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- 2021-05-13 发布
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2016年中考数学与二次函数有关的压轴题
纵观2016年全国各省市中考数学试卷其中与二次函数有关的压轴题,其考点涉及:一次函数、二次函数的性质,函数图像上点的坐标与方程的关系;轴对称和等腰三角形的性质;特殊平行四边形性质;图形的旋转变换;相似三角形的性质;锐角三角函数应用;圆的性质;阅读理解,等.数学思想涉及:分类讨论;数形结合;转化,等.现选取部分省市的2016年中考题展示,以飨读者.
一、与特殊平行四边形性质的有关综合题
【题1】(2016•成都第28题)
如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=a(x+1)2﹣3与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C(0,﹣),顶点为D,对称轴与x轴交于点H,过点H的直线l交抛物线于P,Q两点,点Q在y轴的右侧.
(1)求a的值及点A,B的坐标;
(2)当直线l将四边形ABCD分为面积比为3:7的两部分时,求直线l的函数表达式;
(3)当点P位于第二象限时,设PQ的中点为M,点N在抛物线上,则以DP为对角线的四边形DMPN能否为菱形?若能,求出点N的坐标;若不能,请说明理由.
【考点】二次函数综合题.
【分析】(1)把点C代入抛物线解析式即可求出a,令y=0,列方程即可求出点A、B坐标.
(2)先求出四边形ABCD面积,分两种情形:①当直线l边AD相交与点M1时,根据S=×10=3,求出点M1坐标即可解决问题.②当直线l边BC相交与点M2时,同理可得点M2坐标.
(3)设P(x1,y1)、Q(x2,y2)且过点H(﹣1,0)的直线PQ的解析式为y=kx+b,得到b=k,利用方程组求出点M坐标,求出直线DN解析式,再利用方程组求出点N坐标,列出方程求出k,即可解决问题.
【解答】解:(1)∵抛物线与y轴交于点C(0,﹣).
∴a﹣3=﹣,解得:a=,
∴y=(x+1)2﹣3
当y=0时,有(x+1)2﹣3=0,
∴x1=2,x2=﹣4,
∴A(﹣4,0),B(2,0).
(2)∵A(﹣4,0),B(2,0),C(0,﹣),D(﹣1,﹣3)
∴S四边形ABCD=S△ADH+S梯形OCDH+S△BOC=×3×3+(+3)×1+×2×=10.
从面积分析知,直线l只能与边AD或BC相交,所以有两种情况:
①当直线l边AD相交与点M1时,则S=×10=3,
∴×3×(﹣y)=3
∴y=﹣2,点M1(﹣2,﹣2),过点H(﹣1,0)和M1(﹣2,﹣2)的直线l的解析式为y=2x+2.
②当直线l边BC相交与点M2时,同理可得点M2(,﹣2),过点H(﹣1,0)和M2(,﹣2)的直线l的解析式为y=﹣x﹣.
综上所述:直线l的函数表达式为y=2x+2或y=﹣x﹣.
(3)设P(x1,y1)、Q(x2,y2)且过点H(﹣1,0)的直线PQ的解析式为y=kx+b,
∴﹣k+b=0,
∴b=k,
∴y=kx+k.
由,
∴+(﹣k)x﹣﹣k=0,
∴x1+x2=﹣2+3k,y1+y2=kx1+k+kx2+k=3k2,
∵点M是线段PQ的中点,∴由中点坐标公式的点M(k﹣1, k2).
假设存在这样的N点如图,直线DN∥PQ,设直线DN的解析式为y=kx+k﹣3
由,解得:x1=﹣1,x2=3k﹣1,∴N(3k﹣1,3k2﹣3)
∵四边形DMPN是菱形,
∴DN=DM,
∴(3k)2+(3k2)2=()2+()2,
整理得:3k4﹣k2﹣4=0,
∵k2+1>0,
∴3k2﹣4=0,
解得k=±,
∵k<0,
∴k=﹣,
∴P(﹣3﹣1,6),M(﹣﹣1,2),N(﹣2﹣1,1)
∴PM=DN=2,
∵PM∥DN,
∴四边形DMPN是平行四边形,
∵DM=DN,
∴四边形DMPN为菱形,
∴以DP为对角线的四边形DMPN能成为菱形,此时点N的坐标为(﹣2﹣1,1).
【题2】(2016•泰安第28题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c的顶点坐标为(2,9),与y轴交于点A(0,5),与x轴交于点E、B.
