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九年级数学解答题一般
题目
如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+cy=x^{2}+bx+c经过A(1,0)A\left(1,0\right)B(3,0)B\left(3,0\right)两点,与yy轴交于点CC,对称轴为直线ll,直线llxx轴交于点D.PD.PQQ是该抛物线上的两个点,点PP的横坐标为mm.
(1)(1)求该抛物线的解析式和顶点坐标;
(2)(2)若点PP是该抛物线的顶点时,求PCPC的长;
(3)(3)PAD\triangle PAD的面积是33时,求点PP的坐标:
(4)(4)当点QQ在直线ll的右侧,点PP到直线ll的距离是点QQ的纵坐标时,若点PPQQ之间的部分的图象(包括点PP、点Q)Q)的最高点与最低点的纵坐标之差为33,直接写出mm的值.
知识点:待定系数法求一次函数解析式、待定系数法求二次函数的解析式、二次函数的应用章节:第六章 一次函数 / 6.4 一次函数的应用

答案与解析

答案

(1)把A(1,0)A\left(1,0\right)B(3,0)B\left(3,0\right)代入y=x2+bx+cy=x^{2}+bx+c得:
{1+b+c=09+3b+c=0\left\{\begin{array}{l}{1+b+c=0}\\{9+3b+c=0}\end{array}\right.
解得{b=4c=3\left\{\begin{array}{l}{b=-4}\\{c=3}\end{array}\right.
\therefore抛物线的解析式为y=x24x+3y=x^{2}-4x+3
y=x24x+3=(x2)21\because y=x^{2}-4x+3=\left(x-2\right)^{2}-1
\therefore抛物线的顶点坐标为(2,1)\left(2,-1\right)
(2)(2)y=x24x+3y=x^{2}-4x+3中,令x=0x=0y=3y=3
C(0,3)\therefore C\left(0,3\right)
PP是该抛物线的顶点时,PP的坐标为(2,1)\left(2,-1\right)
PC=(02)2+(3+1)2=25\therefore PC=\sqrt{(0-2)^{2}+(3+1)^{2}}=2\sqrt{5}
PC\therefore PC的长为252\sqrt{5}
(3)(3)y=(x2)21y=\left(x-2\right)^{2}-1知抛物线对称轴为直线x=2x=2
D(2,0)\therefore D\left(2,0\right)
A(1,0)\because A\left(1,0\right)
AD=21=1\therefore AD=2-1=1
PAD\triangle PAD的边ADAD上的高为hh,则12×1×h=3\frac{1}{2}\times 1\times h=3
h=6\therefore h=6
\because抛物线顶点(2,1)\left(2,-1\right)ADAD的距离为11
P\therefore P只能在xx轴上方,
y=x24x+3y=x^{2}-4x+3中,令y=6y=66=x24x+36=x^{2}-4x+3
解得x=2+7x=2+\sqrt{7}x=27x=2-\sqrt{7}
P(2+7\therefore P(2+\sqrt{7}6)6)(27(2-\sqrt{7}6)6)
(4)(4)由(3)知,抛物线对称轴为直线x=2x=2
P\therefore P到对称轴直线ll的距离为m2|m-2|,即QQ的纵坐标为m2|m-2|
①当m<2m \lt 2时,点PPQQ之间的部分的图象最低点为顶点(2,1)\left(2,-1\right)
PP为最高点,则m24m+3(1)=3m^{2}-4m+3-\left(-1\right)=3
解得m=2+3m=2+\sqrt{3}(舍去)或m=23m=2-\sqrt{3}
QQ为最高点,则m2(1)=3|m-2|-\left(-1\right)=3,即2m+1=32-m+1=3
解得m=0(m=0(此时QQ不是最高点,舍去);
②当m>2m \gt 2时,若点PP为最高点,点QQ为最低点,则(m2)21(m2)=3\left(m-2\right)^{2}-1-\left(m-2\right)=3
解得m=5172m=\frac{5-\sqrt{17}}{2}(舍)或m=5+172m=\frac{5+\sqrt{17}}{2}
若点QQ为最高点,点PP为最低点,m2(m2)2+1=3m-2-\left(m-2\right)^{2}+1=3,方程无解;
综上所述,mm的值为232-\sqrt{3}5+172\frac{5+\sqrt{17}}{2}.

解析

(1)把A(1,0)A\left(1,0\right)B(3,0)B\left(3,0\right)代入y=x2+bx+cy=x^{2}+bx+c得:
{1+b+c=09+3b+c=0\left\{\begin{array}{l}{1+b+c=0}\\{9+3b+c=0}\end{array}\right.
解得{b=4c=3\left\{\begin{array}{l}{b=-4}\\{c=3}\end{array}\right.
\therefore抛物线的解析式为y=x24x+3y=x^{2}-4x+3
y=x24x+3=(x2)21\because y=x^{2}-4x+3=\left(x-2\right)^{2}-1
\therefore抛物线的顶点坐标为(2,1)\left(2,-1\right)
(2)(2)y=x24x+3y=x^{2}-4x+3中,令x=0x=0y=3y=3
C(0,3)\therefore C\left(0,3\right)
PP是该抛物线的顶点时,PP的坐标为(2,1)\left(2,-1\right)
PC=(02)2+(3+1)2=25\therefore PC=\sqrt{(0-2)^{2}+(3+1)^{2}}=2\sqrt{5}
PC\therefore PC的长为252\sqrt{5}
(3)(3)y=(x2)21y=\left(x-2\right)^{2}-1知抛物线对称轴为直线x=2x=2
D(2,0)\therefore D\left(2,0\right)
A(1,0)\because A\left(1,0\right)
AD=21=1\therefore AD=2-1=1
PAD\triangle PAD的边ADAD上的高为hh,则12×1×h=3\frac{1}{2}\times 1\times h=3
h=6\therefore h=6
\because抛物线顶点(2,1)\left(2,-1\right)ADAD的距离为11
P\therefore P只能在xx轴上方,
y=x24x+3y=x^{2}-4x+3中,令y=6y=66=x24x+36=x^{2}-4x+3
解得x=2+7x=2+\sqrt{7}x=27x=2-\sqrt{7}
P(2+7\therefore P(2+\sqrt{7}6)6)(27(2-\sqrt{7}6)6)
(4)(4)由(3)知,抛物线对称轴为直线x=2x=2
P\therefore P到对称轴直线ll的距离为m2|m-2|,即QQ的纵坐标为m2|m-2|
①当m<2m \lt 2时,点PPQQ之间的部分的图象最低点为顶点(2,1)\left(2,-1\right)
PP为最高点,则m24m+3(1)=3m^{2}-4m+3-\left(-1\right)=3
解得m=2+3m=2+\sqrt{3}(舍去)或m=23m=2-\sqrt{3}
QQ为最高点,则m2(1)=3|m-2|-\left(-1\right)=3,即2m+1=32-m+1=3
解得m=0(m=0(此时QQ不是最高点,舍去);
②当m>2m \gt 2时,若点PP为最高点,点QQ为最低点,则(m2)21(m2)=3\left(m-2\right)^{2}-1-\left(m-2\right)=3
解得m=5172m=\frac{5-\sqrt{17}}{2}(舍)或m=5+172m=\frac{5+\sqrt{17}}{2}
若点QQ为最高点,点PP为最低点,m2(m2)2+1=3m-2-\left(m-2\right)^{2}+1=3,方程无解;
综上所述,mm的值为232-\sqrt{3}5+172\frac{5+\sqrt{17}}{2}.

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