河南省中考数学专题复习专题次函数综合题训练.docx
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河南省中考数学专题复习专题次函数综合题训练
专题八 二次函数综合题
类型一新定义问题
(2017·河南)如图,直线y=-x+c与x轴交于点A(3,0),与y轴交于点B,抛物线y=-x2+bx+c经过点A,B.
(1)求点B的坐标和抛物线的解析式;
(2)M(m,0)为x轴上一动点,过点M且垂直于x轴的直线与直线AB及抛物线分别交于点P,N.
①点M在线段OA上运动,若以B,P,N为顶点的三角形与△APM相似,求点M的坐标;
②点M在x轴上自由运动,若三个点M,P,N中恰有一点是其他两点所连线段的中点(三点重合除外),则称M,P,N三点为“共谐点”.请直接写出使得M,P,N三点成为“共谐点”的m的值.
例1题图
备
用图
【分析】
(1)把A点坐标代入直线解析式可求得c,则可求得B点坐标,由点A,B的坐标,利用待定系数法可求得抛物线解析式;
(2)①由M点坐标可表示点P,N的坐标,从而可表示出MA,MP,PN,PB的长,分∠NBP=90°和∠BNP=90°两种情况,分别利用相似三角形的性质可得到关于m的方程,可求得m的值;
②用m可表示出点M,P,N的坐标,由题意可知有P为线段MN的中点、M为线段PN的中点或N为线段PM的中点,可分别得到关于m的方程,即可求得m的值.
【自主解答】
解:
(1)∵y=-x+c过点A(3,0),与y轴交于点B,
∴0=-2+c,解得c=2,
∴B(0,2).∵抛物线y=-x2+bx+c经过点A,B,
解得
∴抛物线的解析式为y=-x2+x+2.
(2)①由
(1)可知直线的解析式为y=-x+2,
∵M(m,0)为x轴上一动点,过点M且垂直于x轴的直线与直线AB及抛物线分别交于点P,N.∴P(m,-m+2),N(m,-m2+m+2),∴PM=-m+2,AM=3-m,PN=-m2+m+2-(-m+2)=-m2+4m,
∵△BPN和△APM相似,且∠BPN=∠APM,
∴∠BNP=∠AMP=90°或∠NBP=∠AMP=90°.
当∠BNP=90°时,则有BN⊥MN,
∴N点的纵坐标为2,
∴-m2+m+2=2,解得m=0(舍去)或m=2.5,
∴M(2.5,0);
当∠NBP=90°时,过点N作NC⊥y轴于点C,
例1题解图
则∠NBC+∠BNC=90°,NC=m,BC=-m2+m+2-2=-m2+m,
∵∠NBP=90°,
∴∠NBC+∠ABO=90°,
∴∠ABO=∠BNC,
∴Rt△NCB~Rt△BOA,
∴=,
∴=,解得m=0(舍去)或m=.
∴M(,0);
综上可知,当以B,P,N为顶点的三角形与△APM相似时,点M的坐标为(2.5,0)或(,0);
②由①可知M(m,0),P(m,-m+2),N(m,-m2+m+2),
∵M,P,N三点为“共谐点”,
∴当P为线段MN的中点时,则有2(-m+2)=-m2+m+2,解得m=3(三点重合,舍去)或m=;
当M为线段PN的中点时,则有-m+2+(-m2+m+2)=0,解得m=3(舍去)或m=-1;
当N为线段PM的中点时,则有-m+2=2(-m2+m+2),解得m=3(舍去)或m=-.
综上可知,当M,P,N三点成为“共谐点”时,m的值为或-1或-.
1.(2015·河南)如图,边长为8的正方形OABC的两边在坐标轴上,以点C为顶点的抛物线经过点A,点P是抛物线上点A,C间的一个动点(含端点),过点P作PF⊥BC于点F,点D,E的坐标分别为(0,6),(-4,0),连接PD,PE,DE.
