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专题 22.17 二次函数(全章知识梳理与考点分类讲解)
第一部分【知识点归纳】
【知识点1】二次函数有关概念
(1)定义:一般的,形如 (a、b、c是常数, )的函数叫做二次函数,自变量x的取值
范围为全体实数.
(2) 、bx、c分别称作二次函数的二次项、一次项和常数项, 、b分别称为二次项系数和一次项系数.
【知识点2】二次函数的解析式
(1)三类解析式
一般式: (a、b、c是常数, );
顶点式: ( ),二次函数的顶点坐标是(h,k);
交点式: ( ),其中x,x是图象与x轴交点的横坐标 .
1 2
(2)待定系数法求解析式
①巧设二次函数的解析式(给顶点设顶点式,给交点设交点式,其余情况设一般式);
②根据已知条件,得到关于待定系数的方程(组);
③解方程(组),求出待定系数的值,从而求出函数的解析式.
【知识点3】二次函数的图象与性质
开口 >0时,开口向上;a<0时,开口向下.
方向 a
b
对称轴 y轴 y轴 x=h x=h x=−
2a
( b 4ac−b2 )
(0,0) (0,k) (h,0) (h,k) − ,
2a 4a
顶点
与
4ac−b2
a>0时,顶点是最低点,此时y有最小值,最小值为0(或k或 4a );
最值
4ac−b2
a<0时,顶点是最高点,此时y有最大值,最大值为0(或k或 4a ).b b
− −
a>0 x<0(h或 2a)时,y随x的增大而减小;x>0(h或 2a)时,y随x的增大而增大。
增 即在对称轴的左边,y随x的增大而减小;在对称轴的右边,y随x的增大而增大。
减
b b
性 − −
x<0(h或 2a)时,y随x的增大而增大;x>0(h或 2a)时,y随x的增大而减小。
a<0
即在对称轴的左边,y随x的增大而增大;在对称轴的右边,y随x的增大而减小
。
1.图象是轴对称图形;
对
称 2. 抛物线上y值相等的两点,其中点必在对称轴上;
性
3. 抛物线上到对称轴距离相等的点,y值必定相等.
【知识点4】二次函数的图象与各项系数之间的关系
(1) 的正负决定开口方向: ,抛物线开口向上; ,抛物线开口向下.
的大小决定开口的大小: 越大,抛物线的开口越小; 越小,抛物线的开口越大.
(2) 、b的符号共同决定对称轴的位置
当 时, ,对称轴为y轴;当a、b同号时, ,对称轴在y轴左边;当a、b异号
时, ,对称轴在y轴右边.(简记为“左同右异”)
(3)c决定抛物线与 轴的交点的位置
当c>0时,抛物线与y轴的交点在正半轴上;当c=0时,抛物线经过原点;当c<0时,抛物线与
y轴的交点在负半轴上.
【知识点5】二次函数图象的变换
(1)图象的平移:任意抛物线y=a(x-h)2+k可以由抛物线y=ax2经过平移得到,在原有函数的基础上
“ 值正右移,负左移; 值正上移,负下移”.概括成八个字“左加右减,上加下减”.具体平移方法
如下:(2)图象的对称:化成顶点式,结合图像,求出对称后的顶点和开口方向,再写出对称后的解析式.
【知识点6】二次函数与一元二次方程
二次函数 ( )的图象与x轴交点的横坐标是一元二次方程 的
根.
(1)当b2-4ac>0时,抛物线与x轴有两个交点;(2)当b2-4ac=0时,抛物线与x轴有一个交点;
(3)当b2-4ac<0时,抛物线与x轴没有交点.
【知识点7】二次函数与不等式
(1)抛物线 在x轴上方图象上的点的纵坐标都为正,所对应的 x的所有值就是不等式
的解集;
(2)抛物线 在x轴下方图象上的点的纵坐标均为负,所对应的 x的所有值就是不等式
的解集.
【知识点8】二次函数的应用
(1)最大利润问题:求解最值时,一定要考虑顶点横坐标(对称轴)的取值是否在自变量的取值范围内.
(2)面积问题:篱笆问题,铅锤法求面积.
(3)类抛物线问题:拱桥、投桥、喷泉问题.
(4)与几何图形结合:与三角形、圆等几何图形结合,考查最大面积或最小距离等问题
第二部分【题型展示与方法点拨】【题型1】求二次函数的解析式
【例1】(23-24九年级上·云南保山·阶段练习)抛物线 经过 , , 三
点,求抛物线的解析式.
