2020年九年级数学典型中考压轴题综合专项训练:二次函数
1.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c(a<0)与x轴相交于A(﹣3,0),B(1,0)两点,与y轴相交于点C,顶点为D,直线DC与x轴相交于点E. (1)求抛物线的顶点坐标(用含a的式子表示); (2)OE的长是否与a值有关,说明你的理由; (3)设∠DEO=β,45°≤β≤60°,求a的取值范围;
(4)以DE为斜边,在直线DE的左下方作等腰直角三角形PDE.设P(m,n),直接写出n关于m的函数解析式及自变量m的取值范围.
解:(1)抛物线的表达式为:y=a(x+3)(x﹣1)=a(x2+2x﹣3), 函数的对称轴为:x=﹣1,故点D(﹣1,﹣4a);
(2)无关,理由:
由抛物线的表达式得,点C(0,﹣3a),
将点C、D的坐标代入一次函数表达式:y=kx+b得:故直线CD的表达式为:y=ax﹣3a, 令y=0,则x=3,故点E(3,0), 即OE=3,OE的长与a值无关;
(3)tanβ=故﹣
(4)以DE为斜边,在直线DE的左下方作等腰直角三角形PDE, 则PD=PE,∠DPE=90°,而点D(﹣1,﹣4a),点E(3,0),
=
=﹣a,
,解得:
,
≤a≤﹣1;
过点P作y轴的平行线交过点D与x轴的平行线于点M,交x轴于点N,
∵∠PDM+∠MPD=90°,∠MPD+∠EPN=90°, ∴∠MPD=∠EPN,∠PMD=∠ENP=90°,PD=PE, ∴△PMD≌△ENP(AAS), ∴MD=PN,MP=NE,
即n=﹣1﹣m,﹣4a﹣n=3﹣m, 解得:n=﹣1﹣m,m=2a+1, ∵a<0, 故m=2a+1<1, 故n=﹣m﹣1(m<1).
2.如图①,抛物线y=﹣x2+(a+1)x﹣a与x轴交于A,B两点(点A位于点B的左侧),与y轴交于点C.已知△ABC的面积是6.
(1)求a的值;
(2)在△ABC内是否存在一点M,使得点M到点A、点B和点C的距离相等,若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图②,P是抛物线上一点,Q为射线CA上一点,且P、Q两点均在第三象限内,
Q、A是位于直线BP同侧的不同两点,若点P到x轴的距离为d,△QPB的面积为2d,且∠PAQ=∠AQB,求点Q的坐标. 解:(1)∵y=﹣x2+(a+1)x﹣a 令y=0,即﹣x2+(a+1)x﹣a=0 解得x1=a,x2=1 由图象知:a<0
∴A(a,0),B(1,0) ∵S△ABC=6
∴(1﹣a)(﹣a)=6 解得:a=﹣3,(a=4舍去);
(2)如图①,∵A(﹣3,0),C(0,3), ∴OA=OC,
∴线段AC的垂直平分线过原点,
∴线段AC的垂直平分线解析式为:y=﹣x, ∵由A(﹣3,0),B(1,0), ∴线段AB的垂直平分线为x=﹣1 将x=﹣1代入y=﹣x, 解得:y=1
∴△ABC外接圆圆心的坐标(﹣1,1)
(3)如图②,作PM⊥x轴交x轴于M,则S△BAP=AB?PM=×4d ∵S△PQB=S△PAB
∴A、Q到PB的距离相等, ∴AQ∥PB
设直线PB解析式为:y=x+b ∵直线经过点B(1,0)
所以:直线PB的解析式为y=x﹣1
联立 .
解得:.
∴点P坐标为(﹣4,﹣5) 又∵∠PAQ=∠AQB, ∴∠BPA=∠PBQ, ∴AP=QB,
在△PBQ与△BPA中,
,
∴△PBQ≌△ABP(SAS), ∴PQ=AB=4 设Q(m,m+3) 由PQ=4得:
(m+4)2+(m+3+5)2=42
解得:m=﹣4,m=﹣8(当m=﹣8时,∠PAQ≠∠AQB,故应舍去) ∴Q坐标为(﹣4,﹣1).
