专题14 线段定值问题-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14 线段定值问题1(2021福建龙岩中考二模)抛物线经过点,直线过点,点是抛物线上点,间的动点(不含端点,),过作轴于点,连接,(1)求抛物线与直线的解析式:(2)求证:为定值;(3)若的面积为1,求满足条件的点的坐标【答案】(1);(2)证明见解析;(3)满足条件的点有,【分析】(1)将A(4,0),B(0,-4)的坐标代入y=ax2+b,利用待定系数法得抛物线解析式,再将点E(4,-1),C(0,-3)的坐标代入y=mx+n可得问题的答案;(2)设点,如图,过点P作PFy轴于点F,从而得PF、PD、PC、FC的长度,从而得到答案;(3)方法一:设与的交点为,设,当点G在点P上方时,根
2、据三角形面积公式可得答案;当点G在点P下方时,根据三角形面积公式可得答案方法二:如图,分别过点,作,轴,垂是为,交于点,根据勾股定理及面积法即可求出,易证即可求出;得出过点与直线平行,且与直线距离为的直线有两条:或,再分别与抛物线联立求解即可【详解】解:(1)将,的坐标代入得,抛物线的解析式为设直线为,将点,的坐标代入得,直线的解析式是;(2)证明:设点,如图,过点作轴于点,则,所以为定值; (3)解:方法一:设与的交点为,设如图,当点在点上方时,解得,(负根舍去),即, 如图,当点在点下方时,解得:,(负根舍去),即,综上所述,满足条件的点有, 方法二:如图,分别过点,作,轴,垂是为,交于点
3、,在中,即,即,解得,过点与直线平行,且与直线距离为的直线有两条:或,依题意得解得:(负根舍去),解得,(负根舍去),综上所述,满足条件的点有, 【点睛】此题考查了二次函数综合,掌握待定系数法求解析式、由坐标得线段长度、相似三角形的判定与性质是解决此题关键2(2020湖南长沙市中考一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+2ax+a+2与x轴相交于A、B两点,与y轴交于点C,顶点为点D点P为x轴上的一个动点(1)求点D的坐标;(2)如图1,当点P在线段AB上运动时,过点P作x轴的垂线,分别交直线AD、BD于点E、F,试判断PE+PF是否为定值,若是,请求出这个定值,若不是,请说明理由(
4、3)如图2,若点P位于点A的左侧,满足ADP=2APD且AP=AB时,求抛物线的解析式【答案】(1)点D(1,2);(2)是,4;(3)y=x2x+【分析】(1)利用配方法可求顶点D坐标;(2)过点D作DHAB于H,由三角函数可得EP=APtanEAP,PF=BPtanFBP,由等比的性质可得,即可求解;(3)作AP的垂直平分线,交AP于Q,交PD于M,过点D作DHAB,通过证明PMQPDH,可得,可求MQ=1,由勾股定理可求点A坐标,代入解析式可求a的值,即可求解【详解】(1)y=ax2+2ax+a+2=a(x+1)2+2,点D(1,2);(2)是定值,理由如下:如图1,过点D作DHAB于H
5、,AH=BH=AB,DH=2,DAB=DBA,tanEAP=,tanFBP=,EP=APtanEAP,PF=BPtanFBP,EAP=FBP,tanDBH=tanEAP=tanFBP=,PF+PF=4;(3)如图2,作AP的垂直平分线,交AP于Q,交PD于M,过点D作DHAB,PM=MA,PQ=AQ,MPA=MAP,DMA=MPQ+MAP=2MPA,ADP=2APD,ADP=AMD,AM=AD=PM,DPH=MPQ,DHP=MQP=90,PMQPDH,AP=AB,AH=BH,PQ=QA,PQ=QA=AH,PH=()AH,MQ=,MQ2+AQ2=AM2=AD2=AH2+DH2,()2+(AH)2
