专题19 四边形面积求最值问题-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19 四边形面积求最值问题1(2021广西中考一模)如图,已知抛物线yx2+bx+c与x轴交于原点O和点A(6,0),抛物线的顶点为B(1)求该抛物线的解析式和顶点B的坐标;(2)若动点P从原点O出发,以每秒1个长度单位的速度沿线段OB运动,同时有一动点M从点A出发,以每秒2个长度单位的速度沿线段AO运动,当P、M其中一个点停止运动时另一个点也随之停止运动设它们的运动时间为t(s),连接MP,当t为何值时,四边形ABPM的面积最小?并求此最小值(3)在(2)的条件下,当t为何值时,OPM是直角三角形?【答案】(1),B,;(2),;(3)秒或秒【分析】(1)根据点,的坐标,利用待定系数法可
2、求出二次函数的解析式,再将二次函数解析式由一般式变形为顶点式,即可得出顶点的坐标;(2)当运动时间为时,结合点,的运动速度可得出,由可得出四边形的面积关于的函数关系式,再利用二次函数的性质即可解决最值问题(3)由(2)得到POA=60,分OPM=90,OMP=90两种情况,分别列方程求解【详解】解:(1)将,代入,得:,解得:,该抛物线的解析式为,顶点的坐标为,(2)过P作PC轴于C,过B作BD轴于D,如图:点的坐标为,当运动时间为时,当、其中一个点停止运动时另一个点也随之停止运动,当时,四边形的面积取最小值,最小值为;(3)由(3)得:A(6,0),B(3,),POA=60,OP=t,AM=
3、2t,则OM=6-2t,若OPM是直角三角形,当OPM=90时,OMP=30,则OM=2OP,即6-2t=2t,解得:t=;当OMP=90时,OPM=30,则OP=2OM,即t=2(6-2t),解得:t=;综上:当t为秒或秒时,OPM是直角三角形【点睛】本题考查了待定系数法求二次函数解析式、解直角三角形、待定系数法求一次函数解析式、三角形的面积以及二次函数的性质,解题的关键是:根据点的坐标,利用待定系数法求出二次函数解析式,同时注意分类讨论2(2021重庆巴蜀中学中考二模)在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点与轴交于,两点(点在点的左侧),其中,并且抛物线过点(1)求抛物线的解析式;(2)如图
4、1,点为直线上方抛物线上一点,过作轴交于点连接,求四边形面积的最大值及点的坐标;(3)如图2,将抛物线沿射线方向平移得新抛物线,是否在新抛物线上存在点,在平面内存在点,使得以,为顶点的四边形为正方形?若存在,直接写出此时新抛物线的顶点坐标,若不存在,请说明理由【答案】(1);(2)时,最大为,点P的坐标为(3,);(3)存在,新抛物线的顶点坐标为(5,2)或(3,-1)或(,)【分析】(1)利用待定系数法求解即可;(2)要使S四边形CPDE最大,则PE最大,设P(t,t2+t+3),则E(t,t+3),利用二次函数的性质求解即可;(3)分情况讨论,当AC为正方形ACMN的边时,当AC为正方形A
5、CNM的边时,当AC为正方形AMCN的对角线时,分别作出辅助线,利用全等三角形的判定和性质以及二次函数的平移规律解答即可【详解】解:(1)因为抛物线过点A(2,0)和D(4,3),解得:,抛物线的解析式为;(2)抛物线的对称轴为,则顶点坐标为(2,4),点A(2,0),点B(6,0),令,则,C(0,3),又D(4,3),DC/x轴,PECD,S四边形CPDE=PECD,S四边形CPDE最大,即PE最大,设直线BC的解析式为,直线BC的解析式为,设P(t,t2+t+3),则E(t,t+3),PE=t2+t=,t=3时,S四边形CPDE最大为,此时P的坐标为(3,);(3)A(2,0),C(0,
