专题16 二次函数中周长与面积的最值问题(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
《专题16 二次函数中周长与面积的最值问题(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》由会员分享,可在线阅读,更多相关《专题16 二次函数中周长与面积的最值问题(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(39页珍藏版)》请在七七文库上搜索。
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 16 二次函数中周长与面积的最值问题 【专题训练】 一、解答题一、解答题 1(2020 山东滨州市 中考真题)如图,抛物线的顶点为 A(h,1),与 y 轴交于点 B 1 (0,) 2 ,点 F(2,1)为 其对称轴上的一个定点 (1)求这条抛物线的函数解析式; (2)已知直线 l 是过点 C(0, 3)且垂直于 y 轴的定直线, 若抛物线上的任意一点 P(m, n)到直线 l 的距离为 d, 求证:PFd; (3)已知坐标平面内的点 D(4,3),请在抛物线上找一点 Q,使DFQ 的周长最小,并求
2、此时DFQ 周长的 最小值及点 Q 的坐标 【答案】 解:(1)设抛物线的函数解析式为 2 ,ya xhk 由题意,抛物线的顶点为2, 1 ,A 2 21.ya x 又抛物线与y轴交于点 1 0, 2 B 21 021 2 a 1 8 a 抛物线的函数解析式为 21 21 8 yx (2)证明:P(m,n), 22 1111 (2)1 8822 nmmm , P(m, 2 111 822 mm), 22 111115 ( 3) 822822 dmmmm , F(2,1), 2 22432 111117525 (2)1 822648824 PFmmmmmmm , 2432 117525 6488
3、24 dmmmm, 2432 117525 648824 PFmmmm, d2=PF2, PF=d (3)如图,过点 Q 作 QH直线 l 于 H,过点 D 作 DN直线 l 于 N DFQ 的周长=DF+DQ+FQ,DF 是定值= 22 222 2 , DQ+QF 的值最小时,DFQ 的周长最小, QF=QH, DQ+DF=DQ+QH, 根据垂线段最短可知,当 D,Q,H 共线时,DQ+QH 的值最小,此时点 H 与 N 重合,点 Q 在线段 DN 上, DQ+QH 的最小值为 6, DFQ 的周长的最小值为2 2 6 ,此时 Q(4,- 1 2 ) 【点睛】 本题属于二次函数综合题,考查了
4、待定系数法,两点间距离公式,垂线段最短等知识,解题的关键是学会 利用参数解决问题,学会用转化的思想思考问题 2(2020 辽宁朝阳市 中考真题)如图,抛物线 2 1 2 yxbxc 与 x 轴交于点 A,点 B,与 y 轴交于点 C, 抛物线的对称轴为直线1x,点 C 坐标为0,4() (1)求抛物线表达式; (2)在抛物线上是否存在点 P,使ABPBCO,如果存在,求出点 P 坐标;如果不存在,请说明理由; (3)在(2)的条件下,若点 P 在 x 轴上方,点 M 是直线 BP 上方抛物线上的一个动点,求点 M 到直线 BP 的最 大距离; (4)点G是线段AC上的动点, 点H是线段BC上的
5、动点, 点Q是线段AB上的动点, 三个动点都不与点, ,A B C 重合,连接,GH GQ HQ,得到GHQ,直接写出GHQ周长的最小值 【答案】 解:(1)抛物线对称轴为1x 1 1 2 2 b 1b 将(0,4)代入 2 1 2 yxxc 中, 4c 2 1 4 2 yxx (2)作PEx轴于点 E ,90ABPBCOPEBBOC PEBBOC 1 2 PEOB BEOC (此处也可以由等角的正切值相等得到) 设 2 1 ( ,4) 2 P mmm,则 2 1 42 2 PEmmBEm , 当点 P 在 X 轴上方时: 2 1 4 1 2 22 mm m 解得 12 3,2mm (不符题意
