河南省2019年中考數(shù)學(xué)專題復(fù)習(xí) 專題八 二次函數(shù)綜合題訓(xùn)練
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1、專題八 二次函數(shù)綜合題 類型一 新定義問題 (2017·河南)如圖,直線y=-x+c與x軸交于點A(3,0),與y軸交于點B,拋物線y=-x2+bx+c經(jīng)過點A,B. (1)求點B的坐標(biāo)和拋物線的解析式; (2)M(m,0)為x軸上一動點,過點M且垂直于x軸的直線與直線AB及拋物線分別交于點P,N. ①點M在線段OA上運(yùn)動,若以B,P,N為頂點的三角形與△APM相似,求點M的坐標(biāo); ②點M在x軸上自由運(yùn)動,若三個點M,P,N中恰有一點是其他兩點所連線段的中點(三點重合除外),則稱M,P,N三點為“共諧點”.請直接寫出使得M,P,N三點成為“共諧點”的m的值. 例1題圖
2、備 用圖 【分析】 (1)把A點坐標(biāo)代入直線解析式可求得c,則可求得B點坐標(biāo),由點A,B的坐標(biāo),利用待定系數(shù)法可求得拋物線解析式; (2)①由M點坐標(biāo)可表示點P,N的坐標(biāo),從而可表示出MA,MP,PN,PB的長,分∠NBP=90°和∠BNP=90°兩種情況,分別利用相似三角形的性質(zhì)可得到關(guān)于m的方程,可求得m的值; ②用m可表示出點M,P,N的坐標(biāo),由題意可知有P為線段MN的中點、M為線段PN的中點或N為線段PM的中點,可分別得到關(guān)于m的方程,即可求得m的值. 【自主解答】 解:(1)∵y=-x+c過點A(3,0),與y軸交于點B, ∴0=-2+c,解得c=2, ∴B(0,2)
3、.∵拋物線y=-x2+bx+c經(jīng)過點A,B, 解得 ∴拋物線的解析式為y=-x2+x+2. (2)①由(1)可知直線的解析式為y=-x+2, ∵M(jìn)(m,0)為x軸上一動點,過點M且垂直于x軸的直線與直線AB及拋物線分別交于點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°. 當(dāng)∠BNP=90°時,則有BN⊥MN, ∴N點的縱坐標(biāo)為2, ∴-m2+m+2=2,解得m=0(舍去)或m=
4、2.5, ∴M(2.5,0); 當(dāng)∠NBP=90°時,過點N作NC⊥y軸于點C, 例1題解圖 則∠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); 綜上可知,當(dāng)以B,P,N為頂點的三角形與△APM相似時,點M的坐標(biāo)為(2.5,0)或(,0); ②由①可知M(m,0),P(m,-m+2),N(m,-m2+m+2), ∵M(jìn),P,N三點為“共諧點”, ∴當(dāng)P為線段MN的中點時
5、,則有2(-m+2)=-m2+m+2,解得m=3(三點重合,舍去)或m=; 當(dāng)M為線段PN的中點時,則有-m+2+(-m2+m+2)=0,解得m=3(舍去)或m=-1; 當(dāng)N為線段PM的中點時,則有-m+2=2(-m2+m+2),解得m=3(舍去)或m=-. 綜上可知,當(dāng)M,P,N三點成為“共諧點”時,m的值為或-1或-. 1.(2015·河南)如圖,邊長為8的正方形OABC的兩邊在坐標(biāo)軸上,以點C為頂點的拋物線經(jīng)過點A,點P是拋物線上點A,C間的一個動點(含端點),過點P作PF⊥BC于點F,點D,E的坐標(biāo)分別為(0,6),(-4,0),連接PD,PE,DE. (1)請直接寫出拋
6、物線的解析式; (2)小明探究點P的位置發(fā)現(xiàn):當(dāng)P與點A或點C重合時,PD與PF的差為定值,進(jìn)而猜想:對于任意一點P,PD與PF的差為定值,請你判斷該猜想是否正確,并說明理由; (3)小明進(jìn)一步探究得出結(jié)論:若將“使△PDE的面積為整數(shù)”的點P記作“好點”,則存在多個“好點”,且使△PDE的周長最小的點P也是一個“好點”.請直接寫出所有“好點”的個數(shù),并求出△PDE周長最小時“好點”的坐標(biāo). 第1題圖 備用圖 2.(2018·崇仁一中二模)如圖①,若拋物線L1的頂點A在拋物線L2上,拋物線L2的頂點B在拋物線