6、3),OA=2,OC=3,AC=,当AC为正方形ACMN的边时,如图,则MN=MC=AN=AC,过M作MG轴于G,过N作NQ轴于Q,ACMN为正方形,ACM=CAN=90,ACO+GCM=CAO+QAN=CAO+ACO =90,QAN+ANQ =90,GCM=OAC=QNA,RtGCMRtOACRtQNA,GC=OA=QN=2,GM=OC=QA=3,M(3,1),N(1,2),经过点M的新抛物线是原抛物线平移得到的,原抛物线的顶点坐标为(2,4),由平移的性质得,新抛物线的顶点坐标为(2+3,4-2),即(5,2);当AC为正方形ACNM的边时,如图,同理求得, N(3,1),M(1,2),同
7、理,新抛物线的顶点坐标为(2+1,4-5),即(3,-1);当AC为正方形AMCN的对角线时,如图,则AM=MC=CN=AN,CMA=90,过M作MF轴于F,过M作MH轴于H,四边形MFOH为矩形,MFAO,FMA=MAH,CMF+FMA=90,CMF+MCF=90,MAH=MCF,RtMAHRtMCF,AH=CF,MH=MF, 四边形MFOH为正方形,设正方形MFOH的边长为x,AO+OH=CO-OF,即2+x=3-x,解得:,点M的坐标为(,),同理,新抛物线的顶点坐标为(2+,4-),即(,);综上,新抛物线的顶点坐标为(5,2)或(3,-1)或(,)【点睛】本题是二次函数综合题,需要掌
8、握待定系数法求函数的解析式,二次函数的性质,正方形的性质,勾股定理,二次函数的平移等知识点,正确的作出辅助线、分类讨论是解题的关键3(2021重庆市育才中学九年级期末)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与y轴交于点C,与x轴交于A、B两点(点A在点B左侧),且A点的坐标为,直线的解析式为(1)求抛物线的解析式;(2)如图,过A作,交抛物线于点D,点P为直线下方抛物线上一动点,连接,求四边形面积的最大值:(3)将抛物线向左平移个单位长度,平移后的抛物线的顶点为E,连接,将线段沿y轴平移得到线段(为B的对应点,为E的对应点),直线与x轴交于点F,点Q为原抛物线对称轴上一点,连接,能否成为以为直角边的
9、等腰直角三角形?若能,请直接写出所有符合条件的点Q的坐标;若不能,请说明理由【答案】(1);(2);(3)能,点Q的坐标为(,)或(,)或Q(,)或(,) 【分析】(1)利用一次函数解析式,将点B、C的坐标写出来,再利用待定系数法即可;(2)四边形面积最大时,即的面积最大,利用过P作轴交于点H,将三角形利用分割的方法计算出面积即可;(3)分以FQ为斜边和以E1Q为斜边,两种大的情况讨论,分别作出图形,利用特殊角的三角函数值以及全等三角形的判定和性质求解即可【详解】(1)直线的解析式为,,将代人得:,解得:抛物线解析式为;(2)连接, 四边形面积最大时,即的面积最大设,过P作轴交于点H,当时,的
10、面积最大为四边形面积的最大值为(3)抛物线的对称轴为:,将抛物线向左平移个单位长度,平移后的抛物线解析式为,E(0,-3),B(3,0),在RtBOE中,OBE=30,OEB=60,E1FBE,E1FO=30,FE1O =60,QE1F=90,QE1O=30,以FQ为斜边,且E1在x轴上方时,过Q作QH轴于H,设Q(,m),在RtQHE1中,QH=,HE1=QH=3,QE1=2,能否成为以为直角边的等腰直角三角形,E1F= QE1,E1FOQE1H,E1O= QH=,E1H=E1O+OH=,Q(,);以FQ为斜边,且E1在x轴下方时,同理可得,Q(,);以E1Q为斜边,且Q在x轴上方时,同理可
11、证QPFFOE1,PQF =30,设Q(,m),PQ=OF=m,PF=m-,在RtQPF中,PQ=PF,Q(,);以E1Q为斜边,且Q在x轴下方时,同理可证QPFFOE1,PQF =30,设Q(,m),PQ=OF=-m,PF=,在RtQPF中,PQ=PF,Q(,);综上,能,点Q的坐标为(,)或(,)或Q(,)或(,)【点睛】本题考查二次函数解析式,一次函数,三角形的面积,特殊角的三角函数值,全等三角形的判定和性质等,解答本题的关键是明确题意,找出所求问题需要的条件4(2021浙江绍兴市九年级期中)如图,已知抛物线的图象经过点,与y轴交于点C,抛物线的顶点为D,对称轴与x轴相交于点E,连接BD
