中考数学 二次函数综合试题及答案解析
一、二次函数 真题与模拟题分类汇编(难题易错题)
1.如图,已知抛物线2(0)y ax bx c a =++≠的对称轴为直线1x =-,且抛物线与x 轴交
于A 、B 两点,与y 轴交于C 点,其中(1,0)A ,(0,3)C .
(1)若直线y mx n =+经过B 、C 两点,求直线BC 和抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴1x =-上找一点M ,使点M 到点A 的距离与到点C 的距离之和最小,求出点M 的坐标;
(3)设点P 为抛物线的对称轴1x =-上的一个动点,求使BPC ?为直角三角形的点P 的坐标.
【答案】(1)抛物线的解析式为2
23y x x =--+,直线的解析式为3y
x .(2)
(1,2)M -;(3)P 的坐标为(1,2)--或(1,4)-或317(+-或317()--.
【解析】
分析:(1)先把点A ,C 的坐标分别代入抛物线解析式得到a 和b ,c 的关系式,再根据抛物线的对称轴方程可得a 和b 的关系,再联立得到方程组,解方程组,求出a ,b ,c 的值即可得到抛物线解析式;把B 、C 两点的坐标代入直线y=mx+n ,解方程组求出m 和n 的值即可得到直线解析式;
(2)设直线BC 与对称轴x=-1的交点为M ,此时MA+MC 的值最小.把x=-1代入直线y=x+3得y 的值,即可求出点M 坐标;
(3)设P (-1,t ),又因为B (-3,0),C (0,3),所以可得BC 2=18,PB 2=(-1+3)
2
+t 2=4+t 2,PC 2=(-1)2+(t-3)2=t 2-6t+10,再分三种情况分别讨论求出符合题意t 值即可求
出点P 的坐标.
详解:(1)依题意得:1203
b
a a
b
c c ?-=-??++=??=?
?
,解得:123a b c =-??
=-??=?,
∴抛物线的解析式为223y x x =--+. ∵对称轴为1x =-,且抛物线经过()1,0A , ∴把()3,0B -、()0,3C 分别代入直线y mx n =+,
得303m n n -+=??=?,解之得:13m n =??=?
,
∴直线y mx n =+的解析式为3y x =+.
(2)直线BC 与对称轴1x =-的交点为M ,则此时MA MC +的值最小,把1x =-代入直线3y x =+得2y =,
∴()1,2M -.即当点M 到点A 的距离与到点C 的距离之和最小时M 的坐标为()1,2-. (注:本题只求M 坐标没说要求证明为何此时MA MC +的值最小,所以答案未证明
MA MC +的值最小的原因).
(3)设()1,P t -,又()3,0B -,()0,3C ,
∴218BC =,()2
222134PB t t =-++=+,()()2
2
2213610PC t t t =-+-=-+, ①若点B 为直角顶点,则222BC PB PC +=,即:22184610t t t ++=-+解得:
2t =-,
②若点C 为直角顶点,则222BC PC PB +=,即:22186104t t t +-+=+解得:
4t =,
③若点P 为直角顶点,则222PB PC BC +=,即:22461018t t t ++-+=解得:
1317
t +=
2317t -=
. 综上所述P 的坐标为()1,2--或()1,4-或3171,2?+- ??或3171,2?- ??
.
点睛:本题综合考查了二次函数的图象与性质、待定系数法求函数(二次函数和一次函数)的解析式、利用轴对称性质确定线段的最小长度、难度不是很大,是一道不错的中考压轴题.
2.(2017南宁,第26题,10分)如图,已知抛物线2239y ax ax a =--与坐标轴交于A ,B ,C 三点,其中C (0,3),∠BAC 的平分线AE 交y 轴于点D ,交BC 于点E ,过点D 的直线l 与射线AC ,AB 分别交于点M ,N .
(1)直接写出a 的值、点A 的坐标及抛物线的对称轴;
(2)点P 为抛物线的对称轴上一动点,若△PAD 为等腰三角形,求出点P 的坐标;
(3)证明:当直线l 绕点D 旋转时,
11AM AN
+均为定值,并求出该定值.