7、L1上(點A與點B不重合),我們把這樣的兩拋物線L1,L2稱為“伴隨拋物線”,可見一條拋物線的“伴隨拋物線”可以有多條. (1)拋物線L1:y=-x2+4x-3與拋物線L2是“伴隨拋物線”,且拋物線L2的頂點B的橫坐標(biāo)為4,求拋物線L2的表達(dá)式; (2)若拋物線y=a1(x-m)2+n的任意一條“伴隨拋物線”的表達(dá)式為y=a2(x-h(huán))2+k,請寫出a1與a2的關(guān)系式,并說明理由; (3)在圖②中,已知拋物線L1:y=mx2-2mx-3m(m>0)與y軸相交于點C,它的一條“伴隨拋物線”為L2,拋物線L2與y軸相交于點D.若CD=4m,求拋物線L2的對稱軸. 圖① 圖②
8、 3.(2018·鄭州模擬)如圖,已知點C(0,3),拋物線的頂點為A(2,0),與y軸交于點B(0,1),點P是拋物線上的一個動點,過點P作PM⊥x軸于點M. (1)求拋物線的解析式; (2)若點F在拋物線的對稱軸上,且縱坐標(biāo)為1,連接PF,PC,CF,求證:對于任意點P,PF與PM的差為常數(shù). (3)記(2)中的常數(shù)為a,若將“使△PCF面積為2a”的點P記作“巧點”,則存在多個“巧點”,且使△PCF的周長最小的點P也是一個“巧點”,請直接寫出所有“巧點”的個數(shù),并求出△PCF的周長最小時“巧點”的坐標(biāo). 4.(2017·焦作一模)如圖①,直線y=x+m與x軸、y軸分別交于
9、點A和點B(0,-1),拋物線y=x2+bx+c經(jīng)過點B,點C的橫坐標(biāo)為4. (1)請直接寫出拋物線的解析式; (2)如圖②,點D在拋物線上,DE∥y軸交直線AB于點E,且四邊形DFEG為矩形,設(shè)點D的橫坐標(biāo)為x(0<x<4),矩形DFEG的周長為l,求l與x的函數(shù)關(guān)系式以及l(fā)的最大值; (3)將△AOB繞平面內(nèi)某點M旋轉(zhuǎn)90°或180°,得到△A1O1B1,點A,O,B的對應(yīng)點分別是點A1,O1,B1.若△A1O1B1的兩個頂點恰好落在拋物線上,那么我們就稱這樣的點為“落點”,請直接寫出“落點”的個數(shù)和旋轉(zhuǎn)180°時點A1的橫坐標(biāo). 圖① 圖② 類型二 線段、角度數(shù)量關(guān)系
10、探究 (2016·河南)如圖①,直線y=-x+n交x軸于點A,交y軸于點C(0,4),拋物線y=x2+bx+c經(jīng)過點A,交y軸于點B(0,-2).點P為拋物線上一個動點,過點P作x軸的垂線PD,過點B作BD⊥PD于點D,連接PB,設(shè)點P的橫坐標(biāo)為m. (1)求拋物線的解析式; (2)當(dāng)△BDP為等腰直角三角形時,求線段PD的長; (3)如圖②,將△BDP繞點B逆時針旋轉(zhuǎn),得到△BD′P′,且旋轉(zhuǎn)角∠PBP′=∠OAC,當(dāng)點P的對應(yīng)點P′落在坐標(biāo)軸上時,請直接寫出點P的坐標(biāo). 圖① 圖② 例2題圖 備用圖 【分析】 先確定出點A的坐標(biāo),再用待定系數(shù)法求出拋物線的
11、解析式; (2)由△BDP為等腰直角三角形,判斷出BD=PD,建立m的方程計算出m,從而求出PD; (3)分點P′落在x軸和y軸兩種情況計算即可.①當(dāng)點P′落在x軸上時,過點D′作D′N⊥x軸,垂足為N,交BD于點M,先利用互余和旋轉(zhuǎn)角相等得出∠DBD′=∠ND′P′=∠PBP′,進(jìn)而表示出ND′的長度,通過構(gòu)造方程求解;②的思路同①. 【自主解答】 解:(1)∵點C(0,4)在直線y=-x+n上, ∴n=4,∴y=-x+4. 當(dāng)y=0時,0=-x+4, 解得x=3,∴A(3,0). ∵拋物線y=x2+bx+c經(jīng)過點A,交y軸于點B(0,-2), ∴ 解得 ∴拋物線的解析
12、式為y=x2-x-2. (2)∵點P為拋物線上一個動點,且橫坐標(biāo)為m, ∴P(m,m2-m-2),D(m,-2), ∴BD=|m|, PD=|m2-m-2+2|=|m2-m|. ∵△BDP為等腰直角三角形,且PD⊥BD, ∴BD=PD. ①當(dāng)點P在直線BD上方時,PD=m2-m. (i)若點P在y軸左側(cè),則m<0,BD=-m. ∴m2-m=-m, 解得1=0(舍去),m2=(舍去). (ii)若點P在y軸右側(cè),則m>0,BD=m. ∴m2-m=m, 解得3=0(舍去),m4=. ②當(dāng)點P在直線BD下方時,m>0,BD=m,PD=-m2+m. ∴-m2+m=m,解得
