专题17 新定义型二次函数问题(教师版含解析)-2021年中考数学复习重难点与压轴题型专项训练
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1、备战备战 2021 年中考复习重难点与压轴题型专项训练年中考复习重难点与压轴题型专项训练 专题 17 新定义型二次函数问题 【专题训练】 一、解答题一、解答题 1(2020 安徽九年级学业考试)如果抛物线 C1的顶点在抛物线 C2上,抛物线 C2的顶点也在抛物线 C1上,那么我们称抛物线 C1与 C2为“互相关联”的抛物线如图,已知抛物线 2 11 1 4 Cyxx:与 2 22 Cyaxxc:是“互相关联”的抛物线, 点 A,B 分别是抛物线 C1,C2的顶点,抛物线 C2经过点 D(6,1). (1)直接写出点 A,B 的坐标和抛物线 C2的解析式 (2)抛物线 C2上是否存在点 E,使得
2、 ABE 是以 AB 为直角边的直角三角形?如果存在,请求出点 E 的坐标;如果不存在,请 说明理由 【答案】 (1)由抛物线 2 11 1 4 Cyxx:可得 A(2,1) 由抛物线 C2:y2ax2xc 过点 A,D(6,1) 得 421 3661 ac ac ;解得 1 4 2 a c 故抛物线 C2的解析式为 y2 1 4 x2x2. y2 1 4 x2x2. 1 4 (x2)23, 点 B 的坐标为(2,3). (2)存在. 设点 E 的坐标为(m, 1 4 m2m2). A(2,1),B(2,3), AB2(22)2(31)232, AE2(m2)2( 1 4 m2m21)2, B
3、E2(m2)2( 1 4 m2m23)2. 当点 A 为直角顶点时,有 AB2AE2BE2, 即 32(m2)2( 1 4 m2m21)2 (m2)2( 1 4 m2m23)2, 解得 m12(不合题意,舍去),m210, E(10,13). 当点 B 为直角顶点时,有 AB2BE2AE2, 即 32(m2)2( 1 4 m2m23)2 (m2)2( 1 4 m2m21)2, 解得 m36,m42(不合题意,舍去), E(6,1). 综上所述,当 E 的坐标为(6,1)或(10,13). 【点睛】 此题主要考查待定系数法求二次函数解析式和直角三角形的存在问题,熟练掌握二次函数的性质及直接三角形
4、的性质是解题 关键. 2(2020 宁波市鄞州区咸祥镇中心初级中学九年级月考)定义:在平面直角坐标系中,一条抛物线经过平移后,得到一条抛物 线,如果这两条抛物线的顶点和坐标原点能构成一个等腰直角三角形,那么我们称这两条抛物线互为等勾股抛物线,也可以 说其中一条抛物线是另一条抛物线的等勾股抛物线 (1)求证:抛物线 2 1 288yxx与抛物线 2 2 22yx是等勾股抛物线; (2)若抛物线 2 3 3 66 7 yx 与抛物线 2 4 (6)ya xb是等勾股抛物线,求a b的值 (3)如图,在平面直角坐标系中,抛物线 2 (3)5yx 的顶点为 A,请你直接写出该抛物线的等勾股抛物线的解析
5、式 【答案】 (1) 2 2 1 28822yxxx, 2 2 22yx,求得顶点分别为2,0与0,2, 易证2,0,0,2与原点构成的三角形为等腰直角三角形, 故:抛物线 2 1 288yxx与抛物线 2 2 22yx是等勾股抛物线; (2)由题可知:抛物线 2 3 3 66 7 yx 与抛物线 2 4 (6)ya xb是等勾股抛物线, 则 3 7 a ,抛物线 3 y的顶点为6,6A,抛物线 4 y的顶点为6,Bb, 则 2 2 6ABb, 222 6672OA , 2 36OBb , 若以O为直角顶点,则 222 OAOBAB , 即: 2 2 72366bb,解得6b,则 39 7 a
6、b ; 若以A为直角顶点,则 222 OAABOB , 即: 2 2 72636bb,解得6b,不符合题意,舍去; 若以B为直角顶点,则 222 ABOBOA , 即: 2 2 63672bb,解得0b或6b(舍去),则 3 7 ab; ab 的值为 39 7 或 3 7 ; (3)由题意,抛物线 2 (3)5yx 的顶点为A 3,5, 2 34OA , 直线OA的解析式为 5 3 OA yx,则设直线OA垂线的解析式为 3 5 yxb , 若以点A为直角顶点,将A 3,5代入 3 5 yxb ,解得 34 5 b ,则 334 55 yx , 如图,此时抛物线 2 (3)5yx 的等勾股抛物