(1)请直接写出抛物线的解析式;
(2)小明探究点P的位置发现:
当P与点A或点C重合时,PD与PF的差为定值,进而猜想:
对于任意一点P,PD与PF的差为定值,请你判断该猜想是否正确,并说明理由;
(3)小明进一步探究得出结论:
若将“使△PDE的面积为整数”的点P记作“好点”,则存在多个“好点”,且使△PDE的周长最小的点P也是一个“好点”.请直接写出所有“好点”的个数,并求出△PDE周长最小时“好点”的坐标.
第1题图
备用图
2.(2018·崇仁一中二模)如图①,若抛物线L1的顶点A在抛物线L2上,抛物线L2的顶点B在抛物线L1上(点A与点B不重合),我们把这样的两抛物线L1,L2称为“伴随抛物线”,可见一条抛物线的“伴随抛物线”可以有多条.
(1)抛物线L1:
y=-x2+4x-3与抛物线L2是“伴随抛物线”,且抛物线L2的顶点B的横坐标为4,求抛物线L2的表达式;
(2)若抛物线y=a1(x-m)2+n的任意一条“伴随抛物线”的表达式为y=a2(x-h)2+k,请写出a1与a2的关系式,并说明理由;
(3)在图②中,已知抛物线L1:
y=mx2-2mx-3m(m>0)与y轴相交于点C,它的一条“伴随抛物线”为L2,抛物线L2与y轴相交于点D.若CD=4m,求抛物线L2的对称轴.
图①
图②
3.(2018·郑州模拟)如图,已知点C(0,3),抛物线的顶点为A(2,0),与y轴交于点B(0,1),点P是抛物线上的一个动点,过点P作PM⊥x轴于点M.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点F在抛物线的对称轴上,且纵坐标为1,连接PF,PC,CF,求证:
对于任意点P,PF与PM的差为常数.
(3)记
(2)中的常数为a,若将“使△PCF面积为2a”的点P记作“巧点”,则存在多个“巧点”,且使△PCF的周长最小的点P也是一个“巧点”,请直接写出所有“巧点”的个数,并求出△PCF的周长最小时“巧点”的坐标.
4.(2017·焦作一模)如图①,直线y=x+m与x轴、y轴分别交于点A和点B(0,-1),抛物线y=x2+bx+c经过点B,点C的横坐标为4.
(1)请直接写出抛物线的解析式;
(2)如图②,点D在抛物线上,DE∥y轴交直线AB于点E,且四边形DFEG为矩形,设点D的横坐标为x(0<x<4),矩形DFEG的周长为l,求l与x的函数关系式以及l的最大值;
(3)将△AOB绕平面内某点M旋转90°或180°,得到△A1O1B1,点A,O,B的对应点分别是点A1,O1,B1.若△A1O1B1的两个顶点恰好落在抛物线上,那么我们就称这样的点为“落点”,请直接写出“落点”的个数和旋转180°时点A1的横坐标.
图①
图②
类型二线段、角度数量关系探究
(2016·河南)如图①,直线y=-x+n交x轴于点A,交y轴于点C(0,4),抛物线y=x2+bx+c经过点A,交y轴于点B(0,-2).点P为抛物线上一个动点,过点P作x轴的垂线PD,过点B作BD⊥PD于点D,连接PB,设点P的横坐标为m.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当△BDP为等腰直角三角形时,求线段PD的长;
(3)如图②,将△BDP绕点B逆时针旋转,得到△BD′P′,且旋转角∠PBP′=∠OAC,当点P的对应点P′落在坐标轴上时,请直接写出点P的坐标.
图①
图②
例2题图
备用图
【分析】先确定出点A的坐标,再用待定系数法求出抛物线的解析式;
(2)由△BDP为等腰直角三角形,判断出BD=PD,建立m的方程计算出m,从而求出PD;
(3)分点P′落在x轴和y轴两种情况计算即可.①当点P′落在x轴上时,过点D′作D′N⊥x轴,垂足为N,交BD于点M,先利用互余和旋转角相等得出∠DBD′=∠ND′P′=∠PBP′,进而表示出ND′的长度,通过构造方程求解;②的思路同①.
【自主解答】
解:
(1)∵点C(0,4)在直线y=-x+n上,
∴n=4,∴y=-x+4.
