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专题11 二次函数中的胡不归
1.如图1所示,直线 与x轴、y轴分别相交于点A,点B,点C(1,2)在经过点A,B
的二次函数 的图象上.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P为线段AB上(不与端点重合)的一动点,过点P作PQ∥y轴交抛物线于点Q,求
取得最大值时点P的坐标;
(3)如图2,连接BC并延长,交x轴于点D,E为第三象限抛物线上一点,连接DE,点G为x轴上
一点,且 ,直线CG与DE交于点F,点H在线段CF上,且∠CFD+∠ABH=45°,连接
BH交OA于点M,已知∠GDF=∠HBO,求点H的坐标.
【答案】(1)抛物线的解析式为:
(2) ,
(3)(-2,-1)
【分析】(1)先根据一次函数关系式,求出点A、B的坐标,把A、B、C三点的坐标代入
,求出a、b、c的值即可;
(2)过点P作PD⊥y轴于点D,根据已知条件证明 ,因此 ,设,则P点坐标为: ,用m表示出 ,得出当
时, 有最大值,即可求出点P的坐标;
(3)过点C作CK⊥x轴于点K,MN⊥AB于点N,根据已知条件说明 ,结合
∠CFD+∠ABH=45°,得出 ,根据∠GDF=∠HBO,得出 ,即可
得出BM平分∠ABO,从而可以证明MN=OM,设MN=OM=n,则AM=4-n,根据三角函数,列出关
于n的方程,解方程得出n的值,求出直线BM的解析式,根据CG、BM的关系式即可求出H的
坐标.
(1)
解:把 代入 得: ,
∴点B的坐标为:(0,3),
把 代入 得: ,解得: ,
∴点A的坐标为:(-4,0),
把A(-4,0),B(0,3),C(1,2)代入 得:
,解得: ,
∴抛物线的解析式为 .
(2)
过点P作PD⊥y轴于点D,如图所示:
∵点A(-4,0),B(0,3),
∴OA=4,OB=3,
∵∠AOB=90°,
∴ ,
,
∴ ,
∴ ,∴ ,
∴ ,
∴ ,
设点 ,则P点坐标为: ,
∴当 时, 有最大值,
此时点P的坐标为: ,
即 取得最大值时点P的坐标为 .
(3)
过点C作CK⊥x轴于点K,MN⊥AB于点N,如图所示:设BC的关系式为 ,把点B(0,3),C(1,2)代入得:
,解得: ,
∴BC的关系式为 ,
设CG的关系式为 ,把点C(1,2),G(-1,0)代入得:
,解得: ,
∴CG的关系式为 ,
把 代入 得: ,解得: ,
∴点D的坐标为:(3,0),
∴OD=3,
∴OB=OD,
∴ ,
,
∴ = ,
∵ ,
∴
, ,
,
∴ ,
∵ ,
∴ = ,
∴ ,
∴ ,
即 ,
∴ ,
∵∠CFD+∠ABH=45°,
∴ ,∵∠GDF=∠HBO,
∴ ,
∴BM平分∠ABO,
∵MN⊥AB,MO⊥BO,
∴MN=OM,
设MN=OM=n,则AM=4-n,
∵ ,
∴ ,
即 ,
解得: ,
∴点M的坐标为: ,
设直线BM的关系式为 ,把点B(0,3),M 代入得:
,解得: ,
∴直线BM的关系式为 ,
联立 ,解得: ,
∴点H的坐标为:(-2,-1).【点睛】本题主要考查了二次函数的综合应用,角平分线的性质,求二次函数解析式和一次函数
解析式,等腰直角三角形的性质,三角函数,作出辅助线,得出 是解决第
(2)小问的关键,证明BM为∠ABO的平分线是解决第(3)小问的关键.
2.如图1.抛物线 与 轴交于A、 两点.交 轴于点 ,点 ,连接
.