3.如图,抛物线y=ax2+bx+3(a,b是常数,且a≠0)与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C.并且A,B两点的坐标分别是A(﹣1,0),B(3,0).
(1)①求抛物线的解析式;②顶点D的坐标为 (1,4) ;③直线BD的解析式为 y=﹣2x+6 ;
(2)若P为线段BD上的一个动点,其横坐标为m,过点P作PQ⊥x轴于点Q,求当m为何值时,四边形PQOC的面积最大?
(3)若点M是抛物线在第一象限上的一个动点,过点M作MN∥AC交x轴于点N.当点M的坐标为 (2,3) 时,四边形MNAC是平行四边形.
0)B0)解:(1)①把A(﹣1,,(3,代入y=ax2+bx+3,得∴y=﹣x2+2x+3;
②函数的对称轴为:x=1,则D的坐标为:(1,4), 故答案为(1,4);
③将点B、D的坐标代入一次函数表达式并解得: 直线BD的表达式为:y=﹣2x+6, 故答案为:y=﹣2x+6;
(2)∵点P的横坐标为m,则点P的纵坐标为﹣2m+6. 当x=0时,y=0+0+3=3.
,解得: ,
∴C(0,3). 由题意可知:
OC=3,OQ=m,PQ=﹣2m+6.
∴s=(OC+PQ)×OQ=(﹣2m+6+3)m=∵﹣1<0,1<<3, ∴当
(3)如图所示,四边形MNAC是平行四边形,
时,s最大值=
;
.
则CM∥x轴,则点M和点C关于函数对称轴对称, 故点M(2,3), 故答案为:(2,3).
4.如图,直线y=﹣x+3与x轴交于点C,与y轴交于点B,抛物线y=ax2+x+c经过B、C两点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图,点E是抛物线上的一动点(不与B,C两点重合),△BEC面积记为S,当S取何值时,对应的点E有且只有三个?
解:(1)当x=0时,y=﹣x+3=3,则B(0,3),
当y=0时,﹣x+3=0,解得x=4,则C(4,0),
把B(0,3),C(4,0)代入y=ax2+x+c得所以抛物线解析式为y=﹣x2+x+3;
,
(2)当E点在直线BC的下方的抛物线上时,一定有两个对应的E点满足△BEC面积为S,
所以当E点在直线BC的上方的抛物线上时,只能有一个对应的E点满足△BEC面积为S,
即此时过E点的直线与抛物线只有一个公共点, 设此时直线解析式为y=﹣x+b,
方程组只有一组解,
方程﹣x2+x+3=﹣x+b有两个相等的实数解,
则△=122﹣4×3×(﹣24+8b)=0,解得b=,解方程得x1=x2=2, E点坐标为(2,2),
此时S△BEC=×4×(2﹣)=1, 所以当S=1时,对应的点E有且只有三个.
5.已知抛物线y=ax2+2x+c(a≠0)与x轴交于点A(﹣1,0)和点B,与直线y=﹣x+3交于点B和点C,M为抛物线的顶点,直线ME是抛物线的对称轴. (1)求抛物线的解析式及点M的坐标.
(2)点P为直线BC上方抛物线上一点,设d为点P到直线CB的距离,当d有最大值时,求点P的坐标.
(3)若点F为直线BC上一点,作点A关于y轴的对称点A',连接A'C,A'F,当△FA'C是直角三角形时,直接写出点F的坐标.
