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- 2021-05-10 发布
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二次函数
1.如图,平面直角坐标系中,点A.点B在x轴上(点A在点B的左侧),点C在第一象限,满足∠ACB为直角,且恰使△OCA∽△OBC,抛物线y=ax2﹣8ax+12a(a<0)经过A.B.C三点.
(1)求线段OB.OC的长.
(2)求点C的坐标及该抛物线的函数关系式;
(3)在x轴上是否存在点P,使△BCP为等腰三角形?若存在,求出所有符合条件的P点的坐标:若不存在,请说明理由.
解:(1)y=ax2﹣8ax+12a=a(x﹣6)(x﹣2),
故OA=2,OB=6,
△OCA∽△OBC,则,即:OC2=OA•OB,
解得:CO=2;
(2)过点C作CD⊥x轴于点D,
[中*国教^&%育#出版网]
△OCA∽△OBC,则,
设AC=2x,则BC=2x,而AB=4,
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故16=(2x)2+(2x)2,解得:x=1,
故AC=2,BC=2,
S△ABC=AB×CD=AC×BC,解得:CD=,[中~*国教^育出版#网@]
故OD=3,
故点C(3,);
将点C的坐标代入抛物线表达式并解得:a=﹣,
故抛物线的表达式为:y=﹣x2+x﹣4;[来源^:*&@中~教网]
(3)设点P(m,0),而点B.C的坐标分别为:(6,0)、(3,);
则BC2=12,PB2=(m﹣6)2,PC2=(m﹣3)2+3,
当BC=PB时,12=(m﹣6)2,解得:m=6;[来源:zzst%ep#.&@com^]
当BC=PC时,同理可得:m=6(舍去)或0;
当PB=PC时,同理可得:m=4,
综上点P的坐标为:(6,0)或(0,0)或(4,0).
2.直线y=﹣x+2与x轴交于点A,与y轴交于点B,抛物线y=﹣x2+bx+c经过A.B两点.
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)若P是直线AB上方抛物线上一点;
①当△PBA的面积最大时,求点P的坐标;
②在①的条件下,点P关于抛物线对称轴的对称点为Q,在直线AB上是否存在点M,使得直线QM与直线BA的夹角是∠QAB的两倍?若存在,直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.[来#%源:中*国教育出^版网~]
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解:(1)直线y=﹣x+2与x轴交于点A,与y轴交于点B,则点A.B的坐标分别为:(4,0)、(0,2),
将点A.B的坐标代入抛物线表达式得:,解得:,[中国教%育出版@#~&网]
故抛物线的表达式为:y=﹣x2+x+2;
(2)①过点P作y轴的平行线交BC于点N,设P(m,﹣m2+m+2),点N(m,﹣m+2),
则:△PBA的面积S=PN×OA=×4×(﹣m2+m+2+m﹣2)=﹣m2+4m,
当m=2时,S最大,此时,点P(2,5);
②点P(2,5),则点Q(,5),设点M(a,﹣a+2);
(Ⅰ)若:∠QM1B=2∠QAM1,则QM1=AM1,[中国#教%@育*出版网&]
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则(a﹣)2+(a﹣3)2=(a﹣4)2+(﹣a+2)2,[来源:&@中国教育出^%*版网]
解得:a=,
故点M1(,);
(Ⅱ)若∠QM2B=2∠QAM1,
则∠QM2B=∠QM1B,QM1=QM2,
作QH⊥AB于H,BQ的延长线交x轴于点N,
则tan∠BAO==,则tan∠QNA=2,
故直线QH表达式中的k为2,
设直线QH的表达式为:y=2x+b,将点Q的坐标代入上式并解得:b=2,
故直线QH的表达式为:y=2x+2,故H(0,2)与B重合,
M2、M1关于B对称,
∴M2(﹣,);
综上,点M的坐标为:(,)或(﹣,).
3.如图已知直线y=x+与抛物线y=ax2+bx+c相交于A(﹣1,0),B(4,m)两点,抛物线y=ax2+bx+c交y轴于点C(0,﹣),交x轴正半轴于D点,抛物线的顶点为M.
(1)求抛物线的解析式;
(2)设点P为直线AB下方的抛物线上一动点,当△PAB的面积最大时,求△PAB的面积及点P的坐标;[来源@~^%:中教网*]
(3)若点Q为x轴上一动点,点N在抛物线上且位于其对称轴右侧,当△QMN与△MAD相似时,求N点的坐标.
