初三二次函数最后一题答案
二次函数综合题型精讲精练
题型一:二次函数中的最值问题
例1:如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c经过A(﹣2,﹣4),O(0,0),B(2,0)三点.(1)求抛物线y=ax2+bx+c的解析式;
(2)若点M是该抛物线对称轴上的一点,求AM+OM的最小值.
解析:(1)把A(﹣2,﹣4),O(0,0),B(2,0)三点的坐标代入y=ax2+bx+c中,得
解这个方程组,得a=﹣,b=1,c=0所以解析式为y=﹣x2+x. (2)由y=﹣x2+x=﹣(x﹣1)2+,可得 抛物线的对称轴为x=1,并且对称轴垂直平分线段OB ∴OM=BM
∴OM+AM=BM+AM
连接AB交直线x=1于M点,则此时OM+AM最小 过点A作AN⊥x轴于点N, 在Rt△ABN中,AB=因此OM+AM最小值为
=.
=4,
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方法提炼:已知一条直线上一动点M和直线同侧两个固定点A、B,求AM+BM最小值的问题,我们只需做出点A关于这条直线的对称点A’,将点B与A’连接起来交直线与点M,那么A’B就是AM+BM的最小值。同理,我们也可以做出点B关于这条直线的对称点B’,将点A与B’连接起来交直线与点M,那么AB’就是AM+BM的最小值。应用的定理是:两点之间线段最短。
A A
B B M
或者 M A’ B’ 例2:如图,已知抛物线经过点A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,3)三点. (1)求抛物线的解析式.
(2)点M是线段BC上的点(不与B,C重合),过M作MN∥y轴交抛物线于N,若点M的横坐标为m,请用m的代数式表示MN的长.
(3)在(2)的条件下,连接NB、NC,是否存在m,使△BNC的面积最大?若存在,求m的值;若不存在,说明理由.
解析:(1)设抛物线的解析式为:y=a(x+1)(x﹣3),则: a(0+1)(0﹣3)=3,a=﹣1;
∴抛物线的解析式:y=﹣(x+1)(x﹣3)=﹣x2+2x+3. (2)设直线BC的解析式为:y=kx+b,则有:
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,解得
;
故直线BC的解析式:y=﹣x+3.
已知点M的横坐标为m,则M(m,﹣m+3)、N(m,﹣m2+2m+3); ∴故MN=﹣m2+2m+3﹣(﹣m+3)=﹣m2+3m(0<m<3). (3)如图;∵S△BNC=S△MNC+S△MNB=MN(OD+DB)=MN×OB, ∴S△BNC=(﹣m2+3m)×3=﹣(m﹣)2+∴当m=时,△BNC的面积最大,最大值为
.
(0<m<3);
方法提炼:因为△BNC的面积不好直接求,将△BNC的面积分解为△MNC和△MNB的面积和。然后将△BNC的面积表示出来,得到一个关于m的二次函数。此题利用的就是二次函数求最值的思想,当二次函数的开口向下时,在顶点处取得最大值;当二次函数的开口向上时,在顶点处取得最小值。
题型二:二次函数与三角形的综合问题
例3:如图,已知:直线yx3交x轴于点A,交y轴于点B,抛物线y=ax2+bx+c经过A、B、C(1,0)三点.(1)求抛物线的解析式;
(2)若点D的坐标为(-1,0),在直线yx3上有一点P,使ΔABO与ΔADP相似,求出点P的坐标;
(3)在(2)的条件下,在x轴下方的抛物线上,是否存在点E,使ΔADE的面积等于四边形APCE的面积?如果存在,请求出点E的坐标;如果不存在,请说明理由.
