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文檔簡介
專題16二次函數(shù)變換綜合題分類訓(xùn)練
(平移軸對稱旋轉(zhuǎn))
目錄
【題型1二次函數(shù)平移綜合題】..................................................................1
【題型2二次函數(shù)軸對稱綜合題】..............................................................44
【題型3二次函數(shù)旋轉(zhuǎn)綜合題1..................................................................................................81
【題型1二次函數(shù)平移綜合題】
1.在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=a%2+b%+eg40)的圖象與x軸交于4(一1,0)、B(4,0)兩點(diǎn),與y軸交
于點(diǎn)。(0,2).
(2)如圖1,點(diǎn)P是直線BC上方拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),連接PC、PB;求當(dāng)APBC的面積最大值及點(diǎn)P的坐標(biāo);
⑶如圖2,在(2)的條件下,連接OP,將拋物線沿射線C8的方向平移得到新拋物線V,使得新拋物線y經(jīng)
過點(diǎn)B,且與直線BC相交于另一點(diǎn)“,點(diǎn)Q為拋物線V上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),當(dāng)N"BQ=NPOB時(shí),直接寫出符合條
件的所有Q點(diǎn)的坐標(biāo).
【答案】⑴丫=一權(quán)2+江+2
⑵S^PBC的最大值4,P(2,3)
⑶俘,金或(23,-152)
【分析】(1)將4B、C的坐標(biāo)代入解析式,即可求解;
(2)過點(diǎn)P作軸于。,交直線8c于E,由待定系數(shù)法得直線的解析式為y=-|x+2,設(shè)P
(m,-|m2+|m+2)-由S^BC=S^PCE+S^PBE得出二次函數(shù),利用二次函數(shù)的性質(zhì)即可求解;
(3)由正切函數(shù)得tanzCBO=第=]由勾股定理得BC=J℃2+。辟=2代,設(shè)將拋物線沿射線CB的方
向平移而建(n>0)個(gè)單位得到新拋物線y,,可得原拋物線水平向右平移2幾個(gè)單位,向下平移n個(gè)單位,平
移后的二次函數(shù)y,=-Xx-|-2n)2+K-m將B(4,0)代入可求"的值,聯(lián)立此拋物線和直線BC的解析式可
求”(8,—2),①當(dāng)Q在直線BC的上方,連接AC,過點(diǎn)H作軸交于F,作NH1x軸交BQ的延長線于M,
過M作MGlx軸于G,由ASA可判定△力CB三△N”B,由三角形的性質(zhì)得力B=NB=5,AC=NH=近,由
正切函數(shù)及勾股定理得NG2+MG2=MN2,可求NG=2,MG=4,可求M(n,4),待定系數(shù)法可求直線8M
的解析式為y=白-爭聯(lián)立此直線與y,的解析式即可求出Q的坐標(biāo);②當(dāng)Q在直線8c的下方,過點(diǎn)H作
“Fix軸交于F,作MHlx軸交BQ于M,過M作MG1*軸于G,同理可求直線MN的解析式為y=2尤一18,設(shè)
M(7,2/—18),由勾股定理得Be?+MG2=8A/2,可求出f的值,從而可求M(5,—8),同理可求直線BM的解
析式為y=-8x+32,聯(lián)立此直線與y,的解析式即可求出Q的坐標(biāo).
【詳解】(1)解:由題意得
a—b+c=0
16a+4b+c=0,
c=2
(a=--
2
解得:}b=-
2
Ic=2
3
y=-ix2+?-%+,2o;
(2)解:過點(diǎn)尸作PDlx軸于D,交直線BC于E,
則有
4fc+6=0
b=2
解得:
直線BC的解析式為y=-扛+2,
設(shè)P(m,—:根2+5rH+2),
???—+2),
13/1\
???PE=——m27+—m+2—y——m+2)
12In
=一#+2m,
S^PBC=SNCE+SNBE
11
=-0D-PE+-BD-PE
1
=,尸E(。。+8。)
=£x4(—2TH2+2m)
=—m2+4m
=-(m-2)2+4,
v-l<0,
???當(dāng)TH=2時(shí),S4PBC取得最大值4,
193
yP=——x2+—x2+2
=3,
,P(2,3),
故SZXPBC的最大值4,P(2,3);
(3)解::B(4,O),C(0,2),
OB=4,OC=2,
oci
???tanaBO=第=j
U£>Z
BC=VOC2+OB2
=V42+22
=2V5>
設(shè)將拋物線沿射線CB的方向平移而n(n>0)個(gè)單位得到新拋物線y,,
二原拋物線水平向右平移2n個(gè)單位,向下平移幾個(gè)單位,
y=-(x-2-2nJ+T-n>
??,y'經(jīng)過3(4,0),
3八「5八
-z[4—--2n)+-z-n=0,
整理得:n2-2n=0,
解得:=2,n2=0,
/=4G-1-4)2+T-2
"(%―/)+P
聯(lián)立卜=一:(:-£)+9,
、y=一/+2
解得:{;式或{J二當(dāng),
??”(8,-2),
①當(dāng)Q在直線BC的上方,
如圖,連接ZC,過點(diǎn)“作“尸,》軸交于乩作N”,無軸交BQ的延長線于M,過M作軸于G,
???乙NHB=90°,
??.BF=0F-0B=4,
???BH=J8F2+F//2
=J42+22
=2V5,
??.BC=BH,
:/(TO),
*e?tanzOCi4=
AC=Vl2+22=近,
AB=OA-{-OB=5,
Z.OCA=Z-OBC,
???乙。BC+NOCB=90。,
???4。。/+4。。8=90。,
???AACB=乙NHB=90°,
在△ZCB和△N”B中
