【文档说明】中考数学二轮压轴培优专题 二次函数与面积最值定值问题(教师版).doc,共(21)页,403.385 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面积最值定值问题1.如图,抛物线y=a(x﹣2)2﹣2与y轴交于点A(0,2),顶点为B.(1)求该抛物线的解析式;(2)若点P(t,y1),Q(t+3,y2)都在抛物线上,且y1=y2,求P,Q两点的坐标;(3)在(
2)的条件下,若点C是线段QB上一动点,经过点C的直线y=﹣x+m与y轴交于点D,连接DQ,DB,求△BDQ面积的最大值和最小值.【答案解析】解:(1)将A(0,2)代入到抛物线解析式中,得,4a﹣2=2,解得,a=1,∴抛物线解析式为y=(
x﹣2)2﹣2;(2)∵y1=y2,∴(t﹣2)2﹣2=(t+3﹣2)2﹣2,解得,t=12,∴P(12,14),Q(72,14);(3)由题可得,顶点B为(2,﹣2),将直线y=﹣x+m进行平移,当直线经过B点时,﹣2=﹣2+m
,解得m=0,当直线经过点Q时,14=﹣72+m,解得m=154,∵经过点C直线y=﹣x+m与y轴交于点D,∴D为(0,m),∵点C是线段QB上一动点,∴0≤m≤154,延长QB交y轴于点E,设直线QB的解析式为y=kx+b,代入点Q、B坐标得,,解得,∴QB的解析式为:,令x
=0,则y=﹣5,∴E(0,﹣5),由图可得,S△BDQ=S△DEQ﹣S△DEB,∴=,∵0≤m≤154,∴当m=0时,S△BDQ最小值为154,当m=154时,S△BDQ最大值为.2.如图,抛物线y=ax2+
32x+c与x轴交于点A,B,与y轴交于点C,已知A,C两点坐标分别是A(1,0),C(0,﹣2),连接AC,BC.(1)求抛物线的表达式和AC所在直线的表达式;(2)将△ABC沿BC所在直线折叠,得到△DBC,点A的对应点D是否落在
抛物线的对称轴上?若点D在对称轴上,请求出点D的坐标;若点D不在对称轴上,请说明理由;(3)若点P是抛物线位于第三象限图象上的一动点,连接AP交BC于点Q,连接BP,△BPQ的面积记为S1,△ABQ的面积记为
S2,求的值最大时点P的坐标.【答案解析】解:(1)∵抛物线y=ax2+32x+c过点A(1,0),C(0,﹣2),∴,解得:.∴抛物线的表达式为y=12x2+32x﹣2.设直线AC的表达式为y=kx+b
,则,解得:.∴直线AC的表达式为y=2x﹣2.(2)点D不在抛物线的对称轴上,理由是:∵抛物线的表达式为y=12x2+32x﹣2,∴点B坐标为(﹣4,0).∵OA=1,OC=2,∴.又∵∠AOC=∠COB=90°,∴△AOC∽△COB.∴∠ACO
=∠CBO.∴∠ACO+∠BCO=∠OBC+∠BCO=90°,∴AC⊥BC.∴将△ABC沿BC所在直线折叠,点D一定落在直线AC上,延长AC至D,使DC=AC,过点D作DE⊥y轴交y轴于点E,如图1.又∵∠ACO=∠DCE,∴△ACO≌△
DCE(AAS).∴DE=AO=1,则点D横坐标为﹣1,∵抛物线的对称轴为直线x=﹣32.故点D不在抛物线的对称轴上.(3)设过点B、C的直线表达式为y=px+q,∵C(0,﹣2),B(﹣4,0),∴,解得:.∴过点B
、C的直线解析式为y=﹣12x﹣2.过点A作x轴的垂线交BC的延长线于点M,点M坐标为(1,﹣52),过点P作x轴的垂线交BC于点N,垂足为H,如图2.设点P坐标为(m,12m2+32m﹣2),则点N坐标为(m,﹣12m﹣2),∴PN=﹣12m﹣2﹣(12m2+32m
