中考必做的36 道数学压轴题
第一题夯实双基“步步高”,强化条件是“路标”
例 1
分 )在平面直角坐标系x O y
中,抛物线
(2013 北京, 23,7
y mx22m 0y A
x 轴交于点B
()与轴交于点,其对称轴与.( 1)求点 A,B 的坐标;
( 2)设直线l与直线 AB 关于该抛物线的对称轴对称,求直线l 的解析式;
( 3)若该抛物线在2x1这一段位于直线l 的上方,并且在 2 x 3 这一段位于直线 AB 的下方,求该抛物线的解析式.
解:( 1)当 x= 0 时, y=-2.
∴ A( 0,- 2).
2m
1 ,
抛物线对称轴为 x=
2m
∴B( 1, 0).
(2)易得 A 点关于对称轴的对称点为 A( 2,- 2)则
直线 l 经过 A 、 B .
没直线的解析式为y= kx+b
则2k b2,解得k2,
k b0.b 2.
∴直线的解析式为y=- 2x +2 .
(3)∵抛物线对称轴为x = 1
抛物体在 2 轴对称,结合图象可以观察到抛物线在-2 位于直线 l 的上方,在-1< x<0 这一段位于直线l 的下方. ∴抛物线与直线l 的交点横坐标为-1; 当x=- 1 时, y=- 2x(-1)+ 2 =4 则抛物线过点(-1, 4) 当x=- 1 时, m+ 2m -2= 4 ,m= 2 ∴抛物线解析为y=2x2- 4x- 2 . 连接( 2013 江苏南京,26, 9 分)已知二次函数y= a( x- m)2- a( x-m)(a、 m 为常数,且 a≠0) . (1)求证:不论 a 与 m 为何值,该函数的图象与x 轴总有两个公共点; (2)设该函数的图象的顶点为 C.与 x 轴交于 A、 B 两点,与y 轴交于点 D . ①当△ ABC 的面积等于1 时,求 a 的值; ②当△ ABC 的面积与△ABD 的面积相等时,求m 的值 . 222 【答案】( 1)证明: y=a( x- m)- a( x- m)= ax -( 2am+ a)x+ am +am. 222 因为当 a≠0时,[-( 2am+ a)]-4a( am + am)= a > 0. 所以,方程 ax 2-( 2am + a )x + am 2+am =0 有两个不相等的实数根 . 所以,不论 a 与 m 为何值,该函数的图象与 x 轴总有两个公共点 . ???3 分 (2)解:① y = a ( x -m ) 2 - a ( x - m )= a ( x - 2m 1 ) 2- a , 2 4 所以,点 C 的坐标为( 2m 1 ,- a ) . 2 4 当 y = 0 时, a ( x - m ) 2- a ( x -m )= 0.解得 x 1=m ,x 2=m + 1.所以 AB = 1. 当△ ABC 的面积等于 1 时, 1 ×1× a = 1. 2 4 1 a )= 1,或 1 a 所以 ×1×(- 2 ×1× =1. 2 4 4 所以 a =- 8,或 a =8. ②当 x = 0 时, y = am 2+ am.所以点 D 的坐标为( 0,am 2+ am ) . 当△ ABC 的面积与 △ ABD 的面积相等时, 1 ×1× a = 1 ×1×am 2 am 2 4 2 1 a )= 1 2 1 a 1 2 ×1×(- 4 ×1×( am + am ),或 2 ×1× = ×1×( am + am ) . 2 2 4 2 所以 m =- 1 ,或 m = 1 2 2 ,或 m = 1 2 .???9 分 2 2 变式 : ( 2012 北京, 23,7 分)已知二次函数 y (t 1)x 2 2(t 2) x 3 在 x 0 和 x 2 时 2 的函数值相等。 (1) 求二次函数的解析式; (2) 若一次函数 y kx 6 的图象与二次函数的图象都经过点 A( 3,m) ,求 m 和 k 的值; (3) 设二次函数的图象与 x 轴交于点 B ,C (点 B 在点 C 的左侧),将二次函数的图象在 点 B ,C 间的部分(含点 B 和点 C )向左平移 n (n 0) 个单位后得到的图象记为 G ,同时将 (2)中得到的直线 y kx 6 向上平移 n 个单位。请结合图象回答:当平移后的直线与图象 G 有公共点时, n 的取值范围。 