二次函数动点问题解答方法技巧分析.doc
《二次函数动点问题解答方法技巧分析.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《二次函数动点问题解答方法技巧分析.doc(24页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
![二次函数动点问题解答方法技巧分析.doc](https://file1.bingdoc.com/fileroot1/2023-5/6/65386526-7266-451a-85c4-876f548f5137/65386526-7266-451a-85c4-876f548f51371.gif)
函数解题思路方法总结:
⑴求二次函数的图象与x轴的交点坐标,需转化为一元二次方程;
⑵求二次函数的最大(小)值需要利用配方法将二次函数由一般式转化为顶点式;
⑶根据图象的位置判断二次函数ax²+bx+c=0中a,b,c的符号,或由二次函数中a,b,c的符号判断图象的位置,要数形结合;
⑷二次函数的图象关于对称轴对称,可利用这一性质,求和已知一点对称的点坐标,或已知与x轴的一个交点坐标,可由对称性求出另一个交点坐标.
⑸与二次函数有关的还有二次三项式,二次三项式ax²+bx+c﹙a≠0﹚本身就是所含字母x的二次函数;下面以a>0时为例,揭示二次函数、二次三项式和一元二次方程之间的内在联系:
二、抛物线上动点
5、(湖北十堰市)如图①,已知抛物线(a≠0)与轴交于点A(1,0)和点B(-3,0),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)设抛物线的对称轴与轴交于点M,问在对称轴上是否存在点P,使△CMP为等腰三角形?
若存在,请直接写出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)如图②,若点E为第二象限抛物线上一动点,连接BE、CE,求四边形BOCE面积的最大值,并求此时E点的坐标.
注意:
第
(2)问按等腰三角形顶点位置分类讨论画图再由图形性质求点P坐标----①C为顶点时,以C为圆心CM为半径画弧,与对称轴交点即为所求点P,②M为顶点时,以M为圆心MC为半径画弧,与对称轴交点即为所求点P,③P为顶点时,线段MC的垂直平分线与对称轴交点即为所求点P。
第(3)问方法一,先写出面积函数关系式,再求最大值(涉及二次函数最值);方法二,先求与BC平行且与抛物线相切点的坐标(涉及简单二元二次方程组),再求面积。
07
08
09
动点个数
两个
一个
两个
问题背景
特殊菱形两边上移动
特殊直角梯形三边上移动
抛物线中特殊直角梯形底边上移动
考查难点
探究相似三角形
探究三角形面积函数关系式
探究等腰三角形
考
点
①菱形性质
②特殊角三角函数
③求直线、抛物线解析式
④相似三角形
⑤不等式
①求直线解析式
②四边形面积的表示
③动三角形面积函数④矩形性质
①求抛物线顶点坐标
②探究平行四边形
③探究动三角形面积是定值
④探究等腰三角形存在性
特
点
①菱形是含60°的特殊菱形;
△AOB是底角为30°的等腰三角形。
②一个动点速度是参数字母。
③探究相似三角形时,按对应角不同分类讨论;先画图,再探究。
④通过相似三角形过度,转化相似比得出方程。
⑤利用a、t范围,运用不等式求出a、t的值。
①观察图形构造特征适当割补表示面积
②动点按到拐点时间分段分类
③画出矩形必备条件的图形探究其存在性
①直角梯形是特殊的(一底角是45°)
②点动带动线动
③线动中的特殊性(两个交点D、E是定点;动线段PF长度是定值,PF=OA)
④通过相似三角形过度,转化相似比得出方程。
⑤探究等腰三角形时,先画图,再探究(按边相等分类讨论)
共同点:
①特殊四边形为背景;
②点动带线动得出动三角形;
③探究动三角形问题(相似、等腰三角形、面积函数关系式);
④求直线、抛物线解析式;
⑤探究存在性问题时,先画出图形,再根据图形性质探究答案。
二次函数的动态问题(动点)
1.如图,已知抛物线与坐标轴的交点依次是,,.
(1)求抛物线关于原点对称的抛物线的解析式;
(2)设抛物线的顶点为,抛物线与轴分别交于两点(点在点的左侧),顶点为,四边形的面积为.若点,点同时以每秒1个单位的速度沿水平方向分别向右、向左运动;与此同时,点,点同时以每秒2个单位的速度沿坚直方向分别向下、向上运动,直到点与点重合为止.求出四边形的面积与运动时间之间的关系式,并写出自变量的取值范围;
(3)当为何值时,四边形的面积有最大值,并求出此最大值;
(4)在运动过程中,四边形能否形成矩形?
