二次函数中RT三角形的存在性(教师用)含解题分析
中考数学复习---二次函数中三角形存在性问题压轴题练习(含答案解析)
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中考数学复习---二次函数中三角形存在性问题压轴题练习(含答案解析)一.相似三角形的存在性1.(2022•陕西)已知抛物线y=ax2+bx﹣4经过点A(﹣2,0),B(4,0),与y 轴的交点为C.(1)求该抛物线的函数表达式;(2)若点P是该抛物线上一点,且位于其对称轴l的右侧,过点P分别作l,x 轴的垂线,垂足分别为M,N,连接MN.若△PMN和△OBC相似,求点P的坐标.【解答】解:(1)把A(﹣2,0),B(4,0)代入y=ax2+bx﹣4得:,解得,∴抛物线的函数表达式为y=x2﹣x﹣4;(2)如图:∵y=x2﹣x﹣4=(x﹣1)2﹣,∴抛物线y=x2﹣x﹣4的对称轴是直线x=1,在y=x2﹣x﹣4中,令x=0得y=﹣4,∴C(0,﹣4),∴OB=OC=4,∴△BOC是等腰直角三角形,∵△PMN和△OBC相似,∴△PMN是等腰直角三角形,∵PM⊥直线x=1,PN⊥x轴,∴∠MPN=90°,PM=PN,设P(m,m2﹣m﹣4),∴|m﹣1|=|m2﹣m﹣4|,∴m﹣1=m2﹣m﹣4或m﹣1=﹣m2+m+4,解得m=+2或m=﹣+2或m=或m=﹣,∵点P是该抛物线上一点,且位于其对称轴直线x=1的右侧,∴P的坐标为(+2,+1)或(,1﹣).2.(2022•绵阳)如图,抛物线y=ax2+bx+c交x轴于A(﹣1,0),B两点,交y轴于点C(0,3),顶点D的横坐标为1.(1)求抛物线的解析式;(2)在y轴的负半轴上是否存在点P使∠APB+∠ACB=180°,若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由;(3)过点C作直线l与y轴垂直,与抛物线的另一个交点为E,连接AD,AE,DE,在直线l下方的抛物线上是否存在一点M,过点M作MF⊥l,垂足为F,使以M,F,E三点为顶点的三角形与△ADE相似?若存在,请求出M点的坐标,若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)∵顶点D的横坐标为1,∴抛物线的对称轴为直线x=1,∵A(﹣1,0),∴B(3,0),∴设抛物线的解析式为:y=a(x+1)(x﹣3),将C(0,3)代入抛物线的解析式,则﹣3a=3,解得a=﹣1,∴抛物线的解析式为:y=﹣(x+1)(x﹣3)=﹣x2+2x+3.(2)存在,P(0,﹣1),理由如下:∵∠APB+∠ACB=180°,∴∠CAP+∠CBP=180°,∴点A,C,B,P四点共圆,如图所示,由(1)知,OB=OC=3,∴∠OCB=∠OBC=45°,∴∠APC=∠ABC=45°,∴△AOP是等腰直角三角形,∴OP=OA=1,∴P(0,﹣1).(3)存在,理由如下:由(1)知抛物线的解析式为:y=﹣x2+2x+3,∴D(1,4),由抛物线的对称性可知,E(2,3),∵A(﹣1,0),∴AD=2,DE=,AE=3.∴AD2=DE2+AE2,∴△ADE是直角三角形,且∠AED=90°,DE:AE=1:3.∵点M在直线l下方的抛物线上,∴设M(t,﹣t2+2t+3),则t>2或t<0.∴EF=|t﹣2|,MF=3﹣(﹣t2+2t+3)=t2﹣2t,若△MEF与△ADE相似,则EF:MF=1:3或MF:EF=1:3,∴|t﹣2|:(t2﹣2t)=1:3或(t2﹣2t):|t﹣2|=1:3,解得t=2(舍)或t=3或﹣3或(舍)或﹣,∴M的坐标为(3,0)或(﹣3,﹣12)或(﹣,).综上,存在点M,使以M,F,E三点为顶点的三角形与△ADE相似,此时点M的坐标为(3,0)或(﹣3,﹣12)或(﹣,).3.(2022•恩施州)在平面直角坐标系中,O为坐标原点,抛物线y=﹣x2+c与y 轴交于点P(0,4).(1)直接写出抛物线的解析式.(2)如图,将抛物线y=﹣x2+c向左平移1个单位长度,记平移后的抛物线顶点为Q,平移后的抛物线与x轴交于A、B两点(点A在点B的右侧),与y轴交于点C.判断以B、C、Q三点为顶点的三角形是否为直角三角形,并说明理由.(3)直线BC与抛物线y=﹣x2+c交于M、N两点(点N在点M的右侧),请探究在x轴上是否存在点T,使得以B、N、T三点为顶点的三角形与△ABC相似,若存在,请求出点T的坐标;若不存在,请说明理由.(4)若将抛物线y=﹣x2+c进行适当的平移,当平移后的抛物线与直线BC最多只有一个公共点时,请直接写出抛物线y=﹣x2+c平移的最短距离并求出此时抛物线的顶点坐标.【解答】解:(1)∵抛物线y=﹣x2+c与y轴交于点P(0,4),∴c=4,∴抛物线的解析式为y=﹣x2+4;(2)△BCQ是直角三角形.理由如下:将抛物线y=﹣x2+4向左平移1个单位长度,得新抛物线y=﹣(x+1)2+4,∴平移后的抛物线顶点为Q(﹣1,4),令x=0,得y=﹣1+4=3,∴C(0,3),令y=0,得﹣(x+1)2+4=0,解得:x1=1,x2=﹣3,∴B(﹣3,0),A(1,0),如图1,连接BQ,CQ,PQ,∵P(0,4),Q(﹣1,4),∴PQ⊥y轴,PQ=1,∵CP=4﹣3=1,∴PQ=CP,∠CPQ=90°,∴△CPQ是等腰直角三角形,∴∠PCQ=45°,∵OB=OC=3,∠BOC=90°,∴△BOC是等腰直角三角形,∴∠BCO=45°,∴∠BCQ=180°﹣45°﹣45°=90°,∴△BCQ是直角三角形.(3)在x轴上存在点T,使得以B、N、T三点为顶点的三角形与△ABC相似.∵△ABC是锐角三角形,∠ABC=45°,∴以B、N、T三点为顶点的三角形与△ABC相似,必须∠NBT=∠ABC=45°,即点T在y轴的右侧,设T(x,0),且x>0,则BT=x+3,∵B(﹣3,0),A(1,0),C(0,3),∴∠ABC=45°,AB=4,BC=3,设直线BC的解析式为y=kx+b,则,解得:,∴直线BC的解析式为y=x+3,由,解得:,,∴M(﹣,),N(,),∴BN=×=,①当△NBT∽△CBA时,则=,∴=,解得:x=,∴T(,0);②当△NBT∽△ABC时,则=,∴=,解得:x=,∴T(,0);综上所述,点T的坐标T(,0)或(,0).