一、二次函数 真题与模拟题分类汇编(难题易错题)
1.已知,m,n是一元二次方程x2+4x+3=0的两个实数根,且|m|<|n|,抛物线y=x2+bx+c的图象经过点A(m,0),B(0,n),如图所示. (1)求这个抛物线的解析式;
(2)设(1)中的抛物线与x轴的另一个交点为抛物线的顶点为D,求出点C,D的坐标,并判断△BCD的形状;
(3)点P是直线BC上的一个动点(点P不与点B和点C重合),过点P作x轴的垂线,交抛物线于点M,点Q在直线BC上,距离点P为2个单位长度,设点P的横坐标为t,△PMQ的面积为S,求出S与t之间的函数关系式.
2【答案】(1)yx2x3;(2)C(3,0),D(1,﹣4),△BCD是直角三角形;
123tt(0<t<3)22(3)S
13t2t(t<0或t>3)22【解析】
试题分析:(1)先解一元二次方程,然后用待定系数法求出抛物线解析式;
(2)先解方程求出抛物线与x轴的交点,再判断出△BOC和△BED都是等腰直角三角形,从而得到结论;
(3)先求出QF=1,再分两种情况,当点P在点M上方和下方,分别计算即可. 试题解析:解(1)∵x2+4x30,∴x11,x23,∵m,n是一元二次方程
2x2+4x30的两个实数根,且|m|<|n|,∴m=﹣1,n=﹣3,∵抛物线yx2x31bc0b2的图象经过点A(m,0),B(0,n),∴{,∴{,∴抛物线解析式为
c3c3yx22x3;
(2)令y=0,则x22x30,∴x11,x23,∴C(3,0),
∵yx22x3=(x1)24,∴顶点坐标D(1,﹣4),过点D作DE⊥y轴,∵OB=OC=3,∴BE=DE=1,∴△BOC和△BED都是等腰直角三角形,∴∠OBC=∠DBE=45°,∴∠CBD=90°,∴△BCD是直角三角形;
(3)如图,∵B(0,﹣3),C(3,0),∴直线BC解析式为y=x﹣3,∵点P的横坐标为t,PM⊥x轴,∴点M的横坐标为t,∵点P在直线BC上,点M在抛物线上,∴P(t,t﹣3),M(t,t22t3),过点Q作QF⊥PM,∴△PQF是等腰直角三角形,∵PQ=2,∴QF=1.
①当点P在点M上方时,即0<t<3时,PM=t﹣3﹣(t22t3)=t23t,∴S=
112123PM×QF=(t3t)=tt,②如图3,当点P在点M下方时,即t<0或t
222211123PM×QF=(t23t)=tt.
2222>3时,PM=t22t3﹣(t﹣3)=t23t,∴S=
13t2t (0t3)22综上所述,S={.
123tt (t0或t3)22
考点:二次函数综合题;分类讨论.
2.在平面直角坐标系中,O为原点,抛物线yax233x(a0)经过点A(3,3),2对称轴为直线l,点O关于直线l的对称点为点B.过点A作直线AC//x轴,交y轴于点
C.
(Ⅰ)求该抛物线的解析式及对称轴;
(Ⅱ)点P在y轴上,当PAPB的值最小时,求点P的坐标; (Ⅲ)抛物线上是否存在点Q,使得SAOC存在,请说明理由.
【答案】(Ⅰ)抛物线的解析式为y1SAOQ,若存在,求出点Q的坐标;若不3123333;xx;抛物线的对称轴为直线x222(Ⅱ)P点坐标为(0,);(Ⅲ)存在,Q点坐标为(33,0)或(23,15),理由见解析 【解析】 【分析】
94(Ⅰ)将A(3,3)点代入二次函数的解析式,即可求出a,再根据对称轴的公式即可求解.
(Ⅱ)先求出B点胡坐标,要求PAPB胡最小值,只需找到B关于轴的对称点B1,则直线AB1与y轴的交点就是点P,根据待定系数法求出AB1的解析式,令y=0,即可求出P点的坐标.
