一、二次函数 真题与模拟题分类汇编(难题易错题)
1.在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点A(﹣1,0),B(3,0),与y轴交于点C(0,3),顶点为G. (1)求抛物线和直线AC的解析式;
(2)如图,设E(m,0)为x轴上一动点,若△CGE和△CGO的面积满足S△CGE=S△CGO,求点E的坐标;
(3)如图,设点P从点A出发,以每秒1个单位长度的速度沿x轴向右运动,运动时间为ts,点M为射线AC上一动点,过点M作MN∥x轴交抛物线对称轴右侧部分于点N.试探究点P在运动过程中,是否存在以P,M,N为顶点的三角形为等腰直角三角形?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)抛物线解析式为:y=﹣x2+2x+3;直线AC解析式为:y=3x+3;(2)点E坐标为(1,0)或(﹣7,0);(3)存在以P,M,N为顶点的三角形为等腰直角三角形,t的值为【解析】 【分析】
(1)用待定系数法即能求出抛物线和直线AC解析式.
(2)△CGE与△CGO虽然有公共底边CG,但高不好求,故把△CGE构造在比较好求的三角形内计算.延长GC交x轴于点F,则△FGE与△FCE的差即为△CGE.
(3)设M的坐标(e,3e+3),分别以M、N、P为直角顶点作分类讨论,利用等腰直角三角形的特殊线段长度关系,用e表示相关线段并列方程求解,再根据e与AP的关系求t的值. 【详解】
(1)∵抛物线y=ax2+bx+c过点A(-1,0),B(3,0),C(0,3),
, 解得:
,
或
或
.
∴抛物线解析式为:y=-x2+2x+3, 设直线AC解析式为y=kx+3, ∴-k+3=0,得:k=3,
∴直线AC解析式为:y=3x+3.
(2)延长GC交x轴于点F,过G作GH⊥x轴于点H,
∵y=-x2+2x+3=-(x-1)2+4, ∴G(1,4),GH=4, ∴S△CGO=OC?xG=×3×1=, ∴S△CGE=S△CGO=×=2, ①若点E在x轴正半轴上, 设直线CG:y=k1x+3, ∴k1+3=4 得:k1=1, ∴直线CG解析式:y=x+3, ∴F(-3,0), ∵E(m,0), ∴EF=m-(-3)=m+3,
∴S△CGE=S△FGE-S△FCE=EF?GH-EF?OC=EF?(GH-OC)=(m+3)?(4-3)=∴
=2,解得:m=1,
,
∴E的坐标为(1,0).
②若点E在x轴负半轴上,则点E到直线CG的距离与点(1,0)到直线CG距离相等, 即点E到F的距离等于点(1,0)到F的距离, ∴EF=-3-m=1-(-3)=4, 解得:m=-7 即E(-7,0),
综上所述,点E坐标为(1,0)或(-7,0).
(3)存在以P,M,N为顶点的三角形为等腰直角三角形, 设M(e,3e+3),则yN=yM=3e+3,
①若∠MPN=90°,PM=PN,如图2,过点M作MQ⊥x轴于点Q,过点N作NR⊥x轴于点R,
∵MN∥x轴, ∴MQ=NR=3e+3,
∴Rt△MQP≌Rt△NRP(HL), ∴PQ=PR,∠MPQ=∠NPR=45°, ∴MQ=PQ=PR=NR=3e+3,
∴xN=xM+3e+3+3e+3=7e+6,即N(7e+6,3e+3), ∵N在抛物线上,
∴-(7e+6)2+2(7e+6)+3=3e+3, 解得:e1=-1(舍去),e2=?
,
∵AP=t,OP=t-1,OP+OQ=PQ, ∴t-1-e=3e+3, ∴t=4e+4=
,
②若∠PMN=90°,PM=MN,如图3,
∴MN=PM=3e+3,
∴xN=xM+3e+3=4e+3,即N(4e+3,3e+3), ∴-(4e+3)2+2(4e+3)+3=3e+3, 解得:e1=-1(舍去),e2=?∴t=AP=e-(-1)=?
+1=
, ,
③若∠PNM=90°,PN=MN,如图4,
∴MN=PN=3e+3,N(4e+3,3e+3), 解得:e=?
,
,
或
或
.
∴t=AP=OA+OP=1+4e+3=
综上所述,存在以P,M,N为顶点的三角形为等腰直角三角形,t的值为【点睛】
本题考查了待定系数法求函数解析式,坐标系中三角形面积计算,等腰直角三角形的性质,解一元二次方程,考查了分类讨论和方程思想.第(3)题根据等腰直角三角形的性质找到相关线段长的关系是解题关键,灵活运用因式分解法解一元二次方程能简便运算.
2.如图,抛物线y=x2﹣mx﹣(m+1)与x轴负半轴交于点A(x1,0),与x轴正半轴交于点B(x2,0)(OA<OB),与y轴交于点C,且满足x12+x22﹣x1x2=13. (1)求抛物线的解析式;
(2)以点B为直角顶点,BC为直角边作Rt△BCD,CD交抛物线于第四象限的点E,若EC=ED,求点E的坐标;
(3)在抛物线上是否存在点Q,使得S△ACQ=2S△AOC?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)y=x2﹣2x﹣3;(2)E点坐标为(标为(﹣3,12)或(2,﹣3).理由见解析. 【解析】 【分析】
1?131?13,﹣);(3)点Q的坐22(1)由根与系数的关系可得x1+x2=m,x1?x2=﹣(m+1),代入x12+x22﹣x1x2=13,求出
m1=2,m2=﹣5.根据OA<OB,得出抛物线的对称轴在y轴右侧,那么m=2,即可确定抛物线的解析式;
(2)连接BE、OE.根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半得出BE=
1CD=CE.利2用SSS证明△OBE≌△OCE,得出∠BOE=∠COE,即点E在第四象限的角平分线上,设E点坐标为(m,﹣m),代入y=x2﹣2x﹣3,求出m的值,即可得到E点坐标;
(3)过点Q作AC的平行线交x轴于点F,连接CF,根据三角形的面积公式可得S△ACQ=S△ACF.由S△ACQ=2S△AOC,得出S△ACF=2S△AOC,那么AF=2OA=2,F(1,0).利用待定系数法求出直线AC的解析式为y=﹣3x﹣3.根据AC∥FQ,可设直线FQ的解析式为y=﹣3x+b,将F(1,0)代入,利用待定系数法求出直线FQ的解析式为y=﹣3x+3,把它与抛
?y?x2?2x?3物线的解析式联立,得出方程组?,求解即可得出点Q的坐标.
?y??3x?3【详解】
(1)∵抛物线y=x2﹣mx﹣(m+1)与x轴负半轴交于点A(x1,0),与x轴正半轴交于点B(x2,0),
∴x1+x2=m,x1?x2=﹣(m+1), ∵x12+x22﹣x1x2=13, ∴(x1+x2)2﹣3x1x2=13, ∴m2+3(m+1)=13, 即m2+3m﹣10=0, 解得m1=2,m2=﹣5. ∵OA<OB,
∴抛物线的对称轴在y轴右侧, ∴m=2,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3; (2)连接BE、OE.
∵在Rt△BCD中,∠CBD=90°,EC=ED, ∴BE=
1CD=CE. 2令y=x2﹣2x﹣3=0,解得x1=﹣1,x2=3, ∴A(﹣1,0),B(3,0), ∵C(0,﹣3),