(4)抛物线y=﹣x2+4的顶点为P(0,4),∵直线BC的解析式为y=x+3,∴直线BC与y轴的夹角为45°,当抛物线沿着垂直直线BC的方向平移到只有1个公共点时,平移距离最小,此时向右和向下平移距离相等,设平移后的抛物线的顶点为P′(t,4﹣t),则平移后的抛物线为y=﹣(x﹣t)2+4﹣t,由﹣(x﹣t)2+4﹣t=x+3,整理得:x2+(1﹣2t)x+t2+t﹣1=0,∵平移后的抛物线与直线BC最多只有一个公共点,∴Δ=(1﹣2t)2﹣4(t2+t﹣1)=0,解得:t=,∴平移后的抛物线的顶点为P′(,),平移的最短距离为.二.直角三角形的存在性4.(2022•广安)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+x+m(a≠0)的图象与x轴交于A、C两点,与y轴交于点B,其中点B坐标为(0,﹣4),点C 坐标为(2,0).(1)求此抛物线的函数解析式.(2)点D是直线AB下方抛物线上一个动点,连接AD、BD,探究是否存在点D,使得△ABD的面积最大?若存在,请求出点D的坐标;若不存在,请说明理由.(3)点P为该抛物线对称轴上的动点,使得△P AB为直角三角形,请求出点P 的坐标.【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+x+m(a≠0)的图象经过点B(0,﹣4),点C(2,0),∴,解得,∴抛物线的解析式为y=x2+x﹣4;(2)存在.理由:如图1中,设D (t ,t 2+t ﹣4),连接OD .令y =0,则x 2+x ﹣4=0,解得x =﹣4或2,∴A (﹣4,0),C (2,0),∵B (0,﹣4),∴OA =OB =4,∵S △ABD =S △AOD +S △OBD ﹣S △AOB =×4×(﹣﹣t +4)+×4×(﹣t )﹣×4×4=﹣t 2﹣4t =﹣(t +2)2+4,∵﹣1<0,∴t =﹣2时,△ABD 的面积最大,最大值为4,此时D (﹣2,﹣4); (3)如图2中,设抛物线的对称轴交x 轴于点N ,过点B 作BM ⊥抛物线的对称轴于点M .则N (﹣1.0).M (﹣1,﹣4);∵OA=OB=4,∠AOB=90°,∴∠OAB=∠OBA=45°,当∠P1AB=90°时,△ANP1是等腰直角三角形,∴AN=NP1=3,∴P1(﹣1,3),当∠ABP2=90°时,△BMP2是等腰直角三角形,可得P2(﹣1,﹣5),当∠APB=90°时,设P(﹣1,n),设AB的中点为J,连接PJ,则J(﹣2,﹣2),∴PJ=AB=2,∴12+(n+2)2=(2)2,解得n=﹣2或﹣﹣2,∴P3(﹣1,﹣2),P4(﹣1,﹣﹣2),综上所述,满足条件的点P的坐标为(﹣1,3)或(﹣1,﹣5)或(﹣1,﹣2)或(﹣1,﹣﹣2).5.(2022•辽宁)如图,抛物线y=ax2﹣3x+c与x轴交于A(﹣4,0),B两点,与y轴交于点C(0,4),点D为x轴上方抛物线上的动点,射线OD交直线AC 于点E,将射线OD绕点O逆时针旋转45°得到射线OP,OP交直线AC于点F,连接DF.(1)求抛物线的解析式;(2)当点D在第二象限且=时,求点D的坐标;(3)当△ODF为直角三角形时,请直接写出点D的坐标.【解答】解:(1)将点A(﹣4,0),C(0,4)代入y=ax2﹣3x+c,∴,解得,∴y=﹣x2﹣3x+4;(2)过点D作DG⊥AB交于G,交AC于点H,设直线AC的解析式为y=kx+b,∴,解得,∴y=x+4,设D(n,﹣n2﹣3n+4),H(n,n+4),∴DH=﹣n2﹣4n,∵DH∥OC,∴==,∵OC=4,∴DH=3,∴﹣n2﹣4n=3,解得n=﹣1或n=﹣3,∴D(﹣1,6)或(﹣3,4);(3)设F(t,t+4),当∠FDO=90°时,过点D作MN⊥y轴交于点N,过点F作FM⊥MN交于点M,∵∠DOF=45°,∴DF=DO,∵∠MDF+∠NDO=90°,∠MDF+∠MFD=90°,∴∠NDO=∠MFD,∴△MDF≌△NOD(AAS),∴DM=ON,MF=DN,∴DN+ON=﹣t,DN=ON+(﹣t﹣4),∴DN=﹣t﹣2,ON=2,∴D点纵坐标为2,∴﹣x2﹣3x+4=2,解得x=或x=,∴D点坐标为(,2)或(,2);当∠DFO=90°时,过点F作KL⊥x轴交于L点,过点D作DK⊥KL交于点K,∵∠KFD+∠LFO=90°,∠KFD+∠KDF=90°,∴∠LFO=∠KDF,∵DF=FO,∴△KDF≌△LFO(AAS),∴KD=FL,KF=LO,∴KL=t+4﹣t=4,∴D点纵坐标为4,∴﹣x2﹣3x+4=4,解得x=0或x=﹣3,∴D(0,4)或(﹣3,4);综上所述:D点坐标为(,2)或(,2)或(0,4)或(﹣3,4).三.等腰三角形的存在性6.(2022•百色)已知抛物线经过A(﹣1,0)、B(0,3)、C(3,0)三点,O 为坐标原点,抛物线交正方形OBDC的边BD于点E,点M为射线BD上一动点,连接OM,交BC于点F.(1)求抛物线的表达式;(2)求证:∠BOF=∠BDF;(3)是否存在点M,使△MDF为等腰三角形?若不存在,请说明理由;若存在,求ME的长.【解答】(1)解:设抛物线的表达式为y=ax2+bx+c,把A(﹣1,0)、B(0,3)、C(3,0)代入得:,解得,∴抛物线的表达式为:y=﹣x2+2x+3;(2)证明:∵正方形OBDC,∴∠OBC=∠DBC,BD=OB,∵BF=BF,∴△BOF≌△BDF,∴∠BOF=∠BDF;(3)解:∵抛物线交正方形OBDC的边BD于点E,∴令y=3,则3=﹣x2+2x+3,解得:x1=0,x2=2,∴E(2,3),①如图,当M在线段BD的延长线上时,∠BDF为锐角,∴∠FDM为钝角,∵△MDF为等腰三角形,∴DF=DM,∴∠M=∠DFM,∴∠BDF=∠M+∠DFM=2∠M,∵BM∥OC,∴∠M=∠MOC,由(2)得∠BOF=∠BDF,∴∠BDF+∠MOC=3∠M=90°,∴∠M=30°,在Rt△BOM中,BM=,∴ME=BM﹣BE=3﹣2;②如图,当M在线段BD上时,∠DMF为钝角,∵△MDF为等腰三角形,∴MF=DM,∴∠BDF=∠MFD,∴∠BMO=∠BDF+∠MFD=2∠BDF,由(2)得∠BOF=∠BDF,∴∠BMO=2∠BOM,∴∠BOM+∠BMO=3∠BOM=90°,∴∠BOM=30°,在Rt△BOM中,BM=,∴ME=BE﹣BM=2﹣,综上所述,ME的值为:3﹣2或2﹣.7.