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第一次月考难点特训(一)与二次函数有关的压轴题(解析版)_初中数学人教版_9上-初中数学人教版_06习题试卷_5专项练习

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第一次月考难点特训(一)与二次函数有关的压轴题(解析版)_初中数学人教版_9上-初中数学人教版_06习题试卷_5专项练习
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第一次月考难点特训(一)与二次函数有关的压轴题 1.如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(4,0),B(﹣1,0)两点与y轴交于点C,动点P 在抛物线上. (1)求抛物线的解析式; (2)是否存在点P,使得△ACP是以AC为直角边的直角三角形?若存在,求出所有符合条件 的点P的坐标;若不存在,说明理由. (3)过动点P作PE垂直于y轴于点E,交直线AC于点D,过点D作x轴的垂线,垂足为F, 连接EF,当线段EF的长度最短时,请直接写出点P的坐标. 【解答】解:(1)∵抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(4,0),B(﹣1,0)两点, {−16+4b+c=0 ∴ , −1−b+c=0 {b=3 解得: , c=4 则抛物线的解析式是y=﹣x2+3x+4; (2)存在. ①当以C为直角顶点时, 过点C作CP ⊥AC,交抛物线于点P , 1 1 过点P 作y轴的垂线,垂足是M,如图1. 1 ∵∠ACP =90°, 1 ∴∠MCP +∠ACO=90°. 1 ∵∠ACO+∠OAC=90°, ∴∠MCP =∠OAC. 1 ∵OA=OC=4, ∴∠MCP =∠OAC=45°, 1 ∴∠MCP =∠MP C, 1 1∴MC=MP , 1 设P(m,﹣m2+3m+4), 则m=﹣m2+3m+4﹣4, 解得:m =0(舍去),m =2. 1 2 ∴m=2, 此时﹣m2+3m+4=6, ∴P 的坐标是(2,6); 1 ②当点A为直角顶点时, 过A作AP ⊥AC交抛物线于点P , 2 2 过点P 作y轴的垂线,垂足是N,AP交y轴于点F,如图2,则P N∥x轴, 2 2 ∵∠CAO=45°, ∴∠OAP 2 =45°, ∴∠FP N=45°,AO=OF, 2 ∴P N=NF, 2 设P (n,﹣n2+3n+4), 2 则﹣n+4=﹣(﹣n2+3n+4), 解得:n =﹣2,n =4(舍去), 1 2 ∴n=﹣2, 此时﹣n2+3n+4=﹣6, ∴P 的坐标是(﹣2,﹣6). 2 综上所述:P的坐标是(2,6)或(﹣2,﹣6); 3+√17 3−√17 (3)当EF最短时,点P的坐标是( ,2)或( ,2). 2 2 解题过程如下: 连接OD,如图3,由题意可知,四边形OFDE是矩形,则OD=EF. 根据垂线段最短可得:当OD⊥AC时,OD(即EF)最短. 由(1)可知,在直角△AOC中,OC=OA=4. 根据等腰三角形的性质可得:D是AC的中点. 又∵DF∥OC, ∴△AFD∽△AOC, DF AD 1 ∴ = = , CO AC 21 ∴DF= OC=2, 2 ∴点D的纵坐标是2, ∴点P的纵坐标也是2, 3+√17 3−√17 解﹣x2+3x+4=2,得x = ,x = , 1 2 2 2 3+√17 3−√17 ∴点P的坐标为( ,2)或( ,2). 2 2 2.如图,已知抛物线C :y=a(x+2)2﹣5的顶点为P,与x轴相交于A、B两点(点A在点B的 1 左边),点B的横坐标是1. (1)求P点坐标及a的值; (2)如图(1),抛物线C 与抛物线C 关于x轴对称,将抛物线C 向右平移,平移后的抛物 2 1 2 线记为C ,C 的顶点为M,当点P、M关于点B成中心对称时,求C 的解析式; 3 3 3(3)如图(2),点Q是x轴正半轴上一点,将抛物线C 绕点Q旋转180°后得到抛物线C . 1 4 抛物线C 的顶点为N,与x轴相交于E、F两点(点E在点F的左边),当以点P、N、F为顶 4 点的三角形是直角三角形时,求点Q的坐标. 