2020年中考數(shù)學(xué)必考考點(diǎn) 專題14 函數(shù)綜合題(含解析)
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1、專題14 函數(shù)的綜合問題
專題知識(shí)回顧
1.一次函數(shù)與二次函數(shù)的綜合。
2.一次函數(shù)與反比例函數(shù)的綜合。
3.二次函數(shù)與反比例函數(shù)的綜合。
4.一次函數(shù)、二次函數(shù)和反比例函數(shù)的綜合。專題典型題考法及解析
【例題1】(2019黑龍江綏化)一次函數(shù)y1=-x+6與反比例函數(shù)y2=(x>0)的圖象如圖所示.當(dāng)y1>y2時(shí),自變量x的取值范圍是______.
第18題圖
【答案】2 2、如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=ax2-2ax+(a>0)與y軸交于點(diǎn)A,過(guò)點(diǎn)A作x軸的平行線交拋物線于點(diǎn)M,P為拋物線的頂點(diǎn),若直線OP交直線AM于點(diǎn)B,且M為線段AB的中點(diǎn),則ɑ的值為
【答案】2.
【解析】本題主要考查二次函數(shù)的綜合運(yùn)用,首先根據(jù)二次函數(shù)的解析式可得出點(diǎn)A和點(diǎn)M的坐標(biāo),然后將二次函數(shù)的解析式配方寫出y=a(x-1)2+-a的形式,得出點(diǎn)P的坐標(biāo),進(jìn)而得出OP的方程,進(jìn)而得出點(diǎn)B的坐標(biāo),最后根據(jù)M為線段AB的中點(diǎn),可得=4,進(jìn)而得出答案.
令x=0,可得y=,
∴點(diǎn)A的坐標(biāo)為(0,),
∴點(diǎn)M的坐標(biāo)為(2,).
∵y=ax2 3、-2ax+=a(x-1)2+-a,
∴拋物線的頂點(diǎn)P的坐標(biāo)為(1,-a),
∴直線OP的方程為y=(-a)x,
令y=,可得x=,
∴點(diǎn)B的坐標(biāo)為(,).
∵M(jìn)為線段AB的中點(diǎn),
∴=4,解得a=2。
【例題3】(2019廣西省貴港市)如圖,菱形的邊在軸上,點(diǎn)的坐標(biāo)為,點(diǎn)在反比例函數(shù)的圖象上,直線經(jīng)過(guò)點(diǎn),與軸交于點(diǎn),連接,.
(1)求,的值;
(2)求的面積.
【答案】將解析。
【解析】由菱形的性質(zhì)可知,,點(diǎn)代入反比例函數(shù),求出;將點(diǎn)代入,求出;求出直線與軸和軸的交點(diǎn),即可求的面積;
(1)由已知可得,
菱形,
,,
點(diǎn)在反比例函數(shù)的圖象上,
,
將點(diǎn)代入 4、,
;
(2),
直線與軸交點(diǎn)為,
專題典型訓(xùn)練題
1.(2019廣東深圳)已知函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)的圖象如圖所示,則函數(shù)y=ax+b與y=的圖象為( )
【答案】C
【解析】二次函數(shù)的圖象與系數(shù)的關(guān)系;一次函數(shù)的圖象與系數(shù)的關(guān)系;反比例函數(shù)的圖象與系數(shù)的關(guān)系;符號(hào)判斷。先根據(jù)二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)的圖象確定a,b,c的正負(fù),則判斷一次函數(shù)與反比例函數(shù)的圖象所在的象限.
由二次函數(shù)的圖象可知,a<0,b>0,c<0.當(dāng)a<0,b>0,c<0時(shí),一次函數(shù)y=ax+b經(jīng)過(guò)第一、二、四象限;反比例函數(shù)y=位于第二、四象 5、限,選項(xiàng)C符合.故選C.
2.(2019四川省雅安市) 已知函數(shù)的圖像如圖所示,若直線y=x+m與該圖像恰有三個(gè)不同的交點(diǎn),則m的取值范圍為 ___________.