6、=AH2+4,AH=2,点A(3,0),抛物线y=ax2+2ax+a+2过点A,0=9a6a+a+2,a=,抛物线解析式为y=x2x+【点睛】本题是二次函数综合题,考查了二次函数的性质,待定系数法求解析式,锐角三角函数,相似三角形的判定和性质,勾股定理,求出AH的长是本题的关键3(2020湖北武汉中考三模)如图1,抛物线yax2过定点M(,),与直线AB:ykx+1相交于A、B两点(1)若k,求ABO的面积(2)若k,在抛物线上的点P,使得ABP的面积是ABO面积的两倍,求P点坐标(3)将抛物线向右平移两个单位,再向下平移两个单位,得到抛物线C2,如题图2,直线ykx2(k+)与抛物线C2的对
7、称轴交点为G,与抛物线C2的交点为P、Q两点(点P在点Q的左侧),试探究是否为定值,并说明理由【答案】(1);(2)点P(P)的坐标为:(1,)或(1,);(3)为定值2,理由详见解析【分析】(1)设点A、B的横坐标分别为:x1,x2,则,即可求解;(2)在直线AB上方作直线AB的平行线n交y轴于点N、交抛物线于点P(P),过点O作直线AB的平行线l,根据三角形面积公式知,当CN2OC时,ABP的面积是ABO面积的两倍,即可求解;(3)设点P、Q的横坐标分别为:x1,x2,则x1+x24k+4,x1x28k,同理x2x14,则cos,则PG,同理GQ,即可求解【详解】解:将点M的坐标代入抛物线
8、表达式并解得:a,故抛物线的表达式为:yx2;(1)设点A、B的横坐标分别为:x1,x2,k,直线AB:yx+1,故点C(0,1),即OC1,联立并整理得:x2+2x40,故,ABO的面积;(2)在直线AB上方作直线AB的平行线n交y轴于点N、交抛物线于点P(P),过点O作直线AB的平行线l,根据三角形面积公式知,当CN2OC时,ABP的面积是ABO面积的两倍,故点N(0,3),则直线n的表达式为:yx+3,联立并解得:x1,故点P(P)的坐标为:(1,)或(1,);(3)为定值,理由:平移后抛物线的表达式为:y(x2)22x2x1,函数的对称轴为:x2,直线的表达式:ykx2(k+)kx2k
9、1,则点G(2,1),设点P、Q的横坐标分别为:x1,x2,联立并整理得:x24(k+1)x+8k0,同理x2x14,过点P作x轴的平行线交过点Q与y轴的平行线于点Q,交函数对称轴与点M,由知,tanQPRktan,则cos,则PG,同理GQ,2为定值【点睛】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数的性质、解直角三角形、面积的计算等,其中(2)、(3),用韦达定理处理复杂数据是本题的亮点4(2021湖北武汉实外九年级月考)已知,如图,抛物线yx2+bx+c与x轴正半轴交于A、B两点,与y轴交于点C,直线yx2经过A、C两点(1)直接写出抛物线的解析式;(2)P为抛物线上一点,若点P关于直线
10、AC的对称点Q落在y轴上,求P点坐标;(3)现将抛物线平移,保持顶点在直线yx,若平移后的抛物线与直线yx2交于M、N两点求证:MN的长度为定值;结合(2)的条件,直接写出QMN的周长的最小值 【答案】(1);(2)P点坐标为(6,2);(3),【分析】(1)求出A、C点的坐标,再将点代入yx2+bx+c,即可得解;(2)先求OCA=45,再由对称性可知PCy轴,即可求出点P的纵坐标,最后利用二次函数的解析式求出结果;(3)先求出平移后的抛物线,再利用=x-2,得出,最后利用两点之间的距离公式求解;作KQMN,连接MK,MP,先得出KM=QN即求KM+MP的最小值,即KP的长,最后根据QMN的
11、周长的最小值即KQ+KP,得解【详解】解:(1)在yx2中,令y=0,x=2;令x=0,y=-2;A(2,0),C(0,-2),代入yx2+bx+c得,解得,抛物线的解析式为:;(2)如图,OA=OC=2,OCA=45,点P关于直线AC的对称点Q在y轴上,OCA=PCA=45,PCy轴,P的纵坐标为-2,由;解得,(舍去),P点坐标为(6,2);(3)设顶点为(m,m),平移后抛物线解析式为,则=x-2,设,则,MN=,MN的长度为定值;如图,作KQMN,连接MK,MP,由题知P(6,2),Q(0,4),KQ=MN=2,则只需求QM+QN的最小值即可, KM=QN即求KM+MP的最小值,即KP
