2024年中考数学专题训练 专题04 二次函数与角度有关问题(专项训练)(原卷版+解析)_第1页
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文档简介

专题04二次函数与角度有关问题(专项训练)1.如图,直线与x轴、y轴分别交于A,B两点,抛物线与直线y=c分别交y轴的正半轴于点C和第一象限的点P,连接PB,得(O为坐标原点)。若抛物线与x轴正半轴交点为点F,设M是点C,F间抛物线上的一点(包括端点),其横坐标为m.(1)直接写出点P的坐标和抛物线的解析式.(2)求满足的点M的坐标.2.(2022•雁塔区校级模拟)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点A(﹣1,0)和点B,与y轴交于点C,顶点D的坐标为(1,﹣4).(1)求抛物线的解析式;(2)若点P在抛物线上且满足∠PCB=∠CBD,求点P的坐标.3.如图,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,其对称轴交抛物线于点D,交x轴于点E,已知OB=OC=6.(1)求抛物线的解析式及点D的坐标;(2)连接BD,F为抛物线上一动点,当时,求点F的坐标;4.(2022秋•开福区月考)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx﹣3(a≠0)与x轴交于A(3,0)、B(﹣1,0)两点,与y轴交于点C,连接AC,(1)求抛物线的解析式;(2)在对称轴上是否存在一点M,使∠MCA=∠MAC,若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由;5.(2022•雁塔区校级二模)如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴分别交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,且OB=OC=3OA.(1)求该抛物线的函数表达式;(2)如图,点D是该抛物线的顶点,点P(m,n)是第二象限内抛物线上的一个点,分别连接BD、BC、BP,当∠PBA=∠CBD时,求P点坐标.6.如图,在平面直角坐标系中,直线与x轴交于点A,与y轴交于点C,抛物线经过A,C两点,与x轴的另一交点为点B.(1)求抛物线的函数表达式;

(2)点D为直线AC上方抛物线上一动点;

①连接BC,CD,设直线BD交线段AC于点E,的面积为S1,的面积为S2,求的最大值;

②过点D作DF⊥AC,垂足为点F,连接CD,是否存在点D,使得中的某个角恰好等于∠BAC的2倍?若存在,求点D的横坐标;若不存在,请说明理由.

7.(2022•大冶市模拟)已知抛物线y=ax2+bx+2经过点A(1,0)和点B(﹣3,0),与y轴交于点C,P为第二象限内抛物线上一点.(1)求抛物线的解析式;(2)如图,线段OP交BC于点D,若S△CPD:S△COD=m,求m的最大值;(3)当BC平分∠PCO时,求点P的横坐标.8.(2022•泰安模拟)如图,抛物线y=mx2+3mx﹣2m+1的图象经过点C,交x轴于点A(x1,0),B(x2,0)(点A在点B左侧),且x2﹣x1=5,连接BC,D是AC上方的抛物线一点.(1)求抛物线的解析式;(2)第二象限内抛物线上是否存在一点D,DF垂直AC于点F,使得△DCF中有一个锐角等于∠BAC的两倍?若存在,求点D的横坐标,若不存在,请说明理由.9.(2022•赣榆区二模)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c过点A(4,0),B(0,2).M(m,0)为线段OA上一个动点(点M与点A不重合),过点M作垂直于x轴的直线与直线AB和抛物线分别交于点D、N.(1)求直线AB的表达式和抛物线的表达式;(2)若DN=3DM,求此时点N的坐标;(3)若点P为直线AB上方的抛物线上一个动点,当∠ABP=2∠BAC时,求点P的坐标.10.