若能,求出此时的值;若不能,请说明理由.
[解]
(1)点,点,点关于原点的对称点分别为,,.
设抛物线的解析式是
,
则解得
所以所求抛物线的解析式是.
(2)由
(1)可计算得点.
过点作,垂足为.
当运动到时刻时,,.
根据中心对称的性质,所以四边形是平行四边形.
所以.
所以,四边形的面积.
因为运动至点与点重合为止,据题意可知.
所以,所求关系式是,的取值范围是.
(3),().所以时,有最大值.
提示:
也可用顶点坐标公式来求.
(4)在运动过程中四边形能形成矩形.
由
(2)知四边形是平行四边形,对角线是,所以当时四边形是矩形.
所以.所以.
所以.解之得(舍).
所以在运动过程中四边形可以形成矩形,此时.
[点评]本题以二次函数为背景,结合动态问题、存在性问题、最值问题,是一道较传统的压轴题,能力要求较高。
2.(06福建龙岩卷)如图,已知抛物线与坐标轴交于三点,点的横坐标为,过点的直线与轴交于点,点是线段上的一个动点,于点.若,且.
(1)确定的值:
;
(2)写出点的坐标(其中用含的式子表示):
;
(3)依点的变化,是否存在的值,使为等腰三角形?
若存在,求出所有的值;若不存在,说明理由.
[解]
(1)
(2)
(3)存在的值,有以下三种情况
①当时
,则
②当时,得
③当时,如图解法一:
过作,又
则又
解法二:
作斜边中线
则,此时
解法三:
在中有
(舍去)
又当或或时,为等腰三角形.
解法四:
数学往往有两个思考方向:
代数和几何,有时可以独立思考,有时需要综合运用。
代数讨论:
计算出△PQB三边长度,均用t表示,再讨论分析Rt△PHQ中用勾股定理计算PQ长度,而PB、BQ长度都可以直接直接用t表示,进行分组讨论即可计算。
[点评]此题综合性较强,涉及函数、相似性等代数、几何知识,1、2小题不难,第3小题是比较常规的关于等腰三角形的分类讨论,需要注意的是在进行讨论并且得出结论后应当检验,在本题中若求出的t值与题目中的矛盾,应舍去
3.如图1,已知直线与抛物线交于两点.
(1)求两点的坐标;
(2)求线段的垂直平分线的解析式;
(3)如图2,取与线段等长的一根橡皮筋,端点分别固定在两处.用铅笔拉着这根橡皮筋使笔尖在直线上方的抛物线上移动,动点将与构成无数个三角形,这些三角形中是否存在一个面积最大的三角形?
如果存在,求出最大面积,并指出此时点的坐标;如果不存在,请简要说明理由.
P
A
图2
图1
[解]
(1)解:
依题意得解之得
(2)作的垂直平分线交轴,轴于两点,交于(如图1)
图1
D
M
A
C
B
第26题
E
由
(1)可知:
过作轴,为垂足
由,得:
,
同理:
设的解析式为
的垂直平分线的解析式为:
.
(3)若存在点使的面积最大,则点在与直线平行且和抛物线只有一个交点的直线上,并设该直线与轴,轴交于两点(如图2).
P
A
图2
H
G
B
抛物线与直线只有一个交点,
,
在直线中,
设到的距离为,
到的距离等于到的距离.
另解:
过P做PC∥y轴,PC交AB于C,当PC最大时△PBA在AB边上的高h最大(h与PC夹角固定),则S△PBA最大→问题转化为求PC最大值,设P(x,),C(x,),从而可以表示PC长度,进行极值求取。
最后,以PC为底边,分别计算S△PBC和S△PAC即可。
[点评]这是一道涉及二次函数、方程、几何知识的综合压轴题,有一定的能力要求,第3小题是一个最值问题,解此类题时需数形结合方可较轻松的解决问题。
4.如图①,正方形的顶点的坐标分别为,顶点在第一象限.点从点出发,沿正方形按逆时针方向匀速运动,同时,点从点出发,沿轴正方向以相同速度运动.当点到达点时,两点同时停止运动,设运动的时间为秒.
(1)求正方形的边长.
(2)当点在边上运动时,的面积(平方单位)与时间(秒)之间的函数图象为抛物线的一部分(如图②所示),求两点的运动速度.
(3)求
(2)中面积(平方单位)与时间(秒)的函数关系式及面积取最大值时点的坐标.
