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玩轉(zhuǎn)壓軸題,爭(zhēng)取滿(mǎn)分之備戰(zhàn)2020年中考數(shù)學(xué)解答題高端精品專(zhuān)題四幾何最值的存在性問(wèn)題【考題研究】在平面幾何的動(dòng)態(tài)問(wèn)題中,當(dāng)某幾何元素在給定條件變動(dòng)時(shí),求某幾何量(如線(xiàn)段的長(zhǎng)度、圖形的周長(zhǎng)或面積、角的度數(shù)以及它們的和與差)的最大值或最小值問(wèn)題,稱(chēng)為最值問(wèn)題。從歷年的中考數(shù)學(xué)壓軸題型分析來(lái)看,經(jīng)常會(huì)考查到距離或者兩條線(xiàn)段和差最值得問(wèn)題,并且這部分題目在中考中失分率很高,應(yīng)該引起我們的重視。幾何最值問(wèn)題再教材中雖然沒(méi)有進(jìn)行專(zhuān)題講解,到卻給了我們很多解題模型,因此在專(zhuān)題復(fù)習(xí)時(shí)進(jìn)行壓軸訓(xùn)練是必要的?!窘忸}攻略】最值問(wèn)題是一類(lèi)綜合性較強(qiáng)的問(wèn)題,而線(xiàn)段和(差)問(wèn)題,要?dú)w歸于幾何模型:(1)歸于“兩點(diǎn)之間的連線(xiàn)中,線(xiàn)段最短”凡屬于求“變動(dòng)的兩線(xiàn)段之和的最小值”時(shí),大都應(yīng)用這一模型.(2)歸于“三角形兩邊之差小于第三邊”凡屬于求“變動(dòng)的兩線(xiàn)段之差的最大值”時(shí),大都應(yīng)用這一模型.
兩條動(dòng)線(xiàn)段的和的最小值問(wèn)題,常見(jiàn)的是典型的“牛喝水”問(wèn)題,關(guān)鍵是指出一條對(duì)稱(chēng)軸“河流”(如圖1).三條動(dòng)線(xiàn)段的和的最小值問(wèn)題,常見(jiàn)的是典型的“臺(tái)球兩次碰壁”或“光的兩次反射”問(wèn)題,關(guān)鍵是指出兩條對(duì)稱(chēng)軸“反射鏡面”(如圖2).兩條線(xiàn)段差的最大值問(wèn)題,一般根據(jù)三角形的兩邊之差小于第三邊,當(dāng)三點(diǎn)共線(xiàn)時(shí),兩條線(xiàn)段差的最大值就是第三邊的長(zhǎng).如圖3,PA與PB的差的最大值就是AB,此時(shí)點(diǎn)P在AB的延長(zhǎng)線(xiàn)上,即P′.解決線(xiàn)段和差的最值問(wèn)題,有時(shí)候求函數(shù)的最值更方便,建立一次函數(shù)或者二次函數(shù)求解最值問(wèn)題.【解題類(lèi)型及其思路】解決平面幾何最值問(wèn)題的常用的方法有:(1)應(yīng)用兩點(diǎn)間線(xiàn)段最短的公理(含應(yīng)用三角形的三邊關(guān)系)求最值;(2)應(yīng)用垂線(xiàn)段最短的性質(zhì)求最值;(3)應(yīng)用軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)求最值;(4)應(yīng)用二次函數(shù)求最值;(5)應(yīng)用其它知識(shí)求最值?!镜淅敢款?lèi)型一【確定線(xiàn)段(或線(xiàn)段的和,差)的最值或確定點(diǎn)的坐標(biāo)】【典例指引1】(2018·天津中考模擬)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,長(zhǎng)方形OABC的頂點(diǎn)A、C分別在x軸、y軸的正半軸上.點(diǎn)B的坐標(biāo)為(8,4),將該長(zhǎng)方形沿OB翻折,點(diǎn)A的對(duì)應(yīng)點(diǎn)為點(diǎn)D,OD與BC交于點(diǎn)E.(I)證明:EO=EB;(Ⅱ)點(diǎn)P是直線(xiàn)OB上的任意一點(diǎn),且△OPC是等腰三角形,求滿(mǎn)足條件的點(diǎn)P的坐標(biāo);(Ⅲ)點(diǎn)M是OB上任意一點(diǎn),點(diǎn)N是OA上任意一點(diǎn),若存在這樣的點(diǎn)M、N,使得AM+MN最小,請(qǐng)直接寫(xiě)出這個(gè)最小值.【答案】(I)證明見(jiàn)解析;(Ⅱ)P的坐標(biāo)為(4,2)或(,)或P(﹣,﹣)或(,);(Ⅲ).【解析】分析:(Ⅰ)由折疊得到∠DOB=∠AOB,再由BC∥OA得到∠OBC=∠AOB,即∠OBC=∠DOB,即可;(Ⅱ)設(shè)出點(diǎn)P坐標(biāo),分三種情況討論計(jì)算即可;(Ⅲ)根據(jù)題意判斷出過(guò)點(diǎn)D作OA的垂線(xiàn)交OB于M,OA于N,求出DN即可.詳解:(Ⅰ)∵將該長(zhǎng)方形沿OB翻折,點(diǎn)A的對(duì)應(yīng)點(diǎn)為點(diǎn)D,OD與BC交于點(diǎn)E,∴∠DOB=∠AOB,∵BC∥OA,∴∠OBC=∠AOB,∴∠OBC=∠DOB,∴EO=EB;(Ⅱ)∵點(diǎn)B的坐標(biāo)為(8,4),∴直線(xiàn)OB解析式為y=x,∵點(diǎn)P是直線(xiàn)OB上的任意一點(diǎn),∴設(shè)P(a,a).∵O(0,0),C(0,4),∴OC=4,PO2=a2+(a)2=a2,PC2=a2+(4-a)2.當(dāng)△OPC是等腰三角形時(shí),可分三種情況進(jìn)行討論:①如果PO=PC,那么PO2=PC2,則a2=a2+(4-a)2,解得a=4,即P(4,2);②如果PO=OC,那么PO2=OC2,則a2=16,解得a=±,即P(,)或P(-,-);③如果PC=OC時(shí),那么PC2=OC2,則a2+(4-a)2=16,解得a=0(舍),或a=,即P(,);故滿(mǎn)足條件的點(diǎn)P的坐標(biāo)為(4,2)或(,)或P(-,-)或(,);(Ⅲ)如圖,過(guò)點(diǎn)D作OA的垂線(xiàn)交OB于M,交OA于N,此時(shí)的M,N是AM+MN的最小值的位置,求出DN就是AM+MN的最小值.由(1)有,EO=EB,∵長(zhǎng)方形OABC的頂點(diǎn)A,C分別在x軸、y軸的正半軸上,點(diǎn)B的坐標(biāo)為(8,4),設(shè)OE=x,則DE=8-x,在Rt△BDE中,BD=4,根據(jù)勾股定理得,DB2+DE2=BE2,∴16+(8-x)2=x2,∴x=5,∴BE=5,∴CE=3,∴DE=3,BE=5,BD=4,∵S△BDE=DE×BD=BE×DG,∴DG=,由題意有,GN=OC=4,∴DN=DG+GN=+4=.即:AM+MN的最小值為.點(diǎn)睛:此題是四邊形綜合題,主要考查了矩形的性質(zhì),折疊的性質(zhì),勾股定理,等腰三角形的性質(zhì),極值的確定,進(jìn)行分類(lèi)討論與方程思想是解本題的關(guān)鍵.【舉一反三】(2020·云南初三)如圖,拋物線(xiàn)y=ax2+bx+3經(jīng)過(guò)點(diǎn)B(﹣1,0),C(2,3),拋物線(xiàn)與y軸的焦點(diǎn)A,與x軸的另一個(gè)焦點(diǎn)為D,點(diǎn)M為線(xiàn)段AD上的一動(dòng)點(diǎn),設(shè)點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為t.(1)求拋物線(xiàn)的表達(dá)式;(2)過(guò)點(diǎn)M作y軸的平行線(xiàn),交拋物線(xiàn)于點(diǎn)P,設(shè)線(xiàn)段PM的長(zhǎng)為1,當(dāng)t為何值時(shí),1的長(zhǎng)最大,并求最大值;(先根據(jù)題目畫(huà)圖,再計(jì)算)(3)在(2)的條件下,當(dāng)t為何值時(shí),△PAD的面積最大?并求最大值;(4)在(2)的條件下,是否存在點(diǎn)P,使△PAD為直角三角形?若存在,直接寫(xiě)出t的值;若不存在,說(shuō)明理由.【答案】(1)y=﹣x2+2x+3;(2)當(dāng)t=時(shí),l有最大值,l最大=;(3)t=時(shí),△PAD的面積的最大值為;(4)t=.【解析】試題分析:(1)利用待定系數(shù)法即可解決問(wèn)題;(2)易知直線(xiàn)AD解析式為y=-x+3,設(shè)M點(diǎn)橫坐標(biāo)為m,則P(t,-t2+2t+3),M(t,-t+3),可得l=-t2+2t+3-(-t+3)=-t2+3t=-(t-)2+,利用二次函數(shù)的性質(zhì)即可解決問(wèn)題;(3)由S△PAD=×PM×(xD-xA)=PM,推出PM的值最大時(shí),△PAD的面積最大;(4)如圖設(shè)AD的中點(diǎn)為K,設(shè)P(t,-t2+2t+3).由△PAD是直角三角形,推出PK=AD,可得(t-)2+(-t2+2t+3-)2=×18,解方程即可解決問(wèn)題;試題解析:(1)把點(diǎn)B(﹣1,0),C(2,3)代入y=ax2+bx+3,則有,解得,∴拋物線(xiàn)的解析式為y=﹣x2+2x+3.(2)在y=﹣x2+2x+3中,令y=0可得0=﹣x2+2x+3,解得x=﹣1或x=3,∴D(3,0),且A(0,3),∴直線(xiàn)AD解析式為y=﹣x+3,設(shè)M點(diǎn)橫坐標(biāo)為m,則P(t,﹣t2+2t+3),M(t,﹣t+3),∵0<t<3,∴點(diǎn)M在第一象限內(nèi),∴l(xiāng)=﹣t2+2t+3﹣(﹣t+3)=﹣t2+3t=﹣(t﹣)2+,∴當(dāng)t=時(shí),l有最大值,l最大=;(3)∵S△PAD=×PM×(xD﹣xA)=PM,∴PM的值最大時(shí),△PAD的面積中點(diǎn),最大值=×=.∴t=時(shí),△PAD的面積的最大值為.(4)如圖設(shè)AD的中點(diǎn)為K,設(shè)P(t,﹣t2+2t+3).∵△PAD是直角三角形,∴PK=AD,∴(t﹣)2+(﹣t2+2t+3﹣)2=×18,整理得t(t﹣3)(t2﹣t﹣1)=0,解得t=0或3或,∵點(diǎn)P在第一象限,∴t=.類(lèi)型二【確定三角形、四邊形的周長(zhǎng)的最值或符合條件的點(diǎn)的坐標(biāo)】【典例指引2】(2020·重慶初三期末)如圖,拋物線(xiàn)()與雙曲線(xiàn)相交于點(diǎn)、,已知點(diǎn)坐標(biāo),點(diǎn)在第三象限內(nèi),且的面積為3(為坐標(biāo)原點(diǎn)).