(1)求二次函数y=ax2+bx+c的表达式;
(2)过点A作AC平行于x轴,交抛物线于点C,点P为抛物线上的一点(点P在AC上方),作PD平行与y轴交AB于点D,问当点P在何位置时,四边形APCD的面积最大?并求出最大面积;
(3)若点M在抛物线上,点N在其对称轴上,使得以A、E、N、M为顶点的四边形是平行四边形,且AE为其一边,求点M、N的坐标.
【考点】此题是二次函数综合题,主要考查了待定系数法求函数关系式,函数极值额确定方法,平行四边形的性质和判定,解本题的关键是建立函数关系式求极值.
【分析】(1)设出抛物线解析式,用待定系数法求解即可;
(2)先求出直线AB解析式,设出点P坐标(x,﹣x2+4x+5),建立函数关系式S四边形APCD=﹣2x2+10x,根据二次函数求出极值;
(3)先判断出△HMN≌△AOE,求出M点的横坐标,从而求出点M,N的坐标.
【解答】解:(1)设抛物线解析式为y=a(x﹣2)2+9,
∵抛物线与y轴交于点A(0,5),
∴4a+9=5,
∴a=﹣1,
y=﹣(x﹣2)2+9=﹣x2+4x+5,
(2)当y=0时,﹣x2+4x+5=0,
∴x1=﹣1,x2=5,
∴E(﹣1,0),B(5,0),
设直线AB的解析式为y=mx+n,
∵A(0,5),B(5,0),
∴m=﹣1,n=5,
∴直线AB的解析式为y=﹣x+5;
设P(x,﹣x2+4x+5),
∴D(x,﹣x+5),
∴PD=﹣x2+4x+5+x﹣5=﹣x2+5x,
∵AC=4,
∴S四边形APCD=×AC×PD=2(﹣x2+5x)=﹣2x2+10x,
∴当x=﹣=时,
∴S四边形APCD最大=,
(3)如图,
过M作MH垂直于对称轴,垂足为H,
∵MN∥AE,MN=AE,
∴△HMN≌△AOE,
∴HM=OE=1,
∴M点的横坐标为x=3或x=1,
当x=1时,M点纵坐标为8,
当x=3时,M点纵坐标为8,
∴M点的坐标为M1(1,8)或M2(3,8),
∵A(0,5),E(﹣1,0),
∴直线AE解析式为y=5x+5,
∵MN∥AE,
∴MN的解析式为y=5x+b,
∵点N在抛物线对称轴x=2上,
∴N(2,10+b),
∵AE2=OA2+0E2=26
∵MN=AE
∴MN2=AE2,
∴MN2=(2﹣1)2+[8﹣(10+b)]2=1+(b+2)2
∵M点的坐标为M1(1,8)或M2(3,8),
∴点M1,M2关于抛物线对称轴x=2对称,
∵点N在抛物线对称轴上,
∴M1N=M2N,
∴1+(b+2)2=26,
∴b=3,或b=﹣7,
∴10+b=13或10+b=3
∴当M点的坐标为(1,8)时,N点坐标为(2,13),
当M点的坐标为(3,8)时,N点坐标为(2,3),
【点评】此题是二次函数综合题,主要考查了待定系数法求函数关系式,函数极值额确定方法,平行四边形的性质和判定,解本题的关键是建立函数关系式求极值.
【题2】(2016•东营第25题)
参考答案:
【题3】(2016•扬州第28题)如图1,二次函数的图像过点A(-1,3),顶点B
的横坐标为1.
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)点P在该二次函数的图像上,点Q在x轴上,若以A、B、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,求点P的坐标;
(3)如图3,一次函数(k>0)的图像与该二次函数的图像交于O、C两点,点T为该二次函数图像上位于直线OC下方的动点,过点T作直线TM⊥OC,垂足为点M,且M在线段OC上(不与O、C重合),过点T作直线TN∥y轴交OC于点N。若在点T运动的过程中,为常数,试确定k的值。
参考答案:(1)
(2)P()或P()
(3)k=
二、与轴对称和等腰三角形性质有关的综合题
【题4】(2016•益阳第21题)如图,顶点为的抛物线经过坐标原点O,与轴交于点B.
(1)求抛物线对应的二次函数的表达式;
(2)过B作OA的平行线交轴于点C,交抛物线于点,求证:△OCD≌△OAB;
(3)在轴上找一点,使得△PCD的周长最小,求出P点的坐标.
考点:考查二次函数,三角形的全等、三角形的相似。
解析:(1)∵抛物线顶点为,
设抛物线对应的二次函数的表达式为,
将原点坐标(0,0)代入表达式,得.
∴抛物线对应的二次函数的表达式为:.
