
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文档简介
挑战2023年中考数学压轴题之学霸秘笈大揭秘(全国通用)
专题19二次函数与平移变换综合问题
【例1】(2022•湖北)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=x2﹣2x﹣3的顶点为A,
与y轴交于点C,线段CB∥x轴,交该抛物线于另一点B.
(1)求点B的坐标及直线AC的解析式;
(2)当二次函数y=x2﹣2x﹣3的自变量x满足m≤x≤m+2时,此函数的最大值为p,
最小值为q,且p﹣q=2,求m的值;
(3)平移抛物线y=x2﹣2x﹣3,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:①当m>1时,p﹣q=(m+2)2﹣2(m+2)﹣3﹣m2+2m+3=2,
解得m=(舍);②当m+2<1,即m<﹣1,p﹣q=m2﹣2m﹣3﹣(m+2)2+2(m+2)
+3=2,解得m=﹣(舍);③当m≤1≤m+1,即0≤m≤1,p﹣q=(m+2)2﹣2(m+2)
﹣3+4=2,解得m=﹣1或m=﹣﹣1(舍);④当m+1<1≤m+2,即﹣1≤m<0,
p﹣q=m2﹣2m﹣3+4=2,解得m=+1(舍)或m=﹣+1;
(3)分两种情况讨论: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=(x﹣1+h)2﹣4+h,求出直线BA的解析式为y=x﹣5,联立方程
组,由Δ=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;②当抛物线向右平移k个单位,则向
下平移k个单位,平移后的抛物线解析式为y=(x﹣1﹣k)2﹣4﹣k,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
第1页共52页.
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,由此可
求解.
【解答】解:(1)∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
∴顶点A(1,﹣4),
令x=0,则y=﹣3,
∴C(0,﹣3),
∵CB∥x轴,
∴B(2,﹣3),
设直线AC解析式为y=kx+b,
,
解得,
∴y=﹣x﹣3;
(2)∵抛物线y=x2﹣2x﹣3的对称轴为直线x=1,
①当m>1时,
x=m时,q=m2﹣2m﹣3,
x=m+2时,p=(m+2)2﹣2(m+2)﹣3,
∴p﹣q=(m+2)2﹣2(m+2)﹣3﹣m2+2m+3=2,
解得m=(舍);
②当m+2<1,即m<﹣1,
x=m时,p=m2﹣2m﹣3,
x=m+2时,q=(m+2)2﹣2(m+2)﹣3,
∴p﹣q=m2﹣2m﹣3﹣(m+2)2+2(m+2)+3=2,
解得m=﹣(舍);
③当m≤1≤m+1,即0≤m≤1,
x=1时,q=﹣4,
x=m+2时,p=(m+2)2﹣2(m+2)﹣3,
∴p﹣q=(m+2)2﹣2(m+2)﹣3+4=2,
解得m=﹣1或m=﹣﹣1(舍);
④当m+1<1≤m+2,即﹣1≤m<0,
x=1时,q=﹣4,
x=m时,p=m2﹣2m﹣3,
第2页共52页.
∴p﹣q=m2﹣2m﹣3+4=2,
解得m=1+(舍)或m=1﹣,
综上所述:m的值﹣1或1﹣;
(3)设直线AC的解析式为y=kx+b,
∴,
解得,
∴y=﹣x﹣3,
①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=(x﹣1+h)2﹣4+h,
设直线BA的解析式为y=k'x+b',
∴,
解得,
∴y=x﹣5,
联立方程组,
整理得x2﹣(3﹣2h)x+h2﹣h+2=0,
当Δ=0时,(3﹣2h)2﹣4(h2﹣h+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;
②如图2,当抛物线向右平移k个单位,则向下平移k个单位,
∴平移后的抛物线解析式为y=(x﹣1﹣k)2﹣4﹣k,
当抛物线经过点B时,(2﹣1﹣k)2﹣4﹣k=﹣3,
解得k=0(舍)或k=3,
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:1<n≤4或n=.
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【例2】(2022•常州)已知二次函数y=ax2+bx+3的自变量x的部分取值和对应函数值y如
下表:
x…﹣10123…
y…430﹣5﹣12…
(1)求二次函数y=ax2+bx+3的表达式;
(2)将二次函数y=ax2+bx+3的图象向右平移k(k>0)个单位,得到二次函数y=
mx2+nx+q的图象,使得当﹣1<x<3时,y随x增大而增大;当4<x<5时,y随x增大
而减小.请写出一个符合条件的二次函数y=mx2+nx+q的表达式y=y=﹣x2+6x﹣5(答
案不唯一),实数k的取值范围是4≤k≤5;
(3)A、B、C是二次函数y=ax2+bx+3的图象上互不重合的三点.已知点A、B的横坐
标分别是m、m+1,点C与点A关于该函数图象的对称轴对称,求∠ACB的度数.