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解:(1):由题意得,A(3,0),B(0,3)
∵抛物线经过A、B、C三点,∴把A(3,0),B(0,3),C(1,0)三点分别代入y=ax2+bx+c得方程组
a19a3bc0c3 解得:b4 c3abc0∴抛物线的解析式为y=x2-4x+3
(2)由题意可得:△ABO为等腰三角形,如图所示, 若△ABO∽△AP1D,则
AOOB ADDP1∴DP1=AD=4 , ∴P1(-1,4)
若△ABO∽△ADP2 ,过点P2作P2 M⊥x轴于M,AD=4,
∵△ABO为等腰三角形, ∴△ADP2是等腰三角形,由三线合一可得:DM=AM=2= P2M, 即点M与点C重合 ∴P2(1,2) (3)如图设点E (x,y),则
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SADE1AD|y|2|y| 2①当P1(-1,4)时,S四边形AP1CE=S△ACP1+S△ACE
11242|y| 22 = 4+y
∴2y=4+y ∴y=4 ∵点E在x轴下方 ∴y=-4
代入得: x2-4x+3=-4,即 x24x70 ∵△=(-4)2-4×7=-12<0 ∴此方程无解
②当P2(1,2)时,S四边形AP2CE=S三角形ACP2+S三角形ACE = 2+y ∴2y=2+y ∴y=2
∵点E在x轴下方 ∴y=-2 代入得:x2-4x+3=-2 即 x24x50,∵△=(-4)2-4×5=-4<0 ∴此方程无解 综上所述,在x轴下方的抛物线上不存在这样的点E。
方法提炼:①求一点使两个三角形相似的问题,我们可以先找出可能相似的三角形,一般是有几种情况,需要分类讨论,然后根据两个三角形相似的边长相似比来求点的坐标。②要求一个动点使两个图形面积相等,我们一般是设出这个动点的坐标,然后根据两个图形面积相等来求这个动点的坐标。如果图形面积直接求不好求的时候,我们要考虑将图形面积分割成几个容易求解的图形。
例4:如图,点A在x轴上,OA=4,将线段OA绕点O顺时针旋转120°至OB的位置. (1)求点B的坐标;
(2)求经过点A.O、B的抛物线的解析式;
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(3)在此抛物线的对称轴上,是否存在点P,使得以点P、O、B为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,求点P的坐标;若不存在,说明理由.
解析:(1)如图,过B点作BC⊥x轴,垂足为C,则∠BCO=90°, ∵∠AOB=120°, ∴∠BOC=60°, 又∵OA=OB=4,
∴OC=OB=×4=2,BC=OB•sin60°=4×∴点B的坐标为(﹣2,﹣2
);
=2
,
(2)∵抛物线过原点O和点A.B, ∴可设抛物线解析式为y=ax2+bx, 将A(4,0),B(﹣2.﹣2
)代入,得
, 解得
∴此抛物线的解析式为y=﹣(3)存在,
, x2+
x
如图,抛物线的对称轴是x=2,直线x=2与x轴的交点为D,设点P的坐标为(2,y), ①若OB=OP, 则22+|y|2=42,
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解得y=±2当y=2
,
=
,
时,在Rt△POD中,∠PDO=90°,sin∠POD=
∴∠POD=60°,
∴∠POB=∠POD+∠AOB=60°+120°=180°, 即P、O、B三点在同一直线上, ∴y=2
不符合题意,舍去,
) |2=42,
∴点P的坐标为(2,﹣2②若OB=PB,则42+|y+2解得y=﹣2
,
故点P的坐标为(2,﹣2),
|2,
③若OP=BP,则22+|y|2=42+|y+2解得y=﹣2
,
),
故点P的坐标为(2,﹣2
综上所述,符合条件的点P只有一个,其坐标为(2,﹣2
),
方法提炼:求一动点使三角形成为等腰三角形成立的条件,这种题型要用分类讨论的思想。因为要使一个三角形成为等腰三角形,只要三角形的任意两个边相等就可以,所以应该分三种情况来讨论。
题型三:二次函数与四边形的综合问题
例5:综合与实践:如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+2x+3与x轴交于A.B两点,与y轴交于点C,点D是该抛物线的顶点. (1)求直线AC的解析式及B,D两点的坐标;
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(2)点P是x轴上一个动点,过P作直线l∥AC交抛物线于点Q,试探究:随着P点的运动,在抛物线上是否存在点Q,使以点A.P、Q、C为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出符合条件的点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)请在直线AC上找一点M,使△BDM的周长最小,求出M点的坐标.