(2022•山西)综合与探究如图,二次函数y=﹣x2+x+4的图象与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.点P是第一象限内二次函数图象上的一个动点,设点P的横坐标为m.过点P作直线PD⊥x轴于点D,作直线BC交PD于点E.(1)求A,B,C三点的坐标,并直接写出直线BC的函数表达式;(2)当△CEP是以PE为底边的等腰三角形时,求点P的坐标;(3)连接AC,过点P作直线l∥AC,交y轴于点F,连接DF.试探究:在点P 运动的过程中,是否存在点P,使得CE=FD,若存在,请直接写出m的值;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)在y=﹣x2+x+4中,令x=0得y=4,令y=0得x=8或x=﹣2,∴A(﹣2,0),B(8,0),C(0,4),设直线BC解析式为y=kx+4,将B(8,0)代入得:8k+4=0,解得k=﹣,∴直线BC解析式为y=﹣x+4;(2)过C作CG⊥PD于G,如图:设P(m,﹣m2+m+4),∴PD=﹣m2+m+4,∵∠COD=∠PDO=∠CGD=90°,∴四边形CODG是矩形,∴DG=OC=4,CG=OD=m,∴PG=PD﹣DG=﹣m2+m+4﹣4=﹣m2+m,∵CP=CE,CG⊥PD,∴GE=PG=﹣m2+m,∵∠GCE=∠OBC,∠CGE=90°=∠BOC,∴△CGE∽△BOC,∴=,即=,解得m=0(舍去)或m=4,∴P(4,6);(3)存在点P,使得CE=FD,理由如下:过C作CH⊥PD于H,如图:设P(m,﹣m2+m+4),由A(﹣2,0),C(0,4)可得直线AC解析式为y=2x+4,根据PF∥AC,设直线PF解析式为y=2x+b,将P(m,﹣m2+m+4)代入得:﹣m2+m+4=2m+b,∴b=﹣m2﹣m+4,∴直线PF解析式为y=2x﹣m2﹣m+4,令x=0得y=﹣m2﹣m+4,∴F(0,﹣m2﹣m+4),∴OF=|﹣m2﹣m+4|,同(2)可得四边形CODH是矩形,∴CH=OD,∵CE=FD,∴Rt△CHE≌Rt△DOF(HL),∴∠HCE=∠FDO,∵∠HCE=∠CBO,∴∠FDO=∠CBO,∴tan∠FDO=tan∠CBO,∴=,即=,∴﹣m2﹣m+4=m或﹣m2﹣m+4=﹣m,解得m=2﹣2或m=﹣2﹣2或m=4或m=﹣4,∵P在第一象限,∴m=2﹣2或m=4.8.(2022•东营)如图,抛物线y=ax2+bx﹣3(a≠0)与x轴交于点A(﹣1,0),点B(3,0),与y轴交于点C.(1)求抛物线的表达式;(2)在对称轴上找一点Q,使△ACQ的周长最小,求点Q的坐标;(3)点P是抛物线对称轴上的一点,点M是对称轴左侧抛物线上的一点,当△PMB是以PB为腰的等腰直角三角形时,请直接写出所有点M的坐标.【解答】解:(1)将点A(﹣1,0),点B(3,0)代入y=ax2+bx﹣3,∴,解得,∴y=x2﹣2x﹣3;(2)连接CB交对称轴于点Q,∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,∴抛物线的对称轴为直线x=1,∵A、B关于对称轴x=1对称,∴AQ=BQ,∴AC+AQ+CQ=AC+CQ+BQ≥AC+BC,当C、B、Q三点共线时,△ACQ的周长最小,∵C(0,﹣3),B(3,0),设直线BC的解析式为y=kx+b,∴,解得,∴y=x﹣3,∴Q(1,﹣2);(3)当∠BPM=90°时,PM=PB,∴M点与A点重合,∴M(﹣1,0);当∠PBM=90°时,PB=BM,如图1,当P点在M点上方时,过点B作x轴的垂线GH,过点P作PH⊥GH 交于H,过点M作MG⊥HG交于G,∵∠PBM=90°,∴∠PBH+∠MBG=90°,∵∠PBH+∠BPH=90°,∴∠MBG=∠BPH,∵BP=BM,∴△BPH≌△MBG(AAS),∴BH=MG,PH=BG=2,设P(1,t),则M(3﹣t,﹣2),∴﹣2=(3﹣t)2﹣2(3﹣t)﹣3,解得t=2+或t=2﹣,∴M(1﹣,﹣2)或(1+,﹣2),∵M点在对称轴的左侧,∴M点坐标为(1﹣,﹣2);如图2,当P点在M点下方时,同理可得M(3+t,2),∴2=(3+t)2﹣2(3+t)﹣3,解得t=﹣2+(舍)或t=﹣2﹣,∴M(1﹣,2);综上所述:M点的坐标为(1﹣,﹣2)或(1﹣,2)或(﹣1,0).9.(2022•枣庄)如图①,已知抛物线L:y=x2+bx+c经过点A(0,3),B(1,0),过点A作AC∥x轴交抛物线于点C,∠AOB的平分线交线段AC于点E,点P是抛物线上的一个动点.(1)求抛物线的关系式;(2)若动点P在直线OE下方的抛物线上,连结PE、PO,当△OPE面积最大时,求出P点坐标;(3)将抛物线L向上平移h个单位长度,使平移后所得抛物线的顶点落在△OAE 内(包括△OAE的边界),求h的取值范围;(4)如图②,F是抛物线的对称轴l上的一点,在抛物线上是否存在点P,使△POF成为以点P为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,直接写出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)∵抛物线L:y=x2+bx+c经过点A(0,3),B(1,0),∴,解得,∴抛物线的解析式为:y=x2﹣4x+3;(2)如图,过P作PG∥y轴,交OE于点G,设P(m,m2﹣4m+3),∵OE平分∠AOB,∠AOB=90°,∴∠AOE=45°,∴△AOE是等腰直角三角形,∴AE=OA=3,∴E(3,3),∴直线OE的解析式为:y=x,∴G(m,m),∴PG=m﹣(m2﹣4m+3)=﹣m2+5m﹣3,∴S△OPE =S△OPG+S△EPG=PG•AE=×3×(﹣m2+5m﹣3)=﹣(m2﹣5m+3)=﹣(m﹣)2+,∵﹣<0,∴当m=时,△OPE面积最大,此时,P点坐标为(,﹣);(3)由y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,得抛物线l的对称轴为直线x=2,顶点为(2,﹣1),抛物线L向上平移h个单位长度后顶点为F(2,﹣1+h).