【解答】解:(1)由抛物线C :y=a(x+2)2﹣5得, 1 顶点P的坐标为(﹣2,﹣5), ∵点B(1,0)在抛物线C 上, 1 ∴0=a(1+2)2﹣5, 5 解得a= ; 9 (2)连接PM,作PH⊥x轴于H,作MG⊥x轴于G, ∵点P、M关于点B成中心对称, ∴PM过点B,且PB=MB, ∴△PBH≌△MBG, ∴MG=PH=5,BG=BH=3, ∴顶点M的坐标为(4,5),(也可以用中点坐标公式) 抛物线C 由C 关于x轴对称得到,抛物线C 由C 平移得到, 2 1 3 2 5 ∴抛物线C 的表达式为y=− (x﹣4)2+5; 3 9 (3)∵抛物线C 由C 绕点x轴上的点Q旋转180°得到, 4 1 ∴顶点N、P关于点Q成中心对称, 由(2)得点N的纵坐标为5, 设点N坐标为(m,5), 作PH⊥x轴于H,作NG⊥x轴于G,作PK⊥NG于K, ∵旋转中心Q在x轴上, ∴EF=AB=2BH=6, ∴FG=3,点F坐标为(m+3,0). H坐标为(﹣2,0),K坐标为(m,﹣5), ∵顶点P的坐标为(﹣2,﹣5), 根据勾股定理得: PN2=NK2+PK2=m2+4m+104, PF2=PH2+HF2=m2+10m+50, NF2=52+32=34, 44 ①当∠PNF=90°时,PN2+NF2=PF2,解得m= , 3 19 ∴Q点坐标为( ,0). 3 10 ②当∠PFN=90°时,PF2+NF2=PN2,解得m= , 3 2 ∴Q点坐标为( ,0). 3 ③∵PN>NK=10>NF, ∴∠NPF≠90° 19 2 综上所得,当Q点坐标为( ,0)或( ,0)时,以点P、N、F为顶点的三角形是直角三 3 3 角形.1 1 1 3.在平面直角坐标系中,抛物线y= x2− mx+ m2﹣2m顶点为M. 4 2 4 (1)M点坐标为 ( m ,﹣ 2 m ) (结果用m表示). (2)当m=2时,如图所示,该抛物线与x轴交于A,B两点.P为抛物线第三象限内一点,过 A作MP的垂线,垂足为C,D为射线CM上一点,若AC=CD,求∠BDM; (3)G(﹣3,1),H(1,2),若该抛物线与线段GH只有一个公共点,求m的取值范围. 1 1 1 1 【解答】解:(1)∵抛物线y= x2− mx+ m2﹣2m= (x﹣m)2﹣2m, 4 2 4 4 ∴顶点为M为(m,﹣2m), 故答案为(m,﹣2m); (2)过B点作BN⊥CD,交CD的延长线于N,连接BM、AM, ∵M是抛物线的顶点, ∴AM=BM, 1 当m=2时,抛物线为y= x2﹣x﹣3, 4 1 令y=0,则 x2﹣x﹣3=0,解得x =﹣2,x =6, 4 1 2 ∴A(6,0),B(﹣2,0), ∴AB=8,∴AB2=64, ∵M(2,﹣4), ∴MA2=(6﹣2)2+(0+4)2=32, ∴MB2=32, ∵MA2+MB2=AB2=64, ∴△AMB是等腰直角三角形, ∴∠AMB=90°, ∴∠BMN+∠AMC=90°, ∵AC⊥CD, ∴∠MAC+∠AMC=90°, ∴∠MAC=∠BMN, 在△AMC和△MBN中 { ∠MAC=∠BMN ∠ACM=∠MNB=90° AM=BM ∴△AMC≌△MBN(AAS), ∴AC=MN,CM=BN, ∵AC=CD, ∴CD=MN, ∴CM=DN, ∴DN=BN, ∴△BDN是等腰直角三角形, ∴∠BDN=∠DBN=45°, ∴∠BDM=∠DNB+∠DBN=90°+45°=135°; (3)∵G(﹣3,1),H(1,2), 1 7 ∴线段GH为y= x+ (﹣3≤x≤1), 4 4 1 1 1 1 1 1 1 7 与y= x2− mx+ m2﹣2m联立得: x2﹣( m+ )x+ m2﹣2m− =0, 4 2 4 4 2 4 4 4 1 1 1 1 7 令y′= x2﹣( m+ )x+ m2﹣2m− , 4 2 4 4 4 1 1 1 1 7 若抛物线y= x2﹣( m+ )x+ m2﹣2m− 与线段GH只有1个公共点, 4 2 4 4 4 即函数y在﹣3≤x≤1范围内只有一个交点,1 1 1 1 7 当与线段相切时,( m+ )2﹣4× ×( m2﹣2m− )=0, 2 4 4 4 4 29 解得m=− , 36 1 1 5 当x=﹣3时,y′= m2+ m+ >0, 4 2 4 ∵Δ>0, ∴此种情况不存在, 1 5 7 当x=1时,y′= m2− m− ≤0, 4 2 4 29 解得5﹣4√2<m≤5+4√2或m=− . 