2020年中考数学一轮复习之二次函数动点问题(面积、长度最值与定长)1.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴分别交于A(﹣3,0),B两点,与y轴交于点C,抛物线的顶点E(﹣1,4),对称轴交x轴于点F.(1)请直接写出这条抛物线和直线AE、直线AC的解析式;(2)连接AC、AE、CE,判断△ACE的形状,并说明理由;(3)如图2,点D是抛物线上一动点,它的横坐标为m,且﹣3<m<﹣1,过点D作DK⊥x轴于点K,DK分别交线段AE、AC于点G、H.在点D的运动过程中,①DG、GH、HK这三条线段能否相等?若相等,请求出点D的坐标;若不相等,请说明理由;②在①的条件下,判断CG与AE的数量关系,并直接写出结论.解:(1)抛物线的表达式为:y=a(x+1)2+4=a(x2+2x+1)+4,故a+4=3,解得:a=﹣1,故抛物线的表达式为:y=﹣x2﹣2x+3;将点A、E的坐标代入一次函数表达式并解得:直线AE的表达式为:y=2x+6;同理可得:直线AC的表达式为:y=x+3;(2)点A、C、E的坐标分别为:(﹣3,0)、(0,3)、(﹣1,4),则AC2=18,CE2=2,AE2=20,故AC2+CE2=AE2,则△ACE为直角三角形;(3)①设点D、G、H的坐标分别为:(x,﹣x2﹣2x+3)、(x,2x+6)、(x,x+3),DG=﹣x2﹣2x+3﹣2x﹣6=﹣x2﹣4x﹣3;HK=x+3;GH=2x+6﹣x﹣3=x+3;当DG=HK时,﹣x2﹣4x﹣3=x+3,解得:x=﹣2或﹣3(舍去﹣3),故x=﹣2,当x=﹣2时,DG=HK=GH=1,故DG、GH、HK这三条线段相等时,点D的坐标为:(﹣2,3);②CG==;AE==2,故AE=2CG.2.如图,直线l:y=﹣3x+3与x轴、y轴分别相交于A、B两点,抛物线y=ax2﹣2ax+a+4(a<0)经过点B.(1)求该抛物线的函数表达式;(2)已知点M是抛物线上的一个动点,并且点M在第一象限内,连接AM、BM,设点M的横坐标为m,△ABM的面积为S,求S与m的函数表达式,并求出S的最大值;(3)在(2)的条件下,当S取得最大值时,动点M相应的位置记为点M′.写出点M′的坐标.解:(1)直线l:y=﹣3x+3与x轴、y轴分别相交于A、B两点,则点A、B的坐标分别为:(1,0)、(0,3),抛物线y=ax2﹣2ax+a+4(a<0)经过点B(0,3),则a+4=3,解得:a=﹣1,故抛物线的表达式为:y=﹣x2+2x+3;(2)过点M作MH⊥x轴于点H,设点M(m,﹣m2+2m+3),则S=S梯形BOHM﹣S△OAB﹣S△AMH=(﹣m2+2m+3+3)×m﹣[3×1+(m﹣1)(﹣m2+2m+3)]=﹣m2+m,∵0,故S有最大值,当m=时,S的最大值为:;(3)当S取得最大值时,此时,m=,则y=﹣m2+2m+3=,故点M′的坐标为:(,).3.已知抛物线y=ax2+bx﹣4经过点M(﹣4,6)和点N(2,﹣6).(1)试确定该抛物线的函数表达式;(2)若该抛物线与x轴交于点A,B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C①试判断△ABC的形状,并说明理由;②在该抛物线的对称轴上是否存在点P,使PM+PC的值最小?若存在,求出它的最小值;若不存在,请说明理由.