12、(1)求抛物线的解析式(2)在抛物线上点B和点D之间是否存在一点H使得四边形OBHC的面积最大,若存在求出四边形OBHC的最大面积,若不存在,请说明理由(3)直线BD上有一点P,使得时,过P作轴于F,点M为x轴上一动点,N为直线PF上一动点,G为抛物线上一动点,当以点F,N,G,M四点为顶点的四边形为正方形时,求点M的坐标【答案】(1);(2)存在,;(3)点M的坐标为,【分析】(1)利用待定系数法求解即可;(2)先求出C、D的坐标,设点,即可得到,由此求解即可;(3)先求出E点坐标,利用待定系数法求出直线BD的解析式,利用求出P点坐标,设设,则,利用建立方程求解即可【详解】解:(1)抛物线的
13、图象经过点,抛物线的解析式为;(2)当时,所以点,当时,所以点设点所以当时,(3)由(1)知,抛物线的解析式为;,抛物线的顶点,设直线BD的解析式为,直线BD的解析式为,设点,根据勾股定理得,如图,作轴于F,设,则,以点F,N,G,M四点为顶点的四边形为正方形,必有,或,点M的坐标为,【点睛】本题主要考查了二次函数的综合,待定系数法求函数解析式,正方形的性质,两点距离公式等等,解题的关键在于能够熟练掌握相关知识进行求解5(2021广东深圳中考一模)在平面直角坐标系中,点为坐标原点,直线与轴交于点,过点的抛物线与直线交于另一点,且点的横坐标为1(1)该抛物线的解析式为 ;(2)如图1,为抛物线上
14、位于直线上方的一动点(不与、重合),过作轴,交 轴于,连接,为中点,连接,过 作交直线于,若点的横坐标为 ,点的横坐标为,求与的函数关系式;在此条件下,如图2,连接并延长,交 轴于,连接,求为何值时,(3)如图3,将直线绕点顺时针旋转15度交抛物线对称轴于点,点为线段上的一动点(不与 、重合),以点为圆心、以为半径的圆弧与线段交于点,以点 为圆心、以为半径的圆弧与线段交于点,连接在点 运动的过程中,四边形的面积有最大值还是有最小值?请求出该值【答案】(1);(2);(3)存在最小值,【分析】(1)先求出点、的坐标,然后利用待定系数法,即可求出抛物线解析式;(2)过点作轴于,于,先证明、三点在以
15、为圆心为半径的上,再证明,然后得到,再设,通过建立关于的方程,解方程即可;(3)设,四边形的面积为,过作,垂足为,利用三角函数和三角形面积关系即可得到结论【详解】解:(1)直线与轴交于点,令,则,点为,直线经过点,点的横坐标为1,点的纵坐标为:,点为:,把点、代入,得:,解得:,抛物线解析式为(2)如图1,过点作轴于,于,设直线与轴交于点,当时,、三点在以为圆心为半径的上,在和中,如图2,连接并延长,交轴于,连接,为中点,即,解得,时,(3)四边形的面积有最小值设,四边形的面积为,是抛物线对称轴上一点,直线绕点旋转,是等边三角形,如图3,过作,垂足为,则,在点运动的过程中,四边形的面积有最小值
16、为【点睛】本题考查了全等三角形判定和性质,三角函数、三角形面积、二次函数的图像和性质、旋转的性质等重要知识点,解题时必须认真审题,熟练运用相关知识,运用数形结合、方程思想和转化思想思考问题和解决问题6(20212022江苏常熟市九年级开学考试)如图,已知抛物线的图像经过点,其对称轴为直线:,过点作轴交抛物线于点,的平分线交线段于点,点是抛物线上的一个动点,设其横坐标为(1)求抛物线的解析式; (2)如图1,动点在直线下方的抛物线上,连结,当为何值时,四边形面积最大,并求出其最大值(3)如图,是抛物线的对称轴上的一点,连接,在抛物线轴下方的图像上是否存在点使满足:;?若存在,求点的坐标,若不存在