(Ⅲ)设点Q的坐标,并求出△AOQ面积,从而得到△AOQ面积,根据Q点胡不同位置进行分类,用m及割补法求出面积方程,即可求解. 【详解】 (Ⅰ)∵yax2∴3a(3)233x(a0)经过点A(3,3), 21333,解得a,
221233xx, 22∴抛物线的解析式为y33b233, ∵x12a222∴抛物线的对称轴为直线x33. 233, 2(Ⅱ)∵点O(0,0),对称轴为x∴点O关于对称轴的对称点B点坐标为(33,0). 作点B关于轴的对称点B1,得B1(33,0), 设直线AB1的解析式为ykxb,
33kb把点A(3,3),点B1(33,0)代入得,
033kb3k394,∴解得yx.
44b94∴直线y39x与y轴的交点即为P点. 4494令x0得y, ∵P点坐标为(0,).
94(Ⅲ)∵A(3,3),AC//x轴,∴AC∴SAOC3,OC3,
1133, OCAC33222又∵SAOC193SAOQ,∴SAOQ3SAOC. 321233mm), 2293, 2设Q点坐标为(m,如图情况一,作QRCA,交CA延长线于点R, ∵SAOQS梯形OCRQSAOCSAQR11233931123313mm3∴m2332m32m2m32, 222化简整理得m23m180, 解得m133,m223.
如图情况二,作QNAC,交AC延长线于点N,交x轴于点M, ∵SAOQSAQNSQMOS梯形OMNA93, 21233112333193mm3(m)mm∴(3m)(m3m)22222222,
化简整理得m23m180, 解得m133,m223, ∴Q点坐标为(33,0)或(23,15), ∴抛物线上存在点Q,使得SAOC1SAOQ. 3
【点睛】
主要考查了二次函数的性质,以及求两边和的最小值,面积等常见的题型,计算量较大,但难度不是很大.
3.如图①,在平面直角坐标系xOy 中,抛物线y=ax2+bx+3经过点A(-1,0) 、B(3,0) 两点,且与y轴交于点C
.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图②,用宽为4个单位长度的直尺垂直于x轴,并沿x轴左右平移,直尺的左右两边所在的直线与抛物线相交于P、 Q两点(点P在点Q的左侧),连接PQ,在线段PQ上方抛物线上有一动点D,连接DP、DQ. ①若点P的横坐标为1,求△DPQ面积的最大值,并求此时点D 的坐标; 2②直尺在平移过程中,△DPQ面积是否有最大值?若有,求出面积的最大值;若没有,请说明理由.
【答案】(1)抛物线y=-x2+2x+3;(2)①点D( ,);②△PQD面积的最大值为8 【解析】
分析:(1)根据点A、B的坐标,利用待定系数法即可求出抛物线的表达式;
(2)(I)由点P的横坐标可得出点P、Q的坐标,利用待定系数法可求出直线PQ的表达式,过点D作DE∥y轴交直线PQ于点E,设点D的坐标为(x,-x2+2x+3),则点E的坐标为(x,-x+
315245),进而即可得出DE的长度,利用三角形的面积公式可得出S△DPQ=-42x2+6x+
7,再利用二次函数的性质即可解决最值问题; 2(II)假设存在,设点P的横坐标为t,则点Q的横坐标为4+t,进而可得出点P、Q的坐标,利用待定系数法可求出直线PQ的表达式,设点D的坐标为(x,-x2+2x+3),则点E的坐标为(x,-2(t+1)x+t2+4t+3),进而即可得出DE的长度,利用三角形的面积公式可得出S△DPQ=-2x2+4(t+2)x-2t2-8t,再利用二次函数的性质即可解决最值问题. 详解:(1)将A(-1,0)、B(3,0)代入y=ax2+bx+3,得:
ab3=0a=1,解得:, 9a3b3=0b=2∴抛物线的表达式为y=-x2+2x+3. (2)(I)当点P的横坐标为-∴此时点P的坐标为(-
17时,点Q的横坐标为,
221779,),点Q的坐标为(,-).
2424设直线PQ的表达式为y=mx+n, 将P(-
1779,)、Q(,-)代入y=mx+n,得:
242471mn=m=124,解得:5,
79n=mn=442∴直线PQ的表达式为y=-x+
5. 4如图②,过点D作DE∥y轴交直线PQ于点E,
设点D的坐标为(x,-x2+2x+3),则点E的坐标为(x,-x+∴DE=-x2+2x+3-(-x+∴S△DPQ=
5), 475)=-x2+3x+, 44173DE•(xQ-xP)=-2x2+6x+=-2(x-)2+8.
