二次函数各种类型专题复习(有答案).doc
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二次函数专题复习
一、二次函数与最值问题(面积最值、线段最值、周长最值)
1.(2011安顺)如图,抛物线y=x2+bx-2与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,且A(一1,0).
⑴求抛物线的解析式及顶点D的坐标;
⑵判断△ABC的形状,证明你的结论;
⑶点M(m,0)是x轴上的一个动点,当CM+DM的值最小时,求m的值.
解:
(1)b=解析式y=x2-x-2.顶点D(,-).
(2)当x=0时y=-2,∴C(0,-2),OC=2。
∴B(4,0)∴OA=1,OB=4,AB=5.△ABC是直角三角形.
(3)作出点C关于x轴的对称点C′,则C′(0,2),OC′=2,连接C′D交x轴于点M,根据轴对称性及两点之间线段最短可知,MC+MD的值最小。
解法一:
设抛物线的对称轴交x轴于点E.
∵ED∥y轴,∴∠OC′M=∠EDM,∠C′OM=∠DEM∴△C′OM∽△DEM.
∴∴,∴m=.
解法二:
设直线C′D的解析式为y=kx+n,
则,解得n=2,.∴.
∴当y=0时,,.∴.
2、(09江津)如图,抛物线与x轴交与A(1,0),B(-3,0)两点,
(1)求该抛物线的解析式;
(2)设
(1)中的抛物线交y轴与C点,在该抛物线的对称轴上是否存在点Q,使得△QAC的周长最小?
若存在,求出Q点的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)在
(1)中的抛物线上的第二象限上是否存在一点P,使△PBC的面积最大?
,若存在,求出点P的坐标及△PBC的面积最大值.若没有,请说明理由.
解:
(1)将A(1,0),B(-3,0)代中得
∴
∴抛物线解析式为:
(2)存在理由如下:
由题知A、B两点关于抛物线的对称轴对称
∴直线BC与的交点即为Q点,此时△AQC周长最小
∵∴C的坐标为:
(0,3)直线BC解析式为:
Q点坐标即为的解 ∴∴Q(-1,2)
(3)答:
存在 理由如下:
设P点
∵
若有最大值,则就最大,
∴
==
当时,最大值=
∴最大=
当时,
∴点P坐标为
3、(2010常德)如图,已知抛物线与轴交于A(-4,0)和B(1,0)两点,与轴交于C点.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)设E是线段AB上的动点,作EF//AC交BC于F,连接CE,当△CEF的面积是△BEF面积的2倍时,求E点的坐标;
(3)若P为抛物线上A、C两点间的一个动点,过P作轴的平行线,交AC于Q,当P点运动到什么位置时,线段PQ的值最大,并求此时P点的坐标.
解:
(1)故所求二次函数的解析式为.
(2)∵S△CEF=2S△BEF,∴
∵EF//AC,∴,△BEF~△BAC,
∴得 E点的坐标为(,0).
(3)的解析式为.若设点的坐标为,
又点是过点所作轴的平行线与直线的交点,则点的坐标为(.则有:
==
即当时,线段取大值,此时点的坐标为(-2,-3)
二、二次函数与等腰三角形、直角三角形
4.(2011湘潭)如图,直线交轴于A点,交轴于B点,过A、B两点的抛物线交轴于另一点C(3,0).
⑴求抛物线的解析式;
⑵在抛物线的对称轴上是否存在点Q,使△ABQ是等腰三角形?
若存在,求出符合条件的Q点坐标;若不存在,请说明理由.
解:
(1)∴抛物线的解析式为:
y=-x2+2x+3.
(2)∵y=-x2+2x+3=,∴该抛物线的对称轴为x=1.
设Q点坐标为(1,m),则,
又.
当AB=AQ时,,解得:
,
∴Q点坐标为(1,)或(1,);
当AB=BQ时,,解得:
,
∴Q点坐标为(1,0)或(1,6);
当AQ=BQ时,,解得:
,
∴Q点坐标为(1,1).