解:(1)直线y=﹣x+3故点B和点C,则点B、C的坐标分别为:(3,0)、(0,3),抛物线的表达式为:y=a(x+1)(x﹣3)=a(x2﹣2x+3), 故﹣2a=2,解得:a=﹣1,
故抛物线的表达式为:y=﹣x2+2x+3,
函数的对称轴为:x=1,当x=1时,y=4,故点M(1,4);
(2)过点P作y轴的平行线交BC于点H,过点P作PD⊥BC于点D,
OC=OB=3,则∠DPH=∠CBA=45°, 设点P(x,﹣x2+2x+3),则点H(x,﹣x+3), d=PD=∵
(3)点A关于y轴的对称点A'(1,0),设点F(m,3﹣m),而点C(0,3), A′C2=10,A′F2=(m﹣1)2+(3﹣m)2,FC2=2t2,
由题目知,∠A′CF≠90°,则当△FA'C是直角三角形时,分以下两种情况:
PH=
(﹣x2+2x+3+x﹣3)=
(﹣x2+3x),
);
<0,故d有最大值,此时x=,则点P(,
当CF为斜边时,即10+(m﹣1)2+(3﹣m)2=2t2,解得:m=; 当A′C为斜边时,同理可得:m=2, 故点F的坐标为:(,)或(2,1).
6.如图1:抛物线y=ax2+bx+3交x轴于点A、B,连接AC、BC,tan∠ABC=1,tan∠BAC=3.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图2,点P在第一象限的抛物线上,连接PC、PA,若点P横坐标为t,△PAC的面积为S,求S与t的函数关系式;
(3)在(2)的条件下,当S=3时,点G为第二象限抛物线上一点,连接PG,CH⊥PG于点H,连接OH,若tan∠OHG=,求GH的长.
解:(1)c=3,故OC=3,tan∠ABC=1,则OA=3, tan∠BAC=3,则OA=1,
故点A、B、C的坐标分别为:(﹣1,0)、(3,0)、(0,3), 则抛物线的表达式为:y=a(x+1)(x﹣3), 将点C坐标代入上式并解得:a=﹣1, 故抛物线的表达式为:y=﹣x2+2x+3;
(2)点P(t,﹣t2+2t+3),点A(﹣1,0),
将点P、A坐标代入一次函数表达式y=kx+b并解得: 直线PA的表达式为:y=(3﹣t)(x+1), 设直线AP交y轴于点R,则R(0,3﹣t), S=CR×(xP﹣xA)=
(3)S=t2+t=3,解得:t=﹣3(舍去)或2, 故点P(2,3),而点C(0,3), 连接CP,则CP∥x轴,
CH⊥GP,则∠CPH=∠OCH=α, HM⊥CP,则∠CHM=∠HCO=α,
过点O作ON⊥CH交CH的延长线于点N,作HM⊥CP于点M,
(3﹣3+t)(t+1)=t2+t;
CP=2,OC=3,
CH=CPsinα=2sinα,ON=OCsinα=3sinα,CN=OCcosα=3cosα, ∵ON⊥CN,GH⊥CH, ∴∠HON=∠OHG, 故tan∠HON=
=
=
=tan∠OHG=,
解得:tan,则sinα=,cosα=,
);
MH=CHcosα=2sinα?cosα=,CM=CHsinα=,故点H(,设点G(m,﹣m2+2m+3),而点P(2,3),
由点G、P的坐标得,直线PG表达式中的k值为:﹣m=﹣tanα=故点G(﹣,), 由点G、H的坐标得,GH=
.
,
7.如图,抛物线与x轴交于A、B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C,且当x=﹣1和x=3时,y值相等.直线y=
与抛物线有两个交点,其中一个交点的横坐
标是6,另一个交点是这条抛物线的顶点M. (1)求这条抛物线的表达式.
(2)动点P从原点O出发,在线段OB上以每秒1个单位长度的速度向点B运动,同时点Q从点B出发,在线段BC上以每秒2个单位长度的速度向点C运动,当一个点到达终点时,另一个点立即停止运动,设运动时间为t秒. ①求t的取值范围.
②若使△BPQ为直角三角形,请求出符合条件的t值;
③t为何值时,四边形ACQP的面积有最小值,最小值是多少?直接写出答案.
