2020-2021中考数学—二次函数的综合压轴题专题复习附详细答案.pdf
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1、2020-2021中考数学二次函数的综合压轴题专题复习附详细答案 一、二次函数 1如图 1,抛物线 y=ax2+bx+c(a0)与 x 轴交于点 A(1,0)、B(4,0)两点,与 y轴交于点 C,且 OC=3OA点 P 是抛物线上的一个动点,过点 P 作 PEx 轴于点 E,交直线BC 于点 D,连接 PC(1)求抛物线的解析式;(2)如图 2,当动点 P 只在第一象限的抛物线上运动时,求过点 P 作 PFBC 于点 F,试问 PDF 的周长是否有最大值?如果有,请求出其最大值,如果没有,请说明理由 (3)当点 P 在抛物线上运动时,将 CPD 沿直线 CP 翻折,点 D 的对应点为点 Q,
2、试问,四边形 CDPQ 是否成为菱形?如果能,请求出此时点 P 的坐标,如果不能,请说明理由 【答案】(1)y=234x+94x+3;(2)有最大值,365;(3)存在这样的 Q 点,使得四边形 CDPQ 是菱形,此时点 P 的坐标为(73,256)或(173,253)【解析】试题分析:(1)利用待定系数法求二次函数的解析式;(2)设 P(m,34m2+94m+3),PFD 的周长为 L,再利用待定系数法求直线 BC 的解析式为:y=34x+3,表示 PD=2334mm,证明 PFD BOC,根据周长比等于对应边的比得:=PEDPDBOCBC的周长的周长,代入得:L=95(m2)2+365,求
3、 L 的最大值即可;(3)如图 3,当点 Q 落在 y 轴上时,四边形 CDPQ 是菱形,根据翻折的性质知:CD=CQ,PQ=PD,PCQ=PCD,又知 Q 落在 y 轴上时,则 CQ PD,由四边相等:CD=DP=PQ=QC,得四边形 CDPQ 是菱形,表示 P(n,23n4+94n+3),则 D(n,34n+3),G(0,34n+3),利用勾股定理表示 PD 和 CD 的长并列式可得结论 试题解析:(1)由 OC=3OA,有 C(0,3),将 A(1,0),B(4,0),C(0,3)代入 y=ax2+bx+c 中,得:016403abcabcc,解得:34943abc,故抛物线的解析式为:
4、y=234x+94x+3;(2)如图 2,设 P(m,34m2+94m+3),PFD 的周长为 L,直线 BC 经过 B(4,0),C(0,3),设直线 BC 的解析式为:y=kx+b,则403kbb 解得:343kb 直线 BC 的解析式为:y=34x+3,则 D(m,334m),PD=2334mm,PEx 轴,PE OC,BDE=BCO,BDE=PDF,PDF=BCO,PFD=BOC=90,PFD BOC,=PEDPDBOCBC的周长的周长,由(1)得:OC=3,OB=4,BC=5,故 BOC 的周长=12,2334125mmL,即 L=95(m2)2+365,当 m=2 时,L最大=36
5、5;(3)存在这样的 Q 点,使得四边形 CDPQ 是菱形,如图 3,当点 Q 落在 y 轴上时,四边形 CDPQ 是菱形,理由是:由轴对称的性质知:CD=CQ,PQ=PD,PCQ=PCD,当点 Q 落在 y 轴上时,CQ PD,PCQ=CPD,PCD=CPD,CD=PD,CD=DP=PQ=QC,四边形 CDPQ 是菱形,过 D 作 DGy 轴于点 G,设 P(n,234n+94n+3),则 D(n,34n+3),G(0,334n),在 Rt CGD 中,CD2=CG2+GD2=(34n+3)32+n2=22516n,而|PD|=|(239344nn 3n)(34n+3)|=|234n+3n|
6、,PD=CD,235344nnn,235344nnn,解方程得:n=73或 0(不符合条件,舍去),解方程得:n=173或 0(不符合条件,舍去),当 n=73时,P(73,256),如图 3,当 n=173时,P(173,253),如图 4,综上所述,存在这样的 Q 点,使得四边形 CDPQ 是菱形,此时点 P 的坐标为(73,256)或(173,253)点睛:本题是二次函数的综合题,考查了利用待定系数法求函数的解析式、菱形的性质和判定、三角形相似的性质和判定,将周长的最值问题转化为二次函数的最值问题,此类问题要熟练掌握利用解析式表示线段的长,并利用相似比或勾股定理列方程解决问题 2如图,在