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解:(1)将点B(4,m)代入y=x+,
∴m=,[来@源:中教~#&网%]
将点A(﹣1,0),B(4,),C(0,﹣)代入y=ax2+bx+c,
解得a=,b=﹣1,c=﹣,
∴函数解析式为y=x2﹣x﹣;
(2)设P(n, n2﹣n﹣),
则经过点P且与直线y=x+垂直的直线解析式为y=﹣2x+n2+n﹣,
直线y=x+与其垂线的交点G(n2+n﹣, n2+n+),
∴GP=(﹣n2+3n+4),[中国教&育%出@版网*#]
当n=时,GP最大,此时△PAB的面积最大,
∴P(,),
∵AB=,PG=,
∴△PAB的面积=××=;
(3)∵M(1,﹣2),A(﹣1,0),D(3,0),
∴AM=2,AB=4,MD=2,[来源:中*&国^教育出#版网@]
∴△MAD是等腰直角三角形,
∵△QMN与△MAD相似,
∴△QMN是等腰直角三角形,
设N(t, t2﹣t﹣)
①如图1,当MQ⊥QN时,N(3,0);
②如图2,当QN⊥MN时,过点N作NR⊥x轴,过点M作MS⊥RN交于点S,
∵QN=MN,∠QNM=90°,
∴△MNS≌△NMS(AAS)
∴t﹣1=﹣t2+t+,[来@源:中国教育&出^*%版网]
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∴t=±,
∴t>1,
∴t=,
∴N(,1﹣);
③如图3,当QN⊥MQ时,过点Q作x轴的垂线,过点N作NS∥x轴,过点N作NR∥x轴,与过M点的垂线分别交于点S、R;
∵QN=MQ,∠MQN=90°,
∴△MQR≌△QNS(AAS),[来~@^#源&:中教网]
∴SQ=QR=2,
∴t+2=1+t2﹣t﹣,
∴t=5,
∴N(5,6);
④如图4,当MN⊥NQ时,过点M作MR⊥x轴,过点Q作QS⊥x轴,
过点N作x轴的平行线,与两垂线交于点R、S;
∵QN=MN,∠MNQ=90°,[w~ww.zz#s^te%p@.com]
∴△MNR≌△NQS(AAS),
∴SQ=RN,
∴t2﹣t﹣=t﹣1,
∴t=2±,[www.zz&^st#ep.co*m~]
∵t>1,
∴t=2+,
∴N(2+,1+);
综上所述:N(3,0)或N(2+,1+)或N(5,6)或N(,1﹣).
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[来源:中国^*&教@#育出版网]
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4.如图,在平面直角坐标系中,已知矩形ABCD的三个顶点B(4,0)、C(8,0)、D(8,8).抛物线的解析式为y=ax2+bx.
(1)如图1,若抛物线经过A,D两点,直接写出A点的坐标 (4,8) ;抛物线的对称轴为直线 6 ;
(2)如图2:①若抛物线经过A.C两点,求抛物线的表达式.
②若点P为线段AB上一动点,过点P作PE⊥AB交AC于点E,过点E作EF⊥AD于点F交抛物线于点G.当线段EG最长时,求点E的坐标;
(3)若a=﹣1,且抛物线与矩形ABCD没有公共点,直接写出b的取值范围.
解:(1)点A的坐标为:(4,8);函数的对称轴为:x=(4+8)=6;
故答案为:(4,8);6;
(2)①将点A.C的坐标代入抛物线表达式并解得:a=﹣,b=4,
故抛物线的表达式为:y=﹣x2+4x;
②由点A.C的坐标得,直线AC的表达式为:y=﹣2x+16;
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设点E(x,﹣2x+16),则点G(x,﹣x2+4x),
EG=﹣x2+4x﹣(﹣2x+16)=﹣x2+6x﹣16,
当x=6时,EG由最大值为:2,此时点E(2,4);
(3)若a=﹣1,则抛物线的表达式为:y=﹣x2+bx,
当抛物线过点B和点D时,抛物线与矩形有一个交点,
将点B的坐标代入抛物线表达式得:0=﹣16+4b,解得:b=4,[ww~w.zz@st^ep&.#com]
将点D的坐标代入抛物线表达式并解得:b=9,
故b的取值范围为:b<4或b>9.