解析:(1)当y=0时,﹣x2+2x+3=0,解得x1=﹣1,x2=3. ∵点A在点B的左侧,
∴A.B的坐标分别为(﹣1,0),(3,0). 当x=0时,y=3. ∴C点的坐标为(0,3)
设直线AC的解析式为y=k1x+b1(k1≠0), 则
, 解得
,
∴直线AC的解析式为y=3x+3. ∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4, ∴顶点D的坐标为(1,4). (2)抛物线上有三个这样的点Q,
①当点Q在Q1位置时,Q1的纵坐标为3,代入抛物线可得点Q1的坐标为(2,3); ②当点Q在点Q2位置时,点Q2的纵坐标为﹣3, 代入抛物线可得点Q2坐标为(1+
,﹣3);
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③当点Q在Q3位置时,点Q3的纵坐标为﹣3, 代入抛物线解析式可得,点Q3的坐标为(1﹣综上可得满足题意的点Q有三个,分别为: Q1(2,3),Q2(1+
,﹣3),Q3(1﹣
,﹣3). ,﹣3);
(3)点B作BB′⊥AC于点F,使B′F=BF,则B′为点B关于直线AC 的对称点. 连接B′D交直线AC与点M,则点M为所求, 过点B′作B′E⊥x轴于点E. ∵∠1和∠2都是∠3的余角,
∴∠1=∠2. ∴Rt△AOC~Rt△AFB, ∴
,
由A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3)得OA=1,OB=3,OC=3, ∴AC=∴∴BF=
,AB=4. , ,
,
∴BB′=2BF=
由∠1=∠2可得Rt△AOC∽Rt△B′EB, ∴∴
, ,即
.
∴B′E=,BE=, ﹣3=,
. ).
∴OE=BE﹣OB=
∴B′点的坐标为(﹣
设直线B′D的解析式为y=k2x+b2(k2≠0).
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∴
, 解得
x+
, ,
∴直线B'D的解析式为:y=
联立B'D与AC的直线解析式可得:∴M点的坐标为(
,
).
, 解得,
方法提炼:求一动点使四边形成为平行四边形成立的条件,这种题型要用分类讨论的思想,一般需要分三种情况来讨论。 题型四:二次函数与圆的综合问题
例6:如图,半径为2的⊙C与x轴的正半轴交于点A,与y轴的正半轴交于点B,点C的坐标为(1,0).若抛物线
y32xbxc过A、B两点. 3(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线上是否存在点P,使得∠PBO=∠POB?若存在,求出点P的坐标;若不存在说明理由;
(3)若点M是抛物线(在第一象限内的部分)上一点,△MAB的面积为S,求S的最大(小)值.
解析:(1)如答图1,连接OB. ∵BC=2,OC=1 ∴OB=413 ∴B(0,3)
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将A(3,0),B(0,3)代入二次函数的表达式
32393bc0b得3 ,解得:3 ,
c3c3∴y3223xx3. 33(2)存在.
如答图2,作线段OB的垂直平分线l,与抛物线的点P.
∵B(0,3),O(0,0), ∴直线l的表达式为y3.代入抛物线的表达式, 2交点即为
得y32233xx3; 33210, 2解得x1∴P(1103,). 22(3)如答图3,作MH⊥x轴于点H. 设M(xm,ym ),
111则S△MAB=S梯形MBOH+S△MHA﹣S△OAB=(MH+OB)•OH+HA•MH﹣OA•OB
222111=(ym3)xm(3xm)ym33 222=333xmym3 222∵ym3223xmxm3, 33
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∴SΔMAB=33322333xm(xmxm3) 2233232333393xmxm(xm)2 22228∴当xm393时,SΔMAB取得最大值,最大值为. 28题型五:二次函数中的证明问题 例8:如图11,已知二次函数y点A(-4,3),B(4,4). (1)求二次函数的解析式: (2)求证:△ACB是直角三角形;
(3)若点P在第二象限,且是抛物线上的一动点,过点P作PH垂直x轴于点H,是否存在以P、H、D、为顶点的三角形与△ABC相似?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由。
解:(1)将A(-4,3),B(4,4)代人y1(x2)(axb)中,整理得: 481(x2)(axb)的图像过484a-b72a13 解得
4ab32b-20 ∴二次函数的解析式为:y1315 整理得: x 2 y x-48861(x2)(13x-20) , 48
13215xx-0208 613x26x-400x12,x2 (2)由 48 整理
1320(,0) ∴C (-2,0) D 13 从而有:AC2=4+9 BC2=36+16 AC2+ BC2=13+52=65 AB2=64+1=65
∴ AC2+ BC2=AB2 故△ACB是直角三角形
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1315 (3)设p(x,x2x-) (X<0)
4886201315 PH=x2x- HD=-x AC=13 BC=213
134886PHHD ①当△PHD∽△ACB时有: ACBC1321520xx--x13251258613xx-0 即:48 整理 2443913213352050 x2(舍去)此时,y1
1313135035 ∴ p1(-,)
1313DHPH ②当△DHP∽△ACB时有: ACBC ∴x1-2013215-xxx-134886 整理 13x217x-3050 即:488781321328420122y1 ∴ x1- x2(舍去)此时,13
1313 ∴ p2(-122284,) 13135035122284,),) p2(- 13131313 综上所述,满足条件的点有两个即p1(-题型六:自变量取值范围问题
例10:如图,在平面直角坐标系xOy中,四边形ABCD是菱形,顶点A.C.D均在坐标轴上,且AB=5,sinB=.
