专题六 二次函数综合题 类型一 点问题 联系客服

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专题六 二次函数综合题

考情分析:2017.25;2016年4考;2015年5考.考查背景有:二次函数、二次函数与一次函数结合、二次函数与圆结合.涉及的变换有动点问题、图形平移问题.

类型一 点问题 2

例1 (2017·河南)如图,直线y=-x+c与x轴交于点A(3,0),与y轴交于点B,抛

3

4

物线y=-x2+bx+c经过点A,B.

3

(1)求点B的坐标和抛物线的解析式;

(2)M(m,0)为x轴上一动点,过点M且垂直于x轴的直线与直线AB及抛物线分别交于点P,N.

①点M在线段OA上运动,若以B,P,N为顶点的三角形与△APM相似,求点M的坐标;

②点M在x轴上自由运动,若三个点M,P,N中恰有一点是其他两点所连线段的中点(三点重合除外),则称M,P,N三点为“和谐点”.请直接写出使得M,P,N三点成为“共谐点”的m的值.

例1题图

备用图

【思路点拨】(1)将A点坐标代入一次函数解析式可得点C,通过一次函数解析式可得点B坐标,将A,B两点坐标代入抛物线解析式即可;(2)∠BPN与∠APM恒相等,则需分两种情况讨论即可;(3)分点P,M,N分别为“共谐点”时分类讨论.

2

解:(1)∵直线y=-x+c过A(3,0),

32

∴将点A代入得-×3+c=0,解得c=2,

3

2

∴直线AB的表达式为y=-x+2,

3

∴B(0,2).

4

∵抛物线y=-x2+bx+c过点A(3,0),B(0,2),

3

4??-3×9+3b+c=0,

∴将A,B两点代入有?,

??c=2.

10??b=3,解得?

??c=2.

410

∴y=-x2+x+2;

33

(2)依题可知:M(m,0),

2410

∵NM⊥x轴交直线y=-x+2于点P,交抛物线y=-x2+x+2于点N,

333

4102

∴N(m,-m2+m+2),P(m,-m+2).

333

∵△APM相似于△BPN, ①当△APM∽△BPN时, 则∠AMP=∠BNP=90°, ∴BN∥x轴,

∴B,N的纵坐标相同,都为2,

410

∴-m2+m+2=2,

33

5

解得:m1=0,m2=. 2

∵当m=0时,P,N与B重合, ∴△BPN不存在,故舍去.

5

∴M(,0);

2

②当△APM∽△NPB时,则∠BNP=∠MAP,

如解图,过点B作BH⊥MN于点H,则H(m,2),

例1题解图

∵∠BNP=∠MAP,

∴tan∠BNP=tan∠MAP,

BHOB2∴即==,

NHOA3

m2

∴=,

4103-m2+m+2-233

11

解得:m1=0(舍去),m2=,

8

11

∴M(,0),

8

511

∴点M的坐标为(,0)或(,0);

28

11

(3)或-或-1. 24

【解法提示】①当点P为“共谐点”的中点时,则一次函数图象在抛物线与x轴之间,

4102

∵点N(m,-m2+m+2),P(m,-m+2),

333

410

-m2+m+2332

由“共谐点”的定义得:=-m+2,

23

1

解得m1=,m2=3(舍去,此时点P,M,N重合);

2

②点M为“共谐点”的中点时,

则x轴在一次函数图象与抛物线之间, 由“共谐点”的定义得:

4102

(-m2+m+2)+(-m+2)

333

=0,

2

解得m1=-1,m2=3(舍去,此时点P,M,N重合); ③当点N为“共谐点”的中点时, 则抛物线在一次函数图象与x轴之间,

2

-m+23410

由“共谐点”的定义得:=-m2+m+2,

233

1

解得m1=-,m2=3(舍去,此时点P,M,N重点).

411

故当m为或-或-1时,点M,P,N三点成为“共谐点”.

24

【针对练习】 1.(2017·连云港)如图,已知二次函数y=ax2+bx+3(a≠0)的图象经过点A(3,0),B(4,1),且与y轴交于点C,连接AB、AC、BC.

