专题
17 二次函数的面积问题
【考点1】二次函数的线段最值问题 【例1】如图,抛物线 y=ax2+bx+c 经过 A(﹣1,0)、B(4,0)、C(0,3)三点,D 为直线 BC 上方抛物 线上一动点,DE⊥BC 于点 E. (1)求抛物线的函数表达式; (2)求线段 DE 长度的最大值. 【变式1-1】已知抛物线 y=mx2+2mx+m-1 和直线 y=mx+m-1,且 m≠0. (1)求抛物线的顶点坐标; (2)试说明抛物线与直线有两个交点; (3)已知点 T(t,0),且-1≤t≤1,过点 T 作 x 轴的垂线,与抛物线交于点 P,与直线交于点 Q,当 0<m≤3 时,求线段PQ 长的最大值. 【变式1-2】如图 1,已知抛物线 y=﹣x2+mx+m﹣2 的顶点为 A,且经过点 B(3,﹣3). (1)求顶点 A 的坐标 (2)若 P 是抛物线上且位于直线 OB 上方的一个动点,求△OPB 的面积的最大值及比时点 P 的坐标; (3)如图 2,将原抛物线沿射线 OA 方向进行平移得到新的抛物线,新抛物线与射线 OA 交于 C,D 两点, 请问:在抛物线平移的过程中,线段CD 的长度是否为定值?若是,请求出这个定值;若不是,请说明理由.【考点2】二次函数的面积定值问题 【例2】已知二次函数
y x
2
2
mx
4
m
8
. (1)图象经过点( )
1,1
时,则m
_________; (2)当x
2
时,函数值y 随 x 的增大而减小,求 m 的取值范围; (3)以抛物线y x
2
2
mx
4
m
8
的顶点A 为一个顶点作该抛物线的内接正三角形AMN
(M,N 两点 在抛物线上),请问:
AMN
的面积是与m 无关的定值吗?若是,请求出这个定值;若不是,请说明理由.【变式2-1】如图,已知抛物线交 x 轴于 A、B 两点,交 y 轴于 C 点,A 点坐标为(﹣1,0),OC=2,OB=3, 点D 为抛物线的顶点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)P 为坐标平面内一点,以 B、C、D、P 为顶点的四边形是平行四边形,求 P 点坐标;
(3)若抛物线上有且仅有三个点 M1、M2、M3 使得△M1BC、△M2BC、△M3BC 的面积均为定值 S,求 出定值S 及 M1、M2、M3 这三个点的坐标.
【变式2-2】如图:已知抛物线
1
3
(
0)
2
y
x
m x m m
m
与x
轴交于A、B 两点(点 A 在点 B 左 侧),与y
交于点C,抛物线对称轴与x
轴交于点D,9 3 ,0
2
E
为x
轴上一点. (1)写出点 A、B、C 的坐标(用m
表示); (2)若以 DE 为直径的圆经过点 C 且与抛物线交于另一点 F, ①求抛物线解析式; ②P 为线段 DE 上一动(不与 D、E 重合),过 P 作PQ EC
作PH DF
,判断PQ PH
DC EF
是否为定值, 若是,请求出定值,若不是,请说明理由; (3)如图②,将线段AB
绕点A
顺时针旋转30°,与y
相交于点M
,连接BM
.点S
是线段AM
的中点, 连接OS
.若点N
是线段BM
上一个动点,连接SN
,将△SMN
绕点S
逆时针旋转60
得到△SOT
,延长TO
交BM
于点K
.若△KTN
的面积等于△ABM
的面积的1
12
,求线段MN
的长. 【考点3】二次函数的面积最值问题 【例3】已知抛物线y x
2
x m m
2
. (1)求证:抛物线与x
轴必定有公共点; (2)若 P(a
,y1),Q(-2,y2)是抛物线上的两点,且 y1
y2,求a
的取值范围; (3)设抛物线与 x 轴交于点A x
1,0
、B x
2,0
,点A 在点 B 的左侧,与 y 轴负半轴交于点 C,且x
1
x
2
3
, 若点D 是直线 BC 下方抛物线上一点,连接 AD 交 BC 于点 E,记△ACE 的面积为 S1,△DCE 的面积为 S2, 求 2 1 S S 是否有最值?若有,求出该最值;若没有,请说明理由.【变式3-1】如图,直线
3
3
4
x
y
与x
轴交于点C
,与y
轴交于点 B ,抛物线 23
4
y ax
x c
经过 B 、C
两点. ①求点C
的坐标; ②求抛物线的解析式; ③如图,点E
是直线BC
上方抛物线上的一动点,当
BEC
面积最大时,请求出点E
的坐标和
BEC
面积 的最大值. 【变式3-2】如图,抛物线y ax 2bx2交x
轴于点A ,
3 0
和点B ,
1 0
,交y
轴于点C
. (1)求这个抛物线的函数表达式; (2)若点D
的坐标为
1,0
,点 P 为第二象限内抛物线上的一个动点,求四边形ADCP
面积的最大值. 【考点4】二次函数面积的其它问题 【 例 4】如图,在平面直角坐标系中,直线y
5
x
5
与x
轴 、y
轴 分 别 交 于A C
,
两 点 , 抛 物 线 2y x bx c
经过A C
,
两点,与x
轴交于另一点 B. (1)求抛物线解析式及 B 点坐标; (2)连接BC
,求
ABC
的面积; (3)若点M
为抛物线上一动点,连接MA MB
,
,当点M
运动到某一位置时, ABM 面积为
ABC
的面积的
4
5
倍,求此时点M
的坐标.【变式4-1】如图,抛物线 y=ax2+bx+c 经过原点 O,与 x 轴交于另一点 N,直线 y=kx+4 与两坐标轴 分别交于A、D 两点,与抛物线交于点 B(1,m)、C(2,2).
1. 求直线与抛物线的解析式.