(1)求實(shí)數(shù)、、的值;(2)在該拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸上是否存在點(diǎn)使得為等腰三角形?若存在請(qǐng)求出所有的點(diǎn)的坐標(biāo),若不存在請(qǐng)說(shuō)明理由.(3)在坐標(biāo)系內(nèi)有一個(gè)點(diǎn),恰使得,現(xiàn)要求在軸上找出點(diǎn)使得的周長(zhǎng)最小,請(qǐng)求出的坐標(biāo)和周長(zhǎng)的最小值.【答案】(1),;(2)存在,,,,,;(3)【解析】【分析】(1)由點(diǎn)A在雙曲線(xiàn)上,可得k的值,進(jìn)而得出雙曲線(xiàn)的解析式.設(shè)(),過(guò)A作AP⊥x軸于P,BQ⊥y軸于Q,直線(xiàn)BQ和直線(xiàn)AP相交于點(diǎn)M.根據(jù)=3解方程即可得出k的值,從而得出點(diǎn)B的坐標(biāo),把A、B的坐標(biāo)代入拋物線(xiàn)的解析式即可得到結(jié)論;(2)拋物線(xiàn)對(duì)稱(chēng)軸為,設(shè),則可得出;;.然后分三種情況討論即可;(3)設(shè)M(x,y).由MO=MA=MB,可求出M的坐標(biāo).作B關(guān)于y軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)B'.連接B'M交y軸于Q.此時(shí)△BQM的周長(zhǎng)最小.用兩點(diǎn)間的距離公式計(jì)算即可.【詳解】(1)由知:k=xy=1×4=4,∴.設(shè)().過(guò)A作AP⊥x軸于P,BQ⊥y軸于Q,直線(xiàn)BQ和直線(xiàn)AP相交于點(diǎn)M,則S△AOP=S△BOQ=2.令:,整理得:,解得:,.∵m<0,∴m=-2,故.把A、B帶入解出:,∴.(2)∴拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸為.設(shè),則,,.∵△POB為等腰三角形,∴分三種情況討論:①,即,解得:,∴,;②,即,解得:,∴,;③,即,解得:∴;(3)設(shè).∵,,,∴,,.∵,∴解得:,∴.作B關(guān)于y軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)B'坐標(biāo)為:(2,-2).連接B'M交y軸于Q.此時(shí)△BQM的周長(zhǎng)最?。?MB'+MB.【名師點(diǎn)睛】本題是二次函數(shù)綜合題.考查了用待定系數(shù)法求二次函數(shù)的解析式、二次函數(shù)的性質(zhì)、軸對(duì)稱(chēng)-最值問(wèn)題等.第(1)問(wèn)的關(guān)鍵是割補(bǔ)法;第(2)問(wèn)的關(guān)鍵是分類(lèi)討論;第(3)問(wèn)的關(guān)鍵是求出M的坐標(biāo).【舉一反三】(2019·重慶實(shí)驗(yàn)外國(guó)語(yǔ)學(xué)校初三)如圖1,已知拋物線(xiàn)y=﹣x+3與x軸交于A和B兩點(diǎn),(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C.(1)求出直線(xiàn)BC的解析式.(2)M為線(xiàn)段BC上方拋物線(xiàn)上一動(dòng)點(diǎn),過(guò)M作x軸的垂線(xiàn)交BC于H,過(guò)M作MQ⊥BC于Q,求出△MHQ周長(zhǎng)最大值并求出此時(shí)M的坐標(biāo);當(dāng)△MHQ的周長(zhǎng)最大時(shí)在對(duì)稱(chēng)軸上找一點(diǎn)R,使|AR﹣MR|最大,求出此時(shí)R的坐標(biāo).(3)T為線(xiàn)段BC上一動(dòng)點(diǎn),將△OCT沿邊OT翻折得到△OC′T,是否存在點(diǎn)T使△OC′T與△OBC的重疊部分為直角三角形,若存在請(qǐng)求出BT的長(zhǎng),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)y=﹣x+3;(2)R(1,);(3)BT=2或BT=.【解析】【分析】(1)由已知可求A(﹣2,0),B(4,0),C(0,3),即可求BC的解析式;(2)由已知可得∠QMH=∠CBO,則有QH=QM,MH=MQ,所以△MHQ周長(zhǎng)=3QM,則求△MHQ周長(zhǎng)的最大值,即為求QM的最大值;設(shè)M(m,),過(guò)點(diǎn)M與BC直線(xiàn)垂直的直線(xiàn)解析式為,交點(diǎn),可求出,當(dāng)m=2時(shí),MQ有最大值;函數(shù)的對(duì)稱(chēng)軸為x=1,作點(diǎn)M關(guān)于對(duì)稱(chēng)軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)M'(0,3),連接AM'與對(duì)稱(chēng)軸交于點(diǎn)R,此時(shí)|AR﹣MR|=|AR﹣M'R|=AM',|AR﹣MR|的最大值為AM';求出AM'的直線(xiàn)解析式為,則可求;(3)有兩種情況:當(dāng)TC'∥OC時(shí),GO⊥TC';當(dāng)OT⊥BC時(shí),分別求解即可.【詳解】解:(1)令y=0,即,解得,∵點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)∴A(﹣2,0),B(4,0),令x=0解得y=3,∴C(0,3),設(shè)BC所在直線(xiàn)的解析式為y=kx+3,將B點(diǎn)坐標(biāo)代入解得k=∴BC的解析式為y=-x+3;(2)∵M(jìn)Q⊥BC,M作x軸,∴∠QMH=∠CBO,∴tan∠QMH=tan∠CBO=,∴QH=QM,MH=MQ,∴△MHQ周長(zhǎng)=MQ+QH+MH=QM+QM+MQ=3QM,則求△MHQ周長(zhǎng)的最大值,即為求QM的最大值;設(shè)M(m,),過(guò)點(diǎn)M與BC直線(xiàn)垂直的直線(xiàn)解析式為,直線(xiàn)BC與其垂線(xiàn)相交的交點(diǎn),∴,∴當(dāng)m=2時(shí),MQ有最大值,∴△MHQ周長(zhǎng)的最大值為,此時(shí)M(2,3),函數(shù)的對(duì)稱(chēng)軸為x=1,作點(diǎn)M關(guān)于對(duì)稱(chēng)軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)M'(0,3),連接AM'與對(duì)稱(chēng)軸交于點(diǎn)R,此時(shí)|AR﹣MR|=|AR﹣M'R|=AM',∴|AR﹣MR|的最大值為AM';∵AM'的直線(xiàn)解析式為y=x+3,∴R(1,);(3)①當(dāng)TC'∥OC時(shí),GO⊥TC',∵△OCT≌△OTC',∴,∴∴BT=2;②當(dāng)OT⊥BC時(shí),過(guò)點(diǎn)T作TH⊥x軸,OT=,∵∠BOT=∠BCO,∴,∴OH=,∴∴BT=;綜上所述:BT=2或BT=.【點(diǎn)睛】本題是一道綜合題,考查了二次函數(shù)一次函數(shù)和三角形相關(guān)的知識(shí),能夠充分調(diào)動(dòng)所學(xué)知識(shí)是解題的關(guān)鍵.類(lèi)型三【確定三角形、四邊形的面積最值或符合條件的點(diǎn)的坐標(biāo)】【典例指引3】(2019·甘肅中考真題)如圖,已知二次函數(shù)y=x2+bx+c的圖象與x軸交于點(diǎn)A(1,0)、B(3,0),與y軸交于點(diǎn)C.(1)求二次函數(shù)的解析式;(2)若點(diǎn)P為拋物線(xiàn)上的一點(diǎn),點(diǎn)F為對(duì)稱(chēng)軸上的一點(diǎn),且以點(diǎn)A、B、P、F為頂點(diǎn)的四邊形為平行四邊形,求點(diǎn)P的坐標(biāo);(3)點(diǎn)E是二次函數(shù)第四象限圖象上一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)E作x軸的垂線(xiàn),交直線(xiàn)BC于點(diǎn)D,求四邊形AEBD面積的最大值及此時(shí)點(diǎn)E的坐標(biāo).【答案】(1)y=x2﹣4x+3;(2)點(diǎn)P(4,3)或(0,3)或(2,﹣1);(3)最大值為,E(,﹣).【解析】【分析】(1)用交點(diǎn)式函數(shù)表達(dá)式,即可求解;(2)分當(dāng)AB為平行四邊形一條邊、對(duì)角線(xiàn),兩種情況,分別求解即可;(3)利用S四邊形AEBD=AB(yD﹣yE),即可求解.【詳解】解:(1)用交點(diǎn)式函數(shù)表達(dá)式得:y=(x﹣1)(x﹣3)=x2﹣4x+3;故二次函數(shù)表達(dá)式為:y=x2﹣4x+3;(2)①當(dāng)AB為平行四邊形一條邊時(shí),如圖1,則AB=PE=2,則點(diǎn)P坐標(biāo)為(4,3),當(dāng)點(diǎn)P在對(duì)稱(chēng)軸左側(cè)時(shí),即點(diǎn)C的位置,點(diǎn)A、B、P、F為頂點(diǎn)的四邊形為平行四邊形,故:點(diǎn)P(4,3)或(0,3);②當(dāng)AB是四邊形的對(duì)角線(xiàn)時(shí),如圖2,AB中點(diǎn)坐標(biāo)為(2,0)設(shè)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為m,點(diǎn)F的橫坐標(biāo)為2,其中點(diǎn)坐標(biāo)為:,即:=2,解得:m=2,故點(diǎn)P(2,﹣1);故:點(diǎn)P(4,3)或(0,3)或(2,﹣1);(3)直線(xiàn)BC的表達(dá)式為:y=﹣x+3,設(shè)點(diǎn)E坐標(biāo)為(x,x2﹣4x+3),則點(diǎn)D(x,﹣x+3),S四邊形AEBD=AB(yD﹣yE)=﹣x+3﹣x2+4x﹣3=﹣x2+3x,∵﹣1<0,故四邊形AEBD面積有最大值,當(dāng)x=,其最大值為,此時(shí)點(diǎn)E(,﹣).【點(diǎn)睛】主要考查了二次函數(shù)的解析式的求法和與幾何圖形結(jié)合的綜合能力的培養(yǎng).要會(huì)利用數(shù)形結(jié)合的思想把代數(shù)和幾何圖形結(jié)合起來(lái),利用點(diǎn)的坐標(biāo)的意義表示線(xiàn)段的長(zhǎng)度,從而求出線(xiàn)段之間的關(guān)系.