专题33 二次函数与平移问题-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33 二次函数与平移问题1(2021湖北武汉九年级阶段练习)如图1,抛物线yax22ax+b(a0)与x轴交于A、B两点(A点在B点的左边),与y轴的正半轴交于点C,顶点为D,OBOC3OA(1)求抛物线解析式;(2)如图2,点E的坐标为(0,7),若过点E作一条直线与抛物线在对称轴右侧有且只有一个交点H,直线ykx2k5(k0)与抛物线交于F、G两点,求当k为何值时,FGH面积最小,并求出面积的最小值;(3)如图3,已知直线l:y2x1,将抛物线沿直线l方向平移,平移过程中抛物线与直线l相交于E、F两点设平移过程中抛物线的顶点的横坐标为m,在x轴上存在唯一的一点P,使EPF90,求m的值
2、【答案】(1)y-x2+2x+3;(2)k=-2,面积最小为;(3)m=或【分析】(1)令x=0,解得y=b,求出OBOCb,OA=,得到A(-,0),C(0,b),B(b,0),把A(-,0),B(b,0)代入yax22ax+b即可求解;(2)设直线EH的解析式为y=nx+7,联立,得,根据直线EH与函数只有一个交点,求出H(2,3),再得到直线GH过定点M(2,-5),利用SFGH=SFMH+SGMH=4,求出的最小值即可求解;(3)当以EF为直径的与x轴相切时,x轴上存在点P即切点,使EPF=90,设点E,F的坐标分别为F(x1,y1)、F(x2,y2),求出平移后的抛物线的解析式为y-
3、(x-m)2+2m+2,联立得到,求出x1+x2=2m+2,x1x2=,y1+y2=4m-6,表示出点R(m-1,2m-3),求出2,利用PR=,得到EF2=4PR2,列出关于m的方程即可求解【详解】(1)yax22ax+b(a0)与x轴交于A、B两点(A点在B点的左边),与y轴的正半轴交于点C,令x=0,解得y=bCO=bOBOCb,OA=A(-,0),C(0,b),B(b,0)把A(-,0),B(b,0)代入yax22ax+b得,解得抛物线解析式为y-x2+2x+3;(2)点E的坐标为(0,7),可设直线EH的解析式为y=nx+7联立,得直线EH与函数只有一个交点,且在对称轴右侧=解得n1
4、=-2,n2=6(舍去)直线EH的解析式为y=-2x+7解方程得x1=x2=2H(2,3)直线GH解析式ykx2k5=k(x-2)-5直线GH过定点M(2,-5)如图,连接HMH(2,3)HMx轴,MH=8设F(x2,y2)、G(x1,y1)联立,得到x1+x2=2-k,x1x2=-2k-8SFGH=SFMH+SGMH=4故当最小时,SFGH最小2=故当k=-2时,2的最小值为32故的最小值为此时SFGH最小为4=;(3)当以EF为直径的与x轴相切时,x轴上存在点P即切点,使EPF=90如图,与x轴相切时,切点为点P,y-x2+2x+3=-(x-1)2+4设点E,F的坐标分别为F(x1,y1)
5、、F(x2,y2),当平移后的抛物线的顶点的横坐标为m时,则抛物线向右平移了m-1个单位,故相应地纵坐标向上平移了2(m-1)=个单位,则平移后的抛物线的解析式为y-(x-m)2+4+2(m-1)=-(x-m)2+2m+2联立得到x1+x2=2m+2,x1x2=y1+y2=2(x1+x2)-2=4m-6,则点R(m-1,2m-3),2=(2m+2)2-4()=16,PR=则EF2=4PR2EF2=2+2=52=516=4PR2PR=2m-3516=4(2m-3)2解得m=当m=或m=符合题意【点睛】此题主要考查二次函数综合运用,解题的关键是熟知圆的切线的性质、勾股定理、二次函数的图像与性质、一
6、元二次方程相关性质2(2021四川资阳中考真题)抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,且(1)求抛物线的解析式;(2)如图1,点P是抛物线上位于直线上方的一点,与相交于点E,当时,求点P的坐标;(3)如图2,点D是抛物线的顶点,将抛物线沿方向平移,使点D落在点处,且,点M是平移后所得抛物线上位于左侧的一点,轴交直线于点N,连结当的值最小时,求的长【答案】(1);(2)或;(3)【分析】(1)利用待定系数法即可得;(2)设点的坐标为,先利用待定系数法求出直线的解析式,再根据可得点的坐标,代入直线的解析式求解即可得;(3)先根据求出点的坐标,再根据二次函数图象的平移规律得出平移后的函数解析式