(1)求过A.C.D三点的抛物线的解析式; (2)记直线AB的解析式为y1=mx+n,(1)中抛物线的解析式为y2=ax2+bx+c,求当y1<y2时,自变量x的取值范围;
(3)设直线AB与(1)中抛物线的另一个交点为E,
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P点为抛物线上A.E两点之间的一个动点,当P点在何处时,△PAE的面积最大?并求出面积的最大值.
解析:(1)∵四边形ABCD是菱形, ∴AB=AD=CD=BC=5,sinB=sinD=; Rt△OCD中,OC=CD•sinD=4,OD=3; OA=AD﹣OD=2,即:
A(﹣2,0)、B(﹣5,4)、C(0,4)、D(3,0); 设抛物线的解析式为:y=a(x+2)(x﹣3),得: 2×(﹣3)a=4,a=﹣; ∴抛物线:y=﹣x2+x+4.
(2)由A(﹣2,0)、B(﹣5,4)得直线AB:y1=﹣x﹣; 由(1)得:y2=﹣x2+x+4,则:
,解得:,;
由图可知:当y1<y2时,﹣2<x<5. (3)∵S△APE=AE•h,
∴当P到直线AB的距离最远时,S△ABC最大; 若设直线L∥AB,则直线L与抛物线有且只有一个交点时,该交点为点P;
设直线L:y=﹣x+b,当直线L与抛物线有且只有一个交点时,
﹣x+b=﹣x2+x+4,且△=0; 求得:b=
,即直线L:y=﹣x+;
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可得点P(,). 由(2)得:E(5,﹣则点F(
),则直线PE:y=﹣
;
×(
+)=
.
.
x+9;
,0),AF=OA+OF=
∴△PAE的最大值:S△PAE=S△PAF+S△AEF=×
综上所述,当P(,)时,△PAE的面积最大,为题型七:二次函数实际应用问题
例11:某电子厂商投产一种新型电子厂品,每件制造成本为18元,试销过程中发现,每月销售量y(万件)与销售单价x(元)之间的关系可以近似地看作一次函数y=﹣2x+100.(利润=售价﹣制造成本)
(1)写出每月的利润z(万元)与销售单价x(元)之间的函数关系式;
(2)当销售单价为多少元时,厂商每月能获得3502万元的利润?当销售单价为多少元时,厂商每月能获得最大利润?最大利润是多少?
(3)根据相关部门规定,这种电子产品的销售单价不能高于32元,如果厂商要获得每月不低于350万元的利润,那么制造出这种产品每月的最低制造成本需要多少万元? 解析:(1)z=(x﹣18)y=(x﹣18)(﹣2x+100) =﹣2x2+136x﹣1800,
∴z与x之间的函数解析式为z=﹣2x2+136x﹣1800; (2)由z=350,得350=﹣2x2+136x﹣1800, 解这个方程得x1=25,x2=43 所以,销售单价定为25元或43元,
将z═﹣2x2+136x﹣1800配方,得z=﹣2(x﹣34)2+512,
因此,当销售单价为34元时,每月能获得最大利润,最大利润是512万元; (3)结合(2)及函数z=﹣2x2+136x﹣1800的图象(如图所示)可知,
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当25≤x≤43时z≥350, 又由限价32元,得25≤x≤32,
根据一次函数的性质,得y=﹣2x+100中y随x的增大而减小,
∴当x=32时,每月制造成本最低.最低成本是18×(﹣2×32+100)=648(万元), 因此,所求每月最低制造成本为648万元.
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