【舉一反三】(2019·內(nèi)蒙古中考真題)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線(xiàn)與軸交于),兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn),連接.(1)求該拋物線(xiàn)的解析式,并寫(xiě)出它的對(duì)稱(chēng)軸;(2)點(diǎn)為拋物線(xiàn)對(duì)稱(chēng)軸上一點(diǎn),連接,若,求點(diǎn)的坐標(biāo);(3)已知,若是拋物線(xiàn)上一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(其中),連接,求面積的最大值及此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo).(4)若點(diǎn)為拋物線(xiàn)對(duì)稱(chēng)軸上一點(diǎn),拋物線(xiàn)上是否存在點(diǎn),使得以為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?若存在,請(qǐng)直接寫(xiě)出所有滿(mǎn)足條件的點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1),對(duì)稱(chēng)軸;(2);(3)面積有最大值是,;(4)存在點(diǎn)使得以為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,或或.【解析】【分析】(1)將點(diǎn)A(-1,0),B(3,0)代入y=ax2+bx+2即可;(2)過(guò)點(diǎn)D作DG⊥y軸于G,作DH⊥x軸于H,設(shè)點(diǎn)D(1,y),在Rt△CGD中,CD2=CG2+GD2=(2-y)2+1,在Rt△BHD中,BD2=BH2+HD2=4+y2,可以證明CD=BD,即可求y的值;(3)過(guò)點(diǎn)E作EQ⊥y軸于點(diǎn)Q,過(guò)點(diǎn)F作直線(xiàn)FR⊥y軸于R,過(guò)點(diǎn)E作FP⊥FR于P,證明四邊形QRPE是矩形,根據(jù)S△CEF=S矩形QRPE-S△CRF-S△EFP,代入邊即可;(4)根據(jù)平行四邊形對(duì)邊平行且相等的性質(zhì)可以得到存在點(diǎn)M使得以B,C,M,N為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,點(diǎn)M(2,2)或M(4,-)或M(-2,-);【詳解】解:(1)將點(diǎn)代入,可得,;對(duì)稱(chēng)軸;(2)如圖1:過(guò)點(diǎn)作軸于,作軸于,設(shè)點(diǎn),,在中,,在中,,在中,,,;(3)如圖2:過(guò)點(diǎn)作軸于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作直線(xiàn)軸于,過(guò)點(diǎn)作于,,四邊形是矩形,,,,當(dāng)時(shí),面積有最大值是,此時(shí);(4)存在點(diǎn)使得以為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,設(shè),①四邊形是平行四邊形時(shí),②四邊形時(shí)平行四邊形時(shí),,;③四邊形時(shí)平行四邊形時(shí),,,;綜上所述:或或;【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)的圖象及性質(zhì),勾股定理,平行四邊形的判定與性質(zhì),及分類(lèi)討論的數(shù)學(xué)思想.熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì)、靈活運(yùn)用勾股定理求邊長(zhǎng)、掌握平行四邊形的判定方法是解題的關(guān)鍵.【新題訓(xùn)練】1.如圖,直線(xiàn)y=5x+5交x軸于點(diǎn)A,交y軸于點(diǎn)C,過(guò)A,C兩點(diǎn)的二次函數(shù)y=ax2+4x+c的圖象交x軸于另一點(diǎn)B.(1)求二次函數(shù)的表達(dá)式;(2)連接BC,點(diǎn)N是線(xiàn)段BC上的動(dòng)點(diǎn),作ND⊥x軸交二次函數(shù)的圖象于點(diǎn)D,求線(xiàn)段ND長(zhǎng)度的最大值;(3)若點(diǎn)H為二次函數(shù)y=ax2+4x+c圖象的頂點(diǎn),點(diǎn)M(4,m)是該二次函數(shù)圖象上一點(diǎn),在x軸,y軸上分別找點(diǎn)F,E,使四邊形HEFM的周長(zhǎng)最小,求出點(diǎn)F、E的坐標(biāo).【答案】(1)y=-x2+4x+5;(2)254;(3)F(137,0),E(0,【解析】【分析】(1)先根據(jù)坐標(biāo)軸上點(diǎn)的坐標(biāo)特征由一次函數(shù)的表達(dá)式求出A,C兩點(diǎn)的坐標(biāo),再根據(jù)待定系數(shù)法可求二次函數(shù)的表達(dá)式;
(2)根據(jù)坐標(biāo)軸上點(diǎn)的坐標(biāo)特征由二次函數(shù)的表達(dá)式求出B點(diǎn)的坐標(biāo),根據(jù)待定系數(shù)法可求一次函數(shù)BC的表達(dá)式,設(shè)ND的長(zhǎng)為d,N點(diǎn)的橫坐標(biāo)為n,則N點(diǎn)的縱坐標(biāo)為-n+5,D點(diǎn)的坐標(biāo)為D(n,-n2+4n+5),根據(jù)兩點(diǎn)間的距離公式和二次函數(shù)的最值計(jì)算可求線(xiàn)段ND長(zhǎng)度的最大值;
(3)由題意可得二次函數(shù)的頂點(diǎn)坐標(biāo)為H(2,9),點(diǎn)M的坐標(biāo)為M(4,5),作點(diǎn)H(2,9)關(guān)于y軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)H1,可得點(diǎn)H1的坐標(biāo),作點(diǎn)M(4,5)關(guān)于x軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)HM1,可得點(diǎn)M1的坐標(biāo)連結(jié)H1M1分別交x軸于點(diǎn)F,y軸于點(diǎn)E,可得H1M1+HM的長(zhǎng)度是四邊形HEFM的最小周長(zhǎng),再根據(jù)待定系數(shù)法可求直線(xiàn)H1M1解析式,根據(jù)坐標(biāo)軸上點(diǎn)的坐標(biāo)特征可求點(diǎn)F、E的坐標(biāo).【詳解】解:(1)∵直線(xiàn)y=5x+5交x軸于點(diǎn)A,交y軸于點(diǎn)C,∴A(-1,0),C(0,5),∵二次函數(shù)y=ax2+4x+c的圖象過(guò)A,C兩點(diǎn),∴0=解得a=-1∴二次函數(shù)的表達(dá)式為y=-x2+4x+5;(2)如解圖①,第2題解圖①∵點(diǎn)B是二次函數(shù)的圖象與x軸的交點(diǎn),∴由二次函數(shù)的表達(dá)式為y=-x2+4x+5得,點(diǎn)B的坐標(biāo)B(5,0),設(shè)直線(xiàn)BC解析式為y=kx+b,∵直線(xiàn)BC過(guò)點(diǎn)B(5,0),C(0,5),∴5k+b=0解得k=-1∴直線(xiàn)BC解析式為y=-x+5,設(shè)ND的長(zhǎng)為d,N點(diǎn)的橫坐標(biāo)為n,則N點(diǎn)的坐標(biāo)為(n,-n+5),D點(diǎn)的坐標(biāo)為(n,-n2+4n+5),則d=|-n2+4n+5-(-n+5)|,由題意可知:-n2+4n+5>-n+5,∴d=-n2+4n+5-(-n+5)=-n2+5n=-(n-52)2+25∴當(dāng)n=52時(shí),線(xiàn)段ND長(zhǎng)度的最大值是25(3)∵點(diǎn)M(4,m)在拋物線(xiàn)y=-x2+4x+5上,∴m=5,∴M(4,5).∵拋物線(xiàn)y=-x2+4x+5=-(x-2)2+9,∴頂點(diǎn)坐標(biāo)為H(2,9),如解圖②,作點(diǎn)H(2,9)關(guān)于y軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)H1,則點(diǎn)H1的坐標(biāo)為H1(-2,9);作點(diǎn)M(4,5)關(guān)于x軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)M1,則點(diǎn)M1的坐標(biāo)為M1(4,-5),連接H1M1分別交x軸于點(diǎn)F,y軸于點(diǎn)E,∴H1M1+HM的長(zhǎng)度是四邊形HEFM的最小周長(zhǎng),則點(diǎn)F,E即為所求的點(diǎn).設(shè)直線(xiàn)H1M1的函數(shù)表達(dá)式為y=mx+n,∵直線(xiàn)H1M1過(guò)點(diǎn)H1(-2,9),M1(4,-5),∴9=-2m+n-5=4m+n解得m=-7∴y=-73x+13∴當(dāng)x=0時(shí),y=133,即點(diǎn)E坐標(biāo)為(0,13當(dāng)y=0時(shí),x=137,即點(diǎn)F坐標(biāo)為(13故所求點(diǎn)F,E的坐標(biāo)分別為(137,0),(0,132.(2019·江蘇中考真題)如圖,已知等邊△ABC的邊長(zhǎng)為8,點(diǎn)P是AB邊上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(與點(diǎn)A、B不重合),直線(xiàn)l是經(jīng)過(guò)點(diǎn)P的一條直線(xiàn),把△ABC沿直線(xiàn)l折疊,點(diǎn)B的對(duì)應(yīng)點(diǎn)是點(diǎn)B’.(1)如圖1,當(dāng)PB=4時(shí),若點(diǎn)B’恰好在AC邊上,則AB’的長(zhǎng)度為_(kāi)____;(2)如圖2,當(dāng)PB=5時(shí),若直線(xiàn)l//AC,則BB’的長(zhǎng)度為;(3)如圖3,點(diǎn)P在AB邊上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,若直線(xiàn)l始終垂直于AC,△ACB’的面積是否變化?