【分析】(1)用待定系数法可得二次函数的表达式为y=﹣x2﹣2x+3;
(2)将二次函数y=﹣x2﹣2x+3的图象向右平移k(k>0)个单位得y=﹣(x﹣k+1)2+4
的图象,新图象的对称轴为直线x=k﹣1,根据当﹣1<x<3时,y随x增大而增大;当4
<x<5时,y随x增大而减小,且抛物线开口向下,知3≤k﹣1≤4,得4≤k≤5,即可得
第4页共52页.
到答案;
(3)求出A(m,﹣m2﹣2m+3),B(m+1,m2﹣m),C(﹣2﹣m,﹣m2﹣2m+3),过B
作BH⊥AC于H,可得BH=|﹣m2﹣4m﹣(﹣m2﹣2m+3)|=|﹣2m﹣3|,CH=|(﹣2﹣m)
﹣(m+1)|=|﹣2m3|,故△BHC是等腰直角三角形,∠ACB=45°,
当B在C右侧时,同理可得∠ACB=135°.
【解答】解:(1)将(﹣1,4),(1,0)代入y=ax2+bx+3得:
,
解得,
∴二次函数的表达式为y=﹣x2﹣2x+3;
(2)如图:
∵y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4,
∴将二次函数y=﹣x2﹣2x+3的图象向右平移k(k>0)个单位得y=﹣(x﹣k+1)2+4
的图象,
∴新图象的对称轴为直线x=k﹣1,
∵当﹣1<x<3时,y随x增大而增大;当4<x<5时,y随x增大而减小,且抛物线开
口向下,
∴3≤k﹣1≤4,
解得4≤k≤5,
∴符合条件的二次函数y=mx2+nx+q的表达式可以是y=﹣(x﹣3)2+4=﹣x2+6x﹣5,
故答案为:y=﹣x2+6x﹣5(答案不唯一),4≤k≤5;
(3)当B在C左侧时,过B作BH⊥AC于H,如图:
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∵点A、B的横坐标分别是m、m+1,
222
∴yA=﹣m﹣2m+3,yB=﹣(m+1)﹣2(m+1)+3=﹣m﹣4m,
∴A(m,﹣m2﹣2m+3),B(m+1,﹣m2﹣4m),
∵点C与点A关于该函数图象的对称轴对称,而抛物线对称轴为直线x=﹣1,
∴=﹣1,AC∥x轴,
∴xC=﹣2﹣m,
∴C(﹣2﹣m,﹣m2﹣2m+3),
过B作BH⊥AC于H,
∴BH=|﹣m2﹣4m﹣(﹣m2﹣2m+3)|=|﹣2m﹣3|,CH=|(﹣2﹣m)﹣(m+1)|=|﹣2m
﹣3|,
∴BH=CH,
∴△BHC是等腰直角三角形,
∴∠HCB=45°,即∠ACB=45°,
当B在C右侧时,如图:
同理可得△BHC是等腰直角三角形,
∴∠ACB=180°﹣∠BCH=135°,
第6页共52页.
综上所述,∠ACB的度数是45°或135°.
【例3】(2022•连云港)已知二次函数y=x2+(m﹣2)x+m﹣4,其中m>2.
(1)当该函数的图象经过原点O(0,0),求此时函数图象的顶点A的坐标;
(2)求证:二次函数y=x2+(m﹣2)x+m﹣4的顶点在第三象限;
(3)如图,在(1)的条件下,若平移该二次函数的图象,使其顶点在直线y=﹣x﹣2
上运动,平移后所得函数的图象与y轴的负半轴的交点为B,求△AOB面积的最大值.
【分析】(1)把O(0,0)代入y=x2+(m﹣2)x+m﹣4可得y=x2+2x=(x+1)2﹣1,
即得函数图像的顶点A的坐标为(﹣1,﹣1);
(2)由抛物线顶点坐标公式得y=x2+(m﹣2)x+m﹣4的顶点为(,),
根据m>2,=﹣(m﹣4)2﹣1≤﹣1<0,可知二次函数y=x2+(m﹣2)
x+m﹣4的顶点在第三象限;
(3)设平移后图像对应的二次函数表达式为y=x2+bx+c,其顶点为(﹣,),
将(﹣,)代入y=﹣x﹣2得c=,可得OB=﹣c=﹣,
过点A作AH⊥OB于H,有S△AOB=OB•AH=×(﹣)×1=﹣(b+1)
2+,由二次函数性质得△AOB面积的最大值是.
【解答】(1)解:把O(0,0)代入y=x2+(m﹣2)x+m﹣4得:
m﹣4=0,
解得m=4,
∴y=x2+2x=(x+1)2﹣1,
第7页共52页.
