河南中考数学专题训练二次函数压轴题.docx

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河南中考数学专题训练二次函数压轴题

二次函数压轴题

1.如图,直线y=x-3与x轴、y轴分别交于点A、B,抛物线y=x2+bx+c的顶点是(-1,-2),且与y轴交于点C(0,-1).

(1)求抛物线的解析式;

(2)若点P是抛物线上一动点,点P的横坐标为m,过点P作PM⊥AB于点M.记线段PM的长为d,求d关于m的函数关系式,并求d取最小值时点P的坐标;

(3)若点F在直线y=x-3上移动,在抛物线的对称轴上存在点E,使CE+EF取最小值.请直接写出CE+EF的最小值.

第1题图

1.解:

(1)根据题意,把点(-1,-2),C(0,-1)代入抛物线y=x2+bx+c中,

得,解得,

∴抛物线的解析式为y=x2+2x-1;

(2)如解图①,作PD⊥x轴,交AB于点D,

∵点P的横坐标为m,

∴P(m,m2+2m-1),D(m,m-3),

∵点P恒在点D的上方,

∴DP=m2+2m-1-m+3=m2+m+2.

∵直线y=x-3与x轴、y轴分别交于点A、B,

∴A(4,0),B(0,-3),

∴OA=4,OB=3,由勾股定理可得AB=5,

第1题解图①

∵PD∥y轴,∴∠OBA=∠MDP,

又∵∠AOB=∠PMD=90°,∴△AOB∽△PMD,

∴=,即=,

∴d=DP=(m2+m+2)=(m+)2+,

∴当m=-时,d取最小值,

此时yp=(-)2+2×(-)-1=-.

故点P的坐标是(-,-);

(3).【解法提示】如解图②,设C点关于抛物线对称轴的对称点为C′,过点C′作C′F⊥AB于点F,交直线x=-1于点E,连接CE,由对称性可得CE=C′E,

第1题解图②

∴CE+EF=C′E+EF=C′F,

∴此时CE+EF最小,即CE+EF的最小值为C′F.

∵C(0,-1),抛物线的对称轴为直线x=-1,

∴C′(-2,-1),

(2)可知当m=-2时,d=(-2+)2+=,

即CE+EF的最小值为.

2.如图①,直线y=x+m与x轴、y轴分别交于点A和点B(0,-1),抛物线y=x2+bx+c经过点B,与直线y=x+m交于另一点C,点C的横坐标为4.

(1)求抛物线的解析式;

(2)如图②,点D在抛物线上,DE⊥x轴交直线AB于点E,且四边形DFEG为矩形,设点D的横坐标为m(0<m<4),矩形DFEG的周长为L,求L与m的函数关系式以及L的最大值;

(3)将△AOB绕平面内某点M旋转90°,得到△A1O1B1,点A、O、B的对应点分别是点A1、O1、B1.若△A1O1B1的两个顶点恰好落在抛物线上,那么我们就称这样的点为“落点”,请直接写出“落点”的个数和点A1的横坐标.

第2题图

2.解:

(1)∵直线y=x+m经过点B(0,-1),

∴m=-1,∴直线的解析式为y=x-1,

∵直线y=x-1经过点C,且点C的横坐标为4,

∴y=×4-1=2,即C(4,2),

∵抛物线y=x2+bx+c经过点C(4,2)和点B(0,-1),

∴,解得,

∴抛物线的解析式为y=x2-x-1;

(2)令y=x-1=0,解得x=,

在Rt△OAB中,OB=1,OA=,

∴AB===,

∵DE⊥x轴,∴OB∥DE,∴∠ABO=∠DEF,

又∵∠AOB=∠EFD=90°,∴△AOB∽△DFE,

∴==,即==,

∴EF=DE,DF=DE,

∴L=2(DF+EF)=2(DE+DE)=DE,

∵点D的横坐标为m(0

∴D(m,m2-m-1),E(m,m-1),

∴DE=(m-1)-(m2-m-1)=-m2+2m,

∴L=×(-m2+2m)=-m2+m,

∵L=-(m-2)2+,∴当m=2时,L有最大值;

(3)“落点”的个数有2个,点A1的横坐标为或-.

第2题解图

【解法提示】当△AOB绕平面内某点M旋转90°时,可知O1A1⊥x轴,O1B1⊥y轴,设点A1的横坐标为x,则B1的横坐标为x+1,∵O1A1⊥x轴,∴点O1、A1不可能同时落在抛物线上,分以下两种情况:

①如解图①,当点O1,B1在抛物线上时,点O1、B1的纵坐标相等.