若變化,說(shuō)明理由;若不變化,求出面積;(4)當(dāng)PB=6時(shí),在直線(xiàn)l變化過(guò)程中,求△ACB’面積的最大值.【答案】(1)4;(2)5;(3)面積不變,S△ACB’=;(4)24+4【解析】【分析】(1)證明△APB′是等邊三角形即可解決問(wèn)題;(2)如圖2中,設(shè)直線(xiàn)l交BC于點(diǎn)E,連接BB′交PE于O,證明△PEB是等邊三角形,求出OB即可解決問(wèn)題;(3)如圖3中,結(jié)論:面積不變,證明BB′//AC即可;(4)如圖4中,當(dāng)PB′⊥AC時(shí),△ACB′的面積最大,設(shè)直線(xiàn)PB′交AC于點(diǎn)E,求出B′E即可解決問(wèn)題.【詳解】(1)如圖1,∵△ABC為等邊三角形,∴∠A=60°,AB=BC=CA=8,∵PB=4,∴PB′=PB=PA=4,∵∠A=60°,∴△APB′是等邊三角形,∴AB′=AP=4,故答案為4;(2)如圖2,設(shè)直線(xiàn)l交BC于點(diǎn)E,連接BB′交PE于O,∵PE∥AC,∴∠BPE=∠A=60°,∠BEP=∠C=60°,∴△PEB是等邊三角形,∵PB=5,B、B′關(guān)于PE對(duì)稱(chēng),∴BB′⊥PE,BB′=2OB,∴OB=PB·sin60°=,∴BB′=5,故答案為5;(3)如圖3,結(jié)論:面積不變.過(guò)點(diǎn)B作BE⊥AC于E,則有BE=AB·sin60°=,∴S△ABC==16,∵B、B′關(guān)于直線(xiàn)l對(duì)稱(chēng),∴BB′⊥直線(xiàn)l,∵直線(xiàn)l⊥AC,∴AC//BB′,∴S△ACB’=S△ABC=16;(4)如圖4,當(dāng)B′P⊥AC時(shí),△ACB′的面積最大,設(shè)直線(xiàn)PB′交AC于E,在Rt△APE中,PA=2,∠PAE=60°,∴PE=PA·sin60°=,∴B′E=B′P+PE=6+,∴S△ACB最大值=×(6+)×8=24+4.【點(diǎn)睛】本題是幾何變換綜合題,考查了等邊三角形的判定與性質(zhì),軸對(duì)稱(chēng)變換,解直角三角形,平行線(xiàn)的判定與性質(zhì)等知識(shí),理解題意,熟練掌握和靈活運(yùn)用相關(guān)知識(shí)是解題的關(guān)鍵.3.(2019·湖南中考真題)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,矩形ABCD的邊AB=4,BC=6.若不改變矩形ABCD的形狀和大小,當(dāng)矩形頂點(diǎn)A在x軸的正半軸上左右移動(dòng)時(shí),矩形的另一個(gè)頂點(diǎn)D始終在y軸的正半軸上隨之上下移動(dòng).(1)當(dāng)∠OAD=30°時(shí),求點(diǎn)C的坐標(biāo);(2)設(shè)AD的中點(diǎn)為M,連接OM、MC,當(dāng)四邊形OMCD的面積為時(shí),求OA的長(zhǎng);(3)當(dāng)點(diǎn)A移動(dòng)到某一位置時(shí),點(diǎn)C到點(diǎn)O的距離有最大值,請(qǐng)直接寫(xiě)出最大值,并求此時(shí)cos∠OAD的值.【答案】(1)點(diǎn)C的坐標(biāo)為(2,3+2);(2)OA=3;(3)OC的最大值為8,cos∠OAD=.【解析】【分析】(1)作CE⊥y軸,先證∠CDE=∠OAD=30°得CE=CD=2,DE=,再由∠OAD=30°知OD=AD=3,從而得出點(diǎn)C坐標(biāo);(2)先求出S△DCM=6,結(jié)合S四邊形OMCD=知S△ODM=,S△OAD=9,設(shè)OA=x、OD=y(tǒng),據(jù)此知x2+y2=36,xy=9,得出x2+y2=2xy,即x=y(tǒng),代入x2+y2=36求得x的值,從而得出答案;(3)由M為AD的中點(diǎn),知OM=3,CM=5,由OC≤OM+CM=8知當(dāng)O、M、C三點(diǎn)在同一直線(xiàn)時(shí),OC有最大值8,連接OC,則此時(shí)OC與AD的交點(diǎn)為M,ON⊥AD,證△CMD∽△OMN得,據(jù)此求得MN=,ON=,AN=AM﹣MN=,再由OA=及cos∠OAD=可得答案.【詳解】(1)如圖1,過(guò)點(diǎn)C作CE⊥y軸于點(diǎn)E,∵矩形ABCD中,CD⊥AD,∴∠CDE+∠ADO=90°,又∵∠OAD+∠ADO=90°,∴∠CDE=∠OAD=30°,∴在Rt△CED中,CE=CD=2,DE==2,在Rt△OAD中,∠OAD=30°,∴OD=AD=3,∴點(diǎn)C的坐標(biāo)為(2,3+2);(2)∵M(jìn)為AD的中點(diǎn),∴DM=3,S△DCM=6,又S四邊形OMCD=,∴S△ODM=,∴S△OAD=9,設(shè)OA=x、OD=y(tǒng),則x2+y2=36,xy=9,∴x2+y2=2xy,即x=y(tǒng),將x=y(tǒng)代入x2+y2=36得x2=18,解得x=3(負(fù)值舍去),∴OA=3;(3)OC的最大值為8,如圖2,M為AD的中點(diǎn),∴OM=3,CM==5,∴OC≤OM+CM=8,當(dāng)O、M、C三點(diǎn)在同一直線(xiàn)時(shí),OC有最大值8,連接OC,則此時(shí)OC與AD的交點(diǎn)為M,過(guò)點(diǎn)O作ON⊥AD,垂足為N,∵∠CDM=∠ONM=90°,∠CMD=∠OMN,∴△CMD∽△OMN,∴,即,解得MN=,ON=,∴AN=AM﹣MN=,在Rt△OAN中,OA=,∴cos∠OAD=.【點(diǎn)睛】本題是四邊形的綜合問(wèn)題,解題的關(guān)鍵是掌握矩形的性質(zhì)、勾股定理、相似三角形的判定與性質(zhì)等知識(shí)點(diǎn).4.(2018·江蘇中考真題)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,一次函數(shù)y=﹣x+4的圖象與x軸和y軸分別相交于A、B兩點(diǎn).動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)A出發(fā),在線(xiàn)段AO上以每秒3個(gè)單位長(zhǎng)度的速度向點(diǎn)O作勻速運(yùn)動(dòng),到達(dá)點(diǎn)O停止運(yùn)動(dòng),點(diǎn)A關(guān)于點(diǎn)P的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為點(diǎn)Q,以線(xiàn)段PQ為邊向上作正方形PQMN.設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒.(1)當(dāng)t=秒時(shí),點(diǎn)Q的坐標(biāo)是;(2)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,設(shè)正方形PQMN與△AOB重疊部分的面積為S,求S與t的函數(shù)表達(dá)式;(3)若正方形PQMN對(duì)角線(xiàn)的交點(diǎn)為T(mén),請(qǐng)直接寫(xiě)出在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中OT+PT的最小值.【答案】(1)(4,0);(2)①當(dāng)0<t≤1時(shí),S=t2;②當(dāng)1<t≤時(shí),S=﹣t2+18t;③當(dāng)<t≤2時(shí),S=﹣3t2+12;(3)OT+PT的最小值為.【解析】【分析】(1)先確定出點(diǎn)A的坐標(biāo),進(jìn)而求出AP,利用對(duì)稱(chēng)性即可得出結(jié)論;(2)分三種情況,①利用正方形的面積減去三角形的面積,②利用矩形的面積減去三角形的面積,③利用梯形的面積,即可得出結(jié)論;(3)先確定出點(diǎn)T的運(yùn)動(dòng)軌跡,進(jìn)而找出OT+PT最小時(shí)的點(diǎn)T的位置,即可得出結(jié)論.【詳解】(1)令y=0,∴﹣x+4=0,∴x=6,∴A(6,0),當(dāng)t=秒時(shí),AP=3×=1,∴OP=OA﹣AP=5,∴P(5,0),由對(duì)稱(chēng)性得,Q(4,0);(2)當(dāng)點(diǎn)Q在原點(diǎn)O時(shí),OQ=6,∴AP=OQ=3,∴t=3÷3=1,①當(dāng)0<t≤1時(shí),如圖1,令x=0,∴y=4,∴B(0,4),∴OB=4,∵A(6,0),∴OA=6,在Rt△AOB中,tan∠OAB=,由運(yùn)動(dòng)知,AP=3t,∴P(6﹣3t,0),∴Q(6﹣6t,0),∴PQ=AP=3t,∵四邊形PQMN是正方形,∴MN∥OA,PN=PQ=3t,在Rt△APD中,tan∠OAB=,∴PD=2t,∴DN=t,∵M(jìn)N∥OA∴∠DCN=∠OAB,∴tan∠DCN=,∴CN=t,∴S=S正方形PQMN﹣S△CDN=(3t)2﹣t×t=t2;②當(dāng)1<t≤時(shí),如圖2,同①的方法得,DN=t,CN=t,∴S=S矩形OENP﹣S△CDN=3t×(6﹣3t)﹣t×t=﹣t2+18t;③當(dāng)<t≤2時(shí),如圖3,S=S梯形OBDP=(2t+4)(6﹣3t)=﹣3t2+12;(3)如圖4,由運(yùn)動(dòng)知,P(6-3t,0),Q(6-6t,0),
∴M(6-6t,3t),
∵T是正方形PQMN的對(duì)角線(xiàn)交點(diǎn),
∴T(6-),
∴點(diǎn)T是直線(xiàn)y=-x+2上的一段線(xiàn)段,(-3≤x<6),
同理:點(diǎn)N是直線(xiàn)AG:y=-x+6上的一段線(xiàn)段,(0≤x≤6),
∴G(0,6),
∴OG=6,
∵A(6,0),
∴AG=6,在Rt△ABG中,OA=6=OG,
∴∠OAG=45°,
∵PN⊥x軸,
∴∠APN=90°,
∴∠ANP=45°,
∴∠TNA=90°,
即:TN⊥AG,
∵T正方形PQMN的對(duì)角線(xiàn)的交點(diǎn),
∴TN=TP,
∴OT+TP=OT+TN,
∴點(diǎn)O,T,N在同一條直線(xiàn)上(點(diǎn)Q與點(diǎn)O重合時(shí)),且ON⊥AG時(shí),OT+TN最小,
即:OT+TN最小,
∵S△OAG=OA×OG=AG×ON,
∴ON==.
