挑战2023年中考数学压轴题13 二次函数与胡不归型最值问题(含答案解析).pdf
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1、专题13二次函数与胡不归型最值问题方法揭秘.胡不归问题:古老的“胡不归”传说,说的是:从前有一个身在A地当学徒的小伙子,当他得知在家乡B地的年老父亲病危的消息后,便立即向掌柜告了假借了些钱启程赶路,由于思念心切,他挑选了全是砂砾地带的直线路径AB(如图),他认为走近路必定是最省时,因此,他放弃了沿驿道AC先走一程的想法。当他气喘吁吁地来到父亲跟前时,老人刚刚咽气,小伙子不禁失声痛哭。邻舍闻声前来全为,有人告诉小伙子,老人弥留之际还 B不断喃喃的叨念“胡不归?胡不归?”并且怜惜的问道:“你为什么不向掌柜借用 砂砾地带一下马车,沿骚道先走一程呢?”由上述古老的传说,引起人们的思索,若小伙子要提前抵
2、达家门,这是否有可能 B-C呢?若有可能,则有应该选择一条什么样 驿道的路线呢?这就是曾经风靡千年的“胡不归”问题。此问题可以转化为数学问题,设在驿道上行走的速度是砂砾地带的两倍,在驿道的何处拐弯,到家时间最短?分析:fVV,=2VW,S 的一半与S的时间相同 砂砾地带/构造N a=30,的 直 线I/过点B作直线I的垂线段BD,交驿道AC与点D,/则则点E即为所求.4 3;k-C2驿道总结:构造直角三角形,转化为“垂线段最短”的问题.模型分析:“PA+k PB”型的最值问题,当 k=l 时通常为轴对称之最短路径问题,而当k0时,若以常规的轴对称的方式解决,则无法进行,因此必须转换思路.如图,
3、直线B M,B N 交于点B,P 为 B M 上的动点,点 A在射线B M,B N 同侧,已知s i n Z M B N=k.过点A作 A C B N 于点C,交 B M 于点P,此时PA+k PB 取最小值,最小值即为A C 的长.证 明 如图,在 B M 上任取一点Q,连结A Q,作 Q D J _B N 于点D.由 s i n Z M B N=k,可得 Q D=k Q B.所以Q A+k Q B=Q A+Q D A C,即得证.典例剖析.11 例 1 (2 0 2 2 济 南)抛物线产-6与 x轴交于A (f,0),B (8,0)两点,与 y 轴交于点C,直 线 产kx-6 经过点B.点
4、、P在抛物线上,设点P的横坐标为m.(1)求抛物线的表达式和U 的值;(2)如 图 1,连接4 cA p,PC,若 A PC 是以CP 为斜边的直角三角形,求点P 的坐标;j,(3)如图2,若点P 在直线BC上方的抛物线上,过点P 作 PQ J _8C,垂足为。,求 C Q+司P Q的最大值.其顶点为点。,连结AC.(I )求这条抛物线所对应的二次函数的表达式及顶点D的坐标:(2)在抛物线的对称轴上取一点E,点 F为抛物线上一动点,使得以点A、C、E、F 为顶点、AC为边的四边形为平行四边形,求点F的坐标;(3)在(2)的条件下,将点D向下平移5个单位得到点M 点P为抛物线的对称轴上一动点,求
5、州 的最小值.【例3】(2 0 2 2东西湖区模拟)如图1,抛物线y=/+(/-2)x -2”?(0)与x轴交于A,B两 点(A在8左 边),与y轴交于点C.连接A C 2 C.且 A B C的面积为8.(1)求?的值;(2)在(1)的条件下,在第一象限内抛物线上有一点T,T的横坐标为f,使N A T C=6 0 .求(L 1)2的值.(3)如图2,点P为y轴上一个动点,连接A P,求CP+P的最小值,并求出此时点P的坐标.【例4】(2 0 2 2成者K模拟)如图,在平面直角坐标系x Oy中,二次函数y=o?+f ov+c(“W 0)的图象与y轴,x轴分别相交于A (0,2),B(2,0),C
6、(4,0)三点,点。是二次函数图象的顶点.(1)求二次函数的表达式;(2)点P为抛物线上异于点B的一点,连接A C,若SM C P=SAACB,求点P的坐标;(3)M是第四象限内一动点,且N A M B=4 5,连接求2 M D+M C的最小值.满分训练.J.1.(2 0 2 2 河北区二模)已知抛物线产-司 7+f e v+c,c为常数)的图象与x 轴交于A (1,0),8两 点(点 4在点B左侧).与 y 轴相交于点C,顶点为D.(I )当方=2时,求抛物线的顶点坐标;(I I )若点尸是y 轴上一点,连接BP,当 P B=P C Q P=2时,求b的值;(I I I)若抛物线与x轴另一个
