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难点专题:二次函数的综合性问题(选做)
——代几结合,突破最值及点的存在性问题
类型一 二次函数中的线段(和、差)或周长最值问题
1.如图,已知抛物线y=-x2+mx+3与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,点B的坐
标为(3,0).
(1)求m的值及抛物线的顶点坐标;
(2)点P是抛物线的对称轴直线l上的一个动点,当PA+PC的值最小时,求点P的坐标.
2.如图,已知抛物线y=a(x-1)2-3(a≠0)与y轴交于点A(0,-2),顶点为B.
(1)试确定a的值,并写出B点的坐标;
(2)若某一次函数的图象经过A,B两点,试求出该一次函数的表达式;
(3)试在x轴上求一点P,使得△PAB的周长取最小值.
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类型二 二次函数与三角形的综合
一、特殊三角形的存在性问题
3.(2017·怀化中考)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx-5与x轴交于
A(-1,0),B(5,0)两点,与y轴交于点C,连接AC,BC.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)若点D是y轴上的一点,且以B,C,D为顶点的三角形与△ABC相似,求点D的坐标.
4.阅读材料:如图①,在平面直角坐标系中,A,B两点的坐标分别为A(x,y),B(x,y),
1 1 2 2
AB的中点P的坐标为(x,y).由x-x=x-x,得x=,同理得y=,所以AB的中点坐标为
p p p 1 2 p p p
P.由勾股定理得AB2=|x-x|2+|y-y|2,所以A,B两点间的距离公式为AB=.
2 1 2 1
注:上述公式对A,B在平面直角坐标系中其他位置也成立.
解答下列问题:
如图②,抛物线y=ax2+bx-3(a≠0)与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,且BO=
OC=3AO,连接BC.
(1)求抛物线的表达式;
(2)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使△PBC是等腰三角形?若存在,试求出符合条
件的P点坐标;若不存在,请说明理由.
二、面积问题
5.(2017·齐齐哈尔中考)如图,已知抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于点A(-1,0)和点
B(3,0),与y轴交于点C,连接BC交抛物线的对称轴于点E,D是抛物线的顶点.
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(1)求此抛物线的表达式;
(2)直接写出点C和点D的坐标;
(3)若点P在第一象限内的抛物线上,且S =4S ,求P点坐标.
△ABP △COE
类型三 二次函数与特殊四边形的综合
6.二次函数y=x2的图象如图所示,点O为坐标原点,点A在y轴的正半轴上,点B,C
在二次函数y=x2的图象上,四边形OBAC为菱形,且∠OBA=120°,则菱形OBAC的面积为
________.
7.★(2017·临沂中考)如图,抛物线y=ax2+bx-3经过点A(2,-3),与x轴负半轴交于
点B,与y轴交于点C,且OC=3OB.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点D在y轴上,且∠BDO=∠BAC,求点D的坐标;
(3)点M在抛物线上,点N在抛物线的对称轴上,是否存在以点A,B,M,N为顶点的四
边形是平行四边形?若存在,求出所有符合条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.
参考答案与解析
1.解:(1)把点B的坐标(3,0)代入抛物线y=-x2+mx+3中,得0=-32+3m+3,解得
m=2.∴y=-x2+2x+3=-(x-1)2+4,∴抛物线的顶点坐标为(1,4).
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(2)连接BC交抛物线的对称轴直线l于点P,再连接AP,则此时PA+PC的值最小.设直
线BC的表达式为y=kx+b,由(1)知点C的坐标为(0,3),将点B(3,0),C(0,3)代入y=kx+b
中,得解得∴直线BC的表达式为y=-x+3.当x=1时,y=-1+3=2,∴当PA+PC的值最
小时,点P的坐标为(1,2).
2.解:(1)把A(0,-2)代入y=a(x-1)2-3得-2=a(0-1)2-3,解得a=1.∵B为顶点,
∴B点的坐标为(1,-3).
(2)设该一次函数的表达式为y=kx+b,将A,B两点的坐标代入表达式得∴∴该一次函
数的表达式为y=-x-2.
(3)将A点关于x轴的对称点记作A′,则A′(0,2),连接A′B交x轴于点P,则P点即为所求.
设直线A′B的表达式为y=mx+n,将A′,B两点的坐标代入表达式得
解得∴直线A′B的表达式为y=-5x+2.当y=0时,x=,∴P点的坐标为.
3.解:(1)∵点A(-1,0),B(5,0)在抛物线y=ax2+bx-5上,∴∴∴抛物线的表达式为y
=x2-4x-5.
