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2.7确定二次函数的表达式学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________B卷(能力拓展)一、选择题1.(2021·湖南长沙市九年级期中)如图,抛物线与抛物线交于点,且它们分别与轴交于点、.过点B作轴的平行线,分别与两抛物线交于点A、,则以下结论:①无论取何值,总是负数;②抛物线可由抛物线向右平移3个单位,再向下平移3个单位得到;③当时,随着的增大,的值先增大后减小;④四边形为正方形.其中正确的是()A.①② B.①②④ C.③④ D.①②③【答案】B【分析】①根据非负数的相反数或者直接由图像判断即可;②先求抛物线的解析式,再根据抛物线的顶点坐标,判断平移方向和平移距离即可判断②;③先根据题意得出时,观察图像可知,然后计算,进而根据一次函数的性质即可判断;④分别计算出的坐标,根据正方形的判定定理进行判断即可.【详解】①,,,无论取何值,总是负数,故①正确;②抛物线与抛物线交于点,,即,解得,抛物线,抛物线的顶点,抛物线的顶点为,将向右平移3个单位,再向下平移3个单位即为,即将抛物线向右平移3个单位,再向下平移3个单位可得到抛物线,故②正确;③,将代入抛物线,解得,,将代入抛物线,解得,,,从图像可知抛物线的图像在抛物线图像的上方,当,随着的增大,的值减小,故③不正确;④设与轴交于点,,,由③可知,,,,当时,,即,,,四边形是平行四边形,,四边形是正方形,故④正确,综上所述,正确的有①②④,故选B.【点睛】本题考查了二次函数图像与性质,一次函数的性质,平移,正方形的判定定理,综合运用以上知识是解题的关键.2.(2021·温州市实验中学九年级月考)如图,抛物线(a>0)与x轴交于A,B,顶点为点D,把抛物线在x轴下方部分关于点B作中心对称,顶点对应D′,点A对应点C,连接DD′,CD′,DC,当△CDD′是直角三角形时,a的值为()A.或 B.或 C.或 D.或【答案】A【分析】先求出点A(-3,0),点B(1,0),由点B为中心对称,求出点C(5,0),把抛物线配方为顶点式可得D(-1,-4a),点D与点D′关于点B对称,D′(3,4a),DD′,CD=,CD′=,由△CDD′是直角三角形,分两种情况,当∠CD′D=90°,∠DCD′=90°时利用勾股定理列出方程,解方程即可.【详解】解:∵抛物线(a>0)与x轴交于A,B,∴∵a>0解得∴点A(-3,0),点B(1,0),∵点B为中心对称,∴点C的横坐标为:1+(1+3)=5,∴点C(5,0),∴抛物线,∴D(-1,-4a),点D与点D′关于点B对称,点D′的横坐标为1+(1+1)=3,纵坐标为4a,∴D′(3,4a),DD′=,CD=,CD′=,∵△CDD′是直角三角形,当∠CD′D=90°,根据勾股定理,CD′2+DD′2=CD2,即,解得,∵a>0,∴;当∠DCD′=90°,根据勾股定理,CD′2+CD2=DD′2,即,解得,∴,∴综合得a的值为或.故答案选:A.【点睛】本题考查待定系数法求抛物线解析式,分类思想的应用,勾股定理,中心对称性质,掌握待定系数法求抛物线解析式,分类思想的应用,勾股定理,中心对称性质是解题关键.二、填空题3.在平面直角坐标系中,点O(0,0),点A(1,0).已知抛物线y=x2+mx﹣2m(m是常数),顶点为P.无论m取何值,该抛物线都经过定点H.当∠AHP=45°时,求抛物线的解析式是__.【答案】或【分析】发现当x=2时,y=4,所以定点H(2,4).过点A作AB⊥PH于点B,过点B作DC⊥x轴于点C,过点H作HD⊥CD于点D,构造△ABC≌△BHD,利用对应边AC=BD,BC=HD求点B坐标,再求直线BH解析式,把用m表示的点P坐标代入BH解析式即求得m的值.由于满足∠AHP=45°的点P可以在AH左侧或右侧,故需分情况讨论.【详解】解:当x=2时,y=4+2m-2m=4.