【答案】0 6、 7、】(1)過(guò)點(diǎn)P作PE⊥BC于點(diǎn)E,如圖1所示.
當(dāng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒時(shí)(0≤t≤4)時(shí),點(diǎn)P的坐標(biāo)為(3t,0),點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(8﹣2t,6),
∴PE=6,EQ=|8﹣2t﹣3t|=|8﹣5t|,
∴PQ2=PE2+EQ2=62+|8﹣5t|2=25t2﹣80t+100,
∴y=25t2﹣80t+100(0≤t≤4).
故答案為:y=25t2﹣80t+100(0≤t≤4).
(2)當(dāng)PQ=35時(shí),25t2﹣80t+100=(35)2,
整理,得:5t2﹣16t+11=0,
解得:t1=1,t2=115.
(3)經(jīng)過(guò)點(diǎn)D的雙曲線y=kx(k≠0)的k值不變.
連接OB,交P 8、Q于點(diǎn)D,過(guò)點(diǎn)D作DF⊥OA于點(diǎn)F,如圖2所示.
∵OC=6,BC=8,
∴OB=OC2+BC2=10.
∵BQ∥OP,
∴△BDQ∽△ODP,
∴BDOD=BQOP=2t3t=23,
∴OD=6.
∵CB∥OA,
∴∠DOF=∠OBC.
在Rt△OBC中,sin∠OBC=OCOB=610=34,cos∠OBC=BCOB=810=45,
∴OF=OD?cos∠OBC=6×45=245,DF=OD?sin∠OBC=6×35=185,
∴點(diǎn)D的坐標(biāo)為(245,185),
∴經(jīng)過(guò)點(diǎn)D的雙曲線y=kx(k≠0)的k值為245×185=43225.
4. (2019湖南湘西 9、)如圖,一次函數(shù)y=kx+b的圖象與反比例函數(shù)y=mx的圖象在第一象限交于點(diǎn)A(3,2),與y軸的負(fù)半軸交于點(diǎn)B,且OB=4.
(1)求函數(shù)y=mx和y=kx+b的解析式;
(2)結(jié)合圖象直接寫出不等式組0<mx<kx+b的解集.
【答案】見解析。
【解析】(1)把點(diǎn)A(3,2)代入反比例函數(shù)y=mx,可得m=3×2=6,
∴反比例函數(shù)解析式為y=6x,
∵OB=4,
∴B(0,﹣4),
把點(diǎn)A(3,2),B(0,﹣4)代入一次函數(shù)y=kx+b,可得3k+b=2b=-4,
解得k=2b=-4,
∴一次函數(shù)解析式為y=2x﹣4;
(2)不等式組0<mx<kx+b的解集為 10、:x>3.
5.(2019山東東營(yíng))如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,直線y=mx與雙曲線y=相交于A(-2,a)、B 兩點(diǎn),BC⊥x 軸,垂足為 C,△AOC的面積是2.
(1)求 m、n的值;
(2)求直線 AC的解析式.
【答案】見解析。
【解析】根據(jù)反比例函數(shù)的對(duì)稱性可得點(diǎn)A與點(diǎn)B關(guān)于原點(diǎn)中心對(duì)稱,則B(2,a),由于BC⊥x軸,所以C(2,0),先利用三角形面積公式得到×2×a=2,解得a=2,則可確定A(﹣2,2),然后把A點(diǎn)坐標(biāo)代入y=mxy=mx和y=中即可求出m,n;根據(jù)待定系數(shù)法即可得到直線AC的解析式.
(1)∵直線y=mx與雙曲線y=相交于A(﹣2,a)、B兩點(diǎn) 11、,
∴點(diǎn)A與點(diǎn)B關(guān)于原點(diǎn)中心對(duì)稱,
∴B(2,﹣a),
∴C(2,0);
∵S△AOC=2,
∴×2×a=2,解得a=2,
∴A(﹣2,2),
把A(﹣2,2)代入y=mx和y=得﹣2m=2,2=,解得m=﹣1,n=﹣4;
(2)設(shè)直線AC的解析式為y=kx+b,
∵直線AC經(jīng)過(guò)A、C,
∴,解得
∴直線AC的解析式為y=﹣x+1.