2.若抛物线在 x 轴上方的部分有一动点 P(x,y),设∠PON= ,求当△PON 的面积最大时 tan 的值. 3. 若动点 P 保持(2)中的运动线路,问是否存在点 P,使得△POA 的面积等于△PON 的面积的 ?若存 在,请求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由 【变式4-2】如图
1
,抛物线y
x
23
x
与直线y
2
x
2
交于A
、 B 两点,过A
作AC x
/ /
轴交抛物线 于点C
,直线AB
交x
轴于点D
.
1
求A
、 B 、C
三点的坐标;
2
若点 H 是线段BD
上的一个动点,过 H 作HE y
/ /
轴交抛物线于E
点,连接OE
、OH
,当HE
10
3
AC
时,求S
OEH的值;
3
如图2
,连接BO
,CO
及BC
,设点F
是BC
的中点,点 P 是线段CO
上任意一点,将
BFP
沿边PF
GPF
PC
GPF
CFP
BCP
1
4
一、解答题 1.如图,抛物线
y x bx c
2
交x
轴于A
、 B 两点,其中点A
坐标为
1,0
,与y
轴交于点C
0, 3
. (1)求抛物线的函数表达式; (2)如图①,连接AC
,点 P 在抛物线上,且满足
PAB
2
ACO
.求点 P 的坐标; (3)如图②,点Q
为x
轴下方抛物线上任意一点,点D
是抛物线对称轴与x
轴的交点,直线AQ
、BQ
分 别交抛物线的对称轴于点M
、N
.请问DM DN
是否为定值?如果是,请求出这个定值;如果不是, 请说明理由. 2.如图,边长为 8 的正方形 OABC 的两边在坐标轴上,以点 C 为顶点的抛物线经过点 A,点 P 是抛物线 上点A、C 间的一个动点(含端点),过点 P 作 PF⊥BC 于点 F,点 D、E 的坐标分别为(0,6),(﹣4,0), 连接PD,PE,DE.(1)求抛物线的解析式;
(2)小明探究点 P 的位置是发现:当点 P 与点 A 或点 C 重合时,PD 与 PF 的差为定值,进而猜想:对于 任意一点P,PD 与 PF 的差为定值,请你判定该猜想是否正确,并说明理由;
(3)请直接写出△PDE 周长的最大值和最小值.
3.如图,在平面直角坐标系中,矩形 OABC 的两边分别在 x 轴和 y 轴上,OA="16" cm,OC=8cm,现有两 动点P、Q 分别从 O、C 同时出发,P 在线段 OA 上沿 OA 方向以每秒 2cm 的速度匀速运动,Q 在线段 CO 上沿CO 方向以每秒 1 cm 的速度匀速运动.设运动时间为 t 秒. (1)用含 t 的式子表示△OPQ 的面积 S; (2)判断四边形 OPBQ 的面积是否是一个定值,如果是,请求出这个定值;如果不是,请说明理由; (3)当△OPQ∽△ABP 时,抛物线 y= x2+bx+c 经过 B、P 两点,求抛物线的解析式; (4)在(3)的条件下,过线段 BP 上一动点 M 作 轴的平行线交抛物线于 N,求线段 MN 的最大值. 4.如图 1 所示,抛物线
y ax
2
bx c
交x 轴于点A 4,0
和点B 1,0
,交y 轴于点C 0,4
.
1
求抛物线的函数表达式;
2
如图2 所示,若点 M 是抛物线上一动点,且S
AOM
3
S BOC ,求点M 的坐标;
3
如图3 所示,设点 N 是线段 AC 上的一动点,作PN x
轴,交抛物线于点P,求线段 PN 长度的最大 值. 5.如图,在直角坐标系中,抛物线经过点 A(0,4),B(1,0),C(5,0) (1)求抛物线的解析式和对称轴; (2)在抛物线的对称轴上是否存在一点 P,使△PAB 的周长最小?若存在,请求出点 P 的坐标;若不存在, 请说明理由; (3)该抛物线有一点 D(x,y),使得 S△ABC=S△DBC,求点 D 的坐标.6.如图,抛物线
y ax bx
2
3
与x
轴相交于点A
(﹣1,0)、B
(3,0),与y
轴相交于点C
,点P
为 线段OB
上的动点(不与O
、B
重合),过点P
垂直于x
轴的直线与抛物线及线段BC
分别交于点E
、F
, 点D
在y
轴正半轴上,OD
=2,连接DE
、OF
. (1)求抛物线的解析式; (2)当四边形ODEF
是平行四边形时,求点P
的坐标; (3)过点A
的直线将(2)中的平行四边形ODEF
分成面积相等的两部分,求这条直线的解析式.(不必 说明平分平行四边形面积的理由) 7.平面直角坐标系中,平行四边形 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0 顺时针旋转 90°,得到平行四边形A B OC
' '
'
. (1)若抛物线过点 C,A,A '
,求此抛物线的解析式; (2)求平行四边形 ABOC 和平行四边形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,间:点 M 在何处时△AMA'
的面积最大?最大面积是多少?并求出此时点M 的坐标. 8.如图,已知抛物线 2
1
3
y
x bx c
经过点A
( 1,0)
、B
(5,0)
. (1)求抛物线的解析式,并写出顶点M
的坐标; (2)若点C
在抛物线上,且点C
的横坐标为8,求四边形AMBC
的面积 (3)定点D m
(0, )
在y
轴上,若将抛物线的图象向左平移2 各单位,再向上平移 3 个单位得到一条新的抛 物线,点 P 在新的抛物线上运动,求定点D
与动点 P 之间距离的最小值d
(用含m
的代数式表示) 9.如图,抛物线y
x bx c
2
交x
轴于点A ,