∴无论m取何值,该抛物线都经过定点H(2,4).过点A作AB⊥PH于点B,过点B作DC⊥x轴于点C,过点H作HD⊥CD于点D.∴∠ABH=∠ACB=∠BDH=90°.∴∠ABC+∠DBH=∠ABC+∠BAC=90°.∴∠BAC=∠DBH.∵∠AHP=45°.∴△ABH是等腰直角三角形,AB=BH.在△ABC与△BHD中,,∴△ABC≌△BHD(AAS).∴AC=BD,BC=HD.设点B坐标为(a,b).①若点P在AH左侧,即点B在AH左侧,如图1.
∴AC=1﹣a,BC=b,BD=4﹣b,DH=2﹣a.∴,解得,.∴点B(﹣,).设直线BH解析式为y=kx+h.∴,解得,.∴直线BH:y=x+.∵y=x2+mx﹣2m,∴抛物线顶点P为(﹣,﹣﹣2m).∵点P(﹣,﹣﹣2m)在直线BH上,∴(﹣)+=﹣﹣2m.解得:m1=﹣,m2=﹣4.∵m=﹣4时,P(2,4)与点H重合,舍去,∴抛物线解析式为y=x2﹣x+.②若点P在AH右侧,即点B在AH右侧,如图2.
∴AC=a﹣1,BC=b,BD=4﹣b,DH=a﹣2.∴,解得,.∴点B(,).设直线BH解析式为y=kx+h.∴,解得,.∴直线BH:y=﹣x+.∵点P(﹣,﹣﹣2m)在直线BH上,∴﹣(﹣)+=﹣﹣2m.解得:m1=﹣,m2=﹣4(舍去).∴抛物线解析式为y=x2﹣x+.综上所述,抛物线解析式为y=x2﹣x+或y=x2﹣x+.故答案为:y=x2﹣x+或y=x2﹣x+.【点睛】本题考查待定系数法求二次函数解析式、二次函数的性质、二次函数图象上点的坐标特征等知识点.确定定点H的位置是解题的基础,构造全等三角形将线段长转化为点坐标是求函数解析式的关键.4.如图,平面直角坐标系中,点A在y轴的负半轴上,点B,C在x轴上,OA=8,AB=AC=10,点D在AB上,CD与y轴交于点E,且满足S△COE=S△ADE,则过点B,C,E的抛物线的函数解析式为__.【答案】【分析】根据OA=8,AB=AC=10,可得B(6,0),C(﹣6,0),A(0,﹣8),设点D(m,n),由S△COE=S△ADE,得S△CDB=S△AOB,从而求出n的值,可得点D是AB的中点,进而可得点E为△ABC的重心,即可得点E的坐标,最后即可求出过点B,C,E的抛物线的函数解析式.【详解】解:∵OA=8,AB=AC=10,∴OB=OC==6,∴B(6,0),C(﹣6,0),A(0,﹣8)设点D(m,n),∵S△COE=S△ADE,∴S△COE+S四边形OEDB=S△ADE+S四边形OEDB∴S△CDB=S△AOB,∴BC•|n|=AO•BO,∴12(﹣n)=8×6,解得n=﹣4,设直线AB解析式为y=kx+b,把A(0,﹣8),B(6,0),代入得,解得,b=﹣8,k=,∴直线AB解析式为y=x﹣8,当y=﹣4时,x=3,∴D(3,﹣4),∵C(﹣6,0),同理可得CD解析式为y=x﹣,∴点E的坐标为:(0,﹣),设经过B、C、E三点的二次函数的解析式为:y=ax2﹣,把B(6,0)代入得,0=36a﹣,a=,∴过点B,C,E的抛物线的函数解析式为:y=x2﹣.故答案为:y=x2﹣.【点睛】本题考查了待定系数法求二次函数的解析式,解决本题的关键是求出点E的坐标,解题时注意转化思想的合理运用.5.