6.(2019湖北咸寧)某工廠用50天時(shí)間生產(chǎn)一款新型節(jié)能產(chǎn)品,每天生產(chǎn)的該產(chǎn)品被某網(wǎng)店以每件80元的價(jià)格全部訂購(gòu),在生產(chǎn)過(guò)程中,由于技術(shù)的不斷更新,該產(chǎn)品第x天的生產(chǎn)成本y(元/件)與x(天)之間的關(guān)系如圖所示,第x天該產(chǎn)品的生產(chǎn)量z(件 12、)與x(天)滿足關(guān)系式z=﹣2x+120.
(1)第40天,該廠生產(chǎn)該產(chǎn)品的利潤(rùn)是 元;
(2)設(shè)第x天該廠生產(chǎn)該產(chǎn)品的利潤(rùn)為w元.
①求w與x之間的函數(shù)關(guān)系式,并指出第幾天的利潤(rùn)最大,最大利潤(rùn)是多少?
②在生產(chǎn)該產(chǎn)品的過(guò)程中,當(dāng)天利潤(rùn)不低于2400元的共有多少天?
【答案】見解析。
【解析】由圖象可知,第40天時(shí)的成本為40元,此時(shí)的產(chǎn)量為z=﹣2×40+120=40,則可求得第40天的利潤(rùn).利用每件利潤(rùn)×總銷量=總利潤(rùn),進(jìn)而求出二次函數(shù)最值即可.
(1)由圖象可知,第40天時(shí)的成本為40元,此時(shí)的產(chǎn)量為z=﹣2×40+120=40
則第40天的利潤(rùn)為:(80﹣4 13、0)×40=1600元
故答案為1600
(2)①設(shè)直線AB的解析式為y=kx+b(k≠0),把(0,70)(30,40)代入得
b=7030k+b=40,解得b=70k=-1
∴直線AB的解析式為y=﹣x+70
(Ⅰ)當(dāng)0<x≤30時(shí)
w=[80﹣(﹣x+70)](﹣2x+120)
=﹣2x2+100x+1200
=﹣2(x﹣25)2+2450
∴當(dāng)x=25時(shí),w最大值=2450
(Ⅱ)當(dāng)30<x≤50時(shí),
w=(80﹣40)×(﹣2x+120)=﹣80x+4800
∵w隨x的增大而減小
∴當(dāng)x=31時(shí),w最大值=2320
∴w=-2x2+100x+1200,( 14、0<x≤30)-80x+4800,(30<x≤50)
第25天的利潤(rùn)最大,最大利潤(rùn)為2450元
②(Ⅰ)當(dāng)0<x≤30時(shí),令﹣2(x﹣25)2+2450=2400元
解得x1=20,x2=30
∵拋物線w=﹣2(x﹣25)2+2450開口向下
由其圖象可知,當(dāng)20≤x≤30時(shí),w≥2400
此時(shí),當(dāng)天利潤(rùn)不低于2400元的天數(shù)為:30﹣20+1=11天
(Ⅱ)當(dāng)30<x≤50時(shí),
由①可知當(dāng)天利潤(rùn)均低于2400元
綜上所述,當(dāng)天利潤(rùn)不低于2400元的共有11天.
7. (2019貴州省畢節(jié)市)已知拋物線y=ax2+bx+3經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(1,0)和點(diǎn)B(﹣3,0),與y軸交于點(diǎn)C 15、,點(diǎn)P為第二象限內(nèi)拋物線上的動(dòng)點(diǎn).