【答案】(1)a =13
-,A 30),抛物线的对称轴为x 32)点P 的坐标为3034);(33 【解析】
试题分析:(1)由点C 的坐标为(0,3),可知﹣9a =3,故此可求得a 的值,然后令y =0得到关于x 的方程,解关于x 的方程可得到点A 和点B 的坐标,最后利用抛物线的对称性可确定出抛物线的对称轴;
(2)利用特殊锐角三角函数值可求得∠CAO =60°,依据AE 为∠BAC 的角平分线可求得∠DAO =30°,然后利用特殊锐角三角函数值可求得OD =1,则可得到点D 的坐标.设点P 的3,a ).依据两点的距离公式可求得AD 、AP 、DP 的长,然后分为AD =PA 、AD =DP 、AP =DP 三种情况列方程求解即可;
(3)设直线MN 的解析式为y =kx +1,接下来求得点M 和点N 的横坐标,于是可得到AN 的长,然后利用特殊锐角三角函数值可求得AM 的长,最后将AM 和AN 的长代入化简即可.
试题解析:(1)∵C (0,3),∴﹣9a =3,解得:a =13
-.
令y =0得:22390ax ax a --=,∵a ≠0,∴22390x x --=,解得:x =3x =3
3∴点A 30),B (330),∴抛物线的对称轴为x 3
(2)∵OA 3OC =3,∴tan ∠CAO 3∴∠CAO =60°. ∵AE 为∠BAC 的平分线,∴∠DAO =30°,∴DO 3
=1,∴点D 的坐标为(0,1). 设点P 3a ).
依据两点间的距离公式可知:AD 2=4,AP 2=12+a 2,DP 2=3+(a ﹣1)2. 当AD =PA 时,4=12+a 2,方程无解.
当AD =DP 时,4=3+(a ﹣1)2,解得a =0或a =2(舍去),∴点P 30). 当AP =DP 时,12+a 2=3+(a ﹣1)2,解得a =﹣4,∴点P 3,﹣4). 综上所述,点P 3034).
(3)设直线AC 的解析式为y =mx +3,将点A 的坐标代入得:330m +=,解得:
m =3,∴直线AC 的解析式为33y x =+. 设直线MN 的解析式为y =kx +1.
把y =0代入y =kx +1得:kx +1=0,解得:x =1k -,∴点N 的坐标为(1
k
-,0),∴AN =1
3k
-
+=31k -.
将33y x =+与y =kx +1联立解得:x =3
k -,∴点M 的横坐标为
3
k -.
过点M 作MG ⊥x 轴,垂足为G .则AG =
33
k +-.
∵∠MAG =60°,∠AGM =90°,∴AM =2AG 33k +-2323
k k --,∴
11AM AN +323231k k k ---33232k k --3(31)2(31)
k k --3
点睛:本题主要考查的是二次函数的综合应用,解答本题主要应用了待定系数法求一次函数、二次函数的解析式,分类讨论是解答问题(2)的关键,求得点M 的坐标和点N 的坐标是解答问题(3)的关键.
3.如图,过()A 1,0、()B 3,0作x 轴的垂线,分别交直线y 4x =-于C 、D 两点.抛物线
2y ax bx c =++经过O 、C 、D 三点.
()1求抛物线的表达式;
()2点M 为直线OD 上的一个动点,过M 作x 轴的垂线交抛物线于点N ,问是否存在这样
的点M ,使得以A 、C 、M 、N 为顶点的四边形为平行四边形?若存在,求此时点M 的横坐标;若不存在,请说明理由;
()3若
AOC 沿CD 方向平移(点C 在线段CD 上,且不与点D 重合),在平移的过程中
AOC 与OBD 重叠部分的面积记为S ,试求S 的最大值.