3 0
和点 B ,交y
轴于点C
0,3
. (1)求抛物线的函数表达式; (2)若点 P 在抛物线上,且S
AOP
4
S
BOC,求点 P 的坐标; (3)如图,设点Q
是线段AC
上的一动点,作DQ x
轴,交抛物线于点D
,求线段DQ
长度的最大值, 并求出
DAC
面积的最大值.10.抛物线
y ax bx c
2
经过点A(-1,0)、B(4,0),与 y 轴交于点 C(0,4). (1)求抛物线的表达式; (2)点 P 为直线 BC 上方抛物线的一点,分别连接 PB、PC,若直线 BC 恰好平分四边形 COBP 的面积,求 P 点坐标; (3)在(2)的条件下,是否在该抛物线上存在一点 Q,该抛物线对称轴上存在一点 N,使得以 A、P、Q、N 为顶点的四边形为平行四边形?若存在,求出Q 点坐标,若不存在,请说明理由. 11.如图,顶点为M
的抛物线y ax bx
2
3
与x
轴交于A
( 1,0)
,B 两点,与y
轴交于点C
,过点C
作CD y
轴交抛物线于另一点D
,作DE x
轴,垂足为点E
.双曲线y
6 ( 0)
x
x
经过点D
,连接 MD ,BD
. (1)求抛物线的表达式; (2)点N
,F
分别是x
轴,y
轴上的两点,当以M
,D
,N
,F
为顶点的四边形周长最小时,求出点N
,F
的坐标;12.如图,抛物线
y ax bx
2
4
交x
轴于A ,
( 4 0)
、B ,
(2 0)
两点,交y
轴于点C
,顶点为 H ,其对 称轴交x
轴于点N
.直线l
经过 B 、D
两点,交抛物线的对称轴于点M
,其中点D
的横坐标为 5 . (1)求抛物线的表达式; (2)连接AM
,求
ABM
的周长; (3)若 P 是抛物线位于直线BD
的下方且在其对称轴左侧上的一点,当四边形DPHM
的面积最大时,求点 P 的坐标. 13.如图,抛物线经过点 A(1,0),B(5,0),C(0, )三点,设点 E(x,y)是抛物线上一动点,且 在x 轴下方,四边形 OEBF 是以 OB 为对角线的平行四边形. (1)求抛物线的解析式; (2)当点 E(x,y)运动时,试求平行四边形 OEBF 的面积 S 与 x 之间的函数关系式,并求出面积 S 的最 大值? (3)是否存在这样的点 E,使平行四边形 OEBF 为正方形?若存在,求 E 点,F 点的坐标;若不存在,请 说明理由. 14.如图,在直角坐标系中,抛物线 y=ax2+bx+c(a≠0)与 x 轴交于 A(﹣1,0),B(3,0),交 y 轴与 C (0,3),D 为抛物线上的顶点,直线 y=x﹣1 与抛物线交于 M、N 两点,过线段 MN 上一点 P 作 y 轴的平 行线交抛物线与点Q. (1)求抛物线的解析式及顶点坐标; (2)求线段 PQ 的最大值; (3)设 E 为线段 OC 的三等分点,连接 EP、EQ,若 EP=EQ,直接写出 P 的坐标.15.如图,抛物线 y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与 x 轴交于 A(﹣3,0)与 B(1,0),与直线 y=kx(k≠0) 交于点C(﹣2,﹣3). (1)求抛物线的解析式; (2)如图 1,点 E 是抛物线上(x 轴下方)的一个动点,过点 E 作 x 轴的平行线与直线 OC 交于点 F,试 判断在点E 运动过程中,以点 O,B,E,F 为顶点的四边形能否构成平行四边形,若能,请求出点 E 的坐 标;若不能,请说明理由. (3)如图 2,点 D 是抛物线的顶点,抛物线的对称轴 DM 交 x 轴于点 M,当点 E 在抛物线上 B,D 之间运 动时,连接EA 交 DM 于点 N,连接 BE 并延长交 DM 于点 P,猜想在点 E 的运动过程中,MN+MP 的和是 否为定值?若是,试求出该定值;若不是,请说明理由. 16.如图,在平面直角坐标系 xOy 中,抛物线 2
1
4
10
18
9
y
x
x
与X 轴的交点为 A,与 y 轴的交点为点 B, 过点B 作 x 轴的平行线 BC,交抛物线于点 C,连接 AC.现有两动点 P,Q 分别从 O,C 两点同时出发, 点P 以每秒 4 个单位的速度沿 OA 向终点 A 移动,点 Q 以每秒 1 个单位的速度沿 CB 向点 B 移动,点 P 停 止运动时,点Q 也同时停止运动,线段 OC,PQ 相交于点 D,过点 D 作 DE∥OA,交 CA 于点 E,射线 QE 交x 轴于点 F.设动点 P,Q 移动的时间为 t(单位:秒).(1)求 A,B,C 三点的坐标和抛物线的顶点的坐标; (2)当 t 为何值时,四边形 PQCA 为平行四边形?请写出计算过程; (3)当
9
0
2
t
< <
时,△PQF 的面积是否总为定值?若是,求出此定值,若不是,请说明理由; (4)当 t 为何值时,△PQF 为等腰三角形?请写出解答过程. 17.已知抛物线y
=ax
2
bx c
(a
≠0)与x
轴交于A、B 两点,与y
轴交于C 点,其对称轴为x
=1,且 A(-1,0) 、C(0,2). (1)直接写出该抛物线的解析式; (2)P 是对称轴上一点,△PAC 的周长存在最大值还是最小值?请求出取得最值(最大值或最小值)时点 P 的坐标; (3)设对称轴与x
轴交于点H,点 D 为线段 CH 上的一动点(不与点 C、H 重合).点 P 是(2)中所求的点. 过点D 作 DE∥PC 交x
轴于点E.连接 PD、PE.若 CD 的长为m
,△PDE 的面积为 S,求 S 与m
之间的函数关系 式,试说明 S 是否存在最值,若存在,请求出最值,并写出 S 取得的最值及此时m