(1)拋物線的解析式為 ,拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)為 ??;
(2)如圖1,連接OP交BC于點(diǎn)D,當(dāng)S△CPD:S△BPD=1:2時(shí),請(qǐng)求出點(diǎn)D的坐標(biāo);
(3)如圖2,點(diǎn)E的坐標(biāo)為(0,﹣1),點(diǎn)G為x軸負(fù)半軸上的一點(diǎn),∠OGE=15°,連接PE,若∠PEG=2∠OGE,請(qǐng)求出點(diǎn)P的坐標(biāo);
(4)如圖3,是否存在點(diǎn)P,使四邊形BOCP的面積為8?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】見解析。
【解析】函數(shù)的表達(dá)式為:y=a(x﹣1)(x+3)=a(x2+2x﹣3),即可求解;
S△CPD:S△BPD=1:2,則BD= 16、BC=×3=2,即可求解;
∠OGE=15°,∠PEG=2∠OGE=30°,則∠OHE=45°,故OH=OE=1,即可求解;
利用S四邊形BOCP=S△OBC+S△PBC=8,即可求解.
(1)函數(shù)的表達(dá)式為:y=a(x﹣1)(x+3)=a(x2+2x﹣3),
即:﹣3a=3,解得:a=﹣1,
故拋物線的表達(dá)式為:y=﹣x2﹣2x+3…①,
頂點(diǎn)坐標(biāo)為(﹣1,4);
(2)∵OB=OC,
∴∠CBO=45°,
∵S△CPD:S△BPD=1:2,
∴BD=BC=×3=2,
yD=BDsin∠CBO=2,
則點(diǎn)D(﹣1,2);
(3)如圖2,設(shè)直線PE交x軸于點(diǎn)H,
17、
∵∠OGE=15°,∠PEG=2∠OGE=30°,
∴∠OHE=45°,
∴OH=OE=1,
則直線HE的表達(dá)式為:y=﹣x﹣1…②,
聯(lián)立①②并解得:x=(舍去正值),
故點(diǎn)P(,);
(4)不存在,理由:
連接BC,過(guò)點(diǎn)P作y軸的平行線交BC于點(diǎn)H,
直線BC的表達(dá)式為:y=x+3,
設(shè)點(diǎn)P(x,﹣x2﹣2x+3),點(diǎn)H(x,x+3),
則S四邊形BOCP=S△OBC+S△PBC=×3×3+(﹣x2﹣2x+3﹣x﹣3)×3=8,
整理得:3x2+9x+7=0,
解得:△<0,故方程無(wú)解,
則不存在滿足條件的點(diǎn)P.
8.(2019貴州黔西南州)已知拋物線y= 18、ax2+bx+3經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(1,0)和點(diǎn)B(﹣3,0),與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)P為第二象限內(nèi)拋物線上的動(dòng)點(diǎn).
(1)拋物線的解析式為 ,拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)為 ??;
(2)如圖1,連接OP交BC于點(diǎn)D,當(dāng)S△CPD:S△BPD=1:2時(shí),請(qǐng)求出點(diǎn)D的坐標(biāo);
(3)如圖2,點(diǎn)E的坐標(biāo)為(0,﹣1),點(diǎn)G為x軸負(fù)半軸上的一點(diǎn),∠OGE=15°,連接PE,若∠PEG=2∠OGE,請(qǐng)求出點(diǎn)P的坐標(biāo);
(4)如圖3,是否存在點(diǎn)P,使四邊形BOCP的面積為8?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】見解析。
【解析】函數(shù)的表達(dá)式為:y=a(x﹣1)(x+3)=a(x2 19、+2x﹣3),即可求解;
S△CPD:S△BPD=1:2,則BD=23BC=23×32=22,即可求解;
∠OGE=15°,∠PEG=2∠OGE=30°,則∠OHE=45°,故OH=OE=1,即可求解;
利用S四邊形BOCP=S△OBC+S△PBC=8,即可求解.