当y=0时,0=-x+4,
解得x=3,∴A(3,0).
∵抛物线y=x2+bx+c经过点A,交y轴于点B(0,-2),
∴
解得
∴抛物线的解析式为y=x2-x-2.
(2)∵点P为抛物线上一个动点,且横坐标为m,
∴P(m,m2-m-2),D(m,-2),
∴BD=|m|,
PD=|m2-m-2+2|=|m2-m|.
∵△BDP为等腰直角三角形,且PD⊥BD,
∴BD=PD.
①当点P在直线BD上方时,PD=m2-m.
(i)若点P在y轴左侧,则m<0,BD=-m.
∴m2-m=-m,
解得1=0(舍去),m2=(舍去).
(ii)若点P在y轴右侧,则m>0,BD=m.
∴m2-m=m,
解得3=0(舍去),m4=.
②当点P在直线BD下方时,m>0,BD=m,PD=-m2+m.
∴-m2+m=m,解得5=0(舍去),m6=.
综上所述,m=或.即当△BDP为等腰直角三角形时,PD的长为或.
(3)P1(-,),P2(,),P3(,).
提示:
∵∠PBP′=∠OAC,OA=3,OC=4,
∴AC=5,
∴sin∠PBP′=,cos∠PBP′=.
①当点P′落在x轴上时,过点D′作D′N⊥x轴,垂足为点N,交BD于点M,∠DBD′=∠ND′P′=∠PBP′.
如解图①,
例2题解图①
∵ND′-MD′=2,
即(m2-m)-(-m)=2;
∴m=(舍去)或m=-;
如解图②,
例2题解图②
∵ND′+MD′=2,即(m2-m)+m=2,
∴m=或m=-(舍去),
∴P(-,)或P(,).
②当点P′落在y轴上时,如解图③,过点D′作D′M⊥x轴,交BD于点M,过点P′作P′N⊥y轴,交MD′的延长线于点N,
例2题解图③
∴∠DBD′=∠ND′P′=∠PBP′.
∵P′N=BM,
即(m2-m)=m,
∴m=,∴P(,).
1.(2014·河南)如图,抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于点A(-1,0),B(5,0)两点,直线y=-x+3与y轴交于点C,与x轴交于点D.点P是x轴上方的抛物线上一动点,过点P作PF⊥x轴于点F,交直线CD于点E.设点P的横坐标为m.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若PE=5EF,求m的值;
(3)若点E′是点E关于直线PC的对称点,是否存在点P,使点E′落在y轴上?
若存在,请直接写出相应的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
2.(2018·洛阳一模)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,其顶点为点D,点E的坐标为(0,-1),该抛物线与BE交于另一点F,连接BC.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)一动点M从点D出发,以每秒1个单位的速度沿与y轴平行的方向向上运动,连接OM,BM,设运动时间为t秒(t>0),在点M的运动过程中,当t为何值时,∠OMB=90°?
(3)在x轴上方的抛物线上,是否存在点P,使得∠PBF被BA平分?
若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
3.(2018·新野一模)已知抛物线y=ax2+bx+2经过A(-1,0),B(2,0),C三点.直线y=mx+交抛物线于A,Q两点,点P是抛物线上直线AQ上方的一个动点,作PF⊥x轴,垂足为F,交AQ于点N.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图①,当点P运动到什么位置时,线段PN=2NF,求出此时点P的坐标;
(3)如图②,线段AC的垂直平分线交x轴于点E,垂足为D,点M为抛物线的顶点,在直线DE上是否存在一点G,使△CMG的周长最小?
若存在,请求出点G的坐标;若不存在,请说明理由.
图①
图②
4.如图①,抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于点A(-1,0),B(3,0),与y轴交于点C,连接BC.
(1)求抛物线的表达式;
(2)抛物线上是否存在点M,使得△MBC的面积与△OBC的面积相等,若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)点D(2,m)在第一象限的抛物线上,连接BD.在对称轴左侧的抛物线上是否存在一点P,满足∠PBC=∠DBC?