的值;若不存在,请说明理由.⑴求抛物线
C
的函数表达式; ⑵若点M
是位于直线AB
上方抛物线上的一动点,以MA MB
、
为相邻两边作平行四边形MANB
,当平行 四边形MANB
的面积最大时,求此时四边形MANB
的面积S
及点M
的坐标; ⑶在抛物线C
的对称轴上是否存在定点F
,使抛物线C
上任意一点 P 到点F
的距离等于到直线17
y
4
的 距离,若存在,求出定点F
的坐标;若不存在,请说明理由. 19.如图,在平面直角坐标系中,将矩形AOCD
中的点D
沿AE 对折,使点 D 落在OC
上的F 点,已知 AO=8,AD=10,G(-1,7),已知抛物线过点 O ,F,G. (1)求抛物线的解析式; (2)点M
为抛物线的对称轴上一动点,当MG MF
取得最大值时,求点M 的坐标; (3)一条动直线过平面上一点 B,点 B 的坐标为(3,-8),且该直线与(1)中的抛物线交于 P,Q 两点,请判 断:PQ
PB QB
是否为定值.若是定值请求出定值,若不是定值,请求出其取值范围.(参考公式:在平面直 角坐标系中,若H(x1,y1),N(x2,y2),则H N
,
两点间的距离为
2 2 2 1 2 1HN
x x
y
y
)20.如图,已知抛物线
y a x
(
2)(
x
6)
与x
轴相交于A
、B 两点,与y
轴交于C
点,且tan3
2
CAB
. 设抛物线的顶点为M
,对称轴交x
轴于点N
. (1)求抛物线的解析式; (2) P 为抛物线的对称轴上一点,Q n
( ,0)
为x
轴上一点,且PQ PC
. ①当点 P 在线段MN
(含端点)上运动时,求n
的变化范围; ②当n
取最大值时,求点 P 到线段CQ
的距离; ③当n
取最大值时,将线段CQ
向上平移t
个单位长度,使得线段CQ
与抛物线有两个交点,求t
的取值范 围.【考点1】二次函数的线段最值问题 【例1】如图,抛物线 y=ax2+bx+c 经过 A(﹣1,0)、B(4,0)、C(0,3)三点,D 为直线 BC 上方抛物 线上一动点,DE⊥BC 于点 E. (1)求抛物线的函数表达式; (2)求线段 DE 长度的最大值. 【答案】(1)y=﹣
3
4
x2+9
4
x+3;(2)最大值是12
5
. 【解析】 【分析】 (1)根据待定系数法,可得函数解析式; (2)根据平行于 y 轴直线上两点间的距离是较大的纵坐标减较小的纵坐标,可得 DM,根据相似三角形的 判定与性质,可得DE 的长,根据二次函数的性质,可得答案. 【详解】 解:(1)由题意得,0
16
4
0
3
a b c
a
b c
c
=
=
=
, 解得,3
4
9
4
3
a
b
c
=
=
=
, 抛物线的函数表达式为y=﹣3
4
x2+9
4
x+3; (2)过点 D 作 DM⊥x 轴交 BC 于 M 点,由勾股定理得,BC=
OC OB
2
2 =5, 设直线BC 的解析是为 y=kx+b, 则4
0
3
k b
b
=
=
, 解得3
4
3
k
b
, ∴直线BC 的解析是为 y=﹣3
4
x+3, 设点M 的坐标为(a,﹣3
4
a+3), DM=(﹣3
4
a2+9
4
a+3)﹣(﹣3
4
a+3)=﹣3
4
a2+3a, ∵∠DME=∠OCB,∠DEM=∠BOC, ∴△DEM∽△BOC, ∴DE
BO
DM
BC
,即DE
DM
=4
5
, 解得,DE=4
5
DM ∴DE=﹣3
5
a2+12
5
a=﹣3
5
(a﹣2)2+12
5
, 当a=2 时,DE 取最大值,最大值是12
5
. 【点睛】 本题考查的是二次函数、一次函数的性质,相似三角形的判定和性质,掌握待定系数法求二次函数解析式、 一次函数解析式的一般步骤是解题的关键. 【变式1-1】.已知抛物线 y=mx2+2mx+m-1 和直线 y=mx+m-1,且 m≠0.(1)求抛物线的顶点坐标; (2)试说明抛物线与直线有两个交点; (3)已知点 T(t,0),且-1≤t≤1,过点 T 作 x 轴的垂线,与抛物线交于点 P,与直线交于点 Q,当 0<m≤3 时,求线段PQ 长的最大值. 【答案】(1)(-1,-1);(2)见解析;(3)PQ 的最大值为 6. 【解析】 【分析】 (1)化为顶点式即可求顶点坐标; (2)由 y=mx2+2mx+m-1 和 y=mx+m-1 可得:mx2+2mx+m-1=mx+m-1,整理得,mx(x+1)=0,即可知抛 物线与直线有两个交点; (3)由(2)可得:抛物线与直线交于(-1,-1)和(0,m-1)两点,点 P 的坐标为(t,mt2+2mt+m-1), 点Q 的坐标为(t,mt+m-1). 故分两种情况进行讨论:①如图 1,当-1≤t≤0 时;②如图 2,当 0<t≤1 时, 求出对应的最大值即可. 【详解】 解:(1)∵y=mx2+2mx+m-1=m(x+1)2-1, ∴抛物线的顶点坐标为(-1,-1). (2)由 y=mx2+2mx+m-1 和 y=mx+m-1 可得:mx2+2mx+m-1=mx+m-1, mx2+mx=0,mx(x+1)=0, ∵m≠0, ∴x1=0,x2=-1. ∴抛物线与直线有两个交点. ( 3 ) 由 ( 2 ) 可 得 : 抛 物 线 与 直 线 交 于 ( -1 , -1 ) 和 ( 0 , m-1 ) 两 点 , 点P 的坐标为(t,mt2+2mt+m-1),点 Q 的坐标为(t,mt+m-1). ①如图1,当-1≤t≤0 时,PQ= 2 Q P
y
y
mt mt
=
m t
(
1
2
)
2
1
4
m
. ∵m>0, 当1
2
t