【答案】
【分析】本题主要考查了待定系数法求二次函数解析式,解题的关键在于能够熟练掌握待定系数法.把
三个点的坐标代入二次函数解析式,利用待定系数法求解即可.
解:将 , , 代入抛物线 中得:
,
解方程组得: ,
∴抛物线的解析式为: .
【变式1】(24-25九年级上·浙江·假期作业)已知二次函数的图象顶点是 ,且过点 ,求这
个二次函数的解析式.
【答案】
【分析】本题考查求二次函数的解析式,若已知抛物线的顶点、对称轴或极值,则设顶点式为
,.顶点坐标为 ,对称轴方程为 ,极值为当 时, 来求出相应的
数.
解:设二次函数解析式为 ,图象顶点是 ,
∴ ,
依题意得: ,
解得 ,∴ .
【变式2】(23-24九年级上·甘肃定西·期中)已知二次函数图象与 轴交于点 ,与 轴交点
是 ,求这个二次函数的解析式.
【答案】
【分析】本题考查了待定系数法求二次函数解析式,设二次函数解析式为 ,将点
代入,即可求解.
解:依题意,设二次函数解析式为 ,将点 代入,得
,
解得: ,
∴二次函数的解析式为: .
【题型2】二次函数的图象与性质
【例2】(22-23九年级上·天津宁河·期末)如图,在平面直角坐标系中,抛物线 的对称
轴是直线 ,与 轴相交于A,B两点(点A在点B的左侧),与 轴交于点 .
(1)求 的值及B,C两点坐标;
(2) 为第一象限内抛物线上的一个点,过点 作 轴于点 ,交 于点 .当线段 的长取
最大值时,求点 的坐标;
【答案】(1) , , (2)
【分析】(1)根据该抛物线的对称轴是直线 ,结合对称轴的公式即可求出b的值,从而得出抛物线
解析式,进而即可求出B,C两点坐标;(2)先利用待定系数法可求出直线 的解析式为 .设 ,则
,则可求出 .再根据 为第一象限内抛物线上的一个点,
即得出 ,从而可求出当 时, 有最大值,进而得出 .
解:(1)∵对称轴 ,
得 ,
∴抛物线的解析式为: .
当 时, ,
解得 , ,
∴ .
当 时, ,
∴ .
(2)解:设直线 的表达式为 ,
则 ,
解得 ,
∴直线 的表达式为 .
设 ,则 ,
则
.∵ 为第一象限内抛物线上的一个点,
∴ ,
∴当 时, 的值最大,最大值为3,
此时 ,
∴ .
【点拨】本题考查二次函数的图像和性质,二次函数与坐标轴的交点,二次函数与一次函数的综合.利
用数形结合的思想是解题关键.
【变式1】(22-23九年级上·广东湛江·期中)关于二次函数 ,下列说法正确的是( )
A.函数图象的开口向下 B.函数图象的顶点坐标是
C.该函数的最大值是5 D.当 时,y随x的增大而增大
【答案】D
【分析】本题考查了二次函数的图象和性质.通过分析二次函数顶点式判断函数图象开口方向、顶点坐
标、最值以及增减性即可求解.
解: 中,
的系数为1, ,函数图象开口向上,选项A说法错误,不符合题意;
函数图象的顶点坐标是 ,选项B说法错误,不符合题意;
函数图象开口向上,有最小值为5,选项C说法错误,不符合题意错误;
函数图象的对称轴为 , 时y随x的增大而减小; 时,y随x的增大而增大,选项D说法正
确,符合题意.
故选:D.
【变式2】(2024·山东临沂·模拟预测)已知二次函数 的对称轴是直线 ,点
、 在这个二次函数的图象上,若 ,则t的取值范围是 .
【答案】
【分析】本题考查了二次函数图象上点的坐标特征、二次函数的性质,熟知二次函数图象上点的坐标一
定满足该函数解析式是解本题的关键.依据题意,将点 、 代入二次函数解析式中得 , ,进而可得
,解得 ,以此即可求解.
解: 点 、 在这个二次函数 的图象上,
, ,
,
整理得: ,
, 抛物线的对称轴是直线 ,
, 故答案为: .
