【文档说明】中考数学二轮压轴培优专题 二次函数与胡不归型最值问题(教师版).doc,共(21)页,457.605 KB,由MTyang资料小铺上传
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中考数学二轮压轴培优专题二次函数与胡不归型最值问题1.在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(﹣3,0)、B(1,0),交y轴于点N,点M为抛物线的顶点,对称轴与x轴交于点C.(1)求抛物线的解析式;(2)如图1,连接AM,点E是线段AM
上方抛物线上一动点,EF⊥AM于点F,过点E作EH⊥x轴于点H,交AM于点D.点P是y轴上一动点,当EF取最大值时:①求PD+PC的最小值;②如图2,Q点为y轴上一动点,请直接写出DQ+14OQ的最小值.【答案解析】解:(1)抛物线的
表达式为:y=a(x+3)(x﹣1)=a(x2+2x﹣3)=ax2+2ax﹣3a,即﹣3a=3,解得:a=﹣1,故抛物线的表达式为:y=﹣x2﹣2x+3;(2)由抛物线的表达式得,点M(﹣1,4),点N(0,3),则tan∠MAC=2,
则设直线AM的表达式为:y=2x+b,将点A的坐标代入上式并解得:b=6,故直线AM的表达式为:y=2x+6,∵∠EFD=∠DHA=90°,∠EDF=∠ADH,∴∠MAC=∠DEF,则tan∠DEF=2,则cos∠DEF=55,设点E(x,﹣x2﹣2x
+3),则点D(x,2x+6),则FE=EDcos∠DEF=(﹣x2﹣2x+3﹣2x﹣6)×55=55(﹣x2﹣4x﹣3),∵﹣55<0,故EF有最大值,此时x=﹣2,故点D(﹣2,2);①点C(﹣1
,0)关于y轴的对称点为点B(1,0),连接BD交y轴于点P,则点P为所求点,PD+PC=PD+PB=DB为最小,则BD=13;②过点O作直线OK,使sin∠NOK=14,过点D作DK⊥OK于点K,交y轴于点Q,则点
Q为所求点,DQ+14OQ=DQ+QK=DK为最小值,则直线OK的表达式为:y=15x,∵DK⊥OK,故设直线DK的表达式为:y=﹣x+b,将点D的坐标代入上式并解得:b=2﹣,而直线DK的表达式为:y=﹣x+2﹣,故点Q(0,2﹣),由直线KD的表达式知,QD与x轴负半轴的夹角(设为α)的正
切值为,则cosα=,则DQ===,而14OQ=14(2﹣),则DQ+14OQ为最小值=+14(2﹣)=.2.如图,抛物线y=ax2+bx﹣3与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,抛物线的对称轴为直线x=1,点A(﹣1,0),过B的
直线交y轴于点D,交抛物线于E,且tan∠ABE=43.(1)求抛物线的解析式;(2)在抛物线第四象限的图象上找一点P,使得△BDP的面积最大,求出点P的坐标;(3)点M是线段BE上的一点,求AM+45M
E的最小值,并求出此时点M的坐标.【答案解析】解:(1)抛物线y=ax2+bx﹣3与x轴交于A、B两点,抛物线的对称轴为直线x=1,点A(﹣1,0),∴B(3,0),∴,解得.∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3.(2)∵B(3,0),tan∠ABE=43,∴OD=4,即D(0,4
).∴直线BE的解析式为:y=﹣43x+4.如图,过点P作PH⊥x轴,交AB于点H,设P(m,m2﹣2m﹣3),则H(m,﹣43m+4),∴PH=﹣43m+4﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+23m+7,∴S△BDP=12×PH×3=﹣32m2+m+212=﹣
