专题28 二次函数图象中由动点引起的分类讨论问题(解析版).docx
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1、专题28 二次函数图象中由动点引起的分类讨论问题 【题型演练】一、单选题1如图,二次函数的图象与轴交于点,点是抛物线上的一个动点,且满足,则点的坐标是()ABC或D或【答案】C【分析】根据抛物线的解析式,即可确定点A的坐标,由于OA是定长,根据AOP的面积即可确定P点纵坐标的绝对值,将其代入抛物线的解析式中,即可求得P点的坐标【详解】解:抛物线的解析式中,令y0,得:x22x0,解得x0,x2;A(2,0),OA2;SAOPOA|yP|3,|yP|3;当P点纵坐标为3时,x22x3,x22x30,4120,方程无解,此种情况不成立;当P点纵坐标为3时,x22x3,x22x30,解得x1,x3;
2、P(1,3)或(3,3);故选:C【点睛】能够根据三角形面积来确定P点的坐标,是解答此题的关键2如图,在中,动点M、N分别从A、C两点同时出发,点M从点A开始沿边AC向点C以每秒1个单位长的速度移动,点N从点C开始沿CB向点B以每秒2个单位长的速度移动设运动的时间为t,点M、C之间的距离为y,的面积为S,则y与t,S与t满足的函数关系分别是()A正比例函数关系,一次函数关系B正比例函数关系,二次函数关系C一次函数关系,正比例函数关系D一次函数关系,二次函数关系【答案】D【分析】求出y与t,S与t满足的函数关系式,再根据函数的类型进行判断即可【详解】解:由题意得,AMt,CN2t,MCACAM5
3、t,即y5t,SMCCN5tt2,因此y是t的一次函数,S是t的二次函数,故选:D【点睛】本题考查一次函数、二次函数,理解一次函数、二次函数的意义是正确解答的前提,求出y与t,S与t的函数关系式是正确判断的关键3如图,二次函数yx2+2x+m+1的图象交x轴于点A(a,0)和B(b,0),交y轴于点C,图象的顶点为D下列四个命题:当x0时,y0;若a1,则b4;点C关于图象对称轴的对称点为E,点M为x轴上的一个动点,当m2时,MCE周长的最小值为2;图象上有两点P(x1,y1)和Q(x2,y2),若x11x2,且x1+x22,则y1y2,其中真命题的个数有()A1个B2个C3个D4个【答案】A
4、【分析】错误,由图象可知当axb时,y0;错误,当时,;错误,MCE的周长的最小值为22;正确,函数图象在x1时,y随x增大而减小,则y2y1【详解】解:当axb时,二次函数图象在轴上方,则y0,故错误;1,当a1时,b3,故错误;这是将军饮马问题,作E关于x轴的对称点,连接、,如图所示:当m2时,C(0,3),E(2,3),与E关于x轴对称,(2,3),MCE的周长的最小值就是三点共线时取到为2,MCE的周长的最小值为22,故错误;设x1关于对称轴的对称点 ,2x1,x1+x22,x2x1+2,x2,x11x2,x11x2,函数图象在x1时,y随x增大而减小,y2y1,则正确;故选:A【点睛
5、】本题考查二次函数综合题、最小值问题、增减性问题等知识,解题的关键是灵活掌握二次函数的有关性质,第四个结论的判断关键是利用对称点性质解决问题,所以中考压轴题4已知点是二次函数(a0)的图象上一个定点,而(m,n)是二次函数图象上动点,若对任意的实数m,都有,则()ABCD【答案】D【分析】对任的实数m,有,即当时,对任的实数m,;当时,对任的实数m,;综上可知为二次函数的顶点,再根据顶点的横坐标与对称轴的值相等,据此即可求解【详解】解:对任的实数m,有,当时,对任的实数m,;当时,对任的实数m,;综上:为二次函数的顶点,故,故故选:D【点睛】此主考二次数的性质和图像,解题的关键是熟知二次函数的
6、图形与性质,并据此判断出为二次函数的顶点5如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图像与x轴交于A、C两点,与x轴交于点,若P是x轴上一动点,点D的坐标为,连接PD,则的最小值是()A4BCD【答案】A【分析】过点P作PJBC于J,过点D作DHBC于H,根据,求出的最小值即可解决问题【详解】解:连接BC,过点P作PJBC于J,过点D作DHBC于H二次函数的图像与x轴交于点,b2,二次函数的解析式为,令y0,-x2+2x+30,解得x1或3,A(1,0),令x0,y=3,B(0,3),OBOC3,BOC90,OBCOCB45,D(0,-1),OD1,BD4,DHBC,DHB90,设,则,,PJCB,