【题型3】二次函数的图形变换(平移、折叠、旋转)
【例3】(22-23九年级下·江西抚州·阶段练习)在平面直角坐标系中,将抛物线 先绕原点
旋转 ,再向下平移5个单位,求所得到的抛物线的顶点坐标.
【答案】
【分析】先将抛物线表达式化为顶点式,求出顶点坐标,再根据关于原点对称点的坐标特征得出绕原点
旋转 后的顶点坐标,最后根据平移的规律即可求解.
解:∵ ,
∴该抛物线的顶点坐标为 ,
∴绕原点旋转 后的抛物线顶点坐标为 ,
∴向下平移5个单位后的顶点坐标为 .
【点拨】本题主要考查了求二次函数顶点坐标,关于原点对称的点的坐标特征,点的平移规律,解题的
关键是掌握将二次函数一般式化为顶点式的方法,以及关于原点对称的点横坐标和纵坐标都互为相反数.【变式1】(23-24九年级上·四川自贡·阶段练习)若将抛物线 平移后得到抛物线 ,
下列平移方法正确的是( )
A.向左平移 个单位,再向上平移 个单位 B.向左平移 个单位,再向下平移 个单位
C.向右平移 个单位,再向上平移 个单位 D.向右平移 个单位,再向下平移 个单位
【答案】B
【分析】本题考查了二次函数的图象与几何变换,先把 配成顶点式 ,然后根据“上加下减,
左加右减”的规律进行解答即可,熟知函数图象平移的规律是解题的关键.
解:由抛物线
根据“上加下减,左加右减”规律要得到抛物线 ,
则 即 由抛物线 向左平移 个单位,再向下平移 个单位,
故答案为: .
【变式2】(2023·广东河源·一模)抛物线 的图象先向左平移3个单位,再向上平移4个单
位,再把抛物线绕顶点旋转180°,得到的新图象的解析式为 .
【答案】
【分析】易得抛物线 的顶点坐标,进而可得到平移后的新坐标,也就得到了平移后的抛物线
的解析式,绕抛物线顶点旋转180°得到新抛物线的解析式的二次项系数互为相反数,顶点坐标不变,即
可解答.
解:
所以原抛物线的顶点为 ,向左平移3个单位,再向上平移4个单位,那么新抛物线的顶点为
;
可设新抛物线的解析式为 ,
代入得: ,
把抛物线绕顶点旋转180°,可得新抛物线的解析式的二次项的系数为 ,顶点不变,
所以,所求的抛物线解析式为: ,
故答案为: .
【题型4】二次函数的图像与各项系数之间的关系
【例4】(22-23九年级上·安徽蚌埠·阶段练习)已知抛物线 的图象如图所示.
(1)判断 、 、 及 的符号;
(2)求 的值;
(3)给出下列结论:① ;② ;③ ,其中正确的有 .(填序号)
【答案】(1) , , , ; (2) ;(3)①③
【分析】(1)根据二次函数图象与系数的关系求解,即可得到答案;
(2)由函数的图象可知,当 时, ,代入即可得到答案;
(3)根据二次函数的图象和性质以及不等式的性质求解,即可得到答案.
解:(1)解: 抛物线开口向上,
,
对称轴在y轴右侧,
、 异号,
,
抛物线与y轴负半轴相交,
,
当 时, ,
;(2)解:由函数的图象可知,当 时, ,
;
(3)解:由(1)可知, ,
,
,①结论正确;
,
,
,
,
,
,②结论错误;
当 时, ,
当 时, ,
,
,
,③结论正确;
故答案为:①③.
【点拨】本题考查了二次函数的图象和性质,利用数形结合的思想,熟练掌握二次函数图象与系数的关
系是解题关键.
【变式1】(22-23九年级上·广东湛江·期末)如图是二次函数 (a,b,c是常数, )
图像的一部分,与x轴的交点A在点 和 之间,对称轴是直线 .对于下列说法:① ;
② ;③ ;④ (m为实数);⑤当 时, ,其中正确的是
( )A.①②④ B.①② C.②③④ D.③④⑤
【答案】A
【分析】本题考查二次函数图像与性质,解题关键是掌握抛物线的对称性,结合图像和解析式列方程与
不等式.①由抛物线对称轴的位置可得结论;②由抛物线对称轴 可得结论;③结合②得到的结论即
可判断;④根据在对称轴处取得最值判断即可;⑤根据图像与x轴的交点得到结论即可.