【答案】( 1) ①方法一: ∵二次函数 y (t 1)x 2 2(t 2) x 3 在 x 0 和 x 2 2 时的函数值相等 ∴ 3 4(t 1) 4(t 2) 3 . 2 3 2 ∴ t . 2 1 3 ∴这个二次函数的解析式是 y x 2 x 2 2 ②方法二:由题意可知:二次函数图象的对称轴为x 1 则 2(t 2) 2(t 1 1) ∴ t 3 . 2 ∴这个二次函数的解析式是 (2)∵二次函数的图象过 y 1 x 2 x 3 2 2 . A( 3,m) 点 . ∴ m 1 ( 3)2 ( 3) 3 6 . 2 2 又∵一次函数 y kx 6 的图象经过点 A ∴ 3k 6 6 ∴ k 4 (3)令 y 1 x 2 x 3 0 2 2 解得: x 1 1 x 2 3 由题意知,点 B 、C 间的部分图象的解析式为 y 1 1),( 1 x 3 ) . ( x 3)( x 1 (x 2 则向左平移后得到图象 G 的解析式为: y 3 n)( x 1 n) ,( n 1 x 3 n ). 2 此时平移后的一次函数的解析式为 y 4x 6 n . 1 若平移后的直线 y 4 x 6 n 与平移后的抛物线 y 3 n)( x 1 n) 相切 . ( x 1 (x 2 则 4x 6 n 3 n)( x 1 n) 有两个相等的实数根。 2 即一元二次方程 1 x 2 (n 3)x 1 n 2 9 0有两个相等的实数的根。 2 2 2 ∴判别式 = (n 3) 2 4 ( 1 )( 1 n 2 9) 0 解得: n 0 与 n 0矛盾 . 2 2 2 ∴平移后的直线 y 4 x 6 n 与平移后的抛物线 y 1 3 n)( x 1 n) 不相切 . ( x 2 ( n 1,0) 和 ∴结合图象可知,如果平移后的直线与图象 G 有公共点,则两个临界交点为 (3 n,0) . 2 则 4( n 1) 6 n 0 ,解得: n 3 4(3 n) 6 n 0,解得: n 6 ∴ 2 n 6 3 第 2 题“弓形问题”再相逢, “殊途同归”快突破 (例题) ( 2012 湖南湘潭, 26,10 分) 如图, 抛物线 y ax 2 3 x 2(a 0) 的图象与 x 2 轴交于 A 、 B 两点,与 y 轴交于 C 点,已知 B 点坐标为 4,0 . ( 1)求抛物线的解析式; ( 2)试探究 ABC 的外接圆的圆心位置,并求出圆心坐标; ( 3)若点 M 是线段 BC 下方的抛物线上一点, 求 MBC 的面积的最大值, 并求出此时 M 点的坐标 . 【答案】 解:( 1)将 B (4, 0)代入 y ax 2 3 x 2( a 0) 中,得: a 1 1 x 23 2 2 ∴抛物线的解析式为: y x 2( a 0) ( 2)∵当 1 x 2 3 x 2 2 2 0 时,解得 x 1 4 , x 2 1 2 2 ∴ A 点坐标为(- 1, 0),则 OA=1 ∵当 x=0 时, y 1 x 2 3 x 22 2 2 ∴ C 点坐标为( 0,- 2),则 OC=2 在 Rt ⊿ AOC 与 Rt ⊿ COB 中, OA OC 1 OC OB 2 ∴ Rt ⊿ AOC ∽ Rt ⊿ COB ∴∠ ACO= ∠ CBO ∴∠ ACB=∠ ACO+∠ OCB= ∠CBO+∠ OCB=90° 那么⊿ ABC 为直角三角形 所以⊿ ABC 的外接圆的圆心为 AB 中点,其坐标为( 1.5, 0) (3)连接 OM .设 M 点坐标为( x , 1 x 2 3 x 2 ) 2 2 则 S ⊿ MBC S ⊿OBM S ⊿OCM S ⊿ OBC = 1 4 ( 1 x 2 3 x 2) 1 2 x 1 2 4 2 2) 2 2 2 2 2 = ( x 4 ∴当 x=2 时,⊿ MBC 的面积有最大值为 4, M 的坐标为( 2,- 3) 变式( 2011安徽芜湖 24)面直角坐标系中,?ABOC 如图放置,点 A 、 C 的坐标分别为( 0, 3)、( -1,0),将此平行四边形绕点 O 顺时针旋转 90°,得到 ?A'B'OC' .