(2021·安徽九年级周测)已知抛物线y=ax2+bx+c的图象与x轴交于点A(m﹣4,0)和B(m,0),与直线y=﹣x+p相交于点A和C(2m﹣4,m﹣6),抛物线y=ax2+bx+c与y轴交于点D,点P在抛物线的对称轴上,连PA,PD,当PA+PD的长最短时,点P的坐标为_____.【答案】(1,﹣2)【分析】把点A(m-4,0)和C(2m-4,m-6)代入直线y=-x+p上得到方程组,求出方程组的解,得出A、B、C的坐标,设抛物线y=ax2+bx+c=a(x-3)(x+1),把C(2,-3)代入求出a,得出函数的解析式,找出P的位置,求出AN的解析式,把x=1代入即可.【详解】解:∵点A(m﹣4,0)和C(2m﹣4,m﹣6)在直线y=﹣x+p上∴,解得:m=3,p=﹣1,∴A(﹣1,0),B(3,0),C(2,﹣3),设抛物线y=ax2+bx+c=a(x﹣3)(x+1),∵C(2,﹣3),代入得:﹣3=a(2﹣3)(2+1),∴a=1∴抛物线解析式为:y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,对称轴EF为x=1,当x=0时y=﹣3,即D点的坐标为(0,﹣3),作D关于EF的对称点N,连接AN,交EF于P,则此时P为所求,根据对称得N的坐标为(2,﹣3),设直线AN的解析式为y=kx+e,把A、N的坐标代入得:,解得:k=﹣1,e=﹣1,即y=﹣x﹣1,把x=1代入得:y=﹣2,即P点的坐标为(1,﹣2),故答案为:(1,﹣2).【点睛】本题考查了用待定系数法求二次函数的解析式,二次函数的最值,轴对称-最短路线问题等知识点的理解和掌握,综合运用这些性质进行计算是解此题的关键.6.(2020·温州市实验中学九年级期中)如图,已知点是抛物线的顶点,过作直线分别交轴正半轴和轴正半轴于点、交抛物线于点,且,过点作轴,垂足为,若的面积是的2倍,则的值为______.【答案】【分析】根据题意,先得到,作PE⊥x轴,垂足为E,作PD平行x轴,交GC延长线于点D,然后由相似三角形的判定和性质,二次函数的性质,求出点C的坐标,把点C代入抛物线方程,即可求出m的值.【详解】解:根据题意,则∵△ACG与△PCG是同高,且底边在同一条直线上,又∵,∴,∴,作PE⊥x轴,垂足为E,作PD平行x轴,交GC延长线于点D,如图:∴PE∥CG,∴△ACG∽△APE,∴;在抛物线中,对称轴为,当时,代入,则,∴点P的坐标为(3,9m);∴,,∴,∵PD∥x轴,∴△ACG∽△PCD,∴,∴;∵,∴,∵,∴,∴,∴点C的坐标为:(,),把点C代入抛物线的方程,则,解得:.故答案为:.【点睛】本题考查了相似三角形的判定和性质,二次函数的性质,平行线的性质,以及解一元二次方程的步骤,解题的关键是熟练掌握题意,正确的作出图形,运用数形结合的思想进行解题.7.(福建连城九年级期中)平面直角坐标系下,一组有规律的点A1(0,1)、A2(1,0)、A3(2,1)、A4(3,0)、A5(4,1)、A6(5,0)…(注:当n为奇数时,An(n﹣1,1),n为偶数时,An(n﹣1,0)),抛物线C1经过点A1、A2、A3三点,…抛物线Cn经过Cn,Cn+1,Cn+2三点,请写出抛物线C2n的解析式_____.