1 如图,A 是抛物线 $y=a(x-3)^2+k$ 与 $y$ 轴的交点, $AB// x$ 轴交抛物线于另一点 $B$, $C$ 为该抛物线的顶点.若$△ ABC$ 为等边三角形,则 $a$ 的值为(

A.$\dfrac{\sqrt{3}}{3}$
B.$\sqrt{2}$
C.$\dfrac{1}{2}$
D.$1$
A
)A.$\dfrac{\sqrt{3}}{3}$
B.$\sqrt{2}$
C.$\dfrac{1}{2}$
D.$1$
答案
1. A
解析
【分析】首先根据抛物线的顶点式确定对称轴和顶点坐标,再结合AB平行于x轴的性质,求出A、B两点的坐标及AB的长度;接着利用等边三角形的高与边长的关系,建立关于a的方程,求解得到a的值。
【解析】
1. 确定抛物线的关键信息:抛物线解析式为$y=a(x-3)^2+k$,其对称轴为直线$x=3$,顶点C的坐标为$(3,k)$。
2. 求A、B两点坐标及AB长度:A是抛物线与y轴的交点,令$x=0$,代入解析式得$y=a(0-3)^2 +k=9a +k$,故$A(0,9a +k)$;因为$AB// x$轴,所以B点纵坐标与A相同,又A、B关于对称轴$x=3$对称,因此B点横坐标为$3+(3-0)=6$,即$B(6,9a +k)$,则AB的长度为$6-0=6$。
3. 利用等边三角形性质列方程:$△ ABC$为等边三角形,边长$AB=6$,等边三角形的高为$\frac{\sqrt{3}}{2}× AB=\frac{\sqrt{3}}{2}×6=3\sqrt{3}$;该高等于AB与顶点C的垂直距离,即$(9a +k)-k=9a$,因此$9a=3\sqrt{3}$,解得$a=\frac{\sqrt{3}}{3}$。
【答案】A
【知识点】二次函数的性质、等边三角形的性质
【点评】本题结合二次函数顶点式与等边三角形性质,核心是利用抛物线对称性求AB长度,再通过等边三角形高与边长的关系建立方程,属于中等难度的综合题。
【难度系数】0.5
【解析】
1. 确定抛物线的关键信息:抛物线解析式为$y=a(x-3)^2+k$,其对称轴为直线$x=3$,顶点C的坐标为$(3,k)$。
2. 求A、B两点坐标及AB长度:A是抛物线与y轴的交点,令$x=0$,代入解析式得$y=a(0-3)^2 +k=9a +k$,故$A(0,9a +k)$;因为$AB// x$轴,所以B点纵坐标与A相同,又A、B关于对称轴$x=3$对称,因此B点横坐标为$3+(3-0)=6$,即$B(6,9a +k)$,则AB的长度为$6-0=6$。
3. 利用等边三角形性质列方程:$△ ABC$为等边三角形,边长$AB=6$,等边三角形的高为$\frac{\sqrt{3}}{2}× AB=\frac{\sqrt{3}}{2}×6=3\sqrt{3}$;该高等于AB与顶点C的垂直距离,即$(9a +k)-k=9a$,因此$9a=3\sqrt{3}$,解得$a=\frac{\sqrt{3}}{3}$。
【答案】A
【知识点】二次函数的性质、等边三角形的性质
【点评】本题结合二次函数顶点式与等边三角形性质,核心是利用抛物线对称性求AB长度,再通过等边三角形高与边长的关系建立方程,属于中等难度的综合题。
【难度系数】0.5
2 小明将直角三角形的直角顶点置于抛物线 $y=-(x-1)^{2}$ 的顶点位置,且两直角边与抛物线分别相交于 A,B 两点,已知点 A 的坐标为 $(-2,-9)$,则点 B 的坐标为
$(\dfrac{4}{3},-\dfrac{1}{9})$
.答案
2. $(\dfrac{4}{3},-\dfrac{1}{9})$
解析
【分析】首先确定抛物线的顶点坐标,再求出直线CA的斜率,根据两直线垂直斜率乘积为-1得到直线CB的斜率,写出直线CB的方程,联立直线CB与抛物线的方程,解方程组得到交点,排除顶点C对应的解,即可得到点B的坐标。
【解析】
1. 确定抛物线顶点:抛物线$y=-(x-1)^2$的顶点为$C(1,0)$,即直角顶点为$C(1,0)$。
2. 求直线$CA$的斜率:已知$A(-2,-9)$,则$k_{CA}=\frac{0 - (-9)}{1 - (-2)}=\frac{9}{3}=3$。