(1)求抛物线的解析式;
(2) 为抛物线上一点,点 为 轴上一点,点 在 轴上,求 的最小值;
(3)如图2.点 是抛物线上一点, 为第四象限抛物线上一点,延长 交 轴于点 ,连接
,点 ,直线 与 交于点 ,点 在线段 上,且 ,已知
,求点 的坐标.
【答案】(1)
(2)10
(3)(3,-1)
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)先求出点P的坐标为(-4, ),过点M作MH⊥BC于H,利用勾股定理求出 ,
根据 ,得到 ,则可以推出当P、Q、M、H四点
共线且PH⊥BC时, 有最小值,求出直线BC的解析式为,设点H的坐标为(m, ),则 ,
, ,得到
,由此求解即可;
(3)先求出点D的坐标为(-2,4),过点D作DN⊥x轴于N,则DN=4,NG=4,则∠DGN=45°,
从而一处∠BCF=∠FCO,得到CF是∠BOC的角平分线,设CF与x轴的交点为I,过点I作
IL⊥BC于L,则IO=IL,CL=CO=8,得到BL=2,设IO=IL=x,则BI=6-x,由 ,求得点
I的坐标为( ,0),再根据F是两条直线的交点求解即可.
(1)
解:∵.抛物线 与 轴交于A、 两点.交 轴于点 ,点 ,
∴ ,
∴ ,
∴抛物线解析式为
(2)
解:当 时, ,
∴点P的坐标为(-4, ),
过点M作MH⊥BC于H,
∵B(6,0),C(0,8),
∴OC=8,OB=6,
∴ ,∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴当P、Q、M、H四点共线且PH⊥BC时, 有最小值,
设直线BC的解析式为 ,
∴ ,
∴ ,
∴直线BC的解析式为 ,
设点H的坐标为(m, ),
∴ , , ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
解得 或 (舍去),
∴ ,
∴PH=10,
∴ 的最小值为10;(3)
解:当 时, ,
∴点D的坐标为(-2,4),
过点D作DN⊥x轴于N,则DN=4,NG=4,
∴∠DGN=45°,
∴∠BES+∠DSE=45°,
∵∠DSE+∠BCF=45°,
∴∠BES=∠BCF,
又∵∠BES=∠FCO,
∴∠BCF=∠FCO,
∴CF是∠BOC的角平分线,
设CF与x轴的交点为I,过点I作IL⊥BC于L,则IO=IL,
又∵CI=CI,
∴Rt△COI≌Rt△CLI(HL),
∴CL=CO=8,
∴BL=2,
设IO=IL=x,则BI=6-x,
∵ ,
∴ ,
解得 ,
∴点I的坐标为( ,0),设直线CF的解析式为 ,直线DG的解析式为 ,
∴ , ,
∴ , ,
∴直线CF的解析式为 ,直线DG的解析式为 ,
联立 ,
解得 ,
∴点F的坐标为(3,-1).
【点睛】本题主要考查了二次函数的综合,一次函数与几何综合,待定系数法求函数解析式,勾
股定理,两点距离公式,角平分线的性质等等,解直角三角形,熟知相关知识是解题的关键.
3.如图1,抛物线 ( )与 轴交于点 ,与 轴交于点 ,在线段
上有一动点 (不与 , 重合),过点 作 轴的垂线交直线 于点 ,交抛物线于点 .
(1)分别求出抛物线和直线 的函数表达式;
(2)连接 、 ,求 面积的最大值,并求出此时点 的坐标;
(3)如图2,点 ,将线段 绕点 逆时针旋转得到 ,旋转角为 ( ),
连接 , ,求 的最小值.【答案】(1)抛物线 ,直线 解析式为 ;(2) ;(3)
【分析】(1)用待定系数法即可求解;
(2)由S=S +S = ×PN×OA= × =- x2+6x,即可求解;
PNA PNB
△ △
(3)在y轴上取一点M使得0M′= ,构造相似三角形,可以证明AM'就是E'A+ E'B的最小值 .