222∵-2<0, ∴当x=
3315时,△DPQ的面积取最大值,最大值为8,此时点D的坐标为(,).
422(II)假设存在,设点P的横坐标为t,则点Q的横坐标为4+t,
∴点P的坐标为(t,-t2+2t+3),点Q的坐标为(4+t,-(4+t)2+2(4+t)+3), 利用待定系数法易知,直线PQ的表达式为y=-2(t+1)x+t2+4t+3.
设点D的坐标为(x,-x2+2x+3),则点E的坐标为(x,-2(t+1)x+t2+4t+3), ∴DE=-x2+2x+3-[-2(t+1)x+t2+4t+3]=-x2+2(t+2)x-t2-4t, ∴S△DPQ=
1DE•(xQ-xP)=-2x2+4(t+2)x-2t2-8t=-2[x-(t+2)]2+8. 2∵-2<0,
∴当x=t+2时,△DPQ的面积取最大值,最大值为8.
∴假设成立,即直尺在平移过程中,△DPQ面积有最大值,面积的最大值为8. 点睛:本题考查了待定系数法求二次(一次)函数解析式、二次(一次)函数图象上点的坐标特征、三角形的面积以及二次函数的最值,解题的关键是:(1)根据点的坐标,利用待定系数法求出二次函数表达式;(2)(I)利用三角形的面积公式找出S△DPQ=-2x2+6x+
7;(II)利用三角形的面积公式找出S△DPQ=-2x2+4(t+2)x-2t2-8t. 2
4.如图,抛物线yax2bx2交x轴于A(1,0),B(4,0)两点,交y轴于点C,与过点C且平行于x轴的直线交于另一点(x6)(x)8,点P是抛物线上一动点. (1)求抛物线解析式及点D的坐标;
(2)点E在x轴上,若以A,E,D,P为顶点的四边形是平行四边形,求此时点P的坐标;
(3)过点P作直线CD的垂线,垂足为Q,若将CPQ沿CP翻折,点Q的对应点为
2122Q.是否存在点P,使Q恰好落在x轴上?若存在,求出此时点P的坐标;若不存在,
说明理由.
【答案】(1)y1232); (2)P1(0,2); P2(3+41,-xx2;点D坐标为(3,2222);P3(
341,-2) ; (3)满足条件的点P有两个,其坐标分别为:(13, 2-9+13-9-13),(13,). 22【解析】 【分析】
1)用待定系数法可得出抛物线的解析式,令y=2可得出点D的坐标
(2)分两种情况进行讨论,①当AE为一边时,AE∥PD,②当AE为对角线时,根据平行四边形对顶点到另一条对角线距离相等,求解点P坐标
(3)结合图形可判断出点P在直线CD下方,设点P的坐标为(a,123aa2),分情况讨22论,①当P点在y轴右侧时,②当P点在y轴左侧时,运用解直角三角形及相似三角形的性质进行求解即可 【详解】
20)两点, ,0),B(4,解:(1)∵抛物线yaxbx2经过A(1ab2013∴,解得:a,b,
2216a4b20∴抛物线解析式为:y123xx2; 2213 当y2时,x2x22,解得:x13,x20(舍),即:点D坐标为
22(3,2).
