中考数学专题 函数与几何图形综合探究题(word版含答案).docx
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1、中考数学专题复习 函数与几何图形综合探究题 一、解答题(共20小题)1. 如图,对称轴为直线 x=12 的抛物线经过 B2,0,C0,4 两点,抛物线与 x 轴的另一交点为 A(1)求抛物线的解析式;(2)若点 P 为第一象限内抛物线上一点,设四边形 COBP 的面积为 S,求 S 的最大值;(3)若 M 是线段 BC 上一动点,在 x 轴上是否存在这样的点 Q,使 MQC 为等腰三角形且 MQB 为直角三角形?若存在,求出 Q 点坐标;若不存在,请说明理由 2. 如图,直线 y=2x+2 与 x 轴交于点 A,与 y 轴交于点 B,把 AOB 沿 y 轴翻折,点 A 落到点 C,过点 B 的
2、抛物线 y=-x2+bx+c 与直线 BC 交于点 D3,-4(1)求直线 BD 和抛物线的解析式;(2)在第一象限内的抛物线上,是否存在点 M,作 MN 垂直于 x 轴,垂足为点 N,使得以 M,O,N 为顶点的三角形与 BOC 相似?若存在,求出点 M 的坐标;若不存在,请说明理由;(3)在直线 BD 上方的抛物线上有一动点 P,过点 P 作 PH 垂直于 x 轴,交直线 BD 于点 H,是否存在点 P,使四边形 BOHP 是平行四边形,若存在,求出点 P 的坐标;若不存在,请说明理由 3. 如图,直线 y=kx+b(k,b 为常数)分别与 x 轴,y 轴交于点 A-4,0,B0,3抛物线
3、 y=-x2+2x+1 与 y 轴交于点 C(1)求直线 y=kx+b 的解析式;(2)若点 Px,y 是抛物线 y=-x2+2x+1 上任意一点,设点 P 到直线 AB 的距离为 d,求 d 关于 x 的函数解析式,并求 d 取最小值时点 P 的坐标;(3)若点 E 在抛物线 y=-x2+2x+1 的对称轴上移动,点 F 在直线 AB 上移动,求 CE+EF 的最小值 4. 如图,已知二次函数 y=ax2+bx+ca0 的图象经过 A-1,0,B4,0,C0,2 三点(1)求该二次函数的解析式;(2)点 D 是该二次函数图象上的一点,且满足 DBA=CAO(O 是坐标原点),求点 D 的坐标
4、;(3)点 P 是该二次函数图象上位于第一象限上的一动点,连接 PA 分别交 BC,y 轴于点 E,F,若 PEB,CEF 的面积分别为 S1,S2,求 S1-S2 的最大值 5. 在平面直角坐标系 xOy 中,规定:抛物线 y=ax-h2+k 的伴随直线为 y=ax-h+k例如:抛物线 y=2x+12-3 的伴随直线为 y=2x+1-3,即 y=2x-1(1)在上面的规定下,抛物线 y=x+12-4 的顶点坐标为 ,伴随直线为 ,抛物线 y=x+12-4 与其伴随直线的交点坐标为 ;(2)如图,顶点在第一象限的抛物线 y=mx-12-4m 与其伴随直线相交于点 A,B(点 A 在点 B 的左
5、侧),与 x 轴交于点 C,D若 CAB=90,求 m 的值;如果点 Px,y 是直线 BC 上方抛物线上的一个动点,PBC 的面积记为 S,当 S 取得最大值 274 时,求 m 的值 6. 如图,抛物线 y=ax2+bx+c 经过平行四边形 ABCD 的顶点 A0,3,B-1,0,D2,3,抛物线与 x 轴的另一交点为 E经过点 E 的直线 l 将平行四边形 ABCD 分割为面积相等的两部分,与抛物线交于另一点 F点 P 为直线 l 上方抛物线上一动点,设点 P 的横坐标为 t(1)求抛物线的解析式;(2)当 t 为何值时,PFE 的面积最大?并求最大值的立方根;(3)是否存在点 P,使
6、PAE 为直角三角形?若存在,求出 t 的值;若不存在,说明理由 7. 如图,已知抛物线 y=-x2+bx+c 与 y 轴相交于点 A0,3,与 x 正半轴相交于点 B,对称轴是直线 x=1(1)求此抛物线的解析式以及点 B 的坐标;(2)动点 M 从点 O 出发,以每秒 2 个单位长度的速度沿 x 轴正方向运动,同时动点 N 从点 O 出发,以每秒 3 个单位长度的速度沿 y 轴正方向运动,当 N 点到达 A 点时,M,N 同时停止运动过动点 M 作 x 轴的垂线交线段 AB 于点 Q,交抛物线于点 P,设运动的时间为 t 秒当 t 为何值时,四边形 OMPN 为矩形;当 t0 时,BOQ
