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文档简介
专题16二次函数变换综合题分类训练
(平移轴对称旋转)
目录
【题型1二次函数平移综合题】..................................................................1
【题型2二次函数轴对称综合题】..............................................................44
【题型3二次函数旋转综合题1..................................................................................................81
【题型1二次函数平移综合题】
1.在平面直角坐标系中,抛物线y=a%2+b%+eg40)的图象与x轴交于4(一1,0)、B(4,0)两点,与y轴交
于点。(0,2).
(2)如图1,点P是直线BC上方抛物线上的一个动点,连接PC、PB;求当APBC的面积最大值及点P的坐标;
⑶如图2,在(2)的条件下,连接OP,将抛物线沿射线C8的方向平移得到新抛物线V,使得新抛物线y经
过点B,且与直线BC相交于另一点“,点Q为抛物线V上的一个动点,当N"BQ=NPOB时,直接写出符合条
件的所有Q点的坐标.
【答案】⑴丫=一权2+江+2
⑵S^PBC的最大值4,P(2,3)
⑶俘,金或(23,-152)
【分析】(1)将4B、C的坐标代入解析式,即可求解;
(2)过点P作轴于。,交直线8c于E,由待定系数法得直线的解析式为y=-|x+2,设P
(m,-|m2+|m+2)-由S^BC=S^PCE+S^PBE得出二次函数,利用二次函数的性质即可求解;
(3)由正切函数得tanzCBO=第=]由勾股定理得BC=J℃2+。辟=2代,设将抛物线沿射线CB的方
向平移而建(n>0)个单位得到新抛物线y,,可得原抛物线水平向右平移2几个单位,向下平移n个单位,平
移后的二次函数y,=-Xx-|-2n)2+K-m将B(4,0)代入可求"的值,联立此抛物线和直线BC的解析式可
求”(8,—2),①当Q在直线BC的上方,连接AC,过点H作轴交于F,作NH1x轴交BQ的延长线于M,
过M作MGlx轴于G,由ASA可判定△力CB三△N”B,由三角形的性质得力B=NB=5,AC=NH=近,由
正切函数及勾股定理得NG2+MG2=MN2,可求NG=2,MG=4,可求M(n,4),待定系数法可求直线8M
的解析式为y=白-争联立此直线与y,的解析式即可求出Q的坐标;②当Q在直线8c的下方,过点H作
“Fix轴交于F,作MHlx轴交BQ于M,过M作MG1*轴于G,同理可求直线MN的解析式为y=2尤一18,设
M(7,2/—18),由勾股定理得Be?+MG2=8A/2,可求出f的值,从而可求M(5,—8),同理可求直线BM的解
析式为y=-8x+32,联立此直线与y,的解析式即可求出Q的坐标.
【详解】(1)解:由题意得
a—b+c=0
16a+4b+c=0,
c=2
(a=--
2
解得:}b=-
2
Ic=2
3
y=-ix2+।-%+,2o;
(2)解:过点尸作PDlx轴于D,交直线BC于E,
则有
4fc+6=0
b=2
解得:
直线BC的解析式为y=-扛+2,
设P(m,—:根2+5rH+2),
•••—+2),
13/1\
••・PE=——m27+—m+2—y——m+2)
12In
=一#+2m,
S^PBC=SNCE+SNBE
11
=-0D-PE+-BD-PE
1
=,尸E(。。+8。)
=£x4(—2TH2+2m)
=—m2+4m
=-(m-2)2+4,
v-l<0,
・•・当TH=2时,S4PBC取得最大值4,
193
yP=——x2+—x2+2
=3,
,P(2,3),
故SZXPBC的最大值4,P(2,3);
(3)解::B(4,O),C(0,2),
OB=4,OC=2,
oci
・•・tanaBO=第=j
U£>Z
BC=VOC2+OB2
=V42+22
=2V5>
设将抛物线沿射线CB的方向平移而n(n>0)个单位得到新抛物线y,,
二原抛物线水平向右平移2n个单位,向下平移几个单位,
y=-(x-2-2nJ+T-n>
•・,y'经过3(4,0),
3八「5八
-z[4—--2n)+-z-n=0,
整理得:n2-2n=0,
解得:=2,n2=0,
/=4G-1-4)2+T-2
"(%―/)+P
联立卜=一:(:-£)+9,
、y=一/+2
解得:{;式或{J二当,
••”(8,-2),
①当Q在直线BC的上方,
如图,连接ZC,过点“作“尸,》轴交于乩作N”,无轴交BQ的延长线于M,过M作轴于G,
・•・乙NHB=90°,
・•.BF=0F-0B=4,
・•・BH=J8F2+F//2
=J42+22
=2V5,
・•.BC=BH,
:/(TO),
*e•tanzOCi4=
AC=Vl2+22=近,
AB=OA-{-OB=5,
Z.OCA=Z-OBC,
•••乙。BC+NOCB=90。,