第1题图

(1)求此二次函数的关系式;

(2)判断△ABC的形状;若△ABC的外接圆记为⊙M,请直接写出圆心M的坐标; (3)若将抛物线沿射线BA方向平移,平移后点A、B、C的对应点分别记为点A1、B1、C1,△A1B1C1的外接圆记为⊙M1,是否存在某个位置,使⊙M1经过原点?若存在,求出此时抛物线的关系式;若不存在,请说明理由.

15

解:(1)二次函数的关系式为y=x2-x+3;

22

(2)△ABC为直角三角形.

如解图,过点B作BD⊥x轴于点D, 由(1)知点C坐标为(0,3), ∴OA=OC,∴∠OAC=45°, 又B(4,1),∴AD=BD, ∴∠BAD=45°,∴∠BAC=180°-45°-45°=90°, ∴△ABC为直角三角形,圆心M的坐标为(2,2);

第1题解图

(3)存在.

如解图,取BC中点M,过点M作ME⊥y轴于点E, ∵M的坐标为(2,2),

∴MC=22+12=5,OM=22, ∴∠MOA=45°, 又∵∠BAD=45°,

∴OM∥AB,

∴要使抛物线沿射线BA方向平移,且使⊙M1经过原点, 则平移的长度为22-5或22+5. ∵∠BAD=45°.

22-54-1022+54+10

∴抛物线的顶点向左、向下均平移=个单位长度或=

2222

个单位长度.

15151∵y=x2-x+3=(x-)2-. 22228

154-10214-10

∴平移后抛物线的关系式为y=(x-+)--,

22282

1+10217-4101

即y=(x-)-,

228154+10214+10或y=(x-+)--,

22282

1-10217+4101

即y=(x-)-.

228

1+1021

综上所述,存在一个位置,使⊙M经过原点,此时抛物线的关系式为:y=(x-)22

17-4101-10217+4101-或y=(x-)-. 8228

第2题图

323

2.(2017·山西)如图,抛物线y=-x2+x+33与x轴交于A、B两点(点A在点

93

B的左侧),与y轴交于点C,连接AC、BC.点P沿AC以每秒1个单位长度的速度由点A向点C运动,同时,点Q沿BO以每秒2个单位长度的速度由点B向点O运动,当一个点停止运动时,另一个点也随之停止运动,连接PQ,过点Q作QD⊥x轴,与抛物线交于点D,与BC交于点E,连接PD,与BC交于点F.设点P的运动时间为t秒(t>0).

(1)求直线BC的函数表达式;

(2)①直接写出P,D两点的坐标;(用含t的代数式表示,结果需化简) ②在点P、Q运动的过程中,当PQ=PD时,求t的值;

(3)试探究在点P,Q运动的过程中,是否存在某一时刻,使得点F为PD的中点?若存在,请直接写出此时t的值与点F的坐标;若不存在,请说明理由.

3解:(1)直线BC的函数表达式为y=-x+33;

3

t343283

(2)①P(-3,t),D(9-2t,-t+t);

2293

【解法提示】由(1)可知A(-3,0),C(0,33),∴∠CAO=60°,如解图,过点P作

t3t3

PG⊥x轴于点G,∵AP=t,∴AG=,PG=t,∴P(-3,t),

2222

又∵BQ=2t,B(9,0),∴OQ=9-2t,∴点D的横坐标为9-2t,将x=9-2t代入抛

4328343283

物线解析式得y=-t+t,∴D(9-2t,-t+t).

9393

第2题解图

②如解图,过点P作PH⊥QD于点H, ∵QD⊥x轴,∴四边形PGQH是矩形,

∴HQ=PG,∵PQ=PD,PH⊥QD,∴DQ=2HQ=2PG, t343283

∵P,D两点的坐标分别为(-3,t),(9-2t,-t+t),

2293

432833∴-t+t=2×t,

932

1515

解得t1=0(舍去),t2=,∴当PQ=PD时,t的值为.

44

3113

(3)当t=3时,F为PD的中点,此时F(,).

44

t3432833

【解法提示】当F为PD中点时,∵P(-3,t),D(9-2t,-t+t),∴点F(3-

22934t,-

23219323219333

t+t),∵点F在直线BC上,则-t+t=-(3-t)+33,∴t2-91291234

31136t+9=0,解得t=3,∵0≤t≤4.5,∴t=3符合条件,此时,F(,).

44