(LACB=乙NHB
]BC=BH,
V^ABC=乙NBH
???AACB三ANHB(ASA),
.?.AB=NB=5,
AC=NH=近,
BH
*'.tan乙BNH=
NH
2V50
=—=2,
V5
???乙MNG=乙BNH,
.?.tanNMNG=萼=2,
NG
MG=2NG,
??.P(2,3),
3
???tanZ.POB=
???乙HBQ=^POB,
3
???tanZ.HBQ=
.MH_3
MH3
?’,溫=P
???MH=3心
??.MN=MH-NH
=3V5-V5=2V5,
vNG2+MG2=MN2,
2
NG2+(2WG)2=(2V5),
解得:NG=2,
MG=4,
,OG=OB+BN+NG
=4+5+2
=11,
同理可求直線的解析式為y=
/416
y=yx~v
聯(lián)可_1(11\29'
解得:,或仁(
???Q(臀]
②當(dāng)Q在直線BC的下方,
如圖,過點(diǎn)H作HF1x軸交于尸,作MH1無軸交BQ于M,過M作MG_Lx軸于G,
N(9,0),
同理可求直線MN的解析式為y=2%-18,
設(shè)M(f,27-18),
MG=18-2/,
BG=f-4,
vBG2+MG2=BM2,
■■「4)2+(18-2/)2=65,
解得:fi=5,f2=IL
當(dāng)/=11時(shí),
y=2X11-18=4>0,
?1?/'=11不合題意舍去,
當(dāng)/=5時(shí),
y=2x5-18=—8,
同理可求直線的解析式為y=-8%+32,
(y=-8x+32
解得:&/或{j/2,
???<2(23,-152):
綜上所述:Q點(diǎn)的坐標(biāo)為停房)或(23,-152).
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)與幾何綜合,待定系數(shù)法,二次函數(shù)的性質(zhì),全等三角形的判定及性質(zhì),勾
股定理,正切函數(shù)等,掌握待定系數(shù)法,二次函數(shù)的性質(zhì),能作出恰當(dāng)?shù)妮o助線構(gòu)建三角形及全等三角形,
熟練利用勾股定理求解是解題的關(guān)鍵.
2.已知,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線丫=公2+法+3與;(:軸交于點(diǎn)2,C,與了軸交于點(diǎn)N,其中8(-3,0)
,C(l,0>
備用圖
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖1,連接2B,點(diǎn)P是直線上方拋物線上一動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作PKIIy軸交力B于點(diǎn)K,過點(diǎn)K作KEly
軸,垂足為點(diǎn)£,求PK+KE的最大值并求出此時(shí)點(diǎn)尸的坐標(biāo);
⑶如圖2,點(diǎn)尸在拋物線上,且滿足在(2)中求出的點(diǎn)尸的坐標(biāo),連接PC,將該拋物線向右平移,使得新
拋物線y'恰好經(jīng)過原點(diǎn),點(diǎn)C的對應(yīng)點(diǎn)是尸,點(diǎn)M是新拋物線y'上一點(diǎn),連接CM,當(dāng)NMCF+NPCB=135。
時(shí),請直接寫出所有符合條件的點(diǎn)河的坐標(biāo).
【答案】⑴丫=一公一2%+3
⑵當(dāng)t=-2時(shí),KP+KE的最大值為4,此時(shí)P(-2,3)
⑶M(l,3)
【分析】本題屬于二次函數(shù)綜合題,主要考查了求函數(shù)解析式、二次函數(shù)的性質(zhì)、二次函數(shù)綜合等知識點(diǎn),
掌握求二次函數(shù)解析式的方法以及會(huì)用配方法求最值是解題關(guān)鍵.
2
(1)將8(—3,0)代入y=ax+bx+3中得到二元一次方程組求解即可;
(2)由(1)可知拋物線的解析式為y=---2x+3,得直線4B的解析式為y=x+3,設(shè)P
2
(t_t_2t+3),則K(t,t+3),故PK+KE=-*-4t=-(t+2)2+4,再根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)求解即可;
(3)先求平移后的拋物線解析式為y=-(x-2)2+4,再證明△PRC為等腰直角三角形,由
NMCF+NPCB=135。得NMCF=90。,過C作CM1CF,交移動(dòng)后的拋物線于當(dāng)x=l時(shí),y=-(x-2)2
+4=3,即M(l,3).
【詳解】(()解:將B(-3,0),C(l,0)代入y=a/+b%+3中,
(9a-3b+3=0
’1@+5+3=0'
???a=—l,b=—2,
??y——2%+3.
(2)解:由(1)可知拋物線的解析式為y=—/—2x+3,
???4(0,3),
設(shè)直線4B的解析式為y=kx+3,貝|0=—3k+3,解得:fc=l,
直線的解析式為y=x+3,
設(shè)P(t,—產(chǎn)—2t+3),則K(t,t+3),
???PK=-t2-3t,
AO=BO=3,
ABAO=45°,
??.AE=KE,
KE=3—t—3=-t,
■.PK+KE=-t2-4t=-(t+2)2+4,
當(dāng)t=—2時(shí),KP+KE的最大值為4,此時(shí)P(—2,3);
(3)解:設(shè)拋物線向右平移n個(gè)單位,
二平移后的拋物線解析式為y=-(%+1-n)2+4,
???拋物線平移后經(jīng)過原點(diǎn),
-(1-n)2+4=0,
解得:幾=3或?1=一1(舍),
???平移后的拋物線解析式為y=-(久一2)2+4,
PR=3,RO=2,
,.1y=-X2-2X+3,令y=0,貝!Jx=-3或1,
OC=1,
RC=RO+OC=3,
RC=RP,
??.△PRC為等腰直角三角形,
???乙PCB=45°,
???ZMCF+ZPCB=135°,
??.Z.MCF=90°,
過C作CM1CF,交移動(dòng)后的拋物線于M,
當(dāng)%=1時(shí),y=一(%—2)2+4=3,
???M(l,3).