(2)将 代入中,得B点坐标为:,
设直线OA对应的一次函数的表达式为,
将代入表达式中,得,
∴直线OA对应的一次函数的表达式为.
∵BD∥AO,设直线BD对应的一次函数的表达式为,
将B代入中,得 ,
∴直线BD对应的一次函数的表达式为.
由得交点D的坐标为,
将代入中,得C点的坐标为,
由勾股定理,得:OA=2=OC,AB=2=CD, .
在△OAB与△OCD中,, ∴△OAB≌△OCD.
(3)点关于轴的对称点的坐标为,则与轴的交点即为点,它使得△PCD的周长最小.
过点D作DQ⊥,垂足为Q,则PO∥DQ.∴∽.
∴,即,∴,
∴ 点的坐标为.
【题5】(2016•哈尔滨第27题)如图,二次函数y=ax 2+bx(a≠0)的图象经过点A(1,4),对称轴是直线x=- ,线段AD平行于x轴,交抛物线于点D.在y轴上取一点C(0,2),直线AC交抛物线于点B,连结OA,OB,OD,BD.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)设点F是BD的中点,点P是线段DO上的动点,将△BPF沿边PF翻折,得到△B′PF,使△B′PF与△DPF重叠部分的面积是△BDP的面积的 ,若点B′在OD上方,求线段PD的长度;
x
y
A
D
C
B
O
x
y
A
D
C
B
O
x
y
A
D
C
B
O
(3)在(2)的条件下,过B′作B′H⊥PF于H,点Q在OD下方的抛物线上,连接AQ与B′H交于点M,点G在线段AM上,使∠HPN+∠DAQ =135°,延长PG交AD于N.若AN+ B′M=,求点Q的坐标.
参考答案:(1)
(2) ∵A(1,4)C(0,2)∴,∴B(-2,-2)∵D(-4,4)∴BD,
由条件得P´是PD的中点,四边形BFB´P是菱形,∴PB=∵P在上,∴P(-1,1)∴PD=
【题6】(2016•临沂第26题)如图,在平面直角坐标系中,直线y=—2x+10与x轴、y轴相交于A、B
两点.点C的坐标是(8,4),连接AC、BC.
(1)求过O、A、C三点的抛物线的解析式,并判断△ABC的形状;
(2)动点P从点O出发,沿OB以每秒2个单位长度的速度向点B运动;同时,动点Q从点B出发,沿BC以每秒1个单位长度的速度向点C运动.规定其中一个点到达端点时,另一个动点也随之停止运动.设运动时间为t秒,当t为何值时,PA=QA?
(3)在抛物线的对称轴上,是否存在点M,使以A、B、M为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由。
参考答案:
【题7】(2016•天津第25题)
参考答案:
三、与图形的平移与旋转变换性质有关的综合题
【题8】(2016•重庆第26题)如图1,二次函数的图象与一次函数y=kx+b(k≠0)的图象交于A,B两点,点A的坐标为(0,1),点B在第一象限内,点C是二次函数图象的顶点,点M是一次函数y=kx+b(k≠0)的图象与x轴的交点,过点B作x轴的垂线,垂足为N,且S△AMO︰S四边形AONB=1︰48。
(1)求直线AB和直线BC的解析式;
(2)点P是线段AB上一点,点D是线段BC上一点,PD//x轴,射线PD与抛物线交于点G,过点P作PE⊥x轴于点E,PF⊥BC于点F,当PF与PE的乘积最大时,在线段AB上找一点H(不与点A,点B重合),使GH+BH的值最小,求点H的坐标和GH+BH的最小值;
(3)如图2,直线AB上有一点K(3,4),将二次函数沿直线BC平移,平移的距离是t(t≥0),平移后抛物线上点A,点C的对应点分别为点A/,点C/;当△A/C/K是直角三角形时,求t的值。
参考答案:(1)∵点A的坐标为(0,1),∴AO=1。
∵S△AMO︰S四边形AONB=1︰48,∴S△AMO︰S△BMN=1︰49。
由△AMO∽△BMN可知,AO︰BN=1︰7。∴BN=7。
令y=7,则,解得x1=6,x2=-2。
∵点B在第一象限,∴点B的坐标为(6,7)。 ………(1分)
将点A(0,1),B(6,7)代入y=kx+b中得,
,解得
∴直线AB的解析式为y=x+1。………(2分)
∵点C是二次函数图象的顶点,∴点C的坐标为(2,-1)。 ………(3分)
设直线BC的解析式为y=mx+n(m≠0),将点B(6,7),C(2,-1)代入得,
,解得。
∴直线BC的解析式为y=2x-5。………(4分)
(2)设点P的坐标为(a,a+1)。则点D的坐标为(,a+1)。
∴PE=a+1,PD=()-a=。
设直线BC与x轴的交点为点Q,由△PDF∽△BQN可知,
,∴PF=。………(5分)
∴PE·PF=(a+1)·=。∵00.试用含t的代数式表示点P的坐标;
(3) 当动点P,Q在直线l上运动到使得△AOQ与△BPO的周长相等时,记作∠AOQ=m,若过点A的二次函数y=ax2+bx+c同时满足以下两个条件:
① 6a+3b+2c=0;
② 当m≤x≤m+2时,函数y的最大值等于,求二次项系数a的值.