解:① 对称轴在y轴右侧,
异号,
,故正确;
② 对称轴 ,
,
,故正确;
③ ,
,故错误;
④根据图象知,当 时; 有最大值,
当 为实数时,有 ,
(m为实数),故正确;
⑤如图,抛物线与x轴的交点A在点 和 之间,
故无法确定 时,x的取值范围,故错误;
故选:A.【变式2】(2024·内蒙古通辽·模拟预测)二次函数 ( )的图象如图所示,则下列说
法:
① ;
② ;
③ ;
④ 当 时, ;
⑤ .
其中正确的有 .(填序号)
【答案】②③④
【分析】根据顶点坐标,数形结合思想,抛物线的性质计算判断即可.
本题考查了抛物线的性质,抛物线与不等式的关系,熟练掌握性质是解题的关键.
解:∵抛物线开口向下,
∴ ;
∵对称轴在原点的右边, ,
∴ , ,
∴ ,
∴②正确;
∵抛物线与y轴交点位于y轴正半轴上,∴ ,
∴ ;
故①错误;
根据函数图象,得 ;
故③正确;
∵抛物线 的对称轴为直线 ,
∴ ,
∴抛物线与x轴的另一个交点为 ,
∴当 时, ;
故④正确;
∵ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴⑤错误;
故答案为:②③④.
【题型5】二次函数与一元二次方程
【例5】(23-24九年级上·浙江绍兴·期中)已知二次函数 ,设其图象与x轴的交点分别
是A、B(点A在点B的左边),与y轴的交点是C,求:
(1) 、B、C三点的坐标;
(2)设抛物线的顶点为D,求 的面积.
【答案】(1) , , (2)6
【分析】本题主要考查了抛物线与x轴的交点,二次函数与面积综合,一次函数解析式.熟练掌握抛物线
与x轴的交点,二次函数与面积综合,一次函数解析式是解题的关键.(1)令 ,则 ,计算求解可得 、B点的坐标;令 ,则 ,可得C点的坐标;
∴ ;
(2)由 ,可得 ,记对称轴与 相交于点M,如图,待定系数法求
直线 的解析式为 ,当 , ,即 ,根据 ,
计算求解即可.
解:(1)解:令 ,则 ,
解得 , ,
∴ , ,
令 ,则 ,
∴ ;
(2)解:∵ ,
∴ ,
记对称轴与 相交于点M,如图,
设直线 的解析式为 ,
则 ,
解得 ,
∴直线 的解析式为 ,当 , ,
∴ ,
∴ ,
∴ 的面积为6.
【变式1】(2024·河南周口·模拟预测)在同一平面直角坐标系中,直线 和抛物线
,如图所示, , 是方程 的两个根,且 ,则函数
的坐标系中的图象大致为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了一次函数、二次函数图象与系数的关系,一次函数、二次函数图象交点与一元二次
方程根的关系等知识点,通过图象交点的横坐标确定 , 的正负是解题的关键.
根据方程 的两个根 和 ,即转化为 与 函数图象交点
问题,通过图象交点可得 ,即可确定函数 在坐标系中的大致图象.
解: , 是方程 的两个根,
与 函数图象两交点横坐标为 , ,由图象可得: ,
, ,
故函数 在坐标系中的图象经过第二、三、四象限,
故选:B.
【变式2】(2024·辽宁·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线 与 与相交于点
, ,点 的坐标为 ,若点 在抛物线上,则 的长为 .
【答案】
【分析】本题主要考查了待定系数求二次函数的解析式,二次函数的性质,熟练求解二次函数的解析式
是解题的关键.先利用待定系数法求得抛物线 ,再令 ,得 ,解得
或 ,从而即可得解.
解:把点 ,点 代入抛物线 得,
,
解得 ,
∴抛物线 ,
令 ,得 ,
解得 或 ,
∴ ,∴ ;
故答案为: .
【题型6】二次函数与不等式
【例6】(23-24九年级上·北京石景山·期中)在平面直角坐标系 中,直线 与抛物线
的相交于点 和点 (点 的横坐标小于点 的横坐标)
(1)求交点 和点 的坐标;
(2)求当 时, 的最大值;
(3)直接写出 的解集.
【答案】(1) , (2)9 (3)
【分析】本题主要靠除了你一次函数与二次函数综合:
(1)联立两函数解析式,求出对应的x、y的值即可得到答案;
(2)根据二次函数的性质求解即可;
(3)找到一次函数图象在二次函数图象上方时自变量的取值范围即可.