3.如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)。是坐標(biāo)原點(diǎn),拋物線y=a/+6%+6與x軸交于點(diǎn)N、8兩點(diǎn),與
y軸的正半軸交于點(diǎn)C.已知點(diǎn)4(—2,0),點(diǎn)B(6,0),連接3C.
⑴求拋物線的解析式;
(2)如圖1,點(diǎn)尸為拋物線第一象限內(nèi)的一點(diǎn),過點(diǎn)尸作PD1BC于點(diǎn)D,求加PD+&BD的最大值及此時(shí)點(diǎn)P
的坐標(biāo);
⑶如圖2,點(diǎn)尸是線段。C的中點(diǎn),將拋物線沿著射線CB的方向平移2五個(gè)單位得到新拋物線,點(diǎn)Q在新拋物
線上,是否存在點(diǎn)Q使NFBQ+NBC。=90。?若存在,請直接寫出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
【答案】(l)y=-#+2x+6
(2)&PD+&BD的最大值為16,此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,8)
(3)(0,—2)或(4,6)
【分析】(1)代入做一2,0),8(6,0)到拋物線丫=+法+6,求出a、6的值即可;
(2)作PGIIy軸交x軸于G,交直線BC于E,利用等腰Rt△BEG和等腰Rt△PDE的性質(zhì),轉(zhuǎn)化無PD+gBD
的最大值為2PG的最大值,再利用拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)公式求出點(diǎn)P的坐標(biāo)即可;
(3)先求出平移后的拋物線解析式為y=-*x—4)2+6,由AFBQ+NBC。=90°得NFBQ=45°,作出二次
函數(shù)y=-**-4)2+6的圖象,記圖象與y軸交點(diǎn)為Qi,頂點(diǎn)為(?2,易得以(0,-2),<?2(4,6),連接BQ】、B
Q2,作FHLBC交BC于點(diǎn)H,BQ2,%軸交于點(diǎn)K,然后通過相似三角形的判定、全等三角形的判定證明出、
Q2分別為符合題意的點(diǎn)Q即可.
【詳解】⑴解:代入4(—2,0),8(6,0)得{3雷2射霽/0,
解得:]
拋物線的解析式為y=~x2+2x+6.
(2)如圖,作PG||y軸交x軸于G,交直線BC于E,
令x=0,則y=6,即C(0,6),
??,B(6,0),。(0,6),
OC=OB,
又?."。。=90。,
???Z-OBC=Z.OCB=1x(180°-90°)=45°,
??.PG||y軸,
/.^DEP=Z.OCB=45°,乙PGB=LC0B=9U。,
/.Z.GEB=1800-APGB-Z.GBE=45°,
???乙GEB=^GBE=4S。,
???BG=GE,
??.△BEG是等腰直角三角形,
??.BE=近EG,
???PD1BC,
^PDE=90°,40EP=45。,
???乙DPE=180。一乙PDE一乙DEP=45°,
???Z.DEP=乙DPE,
DP=DE,
???△PDE是等腰直角三角形,
PE=五PD=?DE,
尬BD=五(DE+BE)=近DE+近BE=PE+2EG,
???樂PD+五BD=PE+PE+2EG=2PG,
設(shè)P(m,一+2m+6)(0<m<6),
貝iJPG=-1m2+2m+6=-1(m-2)2+8,
當(dāng)爪=2時(shí),PG有最大值8,即PGW8,此時(shí)P(2,8),
???ypiPD+ypiBD=2PG<2x8,
???&PD+五BD<16,
???丘PD+y2D的最大值為16,此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,8).
1O1O
(3)y=--x2+2x+6=--(%-2)2+8,尸(0,3),
???拋物線沿著射線CB的方向平移2正個(gè)單位,ACBO=45°,
???拋物線向右平移2個(gè)單位,再向下平移2個(gè)單位,
???新拋物線的解析式為:y=-|(x-4)2+6,
由(2)中的結(jié)論得,40CB=45。,即NBC。=45。,
■:乙FBQ+乙BCO=90°,
.-.乙FBQ=90°-ZBCO=45°;
如圖,作出二次函數(shù)y=—*%-4)2+6的圖象,記圖象與y軸交點(diǎn)為Qi,頂點(diǎn)為Q?,
連接BQ1、BQ2,作交BC于點(diǎn)“,Q2KX軸交x軸于點(diǎn)K,
令%=0,則y=_gx(_4)2+6=—2,即Qi(o,_2),
當(dāng)x=4時(shí),y=-夫%-4)2+6有最大值6,即頂點(diǎn)坐標(biāo)為(?2(4,6);