【答案】(1)2413y x x 33=-+;(2)32332+332-;(3)13. 【解析】 【分析】
(1)利用待定系数法求出抛物线的解析式;
(2)由题意,可知MN ∥AC ,因为以A 、C 、M 、N 为顶点的四边形为平行四边形,则有MN =AC =3.设点M 的横坐标为x ,则求出MN =|43x 2﹣4x |;解方程|4
3
x 2﹣4x |=3,求出x 的值,即点M 横坐标的值;
(3)设水平方向的平移距离为t (0≤t <2),利用平移性质求出S 的表达式:S 1
6
=-(t ﹣1)213+;当t =1时,s 有最大值为13
. 【详解】
(1)由题意,可得C (1,3),D (3,1).
∵抛物线过原点,∴设抛物线的解析式为:y =ax 2
+bx ,∴3931a b a b +=??+=?,解得43133a b ?=-????=??
,
∴抛物线的表达式为:y 43=-x 213
3
+x . (2)存在.
设直线OD 解析式为y =kx ,将D (3,1)代入,求得k 13=,∴直线OD 解析式为y 1
3
=x . 设点M 的横坐标为x ,则M (x ,13x ),N (x ,43-x 2133+x ),∴MN =|y M ﹣y N |=|1
3
x ﹣(43-
x 2133+x )|=|4
3
x 2﹣4x |. 由题意,可知MN ∥AC ,因为以A 、C 、M 、N 为顶点的四边形为平行四边形,则有
MN =AC =3,∴|43
x 2
﹣4x |=3.
若43x 2﹣4x =3,整理得:4x 2﹣12x ﹣9=0,解得:x 32
+=或x 32-= 若
43x 2﹣4x =﹣3,整理得:4x 2﹣12x +9=0,解得:x 3
2
=,∴存在满足条件的点M ,点M 的
横坐标为:
32或32+或32
-. (3)∵C (1,3),D (3,1),∴易得直线OC 的解析式为y =3x ,直线OD 的解析式为y 13
=
x . 如解答图所示,设平移中的三角形为△A 'O 'C ',点C '在线段CD 上. 设O 'C '与x 轴交于点E ,与直线OD 交于点P ; 设A 'C '与x 轴交于点F ,与直线OD 交于点Q .
设水平方向的平移距离为t (0≤t <2),则图中AF =t ,F (1+t ,0),Q (1+t ,11
33
+t ),C '(1+t ,3﹣t ).
设直线O 'C '的解析式为y =3x +b ,将C '(1+t ,3﹣t )代入得:b =﹣4t ,∴直线O 'C '的解析式为y =3x ﹣4t ,∴E (4
3
t ,0). 联立y =3x ﹣4t 与y 13=
x ,解得:x 32=t ,∴P (32t ,1
2
t ). 过点P 作PG ⊥x 轴于点G ,则PG 12=
t ,∴S =S △OFQ ﹣S △OEP 12=OF ?FQ 1
2
-OE ?PG 12=
(1+t )(1133+t )12-?43t ?1
2
t 16=-(t ﹣1)213
+
当t =1时,S 有最大值为
13,∴S 的最大值为1
3
.
【点睛】
本题是二次函数压轴题,综合考查了二次函数的图象与性质、待定系数法、函数图象上点的坐标特征、平行四边形、平移变换、图形面积计算等知识点,有一定的难度.第(2)问中,解题的关键是根据平行四边形定义,得到MN =AC =3,由此列出方程求解;第(3)问中,解题的关键是求出S 的表达式,注意图形面积的计算方法.
4.如图,抛物线y=﹣(x ﹣1)2+c 与x 轴交于A ,B (A ,B 分别在y 轴的左右两侧)两点,与y 轴的正半轴交于点C ,顶点为D ,已知A (﹣1,0).
(1)求点B ,C 的坐标;
(2)判断△CDB 的形状并说明理由;
(3)将△COB 沿x 轴向右平移t 个单位长度(0<t <3)得到△QPE .△QPE 与△CDB 重叠部分(如图中阴影部分)面积为S ,求S 与t 的函数关系式,并写出自变量t 的取值范围. 【答案】(Ⅰ)B(3,0);C(0,3);(Ⅱ)CDB ?为直角三角形;
(Ⅲ)22333(0)22
1933(3)2
22t t t S t t t ?-+<≤??=??=-+<?.
