二次函数中的存在性问题(含答案解析)(2)

2019-01-26 21:45

= |PF|?|AE|+ |PF|?|OE|

= |PF|?|OA|= (﹣ x2﹣ x)×6=﹣ x2﹣ x=﹣ (x+3)2+ , ∴当x=﹣3时,S△APC有最大值 , 此时点P的坐标是P(﹣3,﹣ ). 【考点】二次函数的应用

【解析】【分析】(1)根据顶点坐标公式即可求得a、b、c的值,即可解题;(2)易求得点B、C的坐标,即可求得OC的长,即可求得△ABC的面积,即可解题;(3)作PE⊥x轴于点E,交AC于点F,可将△APC的面积转化为△AFP和△CFP的面积之和,而这两个三角形有共同的底PF,这一个底上的高的和又恰好是A、C两点间的距离,因此若设设E(x,0),则可用x来表示△APC的面积,得到关于x的一个二次函数,求得该二次函数最大值,即可解题.

2.【答案】(1)解:∵点B(4,m)在直线y=x+1上, ∴m=4+1=5, ∴B(4,5),

把A、B、C三点坐标代入抛物线解析式可得 ,解得 ,

∴抛物线解析式为y=﹣x2+4x+5

2

(2)解:①设P(x,﹣x+4x+5),则E(x,x+1),D(x,0), 22

则PE=|﹣x+4x+5﹣(x+1)|=|﹣x+3x+4|,DE=|x+1|,

∵PE=2ED,

∴|﹣x2+3x+4|=2|x+1|,

2

当﹣x+3x+4=2(x+1)时,解得x=﹣1或x=2,但当x=﹣1时,P与A重合不合题意,舍去,

∴P(2,9);

2

当﹣x+3x+4=﹣2(x+1)时,解得x=﹣1或x=6,但当x=﹣1时,P与A重合不合题意,舍去,

∴P(6,﹣7);

综上可知P点坐标为(2,9)或(6,﹣7);

②设P(x,﹣x2+4x+5),则E(x,x+1),且B(4,5),C(5,0),

∴BE= = |x﹣4|,CE= = ,BC= =

当△BEC为等腰三角形时,则有BE=CE、BE=BC或CE=BC三种情况,

当BE=CE时,则 |x﹣4|= ,解得x= ,此时P点坐标为( ,

);

当BE=BC时,则 |x﹣4|= ,解得x=4+ 或x=4﹣ ,此时P点坐标为(4+ ,﹣4 ﹣8)或(4﹣ ,4 ﹣8);

当CE=BC时,则 = ,解得x=0或x=4,当x=4时E点与B点重合,不合题意,舍去,此时P点坐标为(0,5);

综上可知存在满足条件的点P,其坐标为( , 或(0,5)

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)或(4+ ,﹣4 ﹣8)或(4﹣ ,4 ﹣8)

【考点】二次函数的应用,与二次函数有关的动态几何问题

【解析】【分析】(1)由直线解析式可求得B点坐标,由A、B、C三点的坐标,利用待定系数法可求得抛物线解析式;(2)①可设出P点坐标,则可表示出E、D的坐标,从而可表示出PE和ED的长,由条件可知到关于P点坐标的方程,则可求得P点坐标;②由E、B、C三点坐标可表示出BE、CE和BC的长,由等腰三角形的性质可得到关于E点坐标的方程,可求得E点坐标,则可求得P点坐标. 3.【答案】(1)解:∵抛物线的顶点C的坐标为(1,4), ∴可设抛物线解析式为y=a(x﹣1)2+4, ∵点B(3,0)在该抛物线的图象上, ∴0=a(3﹣1)2+4,解得a=﹣1,

∴抛物线解析式为y=﹣(x﹣1)2+4,即y=﹣x2+2x+3, ∵点D在y轴上,令x=0可得y=3, ∴D点坐标为(0,3), ∴可设直线BD解析式为y=kx+3,

把B点坐标代入可得3k+3=0,解得k=﹣1, ∴直线BD解析式为y=﹣x+3

2

(2)解:设P点横坐标为m(m>0),则P(m,﹣m+3),M(m,﹣m+2m+3),

∴PM=﹣m2+2m+3﹣(﹣m+3)=﹣m2+3m=﹣(m﹣ )2+ , ∴当m= 时,PM有最大值

(3)解:如图,过Q作QG∥y轴交BD于点G,交x轴于点E,作QH⊥BD于H,

2

设Q(x,﹣x+2x+3),则G(x,﹣x+3),

∴QG=|﹣x2+2x+3﹣(﹣x+3)|=|﹣x2+3x|, ∵△BOD是等腰直角三角形, ∴∠DBO=45°, ∴∠HGQ=∠BGE=45°,

当△BDQ中BD边上的高为2 时,即QH=HG=2 , ∴QG= ×2 =4, ∴|﹣x2+3x|=4,

2

当﹣x+3x=4时,△=9﹣16<0,方程无实数根, 2

当﹣x+3x=﹣4时,解得x=﹣1或x=4,

∴Q(﹣1,0)或(4,﹣5),

综上可知存在满足条件的点Q,其坐标为(﹣1,0)或(4,﹣5)

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【考点】二次函数的应用,与二次函数有关的动态几何问题

【解析】【分析】(1)可设抛物线解析式为顶点式,由B点坐标可求得抛物线的解析式,则可求得D点坐标,利用待定系数法可求得直线BD解析式;(2)设出P点坐标,从而可表示出PM的长度,利用二次函数的性质可求得其最大值;(3)过Q作QG∥y轴,交BD于点G,过Q和QH⊥BD于H,可设出Q点坐标,表示出QG的长度,由条件可证得△DHG为等腰直角三角形,则可得到关于Q点坐标的方程,可求得Q点坐标. 4.【答案】(1)解:将A,B,C点的坐标代入解析式,得

解得 ,

抛物线的解析式为y=﹣x﹣2x+3

2

(2)解:配方,得y=﹣(x+1)+4,顶点D的坐标为(﹣1,4)

2

作B点关于直线x=1的对称点B′,如图1

则B′(4,3),由(1)得D(﹣1,4), 可求出直线DB′的函数关系式为y=﹣ x+ , 当M(1,m)在直线DN′上时,MN+MD的值最小, 则m=﹣ ×1+ = .

