专题10 利用二次函数性质求线段最值-2022年中考数学之二次函数重点题型专题(全国通用版)(解析版).docx
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1、专题10 利用二次函数性质求线段最值方法点拨:二次函数当时,时,函数有最小值;当时,时,函数有最大值。1(2021重庆万州九年级期末)如图,抛物线与x轴相交于点和点B,交y轴于点C,点P是抛物线上第一象限内的一动点(1)求抛物线的解析式;(2)过点P作轴交于点D,求线段长度的最大值;(3)若Q为坐标平面内一点,在(2)的条件下,是否存在点Q,使得以点P、C、D、Q为顶点的四边形为平行四边形,若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由【答案】(1)y=-x2+2x+3;(2);(3)(0,)或(0,)或(3,)【分析】(1)用待定系数法即可求解;(2)设点P(x,-x2+2x+3),则点
2、D(x,-x+3)(0x3),则PD,即可求解;(3)分别得到P,D,C的坐标,分PD为平行四边形的边和对角线,根据平行四边形的性质可得坐标【详解】解:(1)A(-1,0),则OA=1,又CO=3AO,OC=3,C(0,3),把A,C两点的坐标代入y=-x2+bx+c得,解得:,抛物线的解析式为y=-x2+2x+3;(2)由-x2+2x+3=0得点B(3,0),设直线BC的解析式为y=kx+b,将点B(3,0),C(0,3)代入得,解得:,直线BC的解析式为y=-x+3,设点P(x,-x2+2x+3),则点D(x,-x+3)(0x3),PD(-x2+2x+3)-(-x+3)-x2+3x,当x时
3、,PD有最大值;(3)由(2)可得:将x=分别代入y=-x+3和y=-x2+2x+3中,得y=,y=,D(,),P(,),又C(0,3),以点P、C、D、Q为顶点的四边形为平行四边形,如图,若PD为平行四边形的边,则四边形PDCQ2和四边形PCQ1D为平行四边形,PD=CQ2=CQ1,PDCQ2CQ1,可得Q1(0,),Q2(0,);若PD为平行四边形的对角线,则四边形PCQ3D为平行四边形,则CP=DQ3,CPDQ3,则Q3(3,),综上:点Q的坐标为(0,)或(0,)或(3,)【点睛】本题是二次函数综合题,主要考查了一次函数的性质,平行四边形的性质,有一定的综合性,难度适中2(2021安徽
4、合肥市九年级月考)如图,抛物线yx2+x+2与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,直线l经过B,C两点,点D为抛物线上一个动点(不与B,C重合)(1)求直线l的表达式;(2)如图,当点D在直线l上方的抛物线上时,过D点作DEx轴交直线l于点E,设点D的横坐标为m当点D运动到使得点E与点C重合时,求点D的坐标;求线段DE的长(用含m的代数式表示),并求出线段DE的最大值【答案】(1);(2);,8【分析】(1)根据抛物线的解析式,分别令即可求得的坐标,进而根据待定系数法求得直线的解析式;(2)根据题意DEx,则的纵坐标为,根据是二次函数上的点即可求得的横坐标;根据是直线上的点
5、,结合(1)的结论,根据的横坐标,表示出的纵坐标,进而根据DEx轴,即可求得的纵坐标,根据的解析式即可求得横坐标,由的长等于的横坐标减去的横坐标即可求得的长,进而根据配方法即可求得最大值【详解】(1)由,令,则,即令,则,即解得点A在点B的左侧,设直线的解析式为:,将,代入得,解得设直线的解析式为:,(2) DEx轴,当点D运动到使得点E与点C重合时,的纵坐标为,由,令,则解得点D的横坐标为m,则 DEx轴,点的纵坐标为,点在直线:上,此时点的横坐标为:则线段DE的长为线段DE的最大值为【点睛】本题考查了二次函数与一次函数综合,二次函数与坐标轴的交点问题,求一次函数的解析式,求二次函数最值问题
6、,掌握二次函数的图象与性质是解题的关键3(2021山东济阳区九年级月考)如图,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C(0,3)(1)求抛物线的对称轴及k的值;(2)抛物线的对称轴上存在一点P,使得的值最小,求此时点P的坐标;(3)点M是抛物线上一动点,且在第三象限当M点运动到何处时,的面积最大?求出的最大面积及此时点M的坐标;过点M作轴交线段AC于点P,求出线段PM长度的最大值【答案】(1)抛物线的对称轴是直线x1,k4;(2)P(1,2);(3)的最大面积为8,点M的坐标为(1,4);线段PM长度的最大值为【分析】(1)直接将C点坐标代入函数关系式,进而得出k的值即可;(2)如图,连接A