7、交点B的坐标为(4,0),对称轴交x轴于点E,点。是线段。E上一点,点 N为5线段A B上一点,且 A N=2 B N,连接NQ,求 D Q&N Q的最小值.2.(2 0 2 1 南海区二模)如 图 1,抛物线y nNV+b x+c 与 x轴交于A、B两点,点 A、B分别位于原点左、右两侧,且 A O=2 8 O=4,过 A点的直线ykx+c交y轴于点C.(1)求 k、氏 c 的值;(2)在抛物线的对称轴上是否存在一点P,使 A C P 为直角三角形?若存在,直接写出所有满足条件的点的坐标;若不存在,请说明理由;1 如图2,点M为线段A C上一点,连接0 M,求5 1 A M+0M的最小值.3
8、.(2 0 2 1 宝安区模拟)(1)已知二次函数经过点A (-3,0)、B(1,0)、C(0,3),请求该抛物线解析式;(2)点 M 为抛物线上第二象限内一动点,交y 轴于点N,当 将 四 边 形 A B C M 的面积分为1:2两部分时,求点M的坐标;(3)点、P为对称轴上/)点下方一动点,点Q为直线y=x 第一象限上的动点,且求B P+B Q的最小值并求此时点P的坐标.94.(2 0 2 1南沙区一模)已知,抛 物 线 尸 族+Zl x-47 与 x轴交于点A(-4,0)和点B,与 y 轴交于点C.点D(,0)为 x轴上一动点,且 有-4V 左侧的一点,MN y轴交直线。于点N,连结C
9、N.当 司。N+CN的值最小时,求M N的长.9.(2 0 2 2杜尔伯特县一模)如图,已知抛物线y=,+f e v+c与x轴相交于A(-1,0),B(m,0)两点,与y轴相交于点C(0,-3),抛物线的顶点为D.(1)求抛物线的解析式;(2)若点E在x轴上,且/E C B=N C B 2求点E的坐标.(3)若P是直线B C下方抛物线上任意一点,过点P作P H L x轴于点“,与B C交于点M.求 线 段P M长度的最大值.V2|在的条件下,若F 为y轴上一动点,求PH+HF+2CF的最小值.10.(2 0 2 0自贡)在平面直角坐标系中,抛物线y=o?+x+3与x轴交于点A(-3,0)、8(
10、1,0),交y轴于点N 点 M为抛物线的顶点,对称轴与x轴交于点C.(1)求抛物线的解析式;(2)如 图1,连接AM,点E是线段A M上方抛物线上一动点,E/n A M于点过点E作E H L x轴于点H,交 A M于点。.点P是y轴上一动点,当E尸取最大值时:求P0+PC的最小值;11.(2 0 2 2中山市三 模)如图,抛物线3与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,抛物线的对称轴4为直线x=l,点A(-1,0),过B的直线交y轴于点R交抛物线于E,且t a n/E BA3.(1)求抛物线的解析式;(2)在抛物线第四象限的图象上找一点P,使得 8DP的面积最大,求出点P的坐标;AM旌 油(3)
11、点 M 是线段B E 上的一点,求 5“斗的最小值,并求出此时点M 的坐标.12.(2 0 2 1南山区校级三模)如图,已知抛物线y=?+b x+c (a#0)与 y轴相交于点C(0,-2),与 x轴分(2)抛物线上是否存在一点。,使得N B A Q=N A 8 C,若存在,请求出点。坐标,若不存在,请说明理由;返(3)抛物线的对称轴交x轴于点。,在 轴上是否存在一个点P,使 可 PC+PZ)值最小,若存在,请求出最小值,若不存在,请说明理由.13.(2 0 2 1 津南区一模)已知抛物线y=f-2 x+c 交 x轴于4 8 两点,且 点 B 的坐标为(3,0),其对称轴交x轴于点C.(I )
12、求该抛物线的顶点D的坐标;(I I )设 P 是线段C 上的一个动点(点P 不与点C Q重合).过 点P作),轴的垂线/交抛物线(对称轴右侧)于点。,连接Q 8,Q D,求 Q BD面积的最大值;连 接PB,求P D+P B的最小值.14.(2 0 2 1防城区模拟)如图,已知抛物线y=nx 2 _ 2 o x-8a (0)与x轴从左至右依次交于A,B两点,与yV3l 473轴交于点C,经过点B的直线y=-Hr+3与抛物线的另一交点为0,且点。的横坐标为-5.(1)求抛物线的函数表达式:(2)若点、P(x,y)在该二次函数的图象上,且&BCD=SAABP,求点P的坐标;(3)设F为线段3。上的