设直线x=2交OE于点M,交AE于点N,则E(3,3),∵直线OE的解析式为:y=x,∴M(2,2),∵点F在△OAE内(包括△OAE的边界),∴2≤﹣1+h≤3,解得3≤h≤4;(4)设P(m,m2﹣4m+3),分四种情况:①当P在对称轴的左边,且在x轴下方时,如图,过P作MN⊥y轴,交y轴于M,交l于N,∴∠OMP=∠PNF=90°,∵△OPF是等腰直角三角形,∴OP=PF,∠OPF=90°,∴∠OPM+∠NPF=∠PFN+∠NPF=90°,∴∠OPM=∠PFN,∴△OMP≌△PNF(AAS),∴OM=PN,∵P(m,m2﹣4m+3),则﹣m2+4m﹣3=2﹣m,解得:m=(舍)或,∴P的坐标为(,);②当P在对称轴的左边,且在x轴上方时,同理得:2﹣m=m2﹣4m+3,解得:m1=(舍)或m2=,∴P的坐标为(,);③当P在对称轴的右边,且在x轴下方时,如图,过P作MN⊥x轴于N,过F作FM⊥MN于M,同理得△ONP≌△PMF,∴PN=FM,则﹣m2+4m﹣3=m﹣2,解得:m1=或m2=(舍);P的坐标为(,);④当P在对称轴的右边,且在x轴上方时,如图,同理得m2﹣4m+3=m﹣2,解得:m=或(舍),P的坐标为:(,);综上所述,点P的坐标是:(,)或(,)或(,)或(,).方法二:作直线DE:y=x﹣2,E(1,﹣1)是D点(2,0)绕O点顺时针旋转45°并且OD缩小倍得到,易知直线DE即为对称轴上的点绕O点顺时针旋转45°,且到O点距离缩小倍的轨迹,联立直线DE和抛物线解析式得x2﹣4x+3=x﹣2,解得x1=,x2=,同理可得x3=或x4=;综上所述,点P的坐标是:(,)或(,)或(,)或(,).10.(2023•澄城县一模)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于点A(﹣1,0)、B,与y轴交于点C(0,3),直线l是抛物线的对称轴.(1)求抛物线的函数解析式;(2)在对称轴l上是否存在点M,使△MAC为等腰三角形,若存在,求出所有符合条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)把点A(﹣1,0)、点C(0,3)分别代入y=﹣x2+bx+c,得.解得.故该抛物线解析式为:y=﹣x2+2x+3;(2)由(1)知,该抛物线解析式为:y=﹣x2+2x+3.则该抛物线的对称轴为直线x=﹣=1.故设M(1,m).∵A(﹣1,0)、点C(0,3),∴AC2=10,AM2=4+m2,CM2=1+(m﹣3)2.①若AC=AM时,10=4+m2,解得m=±.∴点M的坐标为(1,)或(1,﹣);②若AC=CM时,10=1+(m﹣3)2,解得m=0或m=6,∴点M的坐标为(1,0)或(1,6).当点M的坐标为(1,6)时,点A、C、M共线,∴点M的坐标为(1,0);③当AM=CM时,4+m2=1+(m﹣3)2,解得m=1,∴点M的坐标为(1,1).综上所述,符合条件的点M的坐标为(1,)或(1,﹣)或(1,0)或(1,1).11.(2023•碑林区校级一模)二次函数y=ax2+bx+2的图象交x轴于A(﹣1,0),B(4,0)两点,交y轴于点C,动点M从点A出发,以每秒2个单位长度的速度沿AB方向运动,过点M作MN⊥x轴交直线BC于点N,交抛物线于点D,连接AC,设运动的时间为t秒.(1)求二次函数y=ax2+bx+2的表达式;(2)在直线MN上存在一点P,当△PBC是以∠BPC为直角的等腰直角三角形时,求此时点D的坐标.【解答】解:(1)将点(﹣1,0),B(4,0)代入y=ax2+bx+2,∴a=﹣,b=,∴y=﹣x2+x+2;(2)∵BM=5﹣2t,∴M(2t﹣1,0),设P(2t﹣1,m),∵PC2=(2t﹣1)2+(m﹣2)2,PB2=(2t﹣5)2+m2,∵PB=PC,∴(2t﹣1)2+(m﹣2)2=(2t﹣5)2+m2,∴m=4t﹣5,∴P(2t﹣1,4t﹣5),∵PC⊥PB,∴×=﹣1,∴t=1或t=2,∴M(1,0)或M(3,0),∴D(1,3)或D(3,2).12.(2023•东洲区模拟)抛物线y=ax2+bx+3经过A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴正半轴交于点C.(1)求此抛物线解析式;(2)如图①,连接BC,点P为抛物线第一象限上一点,设点P的横坐标为m,△PBC的面积为S,求S与m的函数关系式,并求S最大时P点坐标;(3)如图②,连接AC,在抛物线的对称轴上是否存在点M,使△MAC为等腰三角形?若存在,请直接写出符合条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+3经过A(﹣1,0),B(3,0)两点,∴,解得:,∴抛物线解析式为y=﹣x2+2x+3;(2)点P作PF⊥x轴于点F,交BC于点E,设BC直线解析式为:y=kx+b,∵B(3,0),C(0,3),∴,解得,∴y=﹣x+3,由题意可知P(m,﹣m2+2m+3),E(m,﹣m+3),S=S△PBE+S△PCE,S=PE•OB=(﹣m2+2m+3+m﹣3)×3,,∵,∴当时,S有最大值,此时P点坐标为;(3)存在,M1(1,0),,,M4(1,1),①当AC=AM时,如图,设对称轴l与AB交于点E,则,∵AM2=AE2+EM2,∴,解得:,∴M点的坐标为或,②当AC=MC时,则OC为AM的垂直平分线.因此M与E重合,因此,M点的坐标为(1,0),③当AM=CM时,如图,设M点的坐标为(1,n),则AM2=22+n2=4+n2,CM2=12+(3﹣n)2,∴4+n2=12+(3﹣n)2,解得:n=1,∴M点的坐标为(1,1),综上可知,潢足条件的M点共四个,其坐标为M1(1,0),,,M4(1,1).13.(2023•三亚一模)如图,抛物线y=ax2+3x+c(a≠0)与x轴交于点A(﹣2,0)和点B,与y轴交于点C(0,8),顶点为D,连接AC,CD,DB,直线BC 与抛物线的对称轴l交于点E.