解:(1)将点M、N的坐标代入抛物线表达式得:,解得:,故抛物线的表达式为:y=x2﹣x﹣4;(2)①y=x2﹣x﹣4,令y=0,则x=﹣2或8,x=0,则y=﹣4,故点A、B、C的坐标分别为:(﹣2,0)、(8,0)、(0,﹣4),则函数的对称轴为:x=3,则AB=10,BC=,AC=,则AB2=BC2+AC2,故△ABC为直角三角形;②作点M关于函数对称轴的对称点D(10,6),连接CD交函数对称轴于点P,则点P为所求,将点CD的坐标代入一次函数表达式:y=kx+b并解得:直线CD的表达式为:y=x﹣4,当x=3时,y=﹣1,故点P(3,﹣1),此时PM+PC的值最小为CD=10.4.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣3交x轴于点A(﹣1,0)和点B(3,0),与y轴交于点C,顶点是D,对称轴交x轴于点E.(1)求抛物线的解析式;(2)点P是抛物线在第四象限内的一点,过点P作PQ∥y轴,交直线AC于点Q,设点P的横坐标是m.①求线段PQ的长度n关于m的函数关系式;②连接AP,CP,求当△ACP面积为时点P的坐标;(3)若点N是抛物线对称轴上一点,则抛物线上是否存在点M,使得以点B,C,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出线段BN的长度;若不存在,请说明理由.解:(1)抛物线的表达式为:y=a(x+1)(x﹣3)=a(x2﹣2x﹣3),故﹣3a=﹣3,解得:a=1,故抛物线的表达式为:y=x2﹣2x﹣3;(2)设点P(m,m2﹣2m﹣3),①将点A、C的坐标代入一次函数表达式并解得:直线AC的表达式为:y=﹣3x﹣3,则点Q(m,﹣3m﹣3),n=PQ=m2﹣2m﹣3+3m+3=m2+m;②连接AP交y轴于点H,同理可得:直线AP的表达式为:y=(m﹣3)x+m﹣3,则OH=3﹣m,则CH=m,△ACP面积=×CH×(xP﹣xA)=m(m+1)=,解得:m=(不合题意的值已舍去),故点P(,﹣);(3)点C(0,﹣3),点B(3,0),设点M(m,n),n=m2﹣2m﹣3,点N(1,s),①当BC是边时,点C向右平移3个单位向上平移3个单位得到B,同样点M(N)向右平移3个单位向上平移3个单位得到N(M),即m±3=1,n±3=s,解得:m=﹣2或4,s=8或2,故点N(1,2)或(1,8),则BN=2或2;②当BC是对角线时,由中点公式得:3=m+1,﹣3=s+n,解得:s=0,故点N(1,0),则BN=2,综上,BN=2或2或2.5.如图直角坐标系中,△ABO,O为坐标原点,A(0,3),B(6,3),二次函数y=﹣x2+bx+c的图象经过点A,B,点P为抛物线上AB上方的一个点,连结PA,作PQ⊥AB垂足为H,交OB于点Q.(1)求b,c的值;(2)当∠APQ=∠B时,求点P的坐标;(3)当△APH面积是四边形AOQH面积的2倍时,求点P的坐标.解:(1)把A(0,3),B(6,3)代入y=﹣x2+bx+c并解得:;(2)设P(m,﹣m2+6m+3)∵∠P=∠B,∠AHP=∠OAB=90°,∴△ABO~△HPA,∴,∴,解得m=4.∴P(4,11)(3)当△APH的面积是四边形AOQH的面积的2倍时,则2(AO+HQ)=PH∴,得:m1=4,m2=3,∴P(4,11)或P(3,12)6.在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+c经过点A、B,C,已知A(﹣1,0),C (0,3).(1)求抛物线的解析式;(2)如图1,P为线段BC上一动点,过点P作y轴的平行线,交抛物线于点D,是否存在这样的P点,使线段PD的长有最大值?若存在,求出这个最大值;若不存在,请说明理由;(3)如图2,抛物线的顶点为E,EF⊥x轴于点F,N是直线EF上一动点,M(m,0)是x轴一个动点,请直接写出CN+MN+MB的最小值以及此时点M、N的坐标,直接写出结果不必说明理由.