二次函数综合题
类型一 线段、周长最值问题
1. 如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2-x-2的图象与x轴相交于点A、B,与y轴交于点C,过直线BC的下方抛物线上一动点P作PQ∥AC交线段BC于点Q,再过点P作PE⊥x轴于点E,交BC于点D. (1)求直线AC的解析式;
(2)求△PQD周长的最大值及此时点P的坐标;
(3)如图②,当△PQD的周长最大值时,在y轴上有两个动点M、N(M在N的上方),连接AM,PN,若MN=1,求PN+MN+AM的最小值.
第1题图
解:(1)令y=0,即x2-x-2=0, 解得x1=-1,x2=2, ∴A(-1,0),B(2,0), 令x=0,则y=-2, ∴C(0,-2),
设直线AC的解析式为y=kx+b(k≠0), ∵直线过点A、C,
??k=-2?0??k?b∴?,解得?,
b??2?b=-2??∴直线AC的解析式为y=-2x-2; (2)∵BO=CO,∠BOC=90°, ∴∠ABC=45°,∠ACO=∠EPQ, 1∴tan∠EPQ=tan∠ACO=2,
如解图①,过点Q作QH⊥PE,垂足为H.
1
设QH=a,则PH=2a,DH=a,PD=PH+DH=3a,a=3PD, ∵B(2,0),C(0,-2), ∴直线BC的解析式为y=x-2, 设P(m,m2-m-2),D(m,m-2), ∴PD=m-2-(m2-m-2)=-m2+2m,
5+2+3
∴C△PQD=PQ+QD+PD=(5+2+3)a=PD, 3
5+2+35+2+35+2+322C△PQD=PD=(-m+2m)=-(m-1)+3335+2+3
, 3
5+2+3
∴当m=1时,△PQD的周长最大,且最大值为,此时P(1,-32);
(3)把点A向下平移1个单位到点A′,则A′(-1,-1),如解图②,连接A′P,
∴AM+MN+PN的最小值=A′P+MN=5+1.
第1题解图① 第1题解图②
类型二 与面积有关的问题
12.在平面直角坐标系中,抛物线y??x2?2x?3与x轴交于A、B两点,与y2轴交于点C,连接BC. (1)求直线BC的解析式;
(2)如图①,点P是抛物线上位于第一象限内的一点,连接PC,PB,当△PBC面积最大时,一动点Q从点P出发,沿适当路径运动到y轴上的某个点G再沿
适当路径运动到x轴上的某个点H处,最后到达线段BC的中点F处停止.求当△PBC面积最大时,点P的坐标及点Q在整个运动过程中经过的最短路径的长;
(3)如图②,在(2)的条件下,当△PBC面积最大时,把抛物线 y??x2?2x?3向右平移使它的图象经过点P,得到新抛物线y?,在新抛物线y?上是否存在点E,使△ECB的面积等于△PBC的面积?若存在,请求出点E的坐标;若不存在,请说明理由.
12 第2题图
12
解:(1)∵抛物线y??x2?2x?3与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C, ∴令x=0, 得y=3, ∴C(0,3), 令y=0,
得0=y??x2?2x?3, 解得x=-2或x=32, ∴B(32,0), 设直线BC的解析式为y=kx+b,
?32k?b?0∴?, ?b?312?2?k??解得?2, ?b?3?∴直线BC的解析式为y=-122x+3; 2(2)如解图①,设P(m,?m2?2m?3) (0<m<32), 过点P作PM∥y轴交BC于点M,
第2题解图①
∵直线BC的解析式为y=-∴M(m,-2m+3), 22x+3, 2∴PM=-23232291211m+2m+3-(-m+3)=-m2+m=-(m-)+, 2222224322932322272111PM·xB=[-(m-)+]×32=-(m-)+, 2428222432272时,S△PBC最大,最大值为, 28∴S△PBC=∴当m =∴点P(3232153,),M (,), 2242∵ B(32,0),C(0,3), ∴F(323,), 22∴点M和点F重合, 作点P(32321515,)关于y轴的对称点P?(-,), 2244323233,)关于x的对称点F?(,-), 2222再作点F(连接P?F?交y轴于点G,交x轴于点H,连接PG,FH,
27; 411(3) 如解图②,在抛物线y??x2?2x?3=-(x-2)2+4中, 2215151令y =,即=?x2?2x?3, 442此时PG +GH +HF最小,最小值为P?F?=解得x =232或x=, 22由平移知,抛物线y向右平移到y?,则平移了∴y?=-(x-22)2+4=-x2+22x, 设点E(n,-n2+22n), 过点E作EQ∥y轴交BC于点Q, ∵直线BC的解析式为y =-∴Q(n,-122n+3), 22x+3, 2322-=2个单位, 22121212∴EQ =?n2?22n?21n-3=n2?52?6, 22∵△ECB的面积等于△PCB的面积, ∴EQ·xB=PM·xB, 由(2)知,PM =-(m-∴PM最大=, ∴EQ =PM最大, ∴129n?52n?6=, 2452?21152?2117232或n=或n =或(舍), 2222121212329)2+, 2494解得n =∴E(或(52?2119?22252?2119?1822,?)或(,?) 2424727,). 24
第2题解图②
3.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2-x+m的图象交x轴于B、C
1212
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