7、能否为等腰三角形?若能,求出 t 的值;若不能,请说明理由 8. 如图,抛物线 L:y=ax2+bx+c a0 与 x 轴交于 A,B3,0 两点(A 在 B 的左侧),与 y 轴交于点 C0,3,已知对称轴为直线 x=1(1)求抛物线 L 的解析式;(2)将抛物线 L 向下平移 h 个单位长度,使平移后所得抛物线的顶点落在 OBC 内(包括 OBC 的边界),求 h 的取值范围;(3)设点 P 是抛物线 L 上任意一点,点 Q 在直线 l:x=-3 上,PBQ 能否成为以点 P 为直角顶点的等腰直角三角形?若能,求出符合条件的点 P 的坐标;若不能,请说明理由 9. 如图是将抛物线 y=-x
8、2 平移后得到的抛物线,其对称轴为直线 x=1,与 x 轴的一个交点为 A-1,0,另一交点为 B,与 y 轴交点为 C(1)求抛物线的函数表达式;(2)若点 N 为抛物线上一点,且 BCNC,求点 N 的坐标;(3)点 P 是抛物线上一点,点 Q 是一次函数 y=32x+32 的图象上一点,若四边形 OAPQ 为平行四边形,这样的点 P,Q 是否存在?若存在,分别求出点 P,Q 的坐标;若不存在,说明理由 10. 如图,抛物线 y=23x2+bx+c 经过点 B3,0,C0,-2,直线 l:y=-23x-23 交 y 轴于点 E,且与抛物线交于 A,D 两点P 为抛物线上一动点(不与 A,D
9、 重合)(1)求抛物线的解析式;(2)当点 P 在直线 l 下方时,过点 P 作 PMx 轴交 l 于点 M,PNy 轴交 l 于点 N求 PM+PN 的最大值;(3)设 F 为直线 l 上的点,以 E,C,P,F 为顶点的四边形能否构成平行四边形?若能,求出点 F 的坐标;若不能,请说明理由 11. 如图,矩形 OABC 的两边在坐标轴上,点 A 的坐标为 10,0,抛物线 y=ax2+bx+4 过点 B,C 两点,且与 x 轴的一个交点为 D-2,0,点 P 是线段 CB 上的动点,设 CP=t0t10(1)请直接写出 B,C 两点的坐标及抛物线的解析式;(2)过点 P 作 PEBC,交抛
10、物线于点 E,连接 BE,当 t 为何值时,PBE=OCD?(3)点 Q 是 x 轴上的动点,过点 P 作 PMBQ,交 CQ 于点 M,作 PNCQ,交 BQ 于点 N,当四边形 PMQN 为正方形时,请求出 t 的值 12. 如图 1,经过原点 O 的抛物线 y=ax2+bx(a0)与 x 轴交于另一点 A32,0,在第一象限内与直线 y=x 交于点 B2,t(1)求这条抛物线的解析式;(2)在第四象限内的抛物线上有一点 C,满足以 B,O,C 为顶点的三角形的面积为 2,求点 C 的坐标;(3)如图 2,若点 M 在这条抛物线上,且 MBO=ABO,在(2)的条件下,是否存在点 P,使得
11、 POCMOB?若存在,求出点 P 的坐标;若不存在,请说明理由 13. 如图,抛物线 y=ax2+ca0 与 y 轴交于点 A,与 x 轴交于 B,C 两点(点 C 在 x 轴正半轴上),ABC 为等腰直角三角形,且面积为 4现将抛物线沿 BA 方向平移,平移后的抛物线经过点 C 时,与 x 轴的另一交点为 E,其顶点为 F,对称轴与 x 轴的交点为 H(1)求 a,c 的值;(2)连接 OF,试判断 OEF 是否为等腰三角形,并说明理由;(3)现将一足够大的三角板的直角顶点 Q 放在射线 AF 或射线 HF 上,一直角边始终过点 E,另一直角边与 y 轴相交于点 P,是否存在这样的点 Q,
12、使以点 P,Q,E 为顶点的三角形与 POE 全等?若存在,求出点 Q 的坐标;若不存在,请说明理由 14. 如图 1,直线 l:y=kx+bk0 的图象相交于 A,C 两点与 x 轴相交于 T 点,过 A,C 两点作 x 轴的垂线,垂足分别为 B,D,过 A,C 两点作 y 轴的垂线,垂足分别为 E,F直线 AE 与 CD 相交于点 P,连接 DE设 A,C 两点的坐标分别为 a,4a,c,4c,其中 ac0(1)如图 1,求证:EDP=ACP;(2)如图 2,若 A,D,E,C 四点在同一圆周上,求 k 的值;(3)如图 3,已知 c=1,且点 P 在直线 BF 上试问:在线段 AT 上是