解:(1)解:联立 ,解得 或 ,
∵点 的横坐标小于点 的横坐标,
∴ , ;
(2)解:∵ ,
∴抛物线的对称轴为y轴,且开口向上,
∴离对称轴越远函数值越大,
∵ ,
∴当 时,且 时, 有最大值,最大值为 ;(3)解:由函数图象可知,当 时, .
【变式1】(2024·四川泸州·一模)设二次函数 ,当 时,总有 ,当 时,
总有 ,那么c的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查了二次函数与不等式之间的关系,根据题意可知当 时, ,据此可得
,再由当 时, ,得到 ,解之即可得到答案.
解:∵二次函数 ,当 时,总有 ,当 时,总有 ,
∴当 时, ,
∴ ,
∴ ,
∵当 时,总有 ,
∴当 时, ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
故选;B.
【变式2】(22-23九年级上·广东湛江·期末)如图,二次函数 的图像与x轴的右交点为,对称轴是直线 ,当 时,x的取值范围是 .
【答案】 /
【分析】本题考查抛物线和x轴的交点,涉及到二次函数的图象和性质、不等式的性质,由对称轴时直线
得 ,与x轴右交点为 ,代入抛物线得 ,把 , ,代入抛物线得
,运用不等式的性质得到 ,根据 的图象和性质可得结果.
解:∵ 的对称轴是直线 ,
∴ ,
则 ,
∴ ,
∵与x轴右交点为 ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ (两边同除以a,不等号方向改变),∵ , ,开口向上,
当 时,
,
∴ ,
即 与x交点为 ,函数图象如图,
∴当 时, ,
故答案为: .
【题型7】实际问题与二次函数
【例7】(2024·广西南宁·模拟预测)某县贡桔成本为10元/斤,售价不低于15元/斤,不高于30元/斤.
(1)每日贡桔销售量y(斤)与售价x(元/斤)之间的函数关系如图所示,求y与x之间的函数关系式;
(2)若每天销售利润率不低于 ,且不高于 ,求每日销售的最大利润.
【答案】(1) (2)每日销售的最大利润为1408元
【分析】本题考查了一次函数及二次函数的应用,利用函数解决实际问题时,要注意自变量的取值范围,
这也是解决实际问题的难点和关键.(1)由图象可知函数为一次函数,设函数关系式为 ,把 和 代入即可求出结果;
(2)由每天销售利润率不低于 ,且不高于 可求出 的取值范围,设每日销售利润为 元,利用
二次函数模型即可求出最大利润.
解:(1)由图象可知函数为一次函数,设函数关系式为 ,
由题意得:当 时, ;当 时, ;
,
解得: , .
,
答: 与 之间的函数关系式为 ;
(2)解:由题意得: ,
解得: ,
设每日销售利润为 元,
,
,
开口向下,
对称轴为直线 , ,
随 的增大而增大,
当 时,利润最大为 (元 ,
答:每日销售的最大利润为1408元;
【变式1】(2024·山西晋中·一模)如图是蔬菜塑料大棚及其正面的示意图.示意图中曲线 可近
似看作一条抛物线,四边形 为矩形且支架 , , , 均垂直于地面 .已知
米, 米,以 所在的直线为x轴,线段 的垂直平分线为y轴,建立平面直角坐标系 (规
定一个单位长度代表1米),若点M的坐标为 ,则抛物线的表达式为( )A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了二次函数的应用,运用待定系数法求二次函数的解析式的运用,由函数值求自变量
的值的运用,解答时求出二次函数的解析式是关键.根据抛物线在坐标系中的特殊位置,设抛物线解析
式为 ,然后代入 , 求解即可.
解:∵ 米, 米,
∴ 米, 米,
∴
∴设抛物线解析式为
∴将 , 代入得
解得
∴ .
故选:A.
【变式2】(2024·浙江宁波·模拟预测)某农场拟建一个矩形养殖场,该矩形养殖场一面靠墙(墙的长
度为 ,不超出墙),另外三面用栅栏围成,中间再用栅栏把它分成两个面积为 的矩形.已知栅栏的总长度为 ,设较小矩形的宽为 ,则矩形养殖场总面积的最大值为 .