13、5=0(舍去),m6=. 綜上所述,m=或.即當(dāng)△BDP為等腰直角三角形時,PD的長為或. (3)P1(-,),P2(,),P3(,). 提示:∵∠PBP′=∠OAC,OA=3,OC=4, ∴AC=5, ∴sin∠PBP′=,cos∠PBP′=. ①當(dāng)點P′落在x軸上時,過點D′作D′N⊥x軸,垂足為點N,交BD于點M,∠DBD′=∠ND′P′=∠PBP′. 如解圖①, 例2題解圖① ∵ND′-MD′=2, 即(m2-m)-(-m)=2; ∴m=(舍去)或m=-; 如解圖②, 例2題解圖② ∵ND′+MD′=2,即(m2-m)+m=2, ∴m=或m=-(
14、舍去), ∴P(-,)或P(,). ②當(dāng)點P′落在y軸上時,如解圖③,過點D′作D′M⊥x軸,交BD于點M,過點P′作P′N⊥y軸,交MD′的延長線于點N, 例2題解圖③ ∴∠DBD′=∠ND′P′=∠PBP′. ∵P′N=BM, 即(m2-m)=m, ∴m=,∴P(,). 1.(2014·河南)如圖,拋物線y=-x2+bx+c與x軸交于點A(-1,0),B(5,0)兩點,直線y=-x+3與y軸交于點C,與x軸交于點D.點P是x軸上方的拋物線上一動點,過點P作PF⊥x軸于點F,交直線CD于點E.設(shè)點P的橫坐標(biāo)為m. (1)求拋物線的解析式; (2)若PE=5EF,求
15、m的值; (3)若點E′是點E關(guān)于直線PC的對稱點,是否存在點P,使點E′落在y軸上?若存在,請直接寫出相應(yīng)的點P的坐標(biāo);若不存在,請說明理由. 2.(2018·洛陽一模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線y=ax2+bx-2(a≠0)與x軸交于A(1,0),B(3,0)兩點,與y軸交于點C,其頂點為點D,點E的坐標(biāo)為(0,-1),該拋物線與BE交于另一點F,連接BC. (1)求該拋物線的解析式; (2)一動點M從點D出發(fā),以每秒1個單位的速度沿與y軸平行的方向向上運(yùn)動,連接OM,BM,設(shè)運(yùn)動時間為t秒(t>0),在點M的運(yùn)動過程中,當(dāng)t為何值時,∠OMB=90°? (3
16、)在x軸上方的拋物線上,是否存在點P,使得∠PBF被BA平分?若存在,請直接寫出點P的坐標(biāo);若不存在,請說明理由. 3.(2018·新野一模)已知拋物線y=ax2+bx+2經(jīng)過A(-1,0),B(2,0),C三點.直線y=mx+交拋物線于A,Q兩點,點P是拋物線上直線AQ上方的一個動點,作PF⊥x軸,垂足為F,交AQ于點N. (1)求拋物線的解析式; (2)如圖①,當(dāng)點P運(yùn)動到什么位置時,線段PN=2NF,求出此時點P的坐標(biāo); (3)如圖②,線段AC的垂直平分線交x軸于點E,垂足為D,點M為拋物線的頂點,在直線DE上是否存在一點G,使△CMG的周長最???若存在,請求出點G的坐標(biāo);若不存
17、在,請說明理由. 圖① 圖② 4.如圖①,拋物線y=ax2+bx+3(a≠0)與x軸交于點A(-1,0),B(3,0),與y軸交于點C,連接BC. (1)求拋物線的表達(dá)式; (2)拋物線上是否存在點M,使得△MBC的面積與△OBC的面積相等,若存在,請直接寫出點M的坐標(biāo);若不存在,請說明理由; (3)點D(2,m)在第一象限的拋物線上,連接BD.在對稱軸左側(cè)的拋物線上是否存在一點P,滿足∠PBC=∠DBC?如果存在,請求出點P的坐標(biāo);如果不存在,請說明理由. 第4題圖 備用圖 類型三 特殊圖形判定問題 (2018·河南)如圖,拋物線y=ax2+6x+
18、c交x軸于A,B兩點,交y軸于點C,直線y=x-5經(jīng)過點B,C. (1)求拋物線的解析式; (2)過點A的直線交直線BC于點M. ①當(dāng)AM⊥BC時,過拋物線上一動點P(不與點B,C重合),作直線AM的平行線交直線BC于點Q.若以點A,M,P,Q為頂點的四邊形是平行四邊形,求點P的橫坐標(biāo); ②連接AC,當(dāng)直線AM與直線BC的夾角等于∠ACB的2倍時,請直接寫出點M的坐標(biāo). 例3題圖 備用圖 【分析】 (1)利用一次函數(shù)解析式確定C(0,-5),B(5,0),然后利用待定系數(shù)法求拋物線的解析式; (2)①先解方程-x2+6x-5=0得A(1,0),再判斷△OCB為等腰直角三