32(m﹣13)2+323,∵﹣32<0,∴当m=13时,即P(13,﹣)时△BDP的面积最大.(3)如图,过点M作MS∥y轴,过点E作ES∥x轴,过A作AT⊥ES于点T,∵ES∥x轴,∴∠SEM=∠EBA,∵tan∠EBA=43,∴tan∠MES=43,∴sin∠MES=45,∴S
M=45EM,∴AM+45EM=AM+SM≥SA≥AT,∴AM+45EM的最小值为AT.令x2﹣2x﹣3=﹣43x+4,解得x=3(舍)或x=﹣73,∴E(﹣73,),∴AM+45EM的最小值,此时M(﹣1,
163).3.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与y轴相交于点C(0,﹣2),与x轴分别交于点B(3,0)和点A,且tan∠CAO=1.(1)求抛物线解析式.(2)抛物线上是否存在一点Q,使得∠BAQ=∠ABC,若存在,请求出点Q坐标,若不存在,
请说明理由;(3)抛物线的对称轴交x轴于点D,在y轴上是否存在一个点P,使22PC+PD值最小,若存在,请求出最小值,若不存在,请说明理由.【答案解析】解:(1)∵C(0,﹣2),∴OC=2,∵tan∠CAO=1,∴=1,∴OA=2,A(﹣2,0),将A(﹣2,0),B(3,0),C(0,
﹣2)代入y=ax2+bx+c得:,解得,∴抛物线解析式为y=13x2﹣13x﹣2;(2)存在一点Q,使得∠BAQ=∠ABC,理由如下:过A作AM∥BC交y轴于M,交抛物线于Q,作M关于x轴的对称点M',作直线AM'交抛物线于Q',如图:∵AM∥BC,∴∠QAB=∠ABC,即Q是满足题意的点,∵
B(3,0),C(0,﹣2),∴直线BC解析式是y=23x﹣2,设直线AM解析式为y=23x+m,将A(﹣2,0)代入得﹣43+m=0,∴m=43,∴直线AM解析式为y=23x+43,M(0,43),解得(与A重合
,舍去)或,∴Q(5,143),∵M、M'关于x轴对称,∴∠Q'AB=∠QAB=∠ABC,M'(0,﹣43),∴Q'是满足题意的点,设直线AQ'为y=kx﹣43,将A(﹣2,0)代入得﹣2k﹣43=0,∴k=﹣23,∴直线AQ'为y=﹣23x﹣43,解得(舍去)或,∴Q(1
,﹣2);综上所述,点Q坐标是(5,143)或(1,﹣2);(3)在y轴上存在一个点P,使22PC+PD值最小,理由如下:过P作PH⊥AC于H,过D作DH'⊥AC于H',交y轴于P',如图:∵y=13x2﹣13x﹣2=13(x﹣12)2﹣2512,∴抛物线对称轴是直线x=12,∴D(12,0),
∵OA=OC=2,∴△AOC是等腰直角三角形,∴∠OCA=45°=∠OAC,∴△PCH是等腰直角三角形,∴PH=22PC,∴22PC+PD最小即是PH+PD最小,∴当P运动到P',H和H'重合时,22PC+PD的最小,最小值是DH',∵∠OAC=45°,DH'⊥AC,∴△ADH'是等腰直角三
角形,∴DH'=22AD,∵A(﹣2,0),D(12,0),∴AD=52,∴DH'=542,即22PC+PD的最小值是542.4.已知抛物线y=x2﹣2x+c交x轴于A,B两点,且点B的坐标为(3,0),其对称轴交x轴于点C.(Ⅰ)求该抛物线
的顶点D的坐标;(Ⅱ)设P是线段CD上的一个动点(点P不与点C,D重合).①过点P作y轴的垂线l交抛物线(对称轴右侧)于点Q,连接QB,QD,求△QBD面积的最大值;②连接PB,求PD+5PB的最小值.【答案解析】解:(Ⅰ)