???點(diǎn)尸是線段。。的中點(diǎn),
CF=1'OC=:x6=3,
■:FH1BC,
:.乙FHB=^FHC=9Q°,
Z.OCB=45°,
???ACFH=乙FHB-AOCB=90°-45°=45°,
???^CFH=KOCB,BPZCFH=乙FCH,
.-.CH=FH,
又*"HC=90°,
CFH是等腰直角三角形,
CF=近CH=?FH,
CF32G
CH=FH=亍===嗎
V2V22
VOB=OC,45。。=90。,
.?.△OBC是等腰直角三角形,
???BC=V2OC=6五,
BH=BC-CH=—,
2
???BH=3FHf
???BO=6,OQI=2,
???BO=3OQi,
.BH_3FH_FH
??法—3OQi―西,
VZ.FHB=90°,4Q108=90。,
AZ.FHB=Z-Q^OB,
巾BHFH
人?BO-OQJ
.*.△BHF?ABOQp
:,(HBF=乙OBQi,
???乙HBF+乙OBF=(OBQ\+4。8?,=乙FBQ1,
?:乙OBH=LOBC=4S。,
:,乙FBQi=45°,
Qi是符合題意的一個(gè)點(diǎn)Q;
TQ2K軸,(22(4,6),
:?Q2K=6,OK=4,
又?.?OB=6,
:?BK=OB-OK=6-4=2,Q2K=OB,
???BK=OQi,
又???4Q2KB=乙BOQ、=90°,
???△8KQ2三△QI°B(SAS),
:.乙Q2BK=LBQi。;
/-Q2BK+NOBQI=乙BQ\O+NOBQI,
NBQ1。+4OBQi+NBOQ1=180°,Z.BOQ1=90°,
乙BQ/)+乙OBQi=180°-90°=90°,
???/.Q2BK+NOBQi=90°,
NQ2BQ1=90°,
又,?,NF8QI=45°,
:.乙FBQ2=Z-Q2BQ1-Z.FBQ1=90°-45°=45°,
???Q2是符合題意的另一個(gè)點(diǎn)Q;
二綜上所述,Q的坐標(biāo)為(0,-2)或(4,6>
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)與幾何綜合,等腰三角形的性質(zhì)與判定,相似三角形的性質(zhì)與判定,熟練掌
握二次函數(shù)的圖象與性質(zhì),二次函數(shù)的平移規(guī)律,學(xué)會(huì)通過作垂線構(gòu)造直角三角形,能夠利用等腰直角三
角形的性質(zhì)轉(zhuǎn)化線段關(guān)系,能夠利用直角邊的比例證明相似三角形是解題的關(guān)鍵,本題屬于二次函數(shù)綜合
題,需要較強(qiáng)的數(shù)形結(jié)合和推理能力,適合有能力解決難題的學(xué)生.
4.如圖所示,關(guān)于X的拋物線丫=也2—尤一3,與X軸從左往右分別交于點(diǎn)/、點(diǎn)8,與y軸交于點(diǎn)C,連結(jié)
CB.
(1)求出4、B、C點(diǎn)的坐標(biāo);
⑵點(diǎn)尸為直線BC下方拋物線上的任意一點(diǎn),過點(diǎn)P作PQlx軸交BC于點(diǎn)。,求PQ+當(dāng)CQ的最大值及此時(shí)
點(diǎn)P的坐標(biāo);
⑶若將原拋物線向下平移3個(gè)單位長度得到新拋物線,新拋物線與y軸交于點(diǎn)£,連結(jié)AC、BE,點(diǎn)M為新
拋物線上一動(dòng)點(diǎn),若=請直接寫出滿足條件的點(diǎn)M的坐標(biāo).
【答案】(1)力(一2,0),8(6,0),C(0,-3)
⑵最大值為4,P(4,—3)
⑶M的坐標(biāo)為(24,114)或(4.8,-5。4)
【分析】(1)令x=0,y=0求解即可;
⑵過0作QTly軸于T,設(shè)(2(X,|X-3),由三角函數(shù)可知CT=*Q,可得PQ+*Q=]
2
(x-4)+4(o<x<6)>再求最值及坐標(biāo)即可;
(3)分兩種情況討論,當(dāng)〃?在BE下方時(shí),過£作£",使N8EK=N4C0,交新拋物線于過8作BDLEK
于D,過。作CGlx軸于G,過E作EF1DG交GD延長線于R則NBGD=NDFE=NBDE=90。,證明
△BGDMDFE,可得黑=卷=黑=未設(shè)DG=x,則DF=6—x,由EF=OG求出x,即可求出D
UrhrcU3
償,-黝,求出OE的解析式,并與平移后的拋物線聯(lián)立即可求出M點(diǎn)坐標(biāo);當(dāng)M在BE上方時(shí),作EJ,使
乙BEJ=UCO,交新拋物線于M',在E/上取一點(diǎn)N,使EN=ED,過N作NHly軸于“,證明
△HNE三△FDE(AAS),求出可償,蔣),同理可求坐標(biāo).