(1)求抛物线的解析式和直线BC的解析式;(2)求四边形ABDC的面积;(3)P是第一象限内抛物线上的动点,连接PB,PC,当S△PBC =S△ABC时,求点P的坐标;(4)在抛物线的对称轴l上是否存在点M,使得△BEM为等腰三角形?若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+3x+c(a≠0)过点A(﹣2,0)和C(0,8),∴,解得,∴抛物线的解析式为y=﹣x2+3x+8.令y=0,得.解得x1=﹣2,x2=8.∴点B的坐标为(8,0).设直线BC的解析式为y=kx+b.把点B(8,0),C(0,8)分别代入y=kx+b,得,解得,∴直线BC的解析式为y=﹣x+8.(2)如图1,设抛物线的对称轴l与x轴交于点H.∵抛物线的解析式为,∴顶点D的坐标为.∴S四边形ABDC =S△AOC+S梯形OCDH+S△BDH===70.(3)∵.∴.如图2,过点P作PG⊥x轴,交x轴于点G,交BC于点F.设点.∵点F在直线BC上,∴F(t,﹣t+8).∴.∴.∴.解得t1=2,t2=6.∴点P的坐标为(2,12)或P(6,8).(4)存在.∵△BEM为等腰三角形,∴BM=EM或BE=BM或BE=EM,设M(3,m),∵B(8,0),E(3,5),∴BE==5,EM=|m﹣5|,BM==,当BM=EM时,=|m﹣5|,∴m2+25=(m﹣5)2,解得:m=0,∴M(3,0);当BE=BM时,5=,∴m2+25=50,解得:m=﹣5或m=5(舍去),∴M(3,﹣5);当BE=EM时,5=|m﹣5|,解得:m=5+5或m=5﹣5,∴M(3,5+5)或(3,5﹣5),综上所述,点M的坐标为(3,0)或(3,﹣5)或(3,5+5)或(3,5﹣5).14.(2023•南海区一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣3(a >0)与x轴交于A(﹣1,0)、B(3,0)两点,与y轴交于点C.(1)求抛物线的解析式;(2)点P为直线BC下方抛物线上的一动点,PM⊥BC于点M,PN∥y轴交BC 于点N.求线段PM的最大值和此时点P的坐标;(3)点E为x轴上一动点,点Q为抛物线上一动点,是否存在以CQ为斜边的等腰直角三角形CEQ?若存在,请直接写出点E的坐标;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)将A(﹣1,0),B(3,0)代入函数y=ax2+bx﹣3(a>0)中,得,解得,∴解析式为y=x2﹣2x﹣3,故抛物线解析式为y=x2﹣2x﹣3;(2)当x=0时,y=3,∴C(0,﹣3),∵B(3,0),∴∠OCB=∠OBC=45°,∵PN∥y轴,∴∠MNP=45°,∵PM⊥BC,∴PM=PN,则当PN最大时,PM也最大,设BC的解析式为y=mx+n,∴,解得,∴BC解析式为y=x﹣3,设P(x,x2﹣2x﹣3),N(x,x﹣3),∴PN=x﹣3﹣(x2﹣2x﹣3)=﹣(x﹣)2+,当x=时,PN最大,则PM=PN=×=,∴P(,),故PM最大值为,P点坐标为(,﹣);(3)存在,点E的坐标为(﹣5,0),(,0),(0,0),(,0).∵CEQ是以CQ为斜边的等腰直角三角形,∴设Q(x,x2﹣2x﹣3),①如图,过点E作x轴的垂线l,再分别过点C和点Q作垂线l的垂线,分别交于点M和点N,∵∠CEQ=90°,∴∠QEM+∠CEN=90°,∵∠QEM+∠MQE=90°,∴∠EQM=∠CEN,∵∠CNE=∠QME=90°,EC=EQ,∴△EMQ≌△CNE(AAS),∴CN=EM=x2﹣2x﹣3,MQ=EN=3,∴|x Q|+MQ=CN,﹣x+3=x2﹣2x﹣3,解得x=﹣2,x=3(舍去),∴OE=CM=2+3=5,E(﹣5,0),②如图,过点E作x轴的垂线l,再分别过点C和点Q作垂线l的垂线,分别交于点M和点N,同理:△EMC≌△QNE(AAS),CM=EN=x2﹣2x﹣3,NQ=EM=3,∴﹣x+x2﹣2x﹣3=3,解得x=,x=(舍去),∴OE=CM=,E(,0),③如图,点E和点O重合,点Q和点B重合,此时E(0,0),④如图,过点E作x轴的垂线l,再分别过点C和点Q作垂线l的垂线,分别交于点M和点N,同理:△EMC≌△QNE(AAS),CM=EN=x2﹣2x﹣3,NQ=EM=3,∴x+3=x2﹣2x﹣3,解得x=,x=(舍去),∴OE=CM=,E(,0),综上所述,点E的坐标为(﹣5,0),(,0),(0,0),(,0)41。
二次函数背景下的直角三角形的存在性问题修订版
![二次函数背景下的直角三角形的存在性问题修订版](https://img.taocdn.com/s3/m/6d3d8e6e3c1ec5da50e27075.png)
请说明理由。
y HP
C
A
OM
B
x
例3. 如图,抛物线y=ax2+bx+c经过A(-3,0)、C(0,4),点B在抛物线上, CB∥x轴,且AB平分∠CAO. (1)求抛物线的解析式; (2)抛物线的对称轴上是否存在点M,使△ABM是以AB为直角边的直角三 角形?如果存在,求出点M的坐标;如果不存在,说明理由. (3)线段AB上有一动点P,过点P作y轴的平行线,交抛物线于点Q,求线段 PQ的最大值;
(3)若点 Q 是 y 轴上一点,且 APQ 为直角三角形,求点 Q 的坐标。
y
P
O
C A
D
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
B
x
5.抛物线 y 1 x2 bx c 与 x 轴交于 A(-2,0),B(4,0)两点,与 y 轴交于点 C,顶 2
点为 P (1)求抛物线解析式; (2)动点 M,N 从点 O 同时出发,都以每秒 1 个单位长度的速度分别在线段 OB,OC 上向点 B, C 方向运动,过点 M 做 x 轴的垂线交 BC 于点 F,交抛物线于点 H ①当四边形 OMHN 为矩形时,求点 H 的坐标;
3:如图,已知直线 y=kx-6 与抛物线 y ax2 bx c 相交于 A,B 两点,且点 A(1,-4)为