时,PQ 有最大值,且最大值为1
4
m
. ∵0<m≤3,∴1
4
m
≤3
4
,即PQ 的最大值为3
4
.②如图2,当 0<t≤1 时,PQ= 2 P Q
y
y
mt
mt
=m t
(
1
2
)
2
1
4
m
. ∵m>0, ∴当t=1 时,PQ 有最大值,且最大值为 2m. ∵0<m≤3, ∴0<2m≤6,即 PQ 的最大值为 6. 综上所述,PQ 的最大值为 6. 【点睛】 此题主要考查二次函数的应用,(1)(2)题相对简单,(3)题要分情况进行讨论方右解答,因此做此类题 型,在进行分类讨论时,尽量通过大致图象数型结合进行解答. 【变式1-2】如图 1,已知抛物线 y=﹣x2+mx+m﹣2 的顶点为 A,且经过点 B(3,﹣3). (1)求顶点 A 的坐标 (2)若 P 是抛物线上且位于直线 OB 上方的一个动点,求△OPB 的面积的最大值及比时点 P 的坐标; (3)如图 2,将原抛物线沿射线 OA 方向进行平移得到新的抛物线,新抛物线与射线 OA 交于 C,D 两点, 请问:在抛物线平移的过程中,线段CD 的长度是否为定值?若是,请求出这个定值;若不是,请说明理由. 【答案】(1)(﹣1,1);(2)P( , );(3) . 【解析】 【分析】 (1)根据待定系数法,可得函数解析式,根据配方法,可得顶点坐标; (2)过点 P 作 y 轴的平行线交 OB 与点 Q,求出直线 BP 的解析式,表示出点 Q 的坐标,根据三角形的面 积公式列出函数关系式,利用二次函数的最值可得P 点坐标; (3)根据平移规律,可得新抛物线,根据联立抛物线与 OA 的解析式,可得 C、D 点的横坐标,根据勾股 定理,可得答案. 【详解】 解:(1)把 B(3,﹣3)代入 y=﹣x2+mx+m2 得:﹣3=﹣32+3m+m2, 解得m=2, ∴y=﹣x2+2x=﹣(x+1)2+1, ∴顶点A 的坐标是(﹣1,1); (2)过点 P 作 y 轴的平行线交 OB 与点 Q. ∵直线OB 的解析式为 y=﹣x, 故设P(n,﹣n2+2n),Q(n,﹣n), ∴PQ=﹣n2+2n﹣(﹣n)=﹣n2+3n,∴S△OPB= (﹣n2+3n)=﹣ (n﹣ )+ , 当n= 时,S△OPB 的最大值为 . 此时y=﹣n2+2n= , ∴P( , ); (3)∵直线 OA 的解析式为 y=x, ∴可设新的抛物线解析式为y=﹣(x﹣a)2+a, 联立 , ∴﹣(x﹣a)2+a=x, ∴x1=a,x2=a﹣1, 即C、D 两点间的横坐标的差为 1, ∴CD= . 【点睛】 本题考查了待定系数法求函数解析式,三角形的面积公式,利用二次函数求最值,勾股定理二次函数与一 次函数的交点问题,难度适中,是常见题型. 【考点2】二次函数的面积定值问题 【例2】已知二次函数
y x
2
2
mx
4
m
8
. (1)图象经过点( )
1,1
时,则m
_________; (2)当x
2
时,函数值y 随 x 的增大而减小,求 m 的取值范围; (3)以抛物线y x
2
2
mx
4
m
8
的顶点A 为一个顶点作该抛物线的内接正三角形AMN
(M,N 两点 在抛物线上),请问:
AMN
的面积是与m 无关的定值吗?若是,请求出这个定值;若不是,请说明理由.【答案】(1)4;(2)m≥2;(3)
AMN
的面积是与m 无关的定值,S△AMN=3 3
. 【解析】 【分析】 (1)将点( )
1,1
代入二次函数解析式即可求出m; (2)求出二次函数的对称轴为 x=m,由抛物线的开口向上,在对称轴的左边 y 随 x 的增大而减小,可求 出m 的取值范围; (3)在抛物线内作出正三角形,求出正三角形的边长,然后计算三角形的面积,可得到△AMN 的面积是 与m 无关的定值. 【详解】 解:(1)将点( )
1,1
代入y x
2
2
mx
4
m
8
可得:1 1 2
m
4
m
8
, 解得:m=4; (2)二次函数y x
2
2
mx
4
m
8
的对称轴是:x=m, ∵当x≤2 时,函数值 y 随 x 的增大而减小, ∴m≥2; (3)
AMN
的面积是与m 无关的定值; 如图:顶点A 的坐标为(m,−m2+4m−8),△AMN 是抛物线的内接正三角形,MN 交对称轴于点 B, ∵tan∠AMB=tan60°=3
AB
BM
=
, ∴AB=3
BM=3
BN, 设BM=BN=a,则 AB=3
a,∴点M 的坐标为(m+a,
3
a−m2+4m−8), ∵点M 在抛物线上,∴
3
a−m2+4m−8=(m+a)2−2m(m+a)+4m−8, 整理得:a
2-
3
a
=
0
,解得:a=
3
或a=0(舍去), ∴△AMN 是边长为2 3
的正三角形, ∴AB=3,S△AMN=1 2 3 3 3 3
2
,与m 无关. 【点睛】 本题是二次函数综合题,考查了二次函数的图象和性质、等边三角形的性质以及特殊角三角函数的应用, 其中(3)问有一定难度,根据点 M 在抛物线上,求出正三角形的边长是解题关键.【变式2-1】如图,已知抛物线交 x 轴于 A、B 两点,交 y 轴于 C 点,A 点坐标为(﹣1,0),OC=2,OB=3, 点D 为抛物线的顶点. (1)求抛物线的解析式; (2)P 为坐标平面内一点,以 B、C、D、P 为顶点的四边形是平行四边形,求 P 点坐标; (3)若抛物线上有且仅有三个点 M1、M2、M3 使得△M1BC、△M2BC、△M3BC 的面积均为定值 S,求 出定值S 及 M1、M2、M3 这三个点的坐标. 【答案】(1)y=﹣
2
3
x2+4
3