3. 求直线$CB$的斜率:因为$CA ⊥ CB$,所以$k_{CA} · k_{CB}=-1$,得$k_{CB}=-\frac{1}{3}$。
4. 写出直线$CB$的方程:过点$C(1,0)$,斜率为$-\frac{1}{3}$,故直线$CB$的方程为$y=-\frac{1}{3}(x-1)$,即$y=-\frac{1}{3}x+\frac{1}{3}$。
5. 联立直线与抛物线方程:抛物线方程为$y=-(x-1)^2$,联立得:
$-(x-1)^2=-\frac{1}{3}x+\frac{1}{3}$
两边同乘3消分母:$-3(x^2-2x+1)=-x+1$,整理得$3x^2-7x+4=0$。
6. 解方程:解得$x_1=1$(对应顶点$C$,舍去),$x_2=\frac{4}{3}$。
7. 求$B$点纵坐标:将$x=\frac{4}{3}$代入直线$CB$方程,得$y=-\frac{1}{9}$。
【答案】$(\dfrac{4}{3},-\dfrac{1}{9})$
【知识点】抛物线顶点式、直线斜率、两直线垂直的条件、联立方程求交点
【点评】本题结合抛物线与直角三角形的性质,利用直线垂直的斜率关系求解交点,关键是求出直线CB的方程,再联立抛物线求解,属于代数与几何结合的基础题。
【难度系数】0.4
【解析】
1. 确定抛物线顶点:抛物线$y=-(x-1)^2$的顶点为$C(1,0)$,即直角顶点为$C(1,0)$。
2. 求直线$CA$的斜率:已知$A(-2,-9)$,则$k_{CA}=\frac{0 - (-9)}{1 - (-2)}=\frac{9}{3}=3$。
3. 求直线$CB$的斜率:因为$CA ⊥ CB$,所以$k_{CA} · k_{CB}=-1$,得$k_{CB}=-\frac{1}{3}$。
4. 写出直线$CB$的方程:过点$C(1,0)$,斜率为$-\frac{1}{3}$,故直线$CB$的方程为$y=-\frac{1}{3}(x-1)$,即$y=-\frac{1}{3}x+\frac{1}{3}$。
5. 联立直线与抛物线方程:抛物线方程为$y=-(x-1)^2$,联立得:
$-(x-1)^2=-\frac{1}{3}x+\frac{1}{3}$
两边同乘3消分母:$-3(x^2-2x+1)=-x+1$,整理得$3x^2-7x+4=0$。
6. 解方程:解得$x_1=1$(对应顶点$C$,舍去),$x_2=\frac{4}{3}$。
7. 求$B$点纵坐标:将$x=\frac{4}{3}$代入直线$CB$方程,得$y=-\frac{1}{9}$。
【答案】$(\dfrac{4}{3},-\dfrac{1}{9})$
【知识点】抛物线顶点式、直线斜率、两直线垂直的条件、联立方程求交点
【点评】本题结合抛物线与直角三角形的性质,利用直线垂直的斜率关系求解交点,关键是求出直线CB的方程,再联立抛物线求解,属于代数与几何结合的基础题。
【难度系数】0.4
3 如图,$\mathrm{Rt}△ ABC$ 的顶点坐标分别为 $A(1,2),B(2,2),C(2,1)$。若抛物线 $y=ax^2$ 开口方向向下,则抛物线与该直角三角形的交点个数为

0
;若抛物线 $y=ax^2$ 开口方向向上,且与该直角三角形无交点,则 $a$ 的取值范围是$0<a<\dfrac{1}{4}$或$a>2$
。答案
3. 0 $0<a<\dfrac{1}{4}$或$a>2$
解析
【分析】
首先确定Rt△ABC三条边的方程:AB边为y=2(x∈[1,2]),BC边为x=2(y∈[1,2]),AC边为y=-x+3(x∈[1,2])。针对抛物线y=ax²分两种情况分析:
1. 开口向下时,a<0,此时x>0时ax²<0,而三角形各点y坐标均≥1>0,故抛物线与三角形无交点;
2. 开口向上时,a>0,需分别判断抛物线与三条边的交点,找到三条边都无交点的a范围:联立抛物线与三边方程,结合定义域分析交点是否存在,最终确定无交点的a区间。
【解析】
1. 求Rt△ABC三边方程:
AB边:A(1,2)、B(2,2),得y=2,x∈[1,2];
BC边:B(2,2)、C(2,1),得x=2,y∈[1,2];
AC边:A(1,2)、C(2,1),斜率为-1,方程为y=-x+3,x∈[1,2]。
