文档内容
专题 17 多函数综合问题
多函数综合题是指一次函数、反比例函数与二次函数的综合,考查形式多样,包括存在性问题、面积问
题、线段和差的最值问题以及角度的问题。在解决此类问题,首先掌握各函数的图像与性质是解决问题的
前提。
(2022·贵州黔西·统考中考真题)如图,在平面直角坐标系中,经过点 的直线AB与y轴交于点
.经过原点O的抛物线 交直线AB于点A,C,抛物线的顶点为D.
(1)求抛物线 的表达式;
(2)M是线段AB上一点,N是抛物线上一点,当 轴且 时,求点M的坐标;
(3)P是抛物线上一动点,Q是平面直角坐标系内一点.是否存在以点A,C,P,Q为顶点的四边形是矩形?
若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.(1)利用待定系数法求出抛物线的解析式;
(2)求出直线AB的表达式为 ,设 , ,分当M在N点上方时,
.和当M在N点下方时, ,
即可求出M的坐标;
(3)画出图形,分AC是四边形的边和AC是四边形的对角线,进行讨论,利用勾股定理、相似三角形的
判定与性质、函数图像的交点、平移等知识点进行解答即可得出答案.
【答案】(1)
(2) 或 或
(3)存在, 或 或 或
【详解】(1)解:∵抛物线 过点 ,
∴ ,解得 ,
∴抛物线的表达式为 .
(2)设直线AB的解析式为: ,
∵直线AB经过 , ,
∴ ,
∴ ,∴直线AB的表达式为 .
∵ 轴,可设 , ,其中 .
当M在N点上方时, .
解得 , (舍去).
∴ .
当M在N点下方时, .
解得 , .
∴ , .
综上所述,满足条件的点M的坐标有三个 , , .
(3)存在.满足条件的点Q的坐标有4个. , , , .
理由如下:
①如图,若AC是四边形的边.当 时,
∴拋物线的对称轴与直线AB相交于点 .
过点C,A分别作直线AB的垂线交抛物线于点 , ,
∵ , ,
∴ , , .
∵ ,
∴ .
∴ .
∴点 与点D重合.
当 时,四边形 是矩形.
∵ 向右平移1个单位,向上平移1个单位得到 .
∴ 向右平移1个单位,向上平移1个单位得到 .
此时直线 的解析式为 .∵直线 与 平行且过点 ,
∴直线 的解析式为 .
∵点 是直线 与拋物线 的交点,
∴ .
解得 , (舍去).
∴ .当 时,四边形 是矩形.
∵ 向左平移3个单位,向上平移3个单位得到 .
∴ 向左平移3个单位,向上平移3个单位得到 .
②如图,若AC是四边形的对角线,
当 时.过点 作 轴,垂足为H,过点C作 ,垂足为K.
可得 , .
∴ .
∴ .
∴ .
∵点P不与点A,C重合,∴ 和 .
∴ .
∴ .
∴如图,满足条件的点P有两个.即 , .
当 时,四边形 是矩形.
∵ 向左平移 个单位,向下平移 个单位得到 .
∴ 向左平移 个单位,向下平移 个单位得到 .
当 时,四边形 是矩形.
∵ 向右平移 个单位,向上平移 个单位得到 .
∴ 向右平移 个单位,向上平移 个单位得到 .
综上,满足条件的点Q的坐标为 或 或 或 .本题主要考查的是二次函数的综合应用,本题主要涉及了待定系数法求函数的解析式、勾股定理,矩形的
性质,相似三角形的判定与性质,点的平移等知识,根据题意画出符合条件的图形、进行分类讨论是解题
的关键.
(2022·山西·中考真题)综合与探究
如图,二次函数 的图象与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,
点P是第一象限内二次函数图象上的一个动点,设点P的横坐标为m.过点P作直线 轴于点D,作
直线BC交PD于点E
(1)求A,B,C三点的坐标,并直接写出直线BC的函数表达式;
(2)当 是以PE为底边的等腰三角形时,求点P的坐标;
(3)连接AC,过点P作直线 ,交y轴于点F,连接DF.试探究:在点P运动的过程中,是否存在
点P,使得 ,若存在,请直接写出m的值;若不存在,请说明理由.