13、否存在点 M,使得 OMAM?若存在,请求出点 M 的坐标;若不存在,请说明理由 15. 已知抛物线的解析式为 y=-120x2+bx+5(1)当自变量 x2 时,函数值 y 随 x 的增大而减小,求 b 的取值范围;(2)如图,若抛物线的图象经过点 A2,5,与 x 轴交于点 C,抛物线的对称轴与 x 轴交于 B求抛物线的解析式;在抛物线上是否存在点 P,使得 PAB=ABC?若存在,求出点 P 的坐标;若不存在,请说明理由 16. 已知二次函数 y=-x2+bx+c+1(1)当 b=1 时,求这个二次函数的对称轴方程;(2)若 c=-14b2-2b,问:b 为何值时,二次函数的图象与 x
14、轴相切;(3)若二次函数的图象与 x 轴交于点 Ax1,0,Bx2,0,且 x10 图象上一点,若以点 A,B,C,D 为顶点的四边形是菱形,求 k 的值 18. 已知抛物线 y=x2+bx-3(b 是常数)经过点 A-1,0(1)求该抛物线的解析式和顶点坐标;(2)Pm,t 为抛物线上的一个动点,P 关于原点的对称点为 P当点 P 落在该抛物线上时,求 m 的值;当点 P 落在第二象限内,PA2 取得最小值时,求 m 的值 19. 在平面直角坐标系 xOy 中,抛物线 y=ax2+bx+c 与 y 轴交于点 C,其顶点记为 M,自变量 x=-1 和 x=5 对应的函数值相等若点 M 在直线
15、l:y=-12x+16 上,点 3,-4 在抛物线上(1)求该抛物线的解析式;(2)设 y=ax2+bx+c 对称轴右侧 x 轴上方的图象上任一点为 P,在 x 轴上有一点 A-72,0,试比较锐角 PCO 与 ACO 的大小(不必证明),并写出相应的 P 点横坐标 x 的取值范围;(3)直线 l 与抛物线另一交点记为 B,Q 为线段 BM 上一动点(点 Q 不与 M 重合)设 Q 点坐标为 t,n,过 Q 作 QHx 轴于点 H,将以点 Q,H,O,C 为顶点的四边形的面积 S 表示为 t 的函数,标出自变量 t 的取值范围,并求出 S 可能取得的最大值 20. 如图,已知抛物线 y=ax2
16、+85x+c 与 x 轴交于 A,B 两点,与 y 轴交于点 C,且 A2,0,C0,-4直线 l:y=-12x-4 与 x 轴交于点 D点 P 是抛物线 y=ax2+85x+c 上的一动点,过点 P 作 PEx 轴,垂足为 E,交直线 l 于点 F(1)试求该抛物线表达式;(2)如图(1),若点 P 在第三象限,四边形 PCOF 是平行四边形,求 P 点的坐标;(3)如图(2),过点 P 作 PHy 轴,垂足为 H,连接 AC求证:ACD 是直角三角形;试问当 P 点横坐标为何值时,使得以点 P,C,H 为顶点的三角形与 ACD 相似?答案第一部分1. (1) 解法一:因为抛物线的对称轴为直
17、线 x=12,所以设抛物线的解析式为 y=ax-122+ka0因为抛物线经过点 B2,0,C0,4,所以 94a+k=0,14a+k=4, 解得 a=-2,k=92. 所以抛物线的解析式为 y=-2x-122+92,即 y=-2x2+2x+4【解析】解法二:因为抛物线的对称轴为直线 x=12,A,B 两点关于直线 x=12 对称且 B2,0,所以 A-1,0所以设抛物线的解析式为 y=ax+1x-2a0因为抛物线经过点 C0,4,所以 -2a=4,解得 a=-2所以抛物线的解析式为 y=-2x+1x-2,即 y=-2x2+2x+4解法三:设抛物线的解析式为 y=ax2+bx+ca0因为抛物线的