参考答案:
六、与圆的性质有关的综合题
【题14】(2016•巴中第31题)
如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=mx2+4mx﹣5m(m<0)与x轴交于点A、B(点A在点B的左侧),该抛物线的对称轴与直线y=x相交于点E,与x轴相交于点D,点P在直线y=x上(不与原点重合),连接PD,过点P作PF⊥PD交y轴于点F,连接DF.
(1)如图①所示,若抛物线顶点的纵坐标为6,求抛物线的解析式;
(2)求A、B两点的坐标;
(3)如图②所示,小红在探究点P的位置发现:当点P与点E重合时,∠PDF的大小为定值,进而猜想:对于直线y=x上任意一点P(不与原点重合),∠PDF的大小为定值.请你判断该猜想是否正确,并说明理由.
【考点】二次函数综合题.
【分析】(1)先提取公式因式将原式变形为y=m(x2+4x﹣5),然后令y=0可求得函数图象与x轴的交点坐标,从而可求得点A、B的坐标,然后依据抛物线的对称性可得到抛物线的对称轴为x=﹣2,故此可知当x=﹣2时,y=6,于是可求得m的值;
(2)由(1)的可知点A、B的坐标;
(3)先由一次函数的解析式得到∠PBF的度数,然后再由PD⊥PF,FO⊥OD,证明点O、D、P、F共圆,最后依据圆周角定理可证明∠PDF=60°.
【解答】解:(1)∵y=mx2+4mx﹣5m,
∴y=m(x2+4x﹣5)=m(x+5)(x﹣1).
令y=0得:m(x+5)(x﹣1)=0,
∵m≠0,
∴x=﹣5或x=1.
∴A(﹣5,0)、B(1,0).
∴抛物线的对称轴为x=﹣2.
∵抛物线的顶点坐标为为6,
∴﹣9m=6.
∴m=﹣.
∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣x+.
(2)由(1)可知:A(﹣5,0)、B(1,0).
(3)如图所示:
∵OP的解析式为y=x,
∴∠AOP=30°.
∴∠PBF=60°
∵PD⊥PF,FO⊥OD,
∴∠DPF=∠FOD=90°.
∴∠DPF+∠FOD=180°.
∴点O、D、P、F共圆.
∴∠PDF=∠PBF.
∴∠PDF=60°.
七、与阅读理解有关的综合题
【题15】(2016•长沙第25题)若抛物线L:y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,abc≠0)与直线l都经过y轴上的一点P,且抛物线L与顶点Q在直线l上,则称此直线l与该抛物线L具有“一带一路”关系,此时,直线l叫做抛物线L的“带线”,抛物线L叫做直线l的“路线”.
(1) 若直线y=mx+1与抛物线y=x2-2x+n具有“一带一路”关系,求m,n的值;
(2) 若某“路线”L的顶点在反比例函数的图像上,它的“带线” l的解析式为y=2x-4,求此“路线”L的解析式;
(3) 当常数k满足≤k≤2时,求抛物线L: y=ax2+(3k2-2k+1)x+ k的“带线” l与x轴,y轴所围成的三角形面积的取值范围.
参考答案:
【题16】(2016•丽水第23题)如图1,地面BD上两根等长立柱AB,CD之间悬挂一根近似成抛物线y=x2﹣x+3的绳子.
(1)求绳子最低点离地面的距离;
(2)因实际需要,在离AB为3米的位置处用一根立柱MN撑起绳子(如图2),使左边抛物线F1的最低点距MN为1米,离地面1.8米,求MN的长;
(3)将立柱MN的长度提升为3米,通过调整MN的位置,使抛物线F2对应函数的二次项系数始终为,设MN离AB的距离为m,抛物线F2的顶点离地面距离为k,当2≤k≤2.5时,求m的取值范围.
【考点】二次函数的应用.