7、平面直角坐标系中,ACB=90,OC=2OB,tan ABC=2,点 B 的坐标为(1,0)抛物线 y=x2+bx+c 经过 A、B 两点(1)求抛物线的解析式;(2)点 P 是直线 AB 上方抛物线上的一点,过点 P 作 PD 垂直 x 轴于点 D,交线段 AB 于点E,使 PE=12DE 求点 P 的坐标;在直线 PD 上是否存在点 M,使 ABM 为直角三角形?若存在,求出符合条件的所有点M 的坐标;若不存在,请说明理由 【答案】(1)y=x23x+4;(2)P(1,6),存在,M(1,3+11)或(1,311)或(1,1)或(1,132)【解析】【分析】(1)先根据已知求点 A 的坐标
8、,利用待定系数法求二次函数的解析式;(2)先得 AB 的解析式为:y=-2x+2,根据 PDx 轴,设 P(x,-x2-3x+4),则 E(x,-2x+2),根据 PE=12DE,列方程可得 P 的坐标;先设点 M 的坐标,根据两点距离公式可得 AB,AM,BM 的长,分三种情况:ABM 为直角三角形时,分别以 A、B、M 为直角顶点时,利用勾股定理列方程可得点 M 的坐标【详解】解:(1)B(1,0),OB=1,OC=2OB=2,C(2,0),Rt ABC 中,tan ABC=2,AC2BC,AC23,AC=6,A(2,6),把 A(2,6)和 B(1,0)代入 y=x2+bx+c 得:42
9、610bcbc ,解得:34bc,抛物线的解析式为:y=x23x+4;(2)A(2,6),B(1,0),AB 的解析式为:y=2x+2,设 P(x,x23x+4),则 E(x,2x+2),PE=12DE,x23x+4(2x+2)=12(2x+2),x=-1 或 1(舍),P(1,6);M 在直线 PD 上,且 P(1,6),设 M(1,y),B(1,0),A(2,6)AM2=(1+2)2+(y6)2=1+(y6)2,BM2=(1+1)2+y2=4+y2,AB2=(1+2)2+62=45,分三种情况:i)当 AMB=90时,有 AM2+BM2=AB2,1+(y6)2+4+y2=45,解得:y=3
10、11,M(1,3+11)或(1,311);ii)当 ABM=90时,有 AB2+BM2=AM2,45+4+y2=1+(y6)2,y=1,M(1,1),iii)当 BAM=90时,有 AM2+AB2=BM2,1+(y6)2+45=4+y2,y=132,M(1,132);综上所述,点 M 的坐标为:M(1,3+11)或(1,311)或(1,1)或(1,132)【点睛】此题是二次函数的综合题,考查了待定系数法求二次函数的解析式,铅直高度和勾股定理的运用,直角三角形的判定等知识此题难度适中,解题的关键是注意方程思想与分类讨论思想的应用 3已知,m,n 是一元二次方程 x2+4x+3=0 的两个实数根,
11、且|m|n|,抛物线 y=x2+bx+c的图象经过点 A(m,0),B(0,n),如图所示(1)求这个抛物线的解析式;(2)设(1)中的抛物线与 x 轴的另一个交点为抛物线的顶点为 D,求出点 C,D 的坐标,并判断 BCD 的形状;(3)点 P 是直线 BC 上的一个动点(点 P 不与点 B 和点 C 重合),过点 P 作 x 轴的垂线,交抛物线于点 M,点 Q 在直线 BC 上,距离点 P 为2个单位长度,设点 P 的横坐标为 t,PMQ 的面积为 S,求出 S 与 t 之间的函数关系式 【答案】(1)223yxx;(2)C(3,0),D(1,4),BCD 是直角三角形;(3)2213(0
12、3)2213(03)22tttStt tt 或 【解析】试题分析:(1)先解一元二次方程,然后用待定系数法求出抛物线解析式;(2)先解方程求出抛物线与 x 轴的交点,再判断出 BOC 和 BED 都是等腰直角三角形,从而得到结论;(3)先求出 QF=1,再分两种情况,当点 P 在点 M 上方和下方,分别计算即可 试题解析:解(1)2+430 xx,11x ,23x ,m,n 是一元二次方程2+430 xx 的两个实数根,且|m|n|,m=1,n=3,抛物线223yxx的图象经过点 A(m,0),B(0,n),103bcc,23bc ,抛物线解析式为223yxx;(2)令 y=0,则2230 x