7、DP+PJ的最小值为,的最小值为4故选:A【点睛】本题考查了二次函数的相关性质,以及等腰直角三角形的判定和性质,垂线段最短等知识,得到OBCOCB45,是解题的关键6如图,已知二次函数的图象与一次函数的图象交于点A,O,过线段AO上一动点E作直线EF轴交抛物线于点F,则线段EF的最大值为()ABCD【答案】A【分析】先联立二次函数和一次函数的解析式得出点A的坐标,再设点的坐标为,由二次函数的解析式可得点F的坐标为,从而可得EF的值和m的取值范围,然后根据二次函数的性质求解即可得【详解】由二次函数的图象可知,联立,解得或则点A的坐标为设点的坐标为,则,点F的坐标为此二次函数的增减性为:当时,EF
8、随m的增大而增大;当,EF随m的增大而减小则当时,EF取得最大值,最大值为故选:A【点睛】本题考查了二次函数的图象与性质(增减性)等知识点,依据题意求出EF的表达式和m的取值范围是解题关键7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.点P是直线AC上方的抛物线上一动点,若点P使ACP的面积最大,则点P的坐标为()A(,)B(,)C(,1)D(,3)【答案】A【分析】利用待定系数法求出二次函数和直线AC的解析式,过点P作PGy轴交AC于点G,设P(t,),则G(t,t2),求出PG,可得,进而可得当t时,有最大值,问题得解【详解
9、】解:将点A(3,0),B(1,0)代入中,得,解得:,二次函数解析式为,令x0,则,C(0,2),设直线AC的解析式为ymxn,代入A(3,0),C(0,2)得,解得,直线AC的解析式为yx2,过点P作PGy轴交AC于点G,设P(t,),则G(t,t2),PG,当t时,有最大值,此时P(,),故选:A【点睛】本题考查了待定系数法求函数解析式,二次函数的最值问题,求出函数解析式,表示出PG的长是解答本题的关键8如图,在平面直角坐标系中,二次函数yx22xc的图象与x轴交于A、C两点,与y轴交于点B(0,3),若P是x轴上一动点,点D(0,1)在y轴上,连接PD,则PDPC的最小值是()A4B2
10、2C2D【答案】A【分析】过点P作PJBC于J,过点D作DHBC于H根据,求出的最小值即可解决问题【详解】解:过点P作PJBC于J,过点D作DHBC于H二次函数yx22x+c的图象与y轴交于点B(0,3),c3,二次函数的解析式为yx22x3,令y0,x22x30,解得x1或3,A(1,0),B(0,-3),OBOC3,BOC90,OBCOCB45,D(0,1),OD1,BD4,DHBC,DHB90,设,则,,PJCB,DP+PJ的最小值为,的最小值为4故选:A【点睛】本题考查了二次函数的相关性质,以及等腰直角三角形的判定和性质,垂线段最短等知识,解题的关键是学会用转化的思想思考问题9如图,在
11、平面直角坐标系中,二次函数的图象与x轴交于A、C两点,与y轴交于点B,若P是x轴上一动点,点Q(0,2)在y轴上,连接PQ,则的最小值是()A6BCD【答案】D【分析】连接,过点P作PDBC于D,过点Q作QHBC于H根据,可得的最小值为的长,即可解决问题【详解】如图,连接,过点P作PDBC于D,过点Q作QHBC于H由,令,则,解得,令,解得,当为与轴交点时最小,最小值为的长,Q(0,2),,设,则,,则的最小值是故选D【点睛】本题考查了二次函数的相关性质,以及等腰直角三角形的判定和性质,垂线段最短等知识,解题的关键是学会用转化的思想思考问题10已知二次函数与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C下
12、列说法正确的是()线段的长度为;抛物线的对称轴为直线;P是此抛物线的对称轴上的一个动点,当P点坐标为时,的值最大;若M是x轴上的一个动点,N是此抛物线上的一个动点,如果以A,C,M,N为顶点的四边形是平行四边形,满足条件的M点有4个ABCD【答案】C【分析】求出抛物线与坐标轴的交点A,C的坐标,利用两点间距离求出AC;根据抛物线对称轴的求法即可求出对称轴;延长AC,与直线交于点P,求出AC的表达式,可得点P坐标;结合图像画出符合条件的平行四边形,从而判断点P的个数【详解】解:在中,令x=0,则y=2,令y=0,则,解得x=或2,A(,0),C(0,2),AC=,正确;,抛物线的对称轴为直线,正