(2022秋•黄浦区校级月考)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=﹣(x﹣m)2+k与x轴相交于原点O和点B(4,0),点A(3,b)在抛物线上.(1)求抛物线的表达式,并写出它的对称轴;(2)点D在抛物线上,如果∠BOD+∠B=90°,求点D的坐标.11.(2023秋•广陵区期末)如图,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于A(﹣2,0)、B(6,0)两点,与y轴交于点C.直线l与抛物线交于A、D两点,与y轴交于点E,点D的横坐标为4.(1)求抛物线的解析式与直线l的解析式;(2)若点P是抛物线上的点且在直线l上方,连接PA、PD,求当△PAD面积最大时点P的坐标及该面积的最大值;(3)若点Q是抛物线上的点,且∠ADQ=45°,请直接写出点Q的坐标.12.(2022秋•丹江口市校级月考)已知,如图,抛物线y=ax2﹣2ax+c(a>0)与y轴交于点C,与x轴交于A,B两点,点A在点B左侧.点A的坐标为(﹣1,0),OC=3OA.(1)求抛物线的解析式;(2)若点D是线段BC下方抛物线上的动点,求四边形ABDC面积的最大值;(3)若抛物线上有一点M,使∠ACM=45°,求M点坐标.13.(2022•上海)在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=x2+bx+c过点A(﹣2,﹣1),B(0,﹣3).(1)求抛物线的解析式;(2)平移抛物线,平移后的顶点为P(m,n)(m>0).ⅰ.如果S△OBP=3,设直线x=k,在这条直线的右侧原抛物线和新抛物线均呈上升趋势,求k的取值范围;ⅱ.点P在原抛物线上,新抛物线交y轴于点Q,且∠BPQ=120°,求点P的坐标.专题04二次函数与角度有关问题(专项训练)1.如图,直线与x轴、y轴分别交于A,B两点,抛物线与直线y=c分别交y轴的正半轴于点C和第一象限的点P,连接PB,得(O为坐标原点)。若抛物线与x轴正半轴交点为点F,设M是点C,F间抛物线上的一点(包括端点),其横坐标为m.(1)直接写出点P的坐标和抛物线的解析式.(2)求满足的点M的坐标.【解答】(1)易得点P坐标为(3,4),抛物线解析式为.①当点M在线段OP上方时,∵CP∥x轴,∴当点C、M重合时,∠MPO=∠POA,∴点M的坐标为(0,4);②当点M在线段OP下方时,在x轴正半轴取点D,连接DP,使得DO=DP,此时∠DPO=∠POA.设点D坐标为(n,0),则DO=n,,∴,解得:n=,∴点D坐标为.设直线PD解析式为,代入得:.联立抛物线解析式得综上所述:点M的坐标为(0,4)或2.(2022•雁塔区校级模拟)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点A(﹣1,0)和点B,与y轴交于点C,顶点D的坐标为(1,﹣4).(1)求抛物线的解析式;(2)若点P在抛物线上且满足∠PCB=∠CBD,求点P的坐标.【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点A(﹣1,0),顶点D的坐标为(1,﹣4),∴,解得:,∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3;(2)令y=0,则x2﹣2x﹣3=0,解得:x=﹣1或3.∴B(3,0).∴OB=3.令x=0,则y=﹣3,∴C(0,﹣3),∴OC=3.∴OB=OC,∴∠ACB=∠ABC=45°.①过点C作CP∥BD,交抛物线与点P,如图,∵CP∥BD,∴∠PCB=∠CBD,∴此时点P符合题意,设直线BD的解析式为y=kx+n,∴,解得:,∴直线BD的解析式为y=2x﹣6.∵CP∥BD,则设直线CP的解析式为y=2x﹣3,∴,解得:或,∴P(4,5);②过点B作y轴的平行线,过点C作x轴的平行线,它们交于点G,在BC的下方作∠P1CB=∠CBD,交抛物线于点P1,交BG于点F,如图,设直线CP与x轴交于点E,令y=0,则2x﹣3=0,解得:x=,∴E(,0).