【解析】 【分析】
(1)首先用待定系数法求出抛物线的解析式,然后进一步确定点B ,C 的坐标. (2)分别求出△CDB 三边的长度,利用勾股定理的逆定理判定△CDB 为直角三角形. (3)△COB 沿x 轴向右平移过程中,分两个阶段: ①当0<t≤3
2
时,如答图2所示,此时重叠部分为一个四边形; ②当
3
2<t <3时,如答图3所示,此时重叠部分为一个三角形. 【详解】
解:(Ⅰ)∵点()1,0A -在抛物线()2
1y x c =--+上,
∴()2
011c =---+,得4c =
∴抛物线解析式为:()2
14y x =--+,
令0x =,得3y =,∴()0,3C ; 令0y =,得1x =-或3x =,∴()3,0B . (Ⅱ)CDB ?为直角三角形.理由如下: 由抛物线解析式,得顶点D 的坐标为()1,4. 如答图1所示,过点D 作DM x ⊥轴于点M , 则1OM =,4DM =,2BM OB OM =-=.
过点C 作CN DM ⊥于点N ,则1CN =,1DN DM MN DM OC =-=-=. 在Rt OBC ?中,由勾股定理得:22223332BC OB OC =+=+=; 在Rt CND ?中,由勾股定理得:2222112CD CN DN =+=+=; 在Rt BMD ?中,由勾股定理得:22222425BD BM DM =+=+=.
∵222BC CD BD +=, ∴CDB ?为直角三角形.
(Ⅲ)设直线BC 的解析式为y kx b =+, ∵()()3,0,0,3B C ,
∴303k b b +=??=?
,
解得1,3k b =-=,
∴3y x =-+,
直线QE 是直线BC 向右平移t 个单位得到,
∴直线QE 的解析式为:()33y x t x t =--+=-++; 设直线BD 的解析式为y mx n =+, ∵()()3,0,1,4B D , ∴30
4m n m n +=??
+=?
,解得:2,6m n =-=,
∴26y x =-+.
连续CQ 并延长,射线CQ 交BD 交于G ,则3,32G ??
???
. 在COB ?向右平移的过程中: (1)当3
02
t <≤
时,如答图2所示:
设PQ 与BC 交于点K ,可得QK CQ t ==,3PB PK t ==-. 设QE 与BD 的交点为F ,则:26
3y x y x t
=-+??
=-++?.
解得32x t
y t
=-??
=?,
∴()3,2F t t -.
111
222
QPE PBK FBE F S S S S PE PQ PB PK BE y ???=--=
?-?-? ()2
21113333232222
t t t t t =??---?=-+.
(2)
当
3
32
t <<时,如答图3所示:
设PQ 分别与BC BD 、交于点K 、点J . ∵CQ t =,
∴KQ t =,3PK PB t ==-.
直线BD 解析式为26y x =-+,令x t =,得62y t =-, ∴(),62J t t -.
11
22
PBJ PBK S S S PB PJ PB PK ??=-=?-? ()()()2
11362322
t t t =
---- 219322
t t =-+. 综上所述,S 与t 的函数关系式为:22333022193332
22t t t S t t t ??
?-+<≤ ????
?=?
??
?=-+<< ?????.
5.已知抛物线2(5)6y x m x m =-+-+-. (1)求证:该抛物线与x 轴总有交点;
(2)若该抛物线与x 轴有一个交点的横坐标大于3且小于5,求m 的取值范围;
(3)设抛物线2
(5)6y x m x m =-+-+-与y 轴交于点M ,若抛物线与x 轴的一个交点
关于直线y x =-的对称点恰好是点M ,求m 的值.
【答案】(1)证明见解析;(2)1?
(1)本题需先根据判别式解出无论m 为任何实数都不小于零,再判断出物线与x 轴总有交点.
(2)根据公式法解方程,利用已有的条件,就能确定出m 的取值范围,即可得到结果. (3)根据抛物线y=-x 2+(5-m )x+6-m ,求出与y 轴的交点M 的坐标,再确定抛物线与x 轴的两个交点关于直线y=-x 的对称点的坐标,列方程可得结论. 【详解】
(1)证明:∵()()()2
2
2454670b ac m m m ?=-=-+-=-≥ ∴抛物线与x 轴总有交点.