・•・4。。/+4。。8=90。,
・•・AACB=乙NHB=90°,
在△ZCB和△N”B中
(LACB=乙NHB
]BC=BH,
V^ABC=乙NBH
・•・AACB三ANHB(ASA),
.・.AB=NB=5,
AC=NH=近,
BH
*'.tan乙BNH=
NH
2V50
=—=2,
V5
•••乙MNG=乙BNH,
.♦.tanNMNG=萼=2,
NG
MG=2NG,
・•.P(2,3),
3
・•・tanZ.POB=
•・•乙HBQ=^POB,
3
・•・tanZ.HBQ=
.MH_3
MH3
•’,温=P
・•・MH=3心
・•.MN=MH-NH
=3V5-V5=2V5,
vNG2+MG2=MN2,
2
NG2+(2WG)2=(2V5),
解得:NG=2,
MG=4,
,OG=OB+BN+NG
=4+5+2
=11,
同理可求直线的解析式为y=
/416
y=yx~v
联可_1(11\29'
解得:,或仁(
・••Q(臀]
②当Q在直线BC的下方,
如图,过点H作HF1x轴交于尸,作MH1无轴交BQ于M,过M作MG_Lx轴于G,
N(9,0),
同理可求直线MN的解析式为y=2%-18,
设M(f,27-18),
MG=18-2/,
BG=f-4,
vBG2+MG2=BM2,
■■「4)2+(18-2/)2=65,
解得:fi=5,f2=IL
当/=11时,
y=2X11-18=4>0,
•1•/'=11不合题意舍去,
当/=5时,
y=2x5-18=—8,
同理可求直线的解析式为y=-8%+32,
(y=-8x+32
解得:&/或{j/2,
•••<2(23,-152):
综上所述:Q点的坐标为停房)或(23,-152).
【点睛】本题考查了二次函数与几何综合,待定系数法,二次函数的性质,全等三角形的判定及性质,勾
股定理,正切函数等,掌握待定系数法,二次函数的性质,能作出恰当的辅助线构建三角形及全等三角形,
熟练利用勾股定理求解是解题的关键.
2.已知,在平面直角坐标系中,抛物线丫=公2+法+3与;(:轴交于点2,C,与了轴交于点N,其中8(-3,0)
,C(l,0>
备用图
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,连接2B,点P是直线上方抛物线上一动点,过点P作PKIIy轴交力B于点K,过点K作KEly
轴,垂足为点£,求PK+KE的最大值并求出此时点尸的坐标;
⑶如图2,点尸在抛物线上,且满足在(2)中求出的点尸的坐标,连接PC,将该抛物线向右平移,使得新
抛物线y'恰好经过原点,点C的对应点是尸,点M是新抛物线y'上一点,连接CM,当NMCF+NPCB=135。
时,请直接写出所有符合条件的点河的坐标.
【答案】⑴丫=一公一2%+3
⑵当t=-2时,KP+KE的最大值为4,此时P(-2,3)
⑶M(l,3)
【分析】本题属于二次函数综合题,主要考查了求函数解析式、二次函数的性质、二次函数综合等知识点,
掌握求二次函数解析式的方法以及会用配方法求最值是解题关键.
2
(1)将8(—3,0)代入y=ax+bx+3中得到二元一次方程组求解即可;
(2)由(1)可知抛物线的解析式为y=---2x+3,得直线4B的解析式为y=x+3,设P
2
(t_t_2t+3),则K(t,t+3),故PK+KE=-*-4t=-(t+2)2+4,再根据二次函数的性质求解即可;
(3)先求平移后的抛物线解析式为y=-(x-2)2+4,再证明△PRC为等腰直角三角形,由
NMCF+NPCB=135。得NMCF=90。,过C作CM1CF,交移动后的抛物线于当x=l时,y=-(x-2)2
+4=3,即M(l,3).
【详解】(()解:将B(-3,0),C(l,0)代入y=a/+b%+3中,
(9a-3b+3=0
’1@+5+3=0'
•••a=—l,b=—2,
•»y——2%+3.
(2)解:由(1)可知抛物线的解析式为y=—/—2x+3,
・•・4(0,3),
设直线4B的解析式为y=kx+3,贝|0=—3k+3,解得:fc=l,
直线的解析式为y=x+3,
设P(t,—产—2t+3),则K(t,t+3),
•••PK=-t2-3t,
AO=BO=3,
ABAO=45°,
・•.AE=KE,
KE=3—t—3=-t,
■.PK+KE=-t2-4t=-(t+2)2+4,
当t=—2时,KP+KE的最大值为4,此时P(—2,3);
(3)解:设抛物线向右平移n个单位,
二平移后的抛物线解析式为y=-(%+1-n)2+4,
•••抛物线平移后经过原点,
-(1-n)2+4=0,
解得:几=3或?1=一1(舍),
・•・平移后的抛物线解析式为y=-(久一2)2+4,
PR=3,RO=2,
,.1y=-X2-2X+3,令y=0,贝!Jx=-3或1,
OC=1,
RC=RO+OC=3,
RC=RP,
・•.△PRC为等腰直角三角形,
•••乙PCB=45°,
•・•ZMCF+ZPCB=135°,
・•.Z.MCF=90°,
过C作CM1CF,交移动后的抛物线于M,
当%=1时,y=一(%—2)2+4=3,
・•・M(l,3).