2. 抛物线开口向下(a<0)时:
对任意x>0,ax²<0,三角形各点y≥1>0,故抛物线与三角形无交点,交点个数为0。
3. 抛物线开口向上(a>0)时:
与AB边交点:令ax²=2,得x=√(2/a),需√(2/a)∉[1,2],即a<1/2或a>2;
与BC边交点:令x=2,得y=4a,需4a∉[1,2],即a<1/4或a>0.5;
与AC边交点:联立ax²=-x+3得ax²+x-3=0,判别式Δ=1+12a>0,当a<1/4或a>2时,方程在[1,2]无解;
综上,要与三角形无交点,需同时满足三边无交点,故a的范围是0<a<1/4或a>2。
【答案】
0;$0<a<\dfrac{1}{4}$或$a>2$
【知识点】
二次函数图像性质,直线与抛物线交点,坐标与图形
【点评】
本题结合直角三角形坐标考查二次函数与直线的交点问题,需分情况讨论抛物线开口方向,分别分析与三角形三边的交点,逻辑要求较高,需注意定义域的限制。
【难度系数】
0.3
首先确定Rt△ABC三条边的方程:AB边为y=2(x∈[1,2]),BC边为x=2(y∈[1,2]),AC边为y=-x+3(x∈[1,2])。针对抛物线y=ax²分两种情况分析:
1. 开口向下时,a<0,此时x>0时ax²<0,而三角形各点y坐标均≥1>0,故抛物线与三角形无交点;
2. 开口向上时,a>0,需分别判断抛物线与三条边的交点,找到三条边都无交点的a范围:联立抛物线与三边方程,结合定义域分析交点是否存在,最终确定无交点的a区间。
【解析】
1. 求Rt△ABC三边方程:
AB边:A(1,2)、B(2,2),得y=2,x∈[1,2];
BC边:B(2,2)、C(2,1),得x=2,y∈[1,2];
AC边:A(1,2)、C(2,1),斜率为-1,方程为y=-x+3,x∈[1,2]。
2. 抛物线开口向下(a<0)时:
对任意x>0,ax²<0,三角形各点y≥1>0,故抛物线与三角形无交点,交点个数为0。
3. 抛物线开口向上(a>0)时:
与AB边交点:令ax²=2,得x=√(2/a),需√(2/a)∉[1,2],即a<1/2或a>2;
与BC边交点:令x=2,得y=4a,需4a∉[1,2],即a<1/4或a>0.5;
与AC边交点:联立ax²=-x+3得ax²+x-3=0,判别式Δ=1+12a>0,当a<1/4或a>2时,方程在[1,2]无解;
综上,要与三角形无交点,需同时满足三边无交点,故a的范围是0<a<1/4或a>2。
【答案】
0;$0<a<\dfrac{1}{4}$或$a>2$
【知识点】
二次函数图像性质,直线与抛物线交点,坐标与图形
【点评】
本题结合直角三角形坐标考查二次函数与直线的交点问题,需分情况讨论抛物线开口方向,分别分析与三角形三边的交点,逻辑要求较高,需注意定义域的限制。
【难度系数】
0.3
4 如图,抛物线 $y=ax^{2}+2ax+c(a>0)$ 与 $y$ 轴交于点 $C$,与 $x$ 轴交于 $A,B$ 两点,点$A$ 在点 $B$ 左侧. 若点 $E$ 在 $x$ 轴上,点 $P$ 在抛物线上,且以 $A,C,E,P$ 为顶点的四边形是平行四边形,则符合条件的点 $P$有(

A.1个
B.2个
C.3个
D.4个
C
)A.1个
B.2个
C.3个
D.4个
答案
4. C
解析
【分析】
要解决本题,需结合抛物线的性质与平行四边形的判定条件,分情况讨论点P的位置:首先确定抛物线的对称轴和点C的坐标,再根据平行四边形对边平行且相等的性质,分AC为平行四边形的边和对角线两种情况,结合E在x轴的条件推导点P的纵坐标,代入抛物线方程求解,统计符合条件的点P的数量。
【解析】
1. 确定抛物线的基本参数:
对于抛物线 $ y=ax^2+2ax+c $,对称轴公式为 $ x=-\frac{b}{2a}=-\frac{2a}{2a}=-1 $;令 $ x=0 $,得 $ y=c $,故点C坐标为 $ (0,c) $,A为抛物线与x轴的左交点($ y_A=0 $)。
2. 分情况讨论平行四边形的顶点P:
设E在x轴上,坐标为 $ (e,0) $,点P在抛物线上,坐标为 $ (x,y) $。
情况1:AC为平行四边形的边