如果存在,请求出点P的坐标;如果不存在,请说明理由.
第4题图
备用图
类型三特殊图形判定问题
(2018·河南)如图,抛物线y=ax2+6x+c交x轴于A,B两点,交y轴于点C,直线y=x-5经过点B,C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)过点A的直线交直线BC于点M.
①当AM⊥BC时,过抛物线上一动点P(不与点B,C重合),作直线AM的平行线交直线BC于点Q.若以点A,M,P,Q为顶点的四边形是平行四边形,求点P的横坐标;
②连接AC,当直线AM与直线BC的夹角等于∠ACB的2倍时,请直接写出点M的坐标.
例3题图
备用图
【分析】
(1)利用一次函数解析式确定C(0,-5),B(5,0),然后利用待定系数法求抛物线的解析式;
(2)①先解方程-x2+6x-5=0得A(1,0),再判断△OCB为等腰直角三角形得到∠OBC=∠OCB=45°,则△AMB为等腰直角三角形,所以AM=2,接着根据平行四边形的性质得到PQ=AM=2,PQ⊥BC,作PD⊥x轴交直线BC于D,如解图①,利用∠PDQ=45°得到PD=PQ=4.设P(m,-m2+6m-5),则D(m,m-5),讨论:
当P点在直线BC上方时,PD=-m2+6m-5-(m-5)=4;当P点在直线BC下方时,PD=m-5-(-m2+6m-5),然后分别解方程即可得到P点的横坐标;
②作AN⊥BC于N,NH⊥x轴于H,作AC的垂直平分线交BC于M1,交AC于E,如解图②,利用等腰三角形的性质和三角形外角性质得到∠AM1B=2∠ACB,再确定N(3,-2),AC的解析式为y=5x-5,E点坐标为(,-),利用两直线垂直的问题可设直线EM1的解析式为y=-x+b,把E(,-)代入求出b得到直线EM1的解析式为y=-x-,则解方程组得M1点的坐标;在直线BC上作点M1关于N点的对称点M2,如解图②,利用对称性得到∠AM2C=∠AM1B=2∠ACB,设M2(x,x-5),根据中点坐标公式得到3=,然后求出x即可得到点M2的坐标,从而得到满足条件的点M的坐标.
【自主解答】
解:
(1)当x=0时,y=x-5=-5;
当y=x-5=0时,x=5
∴B(5,0),C(0,-5).
将B,C两点的坐标代入y=ax2+6x+c中,得解得
∴抛物线的解析式为y=-x2+6x-5.
(2)①解方程-x2+6x-5=0得x1=1,x2=5,则A(1,0),
∵B(5,0),C(0,-5),
∴△OCB为等腰直角三角形,
∴∠OBC=∠OCB=45°.
∵AM⊥BC,
∴△AMB为等腰直角三角形,
∴AM=AB=×4=2.
∵以点A,M,P,Q为顶点的四边形是平行四边形,AM∥PQ
∴PQ=AM=2,PQ⊥BC,
作PD⊥x轴交直线BC于D,如解图①,则∠PDQ=45°,
∴PD=PQ=4,设P(m,-m2+6m-5),则D(m,m-5).
当P点在直线BC上方时,
PD=-m2+6m-5-(m-5)=-m2+5m=4,解得m1=1,m2=4.
当P点在直线BC下方时;
PD=m-5-(-m2+6m-5)=m2-5m=4,解得m1=,m2=.
综上所述,P点的横坐标为4或或.
②作AN⊥BC于N,NH⊥x轴于H,作AC的垂直平分线交BC于M1,交AC于E,如解图②.
∵M1A=M1C,
∴∠ACM1=∠CAM1,
∴∠AM1B=2∠ACB.
∵△ANB为等腰直角三角形,
∴AH=BH=NH=2,
∴N(3,-2),
易得AC的解析式为y=5x-5,E点坐标为(,-),
设直线EM1的解析式为y=-x+b,
把E(,-)代入,得+b=-,解得b=-,
∴直线EM1的解析式为y=-x-,解方程组得,则M1(,-);
作直线BC上作点M1关于N点的对称点M,如解图②,则∠AM2C=2∠ACB,
设M2(x,x-5),
∵3=,
∴x=,
∴M2(,-).