19、角形得到∠OBC=∠OCB=45°,則△AMB為等腰直角三角形,所以AM=2,接著根據(jù)平行四邊形的性質(zhì)得到PQ=AM=2,PQ⊥BC,作PD⊥x軸交直線BC于D,如解圖①,利用∠PDQ=45°得到PD=PQ=4.設(shè)P(m,-m2+6m-5),則D(m,m-5),討論:當(dāng)P點在直線BC上方時,PD=-m2+6m-5-(m-5)=4;當(dāng)P點在直線BC下方時,PD=m-5-(-m2+6m-5),然后分別解方程即可得到P點的橫坐標(biāo); ②作AN⊥BC于N,NH⊥x軸于H,作AC的垂直平分線交BC于M1,交AC于E,如解圖②,利用等腰三角形的性質(zhì)和三角形外角性質(zhì)得到∠AM1B=2∠ACB,再確定N(3,
20、-2),AC的解析式為y=5x-5,E點坐標(biāo)為(,-),利用兩直線垂直的問題可設(shè)直線EM1的解析式為y=-x+b,把E(,-)代入求出b得到直線EM1的解析式為y=-x-,則解方程組得M1點的坐標(biāo);在直線BC上作點M1關(guān)于N點的對稱點M2,如解圖②,利用對稱性得到∠AM2C=∠AM1B=2∠ACB,設(shè)M2(x,x-5),根據(jù)中點坐標(biāo)公式得到3=,然后求出x即可得到點M2的坐標(biāo),從而得到滿足條件的點M的坐標(biāo). 【自主解答】 解:(1)當(dāng)x=0時,y=x-5=-5; 當(dāng)y=x-5=0時,x=5 ∴B(5,0),C(0,-5). 將B,C兩點的坐標(biāo)代入y=ax2+6x+c中,得解得 ∴
21、拋物線的解析式為y=-x2+6x-5. (2)①解方程-x2+6x-5=0得x1=1,x2=5,則A(1,0), ∵B(5,0),C(0,-5), ∴△OCB為等腰直角三角形, ∴∠OBC=∠OCB=45°. ∵AM⊥BC, ∴△AMB為等腰直角三角形, ∴AM=AB=×4=2. ∵以點A,M,P,Q為頂點的四邊形是平行四邊形,AM∥PQ ∴PQ=AM=2,PQ⊥BC, 作PD⊥x軸交直線BC于D,如解圖①,則∠PDQ=45°, ∴PD=PQ=4,設(shè)P(m,-m2+6m-5),則D(m,m-5). 當(dāng)P點在直線BC上方時, PD=-m2+6m-5-(m-5)=-m2+
22、5m=4,解得m1=1,m2=4. 當(dāng)P點在直線BC下方時; PD=m-5-(-m2+6m-5)=m2-5m=4,解得m1=,m2=. 綜上所述,P點的橫坐標(biāo)為4或或. ②作AN⊥BC于N,NH⊥x軸于H,作AC的垂直平分線交BC于M1,交AC于E,如解圖②. ∵M(jìn)1A=M1C, ∴∠ACM1=∠CAM1, ∴∠AM1B=2∠ACB. ∵△ANB為等腰直角三角形, ∴AH=BH=NH=2, ∴N(3,-2), 易得AC的解析式為y=5x-5,E點坐標(biāo)為(,-), 設(shè)直線EM1的解析式為y=-x+b, 把E(,-)代入,得+b=-,解得b=-, ∴直線EM1的解析式為
23、y=-x-,解方程組得,則M1(,-); 作直線BC上作點M1關(guān)于N點的對稱點M,如解圖②,則∠AM2C=2∠ACB, 設(shè)M2(x,x-5), ∵3=, ∴x=, ∴M2(,-). 圖① 圖② 例3題解圖 1.(2013·河南)如圖,拋物線y=-x2+bx+c與直線y=x+2交于C,D兩點,其中點C在y軸上,點D的坐標(biāo)為(3,),點P是y軸右側(cè)的拋物線上一動點,過點P作PE⊥x軸于點E,交CD于點F. (1)求拋物線的解析式; (2)若點P的橫坐標(biāo)為m,當(dāng)m為何值時,以O(shè),C,P,F(xiàn)為頂點的四邊形是平行四邊形?請說明理由; (3)若存在點P,使∠PCF=45
24、°,請直接寫出相應(yīng)的點P的坐標(biāo). 第1題圖 備用圖 2.(2017·河南名校模擬)如圖,二次函數(shù)y=x2+bx+c的圖象經(jīng)過A(-1,0)和B(3,0)兩點,且交y軸于點C,M為拋物線的頂點. (1)求這個二次函數(shù)的表達(dá)式; (2)若將該二次函數(shù)圖象向上平移m(m>0)個單位,使平移后得到的二次函數(shù)圖象的頂點落在△BOC的內(nèi)部(不包含邊界),求m的取值范圍; (3)點P是拋物線上一動點,PQ∥BC交x軸于點Q,當(dāng)以點B,C,P,Q為頂點的四邊形是平行四邊形時,求點P的坐標(biāo). 3.如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=ax2+bx+c與x軸交于A(-1,0)、