∴OE=.∵CO⊥OB,GC⊥OC,GB⊥OB,∴四边形COBG为矩形,∵OB=OC,∴四边形COBG为正方形,∴GC=GB=3,∠GCB=∠GBC=45°.∵∠ACB=∠GCB=45°,∴∠OCE=∠FCG.在△EOC和△FGC中,,∴△EOC≌△FGC(ASA),∴OE=GF=,∴BF=GB﹣GF=,∴F(3,﹣).设直线CF的解析式为y=dx+e,∴,解得:,∴直线CF的解析式为y=x﹣3.∴,解得:或,∴P1(,﹣),综上,若点P在抛物线上且满足∠PCB=∠CBD,则点P的坐标为(4,5)或(,﹣).3.如图,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,其对称轴交抛物线于点D,交x轴于点E,已知OB=OC=6.(1)求抛物线的解析式及点D的坐标;(2)连接BD,F为抛物线上一动点,当时,求点F的坐标;【解答】(1)因为OB=OC=6,所以B(6,0),C,将B、C点坐标代入解析式,得,所以点D的坐标为(2,—8)(2)如图1,过F作FG⊥x轴于点G,设,则FG=,AG=x+2,当时,且,所以,所以,即,当点F在x轴上方时,则有,解得x=—2(舍去)或x=7,此时F点的坐标为;当点F在x轴下方时,则有,解得x=—2(舍去)或x=5,此时F点的坐标为,,综上可知点F的坐标为或.4.(2022秋•开福区月考)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx﹣3(a≠0)与x轴交于A(3,0)、B(﹣1,0)两点,与y轴交于点C,连接AC,(1)求抛物线的解析式;(2)在对称轴上是否存在一点M,使∠MCA=∠MAC,若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由;【解答】解:(1)将A(3,0)、B(﹣1,0)代入y=ax2+bx﹣3,∴,解得,∴y=x2﹣2x﹣3;(2)存在点M,使∠MCA=∠MAC,理由如下:∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,∴对称轴为直线x=1,令x=0,则y=﹣3,∴C(0,﹣3),设M(1,t),∵∠MCA=∠MAC,∴MC=MA,∴=,解得t=﹣1,∴M(1,﹣1);5.(2022•雁塔区校级二模)如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴分别交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,且OB=OC=3OA.(1)求该抛物线的函数表达式;(2)如图,点D是该抛物线的顶点,点P(m,n)是第二象限内抛物线上的一个点,分别连接BD、BC、BP,当∠PBA=∠CBD时,求P点坐标.【解答】解:(1)令x=0,则y=c,∴C(0,c),∴OC=﹣c,∵OB=OC=3OA,∴B(﹣c,0),A(,0),将B(﹣c,0),A(,0)代入y=x2+bx+c,∴,解得,∴y=x2﹣2x﹣3;(2)∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,∴D(1,﹣4),∵B(3,0),C(0,﹣3),∴BC2=18,CD2=2,BD2=20,∵BD2=CD2+BC2,∴△BCD是直角三角形,且∠BCD=90°,∴tan∠CBD==,过点P作PG⊥x于点G,∵∠PBA=∠CBD,∴tan∠PBA==,设P(t,t2﹣2t﹣3),∴=,解得t=3(舍)或t=﹣,∴P(﹣,).6.如图,在平面直角坐标系中,直线与x轴交于点A,与y轴交于点C,抛物线经过A,C两点,与x轴的另一交点为点B.(1)求抛物线的函数表达式;

(2)点D为直线AC上方抛物线上一动点;

①连接BC,CD,设直线BD交线段AC于点E,的面积为S1,的面积为S2,求的最大值;

②过点D作DF⊥AC,垂足为点F,连接CD,是否存在点D,使得中的某个角恰好等于∠BAC的2倍?若存在,求点D的横坐标;若不存在,请说明理由.