∴函数图像的顶点A的坐标为(﹣1,﹣1);
(2)证明:由抛物线顶点坐标公式得y=x2+(m﹣2)x+m﹣4的顶点为(,
),
∵m>2,
∴2﹣m<0,
∴<0,
∵=﹣(m﹣4)2﹣1≤﹣1<0,
∴二次函数y=x2+(m﹣2)x+m﹣4的顶点在第三象限;
(3)解:设平移后图像对应的二次函数表达式为y=x2+bx+c,其顶点为(﹣,),
当x=0时,B(0,c),
将(﹣,)代入y=﹣x﹣2得:
=﹣2,
∴c=,
∵B(0,c)在y轴的负半轴,
∴c<0,
∴OB=﹣c=﹣,
过点A作AH⊥OB于H,如图:
∵A(﹣1,﹣1),
∴AH=1,
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在△AOB中,
22
S△AOB=OB•AH=×(﹣)×1=﹣b﹣b+1=﹣(b+1)+,
∵﹣<0,
∴当b=﹣1时,此时c<0,S△AOB取最大值,最大值为,
答:△AOB面积的最大值是.
【例4】(2022•聊城)如图,在直角坐标系中,二次函数y=﹣x2+bx+c的图象与x轴交于A,
B两点,与y轴交于点C(0,3),对称轴为直线x=﹣1,顶点为点D.
(1)求二次函数的表达式;
(2)连接DA,DC,CB,CA,如图①所示,求证:∠DAC=∠BCO;
(3)如图②,延长DC交x轴于点M,平移二次函数y=﹣x2+bx+c的图象,使顶点D
沿着射线DM方向平移到点D1且CD1=2CD,得到新抛物线y1,y1交y轴于点N.如果
在y1的对称轴和y1上分别取点P,Q,使以MN为一边,点M,N,P,Q为顶点的四边
形是平行四边形,求此时点Q的坐标.
【分析】(1)根据抛物线对称轴和点C坐标分别确定b和c的值,进而求得结果;
(2)根据点A,D,C坐标可得出AD,AC,CD的长,从而推出三角形ADC为直角三
角形,进而得出∠DAC和∠BCO的正切值相等,从而得出结论;
(3)先得出y1的顶点,进而得出先抛物线的表达式,N的坐标,根据三角形相似或一次
函数可求得点M坐标,以MN为边,点M,N,P,Q为顶点的四边形是MNQP和MNPQ
根据M,N和点P的横坐标可以得出Q点的横坐标,进而求得结果.▱▱
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【解答】(1)解:由题意得,
,
∴,
∴二次函数的表达式为:y=﹣x2﹣2x+3;
(2)证明:∵当x=﹣1时,y=﹣1﹣2×(﹣1)+3=4,
∴D(﹣1,4),
由﹣x2﹣2x+3=0得,
x1=﹣3,x2=1,
∴A(﹣3,0),B(1,0),
∴AD2=20,
∵C(0,3),
∴CD2=2,AC2=18,
∴AC2+CD2=AD2,
∴∠ACD=90°,
∴tan∠DAC===,
∵∠BOC=90°,
∴tan∠BCO==,
∴∠DAC=∠BCO;
(3)解:如图,
作DE⊥y轴于E,作D1F⊥y轴于F,
第10页共52页.
∴DE∥FD1,
∴△DEC∽△D1FC,
∴=,
∴FD1=2DE=2,CF=2CE=2,
∴D1(2,1),
2
∴y1的关系式为:y=﹣(x﹣2)+1,
当x=0时,y=﹣3,
∴N(0,﹣3),
同理可得:,
∴,
∴OM=3,
∴M(3,0),
设P(2,m),
当MNQP时,
∴▱MN∥PQ,PQ=MN,
∴Q点的横坐标为﹣1,
当x=﹣1时,y=﹣(﹣1﹣2)2+1=﹣8,
∴Q(﹣1,8),
当MNPQ时,
同理▱可得:点Q横坐标为:5,
当x=5时,y=﹣(5﹣2)2+1=﹣8,
∴Q′(5,﹣8),
综上所述:点Q(﹣1,﹣8)或(5,﹣8).
【例5】(2022•镇江)一次函数y=x+1的图象与x轴交于点A,二次函数y=ax2+bx+c(a
≠0)的图象经过点A、原点O和一次函数y=x+1图象上的点B(m,).
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)如图1,一次函数y=x+n(n>﹣,n≠1)与二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)
的图象交于点C(x1,y1)、D(x2,y2)(x1<x2),过点C作直线l1⊥x轴于点E,过点D
作直线l2⊥x轴,过点B作BF⊥l2于点F.
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①x1=,x2=(分别用含n的代数式表示);
②证明:AE=BF;
(3)如图2,二次函数y=a(x﹣t)2+2的图象是由二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图
象平移后得到的,且与一次函数y=x+1的图象交于点P、Q(点P在点Q的左侧),
过点P作直线l3⊥x轴,过点Q作直线l4⊥x轴,设平移后点A、B的对应点分别为A′、
B′,过点A′作A′M⊥l3于点M,过点B′作B′N⊥l4于点N.