7、C交对称轴于点P,则此时PA+PC的值最小,然后利用待定系数法可求出直线AC的解析式,进一步即可求出点P的坐标;(3)表示出M点坐标,进而表示出AMB的面积,然后利用二次函数的性质即可得出答案;表示出M点、P点的坐标,进而表示出PM的长,再利用二次函数的性质求解即可【详解】解:(1)抛物线y(x+1)2+k 与y轴交于点C(0,3),抛物线的对称轴为直线x1,且3(0+1)2+k,解得:k4,抛物线的对称轴是直线x1,k4;(2)由(1)可得抛物线的解析式为:y(x+1)24,当y0,则0(x+1)24,解得:x11,x23,点A(3,0)、B(1,0),如图,连接AC交对称轴于点P,则此时P
8、A+PC的值最小,设直线AC的解析式为yax+d,将(3,0),(0,3)代入得:,解得: 故直线AC:yx3,当x=1时,y=2,点P的坐标为(1,2);(3)点M是抛物线上的一动点,设点M的坐标为x,(x+1)24,点M在第三象限,3x0;如图,AB4,SAMB4|(x+1)24|2|(x+1)24|,点M在第三象限,SAMB82(x+1)2,当x1时,即点M的坐标为(1,4)时,AMB的面积最大,最大值为8;直线AC的解析式为yx3,故设点P的坐标为(x,x3),PMx3(x+1)2+4x23x( x+)2+,当x时,PM最大,最大值为【点睛】此题是二次函数综合题,主要考查了待定系数法求
9、一次函数解析式、二次函数的图象与性质以及函数图象上点的坐标特点等知识,属于常考题型,正确表示出AMB的面积和PM的长、熟练掌握二次函数的图象与性质是解题的关键4(2021山东临沂市第九中学九年级月考)如图,已知抛物线y=ax2+2x+c与y轴交于点A(0,6),与x轴交于点B(6,0),点P是线段AB上方抛物线上的一个动点(1)求这条抛物线的表达式及其顶点的坐标;(2)点M在抛物线上,点N在x轴上,是否存在以点A、B、M、N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出所有符合条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由;(3)当点P从A点出发沿线段AB上方的抛物线向终点B移动时,点P到直线AB的距离为d
10、,求d的最大时点P的坐标【答案】(1)抛物线的表达式为:y=-x2+2x+6,(2,8);(2)存在,点M的坐标为(2-2,-6)或(2+2,-6)或(4,6)(3)当x=3时,d取得最大值,此时点P(3,)【分析】(1)抛物线y=ax2+2x+c与y轴交于点A(0,6),则c=6,将点B的坐标代入函数表达式即可求解;(2)分AB是平行四边形的一条边、AB是平行四边形的对角线两种情况分别求解即可;(3)先求出AB解析式,可求d=PH=PG=,即可求解【详解】解:(1)由抛物线y=ax2+2x+c与y轴交于点A(0,6),则c=6,将点B(6,0)代入函数表达式得:0=36a+12+6,解得:a
11、=-,故抛物线的表达式为:y=-x2+2x+6,y=-x2+2x+6= ,函数图象的顶点坐标为(2,8);(2)设点M(m,n),n=-m2+2m+6,点N(s,0),当AB是平行四边形的一条边时,点A向右、向下均平移6个单位得到B,同理点N右、向下均平移6个单位得到M,故:s+6=m,0-6=n,-m2+2m+6=-6解得:m=22,故点M的坐标为(2-2,-6)或(2+2,-6);当AB是平行四边形的对角线时,则AB的中点即为MN的中点,则s+m=6,n+0=6,-m2+2m+6=6解得:m=4,m=0(不合题意舍去)故点M的坐标为(4,6),综上,点M的坐标为(2-2,-6)或(2+2,
12、-6)或(4,6)(3)如下图,过点P作PGy轴交AB于点G,作PHAB交于点H,OA=OB=6,则OAB=OBA=45,PGy轴,则PGH=OAB=45,直线AB的表达式为:y=-x+6,设点P(x,),则G(x,-x+6),当x=3时,d取得最大值,此时点P(3,)【点睛】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到平行四边形的性质、点的平移、面积的计算等,其中(2),要注意分类求解,避免遗漏5(20212022辽宁大连市九年级月考)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点,抛物线的对称轴经过顶点,作直线是该抛物线上一点,过点作轴的垂线交于点,过点作l于点,以、N为边作矩形(1)_;(2)当点在