抛物线的顶点,点 B 在 x 轴上。 (1)求抛物线的解析式;
(2)在(1)中抛物线的第二象限图像上是否存在一点 P,使 POB与POC 全等?若存在,
求出点 P 坐标,若不存在,请说明理由;
一、课前小测: 1.直角三角形的两边长分别是3和4,则第三边的长是
二次函数与角有关的问题整理
![二次函数与角有关的问题整理](https://img.taocdn.com/s3/m/903ba1f08ad63186bceb19e8b8f67c1cfbd6ee65.png)
二次函数与角有关的问题整理二次函数与角有关的问题整理二次函数背景下与角有关的存在性问题是各地中考和模拟考试的热点问题。
这种类型的题目综合性较强,更重要的是涉及方程与函数思想、数形结合思想、分类讨论等重要的思想方法,对学生分析、解决问题的能力具有较高的要求。
为此,我们将与角有关的压轴题常见的题型及解法做一整理。
首先,我们将这些题大致分成两大类:相等角问题和半角或倍角问题。
相等角问题又分为三种:第一种是将等角问题转化成等腰三角形或平行线问题。
例如,在例1中,抛物线y=-x2+3x+4与坐标轴交于点A、B、C,CP⊥y轴交抛物线与点P,点M为A、C间抛物线上一点(包括端点),求满足∠MPO=∠POA的点M的坐标。
我们可以发现符合条件的点M有两个,一个在OP上方,一个在OP下方。
当M在OP上方时,由∠MPO=∠POA可知PM//OA,则M与C点重合。
当M在OP下方时,这两角组成的三角形是等腰三角形。
设PM与x轴交于点D,坐标为D(n,0),由两点间距离公式可表示出OD2、PD2长,根据OD2=PD2列方程即可求出D点坐标,再求出PD直线表达式与抛物线表达式联立,进而求出M点坐标。
第二种是将等角问题转化成等角所在三角形相似或等角对应的三角函数(通常是正切值)相等问题。
这类问题有两种情况:一种是所求角的一边与坐标轴平行(重合);例如,在例2中,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,其对称轴交抛物线于点D,交x轴于点E,已知OB=OC=6.1)求抛物线的解析式及点D的坐标;2)连接BD,F为抛物线上一动点,当∠FAB=∠EDB时,求点F的坐标。
通过已知条件易得抛物线表达式为y=x2-2x-6及各定点坐标。
第二问中的F有两种情况:x轴上方一个,x轴下方一个。
在Rt⊿BDE中,可知tan∠EDB=2,则tan∠FAB=2.过F作x轴垂线,构造∠FAB所在直角三角形,接着通过设F点坐标,表示FH和AH长,根据XXX∠FAB=AH/FH,列方程求解即可。
二次函数与三角形的综合-中考数学函数考点全突破
![二次函数与三角形的综合-中考数学函数考点全突破](https://img.taocdn.com/s3/m/ab5874b0ed3a87c24028915f804d2b160b4e86db.png)
二次函数与三角形的综合-中考数学函数考点全突破一、考点分析:二次函数与三角形的综合解答题一般涉及到这样几个方面:1.三角形面积最值问题2.特殊三角形的存在问题包括等腰等边和直角三角形。
这类题目一般出现在压轴题最后两道上,对知识的综合运用要求比较高。
一解决此类题目的基本步骤与思路1.抓住目标三角形,根据动点设点坐标2.根据所设未知数去表示三角形的底和高,一般常用割补法去求解三角形的面积从而得出面积的关系式3.根据二次函数性质求出最大值.4.特殊三角形问题首先要画出三角形的大概形状,分类讨论的去研究。
例如等腰三角形要弄清楚以哪两条边为要,直角三角形需要搞清楚哪个角作为直角都需要我们去分类讨论。
注意事项:1.简单的直角三角形可以直接利用底乘高进行面积的表示2.复杂的利用“补”的方法构造矩形或者大三角形,整体减去部分的思想3.利用“割”的方法时,一般选用横割或者竖割,也就是做坐标轴的垂线。
4.利用点坐标表示线段长度时注意要用大的减去小的。
5.围绕不同的直角进行分类讨论,注意检验答案是否符合要求。
6.在勾股定理计算复杂的情况下,灵活的构造K字形相似去处理。
二、二次函数问题中三角形面积最值问题(一)例题演示1.如图,已知抛物线(a为常数,且a>0)与x轴从左至右依次交于A,B两点,与y轴交于点C,经过点B的直线与抛物线的另一交点为D,且点D的横坐标为﹣5.(1)求抛物线的函数表达式;(2)P为直线BD下方的抛物线上的一点,连接PD、PB,求△PBD面积的最大值.DBOAyxC解答:(1)抛物线令y=0,解得x=-2或x=4,∴A(-2,0),B(4,0).∵直线经过点B(4,0),∴,解得,∴直线BD解析式为:当x=-5时,y=3,∴D(-5,3)∵点D(-5,)在抛物线上,∴,∴.∴抛物线的函数表达式为:.(2)设P(m,)∴∴△BPD面积的最大值为.【试题精炼】2.如图,在平面直角坐标系中,抛物线()与x轴交于A、B两点(点A在点B左侧),经过点A的直线l:与y轴交于点C,与抛物线的另一个交点为D,且.(1)直接写出点A的坐标,并用含a的式子表示直线l的函数表达式(其中k、b用含a的式子表示).(2)点E为直线l下方抛物线上一点,当△ADE的面积的最大值为时,求抛物线的函数表达式;HF解答:1)A(-1,0)∵CD=4AC,∴点D的横坐标为4∴,∴.∴直线l的函数表达式为y=ax+a(2)过点E作EH∥y轴,交直线l于点H设E(x,ax2-2ax-3a),则H(x,ax+a).∴∴.∴△ADE的面积的最大值为,∴,解得.∴抛物线的函数表达式为.【中考链接】3.如图,直线l:y=﹣3x+3与x轴、y轴分别相交于A、B两点,抛物线y=ax2﹣2ax+a+4(a<0)经过点B.(1)求该抛物线的函数表达式;(2)已知点M是抛物线上的一个动点,并且点M在第一象限内,连接AM、BM,设点M的横坐标为m,△ABM的面积为S,求S与m的函数表达式,并求出S的最大值;解答:(1)令x=0代入y=﹣3x+3,∴y=3,∴B(0,3),把B (0,3)代入y=ax2﹣2ax+a+4,∴3=a+4,∴a=﹣1,∴二次函数解析式为:y=﹣x2+2x+3;(2)令y=0代入y=﹣x2+2x+3,∴0=﹣x2+2x+3,∴x=﹣1或3,∴抛物线与x轴的交点横坐标为﹣1和3,∴S=DM•BE+DM•OE=DM(BE+OE)=DM•OB=××3==(m﹣)2+∵0<m<3,∴当m=时,S有最大值,最大值为;二、二次函数问题中直角三角形问题(一)例题演示如图,已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴为直线x=1,且抛物线经过A(1,0),C(0,3)两点,与x轴交于点B.