即:OT+PT的最小值為3【點(diǎn)睛】此題是一次函數(shù)綜合題,主要考查了正方形的面積,梯形,三角形的面積公式,正方形的性質(zhì),勾股定理,銳角三角函數(shù),用分類(lèi)討論的思想解決問(wèn)題是解本題的關(guān)鍵,找出點(diǎn)T的位置是解本題(3)的難點(diǎn).5.(2020·江蘇初三期末)已知二次函數(shù)的圖象和軸交于點(diǎn)、,與軸交于點(diǎn),點(diǎn)是直線(xiàn)上方的拋物線(xiàn)上的動(dòng)點(diǎn).(1)求直線(xiàn)的解析式.(2)當(dāng)是拋物線(xiàn)頂點(diǎn)時(shí),求面積.(3)在點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,求面積的最大值.【答案】(1);(2)3;(3)面積的最大值為.【解析】【分析】(1)由題意分別將x=0、y=0代入二次函數(shù)解析式中求出點(diǎn)C、A的坐標(biāo),再根據(jù)點(diǎn)A、C的坐標(biāo)利用待定系數(shù)法即可求出直線(xiàn)AC的解析式;(2)由題意先根據(jù)二次函數(shù)解析式求出頂點(diǎn),進(jìn)而利用割補(bǔ)法求面積;(3)根據(jù)題意過(guò)點(diǎn)作軸交于點(diǎn)并設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為(),則點(diǎn)的坐標(biāo)為進(jìn)而進(jìn)行分析.【詳解】解:(1)分別將x=0、y=0代入二次函數(shù)解析式中求出點(diǎn)C、A的坐標(biāo)為;;將;代入,得到直線(xiàn)的解析式為.(2)由,將其化為頂點(diǎn)式為,可知頂點(diǎn)P為,如圖P為頂點(diǎn)時(shí)連接PC并延長(zhǎng)交x軸于點(diǎn)G,則有,將P點(diǎn)和C點(diǎn)代入求出PC的解析式為,解得G為,所有=3;(3)過(guò)點(diǎn)作軸交于點(diǎn).設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為(),則點(diǎn)的坐標(biāo)為∴,當(dāng)時(shí),取最大值,最大值為.∵,∴面積的最大值為.【點(diǎn)睛】本題考查待定系數(shù)法求一次函數(shù)解析式、二次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征、等腰三角形的性質(zhì)、二次函數(shù)的性質(zhì)以及解二元一次方程組,解題的關(guān)鍵是利用待定系數(shù)法求出直線(xiàn)解析式以及利用二次函數(shù)的性質(zhì)進(jìn)行綜合分析.6.(2020·江蘇初三期末)如圖,拋物線(xiàn)交軸于、兩點(diǎn),交軸于點(diǎn),點(diǎn)的坐標(biāo)為,直線(xiàn)經(jīng)過(guò)點(diǎn)、.(1)求拋物線(xiàn)的函數(shù)表達(dá)式;(2)點(diǎn)是直線(xiàn)上方拋物線(xiàn)上的一動(dòng)點(diǎn),求面積的最大值并求出此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo);(3)過(guò)點(diǎn)的直線(xiàn)交直線(xiàn)于點(diǎn),連接,當(dāng)直線(xiàn)與直線(xiàn)的一個(gè)夾角等于的3倍時(shí),請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)的坐標(biāo).【答案】(1);(2),點(diǎn)坐標(biāo)為;(3)點(diǎn)的坐標(biāo)為,【解析】【分析】(1)利用B(5,0)用待定系數(shù)法求拋物線(xiàn)解析式;(2)作PQ∥y軸交BC于Q,根據(jù)求解即可;(3)作∠CAN=∠NAM1=∠ACB,則∠AM1B=3∠ACB,則NAM1∽ACM1,通過(guò)相似的性質(zhì)來(lái)求點(diǎn)M1的坐標(biāo);作AD⊥BC于D,作M1關(guān)于AD的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)M2,則∠AM2C=3∠ACB,根據(jù)對(duì)稱(chēng)點(diǎn)坐標(biāo)特點(diǎn)可求M2的坐標(biāo).【詳解】(1)把代入得.∴;(2)作PQ∥y軸交BC于Q,設(shè)點(diǎn),則∵∴OB=5,∵Q在BC上,∴Q的坐標(biāo)為(x,x-5),∴PQ==,∴==∴當(dāng)時(shí),有最大值,最大值為,∴點(diǎn)坐標(biāo)為.(3)如圖1,作∠CAN=∠NAM1=∠ACB,則∠AM1B=3∠ACB,∵∠CAN=∠NAM1,∴AN=CN,∵=-(x-1)(x-5),∴A的坐標(biāo)為(1,0),C的坐標(biāo)為(0,-5),設(shè)N的坐標(biāo)為(a,a-5),則∴,∴a=,∴N的坐標(biāo)為(,),∴AN2==,AC2=26,∴,∵∠NAM1=∠ACB,∠NM1A=∠CM1A,∴NAM1∽ACM1,∴,∴,設(shè)M1的坐標(biāo)為(b,b-5),則∴,∴b1=,b2=6(不合題意,舍去),∴M1的坐標(biāo)為,如圖2,作AD⊥BC于D,作M1關(guān)于AD的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)M2,則∠AM2C=3∠ACB,易知ADB是等腰直角三角形,可得點(diǎn)D的坐標(biāo)是(3,-2),∴M2橫坐標(biāo)=,M2縱坐標(biāo)=,∴M2的坐標(biāo)是,綜上所述,點(diǎn)M的坐標(biāo)是或.【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)與幾何圖形的綜合題:熟練掌握二次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征、二次函數(shù)的性質(zhì)及相似三角形的判定與性質(zhì),會(huì)運(yùn)用分類(lèi)討論的思想解決數(shù)學(xué)問(wèn)題.7.(2019·石家莊市第四十一中學(xué)初三)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線(xiàn)y=x(x﹣b)﹣12(1)若點(diǎn)B與點(diǎn)C關(guān)于直線(xiàn)x=1對(duì)稱(chēng),求b的值;(2)若OB=OA,求△BCP的面積;(3)當(dāng)﹣1≤x≤1時(shí),該拋物線(xiàn)上最高點(diǎn)與最低點(diǎn)縱坐標(biāo)的差為h,求出h與b的關(guān)系;若h有最大值或最小值,直接寫(xiě)出這個(gè)最大值或最小值.【答案】(1)2(2)2764【解析】【分析】(1)由點(diǎn)B與點(diǎn)C關(guān)于直線(xiàn)x=1對(duì)稱(chēng),可得出拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸為直線(xiàn)x=1,再利用二次函數(shù)的性質(zhì)可求出b值;(2)利用二次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征可求出點(diǎn)A的坐標(biāo),結(jié)合OA=OB可得出點(diǎn)B的坐標(biāo),由點(diǎn)B的坐標(biāo)利用待定系數(shù)法可求出拋物線(xiàn)的解析式,由拋物線(xiàn)的解析式利用二次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征可求出點(diǎn)C的坐標(biāo),利用配方法可求出點(diǎn)P的坐標(biāo),再利用三角形的面積公式即可求出△BCP的面積;(3)分b≥2,0≤b<2,﹣2<b<0和b≤﹣2四種情況考慮,利用二次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征結(jié)合二次函數(shù)的圖象找出h關(guān)于b的關(guān)系式,再找出h的最值即可得出結(jié)論.【詳解】解:(1)∵點(diǎn)B與點(diǎn)C關(guān)于直線(xiàn)x=1對(duì)稱(chēng),y=x(x﹣b)﹣12=x2﹣bx﹣1∴﹣-b2解得:b=2.(2)當(dāng)x=0時(shí),y=x2﹣bx﹣12=﹣1∴點(diǎn)A的坐標(biāo)為(0,﹣12又∵OB=OA,∴點(diǎn)B的坐標(biāo)為(﹣12將B(﹣12,0)代入y=x2﹣bx﹣12,得:0=14+1解得:b=12∴拋物線(xiàn)的解析式為y=x2﹣12x﹣1∵y=x2﹣12x﹣12=(x﹣14)2∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為(14,﹣9當(dāng)y=0時(shí),x2﹣12x﹣1解得:x1=﹣12,x2∴點(diǎn)C的坐標(biāo)為(1,0).∴S△BCP=12×[1﹣(﹣12)]×|﹣916(3)y=x2﹣bx﹣12=(x﹣b2)2﹣12當(dāng)b2y最大=b+12,y最?。僵乥+1∴h=2b;當(dāng)0≤b2y最大=b+12,y最小=﹣12﹣∴h=1+b+b24=(1+b2當(dāng)﹣1<b2y最大=12﹣b,y最?。僵?2﹣∴h=1﹣b+b24=(1﹣b2當(dāng)b2y最大=﹣b+12,y最?。絙+1h=﹣2b.綜上所述:h=2b(b?2)1+【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)的性質(zhì)、二次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征、待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式、三角形的面積、二次函數(shù)圖象以及二次函數(shù)的最值,解題的關(guān)鍵是:(1)利用二次函數(shù)的性質(zhì),求出b的值;(2)利用二次函數(shù)圖象上的坐標(biāo)特征及配方法,求出點(diǎn)B,C,P的坐標(biāo);(3)分b≥2,0≤b<2,﹣2<b<0和b≤﹣2四種情況,找出h關(guān)于b的關(guān)系式.8.(2020·江西初三期中)如圖①,已知拋物線(xiàn)y=ax2+bx+3(a≠0)與x軸交于點(diǎn)A(1,0)和點(diǎn)B(-3,0),與y軸交于點(diǎn)C.
(1)求拋物線(xiàn)的解析式;
(2)設(shè)拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸與x軸交于點(diǎn)M,問(wèn)在對(duì)稱(chēng)軸上是否存在點(diǎn)P,使△CMP為等腰三角形?若存在,請(qǐng)直接寫(xiě)出所有符合條件的點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由;