(1)若抛物线过点 C,A , A',求此抛物线的解析式;(2) ?ABOC 和?A'B'OC' 重叠部分△ OC'D 的周长; ( 3)点 M 是第一象限内抛物线上的一动点,问:点 M 在何处时△ AMA' 的面积最大?最大面积是多少?并求出此 时 M 的坐标. 第三题“模式识别”记心头,看似“并列”“递进” (例题) 23.( 2012 河南, 23, 11 分)如图,在平面直角坐标系中,直线与抛物线 y ax2bx 3 交于A、B两点,点 A 在x轴上,点 B 的纵坐标为线 AB 下方的抛物线上一动点(不与A、B重合),过点P作x轴的垂线交直线作PD⊥ AB 于点 D. ( 1)求 a、 b 及sin ACP 的值; ( 2)设点 P 的横坐标为m. ①用含 m 的代数式表示线段PD的长,并 求出线段 PD 长的最大值; ②连接 PB,线段 PC 把△ PDB 分成 两个三角形,是否存在适合的m 值, 使这两个三角形的面积之比为9:10? 若存在,直接写出m 值;若不存在,说明理由. y B C D A O x P y 1 x 1 2 3.点 P 是直AB 与点 C, 第23 题图 【答案】( 1)由 1 x 1 0 ,得 x 2,∴ A( 2,0) 由 1 x 2 1 3 ,得 x 4, ∴ B(4,3) 2 (-2) 2 a-2b-3=0 ∵ y ax 2 bx 3 经过 A, B 两点,∴ 1 , b 1 42 ∴ a a+4 b-3=3 2 2 设直线 AB 与 y 轴交于点 E ,则 E(0,1) ∵ PC ∥ y 轴,∴ ACP AEO . ∴ sin ACP sin AEO OA 2 2 5 AE 5 5 (2)由⑴可知抛物线的解析式为 y 1 x 2 1 x 3 ∴ P(m, 1 m 2 1 m 3), C (m, 1 m 2 2 1) 2 2 2 PC 1 m 1 ( 1 m 2 1 m 3) 1 m 2 m 4 2 2 2 2 在 Rt PCD 中, PD PC sin ACP ( 1 m 2 m 4) 2 5 2 5 5 (m 1)2 9 5 . 5 5 ∵ 5 0∴当 m 1时, PD 有最大值 9 5 5 5 5或 32 ②存在满足条件的 m 值, m 2 9 【提示】 分别过点 D 、 B 作 DF ⊥ PC , BG ⊥ PC ,垂足分别为 F 、 G . 在 Rt PDF 中, DF 1 PD 1 (m 2 2m 8). 又 BG 4 m, 5 5 ∴S PCD DF 1 ( m 2 2m 8) m 2 . 5 S PBC BG 4 m 5 当 S PCD m 2 9 时,解得 m 5 ; S PBC 5 10 2 当 S PCD m 2 10 时,解得 m 32 . S PBC 5 9 9 变式一 27.( 2011 江苏泰州, 27,12 分)已知:二次函数 y=x 2+ bx - 3 的图像经过点 P (- 2,5). ( 1)求 b 的值,并写出当 1<x ≤ 3 时 y 的取值范围; ( 2)设点 P 1( m,y 1)、 P 2( m+1,y 2)、 P 3(m+2,y 3)在这个二次函数的图像上.①当 m=4 时, y 1、 y 2、 y 3 能否作为同一个三角形的三边的长?请说明理由; ②当 m 取不小于 5 的任意实数时, y 1、y 2、 y 3 一定能作为同一个三角形三边的长,请说明理 由. 【答案】解: ( 1)把点 P 代入二次函数解析式得 5= (- 2) 2- 2b -3,解得 b=- 2. 当 1< x ≤ 3 时 y 的取值范围为- 4< y ≤0. (2)① m=4 时, y 1、 y 2、 y 3 的值分别为 5、 12、 21,由于 5+12< 21,不能成为三角形的三边长. ②当 m 取不小于 5 的任意实数时, y 1 、y 2、y 3 的值分别为 m 2- 2m - 3、m 2- 4、m 2+ 2m - 3,由于, m 2- 2m - 3+m 2- 4>m 2+ 2m -3,( m - 2) 2- 8> 0, 当 m 不小于 5 时成立,即 y 1+ y 2> y 3 成立. 