36 1 4.已知:如图1,抛物线C:y= x2+c交x轴于A、B两点(A在B左侧),交y轴于点C,若 8 OB=2OC. (1)求c的值; 1 (2)如图2,已知y= x2+c,过C点的直线l分别交第一象限内的抛物线C 、C 于M、N两 4 1 2 点,探究M、N两点横坐标之间的数量关系; (3)如图3,将抛物线C 向下平移经过点K(8,0),交y轴于点T,得抛物线C ,点P是抛 1 3 物线C 上在T、K间的一个动点(含端点).若D(0,﹣6)、E(4,0),记△PDE的面积 3 为S,点P的横坐标为x. ①求S关于x的函数关系式; ②求满足S为整数的点P的个数.【解答】解:(1)OB=2OC=2c,则点B(﹣2c,0), 1 将点B的坐标代入抛物线表达式得:0= ×(﹣2c)2+c, 8 解得:c=﹣2或0(舍去0), 故c=﹣2; (2)直线y=kx(k>0)分别交第一象限内的抛物线C ,C 于M,N两点, 2 1 1 1 两抛物线的表达式为:y= x2−2,y= x2−2, 8 4 1 将y= x2−2与y=kx联立并整理得:x2﹣8kx﹣16=0, 8 即x +0=8k,解得:x =8k, M M 同理x =4k, N 故x =2x ; M N 1 (3)①依题意可求出抛物线C 的解析式为y= x2﹣8, 3 8 1 1 1 ∴S=S△PDO +S△POE ﹣S△ODE =3x + 2 ×4×(− 8 x2+8)﹣12 =− 4 x2+3x+4 (0≤x≤8 ), 1 1 ②∵S=− x2+3x+4=− (x﹣6)2+13, 4 4 在0≤x≤8 的取值范围内,S的取值为:4≤S≤13, 即S可取4至13的10个整数, 又当S=12时,x有两个值相对应,即存在两个点P的位置使S=12, 所以共有11个点P使S的值为整数. 5.如图,在平面直角坐标系xOy中,矩形OABC的边OA、OC分别在y轴和x轴的正半轴上,且 长分别为m、4m(m>0),D为边AB的中点,一抛物线l经过点A、D及点M(﹣1,﹣1﹣m). (1)求抛物线l的解析式(用含m的式子表示); (2)把△OAD沿直线OD折叠后点A落在点A′处,连接OA′并延长与线段BC的延长线交 于点E,若抛物线l与线段CE相交,求实数m的取值范围; (3)在满足(2)的条件下,求出抛物线l顶点P到达最高位置时的坐标. 【解答】解:(1)设抛物线l的解析式为y=ax2+bx+c, 将A(0,m),D(2m,m),M(﹣1,﹣1﹣m)三点的坐标代入, { c=m {a=−1 得 4m2a+2mb+c=m,解得 b=2m, a−b+c=−1−m c=m 所以抛物线l的解析式为y=﹣x2+2mx+m; (2)设A′D与x轴交于点Q,过点A′作A′N⊥x轴于点N. ∵把△OAD沿直线OD折叠后点A落在点A′处, ∴△OAD≌△OA′D,OA=OA′=m,AD=A′D=2m,∠OAD=∠OA′D=90°,∠ADO= ∠A′DO, ∵矩形OABC中,AD∥OC, ∴∠ADO=∠DOQ, ∴∠A′DO=∠DOQ, ∴DQ=OQ. 设DQ=OQ=x,则A′Q=2m﹣x, 在Rt△OA′Q中,∵OA′2+A′Q2=OQ2, ∴m2+(2m﹣x)2=x2, 5 解得x= m. 41 1 ∵S△OA′Q = 2 OQ•A′N = 2 OA′•A′Q, 3 m⋅ m 4 3 ∴A′N= = m, 5 5 m 4 4 ∴ON=√OA′2−A′N2= m, 5 4 3 ∴A′点坐标为( m,− m), 5 5 3 易求直线OA′的解析式为y=− x, 4 3 当x=4m时,y=− ×4m=﹣3m, 4 ∴E点坐标为(4m,﹣3m). 