【解答】(1)①过D作DM⊥AC于M,过B作BN⊥x轴交AC于N,∴∴,设,∴,∴,∴最大值为.②在OA上取一点P使得PA=PC,设OP=m,则PC=PA=4-m,在Rt△PCO中,由勾股定理得:(4-m)2=m2+22,解得m=,∴tan∠CPO=,过D做x轴的平行线交y轴于R,交AC延长线于G,情况一:∠DCF=2∠BAC=∠DGC+∠CDG,∴∠CDG=∠BAC,∴tan∠CDG=tan∠BAC=,即,设,∴DR=—a,RC=,代入得,a1=0,a2=—2,∴xD=—2情况二:∠FDC=2∠BAC,∴tan∠FDC=,设FC=4k,DF=3k,DC=5k,∵tan∠DGC=,∴FG=6k,CG=2k,DG=,∴RC=,RG=,DR=,∴,∴a1=0(舍去),a2=,综上所述:点D的横坐标为—2或.7.(2022•大冶市模拟)已知抛物线y=ax2+bx+2经过点A(1,0)和点B(﹣3,0),与y轴交于点C,P为第二象限内抛物线上一点.(1)求抛物线的解析式;(2)如图,线段OP交BC于点D,若S△CPD:S△COD=m,求m的最大值;(3)当BC平分∠PCO时,求点P的横坐标.【解答】解:(1)将点A(1,0)和点B(﹣3,0)代入函数解析式,可得,解得:,∴y=﹣x2﹣x+2;(2)过点P作PE∥y轴,交BC于E,∴△PDE∽△ODC,∴,由y=﹣x2﹣x+2,当x=0时,y=2,∴C点坐标为(0,2),设直线BC的解析式为y=kx+p,将B(﹣3,0),C(0,2)代入,可得:,解得:,∴直线BC的解析式为y=x+2,设P(t,﹣t2﹣t+2),则E(t,t+2),∴PE=﹣t2﹣t+2﹣t﹣2=﹣t2﹣2t,∵S△CPD:S△COD=m==,∴m==﹣t2﹣t=﹣(t+)2+,∴t=时,m的最大值为;(3)过点P作PE∥y轴,交BC于E,交x轴于H,∴∠PEC=∠ECO,∵BC平分∠PCO,∴∠PCE=∠ECO,∴∠PEC=∠PCE,∴PC=PE,设P(t,﹣t2﹣t+2),则E(t,t+2),∴PE=﹣t2﹣t+2﹣t﹣2=﹣t2﹣2t,∵C点坐标为(0,2),∴PC2=t2+(﹣t2﹣t+2﹣2)2=t2+t4+t3+t2=t4+t3+t2,PE2=(﹣t2﹣2t)2=t4+t3+4t2,∴t4+t3+t2=t4+t3+4t2,∴t=﹣,∴点P的横坐标为﹣.8.(2022•泰安模拟)如图,抛物线y=mx2+3mx﹣2m+1的图象经过点C,交x轴于点A(x1,0),B(x2,0)(点A在点B左侧),且x2﹣x1=5,连接BC,D是AC上方的抛物线一点.(1)求抛物线的解析式;(2)第二象限内抛物线上是否存在一点D,DF垂直AC于点F,使得△DCF中有一个锐角等于∠BAC的两倍?若存在,求点D的横坐标,若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)∵抛物线y=mx2+3mx﹣2m+1的图象交x轴于点A(x1,0),B(x2,0),∴x1,x2是方程mx2+3mx﹣2m+1=0的两根,∴x1+x2=﹣3,x1•x2=.∵x2﹣x1=5,∴=25.即:﹣4x1•x2=25,∴9﹣4×=25.解得:m=﹣.∴抛物线的解析式为y=﹣﹣x+2.(2)第二象限内抛物线上存在一点D,DF垂直AC于点F,使得△DCF中有一个锐角等于∠BAC的两倍,点D的横坐标为﹣2或﹣,理由:∵A(﹣4,0),B(1,0),C(0,2),∴OA=4,OB=1,OC=2,∴AC==2,BC==,AB=OA+OB=5.∵AC2+BC2=25=AB2,∴△ABC为直角三角形,∠ACB=90°.取AB的中点P,连接CP,则P(﹣,0),∴OP=.