【答案】y2n=﹣(x﹣2n)2+1.【解析】【分析】根据顶点式即可求出C1,C4的解析式,找出规律即可求得.【详解】解:由A1(0,1)、A2(1,0)、A3(2,1)、A4(3,0)、A5(4,1)、A6(5,0)…可知:C1的对称轴为x=1,C2的对称轴为x=2,C3对称轴为x=3,C4对称轴为x=4,…,根据顶点式求出C1的解析式为:y1=(x﹣1)2,C2解析式为y2=﹣(x﹣2)2+1,C3解析式为y3=(x﹣3)2,C4解析式为y4=﹣(x﹣4)2+1,…∴抛物线C2n的解析式应该为:y2n=﹣(x﹣2n)2+1.故答案为y2n=﹣(x﹣2n)2+1.【点睛】本题考查了待定系数法求二次函数的解析式,解题的关键是发现经过的三点的规律,并利用顶点式求得解析式三、解答题8.(2021·仪征市实验初中九年级月考)如图,已知二次函数的图像与x轴交于点A,点,交y轴于点C,点是线段OB上一点与点O、B不重合,过点M作轴,交BC于点P,交抛物线于点Q,连接OP,CQ.(1)求二次函数的表达式;(2)若,求QP的长;【答案】(1)二次函数;(2)PQ=.【分析】(1)利用待定系数法将点代入抛物线解析式解方程即可;(2)先求OB=OC=3,可得∠OBC=45°,BC=,再证MP=MB,用m表示PM=BM=3-m,PB=,CP=BC-BP=,求出点Q(m,),可求PQ=,证明△OCP∽△CPQ,可得,代入的方程,整理得,解方程即可.【详解】解:(1)∵二次函数的图像过点,∴,解得,∴二次函数;(2)当x=0时,y=3,∴OC=3,∴OB=OC=3,∴△AOB为等腰直角三角形,∴∠OBA=45°,BC=,∵轴,∴∠MPB=90°-∠OBA=45°=∠OBA,∴MP=MB,∵点,∴PM=BM=3-m,∴PB=,∴CP=BC-BP=,当x=m时,,∴点Q(m,),∴PQ=QM-PM=,∵轴,轴,∴CO∥QM,∠MPB=90°-∠OBA=45°,∴∠OCP=∠CPQ,∵,∴△OCP∽△CPQ,∴,∴,∴,整理得,∵m=0(舍去),m=,∴当时,∴PQ.【点睛】本题考查待定系数法求抛物线解析式,等腰直角三角形判定与性质,勾股定理,三角形相似判定与性质,掌握定系数法求抛物线解析式,等腰直角三角形判定与性质,勾股定理,三角形相似判定与性质是解题关键.9.(2021·陕西西安九年级模拟预测)在平面直角坐标系中,已知抛物线C1:y=x2+bx+c与x轴的一个交点是A(﹣1,0),与y轴交于点C(0,﹣3).(1)求抛物线C1的函数表达式;(2)已知点D是第一象限内一点,且△ACD是以AC为直角边的等腰直角三角形,则点D坐标为;(3)在直线AC左侧有一点M,将抛物线C1的图象绕点M旋转180°得到抛物线C2,其中点A、C的对应点分别是A'、C',若以A、C、A'、C'为顶点的四边形是正方形,求点M的坐标并直接写出抛物线C2的表达式.【答案】(1)y=x2﹣2x﹣3;(2)(2,1);(3)点M(﹣2,﹣2),y=﹣x2﹣10x﹣25.【分析】(1)用待定系数法即可;(2)分两种情况考虑,证明三角形全等即可解决;(3)由全等三角形的性质可求得点M的坐标,即可求得点A'、C'的坐标,利用待定系数法可求解.