中考数学二轮压轴培优专题17二次函数与公共点及交点综合问题教师版.doc
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1、 专题17二次函数与公共点及交点综合【例1】(2022大庆)已知二次函数yx2+bx+m图象的对称轴为直线x2,将二次函数yx2+bx+m图象中y轴左侧部分沿x轴翻折,保留其他部分得到新的图象C(1)求b的值;(2)当m0时,图C与x轴交于点M,N(M在N的左侧),与y轴交于点P当MNP为直角三角形时,求m的值;在的条件下,当图象C中4y0时,结合图象求x的取值范围;(3)已知两点A(1,1),B(5,1),当线段AB与图象C恰有两个公共点时,直接写出m的取值范围【分析】(1)由二次函数的对称轴直接可求b的值;(2)求出M(2,0),N(2+,0),再求出MN2,MN的中点坐标为(2,0),利
2、用直角三角形斜边的中线等于斜边的一半,列出方程即可求解;求出抛物线yx24x1(x0)与直线y4的交点为(1,4),(3,4),再求出yx24x1关于x轴对称的抛物线解析式为yx2+4x+1(x0)当x2+4x+14时,解得x5(舍)或x1,抛物线yx2+4x+1(x0)与直线y4的交点为(1,4),结合图像可得1x2或0x1或3x2+时,4y0;(3)通过画函数的图象,分类讨论求解即可【解析】(1)已知二次函数yx2+bx+m图象的对称轴为直线x2,b4;(2)如图1:令x2+bx+m0,解得x2或x2+,M在N的左侧,M(2,0),N(2+,0),MN2,MN的中点坐标为(2,0),MNP
3、为直角三角形,解得m0(舍)或m1;m1,yx24x1(x0),令x24x14,解得x1或x3,抛物线yx24x1(x0)与直线y4的交点为(1,4),(3,4),yx24x1关于x轴对称的抛物线解析式为yx2+4x+1(x0),当x2+4x+14时,解得x5(舍)或x1,抛物线yx2+4x+1(x0)与直线y4的交点为(1,4),1x2或0x1或3x2+时,4y0;(3)yx24x+m关于x轴对称的抛物线解析式为yx2+4xm(x0),如图2,当yx2+4xm(x0)经过点A时,14m1,解得m4,yx24x4(x0),当x5时,y1,yx24x4(x0)与线段AB有一个交点,m4时,当线段
4、AB与图象C恰有两个公共点;如图3,当yx24x+m(x0)经过点(0,1)时,m1,此时图象C与线段AB有三个公共点,4m1时,线段AB与图象C恰有两个公共点; 如图4,当yx2+4xm(x0)经过点(0,1)时,m1,此时图象C与线段AB有两个公共点,当yx24x+m(x0)的顶点在线段AB上时,m41,解得m3,此时图象C与线段AB有一个公共点,1m3时,线段AB与图象C恰有两个公共点;综上所述:4m1或1m3时,线段AB与图象C恰有两个公共点【例2】(2022湖北)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线yx22x3的顶点为A,与y轴交于点C,线段CBx轴,交该抛物线于另一点B(1)求点B
5、的坐标及直线AC的解析式;(2)当二次函数yx22x3的自变量x满足mxm+2时,此函数的最大值为p,最小值为q,且pq2,求m的值;(3)平移抛物线yx22x3,使其顶点始终在直线AC上移动,当平移后的抛物线与射线BA只有一个公共点时,设此时抛物线的顶点的横坐标为n,请直接写出n的取值范围【分析】(1)求出A、B、C三点坐标,再用待定系数法求直线AC的解析式即可;(2)分四种情况讨论:当m1时,pq(m+2)22(m+2)3m2+2m+32,解得m(舍);当m+21,即m1,pqm22m3(m+2)2+2(m+2)+32,解得m(舍);当m1m+1,即0m1,pq(m+2)22(m+2)3+
6、42,解得m1或m1(舍);当m+11m+2,即1m0,pqm22m3+42,解得m+1(舍)或m+1;(3)分两种情况讨论:当抛物线向左平移h个单位,则向上平移h个单位,平移后的抛物线解析式为y(x1+h)24+h,求出直线BA的解析式为yx5,联立方程组,由0时,解得h,此时抛物线的顶点为(,),此时平移后的抛物线与射线BA只有一个公共点;当抛物线向右平移k个单位,则向下平移k个单位,平移后的抛物线解析式为y(x1k)24k,当抛物线经过点B时,此时抛物线的顶点坐标为(4,7),此时平移后的抛物线与射线BA只有一个公共点;当抛物线的顶点为(1,4)时,平移后的抛物线与射线BA有两个公共点,