∴抛物线的对称轴上是存在着点Q(1,)、(1,)、(1,0)、(1,6)、(1,1),使△ABQ是等腰三角形.
5、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.
6、(2014•兰州)如图,抛物线y=﹣x2+mx+n与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,抛物线的对称轴交x轴于点D,已知A(﹣1,0),C(0,2).
(1)求抛物线的表达式;
(2)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使△PCD是以CD为腰的等腰三角形?
如果存在,直接写出P点的坐标;如果不存在,请说明理由;
(3)点E时线段BC上的一个动点,过点E作x轴的垂线与抛物线相交于点F,当点E运动到什么位置时,四边形CDBF的面积最大?
求出四边形CDBF的最大面积及此时E点的坐标.
考点:
二次函数综合题
分析:
(1)由待定系数法建立二元一次方程组求出求出m、n的值即可;
(2)由
(1)的解析式求出顶点坐标,再由勾股定理求出CD的值,再以点C为圆心,CD为半径作弧交对称轴于P1,以点D为圆心CD为半径作圆交对称轴于点P2,P3,作CE垂直于对称轴与点E,由等腰三角形的性质及勾股定理就可以求出结论;
(3)先求出BC的解析式,设出E点的坐标为(a,﹣a+2),就可以表示出F的坐标,由四边形CDBF的面积=S△BCD+S△CEF+S△BEF求出S与a的关系式,由二次函数的性质就可以求出结论.
解答:
解:
(1)∵抛物线y=﹣x2+mx+n经过A(﹣1,0),C(0,2).
解得:
,
∴抛物线的解析式为:
y=﹣x2+x+2;
(2)∵y=﹣x2+x+2,
∴y=﹣(x﹣)2+,
∴抛物线的对称轴是x=.
∴OD=.
∵C(0,2),
∴OC=2.
在Rt△OCD中,由勾股定理,得
CD=.
∵△CDP是以CD为腰的等腰三角形,
∴CP1=CP2=CP3=CD.
作CH⊥x轴于H,
∴HP1=HD=2,
∴DP1=4.
∴P1(,4),P2(,),P3(,﹣);
(3)当y=0时,0=﹣x2+x+2
∴x1=﹣1,x2=4,
∴B(4,0).
设直线BC的解析式为y=kx+b,由图象,得
,
解得:
,
∴直线BC的解析式为:
y=﹣x+2.
如图2,过点C作CM⊥EF于M,设E(a,﹣a+2),F(a,﹣a2+a+2),
∴EF=﹣a2+a+2﹣(﹣a+2)=﹣a2+2a(0≤x≤4).
∵S四边形CDBF=S△BCD+S△CEF+S△BEF=BD•OC+EF•CM+EF•BN,
=+a(﹣a2+2a)+(4﹣a)(﹣a2+2a),
=﹣a2+4a+(0≤x≤4).
=﹣(a﹣2)2+
∴a=2时,S四边形CDBF的面积最大=,
∴E(2,1).
7、(2014绵阳)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的图象过点M(﹣2,),顶点坐标为N(﹣1,),且与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P为抛物线对称轴上的动点,当△PBC为等腰三角形时,求点P的坐标;
(3)在直线AC上是否存在一点Q,使△QBM的周长最小?
若存在,求出Q点坐标;若不存在,请说明理由.
分析:
(1)先由抛物线的顶点坐标为N(﹣1,),可设其解析式为y=a(x+1)2+,再将M(﹣2,)代入,得=a(﹣2+1)2+,解方程求出a的值即可得到抛物线的解析式;
(2)先求出抛物线y=﹣x2﹣x+与x轴交点A、B,与y轴交点C的坐标,再根据勾股定理得到BC==2.设P(﹣1,m),显然PB≠PC,所以当△PBC为等腰三角形时分两种情况进行讨论:
①CP=CB;②BP=BC;
(3)先由勾股定理的逆定理得出BC⊥AC,连结BC并延长至B′,使B′C=BC,连结B′M,交直线AC于点Q,由轴对称的性质可知此时△QBM的周长最小,由B(﹣3,0),C(0,),根据中点坐标公式求出B′(3,2),再运用待定系数法求出直线MB′的解析式为y=x+,直线AC的解析式为y=﹣x+,然后解方程组,即可求出Q点的坐标.