(1)函數(shù)的表達(dá)式為:y=a(x﹣1)(x+3)=a(x2+2x﹣3),
即:﹣3a=3,解得:a=﹣1,
故拋物線的表達(dá)式為:y=﹣x2﹣2x+3…①,
頂點(diǎn)坐標(biāo)為(﹣1,4);
(2)∵OB=OC,
∴∠CBO=45°,
∵S△CPD:S△BPD=1:2,
∴BD=23BC=23×32=22,
yD=BD 20、sin∠CBO=2,
則點(diǎn)D(﹣1,2);
(3)如圖2,設(shè)直線PE交x軸于點(diǎn)H,
∵∠OGE=15°,∠PEG=2∠OGE=30°,
∴∠OHE=45°,
∴OH=OE=1,
則直線HE的表達(dá)式為:y=﹣x﹣1…②,
聯(lián)立①②并解得:x=-1±172(舍去正值),
故點(diǎn)P(-1-172,17-12);
(4)不存在,理由:
連接BC,過(guò)點(diǎn)P作y軸的平行線交BC于點(diǎn)H,
直線BC的表達(dá)式為:y=x+3,
設(shè)點(diǎn)P(x,﹣x2﹣2x+3),點(diǎn)H(x,x+3),
則S四邊形BOCP=S△OBC+S△PBC=12×3×3+12(﹣x2﹣2x+3﹣x﹣3)×3=8,
21、整理得:3x2+9x+7=0,
解得:△<0,故方程無(wú)解,
則不存在滿足條件的點(diǎn)P.
9.(2019湖北十堰)已知拋物線y=a(x﹣2)2+c經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(2,0)和C(0,94),與x軸交于另一點(diǎn)B,頂點(diǎn)為D.
(1)求拋物線的解析式,并寫出D點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)如圖,點(diǎn)E,F(xiàn)分別在線段AB,BD上(E點(diǎn)不與A,B重合),且∠DEF=∠A,則△DEF能否為等腰三角形?若能,求出BE的長(zhǎng);若不能,請(qǐng)說(shuō)明理由;
(3)若點(diǎn)P在拋物線上,且S△PBDS△CBD=m,試確定滿足條件的點(diǎn)P的個(gè)數(shù).
【答案】見解析。
【解析】利用待定系數(shù)法,轉(zhuǎn)化為解方程組即可解決問題.
可能.分三種情形 22、①當(dāng)DE=DF時(shí),②當(dāng)DE=EF時(shí),③當(dāng)DF=EF時(shí),分別求解即可.
如圖2中,連接BD,當(dāng)點(diǎn)P在線段BD的右側(cè)時(shí),作DH⊥AB于H,連接PD,PH,PB.設(shè)P[n,-316(n﹣2)2+3],構(gòu)建二次函數(shù)求出△PBD的面積的最大值,再根據(jù)對(duì)稱性即可解決問題.
(1)由題意:16a+c=04a+c=94,
解得a=-316c=3,
∴拋物線的解析式為y=-316(x﹣2)2+3,
∴頂點(diǎn)D坐標(biāo)(2,3).
(2)可能.如圖1,
∵A(﹣2,0),D(2,3),B(6,0),
∴AB=8,AD=BD=5,
①當(dāng)DE=DF時(shí),∠DFE=∠DEF=∠ABD,
∴EF∥AB,此 23、時(shí)E與B重合,與條件矛盾,不成立.
②當(dāng)DE=EF時(shí),
又∵△BEF∽△AED,
∴△BEF≌△AED,
∴BE=AD=5
③當(dāng)DF=EF時(shí),∠EDF=∠DEF=∠DAB=∠DBA,
△FDE∽△DAB,
∴EFBD=DEAB,
∴EFDE=BDAB=58,
∵△AEF∽△BCE
∴EBAD=EFDE=58,
∴EB=58AD=258,
答:當(dāng)BE的長(zhǎng)為5或258時(shí),△CFE為等腰三角形.