6、,舍) 当点 P 在 x 轴下方时: 2 1 4 1 2 22 mm m 解得 12 5,2mm (不符题意,舍) 5 ( 3, ) 2 P或 7 ( 5,) 2 P (3)作MFx轴于点 F,交 BP 于点 R,作MN BP于点 N 2 11 4(4)(2) 22 yxxxx ( 4,0)A ,(2 0)B, 设 1BP ykxb 将 5 ( 3, ),(2,0) 2 P 代入得 1 1 5 3 2 02 kb kb 解得 1 1 ,1 2 kb 1 1 2 BP yx 设 2 1 ( ,4) 2 M aaa,则 1 ( ,1) 2 R aa 22 1111 (4)(1)3 2222 MRa
7、aaaa 90MNRRFB ,NRMFRB MNRBFR NRRF MNFB 1 tan 2 RFNR ABP FBMN 在Rt MNR中 :1:2: 5NR MN MR 22 5 55 MN MR 22 556 5515 5 () 555524 MNaaa 当 1 2 a 时,MN 最大为 5 5 4 (4)GHQ周长最小值是12 10 5 解: 作Q点关于AC的对称点 1 Q, 作Q关于CB的对称点 2 Q, 连接 12 QQ与AC于 1 G, 与CB交于点 1 H, 连接 1 QQ交AC于J,连接 2 QQ交CB于K,此时 11 QG H的周长最小,这个最小值= 2 QQ 1 QJJQ,
8、 2 =QK KQ 12 2QQJK 当JK最小时, 12 Q Q最小,如图 2 中: =90CJQCKQ C、J、Q、K四点共圆,线段CQ就是圆的直径,JK是弦; JCK是定值 直径CQ最小时,弦JK最小 当点Q与点O重合时,CQ最小,此时JK最小,如图 3 中: 在tRCOA中,=90COA,4CO ,4AO 2222 444 2ACAOCO tRCOB,=90COB,=2BO 2222 422 5CBCOBO OJAC,OKCB 11 22 CB OKOC OB 4 5 5 OK 222 4 58 5 4() 55 CNCOOK JCOOCA,CJOCOA CJOCOA CJCO COC
9、A 2 COCJ CA,同理可得: 2 COCK CB CJ CACK CB CJCK CBCA JCKBCA CJKCBA JKCK ABCA 8 5 5 64 2 JK 6 10 = 5 JK QGH周长的最小值= 12 6 1012 10 22 55 QQJK 【点睛】 本题主要考查了二次函数综合题,其中涉及了待定系数法求二次函数,二次函数与坐标轴交点问题,待定 系数法求一次函数,相似三角形的判断与性质,圆的性质,勾股定理,中位线,三角函数等知识点,熟练 掌握二次函数的性质及相似三角形的判定定理并灵活运用分类讨论的思想是解题的关键 3(2020 云南九年级一模)如图,直线 yx+3 与
10、x 轴、y 轴分别交于点 B,点 C,经过 B,C 两点的抛物 线 yx2+bx+c 与 x 轴的另一个交点为 A,顶点为 P,点 M 为抛物线的对称轴上的一个动点 (1)求该抛物线的解析式; (2)当点 M 在 x 轴的上方时,求四边形 COAM 周长的最小值; (3)在平面直角坐标系内是否存在点 N,使以 C,P,M,N 为顶点的四边形为菱形?若存在,请写出所有符 合条件的点 M 的坐标;若不存在,请说明理由 【答案】 解:(1)直线3yx-与 x 轴、y 轴分别交于点 B,点 C, 点 B30,点 C03, 抛物线 2 yxbxc经过 B,C 两点, 930 3 bc c ,解得 4 3
11、 b c , 抛物线的解析式为: 2 43yxx; (2)如图,连接 AM, 2 2 43=21yxxx, 抛物线的对称轴为直线 x2, 点 A 与点 B 关于对称轴对称, AMBM,点 A10, 点 C03,点 A 10,点 B 30, OA1,OC3,OB3, 四边形 COAM 周长OC+OA+AM+CM, 四边形 COAM 周长4+BM+CM, 当点 B,点 M,点 C 三点共线时,BM+CM 有最小值为 BC 的长, 四边形 COAM 周长的最小值4+BC, BC 22 OCOB 993 2, 四边形 COAM 周长的最小值4 3 2 ; (3) 2 2 43=21yxxx, 顶点 P