18、对称轴为直线 x=12 且经过点 B2,0,C0,4,所以 -b2a=12,4a+2b+c=0,c=4, 解得 a=-2,b=2,c=4. 所以抛物线的解析式为 y=-2x2+2x+4(2) 解法一:如图 1,连接 BC,过点 P 作 PFx 轴于点 F,交 BC 于点 E设直线 BC 的解析式为 y=dx+td0因为直线经过点 B2,0,C0,4,所以 2d+t=0,t=4, 解得 d=-2,t=4. 所以直线 BC 的解析式为 y=-2x+4因为 P 为第一象限内抛物线上一点,设 P 点坐标为 n,-2n2+2n+40n90,所以只能 CM=MQ由(2)的解法一得:直线 BC 的解析式为
19、y=-2x+4设 M 点坐标为 m,-2m+40m2,则 Q 点坐标为 m,0,MQ=-2m+4,OQ=m,BQ=2-m在 RtOBC 中,BC=OB2+OC2=22+42=25因为 MQOC,所以 BMQBCO所以 BMBC=BQBO,即 BM25=2-m2所以 BM=25-5m所以 CM=BC-BM=25-25-5m=5m因为 CM=MQ,所以 -2m+4=5m,m=45+2=45-8所以 Q45-8,0(ii)解法一:如图 5 所示:当 QMB=90 时,因为 CMQ=90,所以只能 CM=MQ,过点 M 作 MNx 轴于点 N,设 Mm,-2m+40m2,则 ON=m,MN=-2m+4
20、,NB=2-m由(i)得:BM=25-5m,CM=5m,因为 QBM=OBC,QMB=COB=90,所以 RtBOCRtBMQ所以 BOBM=OCMQ,即 225-5m=4MQ所以 MQ=225-5m=45-25m因为 CM=MQ,CM=5m,所以 5m=45-25m所以 m=43所以 M43,43因为 MNx 轴于点 N,MQBC,QMN+NMB=90,NMB+NBM=90,所以 QMN=MBN又因为 BNM=MNQ=90,所以 RtBNMRtMNQ所以 BNMN=NMNQ,即 2-4343=43NQ所以 NQ=83所以 OQ=NQ-ON=83-43=43所以 Q-43,0【解析】解法二:由
21、(2)的解法一得:直线 BC 的解析式为 y=-2x+4设 Mm,-2m+40m90,所以只能 CM=MQ由(2)的解法一得:直线 BC 的解析式为 y=-2x+4设 M 点坐标为 m,-2m+40m2,过点 M 作 MDy 轴于点 D,则 Q 点坐标为 m,0,DM=m,CD=4-2m+4=2m,BQ=2-m在 RtCDM 中,CM=CD2+DM2=5m所以 CM=MQ=5m因为 tanCBO=OCOB=2,所以 tanMBQ=MQBQ=2,即 5m2-m=2所以 m=45-8所以 Q45-8,0解法二:如图 6 所示:当 QMB=90 时,因为 CMQ=90,所以只能 CM=MQ设 M 点
22、坐标为 m,-2m+40m2在 RtCOB 和 RtQMB 中,因为 tanCBO=tanMBQ=OCOB=42=2,又因为 tanMBQ=MQBM,由(i)知 BM=25-5m,MQ=CM=5m所以 tanMBQ=MQBM=5m25-5m=2所以 5m=45-25m所以 m=43所以 M43,43此时,BM=25-5m=235,MQ=435所以 BQ=BM2+MQ2=1009=103所以 OQ=BQ-OB=103-2=43所以 Q-43,0综上所述,满足条件的点 Q 的坐标为 45-8,0 或 -43,02. (1) y=2x+2, 当 x=0 时,y=2 B0,2 当 y=0 时,x=-1
23、, A-1,0 抛物线 y=-x2+bx+c 过点 B0,2,D3,-4, 2=c,-4=-9+3b+c. 解得 b=1,c=2. 抛物线的解析式为 y=-x2+x+2设直线 BD 的解析式为 y=kx+m,由题意,得 m=2,-4=3k+m, 解得 k=-2,m=2. 直线 BD 的解析式为 y=-2x+2(2) 存在由(1)知 C1,0,设 Ma,-a2+a+2 MNx 轴, BOC=MNO=90,即点 O 与点 N 对应,可分两种情况讨论:如图 1,当 BOCMNO 时,BOMN=OCNO 2-a2+a+2=1a,解得 a1=1,a2=-2(舍) M1,2;如图 2,当 BOCONM 时