x+2;(2)见解析;(3)见解析. 【解析】 【详解】 分析:(1)由 OC 与 OB 的长,确定出 B 与 C 的坐标,再由 A 坐标,利用待定系数法确定出抛物线解析式 即可; (2)分三种情况讨论:当四边形 CBPD 是平行四边形;当四边形 BCPD 是平行四边形;四边形 BDCP 是平 行四边形时,利用平移规律确定出P 坐标即可; (3)由 B 与 C 坐标确定出直线 BC 解析式,求出与直线 BC 平行且与抛物线只有一个交点时交点坐标,确定出交点与直线BC 解析式,进而确定出另一条与直线 BC 平行且与 BC 距离相等的直线解析式,确定出所 求M 坐标,且求出定值 S 的值即可. 详解:(1)由 OC=2,OB=3,得到 B(3,0),C(0,2), 设抛物线解析式为y=a(x+1)(x﹣3), 把C(0,2)代入得:2=﹣3a,即 a=﹣
2
3
, 则抛物线解析式为y=﹣2
3
(x+1)(x﹣3)=﹣2
3
x2+4
3
x+2; (2)抛物线 y=﹣2
3
(x+1)(x﹣3)=﹣2
3
x2+4
3
x+2=﹣2
3
(x﹣1)2+8
3
, ∴D(1,8
3
), 当四边形CBPD 是平行四边形时,由 B(3,0),C(0,2),得到 P(4,2
3
); 当四边形CDBP 是平行四边形时,由 B(3,0),C(0,2),得到 P(2,﹣2
3
); 当四边形BCPD 是平行四边形时,由 B(3,0),C(0,2),得到 P(﹣2,14
3
); (3)设直线 BC 解析式为 y=kx+b, 把B(3,0),C(0,2)代入得:3
0
2
k b
b
, 解得:2
3
2
k
b
, ∴y=﹣2
3
x+2, 设与直线BC 平行的解析式为 y=﹣2
3
x+b, 联立得: 22
3
2
4
2
3
3
y
x b
y
x
x
,消去y 得:2x2﹣6x+3b﹣6=0, 当直线与抛物线只有一个公共点时,△=36﹣8(3b﹣6)=0, 解得:b=
7
2
,即y=﹣2
3
x+7
2
, 此时交点M1 坐标为(3
2
,5
2
); 可得出两平行线间的距离为9 13
26
, 同理可得另一条与BC 平行且平行线间的距离为9 13
26
的直线方程为y=﹣2
3
x+1
2
, 联立解得:M2(3 3 2
2
,1
2
2
),M3(3+3 2
2
,1
2
2
), 此时S=1. 点睛:此题属于二次函数综合题,涉及的知识有:待定系数法求函数解析式,一次函数的性质,利用了分 类讨论的思想,熟练掌握待定系数法是解本题的关键. 【变式2-2】如图:已知抛物线
1
3
(
0)
2
y
x
m x m m
m
与x
轴交于A、B 两点(点 A 在点 B 左 侧),与y
交于点C,抛物线对称轴与x
轴交于点D,9 3 ,0
2
E
为x
轴上一点. (1)写出点 A、B、C 的坐标(用m
表示); (2)若以 DE 为直径的圆经过点 C 且与抛物线交于另一点 F, ①求抛物线解析式; ②P 为线段 DE 上一动(不与 D、E 重合),过 P 作PQ EC
作PH DF
,判断PQ PH
DC EF
是否为定值, 若是,请求出定值,若不是,请说明理由; (3)如图②,将线段AB
绕点A
顺时针旋转30°,与y
相交于点M
,连接BM
.点S
是线段AM
的中点,连接
OS
.若点N
是线段BM
上一个动点,连接SN
,将△SMN
绕点S
逆时针旋转60
得到△SOT
,延长TO
交BM
于点K
.若△KTN
的面积等于△ABM
的面积的1
12
,求线段MN
的长. 【答案】(1)A(-3m,0),B(m,0),C(0, 3 2m) (2)① 23
3 3
12
y
x
x
,②+
1
PQ PH
DC EF
,理由见解析; (3)线段MN
的长为2 或2 5
【解析】 (1)A(-3m,0),B(m,0),C(0,3
2
m
) (2)△DCE 为直角三角形. ①OC2=OD·OE,m=2 3
,∴ 23
3 3
12
y
x
x
②∵DE 为直径,∴∠DCE=∠DFE=90°,∵PQ⊥EC,PH⊥DF,∴PQ∥DC,PH∥EFPQ
PE
DC DE
,
,PH
DP
EF
DE
,∴+
1
PQ PH
PE DP DE
DC EF
DE
DE
(3)A(
6 3
,0),B(2 3
,0),又∠OAM=60° ,∴cos30°=OM
OA
,∴OM=6,M(0,6)又tan∠ABM=
OM
S
是线段AM
的中点,∴∠OSM=60° ,∴∠AOS=30° ,又∠SOT=90° ,∠AOT=60° , ∴直线TK:y=-3
x;BM:y=3
x-6,联立两个方程,解得:K(3
,-3) 设MN=a,TK=TO+OK=a+23
,∴△KTN 的高 h=TK·sin60°=3
3
2
a
NK=2 3 a
,∵S△KTN=1
12
S△ABM1
2 3
2
NK h
, ∴1
2 3
3
3
2 3
2
a
(
2
a
)
a=2 或 a=2 5
点睛:本题考查二次函数综合题、旋转变换、解直角三角形等知识,平行线的性质,解题的关键是学会转 化,属于中考压轴题. 【考点3】二次函数的面积最值问题 【例3】已知抛物线y x
2
x m m
2
. (1)求证:抛物线与x
轴必定有公共点; (2)若 P(a
,y1),Q(-2,y2)是抛物线上的两点,且 y1
y2,求a
的取值范围; (3)设抛物线与 x 轴交于点A x
1,0
、B x
2,0
,点A 在点 B 的左侧,与 y 轴负半轴交于点 C,且x
1
x
2
3
, 若点D 是直线 BC 下方抛物线上一点,连接 AD 交 BC 于点 E,记△ACE 的面积为 S1,△DCE 的面积为 S2, 求 2 1 S S 是否有最值?若有,求出该最值;若没有,请说明理由. 【答案】(1)见解析;(2)a