【答案】 /
【分析】本题考查二次函数的应用,解题的关键是读懂题意,列出函数关系式.设 ,则
, ,设矩形养殖场的总面积是 ,根据题意得: ,由二次
函数性质求最值即可.
解:如图,
设 ,
∵分成两个面积为 的矩形,
∴ , ,
设矩形养殖场的总面积是 ,
墙的长度为 ,
,
根据题意得: ,
,
当 时, 取最大值,最大值为 .
故答案为: .第三部分【中考链接与拓展延伸】
1、直通中考
【例1】(2024·贵州·中考真题)某超市购入一批进价为10元/盒的糖果进行销售,经市场调查发现:销
售单价不低于进价时,日销售量y(盒)与销售单价x(元)是一次函数关系,下表是y与x的几组对应
值.
销售单价x/元 … 12 14 16 18 20 …
销售量y/盒 … 56 52 48 44 40 …
(1)求y与x的函数表达式;
(2)糖果销售单价定为多少元时,所获日销售利润最大,最大利润是多少?
(3)若超市决定每销售一盒糖果向儿童福利院赠送一件价值为m元的礼品,赠送礼品后,为确保该种糖果
日销售获得的最大利润为392元,求m的值.
【答案】(1) (2)糖果销售单价定为25元时,所获日销售利润最大,最大利润是450元 (3)2
【分析】本题考查了二次函数的应用,解题的关键是:
(1)利用待定系数法求解即可;
(2)设日销售利润为w元,根据利润=单件利润×销售量求出w关于x的函数表达式,然后利用二次函数
的性质求解即可;
(3)设日销售利润为w元,根据利润=单件利润×销售量-m×销售量求出w关于x的函数表达式,然后利
用二次函数的性质求解即可.
解(1)解∶设y与x的函数表达式为 ,
把 , ; , 代入,得 ,
解得 ,
∴y与x的函数表达式为 ;
(2)解:设日销售利润为w元,
根据题意,得,
∴当 时, 有最大值为450,
∴糖果销售单价定为25元时,所获日销售利润最大,最大利润是450元;
(3)解:设日销售利润为w元,
根据题意,得
,
∴当 时, 有最大值为 ,
∵糖果日销售获得的最大利润为392元,
∴ ,
化简得
解得 ,
当 时, ,
则每盒的利润为: ,舍去,
∴m的值为2.
【例2】(2024·湖南·中考真题)已知二次函数 的图像经过点 ,点 ,
是此二次函数的图像上的两个动点.
(1)求此二次函数的表达式;
(2)如图1,此二次函数的图像与x轴的正半轴交于点B,点P在直线 的上方,过点P作 轴于点C,交AB于点D,连接 .若 ,求证 的值为定值;
(3)如图2,点P在第二象限, ,若点M在直线 上,且横坐标为 ,过点M作 轴于
点N,求线段 长度的最大值.
【答案】(1) (2)为定值3,证明见解析 (3)
【分析】(1)用待定系数法求解即可;
(2)先求出直线 的解析式, ,则 , ,表示出
, ,代入 即可求解;
(3)设 ,则 ,求出直线 的解析式,把 代入即可求出线段
长度的最大值.
解:(1)∵二次函数 的图像经过点 ,
∴ ,
∴ ,
∴ ;
(2)当 时, ,∴ ,
∴ ,
设直线 的解析式为 ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
设 ,则 , ,
∴ , .
∴ ,
∴ 的值为定值;
(3)设 ,则 ,
设直线 的解析式为 ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
当 时,
,∴当 时,线段 长度的最大值 .
【点拨】本题考查了待定系数法求函数解析式,二次函数与几何综合,数形结合是解答本题的关键.
2、拓展延伸
【例1】(2024·海南海口·模拟预测)如图,已知拋物线 与x轴交于点 ,B,与y
轴交于点 ,P点是抛物线上一动点.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)如图1,P点是直线 上方抛物线上一点,当点P到直线 的距离为最大时,求此时P点坐标;
(3)如图2,点K是抛物线对称轴直线上一动点,点M,N在直线左侧的抛物线上,点N在M的左侧,若
为等腰直角三角形, ,设点M,N的横坐标分别为m,n,探究 的值是否为定
值,若是,求 的值;若不是,请说明理由;
(4)点P是y轴左侧抛物线上一点(不与点A重合),过点P作 轴,垂足为点D,直线 与直线
交于点E,当点E关于直线 的对称点 落在y轴上时,求点P的坐标.
