北师大新版中考数学题函数综合压轴题及答案Word文档格式.docx
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则∠NBC+∠BNC=90°
,NC=m,BC=﹣m2+m+2﹣2=﹣m2+m,
∵∠NBP=90°
∴∠NBC+∠ABO=90°
∴∠ABO=∠NBC,
∴Rt△NCB∽Rt△BOA,
∴=,
∴=,解得m=0(舍去)或m=,
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(,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”,
∴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,
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﹣.
【点评】本题为二次函数的综合应用,涉及待定系数法、函数图象的交点、相似三角形的判定和性质、勾股定理、线段的中点、方程思想及分类讨论思想等知识.在
(1)中注意待定系数法的应用,在
(2)①中利用相似三角形的性质得到关于m的方程是解题的关键,注意分两种情况,在
(2)②中利用“共谐点”的定义得到m的方程是解题的关键,注意分情况讨论.本题考查知识点较多,综合性较强,分情况讨论比较多,难度较大.
2.如图1,在平面直角坐标系xOy中,抛物线C:
y=ax2+bx+c与x轴相交于A,B两点,顶点为D(0,4),AB=4,设点F(m,0)是x轴的正半轴上一点,将抛物线C绕点F旋转180°
,得到新的抛物线C′.
(1)求抛物线C的函数表达式;
(2)若抛物线C′与抛物线C在y轴的右侧有两个不同的公共点,求m的取值范围.
(3)如图2,P是第一象限内抛物线C上一点,它到两坐标轴的距离相等,点P在抛物线C′上的对应点P′,设M是C上的动点,N是C′上的动点,试探究四边形PMP′N能否成为正方形若能,求出m的值;
若不能,请说明理由.
(1)由题意抛物线的顶点D(0,4),A(﹣2,0),设抛物线的解析式为y=ax2+4,把A(2,0)代入可得a=﹣,由此即可解决问题;
(2)由题意抛物线C′的顶点坐标为(2m,﹣4),设抛物线C′的解析式为y=(x﹣2m)2﹣4,由,消去y得到x2﹣2mx+2m2﹣8=0,由题意,抛物线C′与抛物线C在y轴的右侧有两个不同的公共点,则有,解不等式组即可解决问题;
(3)情形1,四边形PMP′N能成为正方形.作PE⊥x轴于E,MH⊥x轴于H.由题意易知P(2,2),当△PFM是等腰直角三角形时,四边形PMP′N是正方形,推出PF=FM,∠PFM=90°
,易证△PFE≌△FMH,可得PE=FH=2,EF=HM=2﹣m,可得M(m+2,m﹣2),理由待定系数法即可解决问题;
情形2,如图,四边形PMP′N是正方形,同法可得M(m﹣2,2﹣m),利用待定系数法即可解决问题.
(1)由题意抛物线的顶点D(0,4),A(﹣2,0),设抛物线的解析式为y=ax2+4,
把A(﹣2,0)代入可得a=﹣,
∴抛物线C的函数表达式为y=﹣x2+4.
(2)由题意抛物线C′的顶点坐标为(2m,﹣4),设抛物线C′的解析式为y=(x﹣2m)2﹣4,
由,消去y得到x2﹣2mx+2m2﹣8=0,
由题意,抛物线C′与抛物线C在y轴的右侧有两个不同的公共点,
则有,解得2<m<2,
∴满足条件的m的取值范围为2<m<2.
(3)结论:
四边形PMP′N能成为正方形.
理由:
1情形1,如图,作PE⊥x轴于E,MH⊥x轴于H.
由题意易知P(2,2),当△PFM是等腰直角三角形时,四边形PMP′N是正方形,
∴PF=FM,∠PFM=90°
易证△PFE≌△FMH,可得PE=FH=2,EF=HM=2﹣m,
∴M(m+2,m﹣2),
∵点M在y=﹣x2+4上,
∴m﹣2=﹣(m+2)2+4,解得m=﹣3或﹣﹣3(舍弃),
∴m=﹣3时,四边形PMP′N是正方形.