图①
图②
例3题解图
1.(2013·河南)如图,抛物线y=-x2+bx+c与直线y=x+2交于C,D两点,其中点C在y轴上,点D的坐标为(3,),点P是y轴右侧的抛物线上一动点,过点P作PE⊥x轴于点E,交CD于点F.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P的横坐标为m,当m为何值时,以O,C,P,F为顶点的四边形是平行四边形?
请说明理由;
(3)若存在点P,使∠PCF=45°,请直接写出相应的点P的坐标.
第1题图
备用图
2.(2017·河南名校模拟)如图,二次函数y=x2+bx+c的图象经过A(-1,0)和B(3,0)两点,且交y轴于点C,M为抛物线的顶点.
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)若将该二次函数图象向上平移m(m>0)个单位,使平移后得到的二次函数图象的顶点落在△BOC的内部(不包含边界),求m的取值范围;
(3)点P是抛物线上一动点,PQ∥BC交x轴于点Q,当以点B,C,P,Q为顶点的四边形是平行四边形时,求点P的坐标.
3.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(-1,0)、B两点,其顶点为(1,-4),直线y=x-2与x轴交于点D,与y轴交于点C,点P是x轴下方的抛物线上一动点,过P点作PF⊥x轴于点F,交直线CD于点E,设点P的横坐标为m.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若PE=3EF,求m的值;
(3)连接PC,是否存在点P,使△PCE是以PE为底边的等腰三角形?
若存在,请直接写出m的值;若不存在,请说明理由.
参考答案
类型一
针对训练
1.解:
(1)∵边长为8的正方形OABC的两边在坐标轴上,以点C为顶点的抛物线经过点A,
∴C(0,8),A(-8,0),
设抛物线的解析式为:
y=ax2+c,
则解得:
故抛物线的解析式为:
y=-x2+8.
(2)正确,
理由:
设P(a,-a2+8),则F(a,8),
∵D(0,6),
∴PD===a2+2.
∵PF=8-(-a2+8)=a2,
∴PD-PF=2;
(3)在点P运动时,DE大小不变,则PE与PD的和最小时,△PDE的周长最小,
∵PD-PF=2,∴PD=PF+2,
∴PE+PD=PE+PF+2,
第1题解图①
∴如解图①,当P、E、F三点共线时,PE+PF最小,
此时点P,E的横坐标都为-4,
将x=-4代入y=-x2+8,得y=6,
∴P(-4,6),此时△PDE的周长最小,且△PDE的面积为12,点P恰为“好点,
∴△PDE的周长最小时“好点”的坐标为(-4,6)
由
(2)得:
P(a,-a2+8),
∵点D、E的坐标分别为(0,6),(-4,0),
第1题解图②
①如解图②,当-4≤a<0时,
S△PDE=S△PEO+S△POD-S△DOE=×4×(-a2+8)+×6×(-a)-×4×6
=-a2-3a+4=-(a+b)2+13,
∴4<S△PDE≤12.
②当a=0时,S△PDE=4;
第1题解图③
③如解图③,过点P作PN⊥x轴于点N,
当-8<a<-4时,
S△PDE=S梯形PNOD-S△PNE-S△DOE
=(-a2+8+6)×(-a)×-×4×6-(-a-4)×(-a2+8)×=-a2-3a+4=-(a+b)2+13,
∴12<S△PDE≤13;
④当a=-8时,S△PDE=12,
∴△PDE的面积可以等于4到13的所有整数,在面积为12时,a的值有两个,
∴面积为整数时好点有11个,经过验证周长最小的好点包含这11个之内,∴“好点”共有11个.
综上所述,共有11个,“好点”,P(-4,6).
2.解:
(1)由y=-x2+4x-3可得点A的坐标为(2,1),
将x=4代入y=-x2+4x-3,得y=-3,
∴B点的坐标为(4,-3),
设抛物线L2的解析式为y=a(x-4)2-3.