【答案】(1) (2) (3) 的值是定值,定值为1 (4) 或
【分析】(1)利用待定系数法解答,即可求解;
(2)连接 ,过点P作 轴交 于点S,过P作 于点T,求出直线 的解析式为
,设点P的坐标为 ,则点S的坐标为 ,可得 ,再由,可得 ,即可求解;
(3)根据题意可得点 , ,设直线l交x轴于点Q,分别过点M,N
作 , ,垂足分别为H,G,则 ,证明 ,可得
,再由 ,即可求解;
(4)分两种情况讨论:当点P在第二象限时;当点P在第三象限时,即可求解.
(1)解:把 , 代入拋物线 得:
,解得: ,
∴抛物线的解析式为 ;
(2)解:如图,连接 ,过点P作 轴交 于点S,过P作 于点T,
设直线 的解析式为 ,把点 , 代入得:
,解得: ,
∴直线 的解析式为 ,
设点P的坐标为 ,则点S的坐标为 ,
∴ ,
∵点 , ,∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴当 时, 得值最小,即点P到 得距离最小,
此时点P的坐标为 ;
(3)解:∵抛物线的解析式为
∴对称轴为直线 ,
∴点 , ,
如图,设直线l交x轴于点Q,分别过点M,N作 , ,垂足分别为H,G,则
,
∴ ,
∵ 为等腰直角三角形, ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴
∵ ,∴ ,
∴ ,
∴ ,
即 的值是定值,定值为1;
(4)解:当点P在第二象限时,如图,
设点P的坐标为 ,则点D的坐标为 ,
由(2)得:直线 的解析式为 ,
∴点E的坐标为 ,
∵ 轴,
∴ 轴,
∴ ,
∵点E关于直线 的对称点 落在y轴上,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
解得: 或0(舍去),
∴点P的坐标为 ;
当点P在第三象限时,如图,同理 ,
∴ ,
解得: 或0(舍去),
∴点P的坐标为 ;
综上所述,点P的坐标为 或 .
【点拨】本题考查二次函数与几何综合,涉及待定系数法求二次函数解析式,一次函数,两点间距离公
式,轴对称的性质,全等三角形的判定和性质等,熟练运用数形结合及分类讨论思想是解题的关键.
【例2】(2024·重庆·模拟预测)如图,抛物线 交x轴于 两点,交y轴于
点C,抛物线对称轴交直线 于点D,P为x轴下方抛物线上一点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)当点P在直线 下方的抛物线上时,连接 ,求 面积的最大值及此时点P的坐标;
(3)直线 分别交对称轴于点M,N,当点M,N均在点D的下方时, 是否为定值?若是,
请求出该定值;若不是,请说明理由.【答案】(1) (2) , (3) 是定值,为
【分析】(1)待定系数法求出函数解析式即可;
(2)求出 的解析式,将直线 向下平移,直至平移后的直线与抛物线只有一个交点时,此时
的面积最大,求出 点坐标,再利用分割法求出此时 的面积即可;
(3)设 ,分别求出直线 的解析式,进而求出点M,N的坐标,进而求出
的值即可.
(1)解:∵抛物线 交x轴于 两点,
∴ ,解得: ,
∴ ;
(2)∵ ,
∴对称轴为直线: ,当 时, ,
∴ ,
设直线 的解析式为 ,把 代入,得: ,
∴ ,
∴当 时, ,
∴ ,将直线 向下平移,直至平移后的直线与抛物线只有一个交点时,此时 的面积最大,
设平移后的直线的解析式为: ,
令 ,
整理,得: ,
则: ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴当 时, ,
∴当 点坐标为 时, 的面积最大,
过点 作 轴交 于点E,则: ,
∴ ,
∴ 的面积的最大值为: .
(3)是定值:
设 ,设直线 的解析式为: ,
则: ,解得: ,∴ ,
当 时, ,
∴ ,
同法可得,直线 的解析式为: ,
当 时, ,
∴ ,
∵ ,且 均在点 的下方,
∴ , ,
∴ ;
∴ 是定值,为 .
【点拨】本题考查二次函数的综合应用,涉及待定系数法求函数解析式,一次函数的平移,分割法求面
积,两点间的距离公式等知识点,熟练掌握相关知识点,利用数形结合的思想,进行求解,是解题的关
键.