情形2,如图,四边形PMP′N是正方形,同法可得M(m﹣2,2﹣m),
把M(m﹣2,2﹣m)代入y=﹣x2+4中,2﹣m=﹣(m﹣2)2+4,解得m=6或0(舍弃),
∴m=6时,四边形PMP′N是正方形.
综上,四边形PMP′N能成为正方形,m=﹣3或6.
【点评】本题考查二次函数综合题、中心对称变换、正方形的性质、全等三角形的判定和性质、一元二次方程的根与系数的关系等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会利用参数构建方程解决问题,属于中考压轴题.
3.在平面直角坐标系xOy中的点P和图形M,给出如下的定义:
若在图形M上存在一点Q,使得P、Q两点间的距离小于或等于1,则称P为图形M的关联点.
(1)当⊙O的半径为2时,
①在点P1(,0),P2(,),P3(,0)中,⊙O的关联点是 P2,P3 .
②点P在直线y=﹣x上,若P为⊙O的关联点,求点P的横坐标的取值范围.
(2)⊙C的圆心在x轴上,半径为2,直线y=﹣x+1与x轴、y轴交于点A、B.若线段AB上的所有点都是⊙C的关联点,直接写出圆心C的横坐标的取值范围.
(1)①根据点P1(,0),P2(,),P3(,0),求得OP1=,OP2=1,OP3=,于是得到结论;
②根据定义分析,可得当最小y=﹣x上的点P到原点的距离在1到3之间时符合题意,设P(x,﹣x),根据两点间的距离公式即可得到结论;
(2根据已知条件得到A(1,0),B(0,1),如图1,当圆过点A时,得到C(﹣2,0),如图2,当直线AB与小圆相切时,切点为D,得到C(1﹣,0),于是得到结论;
如图3,当圆过点A,则AC=1,得到C(2,0),如图4,当圆过点B,连接BC,根据勾股定理得到C(2,0),于是得到结论.
(1)①∵点P1(,0),P2(,),P3(,0),
∴OP1=,OP2=1,OP3=,
∴P1与⊙O的最小距离为,P2与⊙O的最小距离为1,OP3与⊙O的最小距离为,
∴⊙O,⊙O的关联点是P2,P3;
故答案为:
P2,P3;
②根据定义分析,可得当最小y=﹣x上的点P到原点的距离在1到3之间时符合题意,
∴设P(x,﹣x),当OP=1时,
由距离公式得,OP==1,
∴x=,
当OP=3时,OP==3,
解得:
x=±
;
∴点P的横坐标的取值范围为:
﹣≤x≤﹣,或≤x≤;
(2)∵直线y=﹣x+1与x轴、y轴交于点A、B,
∴A(1,0),B(0,1),
如图1,
当圆过点A时,此时,CA=3,
∴C(﹣2,0),
如图2,
当直线AB与小圆相切时,切点为D,
∴CD=1,
∵直线AB的解析式为y=﹣x+1,
∴直线AB与x轴的夹角=45°
∴AC=,
∴C(1﹣,0),
∴圆心C的横坐标的取值范围为:
﹣2≤xC≤1﹣;
如图3,
当圆过点A,则AC=1,∴C(2,0),
如图4,
当圆过点B,连接BC,此时,BC=3,
∴OC==2,
∴C(2,0).
2≤xC≤2;
综上所述;
圆心C的横坐标的取值范围为:
﹣2≤xC≤1﹣或2≤xC≤2.
【点评】本题考查了一次函数的性质,勾股定理,直线与圆的位置关系,两点间的距离公式,正确的作出图形是解题的关键.
4.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+ax+b交x轴于A(1,0),B(3,0)两点,点P是抛物线上在第一象限内的一点,直线BP与y轴相交于点C.
(1)求抛物线y=﹣x2+ax+b的解析式;
(2)当点P是线段BC的中点时,求点P的坐标;
(3)在
(2)的条件下,求sin∠OCB的值.