解:(1)y=﹣x2+bx+c经过点C,则c=3,将点A的坐标代入抛物线表达式:y=﹣x2+bx+3并解得:b=2,抛物线的表达式为:y=﹣x2+2x+3;(2)存在,理由:令y=0,则x=﹣1或3,故点B(3,0),将点B、C的坐标代入一次函数表达式并解得:直线BC的表达式为:y=﹣x+3,设点D(x,﹣x2+2x+3),则点P(x,﹣x+3),则PD=(﹣x2+2x+3)﹣(﹣x+3)=﹣x2+3x,当x=时,PD最大值为:;(3)过点B作倾斜角为30°的直线BH,过点C作CH⊥BH交于点H,CH交对称轴于点N,交x轴于点M,则点M、N为所求,直线BH表达式中的k值为,则直线CH的表达式为:y=﹣x+3,当x=1时,y=3﹣,当y=0时,x=,故点N、M的坐标分别为:(1,3﹣)、(,0),CN+MN+MB的最小值=CH=CM+FH=.7.如图,抛物线y=(x+2)(x﹣2k)交x轴于点A、B,(A左B右),与y轴交于点C,把射线BC沿x轴翻折交抛物线于点D,交y轴于点F,点D纵坐标为6.(1)求抛物线的解析式;(2)点P为第四象限抛物线上一点,连接PB、PC,设点P横坐标为m,△PBC的面积为S,求S与m的函数解析式(不要求写出自变量取值范围);(3)在(2)的条件下,PD交y轴于点E,交BC于点M,过点P作y轴平行线交BD、BC于点G、H,若△MEF与△MGH面积的和为6,求△PBC的面积.解:(1)过点D作DS⊥x轴于S.令y=0,即(x+2)(x﹣2k)=0解得x=﹣2或x=2k∴OA=2,OB=2k令x=0,则y=﹣k,∴OC=k∴tan∠OBC=tan∠OBD=,∵点D纵坐标为6,∴DS=6,BS=12,∴OS=12﹣2k∴点D坐标为(2k﹣12,6),代入解析式得:6=(2k﹣12+2)(2k﹣12﹣2k)解得k=4∴抛物线解析式为y=(x+2)(x﹣8)或y=x2﹣x﹣4;(2)过点P作PN⊥BC于N,PR⊥x轴于R,PR交BC于K 令x=0,y=﹣4,∴OC=4C(0,﹣4),由(1)得B(8,0)先求出直线BC解析式y=x﹣4,PK=PR﹣RK点P(m,m2﹣m﹣4)PR=m2﹣m﹣4),K(m,m﹣4)RK=m+4PK=﹣(m2﹣m﹣4)﹣(m+4)=﹣,∠NPK=∠OBC∴cos∠OBC=cos∠NPK=PN=PK cos∠NPK=﹣m2+m BC =4S=BC×PN=(﹣m2+m)S=﹣m2+8m;(3)在(1)图基础上,过点P作PQ⊥DS,设PQ交y轴于点L,tan∠DPQ===,即∴EL=可知点F(0,4)EF=FL﹣EL=4﹣()﹣EF=8﹣m,求出直线BF解析式为y=﹣x+4,点G纵坐标为﹣m+4,点H纵坐标为m﹣4,GH=(﹣m+4,)﹣(m﹣4,)=8﹣m,∵△MEF面积与△MGH面积和为6∴(8﹣m)m=6解得m=2或m=6∵S=﹣m2+8m∴S=12.8.如图,抛物线y=﹣x﹣1与y轴交于点A,点B是抛物线上的一点,过点B 作BC⊥x轴于点C,且点C的坐标为(9,0).(1)求直线AB的表达式;(2)若直线MN∥y轴,分别与抛物线,直线AB,x轴交于点M、N、Q,且点Q位于线段OC之间,求线段MN长度的最大值;(3)当四边形MNCB是平行四边形时,求点Q的坐标.解:(1)令x=0,则y=﹣1,即A(0,﹣1).∵B为抛物线上的一点,BC⊥x轴,C(9,0),∴B点的横坐标为9,纵坐标为,即B(9,2).设直线AB的函数解析式为y=kx+b,将A(0,﹣1),B(9,2)代入上式并解得:直线AB的函数解析式为;(2)设线段MN的长为L,由抛物线和直线AB的解析式,得:==.故线段MN长度的最大值为;(3)若四边形MNCB是平行四边形,则需要MN=BC,由点B、C的坐标可知BC=2,∴,解得:x=1或x=8.