将A(2,1)代入,得1=a(2-4)2-3,解得a=1,
∴抛物线L2的表达式为y=(x-4)2-3;
(2)a1=-a2,理由如下:
∵抛物线L1的顶点A在抛物线L2上,抛物线L2的顶点B在抛物线L1上,
∴可列方程组
整理,得(a1+a2)(m-h)2=0.
∵“伴随抛物线”的顶点不重合,
∴m≠h,∴a1=-a2.
(3)抛物线L1:
y=mx2-2mx-3m的顶点坐标为(1,-4m),设抛物线L2的顶点的横坐标为h,则其纵坐标为mh2-2mh-3m,
∴抛物线L2的表达式为y=-m(x-h)2+mh2-2mh-3m,
化简,得y=-mx2+2mhx-2mh-3m,
∴点D的坐标为(0,-2mh-3m),
又∵点C的坐标为(0,-3m),
∴|(-2mh-3m)-(-3m)|=4m,解得h=±2,
∴抛物线L2的对称轴为直线x=±2.
3.
(1)解:
设抛物线的解析式为y=a(x-2)2.
将点B的坐标代入得4a=1,解得a=.
∴抛物线的解析式为y=(x-2)2,即y=x2-x+1.
(2)证明:
设点P的坐标为(m,(m-2)2),
∴PM=(m-2)2,M(m,0).
依据两点间的距离公式可知PF=
=
=
==
(m-2)2+1,
∴PF-PM=1.
∴对于任意点P,PF与PM的差为常数.
(3)解:
设直线CF的解析式为y=kx+3,将点F的坐标代入,得2k+3=1,解得k=-1,
∴直线CF的解析式为y=-x+3.
由两点间的距离公式可知CF=2.
∵a=1,
∴2a=2.
设在△PCF中,边CF的上的高线长为x,则×2x=2,解得x=.
如解图,过点C作CG⊥CF,取CG=.则点G的坐标为(-1,2).
第3题解图
过点G作GH∥FC,设直线GH的解析式为y=-x+b,将点G的坐标代入,得1+b=2,解得b=1,
∴直线GH的解析式为y=-x+1,
令-x+1=(x-2)2,解得x=0,
∴△PCF的一个巧点的坐标为(0,1).
显然,直线GH在CF的另一侧时,直线GH与抛物线有两个交点.
∵F,C为定点,
∴CF的长度不变,
∴当PC+PF最小时,△PCF的周长最小.
∵PF-PM=1,
∴PC+PF=PC+PM+1,
∴当C、P、M在一条直线上时,△PCF的周长最小.
∴此时P(0,1).
综上所述,△PCF的巧点有3个,△PCF的周长最小时,“巧点”的坐标为(0,1).
4.解:
(1)∵直线l:
y=x+m经过点B(0,-1),
∴m=-1,
∴直线l的解析式为y=x-1.
∵直线l:
y=x-1经过点C,且点C的横坐标为4,
∴y=×4-1=2.
∵抛物线y=x2+bx+c经过点C(4,2)和点B(0,-1),
∴,解得,
∴抛物线的解析式为y=x2-x-1;
(2)令y=0,则x-1=0,解得x=,
∴点A的坐标为(,0),
∴OA=.
在Rt△OAB中,OB=1,
∴AB===.
∵DE∥y轴,
∴∠ABO=∠DEF,
在矩形DFEG中,EF=DE·cos∠DEF=DE·=DE,DF=DE·sin∠DEF=DE·=DE,
∴l=2(DF+EF)=2(+)DE=DE.
∵点D的横坐标为t(0<t<4),
∴D(t,t2-t-1),E(t,t-1),
∴DE=(t-1)-(t2-t-1)=-t2+2t,
∴l=×(-t2+2t)=-t2+t,
∵l=-(t-2)2+,且-<0,
∴当t=2时,l有最大值.
(3)“落点”的个数为4,如解图①,解图②,解图③,解图④所示.
图①
图②
图③
图④
第4题解图
如解图③,设点A1的横坐标为m,则点O1的横坐标为m+,
∴m2-m-1