【详解】(1)由题意可得:,∴,∴抛物线的解析式为:y=x2﹣2x﹣3;(2)如图1,当∠DAC=90°时,过点D作DE⊥x轴于E,∵点A(﹣1,0),点C(0,﹣3),∴OA=1,OC=3,∵∠DAE+∠CAO=90°=∠DAE+∠ADE,∴∠ADE=∠CAO,又∵AD=AC,∠AOC=∠AED=90°,∴△OAC≌△EDA(AAS),∴OA=DE=1,OC=AE=3,∴OE=2,∴点D(2,1),当∠ACD'=90°,过点D'作D'E'⊥y轴于E',同理可得CE'=OA=1,D'E'=OC=3,∴OE'=2,∴点D'(3,﹣2),∵点D是第一象限内一点,∴点D(2,1),故答案为(2,1);(3)如图2,过点C'作C'F⊥x轴于F,∵四边形A'C'AC是正方形,∴AC'=AC,∠C'AC=90°=∠AOC,∴∠C'AF+∠CAO=90°=∠CAO+∠ACO,∴∠C'AF=∠ACO,∴△ACO≌△C'AF(AAS),∴AO=C'F=1,AF=CO=3,∴点C'坐标为(﹣4,﹣1),∵CM=C'M,∴点M(﹣2,﹣2),∵AM=A'M,∴点A'(﹣3,﹣4),∵将抛物线C1的图象绕点M旋转180°得到抛物线C2,∴设抛物线C2的解析式为y=﹣x2+mx+n,由题意可得:,可得,∴抛物线C2的解析式为y=﹣x2﹣10x﹣25.【点睛】本题是二次函数的综合,考查了二次函数的性质,待定系数法求解析式,全等三角形的判定与性质,旋转的性质等知识,灵活运用这些知识是解决问题的关键.10.(2021·湖北潜江市九年级期中)如图,直线交轴于点,交轴于点,抛物线经过点与点,且交轴于另一点.
(1)求此抛物线的解析式及点的坐标;(2)在直线上方的抛物线上有一点,求面积的最大值及此时点的坐标;(3)将线段绕轴上的动点顺时针旋转得到线段,若线段与抛物线只有一个公共点,请结合函数图象,直接写出的取值范围.【答案】(1),(-2,0);(2)2,(2,2);(3)或【分析】(1)令,由,得A点坐标,令,由,得点坐标,将A、的坐标代入抛物线的解析式便可求得抛物线的解析式,从而可以求解;(2)过点作轴,与交于点,设,则,由三角形的面积公式表示出三角形的面积关于的函数关系式,再根据二次函数的性质求得最大值,并求得的值,便可得点的坐标;(3)根据旋转性质,求得点和点的坐标,令点和点在抛物线上时,求出的最大和最小值便可.【详解】解:(1)令,得,,令,得,解得,,,把A、两点代入得,,解得,抛物线的解析式为;∴抛物线的对称轴为∵C(4,0)∴B(-2,0);(2)过点作轴,与交于点,如图,设,则,,当时,△面积最大,其最大值为2,此时的坐标为;(3)将线段绕轴上的动点顺时针旋转得到线段,如图,,,,,当在抛物线上时,有,解得,,当点在抛物线上时,有,解得,或2,当或时,线段与抛物线只有一个公共点.【点睛】本题是二次函数的综合题,主要考查了二次函数的图象与性质,旋转的性质,待定系数法,求函数图象与坐标轴的交点,求函数的最大值,三角形的面积公式,第(2)题关键在求函数的解析式,第(3)关键是确定O′,A′点的坐标与位置.11.(2021·苏州市九年级月考)已知抛物线经过点、点、点,点D为抛物线在第一象限内图像上一动点,连接,交y轴于点E,将点C关于线段作轴对称,对称点为,连接.