∵抛物线y=x2﹣2x+c经过点B(3,0),∴9﹣6+c=0,解得c=﹣3,∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3,∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,∴抛物线的顶点D的坐标是(1,﹣4);(Ⅱ)①过Q作QE
∥y轴交BD于E,如图:设直线BD解析式为y=kx+b,将B(3,0),D(1,﹣4)代入得:,解得,∴直线BD解析式为y=2x﹣6,根据题意知Q在线段BD下方,设Q(m,m2﹣2m﹣3),其中1<m<
3,则E(m,2m﹣6),∴EQ=2m﹣6﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+4m﹣3,∴S△QBD=12EQ|xB﹣xD|=12(﹣m2+4m﹣3)×(3﹣1)=﹣m2+4m﹣3=﹣(m﹣2)2+1,∵﹣1<0,1<m<3,∴m=2时,S△QBD最大值为1,答:△QBD面积的最大
值是1;②连接AD,过A作AH⊥BD于H,过P作PF⊥BD于F,连接AP,如图:∵P在抛物线对称轴上,∴PA=PB,在Rt△DBC中,BD=25,∴sin∠BDC=55,在Rt△DPF中,PF=PDsin∠PDF=55PD,∴PD+5P
B=5(55PD+PB)=5(PF+PA)≥5AH,由2S△ABD=ABCD=BDAH得:AH=855,∴PD+5PB≥5×855=8,即PD+5PB的最小值是8.5.如图,已知抛物线y=ax2﹣2ax﹣8a(a>0)与x轴从左至右依次交于A,B两点,与y轴交于点C,经过点
B的直线y=﹣33x+433与抛物线的另一交点为D,且点D的横坐标为﹣5.(1)求抛物线的函数表达式;(2)若点P(x,y)在该二次函数的图象上,且S△BCD=S△ABP,求点P的坐标;(3)设F为线段BD上的
一个动点(异于点B和D),连接AF.是否存在点F,使得2AF+DF的值最小?若存在,分别求出2AF+DF的最小值和点F的坐标,若不存在,请说明理由.【答案解析】解:把x=﹣5代入y=﹣33x+433,解得y=33,∴D(﹣5,33),把D(﹣5,
33)代入y=ax2﹣2ax﹣8a,解得a=,∴抛物线的解析式为;(2)设直线BD与y轴交于点E,∴E(0,433),由可得A(﹣2,0),B(4,0),C(0,),由S△BCD=S△ABP,∴12CE|xB﹣xD|=12AB|yP|,∴
(﹣)×(4+5)=(4+2)×|yP|,∴|yP|=1033,∴yP=±1033,∵抛物线的顶点为(1,﹣3),∴yP=1033,∴P点坐标为或;(3)存在点F,使得2AF+DF的值最小,理由如下:过点D作DM平行于x轴,故∠BDM=30°,过F作FH
⊥DM于H,∴sin30°=12,∴HF=12DF,∴2AF+DF=2(AF+12DF)=2(AF+HF)=2AH,当A、F、H三点共线时,即AH⊥DM时,2AF+DF取最小值,∵A(﹣2,0),∴F(﹣2,23),∵D(﹣5,33),∴AH=33,∴
2AF+DF的最小值为63.6.如图,抛物线y=﹣2x2﹣62x+72交x轴于A,B两点(点A在点B左侧),交y轴于点C,直线y=2x+72经过点A、C,点M是线段AC上的一动点(不与点A,C重合).(1)求A,B两点的坐标;(2)当点P,C关于抛物线
的对称轴对称时,求PM+63AM的最小值及此时点M的坐标;(3)连接BC,当△AOM与△ABC相似时,求出点M的坐标.【答案解析】解:(1)在y=﹣x22﹣62x+72中,令y=0得:﹣2x2﹣62x+7