【詳解】⑴解:當(dāng)x=0時(shí),y=-3,
2
當(dāng)y-0時(shí),i%-%-3=0,解得巧=-2,X2=6,
又???/在8的左側(cè),
二4(一2,0),3(6,0);
(2)解:過。作QTly軸于T,
?,?直線的解析式為y=1%-3,
設(shè)P(x,1X2—x—3),貝!JQ(x,1%—3),
???CT=1X-3-(-3)=如PQ=1X-3-Q%2-X-3)=-^x2+1%,
???QTly,OBIOC,
???TQWOB,
???乙TQC=Z.OBC,
???B(6,0),C(0,—3),
OB—6,0C—3,
在Rt^OBC中,BC=V32+62=3V5-
在Rt△CTQ中,CT=CQ-sin/CQT=CQ-sin乙OBC=CQ-=[cQ,
PQ+^-CQ=PQ+CT=-1x2+|x+|x=~x2+2x=~(x-4)2+4(o<x<6)>
T。,
???當(dāng)x=4時(shí),PQ+*Q有最大值,最大值為4,
當(dāng)x=4時(shí),|X2-X-3=-3,
■-■P(4,—3);
(3)解:???將原拋物線向下平移3個(gè)單位長度得到新拋物線,
二新拋物線的解析式為:y=ix2-x-6,
當(dāng)%=0時(shí),y=-6,
E(0,-6),
OE=6,
當(dāng)M在BE下方時(shí),
過E作EK,使乙=交新拋物線于M,過5作BOIEK于。,過。作OG_L%軸于G,過E作EFJ.OG
交G。延長線于尸,則NBGO=Z■。尸E=N8DE=90。,
???乙BOE=9。。,
???四邊形0EFG是矩形,
:.GF=0E=6,EF=OG,AOEF=90°,
,?,4(—2,0),
OA=2,
OA2
tanZy4C0=—=
???乙BEK=cACO,
Dr\2
???tan^BEK=—=tan^ACO=
ED3
???乙BGD=^BDE=90。,
???乙BDG+乙GBD=乙BDG+乙EDF=90°,
???Z-GBD=Z-EDF,
BGDs/\DFE,
.BG_DG_BD_2
''~DF~~EF~~ED~3"
設(shè)。G=%,貝!]。9=6一%,
口「3DG3%2八廠2“、42
"EF=—=~'BG=3DF=式6—x)=4--X,
???EF=OG,
3r2
2=6+4—/,
解得:X=程
八二60。廠4212八二口廠3%90rl廠「18
???DG=記BG=4--x=-,OG=EF=-=-,DF=6-x=-
??碗Y),
設(shè)直線DE的解析式為y=mx+n,
把。償黝,£(0,-6)代入得,卜::613,
解得:[爪=:,
(n=-6
直線DE的解析式為y=聶-6,
'y=
聯(lián)立
y=^xi-x-6
4-
解得:{江;或{:秘4,
;?”(4.8,-5.04),
當(dāng)〃在BE上方時(shí),
作E/,使4BEJ=4ACO,交新拋物線于M',在E/上取一點(diǎn)N,使EN=ED,過N作NHly軸于",
OE=OB=6,
???乙OEB=LOBE=45。,
???乙OEB=乙BEF=45°,
???乙BEJ=^-ACO=乙BEK,
???乙HEN=乙DEF,
???LEHN=乙DFE=90°,
??.△HNE=△FOE(AAS),
...EH=EF=泓N=DF=^,
?,,?!?*6=5
-C.S)'
設(shè)直線切的解析式為y=px+q,
把噌噌),E(o=6)代入得卜仁然用
解得:[^=-6,
???直線切的解析式為y=5%-6,
y=5x—6
{y=1%2-X-6,
解得:{丁掘{:二蘢,
綜上所述,M的坐標(biāo)為(24,114)或(48-5.04>
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)綜合,涉及相似三角形的性質(zhì)和判定,三角函數(shù),待定系數(shù)法求解析式,全
等三角形的性質(zhì)和判定,勾股定理等知識點(diǎn),正確的作出輔助線,綜合運(yùn)用以上知識是解題的關(guān)鍵.
5.如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,直線y=-、+1與拋物線丫=a/-%+3(a40)交于/,B兩點(diǎn),且點(diǎn)工
在x軸上,直線與y軸交于點(diǎn)C.
KI常用圖
⑴求拋物線的表達(dá)式;
(2)P是直線力B上方拋物線上一點(diǎn),過P作PQIIy軸交直線4B于點(diǎn)Q,求PQ+爭Q的最大值,并求此時(shí)點(diǎn)P的
坐標(biāo);
⑶在(2)PQ+爭Q的最大值的條件下,連接BP,將拋物線沿射線B4方向平移,使得點(diǎn)4在新拋物線的對
稱軸上,M是新拋物線上一動(dòng)點(diǎn),當(dāng)=時(shí),直接寫出所有符合條件的點(diǎn)M的坐標(biāo).
【答案】(l)y=~x2~x+3
⑵PQ+爭Q的最大值為4,P(—2,4)
⑶點(diǎn)M的坐標(biāo)為(2,2)或(彎止,-3年一9)
【分析】(1)先由一次函數(shù)解析式求出點(diǎn)4(2,0),再把做2,0)代入y=a,一久+3,求出。值即可;
(2)延長PQ交y軸于。,證明△OACYZMQ,得卷=翁即得=壺,求得。(2=各2,再設(shè)P
(%,一,2_乂+3),貝!lQ(x,—'+1),貝!1PQ=—和2—京+2,QD=~x+1,所以PQ+當(dāng)
AQ=PQ+QD=PD=~(x+2)2+4,利用二次函數(shù)最值即可求解.
(3)根據(jù)平移的性質(zhì)求得拋物線平移后的解析式為y=-9/+尤+1,再分兩種情況:當(dāng)點(diǎn)”在直線4B上
方時(shí),當(dāng)點(diǎn)M在直線48下方時(shí),分別求解即可.
【詳解】(1)解:對于直線y=—y+l,
令y=0,則一)+1=0,解得:x=2,
”(2,0),
把4(2,0)代入y=一%+3,得0=4。-2+3,
解得:
a=—4-
?,?拋物線的表達(dá)式y(tǒng)=~x2-x+3.
(2)解:延長PQ交V軸于。,
1
對于直線y=-/+1,
令%=0,則y=l,
,?弘(2,0)
?'-AC=Vl2+22=V5
???PQIIy軸,即QDIIOC,
???△OACDAQ
/COCV51
二而=而,即而=而,
.-.DQ=^-AQ,
設(shè)P(x,—32_刀+3),貝!lQ(x,—1+1),
-'-PQ=~^x2-x+3-(一1%+1)=~x2-x+2,QD=~x+1
22
:.PQ+爭Q=PQ+QD=PD=—x-x+3=—(%+2)+4
--J<0
.?.當(dāng)x=—2時(shí),PQ+^4Q的最大值為4;
(3)解:聯(lián)立,[y=_1彳-%:3,
Iy=~2x+1
解得:{:3,£:o-
,'B(—4,3),
由(2)知,在PQ+爭Q的最大值的條件下,拋物線的頂點(diǎn)為點(diǎn)P(-2,4),對稱為直線PQ,
當(dāng)乂=一2時(shí),則y=-gx(―2)+1=2,
?,?<2(-2,2).