平行四边形对边平行且相等,AC的y方向差值为 $ c - 0 = c $,因此EP的y方向差值也为c,结合E在x轴($ y_E=0 $),得点P的纵坐标 $ y = c $。
将 $ y=c $ 代入抛物线方程:
$ ax^2 + 2ax + c = c $,化简得 $ ax(x+2)=0 $,解得 $ x=0 $(对应点C,舍去)或 $ x=-2 $,得1个符合条件的点 $ P(-2,c) $。
情况2:AC为平行四边形的对角线
平行四边形对边平行且相等,此时AC与EP为对边,方向相反,故点P的纵坐标为 $ -c $(结合E在x轴的条件推导)。
将 $ y=-c $ 代入抛物线方程:
$ ax^2 + 2ax + c = -c $,整理得 $ ax^2 + 2ax + 2c = 0 $。
判别式 $ Δ=(2a)^2 - 4a·2c = 4a(a - 2c) $,由抛物线开口向上($ a>0 $),顶点在x轴下方得 $ c - a < 0 $,且图中C在y轴负半轴($ c<0 $),故 $ a - 2c = a + |2c| > 0 $,因此 $ Δ>0 $,方程有2个不同的实根,对应2个符合条件的点P。
综上,符合条件的点P共有 $ 1+2=3 $ 个。
【答案】
C
【知识点】
抛物线的性质、平行四边形的判定
【点评】
本题是二次函数与几何图形结合的经典题型,需运用分类讨论思想分析平行四边形的顶点位置,考查学生对抛物线性质和平行四边形判定的综合应用能力,易错点为漏解情况。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需结合抛物线的性质与平行四边形的判定条件,分情况讨论点P的位置:首先确定抛物线的对称轴和点C的坐标,再根据平行四边形对边平行且相等的性质,分AC为平行四边形的边和对角线两种情况,结合E在x轴的条件推导点P的纵坐标,代入抛物线方程求解,统计符合条件的点P的数量。
【解析】
1. 确定抛物线的基本参数:
对于抛物线 $ y=ax^2+2ax+c $,对称轴公式为 $ x=-\frac{b}{2a}=-\frac{2a}{2a}=-1 $;令 $ x=0 $,得 $ y=c $,故点C坐标为 $ (0,c) $,A为抛物线与x轴的左交点($ y_A=0 $)。
2. 分情况讨论平行四边形的顶点P:
设E在x轴上,坐标为 $ (e,0) $,点P在抛物线上,坐标为 $ (x,y) $。
情况1:AC为平行四边形的边
平行四边形对边平行且相等,AC的y方向差值为 $ c - 0 = c $,因此EP的y方向差值也为c,结合E在x轴($ y_E=0 $),得点P的纵坐标 $ y = c $。
将 $ y=c $ 代入抛物线方程:
$ ax^2 + 2ax + c = c $,化简得 $ ax(x+2)=0 $,解得 $ x=0 $(对应点C,舍去)或 $ x=-2 $,得1个符合条件的点 $ P(-2,c) $。
情况2:AC为平行四边形的对角线
平行四边形对边平行且相等,此时AC与EP为对边,方向相反,故点P的纵坐标为 $ -c $(结合E在x轴的条件推导)。
将 $ y=-c $ 代入抛物线方程:
$ ax^2 + 2ax + c = -c $,整理得 $ ax^2 + 2ax + 2c = 0 $。
判别式 $ Δ=(2a)^2 - 4a·2c = 4a(a - 2c) $,由抛物线开口向上($ a>0 $),顶点在x轴下方得 $ c - a < 0 $,且图中C在y轴负半轴($ c<0 $),故 $ a - 2c = a + |2c| > 0 $,因此 $ Δ>0 $,方程有2个不同的实根,对应2个符合条件的点P。
综上,符合条件的点P共有 $ 1+2=3 $ 个。
【答案】
C
【知识点】
抛物线的性质、平行四边形的判定
【点评】
本题是二次函数与几何图形结合的经典题型,需运用分类讨论思想分析平行四边形的顶点位置,考查学生对抛物线性质和平行四边形判定的综合应用能力,易错点为漏解情况。
【难度系数】
0.5
5 如图,在$□ ABCD$中,边$BC$在$x$轴上,点$A$在$y$轴上,且$BC=6$,$□ ABCD$的面积为$12$,$C$是抛物线的顶点,点$A$,$D$在抛物线上,求该抛物线对应的函数解析式.

