由一m2+2m=,解得:
m=1或3.当m=1时,线段PQ与DE重合,m=-1舍去,
∴m=-3,此时P1(3,1).
②当m4时,PQ=(一m+4)一(一m2++m+4)=m2—2m,
由m2—2m=,解得m=2±,经检验适合题意,
此时P2(2+,2一),P3(2一,2+).
综上所述,满足条件的点P有三个,分别是P1(3,1),P2(2+,2-),P3(2—,2十).
点评:
此题考查了二次函数综合题,涉及的知识有:
坐标与图形性质,一次函数与坐标轴的交点,抛物线与坐标轴的交点,平行四边形的判定,以及待定系数法求函数解析式,熟练掌握待定系数法是解本题第二问的关键.本题逻辑思维性强,需要耐心和细心,是道好题.
2.如图,三角形ABC是以BC为底边的等腰三角形,点A、C分别是一次函数y=x+3的图象与y轴的交点,点B在二次函数的图象上,且该二次函数图象上存在一点D使四边形ABCD能构成平行四边形.
(1)试求b,c的值,并写出该二次函数表达式;
(2)动点P从A到D,同时动点Q从C到A都以每秒1个单位的速度运动,问:
①当P运动到何处时,有PQ⊥AC?
②当P运动到何处时,四边形PDCQ的面积最小?
此时四边形PDCQ的面积是多少?
考点:
二次函数综合题.3338333
分析:
(1)根据一次函数解析式求出点A、点C坐标,再由△ABC是等腰三角形可求出点B坐标,根据平行四边形的性性质求出点D坐标,利用待定系数法可求出b、c的值,继而得出二次函数表达式.
(2)①设点P运动了t秒时,PQ⊥AC,此时AP=t,CQ=t,AQ=5﹣t,再由△APQ∽△CAO,利用对应边成比例可求出t的值,继而确定点P的位置;
②只需使△APQ的面积最大,就能满足四边形PDCQ的面积最小,设△APQ底边AP上的高为h,作QH⊥AD于点H,由△AQH∽CAO,利用对应边成比例得出h的表达式,继而表示出△APQ的面积表达式,利用配方法求出最大值,即可得出四边形PDCQ的最小值,也可确定点P的位置.
解答:
解:
(1)由y=﹣x+3,令x=0,得y=3,所以点A(0,3);令y=0,得x=4,所以点C(4,0),
∵△ABC是以BC为底边的等腰三角形,∴B点坐标为(﹣4,0),又∵四边形ABCD是平行四边形,
∴D点坐标为(8,3),
将点B(﹣4,0)、点D(8,3)代入二次函数y=x2+bx+c,可得,
解得:
,
故该二次函数解析式为:
y=x2﹣x﹣3.
(2)①设点P运动了t秒时,PQ⊥AC,此时AP=t,CQ=t,AQ=5﹣t,
∵PQ⊥AC,∴△APQ∽△CAO,∴=,即=,
解得:
t=.
即当点P运动到距离A点个单位长度处,有PQ⊥AC.
②∵S四边形PDCQ+S△APQ=S△ACD,且S△ACD=×8×3=12,
∴当△APQ的面积最大时,四边形PDCQ的面积最小,
当动点P运动t秒时,AP=t,CQ=t,AQ=5﹣t,
设△APQ底边AP上的高为h,作QH⊥AD于点H,由△AQH∽CAO可得:
=,
解得:
h=(5﹣t),∴S△APQ=t×(5﹣t)=(﹣t2+5t)=﹣(t﹣)2+,
∴当t=时,S△APQ达到最大值,此时S四边形PDCQ=12﹣=,
故当点P运动到距离点A个单位处时,四边形PDCQ面积最小,最小值为.
三.翻转问题
1.已知关于x的一元二次方程x2+2x+=0有两个不相等的实数根,k为正整数.
(1)求k的值;
(2)当次方程有一根为零时,直线y=x+2与关于x的二次函数y=x2+2x+的图象交于A、B两点,若M是线段AB上的一个动点,过点M作MN⊥x轴,交二次函数的图象于点N,求线段MN的最大值及此时点M的坐标;
(3)将
(2)中的二次函数图象x轴下方的部分沿x轴翻折到x轴上方,图象的其余部分保持不变,翻折后的图象与原图象x轴上方的部分组成一个“W”形状的新图象,若直线y=x+b与该新图象恰好有三个公共点,求b的值.