当x=4m时,﹣x2+2mx+m=﹣(4m)2+2m•4m+m=﹣8m2+m, 即抛物线l与直线CE的交点为(4m,﹣8m2+m), ∵抛物线l与线段CE相交, ∴﹣3m≤﹣8m2+m≤0, ∵m>0, ∴﹣3≤﹣8m+1≤0, 1 1 解得 ≤m≤ ; 8 2 1 1 (3)∵y=﹣x2+2mx+m=﹣(x﹣m)2+m2+m, ≤m≤ , 8 2 ∴当x=m时,y有最大值m2+m, 1 1 又∵m2+m=(m+ )2− , 2 4 1 1 ∴当 ≤m≤ 时,m2+m随m的增大而增大, 8 2 1 1 1 3 ∴当m= 时,顶点P到达最高位置,m2+m=( )2+ = , 2 2 2 4 1 3 故此时抛物线l顶点P到达最高位置时的坐标为( , ). 2 46.如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(1,0),B(﹣3,0)两点. (1)求该抛物线的解析式; (2)设(1)中的抛物线交y轴与C点,在该抛物线的对称轴上是否存在点Q,使得△QAC的 周长最小?若存在,求出Q点的坐标;若不存在,请说明理由; (3)在(1)中的抛物线上的第二象限上是否存在一点P,使△PBC的面积最大?若存在,求 出点P的坐标及△PBC的面积最大值;若没有,请说明理由. 【解答】解:(1)将A(1,0),B(﹣3,0)代y=﹣x2+bx+c中得 { −1+b+c=0 , −9−3b+c=0 {b=−2 ∴ . c=3 ∴抛物线解析式为:y=﹣x2﹣2x+3; 解法一、(2)存在. 理由如下:由题知A、B两点关于抛物线的对称轴x=﹣1对称, ∴直线BC与x=﹣1的交点即为Q点,此时△AQC周长最小, ∵y=﹣x2﹣2x+3, ∴C的坐标为:(0,3), 直线BC解析式为:y=x+3,{ x=−1 Q点坐标即为 , y=x+3 {x=−1 解得 , y=2 ∴Q(﹣1,2); (3)存在. 理由如下:设P点(x,﹣x2﹣2x+3)(﹣3<x<0), 9 ∵S△BPC =S四边形BPCO ﹣S△BOC =S四边形BPCO − 2 , 若S四边形BPCO 有最大值,则S△BPC 就最大, ∴S四边形BPCO =S△BPE +S直角梯形PEOC , 1 1 = BE•PE+ OE(PE+OC) 2 2 1 1 = (x+3)(﹣x2﹣2x+3)+ (﹣x)(﹣x2﹣2x+3+3) 2 2 3 3 2 9 27 =− (x+ ) + + , 2 2 2 8 3 9 27 当x =− 2 时,S四边形BPCO 最大值= 2 + 8 , 9 27 9 27 ∴S△BPC 最大= 2 + 8 − 2 = 8 , 3 15 当x=− 时,﹣x2﹣2x+3= , 2 4 3 15 ∴点P坐标为(− , ). 2 4 或(1)∵抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(1,0),B(﹣3,0)两点, ∴y=﹣(x﹣1)(x+3),即y=﹣x2﹣2x+3; 解法二、(2)存在. ∵y=﹣x2﹣2x+3, ∴对称轴为直线x=﹣1,C的坐标为:(0,3), ∵A、B两点关于抛物线的对称轴x=﹣1对称, ∴直线BC与x=﹣1的交点即为Q点, ∴直线BC解析式为:y=x+3,∴Q(﹣1,2); (3)存在. 理由如下:设P点(m,﹣m2﹣2m+3)(﹣3<m<0), 作PE⊥x轴交BC于F点, ∴F(m,m+3), 1 S△BPC =S△PFB +S△PFC = 2 PF•BO, ∵PF=﹣m2﹣2m+3﹣(m+3)=﹣m2﹣3m, BO=3, 1 3 3 27 ∴S△BPC = 2 (﹣m2﹣3m)×3 =− 2 (m + 2 )2+ 8 , 3 ∵− <0,﹣3<m<0, 2 3 27 ∴当m =− 2 时,S△BPC 有最大值为 8 , 3 15 ∴点P坐标为(− , ). 2 4 7.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轴负 半轴交于点C,若AB=4. (1)求抛物线的解析式; (2)如图2,E是第三象限内抛物线上的动点,过点 E作EF∥AC交抛物线于点F,过E作EG⊥x轴交AC于点M,过F作FH⊥x轴交AC于点N,当四边形EMNF的周长最大值时,求点 E的横坐标; (3)在x轴下方的抛物线上是否存在一点Q,使得以Q、C、B、O为顶点的四边形被对角线分 成面积相等的两部分?如果存在,求点Q的坐标;如果不存在,请说明理由. 