解答:
解:
(1)由抛物线顶点坐标为N(﹣1,),可设其解析式为y=a(x+1)2+,
将M(﹣2,)代入,得=a(﹣2+1)2+,
解得a=﹣,
故所求抛物线的解析式为y=﹣x2﹣x+;
(2)∵y=﹣x2﹣x+,
∴x=0时,y=,
∴C(0,).
y=0时,﹣x2﹣x+=0,
解得x=1或x=﹣3,
∴A(1,0),B(﹣3,0),
∴BC==2.
设P(﹣1,m),显然PB≠PC,所以
当CP=CB时,有CP==2,解得m=±;
当BP=BC时,有BP==2,解得m=±2.
综上,当△PBC为等腰三角形时,点P的坐标为(﹣1,+),(﹣1,﹣),(﹣1,2),(﹣1,﹣2);
(3)由
(2)知BC=2,AC=2,AB=4,
所以BC2+AC2=AB2,即BC⊥AC.
连结BC并延长至B′,使B′C=BC,连结B′M,交直线AC于点Q,
∵B、B′关于直线AC对称,
∴QB=QB′,
∴QB+QM=QB′+QM=MB′,
又BM=2,所以此时△QBM的周长最小.
由B(﹣3,0),C(0,),易得B′(3,2).
设直线MB′的解析式为y=kx+n,
将M(﹣2,),B′(3,2)代入,
得,解得,
即直线MB′的解析式为y=x+.
同理可求得直线AC的解析式为y=﹣x+.
由,解得,即Q(﹣,).
所以在直线AC上存在一点Q(﹣,),使△QBM的周长最小.
8、如图,在平面直角坐标系中,己知点O(0,0),A(5,0),B(4,4).
(1)求过O、B、A三点的抛物线的解析式.
(2)在第一象限的抛物线上存在点M,使以O、A、B、M为顶点的四边形面积最大,求点M的坐标.
(3)作直线x=m交抛物线于点P,交线段OB于点Q,当△PQB为等腰三角形时,求m的值.
考点:
二次函数综合题.
专题:
压轴题;分类讨论.
分析:
(1)由于抛物线与x轴的两个交点已知,因此抛物线的解析式可设成交点式,然后把点B的坐标代入,即可求出抛物线的解析式.
(2)以O、A、B、M为顶点的四边形中,△OAB的面积固定,因此只要另外一个三角形面积最大,则四边形面积即最大;求出另一个三角形面积的表达式,利用二次函数的性质确定其最值;本问需分类讨论:
①当0<x≤4时,点M在抛物线OB段上时,如答图1所示;
②当4<x≤5时,点M在抛物线AB段上时,图略.
(3)△PQB为等腰三角形时,有三种情形,需要分类讨论,避免漏解:
①若点B为顶点,即BP=BQ,如答图2﹣1所示;
②若点P为顶点,即PQ=PB,如答图2﹣2所示;
③若点P为顶点,即PQ=QB,如答图2﹣3所示.
解答:
解:
(1)∵该抛物线经过点A(5,0),O(0,0),
∴该抛物线的解析式可设为y=a(x﹣0)(x﹣5)=ax(x﹣5).
∵点B(4,4)在该抛物线上,
∴a×4×(4﹣5)=4.
∴a=﹣1.
∴该抛物线的解析式为y=﹣x(x﹣5)=﹣x2+5x.
(2)以O、A、B、M为顶点的四边形中,△OAB的面积固定,因此只要另外一个三角形面积最大,则四边形面积即最大.
①当0<x≤4时,点M在抛物线OB段上时,如答图1所示.
∵B(4,4),∴易知直线OB的解析式为:
y=x.