25、B兩點,其頂點為(1,-4),直線y=x-2與x軸交于點D,與y軸交于點C,點P是x軸下方的拋物線上一動點,過P點作PF⊥x軸于點F,交直線CD于點E,設(shè)點P的橫坐標(biāo)為m. (1)求拋物線的解析式; (2)若PE=3EF,求m的值; (3)連接PC,是否存在點P,使△PCE是以PE為底邊的等腰三角形?若存在,請直接寫出m的值;若不存在,請說明理由. 參考答案 類型一 針對訓(xùn)練 1.解:(1)∵邊長為8的正方形OABC的兩邊在坐標(biāo)軸上,以點C為頂點的拋物線經(jīng)過點A, ∴C(0,8),A(-8,0), 設(shè)拋物線的解析式為:y=ax2+c, 則解得: 故拋物線的解析
26、式為:y=-x2+8. (2)正確, 理由:設(shè)P(a,-a2+8),則F(a,8), ∵D(0,6), ∴PD===a2+2. ∵PF=8-(-a2+8)=a2, ∴PD-PF=2; (3)在點P運(yùn)動時,DE大小不變,則PE與PD的和最小時,△PDE的周長最小, ∵PD-PF=2,∴PD=PF+2, ∴PE+PD=PE+PF+2, 第1題解圖① ∴如解圖①,當(dāng)P、E、F三點共線時,PE+PF最小, 此時點P,E的橫坐標(biāo)都為-4, 將x=-4代入y=-x2+8,得y=6, ∴P(-4,6),此時△PDE的周長最小,且△PDE的面積為12,點P恰為“好點, ∴△P
27、DE的周長最小時“好點”的坐標(biāo)為(-4,6) 由(2)得:P(a,-a2+8), ∵點D、E的坐標(biāo)分別為(0,6),(-4,0), 第1題解圖② ①如解圖②,當(dāng)-4≤a<0時, 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當(dāng)a=0時,S△PDE=4; 第1題解圖③ ③如解圖③,過點P作PN⊥x軸于點N, 當(dāng)-8<a<-4時, S△PDE=S梯形PNOD-S△PNE-S△DOE =(-a2+8+6)×(-a)×-×4×6-(-a-4)×(-
28、a2+8)×=-a2-3a+4=-(a+b)2+13, ∴12<S△PDE≤13; ④當(dāng)a=-8時,S△PDE=12, ∴△PDE的面積可以等于4到13的所有整數(shù),在面積為12時,a的值有兩個, ∴面積為整數(shù)時好點有11個,經(jīng)過驗證周長最小的好點包含這11個之內(nèi),∴“好點”共有11個. 綜上所述,共有11個,“好點”,P(-4,6). 2.解:(1)由y=-x2+4x-3可得點A的坐標(biāo)為(2,1), 將x=4代入y=-x2+4x-3,得y=-3, ∴B點的坐標(biāo)為(4,-3), 設(shè)拋物線L2的解析式為y=a(x-4)2-3. 將A(2,1)代入,得1=a(2-4)2-3,解得
29、a=1, ∴拋物線L2的表達(dá)式為y=(x-4)2-3; (2)a1=-a2,理由如下: ∵拋物線L1的頂點A在拋物線L2上,拋物線L2的頂點B在拋物線L1上, ∴可列方程組 整理,得(a1+a2)(m-h(huán))2=0. ∵“伴隨拋物線”的頂點不重合, ∴m≠h,∴a1=-a2. (3)拋物線L1:y=mx2-2mx-3m的頂點坐標(biāo)為(1,-4m),設(shè)拋物線L2的頂點的橫坐標(biāo)為h,則其縱坐標(biāo)為mh2-2mh-3m, ∴拋物線L2的表達(dá)式為y=-m(x-h(huán))2+mh2-2mh-3m, 化簡,得y=-mx2+2mhx-2mh-3m, ∴點D的坐標(biāo)為(0,-2mh-3m), 又∵點
30、C的坐標(biāo)為(0,-3m), ∴|(-2mh-3m)-(-3m)|=4m,解得h=±2, ∴拋物線L2的對稱軸為直線x=±2. 3.(1)解:設(shè)拋物線的解析式為y=a(x-2)2. 將點B的坐標(biāo)代入得4a=1,解得a=. ∴拋物線的解析式為y=(x-2)2,即y=x2-x+1. (2)證明:設(shè)點P的坐標(biāo)為(m,(m-2)2), ∴PM=(m-2)2,M(m,0). 依據(jù)兩點間的距離公式可知PF= = = == (m-2)2+1, ∴PF-PM=1. ∴對于任意點P,PF與PM的差為常數(shù). (3)解:設(shè)直線CF的解析式為y=kx+3,將點F的坐標(biāo)代入,得2k+3=1,