7、,设点的坐标,从而可得点的坐标,然后根据两点之间的距离公式可得,最后根据两点之间线段最短、垂线段最短求解即可得【详解】解:(1)由题意,将点代入得:,解得,则抛物线的解析式为;(2)对于二次函数,当时,解得或,设点的坐标为,点的坐标为,解得,设直线的解析式为,将点代入得:,解得,则直线的解析式为,将点代入得:,解得或,当时,此时,当时,此时,综上,点的坐标为或;(3)二次函数的顶点坐标为,设点的坐标为,解得,则平移后的二次函数的解析式为,设直线的解析式为,将点代入得:,解得,则直线的解析式为,设点的坐标为,则点的坐标为,如图,连接,过点作于点,过点作于点,交于点,连接,轴,由两点之间线段最短得
8、:的最小值为,由垂线段最短得:当点与点重合时,取得最小值,此时点与点重合,则点的纵坐标与点的纵坐标相等,即,解得,则,【点睛】本题考查了利用待定系数法求二次函数的解析式、二次函数图象的平移规律、垂线段最短等知识点,较难的是题(3),正确求出平移后的抛物线的解析式是解题关键3(20212022重庆实外九年级阶段练习)如图,已知抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),交y轴于点C,点P是抛物线上位于直线下方的一点(1)如图1,连接,当点P的横坐标为5时,求;(2)如图2,连接,过点P作交于点G,求长度的最大值及此时点P的坐标;(3)如图3,将抛物线沿射线的方向平移,使得新抛物线经过点,并记
9、新抛物线的顶点为D,若点M为新抛物线对称轴上的一动点,点N为坐标平面内的任意一点,直接写出所有使得以A,D,M,N为顶点的四边形是菱形的点N的坐标,并把求其中一个点N的坐标的过程写出来【答案】(1);(2)的最大值为,此时P点的坐标为(3,);(3)当点N的坐标为(10,0)或(-2,-10)或(-2,)或(-2,)时,使得以A,D,M,N为顶点的四边形是菱形【分析】(1)设直线AP与y轴交点为E,先求出P点坐标,然后求出直线A点坐标,即可求出直线AB的解析式,从而得到E点的坐标,再根据进行求解即可;(2)先求出直线BC的解析式为,过点P作直线lBC,只有当直线l与抛物线相切(只有一个交点的时
10、候)PG有最大值,如图所示,此时P、G的位置分别为,;设此时直线l的解析式为,联立求得,从而求得点的坐标为(3,),即点P的坐标为(3,);然后求出直线AC的解析式为,则可求出直线解析式为,然后求出的坐标为(,),再根据两点距离公式求出即可;(3)如图3-1所示,过点C作直线CEx轴,过点B作直线CE的垂线,垂直为E,求出, 设抛物线沿着射线CB的方向平移使得C点平移到G点,过点G作GHCE,可证CHGCEB,得到,则可设抛物线沿着射线CB的方向向右平移个单位长度,向上平移个单位长度得到抛物线,由此即可求出得到D点坐标为(4,-2);然后根据菱形的性质分别讨论:当DM,AN为以A,D,M,N为
11、顶点的菱形的对角线时,当DM和MA为以A,D,M,N为顶点的菱形的边时,当AD和MD为以A,D,M,N为顶点的菱形的边时,利用属性结合的思想求解即可【详解】解:(1)设直线AP与y轴交点为E,点P在抛物线的函数图像上,且P点横坐标为5,P点纵坐标为,P点坐标为(5,),令,则,解得或,A点坐标为(-2,0),B点坐标为(6,0),设直线AP的解析式为,直线AP的解析式为,E点坐标为(0,),C是抛物线与y轴的交点,C点坐标为(0,-2),;(2)设直线BC的解析式为,直线BC的解析式为,过点P作直线lBC,只有当直线l与抛物线相切(只有一个交点的时候)PG有最大值,如图所示,此时P、G的位置分
12、别为,;设此时直线l的解析式为,联立得,即,解得,点横坐标为3,点纵坐标为, 点的坐标为(3,),即点P的坐标为(3,);设直线AC的解析式为,直线AC的解析式为,可设直线解析式为,直线解析式为,联立,解得,的坐标为(,);,的最大值为,此时P点的坐标为(3,);(3)如图3-1所示,过点C作直线CEx轴,过点B作直线CE的垂线,垂直为E,C点坐标为(-2,0),B点坐标为(6,0),CE=OB=6,BE=OC=2,设抛物线沿着射线CB的方向平移使得C点平移到G点,过点G作GHCE,GHCE,BECE,GHBE,CHGCEB,将抛物线沿着射线CB平移的时候,可以看作先向右平移,再向上平移,可设