(1)将点A、B代入抛物线y=﹣x2+ax+b,解得a,b可得解析式;
(2)由C点横坐标为0可得P点横坐标,将P点横坐标代入
(1)中抛物线解析式,易得P点坐标;
(3)由P点的坐标可得C点坐标,由B、C的坐标,利用勾股定理可得BC长,利用sin∠OCB=可得结果.
(1)将点A、B代入抛物线y=﹣x2+ax+b可得,
解得,a=4,b=﹣3,
∴抛物线的解析式为:
y=﹣x2+4x﹣3;
(2)∵点C在y轴上,
所以C点横坐标x=0,
∵点P是线段BC的中点,
∴点P横坐标xP==,
∵点P在抛物线y=﹣x2+4x﹣3上,
∴yP=﹣3=,
∴点P的坐标为(,);
(3)∵点P的坐标为(,),点P是线段BC的中点,
∴点C的纵坐标为2×
﹣0=,
∴点C的坐标为(0,),
∴BC==,
∴sin∠OCB===.
【点评】本题主要考查了待定系数法求二次函数解析式和解直角三角形,利用中点求得点P的坐标是解答此题的关键.
5.如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于点A和点B,与y轴交于点C,点B坐标为(6,0),点C坐标为(0,6),点D是抛物线的顶点,过点D作x轴的垂线,垂足为E,连接BD.
(1)求抛物线的解析式及点D的坐标;
(2)点F是抛物线上的动点,当∠FBA=∠BDE时,求点F的坐标;
(3)若点M是抛物线上的动点,过点M作MN∥x轴与抛物线交于点N,点P在x轴上,点Q在坐标平面内,以线段MN为对角线作正方形MPNQ,请写出点Q的坐标.
(1)由B、C的坐标,利用待定系数法可求得抛物线解析式,再求其顶点D即可;
(2)过F作FG⊥x轴于点G,可设出F点坐标,利用△FBG∽△BDE,由相似三角形的性质可得到关于F点坐标的方程,可求得F点的坐标;
(3)由于M、N两点关于对称轴对称,可知点P为对称轴与x轴的交点,点Q在对称轴上,可设出Q点的坐标,则可表示出M的坐标,代入抛物线解析式可求得Q点的坐标.
(1)把B、C两点坐标代入抛物线解析式可得,解得,
∴抛物线解析式为y=﹣x2+2x+6,
∵y=﹣x2+2x+6=﹣(x﹣2)2+8,
∴D(2,8);
(2)如图1,过F作FG⊥x轴于点G,
设F(x,﹣x2+2x+6),则FG=|﹣x2+2x+6|,
∵∠FBA=∠BDE,∠FGB=∠BED=90°
∴△FBG∽△BDE,
∵B(6,0),D(2,8),
∴E(2,0),BE=4,DE=8,OB=6,
∴BG=6﹣x,
当点F在x轴上方时,有=,解得x=﹣1或x=6(舍去),此时F点的坐标为(﹣1,);
当点F在x轴下方时,有=﹣,解得x=﹣3或x=6(舍去),此时F点的坐标为(﹣3,﹣);
综上可知F点的坐标为(﹣1,)或(﹣3,﹣);
(3)如图2,设对角线MN、PQ交于点O′,
∵点M、N关于抛物线对称轴对称,且四边形MPNQ为正方形,
∴点P为抛物线对称轴与x轴的交点,点Q在抛物线的对称轴上,
设Q(2,2n),则M坐标为(2﹣n,n),
∵点M在抛物线y=﹣x2+2x+6的图象上,
∴n=﹣(2﹣n)2+2(2﹣n)+6,解得n=﹣1+或n=﹣1﹣,
∴满足条件的点Q有两个,其坐标分别为(2,﹣2+2)或(2,﹣2﹣2).