解:(1)∵在抛物线中,当x=﹣1和x=3时,y值相等, ∴对称轴为x=1, ∵y=
与抛物线有两个交点,其中一个交点的横坐标是6,另一个交点是这条抛
物线的顶点M, ∴顶点M(1,﹣
),另一交点为(6,6),
∴可设抛物线的解析式为y=a(x﹣1)2﹣将点(6,6)代入y=a(x﹣1)2﹣得6=a(6﹣1)2﹣∴a=,
∴抛物线的解析式为y=(x﹣1)2﹣
(2)①在y=(x﹣1)2﹣
;
,
,
,
中,当y=0时,x1=﹣2,x2=4;当x=0时,y=﹣3,
∴A(﹣2,0),B(4,0),C(0,﹣3), ∴在Rt△OCB中,OB=4,OC=3, ∴BC=∴
=,
=5,
∵<4, ∴0≤t≤;
②当△BPQ为直角三角形时,只存在∠BPQ=90°或∠PQB=90°两种情况, 当∠BPQ=90°时,∠BPQ=∠BOC=90°, ∴PQ∥OC, ∴△BPQ∽△BOC, ∴∴t=
=
,即;
=
,
当∠PQB=90°时,∠PQB=∠BOC=90°,∠PBQ=∠CBO, ∴△BPQ∽△BCO, ∴
=
,即
=
,
∴t=,
综上所述,t的值为
或;
③如右图,过点Q作QH⊥x轴于点H, 则∠BHQ=∠BOC=90°, ∴HQ∥OC, ∴△BHQ∽△BOC, ∴
=
,即,
=
,
∴HQ=
∴S四边形ACQP=S△ABC﹣S△BPQ =×6×3﹣(4﹣t)×t =(t﹣2)2+∵>0,
∴当t=2时,四边形ACQP的面积有最小值,最小值是
.
,
8.如图,抛物线y=ax2+bx与x轴相交于O,A两点,顶点D在第一象限,点P在该抛物线上.
(1)若点P坐标为(1,3). ①求b与a的函数关系式;
②已知两点M(2,0),N(5,0),当抛物线y=ax2+bx与线段MN没有交点时,求a的取值范围;
(2)若P点在该抛物线的曲线段OD上(不与点O,D重合),直线DP交y轴于点C,过P点作PB⊥x轴于点B,连接DA,CB.求证:DA∥CB.
解:(1)①∵抛物线y=ax2+bx经过点P(1,3), ∴a+b=3, ∴b=3﹣a;
②由①得y=ax2+(3﹣a)x,
(Ⅰ)当抛物线与x轴的另一个交点A在M(2,0)左侧时,抛物线与线段MN没有交点,
∵抛物线y=ax2+(3﹣a)x开口向下,经过原点且顶点在第一象限, ∴
解得:a<﹣3;
(Ⅱ)当抛物线与x轴的另一个交点A在N(5,0)右侧时,抛物线与线段MN没有交点, ∴
, ,
解得:﹣<a<0,
综上所述:当a<﹣3或﹣<a<0时,该抛物线与线段MN没有交点;
(2)如图,过点D作DH⊥x轴于H点, ∵抛物线y=ax2+bx的顶点D(﹣∴DH=﹣
,H(﹣
,0),
,﹣
),
在y=ax2+bx中,当y=0时,x1=0,x2=﹣, ∴点A(﹣,0),HA=OA﹣OH=﹣
,
设直线PD的解析式为y=mx+n,P(x,ax2+bx),则B(x,0), 将P(x,ax2+bx),D(﹣
,﹣
)代入y=mx+n,
∴,
解得,
∴C(0,bx), ∴CO=bx,OB=x,
∵==﹣,==﹣,
∴=,
又∵∠COB=∠DHA=90°, ∴△COB∽△DHA, ∴∠CBO=∠DAH, ∴DA∥CB.
9.如图①,已知抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于点A、B(3,0),与y轴交于点C(0,
3),直线l经过B、C两点.抛物线的顶点为D. (1)求抛物线和直线l的解析式; (2)判断△BCD的形状并说明理由.