(1)令 中y和x分别为0,即可求出A,B,C三点的坐标,利用待定系数法求直线BC
的函数表达式;
(2)过点C作 于点G,易证四边形CODG是矩形,推出 , ,
,再证明 ,推出 ,由等腰三角形三线合一的性质可以得出
, 则 ,由P点在抛物线上可得 ,联立解出
m,代入二次函数解析式即可求出点P的坐标;(3)分点F在y轴的负半轴上和点F在y轴的正半轴上两种情况,画出大致图形,当 时,
,由(2)知 ,用含m的代数式分别表示出OF,列等式计算即可.
【答案】(1) ,点C的坐标为 ;
(2)
(3)存在;m的值为4或
【详解】(1)解:由 得,
当 时, ,
∴点C的坐标为 .
当 时, ,
解得 .
∵点A在点B的左侧,
∴点A,B的坐标分别为 .
设直线BC的函数表达式为 ,
将 , 代入得 ,
解得 ,
∴直线BC的函数表达式为 ﹒
(2)解:∵点P在第一象限抛物线上,横坐标为m,且 轴于点D,
∴点P的坐标为 , ,∴ .
∵点B的坐标为 ,点C的坐标为 ,
∴ , .
过点C作 于点G,则 .
∵ ,
∴四边形CODG是矩形,
∴ , , .
∴ .
∵ ,
∴ .
∴ ,即 ,
∴ .
在 中,
∵ ,
∴ .
∴ ,
∴
解得 (舍去),
∴ .
当 时, ﹒
∴点P的坐标为 .(3)解:存在;m的值为4或 .
分两种情况,①当点F在y轴的负半轴上时,如下图所示,过点P作直线 轴于点H,
∵过点P作直线 ,交y轴于点F,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,即 ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
由(2)知, .
根据勾股定理,在 中, ,
在 中, ,
当 时, ,∵ ,
∴ ,
∴ ,
解得 或 ,
∵点P是第一象限内二次函数图象上的一个动点,
∴ ;
②当点F在y轴的正半轴上时,如下图所示,
同理可得, , , , ,
∴
∴ ,
解得 或 ,
∵点P是第一象限内二次函数图象上的一个动点,
∴ ;
综上,m的值为4或
本题属于二次函数综合题,考查了二次函数、一次函数、等腰三角形、矩形、勾股定理、相似三角形等知
识点,第三问难度较大,需要分情况讨论,画出大致图形,用含m的代数式表示出OF是解题的关键.(2022·四川成都·统考中考真题)如图,在平面直角坐标系 中,一次函数 的图象与反比例
函数 的图象相交于 , 两点.
(1)求反比例函数的表达式及点 的坐标;
(2)过点 作直线 ,交反比例函数图象于另一点 ,连接 ,当线段 被 轴分成长度比为 的两
部分时,求 的长;
(3)我们把有两个内角是直角,且一条对角线垂直平分另一条对角线的四边形称为“完美筝形”.设 是第
三象限内的反比例函数图象上一点, 是平面内一点,当四边形 是完美筝形时,求 , 两点的坐
标.
(1)首先把点A的坐标代入 ,即可求得点A的坐标,再把点A的坐标代入 ,即可求得反比
例函数的解析式,再利用方程组,即可求得点B的坐标;
(2)设直线AC的解析式为y=kx+b,点C的坐标为 ,直线AC与y轴的交点为点D, 把点A、C的坐
标分别代入y=kx+b,可求得点D的坐标为 ,可求得AD、CD的长,再分两种情况分别计算,即
可分别求得;
(3)方法一:如图,过点 作 ,交 的另一支于点 ,过点 作 轴的平行线,过点 作 轴的
垂线,交于点 ,作 交于点 ,设 交于点 ,根据 ,求得点 的坐标,进而求得 的解析式,设点D的坐标为(a,b),根据定义 以及 在直线 上,建立方程组,即可
求得点 的坐标.