24、,BOON=OCNM 2a=1-a2+a+2,解得 a1=1+334,a2=1-334(舍) M1+334,1+338 符合条件的点 M 的坐标为 1,2 或 1+334,1+338(3) 存在设 Pt,-t2+t+2,Ht,-2t+2如图 3, 四边形 BOHP 是平行四边形, BO=PH=2 PH=-t2+t+2+2t-2=-t2+3t 2=-t2+3t,解得 t1=1,t2=2当 t=1 时,P1,2;当 t=2 时,P2,0 存在点 P1,2或2,0,使四边形 BOHP 为平行四边形3. (1) 因为 y=kx+b 经过 A-4,0,B0,3,所以 -4k+b=0,b=3, 解得 k=
25、34,b=3. 所以 y=34x+3(2) 过点 P 作 PHAB 于点 H,过点 H 作 x 轴的平行线 MN,分别过点 A,P 作 MN 的垂线段,垂足分别为 M,N设 Hm,34m+3,则 M-4,34m+3,Nx,34m+3,Px,-x2+2x+1,因为 PHAB,所以 PHN+AHM=90因为 AMMN,所以 MAH+AHM=90所以 MAH=PHN因为 M=N=90,所以 AMHHNP因为 MAy 轴,所以 MAHOBA所以 OBANHP所以 NH3=PN4=PH5所以 x-m3=34m+3-x2+2x+14=d5整理,得 d=45x2-x+85=45x-582+10380,所以当
26、 x=58 时,d 取最小值,此时 P58,11964(3) 如图,作点 C 关于直线 x=1 的对称点 C,过点 C 作 CFAB 于点 F过点 F 作 JKx 轴,分别过点 A,C 作 AJJK 于点 J,CKJK 于点 K则 C2,1设 Fm,34m+3,因为 CFAB,所以 AFJ+CFK=90因为 CKJK,所以 C+CFK=90所以 C=AFJ因为 J=K=90,所以 AFJFCK所以 AJFK=FJCK,所以 34m+32-m=m+434m+2,解得 m=825 或 m=-4(不符合题意)所以 F825,8125因为 C2,1,所以 FC=2-8252+1-81252=145所以
27、 CE+EF 的最小值为 FC=1454. (1) 由题意:设抛物线的解析式为 y=ax+1x-4 抛物线图象过点 C0,2, -4a=2,解得 a=-12 抛物线的解析式为 y=-12x+1x-4,即 y=-12x2+32x+2(2) 设直线 BD 与 y 轴的交点为 M0,m DBA=CAO, MBA=CAO, tanMBA=tanCAO=2 m4=2,即 m=8当 m=8 时,直线 BD 经过点 B4,0,0,8,直线 BD 解析式为 y=-2x+8联立 y=-2x+8,y=-12x2+32x+2, 解得 x1=4,y1=0x2=3,y2=2, D3,2,同理:当 m=-8 时,点 D-
28、5,-18综上:满足条件的点 D 有 D13,2,D2-5,-18(3) 如图,过点 P 作 PHy 轴交直线 BC 于点 H,设 Pt,-12t2+32t+2直线 BC 的解析式为 y=-12x+2,故 Ht,-12t+2 PH=yP-yH=-12t2+2t,直线 AP 的解析式为 y=-12t+2x+1,取 x=0,得 y=2-12t,故 F0,2-12t,CF=2-2-12t=12t,联立 y=2-t2x+1,y=-12x+2, 解得 xE=t5-t, S1=12yP-yHxB-xE=12-12t2+2t4-t5-t, S2=12t2t5-t S1-S2=12-12t2+2t4-t5-t
29、-12t2t5-t=-54t2+4t=-54t-852+165, 即当 t=85 时,S1-S2 的最大值为 1655. (1) -1,-4;y=x-3;0,-3 和 -1,-4(2) 抛物线解析式为 y=mx-12-4m, 其伴随直线为 y=mx-1-4m,即 y=mx-5m联立抛物线与伴随直线的解析式可得 y=mx-12-4m,y=mx-5m, 解得 x=1,y=-4m 或 x=2,y=-3m. A1,-4m,B2,-3m在 y=mx-12-4m 中,令 y=0 可得 x=-1 或 x=3, C-1,0,D3,0 AC2=4+16m2,AB2=1+m2,BC2=9+9m2 CAB=90,
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