(3)如图②,若点E是线段BC上方的抛物线上的一个动点,过E点作EF⊥x轴于点F,EF交线段BC于点G,当△ECG是直角三角形时,求点E的坐标.
解:(1)∵抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于点A、B(3,0),与y轴交于点C(0,3),∴y=﹣x2+bx+3,
将点B(3,0)代入y=﹣x2+bx+3, 得0=﹣9+3b+3, ∴b=2,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3; ∵直线l经过B(3,0),C(0,3), ∴可设直线l的解析式为y=kx+3, 将点B(3,0)代入, 得0=3k+3, ∴k=﹣1,
∴直线l的解析式为y=﹣x+3;
(2)△BCD是直角三角形,理由如下: 如图1,过点D作DH⊥y轴于点H, ∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4, ∴顶点D(1,4),
∵C(0,3),B(3,0), ∴HD=HC=1,OC=OB=3,
∴△DHC和△OCB是等腰直角三角形, ∴∠HCD=∠OCB=45°,
∴∠DCB=180°﹣∠HCD﹣∠OCB=90°, ∴△BCD是直角三角形;
(3)∵EF⊥x轴,∠OBC=45°, ∴∠FGB=90°﹣∠OBC=45°, ∴∠EGC=45°,
∴若△ECG是直角三角形,只可能存在∠CEG=90°或∠ECG=90°, ①如图2﹣1,当∠CEG=90°时, ∵EF⊥x轴, ∴EF∥y轴,
∴∠ECO=∠COF=∠CEF=90°, ∴四边形OFEC为矩形, ∴yE=yC=3,
在y=﹣x2+2x+3中,当y=3时,x1=0,x2=2, ∴E(2,3);
②如图2﹣2,当∠ECG=90°时, 由(2)知,∠DCB=90°, ∴此时点E与点D重合, ∵D(1,4), ∴E(1,4),
综上所述,当△ECG是直角三角形时,点E的坐标为(2,3)或(1,4).
10.在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=a(x﹣3)(x+1)与x轴交于A、B两点,与轴交于点C(0,﹣
),连接AC、BC.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)抛物线的对称轴与x轴交于点D,连接CD,点E为第二象限抛物线上的一动点,EF∥BC,直线EF与抛物线交于点F,设直线EF的表达式为 y=kx+b .
①如图①,直线y=kx+b与抛物线对称轴交于点G,若△DGF∽△BDC,求k、b的值;②如图②,直线y=kx+b与y轴交于点M,与直线y=
x交于点H,若
﹣
=
,
求b的值.
解:(1)将C(0,﹣得﹣3a=﹣∴a=
,
,
)代入y=a(x﹣3)(x+1),
∴抛物线的函数表达式为y=
(x﹣3)(x+1)=
x2﹣
x﹣;
(2)①如图1,过点F作FN⊥DG,垂足为点N, 在y=
(x﹣3)(x+1)中,令y=0,
得x1=3,x2=﹣1, ∴B(3,0),
设直线BC的解析式为y=mx﹣将点B(3,0)代入y=mx﹣得0=3m﹣∴m=
,
x﹣
,
,
, ,
∴直线BC的表达式为y=∵抛物线y=∴D(1,0), ∴CD=
∴CD=BD=2,
=2,
(x﹣3)(x+1)的对称轴为x=1,
在Rt△COD 中,tan∠ODC=,
∴∠ODC=60°,∠CDB=120°,
∵△DGF∽△BDC,
∴DG=FG,∠DGF=120°, 设DG=FG=2m,
在Rt△NGF中,∠NGF=60°,FG=2m, ∴NG=m,NF=∴F(1+将点F(1+得m1=﹣∴点F(5,4∵EF∥BC, ∴EF的表达式为y=将点F(5,4得4∴b=
=
x+b,
x+b,
m,
m,3m), m,3m)代入y=
(x﹣3)(x+1)中,
,
(不合题意,舍去),m2=),
),代入y=
×5+b, ,
;
∴k=1,b=
②如图2,分别过点F、H、E作y轴的垂线,垂足分别为P、Q、S, 联立
,
得点H(,),
联立,
得x2﹣3x﹣3﹣
b=0,
设点E、F的横坐标分别为x1,x2, 则
,
由ES∥HQ∥FP,
可得△MHQ∽△MES,△MHQ∽△MFP, ∴
=
=
,
=
=
,
∵∴
﹣﹣
=,
=1,
∴﹣=1,
∴∴b=2
.