【答案】(1)反比例函数的表达式为 ,点 的坐标为
(2) 或
(3) ,
【详解】(1)解:把点A的坐标代入 ,
得 ,解得a=1,
故点A的坐标为(1,4),
把点A的坐标代入 ,
得k=4,
故反比例函数的表达式为 ,
,
得 ,
解得 , ,
故点A的坐标为(1,4),点 的坐标为 ;
(2)解:设直线AC的解析式为y=kx+b,点C的坐标为 ,直线AC与y轴的交点为点D,
把点A、C的坐标分别代入y=kx+b,得
,解得 ,
故点D的坐标为 ,
,
,
如图:当AD:CD=1:2时,连接BC,
得 ,得 ,
得 ,
解得 或 (舍去),
故 或 (舍去),
故此时点C的坐标为(-2,-2),
,
如图:当CD:AD=1:2时,连接BC,得 ,得 ,
得 ,
解得 或 (舍去),
故 或 (舍去),
故此时点C的坐标为 ,
,
综上,BC的长为 或 ;
(3)解:如图,过点 作 ,交 的另一支于点 ,过点 作 轴的平行线,过点 作 轴的
垂线,交于点 ,作 交于点 ,设 交于点 ,如图
∵
设 , ,则又
即
解得 或 (舍去)
则点
设直线 的解析式为 ,将点 ,
解得
直线 的解析式为
设 ,根据题意, 的中点 在直线 上,则
∵
则
解得 或 (在直线 上,舍去)
.
综上所述, .本题考查一次函数与反比例函数的综合,利用待定系数法求一次函数及反比例函数的解析式,平面直角坐
标系中两点间距离公式,相似三角形的判定与性质等知识,采用分类讨论的思想和待定系数法求解析式是
解决本题的关键.
1.(2022·广东揭阳·揭阳市实验中学校考模拟预测)如图1,在平面直角坐标系中,已知抛物线
交x轴于A,B两点,交y轴于点C,抛物线上一点D的横坐标为 .
(1)求直线BD的解析式;
(2)点E是线段BD上的动点,过点E作x轴的垂线交抛物线于点F,当折线EF+BE最大时,在对称轴上找
一点P,在y轴上找一点Q,连接QE、OP、PQ,求OP+PQ+QE的最小值;
(3)如图2,连接BC,把△OBC沿x轴翻折,翻折后的△OBC记为△OBC′,现将△OBC′沿着x轴平移,平移后△OBC′记为△O′B′C″,连接DO′、C″B,记C″B与x轴形成较小的夹角度数为α,当∠O′DB=α时,求
出此时C″的坐标.
【答案】(1)直线BD的解析式为
(2) 的最小值为
(3) 坐标为
【思路分析】(1)先求出B、D两点的坐标,再利用待定系数法计算,即可得出结论;
(2)如图3中,设 交 轴于 ,则 ,设 ,则 ,
设 与 轴的交点为 ,则 ,根据题意,利用三角函数,得出 ,构建二次函数确定
的值,求出点 的坐标,如图4中,作点 关于 轴的对称点 , 于 ,连接 ,交对称
轴于 ,交 轴于 ,当 共线时, 最小,最小值为 ,再根据勾股定理,计
算即可得出结果;
(3)如图5中,作 于 ,设 ,则 , ,
,由 ,得出 ,列出方程,计算即可得出结果.
【详解】(1)解:令 ,则 ,
解得: 或 ,
∴ , ,
令 ,则 ,
∴ ,当 时, ,
∴点 坐标 ,
设直线 解析式为 ,
则有 ,解得 ,
∴直线BD的解析式为 ;
(2)解:如图3中,设 交 轴于 ,则 ,设 ,则
,设 与 轴的交点为 ,则 ,
∴ , ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ 时, 的值最大,此时点 坐标 ,
如图4中,作点 关于 轴的对称点 , 于 ,连接 ,交对称轴于 ,交 轴于 ,
∵ 、 关于对称轴对称,
∴ ,
∵ 、 关于 轴对称,∴ ,
∴ ,
∴当 共线时, 最小,最小值为 ,
在 中,
.
∴ 的最小值为 ;
(3)解:如图5中,作 于 ,设 ,则 , ,
,
∵ , ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
解得 或 (舍弃),
∴ 坐标为 .2.(2022·广东广州·广东番禺中学校考三模)已知抛物线 .抛物线过点A(3,0),与y
轴交于点B.直线AB与这条抛物线的对称轴交于点P.
(1)求抛物线的解析式及点B、C的坐标;
(2)求直线AB的解析式和点P的坐标;
(3)在第一象限内的该抛物线有一点D(x.y),且S△ABD= S△ABC,求点D的坐标.