∴x2-x-1=(x+1)2-(x+1)-1,解得x=;

②如解图②,当点A1,B1在抛物线上时,点O1、B1的纵坐标相等,则点A1的纵坐标比点B1的纵坐标大,

∴x2-x-1=(x+1)2-(x+1)-1+,

解得x=-.

3.如图,抛物线y=ax2+bx+2经过点A(-1,0),B(4,0),交y轴于点C.

(1)求抛物线的解析式(用一般式表示);

(2)点D为y轴右侧抛物线上一点,是否存在点D,使S△ABC=S△ABD?

若存在请直接给出点D坐标;若不存在请说明理由;

(3)将直线BC绕点B顺时针旋转45°,与抛物线交于另一点E,求BE的长.

第3题图

3.解:

(1)将点A(-1,0),B(4,0)代入y=ax2+bx+2中,

得,解得,

∴抛物线的解析式为y=-x2+x+2;

(2)存在,点D的坐标为(1,3)或(2,3)或(5,-3).

【解法提示】如解图①,过点D作DE⊥AB于点E.

第3题解图①

设D(m,-m2+m+2)(m>0),则DE=|-m2+m+2|.

∵A(-1,0),B(4,0),∴AB=5.

∵抛物线交y轴于点C,令x=0,有y=2,

∴C(0,2),∴OC=2.

∵OC⊥AB,∴S△ABC=AB·OC=5,

又∵S△ABC=S△ABD,∴S△ABD=AB·DE=,

∴DE=|-m2+m+2|=3,

当-m2+m+2=3时,解得m1=1,m2=2;

当-m2+m+2=-3时,解得m3=-2(舍去),m4=5.

综上所述,点D的坐标为(1,3)或(2,3)或(5,-3);

(3)如解图②,过点C作CF⊥BC交BE于点F,过点F作FH⊥y轴于点H,过点E作EG⊥x轴于点G.

 

第3题解图②

∵CF⊥BC,∠CBF=45°,

∴△BCF是等腰直角三角形,且BC=CF,

∠OCB+∠FCH=90°,

又∵FH⊥y轴,

∴∠CFH+∠FCH=90°,∠CHF=∠BOC=90°,

∴∠OCB=∠CFH,∴△BOC≌△CHF(AAS),

又∵B(4,0),C(0,2),∴CH=OB=4,FH=OC=2,

∴OH=6,∴F(2,6).

设BE的解析式为y=kx+c,

将B(4,0),F(2,6)代入y=kx+c,得

,解得,

∴BE的解析式为y=-3x+12.

联立抛物线和直线BE的解析式,得

,解得(舍去),,

∴E(5,-3),

∵EG⊥x轴,∴BG=1,EG=3,

∴在Rt△BEG中,BE==.

4.如图,已知二次函数y1=x2+bx+c的图象与x轴交于B(-2,0)、C两点,与y轴交于点A(0,-6),直线AC的函数解析式为y2=mx+n.

(1)求二次函数的解析式;

(2)过线段OC上任意一点(不含端点)作y轴的平行线,交AC于点E,与二次函数图象交于点F,求线段EF的最大值;

(3)在抛物线上是否存在一点P,使得△ACP是以AC为底边的等腰三角形?

若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.

第4题图

4.解:

(1)∵二次函数y1=x2+bx+c的图象过点

A(0,-6),点B(-2,0),

,解得

∴二次函数的解析式为y1=x2-2x-6;

(2)∵y1=x2-2x-6的对称轴为直线x=2,

又∵B(-2,0)与C关于直线x=2对称,∴C(6,0),

将点A(0,-6),点C(6,0)代入直线AC的函数解析式

y2=mx+n,得

,解得

∴直线AC的函数解析式为y2=x-6,

∵点E在AC上,点F在抛物线上,

∴设E(x,x-6),则F(x,x2-2x-6),

∵0

∴EF=(x-6)-(x2-2x-6)=-x2+3x=-(x-3)2+,

又∵a=-<0,∴当x=3时,EF最大=;

∴当x=3时,EF有最大值,为;

(3)假设在抛物线上存在一点P,使得△ACP是以AC为底边的等腰三角形,

如解图,设AC中点是Q,

第4题解图

∵A(0,-6),C(6,0),

∴Q(3,-3),

∵PA=PC,AQ=CQ,OA=OC,∴PQ经过原点(0,0),

设直线PQ的解析式为y=kx,

把Q(3,-3)代入,得-3=3k,解得k=-1,

∴直线PQ的解析式为y=-x,

联立得

,解得

故所求点P的坐标为P1(1+,-1-),P2(1-,-1+).