12、的长,Q(0,4),KQ=2,K(-2,2),KP=,QMN的周长的最小值为【点睛】本题考查了二次函数的综合应用,算了掌握二次函数的图象及性质,轴对称的性质,正确作出图形是解题的关键5(2020湖南长郡中学九年级期中)如图,抛物线yx2+bx+c交x轴于A、B两点,其中点A坐标为(1,0),与y轴交于点C(0,3)(1)求抛物线的函数表达式;(2)如图1,连接AC,点Q为x轴下方抛物线上任意一点,点D是抛物线对称轴与x轴的交点,直线AQ、BQ分别交抛物线的对称轴于点M、N请问DM+DN是否为定值?如果是,请求出这个定值;如果不是,请说明理由(3)如图2,点P为抛物线上一动点,且满足PAB2AC
13、O求点P的坐标【答案】(1);(2)是,定值为8;(3)或【分析】(1)把点A、C坐标代入抛物线解析式即可求得b、c的值(2)设点Q横坐标为t,用t表示直线AQ、BN的解析式,把x分别代入即求得点M、N的纵坐标,再求DM、DN的长,即得到DM+DN为定值(3)点P可以在x轴上方或下方,需分类讨论若点P在x轴下方,延长AP到H,使AHAB构造等腰ABH,作BH中点G,即有PAB2BAG2ACO,利用ACO的三角函数值,求BG、BH的长,进而求得H的坐标,求得直线AH的解析式后与抛物线解析式联立,即求出点P坐标若点P在x轴上方,根据对称性,AP一定经过点H关于x轴的对称点H,求得直线AH的解析式后
14、与抛物线解析式联立,即求出点P坐标【详解】解:(1)抛物线yx2+bx+c经过点A(1,0),C(0,3),解得:,抛物线的函数表达式为yx22x3(2)结论:DM+DN为定值理由:抛物线yx22x3的对称轴为:直线x1,D(1,0),xMxN1,设Q(t,t2+2t3)(3t1),设直线AQ解析式为ydx+e解得:,直线AQ:y(t+3)xt3,当x1时,yMt3t32t6,DM0(2t6)2t+6,设直线BQ解析式为ymx+n,解得:,直线BQ:y(t1)x+3t3,当x1时,yNt+1+3t32t2,DN0(2t2)2t+2,DM+DN2t+6+(2t+2)8,为定值(3)若点P在x轴下
15、方,如图1,延长AP到H,使AHAB,过点B作BIx轴,连接BH,作BH中点G,连接并延长AG交BI于点F,过点H作HIBI于点I当x2+2x30,解得:x13,x21,B(3,0),A(1,0),C(0,3),OA1,OC3,AC,AB4,RtAOC中,sinACO,cosACO,ABAH,G为BH中点,AGBH,BGGH,BAGHAG,即PAB2BAG,PAB2ACO,BAGACO,RtABG中,AGB90,sinBAG,BG,BH2BG,HBI+ABGABG+BAG90,HBIBAGACO,RtBHI中,BIH90,sinHBI,cosHBI,HIBH,BIBH,xH,yH,即,设直线A
16、H解析式为ykx+a,解得:,直线AH:,解得:(即点A)或,若点P在x轴上方,如图2,在AP上截取AH,则与H关于x轴对称,设直线解析式为,解得:,直线:,解得:(即点A)或,综上所述,点P的坐标为或【点睛】本题属于二次函数综合题,考查了求二次函数解析式、求一次函数解析式,解一元二次方程、二元一次方程组,等腰三角形的性质,三角函数的应用运用到分类讨论的数学思想,理清线段之间的关系为解题关键6(2021江苏南通市九年级月考)如图1,抛物线yax22ax3a(a0)与x轴交于点A,B与y轴交于点C连接AC,BC已知ABC的面积为2(1)求抛物线的解析式;(2)平行于x轴的直线与抛物线从左到右依次
17、交于P,Q两点过P,Q向x轴作垂线,垂足分别为G,H若四边形PGHQ为正方形,求正方形的边长;(3)如图2,平行于y轴的直线交抛物线于点M,交x轴于点N (2,0)点D是抛物线上A,M之间的一动点,且点D不与A,M重合,连接DB交MN于点E连接AD并延长交MN于点F在点D运动过程中,3NE+NF是否为定值?若是,求出这个定值;若不是,请说明理由【答案】(1);(2)或;(3)是,3NE+NF为定值4【分析】(1)先将抛物线解析式变形,可得A和B的坐标,从而得AB=1+3=4,根据三角形ABC的面积为2可得OC的长,确定点C的坐标,根据点C的坐标,利用待定系数法即可求出二次函数的解析式;(2)设