【答案】(1)y=﹣x2+2x+3,B(0,3),C(﹣1,0)
(2)y=﹣x+3,P的坐标为(1,2)
(3)D( , )或( , ).
【思路分析】(1)将点A(3,0)代入y=﹣x2+2x+m可求得m的值,令x=0,求得y的值,即可求得B
的坐标;然后根据抛物线的对称性求得对称轴,进而确定点C的坐标;
(2)先用待定系数法即可求得直线AB的解析式,把x=1代入求得的直线解析式即可求得P的坐标;
(3)过D点作DE⊥x轴,交直线AB与E,表示出DE,然后根据三角形面积公式得到关于x的方程,解方
程求得x的值即可.
【详解】(1)解:∵抛物线y=﹣x2+2x+m过点A(3,0),
∴﹣9+6+m=0,解得m=3,∴抛物线为y=﹣x2+2x+3,
令x=0,则y=3,
∴B(0,3),
∵对称轴为直线x=﹣ =1,
∴点A(3,0)关于对称轴的对称点为(﹣1,0),
∴C(﹣1,0).
(2)解:设直线AB的解析式为y=kx+b,
把A(3,0),B(0,3)代入得 ,解得 ,
∴直线AB的解析式为y=﹣x+3,
∵把x=1代入y=﹣x+3得,y=2,
∴P的坐标为(1,2).
(3)解:∵抛物线有一点D(x.y),
∴D(x,﹣x2+2x+3),
过D点作DE⊥x轴,交直线AB于E,
∴E(x,﹣x+3),
∵A(3,0),B(0,3),C(﹣1,0),
∴DE=﹣x2+2x+3﹣(﹣x+3)=﹣x2+2x
∴S△ABC= (3+1)×3=6,
∴S△ABD= S△ABC= ,∵S△ABD=S△ADE+S△BDE,
∴ DE·(3-x)+ DE·x= (﹣x2+3x)×3= ,解得x= ,
∴y=﹣x2+2x+3= 或
∵在第一象限内的该抛物线有一点D(x.y)
∴D( , )或( , ).
3.(2022·江苏南通·统考一模)定义:在平面直角坐标系中,点 , ,若 ,
则称点M,N互为正等距点, 叫做点M,N的正等距.特别地,一个点与它本身互为正等距点,
且正等距为0.例如,点 , 互为正等距点,两点的正等距为3.在平面直角坐标系中,点A的坐
标为 .
(1)判断反比例函数 的图象上是否存在点A的正等距点?若存在,求出该点的坐标;若不存在,
请说明理由;
(2)若与点A的正等距等于4的点恰好落在直线 上,求k的值;
(3)若抛物线 上存在点A的正等距点B,且点A,B的正等距不超过1,请直接写出
a的取值范围.
【答案】(1)存在,
(2) 或
(3) 或
【思路分析】(1)根据正等距点的定义设所求点坐标为 ,代入反比例函数解析式计算即可;(2)与点 的正等距等于4的点为 或 ,代入函数解析式即可即可;
(3)根据正等距点的定义设B点坐标为 ,代入函数解析式计算即可;
【详解】(1)解:存在
∵设点A 的正等距点坐标为
代入 得: ,
解得 , .
∵ ,
∴ .
∴符合题意的点A的正等距点为 ;
(2)由题意得,与点 的正等距等于4的点为 或
若 恰好落在直线 上,
代入得出5=6k+2,
解得: ;
若 恰好落在直线 上,
代入解得: ;
综上, 或 .
(3)∵点A的正等距点B
∴设B点坐标为
∵点A,B的正等距不超过1,
∴
∴把 代入 得,
整理得:
∴这个关于n的方程 至少有一个解的范围是
∴
∴
设二次函数
∴顶点在x轴下方,对称轴
当 时,
当 时,
∵关于n的方程 至少有一个解的范围是
∴ 与x轴交点横坐标至少有一个在
当两个交点都在 时,
,解得:
当只有一个交点在 时,如图左边交点在 时
此时 ,解得 ;
如图右边交点在 时
此时 ,不等式组无解;
综上所述, 或 .
4.(2022·江苏盐城·校联考一模)学习了图形的旋转之后,小明知道,将点P绕着 原点 O 顺时针 旋转一定
的角度α,能得到一个新的点P′,经过进一步探究,小明发现,当上述点P在某函数图象上运动时,点P′
也随之运动,并且点P′的运动轨迹能形成一个新的图形.试根据下列各题中所给的角度α的大小来解决相
关问题.