17、,请说明理由【答案】(1);(2)当时,四边形OPCE的面积最大,最大值为:;(3)【分析】(1)首先根据对称性得出抛物线与轴的另一个交点坐标,然后根据两坐标设抛物线解析式,代入点A的坐标,即可得解;(2)设P坐标,过点P作PF轴,将四边形OPCE的面积表示为:梯形,计算即可;(3)根据,确定点的位置,构造一线三直角,证明相似,列出等量关系,计算即可【详解】(1)如图,设抛物线与轴的另一个交点为D由对称性得:D(3,0)设抛物线的解析式为:把A(0,3)代入得:即抛物线的解析式:(2)如图,过点P作轴,交AC于点F在中,点A与点C关于对称轴对称A(0,3),C(4,3)OE平分,且AE=AO=
18、3设,则则,故四边形= 梯形,P在BC的下方当时,四边形OPCE的面积最大,最大值为:(3)存在,理由如下,如图,过点P作交轴于点M,交于点N点在左侧,则,即解得:在轴下方,则当时,点P为【点睛】此题主要考查二次函数的综合应用、相似三角形的判定与性质以及解一元二次方程,正切的定义,灵活运用所学知识是解题的关键7(2021重庆巴川中学校九年级月考)抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,抛物线的对称轴交x轴于点D,已知,(1)求抛物线的表达式;(2)如图1,点P是线段上的一个动点,过点P作x轴的垂线与抛物线相交于点Q,当点P运动到什么位置时,四边形的面积最大?求出四边形的最大面积及此时点的坐
19、标(3)如图2,设抛物线的顶点为M,将抛物线沿射线方向以每秒个单位的速度平移t秒,平移后的抛物线的顶点为,当是等腰三角形时,求t的值【答案】(1);(2)面积的最大值为,P;(3)或0.625或【分析】(1)用待定系数法即可求解;(2)由,即可求解;(3)抛物线沿射线方向以每秒个单位的速度平移秒,即运动了个单位,由直线的表达式知,此时点向右平移了个单位向下平移了个单位,则点,进而求解【详解】解:(1)将点、的坐标代入抛物线表达式得,解得,故抛物线的表达式为;(2)对于,令,解得或4,故点的坐标为,抛物线的对称轴为直线,故点的坐标为,则,由点、的坐标得:直线的表达式为,设点的坐标为,则点的坐标为
20、,设四边形的面积为,则,故有最大值,当时,即四边形的面积取得最大值为,此时,点的坐标为;(3)由抛物线的表达式知,点的坐标为,抛物线沿射线方向以每秒个单位的速度平移秒,即运动了个单位,由直线的表达式知,此时点向右平移了个单位向下平移了个单位,则点,由点、的坐标知,同理可得,当时,则,解得(不合题意的值已舍去);当时,解得;当时,解得(不合题意的值已舍去);故或0.625或【点睛】本题主要考查了二次函数的解析式的求法和与几何图形结合的综合能力的培养要会利用数形结合的思想把代数和几何图形结合起来,利用点的坐标的意义表示线段的长度,从而求出线段之间的关系8(2021吉林铁西九年级期末)如图,抛物线(
21、,是常数,且)与轴交于,两点,与轴交于点并且,两点的坐标分别是,抛物线顶点为(1)求出抛物线的解析式;顶点的坐标为_;直线的解析式为_;(2)若为线段上的一个动点,其横坐标为,过点作轴于点,求当为何值时,四边形的面积最大?(3)若点在抛物线的对称轴上,若线段绕点逆时针旋转后,点的对应点恰好也落在此抛物线上,请直接写出点的坐标【答案】(1);的坐标为:;(2)当时,;(3)或【分析】(1)利用待定系数法把,代入,得,解方程组即可;把抛物线配方变为顶点式即可;利用待定系数法将点、的坐标代入一次函数表达式并得:解方程组即可;(2)由点的横坐标为,可得点E(m,2m+6),求出,利用梯形面积可得利用函
22、数性质即可求解;(3)抛物线对称轴与轴交于H,过作AGDH 于G,先证APH(AAS),可得AH=PG,,用含m代数式表示点,利用点在抛物线上,列出m的方程,求解即可【详解】解:(1)把,代入,得,解得:,的坐标为:(-1,4)故答案(-1,4)设BD函数表达式为将点、的坐标代入一次函数表达式得:解得直线的表达式为:,故答案为:(2)连接EC点的横坐标为,则点的纵坐标为,点E(m,2m+6)当时,由题意可知:,=,点E在线段BD上,当时,;(3)抛物线对称轴与轴交于H,过作AGDH 于G,PA=PA,CPA=90, +APH=90, =90,在APH和中,APH(AAS),AH=PG,,A(1