(3)如圖②,若點(diǎn)E為第二象限拋物線(xiàn)上一動(dòng)點(diǎn),連接BE、CE,求四邊形BOCE面積的最大值,并求此時(shí)E點(diǎn)的坐標(biāo).【答案】(1)y=-x2-2x+3;(2)存在,P(-1,)或P(-1,-)或P(-1,6)或P(-1,);(3)當(dāng)a=-時(shí),S四邊形BOCE最大,且最大值為,此時(shí),點(diǎn)E坐標(biāo)為(-,).【解析】【分析】(1)已知拋物線(xiàn)過(guò)A、B兩點(diǎn),可將兩點(diǎn)的坐標(biāo)代入拋物線(xiàn)的解析式中,用待定系數(shù)法即可求出二次函數(shù)的解析式;(2)可根據(jù)(1)的函數(shù)解析式得出拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸,也就得出了M點(diǎn)的坐標(biāo),由于C是拋物線(xiàn)與y軸的交點(diǎn),因此C的坐標(biāo)為(0,3),根據(jù)M、C的坐標(biāo)可求出CM的距離.然后分三種情況進(jìn)行討論:①當(dāng)CP=PM時(shí),P位于CM的垂直平分線(xiàn)上.求P點(diǎn)坐標(biāo)關(guān)鍵是求P的縱坐標(biāo),過(guò)P作PQ⊥y軸于Q,如果設(shè)PM=CP=x,那么直角三角形CPQ中CP=x,OM的長(zhǎng),可根據(jù)M的坐標(biāo)得出,CQ=3-x,因此可根據(jù)勾股定理求出x的值,P點(diǎn)的橫坐標(biāo)與M的橫坐標(biāo)相同,縱坐標(biāo)為x,由此可得出P的坐標(biāo).②當(dāng)CM=MP時(shí),根據(jù)CM的長(zhǎng)即可求出P的縱坐標(biāo),也就得出了P的坐標(biāo)(要注意分上下兩點(diǎn)).③當(dāng)CM=CP時(shí),因?yàn)镃的坐標(biāo)為(0,3),那么直線(xiàn)y=3必垂直平分PM,因此P的縱坐標(biāo)是6,由此可得出P的坐標(biāo);(3)由于四邊形BOCE不是規(guī)則的四邊形,因此可將四邊形BOCE分割成規(guī)則的圖形進(jìn)行計(jì)算,過(guò)E作EF⊥x軸于F,S四邊形BOCE=S△BFE+S梯形FOCE.直角梯形FOCE中,F(xiàn)O為E的橫坐標(biāo)的絕對(duì)值,EF為E的縱坐標(biāo),已知C的縱坐標(biāo),就知道了OC的長(zhǎng).在△BFE中,BF=BO-OF,因此可用E的橫坐標(biāo)表示出BF的長(zhǎng).如果根據(jù)拋物線(xiàn)設(shè)出E的坐標(biāo),然后代入上面的線(xiàn)段中,即可得出關(guān)于四邊形BOCE的面積與E的橫坐標(biāo)的函數(shù)關(guān)系式,根據(jù)函數(shù)的性質(zhì)即可求得四邊形BOCE的最大值及對(duì)應(yīng)的E的橫坐標(biāo)的值.即可求出此時(shí)E的坐標(biāo).【詳解】(1)∵拋物線(xiàn)y=ax2+bx+3(a≠0)與x軸交于點(diǎn)A(1,0)和點(diǎn)B(?3,0),∴解得:.∴所求拋物線(xiàn)解析式為:y=?x2?2x+3;(2)∵拋物線(xiàn)解析式為:y=?x2?2x+3,∴其對(duì)稱(chēng)軸為,∴設(shè)P點(diǎn)坐標(biāo)為(?1,a),當(dāng)x=0時(shí),y=3,∴C(0,3),M(?1,0)∴當(dāng)CP=PM時(shí),(?1)2+(3?a)2=a2,解得a=,∴P點(diǎn)坐標(biāo)為:;∴當(dāng)CM=PM時(shí),(?1)2+32=a2,解得,∴P點(diǎn)坐標(biāo)為:或;∴當(dāng)CM=CP時(shí),由勾股定理得:(?1)2+32=(?1)2+(3?a)2,解得a=6,∴P點(diǎn)坐標(biāo)為:P4(?1,6).綜上所述存在符合條件的點(diǎn)P,其坐標(biāo)為或或P(?1,6)或;(3)過(guò)點(diǎn)E作EF⊥x軸于點(diǎn)F,設(shè)E(a,?a2?2a+3)(?3<a<0)∴EF=?a2?2a+3,BF=a+3,OF=?a∴∴當(dāng)a=時(shí),S四邊形BOCE最大,且最大值為.此時(shí),點(diǎn)E坐標(biāo)為.9.(2020·山東初三期末)如圖,拋物線(xiàn)y=ax2+bx+c(a≠0)的圖象過(guò)點(diǎn)C(0,1),頂點(diǎn)為Q(2,3),點(diǎn)D在x軸正半軸上,且OD=OC.(1)求直線(xiàn)CD的解析式;(2)求拋物線(xiàn)的解析式;(3)將直線(xiàn)CD繞點(diǎn)C逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)45°所得直線(xiàn)與拋物線(xiàn)相交于另一點(diǎn)E,求證:△CEQ∽△CDO;(4)在(3)的條件下,若點(diǎn)P是線(xiàn)段QE上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)F是線(xiàn)段OD上的動(dòng)點(diǎn),問(wèn):在P點(diǎn)和F點(diǎn)移動(dòng)過(guò)程中,△PCF的周長(zhǎng)是否存在最小值?若存在,求出這個(gè)最小值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)y=﹣x+1;(2)y=x2+2x+1;(3)證明見(jiàn)解析;(4)存在,,理由見(jiàn)解析.【解析】【分析】(1)利用待定系數(shù)法求出直線(xiàn)解析式;(2)利用待定系數(shù)法求出拋物線(xiàn)的解析式;(3)關(guān)鍵是證明△CEQ與△CDO均為等腰直角三角形;(4)如答圖②所示,作點(diǎn)C關(guān)于直線(xiàn)QE的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)C′,作點(diǎn)C關(guān)于x軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)C″,連接C′C″,交OD于點(diǎn)F,交QE于點(diǎn)P,則△PCF即為符合題意的周長(zhǎng)最小的三角形,由軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)可知,△PCF的周長(zhǎng)等于線(xiàn)段C′C″的長(zhǎng)度.利用軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)、兩點(diǎn)之間線(xiàn)段最短可以證明此時(shí)△PCF的周長(zhǎng)最?。绱饒D③所示,利用勾股定理求出線(xiàn)段C′C″的長(zhǎng)度,即△PCF周長(zhǎng)的最小值.【詳解】解:(1)∵C(0,1),OD=OC,∴D點(diǎn)坐標(biāo)為(1,0).設(shè)直線(xiàn)CD的解析式為y=kx+b(k≠0),將C(0,1),D(1,0)代入得:,解得:∴直線(xiàn)CD的解析式為:y=﹣x+1.(2)設(shè)拋物線(xiàn)的解析式為y=a(x﹣2)2+3,將C(0,1)代入得:1=a×(﹣2)2+3,解得a=.∴y=(x﹣2)2+3=x2+2x+1.(3)證明:由題意可知,∠ECD=45°,∵OC=OD,且OC⊥OD,∴△OCD為等腰直角三角形,∠ODC=45°.∴∠ECD=∠ODC,∴CE∥x軸.∴點(diǎn)C、E關(guān)于對(duì)稱(chēng)軸(直線(xiàn)x=2)對(duì)稱(chēng),∴點(diǎn)E的坐標(biāo)為(4,1).如答圖①所示,設(shè)對(duì)稱(chēng)軸(直線(xiàn)x=2)與CE交于點(diǎn)F,則F(2,1).∴ME=CM=QM=2.∴△QME與△QMC均為等腰直角三角形.∴∠QEC=∠QCE=45°.又∵△OCD為等腰直角三角形,∴∠ODC=∠OCD=45°.∴∠QEC=∠QCE=∠ODC=∠OCD=45°.∴△CEQ∽△CDO.(4)存在.如答圖②所示,作點(diǎn)C關(guān)于直線(xiàn)QE的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)C′,作點(diǎn)C關(guān)于x軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)C″,連接C′C″,交OD于點(diǎn)F,交QE于點(diǎn)P,則△PCF即為符合題意的周長(zhǎng)最小的三角形,由軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)可知,△PCF的周長(zhǎng)等于線(xiàn)段C′C″的長(zhǎng)度.證明如下:不妨在線(xiàn)段OD上取異于點(diǎn)F的任一點(diǎn)F′,在線(xiàn)段QE上取異于點(diǎn)P的任一點(diǎn)P′,連接F′C″,F(xiàn)′P′,P′C′.由軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)可知,△P′CF′的周長(zhǎng)=F′C″+F′P′+P′C′.而F′C″+F′P′+P′C′是點(diǎn)C′,C″之間的折線(xiàn)段,由兩點(diǎn)之間線(xiàn)段最短可知:F′C″+F′P′+P′C′>C′C″,即△P′CF′的周長(zhǎng)大于△PCE的周長(zhǎng).)如答圖③所示,連接C′E,∵C,C′關(guān)于直線(xiàn)QE對(duì)稱(chēng),△QCE為等腰直角三角形,∴△QC′E為等腰直角三角形.∴△CEC′為等腰直角三角形.∴點(diǎn)C′的坐標(biāo)為(4,5).∵C,C″關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng),∴點(diǎn)C″的坐標(biāo)為(﹣1,0).過(guò)點(diǎn)C′作C′N(xiāo)⊥y軸于點(diǎn)N,則NC′=4,NC″=4+1+1=6,在Rt△C′N(xiāo)C″中,由勾股定理得:.綜上所述,在P點(diǎn)和F點(diǎn)移動(dòng)過(guò)程中,△PCF的周長(zhǎng)存在最小值,最小值為.【點(diǎn)睛】本題是中考?jí)狠S題,綜合考查了二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)、待定系數(shù)法、相似三角形、等腰直角三角形、勾股定理、軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)等重要知識(shí)點(diǎn),涉及考點(diǎn)較多,有一點(diǎn)的難度.本題難點(diǎn)在于第(4)問(wèn),如何充分利用軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)確定△PCF周長(zhǎng)最小時(shí)的幾何圖形,是解答本題的關(guān)鍵.10.(2020·盤(pán)錦市雙臺(tái)子區(qū)第一中學(xué)初三月考)如圖①,已知拋物線(xiàn)y=ax2+bx+c的圖像經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(0,3)、B(1,0),其對(duì)稱(chēng)軸為直線(xiàn)l:x=2,過(guò)點(diǎn)A作AC∥x軸交拋物線(xiàn)于點(diǎn)C,∠AOB的平分線(xiàn)交線(xiàn)段AC于點(diǎn)E,點(diǎn)P是拋物線(xiàn)上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),設(shè)其橫坐標(biāo)為m.(1)求拋物線(xiàn)的解析式;(2)若動(dòng)點(diǎn)P在直線(xiàn)OE下方的拋物線(xiàn)上,連結(jié)PE、PO,當(dāng)m為何值時(shí),四邊形AOPE面積最大,并求出其最大值;(3)如圖②,F(xiàn)是拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸l上的一點(diǎn),在拋物線(xiàn)上是否存在點(diǎn)P使△POF成為以點(diǎn)P為直角頂點(diǎn)的等腰直角三角形?若存在,直接寫(xiě)出所有符合條件的點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)y=x2-4x+3.(2)當(dāng)m=時(shí),四邊形AOPE面積最大,最大值為.(3)P點(diǎn)的坐標(biāo)為:P1(,),P2(,),P3(,),P4(,).【解析】分析:(1)利用對(duì)稱(chēng)性可得點(diǎn)D的坐標(biāo),利用交點(diǎn)式可得拋物線(xiàn)的解析式;(2)設(shè)P(m,m2-4m+3),根據(jù)OE的解析式表示點(diǎn)G的坐標(biāo),表示PG的長(zhǎng),根據(jù)面積和可得四邊形AOPE的面積,利用配方法可得其最大值;(3)存在四種情況:如圖3,作輔助線(xiàn),構(gòu)建全等三角形,證明△OMP≌△PNF,根據(jù)OM=PN列方程可得點(diǎn)P的坐標(biāo);同理可得其他圖形中點(diǎn)P的坐標(biāo).詳解:(1)如圖1,設(shè)拋物線(xiàn)與x軸的另一個(gè)交點(diǎn)為D,由對(duì)稱(chēng)性得:D(3,0),設(shè)拋物線(xiàn)的解析式為:y=a(x-1)(x-3),把A(0,3)代入得:3=3a,a=1,∴拋物線(xiàn)的解析式;y=x2-4x+3;(2)如圖2,設(shè)P(m,m2-4m+3),∵OE平分∠AOB,∠AOB=90°,∴∠AOE=45°,∴△AOE是等腰直角三角形,∴AE=OA=3,∴E(3,3),易得OE的解析式為:y=x,過(guò)P作PG∥y軸,交OE于點(diǎn)G,∴G(m,m),∴PG=m-(m2-4m+3)=-m2+5m-3,∴S四邊形AOPE=S△AOE+S△POE,=×3×3+PG?AE,=+×3×(-m2+5m-3),=-m2+m,=(m-)2+,∵-<0,∴當(dāng)m=時(shí),S有最大值是;(3)如圖3,過(guò)P作MN⊥y軸,交y軸于M,交l于N,∵△OPF是等腰直角三角形,且OP=PF,易得△OMP≌△PNF,∴OM=PN,∵P(m,m2-4m+3),則-m2+4m-3=2-m,解得:m=或,∴P的坐標(biāo)為(,)或(,);如圖4,過(guò)P作MN⊥x軸于N,過(guò)F作FM⊥MN于M,同理得△ONP≌△PMF,∴PN=FM,則-m2+4m-3=m-2,解得:x=或;P的坐標(biāo)為(,)或(,);綜上所述,點(diǎn)P的坐標(biāo)是:(,)或(,)或(,)或(,).