一、二次函数 真题与模拟题分类汇编(难题易错题)
1.如图,已知抛物线经过原点O,顶点A(1,﹣1),且与直线y=kx+2相交于B(2,0)和C两点
(1)求抛物线和直线BC的解析式; (2)求证:△ABC是直角三角形;
(3)抛物线上存在点E(点E不与点A重合),使∠BCE=∠ACB,求出点E的坐标; (4)在抛物线的对称轴上是否存在点F,使△BDF是等腰三角形?若存在,请直接写出点F的坐标.
【答案】(1)y=x2﹣2x,y=﹣x+2;(2)详见解析;(3)E(
55,);(4)符合条件24的点F的坐标(1,7)或(1,﹣7)或(1,2+7)或(1,2﹣7). 【解析】 【分析】
(1)将B(2,0)代入设抛物线解析式y=a(x﹣1)2﹣1,求得a,将B(2,0)代入y=kx+2,求得k;
(2)分别求出AB2、BC2、AC2,根据勾股定理逆定理即可证明;
(3)作∠BCE=∠ACB,与抛物线交于点E,延长AB,与CE的延长线交于点A',过A'作A'H垂直x轴于点H,设二次函数对称轴于x轴交于点G.根据对称与三角形全等,求得A'(3,1),然后求出A'C解析式,与抛物线解析式联立,求得点E坐标;
(4)设F(1,m),分三种情况讨论:①当BF=BD时,1?m2?22,②当DF=BD时,m2?4m?5?22,③当BF=DF时,1?m2?m2?4m?5,m=1,然后代入即可. 【详解】
(1)设抛物线解析式y=a(x﹣1)2﹣1, 将B(2,0)代入, 0=a(2﹣1)2﹣1, ∴a=1,
抛物线解析式:y=(x﹣1)2﹣1=x2﹣2x, 将B(2,0)代入y=kx+2, 0=2k+2,
k=﹣1,
∴直线BC的解析式:y=﹣x+2;
?y??x?2(2)联立?, 2y?x?2x?解得??x1??1?x2?2,?,
?y1?3?y2?0∴C(﹣1,3),
∵A(1,﹣1),B(2,0), ∴AB2=(1﹣2)2+(﹣1﹣0)2=2, AC2=[1﹣(﹣1)]2+(﹣1﹣3)2=20, BC2=[2﹣(﹣1)]2+(0﹣3)2=18, ∴AB2+BC2=AC2, ∴△ABC是直角三角形;
(3)如图,作∠BCE=∠ACB,与抛物线交于点E,延长AB,与CE的延长线交于点A',过A'作A'H垂直x轴于点H,设二次函数对称轴于x轴交于点G.
∵∠BCE=∠ACB,∠ABC=90°, ∴点A与A'关于直线BC对称, AB=A'B,
可知△AFB≌△A'HB(AAS), ∵A(1,﹣1),B(2,0) ∴AG=1,BG=OG=1, ∴BH=1,A'H=1,OH=3, ∴A'(3,1), ∵C(﹣1,3), ∴直线A'C:y??15x?, 2215??y??x?联立:?22,
2??y?x?2x5?x??x??1??2解得?或?,
5?y?3?y??4?∴E(
55,); 24(4)∵抛物线的对称轴:直线x=1, ∴设F(1,m),
直线BC的解析式:y=﹣x+2; ∴D(0,2) ∵B(2,0),
x1∴BD=
x2BF?(2?1)2?(0?m)2?1?m2,
DF?(1?0)2?(m?2)2?m2?4m?5,
①当BF=BD时,1?m2?22, m=±7,
∴F坐标(1,7)或(1,﹣7) ②当DF=BD时,m2?4m?5?22, m=2±7,
∴F坐标(1,2+7)或(1,2﹣7) ③当BF=DF时,1?m2?m2?4m?5, m=1,
F(1,1),此时B、D、F在同一直线上,不符合题意.
综上,符合条件的点F的坐标(1,7)或(1,﹣7)或(1,2+7)或(1,2﹣7).
