九年级二次函数培优竞赛试题及答案
九年级二次函数培优竞赛试题及答案
1.在如图的直角坐标系中,已知点A(2,0)、B(0,-4),将线段AB绕点A按逆时针方向旋转90°至AC.
(1)求点C的坐标;
(2)若抛物线y=-错误!x2+ax+4经过点C.
①求抛物线的解析式;
②在抛物线上是否存在点P(点C除外)使△ABP是以AB为直角边的等腰直角三角形?若存在,求出所有点P的坐标;若不存在,请说明理由.
2.如图1,已知直线y=x+3与x轴交于点A,与y轴交于点B,抛物线y=-x2+bx+c经过A、B两点,与x轴交于另一个点C,对称轴与直线AB交于点E,抛物
线顶点为D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在第三象限内,F为抛物线上一点,以A、E、F为顶点的三角形面积为3,求点F的坐标;
(3)点P从点D出发,沿对称轴向下以每秒1个单位长度的速度匀速运动,设运动的时间为t秒,当t为何值时,以P、B、C为顶点的三角形是直角三角形?直接写出所有符合条件的t值.
1.【解析】
试题分析:(1)过点C作CD垂直于x轴,由线段AB绕点A按逆时针方向旋转9
0°至AC,根据旋转的旋转得到AB=AC,且∠BAC为直角,可得∠OAB与∠CAD 互余,由∠AOB为直角,可得∠OAB与∠ABO互余,根据同角的余角相等可得一对角相等,再加上一对直角相等,利用ASA可证明三角形ACD与三角形AOB全等,根据全等三角形的对应边相等可得AD=OB,CD=OA,由A和B的坐标及位置特点求出OA及OB的长,可得出OD及CD的长,根据C在第四象限得出C的坐标;(2)①由已知的抛物线经过点C,把第一问求出C的坐标代入抛物线解析式,列出关于a的方程,求出方程的解得到a的值,确定出抛物线的解析式;
②假设存在点P使△ABP是以AB为直角边的等腰直角三角形,分三种情况考虑:
(i)A为直角顶点,过A作AP
1垂直于AB,且AP
1
=AB,过P
1
作P
1
M垂直于x轴,
如图所示,根据一对对顶角相等,一对直角相等,AB=AP
1
,利用AAS可证明三角
形AP
1M与三角形ACD全等,得出AP
1
与P
1
M的长,再由P
1
为第二象限的点,得
出此时P
1
的坐标,代入抛物线解析式中检验满足;(ii)当B为直角顶点,过B
作BP
2垂直于BA,且BP
2
=BA,过P
2
作P
2
N垂直于y轴,如图所示,同理证明三
角形BP
2N与三角形AOB全等,得出P
2
N与BN的长,由P
2
为第三象限的点,写出
P 2的坐标,代入抛物线解析式中检验满足;(iii)当B为直角顶点,过B作BP
3
垂直于BA,且BP
3=BA,如图所示,过P
3
作P
3
H垂直于y轴,同理可证明三角形P
3BH全等于三角形AOB,可得出P
3
H与BH的长,由P
3
为第四象限的点,写出P
3
的坐标,代入抛物线解析式检验,不满足,综上,得到所有满足题意的P的坐标.试题解析:(1)过C作CD⊥x轴,垂足为D,
∵BA⊥AC,∴∠OAB+∠CAD=90°,
又∠AOB=90°,∴∠OAB+∠OBA=90°,
∴∠CAD=∠OBA,又AB=AC,∠AOB=∠ADC=90°,
∴△AOB≌△CDA,又A(1,0),B(0,﹣2),
∴OA=CD=1,OB=AD=2,
∴OD=OA+AD=3,又C为第四象限的点,
∴C的坐标为(3,﹣1);
(2)①∵抛物线y=﹣1
2
x2+ax+2经过点C,且C(3,﹣1),
∴把C的坐标代入得:﹣1=﹣9
2
+3a+2,解得:a=
1
2
,
则抛物线的解析式为y=﹣1
2
x2+
1
2
x+2;
②存在点P,△ABP是以AB为直角边的等腰直角三角形,(i)若以AB为直角边,点A为直角顶点,
则延长CA至点P
1使得P
1
A=CA,得到等腰直角三角形ABP
1
,过点P
1
作P
1
M⊥x轴,
如图所示,
∵AP
1=CA,∠MAP
1
=∠CAD,∠P
1
MA=∠CDA=90°,
∴△AMP
1
≌△ADC,
∴AM=AD=2,P
1
M=CD=1,
∴P
1(﹣1,1),经检验点P
1
在抛物线y=﹣
1
2
x2+
1
2
x+2上;
(ii)若以AB为直角边,点B为直角顶点,则过点B作BP
2⊥BA,且使得BP
2
=
AB,
得到等腰直角三角形ABP
2,过点P
2
作P
2
N⊥y轴,如图,
同理可证△BP
2
N≌△ABO,
∴NP
2
=OB=2,BN=OA=1,
∴P
2(﹣2,﹣1),经检验P
2
(﹣2,﹣1)也在抛物线y=﹣
1
2
x2+
1
2
x+2上;
(iii)若以AB为直角边,点B为直角顶点,则过点B作BP
3⊥BA,且使得BP
3
=AB,
得到等腰直角三角形ABP
3,过点P
3
作P
3
H⊥y轴,如图,
同理可证△BP
3
H≌△BAO,
∴HP
3
=OB=2,BH=OA=1,
∴P
3(2,﹣3),经检验P
3
(2,﹣3)不在抛物线y=﹣
1
2
x2+
1
2
x+2上;
则符合条件的点有P
1(﹣1,1),P
2
(﹣2,﹣1)两点.