13、确;延长AC,与对称轴交于点P,此时的值最大,A(,0),C(0,2),设直线AC的表达式为:y=mx+n,则,解得:,直线AC的表达式为y=4x+2,令,则y=5,当点P的坐标为(,5)时,的值最大,错误;如图,若以A,C,M,N为顶点的四边形是平行四边形,当AC为边时,有ACM1N1,ACM2N2,ACM3N3,共3个平行四边形,当AC为对角线时,有AMCN1,共1个平行四边形,符合条件的点M有4个,正确,故选C【点睛】本题考查了二次函数的图像和性质,平行四边形的性质,最短路径问题,知识点较多,综合性较强,解题的关键是从图像出发,利用数形结合的思想解决问题二、填空题11一动点在二次函数的图
14、像上自由滑动,若以点为圆心,1为半径的圆与坐标轴相切,则点的坐标为_【答案】或或【分析】根据题意可分两种情况讨论:当与x轴相切时,则点P的纵坐标为1,则得一元二次方程,解方程即可;当与y轴相切时,点P的横坐标为1或-1,则可得点P的坐标,综上即可求解【详解】解:如图所示:则可分两种情况:当与x轴相切时,则点P的纵坐标为1,令,解得,此时点P的坐标为:或,当与y轴相切时,点P的横坐标为1或-1,则此时点P的坐标为:或,综上所述:点P的坐标为:或或,故答案为:或或【点睛】本题考查了二次函数的图像及性质和圆的切线的应用,掌握切线的性质,巧妙运用分类讨论思想解决问题是解题的关键12“一切为了U”是常山
15、在赶考共同富裕道路上,最新确定的城市品牌已知线段,对于坐标平面内的一个动点P,如果满足,则称点P为线段的“U点”,如图,二次函数与x轴交于点A和点B(1)线段的长度为_;(2)若线段的“U”点落在y轴的正半轴上,则该“U点”的坐标为_【答案】 ; 或【分析】令,得到,求得两点坐标,即可求得的长度,以为边,向上作等边三角形,再以为圆心,以为半径画弧,交轴于点,求得点坐标,设,根据求解即可【详解】解:令,得到解得,即,以为边,向上作等边三角形,再以为圆心,以为半径画弧,交轴于点,如下图:设原点为,由圆周角定理可知,由题意可得:作ODAB,则,设,则,化简可得,解得,即,故答案为:;或,【点睛】此题
16、考查了二次函数与坐标的轴的交点问题,圆周角定理,勾股定理,等边三角形的性质,解题的关键是掌握并灵活利用相关性质进行求解13如图,二次函数与x轴交于AB两点(点A在点B左边),与y轴交于C点,若点D坐标为(0,2),以D点为圆心,R为半径作圆,P为D上一动点,当APC面积最小为5时,则R_【答案】【分析】如图,作所在直线,垂足为点HAC为定值,因此当PH取最小值时,APC面积取最小值,连接PD,可知当P,H,D共线时,APC面积最小,根据APC面积最小为5求出PH,利用求出DH,则【详解】解:如图,作所在直线,垂足为点HAC为定值,因此当PH取最小值时,APC面积取最小值,连接PD,可知当P,H
17、,D共线时,APC面积最小二次函数与x轴交于AB两点(点A在点B左边),令,得,解得或,令,得,APC面积最小为5,即,故答案为:【点睛】本题考查求二次函数与坐标轴的交点,勾股定理,三角形的面积,圆的基本知识,解直角三角形等,解题的关键确定APC面积最小时点P的位置14如图,设定点A(1,),点P是二次函数图象上的动点,将点P绕着点A顺时针旋转60,得到一个新的点P.已知点B(2,0)、C(3,0).(1)若点P为(-5,),求旋转后得到的点P的坐标为 _ (2)求BCP的面积最小值为_ 【答案】 【分析】(1)由函数关系式求出点P坐标,过点P作PD/x轴,过点B作BDPD于点D,求出,故可知
18、在BD的延长线上,且,故可得结论;(2)连接AB,AC,将B,C绕点A逆时针旋转60得B,C,作AHx轴于点H,证明CAOCAB(SAS),利用待定系数法求出OC的函数表达式为:y=x,设过P且与BC平行的直线l解析式为y=x+b,由于SBCP=SBCP,当直线l与抛物线相切时取最小值,再利用一元二次方程根的判别式求解即可【详解】解:(1)抛物线的顶点坐标为(-5,)点P为抛物线的顶点,过点P作PD/x轴,过点B作BDPD于点D,如图,P(-5,),A(1,), , 又 是等边三角形,在BD的延长线上,且, 故答案为:(2)如图,连接AB,AC,将B,C绕点A逆时针旋转60得B,C,作AHx轴