(4)若点保持
(2)中的速度不变,则点沿着边运动时,的大小随着时间的增大而增大;沿着边运动时,的大小随着时间的增大而减小.当点沿着这两边运动时,使的点有 个.
(抛物线的顶点坐标是.
图②
图①
[解]
(1)作轴于.
,
.
.
(2)由图②可知,点从点运动到点用了10秒.
又.
两点的运动速度均为每秒1个单位.
(3)方法一:
作轴于,则.
,即.
.
.
,
.
即.
,且,
当时,有最大值.
此时,
点的坐标为. (8分)
方法二:
当时,.
设所求函数关系式为.
抛物线过点,
.
,且,
当时,有最大值.
此时,
点的坐标为.
(4).
[点评]本题主要考查函数性质的简单运用和几何知识,是近年来较为流行的试题,解题的关键在于结合题目的要求动中取静,相信解决这种问题不会非常难。
.
5.如图①,中,,.它的顶点的坐标为,顶点的坐标为,,点从点出发,沿的方向匀速运动,同时点从点出发,沿轴正方向以相同速度运动,当点到达点时,两点同时停止运动,设运动的时间为秒.
(1)求的度数.
(2)当点在上运动时,的面积(平方单位)与时间(秒)之间的函数图象为抛物线的一部分,(如图②),求点的运动速度.
(3)求
(2)中面积与时间之间的函数关系式及面积取最大值时点的坐标.
(4)如果点保持
(2)中的速度不变,那么点沿边运动时,的大小随着时间的增大而增大;沿着边运动时,的大小随着时间的增大而减小,当点沿这两边运动时,使的点有几个?
请说明理由.
(第29题图①)
A
C
B
Q
D
O
P
x
y
30
10
O
5
t
S
(第29题图②)
解:
(1).
(2)点的运动速度为2个单位/秒.
(3)()
.
当时,有最大值为,
此时.
(4)当点沿这两边运动时,的点有2个.
①当点与点重合时,,
当点运动到与点重合时,的长是12单位长度,
作交轴于点,作轴于点,
由得:
,
所以,从而.
第29题图①
所以当点在边上运动时,的点有1个.
②同理当点在边上运动时,可算得.
而构成直角时交轴于,,
所以,从而的点也有1个.
所以当点沿这两边运动时,的点有2个.
6.(本题满分14分)如图,直线与轴交于点,与轴交于点,已知二次函数的图象经过点、和点.
(1)求该二次函数的关系式;
(2)设该二次函数的图象的顶点为,求四边形的面积;
(3)有两动点、同时从点出发,其中点以每秒个单位长度的速度沿折线按→→的路线运动,点以每秒个单位长度的速度沿折线按→→的路线运动,当、两点相遇时,它们都停止运动.设、同时从点出发秒时,的面积为S.
①请问、两点在运动过程中,是否存在∥,若存在,请求出此时的值;若不存在,请说明理由;
②请求出S关于的函数关系式,并写出自变量的取值范围;
③设是②中函数S的最大值,那么=.
解:
(1)令,则;
令则.∴.
∵二次函数的图象过点,
∴可设二次函数的关系式为
又∵该函数图象过点.
∴
解之,得,.
∴所求二次函数的关系式为
(2)∵
=
∴顶点M的坐标为
过点M作MF轴于F
∴
=
∴四边形AOCM的面积为10
(3)①不存在DE∥OC
∵若DE∥OC,则点D,E应分别在线段OA,CA上,此时,在中,.
设点E的坐标为∴,∴∵,
∴∴
∵>2,不满足.
∴不存在.
②根据题意得D,E两点相遇的时间为
(秒)
现分情况讨论如下:
ⅰ)当时,;
ⅱ)当时,设点E的坐标为
∴,∴
∴
ⅲ)当2<<时,设点E的坐标为,类似ⅱ可得
设点D的坐标为
∴,
∴
∴
=
③
7.关于的二次函数以轴为对称轴,且与轴的交点在轴上方.
(1)求此抛物线的解析式,并在下面的直角坐标系中画出函数的草图;
(2)设是轴右侧抛物线上的一个动点,过点作垂直于轴于点,再过点作轴的平行线交抛物线于点,过点作垂直于轴于点,得到矩形.设矩形的周长为,点的横坐标为,试求关于的函数关系式;
(3)当点在轴右侧的抛物线上运动时,矩形能否成为正方形.若能,请求出此时正方形的周长;若不能,请说明理由.
参考资料:
抛物线的顶点坐标是,对称轴是直线.
解:
(1)据题意得:
,
.
当时,.
当时,.
又抛物线与轴的交点在轴上方,.
