二次函數壓軸題——翻折與取值範圍
因為二次函數的綜合性特別強,所以二次函數壓軸題年年考,年年類型都不相同。二次函數的變化題型也非常豐富,既可以與幾何圖形結合,又可以與其他函數結合。
與幾何圖形的結合類型就非常多,比如二次函數與三角形、二次函數與四邊形、二次函數與圓等。而二次函數與幾何變化又有一系列的題型,比如二次函數與對稱(摺疊或翻折)、二次函數與旋轉、二次函數與平移等。還有二次函數與其他函數的結合,比如二次函數與取值範圍,二次函數與最大最小值等。
下面從兩個例題分析,二次函數的綜合性與解題技巧。
二次函數壓軸題與翻折
例題1、如圖①已知拋物線y=ax^2﹣3ax﹣4a(a<0)的圖象與x軸交於A、B兩點(A在B的左側),與y的正半軸交於點C,連結BC,二次函數的對稱軸與x軸的交點E.
(1)拋物線的對稱軸與x軸的交點E坐標為(, ),點A的坐標為( , );
(2)若以E為圓心的圓與y軸和直線BC都相切,試求出拋物線的解析式;
(3)在(2)的條件下,如圖②Q(m,0)是x的正半軸上一點,過點Q作y軸的平行線,與直線BC交於點M,與拋物線交於點N,連結CN,將△CMN沿CN翻折,M的對應點為M′.在圖②中探究:是否存在點Q,使得M′恰好落在y軸上?若存在,請求出Q的坐標;若不存在,請說明理由.
【分析】(1)根據對稱軸公式可以求出點E坐標,設y=0,解方程即可求出點A坐標.
(2)如圖①中,設⊙E與直線BC相切於點D,連接DE,則DE⊥BC,由tan∠OBC=DE/BD=OC/OB,列出方程即可解決.
(3)分兩種情形①當N在直線BC上方,②當N在直線BC下方,分別列出方程即可解決.
【點評】本題考查二次函數綜合題、圓、翻折變換、三角函數、一次函數等知識,解題的關鍵是通過三角函數建立方程,把問題轉化為方程解決,屬於中考壓軸題.
二次函數與取值範圍
例題2、在平面直角坐標系xOy中拋物線y=﹣x^2+bx+c經過點A、B、C,已知A(﹣1,0),C(0,3).
(1)求拋物線的表達式;
(2)如圖1,P為線段BC上一點,過點P作y軸平行線,交拋物線於點D,當△BCD的面積最大時,求點P的坐標;
(3)如圖2,拋物線頂點為E,EF⊥x軸於F點,N是線段EF上一動點,M(m,0)是x軸上一動點,若∠MNC=90°,直接寫出實數m的取值範圍.
【分析】(1)由y=﹣x^2+bx+c經過點A、B、C,A(﹣1,0),C(0,3),利用待定係數法即可求得此拋物線的解析式;
(2)首先令﹣x^2+2x+3=0,求得點B的坐標,然後設直線BC的解析式為y=kx+b′,由待定係數法即可求得直線BC的解析式,再設P(a,3﹣a),即可得D(a,-a^2+2a+3),即可求得PD的長,由S△BDC=S△PDC+S△PDB,即可得S△BDC=﹣1.5(a﹣1.5)2+3.625,利用二次函數的性質,即可求得當△BDC的面積最大時,求點P的坐標;
(3)直角三角形斜邊上的中線等於斜邊的一半列出關係式m=(n﹣1.5)2﹣1.25,然後根據n的取值得到最小值.
【點評】此題考查了待定係數法求函數的解析式、相似三角形的判定與性質、二次函數的最值問題、判別式的應用以及等腰直角三角形的性質等知識.此題綜合性很強,難度較大,注意掌握數形結合思想、分類討論思想與方程思想的應用.