5.如图,直线y=x﹣1与抛物线y=﹣x2+6x﹣5相交于A.D两点.抛物线的顶点为C,连结AC.
(1)求A,D两点的坐标;
(2)点P为该抛物线上一动点(与点A.D不重合),连接PA.PD.
①当点P的横坐标为2时,求△PAD的面积;
②当∠PDA=∠CAD时,直接写出点P的坐标.
解:(1)联立方程组,
解得,,,[来@源%:&中国*教~育出版网]
∴A(1,0),D(4,3),
(2)①过P作PE⊥x轴,与AD相交于点E,
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∵点P的横坐标为2,[来源#:中教网@~%^]
∴P(2,3),E(2,1),
∴PE=3﹣1=2,
∴=3;
②过点D作DP∥AC,与抛物线交于点P,则∠PDA=∠CAD,
∵y=﹣x2+6x﹣5=﹣(x﹣3)2+4,[来@源:中*&国教%育#出版网]
∴C(3,4),
设AC的解析式为:y=kx+b(k≠0),
∵A(1,0),[来@源&:中*国教育出版网#~]
∴,
∴,
∴AC的解析式为:y=2x﹣2,[来源^:zz#~&step.@com]
设DE的解析式为:y=2x+n,
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把D(4,3)代入,得3=8+n,
∴n=﹣5,
∴DE的解析式为:y=2x﹣5,[中国教育出版&网^*#%]
联立方程组,
解得,,,
∴此时P(0,﹣5),[中国教@^育*出版网#%]
当P点在直线AD上方时,延长DP,与y轴交于点F,过F作FG∥AC,FG与AD交于点G,
则∠FGD=∠CAD=∠PDA,
∴FG=FD,
设F(0,m),
∵AC的解析式为:y=2x﹣2,
∴FG的解析式为:y=2x+m,
联立方程组,
解得,,
∴G(﹣m﹣1,﹣m﹣2),
∴FG=,FD=,
∵FG=FD,[来源:zz*ste^&p.co~m%]
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∴=,
∴m=﹣5或1,
∵F在AD上方,
∴m>﹣1,
∴m=1,
∴F(0,1),
设DF的解析式为:y=qx+1(q≠0),
把D(4,3)代入,得4q+1=3,
∴q=,
∴DF的解析式为:y=x+1,
联立方程组[来^源:中国教育出#版*~%网]
∴,,
∴此时P点的坐标为,
综上,P点的坐标为(0,﹣5)或.[www.z@zste&p*~.com#]
6.综合与探究
如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过点A.B.C,已知点C(0,4),△AOC∽△COB,且,点P为抛物线上一点(异于A,B)[中*国教育^@出~版网#]
(1)求抛物线和直线AC的表达式
(2)若点P是直线AC上方抛物线上的点,过点P作PF⊥AB,与AC交于点E,垂足为F.当PE=EF时,求点P的坐标
(3)若点M为x轴上一动点,是否存在点P,使得由B,C,P,M四点组成的四边形为平行四边形?若存在,直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由
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解:(1),则OA=4OC=8,故点A(﹣8,0);
△AOC∽△COB,则△ABC为直角三角形,
则CO2=OA•OB,解得:OB=2,故点B(2,0);
则抛物线的表达式为:y=a(x﹣2)(x+8),将点C的坐标代入上式并解得:
a=﹣,[www.z%@z#step~.co&m]
故抛物线的表达式为:y=﹣x2﹣x+4;[来源:z^z#s*tep.~co&m]
由点A.C的坐标可得直线AC的表达式为:y=x+4;[来源%@:中^教网]
(2)设点P(x,﹣x2﹣x+4),则点E(x, x+4),
PE=EF,即﹣x2﹣x+4﹣x﹣4=x+4;
解得:x=﹣8(舍去)或﹣2,
故点P(﹣2,6);
[来源&:中教网@*#^]
(3)设点P(m,n),n=﹣m2﹣m+4,点M(s,0),而点B.C的坐标分别为:(2,0)、(0,4);
①当BC是边时,
点B向左平移2个单位向上平移4个单位得到C,
同样点P(M)向左平移2个单位向上平移4个单位得到M(P),
即m﹣2=s,n+4=0或m+2=s,n﹣4=0,[ww%w.z^zste*&p.com~]
解得:m=﹣6或﹣3,
故点P的坐标为:(﹣6,4)或(﹣3,﹣4)或(﹣﹣3,﹣4);
②当BC是对角线时,
由中点公式得:2=m+s,n=4,
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故点P(﹣6,4);
综上,点P的坐标为:(﹣6,4)或(﹣3,﹣4)或(﹣﹣3,﹣4).