抛物线的解析式为:
.
函数的草图如图所示.(只要与坐标轴的三个交点的位置及图象大致形状正确即可)
(2)解:
令,得.
不时,,,
.
4
3
2
1
1
2
3
4
(第26题)
当时,,
.
.
关于的函数关系是:
当时,;
当时,.
(3)解法一:
当时,令,
得.
解得(舍),或.
将代入,
得.
当时,令,得.
解得(舍),或.
将代入,得.
综上,矩形能成为正方形,且当时正方形的周长为;当时,正方形的周长为.
解法二:
当时,同“解法一”可得.
正方形的周长.
当时,同“解法一”可得.
正方形的周长.
综上,矩形能成为正方形,且当时正方形的周长为;当时,正方形的周长为.
解法三:
点在轴右侧的抛物线上,
,且点的坐标为.
令,则.
,①或②
由①解得(舍),或;
由②解得(舍),或.
又,
当时;
当时.
综上,矩形能成为正方形,且当时正方形的周长为;当时,正方形的周长为.
8.已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,其中点B在x轴的正半轴上,点C在y轴的正半轴上,线段OB、OC的长(OB(1)求A、B、C三点的坐标;
(2)求此抛物线的表达式;
(3)连接AC、BC,若点E是线段AB上的一个动点(与点A、点B不重合),过点E作EF∥AC交BC于点F,连接CE,设AE的长为m,△CEF的面积为S,求S与m之间的函数关系式,并写出自变量m的取值范围;
(4)在(3)的基础上试说明S是否存在最大值,若存在,请求出S的最大值,并求出此时点E的坐标,判断此时△BCE的形状;若不存在,请说明理由.
第26题图
解:
(1)解方程x2-10x+16=0得x1=2,x2=8
∵点B在x轴的正半轴上,点C在y轴的正半轴上,且OB<OC
∴点B的坐标为(2,0),点C的坐标为(0,8)
又∵抛物线y=ax2+bx+c的对称轴是直线x=-2
∴由抛物线的对称性可得点A的坐标为(-6,0)
(2)∵点C(0,8)在抛物线y=ax2+bx+c的图象上
∴c=8,将A(-6,0)、B(2,0)代入表达式,得
第26题图(批卷教师用图)
解得
∴所求抛物线的表达式为y=-x2-x+8
(3)依题意,AE=m,则BE=8-m,
∵OA=6,OC=8,∴AC=10
∵EF∥AC ∴△BEF∽△BAC
∴= 即=
∴EF=
过点F作FG⊥AB,垂足为G,则sin∠FEG=sin∠CAB=
∴= ∴FG=·=8-m
∴S=S△BCE-S△BFE=(8-m)×8-(8-m)(8-m)
=(8-m)(8-8+m)=(8-m)m=-m2+4m
自变量m的取值范围是0<m<8
(4)存在.
理由:
∵S=-m2+4m=-(m-4)2+8 且-<0,
∴当m=4时,S有最大值,S最大值=8
∵m=4,∴点E的坐标为(-2,0)
∴△BCE为等腰三角形.
9.(14分)如图:
抛物线经过A(-3,0)、B(0,4)、C(4,0)三点.
(1)求抛物线的解析式.
(2)已知AD=AB(D在线段AC上),有一动点P从点A沿线段AC以每秒1个单位长度的速度移动;同时另一个动点Q以某一速度从点B沿线段BC移动,经过t秒的移动,线段PQ被BD垂直平分,求t的值;
(3)在
(2)的情况下,抛物线的对称轴上是否存在一点M,使MQ+MC的值最小?
若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由。
(注:
抛物线的对称轴为)
(1)解法一:
设抛物线的解析式为y=a(x+3)(x-4)
因为B(0,4)在抛物线上,所以4=a(0+3)(0-4)解得a=-1/3
所以抛物线解析式为
解法二:
设抛物线的解析式为,
依题意得:
c=4且解得
所以所求的抛物线的解析式为
(2)连接DQ,在Rt△AOB中,
所以AD=AB=5,AC=AD+CD=3+4=7,CD=AC-AD= 7–5=2
因为BD垂直平分PQ,所以PD=QD,PQ⊥BD,所以∠PDB=∠QDB
因为AD=AB,所以∠ABD=∠ADB,∠ABD=∠QDB,所以DQ∥AB
所以∠CQD=∠CBA。
∠CDQ=∠CAB,所以△CDQ∽△CAB
即
所以AP=AD–DP=AD–DQ=5–=,
所以t的值是
(3)答对称轴上存在一点M,使MQ+MC的值最小
理由:
因为抛物线的对称轴为
所以A(-3,0),C(4,0)两点关于直线对称
连接AQ交直线于点M,则MQ+MC的值最小
过点Q作QE⊥x轴,于E,所以∠QED=∠BOA=900
DQ∥AB,∠BAO=∠QDE,△DQE∽△ABO
即
所以QE=,DE=,所以OE=OD+DE=2+=,所以Q(,)
设直线AQ的解析式为
则由此得
所以直线AQ的解析式为联立
由此得所以M
则:
在对称轴上存在点M,使MQ+MC的值最小。
10.如图9,在平面直角坐标系中,二次函数的图象的顶点为D点,与y轴交于C点,与x轴交于A、B两点,A点在原点的左侧,B点的坐标为(3,0),
OB=OC,tan∠ACO=.