【解答】解:(1)x2﹣(a+1)x+a=0, 则x +x =a+1,x x =a, 1 2 1 2 则AB2=(x +x )2﹣4x x =(a﹣1)2=16, 1 2 1 2 解得:a=5或﹣3, 抛物线与y轴负半轴交于点C,故a=5舍去,则a=﹣3, 则抛物线的表达式为:y=x2+2x﹣3…①; (2)由y=x2+2x﹣3得:点A、B、C的坐标分别为:(﹣3,0)、(1,0)、(0,﹣3), 设点E(m,m2+2m﹣3),OA=OC,故直线AC的倾斜角为45°,EF∥AC, 直线AC的表达式为:y=﹣x﹣3, 则设直线EF的表达式为:y=﹣x+b,将点E的坐标代入上式并解得: 直线EF的表达式为:y=﹣x+(m2+3m﹣3)…②, 联立①②并解得:x=m或﹣3﹣m, 故点F(﹣3﹣m,m2+4m),点M、N的坐标分别为:(m,﹣m﹣3)、(﹣3﹣m,m), 则EF=√2(x ﹣x )=√2(﹣2m﹣3)=MN, F E 四边形EMNF的周长S=ME+MN+EF+FN=﹣2m2﹣(6+4√2)m﹣6√2, 3+2√2 ∵﹣2<0,故S有最大值,此时m=− , 2 3+2√2 故点E的横坐标为:− ; 2(3)①当点Q在第三象限时, 当OC平分四边形面积时, 则|x |=x =1,故点Q(﹣1,﹣4); Q B 当BQ平分四边形面积时, 1 1 1 则S△OBQ = 2 ×1×|y Q |,S四边形QCBO = 2 ×1×3 + 2 ×3×|x Q |, 1 1 1 则2( ×1×|y |)= ×1×3+ ×3×|x |, 2 Q 2 2 Q 3 3 15 解得:x =− ,故点Q(− ,− ); Q 2 2 4 ②当点Q在第四象限时, −5+√37 15−3√37 同理可得:点Q( , ); 2 2 3 15 −5+√37 15−3√37 综上,点Q的坐标为:(﹣1,﹣4)或(− ,− )或( , ). 2 4 2 2 8.如图1,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴相交于点 C,顶点为D,且A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3) (1)求抛物线的解析式和抛物线的对称轴. (2)连接BC,如图2,与抛物线的对称轴交于点 E,点P为线段BC上一动点,过点 P作 PF∥DE交抛物线于点F,设点P的横坐标为m.△BCF的面积为S,求S与m的函数关系,并 指出m的取值范围. (3)试证明:对于任意给定的一点G(0,t)(t>3),过点G的一条直线交抛物线于点M、 N两点,如图3.在抛物线上都能找到点M,使得GM=MN成立. 【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c,经过A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3) 将三点代入抛物线得:a=﹣1,b=2, ∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3,b 抛物线的对称轴为x=− =1. 2a (2)在直角坐标系中标出P.F. 1 3 S= PF•OB= PF; 2 2 当x=m时,F点纵坐标为﹣m2+2m+3, 当x=m时,P点纵坐标为3﹣m, 3 ∴S=− (m2﹣3m)(0≤m≤3); 2 (3)设直线GN解析式为y=kx+t, ∵MN=GM,且M,N为y=﹣x2+2x+3,上的点, 3 ∴当x=a(0<a< )时,y=ka+t=﹣a2+2a+3, 2 −a2+2a+3−t 解得k= , a 3 当x=2a(0<a< )时,y=2ka+t=﹣4a2+4a+3, 2 −a2+2a+3−t 解得k= , a ∴当对于任意给定的一点G(0,t)(t>3),过点G的一条直线交抛物线于点M、N两点,如 图3.在抛物线上都能找到点M,使得GM=MN成立. 9.如图1(注:与图2完全相同),在直角坐标系中,抛物线经过点 A(1,0)、B(5,0)、C (0,4)三点.(1)求抛物线的解析式和对称轴; (2)P是抛物线对称轴上的一点,求满足PA+PC的值为最小的点P坐标(请在图1中探索); (3)在第四象限的抛物线上是否存在点E,使四边形OEBF是以OB为对角线且面积为12的平 行四边形?