3.如图所示,在平面直角坐标系中,点。是坐标原点,抛物线y=a/+6%+6与x轴交于点N、8两点,与
y轴的正半轴交于点C.已知点4(—2,0),点B(6,0),连接3C.
⑴求抛物线的解析式;
(2)如图1,点尸为抛物线第一象限内的一点,过点尸作PD1BC于点D,求加PD+&BD的最大值及此时点P
的坐标;
⑶如图2,点尸是线段。C的中点,将抛物线沿着射线CB的方向平移2五个单位得到新抛物线,点Q在新抛物
线上,是否存在点Q使NFBQ+NBC。=90。?若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(l)y=-#+2x+6
(2)&PD+&BD的最大值为16,此时点P的坐标为(2,8)
(3)(0,—2)或(4,6)
【分析】(1)代入做一2,0),8(6,0)到抛物线丫=+法+6,求出a、6的值即可;
(2)作PGIIy轴交x轴于G,交直线BC于E,利用等腰Rt△BEG和等腰Rt△PDE的性质,转化无PD+gBD
的最大值为2PG的最大值,再利用抛物线的顶点坐标公式求出点P的坐标即可;
(3)先求出平移后的抛物线解析式为y=-*x—4)2+6,由AFBQ+NBC。=90°得NFBQ=45°,作出二次
函数y=-**-4)2+6的图象,记图象与y轴交点为Qi,顶点为(?2,易得以(0,-2),<?2(4,6),连接BQ】、B
Q2,作FHLBC交BC于点H,BQ2,%轴交于点K,然后通过相似三角形的判定、全等三角形的判定证明出、
Q2分别为符合题意的点Q即可.
【详解】⑴解:代入4(—2,0),8(6,0)得{3雷2射霁/0,
解得:]
抛物线的解析式为y=~x2+2x+6.
(2)如图,作PG||y轴交x轴于G,交直线BC于E,
令x=0,则y=6,即C(0,6),
••,B(6,0),。(0,6),
OC=OB,
又・."。。=90。,
•••Z-OBC=Z.OCB=1x(180°-90°)=45°,
•・.PG||y轴,
/.^DEP=Z.OCB=45°,乙PGB=LC0B=9U。,
/.Z.GEB=1800-APGB-Z.GBE=45°,
・••乙GEB=^GBE=4S。,
•••BG=GE,
・・.△BEG是等腰直角三角形,
・•.BE=近EG,
•・•PD1BC,
^PDE=90°,40EP=45。,
・•・乙DPE=180。一乙PDE一乙DEP=45°,
・•・Z.DEP=乙DPE,
DP=DE,
・•・△PDE是等腰直角三角形,
PE=五PD=®DE,
尬BD=五(DE+BE)=近DE+近BE=PE+2EG,
・•・乐PD+五BD=PE+PE+2EG=2PG,
设P(m,一+2m+6)(0<m<6),
贝iJPG=-1m2+2m+6=-1(m-2)2+8,
当爪=2时,PG有最大值8,即PGW8,此时P(2,8),
•••ypiPD+ypiBD=2PG<2x8,
••・&PD+五BD<16,
•••丘PD+y2D的最大值为16,此时点P的坐标为(2,8).