7.如图1,抛物线y=x2+mx+4m与x轴交于点A(x1,0)和点B(x2,0),与y轴交于点C,且x1,x2满足x12+x22=20,若对称轴在y轴的右侧.
(1)求抛物线的解析式.
(2)如图2,若点P为线段AB上的一动点(不与A.B重合),分别以AP、BP为斜边,在直线AB的同侧作等腰直角三角形△APM和△BPN,试确定△MPN最大时P点的坐标.
(3)若P(x1,y1),Q(x2,y2)是抛物线上的两点,当a≤x1≤a+2,x2≥时,均有y1≤y2,求a的取值范围.
[来源:中国^教&@育出*版网~]
解:(1)x1+x2=﹣2m,x1x2=8m,
则x12+x22=(x1+x2)2﹣2x1x2=20,
即(﹣2m)2﹣16m=20,
解得:m=5(舍去)或﹣1;
故抛物线的表达式为:y=x2﹣x﹣4;
(2)令y=0,则x=﹣2或4,故点A.B的坐标分别为:(﹣2,0)、(4,0),则AB=6;
设:AP=a,则PN=6﹣a,∠MPN=180°﹣∠MPA﹣∠NPB=90°;
S△MPN=×PN×PM
=a××(6﹣a)
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=a(6﹣a)
=﹣(a﹣3)2+;
∴当a=3时,S△MPN最大,此时OP=1,故点P(1,0);
(3)函数的对称轴为x=1,如图,
x=﹣2.5和x=关于函数对称轴对称,纵坐标均为,[来@源:中*&国%教育#出版网]
由图象看,a≥﹣且a+2≤,
解得:﹣≤a≤.
8.如图,在平面直角坐标系中,矩形ABCD的顶点B,C,D的坐标分别(1,0),(3,0),(3,4),以A为顶点的抛物线y=ax2+bx+c过点C.动点P从点A出发,以每秒个单位的速度沿线段AD向点D匀速运动,过点P作PE⊥x轴,交对角线AC于点N.设点P运动的时间为t(秒).[ww&w.zz*step.co#~m@]
(1)求抛物线的解析式;
(2)若PN分△ACD的面积为1:2的两部分,求t的值;
(3)若动点P从A出发的同时,点Q从C出发,以每秒1个单位的速度沿线段CD向点D匀速运动,点H为线段PE上一点.若以C,Q,N,H为顶点的四边形为菱形,求t的值.
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解:(1)∵四边形ABCD为矩形,且B(1,0),C(3,0),D(3,4),
∴A(1,4),
设抛物线的解析式为y=a(x﹣1)2+4,
将C(3,0)代入y=a(x﹣1)2+4,
得0=4a+4,
解得a=﹣1,
∴抛物线的解析式为y=﹣(x﹣1)2+4=﹣x2+2x+3;
(2)∵PE⊥x轴,DC⊥x轴,
∴PE∥DC,
∴△APN∽△ADC,
∵PN分△ACD的面积为1:2的两部分,
∴=或,
当=时,==,
∵AD=2,
∴AP=,
∴t的值为×2=;
当=时,==,
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∵AD=2,
∴AP=,
∴t的值为×2=,
综上所述,t的值为或;
[www.~z#zste&*p%.com]
(3)如图2﹣1,当CN为菱形的对角线时,
点P,N的横坐标均为,[中国教育*&出版@网~#]
设直线AC的解析式为y=kx+b,
将A(1,4),C(3,0)代入y=kx+b,
得,
解得,
∴直线AC的表达式为y=﹣2x+6,
将点N的横坐标代入y=﹣2x+6,[中%国教&*^育出版@网]
得,
即EN=4﹣t,
由菱形CQNH可得,CQ=NH=t=CH,
可得EH=(4﹣t)﹣t=4﹣2t,
∵,
∴,
在Rt△CHE中,
∵CE2+EH2=CH2,
∴,
解得,t1=,t2=4(舍);
如图2﹣2,当CN为菱形的边时,
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由菱形CQHN可得,CQ=CN=t,
在Rt△CNE中,