【详解】解:(1)∵抛物线 ( )与 轴交于点 与 轴交于点 ,
则有 ,
解得 ,
∴抛物线 ,
令 ,得到 ,
解得: 或 ,
∴ , ,
设直线 解析式为 ,则 ,
解得 ,
∴直线 解析式为 ;
(2)如图1中,设 ,则点 ,
则设 面积为 ,
则 ,
∵ ,故 有最大值,当 时, 的最大值为6,此时 ;
(3)如图,在 轴上取一点 使得 ,连接 ,在 上取一点 使得
OE′=OE.
∵ , ,
∴ ,
∴ ,∵ ,
∴ ∽ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
此时 最小(两点间线段最短, , 、 共线时),
最小值 .
【点睛】本题属于二次函数综合题,考查相似三角形的判定和性质、待定系数法、最小值问题等
知识,解题的关键是构造相似三角形,找到线段AM'就是E'A+ E'B的最小值,属于中考压轴题.
4.如图,抛物线y=ax2-2ax+c与x轴分别交于点A、B(点B在点A的右侧),与y轴交于点C,连
接BC,点( , a-3)在抛物线上.
(1)求c的值;
(2)已知点D与C关于原点O对称,作射线BD交抛物线于点E,若BD=DE,①求抛物线所对
应的函数表达式 ;②过点B作BF⊥BC交抛物线的对称轴于点F,以点C为圆心,以 的长为半
径作⊙C,点T为⊙C上的一个动点,求 TB+TF的最小值.
【答案】(1) ;(2)①抛物线的解析式为 ;②【分析】(1)将 代入 中即可求得c的值;
(2)①根据题意,设点 ,则点 ,将两点坐标代入 中即可求得a
的值,进而即可求得函数解析式;
②根据题意,令y=0求出 ,再由 及勾股定理求得 ,接着由
得到 ,再根据当点F,T,G三点共线时, 的值最小,最小
值为线段 的长进而即可求得最小值.
【详解】解:(1)∵点 在抛物线上
;
(2)①如图,由题意,得点
点 与点 关于原点 对称
点
设点 ,则点
将 , 代入抛物线
得
解得
抛物线的解析式为 ;②∵抛物线
抛物线的对称轴为直线
令 ,则
解得 或
如图,设直线 与 轴的交点为 ,则
,
又
在 中, , ,由勾股定理得
在 上截取, ,取
,又
,即
点 为定点
当点F,T,G三点共线时, 的值最小,最小值为线段 的长
在 中, , ,由勾股定理得: .
【点睛】本题主要考查了二次函数及圆的几何综合,熟练掌握函数解析式的求解方法,三角形全
等及相似的性质与判定,几何最值问题的求解方法等相关内容是解决本题的关键.
5.如图,已知抛物线y=a(x+2)(x﹣4)(a为常数,且a>0)与x轴从左至右依次交于A,B
两点,与y轴交于点C,经过点B的直线y=﹣ x+ 抛物线的另一交点为D,且点D的横坐标
为﹣5.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)该二次函数图象上有一点P(x,y)使得S =S ,求点P的坐标;
BCD ABP
(3)设F为线段BD上一点(不含端点),连接△AF,求△2AF+DF的最小值.【答案】(1)y= x2﹣ x﹣ ;(2)( , )或( , );(3)
【分析】(1)求出点D的坐标,利用待定系数法求出a的值即可.
(2)如图1中,设直线BD交y轴于J,则J(0, ).连接CD,BC.由S =10 ,推出
PAB
△
×6×|y |=10,推出y = ,再利用待定系数法构建方程求出点P的坐标即可.
P P
(3)如图2中,过点D作DM平行于x轴,首先证明∠BDM=∠DBA=30°,过F作FJ⊥DM于J,
则有sin30°= ,推出HF= ,推出2AF+DF=2(AF+ )=2(AF+HF),当A、
F、H三点共线时,即AH⊥DM时,2AF+DF=2(AF+HF)取最小值.