设M(x,﹣x2+5x),
过点M作ME∥y轴,交OB于点E,则E(x,x),
∴ME=(﹣x2+5x)﹣x=﹣x2+4x.
S△OBM=S△MEO+S△MEB=ME(xE﹣0)+ME(xB﹣xE)=ME•xB=ME×4=2ME,
∴S△OBM=﹣2x2+8x=﹣2(x﹣2)2+8
∴当x=2时,S△OBM最大值为8,即四边形的面积最大.
②当4<x≤5时,点M在抛物线AB段上时,图略.
可求得直线AB解析式为:
y=﹣4x+20.
设M(x,﹣x2+5x),
过点M作ME∥y轴,交AB于点E,则E(x,﹣4x+20),
∴ME=(﹣x2+5x)﹣(﹣4x+20)=﹣x2+9x﹣20.
S△ABM=S△MEB+S△MEA=ME(xE﹣xB)+ME(xA﹣xE)=ME•(xA﹣xB)=ME×1=ME,
∴S△ABM=﹣x2+x﹣10=﹣(x﹣)2+
∴当x=时,S△ABM最大值为,即四边形的面积最大.
比较①②可知,当x=2时,四边形面积最大.
当x=2时,y=﹣x2+5x=6,
∴M(2,6).
(3)由题意可知,点P在线段OB上方的抛物线上.
设P(m,﹣m2+5m),则Q(m,m)
当△PQB为等腰三角形时,
①若点B为顶点,即BP=BQ,如答图2﹣1所示.
过点B作BE⊥PQ于点E,则点E为线段PQ中点,
∴E(m,).
∵BE∥x轴,B(4,4),
∴=4,
解得:
m=2或m=4(与点B重合,舍去)
∴m=2;
②若点P为顶点,即PQ=PB,如答图2﹣2所示.
易知∠BOA=45°,∴∠PQB=45°,则△PQB为等腰直角三角形.
∴PB∥x轴,
∴﹣m2+5m=4,
解得:
m=1或m=4(与点B重合,舍去)
∴m=1;
③若点P为顶点,即PQ=QB,如答图2﹣3所示.
∵P(m,﹣m2+5m),Q(m,m),
∴PQ=﹣m2+4m.
又∵QB=(xB﹣xQ)=(4﹣m),
∴﹣m2+4m=(4﹣m),
解得:
m=或m=4(与点B重合,舍去),
∴m=.
综上所述,当△PQB为等腰三角形时,m的值为1,2或.
点评:
本题是二次函数压轴题,涉及考点较多,有一定的难度.重点考查了分类讨论的数学思想,第
(2)(3)问均需要进行分类讨论,避免漏解.注意第
(2)问中求面积表达式的方法,以及第(3)问中利用方程思想求m值的方法.
9、(2013攀枝花)如图,抛物线y=ax2+bx+c经过点A(﹣3,0),B(1.0),C(0,﹣3).
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P为第三象限内抛物线上的一点,设△PAC的面积为S,求S的最大值并求出此时点P的坐标;
(3)设抛物线的顶点为D,DE⊥x轴于点E,在y轴上是否存在点M,使得△ADM是直角三角形?
若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
10、(2013绵阳)如图,二次函数y=ax2+bx+c的图象的顶点C为(0,-2),交x轴于A、B两点,其中A(-1,0),直线l:
x=m(m>1)与x轴交于D。
(1)求二次函数的解析式和B的坐标;
(2)在直线l上找点P(P在第一象限),使得以P、D、B为顶点的三角形与以B、C、O为顶点的三角形相似,求点P的坐标(用含m的代数式表示);
(3)在
(2)成立的条件下,在抛物线上是否存在第一象限内的点Q,使△BPQ是以P为直角顶点的等腰直角三角形?