﹣2)=﹣12m2﹣2m,∵PN∥AM,∴△AQM∽△PQN.∴.若分别以PQ、AQ为底计算△BPQ和△BAQ的面积(同高不等底),则△BPQ与△BAQ的面积比为,即.∴==.∵﹣15<0,∴当m=﹣2时,的最大值为,此时点P坐标为(﹣2,﹣3).3.在平面直角坐标系xOy中,
已知抛物线:y=ax2+bx+c交x轴于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C(0,﹣32).(1)求抛物线的函数解析式;(2)如图1,点D为第四象限抛物线上一点,连接OD,过点B作BE⊥OD,垂足为E,若BE=2OE,求点D的坐标
;(3)如图2,点M为第四象限抛物线上一动点,连接AM,交BC于点N,连接BM,记△BMN的面积为S1,△ABN的面积为S2,求的最大值.【答案解析】解:(1)依题意,设y=a(x+1)(x﹣3),代入C(0,﹣32)得:a•1•(﹣3)=﹣32,解得:a=12,∴y=12(x+1)(x﹣3)
=12x2﹣x﹣32;(2)∵BE=2OE,设OE为x,BE=2x,由勾股定理得:OE2+BE2=OB2,x2+4x2=9,解得:x1=355,x2=﹣355(舍),∴OE=355,BE=655,过点E作TG平行于OB,T在y轴上,过B作BG⊥TG于G,∴△ETO∽△OEB,∴==,∴OE2=O
B•TE,∴TE==,∴OT==,∴E(35,﹣65),∴直线OE的解析式为y=﹣2x,∵OE的延长线交抛物线于点D,∴,解得:x1=1,x2=﹣3(舍),当x=1时,y=﹣2,∴D(1,﹣2);(3)如图所示,延长BC于点F,AF∥y轴,过A点作AH⊥BF于点H,
作MT∥y轴交BF于点T,过M点作MG⊥BF于点J,∵AF∥MT,∴∠AFH=∠MTJ,∵AH⊥BF,MJ⊥BF,∴∠AHF=∠MJT=90°,∴△AFH∽△MJT,∴=,∵S1=12NB•MJ,S2=12NB•AH,∴
==,设直线BC的解析式为y=kx+b,将B,C两点代入得,,解得:,∴直线BC的解析式为y=12x﹣32,当x=﹣1时,y=12•(﹣1)﹣32=﹣2,∴F(﹣1,﹣2),∴AF=2,设M(x,12x2﹣x﹣32),∴MT=12
x﹣32﹣(12x2﹣x﹣32)=﹣12(x﹣32)2+98,∴a=﹣12<0,∴MTmax=98,∴====.4.如图,在平面直角坐标系xOy中,平行四边形ABCD的AB边与y轴交于E点,F是AD的中点,B、C、D的坐标分别为(﹣2,0),(8,0),(13,10).(1)求过B、E、C三点的
抛物线的解析式;(2)试判断抛物线的顶点是否在直线EF上;(3)设过F与AB平行的直线交y轴于Q,M是线段EQ之间的动点,射线BM与抛物线交于另一点P,当△PBQ的面积最大时,求P的坐标.【答案解析】解:(1)过点D作x轴垂线交x轴于点H,如图所示:由题意得∠EOB=∠DHC=90°,∵
AB∥CD,∴∠EBO=∠DCH,∴△EBO∽△DCH,∴,∵B(﹣2,0)、C(8,0)、D(13,10),∴BO=2,CH=13﹣8=5,DH=10,∴,解得:EO=4,∴点E坐标为(0,4),设过B、E、C三点的抛物
线的解析式为:y=a(x+2)(x﹣8),将E点代入得:4=a×2×(﹣8),解得:a=﹣14,∴过B、E、C三点的抛物线的解析式为:y=﹣14(x+2)(x﹣8)=﹣14x2+32x+4;(2)抛物线的顶点在直线EF上,理由如下:由(1)
可知该抛物线对称轴为直线x=﹣3,当x=3时,y=254,∴该抛物线的顶点坐标为(3,254),又∵F是AD的中点,∴F(8,10),设直线EF的解析式为:y=kx+b,将E(0,4),F(8,10)代入得,解得:
,∴直线EF解析式为:y=34,把x=3代入直线EF解析式中得:y=254,故抛物线的顶点在直线EF上;(3)由(1)(2)可知:A(3,10),设直线AB的解析式为:y=k'x+b',将B(﹣2,0),A(3,10)代入得:,解得:,∴直线AB的解析式为:y=2x+4,∵FQ∥AB
,故可设:直线FQ的解析式为:y=2x+b1,将F(8,10)代入得:b1=﹣6,∴直线FQ的解析式为:y=2x﹣6,当x=0时,y=﹣6,∴Q点坐标为(0,﹣6),设M(0,m),直线BM的解析式为:y=k2x+b2,将M、B点代入得:,解得:,∴
直线BM的解析式为:y=,∵点P为直线BM与抛物线的交点,∴联立方程组有:,化简得:(x+2)(x﹣8+2m)=0,解得:x1=﹣2(舍去),x2=8﹣2m,∴点P的横坐标为:8﹣2m,则此时,S△PBQ=12MQ×(|xP|+|xB|)==﹣(m+)2+,∵a=﹣1<0,∴当m
=﹣12时,S取得最大值,∴点P横坐标为8﹣2×(﹣12)=9,将x=9代入抛物线解析式中y=﹣114,综上所述,当△PBQ的面积最大时,P的坐标为(9,﹣114).5.如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A、B两点,且A(﹣
1,0),对称轴为直线x=2.(1)求该抛物线的函数表达式;(2)直线l过点A且在第一象限与抛物线交于点C.当∠CAB=45°时,求点C的坐标;(3)点D在抛物线上与点C关于对称轴对称,点P是抛物线上一动点,令P(xP,yP),当1≤xP≤a,1≤a≤5时,求
△PCD面积的最大值(可含a表示).【答案解析】解:(1)抛物线过A(﹣1,0),对称轴为x=2,∴,解得,∴抛物线表达式为y=x2﹣4x﹣5;(2)过点C作CE⊥x轴于点E,∵∠CAB=45°,∴AE=CE,设点C的横坐标为xc,
则纵坐标为yc=xc+1,∴C(xc,xc+1),代入y=x2﹣4x﹣5得,xc+1=xc2﹣4xc﹣5,解得xc=﹣1(舍去),xc=6,∴yc=7,∴点C的坐标是(6,7);(3)由(2)得C的坐标是(6,7),∵对称轴x=2,∴
点D的坐标是(﹣2,7),∴CD=8,∵CD与x轴平行,点P在x轴下方,设△PCD以CD为底边的高为h,则h=|yp|+7,∴当|yp|取最大值时,△PCD的面积最大,∵1≤xp≤a,1≤a≤5,①当1≤a<2时,1≤xp≤a,此时y=x2﹣4x﹣5在1≤xp≤a上y随x的增大而减小,∴|
yp|max=|a2﹣4a﹣5|=5+4a﹣a2,∴h=|yp|+7=12+4a﹣a2,∴△PCD的最大面积为:Smax=12×CD×h=12×8×(12+4a﹣a2)=48+16a﹣4a2;②当2≤a≤5时,此时y=x2﹣4x﹣5的对称轴x=2含于1≤xp<a内,∴|yp|max=|
22﹣4×2﹣5|=9,∴h=9+7=16,∴△PCD的最大面积为Smax=12×CD×h=12×8×16=64,综上所述:当1≤a<2时,△PCD的最大面积为48+16a﹣4a2;当2≤a≤5时,△PCD的最大面积为64.6.如图,抛物线y=﹣34x2+bx+c与x轴
交于点A和点C(﹣1,0),与y轴交于点B(0,3),连接AB,BC,点P是抛物线第一象限上的一动点,过点P作PD⊥x轴于点D,交AB于点E.(1)求抛物线的解析式;(2)如图1,作PF⊥PD于点P,使PF=1