18、点P的纵坐标为m,当y=m时,x2+x+1=m,解方程可得P和Q两点的坐标,从而得G和H的坐标,再利用正方形的性质可得出关于m的方程,解之即可得出结论;(3)设点D(n,n2+n+1),利用待定系数法求直线AD和BD的解析式,表示FN和OK的长,直接代入计算可得结论【详解】(1)如图1,y=ax22ax3a=a(x22x3)=a(x3)(x+1),A(1,0),B(3,0),AB=4,ABC的面积为2,即,OC=1,C(0,1),将C(0,1)代入y=ax22ax3a,得:3a=1,a=,该二次函数的解析式为y=x2+x+1;(2)如图2,设点P的纵坐标为m,当y=m时,x2+x+1=m,解得
19、:x1=1+,x2=1,点P的坐标为(1,m),点Q的坐标为(1+,m),点G的坐标为(1,0),点H的坐标为(1+,0),矩形PGHQ为正方形,PQ=PG,1+(1)=m,解得:m1=62,m2=6+2,当四边形PGHQ为正方形时,边长为6+2或26;(3)如图3,设点D(n,n2+n+1),延长BD交y轴于K,A(1,0),设AD的解析式为:y=kx+b,则,解得:,AD的解析式为:y=()x,当x=2时,y=n+2n+1=n+3,F(2,3n),FN=3n,同理得直线BD的解析式为:y=()x+n+1,K(0,n+1),OK=n+1,N(2,0),B(3,0),ENOK,OK=3EN,3
20、EN+FN=OK+FN=n+1+3n=4,在点D运动过程中,3NE+NF为定值4【点睛】本题考查了待定系数法求二次函数解析式、二次函数图象上点的坐标特征、正方形的性质、待定系数法求一次函数解析式以及平行线分线段成比例定理等知识,解题的关键是:(1)根据点的坐标,利用待定系数法求出二次函数解析式;(2)利用正方形的性质,找出关于m的方程;(3)利用AD和BD的解析式确定FN和OK的长,可解决问题7(2020广东广州市九年级月考)如图,在平面直角坐标系xOy中,一次函数(为常数)的图象与x轴交于点A(,0),与y轴交于点C以直线x=1为对称轴的抛物线(为常数,且0)经过A,C两点,并与x轴的正半轴
21、交于点B(1)求的值及抛物线的函数表达式;(2)设E是y轴右侧抛物线上一点,过点E作直线AC的平行线交x轴于点F是否存在这样的点E,使得以A,C,E,F为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点E的坐标及相应的平行四边形的面积;若不存在,请说明理由;(3)若P是抛物线对称轴上使ACP的周长取得最小值的点,过点P任意作一条与y轴不平行的直线交抛物线于,两点,试探究是否为定值,并写出探究过程【答案】(1)m=,y=x2+x+;(2)E(2,),SACEF=;E(+1,),SACFE=;(3)定值1【分析】(1)首先求得m的值和直线的解析式,根据抛物线对称性得到B点坐标,根据A、B点坐标利用交点式求
22、得抛物线的解析式;(2)存在点E使得以A、C、E、F为顶点的四边形是平行四边形过点E作EGx轴于点G,构造全等三角形,利用全等三角形和平行四边形的性质求得E点坐标和平行四边形的面积注意:符合要求的E点有两个,不要漏解;(3)本问较为复杂,分几个步骤解决:第1步:确定何时ACP的周长最小利用轴对称的性质和两点之间线段最短的原理解决;第2步:确定P点坐标P(1,3),从而直线M1M2的解析式可以表示为y=kx+3-k;第3步:利用根与系数关系求得M1、M2两点坐标间的关系,得到x1+x2=2-4k,x1x2=-4k-3这一步是为了后续的复杂计算做准备;第4步:利用两点间的距离公式,分别求得线段M1
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