A,E两点都在x轴上,∴AE有两种可能:
①当AE为一边时,AE∥PD,此时点P与点C重合(如图1),∴P1(0,2),
(2)∵
②当AE为对角线时,P点、D点到直线AE(即x轴)的距离相等, ∴P点的纵坐标为2(如图2),
把y2代入抛物线的解析式,得:123xx22, 22解得:x1341341,x2,
223+41341,2),(,2), 22∴P点的坐标为(3+41341,2);P3(,2) . 22(3)存在满足条件的点P,显然点P在直线CD下方,设直线PQ交x轴于F,
综上所述:P1(0,2); P2(123aa2), 22①当P点在y轴右侧时(如图3),
点P的坐标为(a,
CQxpa,
1313PQycyp2(a2a2)a2a,
2222又∵CQOFQP180CQP180PQC90, CQOOCQ90∴FQPOCQ,
又COQQFP90,∴∴
COQQFP,
Q'CQ'P, COQ'F123aa123∵QCCQa,CO2,QPPQaa,∴a22,222Q'F∴Q'Fa3,
∴OQOFQFa(a3)3,CQ=CQ=CO2OQ'2即a13,∴点p的坐标为(13,②当p点在y轴左侧时(如图4),
223213,
913), 2
此时a0,123aa20,CQ=xP=a, 221313PQ=2-(a2a2)=a2a,
2222又∵CQOFQPCQPPQC90,CQOOCQ90,
∴FQPOCQ,又COQQFP90 ∴
COQQFP,∴
Q'CQ'P, COQ'F123aa, 22∵QCCQa,CO2,QPPQ123aa∴a22,∴Q'F3a, 2Q'F∴OQQFOF3a(a)3,
CQ=CQ=CO2OQ'2223213,
此时a13,点P的坐标为(13,913). 2913),(13,2综上所述,满足条件的点P有两个,其坐标分别为:(13,913). 2【点睛】
此题考查二次函数综合题,解题关键在于运用待定系数法的出解析式,难度较大
5.已知抛物线yax2bxc上有两点M(m+1,a)、N(m,b). (1)当a=-1,m=1时,求抛物线yax2bxc的解析式; (2)用含a、m的代数式表示b和c;
(3)当a<0时,抛物线yax2bxc满足b24aca,bc2a,m求a的取值范围. 【答案】(1)【解析】 【分析】
(1)根据题意得到M(2,-1)、N(1,b),代入抛物线解析式即可求出b、c;
2(2)将点M(m+1,a)、N(m,b)代入抛物线yaxbxc,可得
3, 4b1161a ;(2)b=-am,c=-am;(3)393c1a(m1)2b(m1)ca2ambmcb,化简即可得出;
(3)把bam,cam代入b24aca可得a1,把bam,
m24mcam代入bc2a可得m1,然后根据m的取值范围可得a的取值范围.
【详解】
解:(1)∵a=-1,m=1,∴M(2,-1)、N(1,b)
42bc1b1 由题意,得,解,得1bcbc1(2) ∵点M(m+1,a)、N(m,b)在抛物线yax2bxc上
a(m1)2b(m1)ca①2ambmcb②把bam代入②,得cam
①-②得,2ambb,∴bam
(3)把bam,cam代入b24aca得a2m24a2ma
a0,am24am1,a1
m24m把bam,cam代入bc2a得2am2a,m1
33m,1m
44m24m(m2)24,当m2时,m24m随m的增大而增大
3m24m39 1616112 39m4m3161a 即393【点睛】
本题考查待定系数法求函数解析式以及二次函数的图像和性质,由函数图像上点的坐标特征求出bam,cam是解题关键.
6.二次函数y=x2-2mx+3(m>
)的图象与x轴交于点A(a,0)和点B(a+n,0)(n
>0且n为整数),与y轴交于C点.
(1)若a=1,①求二次函数关系式;②求△ABC的面积; (2)求证:a=m-;
(3)线段AB(包括A、B)上有且只有三个点的横坐标是整数,求a的值. 【答案】(1)y=x2-4x+3;3;(2)证明见解析;(3)a=1或a=【解析】
试题分析:(1)①首先根据a=1求得A的坐标,然后代入二次函数的解析式,求得m的值即可确定二次函数的解析式;
②根据解析式确定抛物线与坐标轴的交点坐标,从而确定三角形的面积;
(2)将原二次函数配方后即可确定其对称轴为x=m,然后根据A、B两点关于x=m对称得到a+n-m=m-a,从而确定a、m、n之间的关系;
(3)根据a=m-得到A(m-,0)代入y=(x-m)2-m2+3得0=(m--m)2-m2+3,求得m的值即可确定a的值. 试题解析:(1)①∵a=1, ∴A(1,0),
代入y=x2-2mx+3得1-2m+3=0,解得m=2, ∴y=x2-4x+3;
②在y=x2-4x+3中,当y=0时,有x2-4x+3=0可得x=1或x=3, ∴A(1,0)、B(3,0),
∴AB=2再根据解析式求出C点坐标为(0,3), ∴OC=3,
△ABC的面积=×2×3=3;
(2)∵y=x2-2mx+3=(x-m)2-m2+3, ∴对称轴为直线x=m,
∵二次函数y=x2-2mx+3的图象与x轴交于点A和点B ∴点A和点B关于直线x=m对称,
−.