1O1O
(3)y=--x2+2x+6=--(%-2)2+8,尸(0,3),
•••抛物线沿着射线CB的方向平移2正个单位,ACBO=45°,
••・抛物线向右平移2个单位,再向下平移2个单位,
•••新抛物线的解析式为:y=-|(x-4)2+6,
由(2)中的结论得,40CB=45。,即NBC。=45。,
■:乙FBQ+乙BCO=90°,
..乙FBQ=90°-ZBCO=45°;
如图,作出二次函数y=—*%-4)2+6的图象,记图象与y轴交点为Qi,顶点为Q?,
连接BQ1、BQ2,作交BC于点“,Q2KX轴交x轴于点K,
令%=0,则y=_gx(_4)2+6=—2,即Qi(o,_2),
当x=4时,y=-夫%-4)2+6有最大值6,即顶点坐标为(?2(4,6);
・・•点尸是线段。。的中点,
CF=1'OC=:x6=3,
■:FH1BC,
:.乙FHB=^FHC=9Q°,
Z.OCB=45°,
•••ACFH=乙FHB-AOCB=90°-45°=45°,
•••^CFH=KOCB,BPZCFH=乙FCH,
.-.CH=FH,
又*"HC=90°,
CFH是等腰直角三角形,
CF=近CH=®FH,
CF32G
CH=FH=亍===吗
V2V22
VOB=OC,45。。=90。,
.•.△OBC是等腰直角三角形,
•••BC=V2OC=6五,
BH=BC-CH=—,
2
・•・BH=3FHf
•・•BO=6,OQI=2,
・•・BO=3OQi,
.BH_3FH_FH
••法—3OQi―西,
VZ.FHB=90°,4Q108=90。,
AZ.FHB=Z-Q^OB,
巾BHFH
人•BO-OQJ
.*.△BHF〜ABOQp
:,(HBF=乙OBQi,
・••乙HBF+乙OBF=(OBQ\+4。8?,=乙FBQ1,
•:乙OBH=LOBC=4S。,
:,乙FBQi=45°,
Qi是符合题意的一个点Q;
TQ2K轴,(22(4,6),
:•Q2K=6,OK=4,
又・.•OB=6,
:・BK=OB-OK=6-4=2,Q2K=OB,
・•・BK=OQi,
又•••4Q2KB=乙BOQ、=90°,
•••△8KQ2三△QI°B(SAS),
:.乙Q2BK=LBQi。;
/-Q2BK+NOBQI=乙BQ\O+NOBQI,
NBQ1。+4OBQi+NBOQ1=180°,Z.BOQ1=90°,
乙BQ/)+乙OBQi=180°-90°=90°,
•••/.Q2BK+NOBQi=90°,
NQ2BQ1=90°,
又,•,NF8QI=45°,
:.乙FBQ2=Z-Q2BQ1-Z.FBQ1=90°-45°=45°,
•••Q2是符合题意的另一个点Q;
二综上所述,Q的坐标为(0,-2)或(4,6>
【点睛】本题考查了二次函数与几何综合,等腰三角形的性质与判定,相似三角形的性质与判定,熟练掌
握二次函数的图象与性质,二次函数的平移规律,学会通过作垂线构造直角三角形,能够利用等腰直角三
角形的性质转化线段关系,能够利用直角边的比例证明相似三角形是解题的关键,本题属于二次函数综合
题,需要较强的数形结合和推理能力,适合有能力解决难题的学生.
4.如图所示,关于X的抛物线丫=也2—尤一3,与X轴从左往右分别交于点/、点8,与y轴交于点C,连结
CB.
(1)求出4、B、C点的坐标;
⑵点尸为直线BC下方抛物线上的任意一点,过点P作PQlx轴交BC于点。,求PQ+当CQ的最大值及此时
点P的坐标;
⑶若将原抛物线向下平移3个单位长度得到新抛物线,新抛物线与y轴交于点£,连结AC、BE,点M为新
抛物线上一动点,若=请直接写出满足条件的点M的坐标.
【答案】(1)力(一2,0),8(6,0),C(0,-3)
⑵最大值为4,P(4,—3)
⑶M的坐标为(24,114)或(4.8,-5。4)
【分析】(1)令x=0,y=0求解即可;
⑵过0作QTly轴于T,设(2(X,|X-3),由三角函数可知CT=*Q,可得PQ+*Q=]
2
(x-4)+4(o<x<6)>再求最值及坐标即可;
(3)分两种情况讨论,当〃•在BE下方时,过£作£",使N8EK=N4C0,交新抛物线于过8作BDLEK
于D,过。作CGlx轴于G,过E作EF1DG交GD延长线于R则NBGD=NDFE=NBDE=90。,证明
△BGDMDFE,可得黑=卷=黑=未设DG=x,则DF=6—x,由EF=OG求出x,即可求出D
UrhrcU3
偿,-黝,求出OE的解析式,并与平移后的抛物线联立即可求出M点坐标;当M在BE上方时,作EJ,使
乙BEJ=UCO,交新抛物线于M',在E/上取一点N,使EN=ED,过N作NHly轴于“,证明
△HNE三△FDE(AAS),求出可偿,蒋),同理可求坐标.