∴PA=PB=PC=,∴∠BAC=∠PCA.∵∠CPB=∠BAC+∠PCA,∴∠CPB=2∠BAC.过点D作DR⊥y轴于点R,延长交AC于点G,如图,①当∠DCF=2∠BAC时,设D(m,m+2),则DR=﹣m,OR=m+2,∴CR=OR﹣OC=m.∵DR⊥y轴,OA⊥y轴,∴DR∥AB,∴∠G=∠BAC.∵∠DCF=∠G+∠CDG,∠DCF=2∠BAC,∴∠CDG=∠G=∠BAC.∵tan∠BAC=,∴tan∠CDR=.∴,∴解得:m=﹣2或0(舍去),∴m=﹣2.∴点D的横坐标为﹣2;②当∠FDC=2∠BAC时,∵∠CPB=2∠BAC,∴∠FDC=∠CPB.∵tan∠CPB=,∴tan∠FDC=,∵tan∠FDC=,∴,设FC=4n,则DF=3n,∴CD==5n.∵tan∠G=tan∠BAC=,∴tan∠G=,∴FG=6n.∴CG=FG﹣FC=2n.∵tan∠G=,∴RC=n,∴DR==n,∴,解得:a=或0(舍去),∴a=﹣,即点D的横坐标为﹣,综上,第二象限内抛物线上存在一点D,DF垂直AC于点F,使得△DCF中有一个锐角等于∠BAC的两倍,点D的横坐标为﹣2或﹣.9.(2022•赣榆区二模)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c过点A(4,0),B(0,2).M(m,0)为线段OA上一个动点(点M与点A不重合),过点M作垂直于x轴的直线与直线AB和抛物线分别交于点D、N.(1)求直线AB的表达式和抛物线的表达式;(2)若DN=3DM,求此时点N的坐标;(3)若点P为直线AB上方的抛物线上一个动点,当∠ABP=2∠BAC时,求点P的坐标.【解答】解:(1)设直线AB的解析式为y=px+q,把A(4,0),B(0,2)代入得,,解得,∴直线AB的解析式为y=﹣x+2;把A(4,0),B(0,2)代入y=﹣x2+bx+c得,,解得;∴抛物线解析式为y=﹣x2+x+2;(2)∵MN⊥x轴,M(m,0),点D在直线AB上,点N在抛物线上,∴N(m,﹣m2+m+2),D(m,﹣m+2),∴DN=﹣m2+2m,DM=﹣m+2,∵DN=3DM,∴﹣m2+2m=3(﹣m+2),解得m=3或m=4(舍),∴N(3,2).(3)如图,作点B关于x轴的对称点B′,∴OB=OB′,B′(0,﹣2),∵∠AOB=∠AOB′=90°,OA=OA,∴△AOB≌△AOB′,∴∠OAB′=∠OAB,∴∠BAB′=2∠BAC,∵A(4,0),B′(0,﹣2),∴直线AB′的解析式为:y=x﹣2,过点B作BP∥AB′交抛物线于点P,则∠ABP=∠BAB′=2∠BAC,即点P即为所求,∴直线BP的解析式为:y=x+2,令x+2=﹣x2+x+2,解得x=2或x=0(舍),∴P(2,3).10.(2022秋•黄浦区校级月考)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=﹣(x﹣m)2+k与x轴相交于原点O和点B(4,0),点A(3,b)在抛物线上.(1)求抛物线的表达式,并写出它的对称轴;(2)点D在抛物线上,如果∠BOD+∠B=90°,求点D的坐标.