故当点Q的坐标为(1,0)或(8,0)时,四边形MNCB是平行四边形.9.如图,在平面直角坐标系中,已知点B的坐标为(﹣1,0),且OA=OC=4OB,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)图象经过A,B,C三点.(1)求A,C两点的坐标;(2)求抛物线的解析式;(3)若点P是直线AC下方的抛物线上的一个动点,作PD⊥AC于点D,当PD的值最大时,求此时点P的坐标及PD的最大值.解:(1)OA=OC=4OB=4,故点A、C的坐标分别为(4,0)、(0,﹣4);(2)抛物线的表达式为:y=a(x+1)(x﹣4)=a(x2﹣3x﹣4),即﹣4a=﹣4,解得:a=1,故抛物线的表达式为:y=x2﹣3x﹣4;(3)直线CA过点C,设其函数表达式为:y=kx﹣4,将点A坐标代入上式并解得:k=1,故直线CA的表达式为:y=x﹣4,过点P作y轴的平行线交AC于点H,∵OA=OC=4,∴∠OAC=∠OCA=45°,∵PH∥y轴,∴∠PHD=∠OCA=45°,设点P(x,x2﹣3x﹣4),则点H(x,x﹣4),PD=HP sin∠PFD=(x﹣4﹣x2+3x+4)=﹣x2+2x,∵<0,∴PD有最大值,当x=2时,其最大值为2,此时点P(2,﹣6).10.在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2+bx+2的图象与x轴交于A(﹣3,0),B(1,0)两点,与y轴交于点C.(1)求这个二次函数的关系解析式,x满足什么值时y<0?(2)点P是直线AC上方的抛物线上一动点,是否存在点P,使△ACP面积最大?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由;(3)点M为抛物线上一动点,在x轴上是否存在点Q,使以A、C、M、Q为顶点的四边形是平行四边形?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,说明理由.解:(1)函数表达式为:y=a(x+3)(x﹣1)=a(x2+2x﹣3),﹣3a=2,解得:a=﹣,抛物线的表达式为:y=﹣x2﹣x+2,当x<﹣3或x>1时,y<0;(2)存在,理由:过点P作平行于y轴的直线交AC于点H,将点A(﹣3,0)、C(0,2)的坐标代入一次函数表达式:y=kx+b得:,解得:,故直线AC的表达式为:y=x+2,设点P(x,﹣x2﹣x+2),则点H(x,x+2),△ACP面积S=×PH×OA=×3(﹣x2﹣x+2﹣x﹣2)=﹣x2﹣3x,∵<0,故当x=﹣时,S有最大值,此时点P(﹣,);(3)设点M的坐标为:(m,n),则n=﹣m2﹣m+2,点Q(s,0),点A、C的坐标分别为:(﹣3,0)、(0,2),①当AC是平行四边形的一条边时,点A向右平移3个单位、向上平移2个单位得到C,同样点M(Q)向右平移3个单位、向上平移2个单位得到Q(M),即:m+3=s,n+2=0或m﹣3=s,n﹣2=0,且n=﹣m2﹣m+2,解得:s=2或﹣5;②当AC是平行四边形的对角线时,则m+s=﹣3,n+0=2,且n=﹣m2﹣m+2,解得:s=﹣1,故点Q的坐标为:(﹣1,0)或(﹣5,0)或(2,0)或(2﹣,0).11.如图,抛物线y=x2+bx+c与轴交于点A和点B,与y轴交于点C,作直线BC,点B的坐标为(6,0),点C的坐标为(0,﹣6).(1)求抛物线的解析式并写出其对称轴;(2)D为抛物线对称轴上一点,当△BCD是以BC为直角边的直角三角形时,求D点坐标;(3)若E为y轴上且位于点C下方的一点,P为直线BC上的一点,在第四象限的抛物线上是否存在一点Q.使以C,E,P,Q为顶点的四边形是菱形?