5.如图,在矩形OABC中,点O为原点,边OA的长度为8,对角线AC=10,抛物线y=-x2+bx+c经过点A、C,与AB交于点D.

(1)求抛物线的解析式;

(2)点P为线段BC上一个动点(不与点C重合),点Q为线段AC上一个动点,AQ=CP,连接PQ,设CP=m,△CPQ的面积为S.

①求S关于m的函数表达式并求出S最大时的m值;

②在S最大的情况下,在抛物线y=-x2+bx+c的对称轴上,若存在点F,使△DFQ为直角三角形,请直接写出所有符合条件的点F的坐标;若不存在,请说明理由.

第5题图备用图

5.解:

(1)在矩形OABC中,∠AOC=90°,

由勾股定理可得,OC===6,

∴C(6,0),将A(0,8)、C(6,0)分别代入抛物线,

得,解得,

∴抛物线的解析式为y=-x2+x+8;

(2)①如解图,过点Q作QE⊥BC于E点,

sin∠ACB===,∴=,∴QE=(10-m),

∴S=·CP·QE=m×(10-m)=-m2+3m,

∵S=-m2+3m=-(m-5)2+,

∴当m=5时,S取最大值;

第5题解图

②点F的坐标为(,8)或(,4)或(,)或(,).

【解法提示】∵抛物线y=-x2+x+8的对称轴为直线x=,点D的坐标为(3,8),Q(3,4),

当∠FDQ=90°时,F1(,8),当∠FQD=90°时,F2(,4),当∠DFQ=90°时,设F(,n),

则FD2+FQ2=DQ2,即+(8-n)2++(n-4)2=16,

解得n=,∴F3(,),F4(,),

综上所述,满足条件的点F共有四个,点F的坐标为(,8)或(,4)或(,)或(,).

6.如图①,抛物线y=ax2+bx+2与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,AB=4,矩形OBDC的边CD=1,延长DC交抛物线于点E.

(1)求抛物线的解析式;

(2)如图②,点P是直线EO上方抛物线上的一个动点,过点P作y轴的平行线交直线EO于点G,作PH⊥EO,垂足为H,设PH的长为l,点P的横坐标为m,求l与m的函数关系式(不必写出m的取值范围),并求出l的最大值;

(3)如果点N是抛物线对称轴上的一点,抛物线上是否存在点M,使得以M,A,C,N为顶点的四边形是平行四边形?

若存在,直接写出所有满足条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.

第6题图

6.解:

(1)∵矩形OBDC的边CD=1,∴OB=1,

∵AB=4,∴OA=3,∴A(-3,0),B(1,0),

把A、B两点坐标代入抛物线解析式,

得,解得,

∴抛物线的解析式为y=-x2-x+2;

(2)在y=-x2-x+2中,

令y=2,解得x=0或x=-2,∴E(-2,2),

∴直线OE解析式为y=-x,

由题意可得P(m,-m2-m+2),

∵PG∥y轴,∴G(m,-m),

∵点P在直线OE的上方,

∴PG=-m2-m+2-(-m)=-m2-m+2=-(m+)2+,

∵直线OE的解析式为y=-x,∴∠PGH=∠COE=45°,

∴l=PG=[-(m+)2+]=-(m+)2+,

∴当m=-时,l有最大值,为;

(3)存在,点M的坐标为(2,-)或(-4,-)或(-2,2).

【解法提示】①当AC为平行四边形的边时,则有MN∥AC,且MN=AC,∵抛物线的对称轴为直线x=-=-1,∴点N的横坐标为-1,∵|xM-xN|=xC-xA,解得xM=2或xM=-4,当x=2时,y=-;当x=-4时,y=-,

∴点M的坐标为(2,-)或(-4,-);②当AC为对角线时,设AC的中点为K,∵A(-3,0),C(0,2),∴K(-,1),∵点N在对称轴上,∴点N的横坐标为-1,设点M的横坐标为x,∵点K也是MN的中点,∴x+(-1)=2×(-)=-3,解得x=-2,此时y=2,∴点的M坐标为(-2,2);

综上所述,点M的坐标为(2,-)或(-4,-)或(-2,2).

7.如图,抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于点D,与直线y=-x+交于B、C两点,其中点C的横坐标是-

.

(1)求抛物线的解析式;

(2)若P是线段BC上的一动点,过P作x轴的垂线交抛物线于点M,当MP=OD时,求点M的坐标;

(3)若E为抛物线上的一动点,在x轴上是否存在点F,使得以A、D、E、F为顶点的四边形是平行四边形.若存在,直接写出所有满足条件的点F的坐标;若不存在,请说明理由.