(1)求抛物线的解析式;(2)如图1如果点落在x轴,求点E坐标;(3)如图2,连接与交于点F,拖动点D,点落在第四象限,作,交x轴于点M,交于点G,若,求点M的横坐标.【答案】(1)y=﹣x2+2x+3;(2)点E坐标为(0,);(3)点M的横坐标为【分析】(1)利用待定系数法求抛物线的解析式即可;(2)利用勾股定理求出AC,进而求出点坐标,证明△AOE∽△CO求出OE即可;(3)连接C交AD于Q,过作P⊥x轴于P,证明△AOC≌△PA得到点坐标,进而得到点Q坐标,利用待定系数法分别求得直线AD、直线AC、直线BC、直线FG的表达式,进而求解M横坐标即可.【详解】解:(1)设抛物线的解析式为y=ax2+bx+c,则,解得:,∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3;(2)在Rt△AOC中,OA=1,OC=3,∴,∵点C与点关于线段对称,∴A=AC=,C⊥AD,又A(﹣1,0),∴点坐标为(﹣1,0),O=﹣1,∵∠OAE+∠OEA=∠OAE+∠OC=90°,∴∠OEA=∠OC,又∠AOE=∠CO,∴△AOE∽△CO,∴即,解得:,故点E的坐标为(0,);(3)连接C交AD于Q,过C′作P⊥x轴于P,∵FG∥AC,FG⊥A,∴AC⊥A,∴∠CAO+∠PAC′=90°,又∠CAO+∠ACO=90°,∴∠PA=∠ACO,又∠AOC=∠PA=90°,AC=A,∴△AOC≌△PA(AAS),∴PA=OC=3,P=OA=1,∴点的坐标为(2,﹣1),∵点C与点关于线段对称,∴点Q坐标为(1,1),设直线AD的表达式为y=kx+b,则,解得:,∴直线AD的表达式为,同样方法求得直线BC的表达式为y=﹣x+3,直线AC的表达式为y=3x+3,联立方程组,解得:,∴点F坐标为(,),∵FG∥AC,∴设直线FG的表达式为y=3x+t,则=3×+t,解得:t=,∴直线FG的表达式为y=3x,当y=0时,由0=3x解得:x=,∴点M的横坐标为.【点睛】本题考查待定系数法求二次函数的解析式、待定系数法求一次函数解析式、对称性质、相似三角形的判定与性质、平行线的性质、同角的余角相等、勾股定理、全等三角形的判定与性质、两直线的交点问题、解二元一次方程组等知识,知识点较多,综合性强,难度较难,解答的关键是读懂题意,寻找知识之间的关联点,利用数形结合思想进行推理、探究和计算.12.(2021·四川双流九年级期末)如图1,在平面直角坐标系中,过点A(5,4)作AB⊥x轴于点B,作AC⊥y轴于点C,D为AB上一点,把△ACD沿CD折叠,使点A恰好落在OB边上的点E处.(1)已知抛物线y=2x2+bx+c经过A、E两点,求此抛物线的解析式;(2)如图2,点F为线段CD上的动点,连接BF,当△BDF的面积为时,求tan∠BFD的值;(3)将抛物线y=2x2+bx+c平移,使其经过点C,设抛物线与直线AC的另一个交点为M,问在该抛物线上是否存在点N,使得△CMN为等边三角形?若存在,求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)y=2x2﹣14x+24;(2);(3)存在,点N的坐标为(,)或(﹣,)【分析】(1)解直角三角形求出E,A两点坐标,再利用待定系数法解决问题即可.(2)如图2中,过点F作FG⊥AB于G,BH⊥CD交CD的延长线于H.设DE=AD=x,在Rt△BED中,DE2=BE2+BD2,由此构建方程求出x,再利用相似三角形的性质解决问题即可.(3)如图3中,设平移后的抛物线为y=2x2+bx+4,由题意△CMN是等边三角形,推出点N只能是顶点,顶点N(,),根据IN=CI,构建方程求解即可.