23、,0),对称轴x=,H(-1,0)AH=2,设PH=m,点,点在抛物线上整理得因式分解的解得或当,P(-1,1),点与点C重合,在抛物线上,满足条件,当,P(-1,-2),点与点B重合,在抛物线上,满足条件,点或【点睛】本题考查待定系数法求抛物线解析式,一次函数解析式,抛物线性质,列梯形面积函数,利用函数的性质解决问题,图形旋转,三角形全等判定与性质,解一元二次方程,本题难度较大,通过辅助线画出准确图形是解题关键9(2020湖北襄阳中考真题)如图,直线交y轴于点A,交x轴于点C,抛物线经过点A,点C,且交x轴于另一点B (1)直接写出点A,点B,点C的坐标及抛物线的解析式;(2)在直线上方的抛
24、物线上有一点M,求四边形面积的最大值及此时点M的坐标;(3)将线段绕x轴上的动点顺时针旋转90得到线段,若线段与抛物线只有一个公共点,请结合函数图象,求m的取值范围【答案】(1)A(0,2),B(2,0),C(4,0),抛物线的解析式是;(2)四边形面积的最大值为8,点M的坐标为(2,2);(3)或【分析】(1)对直线,分别令x=0,y=0求出相应的y,x的值即得点A、C的坐标,根据待定系数法即可求出抛物线的解析式,利用抛物线的对称性即可求出点B的坐标;(2)过点M作MEx轴于点E,交直线AC于点F,如图1所示设点M的横坐标为m,则MF的长可用含m的代数式表示,然后根据S四边形ABCM=SAB
25、C+SAMC即可得出S四边形ABCM关于m的函数关系式,再利用二次函数的性质即可求出四边形面积的最大值及点M的坐标;(3)当m0时,分旋转后点与点落在抛物线上时,分别画出图形如图2、图3,分别用m的代数式表示出点与点的坐标,然后代入抛物线的解析式即可求出m的值,进而可得m的范围;当m0时,用同样的方法可再求出m的一个范围,从而可得结果【详解】解:(1)对直线,当x=0时,y=2,当y=0时,x=4,点A的坐标是(0,2),点C的坐标是(4,0),把点A、C两点的坐标代入抛物线的解析式,得:,解得:,抛物线的解析式为,抛物线的对称轴是直线,C(4,0),点B的坐标为(2,0);A(0,2),B(
26、2,0),C(4,0),抛物线的解析式是;(2)过点M作MEx轴于点E,交直线AC于点F,如图1所示设M(m,),则F(m,),S四边形ABCM=SABC+SAMC= ,0m4,当m=2时,四边形面积最大,最大值为8,此时点M的坐标为(2,2);(3)若m0,当旋转后点落在抛物线上时,如图2,线段与抛物线只有一个公共点,点的坐标是(m+2,m),解得:或(舍去);当旋转后点落在抛物线上时,如图3,线段与抛物线只有一个公共点,点的坐标是(m,m),解得:m=2或m=4(舍去);当m0时,若线段与抛物线只有一个公共点,m的取值范围是:;若m0,当旋转后点落在抛物线上时,如图4,线段与抛物线只有一个
27、公共点,点的坐标是(m,m),解得:m=4或m=2(舍去);当旋转后点落在抛物线上时,如图5,线段与抛物线只有一个公共点,点的坐标是(m+2,m),解得: 或(舍去);当m0时,若线段与抛物线只有一个公共点,m的取值范围是:;综上,若线段与抛物线只有一个公共点,m的取值范围是:或【点睛】本题是二次函数的综合题,主要考查了待定系数法求二次函数的解析式、旋转的性质、一元二次方程的解法、二次函数的图象与性质以及抛物线上点的坐标特点等知识,具有较强的综合性,属于中考压轴题,熟练掌握二次函数的图象与性质、灵活应用数形结合的思想是解题的关键10(2021青海西宁中考真题)如图,在平面直角坐标系中,一次函数
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2019届人教A版数学必修二同步课后篇巩固探究:2-1-1 平面 WORD版含解析.docx