【详解】解:(1)抛物线y=a(x+2)(x﹣4),令y=0,解得x=﹣2或x=4,
∴A(﹣2,0),B(4,0).
∵直线y= ,
当x=﹣5时,y=
∴D(﹣5, ),
∵点D(﹣5,3)在抛物线y=a(x+2)(x﹣4)上,
∴a(﹣5+2)(﹣5﹣4)= ,∴a= .
∴抛物线的函数表达式为:y= .
(2)如图1中,设直线BD交y轴于J,则J(0, ).连接CD,BC.
∵S =
BDC
△
∴S = ,
PAB
△
∴ ×6×|y |=
P
y = ,
P
当y= 时, ,
解得x= ,
∴P 或 ,
当
方程无解,∴满足条件的点P的坐标为 或 .
(3)如图2中,过点D作DM平行于x轴,作FH⊥DM于H,
∵D ,B(4,0),
∴tan∠DBA= ,
∴∠DBA=30°
∴∠BDM=∠DBA=30°,过F作FJ⊥DM于J,
则有sin30°= ,
∴ ,
∴2AF+DF=2(AF+ )=2(AF+HF),当A、F、H三点共线时,
即AH⊥DM时,2AF+DF=2(AF+HF)取最小值 .
【点睛】本题为二次函数综合题,运算量大,综合性强,(1)(2)步按照题目要求逐步解题即
可,第三步解题关键是要根据一次函数解析式得到∠DBA=30°.
6.如图,已知二次函数 的图象交 轴于 , 两点,交 轴于点 ,其中
.
(1)求点 的坐标,并用含 的式子表示 ;(2)连接 , ,当 为锐角时,求 的取值范围;
(3)若 为 轴上一个动点,连接 ,当点 的坐标为 时,直接写出
的最小值.
【答案】(1) 的坐标为 ; ;(2) ;(3)
【分析】(1)由函数解析式可知对称轴为直线 ,又因为A、B两点是抛物线与x轴的交点,
两点关于对称轴对称,可得点 的坐标为 ,将A点坐标代入函数解析式可得k的表达式.
(2)当 时, ,利用相似三角形的性质求得 ,由(1)得
,即 ,所以当 为锐角时 .
(3)在 中, ,可得 ,作 ,垂足为点 ,
则 , ,即 的最小值为点 到 的距离,求得AH
的值即可.
【详解】解:(1) 的图象的对称轴为直线 ,
又该函数图象过点 .
∴由对称性可知点 的坐标为 .
把 , 代入,得 ,故 .(2)当 时, ,
于是 ,
,即 ,如图1,
∴由(1)得 ,即 .
的取值范围为 .
(3) .
解:在 中, ,
.
作 ,垂足为点 ,则 ,
,
即 的最小值为点 到 的距离 ,如图2,
.【点睛】本题考查二次函数的图像和性质,解直角三角形和相似
三角形的判定和性质,综合性较强.
7.如图,抛物线y=ax2﹣2ax+c的图象经过点C(0,﹣2),顶点D的坐标为(1,﹣ ),与x
轴交于A、B两点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)连接AC,E为直线AC上一点,当△AOC∽△AEB时,求点E的坐标和 的值.
(3)点F (0,y)是y轴上一动点,当y为何值时, FC+BF的值最小.并求出这个最小值.
【答案】(1)y= x2﹣ x﹣2;(2)点E(﹣ ,﹣ ), = ;(3)﹣ , .
【分析】(1)将点C、D的坐标代入抛物线表达式,即可求解;
(2)当 AOC∽△AEB时, =( )2=( )2= ,求出yE=﹣ ,由 AOC∽△AEB
△ △
得: = = ,即可求解;
(3)如图2,连接BF,过点F作FG⊥AC于G,当折线段BFG与BE重合时,取得最小值,即可求解.