13、抛物线,两点之间时,求线段长度的最大值;(3)矩形与此抛物线相交,抛物线被截得的部分图象记作,的最高点的纵坐标为,最低点纵坐标为,当时,求点的坐标【答案】(1)-2;(2);(3)点的坐标为或【分析】(1)将代入抛物线即可求解;(2)首先根据A,B两点的坐标利用待定系数法求出直线AB的表达式,设出点Q和点P的坐标,表示出PQ的长度,然后根据二次函数的性质求解即可;(3)分别当点P在直线左侧和右侧时两种情况讨论,根据题意表示出m和n的值,然后根据列方程求解即可【详解】解:(1)将代入抛物线得:,解得;(2)抛物线解析式为配方得顶点的坐标为设直线的解析式为,过点则,解得直线的解析式为设点,与轴垂直
14、,点在直线上,点的坐标为当时,配方得,当时,的最大值为(3)当点在直线左侧时,此时,从左到右上升,图象最高点为,最低点为,解得,(舍)此时点的坐标为当点在直线右侧时,此时,从左到右下降,图象最高点为,最低点为,垂直轴,点与点的坐标相同,解得,(舍)此时点的坐标为综上述,点的坐标为或【点睛】此题考查了二次函数和矩形结合的题目,解题的关键是设出点P和点Q的坐标,根据题意列出方程求解6(2021江苏丹阳中考二模)如图1,在平面直角坐标系中抛物线与x轴交于点、与y轴交于点C,点P是该抛物线的对称轴(x轴上方部分)上的一个动点(1)求抛物线的函数表达式;(2)连接AP、BP将沿直线AP翻折,得到,当点落
15、在该抛物线的对称轴上时,求点P的坐标;(3)如图2,过点P作轴交抛物线于点E、F,连接AC,交线段EF于M,AC、OF交于点N求的最大值【答案】(1);(2);(3)【分析】(1)利用待定系数法把点、代入二次函数解析式即可求解;(2)根据得到,则,解直角三角形PAD即可;(3)通过证明得到,即当MF的值最大时,有最大值即可求解【详解】解:(1)把点、代入二次函数解析式,可得:,解得,抛物线解析式为;(2)设对称轴与x轴交于点D,则,将沿直线AP翻折,得到,点;(3)轴,当MF的值最大时,有最大值,设AC的函数解析式为,把,代入可得,AC的函数解析式为,设,则,令,则,当时,此时取得最大值,此时
16、为最大值【点睛】本题考查二次函数综合、相似三角形的判定与性质、解直角三角形等内容,灵活运用上述性质定理是解题的关键7(2021西藏中考真题)在平面直角坐标系中,抛物线yx2bxc与x轴交于A,B两点与y轴交于点C且点A的坐标为(1,0),点C的坐标为(0,5)(1)求该抛物线的解析式;(2)如图(甲)若点P是第一象限内抛物线上的一动点当点P到直线BC的距离最大时,求点P的坐标;(3)图(乙)中,若点M是抛物线上一点,点N是抛物线对称轴上一点,是否存在点M使得以B,C,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由【答案】(1)yx24x5;(2)P(,);(3
17、)存在,M的坐标为:(3,8)或(3,16)或(7,16)【分析】(1)将A的坐标(1,0),点C的坐(0,5)代入yx2bxc,即可得抛物线的解析式为yx24x5;(2)过P作PDx轴于D,交BC于Q,过P作PHBC于H,由yx24x5可得B(5,0),故OBOC,BOC是等腰直角三角形,可证明PHQ是等腰直角三角形,即知PH,当PQ最大时,PH最大,设直线BC解析式为ykx5,将B(5,0)代入得直线BC解析式为yx5,设P(m,m24m5),(0m5),则Q(m,m5),PQ(m)2,故当m时,PH最大,即点P到直线BC的距离最大,此时P(,);(3)抛物线yx24x5对称轴为直线x2,
18、设M(s,s24s5),N(2,t),而B(5,0),C(0,5),以MN、BC为对角线,则MN、BC的中点重合,可列方程组,即可解得M(3,8),以MB、NC为对角线,则MB、NC的中点重合,同理可得,解得M(3,16),以MC、NB为对角线,则MC、NB中点重合,则,解得M(7,16)【详解】解:(1)将A的坐标(1,0),点C的坐(0,5)代入yx2bxc得:,解得,抛物线的解析式为yx24x5;(2)过P作PDx轴于D,交BC于Q,过P作PHBC于H,如图:在yx24x5中,令y0得x24x50,解得x5或x1,B(5,0),OBOC,BOC是等腰直角三角形,CBO45,PDx轴,BQ
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