(1)求这个二次函数的表达式.
(2)经过C、D两点的直线,与x轴交于点E,在该抛物线上是否存在这样的点F,使以点A、C、E、F为顶点的四边形为平行四边形?
若存在,请求出点F的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)若平行于x轴的直线与该抛物线交于M、N两点,且以MN为直径的圆与x轴相切,求该圆半径的长度.
(4)如图10,若点G(2,y)是该抛物线上一点,点P是直线AG下方的抛物线上一动点,当点P运动到什么位置时,△APG的面积最大?
求出此时P点的坐标和△APG的最大面积.
(1)方法一:
由已知得:
C(0,-3),A(-1,0)…1分
将A、B、C三点的坐标代入得……………………2分
解得:
……………………3分
所以这个二次函数的表达式为:
……………………3分
方法二:
由已知得:
C(0,-3),A(-1,0)………………………1分
设该表达式为:
……………………2分
将C点的坐标代入得:
……………………3分
所以这个二次函数的表达式为:
……………………3分
(注:
表达式的最终结果用三种形式中的任一种都不扣分)
(2)方法一:
存在,F点的坐标为(2,-3)……………………4分
理由:
易得D(1,-4),所以直线CD的解析式为:
∴E点的坐标为(-3,0)……………………4分
由A、C、E、F四点的坐标得:
AE=CF=2,AE∥CF
∴以A、C、E、F为顶点的四边形为平行四边形
∴存在点F,坐标为(2,-3)……………………5分
方法二:
易得D(1,-4),所以直线CD的解析式为:
∴E点的坐标为(-3,0)………………………4分
∵以A、C、E、F为顶点的四边形为平行四边形
∴F点的坐标为(2,-3)或(―2,―3)或(-4,3)
代入抛物线的表达式检验,只有(2,-3)符合
∴存在点F,坐标为(2,-3)………………………5分
(3)如图,①当直线MN在x轴上方时,设圆的半径为R(R>0),则N(R+1,R),
代入抛物线的表达式,解得…………6分
②当直线MN在x轴下方时,设圆的半径为r(r>0),
则N(r+1,-r),
代入抛物线的表达式,解得………7分
∴圆的半径为或.……………7分
(4)过点P作y轴的平行线与AG交于点Q,
易得G(2,-3),直线AG为.……………8分
设P(x,),则Q(x,-x-1),PQ.
……………………9分
当时,△APG的面积最大
此时P点的坐标为,.……………………10分
11.(本小题12分)解:
(1)解方程x2-10x+16=0得x1=2,x2=8
∵点B在x轴的正半轴上,点C在y轴的正半轴上,且OB<OC
∴点B的坐标为(2,0),点C的坐标为(0,8)
又∵抛物线y=ax2+bx+c的对称轴是直线x=-2
∴由抛物线的对称性可得点A的坐标为(-6,0)
∴A、B、C三点的坐标分别是A(-6,0)、B(2,0)、C(0,8)
(2)∵点C(0,8)在抛物线y=ax2+bx+c的图象上
∴c=8,将A(-6,0)、B(2,0)代入表达式y=ax2+bx+8,得
解得
∴所求抛物线的表达式为y=-x2-x+8
(3)∵AB=8,OC=8
∴S△ABC=×8×8=32
(4)依题意,AE=m,则BE=8-m,
∵OA=6,OC=8,∴AC=10
∵EF∥AC ∴△BEF∽△BAC
∴= 即=∴EF=
过点F作FG⊥AB,垂足为G,则sin∠FEG=sin∠CAB=
∴= ∴FG=·=8-m
∴S=S△BCE-S△BFE=(8-m)×8-(8-m)(8-m)
=(8-m)