(3)解:作PE⊥x轴交AC于E点,如图2

AC的解析式为y=x+3,设P(m,﹣m2﹣2m+3),E(m,m+3), PE=﹣m2﹣2m+3﹣(m+3)=﹣m2﹣3m

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S△APC= PE?|xA|= (﹣m2﹣3m)×3=﹣ (m+ )2+ , 当m=﹣ 时,△APC的面积的最大值是 (4)解:由(1)、(2)得D(﹣1,4),N(﹣1,2) 点E在直线AC上,设E(x,x+3),

①当点E在线段AC上时,点F在点E上方,则F(x,﹣x2﹣2x+3), ∵EF=DN

∴﹣x2﹣2x+3﹣(x+3)=4﹣2=2, 解得,x=﹣2或x=﹣1(舍去), 则点E的坐标为:(﹣2,1).

②当点E在线段AC(或CA)延长线上时,点F在点E下方,则F(x,﹣x2﹣2x+3), ∵EF=DN,

∴(x+3)﹣(﹣x2﹣2x+3)=2, 解得x=

或x= ,

即点E的坐标为:(

, )或( , )

综上可得满足条件的点E为E(﹣2,1)或:(

, )或( , )

【考点】二次函数的性质,待定系数法求二次函数解析式,二次函数的应用,三角形的面积,轴对称-最短路线问题 【解析】【分析】(1)根据待定系数法,可得答案.

(2)利用轴对称求最短路径的知识,找到B点关于直线x=1的对称点B′,连接B′D,B′D与直线x=1的交点即是点M的位置,继而求出m的值.

(3)根据平行于y轴的直线上两点间的距离最大的纵坐标减去较小的纵坐标,可得PE的长,根据三角形的面积,可得二次函数,根据二次函数的性质,可得答案.

(4)设出点E的坐标,分情况讨论;①当点E再线段AC上时,点F在点E上方;②当点E再线段AC(或CA)延长线上时,点F在点E下方,根据平行四边形的性质,可得关于x的方程,继而求出点E的坐标. 5.【答案】(1)解:设抛物线的函数解析式为y=ax2+bx+c. ∵点A(1,0),点B(﹣3,0),点C(0, )在抛物线上,

∴ ,解得 ,

∴抛物线的函数解析式为y=﹣ x2﹣ x+

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(2)解:DG=DE.理由如下:

设直线l1的解析式为y=k1x+b1 , 将A(1,0),C(0, )代入,解得y=﹣ x+ ;

设直线l2的解析式为y=k2x+b2 , 将B(﹣3,0),C(0, )代入,解得y= x+ ;

∵抛物线与x轴的交点为A(1,0),B(﹣3,0), ∴抛物线的对称轴为直线x=﹣1, 又∵点G、D、E均在对称轴上,

∴G(﹣1,2 ),D(﹣1, ),E(﹣1, ),

∴DG=2 ﹣ = ,DE= ﹣ = ,

∴DG=DE;

(3)解:若直线l2绕点C旋转时,与抛物线的另一个交点为M,当△MCG为等腰三角形时,分三种情况: ①以G为圆心,GC为半径画弧交抛物线于点M1、C,点M1与C关于抛物线的对称轴对称,则M1的坐标为(﹣2,

);

②以C为圆心,GC为半径画弧交抛物线于点M2、M3 , 点M2与点A重合,点A、C、G在一条直线上,不能构成三角形,M3与M1重合;

③作线段GC的垂直平分线,交抛物线于点M4、M5 , 点M4与点D重合,点D的坐标为(﹣1, ),M5与

M1重合;

综上所述,满足条件的点M只有两个,其坐标分别为(﹣2, ),(﹣1, ).

【考点】待定系数法求一次函数解析式,二次函数的性质,待定系数法求二次函数解析式,二次函数的应用,与二次函数有关的动态几何问题

2

【解析】【分析】(1)设抛物线的函数解析式为y=ax+bx+c.分别将A(1,0),B(﹣3,0),C(0, )三

点坐标代入得到一个三元一次方程组,解之即可得到抛物线解析式.

(2)DG=DE.分别求出过A(1,0),C(0, 3 )两点的直线l1的解析式为y=﹣ x+ ;过B(﹣3,0),C(0, 3 )两点的直线l2的解析式为y= x+ ;由二次函数的性质和已知条件求出DG和DE的长度即可.

(3)若直线l2绕点C旋转时,与抛物线的另一个交点为M,当△MCG为等腰三角形时,分三种情况: ①以G为圆心,GC为半径画弧交抛物线于点M1(﹣2, );②以C为圆心,GC为半径画弧交抛物线于点M2、M3 , ;③作线段GC的垂直平分线,交抛物线于点M4、M5.

6.【答案】(1)解:依题意得: ,

解之得:

∴抛物线解析式为y=-x2-2x+3

∵对称轴为x=-1,且抛物线经过A(1,0), ∴把B(-3,0)、C(0,3)分别代入直线y=mx+n, 得

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