=﹣1,
11.如图,直线y=﹣x+3与x轴、y轴分别交于B、C两点,抛物线y=﹣x2+bx+c经过B、C两点,与x轴另一交点为A,顶点为D. (1)求抛物线的解析式;
(2)在x轴上找一点E,使△EDC的周长最小,求符合条件的E点坐标;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在一点P,使得∠APB=∠OCB?若存在,求出PB2的
值;若不存在,请说明理由.
解:(1)直线y=﹣x+3与x轴、y轴分别交于B、C两点,则点B、C的坐标分别为(3,0)、(0,3),
将点B、C的坐标代入二次函数表达式得:
,解得:
,
故函数的表达式为:y=﹣x2+2x+3,
(2)如图1,作点C关于x轴的对称点C′,连接CD′交x轴于点E,此时EC+ED为最小,则△EDC的周长最小,
抛物线的顶点D坐标为(1,4),点C′(0,﹣3), 将C′、D的坐标代入一次函数表达式并解得: ∴直线C′D的表达式为:y=7x﹣3, 当y=0时,x=, 故点E(,0),
(3)①当点P在x轴上方时,如图2,
∵OB=OC=3,则∠OCB=45°=∠APB, 过点B作BH⊥AP于点H,设PH=BH=a, 则PB=PA=
a,
由勾股定理得:AB2=AH2+BH2, 16=a2+(
a﹣a)2,解得:a2=8+4
.
,
则PB2=2a2=16+8
②当点P在x轴下方时, 同理可得
.
.
综合以上可得,PB2的值为16+8
12.如图①,已知抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于A(﹣1,0)、B(3,0)两点,与y轴交于点C,已知点P为抛物线第一象限上一动点,连接PB、PC、BC. (1)求抛物线的解析式,并直接写出抛物线的顶点坐标; (2)当△PBC的面积最大时,求出点P的坐标; (3)如图②,当点P与抛物线顶点重合时,过点B的直线
与抛物线交于点E,
在直线BE上方的抛物线上是否存在一点M,使得∠BEM=∠PBC?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(1)将点A(﹣1,0)、B(3,0)代入y=ax2+bx+3, 得解得
,
,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4, ∴抛物线的顶点坐标为(1,4);
(2)如图1,过点P作x轴的垂线,交BC于点N, 在y=﹣x2+2x+3中,当x=0时,y=3, ∴C(0,3),
设直线BC的解析式为y=kx+3, 将点B(3,0)代入y=kx+3, 得3k+3=0, ∴k=﹣1,
∴直线BC的解析式为y=﹣x+3,
设P(x,﹣x2+2x+3),则N(x,﹣x+3), ∴PN=﹣x2+2x+3﹣(﹣x+3)=﹣x2+3x,
∴S△PBC=×PN×OB=(﹣x2+3x)×3=﹣(x﹣)2+∴当x=时,△PBC的面积最大, ∴P(,
);
,
(3)存在,如图2,过点P作PH⊥x轴于H,设直线则Q(0,﹣),
与y轴交于点Q,
在Rt△OBQ中,tan∠OBQ===,
在Rt△PHB中,tan∠BPH=∴∠OBQ=∠BHP, ∵∠BPH+∠PBH=90°, ∴∠OBQ+∠PBH=90°, 即∠PBE=90°, 将点B(3,0)代入直线得3k﹣=0, ∴k=, ∴y=x﹣,
==,
,
联立,
解得,x1=3,x2=﹣, ∴E(﹣,﹣), 过点E作EF⊥BC于点F, 则∠FEB+∠FBE=90°, ∵∠PBC+∠FBE=90°, ∴∠FEB=∠PBC,
则此时射线EF与抛物线的交点即为所求的点M, ∵BC=
=3
,PC=
=
,PB=
=2
,
∴BC2+PC2=PB2,
∴△PCB为直角三角形,且∠PCB=90°,
∴sin∠PBC=∴sin∠FEB=∵EB=∴FB=
,
==
=, =
,
,
过点F作FD⊥x轴于点D, ∵OB=OC=3,
∴∠OBC=∠OCB=45°, ∴∠DBF=∠DFB=45°, ∴DB=DF=∴F(
FB=,
,),
设直线EF的解析式为y=kx+b, 将点E(﹣,﹣),F(
,)代入y=kx+b,
得,
解得,
∴直线EF的解析式为y=x﹣,
联立,
解得,x1=,x2=﹣, 当x=时,y=, ∴M(,).