【解答】解:(1)把O(0,0),B(4,0)代入y=﹣(x﹣m)2+k得:,解得,∴抛物线的表达式为y=﹣(x﹣2)2+4,∴它的对称轴是直线x=2;(2)过O作OG⊥AB于G,交抛物线于D,过G作GM⊥x轴于M,作G关于x轴的对称点G',作射线OG'交抛物线于D',如图:Rt△BOG中,∠BOG+∠B=90°,即∠BOD+∠B=90°,∴D是满足条件的点,∵∠B+∠BGM=∠OGM+∠BGM,∴∠B=∠OGM,由(2)知tan∠ABO=3,∴tan∠OGM=tan∠ABO=3,∴==3,设BM=t,则GM=3t,OM=9t,∴OB=OM+BM=10t,∵OB=4,∴10t=4,解得t=,∴GM=3t=,OM=9t=,∴G(,),设直线OG解析式为y=nx,∴n=,解得n=,∴直线OG解析式为y=x,解得或,∴D(,),∵G,G'关于x轴对称,∴G'(,﹣),∠GOB=∠G'OB,即∠BOD'=∠BOD,∴D'是满足条件的点,由G(,﹣)可得直线OG'解析式为y=﹣x,解得或,∴D'(,﹣),综上所述,点D的坐标为(,)或(,﹣).11.(2023秋•广陵区期末)如图,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于A(﹣2,0)、B(6,0)两点,与y轴交于点C.直线l与抛物线交于A、D两点,与y轴交于点E,点D的横坐标为4.(1)求抛物线的解析式与直线l的解析式;(2)若点P是抛物线上的点且在直线l上方,连接PA、PD,求当△PAD面积最大时点P的坐标及该面积的最大值;(3)若点Q是抛物线上的点,且∠ADQ=45°,请直接写出点Q的坐标.【解答】解:(1)将A(﹣2,0)、B(6,0)代入y=ax2+bx+3得:,解得,∴抛物线的解析式为y=﹣x2+x+3,在y=﹣x2+x+3中,令x=4得y=3,∴D(4,3),设直线l解析式为y=kx+t,将A(﹣2,0)、D(4,3)代入得:,解得,∴直线l解析式为y=x+1;(2)过P作PK∥y轴交AD于K,如图:设P(m,﹣m2+m+3)(﹣2<m<4),则K(m,m+1),∴PK=(﹣m2+m+3)﹣(m+1)=﹣m2+m+2,∴△PAD面积S=PK•|xD﹣xA|=×(﹣m2+m+2)×6=﹣(m﹣1)2+,∵﹣<0,∴当m=1时,S取最大值,最大值为,此时P(1,);(3)当Q在直线AD上方时,过A作AM⊥AD交射线DQ于M,过M作MN⊥x轴于N,过D作DH⊥x轴于N,如图:∵∠ADQ=45°,∴△ADM是等腰直角三角形,∴AD=AM,又∠MAN=90°﹣∠DAH=∠ADH,∠ANM=∠AHD=90°,∴△ANM≌△DHA(AAS),∴AH=MN,DH=AN,∵A(﹣2,0)、D(4,3),∴MN=AH=6,AN=DH=3,∴M(﹣5,6),由D(4,3),M(﹣5,6)得直线DM为:y=﹣x+,解得(与D重合,舍去)或,∴Q(,);当Q在直线AD下方时,过点A作AT⊥AD交DQ于T,过A作RS∥y轴,过D作DR⊥RS于R,过T作TS⊥RS于S,如图:同理可证△ADR≌TAS(AAS),∴AS=DR=6,TS=AR=3,∴T(1,﹣6),∴直线DT解析式为y=3x﹣9,由得(舍去)或,∴Q(﹣12,﹣45),综上所述,Q的坐标为(,)或(﹣12,﹣45).12.(2022秋•丹江口市校级月考)已知,如图,抛物线y=ax2﹣2ax+c(a>0)与y轴交于点C,与x轴交于A,B两点,点A在点B左侧.点A的坐标为(﹣1,0),OC=3OA.(1)求抛物线的解析式;(2)若点D是线段BC下方抛物线上的动点,求四边形ABDC面积的最大值;(3)若抛物线上有一点M,使∠ACM=45°,求M点坐标.【解答】解:(1)∵OC=3OA,A(﹣1,0),∴C(0,﹣3).把点A,C的坐标代入y=ax2﹣2ax+c,得,解得,∴抛物线线的解析式为:y=x2﹣2x﹣3;(2)如图,过点D作DM∥y轴分别交线段BC和x轴于点M,N.∵抛物线线的解析式为y=x2﹣2x﹣3,∴B(3,0),∴AB=4,∴S

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