答案
5. $\because ▱ABCD$ 的面积为 12, $BC=6$, $\therefore OA · BC=12$, 即$6OA=12$. $\therefore OA=2$. $\therefore A(0,2)$. $\because$ 四边形 $ABCD$ 为平行四边形,$\therefore AD=BC=6,AD// BC$. $\therefore A,D$ 为抛物线上的对称点.$\therefore$ 抛物线的对称轴为直线 $x=3$. $\therefore$ 顶点 $C$ 的坐标为 $(3,0)$.$\therefore$ 设抛物线对应的函数解析式为 $y=a(x-3)^2$. 把 $A(0,2)$代入,得 $a(-3)^2=2$,解得 $a=\dfrac{2}{9}$. $\therefore$ 该抛物线对应的函数解析式为 $y=\dfrac{2}{9}(x-3)^2$
解析
【分析】
首先利用平行四边形面积公式求出高OA的长度,得到点A的坐标;再根据平行四边形对边平行且相等的性质,得出AD的长度,结合抛物线的对称性,确定抛物线的对称轴和顶点C的坐标;最后用抛物线的顶点式设出解析式,代入点A的坐标求出系数a,即可得到所求抛物线的函数解析式。
【解析】
1. 求点A的坐标:
因为平行四边形ABCD的面积 = 底×高 = BC·OA,已知面积为12,BC=6,所以6·OA =12,解得OA=2,因此点A的坐标为(0,2)。
2. 确定抛物线的对称轴和顶点C的坐标:
由于四边形ABCD是平行四边形,所以AD//BC,且AD=BC=6,又点A、D在抛物线上,且AD平行于x轴,因此A、D关于抛物线的对称轴对称,故抛物线的对称轴为直线x=(0+6)/2=3。
因为C是抛物线的顶点,且在x轴上,所以顶点C的坐标为(3,0)。
3. 求抛物线的解析式:
设抛物线的顶点式为y=a(x-3)²,将点A(0,2)代入解析式,得:
a·(0-3)² =2 →9a=2 →a=2/9。
因此,该抛物线对应的函数解析式为y=(2/9)(x-3)²。
【答案】
y=(2/9)(x-3)²
【知识点】
平行四边形性质、抛物线顶点式、函数解析式
【点评】
本题结合平行四边形的性质与抛物线的对称性,利用顶点式求解抛物线解析式,核心是确定抛物线的顶点坐标和对称轴,需掌握平行四边形对边平行且相等、抛物线对称点的性质,属于中等难度的函数综合题。
【难度系数】
0.5
首先利用平行四边形面积公式求出高OA的长度,得到点A的坐标;再根据平行四边形对边平行且相等的性质,得出AD的长度,结合抛物线的对称性,确定抛物线的对称轴和顶点C的坐标;最后用抛物线的顶点式设出解析式,代入点A的坐标求出系数a,即可得到所求抛物线的函数解析式。
【解析】
1. 求点A的坐标:
因为平行四边形ABCD的面积 = 底×高 = BC·OA,已知面积为12,BC=6,所以6·OA =12,解得OA=2,因此点A的坐标为(0,2)。
2. 确定抛物线的对称轴和顶点C的坐标:
由于四边形ABCD是平行四边形,所以AD//BC,且AD=BC=6,又点A、D在抛物线上,且AD平行于x轴,因此A、D关于抛物线的对称轴对称,故抛物线的对称轴为直线x=(0+6)/2=3。
因为C是抛物线的顶点,且在x轴上,所以顶点C的坐标为(3,0)。
3. 求抛物线的解析式:
设抛物线的顶点式为y=a(x-3)²,将点A(0,2)代入解析式,得:
a·(0-3)² =2 →9a=2 →a=2/9。