(3)如圖2中,連接BD,當(dāng)點(diǎn)P在線段BD的右側(cè)時(shí),作DH⊥AB于H,連接PD,PH,PB.設(shè)P[n,-316(n﹣2)2+3],
則S△PBD=S△PBH+S△PDH﹣S△ 24、BDH=12×4×[-316(n﹣2)2+3]+12×3×(n﹣2)-12×4×3=-38(n﹣4)2+32,
∵-38<0,
∴n=4時(shí),△PBD的面積的最大值為32,
∵S△PBDS△CBD=m,
∴當(dāng)點(diǎn)P在BD的右側(cè)時(shí),m的最大值=325=310,
觀察圖象可知:當(dāng)0<m<310時(shí),滿足條件的點(diǎn)P的個(gè)數(shù)有4個(gè),
當(dāng)m=310時(shí),滿足條件的點(diǎn)P的個(gè)數(shù)有3個(gè),
當(dāng)m>310時(shí),滿足條件的點(diǎn)P的個(gè)數(shù)有2個(gè)(此時(shí)點(diǎn)P在BD的左側(cè)).
10.(2019湖北咸寧)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,直線y=-12x+2與x軸交于點(diǎn)A,與y軸交于點(diǎn)B,拋物線y=-12x2+bx+c經(jīng)過(guò)A,B兩點(diǎn) 25、且與x軸的負(fù)半軸交于點(diǎn)C.
(1)求該拋物線的解析式;
(2)若點(diǎn)D為直線AB上方拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),當(dāng)∠ABD=2∠BAC時(shí),求點(diǎn)D的坐標(biāo);
(3)已知E,F(xiàn)分別是直線AB和拋物線上的動(dòng)點(diǎn),當(dāng)B,O,E,F(xiàn)為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形時(shí),直接寫出所有符合條件的E點(diǎn)的坐標(biāo).
【答案】見解析。
【解析】求得A、B兩點(diǎn)坐標(biāo),代入拋物線解析式,獲得b、c的值,獲得拋物線的解析式.
通過(guò)平行線分割2倍角條件,得到相等的角關(guān)系,利用等角的三角函數(shù)值相等,得到點(diǎn)坐標(biāo).
B、O、E、F四點(diǎn)作平行四邊形,以已知線段OB為邊和對(duì)角線分類討論,當(dāng)OB為邊時(shí),以EF=OB的關(guān)系建立方程求解,當(dāng)OB為 26、對(duì)角線時(shí),OB與EF互相平分,利用直線相交獲得點(diǎn)E坐標(biāo).
(1)在y=-12x+2中,令y=0,得x=4,令x=0,得y=2
∴A(4,0),B(0,2)
把A(4,0),B(0,2),代入y=-12x2+bx+c,得
c=2-12×16+4b+c=0,解得b=32c=2
∴拋物線得解析式為y=-12x2+32x+2
(2)如圖,過(guò)點(diǎn)B作x軸得平行線交拋物線于點(diǎn)E,過(guò)點(diǎn)D作BE得垂線,垂足為F
∵BE∥x軸,∴∠BAC=∠ABE
∵∠ABD=2∠BAC,∴∠ABD=2∠ABE
即∠DBE+∠ABE=2∠ABE
∴∠DBE=∠ABE
∴∠DBE=∠BAC
設(shè)D點(diǎn)的坐 27、標(biāo)為(x,-12x2+32x+2),則BF=x,DF=-12x2+32x
∵tan∠DBE=DFBF,tan∠BAC=BOAO
∴DFBF=BOAO,即-12x2+32xx=24
解得x1=0(舍去),x2=2
當(dāng)x=2時(shí),-12x2+32x+2=3
∴點(diǎn)D的坐標(biāo)為(2,3)
(3)
當(dāng)BO為邊時(shí),OB∥EF,OB=EF
設(shè)E(m,-12m+2),F(xiàn)(m,-12m2+32m+2)
EF=|(-12m+2)﹣(-12m2+32m+2)|=2
解得m1=2,m2=2-22,m3=2+22
當(dāng)BO為對(duì)角線時(shí),OB與EF互相平分
過(guò)點(diǎn)O作OF∥AB,直線OFy=-12x 28、交拋物線于點(diǎn)F(2+22,-1-2)和(2-22,-1+2)
求得直線EF解析式為y=-22x+1或y=22x+1
直線EF與AB的交點(diǎn)為E,點(diǎn)E的橫坐標(biāo)為-22-2或22-2
∴E點(diǎn)的坐標(biāo)為(2,1)或(2-22,1+2)或(2+22,1-2)或(-2-22,3+2)或(-2+22,3-2)
11.(2019湖南湘西)如圖,拋物線y=ax2+bx(a>0)過(guò)點(diǎn)E(8,0),矩形ABCD的邊AB在線段OE上(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),點(diǎn)C、D在拋物線上,∠BAD的平分線AM交BC于點(diǎn)M,點(diǎn)N是CD的中點(diǎn),已知OA=2,且OA:AD=1:3.