31、解得k=-1, ∴直線CF的解析式為y=-x+3. 由兩點間的距離公式可知CF=2. ∵a=1, ∴2a=2. 設(shè)在△PCF中,邊CF的上的高線長為x,則×2x=2,解得x=. 如解圖,過點C作CG⊥CF,取CG=.則點G的坐標(biāo)為(-1,2). 第3題解圖 過點G作GH∥FC,設(shè)直線GH的解析式為y=-x+b,將點G的坐標(biāo)代入,得1+b=2,解得b=1, ∴直線GH的解析式為y=-x+1, 令-x+1=(x-2)2,解得x=0, ∴△PCF的一個巧點的坐標(biāo)為(0,1). 顯然,直線GH在CF的另一側(cè)時,直線GH與拋物線有兩個交點. ∵F,C為定點, ∴CF的長度
32、不變, ∴當(dāng)PC+PF最小時,△PCF的周長最?。? ∵PF-PM=1, ∴PC+PF=PC+PM+1, ∴當(dāng)C、P、M在一條直線上時,△PCF的周長最?。? ∴此時P(0,1). 綜上所述,△PCF的巧點有3個,△PCF的周長最小時,“巧點”的坐標(biāo)為(0,1). 4.解:(1)∵直線l:y=x+m經(jīng)過點B(0,-1), ∴m=-1, ∴直線l的解析式為y=x-1. ∵直線l:y=x-1經(jīng)過點C,且點C的橫坐標(biāo)為4, ∴y=×4-1=2. ∵拋物線y=x2+bx+c經(jīng)過點C(4,2)和點B(0,-1), ∴,解得, ∴拋物線的解析式為y=x2-x-1; (2)令y=0
33、,則x-1=0,解得x=, ∴點A的坐標(biāo)為(,0), ∴OA=. 在Rt△OAB中,OB=1, ∴AB===. ∵DE∥y軸, ∴∠ABO=∠DEF, 在矩形DFEG中,EF=DE·cos∠DEF=DE·=DE,DF=DE·sin∠DEF=DE·=DE, ∴l(xiāng)=2(DF+EF)=2(+)DE=DE. ∵點D的橫坐標(biāo)為t(0<t<4), ∴D(t,t2-t-1),E(t,t-1), ∴DE=(t-1)-(t2-t-1)=-t2+2t, ∴l(xiāng)=×(-t2+2t)=-t2+t, ∵l=-(t-2)2+,且-<0, ∴當(dāng)t=2時,l有最大值. (3)“落點”的個數(shù)為4,如
34、解圖①,解圖②,解圖③,解圖④所示. 圖① 圖② 圖③ 圖④ 第4題解圖 如解圖③,設(shè)點A1的橫坐標(biāo)為m,則點O1的橫坐標(biāo)為m+, ∴m2-m-1=(m+)2-(m+)-1, 解得m=, 如解圖④,設(shè)點A1的橫坐標(biāo)為m,則點B1的橫坐標(biāo)為m+,B1的縱坐標(biāo)比點A1的縱坐標(biāo)大1, ∴m2-m-1+1=(m+)2-(m+)-1,解得m=, ∴旋轉(zhuǎn)180°時點A1的橫坐標(biāo)為或. 類型二 針對訓(xùn)練 1.解:(1)將點A,B的坐標(biāo)代入拋物線解析式,得: 解得 ∴拋物線的解析式為y=-x2+4x+5, (2)∵點P的橫坐標(biāo)為m, ∴P(m,-m2+4m+
35、5),E(m,-m+3),F(xiàn)(m,0), ∴PE=|yP-yE|=|(-m2+4m+5)-(-m+3)|=|m2+m+2|, EF=|yE-yF|=|(-m+3)-0|=|-m+3|, 由題意,得PE=5EF,即|-m2+m+2|=5|-m+3|=|-m+15|. ①若-m2+m+2=-m+15,整理,得2m2-17m+26=0, 解得m=2或m=; ②若-m2+m+2=-(-m+15),整理,得m2-m-17=0, 解得m=或m=. 由題意,得m的取值范圍為-1<m<5,故m=,m=這兩個解不符合題意, ∴m=2或m=. (3)假設(shè)存在. 作出示意圖如解圖:∵點E、E′
36、關(guān)于直線PC對稱, ∴∠1=∠2,CE=CE′,PE=PE′. ∵PE平行于y軸,∴∠1=∠3, ∴∠2=∠3,∴PE=CE, ∴PE=CE=PE′=CE′,即四邊形PECE′是菱形. 當(dāng)四邊形PECE′是菱形存在時, 由直線CD的解析式y(tǒng)=-x+3,可得OD=4,OC=3,由勾股定理,得CD=5, 過點E作EM∥x軸,交y軸于點M,易得△CEM∽△CDO, ∴=,即=,解得CE=|m|, ∴PE=CE=|m|,又由(2)可知:PE=|-m2+m+2|, ∴|-m2+m+2|=|m|. ①若-m2+m+2=m,整理,得2m2-7m-4=0,解得m=4或m=-; ②若-m