①A′M与B′N相等吗?请说明你的理由;
②若A′M+3B′N=2,求t的值.
【分析】(1)先求出点A、B的坐标,利用交点式设y=ax(x+2),把B(,)代入
即可求得答案;
(2)①联立得x2+2x=x+n,解方程即可求得答案;
②分两种情况:当n>1时,CD位于AB的上方,可得:AE=﹣2﹣=
,BF=﹣=,故AE=BF;当<n<1
时,CD位于AB的下方,可得:AE=﹣(﹣2)=,BF=﹣
=,故AE=BF;
(3)方法一:①设P、Q平移前的对应点分别为P′、Q′,则P′Q′∥PQ,可得P′
Q′∥AB,再由(2)②及平移的性质可证得结论;②由A′M+3B′N=2,可得A′M
=B′N=,根据二次函数y=x2+2x的图象的顶点为(﹣1,﹣1),二次函数y=(x﹣t)
2+2的图象的顶点为(t,2),可得新二次函数的图象是由原二次函数的图象向右平移(t+1)
第12页共52页.
个单位,向上平移3个单位得到的,把Q(t+1,3)代入y=x+1,即可求得答案;
2
方法二:①设点Q的坐标为(x3,y3),由y3=x3+1,y3=(x3﹣t)+2,得x3+1=
2
(x3﹣t)+2,可得:点P的横坐标为,点Q的横坐标为
(t>).再由二次函数y=x2+2x图象的顶点为(﹣1,﹣1),二次函数y=(x﹣t)2+2
的图象的顶点为(t,2),可得新二次函数的图象是由原二次函数的图象向右平移(t+1)
个单位,向上平移3个单位得到的,求得:B′(t+,),A′(t﹣1,3),即可证
得结论.
【解答】解:(1)∵直线y=x+1与x轴交于点A,
令y=0,得x+1=0,
解得:x=﹣2,
∴A(﹣2,0),
∵直线y=x+1经过点B(m,),
∴m+1=,
解得:m=,
∴B(,),
∵抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过A(﹣2,0),O(0,0),B(,),
设y=ax(x+2),则=a××(+2),
解得:a=1,
∴y=x(x+2)=x2+2x,
∴这个二次函数的表达式为y=x2+2x;
(2)①由题意得:x2+2x=x+n(n>﹣),
解得:x1=,x2=,
故答案为:,;
第13页共52页.
②当n>1时,CD位于AB的上方,
∵A(﹣2,0),B(,),
∴AE=﹣2﹣=,BF=﹣=,
∴AE=BF,
当<n<1时,CD位于AB的下方,
∵A(﹣2,0),B(,),
∴AE=﹣(﹣2)=,BF=﹣=,
∴AE=BF,
∴当n>﹣且n≠1时,AE=BF;
(3)方法一:①设P、Q平移前的对应点分别为P′、Q′,则P′Q′∥PQ,
∴P′Q′∥AB,
∵平移后点A、B的对应点分别为A′、B′,
由(2)②及平移的性质可知:A′M=B′N;
②∵A′M+3B′N=2,
∴A′M=B′N=,
设点Q在原抛物线上的对应点为Q′,
∵二次函数y=x2+2x的图象的顶点为(﹣1,﹣1),二次函数y=(x﹣t)2+2的图象的
顶点为(t,2),
∴新二次函数的图象是由原二次函数的图象向右平移(t+1)个单位,向上平移3个单位
得到的,
∴Q′的横坐标为0或1,
∴Q′(0,0)或(1,3),
当Q′(0,0)时,Q(t+1,3),
将点Q的坐标代入y=x+1,
得:3=(t+1)+1,
解得:t=3;
当Q′(1,3)时,Q(t+2,6),
第14页共52页.
将点Q的坐标代入y=x+1,
得:6=(t+2)+1,
解得:t=8;
综上所述,t=3或8;
另解:
∵A′M+3B′N=2,
∴A′M=B′N=,B(,)的对应点为B′(t+,),
∵B′N=,
∴点Q的横坐标为t+1,代入y=x+1,得y=(t+1)+1=t+,
∴Q(t+1,t+),
将点Q的坐标代入y=(x﹣t)2+2中,得t+=(t+1﹣t)2+2,
解得:t=3.
方法二:
2
①设点Q的坐标为(x3,y3),由y3=x3+1,y3=(x3﹣t)+2,得x3+1=(x3﹣t)
2+2,
当t>时,解得:x3=,
∴点Q的横坐标为;
同理可得点P的横坐标为,
∵点P在点Q的左侧,
∴点P的横坐标为,点Q的横坐标为(t>).
∵二次函数y=x2+2x图象的顶点为(﹣1,﹣1),二次函数y=(x﹣t)2+2的图象的顶
点为(t,2),
∴新二次函数的图象是由原二次函数的图象向右平移(t+1)个单位,向上平移3个单位
得到的,
∴B(,)的对应点为B′(t+,),A(﹣2,0)的对应点为A′(t﹣1,3).