因此,该抛物线对应的函数解析式为y=(2/9)(x-3)²。
【答案】
y=(2/9)(x-3)²
【知识点】
平行四边形性质、抛物线顶点式、函数解析式
【点评】
本题结合平行四边形的性质与抛物线的对称性,利用顶点式求解抛物线解析式,核心是确定抛物线的顶点坐标和对称轴,需掌握平行四边形对边平行且相等、抛物线对称点的性质,属于中等难度的函数综合题。
【难度系数】
0.5
6 如图,$P$是抛物线$y=-x^{2}+x+3$上在第一象限的点,过点$P$分别向$x$轴和$y$轴作垂线,垂足分别为$A,B$,则四边形$OAPB$的周长的最大值为 (

A.$6$
B.$7.5$
C.$8$
D.$4\sqrt{3}$
C
)A.$6$
B.$7.5$
C.$8$
D.$4\sqrt{3}$
答案
6. C
解析
【分析】
四边形OAPB为矩形,其周长可表示为2倍的邻边长度之和。设点P的横坐标为x,因P在第一象限的抛物线上,故纵坐标可由抛物线表达式表示,将周长转化为关于x的二次函数,再利用二次函数的性质求最大值即可。
【解析】
设点P的坐标为$(x, y)$,其中$x>0$,$y>0$,且$y=-x^2 + x + 3$。
因为四边形OAPB是矩形,所以$OA=x$,$OB=y$,则周长$C=2(OA + OB)=2(x + y)$。
将$y=-x^2 + x + 3$代入周长公式:
$C=2(x + (-x^2 + x + 3))= -2x^2 + 4x + 6$。
对于二次函数$C=-2x^2 +4x +6$,其中$a=-2<0$,函数开口向下,在顶点处取得最大值。
顶点横坐标为$x=-\frac{b}{2a}=-\frac{4}{2×(-2)}=1$,
将$x=1$代入得:$C=-2×1^2 +4×1 +6=8$。
即四边形OAPB的周长最大值为8。
【答案】
C
【知识点】
二次函数最值、矩形周长
【点评】
本题将几何图形的周长最值问题转化为二次函数的最值问题,核心是建立周长与点坐标的函数关系,利用二次函数性质求解,难度适中。
【难度系数】
0.5
四边形OAPB为矩形,其周长可表示为2倍的邻边长度之和。设点P的横坐标为x,因P在第一象限的抛物线上,故纵坐标可由抛物线表达式表示,将周长转化为关于x的二次函数,再利用二次函数的性质求最大值即可。
【解析】
设点P的坐标为$(x, y)$,其中$x>0$,$y>0$,且$y=-x^2 + x + 3$。
因为四边形OAPB是矩形,所以$OA=x$,$OB=y$,则周长$C=2(OA + OB)=2(x + y)$。
将$y=-x^2 + x + 3$代入周长公式:
$C=2(x + (-x^2 + x + 3))= -2x^2 + 4x + 6$。
对于二次函数$C=-2x^2 +4x +6$,其中$a=-2<0$,函数开口向下,在顶点处取得最大值。
顶点横坐标为$x=-\frac{b}{2a}=-\frac{4}{2×(-2)}=1$,
将$x=1$代入得:$C=-2×1^2 +4×1 +6=8$。
即四边形OAPB的周长最大值为8。
【答案】
C
【知识点】
二次函数最值、矩形周长
【点评】
本题将几何图形的周长最值问题转化为二次函数的最值问题,核心是建立周长与点坐标的函数关系,利用二次函数性质求解,难度适中。
【难度系数】
0.5
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