12、2,-1, 又点 C03, PC 22 2( 1 3) 2 5, 设点 M2,t, MC 22 (20)(3)t 2 613tt , MP|t+1|, 以 C,P,M,N 为顶点的四边形为菱形, CPM 是等腰三角形, 若 MCMP,则 2 613tt |t+1|, t 3 2 , 点 M 3 2, 2 ; 若 MPPC,则2 5|t+1|, 1 1 2 5t-, 2 1 2 5t-, 点 M 212 5,或 21 2 5,-; 若 MCPC,则 2 613tt 2 5, 解得: 3 1t(不合题意舍去), 4 7t , 点 M2 7,; 综上所述:点 M 的坐标为 3 2 2 ,或2 7,或
13、 212 5,或 21 2 5,- 【点睛】 本题主要考查二次函数与几何的综合运用,熟练掌握二次函数的知识及菱形、等腰三角形的分类讨论是解 题的关键 4(2020 海南海口市 九年级三模)如图 1,抛物线与 x 轴交于 A、B 两点,与 y 轴交于点 C(0,3),且 OB OC3AO直线 yx+1 与抛物线交于 A、D 两点,与 y 轴交于点 E设直线 AD 上方的抛物线上的动点 P 的横坐标为 t (1)求该抛物线的表达式及点 D 的坐标; (2)如图 1,当 t 为何值时,SPAD 1 2 SDAB; (3)如图 2,过点 P 作 PFx 轴,交直线 AD 于点 F,PGAD 于点 G,
14、GHx 轴于点 H 求PFG 的周长的最大值; 当 PF 1 2 GH 时,求 t 的值 【答案】 解:(1)OBOC3AO3,则点 A、B 的坐标为:(1,0)、(3,0), 二次函数表达式为:ya(x+1)(x3)a(x22x3), 即3a3,解得:a1, 故抛物线的表达式为:yx2+2x+3, 将抛物线的表达式与 yx+1 联立并解得:x2 或1, 故点 D(3,2); (2)过点 P 作 y 轴的平行线交直线 AD 于点 D, 设点 P(t,t2+2t+3),则点 M(t,t+1), SPAD 1 2 SDAB,即: 1 2 PM (xDxA) 1 2 1 2 AB yD, t2 +2
15、t+3t1 1 2 4 3, 解得:t0 或 1; (3)过点 P 作 y 轴的平行线交直线 AD 于点 Q, 设点 P(t,t2+2t+3),则点 Q(t,t+1), 直线 AD 的倾斜角为 45 ,PFx 轴, PQF、PDG 均为等腰直角三角形, 则 PGGF,PQPF, PFG 的周长PF+2PG( 2+1)PF(2+1)PF(2+1)(t 2+2t+3t1), ( 2+1)(t 1 2 )2+ 9 29 4 , ( 2+1)0,当 t 1 2 时,PFG 的周长有最大值为 9 29 4 ; 由点 P(t,t2+2t+3)可知, 点 F、G 的坐标分别为(t2+2t+2,t2+2t+3
16、)、( 1 2 t2+ 3t 2 +1, 1 2 t2+ 3t 2 +2), PF 1 2 GH,即:2(t2+t+2) 1 2 t2+ 3t 2 +2, 解得:t 4 3 或1(舍去1), 故:t 4 3 【点睛】 主要考查了二次函数的解析式的求法和与几何图形结合的综合能力的培养要会利用数形结合的思想把代 数和几何图形结合起来,利用点的坐标的意义表示线段的长度,从而求出线段之间的关系 5(2020 河南九年级其他模拟)如图,抛物线 y=ax2+bx(a0)的图象过原点 O 和点 A(1, 3),且与 x 轴交于 点 B,AOB 的面积为3 (1)求抛物线的解析式; (2)若抛物线的对称轴上存
17、在一点 M,使AOM 的周长最小,求 M 点的坐标; (3)点 F 是 x 轴上一动点,过 F 作 x 轴的垂线,交直线 AB 于点 E,交抛物线于点 P,且 PE= 2 3 3 ,直接写 出点 E 的坐标(写出符合条件的两个点即可) 【答案】 解:(1)AOB 的面积为 3, 点 A(1,3), 1 3 2 OB= 3,OB=2,B(2,0) 抛物线过点 A,B, 3 042 ab ab ,解得: 3 3 2 3 3 a b , 2 32 3 33 yxx ; (2)抛物线的对称轴为 2 3 3 1 3 2 3 x 点 B 与点 O 关于对称轴1x对称, 由题意得直线 AB 与对称轴的交点就
18、是点 M设直线 AB 为:y kxm 直线 AB 过 A、B 两点, 3 02 km km ,解得: 3 3 2 3 3 k m , 32 3 33 yx 当1x时, 32 33 333 y , M(1, 3 3 ); (3)设 F(x,0),则 E(x, 32 3 33 x ),P(x, 2 32 3 33 xx ), 则 PE= 2 32 332 32 3 () 33333 xxx, 整理得: 2 22xx , 2 22xx 或 2 22xx, 解得:x1=0,x2=-1,x3= 117 2 ,x4= 117 2 E 的坐标为(0, 2 3 3 )或(1, 3 3 )或( 117 2 ,