【详解】(1)∵点A的坐标为(5,4),AB⊥x轴于B,AC⊥y轴于C,∴AC=5,AB=4,∠ABO=∠ACO=∠COB=90°,∴四边形ABOC是矩形,∴BO=AC=5,CO=AB=4,∵△CED是由△CAD翻折得到,∴CE=AC=5,DE=AD,在Rt△CEO中,OC=4,CE=5,∴OE===3,∴E(3,0),BE=2,把E(3,0),A(5,4)代入y=2x2+bx+c得,解得,∴抛物线的解析式为y=2x2﹣14x+24.(2)如图2中,过点F作FG⊥AB于G,BH⊥CD交CD的延长线于H.设DE=AD=x,在Rt△BED中,DE2=BE2+BD2,∴x2=(4﹣x)2+22,∴x=,∴AD=,BD=,∴×DB×FG=,∴FG=,∵FG∥AC,∴=,∴,∴DG=,∴DF==,∵∠FGD=∠BHD,∠FDG=∠BDH,∴△BDH∽△FDG,∴==,∴,∴DH=,BH=,FH=FD+DH=,∴tan∠BFN==.(3)如图3中,设平移后的抛物线为y=2x2+bx+4,∵△CMN是等边三角形,∴点N只能是顶点,顶点N(,),∴IN=CI,∴||=4﹣,∴b=±2,∴满足条件的点N的坐标为(,)或(﹣,).【点睛】本题属于二次函数综合题,考查了二次函数的性质,解直角三角形,相似三角形的判定和性质,等边三角形的判定和性质等知识,解题的关键是学会利用参数构建方程解决问题,学会利用特殊图形解决问题,属于中考压轴题.13.(2021·江苏徐州九年级二模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c经过A(3,0)、B(﹣1,0)、C(0,3).(1)求抛物线的函数表达式;(2)点D是线段BC上一动点,点D关于AC、AB的对称点分别为点M、N,连接MN交线段AC、AB于E、F.求MF•NE最小值;(3)点J是抛物线顶点,连接JC、JA,点H为抛物线对称轴上一动点,设纵坐标为m,过点H的直线交边CJ于P,交边JA于Q,若对于每个确定的m值,有且只有一个△JQP与△JCA相似,请直接写出m的取值范围.
【答案】(1)y=﹣x2+2x+3;(2);(3)【分析】(1)设抛物线为交点式,代入点C坐标即可求得表达式;
(2)由轴对称性质可证得是等腰直角三角形,再证明,得到,即.当时,AD最小,利用三角形的面积公式求出AD的长,从而求得的最小值;
(3)当H在AC上时,容易证得临界值m=2,此时有且只有一个△JQP与△JCA相似;当H在AC上方时,过点C作CR⊥AJ于点R,交直线x=1于点H,过点R作直线RF⊥y轴于点F,过点A作AE⊥RF于点E.可证△RFC~△AER.从而得到点R坐标,由此知直线CR的解析式,令x=1,即可得H点的纵坐标m=,此为另一临界值,若,则不存在唯一的△JQP与△JCA相似.根据m的两个临界值,可得m的取值范围.【详解】解:(1)∵抛物线与x轴交于点A(3,0),B(-1,0),∴设抛物线表达式为∵点C(0,3)在抛物线上,∴a(0+1)(0﹣3)=3,解得,a=﹣1.∴该抛物线表达式为y=﹣(x+1)(x﹣3)=﹣x2+2x+3.(2)如图,连接∵A(3,0),B(-1,0),∴OC=OA=3,OB=1,∴∠OCA=∠OAC=45°,BC=.∵点D与点M关于直线AC对称,∴AM=AD,∠MAC=∠DAC.同理:AN=AD,∠BAN=∠BAD,∴AM=AN=AD.∠MAN=2∠OAC=2×45°=90°.∴△MAN为等腰直角三角形.∴∠AMN=∠ANM=45°.∵∠AEN为△AEM的外角,∴∠AEN=∠AME+∠MAE=45°+∠MAE,∵∠MAO=∠CAO+∠MAE=45°+∠MAE,∴∠AEN=∠MAO.∴△AEN~△FAM.∴,即MF•NE=AN•AM=AD2.∵点D在线段BC上,∴当AD⊥BC时,AD最小,此时,∵∴∴AD=.即MF•NE的最小值为=.(3)∵抛物线解析式y=﹣x2+2x+3,∴当时,∴抛物线的对称轴为直线x=1,顶点J(1,4).∵A(3,0)、C(0,3),∴JC2=CA2=32+32=18,AJ2=4+16=20,∴AJ2=CA2+JC2,故△JCA为直角三角形,∠JCA=90°.若△JQP与△JCA相似,则△JQP也为直角三角形.