【初步感知】
如图1,设α=90°,点P是一次函数y=kx+b图象上的动点,已知该一次函数的图象经过点P(1,2).
1(1)点P 旋转后,得到的点P′的坐标为 ;
1 1
(2)若点P′的运动轨迹经过点P′(1,1),求原一次函数的表达式.
2
【深入感悟】
(3)如图2,设α=45°,点P是反比例函数y= (x>0且k>0)的图象上的动点,当动点P′运动到直线y=
上时,恰好有OP′= ,求出k的值.
【灵活运用】
(4)如图3,设α=90°,二次函数 的图象与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,点P是二
次函数图象上的动点,过P′作直线AC的垂线段P′H,试探究P′H是否有最小值?若有,求出该最小值;若
没有,请说明理由.【答案】(1)(2,-1)
(2)
(3)k=8
(4)P′H有最小值,是
【思路分析】(1)过点P 作PA⊥y轴于点A,过点P′作P′B⊥y轴于点B,连接O P ,O P ′,通过AAS
1 1 1 1 1 1
证△APO≌△BO P ′,进而求点坐标;
1 1
(2)运用待定系数法求解析式即可;
(3)过点P′作P′C⊥x轴于点C,过点P作PE⊥y轴于点E,过 作 于 过 作 轴,交
于 设 则 再利用等面积法与勾股定理列方程组求解 的坐标即可;
(4)利用旋转的性质,P′是在 顺时针旋转90°的抛物线上运动,反之可将AC逆时针旋转
90°,当P到EF距离最短时,即P′H有最小值.
【详解】(1)解:过点P 作PA⊥y轴于点A,过点P′作P′B⊥y轴于点B,连接O P ,O P ′
1 1 1 1 1 1
∴∠PAO=∠P′BO=90°
1 1
∵P 为(1,2)
1
∴AO=2,AP=1
1
∵P 绕O顺时针旋转90°得到P′
1 1
∴O P =O P ′,∠PO P ′=90°
1 1 1 1
∵∠1+∠2=90°
∠1+∠3=90°∴∠2=∠3
∴△APO≌△BO P ′(AAS)
1 1
∴AO=BP′=2, OB=AP =1
1 1
∴P′的坐标为(2,-1)
1
故答案为:(2,-1)
(2)解:∵P′(1,1)
2
∴由题意,得P′坐标为(-1,1)
∵P(1,2),P′(-1,1)在原一次函数图象上
1
∴ 解得
∴原一次函数解析式为y= x+
(3)解:过点P′作P′C⊥x轴于点C,过点P作PE⊥y轴于点E,过 作 于
过 作 轴,交 于 设
则∵∠POP′=45°,
∵tan∠COP′= ,
而
由勾股定理可得:
,解得:
经检验: 不符合题意,舍去,
∴k=4×2=8
(4)解: 将AC逆时针旋转90°,得到EF
∵ 的图象与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C
∴点A坐标为(-4,0),点C坐标为(0,-2)则点E坐标为(2,0),点F坐标为(0,-4)
设直线EF的解析式为y=mx+n
则 解得
∴直线EF的解析式为y=2x-4
令直线l:y=2x+a与抛物线 只有一个交点
则 只有一个实数根
∴
∴(-1)2-4×(-4-2a)=0
∴a=-
∴直线l为y=2x-
由平移性质,可知直线l与直线EF水平距离为4- =
过点M作MN⊥EF
∴ME=
∵k=2
∴sin∠OEF=∴MN= =
即P′H =
min
5.(2021·浙江金华·统考二模)如图,在平面直角坐标系中,已知二次函数 图象的
顶点为C,其中 ,与x轴交于点A、B(点A在点B的左侧),与y轴交于点D.点M坐标为 .
(1)当 时,抛物线 经过原点,求a的值.
(2)当 时,
①若点M、点D、点C三点组成的三角形是直角三角形,求此时点D坐标.
②设反比例函数 与抛物线 相交于点 ,当 时,求
m的取值范围.