2OA,以PE,PF为邻边作矩形PEGF.当矩形PEGF的面积是△BOC面积的3倍时,求点P的坐标;(3)如图2,当点P运动到抛物线的顶点时,点Q在直线PD上,若以点Q、A、B为顶点的三角形是锐角三角形,请直接写出点Q纵坐标n的取值范围.【
答案解析】解:(1)由题意得:,解得,故抛物线的表达式为y=﹣34x2+94x+3;(2)对于y=﹣34x2+94x+3,令y=﹣34x2+94x+3=0,解得x=4或﹣1,故点A的坐标为(4,0),则PF=2,
由点A、B的坐标得,直线AB的表达式为y=﹣34x+3,设点P的坐标为(x,﹣34x2+94x+3),则点E(x,﹣34x+3),则矩形PEGF的面积=PF•PE=2×(﹣34x2+94x+3+34x﹣3)=3S△BOC=3×12×BO•CO=32×3×1,解得x=1或3,故点P的坐标
为(1,92)或(3,3);(3)由抛物线的表达式知,其对称轴为x=32,故点Q的坐标为(32,n),当∠ABQ为直角时,如图2﹣1,设BQ交x轴于点H,由直线AB的表达式知,tan∠BAO=34,则tan∠BHO=43,故设直线BQ的表达式为y=43x+t,该
直线过点B(0,3),故t=3,则直线BQ的表达式为y=43x+3,当x=32时,y=43x+3=5,即n=5;②当∠BQA为直角时,过点Q作直线MN交y轴于点N,交过点A与y轴的平行线于点M,∵∠BQN+∠MQA=90°,∠MQA+∠MAQ=90°,∴∠B
QN=∠MAQ,∴tan∠BQN=tan∠MAQ,即,解得n=32±6;③当∠BAQ为直角时,同理可得,n=﹣103;综上,以点Q、A、B为顶点的三角形是锐角三角形,则△ABQ不为直角三角形,故点Q纵坐标n的取值范围为﹣103<n<32
﹣6或32+6<n<5.7.如图,等腰直角三角形OAB的直角顶点O在坐标原点,直角边OA,OB分别在y轴和x轴上,点C的坐标为(3,4),且AC平行于x轴.(1)求直线AB的解析式;(2)求过B,C两点的抛物线y=﹣x2+bx+c的解析式;(3)抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴的另一个交点
为D,试判定OC与BD的大小关系;(4)若点M是抛物线上的动点,当△ABM的面积与△ABC的面积相等时,求点M的坐标.【答案解析】解:(1)∵点C的坐标为(3,4),且AC平行于x轴,∴点A的坐标为(0,4)且OA=4,∵△OAB是等腰直
角三角形,∠AOB=90°,∴OB=OA=4,∵点B的坐标为(4,0),设直线AB的解析式为:y=mx+n,由题意得,解得:,∴直线AB的解析式为:y=﹣x+4;(2)∵抛物线y=﹣x2+bx+c过B,C两点,∴,解得:,∴抛物线的解析式为:y=﹣x2+3x+4;(3)BD=OC;理由:∵抛
物线的解析式为y=﹣x2+3x+4=﹣{x﹣32)2+52,∴抛物线的对称轴直线为x=32,∵点B的坐标为(4,0),点B与点D关于对称轴对称,∴点D的坐标为(﹣1,0),∴BD=4﹣(﹣1)=5,∵点C的坐标为(3,4),∴OC=5,∴BD=OC;(4)∵点C的坐标为(3,4),
且AC平行于x轴,∴AC=3,∴S△ABC=12AC•yC=12×3×4=6,当点M在直线AB的上方时,如图所示,过点M作MN∥y轴,交直线AB于点N,设M的坐标为(t,﹣t2+3t+4),则N的坐标为(t,﹣t+4),∴MN=﹣t2+3t
+4﹣(﹣t+4)=﹣t2+4t,∴S△AMB=12MN•xB=12(﹣t2+4t)×4=﹣2t2+8t,∵△ABM的面积与△ABC的面积相等,∴﹣2t2+8t=6,解得:t=1或t=3(舍,该点为点C),此时