第15页共52页.
∴B′N=t+﹣=,A′M=﹣(t﹣1)=
,
∴A′M=B′N.
一.解答题(共20题)
1.(2022秋•临海市月考)如图,以A(3,0),为顶点的抛物线交y轴于点B(0,4)
(1)求此抛物线的函数解析式.
(2)点C(7,4)是否也在这个抛物线上?
(3)你能否通过左右平移该抛物线,使平移后的抛物线经过点C(7,4)?若能,请写
出平移的方法.
【分析】(1)设顶点式y=a(x﹣3)2,然后把B点坐标代入求出a,从而得到抛物线解
析式;
(2)根据二次函数图象上点的坐标特征进行判断;
(3)设平移后的抛物线解析式为y=(x﹣m)2,再把C(7,4)代入求出m的值为4
或10,从而可判断抛物线向右平移1个单位或7个单位.
【解答】解:(1)设抛物线解析式为y=a(x﹣3)2,
把B(0,4)代入得4=a×(0﹣3)2,
解得a=,
∴抛物线解析式为y=(x﹣3)2;
(2)当x=7时,y=(x﹣3)2=×(7﹣3)2=≠4,
∴点C(7,4)不在这个抛物线上;
(3)能.
第16页共52页.
设平移后的抛物线解析式为y=(x﹣m)2,
把C(7,4)代入得×(7﹣m)2=4,
解得m1=4,m2=10,
∴把抛物线y=(x﹣3)2向右平移1个单位或7个单位可经过点C(7,4).
2.(2022秋•江夏区月考)已知抛物线y=﹣x2+bx+c经过点A(﹣1,2).
(1)抛物线顶点位于y轴右侧且纵坐标为6.①求抛物线的解析式.②如图1,直线y
=﹣x+4与抛物线交于B、C两点,P为线段BC上一点,过P作PM∥y轴交抛物线于M
点.若PM=3,求P点的坐标.
(2)将抛物线平移,使点A的对应点为A'(m+1,b+4),其中m≠2.若平移后的抛物
线经过点N(2,1),平移后的抛物线顶点恰好落在直线y=x+5上,求b的值.
【分析】(1)①将点A(﹣1,2)代入y=﹣x2+bx+c,得到b、c的关系为c﹣b=3,再
由=6,求出b、c的值即可求函数的解析式;
②设M(t,﹣t2+2t+5),则P(t,﹣t+4),可得PM=﹣t2+3t+1=3,求出t的值即可求
M点坐标;
(2)由题意可知抛物线向右平移m+2个单位,向上平移b+2个单位,则平移后的抛物
线解析为y=﹣(x﹣﹣m﹣2)2+2b+5+,所以抛物线的顶点为(+m+2,2b+5+),
再由题意可得m=+b﹣2①,﹣(﹣﹣m)2+2b+5+=1②,由①②求出b
的值即可.
第17页共52页.
【解答】解:(1)①将点A(﹣1,2)代入y=﹣x2+bx+c,
∴c﹣b=3,
∵抛物线的顶点纵坐标为6,
∴=6,
∴c=﹣3或c=5,
∴b=﹣6或b=2,
∵顶点位于y轴右侧,
∴b>0,
∴b=2,
∴y=﹣x2+2x+5;
②设M(t,﹣t2+2t+5),则P(t,﹣t+4),
∴PM=﹣t2+3t+1,
∵PM=3,
∴﹣t2+3t+1=3,
解得t=1或t=2,
∴P(1,3)或(2,2);
(2)∵点A(﹣1,2)平移后对应点为A'(m+1,b+4),
∴抛物线向右平移m+2个单位,向上平移b+2个单位,
∵c﹣b=3,
∴y=﹣x2+bx+c=﹣(x﹣)2+b+3+,
∴平移后的抛物线解析为y=﹣(x﹣﹣m﹣2)2+2b+5+,
∴抛物线的顶点为(+m+2,2b+5+),
∵抛物线顶点恰好落在直线y=x+5上,
∴+m+2+5=2b+5+,
∴m=+b﹣2①,
∵平移后的抛物线经过点N(2,1),
∴﹣(﹣﹣m)2+2b+5+=1②,
由①②可得,b+2m=b+4或b+2m=﹣b﹣4,
第18页共52页.
当b+2m=b+4时,m=2,此时不符合题意;
当b+2m=﹣b﹣4时,b=0或b=﹣10,
当b=0时,m=﹣2;当b=﹣10时,m=8;
∴b的值为0或﹣10.
3.(2022•湖里区二模)抛物线y=ax2+bx+1与x轴仅有一个交点A(m,0),与y轴交于点
B,过点B的直线BC⊥AB交x轴于点M,BC=kAB.