若存在,请求出点E坐标,若不存在请说明理由(请在图2中探索) 【解答】解:(1)将点A、B的坐标代入二次函数表达式得:y=a(x﹣1)(x﹣5)=a(x2﹣ 6x+5), 4 则5a=4,解得:a= , 5 4 4 24 抛物线的表达式为:y= (x2﹣6x+5)= x2− x+4, 5 5 5 函数的对称轴为:x=3, 16 顶点坐标为(3,− ); 5 (2)连接B、C交对称轴于点P,此时PA+PC的值为最小, {0=5k+b 将点B、C的坐标代入一次函数表达式:y=kx+b得: , b=4 { 4 k=− 解得: 5, b=44 直线BC的表达式为:y=− x+4, 5 8 当x=3时,y= , 5 8 故点P(3, ); 5 (3)存在,理由: 四边形OEBF是以OB为对角线且面积为12的平行四边形, 则S四边形OEBF =OB×|y E |=5×|y E |=12, 12 点E在第四象限,故:则y =− , E 5 将该坐标代入二次函数表达式得: 4 12 y= (x2﹣6x+5)=− , 5 5 解得:x=2或4, 12 12 故点E的坐标为(2,− )或(4,− ). 5 5 10.如图,二次函数y=(x﹣2)2+m的图象与y轴交于点C,点B是点C关于该二次函数图象的 对称轴对称的点.已知一次函数y=kx+b的图象经过该二次函数图象上点A(1,0)及点B. (1)求二次函数与一次函数的解析式; (2)根据图象,写出满足kx+b≥(x﹣2)2+m的x的取值范围. 【解答】解:(1)将点A(1,0)代入y=(x﹣2)2+m得(1﹣2)2+m=0,解得m=﹣1, 所以二次函数解析式为y=(x﹣2)2﹣1; 当x=0时,y=4﹣1=3, 所以C点坐标为(0,3), 由于C和B关于对称轴对称,而抛物线的对称轴为直线x=2, 所以B点坐标为(4,3),{ k+b=0 { k=1 将A(1,0)、B(4,3)代入y=kx+b得 ,解得 , 4k+b=3 b=−1 所以一次函数解析式为y=x﹣1; (2)当kx+b≥(x﹣2)2+m时,1≤x≤4. 11.如图,抛物线y=﹣x2+2x+3与x轴相交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴相交于点 C,顶点为D. (1)直接写出A、B、C三点的坐标和抛物线的对称轴; (2)连接BC,与抛物线的对称轴交于点E,点P为线段BC上的一个动点,过点P作PF∥DE 交抛物线于点F,设点P的横坐标为m; ①用含m的代数式表示线段PF的长,并求出当m为何值时,四边形PEDF为平行四边形? ②设△BCF的面积为S,求S与m的函数关系式. 【解答】解:(1)A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3). 抛物线的对称轴是:直线x=1. (2)①设直线BC的函数关系式为:y=kx+b. {3k+b=0 把B(3,0),C(0,3)分别代入得: b=3 {k=−1 解得: . b=3 所以直线BC的函数关系式为:y=﹣x+3. 当x=1时,y=﹣1+3=2, ∴E(1,2). 当x=m时,y=﹣m+3, ∴P(m,﹣m+3). 在y=﹣x2+2x+3中,当x=1时,y=4.∴D(1,4) 当x=m时,y=﹣m2+2m+3, ∴F(m,﹣m2+2m+3) ∴线段DE=4﹣2=2, 线段PF=﹣m2+2m+3﹣(﹣m+3)=﹣m2+3m ∵PF∥DE, ∴当PF=ED时,四边形PEDF为平行四边形. 由﹣m2+3m=2, 解得:m =2,m =1(不合题意,舍去). 1 2 因此,当m=2时,四边形PEDF为平行四边形. ②设直线PF与x轴交于点M,由B(3,0),O(0,0), 可得:OB=OM+MB=3. ∵S=S△BPF +S△CPF 1 1 1 1 即S= PF•BM+ PF•OM= PF•(BM+OM)= PF•OB. 2 2 2 2 1 3 9 ∴S= ×3(﹣m2+3m)=− m2+ m(0≤m≤3). 2 2 2 12.