(2)解:由(1)()2
7m ?=-,根据求根公式可知,
方程的两根为:x =
即121
6x x m =-=-+, 由题意,有 3<-m 6<5+
1
(3)解:令 x = 0, y =6m -+ ∴ M (0,6m -+)
由(2)可知抛物线与x 轴的交点为(-1,0)和(6m -+,0), 它们关于直线y x =-的对称点分别为(0 , 1)和(0, 6m -), 由题意,可得:
6166m m m 或-+=-+=- 56m m ∴==或 【点睛】
本题考查对抛物线与x 轴的交点,解一元一次方程,解一元一次不等式,根的判别式,对称等,解题关键是熟练理解和掌握以上性质,并能综合运用这些性质进行计算.
6.如图,抛物线y=ax 2+6x+c 交x 轴于A ,B 两点,交y 轴于点C .直线y=x ﹣5经过点B ,C .
(1)求抛物线的解析式;
(2)过点A 的直线交直线BC 于点M .
①当AM ⊥BC 时,过抛物线上一动点P (不与点B ,C 重合),作直线AM 的平行线交直线BC 于点Q ,若以点A ,M ,P ,Q 为顶点的四边形是平行四边形,求点P 的横坐标; ②连接AC ,当直线AM 与直线BC 的夹角等于∠ACB 的2倍时,请直接写出点M 的坐标.
【答案】(1)抛物线解析式为y=﹣x2+6x﹣5;(2)①P点的横坐标为4或
41
2
或
5-41
②点M的坐标为(13
6
,﹣
17
6
)或(
23
6
,﹣
7
6
).
【解析】
分析:(1)利用一次函数解析式确定C(0,-5),B(5,0),然后利用待定系数法求抛物线解析式;
(2)①先解方程-x2+6x-5=0得A(1,0),再判断△OCB为等腰直角三角形得到
∠OBC=∠OCB=45°,则△AMB为等腰直角三角形,所以2,接着根据平行四边形的性质得到2,PQ⊥BC,作PD⊥x轴交直线BC于D,如图1,利用∠PDQ=45°得到2PQ=4,设P(m,-m2+6m-5),则D(m,m-5),讨论:当P点在直线BC上方时,PD=-m2+6m-5-(m-5)=4;当P点在直线BC下方时,PD=m-5-(-m2+6m-5),然后分别解方程即可得到P点的横坐标;
②作AN⊥BC于N,NH⊥x轴于H,作AC的垂直平分线交BC于M1,交AC于E,如图2,利用等腰三角形的性质和三角形外角性质得到∠AM1B=2∠ACB,再确定N(3,-2),
AC的解析式为y=5x-5,E点坐标为(1
2
,-
5
2
),利用两直线垂直的问题可设直线EM1的
解析式为y=-1
5
x+b,把E(
1
2
,-
5
2
)代入求出b得到直线EM1的解析式为y=-
1
5
x-
12
5
,则
解方程组
5
112
55
y x
y x
-
?
?
?
--
??
=
=
得M1点的坐标;作直线BC上作点M1关于N点的对称点M2,
如图2,利用对称性得到∠AM2C=∠AM1B=2∠ACB,设M2(x,x-5),根据中点坐标公式
得到3=13
+
6
2
x
,然后求出x即可得到M2的坐标,从而得到满足条件的点M的坐标.
详解:(1)当x=0时,y=x ﹣5=﹣5,则C (0,﹣5), 当y=0时,x ﹣5=0,解得x=5,则B (5,0), 把B (5,0),C (0,﹣5)代入y=ax 2+6x+c 得
253005a c c ++=??
=-?,解得1
5a b =-??=-?