(1)用含b的式子表示m;
(2)若四边形AMBE是平行四边形,且点E在抛物线上,求抛物线的解析式;
(3)已知点C在抛物线上,且m>0,k=4,将抛物线y=ax2+bx+1平移,若点M
在平移后的抛物线上,判断平移后的抛物线是否经过点C?若经过,请说明抛物线平移
的方式;若不经过,请说明理由.
【分析】(1)利用Δ=b2﹣4ac决定抛物线与x轴的交点个数得到Δ=b2﹣4a=0,可得a
=,则y=x2+bx+1=(x+)2,把A(m,0)代入即可求解;
(2)求出E(﹣,1),则BE=|﹣|,证明△AOB∽△BOM,可求M(﹣,0),再
由AM=BE,得到|﹣|=|m+|,求出b=±2,即可求解析式y=(x﹣1)2或y=(x+1)
2;
(3)平移后抛物线的顶点由A变为M,则平移后的抛物线为y=(x+)2,因为C
在抛物线上,平移后的抛物线经过C,所以(x+)2=(x﹣m)2,此时m2=﹣
1,m无解.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+1与x轴仅有一个交点A(m,0),
∴Δ=b2﹣4ac=b2﹣4a=0,
∴a=,
∴y=x2+bx+1=(x+)2,
把A(m,0)代入得,(m+)2=0,
∴m=﹣;
(2)若四边形AMBE是平行四边形,A,M均在x轴上,
则AM∥BE,AM=BE,
第19页共52页.
∵B在y轴上,
当x=0时,y=ax2+bx+1=1,
∴B(0,1),
∴E的纵坐标为1,
2
把yE=1代入抛物线y=(x+),
∴(x+)2=1,
解得x=0(舍)或﹣,
∴E(﹣,1),
∴BE=|﹣|,
∵BC⊥AB,
∴∠MBA=90°,
∵∠MBO+∠ABO=90°,∠ABO+∠BAO=90°,
∴∠BAO=∠MBO,
∴△AOB∽△BOM,
∴=,
∴OM=,
∴M(﹣,0),
∵AM=BE,
∴|﹣|=|m+|,
∵m=﹣,
∴b=±2,
∴y=(x﹣1)2或y=(x+1)2;
(3)平移后的抛物线不经过点C,理由如下:
∵平移后抛物线的顶点由A变为M,
∴平移后的抛物线为y=(x+)2,
∵C在抛物线上,平移后的抛物线经过C,
第20页共52页.
∴(x+)2=(x﹣m)2,
∴m2=﹣1,
∴m无解,
∴平移后的抛物线不经过C点.
4.(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.
【分析】(1)根据点A,B的坐标,利用待定系数法即可求出抛物线的解析式;
(2)i.根据三角形面积求出平移后的抛物线的对称轴为直线x=2,开口向上,由二次
函数的性质可得出答案;
ii.P(m,﹣3),证出BP=PQ,由等腰三角形的性质求出∠BPC=60°,由直角
三角形的性质可求出答案.
【解答】解:(1)将A(﹣2,﹣1),B(0,﹣3)代入y=x2+bx+c,得:
,
解得:,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣3.
第21页共52页.
(2)i.∵y=x2﹣3,
∴抛物线的顶点坐标为(0,﹣3),
即点B是原抛物线的顶点,
∵平移后的抛物线顶点为P(m,n),
∴抛物线平移了|m|个单位,
∴S△OPB=×3|m|=3,
∵m>0,
∴m=2,
即平移后的抛物线的对称轴为直线x=2,
∵在x=k的右侧,两抛物线都上升,原抛物线的对称轴为y轴,开口向上,
∴k≥2;
ii.把P(m,n)代入y=x2﹣3,
∴n=﹣3,
∴P(m,﹣3),
由题意得,新抛物线的解析式为y=+n=﹣3,
∴Q(0,m2﹣3),
∵B(0,﹣3),
∴BQ=m2,+,PQ2=
,
∴BP=PQ,
如图,过点P作PC⊥y轴于C,则PC=|m|,
第22页共52页.
∵PB=PQ,PC⊥BQ,
∴BC=BQ=m2,∠BPC=∠BPQ=×120°=60°,
∴tan∠BPC=tan60°==,
∴m=2或m=﹣2(舍),
∴n=﹣3=3,
∴P点的坐标为(2,3).
5.(2022•青浦区模拟)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于
点A(1,0)和点B(3,0),与y轴交于点C.
(1)求该抛物线的表达式及点C的坐标;
(2)点P为抛物线上一点,且在x轴下方,联结PA.当∠PAB=∠ACO时,求点P的
坐标;
(3)在(2)的条件下,将抛物线沿平行于y轴的方向平移,平移后点P的对应点为点
Q,当AQ平分∠PAC时,求抛物线平移的距离.