如图,已知抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于A(﹣1,0)、B(3,0)两点,与y轴交于点C, 连接BC. (1)求抛物线的解析式; (2)若点P为线段BC上的一动点(不与B、C重合),PM∥y轴,且PM交抛物线于点M, 交x轴于点N,当△BCM的面积最大时,求点P的坐标; (3)在(2)的条件下,当△BCM的面积最大时,点D是抛物线的对称轴上的动点,在抛物线 上是否存在点E,使得以A、P、D、E为顶点的四边形为平行四边形?若存在,请直接写出点 E的坐标;若不存在,请说明理由.{ a−b+3=0 【解答】解:(1)依题意得: , 9a+3b+3=0 {a=−1 解得: , b=2 抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3. {3k+b=0 (2)设直线BC的解析式为y=kx+b,则 , b=3 {k=−1 解得: ,直线BC的解析式为y=﹣x+3, b=3 设点P坐标为(t,﹣t+3),则M点坐标为(t,﹣t2+2t+3), ∴PM=﹣t2+2t+3+t﹣3=﹣t2+3t, 1 1 3 3 27 ∴S△BCM =S△PMC +S△PMB = 2 PM⋅OB= 2 (−t2+3t)×3=− 2 (t− 2 ) 2+ 8 , 3 3 3 ∴当t= 时,△BCM的面积最大.此时,点P的坐标为( , ). 2 2 2 (3)∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,∴对称轴为直线x=1, 当四边形APDE为平行四边形时, AP∥ED,AP=ED, 3 3 ∵A(﹣1,0),P( , ), 2 2 3 ∴x ﹣x =x ﹣x =﹣1− , A P E D 2 ∵x =1, D 3 ∴x =− , E 2 3 9 ∴E(− ,− ); 2 4 当四边形APED为平行四边形时,AP∥DE,AP=DE, 3 ∴x ﹣x =x ﹣x =﹣1− , A P D E 2 ∵x =1, D 7 ∴x = , E 2 7 9 ∴E( ,− ); 2 4 当四边形ADPE为平行四边形时, AE∥DP,AE=DP, 3 ∴x +x =x +x =﹣1+ , A P D E 2 ∵x =1, D 1 ∴x =− , E 2 1 7 ∴E(− , ); 2 4 3 9 存在点E使得以A、P、D、E为顶点的四边形为平行四边形,点E的坐标是(− ,− )或( 2 4 7 9 1 7 ,− )或(− , ). 2 4 2 4 13.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c的图象与x轴交于A(4,0),B两点,与y 轴交于点C(0,2),对称轴x=1,与x轴交于点H. (1)求抛物线的函数表达式; (2)直线y=kx+1(k≠0)与y轴交于点E,与抛物线交于点P,Q(点P在y轴左侧,点Q在 y轴右侧),连接CP,CQ,若△CPQ的面积为√5,求点P,Q的坐标; (3)在(2)的条件下,连接AC交PQ于G,在对称轴上是否存在一点K,连接GK,将线段GK绕点G顺时针旋转90°,使点K恰好落在抛物线上?若存在,请直接写出点K的坐标;若不 存在,请说明理由. 【解答】解:(1)对称轴x=1,则点B(﹣2,0), 1 则抛物线的表达式为:y=a(x+2)(x﹣4)=a(x2﹣2x﹣8),即﹣8a=2,解得:a=− . 4 1 1 故抛物线的表达式为:y=− x2+ x+2; 4 2 (2)设直线PQ交y轴于点E(0,1),点P、Q横坐标分别为m,n, 1 △CPQ的面积= ×CE×(n﹣m)=√5,即n﹣m=2√5, 2 1 1 联立抛物线与直线PQ的表达式得:− x2+ x+2=kx+1, 4 2 1 1 整理得:− x2+( −k)x+1=0⋯①, 4 2 m+n=2﹣4k,mn=﹣4, n﹣m=2√5=√(m+n) 2−4mn=√(2−4k) 2+16, 解得:k=0(舍去)或1; 将k=1代入①式并解得:x=−1±√5, 故点P、Q的坐标分别为:(−1+√5,√5、(−1−√5,−√5); (3)设点K(1,m), ∵A(4,0),C(0,2), 1 ∴AC的表达式为y=− x+2, 2 1 2 联立PQ和AC的表达式得x+1=− x+2,解得:x= , 2 3 2 5 故点G( , ), 3 3过点G作x轴的平行线交函数对称轴于点M,交过点R与y轴的平行线于点N, 则△KMG≌△GNR(AAS), 2 1 5 GM=1− = =NR,MK=| −m|, 3 3 3 4 4 故点R的纵坐标为: ,则点R(m﹣1, ) 3 3 √33 将该坐标代入抛物线表达式解得:x=1± , 3 √33 故m=2± , 3 √33 √33 故点K(1,2− ),(1,2+ ). 