則PQ=2,PB=QB=722+I2=V5.
"BPQ=乙BQP,
???將拋物線沿射線B4方向平移,使得點(diǎn)4在新拋物線的對稱軸上,
二點(diǎn)Q平移后與點(diǎn)A重合,
-(2(-2,2),省2,0),
???拋物線沿射線比4方向平移,是向下平移了2個(gè)單位,向右平移了4個(gè)單位,
二拋物線頂點(diǎn)「(一2,4)平移后到點(diǎn)P'(2,2),點(diǎn)8(-4,3)平移后到點(diǎn)*(0,1),即9與C重合,
△BPQ=△B'P,A,拋物線平移后的解析式為y=-1(%-2)2+2=~x2+x+l,
"BPQ=Z.B'P'A,
P'(2,2),
■■P'B'="+(2-1)2=V5>
4(2,0),
■-AB'=7z2+l2=Vs>
:.P'B'=AB',
.-./-B'AP'=Z-B'P'A,
當(dāng)點(diǎn)河在直線48上方時(shí),
■.■Z.MAB=Z.BPQ,
.-.Z.MAB-/.B'P'A,
二點(diǎn)Af與點(diǎn)P重合,
??收2,2),
當(dāng)點(diǎn)〃?在直線4B下方時(shí),設(shè)MQ,—3/+%+1),
過點(diǎn)M作MEIIPQ,交4B于E,交x軸于N,貝Ij/MEA=NBQP,E(x_lx+i),
則△AOCsZXANE,
.?爺=嘉,則4E=ENSC=?E,
-Z-MAB=乙BPQ,
???△BPQMAE,
BQPQ制敗ME
?.?贏=而則方=7F
?.Vs?—=礙Jj"敕干整田理7日得:3/£1一—、“,
即:l(-|x+l)=-(-i%2+x+l).解得:x=(x=用舍去),
此時(shí),VM=3|衛(wèi),
,-41+1—3V41—9^
綜上,符合條件的點(diǎn)M的坐標(biāo)為(2,2)或(等止,出魯).
【點(diǎn)睛】本題屬二次函數(shù)綜合題目,主要去向不明了待定系數(shù)法求拋物線解析式,拋物線的性質(zhì),拋物線
的平移,相似三角形的判定與性質(zhì),綜合性較強(qiáng),熟練掌握相關(guān)性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
6.如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=a-+版+|與無軸交于4B(i,o)兩點(diǎn),交y軸于點(diǎn)C,拋物線的
對稱軸是直線x=-2.
⑴求拋物線的解析式;
⑵點(diǎn)M是直線4c上方對稱軸左側(cè)拋物線上一動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)M作MDII%軸交拋物線于點(diǎn)。,作ME||y軸交直線/C
1
于點(diǎn)E,求+3ME的最大值及此時(shí)點(diǎn)M的坐標(biāo);
⑶將拋物線向右平移3個(gè)單位,再向上平移1個(gè)單位,得到新的拋物線,在+3ME取得最大值的條件
下,點(diǎn)P為點(diǎn)。平移后的對應(yīng)點(diǎn),點(diǎn)Q為點(diǎn)力平移后的對應(yīng)點(diǎn),連接PQ,點(diǎn)R為平移后的拋物線上一點(diǎn),若△PQR
為以PQ為直角邊的直角三角形,請直接寫出所有符合條件的點(diǎn)R的坐標(biāo).
[答案](i)y=-gx+,
(2*MD+3ME的最大值7.此時(shí)M(—3,鄉(xiāng)
⑶端,一5)或俘,一給
【分析】(1)利用待定系數(shù)法即可求解;
(2)設(shè)”(小,一!加2-?巾+3,求得直線AC的解析式,用含m的式子表示出M。和ME,利用二次函數(shù)的性
質(zhì)求解即可;
(3)利用平移的性質(zhì)求得平移后的拋物線的解析式,以及P(2,/),Q(-2,1),分兩種情況討論即可求解.
【詳解】(1)解:由題知
1
a---
角得
津3
--4
b
3-
124?5
y=_/_/+§;
(2)解:設(shè)MQH,—[血?—g7n+£),
令y=_,_%+1=0,得%i=-5,%2=1.
???做—5,0),
令%=0,得y=|,
.?.c(o,3,
設(shè)直線4c的解析式為y=依+9,
則0=-5k+,
解得k=1,
二直線4C的解析式為y=%+0
MD||%軸交拋物線于點(diǎn)。,拋物線的對稱軸是直線%=-2,
*'?MD=2(-2—m)="4—2m,
??,ME||y軸交直線/C于點(diǎn)E,
124i5A5\15
ME=*_髀+E髀+3)=23m'
1/15\
???—MD+SME=—2—m+3—m27——mJ
=-m2-6m-2=-(m+3)2+7,
當(dāng)m=-3時(shí),|M£>+3ME取得最大值7,
⑶解:喘T)或俘,善)
平移后的拋物線的解析式為:y=—^(x—3)2~^(x—3)+1+1,
整理得y—~%2+-|x+-y-,
.-.0(-1.1),
”(一5,0),
???P(-1+3,|+1),Q(-5+3,0+1),
???P(2,弓),Q(-2,l),
77
同理,直線PQ的解析式為:y=|x+g
當(dāng)點(diǎn)Q為直角頂點(diǎn)時(shí),
如圖,QH1PQ交X軸于點(diǎn)H,直線PQ交X軸于點(diǎn)G,交y軸于點(diǎn)/,
則G(_g,O),《0,9,
=+G)=嚕'QG=J(-2+3+12="'
???乙IGO=^HGQ,Z/OG=ZHQG=90°,
△IGOMHGQ,
GOGI?J_2
"GQ=GH'即n浮=備,
解得GH=9,
4
同理,直線QH的解析式為:y=~x-2,
聯(lián)立,-%2+-|x+^-=~x—2,
解得=-2,%2=-y-.