【分析】(1)直接利用配方法求出二次函数最值得出答案;
(2)利用顶点式求出抛物线F1的解析式,进而得出x=3时,y的值,进而得出MN的长;
(3)根据题意得出抛物线F2的解析式,得出k的值,进而得出m的取值范围.
【解答】解:(1)∵a=>0,
∴抛物线顶点为最低点,
∵y=x2﹣x+3=(x﹣4)2+,
∴绳子最低点离地面的距离为: m;
(2)由(1)可知,BD=8,
令x=0得y=3,
∴A(0,3),C(8,3),
由题意可得:抛物线F1的顶点坐标为:(2,1.8),
设F1的解析式为:y=a(x﹣2)2+1.8,
将(0,3)代入得:4a+1.8=3,
解得:a=0.3,
∴抛物线F1为:y=0.3(x﹣2)2+1.8,
当x=3时,y=0.3×1+1.8=2.1,
∴MN的长度为:2.1m;
(3)∵MN=DC=3,
∴根据抛物线的对称性可知抛物线F2的顶点在ND的垂直平分线上,
∴抛物线F2的顶点坐标为:( m+4,k),
∴抛物线F2的解析式为:y=(x﹣m﹣4)2+k,
把C(8,3)代入得:(4﹣m﹣4)2+k=3,
解得:k=﹣(4﹣m)2+3,
∴k=﹣(m﹣8)2+3,
∴k是关于m的二次函数,
又∵由已知m<8,在对称轴的左侧,
∴k随m的增大而增大,
∴当k=2时,﹣(m﹣8)2+3=2,
解得:m1=4,m2=12(不符合题意,舍去),
当k=2.5时,﹣(m﹣8)2+3=2.5,
解得:m18﹣24,m2=8+2(不符合题意,舍去),
∴m的取值范围是:4≤m≤8﹣2.
八、与方程根和关系的关系、函数值大小比较有关的综合题
【题17】(2016•广州第24题)
已知抛物线与x轴相交于不同的两点,
(1) 求的取值范围
(2) 证明该抛物线一定经过非坐标轴上的一点,并求出点的坐标;
(3) 当时,由(2)求出的点和点构成的的面积是否有最值,若有,求出最值及相对应的值;若没有,请说明理由.
[难易] 综合性强
[考点] 根的判别式,韦达定理,最值的求法
[解析] (1)根据根的判别式求出m的取值范围,注意
(2)令,得出,故过定点P(3,4)
(3)利用韦达定理写出AB的长度,再根据m的取值范围,求出面积的范围
[参考答案]
(1) 根据已知可知
所以 所以
所以m的取值范围为且.
(2) 令,则,令得,当时,;当时,;所以抛物线过定点(-1,0),(3,4),因为(-1,0)在x轴上,所以抛物线一定经过非坐标轴上一点P,P的坐标为(3,4)
(3) 设A,B的坐标为,则
因为,所以,所以=2AB=
因为,所以,所以,所以当时,有最大值,最大值为=
【题18】(2016•株洲第26题)已知二次函数
(1)当时,求这个二次函数的顶点坐标;
(2)求证:关于的一元次方程有两个不相等的实数根;
(3)如图,该二次函数与轴交于A、B两点(A点在B点的左侧),与轴交于C点,P是轴负半轴上一点,且OP=1,直线AP交BC于点Q,求证:
【解析】第1问将代入二次函数可求得,顶点坐标为
(2)运用判别式可得证
(3)方法一:
点P的坐标为(0,1),A,B,C
求出AB=1,OA=,
从而求出点Q坐标为
运用距离公式求出
全部代入可得证
这种方法走的路线是传统的函数思想。
方法二:
从角的关系发现△ABQ中∠AQB=90°,
从而得△APO∽△ABQ
(AB=1, OA=,)
从而求出
代入可得。
这种方法走的是相似路线。
【题19】(2016•杭州第22题)已知函数.在同一平面直角坐标系中.
(1)若函数的图像过点(-1,0),函数的图像过点(1,2),求a,b的值.
(2)若函数的图像经过的顶点.①求证:;②当时,比较,的大小.
参考答案:
【题20】(2016•泰州第26题)已知两个二次函数和.对于函数,当x=2时,该函数取最小值.
(1) 求b的值;
(2) 若函数y1的图像与坐标轴只有2个不同的公共点,求这两个公共点间的距离;
(3) 若函数y1、y2的图像都经过点(1,-2),过点(0,a-3)(a为实数)作x轴的平行线,与函数y1、y2的图像共有4个不同的交点,这4个交点的横坐标分别是x1、x2、x3、x4,且x1