考点:
二次函数综合题..
分析:
(1)先根据一元二次方程根的情况利用判别式与0的关系可以求出k的值;
(2)利用m先表示出M与N的坐标,再根据两点间的距离公式表示出MN的长度,根据二次函数的极值即可求出MN的最大长度和M的坐标;
(3)根据图象的特点,分两种情况讨论,分别求出b的值即可.
解答:
解:
(1)∵关于x的一元二次方程有两个不相等的实数根.
∴.
∴k﹣1<2.
∴k<3.
∵k为正整数,
∴k为1,2.
(2)把x=0代入方程得k=1,
此时二次函数为y=x2+2x,
此时直线y=x+2与二次函数y=x2+2x的交点为A(﹣2,0),B(1,3)
由题意可设M(m,m+2),其中﹣2<m<1,
则N(m,m2+2m),
MN=m+2﹣(m2+2m)=﹣m2﹣m+2=﹣.
∴当m=﹣时,MN的长度最大值为.
此时点M的坐标为.
(3)当y=x+b过点A时,直线与新图象有3个公共点(如图2所示),
把A(﹣2,0)代入y=x+b得b=1,
当y=x+b与新图象的封闭部分有一个公共点时,直线与新图象有3个公共点.
由于新图象的封闭部分与原图象的封闭部分关于x轴对称,所以其解析式为y=﹣x2﹣2x
∴有一组解,此时有两个相等的实数根,
则所以b=,
综上所述b=1或b=.
点评:
本题是二次函数综合题型,主要考查了根的判别式的应用,还考查了两函数图象的交点问题,难点在于(3)求出直线与抛物线有3个交点的情况,根据题意分类讨论,并且作出图形更利于解决问题.
四.平移和取值问题
1.在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+2过B(﹣2,6),C(2,2)两点.
(1)试求抛物线的解析式;
(2)记抛物线顶点为D,求△BCD的面积;
(3)若直线y=﹣x向上平移b个单位所得的直线与抛物线段BDC(包括端点B、C)部分有两个交点,求b的取值范围.
解:
(1)由题意解得,∴抛物线解析式为y=x2﹣x+2.
(2)∵y=x2﹣x+2=(x﹣1)2+.
∴顶点坐标(1,),
∵直线BC为y=﹣x+4,∴对称轴与BC的交点H(1,3),
∴S△BDC=S△BDH+S△DHC=•3+•1=3.
(3)由消去y得到x2﹣x+4﹣2b=0,
当△=0时,直线与抛物线相切,1﹣4(4﹣2b)=0,∴b=,
当直线y=﹣x+b经过点C时,b=3,
当直线y=﹣x+b经过点B时,b=5,
∵直线y=﹣x向上平移b个单位所得的直线与抛物线段BDC(包括端点B、C)部分有两个交点,
∴<b≤3.
2.如图,抛物线关于直线对称,与坐标轴交于三点,且,点在抛物线上,直线是一次函数的图象,点是坐标原点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若直线平分四边形的面积,求的值.
(3)把抛物线向左平移1个单位,再向下平移2个单位,所得抛物线与直线交于两点,问在轴正半轴上是否存在一定点,使得不论取何值,直线与总是关于轴对称?
若存在,求出点坐标;若不存在,请说明理由.
答案:
(1)因为抛物线关于直线x=1对称,AB=4,所以A(-1,0),B(3,0),
由点D(2,1.5)在抛物线上,所以,所以3a+3b=1.5,即a+b=0.5,
又,即b=-2a,代入上式解得a=-0.5,b=1,从而c=1.5,所以.
(2)由
(1)知,令x=0,得c(0,1.5),所以CD//AB,
令kx-2=1.5,得l与CD的交点F(),
令kx-2=0,得l与x轴的交点E(),
根据S四边形OEFC=S四边形EBDF得:
OE+CF=DF+BE,
即:
(3)由
(1)知
所以把抛物线向左平移1个单位,再向下平移2个单位,所得抛物线的解析式为
假设在y轴上存在一点P(0,t),t>0,使直线PM与PN关于y轴对称,过点M、N分别向y轴作垂线MM1、NN1,垂足分别为M1、N1,因为∠MPO=∠NPO,所以Rt△MPM1∽Rt△NPN1,
所以,………………
(1)
不妨设M(xM,yM)在点N(xN,yN)的左侧,因为P点在y轴正半轴上,
则
(1)式变为,又yM=kxM-2,yN=kxN-2,
所以(t+2)(xM+xN)=2kxMxN,……
(2)
把y=kx-2(k≠0)代入中,整理得x2+2kx-4=0,
所以xM+xN=-2k,xMxN=-4,代入
(2)得t=2,符合条件,
故在y轴上存在一点P(0,2),使直线PM与PN总是关于y轴对称.