當(dāng)P為直角頂點(diǎn)時(shí),
同理,直線PR的解析式為:y=-|x+拿
嚴(yán)一12?2.11_3,20
聯(lián)乂,~X+/+可=~X+V,
q
解得久i=2,x2=-.
/.R(-
\2,12/
?',7?(1—4)或俘廠'¥)?
【點(diǎn)睛】本題屬于二次函數(shù)的綜合題,難度很大,考查了待定系數(shù)法,二次函數(shù)的性質(zhì),相似三角形的判
定和性質(zhì),關(guān)鍵是做出合適的輔助線進(jìn)行轉(zhuǎn)化,清晰的分類討論是解本題的關(guān)鍵.
7.如圖,已知二次函數(shù)y=a久2+b光+4的圖象交x軸于點(diǎn)2(1,0),5(4,0),交V軸于點(diǎn)C.
⑴求這個(gè)二次函數(shù)的解析式;
⑵若P是直線8c下方拋物線上的一動(dòng)點(diǎn),求△BCP面積的最大值;
⑶將拋物線沿射線BC方向平移等單位得到新的拋物線/,點(diǎn)M是新拋物線;/對稱軸上一點(diǎn),點(diǎn)N為平面直角
坐標(biāo)系內(nèi)一點(diǎn),直接寫出所有以B,C,M,N為頂點(diǎn)的四邊形為矩形的點(diǎn)N的坐標(biāo).
【答案】(i)y=——5x+4
(2)8
(3)點(diǎn)N的坐標(biāo)為(-2,2)或(6,2)或(2,2+2際或(2,2—2際
【分析】(1)利用待定系數(shù)法求解即可;
(2)先求出C(0,4),待定系數(shù)法求出直線BC的解析式為:y=-x+4,作PDIIy軸交BC于。,設(shè)P
2
(m,m—5m+4)(0<m<4)>則。(m,—m+4),求出P。=—(m-2猿+4,再表不出S4^cp=(久B—%c)
=-2(m-2)2+8,結(jié)合二次函數(shù)的性質(zhì)即可得解;
(3)求出新拋物線解析式得到新拋物線:/的對稱軸為直線%=2,設(shè)M(2,t),N(s,r),貝UCM?=?—0)2+
(t-4)2=t2-8t+20,BM2=(2-4)2+t2=t2+4,BC2=(4-0)2+(0-4)2=32,若以B,C,M,N為頂
點(diǎn)的四邊形為矩形,則△8CM為直角三角形,再分三種情況:當(dāng)以點(diǎn)8為直角頂點(diǎn)時(shí),BM2+BC2^CM2;
222
當(dāng)以點(diǎn)C為直角頂點(diǎn)時(shí),CM+BC=BM;當(dāng)以點(diǎn)M為直角頂點(diǎn)時(shí),C"2+BM2=BC2,分別利用勾股定理
并結(jié)合矩形的性質(zhì)計(jì)算即可得解.
【詳解】(1)解:,.二次函數(shù)y=+8%+4的圖象交匯軸于點(diǎn)4(i,o),8(4,0),
ra+b+4=0
"16a+4b+4=0,
解得:[b=-s,
,二次函數(shù)的解析式為y=X2-5X+4;
(2)解:在y=/-5汽+4中,當(dāng)?shù)?0時(shí),y=4,
,,((0,4),
設(shè)直線BC的解析式為y=kx+4,
將8(4,0)代入解析式可得軌+4=0,
解得:k=-1,
?,?直線的解析式為:y=—%+4,
作PO||y軸交于O,
設(shè)P(nvn2_577i+4)(0<m<4),則。(TH,—?n+4),
222
;?PD=-m+4-(m-5m+4)=~m+4m=-(m-2)+4,
,:SABCP=2^^(XB~XC)=E[一(7n-2)2+4]x(4—0)=—2(m—2)2+8,
?..當(dāng)TH=2時(shí),S4BCP的值最大,為8;
2
(3)解:y=%2—5%+4=(%—I)+p
\乙/4
???將拋物線沿射線BC方向平移孚單位得到新的拋物線y,,
2
???將拋物線先向左平移為單位,在向上平移衿單位,即/=(%_:+:)+)+;=(尤一2)2+3,
???新拋物線y'的對稱軸為直線刀=2,
設(shè)M(2,t),N(s,r),則/"2=(2_o)2+?_4)2=t2_81+20,BM?=(2-4猿+產(chǎn)=產(chǎn)+4,BC2=(4-0)2
(0—4)2=32,
若以B,C,M,N為頂點(diǎn)的四邊形為矩形,則△BCM為直角三角形,
當(dāng)以點(diǎn)B為直角頂點(diǎn)時(shí),BM2+BC2=CM2,
.??力2+4+32=Z2—81+20,
解得:[=-2,
此時(shí)M(2,-2),
由矩形的性質(zhì)可得{[2th。4二':〉,
解得:即此時(shí)N(-2,2);
當(dāng)以點(diǎn)C為直角頂點(diǎn)時(shí),CM2+BC2=BM2,
:?F+4=產(chǎn)—8t+20+32,
解得:力=6,
此時(shí)M(2,6),
由矩形的性質(zhì)可得:{:曹爹",
解得:{;:g,即此時(shí)N(6,2);
當(dāng)以點(diǎn)M為直角頂點(diǎn)時(shí),CM2+BM2=BC2,
.,?/+4+產(chǎn)―8t+20=32,
解得:t=2+2&或1=2-2V^,
此時(shí)M(2,2+2際或M(2,2—2仍,
2
由矩形的性質(zhì)可得:1+2vf;r=4+0或1-蔑;0,
解得:{「丁2=^我或1=>一;2無,即此時(shí)N(2,2—2女)或N(2,2+2偽;
綜上所述,點(diǎn)N的坐標(biāo)為(-2,2)或(6,2)或(2,2+2偽或(2,2-2我>
【點(diǎn)睛】本題考查了待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式、二次函數(shù)綜合一面積問題、二次函數(shù)綜合一特殊四邊形、
勾股定理,熟練掌握以上知識點(diǎn)并靈活運(yùn)用,添加適當(dāng)?shù)妮o助線,采用分類討論與數(shù)形結(jié)合的思想是解此
題的關(guān)鍵.