, ∴抛物线解析式为y=﹣x 2+6x ﹣5;
(2)①解方程﹣x 2+6x ﹣5=0得x 1=1,x 2=5,则A (1,0), ∵B (5,0),C (0,﹣5), ∴△OCB 为等腰直角三角形, ∴∠OBC=∠OCB=45°, ∵AM ⊥BC ,
∴△AMB 为等腰直角三角形, ∴AM=
2AB=2×4=22, ∵以点A ,M ,P ,Q 为顶点的四边形是平行四边形,AM ∥PQ , ∴PQ=AM=22,PQ ⊥BC ,
作PD ⊥x 轴交直线BC 于D ,如图1,则∠PDQ=45°,
∴222=4,
设P (m ,﹣m 2+6m ﹣5),则D (m ,m ﹣5), 当P 点在直线BC 上方时,
PD=﹣m 2+6m ﹣5﹣(m ﹣5)=﹣m 2+5m=4,解得m 1=1,m 2=4, 当P 点在直线BC 下方时,
PD=m ﹣5﹣(﹣m 2+6m ﹣5)=m 2﹣5m=4,解得m 15+41,m 25-41
, 综上所述,P 点的横坐标为4或
5+412或5-41
2
; ②作AN ⊥BC 于N ,NH ⊥x 轴于H ,作AC 的垂直平分线交BC 于M 1,交AC 于E ,如图2,
∵M1A=M1C,
∴∠ACM1=∠CAM1,
∴∠AM1B=2∠ACB,
∵△ANB为等腰直角三角形,∴AH=BH=NH=2,
∴N(3,﹣2),
易得AC的解析式为y=5x﹣5,E点坐标为(1
2
,﹣
5
2
,
设直线EM1的解析式为y=﹣1
5
x+b,
把E(1
2
,﹣
5
2
)代入得﹣
1
10
+b=﹣
5
2
,解得b=﹣
12
5
,
∴直线EM1的解析式为y=﹣1
5x﹣
12
5
解方程组
5
112
55
y x
y x
=-
?
?
?
=--
??
得
13
6
17
6
x
y
?
=
??
?
?=-
??
,则M1(
13
6
,﹣
17
6
);
作直线BC上作点M1关于N点的对称点M2,如图2,则∠AM2C=∠AM1B=2∠ACB,设M2(x,x﹣5),
∵3=13
+ 6
2
x
∴x=23
6
,
∴M2(23
6,﹣
7
6
).
综上所述,点M的坐标为(13
6
,﹣
17
6
)或(
23
6
,﹣
7
6
).
点睛:本题考查了二次函数的综合题:熟练掌握二次函数图象上点的坐标特征、二次函数的性质、等腰直角的判定与性质和平行四边形的性质;会利用待定系数法求函数解析式;理解坐标与图形性质;会运用分类讨论的思想解决数学问题.
7.如图,已知抛物线2(0)y ax bx c a =++≠的对称轴为直线1x =-,且抛物线与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于C 点,其中(1,0)A ,(0,3)C .
(1)若直线y mx n =+经过B 、C 两点,求直线BC 和抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴1x =-上找一点M ,使点M 到点A 的距离与到点C 的距离之和最小,求出点M 的坐标;
(3)设点P 为抛物线的对称轴1x =-上的一个动点,求使BPC ?为直角三角形的点P 的坐标.
【答案】(1)抛物线的解析式为2
23y x x =--+,直线的解析式为3y
x .(2)
(1,2)M -;(3)P 的坐标为(1,2)--或(1,4)-或317(1,2-或317(1,)2
-.
【解析】
分析:(1)先把点A ,C 的坐标分别代入抛物线解析式得到a 和b ,c 的关系式,再根据抛物线的对称轴方程可得a 和b 的关系,再联立得到方程组,解方程组,求出a ,b ,c 的值即可得到抛物线解析式;把B 、C 两点的坐标代入直线y=mx+n ,解方程组求出m 和n 的值即可得到直线解析式;
(2)设直线BC 与对称轴x=-1的交点为M ,此时MA+MC 的值最小.把x=-1代入直线y=x+3得y 的值,即可求出点M 坐标;
(3)设P (-1,t ),又因为B (-3,0),C (0,3),所以可得BC 2=18,PB 2=(-1+3)
2
+t 2=4+t 2,PC 2=(-1)2+(t-3)2=t 2-6t+10,再分三种情况分别讨论求出符合题意t 值即可求
出点P 的坐标.