2=0,解得x=﹣7或x=1,∴A(﹣7,0),B(1,0);(2)过P作PN⊥x轴于N,交AC于M,如图:抛物线y=﹣2x2﹣62x+72的对称轴为直线x=﹣3,在y=﹣2x2﹣62x+72中,令x=0得y=72,∴C(0,72),∴AC=73,
∴sin∠CAB=63,在Rt△AMN中,MN=AMsin∠CAB=63AM,∴PM+63AM最小,即是PM+MN最小,由垂线段最短可知PM+63AM的最小值即为PN的长,∵点P,C(0,72)关于抛物
线的对称轴直线x=﹣3对称,∴PN与OC关于抛物线y=﹣2x2﹣62x+72的对称轴直线x=﹣3对称,P(﹣6,72),∴PN=OC=72,即PM+63AM的最小值为72,由A(﹣7,0),C(0,7
2)得直线AC解析式为y=2x+72,在y=2x+72中,令x=﹣6得y=2,∴M(﹣6,2);(3)过M作MH⊥x轴于H,过M'作M'G⊥x轴于G,如图:∵A(﹣7,0),B(1,0),C(0,72),∴AB=8,AC=73,∵∠MAO=∠
BAC,∴△AOM与△ABC相似,分两种情况:①当△ABC∽AMO时,=,∴=,∴AM=,∵MH⊥x轴,∴MH∥OC,∴△AMH∽△ACO,∴==,即=,∴AH=,MH=,∴OH=OA﹣AH=133,∴M(﹣,),②当△ABC∽△AOM'时,∴=,即=,∴AM'=,同理可得==,∴=,∴AG
=,M'G=,∴OG=OA﹣AG=,∴M'(﹣,),综上所述,当△AOM与△ABC相似时,M坐标为(﹣,)或(﹣,).7.如图所示,已知抛物线y=﹣12x2﹣32x+c与x轴交于A、B两点,与y轴的正半轴交于点C,点A在点
B的左侧,且满足tan∠CABtan∠CBA=1.(1)求A、B两点的坐标;(2)若点P是抛物线y=﹣12x2﹣32x+c上一点,且△PAC的内切圆的圆心正好落在x轴上,求点P的坐标;(3)若M为线段AO上任意一点,求MC+55AM的最小值.【答案解析】解
:(1)设点A、B的横坐标分别为x1,x2,令y=0可得﹣12x2﹣32x+c=0,∴x1x2=﹣2c,∵tan∠CABtan∠CBA=1,∴OC2=OAOB=(﹣x1)x2=2C,即c2=2c,解得c1
=0(舍去),c2=2,∴抛物线y=﹣12x2﹣32x+2,令y=0解得,x1=﹣4,x2=1,故点A(﹣4,0),点B(1,0);(2)△PAC的内切圆圆心正好落在x轴上,则x轴为∠CAP的角平分线,作点C关于x轴的对称点C'(0,﹣2),设直线AC'的解析式为y=kx+b,将点A(﹣4,
0),C'(0,﹣2)代入,得,解得,∴直线AC'的解析式为y=x﹣2,联立抛物线与直线得,解得,,故点P坐标(2,﹣3);(3)过点A作直线AD,使sin∠OAD=55,过点M作ME⊥AD于点E,如图,在Rt△MAE中,s
in∠OAD=55,∴ME=55AM,∴MC+55AM=MC+ME,当点M、C、E三点共线时,MC+ME最小为CE,∵∠OMC=∠EMA.∠MEA=∠COM,∴∠EAM=∠OCM,在Rt△OCM中,sin∠OCM=sin∠OAD=55,OC=2,∴tan∠
OCM=12,cos∠OAD=255,∴OM=1,CM=5,∴AM=4﹣1=3,在Rt△AEM中,sin∠OAD=55,AM=3,∴EM=3sin∠OAD=355,∴MC+ME=355+5=855.故MC+55AM的最小值855.8.已知抛物线y=ax2﹣4ax﹣12a
与x轴相交于A,B两点,与y轴交于C点,且OC=32OA.设抛物线的顶点为M,对称轴交x轴于点N.(1)求抛物线的解析式;(2)如图1,点E(m,n)为抛物线上的一点,且0<m<6,连接AE,交对称轴于点P.点F为线段BC上一动点