【分析】(1)运用待定系数法即可求得答案;
(2)设P(t,﹣t2+4t﹣3),如图1,过点P作PD⊥x轴于点D,连接AC、AP,可证得
第23页共52页.
△APD∽△CAO,建立方程求解即可得出答案;
(3)如图2,连接AQ、PQ,过点P作PE⊥PA交AQ于点E,过点E作EF⊥PQ于点F,
可证得△APD≌△PEF(AAS),得出:PF=AD=,EF=PD=,即E(,﹣),
再利用待定系数法求得直线AE的解析式为y=﹣2x+2,再求得Q(,﹣),即可
求得抛物线平移的距离.
【解答】解:(1)∵抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于点A(1,0)和点B(3,0),
∴,
解得:,
∴该抛物线的表达式为y=﹣x2+4x﹣3,
当x=0时,y=﹣3,
∴C(0,﹣3);
(2)设P(t,﹣t2+4t﹣3),如图1,过点P作PD⊥x轴于点D,连接AC、AP,
则∠ADP=∠AOC=90°,AD=t﹣1,PD=﹣(﹣t2+4t﹣3)=t2﹣4t+3,
又OA=1,OC=3,
∵∠PAB=∠ACO,
∴△APD∽△CAO,
∴=,即=,
∴3t2﹣13t+10=0,
解得:t1=1(舍去),t2=,
当t=时,﹣t2+4t﹣3=﹣()2+4×﹣3=﹣
∴P(,﹣);
(3)如图2,连接AQ、PQ,过点P作PE⊥PA交AQ于点E,过点E作EF⊥PQ于点F,
由(2)知:P(,﹣),∠PAC=90°,
∴PD=,AD=﹣1=,∠ADP=90°,
∵将抛物线沿平行于y轴的方向平移,平移后点P的对应点为点Q,
∴D、P、Q在同一条直线上,
∴∠APD+∠EPF=90°,
第24页共52页.
∵∠PFE=90°=∠ADP,
∴∠PEF+∠EPF=90°,
∴∠APD=∠PEF,
∵AQ平分∠PAC,
∴∠PAE=∠PAC=×90°=45°,
又PE⊥PA,
∴△APE是等腰直角三角形,
∴AP=PE,
∴△APD≌△PEF(AAS),
∴PF=AD=,EF=PD=,
∴E(,﹣),
设直线AE的解析式为y=kx+d,则,
解得:,
∴直线AE的解析式为y=﹣2x+2,
当x=时,y=﹣2x+2=﹣2×+2=﹣,
∴Q(,﹣),
∵﹣﹣(﹣)=,
∴抛物线y=﹣x2+4x﹣3向下平移了个单位.
第25页共52页.
6.(2022•凉山州)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=﹣x2+bx+c经过点A(﹣1,0)
和点B(0,3),顶点为C,点D在其对称轴上,且位于点C下方,将线段DC绕点D
按顺时针方向旋转90°,点C落在抛物线上的点P处.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求点P的坐标;
(3)将抛物线平移,使其顶点落在原点O,这时点P落在点E的位置,在y轴上是否存
在点M,使得MP+ME的值最小,若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)利用待定系数法求抛物线解析式;
(2)利用配方法得到y=﹣(x﹣1)2+4,则根据二次函数的性质得到C点坐标和抛物线
的对称轴为直线x=1,如图,设CD=t,则D(1,4﹣t),根据旋转性质得∠PDC=90°,
DP=DC=t,则P(1+t,4﹣t),然后把P(1+t,4﹣t)代入y=﹣x2+2x+4得到关于t
的方程,从而解方程求出t,即可得到点P的坐标;
(3)P点坐标为(2,3),顶点C坐标为(1,4),利用抛物线的平移规律确定E点坐标
为(1,﹣1),找出点E关于y轴的对称点F(﹣1,﹣1),连接PF交y轴于M,则MP+ME
=MP+MF=PF的值最小,然后利用待定系数法求出直线PF的解析式,即可得到点M
的坐标.
【解答】解:(1)把A(﹣1,0)和点B(0,3)代入y=﹣x2+bx+c,
得,
解得:,
第26页共52页.
∴抛物线解析式为y=﹣x2+2x+3;
(2)∵y=﹣(x﹣1)2+4,
∴C(1,4),抛物线的对称轴为直线x=1,
如图,设CD=t,则D(1,4﹣t),
∵线段DC绕点D按顺时针方向旋转90°,点C落在抛物线上的点P处,
∴∠PDC=90°,DP=DC=t,
∴P(1+t,4﹣t),
把P(1+t,4﹣t)代入y=﹣x2+2x+3得:
﹣(1+t)2+2(1+t)+3=4﹣t,
整理得t2﹣t=0,
解得:t1=0(舍去),t2=1,
∴P(2,3);
(3)∵P点坐标为(2,3),顶点C坐标为(1,4),将抛物线平移,使其顶点落在原点
O,这时点P落在点E的位置,
∴E点坐标为(1,﹣1),
∴点E关于y轴的对称点F(﹣1,﹣1),
连接PF交y轴于M,则MP+ME=MP+MF=PF的值最小,
设直线PF的解析式为y=kx+n,
第27页共52页.