13、x,11x ,23x,C(3,0),223yxx=2(1)4x,顶点坐标 D(1,4),过点 D 作 DEy 轴,OB=OC=3,BE=DE=1,BOC 和 BED 都是等腰直角三角形,OBC=DBE=45,CBD=90,BCD 是直角三角形;(3)如图,B(0,3),C(3,0),直线 BC 解析式为 y=x3,点 P 的横坐标为t,PMx 轴,点 M 的横坐标为 t,点 P 在直线 BC 上,点 M 在抛物线上,P(t,t3),M(t,223tt),过点 Q 作 QFPM,PQF 是等腰直角三角形,PQ=2,QF=1 当点 P 在点 M 上方时,即 0t3 时,PM=t3(223tt)=2
14、3tt,S=12PMQF=21(3)2tt=21322tt,如图 3,当点 P 在点 M 下方时,即 t0 或 t3 时,PM=223tt(t3)=23tt,S=12PMQF=12(23tt)=21322tt 综上所述,S=2213(03)2213 (03)22ttttttt或 考点:二次函数综合题;分类讨论 4如图,已知抛物线经过点 A(-1,0),B(4,0),C(0,2)三点,点 D 与点 C 关于x 轴对称,点 P 是线段 AB 上的一个动点,设点 P 的坐标为(m,0),过点 P 作 x 轴的垂线 l 交抛物线于点 Q,交直线 BD 于点 M (1)求该抛物线所表示的二次函数的表达式
15、;(2)在点 P 运动过程中,是否存在点 Q,使得 BQM 是直角三角形?若存在,求出点 Q的坐标;若不存在,请说明理由;(3)连接 AC,将 AOC 绕平面内某点 H 顺时针旋转 90,得到 A1O1C1,点 A、O、C 的对应点分别是点 A、O1、C1、若 A1O1C1的两个顶点恰好落在抛物线上,那么我们就称这样的点为“和谐点”,请直接写出“和谐点”的个数和点 A1的横坐标【答案】(1)y=-21x2+32x+2;(2)存在,Q(3,2)或 Q(-1,0);(3)两个和谐点,A1的横坐标是 1,12.【解析】【分析】(1)把点 A(1,0)、B(4,0)、C(0,3)三点的坐标代入函数解析
16、式,利用待定系数法求解;(2)分两种情况分别讨论,当 QBM=90或 MQB=90,即可求得 Q 点的坐标 (3)(3)两个和谐点;AO=1,OC=2,设 A1(x,y),则 C1(x+2,y-1),O1(x,y-1),当 A1、C1在抛物线上时,A1的横坐标是 1;当 O1、C1在抛物线上时,A1的横坐标是 2;【详解】解:(1)设抛物线解析式为 y=ax2+bx+c,将点 A(-1,0),B(4,0),C(0,2)代入解析式,0abc016a4bc2c,1a23b2,y=-21x2+32x+2;(2)点 C 与点 D 关于 x 轴对称,D(0,-2)设直线 BD 的解析式为 y=kx-2
17、将(4,0)代入得:4k-2=0,k=12 直线 BD 的解析式为 y=12x-2 当 P 点与 A 点重合时,BQM 是直角三角形,此时 Q(-1,0);当 BQBD 时,BQM 是直角三角形,则直线 BQ 的直线解析式为 y=-2x+8,-2x+8=-21x2+32x+2,可求 x=3 或 x=4(舍)x=3;Q(3,2)或 Q(-1,0);(3)两个和谐点;AO=1,OC=2,设 A1(x,y),则 C1(x+2,y-1),O1(x,y-1),当 A1、C1在抛物线上时,2213yxx22213y 1(x2)x2222 ,x1y3,A1的横坐标是 1;当 O1、C1在抛物线上时,2213
18、y 1xx22213y 1(x2)x2222 ,1x221y8,A1的横坐标是12;【点睛】本题是二次函数的综合题,考查了待定系数法求二次函数的解析式,轴对称-最短路线问题,等腰三角形的性质等;分类讨论思想的运用是本题的关键 5温州茶山杨梅名扬中国,某公司经营茶山杨梅业务,以 3 万元/吨的价格买入杨梅,包装后直接销售,包装成本为 1 万元/吨,它的平均销售价格 y(单位:万元/吨)与销售数量x(2x10,单位:吨)之间的函数关系如图所示(1)若杨梅的销售量为 6 吨时,它的平均销售价格是每吨多少万元?(2)当销售数量为多少时,该经营这批杨梅所获得的毛利润(w)最大?最大毛利润为多少万元?(毛
19、利润销售总收入进价总成本包装总费用)(3)经过市场调查发现,杨梅深加工后不包装直接销售,平均销售价格为 12 万元/吨深加工费用 y(单位:万元)与加工数量 x(单位:吨)之间的函数关系是 y12x+3(2x10)当该公司买入杨梅多少吨时,采用深加工方式与直接包装销售获得毛利润一样?该公司买入杨梅吨数在 范围时,采用深加工方式比直接包装销售获得毛利润大些?【答案】(1)杨梅的销售量为 6 吨时,它的平均销售价格是每吨 10 万元;(2)当 x8时,此时 W最大值40 万元;(3)该公司买入杨梅 3 吨;3x8【解析】【分析】(1)设其解析式为 ykx+b,由图象经过点(2,12),(8,9)两