【详解】⑴解:当x=0时,y=-3,
2
当y-0时,i%-%-3=0,解得巧=-2,X2=6,
又・••/在8的左侧,
二4(一2,0),3(6,0);
(2)解:过。作QTly轴于T,
・,・直线的解析式为y=1%-3,
设P(x,1X2—x—3),贝!JQ(x,1%—3),
•••CT=1X-3-(-3)=如PQ=1X-3-Q%2-X-3)=-^x2+1%,
•••QTly,OBIOC,
・••TQWOB,
•••乙TQC=Z.OBC,
•・・B(6,0),C(0,—3),
OB—6,0C—3,
在Rt^OBC中,BC=V32+62=3V5-
在Rt△CTQ中,CT=CQ-sin/CQT=CQ-sin乙OBC=CQ-=[cQ,
PQ+^-CQ=PQ+CT=-1x2+|x+|x=~x2+2x=~(x-4)2+4(o<x<6)>
T。,
・・・当x=4时,PQ+*Q有最大值,最大值为4,
当x=4时,|X2-X-3=-3,
■■P(4,—3);
(3)解:•••将原抛物线向下平移3个单位长度得到新抛物线,
二新抛物线的解析式为:y=ix2-x-6,
当%=0时,y=-6,
E(0,-6),
OE=6,
当M在BE下方时,
过E作EK,使乙=交新抛物线于M,过5作BOIEK于。,过。作OG_L%轴于G,过E作EFJ.OG
交G。延长线于尸,则NBGO=Z■。尸E=N8DE=90。,
•••乙BOE=9。。,
•••四边形0EFG是矩形,
:.GF=0E=6,EF=OG,AOEF=90°,
,•,4(—2,0),
OA=2,
OA2
tanZy4C0=—=
•••乙BEK=cACO,
Dr\2
・•・tan^BEK=—=tan^ACO=
ED3
•••乙BGD=^BDE=90。,
・•・乙BDG+乙GBD=乙BDG+乙EDF=90°,
•••Z-GBD=Z-EDF,
BGDs/\DFE,
.BG_DG_BD_2
''~DF~~EF~~ED~3"
设。G=%,贝!]。9=6一%,
口「3DG3%2八厂2“、42
"EF=—=~'BG=3DF=式6—x)=4--X,
•・•EF=OG,
3r2
2=6+4—/,
解得:X=程
八二60。厂4212八二口厂3%90rl厂「18
•••DG=记BG=4--x=-,OG=EF=-=-,DF=6-x=-
••碗Y),
设直线DE的解析式为y=mx+n,
把。偿黝,£(0,-6)代入得,卜::613,
解得:[爪=:,
(n=-6
直线DE的解析式为y=聂-6,
'y=
联立
y=^xi-x-6
4-
解得:{江;或{:秘4,
;•”(4.8,-5.04),
当〃在BE上方时,
作E/,使4BEJ=4ACO,交新抛物线于M',在E/上取一点N,使EN=ED,过N作NHly轴于",
OE=OB=6,
・•・乙OEB=LOBE=45。,
・••乙OEB=乙BEF=45°,
•••乙BEJ=^-ACO=乙BEK,
・••乙HEN=乙DEF,
•••LEHN=乙DFE=90°,
・•.△HNE=△FOE(AAS),
...EH=EF=泓N=DF=^,
・,,。”=*6=5
-C.S)'
设直线切的解析式为y=px+q,
把噌噌),E(o=6)代入得卜仁然用
解得:[^=-6,
・•・直线切的解析式为y=5%-6,
y=5x—6
{y=1%2-X-6,
解得:{丁掘{:二茏,
综上所述,M的坐标为(24,114)或(48-5.04>
【点睛】本题考查了二次函数综合,涉及相似三角形的性质和判定,三角函数,待定系数法求解析式,全
等三角形的性质和判定,勾股定理等知识点,正确的作出辅助线,综合运用以上知识是解题的关键.
5.如图1,在平面直角坐标系中,直线y=-、+1与抛物线丫=a/-%+3(a40)交于/,B两点,且点工
在x轴上,直线与y轴交于点C.
KI常用图
⑴求抛物线的表达式;
(2)P是直线力B上方抛物线上一点,过P作PQIIy轴交直线4B于点Q,求PQ+争Q的最大值,并求此时点P的
坐标;
⑶在(2)PQ+争Q的最大值的条件下,连接BP,将抛物线沿射线B4方向平移,使得点4在新抛物线的对
称轴上,M是新抛物线上一动点,当=时,直接写出所有符合条件的点M的坐标.
【答案】(l)y=~x2~x+3
⑵PQ+争Q的最大值为4,P(—2,4)
⑶点M的坐标为(2,2)或(弯止,-3年一9)
【分析】(1)先由一次函数解析式求出点4(2,0),再把做2,0)代入y=a,一久+3,求出。值即可;
(2)延长PQ交y轴于。,证明△OACYZMQ,得卷=翁即得=壶,求得。(2=各2,再设P
(%,一,2_乂+3),贝!lQ(x,—'+1),贝!1PQ=—和2—京+2,QD=~x+1,所以PQ+当
AQ=PQ+QD=PD=~(x+2)2+4,利用二次函数最值即可求解.
(3)根据平移的性质求得抛物线平移后的解析式为y=-9/+尤+1,再分两种情况:当点”在直线4B上
方时,当点M在直线48下方时,分别求解即可.
【详解】(1)解:对于直线y=—y+l,
令y=0,则一)+1=0,解得:x=2,
”(2,0),
把4(2,0)代入y=一%+3,得0=4。-2+3,
解得:
a=—4-
•,・抛物线的表达式y=~x2-x+3.