7、由此可求解【解析】(1)yx22x3(x1)24,顶点A(1,4),令x0,则y3,C(0,3),CBx轴,B(2,3),设直线AC解析式为ykx+b,解得,yx3;(2)抛物线yx22x3的对称轴为直线x1,当m1时,xm时,qm22m3,xm+2时,p(m+2)22(m+2)3,pq(m+2)22(m+2)3m2+2m+32,解得m(舍);当m+21,即m1,xm时,pm22m3,xm+2时,q(m+2)22(m+2)3,pqm22m3(m+2)2+2(m+2)+32,解得m(舍);当m1m+1,即0m1,x1时,q4,xm+2时,p(m+2)22(m+2)3,pq(m+2)22(m+2)
8、3+42,解得m1或m1(舍);当m+11m+2,即1m0,x1时,q4,xm时,pm22m3,pqm22m3+42,解得m1+(舍)或m1,综上所述:m的值1或1;(3)设直线AC的解析式为ykx+b,解得,yx3,如图1,当抛物线向左平移h个单位,则向上平移h个单位,平移后的抛物线解析式为y(x1+h)24+h,设直线BA的解析式为ykx+b,解得,yx5,联立方程组,整理得x2(32h)x+h2h+20,当0时,(32h)24(h2h+2)0,解得h,此时抛物线的顶点为(,),此时平移后的抛物线与射线BA只有一个公共点;如图2,当抛物线向右平移k个单位,则向下平移k个单位,平移后的抛物线
9、解析式为y(x1k)24k,当抛物线经过点B时,(21k)24k3,解得k0(舍)或k3,此时抛物线的顶点坐标为(4,7),此时平移后的抛物线与射线BA只有一个公共点,当抛物线的顶点为(1,4)时,平移后的抛物线与射线BA有两个公共点,综上所述:1n4或n【例3】(2022张家界)如图,已知抛物线yax2+bx+3(a0)与x轴交于A(1,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C,点D为抛物线的顶点(1)求抛物线的函数表达式及点D的坐标;(2)若四边形BCEF为矩形,CE3点M以每秒1个单位的速度从点C沿CE向点E运动,同时点N以每秒2个单位的速度从点E沿EF向点F运动,一点到达终点,另一点随之
10、停止当以M、E、N为顶点的三角形与BOC相似时,求运动时间t的值;(3)抛物线的对称轴与x轴交于点P,点G是点P关于点D的对称点,点Q是x轴下方抛物线上的动点若过点Q的直线l:ykx+m(|k|)与抛物线只有一个公共点,且分别与线段GA、GB相交于点H、K,求证:GH+GK为定值【分析】(1)二次函数表达式可设为:yax2+bx+3,将A(1,0)、B(4,0)代入yax2+bx+3,解方程可得a和b的值,再利用顶点坐标公式可得点D的坐标;(2)根据t秒后点M的运动距离为CMt,则ME3t,点N的运动距离为EN2t分两种情形,当EMNOBC时,得,解得t;当EMNOCB时,得,解得t;(3)首
11、先利用中点坐标公式可得点G的坐标,利用待定系数法求出直线AG和BG的解析式,再根据直线l:ykx+m与抛物线只有一个公共点,联立两函数解析式,可得0,再求出点H和k的横坐标,从而解决问题【解析】(1)设二次函数表达式为:yax2+bx+3,将A(1,0)、B(4,0)代入yax2+bx+3得:,解得,抛物线的函数表达式为:,又,顶点为D;(2)依题意,t秒后点M的运动距离为CMt,则ME3t,点N的运动距离为EN2t当EMNOBC时,解得t;当EMNOCB时,解得t;综上所述,当或时,以M、E、N为顶点的三角形与BOC相似;(3)点关于点D的对称点为点G,直线l:ykx+m与抛物线只有一个公共
12、点,只有一个实数解,0,即:,解得:,利用待定系数法可得直线GA的解析式为:,直线GB的解析式为:,联立,结合已知,解得:xH,同理可得:xK,则:GH,GK,GH+GK+,GH+GK的值为【例4】(2022沈阳)如图,在平面直角坐标系中,抛物线yax2+bx3经过点B(6,0)和点D(4,3),与x轴的另一个交点为A,与y轴交于点C,作直线AD(1)求抛物线的函数表达式;直接写出直线AD的函数表达式;(2)点E是直线AD下方的抛物线上一点,连接BE交AD于点F,连接BD,DE,BDF的面积记为S1,DEF的面积记为S2,当S12S2时,求点E的坐标;(3)点G为抛物线的顶点,将抛物线图象中x
13、轴下方的部分沿x轴向上翻折,与抛物线剩下的部分组成新的曲线记为C1,点C的对应点为C,点G的对应点为G,将曲线C1沿y轴向下平移n个单位长度(0n6)曲线C1与直线BC的公共点中,选两个公共点记作点P和点Q,若四边形CGQP是平行四边形,直接写出点P的坐标【分析】(1)运用待定系数法即可求得抛物线解析式和直线AD的解析式;(2)设点E(t,t2t3),F(x,y),过点E作EMx轴于点M,过点F作FNx轴于点N,如图1,根据三角形面积关系可得,由EMFN,可得BFNBEM,得出,可求得F(2+t,t2t2),代入直线AD的解析式即可求得点E的坐标;(3)根据题意可得:点C(0,3),G(2,4
