
(2)设 ,进而分别表示出 ,得出关于 的二次函数,根据二次函数的性质,
,即可求得最大值;
(3)由(1)知, 向左平移后的抛物线为 ,由(2)知 ,设
,假设存在以 、 、 、 为顶点的平行四边形.根据中点坐标公式,分类讨论即可
求解,①当以 为对角线时,②当以 为对角线时,③当以 为对角线时.
【详解】(1)解: 抛物线的顶点横坐标为
对称轴为
与x轴另一交点为
∴设抛物线为
∴抛物线的表达式为
(2) 在抛物线上
∴设
在第一象限∴当 时, 有最大值为
(3)由(1)知, 向左平移后的抛物线为
由(2)知
设 ,假设存在以 、 、 、 为顶点的平行四边形.
①当以 为对角线时,
平行四边形对角线互相平分
,即
在抛物线 上
的坐标为
②当以 为对角线时
同理可得 ,即
则的坐标为
③当以 为对角线时
,即
则
的坐标为
综上所述:存在以 、 、 、 为顶点的平行四边形.
的坐标为
【点睛】本题考查了二次函数综合,二次函数的平移,待定系数法求解析式,线段最值问题,平行四边形
的性质,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
2.(2023·四川内江·统考中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线 与x轴交于
, 两点.与y轴交于点 .
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)若点P是直线 下方抛物线上的一动点,过点P作x轴的平行线交 于点K,过点P作y轴的平行线
交x轴于点D,求与 的最大值及此时点P的坐标;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在一点M,使得 是以 为一条直角边的直角三角形:若存在,请求
出点M的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)(2)存在, 的最大值为 ,
(3) 或
【分析】(1)将 、 、 代入抛物线解析式求解即可;
(2)可求直线 的解析式为 ,设 ( ),可求
,从而可求 ,即可求解;
(3)过 作 交抛物线的对称轴于 ,过 作 交抛物线的对称轴于 ,连接 ,
设 , 可求 , ,由 ,可求 ,进而求出直线
的解析式,即可求解.
【详解】(1)解:由题意得
,
解得: ,
抛物线的解析式为 .
(2)解:设直线 的解析式为 ,则有
,
解得: ,直线 的解析式为 ;
设 ( ),
,
解得: ,
,
,
,
,
,
,
当 时, 的最大值为 ,
,
.故 的最大值为 , .
(3)解:存在,
如图,过 作 交抛物线的对称轴于 ,过 作 交抛物线的对称轴于 ,连接 ,
∵抛物线 的对称轴为直线 ,
设 ,
,
,
,
,
,
解得: ,
;
设直线 的解析式为 ,则有
,解得 ,
直线 解析式为 ,
,且经过 ,
直线 解析式为 ,
当 时, ,
;
综上所述:存在, 的坐标为 或 .
【点睛】本题考查了待定系数法求函数解析式,二次函数中动点最值问题,直角三角形的判定,勾股定理
等,掌握解法及找出动点坐标满足的函数解析式是解题的关键.
3.(2023·海南海口·海师附中校考三模)如图,抛物线 与x轴交于点 和点
B,与y轴交于点 ,顶点为D,连接 ,P是第一象限内抛物线上的动点,连接
,设点P的横坐标为t.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当t为何值时, 的面积最大?并求出最大面积;
(3)M为直线 上一点,求 的最小值;
(4)过P点作 轴,交 于E点.是否存在点P,使得 为等腰三角形?若存在,请直接写出点
P的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)抛物线的解析式为:
(2)当 时, 的面积最大,最大面积为32
(3)
(4)存在,P点的坐标为 , ,
【分析】(1)利用待定系数法求解析式;
(2)利用抛物线的解析式求出点B的坐标,得到直线 的解析式,过点P作 轴,交x轴于点F,
交 于点G,利用 求出解析式,利用函数性质解答即可;
(3)作O关于直线 的对称点为 ,得到四边形 为正方形,则 ,则
,当A、M、 三点共线时, 最小,即为线段 的长,勾股定理求出
即可.
(4)分三种情况:当 时,当 时,当 时,分别求出点P的坐标
【详解】(1)解:由题意得: ,解得: ,
∴抛物线的解析式为: ;
(2)当 时,得 或 ,
∴ ,
设直线 的解析式为 ,
则 ,
解得
∴直线 的解析式为 .
如图,过点P作 轴,交x轴于点F,交 于点G.设点 , .
∴ .
∴ ,
∴当 时, 的面积最大,最大面积为32;
(3)作O关于直线 的对称点为 ,连接 ,如图,
∵ , ,
∴四边形 为正方形,则 ,
则 ,
当A、M、 三点共线时, 最小,即为线段 的长,
∴ 最小值为 .
(4)∵ ,
∴ ,∵ ,
∴ ,
∵
∴ ,
∴ ,
,
,
当 时, ,解得 或 ,
∴ ;
当 时,则 ,
∴ ,
解得 (舍去)或 ,
∴ ;
当 时,则 ,
∴ ,
解得 或 (舍去),∴ ,
综上,P点的坐标为 , , .
【点睛】此题考查二次函数的综合应用,待定系数法求函数解析式,勾股定理,轴对称问题,等腰三角形
的性质,图形面积问题,综合掌握各知识点是解题的关键.