M的坐标为(1,6)或(3,4);当点M在直线AB的下方时,如图所示,过点M作MN∥x轴,交直线AB于点N,设M的坐标为(t,﹣t2+3t+4),则N的坐标为(t2﹣3t,﹣t2+3t+4),∴MN=t2﹣3
t﹣t=t2﹣4t,∴S△ABM=12MN•yA=12(t2﹣4t)×4=2t2﹣8t,∵△ABM的面积与△ABC的面积相等,∴2t2﹣8t=6,解得:t=2±7,此时M的坐标为(2+7,﹣1﹣7)或(2﹣7,7﹣1);综上可得,M的
坐标为(2+7,﹣1﹣7)或(2﹣7,7﹣1)或(1,6).8.如图,在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,抛物线y=ax2﹣2ax+3与x轴的负半轴交于点A,与x的正半轴交于点B,与y轴正半轴交于点C,OB=2OA.(1)求抛物线的解析式;(2)点D是第四象限内抛物线上一点,连接AD交y轴于
点E,过C作CF⊥y轴交抛物线于点F,连接DF,设四边形DECF的面积为S,点D的横坐标的t,求S与t的函数解析式;(3)在(2)的条件下,过F作FM∥y轴交AD于点M,连接CD交FM于点G,点N是CE上一点,连接MN、EG,当∠BAD+2∠AMN=90°,
MN:EG=213:5,求点D的坐标.【答案解析】解:(1)∵抛物线y=ax2﹣2ax+3与y轴正半轴交于点C,与x轴的负半轴交于点A,与x的正半轴交于点B,∴C(0,3),对称轴x=1,BO﹣1=AO+1,BO﹣AO=2,∵BO=2AO,∴AO=2,BO=4,即
A(﹣2,0),B(4,0),把B(4,0)代入y=ax2﹣2ax+3,得:0=16a﹣8a+3,解得:a=﹣38,∴y=﹣38(x+2)(x﹣4),即y=﹣38x2+34x+3;(2)过点D作DT⊥y轴于点T,由(1)得:C(0,3),∴点
F与点C关于对称轴对称,坐标为F(2,3),CF=2,∵点D的横坐标的t,点D是第四象限内抛物线上一点,∴D(t,﹣38t2+34t+3),∵A(﹣2,0),∴tan∠BAD===38(t﹣4),∵OE=AO•tan∠BAD=2[38(t﹣4)]=34t﹣3,∴CE=CO+O
E=3+(34t﹣3)=34t,∵S△CED=12CE•DT=12×(34t)t=38t2,S△CFD=12CF•CT=12×2[3﹣(﹣38t2+34t+3)]=t2﹣34t,∴S四边形CEDF=S△CED+S△CFD=3
8t2+38t2﹣34t=34t2﹣34t;即S=34t2﹣34t;(3)过点E作EL⊥FM于点L,过点M作MS⊥x轴于点S,∴四边形CFMS、四边形CFLE是矩形,SM=CF=2=OA,∵SM∥AO,∴==1,∴OE=ES=34t﹣3,∵CE=34t,∴CS=CE+ES=32t﹣
3,由(2)知:D(t,﹣38t2+34t+3),tan∠BAD=38(t﹣4),∴tan∠CDT=38t﹣34,∵CF∥DT,∴∠FCG=∠CDT,即tan∠FCG=tan∠CDT,∴FG=CF•tan∠CD
T=34t﹣32,∴GL=FL﹣FG=CE﹣FG=34t﹣(34t﹣32)=32,∴EG=52,∵MN:EG=213:5,∴MN=13,NS=3,∴NE=NS﹣ES=3﹣(34t﹣3)=6﹣34t=ME,在Rt△ESM中,∠ESM=9
0°,由勾股定理得:ES2+SM2=EM2,∴(34t﹣3)2+22=(6﹣34t)2,解得:t=,∴D(,﹣).9.如图,已知抛物线y=ax2+1.6x+c与x轴交于A(2,0),B两点,与y轴交于点C(0,﹣4),直线l:y=﹣12﹣4与x轴交于点D,点P是抛物线y