(1)求拋物線的解析式;
(2)F、G分別為x 29、軸,y軸上的動(dòng)點(diǎn),順次連接M、N、G、F構(gòu)成四邊形MNGF,求四邊形MNGF周長(zhǎng)的最小值;
(3)在x軸下方且在拋物線上是否存在點(diǎn)P,使△ODP中OD邊上的高為6105?若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由;
(4)矩形ABCD不動(dòng),將拋物線向右平移,當(dāng)平移后的拋物線與矩形的邊有兩個(gè)交點(diǎn)K、L,且直線KL平分矩形的面積時(shí),求拋物線平移的距離.
【答案】見解析。
【解析】由點(diǎn)E在x軸正半軸且點(diǎn)A在線段OE上得到點(diǎn)A在x軸正半軸上,所以A(2,0);由OA=2,且OA:AD=1:3得AD=6.由于四邊形ABCD為矩形,故有AD⊥AB,所以點(diǎn)D在第四象限,橫坐標(biāo)與A的橫坐標(biāo)相同, 30、進(jìn)而得到點(diǎn)D坐標(biāo).由拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn)D、E,用待定系數(shù)法即求出其解析式.畫出四邊形MNGF,由于點(diǎn)F、G分別在x軸、y軸上運(yùn)動(dòng),故可作點(diǎn)M關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)點(diǎn)M',作點(diǎn)N關(guān)于y軸的對(duì)稱點(diǎn)點(diǎn)N',得FM=FM'、GN=GN'.易得當(dāng)M'、F、G、N'在同一直線上時(shí)N'G+GF+FM'=M'N'最小,故四邊形MNGF周長(zhǎng)最小值等于MN+M'N'.根據(jù)矩形性質(zhì)、拋物線線性質(zhì)等條件求出點(diǎn)M、M'、N、N'坐標(biāo),即求得答案.
因?yàn)镺D可求,且已知△ODP中OD邊上的高,故可求△ODP的面積.又因?yàn)椤鱋DP的面積常規(guī)求法是過(guò)點(diǎn)P作PE平行y軸交直線OD于點(diǎn)E,把△ODP拆分為△OPE與△DPE的和或差來(lái)計(jì)算, 31、故存在等量關(guān)系.設(shè)點(diǎn)P坐標(biāo)為t,用t表示PE的長(zhǎng)即列得方程.求得t的值要討論是否滿足點(diǎn)P在x軸下方的條件.
由KL平分矩形ABCD的面積可得K在線段AB上、L在線段CD上,畫出平移后的拋物線可知,點(diǎn)K由點(diǎn)O平移得到,點(diǎn)L由點(diǎn)D平移得到,故有K(m,0),L(2+m,0).易證KL平分矩形面積時(shí),KL一定經(jīng)過(guò)矩形的中心H且被H平分,求出H坐標(biāo)為(4,﹣3),由中點(diǎn)坐標(biāo)公式即求得m的值.