(2)解:延长PQ交V轴于。,
1
对于直线y=-/+1,
令%=0,则y=l,
,•弘(2,0)
•'-AC=Vl2+22=V5
•••PQIIy轴,即QDIIOC,
•••△OACDAQ
/COCV51
二而=而,即而=而,
.-.DQ=^-AQ,
设P(x,—32_刀+3),贝!lQ(x,—1+1),
-'-PQ=~^x2-x+3-(一1%+1)=~x2-x+2,QD=~x+1
22
:.PQ+争Q=PQ+QD=PD=—x-x+3=—(%+2)+4
--J<0
.•.当x=—2时,PQ+^4Q的最大值为4;
(3)解:联立,[y=_1彳-%:3,
Iy=~2x+1
解得:{:3,£:o-
,'B(—4,3),
由(2)知,在PQ+争Q的最大值的条件下,抛物线的顶点为点P(-2,4),对称为直线PQ,
当乂=一2时,则y=-gx(―2)+1=2,
•,•<2(-2,2).
则PQ=2,PB=QB=722+I2=V5.
"BPQ=乙BQP,
••・将抛物线沿射线B4方向平移,使得点4在新抛物线的对称轴上,
二点Q平移后与点A重合,
-(2(-2,2),省2,0),
••・抛物线沿射线比4方向平移,是向下平移了2个单位,向右平移了4个单位,
二抛物线顶点「(一2,4)平移后到点P'(2,2),点8(-4,3)平移后到点*(0,1),即9与C重合,
△BPQ=△B'P,A,抛物线平移后的解析式为y=-1(%-2)2+2=~x2+x+l,
"BPQ=Z.B'P'A,
P'(2,2),
■■P'B'="+(2-1)2=V5>
4(2,0),
■-AB'=7z2+l2=Vs>
:.P'B'=AB',
.-./-B'AP'=Z-B'P'A,
当点河在直线48上方时,
■.■Z.MAB=Z.BPQ,
.-.Z.MAB-/.B'P'A,
二点Af与点P重合,
•・收2,2),
当点〃•在直线4B下方时,设MQ,—3/+%+1),
过点M作MEIIPQ,交4B于E,交x轴于N,贝Ij/MEA=NBQP,E(x_lx+i),
则△AOCsZXANE,
.•爷=嘉,则4E=ENSC=®E,
-Z-MAB=乙BPQ,
・•・△BPQMAE,
BQPQ制败ME
・.・赢=而则方=7F
•.Vs•—=碍Jj"敕干整田理7日得:3/£1一—、“,
即:l(-|x+l)=-(-i%2+x+l).解得:x=(x=用舍去),
此时,VM=3|卫,
,-41+1—3V41—9^
综上,符合条件的点M的坐标为(2,2)或(等止,出鲁).
【点睛】本题属二次函数综合题目,主要去向不明了待定系数法求抛物线解析式,抛物线的性质,抛物线
的平移,相似三角形的判定与性质,综合性较强,熟练掌握相关性质是解题的关键.
6.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=a-+版+|与无轴交于4B(i,o)两点,交y轴于点C,抛物线的
对称轴是直线x=-2.
⑴求抛物线的解析式;
⑵点M是直线4c上方对称轴左侧抛物线上一动点,过点M作MDII%轴交抛物线于点。,作ME||y轴交直线/C
1
于点E,求+3ME的最大值及此时点M的坐标;
⑶将抛物线向右平移3个单位,再向上平移1个单位,得到新的抛物线,在+3ME取得最大值的条件
下,点P为点。平移后的对应点,点Q为点力平移后的对应点,连接PQ,点R为平移后的抛物线上一点,若△PQR
为以PQ为直角边的直角三角形,请直接写出所有符合条件的点R的坐标.
[答案](i)y=-gx+,
(2*MD+3ME的最大值7.此时M(—3,乡
⑶端,一5)或俘,一给
【分析】(1)利用待定系数法即可求解;
(2)设”(小,一!加2-?巾+3,求得直线AC的解析式,用含m的式子表示出M。和ME,利用二次函数的性
质求解即可;
(3)利用平移的性质求得平移后的抛物线的解析式,以及P(2,/),Q(-2,1),分两种情况讨论即可求解.
【详解】(1)解:由题知
1
a---
角得
津3
--4
b
3-
124।5
y=_/_/+§;
(2)解:设MQH,—[血?—g7n+£),
令y=_,_%+1=0,得%i=-5,%2=1.