點(diǎn)睛:本題屬于二次函數(shù)綜合題,主要考查了二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,相似三角形的判定與性質(zhì)以及解一元二次方程的方法,解第(2)問(wèn)時(shí)需要運(yùn)用配方法,解第(3)問(wèn)時(shí)需要運(yùn)用分類(lèi)討論思想和方程的思想解決問(wèn)題.11.(2020·四川初三)如圖,一次函數(shù)的圖像與坐標(biāo)軸交于A、B兩點(diǎn),點(diǎn)C的坐標(biāo)為,二次函數(shù)的圖像經(jīng)過(guò)A、B、C三點(diǎn).(1)求二次函數(shù)的解析式(2)如圖1,已知點(diǎn)在拋物線(xiàn)上,作射線(xiàn)BD,點(diǎn)Q為線(xiàn)段AB上一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)Q作軸于點(diǎn)M,作于點(diǎn)N,過(guò)Q作軸交拋物線(xiàn)于點(diǎn)P,當(dāng)QM與QN的積最大時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);(3)在(2)的條件下,連接AP,若點(diǎn)E為拋物線(xiàn)上一點(diǎn),且滿(mǎn)足,求點(diǎn)E的坐標(biāo).【答案】(1);(2);(3)或【解析】【分析】(1)求出A、B的坐標(biāo),設(shè)二次函數(shù)解析式為,把A(0,2)代入即可得出結(jié)論;(2)先求出D的坐標(biāo)和直線(xiàn)BD的解析式,過(guò)D作DT⊥x軸于T,可求得∠DBO=45°.設(shè)Q(m,m+2),則G(m,-m+4),MQ=m.設(shè)∠ABO=α,則∠NBQ=45°-α,∠MQB=180°-α.證明ΔGQN為等腰直角三角形,表示出NQ,MQ?NQ,利用二次函數(shù)的性質(zhì)解答即可;(3)如圖,過(guò)A作AH⊥PE于點(diǎn)H,解Rt△APH,得到AH=1,PH=2.設(shè)H(m,n),利用兩點(diǎn)間距離公式可求出H的坐標(biāo),進(jìn)而求出點(diǎn)E的坐標(biāo).【詳解】(1)在中,令x=0,得y=2,∴A(0,2);令y=0,得,解得:x=4,∴B(4,0).設(shè)二次函數(shù)解析式為,將A(0,2)代入得:解得:,∴.(2)∵點(diǎn)D(1,n)在拋物線(xiàn)上,∴n==3,∴D(1,3).設(shè)直線(xiàn)BD的解析式為y=kx+b,則,解得:,∴直線(xiàn)BD的解析式為:y=-x+4.過(guò)D作DT⊥x軸于T,則OT=1,DT=3.∵OB=4,∴BT=OB-OT=4-1=3,∴DT=BT,∴∠DBO=45°.設(shè)Q(m,m+2),則G(m,-m+4),MQ=m.設(shè)∠ABO=α,則∠NBQ=45°-α∠MQB=180°-α.又∵∠PQM=90°,∠NQB=90°-(45°-α)=45°+α,∴∠GQN=360°-90°-(180°-α)-(45°+α)=45°,∴ΔGQN為等腰直角三角形,∴NQ=,∴MQ?NQ=.當(dāng)m=2時(shí),QM?QN最大,此時(shí)P(2,3).(3)如圖,過(guò)A作AH⊥PE于點(diǎn)H,其中,∠APE=∠ABO.又A(0,2),P(2,3),,∴,∴PH=2AH.∵AP=,,∴,∴AH=1,PH=2.設(shè)H(m,n),則,,解得:;,∴,.①易求直線(xiàn)PH的解析式為:令解得:(舍)∴;②易求直線(xiàn)PH1的解析式為:.令,解得:,∴.綜上所述:符合題意的E點(diǎn)坐標(biāo)為或.【點(diǎn)睛】本題是二次函數(shù)綜合題.考查了待定系數(shù)法求二次函數(shù)的解析式、二次函數(shù)的最值、解直角三角形等知識(shí)點(diǎn).靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)是解答本題的關(guān)鍵.12.(2019·廣東初三)如圖,已知拋物線(xiàn)y=﹣x2+bx+c與x軸交于原點(diǎn)O和點(diǎn)A(6,0),拋物線(xiàn)的頂點(diǎn)為B.(1)求該拋物線(xiàn)的解析式和頂點(diǎn)B的坐標(biāo);(2)若動(dòng)點(diǎn)P從原點(diǎn)O出發(fā),以每秒1個(gè)長(zhǎng)度單位的速度沿線(xiàn)段OB運(yùn)動(dòng),設(shè)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t(s).問(wèn)當(dāng)t為何值時(shí),△OPA是直角三角形?(3)若同時(shí)有一動(dòng)點(diǎn)M從點(diǎn)A出發(fā),以2個(gè)長(zhǎng)度單位的速度沿線(xiàn)段AO運(yùn)動(dòng),當(dāng)P、M其中一個(gè)點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng)時(shí)另一個(gè)點(diǎn)也隨之停止運(yùn)動(dòng).設(shè)它們的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t(s),連接MP,當(dāng)t為何值時(shí),四邊形ABPM的面積最小?并求此最小值.【答案】(1)y=﹣x2+2x,(3,3);(2)t=3時(shí),△OPA是直角三角形;(3)當(dāng)t=時(shí),四邊形ABPM的面積取最小值,最小值為【解析】【分析】(1)根據(jù)點(diǎn)O,A的坐標(biāo),利用待定系數(shù)法可求出二次函數(shù)的解析式,再將二次函數(shù)解析式由一般式變形為頂點(diǎn)式,即可得出頂點(diǎn)B的坐標(biāo);(2)由點(diǎn)B的坐標(biāo),利用待定系數(shù)法可求出直線(xiàn)OB的解析式,過(guò)點(diǎn)P作PC⊥x軸于點(diǎn)C,設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x,x),則點(diǎn)C的坐標(biāo)為(x,0),由tan∠POC=可得出∠POC=60°,結(jié)合OA的值可找出當(dāng)∠APO=90°時(shí)OP的長(zhǎng),由點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)速度為1可求出此時(shí)t的值;(3)當(dāng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t時(shí),OP=t,AM=2t,PC=t,PC=t,OM=6﹣2t,結(jié)合點(diǎn)P,M的運(yùn)動(dòng)速度可得出0≤t≤3,由S四邊形ABPM=S△ABO﹣S△POM可得出四邊形ABPM的面積關(guān)于t的函數(shù)關(guān)系式,再利用二次函數(shù)的性質(zhì)即可解決最值問(wèn)題.【詳解】解:(1)將O(0,0),A(6,0)代入y=﹣x2+bx+c,得:,解得:,∴該拋物線(xiàn)的解析式為y=﹣x2+2x.∵y=﹣x2+2x=﹣(x﹣3)2+3,∴頂點(diǎn)B的坐標(biāo)為(3,3).(2)設(shè)直線(xiàn)OB的解析式為y=kx,將B(3,3)代入y=kx,得:3=3k,解得:k=,∴直線(xiàn)OB的解析式為y=x.過(guò)點(diǎn)P作PC⊥x軸于點(diǎn)C,如圖1所示.設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x,x),則點(diǎn)C的坐標(biāo)為(x,0).∵tan∠POC==,∴∠POC=60°.當(dāng)∠APO=90°,則cos∠POC==,∴OP=3.∵OP=1×t=3,∴t=3.(3)當(dāng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t時(shí),OP=t,AM=2t,PC=t,PC=t,OM=6﹣2t.∵當(dāng)P、M其中一個(gè)點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng)時(shí)另一個(gè)點(diǎn)也隨之停止運(yùn)動(dòng),∴0≤t≤3.S四邊形ABPM=S△ABO﹣S△POM,=?OA?yB﹣?OM?PC,=×6×3﹣×(6﹣2t)×t,=t2﹣t+9,=(t﹣)2+.∵>0,∴當(dāng)t=時(shí),四邊形ABPM的面積取最小值,最小值為.【點(diǎn)睛】本題考查了待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式、解直角三角形、待定系數(shù)法求一次函數(shù)解析式、三角形的面積以及二次函數(shù)的性質(zhì),解題的關(guān)鍵是:(1)根據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo),利用待定系數(shù)法求出二次函數(shù)解析式;(2)通過(guò)解直角三角形找出當(dāng)∠APO=90°時(shí)OP的長(zhǎng);(3)利用分割圖形求面積法,找出四邊形ABPM的面積關(guān)于t的函數(shù)關(guān)系式.13.(2019·山東初三期中)如圖,已知拋物線(xiàn)經(jīng)過(guò)兩點(diǎn)A(﹣3,0),B(0,3),且其對(duì)稱(chēng)軸為直線(xiàn)x=﹣1.(1)求此拋物線(xiàn)的解析式.(2)若點(diǎn)Q是對(duì)稱(chēng)軸上一動(dòng)點(diǎn),當(dāng)OQ+BQ最小時(shí),求點(diǎn)Q的坐標(biāo).(3)若點(diǎn)P是拋物線(xiàn)上點(diǎn)A與點(diǎn)B之間的動(dòng)點(diǎn)(不包括點(diǎn)A,點(diǎn)B),求△PAB面積的最大值,并求出此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo).【答案】(1)y=﹣x2﹣2x+3;(2)點(diǎn)Q(﹣1,);(3)S△PAB有最大值,點(diǎn)P(﹣,)【解析】【分析】(1)拋物線(xiàn)經(jīng)過(guò)兩點(diǎn),對(duì)稱(chēng)軸為直線(xiàn),則拋物線(xiàn)與軸另外一個(gè)交點(diǎn)坐標(biāo)為:,即可求解;(2)設(shè)點(diǎn)是點(diǎn)關(guān)于對(duì)稱(chēng)軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),則,連接交對(duì)稱(chēng)軸于點(diǎn),則點(diǎn)為所求,即可求解;(3)過(guò)點(diǎn)作軸的平行線(xiàn)交于點(diǎn),由,即可求解.【詳解】解:(1)拋物線(xiàn)經(jīng)過(guò)兩點(diǎn),對(duì)稱(chēng)軸為直線(xiàn),則拋物線(xiàn)與軸另外一個(gè)交點(diǎn)坐標(biāo)為:,則拋物線(xiàn)的表達(dá)式為:,即,解得:,個(gè)拋物線(xiàn)的表達(dá)式為:;(2)設(shè)點(diǎn)是點(diǎn)關(guān)于對(duì)稱(chēng)軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),則,連接交對(duì)稱(chēng)軸于點(diǎn),則點(diǎn)為所求,則點(diǎn)的表達(dá)式為:,當(dāng)時(shí),,故點(diǎn);(3)過(guò)點(diǎn)作軸的平行線(xiàn)交于點(diǎn),直線(xiàn)的表達(dá)式為:,設(shè)點(diǎn),則點(diǎn),則,,有最大值,此時(shí),點(diǎn),.【點(diǎn)睛】本題考查的是二次函數(shù)綜合運(yùn)用,涉及到一次函數(shù)、點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)性、圖形的面積計(jì)算等,其中(2)用點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)性求解線(xiàn)段的最值,其中(3)在坐標(biāo)系中利用三角形面積等于水平寬×鉛直高的一半表示是常用方法.14.