7、线的顶点应在直线 334 55 yx 上, 设其顶点坐标为 334 , 55 P mm , 2 2 2 39 3 55 APmm , 则由 22 OAAP ,得 2 239 343 55 mm ,解得2m或8, 即等勾股抛物线的顶点为 1 2,8P , 2 8,2P 2 5 (8)2yx , 2 6 (2)8yx 若以点O为直角顶点,则 3 5 yx , 如图,此时抛物线 2 (3)5yx 的等勾股抛物线的顶点应在直线 3 5 yx 上, 设其顶点坐标为 3 , 5 P mm , 2 222 334 525 OPmmm , 则由 22 OAOP ,得 2 34 34 25 m,解得5m, 即等
8、勾股抛物线的顶点为 3 5, 3P, 4 5,3P 2 7 (5)3yx , 2 8 (5)3yx 若以点P为直角顶点,取OA的中点 3 5 , 2 2 ,代入 3 5 yxb 中,解得 17 5 b ,则 317 55 yx , 如图,此时抛物线 2 (3)5yx 的等勾股抛物线的顶点应在直线 317 55 yx 上, 设其顶点坐标为 317 , 55 P mm , 2 2 2 38 3 55 APmm , 2 22 317 55 OPmm , 则由 22 APOP ,得 22 2 2 38317 3 5555 mmmm ,解得1m或4, 即等勾股抛物线的顶点为 5 1,4P , 6 4,1
9、P 2 9 (4)1yx , 2 10 (1)4yx 综上,抛物线 2 (3)5yx 的等勾股抛物线的解析式有: 2 5 (8)2yx , 2 6 (2)8yx 2 7 (5)3yx , 2 8 (5)3yx 2 9 (4)1yx , 2 10 (1)4yx 【点睛】 本题考查了二次函数与等腰直角三角形的综合问题,审清题意,抓住定义,分类讨论是解决问题的关键 3(2020 吉林长春市 九年级其他模拟)定义:在平面直角坐标系中,O 为坐标原点,点 P 的坐标为 11 ,x y,点 Q 的坐标为 22 ,x y,且 12 xx, 12 yy,若 PQ 为某个等腰三角形的腰,且该等腰三角形的底边与
10、y 轴垂直,则称该等腰三角形 为点 P,Q 的“伴随等腰三角形”若 P,Q 为抛物线 2 yx2x3 上的点,它的“伴随等腰三角形”记为 PQM,且底 边2PM ,点 M,Q 均在点 P 的右侧,设点 P 的横坐标为 m (1)若点 M 在这条抛物线上,求PQM的面积; (2)设 P,Q 两点的纵坐标分别为 1 y, 2 y,比较 1 y与 2 y的大小,并求 m 的取值范围; (3)当PQM底边上的高等于底边长的 2 倍时,求点 P 的坐标; (4)若 P,Q 是抛物线 2 23yxnxn 上的两点,它的“伴随等腰三角形 PQN”以 PN 为底,且点 N,Q 均在点 P 的同侧(左 侧或右侧
11、),点 Q 的横坐标是点 P 的横坐标的 2 倍,过点 P,N 分别作垂直于 x 轴的直线 1 l, 2 l设点 P 的横坐标为1n, 该抛物线在直线 1 l, 2 l之间的部分(包括端点)的最高点的纵坐标为 0 y,直接写出 0 y与 n 之间的函数关系式,并写出自变量 n 的取值范围 【答案】 解:(1)将 2 yx2x3 配方, 得 2 (1)4yx , 该抛物线对称轴为直线1x , 点 M 在这条抛物线上, 点 P,M 关于直线1x 对称, 点 Q 即为顶点,坐标为(1,4), 点 P 的横坐标为 0, 当0 x时,3y ,即 P 点坐标为(0,3), 点 Q 到 PM 的距离为 1,
12、 1 2 11 2 PQM S ; (2)由题意,得 P,Q 两点的坐标分别为 2 ,23mmm、 2 1,4mm, 由题可知 12 yy, 当 12 yy时, 22 234mmm , 解得 1 2 m , 当 12 yy时, 22 234mmm , 解得 1 2 m , 当 1 2 m 时, 12 yy, 当 1 2 m 时, 12 yy (3)由题可知,当 1 2 m 时,Q 点的纵坐标比 P 点的纵坐标大 4, 当 1 2 m 时,Q 点的纵坐标比 P 点的纵坐标小 4, P,Q 两点的坐标分别为 2 ,23mmm、 2 1,4mm, 当 1 2 m 时, 22 2344mmm , 解得
13、 3 2 m , 点 P 的坐标为 39 , 24 当 1 2 m 时, 22 2344mmm 解得 5 2 m , 点 P 的坐标为 5 7 , 2 4 , 综上,P 的坐标为 39 , 24 或 39 , 24 ; (4)Q 的横坐标是点 P 的横坐标的 2 倍, 点 Q 的横坐标为22n, 由等腰三角形可知点 N 的横坐标为2222133nnnn , 抛物线 2 23yxnxn 的对称轴为直线xn, 当133nnn 时, 1 l, 2 l之间的部分(包括端点)的最高点为顶点, 又P、Q 两点的纵坐标不能相同, 221nnnn ,即3n , 当 3 2 n ,且3n 时, 2 0 3ynn