【详解】解:(1)由题可列方程组: ,
解得:
∴抛物线解析式为:y= x2﹣ x﹣2;
(2)∵抛物线y= x2﹣ x﹣2的图象与x轴交于A、B两点,
∴点A(﹣1,0),点B(3,0),
∴AO=1,BO=3,
∴∠AOC=90°,AC= ,AB=4,
设直线AC的解析式为:y=kx+b,
则 ,
解得: ,
∴直线AC的解析式为:y=﹣2x﹣2;
当 AOC∽△AEB时
△
∴ =( )2=( )2= ,∵S AOC=1,
△
∴S AEB= ,
△
∴ AB×|yE|= ,AB=4,则yE=﹣ ,
则点E(﹣ ,﹣ );
由 AOC∽△AEB得: = = ,
△
∴ = ;
(3)如图2,连接BF,过点F作FG⊥AC于G,
则FG=CFsin∠FCG= CF,
∴ CF+BF=GF+BF≥BE,
当折线段BFG与BE重合时,取得最小值,
由(2)可知∠ABE=∠ACO
∴BE=ABcos∠ABE=ABcos∠ACO=4× = ,
|y|=OBtan∠ABE=OBtan∠ACO=3× = ,
∴当y=﹣ 时,即点F(0,﹣ ), CF+BF有最小值为 .
【点睛】此题重点考查学生对抛物线的图象和性质的实际应用,掌握抛物线的图象性质和解析式的求解方法是解题的关键.
8.在平面直角坐标系中,抛物线 经过点A、B、C,已知A(-1,0),B(3,0),
C(0,-3).
(1)求此抛物线的函数表达式;
(2)若P为线段BC上一点,过点P作 轴的平行线,交抛物线于点D,当△BCD面积最大时,求
点P的坐标;
(3)若M(m,0)是 轴上一个动点,请求出CM+ MB的最小值以及此时点M的坐标.
【答案】(1) ;(2)P( , ),面积最大为 ;(3)CM+ MB最小值为
,M( ,0)
【分析】(1)利用待定系数法即可求得此抛物线的解析式;(2)由待定系数法即可求得直线BC
的解析式,设P(a,a-3),得出PD的长,列出S 的表达式,化简成顶点式,即可求解;
BDC
△
(3)取G点坐标为(0, ),过M点作MB′⊥BG,用B′M代替 BM,即可得出最小值的情况,
再将直线BG、直线B′C的解析式求出,求得M点坐标和∠CGB的度数,再根据∠CGB的度数利用
三角函数得出最小值B′C的值.
【详解】解:(1)∵抛物线 经过点A、B、C,A(-1,0),B(3,0),C(0,-
3),
代入表达式,解得a= 1,b=-2,c=-3,
∴故该抛物线解析式为: .(2)令 ,
∴x =-1,x =3,
1 2
即B(3,0),
设直线BC的解析式为y=kx+b′,将B、C代入得:k=,1,b′=-3,
∴直线BC的解析式为y=x-3,
设P(a,a-3),则D(a,a2-2a-3),
∴PD=(a-3)-(a2-2a-3)= -a2+3a
S =S +S
BDC PDC PDB
△ △ △
= PD×3
= ,
∴当a= 时,△BDC的面积最大,且为为 ,此时P( , );
(3)如图,取G点坐标为(0, ),连接BG,
过M点作MB′⊥BG,∴B′M= BM,
当C、M、B′在同一条直线上时,CM+ MB最小.
可求得直线BG解析式为: ,
∵B′C⊥BG
故直线B′C解析式为为 ,
令y=0,则x= ,
∴B′C与x轴交点为( ,0)
∵OG= ,OB=3,
∴∠CGB=60°,∴B′C= CGsin∠CGB= = ,
综上所述:CM+ MB最小值为 ,此时M( ,0).
【点睛】此题考查了待定系数法求函数的解析式、平行线的性质、二次函数的最值问题、判别式
的应用以及等腰直角三角形的性质等知识.此题综合性很强,难度较大,注意掌握数形结合思想、
分类讨论思想与方程思想的应用.