∴,
解得:,
∴直线PF的解析式为y=x+,
∴点M的坐标为(0,).
2
7.(2022•雁塔区校级模拟)已知抛物线L1:y=ax+bx+c(a≠0)与x轴交于点A(﹣1,0),
点B(3,0),与y轴交于点C(0,3).
(1)求抛物线L的表达式;
(2)若点P是直线y=x+1上的一个动点,将抛物线L进行平移得到抛物线L',点B的
对应点为点Q,是否存在以A、B、P、Q四个点为顶点的四边形是菱形?若存在,求出
抛物线的平移方式;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)利用待定系数法解答即可;
(2)根据已知条件画出符合题意的图形,利用等腰直角三角形的性质和菱形的性质解答
即可.
【解答】解:(1)由题意得:
,
解得:.
∴抛物线L的表达式为y=﹣x2+2x+3;
(2)存在以A、B、P、Q四个点为顶点的四边形是菱形.理由:
∵点A(﹣1,0),点B(3,0),
∴AB=4.
如图,当四边形ABQP为菱形时,
第28页共52页.
过点P作PC⊥x轴于点C,
令x=0,则y=1,
∴D(0,1),
∴OD=1,
令y=0,则x+1=0,
∴x=﹣1,
∴A(﹣1,0).
∴OA=1.
∴OA=OD,
∴∠DAO=45°.
∵PC⊥x轴,
∴PC=AC.
∵四边形ABQP为菱形,
∴PA=AB=4.
∴PC=AC=PA•sin45°=4×=2,
∴P(2﹣1,2),Q(3+2,2).
抛物线的平移方式为:先将抛物线向右平移2个单位,再向上平移2个单位;
同理,当点P在第三象限时,P(﹣2﹣1,﹣2),Q(3﹣2,﹣2),
此时,抛物线的平移方式为:先将抛物线向左平移2个单位,再向下平移2个单位;
如图,当四边形APBQ为菱形时,
第29页共52页.
∵OA=OD=1,
∴∠DAO=45°.
∵四边形APBQ为菱形,
∴∠BAQ=∠DAO=45°,
∴∠PAQ=90°,
∴四边形APBQ为正方形,
∴P(1,2),Q(1,﹣2).
此时,抛物线的平移方式为:先将抛物线向左平移2个单位,再向下平移2个单位;
如图,当四边形ABPQ为菱形时,
∵OA=OD=1,
∴∠DAO=45°.
∵四边形APBQ为菱形,
∴∠PAQ=∠DAO=45°,
∴∠BAQ=90°,
∴四边形ABPQ为正方形,
∴P(3,4),Q(﹣1,4).
此时,抛物线的平移方式为:先将抛物线向左平移4个单位,再向上平移4个单位.
8.(2022•渭滨区一模)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=﹣+bx2+c经过点A(﹣
第30页共52页.
1,0)和点B(0,),顶点为C,点D在其对称轴上且位于点C下方,将线段DC绕
点D按顺时针方向旋转90°,点C落在抛物线上的点P处.
(1)求这条抛物线的表达式;
(2)求线段CD的长;
(3)将抛物线平移,使其顶点C移到原点O的位置,这时点P落在点E的位置,如果
点M在y轴上,且以O、D、E、M为顶点的四边形面积为8,求点M的坐标.
【分析】(1)利用待定系数法求抛物线解析式;
(2)利用配方法得到y=﹣(x﹣2)2+,则根据二次函数的性质得到C点坐标和抛
物线的对称轴为直线x=2,如图,设CD=t,则D(2,﹣t),根据旋转性质得∠PDC
=90°,DP=DC=t,则P(2+t,﹣t),然后把P(2+t,﹣t)代入y=﹣x2+2x+
得到关于t的方程,从而解方程可得到CD的长;
(3)P点坐标为(4,),D点坐标为(2,),利用抛物线的平移规律确定E点坐标
为(2,﹣2),设M(0,m),当m>0时,利用梯形面积公式得到•(m++2)•2=8
当m<0时,利用梯形面积公式得到•(﹣m++2)•2=8,然后分别解方程求出m即
可得到对应的M点坐标.
【解答】解:(1)把A(﹣1,0)和点B(0,)代入y=﹣x2+bx+c,
得,解得,
∴抛物线解析式为y=﹣x2+2x+;
(2)∵y=﹣(x﹣2)2+,
∴C(2,),抛物线的对称轴为直线x=2,
如图,设CD=t,则D(2,﹣t),
∵线段DC绕点D按顺时针方向旋转90°,点C落在抛物线上的点P处,
∴∠PDC=90°,DP=DC=t,
第31页共52页
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