第7题图备用图

7.解:

(1)直线y=-x+中,令y=0,则x=1,

令x=-,则y=,

∴B(1,0),C(-,),

将B、C两点的坐标分别代入y=-x2+bx+c,

得,解得,

∴抛物线的解析式是y=-x2-2x+3;

(2)设点P的横坐标为m(-<m<1),

∵P是线段BC上的一动点,PM∥y轴,

∴P(m,-m+),M(m,-m2-2m+3),

∴MP=(-m2-2m+3)-(-m+)=-m2-m+,

又∵OD=3,∴-m2-m+=3,即2m2+3m+1=0,

解得m=-1或m=-,

则点M的坐标为(-1,4),(-,).

(3)存在.F1(-5,0)、F2(-1,0)、F3(2-,0)、F4(2+,0).

【解法提示】由题意可得A(-3,0),D(0,3),

若以AD、AF为边,则DE1平行且等于AF1,

令y=-x2-2x+3=3,解得x=0或x=2,

∴E1(-2,3),∴DE1=2,

∴AF1=2,∴F1(-5,0);

若以AD为对角线、AF为边,则DE2平行且等于AF2,DE2=2,∴AF2=2,∴F2(-1,0);

若以AD为边、AF为对角线,

∵AD平行且等于EF,设F(x,0),则把点F(x,0)向左平移3个单位,再向下平移3个单位,所得对应点E(x-3,-3),点E在抛物线上,代入得-(x-3)2-2(x-3)+3=-3,解得x=2±,

∴F3(2-,0),F4(2+,0).

8.如图,已知直线y=-x+c与x轴交于点B(8,0),与y轴交于点C,抛物线y=-x2+bx+c经过点B,C.

(1)求抛物线的解析式;

(2)点P是线段BC上一动点,过点P作x轴的垂线,交抛物线于点M,交x轴于点N.设点P的横坐标为m.

①过点M作MH⊥BC于点H,求△PMH周长的最大值;

②是否存在点P,使得以点P、C、M为顶点的三角形与△OBC相似,若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.

第8题图

8解:

(1)把B(8,0)代入y=-x+c,可得c=4,

∴点C的坐标为(0,4),

把B(8,0)、C(0,4)代入y=-x2+bx+c,

可得,解得,

∴抛物线的解析式为y=-x2+x+4;

(2)①∵MH⊥BC,MN⊥OB,

∴∠MHP=∠PNB=90°,

∵∠MPH=∠BPN,∴△MPH∽△BPN,

又易知△BPN∽△BCO,∴△MPH∽△BCO,

∵OC=4,OB=8,∴BC=4.

∵点P的横坐标为m(0

∴P点的坐标为(m,-m+4),

M点的坐标为(m,-m2+m+4),

∴MP=-m2+m+4-(-m+4)=-m2+4m=-(m-4)2+8,

∴当m=4时,PM有最大值8.

∵△BOC的周长为12+4.

设△PMH的周长为L,则=,

解得L最大=+8.

∴△PMH周长的最大值为+8;

②存在,点P的坐标为(3,)或(7,).

【解法提示】如解图①,当∠MCP=90°时,△MPC∽△BCO,过点M作MG⊥OC,垂足为G,

第8题解图①

∵∠MCP=∠MGC=90°,

∴∠GCM+∠BCO=∠OBC+∠BCO=90°,

∴∠GCM=∠OBC,

∴△CMG∽△BCO,

∴==,

由①知点M的坐标为(m,-m2+m+4),

∴MG=CG=(OG-OC)=(-m2+m+4-4)=m,

解得m1=0(舍去),m2=3,

第8题解图②

把m=3代入y=-x+4,得y=.

此时P点的坐标为(3,);

如解图②,当∠PMC=90°时,△CPM∽△BCO,

∵∠MNO=∠CMP=90°,∴CM∥OB,∴MN=OC=4,

令-m2+m+4=4,解得m1=0(舍去),m2=7,

当m=7时,y=-x+4=,此时P点的坐标为(7,),

综上所述,点P的坐标为(3,)或(7,).

9.如图,已知抛物线y=ax2+2x+c与y轴交于点A(0,6),与x轴交于点B(6,0),点P是线段AB上方抛物线上的一个动点.