13、一个动点(异于点3和。),连接A F.是否存在点F,使得2 AF+DF的值最小?若存在,分别求出2AF+DF的最小值和点F的坐标,若不存在,请说明理由.15.(2 0 2 1秋沈北新区校级月考)如图,在平面直角坐标系中,点。为坐标原点,抛物线y u a f-Zx+c与x轴交于点A(1,0),点B(-3,0),与y轴交于点C,连接BC,点P在第二象限的抛物线上,连接PC、PO,线段PO交线段B C于点E.(1)求抛物线的表达式;(2)若 PCE的面积为S i O C E的 面 积 为 当$2 1=可时,求点P的坐标;(3)已知点C关于抛物线对称轴的对称点为点N,连接BN,点”在x轴上,当/C 8
14、=N N 8 C时,求满足条件的所有点H的坐标;1 当点”在线段A 8上时,平面内点“,且M=1,直接写出习A M+O W的最小值.16.(2 0 2 1 香洲区校级三模)如图,抛 物 线 尸-&f-6&1+7旧1交x轴于两 点(点A在点B左 侧),交),轴于点C,直线=&+7后 1 经过点A、C,点 M 是线段AC上的一动点(不与点A,C重合).(1)求 A,8 两点的坐标;回(2)当点P,C关于抛物线的对称轴对称时,求P M A M的最小值及此时点M的坐标;(3)连接8C,当AOM与AABC相似时,求出点M的坐标.17.(2021 涪城区校级模拟)已知:如图所示,抛物线=-2/-2x+c与
15、 x 轴交于A、8 两点,与 y 轴的正半轴交于点C,点A 在点B 的左侧,且满足tanNCABtanNC8A=l.(1)求 A、B 两点的坐标;-(2)若点P 是抛物线旷=-加-5 L+c上一点,且B4C的内切圆的圆心正好落在x 轴上,求 点 P 的坐标;V 5|(3)若 M 为线段A O上任意一点,求M C+5 A M的最小值.318.(2021 青山区模拟)已 知 抛 物 线-4ax-12 a 与 x 轴相交于A,8 两点,与 y 轴交于C 点,且 OC=2O A.设抛物线的顶点为M 对称轴交x 轴于点N.(I)求抛物线的解析式;(2)如 图 1,点 E (2,)为抛物线上的一点,且 0
16、(机 6,连接4E,交对称轴于点P.点尸为线段8C上一动点,连接E F,当 P A=2 P E吐求E E F+词 B F的最小值.(3)如图2,过点M作交x轴于点。,将线段C Q向上平移t个单位长度,使得线段C Q与抛物线有两个交点,求 f的取值范围.1 9.(2 0 2 1 罗湖区校级模拟)已知抛物线y=a?+法(”力为常数,a WO)与 x轴的正半轴交于点A,其顶点C的坐标为(2,4).(I )求抛物线的解析式;(I I )点 P是抛物线上位于直线A C上方的一个动点,求布C面积的最大值;(I I I)点Q是抛物线对称轴上的一个动点,连接Q A,求 Q C+l Q A 的最小值.2 0.(
17、2 0 2 0 东胜区二模)如图,在平面直角坐标系中,二 次 函 数 的 图 象 经 过 点 4(-2,0),8(O,J E I),C(1,0),其对称轴与x轴交于点E,顶点坐标为D(1)求二次函数的表达式;(2)点 P为抛物线的对称轴上的一个动点,且在第二象限内,若平面内存在点Q,使得以B,C,P,Q为顶点的四边形为菱形,求点。的坐标;1 若 M 为了轴上的一个动点,连接M E,求为W 3+M E 的最小值.备用图典例剖析.11【例1】.(2 0 2 2济南)抛物线=/+力 -6与x轴交于A (/,0),B(8,0)两点,与y轴交于点C,直线yk x-6经过点8点P在抛物线上,设点P的横坐标
18、为m.(1)求抛物线的表达式和f法的值;(2)如 图1,连接4C,A P,P C,若是以C P为斜边的直角三角形,求点P的坐标;(3)如图2,若点尸在直线B C上方的抛物线上,过点P作P Q J _BC,垂足为。,求P Q的最大值.图2【分析】(1)用待定系数法求函数的解析式即可求解;1(2)作P M _L x轴 交 于 可 求P M=4PM I同,求,的值即可求P点坐标;110Am2-4 m+6,AM=m -3,通过证明C O A s 44A/p,利用 0 C|=3(3)作P N L c轴交于B C于N,过点N作N E L y轴交于E,通过证明P Q N s Z3 0 C,求 出Q N=55
19、145113PN,PQ=5 P N,再由C N E s/X C BO,求出 CN=4 EN=4 风则 CQ+2 PQ=CN+PN=-4(x -2),即可求解.11【解答】解.:(1)将8 (8,0)代入y=/+4 x -6,:.64 a+22-6=0,_ 1.a-4,.产.+9 ,6当y=0时,-I号t-6=0,解得f=3或z=8 (舍),*t=3,:B(8,0)在直线 y=h-6 上,8k-6=0,3解得3.y=4lx-6;(2)作PML c轴交于M尸点横坐标为m,:.P(m,-4+4 ni-6),J PM 4 m2-4 m+6AM=m-3,在 RtZCOA 和 RtAAMP 中,;/OAC