13.如图,已知二次函数y=﹣x2+2mx+3m2(m>0)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,顶点为点D.
(1)点B的坐标为 (3m,0) ,点D的坐标为 (m,4m2) ;(用含有m的代数式表示)
(2)连接CD,BC.
①若CB平分∠OCD,求二次函数的表达式; ②连接
AC,若
CB
平分∠ACD,求二次函数的表达
式.解:(1)在二次函数y=﹣x2+2mx+3m2中, 当y=0时,x1=3m,x2=﹣m, ∵点A在点B的左侧,m>0, ∴A(﹣m,0),B(3m,0),
∵y=﹣x2+2mx+3m2=﹣(x﹣m)2+4m2, ∴顶点D(m,4m2),
∴故答案为:(3m,0),(m,4m2);
(2)①如图1,过点D作DH⊥AB,交BC于点E, 则DH∥OC, ∴∠DEC=∠OCE, ∵BC平分∠OCD, ∴∠OCE=∠DCE, ∴∠DEC=∠DCE, ∴CD=DE,
由(1)知,C(0,3m2),A(﹣m,0),B(3m,0), ∴OC=3m2,OB=3m, ∵
,
∴HE=2m2,
∴DE=DH﹣HE=4m2﹣2m2=2m2, ∵CD=DE,
∴CD2=DE2, ∴m2+m4=4m2, 解得:m1=
,m2=﹣
(舍去),
;
∴二次函数的关系式为:
②如图2,过点D作DH⊥AB,交BC于点E,过点C作y轴的垂线CK,过点B作x轴的垂线交CK于点K,连接AE, ∵tan∠DCG=
=m,tan∠KCB=
=m,
∴∠DCG=∠KCB, ∴CK∥AB, ∴∠KCB=∠EBA,
由对称性知,DH垂直平分AB, ∴EA=EB, ∴∠EAB=∠EBA,
∴∠DCG=∠KCB=∠EBA=∠EAB,
∵∠AEC=∠EAB+∠EBA,∠DCB=∠DCG+∠KCB,CB平分∠ACD, ∴∠DCB=∠AEC=∠ACE, ∴AC=AE,
∴AC2=AE2=EH2+AH2, ∴m2+9m4=4m4+4m2, 解得:m1=
,m2=﹣
(舍去),
.
∴二次函数的关系式为:
14.抛物线y=﹣x2+x+b与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C. (1)若B点坐标为(2,0) ①求实数b的值;
②如图1,点E是抛物线在第一象限内的图象上的点,求△CBE面积的最大值及此时点E的坐标.