【点评】本题为二次函数的综合应用,涉及待定系数法、相似三角形的判定和性质、正方形的性质、方程思想及分类讨论思想等知识.在
(1)中注意待定系数法的应用,在
(2)中构造三角形相似是解题的关键,注意有两种情况,在(3)中确定出P、Q的位置是解题的关键.本题考查知识点较多,综合性较强,难度适中.
6.已知抛物线y=x2+bx﹣3(b是常数)经过点A(﹣1,0).
(1)求该抛物线的解析式和顶点坐标;
(2)P(m,t)为抛物线上的一个动点,P关于原点的对称点为P'
.
①当点P'
落在该抛物线上时,求m的值;
②当点P'
落在第二象限内,P'
A2取得最小值时,求m的值.
(1)把A点坐标代入抛物线解析式可求得b的值,则可求得抛物线解析式,进一步可求得其顶点坐标;
(2)①由对称可表示出P′点的坐标,再由P和P′都在抛物线上,可得到关于m的方程,可求得m的值;
②由点P′在第二象限,可求得t的取值范围,利用两点间距离公式可用t表示出P′A2,再由点P′在抛物线上,可以消去m,整理可得到关于t的二次函数,利用二次函数的性质可求得其取得最小值时t的值,则可求得m的值.
(1)∵抛物线y=x2+bx﹣3经过点A(﹣1,0),
∴0=1﹣b﹣3,解得b=﹣2,
∴抛物线解析式为y=x2﹣2x﹣3,
∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
∴抛物线顶点坐标为(1,﹣4);
(2)①由P(m,t)在抛物线上可得t=m2﹣2m﹣3,
∵点P′与P关于原点对称,
∴P′(﹣m,﹣t),
∵点P′落在抛物线上,
∴﹣t=(﹣m)2﹣2(﹣m)﹣3,即t=﹣m2﹣2m+3,
∴m2﹣2m﹣3=﹣m2﹣2m+3,解得m=或m=﹣;
②由题意可知P′(﹣m,﹣t)在第二象限,
∴﹣m<0,﹣t>0,即m>0,t<0,
∵抛物线的顶点坐标为(1,﹣4),
∴﹣4≤t<0,
∵P在抛物线上,
∴t=m2﹣2m﹣3,
∴m2﹣2m=t+3,
∵A(﹣1,0),P′(﹣m,﹣t),
∴P′A2=(﹣m+1)2+(﹣t)2=m2﹣2m+1+t2=t2+t+4=(t+)2+;
∴当t=﹣时,P′A2有最小值,
∴﹣=m2﹣2m﹣3,解得m=或m=,
∵m>0,
∴m=不合题意,舍去,
∴m的值为.
【点评】本题为二次函数的综合应用,涉及待定系数法、中心对称、二次函数的性质、勾股定理、方程思想等知识.在
(1)中注意待定系数法的应用,在
(2)①中求得P′点的坐标,得到关于m的方程是解题的关键,在
(2)②中用t表示出P′A2是解题的关键.本题考查知识点较多,综合性较强,难度适中.
7.在同一直角坐标系中,抛物线C1:
y=ax2﹣2x﹣3与抛物线C2:
y=x2+mx+n关于y轴对称,C2与x轴交于A、B两点,其中点A在点B的左侧.
(1)求抛物线C1,C2的函数表达式;
(2)求A、B两点的坐标;
(3)在抛物线C1上是否存在一点P,在抛物线C2上是否存在一点Q,使得以AB为边,且以A、B、P、Q四点为顶点的四边形是平行四边形若存在,求出P、Q两点的坐标;
若不存在,请说明理由.
(1)由对称可求得a、n的值,则可求得两函数的对称轴,可求得m的值,则可求得两抛物线的函数表达式;
(2)由C2的函数表达式可求得A、B的坐标;
(3)由题意可知AB只能为平行四边形的边,利用平行四边形的性质,可设出P点坐标,表示出Q点坐标,代入C2的函数表达式可求得P、Q的坐标.