详解:(1)依题意得:1203
b
a a
b
c c ?-=-??++=??=?
?
,解得:123a b c =-??
=-??=?,
∴抛物线的解析式为223y x x =--+. ∵对称轴为1x =-,且抛物线经过()1,0A ,
∴把()3,0B -、()0,3C 分别代入直线y mx n =+,
得303m n n -+=??=?,解之得:13m n =??=?
,
∴直线y mx n =+的解析式为3y x =+.
(2)直线BC 与对称轴1x =-的交点为M ,则此时MA MC +的值最小,把1x =-代入直线3y x =+得2y =,
∴()1,2M -.即当点M 到点A 的距离与到点C 的距离之和最小时M 的坐标为()1,2-. (注:本题只求M 坐标没说要求证明为何此时MA MC +的值最小,所以答案未证明
MA MC +的值最小的原因).
(3)设()1,P t -,又()3,0B -,()0,3C ,
∴218BC =,()2
222134PB t t =-++=+,()()2
2
2213610PC t t t =-+-=-+, ①若点B 为直角顶点,则222BC PB PC +=,即:22184610t t t ++=-+解得:
2t =-,
②若点C 为直角顶点,则222BC PC PB +=,即:22186104t t t +-+=+解得:
4t =,
③若点P 为直角顶点,则222PB PC BC +=,即:22461018t t t ++-+=解得:
1317
t +=
2317t -=
. 综上所述P 的坐标为()1,2--或()1,4-或317?+- ??或317?-- ??
.
点睛:本题综合考查了二次函数的图象与性质、待定系数法求函数(二次函数和一次函数)的解析式、利用轴对称性质确定线段的最小长度、难度不是很大,是一道不错的中考压轴题.
8.如图:在平面直角坐标系中,直线l :y=13x ﹣4
3
与x 轴交于点A ,经过点A 的抛物线y=ax 2﹣3x+c 的对称轴是x=3
2
. (1)求抛物线的解析式;
(2)平移直线l 经过原点O ,得到直线m ,点P 是直线m 上任意一点,PB ⊥x 轴于点B ,PC ⊥y 轴于点C ,若点E 在线段OB 上,点F 在线段OC 的延长线上,连接PE ,PF ,且PE=3PF .求证:PE ⊥PF ;
(3)若(2)中的点P 坐标为(6,2),点E 是x 轴上的点,点F 是y 轴上的点,当PE ⊥PF 时,抛物线上是否存在点Q ,使四边形PEQF 是矩形?如果存在,请求出点Q 的坐标,如果不存在,请说明理由.
【答案】(1)抛物线的解析式为y=x 2﹣3x ﹣4;(2)证明见解析;(3)点Q 的坐标为(﹣2,6)或(2,﹣6). 【解析】 【分析】
(1)先求得点A 的坐标,然后依据抛物线过点A ,对称轴是x=3
2
列出关于a 、c 的方程组求解即可;
(2)设P (3a ,a ),则PC=3a ,PB=a ,然后再证明∠FPC=∠EPB ,最后通过等量代换进行证明即可;
(3)设E (a ,0),然后用含a 的式子表示BE 的长,从而可得到CF 的长,于是可得到点F 的坐标,然后依据中点坐标公式可得到
22x x x x Q P F E ++=,22
y y y y
Q P F E ++=,从而可求得点Q 的坐标(用含a 的式子表示),最后,将点Q 的坐标代入抛物线的解析式求得a 的值即可. 【详解】 (1)当y=0时,
14033x -=,解得x=4,即A (4,0),抛物线过点A ,对称轴是x=3
2
,得16120
3322a c a -+=??-?-=??
,
解得1
4
a c =??