14、),向上翻折部分的图象解析式为y(x2)2+4,向上翻折部分平移后的函数解析式为y(x2)2+4n,平移后抛物线剩下部分的解析式为y(x2)24n,利用待定系数法可得:直线BC的解析式为yx3,直线CG的解析式为yx+3,由四边形CGQP是平行四边形,分类讨论即可【解析】(1)抛物线yax2+bx3经过点B(6,0)和点D(4,3),解得:,抛物线的函数表达式为yx2x3;由得yx2x3,当y0时,x2x30,解得:x16,x22,A(2,0),设直线AD的函数表达式为ykx+d,则,解得:,直线AD的函数表达式为yx1;(2)设点E(t,t2t3),F(x,y),过点E作EMx轴于点M,过点
15、F作FNx轴于点N,如图1,S12S2,即2,2,EMx轴,FNx轴,EMFN,BFNBEM,BM6t,EM(t2t3)t2+t+3,BN(6t),FN(t2+t+3),xOBBN6(6t)2+t,y(t2+t+3)t2t2,F(2+t,t2t2),点F在直线AD上,t2t2(2+t)1,解得:t10,t22,E(0,3)或(2,4);(3)yx2x3(x2)24,顶点坐标为G(2,4),当x0时,y3,即点C (0,3),点C(0,3),G(2,4),向上翻折部分的图象解析式为y(x2)2+4,向上翻折部分平移后的函数解析式为y(x2)2+4n,平移后抛物线剩下部分的解析式为y(x2)24n
16、,设直线BC的解析式为ykx+d(k0),把点B(6,0),C(0,3)代入得:,解得:,直线BC的解析式为yx3,同理直线CG的解析式为yx+3,BCCG,设点P的坐标为(s,s3),点C(0,3),G(2,4),点C向右平移2个单位,再向上平移1个单位得到点G,四边形CGQP是平行四边形,点Q(s+2,s2),当点P,Q均在向上翻折部分平移后的图象上时,则,解得:(不符合题意,舍去),当点P在向上翻折部分平移后的图象上,点Q在平移后抛物线剩下部分的图象上时,则,解得:或(不合题意,舍去),当点P在平移后抛物线剩下部分的图象上,点Q在向上翻折部分平移后的图象上时,则,解得:或(不合题意,舍去
17、),综上所述,点P的坐标为(1+,)或(1,)一解答题(共20小题)1(2022钟楼区校级模拟)如图,已知二次函数yx2+mx+m+的图象与x轴交于点A、B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C(0,),P是抛物线在直线AC上方图象上一动点(1)求二次函数的表达式;(2)求PAC面积的最大值,并求此时点P的坐标;(3)在(2)的条件下,抛物线在点A、B之间的部分(含点A、B)沿x轴向下翻折,得到图象G现将图象G沿直线AC平移,得到新的图象M与线段PC只有一个公共点,请直接写出图象M的顶点横坐标n的取值范围【分析】(1)利用待定系数法即可求得答案;(2)令y0,可求得:A(5,0),B(1,0),
18、再运用待定系数法求得直线AC的解析式为yx,如图1,设P(t,t23t),过点P作PHy轴交直线AC于点H,则PHt2t,利用SPACSPAH+SPCH(t+)2+,即可运用二次函数求最值的方法求得答案;(3)运用翻折变换的性质可得图象G的函数解析式为:y(x+3)22,顶点坐标为(3,2),进而根据平移规律可得:图象M的函数解析式为:y(xn)2n,顶点坐标为(n,n),当图象M经过点C(0,)时,可求得:n1或n2,当图象M的端点B在PC上时,可求得:n或n(舍去),就看得出:图象M的顶点横坐标n的取值范围为:n1或n2【解析】(1)抛物线yx2+mx+m+与y轴交于点C(0,),m+,解
19、得:m3,该抛物线的解析式为:yx23x;(2)在yx23x中,令y0,得:x23x0,解得:x15,x21,A(5,0),B(1,0),设直线AC的解析式为ykx+b,A(5,0),C(0,),解得:,直线AC的解析式为yx,如图1,设P(t,t23t),过点P作PHy轴交直线AC于点H,则H(t,t),PHt23t(t)t2t,SPACSPAH+SPCHPH(xPxA)+PH(xCxP)PH(xCxA)(t2t)0(5)t2t(t+)2+,当t时,SPAC取得最大值,此时,点P的坐标为(,);(3)如图2,抛物线yx23x在点A、B之间的部分(含点A、B)沿x轴向下翻折,得到图象G,yx2
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