考点:
本题是一道与二次函数相关的压轴题,综合考查了考查了二次函数解析式的确定,函数图象交点及图形面积的求法,三角形的相似,函数图象的平移,一元二次方程的解法等知识,难度较大.
点评:
本题是一道集一元二次方程、二次函数解析式的求法、相似三角形的条件与性质以及质点运动问题、分类讨论思想于一体的综合题,能够较好地考查了同学们灵活应用所学知识,解决实际问题的能力。
问题设计富有梯度、由易到难层层推进,既考查了知识掌握,也考查了方法的灵活应用和数学思想的形成。
五.相似图形问题
1.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=mx2﹣8mx+4m+2(m>0)与y轴的交点为A,与x轴的交点分别为B(x1,0),C(x2,0),且x2﹣x1=4,直线AD∥x轴,在x轴上有一动点E(t,0)过点E作平行于y轴的直线l与抛物线、直线AD的交点分别为P、Q.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当0<t≤8时,求△APC面积的最大值;
(3)当t>2时,是否存在点P,使以A、P、Q为顶点的三角形与△AOB相似?
若存在,求出此时t的值;若不存在,请说明理由.
考点:
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分析:
(1)认真审题,直接根据题意列出方程组,求出B,C两点的坐标,进而可求出抛物线的解析式;
(2)分0<t<6时和6≤t≤8时两种情况进行讨论,据此即可求出三角形的最大值;
(3)分2<t≤6时和t>6时两种情况进行讨论,再根据三角形相似的条件,即可得解.
解答:
解:
(1)由题意知x1、x2是方程mx2﹣8mx+4m+2=0的两根,
∴x1+x2=8,
由
解得:
∴B(2,0)、C(6,0)
则4m﹣16m+4m+2=0,
解得:
m=,
∴该抛物线解析式为:
y=;
(2)可求得A(0,3)
设直线AC的解析式为:
y=kx+b,
∵
∴
∴直线AC的解析式为:
y=﹣x+3,
要构成△APC,显然t≠6,分两种情况讨论:
①当0<t<6时,设直线l与AC交点为F,则:
F(t,﹣),
∵P(t,),∴PF=,
∴S△APC=S△APF+S△CPF
=
=
=,
此时最大值为:
,
②当6≤t≤8时,设直线l与AC交点为M,则:
M(t,﹣),
∵P(t,),∴PM=,
∴S△APC=S△APF﹣S△CPF=
=
=,
当t=8时,取最大值,最大值为:
12,
综上可知,当0<t≤8时,△APC面积的最大值为12;
(3)如图,连接AB,则△AOB中,∠AOB=90°,AO=3,BO=2,
Q(t,3),P(t,),
①当2<t≤6时,AQ=t,PQ=,
若:
△AOB∽△AQP,则:
,
即:
,
∴t=0(舍),或t=,
若△AOB∽△PQA,则:
,
即:
,
∴t=0(舍)或t=2(舍),
②当t>6时,AQ′=t,PQ′=,
若:
△AOB∽△AQP,则:
,
即:
,
∴t=0(舍),或t=,
若△AOB∽△PQA,则:
,
即:
,
∴t=0(舍)或t=14,
∴t=或t=或t=14.
点评:
本题主要考查了抛物线解析式的求法,以及利用配方法等知识点求最值的问题,还考查了三角形相似的问题,是一道二次函数与几何问题结合紧密的题目,要注意认真总结.
2.如图,在平面直角坐标系中,抛物线经过平移
得到抛物线,其对称轴与两段抛物线弧所围成
的阴影部分的面积为().
A.B.C.D.
【解析】依据平移的定义及抛物线的对称性可得:
区域D的面积=区域C的面积=区域B的面积,
∴阴影面积=区域A的面积加上区域D的面积=正方形的面积4.