19、于点HA(1,-),B(2,0),C(3,0),OH=BH=1,BC=1,OA=AB=OB=2,OAB为等边三角形,此时B与O重合,即B(0,0),连接CO,CAC=BAB=60,CAB=CAB,在CAO和CAB中,CAOCAB(SAS),CO=CB=1,COA=CBA=120,作CGy轴于G,在RtCGO中,COG=90-CBC=30,CG=OC=,OG=,C(,),此时OC的函数表达式为:y=x,设过P且与BC平行的直线l解析式为y=x+b,SBCP=SBCP,当直线l与抛物线相切时取最小值,则 ,即当=0时,即 解得b=,设l与y轴交于点T,连接CT,SBCT=SBCP,SBCP=BTC
20、G=故答案为:【点睛】本题考查了待定系数法,一次函数图象和性质,二次函数图象和性质,全等三角形判定和性质,等边三角形性质等知识,熟练掌握一次函数、二次函数的图象和性质,全等三角形判定和性质等相关知识,灵活运用数形结合思想是解题关键三、解答题15在平面直角坐标系中,二次函数 与直线 交于 、 两点,其中点 的坐标为 ,抛物线的顶点 在 轴上(1)求二次函数的表达式;(2)点 为线段 上的一个动点(点 不与 、两点重合),过点 作 轴交抛物线于点 ,设线段 的长为 ,点 的横坐标为 ,当 取何值时, 有最大值?最大值是多少?(3)点 为直线 与对称轴 的交点,在线段 上是否存在一点 ,使得四边形
21、是平行四边形?若存在,请求出此时点的坐标;若不存在,请说明理由【答案】(1)(2)当 为 时,的最大值为(3)存在,【分析】(1)根据交点在二次函数上,将交点坐标代入二次函数表达式中即可求解;(2)根据二次函数与一次函数有交点,先确定动点 横坐标 的移动的范围,即 ,在根据点 在一次函数图像上,点 在二次函数图像上,由此用含 的式子表示 的长度,根据二次函数的最值即可求出答案;(3)由直线 的表达式与对称轴 的交点即可求出点 的坐标,根据二次函数的表达式可以求出点 的坐标,从而求出 的长度,且 轴,根据平行四边形的性质可知,只需证明 ,由此确定等量关系,即可求出答案(1)解:将点 代入函数解析
22、式 , ,解得 ,二次函数的表达式为 ;故答案是:(2)解:根据题意,点 移动的范围是在点 、之间,令 ,解得 或 , ,且 的横坐标为 ( ),点 在一次函数上,点 在二次函数 上, , , ,当 为 时,的最大值为 ,故答案是:当 为 时,的最大值为(3)解:存在,理由如下:抛物线的顶点为 ,点 为直线 与对称轴 的交点, , , , , ,若四边形 是平行四边形,则只需 ,由(2)知, , ,解得 (舍)或 , ,故存在一点 ,使得四边形是平行四边形,此时【点睛】本题主要考查二次函数的图像性质与动点结合的知识,理解和掌握二次函数图像性质,点坐标的特点是解题的关键16如图,在平面直角坐标系
23、中,二次函数的图像与坐标轴相交于A、B、C三点,其中A点坐标为,B点坐标为,连接、动点P从点A出发,在线段上以每秒个单位长度向点C做匀速运动;同时,动点Q从点B出发,在线段上以每秒1个单位长度向点A做匀速运动,当其中一点到达终点时,另一点随之停止运动,连接,设运动时间为t秒(1)求二次函数的解析式(2)在P、Q运动的过程中,当t为何值时,四边形的面积最小,最小值为多少?(3)在线段上方的抛物线上是否存在点M,使是以点P为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由【答案】(1)(2)当t时,四边形BCPQ的面积最小,最小值为(3)存在,M(,)【分析】(1)将点A(