•••做—5,0),
令%=0,得y=|,
.•.c(o,3,
设直线4c的解析式为y=依+9,
则0=-5k+,
解得k=1,
二直线4C的解析式为y=%+0
MD||%轴交抛物线于点。,抛物线的对称轴是直线%=-2,
*'•MD=2(-2—m)="4—2m,
・•,ME||y轴交直线/C于点E,
124i5A5\15
ME=*_髀+E髀+3)=23m'
1/15\
•••—MD+SME=—2—m+3—m27——mJ
=-m2-6m-2=-(m+3)2+7,
当m=-3时,|M£>+3ME取得最大值7,
⑶解:喘T)或俘,善)
平移后的抛物线的解析式为:y=—^(x—3)2~^(x—3)+1+1,
整理得y—~%2+-|x+-y-,
.-.0(-1.1),
”(一5,0),
•••P(-1+3,|+1),Q(-5+3,0+1),
••・P(2,弓),Q(-2,l),
77
同理,直线PQ的解析式为:y=|x+g
当点Q为直角顶点时,
如图,QH1PQ交X轴于点H,直线PQ交X轴于点G,交y轴于点/,
则G(_g,O),《0,9,
=+G)=噜'QG=J(-2+3+12="'
•••乙IGO=^HGQ,Z/OG=ZHQG=90°,
△IGOMHGQ,
GOGI„J_2
"GQ=GH'即n浮=备,
解得GH=9,
4
同理,直线QH的解析式为:y=~x-2,
联立,-%2+-|x+^-=~x—2,
解得=-2,%2=-y-.
当P为直角顶点时,
同理,直线PR的解析式为:y=-|x+拿
严一12।2.11_3,20
联乂,~X+/+可=~X+V,
q
解得久i=2,x2=-.
/.R(-
\2,12/
•',7?(1—4)或俘厂'¥)・
【点睛】本题属于二次函数的综合题,难度很大,考查了待定系数法,二次函数的性质,相似三角形的判
定和性质,关键是做出合适的辅助线进行转化,清晰的分类讨论是解本题的关键.
7.如图,已知二次函数y=a久2+b光+4的图象交x轴于点2(1,0),5(4,0),交V轴于点C.
⑴求这个二次函数的解析式;
⑵若P是直线8c下方抛物线上的一动点,求△BCP面积的最大值;
⑶将抛物线沿射线BC方向平移等单位得到新的抛物线/,点M是新抛物线;/对称轴上一点,点N为平面直角
坐标系内一点,直接写出所有以B,C,M,N为顶点的四边形为矩形的点N的坐标.
【答案】(i)y=——5x+4
(2)8
(3)点N的坐标为(-2,2)或(6,2)或(2,2+2际或(2,2—2际
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)先求出C(0,4),待定系数法求出直线BC的解析式为:y=-x+4,作PDIIy轴交BC于。,设P
2
(m,m—5m+4)(0<m<4)>则。(m,—m+4),求出P。=—(m-2猿+4,再表不出S4^cp=(久B—%c)
=-2(m-2)2+8,结合二次函数的性质即可得解;
(3)求出新抛物线解析式得到新抛物线:/的对称轴为直线%=2,设M(2,t),N(s,r),贝UCM?=«—0)2+
(t-4)2=t2-8t+20,BM2=(2-4)2+t2=t2+4,BC2=(4-0)2+(0-4)2=32,若以B,C,M,N为顶
点的四边形为矩形,则△8CM为直角三角形,再分三种情况:当以点8为直角顶点时,BM2+BC2^CM2;
222
当以点C为直角顶点时,CM+BC=BM;当以点M为直角顶点时,C"2+BM2=BC2,分别利用勾股定理
并结合矩形的性质计算即可得解.
【详解】(1)解:,.二次函数y=+8%+4的图象交汇轴于点4(i,o),8(4,0),
ra+b+4=0
"16a+4b+4=0,
解得:[b=-s,
,二次函数的解析式为y=X2-5X+4;
(2)解:在y=/-5汽+4中,当第=0时,y=4,
,,((0,4),
设直线BC的解析式为y=kx+4,
将8(4,0)代入解析式可得轨+4=0,
解得:k=-1,
・,・直线的解析式为:y=—%+4,
作PO||y轴交于O,
设P(nvn2_577i+4)(0<m<4),则。(TH,—?n+4),
222
;・PD=-m+4-(m-5m+4)=~m+4m=-(m-2)+4,
,:SABCP=2^^(XB~XC)=E[一(7n-2)2+4]x(4—0)=—2(m—2)2+8,
・..当TH=2时,S4BCP的值最大,为8;
2
(3)解:y=%2—5%+4=(%—I)+p
\乙/4
••・将抛物线沿射线BC方向平移孚单位得到新的抛物线y,,
2
••・将抛物线先向左平移为单位,在向上平移衿单位,即/=(%_:+:)+)+;=(尤一2)2+3,
••・新抛物线y'的对称轴为直线刀=2,
设M(2,t),N(s,r),则/"2=(2_o)2+«_4)2=t2_81+20,BM?=(2-4猿+产=产+4,BC2=(4-0)2
(0—4)2=32,
若以B,C,M,N为顶点的四边形为矩形,则△BCM为直角三角形,
当以点B为直角顶点时,BM2+BC2=CM2,
.••力2+4+32=Z2—81+20,
解得:[=-2,
此时M(2,-2),
由矩形的性质可得{[2th。4二':〉,
解得:即此时N(-2,2);
当以点C为直角顶点时,CM2+BC2=BM2,
:・F+4=产—8t+20+32,
解得:力=6,
此时M(2,6),
由矩形的性质可得:{:曹爹",
解得:{;:g,即此时N(6,2);
当以点M为直角顶点时,CM2+BM2=BC2,
.,•/+4+产―8t+20=32,
解得:t=2+2&或1=2-2V^,
此时M(2,2+2际或M(2,2—2仍,
2
由矩形的性质可得:1+2vf;r=4+0或1-蔑;0,
解得:{「丁2=^我或1=>一;2无,即此时N(2,2—2女)或N(2,2+2伪;
综上所述,点N的坐标为(-2,2)或(6,2)或(2,2+2伪或(2,2-2我>
【点睛】本题考查了待定系数法求二次函数解析式、二次函数综合一面积问题、二次函数综合一特殊四边形、
勾股定理,熟练掌握以上知识点并灵活运用,添加适当的辅助线,采用分类讨论与数形结合的思想是解此
题的关键.