13、抛物线沿着射线CB的方向向右平移个单位长度,向上平移个单位长度得到抛物线,抛物线经过点(2,),解得,;D点坐标为(4,-2);如图3-2所示,当DM,AN为以A,D,M,N为顶点的菱形的对角线时,设AN与MD交于点Q,点Q的坐标为(4,0)ANMD,且AQ=NQ=6,此时N点坐标为(10,0);设M的坐标为(4,m),如图3-3所示,当DM和MA为以A,D,M,N为顶点的菱形的边时,ANMD,MA=MD,点N在直线上,解得,MD=10,AN=MD=10,N点坐标为(-2,-10);如图3-4所示,当AD和MD为以A,D,M,N为顶点的菱形的边时,同理可得N在直线,N点的坐标为(-2,)或(-
14、2,),综上所述,当点N的坐标为(10,0)或(-2,-10)或(-2,)或(-2,)时,使得以A,D,M,N为顶点的四边形是菱形【点睛】本题主要考查了二次函数与一次函数综合,菱形的性质,两点距离公式,相似三角形的性质与判定,解题的关键在于能够根据数形结合和分类讨论的思想进行求解4(2021四川遂宁中考真题)如图,已知二次函数的图象与x轴交于A和B(3,0)两点,与y轴交于C(0,3),对称轴为直线,直线y2xm经过点A,且与y轴交于点D,与抛物线交于点E,与对称轴交于点F(1)求抛物线的解析式和m的值;(2)在y轴上是否存在点P,使得以D、E、P为顶点的三角形与AOD相似,若存在,求出点P的
15、坐标;若不存在,试说明理由;(3)直线y1上有M、N两点(M在N的左侧),且MN2,若将线段MN在直线y1上平移,当它移动到某一位置时,四边形MEFN的周长会达到最小,请求出周长的最小值(结果保留根号)【答案】(1);m=2;(2)存在,或;(3)【分析】(1)根据抛物线的对称性求出A(1,0),再利用待定系数法,即可求解;再把点A坐标代入直线的解析式,即可求出m的值;(2)先求出E(-5,12),过点E作EPy轴于点P,从而得,即可得到P的坐标,过点E作,交y轴于点,可得,再利用tanADO=tanPE,即可求解;(3)作直线y=1,将点F向左平移2个单位得到,作点E关于y=1的对称点,连接
16、与直线y=1交于点M,过点F作FN,交直线y=1于点N,在中和 中分别求出EF, ,进而即可求解【详解】(1)解:二次函数的图象与x轴交于A和B(3,0)两点,对称轴为直线,A(1,0),设二次函数解析式为:y=a(x-1)(x+3),把C(0,3)代入得:-3=a(0-1)(0+3),解得:a=1,二次函数解析式为:y= (x-1)(x+3),即:,直线y2xm经过点A,0=-21+m,解得:m=2;(2)由(1)得:直线AF的解析式为:y=-2x+2,又直线y=-2x+2与y轴交于点D,与抛物线交于点E, 当x=0时,y=2,即D(0,2),联立,解得:,点E在第二象限,E(-5,12),
17、过点E作EPy轴于点P,ADO=EDP,DOA=DPE=90,P(0,12);过点E作,交y轴于点,可得,ED+PED=PE+PED=90,ADO=ED=PE,即:tanADO=tanPE,即:,解得:,(0,14.5),综上所述:点P的坐标为(0,12)或(0,14.5);(3)点E、F均为定点,线段EF长为定值,MN=2,当EM+FN为最小值时,四边形MEFN的周长最小,作直线y=1,将点F向左平移2个单位得到,作点E关于y=1的对称点,连接与直线y=1交于点M,过点F作FN,交直线y=1于点N,由作图可知:,又三点共线,EM+FN=,此时,EM+FN的值最小,点F为直线y=-2x+2与直
18、线x=-1的交点,F(-1,4),(-3,4),又E(-5,12),(-5,-10),延长F交线段E于点W,F与直线y=1平行,FWE,在中,由勾股定理得:EF=,在中,由勾股定理得:=,四边形MEFN的周长最小值=ME+FN+EF+MN=【点睛】本题主要考查二次函数与平面几何的综合,掌握待定系数法,相似三角形的判定和性质,添加辅助线,利用轴对称图形的性质,构造线段和的最小值,是解题的关键5(2022辽宁皇姑九年级期末)如图,在平面直角坐标系中,抛物线yx2bxc与x轴交于点A(1,0)和点B(3,0),与y轴交于点C,连接BC,点D是第四象限抛物线上一点,过点D作DEx,轴于点E,交线段BC