(1)∵C1、C2关于y轴对称,
∴C1与C2的交点一定在y轴上,且C1与C2的形状、大小均相同,
∴a=1,n=﹣3,
∴C1的对称轴为x=1,
∴C2的对称轴为x=﹣1,
∴m=2,
∴C1的函数表示式为y=x2﹣2x﹣3,C2的函数表达式为y=x2+2x﹣3;
(2)在C2的函数表达式为y=x2+2x﹣3中,令y=0可得x2+2x﹣3=0,解得x=﹣3或x=1,
∴A(﹣3,0),B(1,0);
(3)存在.
∵AB的中点为(﹣1,0),且点P在抛物线C1上,点Q在抛物线C2上,
∴AB只能为平行四边形的一边,
∴PQ∥AB且PQ=AB,
由
(2)可知AB=1﹣(﹣3)=4,
∴PQ=4,
设P(t,t2﹣2t﹣3),则Q(t+4,t2﹣2t﹣3)或(t﹣4,t2﹣2t﹣3),
①当Q(t+4,t2﹣2t﹣3)时,则t2﹣2t﹣3=(t+4)2+2(t+4)﹣3,解得t=﹣2,
∴t2﹣2t﹣3=4+4﹣3=5,
∴P(﹣2,5),Q(2,5);
②当Q(t﹣4,t2﹣2t﹣3)时,则t2﹣2t﹣3=(t﹣4)2+2(t﹣4)﹣3,解得t=2,
∴t2﹣2t﹣3=4﹣4﹣3=﹣3,
∴P(2,﹣3),Q(﹣2,﹣3),
综上可知存在满足条件的点P、Q,其坐标为P(﹣2,5),Q(2,5)或P(2,﹣3),Q(﹣2,﹣3).
【点评】本题为二次函数的综合应用,涉及待定系数法、对称的性质、函数图象与坐标轴的交点、平行四边形的性质、方程思想及分类讨论思想等知识.在
(1)中由对称性质求得a、n的值是解题的关键,在
(2)中注意函数图象与坐标轴的交点的求法即可,在(3)中确定出PQ的长度,设P点坐标表示出Q点的坐标是解题的关键.本题考查知识点较多,综合性较强,难度适中.
8.已知函数y=﹣x2+(m﹣1)x+m(m为常数).
(1)该函数的图象与x轴公共点的个数是 D .
.1C或2
(2)求证:
不论m为何值,该函数的图象的顶点都在函数y=(x+1)2的图象上.
(3)当﹣2≤m≤3时,求该函数的图象的顶点纵坐标的取值范围.
(1)表示出根的判别式,判断其正负即可得到结果;
(2)将二次函数解析式配方变形后,判断其顶点坐标是否在已知函数图象即可;
(3)根据m的范围确定出顶点纵坐标范围即可.
(1)∵函数y=﹣x2+(m﹣1)x+m(m为常数),
∴△=(m﹣1)2+4m=(m+1)2≥0,
则该函数图象与x轴的公共点的个数是1或2,
故选D;
(2)y=﹣x2+(m﹣1)x+m=﹣(x﹣)2+,
把x=代入y=(x+1)2得:
y=(+1)2=,
则不论m为何值,该函数的图象的顶点都在函数y=(x+1)2的图象上;
(3)设函数z=,
当m=﹣1时,z有最小值为0;
当m<﹣1时,z随m的增大而减小;
当m>﹣1时,z随m的增大而增大,
当m=﹣2时,z=;
当m=3时,z=4,
则当﹣2≤m≤3时,该函数图象的顶点坐标的取值范围是0≤z≤4.
【点评】此题考查了抛物线与x轴的交点,以及二次函数的性质,熟练掌握二次函数的图象与性质是解本题的关键.
9.已知直线y=2x+m与抛物线y=ax2+ax+b有一个公共点M(1,0),且a<b.