∴a+n-m=m-a, ∴a=m-;
(3)y=x2-2mx+3(m>
)化为顶点式为y=(x-m)2-m2+3(m>
)
①当a为整数,因为n>0且n为整数 所以a+n是整数, ∵线段AB(包括A、B)上有且只有三个点的横坐标是整数, ∴n=2, ∴a=m-1,
∴A(m-1,0)代入y=(x-m)2-m2+3得(x-m)2-m2+3=0, ∴m2-4=0,
∴m=2,m=-2(舍去), ∴a=2-1=1,
②当a不是整数,因为n>0且n为整数 所以a+n不是整数, ∵线段AB(包括A、B)上有且只有三个点的横坐标是整数, ∴n=3, ∴a=m-
∴A(m-,0)代入y=(x-m)2-m2+3得0=(m--m)2-m2+3, ∴m2=∴m=∴a=
, ,m=-−,
−. (舍去),
综上所述:a=1或a=
考点:二次函数综合题.
7.在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线的顶点坐标为(2,0),且经过点(4,1),
1x与抛物线交于A、B两点,直线l为y=﹣1. 4(1)求抛物线的解析式;
如图,直线y=
(2)在l上是否存在一点P,使PA+PB取得最小值?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)知F(x0,y0)为平面内一定点,M(m,n)为抛物线上一动点,且点M到直线l的距离与点M到点F的距离总是相等,求定点F的坐标.
【答案】(1)抛物线的解析式为y=定点F的坐标为(2,1). 【解析】
1228x﹣x+1.(2)点P的坐标为(,﹣1).(3)
134分析:(1)由抛物线的顶点坐标为(2,0),可设抛物线的解析式为y=a(x-2)2,由抛
物线过点(4,1),利用待定系数法即可求出抛物线的解析式;
(2)联立直线AB与抛物线解析式成方程组,通过解方程组可求出点A、B的坐标,作点B关于直线l的对称点B′,连接AB′交直线l于点P,此时PA+PB取得最小值,根据点B的坐标可得出点B′的坐标,根据点A、B′的坐标利用待定系数法可求出直线AB′的解析式,再利用一次函数图象上点的坐标特征即可求出点P的坐标;
(3)由点M到直线l的距离与点M到点F的距离总是相等结合二次函数图象上点的坐标
11-y0)m2+(2-2x0+2y0)m+x02+y02-2y0-3=0,由m的任意性可得出关22于x0、y0的方程组,解之即可求出顶点F的坐标. 详解:(1)∵抛物线的顶点坐标为(2,0), 设抛物线的解析式为y=a(x-2)2. ∵该抛物线经过点(4,1),
1∴1=4a,解得:a=,
411∴抛物线的解析式为y=(x-2)2=x2-x+1.
44(2)联立直线AB与抛物线解析式成方程组,得:
特征,即可得出(1-
1y=xx1=1x2=44,解得:,, 111y1=y2=y=x2x144∴点A的坐标为(1,
1),点B的坐标为(4,1). 4作点B关于直线l的对称点B′,连接AB′交直线l于点P,此时PA+PB取得最小值(如图1所示).
∵点B(4,1),直线l为y=-1, ∴点B′的坐标为(4,-3).
设直线AB′的解析式为y=kx+b(k≠0), 将A(1,
1)、B′(4,-3)代入y=kx+b,得: 4131k=kb=12,解得:, 44b=4kb=33∴直线AB′的解析式为y=-当y=-1时,有-解得:x=
28, 1328,-1). 13134x+, 123134x+=-1, 123∴点P的坐标为(
(3)∵点M到直线l的距离与点M到点F的距离总是相等, ∴(m-x0)2+(n-y0)2=(n+1)2, ∴m2-2x0m+x02-2y0n+y02=2n+1. ∵M(m,n)为抛物线上一动点, ∴n=
12
m-m+1, 4121m-m+1)+y02=2(m2-m+1)+1, 44∴m2-2x0m+x02-2y0(整理得:(1-
11-y0)m2+(2-2x0+2y0)m+x02+y02-2y0-3=0. 22∵m为任意值,
11122y0=0∴22x02y0=0, x2y22y3=0000x0=2∴,
y=10∴定点F的坐标为(2,1).
点睛:本题考查了待定系数法求二次(一次)函数解析式、二次(一次)函数图象上点的坐标特征、轴对称中的最短路径问题以及解方程组,解题的关键是:(1)根据点的坐标,利用待定系数法求出二次函数解析式;(2)利用两点之间线段最短找出点P的位置;(3)根据点M到直线l的距离与点M到点F的距离总是相等结合二次函数图象上点的坐标特征,找出关于x0、y0的方程组.