24、4,0),点B(-1,0)代入,得,进行计算即可得;(2)由(1)得:抛物线表达式为,当时,即C(0,4),即可得OAC是等腰直角三角形,即BAC45,由点P的运动可知:APt,过点P作PHx轴,垂足为H,则,即是等腰直角三角形,根据勾股定理得进行计算得,即,即H(4-t,0),d又Q(-1+t,0),即可得,根据二次函数的性质得当x=时,的面积有最小值,根据当其中一点到达终点时,另一点随之停止运动,即,AB5,所以,即可得;(3)假设点M是线段AC上方的抛物线上的点,过点P作x轴的垂线,交x轴于E,过M作y轴的垂线,与EP交于F,连接MQ,MP,根据角之间的关系的,根据等量代换得,利用AAS
25、可证明,即,即可得,根据得点M的坐标为(4-2t,5-t),根据点M在抛物线上得,进行计算即可得(1)解:将点A(4,0),点B(-1,0)代入,得解得,二次函数的解析式为:(2)解:由(1)得:抛物线表达式为,当时,即C(0,4),OAC是等腰直角三角形,BAC45,由点P的运动可知:APt,如图所示,过点P作PHx轴,垂足为H, ,即是等腰直角三角形,即H(4-t,0),又Q(-1+t,0),当x=时,的面积有最小值,当其中一点到达终点时,另一点随之停止运动,AB5,当时,四边形BCPQ的面积最小,最小值为;(3)存在理由如下:解:假设点M是线段AC上方的抛物线上的点,如图,过点P作x轴的
26、垂线,交x轴于E,过M作y轴的垂线,与EP交于F,连接MQ,MP,PMQ是等腰直角三角形,PMPQ,又,在和中,(AAS),点M的坐标为(4-2t,5-t),点M在抛物线上,解得:t或(舍),M点的坐标为(,)【点睛】本题考查了二次函数的图像和性质,勾股定理,等腰三角形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,解一元二次方程,解题的关键是掌握二次函数的图像和性质17如图,在平面直角坐标系中,直线与x轴交于点B,与y轴交于点C,二次函数的图象经过B,C两点,且与x轴的负半轴交于点A,动点D在直线BC下方的二次函数图象上(1)求二次函数的表达式;(2)连接DC,DB,设的面积为S,求S的最大值【答案】
27、(1)(2)4【分析】(1)根据直线求出点B、C的坐标,再根据B、C的坐标即可求出二次函数的表达式;(2)添加辅助线,将分解为和,设点,计算出线段MD的长度,从而得到的面积表达式,最后通过配方法求出最值即可(1)解:在直线上,当时,当时,二次函数经过点B、C, ,解方程得,二次函数的表达式为;(2)如下图所示,过点D作轴,交直线BC与点M,过点C作,垂足为P,设点,点M在直线上,当M的坐标为,点D在抛物线上,当M的坐标为,点D在BC下方,MD的长度为,S是以t为自变量的二次函数,且开口向下,顶点为当时,最大,且,故S的最大值为4【点睛】本题考查二次函数,解题的关键是熟练掌握待定系数法求二次函数
28、的解析式,并将三角形面积的最大值问题转换为二次函数最大值的问题18二次函数的图象与轴交于,两点,与轴交于点,顶点为(1)求这个二次函数的表达式:(2)如图,是该二次函数图象的对称轴上一个动点,当的垂直平分线恰好经过点时,求点的坐标;(3)如图,是该二次函数图象上的一个动点,连接,取中点,连接,当的面积为时,求点的坐标【答案】(1)(2)或(3)或【分析】(1)由于二次函数的图象与轴交于、两点,把,两点坐标代入,计算出和b的值即可求出抛物线解析式;(2)由线段垂直平分线的性质可得出,设,由勾股定理可得解方程可得出答案;(3)设交抛物线的对称轴于点,设直线的解析式为,由,求出的坐标,再由面积公式可
29、求出的值则可得出答案(1)解:将,代入,得,解得,二次函数的解析式为;(2)如图,图,连接,由点在线段的垂直平分线上,得 设,OC3,由两点间的距离可得:解得满足条件的点的坐标为或;(3)如图,设交抛物线的对称轴于点, 设点,的中点为点,由中点坐标公式得到点,设直线的解析式为,则,解得,直线的解析式为:,当时,解得或,当时,8,当时,24,综合以上可得,满足条件的点的坐标为或【点睛】本题是二次函数综合题,考查了待定系数法,二次函数图象与性质,垂直平分线的性质,勾股定理,三角形的面积;熟练掌握二次函数的性质及方程思想是解题的关键19二次函数的图象与轴交于两点,与轴交于点,顶点为E(1)求这个二次
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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