19、3 351 6 )或( 117 2 , 3 351 6 ) 【点睛】 本题是二次函数的综合题 解答(2)小题的关键是找出点 M 的位置, 解答(3)小题的关键是表示出 PE 的长度 6(2020 山西九年级专题练习)如图,已知抛物线 y=ax2+bx+c 的图像经过点 A(0,3)、B(1,0),其对称轴为 直线 l:x=2,过点 A 作 ACx 轴交抛物线于点 C,AOB 的平分线交线段 AC 于点 E,点 P 是抛物线上的 一个动点,设其横坐标为 m. (1)求抛物线的解析式; (2)若动点 P 在直线 OE 下方的抛物线上,连结 PE、PO,当 m 为何值时,四边形 AOPE 面积最大,
20、并求出 其最大值; (3)如图,F 是抛物线的对称轴 l 上的一点,在抛物线上是否存在点 P 使POF 成为以点 P 为直角顶点的 等腰直角三角形?若存在,直接写出所有符合条件的点 P 的坐标;若不存在,请说明理由. 【答案】 (1)如图 1,设抛物线与 x 轴的另一个交点为 D, 由对称性得:D(3,0), 设抛物线的解析式为:y=a(x-1)(x-3), 把 A(0,3)代入得:3=3a, a=1, 抛物线的解析式;y=x2-4x+3; (2)如图 2,设 P(m,m2-4m+3), OE 平分AOB,AOB=90 , AOE=45 , AOE 是等腰直角三角形, AE=OA=3, E(3
21、,3), 易得 OE 的解析式为:y=x, 过 P 作 PGy 轴,交 OE 于点 G, G(m,m), PG=m-(m2-4m+3)=-m2+5m-3, S四边形AOPE=SAOE+SPOE, = 1 2 3 3+ 1 2 PGAE, = 9 2 + 1 2 3 (-m2+5m-3), =- 3 2 m2+15 2 m, = 3 2 (m- 5 2 )2+ 75 8 , - 3 2 0, 当 m= 5 2 时,S 有最大值是 75 8 ; (3)如图 3,过 P 作 MNy 轴,交 y 轴于 M,交 l 于 N, OPF 是等腰直角三角形,且 OP=PF, 易得OMPPNF, OM=PN,
22、P(m,m2-4m+3), 则-m2+4m-3=2-m, 解得:m= 5+ 5 2 或 55 2 , P 的坐标为( 5+ 5 2 ,1+ 5 2 )或( 55 2 ,1 5 2 ); 如图 4,过 P 作 MNx 轴于 N,过 F 作 FMMN 于 M, 同理得ONPPMF, PN=FM, 则-m2+4m-3=m-2, 解得:x= 3+ 5 2 或 35 2 - ; P 的坐标为( 3+ 5 2 ,1 5 2 )或( 35 2 - ,1+ 5 2 ); 综上所述, 点 P 的坐标是: ( 5+ 5 2 ,1+ 5 2 )或( 55 2 , 15 2 )或( 3+ 5 2 ,1 5 2 )或(
23、 35 2 - ,1+ 5 2 ) 点睛:本题属于二次函数综合题,主要考查了二次函数的综合应用,相似三角形的判定与性质以及解一元 二次方程的方法, 解第(2)问时需要运用配方法, 解第(3)问时需要运用分类讨论思想和方程的思想解决问题 7(2020 甘肃九年级一模)如图 1,抛物线 2 yxbxc与x轴交于A,B两点,与y轴交于点 (0,2)C , 连接AC,若2OCOA (1)求抛物线的解析式 (2)抛物线对称轴l上有一动点P,当PCPA最小时,求出点P的坐标, (3)如图 2 所示,连接BC,M是线段BC上(不与B、C重合)的一个动点过点M作直线l l,交抛物 线于点N, 连接CN,BN,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 专题16 二次函数中周长与面积的最值问题教师版含解析-2021年中考数学复习重难点与压轴题型专项训练 专题 16 二次 函数 周长 面积 问题 教师版 解析 2021 年中 数学 复习 难点 压轴
链接地址:https://www.77wenku.com/p-180793.html