∵NE2+CE2=CN2,
∴(4﹣t)2+(2﹣t)2=t2,
解得,t1=20﹣8,t2=20+8(舍);
综上所述,t的值为或.[来源%#:@中教&^网]
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9.如图1,过原点的抛物线与x轴交于另一点A,抛物线顶点C的坐标为,其对称轴交x轴于点B.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图2,点D为抛物线上位于第一象限内且在对称轴右侧的一个动点,求使△ACD面积最大时点D的坐标;
(3)在对称轴上是否存在点P,使得点A关于直线OP的对称点A'满足以点O、A.C.A'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:(1)设抛物线解析式为y=a(x﹣h)2+k,(a≠0)
∵顶点,
∴,[来源:zzst^ep%.c~om@&]
又∵图象过原点,
∴,
解出:,[中&%国教*^育出版~网]
∴,
即;[来源:%中@国教~育#出&版网]
(2)令y=0,即,
解得:x1=0,x2=4,
∴A(4,0),
设直线AC的解析式为y=kx+b,
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将点A(4,0),代入,[中%国教育@出版网*]
得,
解得,
∴直线AC的解析式为y=﹣x+4,
过点D作DF∥y轴交AC于点F,
设,则,
∴,[中国#*教%育出^版@网]
∴=,
∴当m=3时,S△ACD有最大值,
当m=3时,,[中国~#教育出&版网^%]
∴;
(3)∵∠CBO=∠CBA=90°,OB=AB=2,,
∴,
∴OA=OC=AC=4,
∴△AOC为等边三角形,
①如图3﹣1,当点P在C时,OA=AC=CA'=OA',
∴四边形ACA'O是菱形,
∴;
②作点C关于x轴的对称点C',当点A'与点C'重合时,OC=AC=AA'=OA',
∴四边形OCAA'是菱形,
∴点P是∠AOA'的角平分线与对称轴的交点,记为P2,
∴,
∵∠OBP2=90°,OB=2,
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∴OP2=2BP2,
∵∠OBP2=90°,OB=2,
∴OP2=2BP2,
设BP2=x,
∴OP2=2x,
又∵,
∴(2x)2=22+x2,
解得或,[来源:中教^网%@*&]
∴;
综上所述,点P的坐标为或.
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10.已知二次函数与x轴交于A.B(A在B的左侧)与y轴交于点C,连接AC.BC.
(1)如图1,点P是直线BC上方抛物线上一点,当△PBC面积最大时,点M、N分别为x、y轴上的动点,连接PM、PN、MN,求△PMN的周长最小值;
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(2)如图2,点C关于x轴的对称点为点E,将抛物线沿射线AE的方向平移得到新的拋物线y',使得y'交x轴于点H、B(H在B的左侧).将△CHB绕点H顺时针旋转90°至△C'HB'.抛物线y'的对称轴上有一动点S,坐标系内是否存在一点K,使得以O、C'、K、S为顶点的四边形是菱形,若存在,请直接写出点K的坐标;若不存在,请说明理由.[来源^#:中国教育*%&出版网]
解:(1)如图1,A(﹣2,0),B(8,0),C(0,4),[中国教#&~@育出%版网]
∴直线BC的解析式为,
过点P作y轴平行线,交线段BC于点Q,
设,
∴=,
∵0<m<8,
∴P(4,6).
作P点关于y轴的对称点P1,P点关于x轴的对称点P2,连接P1P2交x轴、y轴分别为M,N,[中国*教育^#&出版网%]
此时△PMN的周长最小,其周长等于线段P1P2的长;
∵P1(﹣4,6),P2(4,﹣6),
∴.