【点睛】
考查了二次函数,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
2.如图1,已知抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和点B(﹣3,0),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)设抛物线的对称轴与x轴交于点M,问在对称轴上是否存在点P,使△CMP为等腰三角形?若存在,请直接写出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由. (3)在(1)中抛物线的对称轴上是否存在点Q,使得△QAC的周长最小?若存在,求出Q点的坐标;若不存在,请说明理由.
(4)如图2,若点E为第二象限抛物线上一动点,连接BE、CE,求四边形BOCE面积的最大
值,并求此时E点的坐标.
【答案】(1)y=﹣x2﹣2x+3;(2)存在符合条件的点P,其坐标为P(﹣1,10)或P(﹣1,﹣10)或P(﹣1,6)或P(﹣1,
5);(3)存在,Q(﹣1,2);(4)363?315?,E??,? . 8?24?【解析】 【分析】
(1)已知抛物线过A、B两点,可将两点的坐标代入抛物线的解析式中,用待定系数法即可求出二次函数的解析式;
(2)可根据(1)的函数解析式得出抛物线的对称轴,也就得出了M点的坐标,由于C是抛物线与y轴的交点,因此C的坐标为(0,3),根据M、C的坐标可求出CM的距离.然后分三种情况进行讨论:
①当CP=PM时,P位于CM的垂直平分线上.求P点坐标关键是求P的纵坐标,过P作PQ⊥y轴于Q,如果设PM=CP=x,那么直角三角形CPQ中CP=x,OM的长,可根据M的坐标得出,CQ=3﹣x,因此可根据勾股定理求出x的值,P点的横坐标与M的横坐标相同,纵坐标为x,由此可得出P的坐标.
②当CM=MP时,根据CM的长即可求出P的纵坐标,也就得出了P的坐标(要注意分上下两点).
③当CM=CP时,因为C的坐标为(0,3),那么直线y=3必垂直平分PM,因此P的纵坐标是6,由此可得出P的坐标; (3)根据轴对称﹣最短路径问题解答;
(4)由于四边形BOCE不是规则的四边形,因此可将四边形BOCE分割成规则的图形进行计算,过E作EF⊥x轴于F,S四边形BOCE=S△BFE+S梯形FOCE.直角梯形FOCE中,FO为E的横坐标的绝对值,EF为E的纵坐标,已知C的纵坐标,就知道了OC的长.在△BFE中,BF=BO﹣OF,因此可用E的横坐标表示出BF的长.如果根据抛物线设出E的坐标,然后代入上面的线段中,即可得出关于四边形BOCE的面积与E的横坐标的函数关系式,根据函数的性质即可求得四边形BOCE的最大值及对应的E的横坐标的值.即可求出此时E的坐标. 【详解】
(1)∵抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和点B(﹣3,0),
?a?b?3?0∴?,
9a?3b?3?0??a??1解得:?.
b??2?∴所求抛物线解析式为:y=﹣x2﹣2x+3; (2)如答图1,
∵抛物线解析式为:y=﹣x2﹣2x+3, ∴其对称轴为x=
?2=﹣1, 2∴设P点坐标为(﹣1,a),当x=0时,y=3, ∴C(0,3),M(﹣1,0)
∴当CP=PM时,(﹣1)2+(3﹣a)2=a2,解得a=∴P点坐标为:P1(﹣1,
5, 35); 3∴当CM=PM时,(﹣1)2+32=a2,解得a=±10, ∴P点坐标为:P2(﹣1,10)或P3(﹣1,﹣10);
∴当CM=CP时,由勾股定理得:(﹣1)2+32=(﹣1)2+(3﹣a)2,解得a=6, ∴P点坐标为:P4(﹣1,6).
综上所述存在符合条件的点P,其坐标为P(﹣1,10)或P(﹣1,﹣10)或P(﹣1,6)或P(﹣1,
5); 3(3)存在,Q(﹣1,2),理由如下:
如答图2,点C(0,3)关于对称轴x=﹣1的对称点C′的坐标是(﹣2,3),连接AC′,直线AC′与对称轴的交点即为点Q.
设直线AC′函数关系式为:y=kx+t(k≠0).