设直线AJ的解析式为y=kx+b,根据题意,得,,解得:.故直线AJ解析式为y=﹣2x+6.同理可得直线AC的解析式为y=﹣x+3.①当H在直线AC上时,此时作为一个临界条件(若H在AC下方,则过点H的直线必有一边不与CJ或JA相交).∵抛物线对称轴为x=1,点H在AC上,∴当x=1时,y=-1+3=2.∴H(1,2).此时m=2;②当H在直线AC的上方时,过点C作CR⊥AJ于点R,交直线x=1于点H,过点R作直线RF⊥y轴于点F,过点A作AE⊥RF于点E.如图(为了避免干扰,略去了抛物线图象).∴∠REA=90°.∵点R在直线AJ:y=-2x+6上,∴设点R坐标为(a,﹣2a+6).∵∠CRA=90°=∠RFC,∴∠FRC+∠ERA=90°.又∠EAR+∠ERA=90°∴∠FRC=∠EAR.∴△RFC~△AER.∴,即,整理得,5a2﹣21a+18=0,解得:,a2=3(不合题意,舍去).∴∴点R(,).设直线CR解析式为y=px+q,根据题意,得,,解得,.∴直线CR解析式为y=.令x=1,得y=.∴点H的纵坐标m=.此时m的值为另一临界值,若H再向上(包含此点(1,)),则不存在唯一的△JQP与△JCA相似.∴符合条件的m的取值范围为.【点睛】本题考查了待定系数法求函数解析式、轴对称、最值、相似三角形的判定与性质等知识点,求函数解析式是解题的基础,而第(2)题求的最小值,将解题目标锁定在证明上是关键;第(3)题求m的取值范围,将目标锁定在求m的两个临界值上是关键.14.(2021·江苏新吴九年级二模)在矩形中,已知,,E为上一点,若沿直线翻折,使点A落在边上点F处,折痕为.(1)如图1,求证:;(2)如图2,矩形的一边落在平面直角坐标系的x轴上,轴,且点C坐标为,点P为平面内一点,若以O、B、F、P为顶点的四边形是菱形,请直接写出n的值;(3)如图3,二次函数的图像经过A、F两点,其顶点为,连接,若,求此二次函数的表达式.
【答案】(1)见解析;(2)或或;(3)【分析】(1)根据矩形的性质和等角的余角相等可证得,进而可证得结论;(2)分当OB、BF为菱形的边;当OB、OF为菱形的边;当BF、OF为菱形的边三种情况讨论求解即可;(3)设抛物线的表达式为,将点A、F坐标代入求出a、h,过M作,交的延长线于点G,证明,利用相似三角形的性质列出关于n的方程,求出n值,即可得出抛物线的表达式.【详解】解:(1)证明:∵四边形是矩形,∴,由折叠得,,∴,,∴,∴;(2)解:连接OF,由折叠性质得BF=15,∵C点坐标为(n,0)(n<0),∴OC=﹣n,即OB=9﹣n,当OB、BF为菱形的边时,OB=BF,即9﹣n=15,解得:n=﹣6;当OB、OF为菱形的边时,OB=OF,∵BC=9,BF=15,∴CF=12,在Rt△OCF中,由勾股定理得:OF2=122+(﹣n)2=144+n2,∴(9﹣n)2=144+n2,解得:n=﹣3.5;当BF、OF为菱形的边时,BF=OF,由152=144+n2得:n=﹣9或n=9(不符题意,舍去),综上,满足题意的n的值为或或(3)设二次函数表达式为,由题意得,将A、F坐标代入抛物线得解得:,,过M作,交的延长线于点G,如图所示∵,∴∵,∴∵,∴,∴,即,解得,∴二次函数表达式,即..【点睛】本题考查二次函数与几何图形的综合应用,涉及矩形的性质、折叠性质、相似三角形的判定与性质、等角的余角相等、坐标与图形、菱形的性质、勾股定理、待定系数法求函数的解析式、解方程等知识,解答的关键是熟练掌握相关知识的性质与运用,利用数形结合和分类讨论的数学思想方法进行推理、探究和计算.14.(2021·辽宁丹东中考真题)如图,已知点,点,直线过点B交y轴于点C,交x轴于点D,抛物线经过点A、C、D,连接、.(1)求抛物线的表达式;(2)判断的形状,并说明理由;(3)E为直线上方的抛物线
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