若存在,请求出Q点的横坐标;若不存在,请说明理由.解:(1)将点B、C的坐标代入二次函数表达式得:,解得:,故抛物线的表达式为:y=x2﹣2x﹣6,令y=0,则x=﹣2或6,则点A(﹣2,0),则函数的对称性x=2;(2)①当∠BCD=90°时,将点B、C的坐标代入一次函数表达式得:直线BC的表达式为:y=x﹣6,则直线CD的表达式为:y=﹣x﹣6,当x=2时,y=﹣8,故点D(2,﹣8);②当∠DBC=90°时,同理可得点D(2,4),故点D(2,﹣8)或(2,4);(3)①当CE为菱形的一条边时,则PQ∥CE,设点P(m,m﹣6),则点Q(m,n),则n=m2﹣2m﹣6…①,由题意得:CP=PQ,即m=m﹣6﹣n…②,联立①②并解得:m=6﹣2,n=4﹣8,则点Q(6﹣2,4﹣8);②当CE为菱形的对角线时,则PQ⊥CE,即PQ∥x轴,设点P(m,m﹣6),则点Q(s,m﹣6),其中m﹣6=s2﹣2s﹣6…③,则PC=﹣m,CQ2=s2+m2,由题意得:CQ=CP,即:(﹣m)2=s2+m2…④,联立③④并解得:m=6或﹣2(舍去6),故点(2,﹣8);综上,点Q(6﹣2,4﹣8)或(2,﹣8).12.如图,直线AB经过x轴上一点A(3,0),且与抛物线y=ax2+1相交于B、C两点,点B的坐标为(1,2).(1)求抛物线和直线AB的解析式;(2)若点D是抛物线上一点,且D在直线BC下方,若S△BCD=3,求点D的坐标;(3)设抛物线顶点为M,问在抛物线上是否存在点P使△PMC是以MC为直角边的直角三角形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.解:(1)将点A、B的坐标代入一次函数表达式:y=kx+b得:,解得:,故直线AB的表达式为:y=﹣x+3…②,同理将点B的坐标代入抛物线表达式并解得:抛物线的表达式为:y=x2+1…②;(2)联立①②并解得:x=1或﹣2,故点C(﹣2,5),如图1,过点D作y轴的平行线交BC于点H,设点D(x,x2+1),则点H(x,﹣x+3),则S△BCD=3=DH×(x B﹣x C)=(x2+1﹣x+3)×(1+2),解得:x=0或﹣1,故点D(﹣1,2)或(0,1);(3)如图2,点M的坐标为:(0,1),点C(﹣2,5),则直线CM函数表达式中的k值为:﹣2,①当∠PCM=90°时,则直线CP的函数表达式为:y=x+m,将点C的坐标代入上式并解得:m=6,故直线PC的表达式为:y=x+6…③,联立②③并解得:x=﹣2或(舍去﹣2),故点P的坐标为:(,);②当∠CMP(P′)=90°时,同理可得:点P(P′)(,),综上,点P的坐标为:(,)或(,).13.如图,已知抛物线y=﹣x2+4x+5与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y 轴交于点C.(1)直接写出点A、B、C的坐标;(2)在抛物线的对称轴上存在一点P,使得PA+PC的值最小,求此时点P的坐标;(3)点D是第一象限内抛物线上的一个动点(与点C、B不重合)过点D作DF⊥x轴于点F,交直线BC于点E,连接BD,直线BC把△BDF的面积分成两部分,使S△BDE:S△BEF=2:3,请求出点D的坐标;(4)若M为抛物线对称轴上一动点,使得△MBC为直角三角形,请直接写出点M的坐标.