(1)∵點(diǎn)A在線段OE上,E(8,0),OA=2
∴A(2,0)
∵OA:AD=1:3
∴AD=3OA=6
∵四邊形ABCD是矩形
∴AD⊥AB
∴D(2,﹣6)
∵拋物線y=ax2+bx經(jīng)過(guò)點(diǎn) 32、D、E
∴4a+2b=-664a+8b=0 解得:a=12b=-4
∴拋物線的解析式為y=12x2﹣4x
(2)如圖1,作點(diǎn)M關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)點(diǎn)M',作點(diǎn)N關(guān)于y軸的對(duì)稱點(diǎn)點(diǎn)N',連接FM'、GN'、M'N'
∵y=12x2﹣4x=12(x﹣4)2﹣8
∴拋物線對(duì)稱軸為直線x=4
∵點(diǎn)C、D在拋物線上,且CD∥x軸,D(2,﹣6)
∴yC=y(tǒng)D=﹣6,即點(diǎn)C、D關(guān)于直線x=4對(duì)稱
∴xC=4+(4﹣xD)=4+4﹣2=6,即C(6,﹣6)
∴AB=CD=4,B(6,0)
∵AM平分∠BAD,∠BAD=∠ABM=90°
∴∠BAM=45°
∴BM=AB=4
∴M 33、(6,﹣4)
∵點(diǎn)M、M'關(guān)于x軸對(duì)稱,點(diǎn)F在x軸上
∴M'(6,4),F(xiàn)M=FM'
∵N為CD中點(diǎn)
∴N(4,﹣6)
∵點(diǎn)N、N'關(guān)于y軸對(duì)稱,點(diǎn)G在y軸上
∴N'(﹣4,﹣6),GN=GN'
∴C四邊形MNGF=MN+NG+GF+FM=MN+N'G+GF+FM'
∵當(dāng)M'、F、G、N'在同一直線上時(shí),N'G+GF+FM'=M'N'最小
∴C四邊形MNGF=MN+M'N'=(6-4)2+(-4+6)2+(6+4)2+(4+6)2=22+102=122
∴四邊形MNGF周長(zhǎng)最小值為122.
(3)存在點(diǎn)P,使△ODP中OD邊上的高為6105.
過(guò)點(diǎn)P作PE∥y軸交直線O 34、D于點(diǎn)E
∵D(2,﹣6)
∴OD=22+62=210,直線OD解析式為y=﹣3x
設(shè)點(diǎn)P坐標(biāo)為(t,12t2﹣4t)(0<t<8),則點(diǎn)E(t,﹣3t)
①如圖2,當(dāng)0<t<2時(shí),點(diǎn)P在點(diǎn)D左側(cè)
∴PE=y(tǒng)E﹣yP=﹣3t﹣(12t2﹣4t)=-12t2+t
∴S△ODP=S△OPE+S△DPE=12PE?xP+12PE?(xD﹣xP)=12PE(xP+xD﹣xP)=12PE?xD=PE=-12t2+t
∵△ODP中OD邊上的高h(yuǎn)=6105,
∴S△ODP=12OD?h
∴-12t2+t=12×210×6105
方程無(wú)解
②如圖3,當(dāng)2<t<8時(shí),點(diǎn)P在點(diǎn)D右側(cè)
35、
∴PE=y(tǒng)P﹣yE=12t2﹣4t﹣(﹣3t)=12t2﹣t
∴S△ODP=S△OPE﹣S△DPE=12PE?xP-12PE?(xP﹣xD)=12PE(xP﹣xP+xD)=12PE?xD=PE=12t2﹣t
∴12t2﹣t=12×210×6105
解得:t1=﹣4(舍去),t2=6
∴P(6,﹣6)
綜上所述,點(diǎn)P坐標(biāo)為(6,﹣6)滿足使△ODP中OD邊上的高為6105.
(4)設(shè)拋物線向右平移m個(gè)單位長(zhǎng)度后與矩形ABCD有交點(diǎn)K、L
∵KL平分矩形ABCD的面積
∴K在線段AB上,L在線段CD上,如圖4
∴K(m,0),L(2+m,0)
連接AC,交KL于點(diǎn)H
∵S△ACD=S四邊形ADLK=12S矩形ABCD
∴S△AHK=S△CHL
∵AK∥LC
∴△AHK∽△CHL
∴S△AHKS△CHL=(AHCH)2=1
∴AH=CH,即點(diǎn)H為AC中點(diǎn)
∴H(4,﹣3)也是KL中點(diǎn)
∴m+2+m2=4
∴m=3
∴拋物線平移的距離為3個(gè)單位長(zhǎng)度.
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