(Ⅰ)求抛物线顶点Q的坐标(用含a的代数式表示);
(Ⅱ)说明直线与抛物线有两个交点;
(Ⅲ)直线与抛物线的另一个交点记为N.
(ⅰ)若﹣1≤a≤﹣,求线段MN长度的取值范围;
(ⅱ)求△QMN面积的最小值.
(Ⅰ)把M点坐标代入抛物线解析式可得到b与a的关系,可用a表示出抛物线解析式,化为顶点式可求得其顶点坐标;
(Ⅱ)由直线解析式可先求得m的值,联立直线与抛物线解析式,消去y,可得到关于x的一元二次方程,再判断其判别式大于0即可;
(Ⅲ)(i)由(Ⅱ)的方程,可求得N点坐标,利用勾股定理可求得MN2,利用二次函数性质可求得MN长度的取值范围;
(ii)设抛物线对称轴交直线与点E,则可求得E点坐标,利用S△QMN=S△QEN+S△QEM可用a表示出△QMN的面积,再整理成关于a的一元二次方程,利用判别式可得其面积的取值范围,可求得答案.
(Ⅰ)∵抛物线y=ax2+ax+b过点M(1,0),
∴a+a+b=0,即b=﹣2a,
∴y=ax2+ax+b=ax2+ax﹣2a=a(x+)2﹣,
∴抛物线顶点Q的坐标为(﹣,﹣);
(Ⅱ)∵直线y=2x+m经过点M(1,0),
∴0=2×
1+m,解得m=﹣2,
联立直线与抛物线解析式,消去y可得ax2+(a﹣2)x﹣2a+2=0(*)
∴△=(a﹣2)2﹣4a(﹣2a+2)=9a2﹣12a+4,
由(Ⅰ)知b=﹣2a,且a<b,
∴a<0,b>0,
∴△>0,
∴方程(*)有两个不相等的实数根,
∴直线与抛物线有两个交点;
(Ⅲ)联立直线与抛物线解析式,消去y可得ax2+(a﹣2)x﹣2a+2=0,即x2+(1﹣)x﹣2+=0,
∴(x﹣1)[x﹣(﹣2)]=0,解得x=1或x=﹣2,
∴N点坐标为(﹣2,﹣6),
(i)由勾股定理可得MN2=[(﹣2)﹣1]2+(﹣6)2=﹣+45=20(﹣)2,
∵﹣1≤a≤﹣,
∴﹣2≤≤﹣1,
∴MN2随的增大而减小,
∴当=﹣2时,MN2有最大值245,则MN有最大值7,
当=﹣1时,MN2有最小值125,则MN有最小值5,
∴线段MN长度的取值范围为5≤MN≤7;
(ii)如图,设抛物线对称轴交直线与点E,
∵抛物线对称轴为x=﹣,
∴E(﹣,﹣3),
∵M(1,0),N(﹣2,﹣6),且a<0,设△QMN的面积为S,
∴S=S△QEN+S△QEM=|(﹣2)﹣1|•|﹣﹣(﹣3)|=﹣﹣,
∴27a2+(8S﹣54)a+24=0(*),
∵关于a的方程(*)有实数根,
∴△=(8S﹣54)2﹣4×
27×
24≥0,即(8S﹣54)2≥(36)2,
∵a<0,
∴S=﹣﹣>,
∴8S﹣54>0,
∴8S﹣54≥36,即S≥+,
当S=+时,由方程(*)可得a=﹣满足题意,
∴当a=﹣,b=时,△QMN面积的最小值为+.
【点评】本题为二次函数的综合应用,涉及函数图象的交点、二次函数的性质、根的判别式、勾股定理、三角形的面积等知识.在
(1)中由M的坐标得到b与a的关系是解题的关键,在
(2)中联立两函数解析式,得到关于x的一元二次方程是解题的关键,在(3)中求得N点的坐标是解题的关键,在最后一小题中用a表示出△QMN的面积是解题的关键.本题考查知识点较多,综合性较强,难度较大.
10.在平面直角坐标系中,设二次函