8.抛物线
与x轴交于A,B两点(OA<OB),与y轴交于点C.
(1)求点A,B,C的坐标;
(2)点P从点O出发,以每秒2个单位长度的速度向点B运动,同时点E也从点O出发,以每秒1个单位长度的速度向点C运动,设点P的运动时间为t秒(0<t<2). ①过点E作x轴的平行线,与BC相交于点D(如图所示),当t为何值时,最小,求出这个最小值并写出此时点E,P的坐标;
的值
②在满足①的条件下,抛物线的对称轴上是否存在点F,使△EFP为直角三角形?若存在,请直接写出点F的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)A(2,0),B(4,0),C(0,2);(2)①t=1时,1,此时OP=2,OE=1,∴E(0,1),P(2,0);②F(3,2),(3,7). 【解析】
试题分析:(1)在抛物线的解析式中,令y=0,令x=0,解方程即可得到结果; (2)①由题意得:OP=2t,OE=t,通过△CDE∽△CBO得到
有最小值1,即可求得结果;
,即
,求得有最小值
②存在,求得抛物线的对称方程为x=3,设F(3,m),当△EFP为直角三角形时,①当∠EPF=90°时,②当∠EFP=90°时,③当∠PEF=90°时,根据勾股定理列方程即可求得结果.
试题解析:(1)在抛物线的解析式中,令y=0,即∴C(0,2);
(2)①由题意得:OP=2t,OE=t,∵DE∥OB,∴△CDE∽△CBO,∴
,∴DE=4﹣2t,
∴时,
=
=
=
,∵0<t<2,
始终为正数,且t=1
有最小,即
,解得:
,
,∵OA<OB,∴A(2,0),B(4,0),在抛物线的解析式中,令x=0,得y=2,
有最大值1,∴t=1时,有最小值1,即t=1时,
值1,此时OP=2,OE=1,∴E(0,1),P(2,0); ②存在,∵抛物线
=
,
=
当△EFP为直角三角形时, ①当∠EPF=90°时,②当∠EFP=90°时,③当∠PEF=90°时,
综上所述,F(3,2),(3,7).
考点:1.二次函数综合题;2.动点型;3.最值问题;4.二次函数的最值;5.分类讨论;6.压轴题.
,即,即,即
,解得:m=2, ,解得;m=0或,解得:m=7,
的对称轴方程为x=3,设F(3,m),∴,
,
m=1,不合题意舍去,∴当∠EFP=90°时,这种情况不存在,
9.如图,矩形OABC的两边在坐标轴上,点A的坐标为(10,0),抛物线y=ax2+bx+4过点B,C两点,且与x轴的一个交点为D(﹣2,0),点P是线段CB上的动点,设CP=t(0<t<10).
(1)请直接写出B、C两点的坐标及抛物线的解析式;
(2)过点P作PE⊥BC,交抛物线于点E,连接BE,当t为何值时,∠PBE=∠OCD? (3)点Q是x轴上的动点,过点P作PM∥BQ,交CQ于点M,作PN∥CQ,交BQ于点N,当四边形PMQN为正方形时,请求出t的值.
