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专题02第二章二次函数
【专题过关】
类型一、二次函数与将军饮马
【解惑】如图1所示,已知直线与抛物线分别交于x轴和y轴上同一点,交点分别是点和点,且抛物线的对称轴为直线.
??
(1)请分别求出k,m,a,b的值;
(2)如图2,点Q是线段上一点,且,点M是y轴上一个动点,求线段的最小值;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使是直角三角形?若存在请直接写出P点坐标,不存在请说明理由.
【答案】(1),,,;
(2)
(3)或或或.
【分析】(1)待定系数法求k,m,a,b的值;
(2)由求出Q点坐标,再利用将军饮马模型求线段的最小值;
(3)不确定直角三角形的直角顶点,所以分三类讨论,利用勾股定理建立方程求出P点坐标.
【详解】(1)∵直线过点和点,
∴,
∴,
∴,
∵抛物线过点和点,对称轴为直线,
∴,
∴,
∴,
∴,,,;
(2)过点Q作轴,垂足为N,作关于y轴的对称点,
??
∵,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴的最小值为.
(3)存在点P,使是直角三角形,P点坐标为或或或.理由如下:
∵抛物线的对称轴为直线,
∴设P点坐标为,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴当时,,解得,
当时,,解得,
当时,,解得,
∴P点坐标为或或或.
【点睛】本题考查了用待定系数法求一次函数和二次函数的表达式,将军饮马模型,直角坐标系中的直角三角形问题,渗透了数形结合和分类思想,题型常规,难度不大.
【融会贯通】
1.(2023·河北石家庄·校联考模拟预测)如图,抛物线与x轴交于点,.与y轴交于点C,,直线交抛物线于点E,且.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点M为直线上一点,点N为直线EC上一点,求的最小值;
(3)点P为抛物线上一点,点Q为平面内一点,是否存在点P,Q,使得以E,C,P,Q为顶点的四边形是矩形?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,(1,﹣4)或(7,﹣11).
【分析】(1)求出C点坐标,再由待定系数法求函数的解析式即可;
(2)作C点关于的对称点,过作交于N,交于点M,连接,,当M、N、三点共线时,的值最小,最小值为,求出即可;
(3)分两种情况讨论:①以为矩形的边,如图2,过点C作交抛物线于,过点E作交抛物线于点,过点作交于,过作交于,求出直线的解析式为,可求出直线的解析式为,联立方程组,可求得,由C点向左平移2个单位,再向下平移1个单位得到点E,可得,同理可得;②当为矩形对角线时,如图3,以EC为直径的圆与抛物线没有交点,此时P点不存在.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
将点,,代入,
∴,
解得,
∴;
(2)解:作C点关于的对称点,过作交于N,交于点M,连接,,
∴,
∴,
∴M、N、三点共线时,的值最小,
∵,,
∴为线段的垂直平分线,
∴直线的解析式为,
联立方程组,
解得,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴的最小值为.
(3)解:在点P,Q,使得以E,C,P,Q为顶点的四边形是矩形,理由如下:
①以为矩形的边,如图2,过点C作交抛物线于,过点E作交抛物线于点,过点作交于,过作交于,
∵,
设直线的解析式为,
∴,
解得,
∴直线的解析式为,
设直线与x轴交点为G,直线与x轴的交点为H,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
可求直线的解析式为,
联立方程组,
解得(舍)或,
∴;
∵C点向左平移2个单位,再向下平移1个单位得到点E,
∴;
同理可得;
②当为矩形对角线时,如图3,以EC为直径的圆与抛物线没有交点,
∴此时P点不存在;
综上所述:Q点坐标为或.
【点睛】本题考查了二次函数的图像及性质,熟练掌握二次函数的图像及性质,利用轴对称求最短距离的方法,矩形的性质,数形结合,分类讨论是解题的关键.
2.(2023秋·全国·九年级专题练习)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,,,点P是直线下方抛物线上的一个动点.过点P作轴,交直线于点E.
??
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点M是抛物线对称轴上的一个动点,则的最小值是________;
(3)求的最大值;
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)利用待定系数法求出抛物线的解析式即可;
(2)先求出点C的坐标为,根据、B关于抛物线的对称轴对称,点M在抛物线的对称轴上,得出,根据,两点之间线段最短,当点A、M、C在同一直线上时,最小,即最小,求出最小值即可;
(3)求出直线的解析式为,设,其中,则,求出,得出当时,取得最大值.
【详解】(1)解:∵,,
∴,,
∴,,
将点A,的坐标代入,得
,
解得:,
∴.
(2)解:把代入得:,
∴点C的坐标为,
∵、B关于抛物线的对称轴
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