所以当 m 取不小于 5 的任意实数时, y 1、 y 2、 y 3 一定能作为同一个三角形三边的长, 变式二( 2013 重庆 B 卷, 25, 10 分)如图,已知抛物线 y x 2 bx c 的图像与 x 轴的一 个交点为 B ( 5, 0),另一个交点为 A ,且与 y 轴交于点 C(0, 5). (1)求直线 BC 与抛物线的解析式; (2)若点 M 是抛物线在 x 轴下方图像上的一动点,过点 M 作 MN//y 轴交直线 BC 于点 N , 求 MN 的最大值; (3)在( 2)的条件下, MN 取得最大值时,若点 P 是抛物线在 x 轴下方图像上任意一点, 以 BC 为边作平行四边形 CBPQ ,设平行四边形 CBPQ 的面积为 S 1 , △ABN 的面积为 S 2 , 且 S 1 6S 2 ,求点 P 的坐标 . y C O A B x 【答案】 解:( 1)设直线 BC 的解析式为 y mx n ,将 B ( 5, 0),C ( 0, 5)代入有: 5m n m 1 n 5 解得: 所以直线 BC 的解析式为 yx 5 n 5 再将 B ( 5, 0), C ( 0, 5)代入抛物线 y x 2 bx c 有: 25 5b c 0 b 6 解 得 : 所以抛物线的解析式为: c 5 c 5 y x 26x5 (2)设 M 的坐标为(x,x26x5),则N的坐标为(x,x 5 ),MN = ( x 5) ( x26x 5) =x 25x 当 x 525时, MN 有最大值为 24 y C N O A B x Q P1 M P 2 (3)当y x26x 5 0 时,解得 x11, x25故A( 1,0), B(5,0),所以 AB=4 由( 2)可知, N 的坐标为(5 , 5 )22 ∴ S21455 22 则 S16S230 ,那么S△CBP15 在 y 上取点 Q(-1, 0),可得S△CBQ15 故QP∥ BC 则直线 QP 的解析式为yx 1 当 x26x 5x 1时,解得 x1 2 , x2 3 所以 P 点坐标为( 2, 3 ),( 3 , 4), 第四题“准线” “焦点”频现身, “居高临下”明“结构” (例题) ( 2012 四川资阳, 25, 9 分)抛物线 y 1 x 2 x m 的顶点在直线 y x 3 上,过点 F ( 2,2) M N 4 M N MA A NB 的直线交该抛物线于点 两点(点 在点 、 的左边), ⊥ x 轴于点 , ⊥ x 轴于点 B . ( 1)(3 分 )先通过配方求抛物线的顶点坐标(坐标可用含 m 的代数式表示) ,再求 m 的 值; ( 2)(3 分 )设点 N 的横坐标为 a ,试用含 a 的代数式表示点 N 的纵坐标,并说明 NF = NB ; ( 3) (3 分)若射线 NM 交 x 轴于点 P ,且 PA ×PB = 100 ,求点 M 的坐标. 9 (第 25 题图) 答案:解 (1) y 1 x 2 x m 1 ( x 2) 2 (m 1) 4 4 ∴顶点坐标为 (- 2 , m 1 ) ∵顶点在直线 y x 3 上, ∴- 2+3= m 1 ,得 m =2 ( 2)∵点 N 在抛物线上, ∴点 N 的纵坐标为 1 a 2 a 2 1 a 2 4 即点 N( a , a 2 ) 4 过点 F 作 FC ⊥NB 于点 C , 在 Rt △ FCN 中, FC= a +2, NC=NB-CB= 1 a 2 a ,∴ NF 2 = NC 2 FC 2= ( 1 a 2 (a 2) 2 = ( 1 a 2 4 a) 2 a)2 (a 2 4a) 4 4 4 而 NB 2 = ( 1 a 2 a 2) 2 = ( 1 a 2 a)2 (a 2 4a) 4 4 4 ∴ NF 2= NB 2,NF=NB ( 3)连结 AF 、 BF 由 NF=NB ,得∠ NFB =∠ NBF ,由( 2)的结论知, MF =MA ,∴∠ MAF =∠ MFA,∵MA ⊥ x 轴, NB ⊥ x 轴,∴ MA ∥ NB,∴∠ AMF +∠BNF =180° ∵ △ MAF 和 △NFB 的内角总和为 360°,∴ 2∠ MAF +2∠ NBF=180°,∠ MAF +∠ NBF=90°, ∵∠ MAB+∠ NBA=180°,∴∠ FBA +∠ FAB=90°又∵∠ FAB+∠MAF =90° ∴∠ FBA=∠ MAF =∠ MFA 又∵∠ FPA=∠ BPF ,∴ △ PFA ∽△ PBF ,∴ PF PB , PF 2 PA PB = 100 PA PF 9 过点 F 作 FG ⊥ x 轴于点 G,在 Rt △ PFG 中,PG= PF 2 FG 2 = 8 ,∴PO=PG+GO= 14 , ∴ P(- 14 3 3 , 0) 3 b ,把点 F (- 2 , 2)、点 P(- 14 3 , 设直线 PF : y kx , 0)代入 y kx b 解得 k = 7 ,∴直线 PF : y 3 x 7 3 4 b = 2 4 2 解方程 1 x 2 x 2 3 x 7 ,得 x =- 3 或 x =2(不合题意,舍去) 4 4 2 当 x =- 3 时, y = 5 ,∴ M (- 3 , 5 ) 4 4 变式一 25.已知抛物线 y=ax 2 +bx+c (a ≠0)顶点为 C ( 1, 1)且过原点 O .过抛物线 上一点 P ( x , y )向直线 y= 5 作垂线,垂足为 M ,连 FM (如图). ( 1)求字母 a ,b , c 的值; ( 2)在直线 x=1 上有一点 F(1 , 3 ),求以 PM 为底边的等腰 4 三角形 PFM 的 P 点的坐标,并证明此时△ PFM 为正三角形; ( 3)对抛物线上任意一点 P ,是否总存在一点 N ( 1, t ),使PM=PN 恒成立?若存在请求出 t 值,若不存在请说明理由. 解:( 1)抛物线 y=ax 2+bx+c (a ≠0)顶点为 C (1,1)且过原点 O , 2 可得 - b =1, 4ac b =1, c=0, 2a 4a ∴ a=-1, b=2,c=0. ( 2)由( 1)知抛物线的解析式为 y=-x 2+2x , 故设 P 点的坐标为( m ,-m 2 +2m ),则 M 点的坐标( m , 5 ), 4 ∵△ PFM 是以 PM 为底边的等腰三角形 ∴ PF=MF ,即( m-1)2 +(-m 2 +2m-3 )2 =( m-1)2 +( 3 - 5 )2 4 4 4 ∴ -m 2 +2m-3 = 1 或 -m 2 +2m-3 =- 1 , 4 2 4 2 3 1 4 2 时,即 -4m 2 +8m-5=0 ∵△ =64-80=-16 <0 ∴此式无解 2 3 =- 1 2 1 ②当 -m +2m- 4 2 时,即 m-2m=- 4 ∴ m=1+ 3 或 m=1- 3 22 Ⅰ、当 m=1+ 3 时, P 点的坐标为( 1+ 3 , 1 ), M 点的坐标为 ( 1+ 3,5) 2 2 4 2 4 Ⅱ、当 m=1- 3 时, P 点的坐标为( 1- 3 , 1 ),M 点的坐标为( 1- 3 , 5 ), 2 2 4 2 4 经过计算可知 PF=PM , ∴△ MPF 为正三角形, ∴ P 点坐标为:( 1+ 3 , 1 )或( 1- 3 , 1 ). 2 4 2 4 ( 3)当 t= 3 时,即 N 与 F 重合时 PM=PN 恒成立. 4 证明:过 P 作 PH 与直线 x=1 的垂线,垂足为 H , 在 Rt △ PNH 中, 2 2 +( t-y 2 2 -2x+1+t 2 -2ty+y 2 , PN=(x-1 ) ) =x 2 5 2 2 - 5 y+ 25 , PM=( 4 -y ) =y 2 16 P 是抛物线上的点, ∴ y=-x 2 +2x ; ∴ PN 2=1-y+t 2 -2ty+y 2=y 2 - 5 y+ 25 , 2 16 ∴ 1-y+t 2 -2ty+y 2 =y 2 - 5 y+ 25 , 2 16 移项,合并同类项得: - 3 y+2ty+ 9 -t 2 =0, 2 16 ∴ y ( 2t- 3 )+( 9 -t 2 )=0 对任意 y 恒成立. 2 16 ∴ 2t- 3 =0 且 9 -t 2=0, 2 16 ∴ t= 3 ,故 t= 3 时, PM=PN 恒成立. 44 ∴存在这样的点. 变式二( 2012 山东潍坊, 24,11 分)如图 12,已知抛物线与坐标轴分别交于 A ( 2, 0)、 B ( 2,0)、 C ( 0, 1)三点,过坐标原点 O 的直线 y kx 与抛物线交于 M 、N 两点. 