(2)如图2,抛物线的对称轴交x轴于点D,若抛物线上存在点P,使得P、B、C、D四点能构成平行四边形,求实数b的值.(提示:若点M,N的坐标为M(x?,y?),N(x?,y?),则线段MN的中点坐标为(
,
)
解:(1)①将点B(2,0)代入y=﹣x2+x+b, 得到0=﹣4+2+b, ∴b=2;
②C(0,2),B(2,0), ∴BC的直线解析式为y=﹣x+2, 设E(m,﹣m2+m+2),
过点E与BC垂直的直线解析式为y=x﹣m2+2, ∴直线BC与其垂线的交点为F(,﹣
+2),∴EF=
(﹣
+2)=
[﹣(m﹣1)2+], 当m=1时,EF有最大值, ∴S=×BC×EF=×2
×
=1,
∴△CBE面积的最大值为1,此时E(1,2); (2)∵抛物线的对称轴为x=, ∴D(,0),
∵函数与x轴有两个交点, ∴△=1+4b>0, ∴b>﹣, 可求C(0,b),B(,0),
设M(t,﹣t2+t+b),
①当CM和BD为平行四边形的对角线时,
C、M的中点为(,∴=∴b=﹣1+∴b=﹣1+
,或b=﹣1﹣;
),B、D的中点为(=0, ,
,0),
②当BM和CD为平行四边形的对角线时, B、M的中点为(∴∴b无解;
③当BC和MD为平行四边形的对角线时, B、C的中点为(∴
=
,),M、D的中点为(,=
,
,
),
=,
,=,
),C、D的中点为(,),
∴b=或b=﹣(舍); 综上所述:b=﹣1+
或b=.
15.平面直角坐标系中,点O是坐标原点,抛物线y=ax2+x+c与x轴交于A、B两点,点B的坐标为(4,0),与y轴交于点C,直线y=kx+2经过A、C两点. (1)如图1,求a、c的值;
(2)如图2,点P为抛物线y=ax2+x+c在第一象限的图象上一点,连接AP、CP,设点P的橫坐标为t,△ACP的面积为S,求S与t的函数解析式,并直接写出自变量t的取值范围;
(3)在(2)的条件下,点D为线段AC上一点,直线OD与直线BC交于点E,点F是直线OD上一点,连接BP、BF、PF、PD,BF=BP,∠FBP=90°,若OE=求直线PD的解析式.
,
解:(1)∵直线y=kx+2经过C点, ∴C(0,2),
把点B的坐标为(4,0),C(0,2)代入y=ax2+x+c, 得到
,
解得
;
(2)如图1,过点P作x轴的垂线,与直线AC交于点K,分别过点A、点C作PK的垂线,垂足分别为点M、N, ∵y=﹣x2++2, ∴A(﹣1,0),
∵直线y=kx+2经过A点, ∴k=2, ∴y=2x+2, ∵P点的横坐标为t,
∴P(t,﹣t2+t+2),K(t,2t+2), ∴PK=t2+t,
∴S=S△AMK﹣S△AMP﹣S△CPK ===
,
﹣
﹣
∴S=t2+t(0<t<4);
(3)∵OC=2,OB=4, ∴tan∠OBE=,
如图2:过点O作OH⊥BC于点H,易得OH=∵OE=
,
,
,BH=
,
∴由勾股定理得EH=∴BE=∴CE=
, ,
过点E作EG⊥y轴于点G, ∵tan∠CEG=tan∠OBE=, ∴CG=,EG=, ∴E(﹣,),
∴易得直线OE的解析式y=﹣2x, ∵直线AC的解析式为y=2x+2,
∴联立直线OE与直线AC的解析式,解得D(﹣,1),
过点B作x轴的垂线,与过点P、F作的y轴的垂线分别交于Q、R两点, ∵∠FBP=90°, ∴∠PBQ=∠BFR, ∵BP=BF,
∴△PQB≌△BRF(AAS),
∴BR=PQ=4﹣t,FR=BQ=﹣t2+t+2, ∴F(t2﹣t+2,t﹣4), 设FR交x轴于点I, ∵tan∠OEG=2=tan∠OFI, ∴t﹣4=﹣2(t2﹣t+2),
解得t=2或t=0(舍), ∴P(2,3),
∴易求直线PD的解析式为y=x+.
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