【答案】(1)B(10,4),C(0,4),y【解析】
1251020xx4;(2)3;(3)或 . 6333试题分析:(1)由抛物线的解析式可求得C点坐标,由矩形的性质可求得B点坐标,由B、D的坐标,利用待定系数法可求得抛物线解析式;
(2)可设P(t,4),则可表示出E点坐标,从而可表示出PB、PE的长,由条件可证得△PBE∽△OCD,利用相似三角形的性质可得到关于t的方程,可求得t的值;
(3)当四边形PMQN为正方形时,则可证得△COQ∽△QAB,利用相似三角形的性质可求得CQ的长,在Rt△BCQ中可求得BQ、CQ,则可用t分别表示出PM和PN,可得到关于t的方程,可求得t的值. 试题解析:
解:(1)在y=ax2+bx+4中,令x=0可得y=4, ∴C(0,4),
∵四边形OABC为矩形,且A(10,0), ∴B(10,4),
把B、D坐标代入抛物线解析式可得100a10b44,
4a2b401a6解得,
5b3∴抛物线解析式为y=125x+x+4; 63(2)由题意可设P(t,4),则E(t,∴PB=10﹣t,PE=125t+t+4), 6312515t+t+4﹣4=t2+t, 6363∵∠BPE=∠COD=90°, 当∠PBE=∠OCD时, 则△PBE∽△OCD,
∴
PEPB,即BP•OD=CO•PE, ODOC125t+t),解得t=3或t=10(不合题意,舍去), 63∴2(10﹣t)=4(∴当t=3时,∠PBE=∠OCD; 当∠PBE=∠CDO时, 则△PBE∽△ODC, ∴
PEPB,即BP•OC=DO•PE, OCOD125t+t),解得t=12或t=10(均不合题意,舍去) 63综上所述∴当t=3时,∠PBE=∠OCD;
∴4(10﹣t)=2((3)当四边形PMQN为正方形时,则∠PMC=∠PNB=∠CQB=90°,PM=PN, ∴∠CQO+∠AQB=90°, ∵∠CQO+∠OCQ=90°, ∴∠OCQ=∠AQB, ∴Rt△COQ∽Rt△QAB, ∴
COOQ,即OQ•AQ=CO•AB, AQAB设OQ=m,则AQ=10﹣m,
∴m(10﹣m)=4×4,解得m=2或m=8, ①当m=2时,CQ=OC2OQ2=25,BQ=∴sin∠BCQ=
AQ2AB2=45,
BQ25CQ5=,sin∠CBQ==,
55BCBC255t,PN=PB•sin∠CBQ=(10﹣t), 55∴PM=PC•sin∠PCQ=∴
10255t =(10﹣t),解得t=, 55320, 3②当m=8时,同理可求得t=
∴当四边形PMQN为正方形时,t的值为
1020或. 33点睛:本题为二次函数的综合应用,涉及矩形的性质、待定系数法、相似三角形的判定和性质、勾股定理、解直角三角形、方程思想等知识.在(1)中注意利用矩形的性质求得B点坐标是解题的关键,在(2)中证得△PBE∽△OCD是解题的关键,在(3)中利用Rt△COQ∽Rt△QAB求得CQ的长是解题的关键.本题考查知识点较多,综合性较强,难度较大.
10.如图,抛物线y=ax2+c(a≠0)经过C(2,0),D(0,﹣1)两点,并与直线y=kx交于A、B两点,直线l过点E(0,﹣2)且平行于x轴,过A、B两点分别作直线l的垂线,垂足分别为点M、N.
(1)求此抛物线的解析式; (2)求证:AO=AM; (3)探究:
①当k=0时,直线y=kx与x轴重合,求出此时②试说明无论k取何值,【答案】解:(1)y=(2)详见解析 (3)详见解析 【解析】 【分析】
(1)把点C、D的坐标代入抛物线解析式求出a、c,即可得解。
(2)根据抛物线解析式设出点A的坐标,然后求出AO、AM的长,即可得证。 (3)①k=0时,求出AM、BN的长,然后代入②设点A(x1,
x12﹣1),B(x2,
计算即可得解;
,再联立抛物线与
x2﹣1
的值;
的值都等于同一个常数.
x22﹣1),然后表示出
直线解析式,消掉未知数y得到关于x的一元二次方程,利用根与系数的关系表示出x1+x2,x1•2,并求出x12+x22,x12•x22,然后代入进行计算即可得解。 【详解】
解:(1)∵抛物线y=ax2+c(a≠0)经过C(2,0),D(0,﹣1), ∴
,解得
。
∴抛物线的解析式为y=x2﹣1。
m2﹣1),
(2)证明:设点A的坐标为(m,
则。
∵直线l过点E(0,﹣2)且平行于x轴,∴点M的纵坐标为﹣2。 ∴AM=
m2﹣1﹣(﹣2)=
m2+1。
∴AO=AM。
(3)①k=0时,直线y=kx与x轴重合,点A、B在x轴上, ∴AM=BN=0﹣(﹣2)=2, ∴
。
x12﹣1),B(x2,
x22﹣1),
②k取任何值时,设点A(x1,
则。
联立,消掉y得,x2﹣4kx﹣4=0,
由根与系数的关系得,x1+x2=4k,x1•x2=﹣4, ∴x12+x22=(x1+x2)2﹣2x1•x2=16k2+8,x12•x22=16。 ∴
∴无论k取何值,
。
的值都等于同一个常数1。
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