=-?,抛物线的解析式为y=x 2﹣3x ﹣4;
(2)∵平移直线l 经过原点O ,得到直线m ,
∴直线m 的解析式为y=
13
x . ∵点P 是直线1上任意一点,
∴设P (3a ,a ),则PC=3a ,PB=a . 又∵PE=3PF , ∴
PC PB
PF PE
=. ∴∠FPC=∠EPB . ∵∠CPE+∠EPB=90°, ∴∠FPC+∠CPE=90°, ∴FP ⊥PE .
(3)如图所示,点E 在点B 的左侧时,设E (a ,0),则BE=6﹣a .
∵CF=3BE=18﹣3a , ∴OF=20﹣3a . ∴F (0,20﹣3a ). ∵PEQF 为矩形,
∴
22x x x x Q P F E ++=,22y y y y
Q P F E ++=, ∴Q x +6=0+a ,Q y +2=20﹣3a+0, ∴Q x =a ﹣6,Q y =18﹣3a .
将点Q 的坐标代入抛物线的解析式得:18﹣3a=(a ﹣6)2﹣3(a ﹣6)﹣4,解得:a=4或a=8(舍去). ∴Q (﹣2,6).
如下图所示:当点E 在点B 的右侧时,设E (a ,0),则BE=a ﹣6.
∵CF=3BE=3a ﹣18, ∴OF=3a ﹣20. ∴F (0,20﹣3a ). ∵PEQF 为矩形,
∴
22x x x x Q P F E ++=,22y y y y
Q P F E ++=, ∴Q x +6=0+a ,Q y +2=20﹣3a+0, ∴Q x =a ﹣6,Q y =18﹣3a .
将点Q 的坐标代入抛物线的解析式得:18﹣3a=(a ﹣6)2﹣3(a ﹣6)﹣4,解得:a=8或a=4(舍去). ∴Q (2,﹣6).
综上所述,点Q 的坐标为(﹣2,6)或(2,﹣6). 【点睛】
本题主要考查的是二次函数的综合应用,解答本题主要应用了矩形的性质、待定系数法求二次函数的解析式、中点坐标公式,用含a 的式子表示点Q 的坐标是解题的关键.
9.如图,已知抛物线2y ax bx c =++的顶点为()4,3A ,与y 轴相交于点()0,5B -,对称轴为直线l ,点M 是线段AB 的中点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)写出点M 的坐标并求直线AB 的表达式;
(3)设动点P ,Q 分别在抛物线和对称轴l 上,当以A ,P ,Q ,M 为顶点的四边形是平行四边形时,求P ,Q 两点的坐标.
【答案】(1)2
1452
=-
+-y x x ;(2)()2,1-M ,25y x =-;(3)点P 、Q 的坐标分别为()6,1或()2,1、()4,3-或()4,1. 【解析】 【分析】
(1)函数表达式为:()2
43y a x ==+,将点B 坐标代入上式,即可求解; (2)()4,3A 、()0,5B -,则点()2,1-M ,设直线AB 的表达式为:5y kx =-,将点
A 坐标代入上式,即可求解;
(3)分当AM 是平行四边形的一条边、AM 是平行四边形的对角线两种情况,分别求解
即可. 【详解】
解:(1)函数表达式为:()2
43y a x ==+, 将点B 坐标代入上式并解得:12
a =-, 故抛物线的表达式为:2
1452
=-
+-y x x ; (2)()4,3A 、()0,5B -,则点()2,1-M , 设直线AB 的表达式为:5y kx =-,
将点A 坐标代入上式得:345k =-,解得:2k =, 故直线AB 的表达式为:25y x =-; (3)设点()4,Q s 、点21,452P m m m ??-
+- ???
, ①当AM 是平行四边形的一条边时,
点A 向左平移2个单位、向下平移4个单位得到M , 同样点21,452P m m m ?
?
-
+- ???
向左平移2个单位、向下平移4个单位得到()4,Q s , 即:24m -=,2
14542
m m s -
+--=, 解得:6m =,3s =-,
故点P 、Q 的坐标分别为()6,1、()4,3-; ②当AM 是平行四边形的对角线时, 由中点定理得:424m +=+,2
131452
m m s -=-+-+, 解得:2m =,1s =,
故点P 、Q 的坐标分别为()2,1、()4,1;