20、点,得方程组,即可得到结论;(2)根据题意得,w(y4)x(12x+134)x12x2+9x,根据二次函数的性质即可得到结论;(3)根据题意列方程,即可得到结论;根据题意即可得到结论【详解】(1)由图象可知,y 是关于 x 的一次函数 设其解析式为 ykx+b,图象经过点(2,12),(8,9)两点,21289kbkb,解得 k12,b13,一次函数的解析式为 y12x+13,当 x6 时,y10,答:若杨梅的销售量为 6 吨时,它的平均销售价格是每吨 10 万元;(2)根据题意得,w(y4)x(12x+134)x12x2+9x,当 x2ba9 时,x9 不在取值范围内,当 x8 时,此时 W
21、最大值12x2+9x40 万元;(3)由题意得:12x2+9x9x(12x+3)解得 x2(舍去),x3,答该公司买入杨梅 3 吨;当该公司买入杨梅吨数在 3x8 范围时,采用深加工方式比直接包装销售获得毛利润大些 故答案为:3x8【点睛】本题是二次函数、一次函数的综合应用题,难度较大解题关键是理清售价、成本、利润三者之间的关系 6若三个非零实数 x,y,z 满足:只要其中一个数的倒数等于另外两个数的倒数的和,则称这三个实数 x,y,z 构成“和谐三组数”(1)实数 1,2,3 可以构成“和谐三组数”吗?请说明理由;(2)若 M(t,y1),N(t+1,y2),R(t+3,y3)三点均在函数
22、ykx(k 为常数,k0)的图象上,且这三点的纵坐标 y1,y2,y3构成“和谐三组数”,求实数 t 的值;(3)若直线 y2bx+2c(bc0)与 x 轴交于点 A(x1,0),与抛物线 yax2+3bx+3c(a0)交于 B(x2,y2),C(x3,y3)两点 求证:A,B,C 三点的横坐标 x1,x2,x3构成“和谐三组数”;若 a2b3c,x21,求点 P(ca,ba)与原点 O 的距离 OP 的取值范围【答案】(1)不能,理由见解析;(2)t 的值为4、2 或 2;(3)证明见解析;22OP102且 OP1【解析】【分析】(1)由和谐三组数的定义进行验证即可;(2)把 M、N、R 三
23、点的坐标分别代入反比例函数解析式,可用 t 和 k 分别表示出 y1、y2、y3,再由和谐三组数的定义可得到关于 t 的方程,可求得 t 的值;(3)由直线解析式可求得 x1cb,联立直线和抛物线解析式消去 y,利用一元二次方程根与系数的关系可求得 x2+x3ba,x2x3ca,再利用和谐三数组的定义证明即可;由条件可得到 a+b+c0,可得 c(a+b),由 a2b3c 可求得ba的取值范围,令 mba,利用两点间距离公式可得到 OP2关于 m 的二次函数,利用二次函数的性质可求得 OP2的取值范围,从而可求得 OP 的取值范围【详解】(1)不能,理由如下:1、2、3 的倒数分别为 1、12
24、、13,12+131,1+1213,1+1312,实数 1,2,3 不可以构成“和谐三组数”;(2)M(t,y1),N(t+1,y2),R(t+3,y3)三点均在函数kx(k 为常数,k0)的图象上,y1、y2、y3均不为 0,且 y1kt,y21kt,y33kt,11ytk,21y1tk,31y3tk,y1,y2,y3构成“和谐三组数”,有以下三种情况:当11y21y+31y时,则tk1tk+3tk,即 tt+1+t+3,解得 t4;当21y11y+31y时,则1tktk+3tk,即 t+1t+t+3,解得 t2;当31y11y+21y时,则3tktk+1tk,即 t+3t+t+1,解得 t
25、2;t 的值为4、2 或 2;(3)a、b、c 均不为 0,x1,x2,x3都不为 0,直线 y2bx+2c(bc0)与 x 轴交于点 A(x1,0),02bx1+2c,解得 x1cb,联立直线与抛物线解析式,消去 y 可得 2bx+2cax2+3bx+3c,即 ax2+bx+c0,直线与抛物线交与 B(x2,y2),C(x3,y3)两点,x2、x3是方程 ax2+bx+c0 的两根,x2+x3ba,x2x3ca,21x+31x2323xxx xbacabc11x,x1,x2,x3构成“和谐三组数”;x21,a+b+c0,cab,a2b3c,a2b3(ab),且 a0,整理可得253abba,
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