【答案】(1) ;(2)① ,② 或
【思路分析】(1)把 和原点代入,直接解方程即可,
(2)①过C点作CN⊥y轴,首先表示出C,D的坐标,再利用相似构造方程解出m即可求出D的坐标,②
求出交点,再根据交点的情况确定m取值范围;
【详解】(1)当 时,抛物线∵经过原点
∴得 ,
解得:
(2)①过C点作CN⊥y轴,
;
点 ,点
∴点C在直线 上,M(0,4),
过 作 轴于
∵△MDC是直角三角形
∴∠MCD=90°
∴∠MCD=∠CND=∠CNM=90°
∴∠CDM=∠MCN
∴△CDN∽△MCN
∴
即 ,
解得: ,
经检验: 是原方程的根,且符合题意,
∴此时点D坐标为②∵ ,
∴当P=2时,可得
当P=4时,可得
当抛物线经过点 时,
,解得
当抛物线经过点 时
,解得
当交点在抛物线对称轴左边时,即m<2时,
可得
又
∴
当交点在抛物线对称轴右边时,即m>2时,
可得
∴m的取值范围为
或6.(2021·河北·统考二模)如图,在平面直角坐标系中,直线 分别交x轴、y轴于点A、点B,交
双曲线 于点 抛物线 过点B,且与该双曲线交于点D,点D的纵坐
标为 .
(1)求双曲线与抛物线的解析式.
(2)若点P为该抛物线上一点,点Q为该双曲线上一点,且P,Q两点的纵坐标都为 ,求线段 的长.
(3)若点M沿直线从点A运动到点C,再沿双曲线从点C运动到点D.过点M作 轴,交抛物线
于点N.设线段 的长度为d,点M的横坐标为m,直接写出d的最大值,以及d随m的增大而减小时
m的取值范围.
【答案】(1) , ;(2) 或 ;(3) 的最大值是 ,
, , 时, 随 的增大而减小.
【思路分析】(1)根据直线解析式求出点 、 、 的坐标,然后利用待定系数法求出反比例函数解析
式,再求出点 的坐标,再利用待定系数法求出二次函数解析式即可;
(2)根据抛物线和双曲线解析式求出点 、 的坐标,然后根据平行于 轴的直线上两点间的距离的求法
求解即可;
(3)分点 在 、 、 上三种情况,根据直线、抛物线和双曲线的解析式表示出 ,再根据二次
函数的增减性解答.
【详解】解:(1)令 ,则 ,
解得 ,
令 ,则 ,所以,点 , ,
时, ,
所以,点 ,
设双曲线解析式为 ,
则 ,
解得 ,
所以,双曲线解析式为 ,
点 的纵坐标为 ,
,
解得 ,
点 ,
抛物线 过点 、 ,
,
解得 ,
抛物线的解析式为 ;
(2)当 时, ,
整理得, ,
解得 , ,
点 的坐标为 , 或 , ,
,
解得 ,点 的坐标为 ,
或 ;
(3)①点 在 上时, ,
,
随 的增大而减小,
②点 在 上时, ,
,
时, 有最大值为 ,
时, 随 的增大而减小,
③点 在 上时, ,
,
由图可知, 随 的增大而减小,
综上所述, 的最大值是 , , , 时, 随 的增大而减小.
7.(2020·山东泰安·统考一模)四边形的一条对角线将这个四边形分成两个三角形,如果这两个三角形相
似(不全等),那么我们将这条对角线叫做这个四边形的相似对角线.
(1)如图1,四边形ABCD中,∠DAB=100°,∠DCB=130°,对角线AC平分∠DAB,求证:AC是四边形
ABCD的相似对角线;
(2)如图2,直线 分别与x,y轴相交于A,B两点,P为反比例函数y= (k<0)上的点,若
AO是四边形ABOP的相似对角线,求反比例函数的解析式;
(3)如图3,AC是四边形ABCD的相似对角线,点C的坐标为(3,1),AC∥x轴,∠BCA=∠DCA=30°,连
接BD,△BCD的面积为 .过A,C两点的抛物线y=ax2+bx+c(a<0)与x轴交于E,F两点,记|m|=
AC+1,若直线y=mx与抛物线恰好有3个交点,求实数a的值.【答案】(1)见解析;(2)y=﹣ 或y=﹣ 或y=﹣ 或y=﹣ ;(3)a=﹣ 或﹣ .