(2)如图2中,∵E(0,﹣4),平移后的抛物线经过E,B,[来源:z@%zs~tep.^com*]
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+bx﹣4,把B(8,0)代入得到b=4,
∴平移后的抛物线的解析式为y=﹣x+4x﹣4=﹣(x﹣2)(x﹣8),
令y=0,得到x=2或8,
∴H(2,0),
∵△CHB绕点H顺时针旋转90°至△C′HB′,
∴C′(6,2),
当OC′=C′S时,可得菱形OC′S1K1,菱形OC′S2K2,
∵OC′=C′S==2,
∴可得S1(5,2﹣),S2(5,2+),
∵点C′向左平移一个单位,向下平移得到S1,[中@#国教育出~&版*网]
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∴点O向左平移一个单位,向下平移个单位得到K1,[来源:~zzst@ep^.com]
∴K1(﹣1,﹣),同法可得K2(﹣1,),
当OC′=OS时,可得菱形OC′K3S3,菱形OC′K4S4,
同法可得K3(11,2﹣),K4(11,2+),
当OC′是菱形的对角线时,设S5(5,m),则有52+m2=12+(2﹣m)2,
解得m=﹣5,
∴S5(5,﹣5),
∵点O向右平移5个单位,向下平移5个单位得到S5,
∴C′向上平移5个单位,向左平移5个单位得到K5,
∴K5(1,7),
综上所述,满足条件的点K的坐标为(﹣1,﹣)或(﹣1,)或(11,2﹣)或(11,2+)或(1,7).
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11.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx+2(a≠0)与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C.
[中#@国%教育&出^版网]
(1)求该抛物线的解析式;
(2)如图①,若点D是抛物线上一个动点,设点D的横坐标为m(0<m<3),连接CD.BD.BC.AC,当△BCD的面积等于△AOC面积的2倍时,求m的值;
(3)若点N为抛物线对称轴上一点,请在图②中探究抛物线上是否存在点M,使得以B,C,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出所有满足条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(1)把A(﹣1,0),B(3,0)代入y=ax2+bx+2中,得:,解得:,[www#.zz%st*ep.c@om~]
∴抛物线解析式为;
(2)过点D作y轴平行线交BC于点E,
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把x=0代入中,得:y=2,
∴C点坐标是(0,2),又B(3,0)
∴直线BC的解析式为,
∵
∴
∴=,
由S△BCD=2S△AOC得:[w^w#w~.zzst*ep.c&om]
∴,
整理得:m2﹣3m+2=0
解得:m1=1,m2=2
∵0<m<3[来*@#&源:^中教网]
∴m的值为1或2;
(3)存在,理由:[来源^#:%中教&@网]
设:点M的坐标为:(m,n),n=﹣x2+x+2,点N(1,s),点B(3,0)、C(0,2),
①当BC是平行四边形的边时,
当点C向右平移3个单位,向下平移2个单位得到B,
同样点M(N)向右平移3个单位,向下平移2个单位N(M),
故:m+3=1,n﹣2=s或m﹣3=1,n+2=s,
解得:m=﹣2或4,
故点M坐标为:(﹣2,﹣)或(4,﹣);
②当BC为对角线时,[中国#*%教育出^版~网]
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由中点公式得:m+1=3,n+3=2,
解得:m=2,故点M(2,2);
综上,M的坐标为:(2,2)或(﹣2,)或(4,).
12.已知抛物线y=ax2﹣2ax+3与x轴交于点A.B(A左B右),且AB=4,与y轴交于C点.[来~源:中^教&*网@]
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图,证明:对于任意给定的一点P(0,b)(b>3),存在过点P的一条直线交抛物线于M、N两点,使得PM=MN成立;
(3)将该抛物线在0≤x≤4间的部分记为图象G,将图象G在直线y=t上方的部分沿y=t翻折,其余部分保持不变,得到一个新的函数的图象,记这个函数的最大值为m,最小值为n,若m﹣n≤6,求t的取值范围.[www~.zzste^p.c@o*#m]
解:(1)抛物线y=ax2﹣2ax+3的对称轴为x=1,又AB=4,由对称性得A(﹣1,0)、B(3,0).
把A(﹣1,0)代入y=ax2﹣2ax+3,得a+2a+3=0,∴a=﹣1.[来&%源:中教网@~^]
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3.
(2)如图,过M作GH⊥x轴,PG∥x轴,NH∥x轴,
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由PM=MN,则△PMG≌△NMH(AAS),
∴PG=NH,MG=MH.