分别过 点 C 、 D ( 0, 2)作平行于 x 轴的直线 l 1、l 2. ( 1)求抛物线对应二次函数的解析式; ( 2)求证以 ON 为直径的圆与直线 l 1 相切; ( 3)求线段 MN 的长(用 k 表示),并证明 M 、 N 两点到直线 l 2 的距离之和等于线段 MN 的长. y N A O B M x C l 1 l 2 D 图 12 【答案】 解:( 1)设抛物线对应二次函数的解析式为 y ax 2 bx c , 0 4a 2b c a 1 4 由 0 4a 2b c ,解得 b 0 . 1 c c 1 所以 y 1 x 2 1 . 4 ( 2)设 M ( x 1, y 1), N (x 2, y 2),因为点 M 、N 在抛物线上, 1 2 1 2 2 所以 y 1 4 x 1 1 , y 2 4 x 2 1 ,所以 x 2 4( y 2 1) ; 又 ON 2 = x 2 2 y 22 = 4( y 2 1) y 2 2 = ( y 2 2)2 , 所以 ON= y 2 2 ,又因为 y 2≥ 1, 所以 ON= y 2 2 . 设 ON 的中点为 E ,分别过点 N 、E 向直线 l 1 作垂线,垂足为 P 、F , 则 EF= OC NP = 2 y 2 , 2 2 所以 ON=2EF , 即 ON 的中点到直线 l 1 的距离等于 ON 长度的一半,所以以 ON 为直径的圆与直线 l 1 相切. (3)过点 M 作 MH ⊥NP 交 NP 于点 H ,则 MN 2 MH 2 NH 2 = (x 2 x 1 ) 2 + ( y 2 y 1 )2 , 又 y 1=kx 1, y 2=kx 2,所以 ( y 2 y 1 ) 2 = k 2 (x 2 x 1 )2 , 所以 MN 2 (1 k 2 )( x 2 x 1 )2 ; 又因为点 M 、 N 既在 y=kx 的图象上又在抛物线上, 所以 kx 1 x 2 1 ,即 x 2 4kx 4 0 , 4 所以 x = 4k 16k 2 16 =2k ± 2 1 k 2 , 2 所以 ( x 2 x 1 )2 = 16(1 k 2 ) , 所以 MN 2 16(1 k 2 )2 , 所以 MN= 4(1 k 2 ) . 延长 NP 交 l 2 于点 Q ,过点 M 作 MS ⊥ l 2 于点 S , 则 MS + NQ = y 1 2 y 2 = 1 x 1 2 1 1 x 2 2 1 4 = 1 ( x 1 2 x 22 ) 2 , 4 4 4 又 x 12 x 2 2 = 2[4 k 2 4(1 k 2 )] 16k 2 8 , 所以 MS + NQ = 4k 2 2 2 = 4(1 k 2 ) =MN . 即 M 、N 两点到直线 l 2 的距离之和等于线段 MN 的长. y E N A O B M H x C F P l 1 S D Q l 2 第 24 题 第五题末尾“浮云”遮望眼, “洞幽察微”深指向 例题( 2012 浙江宁波, 26, 12 分)如图,二次函数 y ax 2 bx c 的图象交 x 轴于 A (- 1, 0), B(2, 0),交 y 轴于 C (0,- 2),过 A ,C 画直线. (1) 求二次函数的解析式; (2) 点 P 在 x 轴正半轴上,且 PA =PC ,求 OP 的长; (3) 点 M 在二次函数图象上,以 M 为圆心的圆与直线 AC 相切,切点为 H ①若 M 在 y 轴右侧,且 △CHM ∽ △AOC (点 C 与点 A 对应),求点 M 的坐标; ②若 M 的半径为 4 5 ,求点 M 的坐标. 5 【答案】 解: (1) 设该二次函数的解析式为: y a( x 1)(x 2) 将 x=0, y=-2 代入,得- 2= a(0+1)(0 - 2) 解得 a=1 . ∴抛物线的解析式为 y ( x 1)( x 2) ,即 y x 2 x 2 . (2) 设 OP =x ,则 PC=PA =x +1. 在 Rt △POC 中,由勾股定理,得 x 2 22 ( x 1)2 解得 x 3 3 ,即 OP . 2 2 (3) ① ∵△ CHM ∽△ AOC ,∴∠ MCH =∠ CAO . 