如果存在,请求出点Q的坐标;如果不存在,请说明理由。
二、三角形相似问题
11、(2013曲靖)如图,在平面直角坐标系,直线y=x+4与坐标轴分别交于A、B两点,过A、B两点的抛物线为y=﹣x2+bx+c.点D为线段AB上一动点,过点D作CD⊥x轴于点C,交抛物线于点E.
(1)求抛物线的解析式.
(2)当DE=4时,求四边形CAEB的面积.
(3)连接BE,是否存在点D,使得△DBE和△DAC相似?
若存在,求此点D坐标;若不存在,说明理由.
12、(2013凉山州)如图,抛物线y=ax2﹣2ax+c(a≠0)交x轴于A、B两点,A点坐标为(3,0),与y轴交于点C(0,4),以OC、OA为边作矩形OADC交抛物线于点G.
(1)求抛物线的解析式;
(2)抛物线的对称轴l在边OA(不包括O、A两点)上平行移动,分别交x轴于E,交CD于F,交AC于点M,交抛物线于点P,若点M的横坐标为m,用含m的代数式表示PM的长;
(3)在
(2)的条件下,连结PC,则在CD上方的
抛物线部分是否存在这样的点P,使得以P、C、F为
顶点的三角形和△AEM相似?
若存在,求出此时m的值,
并直接判断△PCM的形状;若不存在,请说明理由.
13、如图,直线y=x+2与抛物线y=ax2+bx+6(a≠0)相交于A(,)和B(4,m),点P是线段AB上异于A、B的动点,过点P作PC⊥x轴于点D,交抛物线于点C.
(1)求抛物线的解析式;[来源:
学|科|网]
(2)是否存在这样的P点,使线段PC的长有最大值,若存在,求出这个最大值;若不存在,请说明理由;
(3)求△PAC为直角三角形时点P的坐标.
考点:
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分析:
(1)已知B(4,m)在直线y=x+2上,可求得m的值,抛物线图象上的A、B两点坐标,可将其代入抛物线的解析式中,通过联立方程组即可求得待定系数的值.
(2)要弄清PC的长,实际是直线AB与抛物线函数值的差.可设出P点横坐标,根据直线AB和抛物线的解析式表示出P、C的纵坐标,进而得到关于PC与P点横坐标的函数关系式,根据函数的性质即可求出PC的最大值.
(3)根据直线AB的解析式,可求得直线AC的解析式y=﹣x+b,已知了点A的坐标,即可求得直线AC的解析式,联立抛物线的解析式,可求得C点的坐标;
解答:
解:
(1)∵B(4,m)在直线线y=x+2上,
∴m=4+2=6,
∴B(4,6),
∵A(,)、B(4,6)在抛物线y=ax2+bx﹣4上,
∴,
∵c=6,
∴a=2,b=﹣8,
∴y=2x2﹣8x+6.
(2)设动点P的坐标为(n,n+2),则C点的坐标为(n,2n2﹣8n+6),[来源:
学&科&网Z&X&X&K]
∴PC=(n+2)﹣(2n2﹣8n+6),
=﹣2n2+9n﹣4,
=﹣2(n﹣)2+,
∵PC>0,
∴当n=时,线段PC最大且为.
(3)设直线AC的解析式为y=﹣x+b,
把A(,)代入得:
=﹣+b,解得:
b=3,
∴直线AC解析式:
y=﹣x+3,
点C在抛物线上,设C(m,2m2﹣8m+6),代入y=﹣x+3得:
2m2﹣8m+6=﹣m+3,
整理得:
2m2﹣7m+3=0,
解得;m=3或m=,
∴P(3,0)或P(,).
点评:
此题主要考查了二次函数解析式的确定、二次函数最值的应用以及直角三角形的判定、函数图象交点坐标的求法等知识;
14、(2013•白银压轴题)如图,在直角坐标系xOy中,二次函数y=x2+(2k﹣1)x+k+1的图象与x轴相交于O、A两点.
(1)求这个二次函数的解析式;
(2)在这条抛物线的对称轴右边的图象上有一点B,使△AOB的面积等于6,求点B的坐标;
(3)对于
(2)中的点B,在此抛物线上是否存在点P,使∠POB=90°?