8.如图,抛物线y=a/+6%—2与%轴交于4B两点(4在B的左侧),与y轴交于点C,且满足
OA:OC:OB=6:2:1,连接AC、BC.
(2)如图1,点P是线段4c下方抛物线上的一动点,过点「作/5。!/!。于点D,点E为直线BC上一动点,当PD取
最大值时,连接PE,求PE+卷BE的最小值;
⑶如图2,将该抛物线沿射线4C方向平移函个单位长度,得到新抛物线月,点Q是月上一动点,是否存在
“BC,使得“BC=NBC。+N04C,若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】⑴丫=级+%—2;
(2)4;
⑶Q的坐标为(1一后,一苧)或(一4+2710,15-6710).
2
【分析】(1)当x=0时,^y=ax+bx-2=-2,OC=2,由。4:0C:0B=6:2:1,得2(-6,0),进
而利用待定系数法即可得解;
(2)如图,过点P作于M,交"于N,过点B作BG14B于B,过点E作EG,8G于点G,先求出直线
AC为:y=~x—2,^P(m,^m2+|tn-2)>贝!)(犯—:山—2),^PN=—^in—2—^m2+|m—2)=
-2m,进而得PD=^?PN=察(_9nl2_2爪)=—噜(巾+3)2+察,当巾=一3时,p。的值最大,求出
P(_3,一4),再利用垂线段最短得PE+EG取最小值时,PE+^BE的值最小,当P、E,G,三点共线,PG1BG
时,+的值最小,从而即可得解.
(3)过B作BM1AB于B,在x轴的下方直线BM上,作BM=。4=6,过M作MH1BM于点M,在直线BM的
右侧作MH=OC=2,作直线交平移后的抛物线于点Q,贝叱BMH=乙4。。=90。,由
ABMH=AAHC(SAS)^Z.QBM=Z.OAC,由(2)得NM8C=〃9CB,进而
乙QBC=4QBC+乙MBC=4BCO+乙OAC,此时Q为所求,由将抛物线沿射线力C方向平移屈个单位长度,
得到新抛物线相当于将抛物线向右平移3个单位,再向下平移1单位,得到新抛物线yj从而为=1%一92
,求出直线B”为y=-3x+3,联立y=-3久+3与y=X%—今即可得解Q,作H(3,—6)关于直线BC
的对称点H',连接HH'交BC于L,直线B勿交平移后的抛物线于点。,由NQ6C=NQBC得。为所求,则
HL=H'L,HH'1BL,先求出L(—1,—4),进而得直线B勿为y=才—,联立y=孑―g与y=能―乡福即
可得解.
【详解】(1)解:当%=0时,y=a/+b]-2=-2,
-2),
:.OC=2,
':OA\OC\OB=6:2:1,
;.OB=1,OA—6,
•次一6,0),8(1,0),
把4(-6,0),8(1,0)代入y=a-+"-2得
CO=36a—6b—2
t0=a+b—2
1
a--
得
解3
-5
h
3-
(2)解:如图,过点P作PM1AB于M,交4c于N,过点B作BG14B于B,过点E作EG,BG于点G,
由。(0,-2)设直线4C为:y=kx—2,
把4(—6,0)代入y=依―2得0=-6k—2,
解得k=-p
直线AC为:y=-1x-2,
+|m—2)>则(m,-gm-2),
22
...PN=-1m-2-Qm+|m-2)=-|m-2m,
,.\4B=6,。。=2,OC1AB,
-'-AC=762+22=2V15,
.,.cosZ-MAN=coszMC=-7==
2V1010
•・・MN_L/B,PD1>1C,
"ANM+Z.MAN=乙NPD+乙PND=90°,
MANM="ND,
.・.4MAN=乙NPD,
.•.COSNNPD=黑=cos/M力N=%,
PN10
—唔出富(-加⑶)一条n+犷+富
...当m=-3时,
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