(1)求这条抛物线的表达式及其顶点坐标;

(2)当点P移动到抛物线的什么位置时,使得∠PAB=75°,求出此时点P的坐标;

(3)点P从A点出发沿线段AB上方的抛物线向终点B移动,在移动中,点P的横坐标以每秒1个单位长度的速度变动;与此同时点M以每秒1个单位长度的速度沿AO向终点O移动,点P,M移动到各自终点时停止,当两个动点移动t秒时,求四边形PAMB的面积S关于t的函数表达式,并求t为何值时,S有最大值,最大值是多少?

第9题图

9.解:

(1)根据题意,将A(0,6),B(6,0)代入y=ax2+2x+c中,

得,解得,

∴抛物线的表达式为y=-x2+2x+6.

又∵y=-x2+2x+6=-(x-2)2+8,

∴抛物线的顶点坐标为(2,8).

(2)如解图①,过点P作PC⊥y轴,垂足为点C.

第9题解图①

∵OA=OB=6,∠AOB=90°,∴∠OAB=45°.

当∠PAB=75°时,∴∠PAC=60°,

∴tan∠PAC==,设AC=m,则CP=m.

∴P(m,6+m).

将P(m,6+m)代入y=-x2+2x+6中,得

6+m=-(m)2+2m+6,

解得m1=0,m2=,

经检验,P(0,6)与点A重合,不合题意,舍去.

∴点P的坐标为(,).

(3)当两个动点移动t秒时,则点P(t,-t2+2t+6),点M(0,6-t).如解图②,作PE⊥x轴,垂足为点E,PE交AB于点F,则EF=EB=6-t,

第9题解图②

∴F(t,6-t).∴FP=-t2+2t+6-(6-t)=-t2+3t.

∵点A到PE的距离等于OE,点B到PE的距离等于BE,

∴S△PAB=FP·OE+FP·BE=FP(OE+BE)=FP·OB

=×(-t2+3t)×6=-t2+9t.

又∵S△AMB=MA·OB=×t×6=3t,

∴S四边形PAMB=S△PAB+S△AMB=-t2+12t=-(t-4)2+24.

当t=4时,S四边形PAMB有最大值24.

10.如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A(1,0)和B两点,与y轴交于C(0,2)点,点D与点C关于抛物线的对称轴l对称,连接AC,AD.

(1)求抛物线的解析式;

(2)P是抛物线上一点,若∠PDA与∠OAC互余,求点P的坐标;

(3)在抛物线对称轴l上是否存在一点Q,使△QAD为直角三角形,若存在,请直接写出所有Q点坐标;若不存在,请说明理由.

第10题图   备用图

10.解:

(1)∵抛物线y=x2+bx+c经过点A(1,0),C(0,2),

∴,解得,

∴抛物线的解析式为y=x2-x+2;

(2)如解图,过点D作DE⊥x轴于点E,连接CD,

∵点D与点C关于抛物线的对称轴l对称,

对称轴x=-=,C(0,2),

∴D(5,2),CD∥x轴,∴∠CDA=∠EAD,

在Rt△AED中和Rt△COA中,

tan∠OCA==,tan∠EAD===,

第10题解图

∴∠OCA=∠EAD,∴∠CDA=∠OCA,

∵∠OCA与∠OAC互余,∴∠CDA与∠OAC互余,

∴P1(0,2),过点D作∠FDA=∠EAD交x轴于点F,

∴AF=DF,

设F(m,0),则AF=DF=m-1,EF=5-m,

在Rt△DEF中,由勾股定理得DF2=DE2+EF2,

即(m-1)2=22+(5-m)2,解得m=,∴F(,0),

∵直线DP2经过点F(,0)和D(5,2),

∴可求得直线DP2的解析式为y=x-,

联立,解得,,

∴P2(,-),

综上所述,点P的坐标为P1(0,2),P2(,-);

(3)存在,Q点坐标为(,7)或(,-3)或(,)或(,).

【解法提示】由

(2)知:

D(5,2),A(1,0),设Q(,m),

AQ2=(-1)2+m2=m2+,

DQ2=(5-)2+(2-m)2=m2-4m+,

AD2=(5-1)2+22=20,

当∠AQD=90°时,有AD2=AQ2+DQ2,

即20=m2++m2-4m+,解得m=,

∴Q(,)或Q(,),

当∠ADQ=90°时,有AQ2=AD2+DQ2,

即m2+=20+m2-4m+,解得m=7,∴Q(,7),

当∠DAQ=90°时,有DQ2=AD2+AQ2,

即m2-4m+=20+m2+,

解得m=-3,∴Q(,-3).

综上所述,满足条件的Q点坐标为(,)或(,)或(,7)或(,-3).

 

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