若存在,求出点P的坐标,并求出△POB的面积;若不存在,请说明理由.
考点:
二次函数综合题.
分析:
(1)将原点坐标代入抛物线中即可求出k的值,也就得出了抛物线的解析式.
(2)根据
(1)得出的抛物线的解析式可得出A点的坐标,也就求出了OA的长,根据△OAB的面积可求出B点纵坐标的绝对值,然后将符合题意的B点纵坐标代入抛物线的解析式中即可求出B点的坐标,然后根据B点在抛物线对称轴的右边来判断得出的B点是否符合要求即可.
(3)根据B点坐标可求出直线OB的解析式,由于OB⊥OP,由此可求出P点的坐标特点,代入二次函数解析式可得出P点的坐标.求△POB的面积时,可先求出OB,OP的长度即可求出△BOP的面积.
解答:
解:
①∵函数的图象与x轴相交于O,
∴0=k+1,
∴k=﹣1,
∴y=x2﹣3x,
②假设存在点B,过点B做BD⊥x轴于点D,
∵△AOB的面积等于6,
∴AO•BD=6,
当0=x2﹣3x,
x(x﹣3)=0,
解得:
x=0或3,
∴AO=3,
∴BD=4
即4=x2﹣3x,
解得:
x=4或x=﹣1(舍去).
又∵顶点坐标为:
(1.5,﹣2.25).
∵2.25<4,
∴x轴下方不存在B点,
∴点B的坐标为:
(4,4);
③∵点B的坐标为:
(4,4),
∴∠BOD=45°,BO==4,
当∠POB=90°,
∴∠POD=45°,
设P点横坐标为:
﹣x,则纵坐标为:
x2﹣3x,
即﹣x=x2﹣3x,
解得x=2或x=0,
∴在抛物线上仅存在一点P(2,﹣2).
∴OP==2,
使∠POB=90°,
∴△POB的面积为:
PO•BO=×4×2=8.
点评:
本题考查了二次函数解析式的确定、函数图象交点、图象面积求法等知识.利用已知进行分类讨论得出符合要求点的坐标是解题关键.
15、如图,已知抛物线与x轴交于A、B两点(点A在点B的左边),与y轴交于点C,连接BC。
(1)求A、B、C三点的坐标;
(2)若点P为线段BC上的一点(不与B、C重合),PM∥y轴,且PM交抛物线于点M,交x轴于点N,当△BCM的面积最大时,求△BPN的周长;
(3)在
(2)的条件下,当BCM的面积最大时,在抛物线的对称轴上存在点Q,使得△CNQ为直角三角形,求点Q的坐标。
15题
解:
(1)令x=0,解得y=3
∴点C的坐标为(0,3)
令y=0,解得x1=-1,x2=3
∴点A的坐标为(-1,0)
点B的坐标为(3,0)
(2)由A,B两点坐标求得直线AB的解析式为y=-x+3
设点P的坐标为(x,-x+3)(0<x<3)
∵PM∥y轴
∠PNB=90°,点M的坐标为(x,-x2+2x+3)
∴PM=(-x2+2x+3)-(-x+3)
=-x2+3x
∵
∴当x=时的面积最大
此时,点P的坐标为(,)
∴PN=,BN=,BP=
∴.
(3)求得抛物线对称轴为x=1
设点Q的坐标为(1,)
∴
①当∠CNQ=90°时,如图1所示
即
解得:
∴Q1(1,)
②当∠NCQ=90°时,如图2所示
即
解得:
∴Q2(1,)
③当∠CQN=90°时,如图3所示
即
解得:
∴Q3(1,)Q4(1,)
16、已知:
如图一次函数y=x+1的图象与x轴交于点A,与y轴交于点B;二次函数y=x2+bx+c的图象与一次函数y=x+1的图象交于B、C两点,与x轴交于D、E两点且D点坐标为(1,0)
(1)求二次函数的解析式;
(2