14、, 当10n 时,P 点在 y 轴左侧,此时最高点即为点 P, 当1n 时, 2 0 31ynn, 当33nn,且点 P 在 y 轴右侧时,最高点即为点 N, 当 3 1 2 n时, 2 0 3159ynn , 综上所述,当1n 时, 2 0 31ynn, 当 3 1 2 n时, 2 0 3159ynn , 当 3 2 n ,且3n 时, 2 0 3ynn 【点睛】 本题考查了二次函数与几何的综合问题,注意分类讨论是解题的关键 4(2020 江西南昌市 九年级其他模拟)定义:如图,若两条抛物线关于直线xa成轴对称,当xa时,取在直线xa左 侧的抛物线的部分; 当xa时, 取在直线xa右侧的抛物
15、线的部分, 则我们将像这样的两条抛物线称为关于直线xa的 一对兄弟抛物线例如:抛物线 2 (0)1yxx与抛物线 2 (0)1yxx就是关于直线0 x(y轴)的一对兄 弟抛物线 (1)求抛物线 2 431. )5(yxx关于直线1.5x 的“兄弟抛物线”所对应的函数解析式; (2)设抛物线 22 220,()4ymxm xmm交y轴于点A,交直线4x于点B 当直线AB平行于x轴时,求m的值; 当AOB是直角时求抛物线 22 22ymxm x关于直线4x的“兄弟抛物线”顶点的横坐标; 已知点,C D的坐标分别为 8,2 , 8,0,直接写出抛物线 22 22ymxm x及其关于直线4x的“兄弟抛
16、物线”与 矩形OACD不同的边有四个公共点时m的取值范围 【答案】 解: 1抛物线 2 431. )5(yxx的顶点坐标为4,3, 4,3关于直线1.5x 的对称点的坐标为1,3, “兄弟抛物线”所对应的二次函数解析式为 2 131. )5(yxx; 2抛物线 22 220,()4ymxm xmm交y轴于点A, 点0,2A, 直线AB平行于x轴,抛物线交直线4x于点B, 点4,2B, 2 21682mm , 0m (舍去)或2m, 2m ; 如图 1 和图 2, 90AOBQ ,点B在x轴上, 点B的坐标是4,0, 把4,0代入 22 22ymxm x中, 得 2 16820mm ,解得: 2
17、5 2 m 或 25 2 , 22 22ymxm x的顶点横坐标为 2 2 2 m xm m , 抛物线 22 22ymxm x的顶点横坐标为 25 2 或 25 2 , 则抛物线 22 22ymxm x关于直线4x的“兄弟抛物线”的顶点横坐标为 25145 44 22 或 25145 44 22 , “兄弟抛物线”的顶点横坐标为14 5 2 或14 5 2 ; 如图 3 和图 4, 点,C D的坐标分别为 8,2 , 8,0,点0,2A,抛物线 22 22ymxm x及其关于直线4x的“兄弟抛物线” 与矩形OACD不同的边有四个公共点, 点B在x轴下方 设4,Bn则0n 把4,Bn代入 22
18、 22ymxm x中,得 2 1682nmm , 2 16820nmm , 如图,由二次函数 2 1682nmm 图象可知:当0n时, 25 2 m 或 25 2 m ; 所以 m 的取值范围是: 25 2 m 或 25 2 m 【点睛】 本题是新定义试题,主要考查了二次函数的图象与性质、二次函数图象上点的坐标特征、对“兄弟抛物线”的理解与应用以及 二次函数与一元二次方程和不等式的关系,综合性强、难度较大,属于中考压轴题,正确理解题意、熟练掌握二次函数的图 象与性质、灵活应用数形结合的思想是解题的关键 5(2020 吉林长春市 九年级其他模拟)定义:函数(0)ybxc b的伴随函数是 2 yx
19、bxc如:函数 23yx 的伴随函数是 2 23yxx (1)函数ybxc的图像经过点(3 0),(0,-3) ,求它的伴随函数; (2)函数ybxc的图像与它的伴随函数图像交于 A,B 两点(点 A 在点 B 的左侧),与伴随函数的对称轴交于点 P,它的伴 随函数图像交x轴于 C,D 两点(点 C 在点 D 的左侧),伴随函数的图像经过点(-l,0)设PAC的面积为 S 函数ybxc与它的伴随函数图像交于点(_,_),(_,_)(用含 b 的代数式表示); 当伴随函数的对称轴在直线1x右侧时,求 S 与 b 之间的函数关系式; (3)函数ybxc图像与它的伴随函数图像交于 A,B 两点(点
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