37、2+m+2=-m,整理,得m2-6m-2=0,解得m1=3+,m2=3-. 由題意,得m的取值范圍為-1<m<5,故m=3+這個解舍去, 當(dāng)四邊形PECE′是菱形這一條件不存在時, 此時P點橫坐標(biāo)為0,E,C,E′三點重合于y軸上,也符合題意, ∴P(0,5). 綜上所述,存在滿足條件的點P,可求得點P的坐標(biāo)為(0,5)或(-或)或(4,5)或(3-,2-3). 第1題解圖 2.解:(1)∵拋物線y=ax2+bx-2(a≠0)與x軸交于A(1,0),B(3,0)兩點, ∴解得 ∴拋物線的解析式為y=-x2+x-2; (2)如解圖①,由(1)知y=-x2+x-2=-(x-
38、2)2+; ∵D為拋物線的頂點, ∴D(2,). ∵一動點M從點D出發(fā),以每秒1個單位的速度沿平行與y軸平行的方向向上運(yùn)動, ∴設(shè)M(2,m)(m>), ∴OM2=m2+4,BM2=m2+1,OB2=9. ∵∠OMB=90°, ∴OM2+BM2=OB2, ∴m2+4+m2+1=9, 解得m=或m=-(舍去), ∴M(2,), ∴MD=-. ∴t=-; 圖① 圖② 第2題解圖 (3)存在點P,使得∠PBF被BA平分, 如解圖②,∴∠PBO=∠EBO, ∵E(0,-1), ∴在y軸上取一點N(0,1). ∵B(3,0), ∴直線BN的解析式為y=-
39、x+1①. ∵點P在拋物線y=-x2+x-2②上, 聯(lián)立①②,得 解得,或, ∴P(,). 3.解:(1)∵拋物線y=ax2+bx+2經(jīng)過A(-1,0),B(2,0), ∴將點A和點B的坐標(biāo)代入,得解得 ∴拋物線的解析式為y=-x2+x+2. (2)直線y=mx+交拋物線與A,Q兩點,把A(-1,0)代入解析式,得m=, ∴直線AQ的解析式為y=x+. 設(shè)點P的橫坐標(biāo)為n,則P(n,-n2+n+2),N(n,n+),F(xiàn)(n,0), ∴PN=-n2+n+2-(n+)=-n2+n+,NF=n+. ∵PN=2NF,∴-n2+n+=2×(n+),解得n=-1或. 當(dāng)n=-1時
40、,點P與點A重合,不符合題意舍去. ∴點P的坐標(biāo)為(,). (3)∵y=-x2+x+2,=-(x-)2+, ∴M(,). 如解圖所示,連接AM交直線DE與點G,連接CG,CM此時,△CMG的周長最?。? 第3題解圖 設(shè)直線AM的函數(shù)解析式為y=kx+b,且過A(-1,0),M(,), 根據(jù)題意,得解得 ∴直線AM的函數(shù)解析式為y=x+. ∵D為AC的中點, ∴D(-,1). 設(shè)直線AC的解析式為y=kx+2,將點A的坐標(biāo)代入,得-k+2=0,解得k=2, ∴直線AC的解析式為y=2x+2. 設(shè)直線DE的解析式為y=-x+c,將點D的坐標(biāo)代入,得+c=1,解得c=,
41、 ∴直線DE的解析式為y=-x+. 將y=-x+與y=x+聯(lián)立,解得x=-,y=, ∴在直線DE上存在一點G,使△CMG的周長最小,此時G(-,). 4.解:(1)∵拋物線y=ax2+bx+3(a≠0)與x軸交于點A(-1,0),B(3,0), ∴ 解得 ∴拋物線的表達(dá)式為y=-x2+2x+3; (2)存在. ∵拋物線的表達(dá)式為y=-x2+2x+3, ∴點C的坐標(biāo)為(0,3), ∵C(0,3),B(3,0), ∴直線BC的解析式為y=-x+3, ∴過點O與BC平行的直線y=-x,與拋物線的交點即為M, 解方程組 可得或 ∴M1(,),M2(,); 第4題解圖
42、 (3)存在. 如解圖,設(shè)BP交y軸于點G. ∵點D(2,m)在第一象限的拋物線上, ∴當(dāng)x=2時,m=-22+2×2+3=3, ∴點D的坐標(biāo)為(2,3), 把x=0代入y=-x2+2x+3,得y=3, ∴點C的坐標(biāo)為(0,3), ∴CD∥x軸,CD=2, ∵點B(3,0), ∴OB=OC=3, ∴∠OBC=∠OCB=45°. ∴∠DCB=∠OBC=∠OCB=45°, 又∵∠PBC=∠DBC,BC=BC, ∴△CGB≌△CDB(ASA), ∴CG=CD=2. ∴OG=OC-CG=1, ∴點G的坐標(biāo)為(0,1), 設(shè)直線BP的解析式為y=kx+1, 將B(3
43、,0)代入,得3k+1=0, 解得k=-, ∴直線BP的解析式為y=-x+1, 令-x+1=-x2+2x+3, 解得x1=-,x2=3, ∵點P是拋物線對稱軸x=-=1左側(cè)的一點,即x<1, ∴x=-, 把x=-代入拋物線y=-x2+2x+3中, 解得y=, ∴當(dāng)點P的坐標(biāo)為(-,)時,滿足∠PBC=∠DBC. 類型三 針對訓(xùn)練 1.解:(1)在直線解析式y(tǒng)=x+2中,令x=0,得y=2, ∴C(0,2). ∵點C(0,2),D(3,)在拋物線y=-x2+bx+c上, ∴ 解得 ∴拋物線的解析式為y=-x2+x+2. 圖① 圖② 第1題解圖 (