情形 1:如图,当 H 在点 C 下方时, ∵∠ MCH =∠ CAO ,∴ CM ∥ x 轴,∴ y M 2,∴ x 2 x 2 2 , 解得 x=0 (舍去),或 x=1, M(1,- 2). 情形 2:如图,当 H 在点 C 上方时 ∵∠ M ’CH=∠ CAO ,由 (2):得, M ’为直线 CP 与抛物线的另一交点,设直线 CM ’的解析式为 y=kx - 2. 把 P ( 3 ,0)的坐标代入,得 3 k 2 0 , 2 2 解得 k 4 ,∴ y 4 x 2 . 由 4 3 3 x 2 x 2 x 2, 3 解得 x=0 (舍去),或 x = 7 , 3 此时 y 10 ,∴ M '(7 ,10 ) . 9 3 9 ②在 x 轴上取一点 D ,过点 D 作 DE ⊥ AC 于点 E ,使 DE = 4 5 . 5 ∵∠ COA=∠DEA =90°,∠ OAC =∠ EAD ,∴ △ADE ∽△ AOC ,∴ AD DE , AC OC AD 4 5 ∴ 5 ,解得 AD=2 . 5 2 ∴D (1, 0)或 D (- 3, 0). 过点 D 作 DM ∥AC ,交抛物线于 M . 则直线 DM 的解析式为: y 2x 2 或 y 2x 6 . 当- 2x -6= x 2 - x - 2 时,方程无实数解. 当- 2x+2= x 2 - x - 2 时, 解得 x 1 1 17 , x 2 1 17. 2 2 ∴点 M 的坐标为 M ( 1 17 ,37)或M ( 1 17 ,37) 2 2 变式一 25.如图,抛物线 y= x +x+3 与 x 轴相交于点 A B y 轴相交于 1 2 、 ,与 4 点 C ,顶点为点 D ,对称轴 l 与直线 BC 相交于点 E ,与 x 轴相交于点 F . ( 1)求直线 BC 的解析式; ( 2)设点 P 为该抛物线上的一个动点,以点 P 为圆心, r 为半径作⊙ P ①当点 P 运动到点 D 时,若⊙ P 与直线 BC 相交, 求 r 的取值范围; ②若 r= 4 5 ,是否存在点 P 使⊙ P 与直线 BC 5 相切?若存在,请求出点 P 的坐标;若不存在,请说明理由. 提示:抛物线 y=ax 2+bx+x (a ≠0)的顶点坐标( b , 4a c b 2 2a 4a ),对称轴 x= b . 2a 变式二 22.( 2012 广东省, 20,9 分)如图,抛物线 y= 1 x 2 - 3 x-9 与 x 轴交于 A 、B 两 2 2 点,与 y 轴交于点 C ,连接 BC 、AC. (1) 求AB 和OC 的长; (2) 点 E 从点 A 出发,沿 x 轴向点 B 运动 (点 E 与点 A 、B 不重合 ),过点 E 作直线 l 平行于 BC ,交 AC 于点 D .设 AE 的长为 m ,△ ADE 的面积为 S ,求 S 关于 m 的函数关系式,并写 出自变量 m 的取值范围; (3) 在 (2)的条件下,连接 CE ,求△ CDE 面积的最大值;此时,求出以点 E 为圆心,与 BC 相 切的圆的面积 (结果保留 ). 【答案】 (1)当 y=0 时, 1 x 2 - 3 x-9=0,解得 x 1= -3, x 2= 6.∴AB=|x 1-x 2|=| -3- 6|= 9. 2 2 当 x= 0 时, y= - 9.∴ OC= 9. (2) 由 (1)得 A( -3,0), B(6,0) , C(0,- 9), ∴直线 BC 的解析式为 y= 3 x - 9,直线 AC 的解析式为 y= - 3x - 9. 2 ∵AE 的长为 m ,∴ E(m -3,0). 又∵直线 l 平行于直线 BC ,∴直线 l 的解析式为 y= 3 x - 3 (m-3) . 2 2 由 y 3x 9 得 x= m 9 ,∴点 D ( m 9 - m). y 3 x- 3 (m-3) 3 y -m 3 2 2 ∴△ ADE 的面积为: S= 1 ·AE ·|D 纵 |= 1 ·(m -3)·|-m|= 1 m 2 - 3 m .(0<m < 9) 2 2 2 2 (3) △ CDE 面积为: S △ACE -S △ ADE = 1 m 9 -( 1 m 2 - 3 m )= 1 m 2 +3m = - 1 (m-3)2 + 9 , 2 9 2 2 2 2 2 ∴当 m= 3 时,△ CDE 面积的最大值为 . 