设M(m,﹣m2+2m+3),则N(2m,﹣4m2+4m+3),
∵P(0,b),GM=MH,
∴yG+yH=2yM,
即b+(﹣4m2+4m+3)=2(﹣m2+2m+3),∴2m2=b﹣3,
∵b>3,
∴关于m的方程总有两个不相等的实数根,
此即说明了点M、N存在,并使得PM=MN.证毕;
(3)图象翻折前后如右图所示,其顶点分别为D(1,4)、D′(1,2t﹣4).
①当D′在点H(4,﹣5)上方时,
2t﹣4≥﹣5,∴t≥﹣,
此时,m=t,n=﹣5,∵m﹣n≤6,∴t+5≤6,∴t≤1,
∴﹣≤t≤1;[来源:zzst@e#p&*^.com]
②当点D′在点H(4,﹣5)下方时,
同理可得:t<﹣,m=t,n=2t﹣4,[来^源~:中国教#育出版网%@]
由m﹣n≤6,得t﹣(2t﹣4)≤6,
∴t≥﹣2,∴﹣2≤t<﹣.
综上所述,t的取值范围为:﹣2≤t≤1.[来源:中@国教育出~%#&版网]
13.如图,抛物线y=ax2+bx﹣2的对称轴是直线x=1,与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,点A的坐标为(﹣2,0),点P为抛物线上的一个动点,过点P作PD⊥
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x轴于点D,交直线BC于点E.
(1)求抛物线解析式;
(2)若点P在第一象限内,当OD=4PE时:
①求点D.P、E的坐标;
②求四边形POBE的面积.
(3)在(2)的条件下,若点M为直线BC上一点,点N为平面直角坐标系内一点,是否存在这样的点M和点N,使得以点B,D,M,N为顶点的四边形是菱形?若存在,直接写出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(1)∵抛物线y=ax2+bx﹣2的对称轴是直线x=1,A(﹣2,0)在抛物线上,∴x=﹣=1,解得:a=,b=﹣,
抛物线解析式为y=x2﹣x﹣2;
(2)令y=x2﹣x﹣2=0,(x﹣4)(x+2)=0,解得:x1=﹣2,x2=4,
当x=0时,y=﹣2,[来源:*中#教&@网~]
由B(4,0),C(0,﹣2),得,直线BC的表达式为:y=x﹣2
设D(m,0),∵DP∥y轴,∴E(m, m﹣2),P(m, m2﹣m﹣2),
∵OD=4PE,
∴m=4(m2﹣m﹣2﹣m+2),[来~&源:中^国教育%*出版网]
∴m=5,m=0(舍去),
∴D(5,0),P(5,),E(5,),
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∴四边形POBE的面积=S△OPD﹣S△EBD=×5×﹣×1×=;
(3)存在,设M(n, n﹣2),
①以BD为对角线,如图1,
∵四边形BNDM是菱形,
∴MN垂直平分BD,
∴n=4+,
∴M(,),[w%~w@w.zzstep*.^com]
∵M,N关于x轴对称,
∴N(,﹣);[www^~.&zzstep.co@m%]
②以BD为边,如图2,
∵四边形BDMN是菱形,
∴MN∥BD,MN=BD=MD=1,[中^国教育出版网~@]
过M作MH⊥x轴于H,
∴MH2+DH2=DM2,
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即(n﹣2)2+(n﹣5)2=12,
∴n1=4(不合题意),n2=5.6,
∴N(4.6,),
同理(n﹣2)2+(4﹣n)2=1,[来~源*:中国教育出版^&@网]
∴n1=4+(不合题意,舍去),n2=4﹣,
∴N(5﹣,﹣),
③以BD为边,如图3,[来源:zz@s&te~p.c%o#m]
过M作MH⊥x轴于H,
∴MH2+BH2=BM2,
即(n﹣2)2+(n﹣4)2=12,
∴n1=4+,n2=4﹣(不合题意,舍去),[来&源:^zzstep.c#~o%m]
∴N(5+,),
综上所述,点N坐标为:()或 (,)或(5﹣,)或 (5+,).[w&ww.zz*^step.c~om@]
14.如图,矩形OABC中,O为原点,点A在y轴上,点C在x轴上,点B的坐标为(4,3),抛物线y=﹣x2+bx+c与y轴交于点A,与直线AB交于点D,与x轴交于C,E两点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点P从点C出发,在线段CB上以每秒1个单位长度的速度向点B运动,与此同时,点Q从点A出发,在线段AC上以每秒
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个单位长度的速度向点C运动,当其中一点到达终点时,另一点也停止运动.连接DP、DQ、PQ,设运动时间为t(秒).