2
或a
3
,(3) 2 1 S S 没有最小值; 21 S S 有最大值是1
3
【解析】 分析:(1)本题需先根据判别式解出无论 m 为任何实数都大于零,再判断出物线与 x 轴总有交点. (2)分两种情况:当点 P 在对称轴的左侧时,y
随x
的增大而减小,得a
2
;当点P 在对称轴的右侧时,y
随x
的增大而增大,a
3
,故得解. 详解:(1)令y
0
得x
2
x m
2
m
0
∴
b
2
4
ac
4
m
2
4
m
1
∴
22
m
1
无论
m
取何值,
22
m
1
0
∴ 抛物线与x
轴必定有公共点 (2)∵y x
2
x m m
2
,抛物线的对称轴是1
2
x
当点P 在对称轴的左侧时,y
随x
的增大而减小, ∵y1
y2,a
2
当点P 在对称轴的右侧时,y
随x
的增大而增大, Q(-2,y2)关于对称轴的对称点是(3,y2) ∵y1
y2,a
3
综上所述:a
2
或a
3
(3)x
1
1
m
,x
2
m
∵x
1
x
2
3
、∴1
m
m
3
,解得m
1
或m
2
∴y x
2
x
2
∴A
1,0
、B
2,0
,C
0, 2
∴ 直线BC 的解析式是y x
2
设点A 到直线 BC 的距离是h
1,点D 到直线 BC 的距离是h
2, △ACE 的面积 S1 11
2
CE h
,△DCE 的面积 S2 21
2
CE h
∴ 13 2
2
h
, 2 2 2 1 12
3
S
h
h
S
h
∴ 求 2 1S
S
的最值转化为求h
2的最值 设过点D 与直线 BC 平行的直线解析式为y x b
当点D 在直线 BC 下方的抛物线上运动时,h
2无最小值,仅当直线y x b
与抛物线y x
2
x
2
只有 一个公共点时,h
2有最大值即方程组 2
2
y x
x
y x b
有两个相等的实数根 ∴x
2
2
x
2
b
0
,
4 8 4
b
0
, ∴b
3
,此时 22
2
h
∴ 2 1S
S
没有最小值; 21S
S
有最大值是1
3
∴A
1,0
、B
2,0
点睛:本题主要考查了二次函数的综合问题,在解题时要注意找出各点的坐标问题,再把各点代入解析式 是解题的关键. 【变式3-1】如图,直线3
3
4
x
y
与x
轴交于点C
,与y
轴交于点 B ,抛物线 23
4
y ax
x c
经过 B 、C
两点. ①求点C
的坐标; ②求抛物线的解析式; ③如图,点E
是直线BC
上方抛物线上的一动点,当
BEC
面积最大时,请求出点E
的坐标和
BEC
面积 的最大值.【答案】①
C
4,0
;② 23
3
3
8
4
y
x
x
;③点E
的坐标是
2,3
时,
BEC
的面积最大,最大面积是3
. 【解析】 【分析】 ①利用利用x 轴上点的坐标特点代入一次函数即可. ②根据抛物线 23
4
y ax
x c
经过 B 、C
两点,先求出B 点坐标,再用待定系数法求解析式即可. ③根据“铅垂高,水平宽”方法求面积.过点E
作y
轴的平行线EF
交直线BC
于点M
,EF
交x
轴于点F
, 利用E、M 横坐标相等及所在函数关系式设出坐标,求出 EM 的长,再利用S
BEC
S
BEM
S
MEC,把EM看作△BEM 和△MEC 的底,求出面积写出关系式,最后利用二次函数求最值即可. 【详解】 解:①∵直线
3
3
4
x
y
与x
轴交于点C
, ∴当y=0 时,解得 x=4 ∴C 点坐标为:
4,0
②
直线 3 3 4 y x 与x
轴交于点C
,与y
轴交于点 B ,
当x=0 时,解得 y=3 ∴点 B 的坐标是
0,3
,点C
的坐标是
4,0
,
抛物线 23
4
y ax
x c
经过 B 、C
两点,3
16
4
0
4
3
a
c
c
解得3
8
3
a
c
,
抛物线的解析式为 23
3
3
8
4
y
x
x
. ③如图,过点E
作y
轴的平行线EF
交直线BC
于点M
,EF
交x
轴于点F
,已知点
E
是直线BC
上方抛物线上的一动点,则可设点E
的坐标是 23
3
,
3
8
4
x
x
x
,
点M
的坐标是3
,
3
4
x
x
, 2 23
3
3
3
3
3
3
8
4
4
8
2
EM
x
x
x
x
x
.BEC BEM MEC
S
S
S
, 2 21
1
3
3
4
3
(
2) 3
2
2
8
2
4
BECS
ME OC
x
x
x
. 即当x
2
时,即点E
的坐标是
2,3
时,
BEC
的面积最大,最大面积是3
. 【点睛】 此题考查的是①一次函数的与坐标轴的交点坐标;②待定系数法求二次函数解析式;③用“铅垂高,水平宽” 求面积最值问题. 【变式3-2】如图,抛物线y ax 2bx2交x
轴于点A ,
3 0
和点B ,
1 0
,交y
轴于点C
. (1)求这个抛物线的函数表达式; (2)若点D
的坐标为
1,0
,点 P 为第二象限内抛物线上的一个动点,求四边形ADCP
面积的最大值. 【答案】(1) 22
4
2
3
3
y
x
x
;(2)S
的最大值为17
4
. 【解析】【分析】 (1)根据 A,B 两点坐标可得出函数表达式; (2)设点 2
2
4
,
2
3
3
P x
x
x
,根据S S
四边形ADCP
S
△APO+
S
△CPO
S
△ODC列出S 关于 x 的二次函数表达式,再根据二次函数的性质求最值. 【详解】 解:(1)将 A,B 两点的坐标代入解析式得,
9
3
2 0,
2 0,
a b
a b
解得2 ,
3
4 .