=ax2+1.6x+c上的一动点,过点P作PE⊥x轴,垂足为E,交直线l于点F.(1)求该抛物线的表达式;(2)点P是抛物线上位于第三象限的一动点,设点P的横坐标是m,四边形PCOB的面积是S.①求S关于m的函数解
析式及S的最大值;②点Q是直线PE上一动点,当S取最大值时,求△QOC周长的最小值及FQ的长.【答案解析】解:(1)∵抛物线y=ax2+1.6x+c经过A(2,0)、C(0,﹣4),∴,解得:,∴该抛物线的表达式为y=15x2+1.6x﹣4;(2)①如图1,连接BP,
∵抛物线y=15x2+1.6x﹣4,令y=0,得15x2+1.6x﹣4=0,解得:x1=﹣10,x2=2,∴B(﹣10,0),设P(m,15m2+1.6m﹣4),∵PE⊥x轴,∴E(m,0),∴OE=﹣m,BE=m+1
0,PE=﹣(15m2+1.6m﹣4)=﹣15m2﹣1.6m+4,∴S=S△PBE+S梯形OCPE=12×(m+10)×(﹣15m2﹣1.6m+4)+12×(﹣15m2﹣1.6m+4+4)×(﹣m)=﹣m2﹣10m+20,∵S=﹣m2﹣10m+20=﹣(m+5)2+45,∴当m=﹣5时,S
的最大值为45;②由①得:当m=﹣5时,S的最大值为45,∴P(﹣5,﹣7),E(﹣5,0),∴OE=BE=5,∵PE⊥x轴,∴直线PE是线段OB的垂直平分线,∴点B与点O关于直线PE对称,连接BC交PE于点Q,则QO=QB,∴
QO+QC=QB+QC=BC,此时QO+QC最小,即△QOC的周长最小,在Rt△BCO中,BC=229,∴△QOC的周长的最小值为:BC+OC=229+4,设直线BC的解析式为y=kx+b,把B(﹣10,
0),C(0,﹣4)代入,得,解得:,∴直线BC的解析式为y=﹣25x﹣4,当x=﹣5时,y=﹣25×(﹣5)﹣4=﹣2,∴Q(﹣5,﹣2);∵直线l的解析式为y=﹣12x﹣4,∴当x=﹣5时,y=﹣12×(﹣5)﹣4=﹣32,∴F(﹣5,﹣3
2),∴FQ=﹣32﹣(﹣2)=12,故△QOC周长的最小值为229+4,FQ的长为12.10.如图,在平面直角坐标系中,点P从原点O出发,沿x轴向右以每秒1个单位长的速度运动t秒(t>0),抛物线y=x2+bx+c经过点O和点P,已知矩形ABCD的三个顶
点为A(1,0),B(1,﹣5),D(4,0).(1)求c,b(含t的代数式表示);(2)当4<t<5时,设抛物线分别与线段AB,CD交于点M,N.①在点P的运动过程中,你认为∠AMP的大小是否会变化?若变化,说明理由;若不变,求出∠AMP的值;②求△MPN的面积S与t的函数关系式.
并求t为何值时,△MPN的面积为.【答案解析】解:(1)将(0,0)代入y=x2+bx+c,∴c=0,由题可知P(t,0),∴t2+bt=0,∴b=﹣t;(2)①∠AMP的大小不会变化,理由如下:由(1)知y=x2﹣tx,∵四边形ABCD是矩形,∴M(1,1﹣t),∴AM=t﹣1,∵
P(t,0),A(1,0),∴AP=t﹣1,∴AM=AP,∵AM⊥AP,∴∠AMP=45°;②∵A(1,0),D(4,0),∴M(1,1﹣t),N(4,16﹣4t),∴AM=t﹣1,DN=4t﹣16,∴S
△MNP=S△DPN+S梯形NDAM﹣S△PAM=12×(t﹣4)×(4t﹣16)+12×(4t﹣16+t﹣1)×3﹣12×(t﹣1)2=32t2﹣152t+6,∵△MPN的面积为,∴32t2﹣152t+6=,解得t=12或t=92,∵4<t<5,∴t=92.