解:(1)令y=0,则x=﹣1或5,令x=0,则y=5,故点A、B、C的坐标分别为:(﹣1,0)、(5,0)、(0,5);(2)抛物线的对称轴为:x=2,点B是点A关于函数对称轴的对称点,连接BC交抛物线对称轴于点P,则点P为所求,直线BC的表达式为:y=﹣x+5,当x=2时,y=3,故点P(2,3);(3)设点D(x,﹣x2+4x+5),则点E(x,﹣x+5),S△BDE:S△BEF=2:3,则,即:=,解得:m=或5(舍去5),故点D(,);(4)设点M(2,m),而点B、C的坐标分别为:(5,0)、(0,5),则MB2=9+m2,MC2=4+(m﹣5)2,BC2=50,①当MB为斜边时,则9+m2=4+(m﹣5)2+50,解得:m=7;②当MC为斜边时,同理可得:m=﹣3;③当BC为斜边时,同理可得:m=6或﹣1;综上点M的坐标为:(2,7)或(2,﹣3)或(2,6)或(2,﹣1).14.如图,抛物线y=ax2+bx﹣4a(a≠0)经过A(﹣1,0)、C(0,4)两点,与x轴交于另一点B,连接AC,BC.(1)求抛物线的解析式;(2)过点C作x轴的平行线交抛物线于另一点D,连接BD,点P为抛物线上一点,且∠DBP=45°,求点P的坐标;(3)在抛物线的对称轴上是否存在点M,使得由点M,A,C构成的△MAC是直角三角形?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.解:(1)﹣4a=4,解得:a=﹣1,则抛物线的表达式为:y=﹣x2+bx+4,将点A的坐标代入上式并解得:b=3,故抛物线的表达式为:y=﹣x2+3x+4…①;(2)抛物线的对称轴为:x=,点D(3,4),过点D作x轴的垂线交BP于点H,交x轴于点G,过点H作HR⊥BD与点R,则BG=1,GD=4,tan∠BDG=,∠DBP=45°,设:HR=BR=x,则DR=4x,BD =5x==,x=,BH=x,BG=1,则GH==,故点H(3,),而点B(4,0),同理可得直线HB的表达式为:y=﹣x+…②,联立①②并解得:x=4或﹣(舍去4),故点P(﹣,);(3)设点M(,m),而点A(﹣1,0)、点C(0,4),则AM2=+m2,CM2=+(m﹣4)2,AC2=17,①当AM是斜边时,+m2=+(m﹣4)2+17,解得:m=;②当CM是斜边时,同理可得:m=﹣;③当AC是斜边时,同理可得:m=或;综上,点M的坐标为:(,)或(,﹣)或(,)或(,).15.如图,已知在平面直角坐标系xOy中,直线y=x+与x轴交于点A,与y轴交于点B,点F是点B关于x轴的对称点,抛物线y=x2+bx+c经过点A和点F,与直线AB交于点C.(1)求b和c的值;(2)点P是直线AC下方的抛物线上的一动点,连结PA,PB.求△PAB的最大面积及点P到直线AC的最大距离;(3)点Q是抛物线上一点,点D在坐标轴上,在(2)的条件下,是否存在以A,P,D,Q为顶点且AP为边的平行四边形,若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,说明理由.解:(1)直线y=x+与x轴交于点A,与y轴交于点B,则点A、B的坐标分别为:(﹣3,0)、(0,),则点F(0,﹣),抛物线y=x2+bx+c经过点A和点F,则c=﹣,将点A的坐标代入抛物线表达式并解得:b=,故抛物线的表达式为:y=x2+x﹣,b=,c=﹣;(2)过点P作y轴的平行线交AB于点H,设点P(x,x2+x﹣),则点H(x,x+),则△PAB的面积S=×PH×OA=(x+﹣x2﹣x+)=(﹣x2﹣x+2),当x=﹣时,S的最大值为,此时点P(﹣,﹣),设:P到直线AC的最大距离为d,AB=2S=AB×d=,解得:d=;(3)存在,理由:点A(﹣3,0),点P(﹣,﹣),设点Q(m,n),n=m2+m﹣,①当点D在x轴上时,若存在以A,P,D,Q为顶点且AP为边的平行四边形时,则n=±,即m2+m﹣=±,解得:m=﹣(舍去)或﹣或﹣1;②当点D在y轴上时,同理可得:0±=m,故点P(,)或(﹣,﹣);故点Q的坐标为:(﹣1﹣,)或(,﹣)或(﹣1+,)或(,)或(﹣,﹣).。