44、2)∵PF∥OC,且以O(shè),C,P,F(xiàn)為頂點的四邊形是平行四邊形, ∴PF=OC=2, ∴將直線y=x+2沿y軸上、下平移2個單位之后得到的直線,與拋物線y軸右側(cè)的交點即為所求, 由解圖①可以直觀地看出,這樣的交點有3個, 將直線y=x+2沿y軸向上平移2個單位,得到直線y=x+4, 聯(lián)立解得x1=1,x2=2; 將直線y=x+2沿y軸向下平行移2個單位,得到直線y=x, 聯(lián)立 解得x3=,x4=(不舍題意,舍去), ∴m3=, ∴當(dāng)m的值為1或2或時,以O(shè),C,P,F(xiàn)為頂點的四邊形是平行四邊形. (3)存在. 理由:設(shè)點P的橫坐標(biāo)為m,則P(m,-m2+m+2),F(xiàn)(m
45、,m+2) 如解圖②所示,過點C作CM⊥PE于點M,則CM=m,EM=2, ∴FM=y(tǒng)F-EM=m, ∴tan∠CFM=2, 在Rt△CFM中,由勾股定理,得CF=m, 過點P作PN⊥CD于點N, 則PN=FN·tan∠PFN=FN·tan∠CFM=2FN. ∵∠PCF=45°, ∴PN=CN, 而PN=2FN, ∴FN=CF=m,PN=2FN=m. 在Rt△PFN中,由勾股定理,得PF==m. ∵PF=y(tǒng)P-yF=(-m2+m+2)-(m+2)=-m2+3m, ∴-m2+3m=- m, 整理,得m2-m=0, 解得m=0(舍去)或m=, ∴P(,); 同理求
46、得,另一點為P(,). ∴符合條件的點P的坐標(biāo)為(,)或(,). 2.解:(1)將點A和點B的坐標(biāo)代入得:, 解得:b=-2,c=-3. ∴拋物線的解析式為y=x2-2x-3. (2)∵y=x2-2x-3=(x-1)2-4, ∴M(1,-4). 把x=0代入拋物線的解析式得:y=-3, ∴C(0,-3). 設(shè)直線BC的解析式為y=kx+b,則 解得:k=1,b=-3. ∴直線BC的解析式為y=x-3. 把x=1代入y=x-3得y=-2, ∵平移后的拋物線的頂點坐標(biāo)在△BOC的內(nèi)部, ∴-2<-4+m<0,解得2<m<4. (3)當(dāng)點P在點Q的上方時,由平行四邊形的
47、性質(zhì)可知點P的縱坐標(biāo)為3. 把y=3代入拋物的解析式x2-2x-3=3,解得:x=1+或x=1-. ∴點P的坐標(biāo)為(1+,3)或(1-,3). 當(dāng)點P在點Q的下方時,由平行四邊形的性質(zhì)可知點P的縱坐標(biāo)為-3. 把y=-3代入拋物的解析式x2-2x-3=-3,解得:x=2或x=0(舍去). ∴點P的坐標(biāo)為(2,-3). 綜上所述,當(dāng)點P的坐標(biāo)為(1-,3)或(1+,3)或(2,-3)時,以點B,C,P,Q為頂點的四邊形是平行四邊形. 3.解:(1)拋物線的頂點為(1,-4),設(shè)拋物線的解析式為y=a(x-1)2-4, 把A(-1,0)代入,可得0=a(-1-1)2-4, 解得a
48、=1, ∴拋物線的解析式為y=(x-1)2-4 (或y=x2-2x-3); (2)設(shè)點P的橫坐標(biāo)是m,則P(m,m2-2m-3),E(m,m-2),F(xiàn)(m,0), PE=|yE-yP|=|(m-2)-(m2-2m-3)|=|-m2+3m+1|, EF=|-m+2|, 由題意PE=3EF,即:|-m2+3m+1|=3|-m+2|, ①若-m2+3m+1=3(-m+2), 整理,得m2-6m+5=0, 解得m=1或m=5, 令y=x2-2x-3=0,解得x1=-1,x2=3,∴B(3,0), ∵點P在x軸下方, ∴-1<m<3, ∴m=5不合題意,舍去, ∴m=1; ②若-m2+3m+1=-3(-m+2), 整理,得m2-7=0, 解得:m=或m=-, ∵點P在x軸下方, ∴-1<m<3,m=-不合題意,舍去, ∴m=, 綜上所述,m=1或m=; (3)存在,m的值為或. 理由:直線y=x-2與y軸的夾角為45°,∠PEC=45°, 當(dāng)△PCE是以PE為底邊的等腰三角形時,∠PCE=90°, 故直線PC的解析式為y=-x-2, 聯(lián)立 消掉y得,x2-x-1=0, 解得x=或, 所以點P的橫坐標(biāo)m=或. 35
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