【思路分析】(1)如图1,设∠ACD=α,则∠ACB=130°﹣α,则∠B=180°﹣∠BAC﹣∠ACB=180°﹣50°
﹣(130°﹣α)=α,即可求解;
(2)分∠APO为直角、∠OAP为直角两种情况,分别求解即可;
(3)CH= BC,则BH= BC,△BCD的面积= CD•BH= CD× HB= ,故CD•BC=4,而
△BAC∽△ACD,故CD2=BC•CD=4,故CD=2,则点A(1,1),则抛物线的表达式为:y=
ax2+(4a+3)x+3a+1,AC=1,则m=±3,故直线的表达式为:y=±3x,直线y=﹣3x与抛物线有两个交点,
而直线y=mx与抛物线恰好有3个交点,则直线y=3x与抛物线有一个交点,即可求解.
【详解】解:(1)如图1,设∠ACD=α,则∠ACB=130°﹣α,
∴∠B=180°﹣∠BAC﹣∠ACB=180°﹣50°﹣(130°﹣α)=α,
在△ABC和△ACD中,∠B=∠ACD,∠BAC=∠CAD,
∴△ABC∽△ACD,
∴AC是四边形ABCD的相似对角线;
(2)①当∠APO为直角时,
当∠OAP=30°时,
过点P作PH⊥x轴于点H,设OH=x,则HP= x,HA=3x,则x+3x=4,
解得:x=1,故点P(1,﹣ ),故k=﹣ ;
当∠AOP=30°时,
同理可得:k=﹣3 ;
②当∠OAP为直角时,
当∠OPA=30°时,
点P(4,﹣4 ),k=﹣16 ;
当∠AOP=30°时,OA=AO,∠OAP=∠AOB=90°,∠AOP=∠OAB=30°
∴△OAP≌△AOB,不符合相似对角线的定义,故舍去;
综上,反比例函数的表达式为:y=﹣ 或y=﹣ 或y=﹣ ;
(3)如图3,过点B作BH⊥CD于点H,则∠CBH=60°﹣∠BCD=30°,故CH= BC,则BH= BC,
△BCD的面积= CD•BH= CD× BC= ,故CD•BC=4
而△BAC∽△ACD,故CA2=BC•CD=4,故CA=2,
则点A(1,1),而点C(3,1),
将点A、C的坐标代入抛物线表达式并解得:
抛物线的表达式为:y=ax2﹣4ax+3a+1,
AC=2,则m=±3,
故直线的表达式为:y=±3x,
直线y=﹣3x与抛物线有两个交点,而直线y=mx与抛物线恰好有3个交点,
则直线y=3x与抛物线有一个交点,
联立直线y=3x于抛物线的表达式并整理得:ax2﹣(4a+3)x+3a+1=0,
△=(4a+3)2﹣4a(3a+1)=0,
解得:a=﹣ 或﹣ .
8.(2022·湖南长沙·长沙市长郡双语实验中学校联考二模)如果三角形的两个内角 与 满足
,那么我们称这样的三角形为“CJ三角形”.(1)判断下列三角形是否为“CJ三角形”?如果是,请在对应( )内画“√”,如果不是,
请在对应( )内画“×”;
①其中有两内角分别为30°,60°的三角形( );
②其中有两内角分别为50°,60°的三角形( );
③其中有两内角分别为70°,100°的三角形( );
(2)如图1,点A在双曲线 ( )上且横坐标为1,点B(4,0),C为OB中点D为y轴负半轴上
一点,若∠OAB=90°.
①求k的值并求证:△ABC为“CJ三角形”;
②若△OAB与△OBD相似,直接写出D的坐标;
(3)如图2,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=6,BC=8,E为BC边上一点,BE>CE且△ABE是“CJ三角
形”,已知A( ,0),记BE=t,过A,E作抛物线 ( ),B在A右侧,且在x轴上,
点Q在抛物线上,使得tan∠ABQ= ,若符合条件的Q点个数为3个,求抛物线 的解析
式.