考点:1.二次函数综合题2.点的坐标3.等腰直角三角形.
2.【答案】(1)y=-x2-2x+3;(2)
321
--321
--
(3)当t为
4
3
秒或2秒或3秒或
14
3
秒时,以P、B 、C 为顶点的三角形是直角三角形 【解析】
试题分析:(1)先由直线AB 的解析式为y =x+3,求出它与x 轴的交点A 、与y轴的交点B 的坐标,再将A 、B 两点的坐标代入y=-x2+bx +c,运用待定系数法即可求出抛物线的解析式;
(2)设第三象限内的点F的坐标为(m,-m 2-2m +3),运用配方法求出抛物线的对称轴及顶点D 的坐标,再设抛物线的对称轴与x 轴交于点G,连接FG ,根据S△
AEF =S △A EG +S △AFG -S △EFG =3,
列出关于m 的方程,解方程求出m 的值,进而得出点F 的坐标;
(3)设P 点坐标为(-1,n).先由B、C两点坐标,运用勾股定理求出B C2=10,再分三种情况进行讨论:①∠PBC=90°,先由勾股定理得出PB2+BC 2=P C2,据此列出关于n 的方程,求出n的值,再计算出PD 的长度,然后根据时间=路程÷速度,即可求出此时对应的t 值;②∠BPC =90°,同①可求出对应的t值;③∠BC P=90°,同①可求出对应的t 值.
试题解析:(1)∵y=x+3与x 轴交于点A ,与y 轴交于点B, ∴当y=0时,x=-3,即A 点坐标为(-3,0), 当x =0时,y=3,即B点坐标为(0,3),
将A(-3,0),B (0,3)代入y=-x2+b x+c,得
930c 3b c --+==??
?, 解得2
3b c =-??=?, ∴抛物线的解析式为y=-x2-2x+3; (2)如图1,
设第三象限内的点F 的坐标为(m,-m2-2m+3),则m<0,-m 2-2m+3<0. ∵y=-x 2-2x+3=-(x+1)2+4,
∴对称轴为直线x=-1,顶点D 的坐标为(-1,4),
设抛物线的对称轴与x 轴交于点G,连接F G,则G(-1,0),AG=2. ∵直线AB 的解析式为y =x+3, ∴当x=-1时,y=-1+3=2, ∴E 点坐标为(-1,2).
∵S
△AEF =S
△AEG
+S
△AFG
-S
△EFG
=
1
2
×2×2+
1
2
×2×(m2+2m-3)-
1
2
×2×(-1-m)=
m2+3m,
∴以A、E、F为顶点的三角形面积为3时,m2+3m=3,
解得:
1321 2
m
--
=,
2
321
2
m
-+
=(舍去),
当
321
m
--
=时,-m2-2m+3=-m2-3m+m+3=-3+m+3=m=
321
--
,∴点F的坐
标为(
321
--
,
321
--
);
(3)设P点坐标为(-1,n).
∵B(0,3),C(1,0),
∴BC2=12+32=10.
分三种情况:①如图2,如果∠PBC=90°,那么PB2+BC2=PC2,
即(0+1)2+(n-3)2+10=(1+1)2+(n-0)2,
化简整理得6n=16,解得n=8 3 ,
∴P点坐标为(-1,8
3),
∵顶点D的坐标为(-1,4),
∴PD=4-8
3
=
4
3
,
∵点P的速度为每秒1个单位长度,
∴t
1=
4 3
;
②如图3,如果∠BPC=90°,那么PB2+PC2=BC2,
即(0+1)2+(n-3)2+(1+1)2+(n-0)2=10,化简整理得n2-3n+2=0,解得n=2或1,
∴P点坐标为(-1,2)或(-1,1),
∵顶点D的坐标为(-1,4),
∴PD=4-2=2或PD=4-1=3,
∵点P的速度为每秒1个单位长度,
∴t
2=2,t
3
=3;
③如图4,如果∠BCP=90°,那么BC2+PC2=PB2,
即10+(1+1)2+(n-0)2=(0+1)2+(n-3)2,
化简整理得6n=-4,解得n=-2
3
,
∴P点坐标为(-1,-2
3),
∵顶点D的坐标为(-1,4),
∴PD=4+2
3
=
14
3
,
∵点P的速度为每秒1个单位长度,
∴t
4=
14
3
;
综上可知,当t为4
3
秒或2秒或3秒或
14
3
秒时,以P、B、C为顶点的三角形是直
角三角形.