2 此时,点 E(0,0).如图,作 OF ⊥ BC 于 F ,∵ OB= 6,OC= 9, ∴ O F= OB OC = 6 9 = 18 13. BC 6 2 9 2 13 ∴以点 E 为圆心,与 BC 相切的圆的面积为:( 18 13) 2 = 324 . 13 13 第 6 题分类讨论“程序化” ,“分离抗扰”探本质 例题( 2011 贵州遵义, 27, 14 分)已知抛物线y ax2bx3(a 0) 经过 A(3, 0),B(4, 1)两点,且与 y 轴交于点 C。 ( 1)求抛物线y ax2bx 3( a0) 的函数关系式及点 C 的坐标; ( 2)如图( 1) ,连接 AB,在题( 1)中的抛物线上是否存在点P,使△ PAB 是以 AB 为直角边的直角三角形?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由; ( 3)如图( 2) ,连接 AC, E 为线段 AC 上任意一点(不与A、C 重合)经过 A、E、 O 三点的圆交直线 AB 于点 F ,当△ OEF 的面积取得最小值时,求点 E 的坐标。 【答案】( 1) 2 A(3,0)、B(4,1)代入 y=ax +bx+3中 1 16a 4b3 a= 1 解得2 - 5 b= 2 25 ∴解析式为y=1x-x+3 22 令x=0时,y=3 ∴C点坐标为 (0,3) (2)若∠ PAB=90°,分别过 P、 B 作 x 轴的垂线,垂足分别为E、 F。 图( 1) 易得△ APE ∽△ BAF, 且△ BAF 为等腰直角三角形,∴△ APE 为等腰直角三角形。 设 PE=a ,则 P 点的坐标为( a , a - 3)代入解析式 3-a= 1 a 2 5 a 3 解得 a=0,或 a=3(与 A 重合舍去) 2 2 ∴ P ( 0,3) 若∠ PBA=90°,如下图,直线与 x 轴交与点 D, 分别过 P 、B 作 x 轴的垂线,垂足分别为E 、F 。 由图可得△ PED 、△ BAD 为等腰直角三角形, 设 PE=a ,则 DE=a ,AB= 2 ,所以 AD =2, 则 P 点坐标为( 5-a , a )代入解析式, a 1 (5 a) 2 5 (5 a) 3 解得, a=1,或 a=6 (与 B 重合)是 2 2 所以 P 点坐标(- 1,6) 综上所述 P ( 0,3)或 P (- 1,6) ( 3)由题意得,∠ CAO=∠OAF =45° 利用同弧所对的圆周角相等,∠OEF=∠ OAF =45° ∠ EFO=∠ EAO=45 ° ∴△ EOF 为等腰直角三角形, S △ EOF = 1 OE 2。 2 ∴当 OE 最小时,面积最小。即 E 为 AC 中点( 3 , 3 ) 2 2 变式一 ( 2011 山东枣庄, 25,10 分)如图,在平面直角坐标系 xoy 中,把抛物线 y x 2 向左平移 1 个单位,再向下平移 4 个单位,得到抛物线y ( x h)2k .所得抛物线与x 轴交于 A、B 两点(点 A 在点 B 的左边),与 y 轴交于点 C ,顶点为 D . ( 1)写出h、k的值; ( 2)判断△ACD的形状,并说明理由; ( 3)在线段AC上是否存在点M,使△AOM∽△ABC?若存在,求出点M 的坐标;若不存在,说明理由 . y A OBx C D 解:( 1)y( x h) 2k 的顶点坐标为D(-1,-4), ∴h 1, k =-4 . ( 2)由( 1)得y( x1)2 4 . 当 y 0 时, ( x1) 240 .解之,得 x13, x2 1 . ∴A( 3,0), B(1,0) . 又当 x 0 时, y(x 1) 2 4 (0 1)243 , ∴C 点坐标为0,- 3. ??????????????????????????4分 又抛物线顶点坐标 D 1, 4 ,作抛物线的对称轴x 1 交x轴于点E, DF y 轴于点 F .易知 在 Rt△ AED 中, AD 222 24 在 Rt△ AOC 中, AC 222 331 在 Rt△CFD 中, CD 222 11 20; 8; 2; 22 D 2 ∴ AC CDA.