二次函数综合问题。
内容概要:二次函数是在初中阶段学习的一个重要的初等函数,通过这一内容的复习,同学们要能够掌握二次函数的性质,会用描点法画出二次函数的图象,并能通过图象看出二次函数所具有的性质,能够了解二次函数与二次方程的内在联系,形成数形结合的数学思想。
能够熟练地对二次函数进行配方,将其转化为顶点的形式, 即为会据已知条件,利用待定系数法求出二次函数的解析式,能够灵活运用所学过的代数、几何方面的知识解决二次函数的有关综合问题。
1、如图,抛物线经过点a(4,0)、b(1,0)、c(0,-2)三点.
1)求此抛物线的解析式;
2)p是抛物线上的一个动点且在x轴上方,过p作pm⊥x轴,垂足为m,是否存在点p,使得以a、p、m为顶点的三角形与△oac相似?若存在,请求出符合条件的点p的坐标;若不存在,请说明理由;
解:(1)设抛物线的解析式为
代入三点的坐标得解得:
所以抛物线的解析式为:
2)设点p的坐标为
如图,由题意得1如果那么解得x=5不合题意.
如果那么。解得x=2,此时点p的坐标为(2,1).
考点归纳:待定系数法求二次函数解析式;二次函数性质;相似三角形的判定;要求会用字母表示线段长度、点的坐标,会对代数式进行合理变形;结合图形考查分类讨论思想。
2、直线分别交x轴、y轴于a、b两点,△aob绕点o按逆时针方向旋转90°后得到△cod,抛物线y=ax2+bx+c经过a、c、d三点.
1) 写出点a、b、c、d的坐标;
2) 求经过a、c、d三点的抛物线表达式,并求抛物线顶点g的坐标;
3) 在直线bg上是否存在点q,使得以点a、b、q为顶点的三角形与△cod相似?若存在,请求出点q的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(1)a(3,0),b(0,1),c(0,3),d(-1,0).
2)因为抛物线y=ax2+bx+c经过a(3,0)、c(0,3)、d(-1,0) 三点,所以解得
所以抛物线的解析式为y=-x2+2x+3=-(x-1)2+4,顶点g的坐标为(1,4).
3)如图2,直线bg的解析式为y=3x+1,直线cd的解析式为y=3x+3,因此cd//bg.
因为图形在旋转过程中,对应线段的夹角等于旋转角,所以ab⊥cd.因此ab⊥bg,即∠abq=90°.
因为点q在直线bg上,设点q的坐标为(x,3x+1),那么.
rt△cod的两条直角边的比为1∶3,如果rt△abq与rt△cod相似,存在两种情况:
当时,.解得.所以,.
当时,.解得.所以,.
图2图3另解:如图3,作gh⊥y轴,qn⊥y轴,垂足分别为h、n.
通过证明△aob≌△bhg,根据全等三角形的对应角相等,可以证明∠abg=90°.
在rt△bgh中,,.
当时,.在rt△bqn中,,.
当q在b上方时,;当q在b下方时,.
当时,.同理得到,.
考点归纳:图形旋转的性质;求二次函数解析式;动点问题中确定两个三角形相似的基本解题思路;考查数学分类讨论思想。
3、如图,平面直角坐标系中,已知抛物线经过a(-4,0)、b(0,-4)二点,且对称轴为直线x=-1。
1)求抛物线的解析式;
2)若点m为第三象限内抛物线上一动点,点m的横坐标为m,△mab的面积为s,求s关于m的函数关系式;
3)若点p是抛物线上的动点,点q是直线y=-x上的动点,判断有几个位置能使以点p、q、b、o为顶点的四边形为平行四边形,直接写出相应的点q的坐标.
解:(1)设抛物线的解析式为有过a(-4,0)和b(0,-4),得:
解得:则抛物线的解析式为:
2)如图2,直线ab的解析式为y=-x-4.过点m作x轴的垂线交ab于d,那么.所以。
(3) 当ob为平行四边形的一边时,则pq//ob,pq=ob=4 。
设点q的坐标为,点p的坐标为.
当点p在点q上方时,.解得.
此时点q的坐标为(如图3),或(如图4).
当点q在点p上方时,.
解得或(与点o重合,舍去).此时点q的坐标为(-4,4) (如图5).
图3图4图5
当ob为平行四边形的对角线时,由图形的中心对称易得q的坐标为(4,-4)
考点归纳:求二次函数解析式;坐标系中图形面积的求法;平行四边形的判定;数学分类讨论思想。
4、如图,经过原点的抛物线与x轴的另一个交点为a.过点作直线轴于点m,交抛物线于点b.记点b关于抛物线对称轴的对称点为c(b、c不重合).连结cb,cp。
1)当m=3时,求点a的坐标及bc的长;
2)连结ca,问m为何值时ca⊥cp?
3)过点p作pe⊥pc且pe=pc,问是否存在m,使得点e落在x的正半轴上?若存在,求出m的值,并写出相对应的点e坐标;若不存在,请说明理由。
解:(1)当m=3时,y=-x2+6x。
令y=0得-x2+6x=0,解得,x1=0,x2=6。∴a(6,0)。当x=1时,y=5。∴b(1,5)。
抛物线y=-x2+6x的对称轴为直线x=3,且b,c关于对称轴对称,bc=4。
2)过点c作ch⊥x轴于点h(如图1)
由已知得,∠acp=∠bch=90°,∴ach=∠pcb。
又∵∠ahc=∠pbc=90°,∴agh∽△pcb。
抛物线y=-x2+2mx的对称轴为直线x=m,其中m>1,且b,c关于对称轴对称,bc=2(m-1)。
b(1,2m-1),p(1,m),∴bp=m-1。
又∵a(2m,0),c(2m-1,2m-1),∴h(2m-1,0)。
ah=1,ch=2m-1,,解得m=
3)存在。由题意得:bc=2(m-1),pm=m,bp=m-1,∠cpe=90°,∴mpe+∠bpc=∠mpe+∠mep=90°,pc=ep。
△bpc≌△mep,∴bc=pm,即2(m-1)=m,解得m=2。
此时点e的坐标是(2,0)。
考点归纳:二次函数解析式的确定;轴对称图形的性质;相似三角形的判定和性质;全等三角形的判定和性质;会运用点的坐标表示线段的长。
5、已知二次函数的图象经过点a(-3,6),并与x轴交于点b(-1,0)和点c,顶点为p。
1)求:这个二次函数的解析式;
2)设d为线段oc上的一点,满足∠dpc=∠bac,求点d的坐标。
解:(1)因为函数的图象经过点a(-3,6),b(-1,0),所以有,解得,因此所求的二次函数的解析式是。
2)∵,顶点p的坐标是(1,-2),由方程,解得,∴点c的坐标是(3,0)。作ae、pf垂直于轴,垂足分别为e、f,那么ae==6,ec=eo+oc=3+3=6,∴ae=ce,即△aec是等腰直角三角形,∴∠ace=45°。同理可得△pfc是等腰直角三角形,∠pcf=45°。
设点d的坐标为,那么dc=oc-od=3-,∵pcd=∠acb,∠dpc=∠bac,∴△dpc ∽△bac。根据相似三角形性质,,即,解得,∴点d的坐标为。
考点归纳:用待定系数法求二次函数解析式;会确定抛物线与x轴交点和顶点坐标;相似三角形的判定与性质;能根据提供的代数信息,发现隐含的几何条件;在函数中善于把角的问题转化为边的问题;数形结合的数学思想。
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