19、于点F,连接AD、AF、BD(1)求抛物线的表达式;(2)设点D的横坐标为m,求四边形ADBF面积的最大值;(3)在(2)的条件下,将四边形ADBF沿直线DE向上平移得到四边形A1D1B1F1(A、D、B、F的对应点分别为A1、D1、B1、F1),直线A1D1与直线AF交于点H点P在B点左侧的抛物线上,点Q在直线B1F1上,当以点P、Q、B、B1为顶点的四边形是平行四边形,且D1HA1H时,请直接写出点P的横坐标【答案】(1)yx2-4x3(2)(3)0或【分析】(1)把A(1,0)、B(3,0)代入yx2bxc即可求解;(2)先求出直线BC的解析式,设点D的横坐标为m,表示出四边形ADBF面
20、积与m的关系式,故可求解; (3)根据D1HA1H,利用相似三角形的性质,求出平移的距离,再根据平行四边形的性质得到PQ=,故可求出P点的横坐标【详解】解:(1)把A(1,0)、B(3,0)代入yx2bxc得解得yx2-4x3;(2)令x=0,得y3C(0,3)设直线BC的解析式为y=kx+b把B(3,0)、C(0,3)代入得解得直线BC的解析式为y=-x+3点D的横坐标为m,D(m,m2-4m3)、F (m,-m3)FD=(-m3)-(m2-4m3)=- m2+3mA(1,0)、B(3,0)AB=2四边形ADBF面积为=- m2+3m=-(m-)2+当m=时,四边形ADBF面积的最大值为;(
21、3)如图,由(2)可得D(,)、F(,)将四边形ADBF沿直线DE向上平移得到四边形A1D1B1F1,设沿直线DE向上平移h个单位故A1(1,h)、B1(3,h)、D1(,+h)、F1(,+h)直线A1D1与直线AF交于点H,D1HA1H,AA1DFAA1HFD1H=F=-(+h)=-h,A1A=h解得h=A1(1,)、B1(3,)、D1(,)、F1(,3)设直线B1F1的解析式为y=px+q把B1(3,)、F1(,3)代入得,解得直线B1F1的解析式为y=-x+设P点的坐标为(x,x2-4x3),点P、Q、B、B1为顶点的四边形是平行四边形PQBB1,PQ=BB1=,Q点坐标为(x,-x+)
22、PQ=,故解得x1=0,x2=3,x3=,x4=点P在B点左侧的抛物线上,x1=0,x3=故点P的横坐标为0或【点睛】此题主要考查二次函数与几何综合,解题的关键是熟知待定系数法、二次函数的最值求解、相似三角形的判定与性质、平行四边形的性质6(20212022重庆南开中学九年级阶段练习)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线yx2+bx+c与x轴交于点A(,0),点B(2,0),与y轴交于点C(1)求该抛物线的解析式以及点C的坐标;(2)点P为直线BC上方抛物线上的一点,过P作PD/y轴,交BC于点D,作PE/AB交BC于E,EF平分PED并交PD于F,求PFE周长的最大值以及此时点P的坐标;(3)
23、在(2)的条件下,当PFE周长取得最大值时,过点D作DMy轴于点M,PDE沿射线EF平移后得到PDE,当以点M,D,E为顶点的三角形是等腰三角形时,直接写出此时点E的坐标【答案】(1),C(0,6);(2)最大为,P点坐标为(,6);(3)点坐标为(,)或(,)或(,)【分析】(1)将点A(,0),点B(2,0)代入,解得b=,c=6,所以抛物线解析式为,C点坐标为(0,6)(2)将B(2,0),C(0,6)代入,解得,设P点坐标为(a,),E点过直线BC,则E点坐标为(,),所以PE长度为,因为,所以OBC=60,又因为PE/x轴,所以PEB=60,又因为EF平分PED所以PEF=EFD=3
24、0,则PF=,EF=,=+,化简得=,当最大为时,a=,P点坐标为(,6)(3)若为等腰三角形,即这三种情况其中,如图所示作图,已知直线EF解析式,为过作EF平行线,且解析时为,设(m,),(n,),M点坐标为(0,3),令有,解得n=,依题意得(,),因为,所以此时(,);令有,解得m=,依题意得(,);有,因为且,有,代入得m=,(,)【详解】(1)将将点A(,0),点B(2,0)代入有得抛物线解析式为C点坐标为(0,6)(2)将B(2,0),C(0,6)代入有得设P点坐标为(a,),PE/x轴,故P点和E点纵坐标相等,E点在直线BC有,得x=则E点坐标为(,) =OBC=60又PE/x轴
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