8.如圖,拋物線y=a/+6%—2與%軸交于4B兩點(diǎn)(4在B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C,且滿足
OA:OC:OB=6:2:1,連接AC、BC.
(2)如圖1,點(diǎn)P是線段4c下方拋物線上的一動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)「作/5。!/!。于點(diǎn)D,點(diǎn)E為直線BC上一動(dòng)點(diǎn),當(dāng)PD取
最大值時(shí),連接PE,求PE+卷BE的最小值;
⑶如圖2,將該拋物線沿射線4C方向平移函個(gè)單位長度,得到新拋物線月,點(diǎn)Q是月上一動(dòng)點(diǎn),是否存在
“BC,使得“BC=NBC。+N04C,若存在,請直接寫出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
【答案】⑴丫=級+%—2;
(2)4;
⑶Q的坐標(biāo)為(1一后,一苧)或(一4+2710,15-6710).
2
【分析】(1)當(dāng)x=0時(shí),^y=ax+bx-2=-2,OC=2,由。4:0C:0B=6:2:1,得2(-6,0),進(jìn)
而利用待定系數(shù)法即可得解;
(2)如圖,過點(diǎn)P作于M,交"于N,過點(diǎn)B作BG14B于B,過點(diǎn)E作EG,8G于點(diǎn)G,先求出直線
AC為:y=~x—2,^P(m,^m2+|tn-2)>貝!)(犯—:山—2),^PN=—^in—2—^m2+|m—2)=
-2m,進(jìn)而得PD=^?PN=察(_9nl2_2爪)=—嚕(巾+3)2+察,當(dāng)巾=一3時(shí),p。的值最大,求出
P(_3,一4),再利用垂線段最短得PE+EG取最小值時(shí),PE+^BE的值最小,當(dāng)P、E,G,三點(diǎn)共線,PG1BG
時(shí),+的值最小,從而即可得解.
(3)過B作BM1AB于B,在x軸的下方直線BM上,作BM=。4=6,過M作MH1BM于點(diǎn)M,在直線BM的
右側(cè)作MH=OC=2,作直線交平移后的拋物線于點(diǎn)Q,貝叱BMH=乙4。。=90。,由
ABMH=AAHC(SAS)^Z.QBM=Z.OAC,由(2)得NM8C=〃9CB,進(jìn)而
乙QBC=4QBC+乙MBC=4BCO+乙OAC,此時(shí)Q為所求,由將拋物線沿射線力C方向平移屈個(gè)單位長度,
得到新拋物線相當(dāng)于將拋物線向右平移3個(gè)單位,再向下平移1單位,得到新拋物線yj從而為=1%一92
-,求出直線B”為y=-3x+3,聯(lián)立y=-3久+3與y=X%—今即可得解Q,作H(3,—6)關(guān)于直線BC
的對稱點(diǎn)H',連接HH'交BC于L,直線B勿交平移后的拋物線于點(diǎn)。,由NQ6C=NQBC得。為所求,則
HL=H'L,HH'1BL,先求出L(—1,—4),進(jìn)而得直線B勿為y=才—,聯(lián)立y=孑―g與y=能―鄉(xiāng)福即
可得解.
【詳解】(1)解:當(dāng)%=0時(shí),y=a/+b]-2=-2,
-2),
:.OC=2,
':OA\OC\OB=6:2:1,
;.OB=1,OA—6,
?次一6,0),8(1,0),
把4(-6,0),8(1,0)代入y=a-+"-2得
CO=36a—6b—2
t0=a+b—2
1
a--
得
解3
-5
h
3-
(2)解:如圖,過點(diǎn)P作PM1AB于M,交4c于N,過點(diǎn)B作BG14B于B,過點(diǎn)E作EG,BG于點(diǎn)G,
由。(0,-2)設(shè)直線4C為:y=kx—2,
把4(—6,0)代入y=依―2得0=-6k—2,
解得k=-p
直線AC為:y=-1x-2,
+|m—2)>則(m,-gm-2),
22
...PN=-1m-2-Qm+|m-2)=-|m-2m,
,.\4B=6,。。=2,OC1AB,
-'-AC=762+22=2V15,
.,.cosZ-MAN=coszMC=-7==
2V1010
???MN_L/B,PD1>1C,
"ANM+Z.MAN=乙NPD+乙PND=90°,
MANM="ND,
.?.4MAN=乙NPD,
.?.COSNNPD=黑=cos/M力N=%,
PN10
—唔出富(-加⑶)一條n+獷+富
...當(dāng)m=-3時(shí),
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