,连接EF,当PA=2PE时,求12EF+510BF的最小值.(3)如图2,过点M作MQ⊥CM,交x轴于点Q,将线段CQ向上平移t个单位长度,使得线段CQ与抛物线有两个交点,求t的取值范围.【答案解析】解:(1)在y=a
x2﹣4ax﹣12a中,令y=0得ax2﹣4ax﹣12a=0,解得x1=﹣2,x2=6,∴OA=2,∵OC=32OA,∴OC=3,即C(0,3),将C(0,3)代入y=ax2﹣4ax﹣12a得a=﹣14,∴抛物线的解析式为y=﹣14x2+x+3;(2)过E作EH⊥x轴于
H,交BC于F',过F作FQ⊥x轴于Q,如图:∵y=﹣14x2+x+3对称轴为直线x=2,∴P横坐标为2,即ON=2,∴AN=2﹣(﹣2)=4,∵AP=2PE,∴AN=2NH,∴NH=2,∴E横坐标为4,在y=﹣14x2+x+3中令x=4得y=3,∴E(
4,3),由(1)可知:OC=3,OB=6,Rt△BOC中,BC=35,∴sin∠CBO=55,∵EH⊥x轴,∴Rt△BFQ中,sin∠CBO=55,∴FQ=55BF,而12EF+510BF=12(EF+55BF),∴12E
F+510BF最小即是EF+55BF最小,也是EF+FQ最小,此时E、F、Q共线,即F与F'重合,Q与H重合,EH的长度即是EF+55BF的最小值,∵EH=|yE|=3,∴EF+55BF的最小值为3,∴12EF+510BF的最小值为32;(3)将线段CQ向上平移,当Q落到抛物线
上的Q1处时,线段CQ与抛物线有两个交点,继续将线段向上平移,当线段与抛物线只有一个交点,Q移动到Q2处,如图:∵y=﹣14x2+x+3顶点M(2,4),又C(0,3),∴CM的解析式为y=12x+3,由MQ⊥CM,设MQ解析式
为y=﹣2x+b,将M(2,4)代入得:4=﹣2×2+b,∴b=8,∴MQ解析式为y=﹣2x+8,在y=﹣2x+8中令y=0得x=4,∴Q(4,0),而C(0,3),∴CQ解析式为y=﹣34x+3,将线段CQ向上平移t个单位长度,与C1Q1重合时,则Q1(4,t),代入y
=﹣14x2+x+3得:t=﹣14×16+4+3=3,将线段CQ向上平移t个单位长度,与C2Q2重合时,C2Q2解析式为y=﹣34x+3+t,由只有一个解,可得﹣14x2+74x﹣t=0的判别式Δ=0,即(74)2﹣4×(﹣14)(﹣t)=0,解得t=,∴将
线段CQ向上平移t个单位长度,使得线段CQ与抛物线有两个交点,3≤t<.9.已知抛物线y=ax2+bx(a,b为常数,a≠0)与x轴的正半轴交于点A,其顶点C的坐标为(2,4).(Ⅰ)求抛物线的解析式;(Ⅱ)点P是抛物线上位于直线AC上方的一个动点,求△PAC面积的最大值;(Ⅲ)
点Q是抛物线对称轴上的一个动点,连接QA,求QC+5QA的最小值.【答案解析】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx顶点C的坐标为(2,4),∴,解得,∴抛物线的解析式为y=﹣x2+4x,(2)过P作PQ交AC于Q,如答图1:∵抛物线的解析式为y=﹣x2+4x,∴令y=0得x1=0
,x2=4,∴A(4,0),设直线AC解析式为y=kx+b,将A(4,0)、C(2,4)代入得:,解得,∴直线AC解析式为y=﹣2x+8,设P(m,﹣m2+4m),则Q(m,﹣2m+8),∴PQ=(﹣
m2+4m)﹣(﹣2m+8)=﹣m2+6m﹣8,∴S△PAC=S△PAQ+S△PCQ=12PQ(xA﹣xC)=12(﹣m2+6m﹣8)×(4﹣2)=﹣m2+6m﹣8,当m=3时,S△PAC最大为1,∴△PAC面积的最大值是1;(3)∵QC+5QA