①当t为何值时,△DPQ的面积最小?
②是否存在某一时刻t,使△DPQ为直角三角形?
若存在,直接写出t的值;若不存在,请说明理由.
解:(1)点A(0,3),点C(4,0),[来~源:中国教&育^出%版网#]
将点A.C的坐标代入抛物线表达式,解得:b=,c=3,
故抛物线的表达式为:y=﹣x2+x+3;
(2)y=﹣x2+x+3=﹣(x﹣4)(x+2),故点E(﹣2,0);
抛物线的对称轴为:x=1,则点D(2,3),[www.zzs%t*ep.~#co@m]
由题意得:点Q(t,3﹣t),点P(4,t),
①△DPQ的面积=S△ABC﹣(S△ADQ+S△PQC+S△BPD)=3×4﹣ [2×t+2(3﹣t)+(5﹣)×t×]=t2﹣2t.[中国教^&%育*出版网@]
∵>0,故△DPQ的面积有最小值,此时,t=;
②点D(2,3),点Q(t,3﹣t),点P(4,t),[来源%^:*@中~教网]
(Ⅰ)当PQ是斜边时,如图1,
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过点Q作QM⊥AB于点M,则MQ=t,MD=2﹣t,BD=4﹣2=2,PB=3﹣t,
则tan∠MQD=tan∠BDP,即,解得:t=(舍去);
(Ⅱ)当PD为斜边时,
过点Q作y轴的平行线交AB于点N,交过点P于x轴的平行线于点M,
则ND=2﹣t,QN=t,MP=4﹣t,QM=3﹣t﹣t=3﹣2t,
同理可得:,[来源:zzst@e#p&*^.com]
解得:t=或;
(Ⅲ)当QD为斜边时,[来^源~:中国教#育出版网%@]
同理可得:故t=;
综上,t=或或或.
15.如图,已知抛物线y=ax2+bx+3经过点A(﹣1,0)、B(3,0),且与y轴交于点C,抛物线的顶点为D,连接BD,点P是线段BD上的一个动点(不与B.D)重合.[来源:中@国教育出~%#&版网]
(1)求抛物线的解析式,并写出顶点D的坐标;
(2)过点P作PE⊥y轴于点E,求△PBE面积的最大值及取得最大值时P点的坐标;
(3)在(2)的条件下,若点M是x轴上一动点,点N是抛物线上一动点,试判断是否存在这样的点M,使得以点B,P,M,N为顶点的四边形是平行四边若存在,请直接写出点M的坐标:若不存在,请说明理由.[www.~z#zste&p*%.com]
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解:(1)∵二次函数y=ax2+bx+3经过点A(﹣1,0)、B(3,0)[来源:中&%国教育#出版*~网]
∴所以二次函数的解析式为:y=﹣x2+2x+3
∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4
∴D的坐标为(1,4);[来~源*:中国教育出版&@网^]
(2)设BD的解析式为y=kx+b
∵过点B(3,0),D(1,4)
∴解得
BD的解析式为y=﹣2x+6
设P(m,﹣2m+6),[来*源@^:中教网]
∵PE⊥y轴于点E,
∴PE=m,
△BPE的PE边上的高h=﹣2m+6,
∴S△BPE=×PE×h=m(﹣2m+6)
=﹣m2+3m=,
∵a=﹣1<0,
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∴当m=时△BPE的面积取得最大值为,
当m=时,y=﹣2×+6=3,
∴P的坐标是(,3);
(3)设点M(s,0),点N(m,n),n=﹣m2+2m+3,
①当BP是边时,
点P向右平移个单位向下平移3个单位得到B,[来@源:z%zstep.&^co*m]
同理点M(N)向右平移个单位向下平移3个单位得到N(M),
即s=m,0±3=n,
解得:s=﹣或或;
②当PB为对角线时,
m+s=3+,n=3,
解得:s=或,[ww~w.zzs#t^ep&.@com]
故:M点的坐标为:;;;;;
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