20、+NB4M=90,NAPM+NB4M=90,.ZOACZAPM.C O AS/AMP,OA|P M二 司=前,即 OA*MA=COPM,J 3(w?-3)6(4m2-4 m+6),解得,”=3(舍)或m=10,2:.p(io,-.);(3)作PNLc轴交于BC于N,过点N作NEy轴交于E,Jj U J 3l 1PN=-4+4/n-6-(4 1 A H -6)=-4/n2+2m,由P Q NS/XB OC,P N l N Q l P Q.BC|=O C 1=O B,.O3=8,OC=6.8C=10,3|4QN=PN,PQ=PN,由C N ES/X C B。,1PQ=CN+NQ+2 PQ=CN+P
21、N,13113m-4(%-2)169|2+16 I,111:.CQ+2PQ=4 zn -4 ttr+2m=-4 ni2+45【例21(2 0 2 2宜宾)如图,抛物线y=o?+/z x+c与x轴交于A (3,0)、B(-1,0)两点,与y轴交于点C (0,3),其顶点为点。,连结A C.(1)求这条抛物线所对应的二次函数的表达式及顶点D的坐标;(2)在抛物线的对称轴上取一点E,点尸为抛物线上一动点,使得以点4、C、E、尸为顶点、A C为边的四边形为平行四边形,求点F的坐标;(3)在(2)的条件下,将点D向下平移5个单位得到点M点P为抛物线的对称轴上一动点,求PF+3同尸M的最小值.y【分析】(
22、i)利用待定系数法,把问题转化为解方程组即可;(2)过点尸作 FGA.DE 于点 G,证明O AC畛GF E(AAS),推出 O 4 =F G=3,设 FCm,-m2+2m+3),则G(1,-尸+2,+3),可得F G=(-1|=3,推出m=-2或t=4,即可解决问题;(3)由题意4(1,-1),F2(4,-5),F)(-2,-5)关于对称轴直线x=l对称,连接F岛交对称轴于点,连接F iM&M,过点F i作F i N L F 2 M于点、N,交对称轴于点P,连接PF2.则MH=4,H F 2=3,M/23|3=5,证明 P N=同PM,由 PF 2=PF 1,推出 PF+5PM=PF2+P
23、N=FNI 为最小值.【解答】解:(1):抛物线 y=o?+b x+c 经过 A(3,0)、B(-1,0),C(0,3),9 a+3 b+c=0a-b+c=0.c=3 ,a=-l b=2解得l c=3 ,/.抛物线的解析式为y=-f+2 x+3,Vy=-(x-1)2+4,,顶点。的坐标为(1,4);(2)设直线A C的解析式为y=+6,p k+b=0把 A(3,0),C (0,3)代入,得 1 b=3 ,fk=-ll b=3 ,直线A C的解析式为y=-x+3,过点尸作F G L O E于点G,V以A,C,E,F为顶点的四边形是以A C为边的平行四边形,:.AC=EF,AC/EF,9OA/FG
24、,:.Z OAC=Z GFE,/.O AC AGF E (AAS),:.OA=FG=3,设 厂(m,-,/+2 7+3),贝IG(1,-t TT+2m+3),:.FG=m-1|=3,/.m =-2 或?=4,当 m=-2 f f t,-/九2+2/?+3=-5,A F l (-2,-5),当?7Z=4 时,-/+2加+3=-5,:.F2(4,-5)综上所述,满足条件点尸的坐标为(-2,-5)或(4,-5);(3)由题意,M (1,-1),乃(4,-5),尸1(-2,-5)关于对称轴直线工=1对称,连接F 1&交对称轴丁点,连接F iMF 2 M过点F i作Fi NL F2M 丁点N,交对称轴于
25、点P,连接P&.则MH=4,H F2=3,MF?=5,也叫3 l PN 3U 需 F -在 R1 AMH F 2 中,s in N”MF 2=2 =1 =5 厕在 R心MPN 中,s in N PMN=P M =53:.PN5PM,:PFI=PF2,3:.PF+5PM=PFi+PN=F N 为最小值,SA 1 1.AMF.F2=2 X6X4;=2|X 5 0)与x轴交于A,B两点(A在5左 边),与y轴交于点C.连接AC,B C.且 AB C的面积为8.(1)求 机 的值;(2)在(1)的条件下,在第一象限内抛物线上有一点7,T的横坐标为f,使/ATC=60 .求(r -1)2的值.(3)如图
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