(2019·四川中考真題)如圖,拋物線(xiàn)過(guò)點(diǎn),且與直線(xiàn)交于B、C兩點(diǎn),點(diǎn)B的坐標(biāo)為.(1)求拋物線(xiàn)的解析式;(2)點(diǎn)D為拋物線(xiàn)上位于直線(xiàn)上方的一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)D作軸交直線(xiàn)于點(diǎn)E,點(diǎn)P為對(duì)稱(chēng)軸上一動(dòng)點(diǎn),當(dāng)線(xiàn)段的長(zhǎng)度最大時(shí),求的最小值;(3)設(shè)點(diǎn)M為拋物線(xiàn)的頂點(diǎn),在y軸上是否存在點(diǎn)Q,使?若存在,求點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.【答案】(1)拋物線(xiàn)的解析式;(2)的最小值為;(3)點(diǎn)Q的坐標(biāo):、.【解析】【分析】(1)將點(diǎn)B的坐標(biāo)為代入,,B的坐標(biāo)為,將,代入,解得,,因此拋物線(xiàn)的解析式;(2)設(shè),則,,當(dāng)時(shí),有最大值為2,此時(shí),作點(diǎn)A關(guān)于對(duì)稱(chēng)軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),連接,與對(duì)稱(chēng)軸交于點(diǎn)P.,此時(shí)最??;(3)作軸于點(diǎn)H,連接、、、、,由,,可得,因?yàn)?,,所以,可知外接圓的圓心為H,于是設(shè),則,或,求得符合題意的點(diǎn)Q的坐標(biāo):、.【詳解】解:(1)將點(diǎn)B的坐標(biāo)為代入,,∴B的坐標(biāo)為,將,代入,解得,,∴拋物線(xiàn)的解析式;(2)設(shè),則,,∴當(dāng)時(shí),有最大值為2,此時(shí),作點(diǎn)A關(guān)于對(duì)稱(chēng)軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),連接,與對(duì)稱(chēng)軸交于點(diǎn)P.,此時(shí)最小,∵,∴,,即的最小值為;(3)作軸于點(diǎn)H,連接、、、、,∵拋物線(xiàn)的解析式,∴,∵,∴,∵,,∴,可知外接圓的圓心為H,∴設(shè),則,或∴符合題意的點(diǎn)Q的坐標(biāo):、.【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù),熟練運(yùn)用二次函數(shù)的圖象的性質(zhì)與一次函數(shù)的性質(zhì)以及圓周角定理是解題的關(guān)鍵.15.(2019·天津中考真題)已知拋物線(xiàn)(為常數(shù),)經(jīng)過(guò)點(diǎn),點(diǎn)是軸正半軸上的動(dòng)點(diǎn).(Ⅰ)當(dāng)時(shí),求拋物線(xiàn)的頂點(diǎn)坐標(biāo);(Ⅱ)點(diǎn)在拋物線(xiàn)上,當(dāng),時(shí),求的值;(Ⅲ)點(diǎn)在拋物線(xiàn)上,當(dāng)?shù)淖钚≈禐闀r(shí),求的值.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ);(Ⅲ).【解析】【分析】(Ⅰ)把b=2和點(diǎn)代入拋物線(xiàn)的解析式,求出c的值,進(jìn)行配方即可得出頂點(diǎn)坐標(biāo)(Ⅱ)根據(jù)點(diǎn)和)點(diǎn)在拋物線(xiàn)上和得出點(diǎn)在第四象限,且在拋物線(xiàn)對(duì)稱(chēng)軸的右側(cè).過(guò)點(diǎn)作軸,垂足為,則點(diǎn),再根據(jù)D、E兩點(diǎn)坐標(biāo)得出為等腰直角三角形,得出,再根據(jù)已知條件,,從而求出b的值(Ⅲ)根據(jù)點(diǎn)在拋物線(xiàn)上得出點(diǎn)在第四象限,且在直線(xiàn)的右側(cè);取點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作直線(xiàn)的垂線(xiàn),垂足為,與軸相交于點(diǎn),得出,此時(shí)的值最?。贿^(guò)點(diǎn)作軸于點(diǎn),則點(diǎn).再根據(jù)得出m與b的關(guān)系,然后根據(jù)兩點(diǎn)間的距離公式和的最小值為,列出關(guān)于b的方成即可【詳解】解:(Ⅰ)∵拋物線(xiàn)經(jīng)過(guò)點(diǎn),∴.即.當(dāng)時(shí),,∴拋物線(xiàn)的頂點(diǎn)坐標(biāo)為.(Ⅱ)由(Ⅰ)知,拋物線(xiàn)的解析式為.∵點(diǎn)在拋物線(xiàn)上,∴.由,得,,∴點(diǎn)在第四象限,且在拋物線(xiàn)對(duì)稱(chēng)軸的右側(cè).如圖,過(guò)點(diǎn)作軸,垂足為,則點(diǎn).∴,.得.∴在中,.∴.由已知,,∴.∴.(Ⅲ)∵點(diǎn)在拋物線(xiàn)上,∴.可知點(diǎn)在第四象限,且在直線(xiàn)的右側(cè).考慮到,可取點(diǎn),如圖,過(guò)點(diǎn)作直線(xiàn)的垂線(xiàn),垂足為,與軸相交于點(diǎn),有,得,則此時(shí)點(diǎn)滿(mǎn)足題意.過(guò)點(diǎn)作軸于點(diǎn),則點(diǎn).在中,可知.∴,.∵點(diǎn),∴.解得.∵,∴.∴.【點(diǎn)睛】本題主要考查的是二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,解答本題主要應(yīng)用了待定系數(shù)法求二次函數(shù)、勾股定理、等腰三角形的性質(zhì)與判定等知識(shí),關(guān)鍵是明確題意,作出合適的輔助線(xiàn),利用數(shù)形結(jié)合的思想和二次函數(shù)的性質(zhì)解答.16.(2019·湖南中考真題)如圖,拋物線(xiàn)y=ax2+bx(a>0)過(guò)點(diǎn)E(8,0),矩形ABCD的邊AB在線(xiàn)段OE上(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),點(diǎn)C、D在拋物線(xiàn)上,∠BAD的平分線(xiàn)AM交BC于點(diǎn)M,點(diǎn)N是CD的中點(diǎn),已知OA=2,且OA:AD=1:3.(1)求拋物線(xiàn)的解析式;(2)F、G分別為x軸,y軸上的動(dòng)點(diǎn),順次連接M、N、G、F構(gòu)成四邊形MNGF,求四邊形MNGF周長(zhǎng)的最小值;(3)在x軸下方且在拋物線(xiàn)上是否存在點(diǎn)P,使△ODP中OD邊上的高為?若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由;(4)矩形ABCD不動(dòng),將拋物線(xiàn)向右平移,當(dāng)平移后的拋物線(xiàn)與矩形的邊有兩個(gè)交點(diǎn)K、L,且直線(xiàn)KL平分矩形的面積時(shí),求拋物線(xiàn)平移的距離.【答案】(1)y=x2﹣4x;(2)四邊形MNGF周長(zhǎng)最小值為12;(3)存在點(diǎn)P,P坐標(biāo)為(6,﹣6);(4)拋物線(xiàn)平移的距離為3個(gè)單位長(zhǎng)度.【解析】【分析】(1)由點(diǎn)E在x軸正半軸且點(diǎn)A在線(xiàn)段OE上得到點(diǎn)A在x軸正半軸上,所以A(2,0);由OA=2,且OA:AD=1:3得AD=6.由于四邊形ABCD為矩形,故有AD⊥AB,所以點(diǎn)D在第四象限,橫坐標(biāo)與A的橫坐標(biāo)相同,進(jìn)而得到點(diǎn)D坐標(biāo).由拋物線(xiàn)經(jīng)過(guò)點(diǎn)D、E,用待定系數(shù)法即求出其解析式;(2)畫(huà)出四邊形MNGF,由于點(diǎn)F、G分別在x軸、y軸上運(yùn)動(dòng),故可作點(diǎn)M關(guān)于x軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)點(diǎn)M',作點(diǎn)N關(guān)于y軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)點(diǎn)N',得FM=FM'、GN=GN'.易得當(dāng)M'、F、G、N'在同一直線(xiàn)上時(shí)N'G+GF+FM'=M'N'最小,故四邊形MNGF周長(zhǎng)最小值等于MN+M'N'.根據(jù)矩形性質(zhì)、拋物線(xiàn)線(xiàn)性質(zhì)等條件求出點(diǎn)M、M'、N、N'坐標(biāo),即求得答案;(3)因?yàn)镺D可求,且已知△ODP中OD邊上的高,故可求△ODP的面積.又因?yàn)椤鱋DP的面積常規(guī)求法是過(guò)點(diǎn)P作PQ平行y軸交直線(xiàn)OD于點(diǎn)Q,把△ODP拆分為△OPQ與△DPQ的和或差來(lái)計(jì)算,故存在等量關(guān)系.設(shè)點(diǎn)P坐標(biāo)為t,用t表示PQ的長(zhǎng)即可列方程.求得t的值要討論是否滿(mǎn)足點(diǎn)P在x軸下方的條件;(4)由KL平分矩形ABCD的面積可得K在線(xiàn)段AB上、L在線(xiàn)段CD上,畫(huà)出平移后的拋物線(xiàn)可知,點(diǎn)K由點(diǎn)O平移得到,點(diǎn)L由點(diǎn)D平移得到,故有K(m,0),L(2+m,-6).易證KL平分矩形面積時(shí),KL一定經(jīng)過(guò)矩形的中心H且被H平分,求出H坐標(biāo)為(4,﹣3),由中點(diǎn)坐標(biāo)公式即求得m的值.【詳解】(1)∵點(diǎn)A在線(xiàn)段OE上,E(8,0),OA=2∴A(2,0)∵OA:AD=1:3∴AD=3OA=6∵四邊形ABCD是矩形∴AD⊥AB∴D(2,﹣6)∵拋物線(xiàn)y=ax2+bx經(jīng)過(guò)點(diǎn)D、E∴解得:∴拋物線(xiàn)的解析式為y=x2﹣4x(2)如圖1,作點(diǎn)M關(guān)于x軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)M',作點(diǎn)N關(guān)于y軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)N',連接FM'、GN'、M'N'∵y=x2﹣4x=(x﹣4)2﹣8∴拋物線(xiàn)對(duì)稱(chēng)軸為直線(xiàn)x=4∵點(diǎn)C、D在拋物線(xiàn)上,且CD∥x軸,D(2,﹣6)∴yC=y(tǒng)D=﹣6,即點(diǎn)C、D關(guān)于直線(xiàn)x=4對(duì)稱(chēng)∴xC=4+(4﹣xD)=4+4﹣2=6,即C(6,﹣6)∴AB=CD=4,B(6,0)∵AM平分∠BAD,∠BAD=∠ABM=90°∴∠BAM=45°∴BM=AB=4∴M(6,﹣4)∵點(diǎn)M、M'關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng),點(diǎn)F在x軸上∴M'(6,4),F(xiàn)M=FM'∵N為CD中點(diǎn)∴N(4,﹣6)∵點(diǎn)N、N'關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng),點(diǎn)G在y軸上∴N'(﹣4,﹣6),GN=GN'∴C四邊形MNGF=MN+NG+GF+FM=MN+N'G+GF+FM'∵當(dāng)M'、F、G、N'在同一直線(xiàn)上時(shí),N'G+GF+FM'=M'N'最小∴C四邊形MNGF=MN+M'N'=∴四邊形MNGF周長(zhǎng)最小值為12.(3)存在點(diǎn)P,使△ODP中OD邊上的高為.過(guò)點(diǎn)P作PQ∥y軸交直線(xiàn)OD于點(diǎn)Q∵D(2,﹣6)∴OD=,直線(xiàn)OD解析式為y=﹣3x設(shè)點(diǎn)P坐標(biāo)為(t,t2﹣4t)(0<t<8),則點(diǎn)Q(t,﹣3t)①如圖2,當(dāng)0<t<2時(shí),點(diǎn)P在點(diǎn)D左側(cè)∴PQ=y(tǒng)Q﹣yP=﹣3t﹣(t2﹣4t)=﹣t2+t∴S△ODP=S△OP
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