(1)若直线y=mx+n经过B、C两点,求直线BC和抛物线的解析式;(2)设点P为抛物线的对称轴x=1上的一个动点,求使△BPC为直角三角形的点P的坐标.解答:(1)依题意得:,解得,∴抛物线解析式为.把B(,0)、C(0,3)分别代入直线y=mx+n,得,解得,∴直线y=mx+n的解析式为y=x+3;(2)设P(,t),又∵B(-3,0),C(0,3),∴BC2=18,PB2=(+3)2+t2=4+t2,PC2=()2+(t-3)2=t26t+10,①若点B为直角顶点,则BC2+PB2=PC2即:18+4+t2=t2-6t+10解得:t=;②若点C为直角顶点,则BC2+PC2=PB2即:18+t2-6t+10=4+t2解得:t=4,③若点P为直角顶点,则PB2+PC2=BC2即:4+t2+t2-6t+10=18解得:,.综上所述P的坐标为(,)或(,4)或(,)或(,).【试题精炼】如图,二次函数(其中a,m是常数,且a>0,m>0)的图象与x轴分别交于点A,B(点A位于点B的左侧),与y轴交于点C(0,-3),点D在二次函数的图象上,CD∥AB,连接AD.过点A作射线AE交二次函数的图象于点E,AB平分∠DAE.(1)用含m的代数式表示a;(2))求证:为定值;(3)设该二次函数图象的顶点为F.探索:在x轴的负半轴上是否存在点G,连接CF,以线段GF、AD、AE的长度为三边长的三角形是直角三角形?如果存在,只要找出一个满足要求的点G即可,并用含m的代数式表示该点的横坐标;如果不存在,请说明理由.【答案】(1);(2)证明见解析;(3)以线段GF、AD、AE 的长度为三边长的三角形是直角三角形,此时点G的横坐标为-3m.【解析】试题分析:(1)将C点代入函数解析式即可求得.(2)令y=0求A、B的坐标,再根据,CD∥AB,求点D的坐标,由△ADM∽△AEN,对应边成比例,将求的比转化成求比,结果不含m即为定值.(3)连接FC并延长,与x轴负半轴的交点即为所求点G..过点F作FH⊥x轴于点H,在Rt△CGO和Rt△FGH中根据同角的同一个三角函数相等,可求OG(用m表示),然后利用勾股定理求GF和AD(用m表示),并求其比值,由(2)是定值,所以可得AD∶GF∶AE=3∶4∶5,由此可根据勾股定理逆定理判断以线段GF、AD、AE的长度为三边长的三角形是直角三角形,直接得点G的横坐标.试题解析:解:(1)将C (0,-3)代入函数表达式得,∴.(2)证明:如答图1,过点D、E分别作x轴的垂线,垂足为M、N.由解得x1=-m,x2=3m.∴A(-m,0),B(3m,0).∵CD∥AB,∴点D的坐标为(2m,-3).∵AB平分∠DAE.∴∠DAM=∠EAN.∵∠DMA=∠ENA=900,∴△ADM∽△AEN,∴.设点E的坐标为(x,),∴,∴x=4m.∴为定值.(3)存在,如答图2,连接FC并延长,与x轴负半轴的交点即为所求点G.由题意得:二次函数图像顶点F的坐标为(m,-4),过点F作FH⊥x轴于点H,在Rt△CGO和Rt△FGH 中,∵tan∠CGO=,tan∠FGH=,∴=.∴OG=“3m,“由勾股定理得,GF=,AD=∴.由(2)得,∴AD∶GF∶AE=3∶4∶5.∴以线段GF、AD、AE的长度为三边长的三角形是直角三角形,此时点G的横坐标为-3m.考点:1.二次函数综合题;2.定值和直角三角形存在性问题;3.曲线上点的坐标与方程的关系;4.二次函数的性质;5.勾股定理和逆定理;6相似三角形的判定和性质;7.锐角三角函数定义.【中考链接】如图所示,在平面直角坐标系中,将一块等腰直角三角板ABC斜靠在两坐标轴上放在第二象限,点C的坐标为(-1,0).B点在抛物线y=x2+x-2的图像上,过点B作BD⊥x轴,垂足为D,且B点的横坐标为-3.(1)求BC所在直线的函数关系式.(2)抛物线的对称轴上是否存在点P,使△ACP是以AC为直角边的直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.解答:(1)∵C点坐标为(-1,0),∴BD=CO=1.∵B点的横坐标为-3,∴B点坐标为(-3,1)设BC所在直线的函数关系式为y=kx+b,则有,解得∴BC所在直线的函数关系式为y=x.(2)①若以为AC直角边,点C为直角顶点,如图所示,作CP1⊥AC,因为BC⊥AC,所以点P1为直线BC与对称轴直线的交点,即点P1的横坐标为-。
二次函数背景下的相似三角形问题(解析版)-2023年中考数学重难点解题大招复习讲义-函数
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模型介绍在坐标系中确定点,使得由该点及其他点构成的三角形与其他三角形相似,即为“相似三角形存在性问题”.【相似判定】判定1:三边对应成比例的两个三角形是相似三角形;判定2:两边对应成比例且夹角相等的两个三角形是相似三角形;判定3:有两组角对应相等的三角形是相似三角形.以上也是坐标系中相似三角形存在性问题的方法来源,根据题目给的已知条件选择恰当的判定方法,解决问题.【题型分析】通常相似的两三角形有一个是已知的,而另一三角形中有1或2个动点,即可分为“单动点”类、“双动点”两类问题.【思路总结】根据相似三角形的做题经验,可以发现,判定1基本是不会用的,这里也一样不怎么用,对比判定2、3可以发现,都有角相等!所以,要证相似的两个三角形必然有相等角,关键点也是先找到一组相等角.然后再找:思路1:两相等角的两边对应成比例;思路2:还存在另一组角相等.事实上,坐标系中在已知点的情况下,线段长度比角的大小更容易表示,因此选择方法可优先考虑思路1.一、如何得到相等角?二、如何构造两边成比例或者得到第二组角?搞定这两个问题就可以了.例题精讲【例1】.如图,抛物线y=﹣x2+x+2交x轴于点A,B,交y轴于点C,点M是第一象限内抛物线上一点,过点M作MN⊥x轴于点N.