(2)令x=0,则y=-5,∴C(0,-5),∴OC=OB,∴∠OBC=∠OCB=45°.∵OA=1,OB
=5,∴AB=6,BC=5.要使以B,C,D为顶点的三角形与△ABC相似,则有=或=,如图.①
当=时,CD=AB=6,∴D(0,1);②当=时,∴=,∴CD=,∴D.综上所述,点D的坐标为(0,
1)或.
4.解:(1)∵抛物线y=ax2+bx-3交y轴于点C,∴点C的坐标为(0,-3),∴OC=
3.∵BO=OC=3AO,∴BO=3,AO=1,∴点B的坐标为(3,0),点A的坐标为(-1,0).∵该抛
物线与x轴交于A,B两点,∴解得
∴抛物线的表达式为y=x2-2x-3.
(2)存在.由(1)知抛物线为y=x2-2x-3,对称轴为直线x=1.设P点的坐标为(1,m).∵B
点的坐标为(3,0),C点的坐标为(0,-3),∴BC=3,PB=,PC=.∵△PBC是等腰三角形,分
以下三种情况:①当PB=PC时,∴=,∴m=-1,∴P点的坐标为(1,-1);②当BC=PB时,
∴3=,∴m=±,∴P点的坐标为(1,)或(1,-);③当BC=PC时,∴3=,∴m=-3±,∴P点的
坐标为(1,-3+)或(1,-3-).综上所述,符合条件的P点坐标为(1,-1)或(1,)或(1,-)或
(1,-3+)或(1,-3-).
5.解:(1)将点A(-1,0)和点B(3,0)代入y=-x2+bx+c得解得∴抛物线的表达式为y=
-x2+2x+3.
(2)令x=0,则y=3,∴C(0,3).∵y=-x2+2x+3=-(x-1)2+4,∴D(1,4).
(3)设P(x,y)(x>0,y>0),由(2)知y=-(x-1)2+4,即抛物线的对称轴为直线x=1,易知
AB=4,CO=3,∴S =×1×3=,S =×4y=2y.又∵S =4S ,∴2y=4×,∴y=
△COE △ABP △ABP △COE
3,即-x2+2x+3=3,解得x=0(不合题意,舍去),x=2,∴P(2,3).
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6.2 解析:连接BC.∵四边形OBAC为菱形,∴AC=AB=CO=BO,BC⊥OA.∵∠OBA
=120°,∴∠CAB=∠COB=60°,∴△OBC,△ABC均是正三角形.设OA=2a,BC=2b,∴点
B的坐标为(b,a),∴a=b2.易知∠CAO=30°,∴tan∠CAO===,∴a=b,∴b=1,a=.∴菱
形OBAC的面积为×OA×BC=×2a×2b=2ab=2.
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7.解:(1)令x=0,则y=-3,∴C(0,-3),∴OC=3.∵OC=3OB,∴OB=1,∴B(-1,0).
把A(2,-3),B(-1,0)代入y=ax2+bx-3,得∴∴抛物线的表达式为y=x2-2x-3.
(2)连接AC,作BH⊥AC交AC的延长线于H,如图①.∵A(2,-3),C(0,-3),∴AH∥x轴,
∴H(-1,-3),∴BH=3,AH=3,∴∠BAC=45°.设D(0,m),则OD=|m|.∵∠BDO=∠BAC,
∴∠BDO=45°,∴OD=OB=1,∴|m|=1,∴m=±1,∴点D的坐标为(0,1)或(0,-1).
(3)由(1)知抛物线的对称轴为直线x=1.设M(c,c2-2c-3),N(1,n),要使以点A,B,M,N
为顶点的四边形是平行四边形,需分以下两种情况讨论:①以AB为边,则AB∥MN,AB=
MN.如图②,过M作ME⊥对称轴直线x=1于E,过点A作AF⊥x轴于F,记直线AB与对称
轴的交点为K,∴AF∥EK,∴∠BKE=∠BAF.∵AB∥MN,∴∠MNE=∠BKE,∴∠MNE=
∠BAF.又∵∠NEM=∠AFB,NM=AB,∴△NME≌△ABF,∴NE=AF=3,ME=BF=3,∴|c
-1|=3,∴c=4或c=-2,则c2-2c-3=5,∴M(4,5)或(-2,5);
②以AB为对角线,BN=AM,BN∥AM,如图③,则N在x轴上,M与C重合,∴M(0,-
3).综上所述,存在以点A,B,M,N为顶点的四边形是平行四边形,点M的坐标为(4,5)或(-
2,5)或(0,-3).
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