【答案】(1)①×,②×,③√
(2)① ,△ABC为两底角均为30°的等腰三角形即为“CJ三角形”;② 或 ;
(3)
【思路分析】(1)根据 “CJ三角形”的定义,即可求解;
(2)①连接AC,过点A作AP⊥BO于点P,可得OP=1,再由点B(4,0),C为OB中点可得AP垂直平分OC,然后根据直角三角形的性质可得点A ,由①可得△OAC是等边三角形,可得∠ACO=60°,
再由“CJ三角形”的定义,即可求解;②根据题意得:∠BOD=∠OAB=90°,然后分两种情况:当
∠ABO=∠OBD时,当∠ABO=∠ODB时,即可求解;
(3)分两种情况讨论:当 时,可得 , ,不合题意,舍去;当AE是 的
平分线时,过点E作 于F,则 ,可得点F与点O重合,从而得到点E(0,3),
,根据符合条件的Q点个数为3个,可得当点Q在x轴下方时,直线BQ与抛物线只
有一个交点,然后求出直线BQ的解析式为 ,抛物线解析式为 ,联立可得方
程 有两个相等的实数根,即可求解.
【详解】(1)解:①∵其中有两内角分别为30°,60°,
∴第三个内角为90°,
∵30°×2+60°≠90°, 60°×2+30°≠90°,90°×2+30°≠90°,
∴该三角形不是“CJ三角形”.
故答案为:×
②∵其中有两内角分别为50°,60°,
∴第三个内角为70°,
∵50°×2+60°≠90°,且60°×2+50°≠90°,
∴该三角形不是“CJ三角形”.
故答案为:×
③有两内角分别为70°,100°,
∴第三个内角为10°,
∵10°×2+70°=90°,
∴该三角形是“CJ三角形”.
故答案为:√
(2)解:①如图,连接AC,过点A作AP⊥BO于点P,∵点A在双曲线 ( )上且横坐标为1,
∴OP=1,
∵点B(4,0),C为OB中点,
∴OB=4,
∴OC=BC=2,
∴CP=1,
∴AP垂直平分OC,
∴OA=AC,
∵∠OAB=90°.
∴AC=OC=BC=2,
∴ ,OA=AC=OC,
∴点A ,
∴ ,
∵OA=AC=OC,
∴△OAC是等边三角形,
∴∠ACO=60°,
∵AC=BC,
∴∠CAB=∠ABC,
∵∠ACO=∠ABC+∠CAB,
∴∠CAB=∠ABC=30°,
∵30°×2+30°=90°,
∴△ABC为两底角均为30°的等腰三角形即为“CJ三角形”.②∵点A ,点B(4,0),
∴ ,
设点D(m,0),则OD=-m,
根据题意得:∠BOD=∠OAB=90°,
当∠ABO=∠OBD时,△OAB∽△DOB,
∴ ,即 ,
解得: ,
∴ ;
当∠ABO=∠ODB时,△OAB∽△BOD,
∴ ,即 ,
解得: ,
∴ ;
综上所述,点D的坐标为 或 ;
(3)解:如图,连接AE
当 时,
∵∠ACB=90°,
∴∠ABE+∠BAC=∠ABE+∠BAE+∠CAE=90°,
即2∠ABE+∠BAE=90°,
∴△ABE是“CJ三角形”,
∴ ,
∴ ,解得: ,
∴ ,∵BE>CE且
∴此情况不合题意,舍去;
当AE是 的平分线时,则∠BAC=2∠BAE,
∵∠ACB=90°,
∴∠ABE+∠BAC=∠ABE+2∠BAC =90°,
∴△ABE是“CJ三角形”,
过点E作 于F,则 ,
∴ ,
在 和 中,
∴ (HL),
∴AF=AC=6,
在 中,由勾股定理得:
,
∴ ,
∴点F与点O重合,
在 中,由勾股定理得: ,
即: ,
解得: ,此时EO=CE=3,
∴ ,符合题意,
∴ ,∴ ,
∵OE=3,
∴ ,
∵符合条件的Q点个数为3个,
∴当点Q在x轴下方时,直线BQ与抛物线只有一个交点,
设直线BQ交y轴于点N,
∵ ,
∴ ,
∵OB=4,
∴ON=2,
∴可设直线BQ的解析式为 ,
把点B(4,0)代入得:4k-2=0,解得: ,
∴直线BQ的解析式为 ,
把点A(-6,0), ,代入抛物线解析式得:
,解得: ,
∴抛物线解析式为 ,
联立得: ,
整理得: ,
∵直线BQ与抛物线只有一个交点,
∴方程 有两个相等的实数根,
∴ ,∴ 或 (舍去),
∴抛物线解析式为: .