=5(55QC+QA),∴要使QC+5QA最小,即是55QC+QA最小,设抛物线对称轴交x轴于D,以C为顶点,CD为一边,在对称轴左侧作∠ECD,使sin∠ECD=55,过A作AB⊥CB于B,交CD于Q′,过Q作QF⊥CE于
F,如答图2:∵sin∠ECD=55,QF⊥CE,∴QF=55QC,∴55QC+QA最小即是QF+QA最小,此时F与B重合,Q与Q′重合,55QC+QA的最小值即是AB的长度,∵∠BQ′C=∠AQ′D,∠Q/BC=∠Q′DA=90°,
∴∠ECD=∠Q′AD,∵sin∠ECD=55,∴sin∠Q′AD=55,可得tan∠Q′AD=12,cos∠Q′AD=255,而A(4,0)、C(2,4)知DA=2,∴Q′A=5,Q′D=1,∴Q′C=3,∵sin∠ECD=55,∴Q′
B=355,∴AB=Q′A+Q′B=855,∴55QC+QA最小为855,∴QC+5QA最小为5(55QC+QA)=8.10.如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2+bx+c的图象经过点A(﹣2,0),B(0,3),C(1,0),其对称轴与x轴交于点E,顶点坐标为
D.(1)求二次函数的表达式;(2)点P为抛物线的对称轴上的一个动点,且在第二象限内,若平面内存在点Q,使得以B,C,P,Q为顶点的四边形为菱形,求点Q的坐标;(3)若M为y轴上的一个动点,连接ME,求
12MB+ME的最小值.【答案解析】解:(1)将点A、B、C的坐标代入抛物线表达式得,解得,故抛物线的表达式为y=﹣32x2﹣32x+3;(2)由函数的表达式知,函数的对称轴为x=﹣12,故设点P的坐标为(12,
m).∵C(1,0),B(0,3),∴BC2=1+3=4,直线BC的表达式为y=﹣3x+3,①以C为圆心BC为半径画弧与对称轴有两个交点,此时CP=BC,则(12+1)2+m2=4,解得m=±72,即此时点P的坐标为P1(﹣12,72)或P2(﹣12,﹣72)(舍去);②以B为圆心BC为半径
画弧与对称轴有两个交点,此时BP=BC,则(12)2+(m﹣3)2=4,解得m1=3+1215或m2=3﹣1215,即此时点P的坐标为P3(﹣12,3+1215)或P4(﹣12,3﹣1215)(舍去);③线段
BC的垂直平分线与对称轴有一个交点,此时CP=BP,则(12+1)2+m2=(12)2+(3﹣m)2,解得m=36,即此时点P的坐标为P5(﹣12,36);故点P的坐标为(﹣12,72)或(﹣12,3+1215)或(﹣12,36);当点P的坐标为P(﹣12,72)时,∵BC∥PQ,故直线PQ
的表达式为y=﹣3x+t,将点P的坐标代入上式得:72=﹣3×(﹣12)+t,解得t=72-32,故直线PQ的表达式为y=﹣3x+72-32,则设点Q的坐标为(x,y),其中y=﹣3x+72-32,由菱形的性质知,BP的中点即为CQ的中点,由
中点公式得:12(x﹣12)=12(0+1),解得x=﹣32,当x=﹣32时,y=﹣3x+72-32=3+72,故点Q的坐标为(﹣32,3+72),同理可得,点P(﹣12,3+1215)或(﹣12,36)时,对应的点Q的坐标分别为(12,1215)
或(32,563),综上所述,满足条件的点Q的坐标为(﹣32,3+72)或(12,1215)或(32,563);(3)如图,连接BC,作EH⊥BC于H,交OB于M,此时12BM+ME最小.理由:∵OC=1,OB=3,∴tan∠CBO=33,∴∠CBO=30°,∴M
H=12BM,∴12BM+ME=MH+EM=EH,∴此时12BM+ME最短,在Rt△CEH中,∵∠CHE=90°,CE=32,∠HCE=60°,∴EH=343,∴12BM+ME的最小值为343.