3
a
b
故抛物线的表达式为: 22
4
2
3
3
y
x
x
; (2)连接OP
,设点 22
4
,
2
3
3
P x
x
x
, 由(1)中表达式可得点C
0,2
,则
S S
四边形ADCP
S
△APO+
S
△CPO
S
△ODC1
1
1
2
AO y
p2
OC x
P2
CO OD
2 22
4
2
1
2
1
1
( )
2 1
3
=
3
3
2
3
2
x
x
2
x
2
x
x
, ∵
1 0
,故S
有最大值,当3
2
x
时,S
的最大值为17
4
. 【点睛】 本题主要考查二次函数表达式的求法以及二次函数的图像与性质,有一定的综合性.对于二次函数中的面积 问题,常需用到“割补法”. 【考点4】二次函数面积的其它问题 【 例 4】如图,在平面直角坐标系中,直线y
5
x
5
与x
轴 、y
轴 分 别 交 于A C
,
两 点 , 抛 物 线 2y x bx c
经过A C
,
两点,与x
轴交于另一点 B.(1)求抛物线解析式及 B 点坐标; (2)连接
BC
,求
ABC
的面积; (3)若点M
为抛物线上一动点,连接MA MB
,
,当点M
运动到某一位置时, ABM 面积为
ABC
的面 积的4
5
倍,求此时点M
的坐标. 【答案】(1)y x
2
6
x
5
,B
5,0
;(2)S
ABC
10
;(3)M
点的坐标为M
1,M
2(
3-2 2 4
,)
,M
3, 见解析. 【解析】 【分析】 (1)利用A C
,
两点是一次函数上的点求出A C
,
两点,再代入二次函数求解即可. (2)根据A
1,0
,B
5,0
,
求出AB
4
,求出△ABC. (3)根据
ABM
面积为
ABC
的面积的4
5
倍,求出4
4 10 8
5
5
ABM ABCS
S
,得出y ,
M16 4 4
求出此时M 的坐标即可. 【详解】 (1)解:∵直线y
5
x
5
∴令y
0
,则0
5
x
5
,解得x
1
∴A
1,0
令x
0
,则y
5
,∴C
0,5
将点A
1,0
,C
0,5
代入y x bx c
2
中得,1
0
5
b c
c
,解得6
5
b
c
∴抛物线的解析式为:y x
2
6
x
5
; 令y
0
,则x
2
6
x
5 0
,解得x
1
1,
x
2
5
∴B
5,0
. (2)解:∵A
1,0
,B
5,0
∴AB
4
∴1
1 4 5 10
2
2
ABCS
AB OC
(3)∵
ABM
面积为
ABC
的面积的4
5
倍, ∴4
4 10 8
5
5
ABM ABCS
S
∵AB=4 , ∴y
M16 4 4
, ∵
2 26
5
3
4
y x
x
x
∴抛物线的顶点坐标为
M
1
3, 4
符合条件,当
y
M4
时,x
2
6
x
5 4
,解的,x1=3-2 2
,x2=3 2 2
,∴
M
点的坐标为M
1(3,-4),M
2
3-2 2 4
,
,M
3
3 2 2 4
,
.【点睛】
本题考查的是二次函数,熟练掌握二次函数是解题的关键.
【变式4-1】如图,抛物线 y=ax2+bx+c 经过原点 O,与 x 轴交于另一点 N,直线 y=kx+4 与两坐标轴 分别交于A、D 两点,与抛物线交于点 B(1,m)、C(2,2).
1. 求直线与抛物线的解析式.
2.若抛物线在 x 轴上方的部分有一动点 P(x,y),设∠PON= ,求当△PON 的面积最大时 tan 的值. 3. 若动点 P 保持(2)中的运动线路,问是否存在点 P,使得△POA 的面积等于△PON 的面积的 ?若存 在,请求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由 【答案】(1) 所求的抛物线为 . (2) (3) 存在点 ,其坐标为(1,3) 【解析】 【分析】 (1)根据 C 点的坐标可确定直线 AD 的解析式,进而可求出 B 点坐标,将 B、C、O 三点坐标代入抛物线 中,即可求得此二次函数的解析式;
(2)此题的关键是求出 P 点的坐标;△PON 中,ON 的长为定值,若△PON 的面积最大,那么 P 点离 ON 的距离最远,即P 点为抛物线的顶点,根据(1)所得的抛物线解析式即可求得 P 点的坐标,进而可求出α 的正切值;
(3)设出点 P 的横坐标,根据抛物线的解析式可表示出 P 点的纵坐标;根据直线 AD 和抛物线的解析式可 求出A、N 的坐标;以 ON 为底,P 点纵坐标为高可得到△OPN 的面积,以 OA 为底,P 点横坐标为高可得 到△OAP 的面积,根据题目给出的△POA 和△PON 的面积关系即可求出 P 点的横坐标,进而可求出 P 点的 坐标. 【详解】 (1)将点 C(2,2)代入直线 y=kx+4,可得 k=-1 所以直线的解析式为y=-x+4 当x=1 时,y=3, 所以B 点的坐标为(1,3) 将B、C、O 三点的坐标分别代入抛物线 y=ax2+bx+c,
可得 解得 , 所以所求的抛物线为y=-2x2+5x. (2)因为 ON 的长是一定值,所以当点 P 为抛物线的顶点时,△PON 的面积最大, 又该抛物线的顶点坐标为( ,此时tan∠α= (3)存在;
把x=0 代入直线 y=-x+4 得 y=4,所以点 A(0,4) 把y=0 代入抛物线 y=-2x2+5x
得x=0 或 x= ,所以点 N( ,0) 设动点P 坐标为(x,y), 其中y=-2x2+5x (0<x< )
则得:S△OAP= |OA|•x=2xS△ONP= |ON|•y= × •(-2x2+5x)= (-2x2+5x)
由S△OAP= S△ONP, 即2x= • (-2x2+5x) 解得x=0(舍去)或 x=1, 得x=1,由此得 y=3 所以得点P 存在,其坐标为(1,3). 【点睛】 此题考查了一次函数与二次函数解析式的确定、函数图象与坐标轴交点坐标的求法、图形面积的求法等知 识,主要考查学生数形结合的数学思想方法. 【变式4-2】如图