3 3 14.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c的图象与x轴交于A(2,0),B(﹣8,0)两点,与y轴交于 点C(0,﹣8). (1)求抛物线的解析式; (2)点F是直线BC下方抛物线上的一点,当△BCF的面积最大时,求出点F的坐标; (3)在(2)的条件下,是否存在这样的点Q(0,m),使得△BFQ为等腰三角形?如果有, 请直接写出点Q的坐标;如果没有,请说明理由.【解答】解:(1)将A(2,0),B(﹣8,0)C(0,﹣8)代入函数y=ax2+bx+c, { 4a+2b+c=0 得, 64a−8b+c=0, 0a+0b+c=−8 1 { a= 2 解得, , b=3 c=−8 1 ∴抛物线解析式为y= x2+3x﹣8; 2 (2)如图1中,作FN∥y轴交BC于N, 将B(﹣8,0)代入y=kx﹣8, 得,k=﹣1, ∴y =﹣x﹣8, BC 1 设F(m, m2+3m﹣8),则N(m,﹣m﹣8), 2 ∴S△FBC =S△FNB +S△FNC 1 = FN×8 2 =4FN 1 =4[(﹣m﹣8)﹣( m2+3m﹣8)] 2 =﹣2m2﹣16m =﹣2(m+4)2+32, ∴当m=﹣4时,△FBC的面积有最大值,此时F(﹣4,﹣12), ∴点F的坐标是F(﹣4,﹣12); (3)存在点Q(0,m),使得△BFQ为等腰三角形,理由如下: ①如图2﹣1,当BQ=BF时, 由题意可列,82+m2=(8﹣4)2+122, 解得,m =4√6,m =﹣4√6, 1 2 ∴Q (0,4√6),Q (0,﹣4√6); 1 2 ②如图2﹣2,当QB=QF时, 由题意可列,82+m2=(m+12)2+42, 解题,m=﹣4, ∴Q (0,﹣4); 3 ③如图2﹣3,当FB=FQ时, 由题意可列,(8﹣4)2+122=(m+12)2+42, 解得,m =0,m =﹣24, 1 2 ∴Q (0,0),Q (0,﹣24); 4 5 设直线BF的解析式为y=kx+b, 将B(﹣8,0),F(﹣4,﹣12)代入, { −8k+b=0 得 , −4k+b=−12 解得,k=﹣3,b=﹣24, ∴y =﹣3x﹣24, BF 当x=0时,y=﹣24, ∴点B,F,Q共线,故Q 舍去, 5 ∴点Q有坐标为(0,4√6)或(0,﹣4√6)或(0,﹣4)或(0,0).15.已知如图,在平面直角坐标系xOy中,点A、B、C分别为坐标轴上的三个点,且OA=1,OB =3,OC=4, (1)求经过A、B、C三点的抛物线的解析式; (2)在平面直角坐标系xOy中是否存在一点P,使得以点A、B、C、P为顶点的四边形为菱形? 若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由; 【解答】解:(1)设抛物线的解析式为y=ax2+bx+c, ∵A(1,0),B(0,3),C(﹣4,0), { a+b+c=0 ∴ c=3 16a−4b+c=0 3 9 解得:a=− ,b=− ,c=3, 4 4 3 9 ∴经过A、B、C三点的抛物线的解析式为y=− x2− x+3; 4 4 (2)在平面直角坐标系xOy中存在一点P,使得以点A、B、C、P为顶点的四边形为菱形,理 由如下:∵OB=3,OC=4,OA=1, ∴BC=AC=5, 当BP平行且等于AC时,四边形ACBP为菱形, ∴BP=AC=5,且点P到x轴的距离等于OB, ∴点P的坐标为(5,3), 当点P在第二、三象限时,以点A、B、C、P为顶点的四边形只能是平行四边形,不是菱形, 则当点P的坐标为(5,3)时,以点A、B、C、P为顶点的四边形为菱形.