若△MON与△BOC相似,求点M的横坐标.解:∵抛物线y=﹣x2+x+2交x轴于点A,B,交y轴于点C,∴当y=0时,0=﹣x2+x+2,解得x1=﹣1,x2=4,∴OB=4,当x=0时,y=2,∴OC=2,∵点M是第一象限内抛物线上一点,∴设M(m,﹣m2+m+2),∵MN⊥x轴,∴ON=m,MN=﹣m2+m+2,∠ONM=90°,∵∠BOC=90°,∴∠BOC=∠ONM,∵△MON与△BOC相似,∴或,∴=或=,∴m=或m=﹣1+(负值舍去),∴点M的横坐标为或﹣1+.变式训练【变1-1】.如图,在平面直角坐标系内,已知直线y=x+4与x轴、y轴分别相交于点A和点C,抛物线y=x2+kx+k﹣1图象过点A和点C,抛物线与x轴的另一交点是B,(1)求出此抛物线的解析式、对称轴以及B点坐标;(2)若在y轴负半轴上存在点D,能使得以A、C、D为顶点的三角形与△ABC相似,请求出点D的坐标.解:(1)由x=0得y=0+4=4,则点C的坐标为(0,4);由y=0得x+4=0,解得x=﹣4,则点A的坐标为(﹣4,0);把点C(0,4)代入y=x2+kx+k﹣1,得k﹣1=4,解得:k=5,∴此抛物线的解析式为y=x2+5x+4,∴此抛物线的对称轴为x=﹣=﹣.令y=0得x2+5x+4=0,解得:x1=﹣1,x2=﹣4,∴点B的坐标为(﹣1,0).(2)∵A(﹣4,0),C(0,4),∴OA=OC=4,∴∠OCA=∠OAC.∵∠AOC=90°,OB=1,OC=OA=4,∴AC==4,AB=OA﹣OB=4﹣1=3.∵点D在y轴负半轴上,∴∠ADC<∠AOC,即∠ADC<90°.又∵∠ABC>∠BOC,即∠ABC>90°,∴∠ABC>∠ADC.∴由条件“以A、C、D为顶点的三角形与△ABC相似”可得△CAD∽△ABC,∴=,即=,解得:CD=,∴OD=CD﹣CO=﹣4=,∴点D的坐标为(0,﹣).【例2】.如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A(1,0),B两点,与y轴交于点C(0,3).(1)求该抛物线的表达式;(2)过点B作x轴的垂线,在该垂线上取一点P,使得△PBC与△ABC相似,请求出点P的坐标.解:(1)把C(0,3)代入y=x2+bx+c,得c=3,∴y=x2+bx+3,把A(1,0)代入y=x2+bx+3,得1+b+3=0,解得b=﹣4,∴该抛物线的表达式为y=x2﹣4x+3.(2)当点P在点B上方时,如图1,PB=AB,∵PB⊥x轴,∴∠ABP=90°,抛物线y=x2﹣4x+3,当y=0时,则x2﹣4x+3=0,解得x1=1,x2=3,∴B(3,0),∴OB=OC=3,PB=AB=3﹣1=2,∵∠BOC=90°,∴∠OBC=∠OCB=45°,∴∠PBC=∠ABC=45°,∵==1,∴△PBC∽△ABC,此时点P的坐标为(3,2);如图2,△PBC∽△CBA,且∠CBP=∠ABC=45°,∠BCP=∠BAC,∴=,∵BC2=OB2+OC2=32+32=18,BA=2,∴BP===9,此时点P的坐标为(3,9);当点P在点B下方时,∠PBC=135°,∠BAC=∠AOC+∠ACO=90°+∠ACO<135°,此时△PBC与△ABC不相似,综上所述,点P的坐标为(3,2)或(3,9).变式训练【变2-1】.如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点A(﹣1,0),点B(3,0),与y轴交于点C,且过点D(2,﹣3).点P、Q是抛物线y=ax2+bx+c上的动点.(1)求抛物线的解析式;(2)当点P在直线OD下方时,求△POD面积的最大值.(3)直线OQ与线段BC相交于点E,当△OBE与△ABC相似时,求点Q的坐标.解:(1)函数的表达式为:y=a(x+1)(x﹣3),将点D坐标代入上式并解得:a=1,故抛物线的表达式为:y=x2﹣2x﹣3…①;(2)设点P(m,m2﹣2m﹣3),①当点P在第三象限时,设直线PD与y轴交于点G,设点P(m,m2﹣2m﹣3),将点P、D的坐标代入一次函数表达式:y=sx+t并解得:直线PD的表达式为:y=mx﹣3﹣2m,则OG=3+2m,S△POD=×OG(x D﹣x P)=(3+2m)(2﹣m)=﹣m2+m+3,②当点P在第四象限时,设PD交y轴于点M,=×OM(x D﹣x P)=﹣m2+m+3,同理可得:S△POD=﹣m2+m+3,综上,S△POD有最大值,当m=时,其最大值为;∵﹣1<0,故S△POD(3)∵OB=OC=3,∴∠OCB=∠OBC=45°,∵∠ABC=∠OBE,故△OBE与△ABC相似时,分为两种情况:①当∠ACB=∠BOQ时,AB=4,BC=3,AC=,过点A作AH⊥BC于点H,S△ABC=×AH×BC=AB×OC,解得:AH=2,则sin∠ACB==,则tan∠ACB=2,则直线OQ的表达式为:y=﹣2x…②,联立①②并解得:x=或﹣,故点Q(,﹣2)或(﹣,2),②∠BAC=∠BOQ时,tan∠BAC==3=tan∠BOQ,则点Q(n,﹣3n),则直线OQ的表达式为:y=﹣3x…③,联立①③并解得:x=,故点Q(,)或(,);综上,当△OBE与△ABC相似时,Q的坐标为:(,﹣2)或(﹣,2)或(,)或(,).1.抛物线y=﹣x2平移后的位置如图所示,点A,B坐标分别为(﹣1,0)、(3,0),设平移后的抛物线与y轴交于点C,其顶点为D.(1)求平移后的抛物线的解析式和点D的坐标;(2)∠ACB和∠ABD是否相等?请证明你的结论;(3)点P在平移后的抛物线的对称轴上,且△CDP与△ABC相似,求点P的坐标.解:(1)∵将抛物线y=﹣x2平移,平移后的抛物线与x轴交于点A(﹣1,0)和点B(3,0),∴平移后的抛物线的表达式为y=﹣(x+1)(x﹣3)=﹣x2+2x+3,即y=﹣x2+2x+3,∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,∴顶点D的坐标为(1,4);(2)∠ACB与∠ABD相等,理由如下:如图,∵y=﹣x2+2x+3,∴点x=0时,y=3,即C点坐标为(0,3),又∵B(3,0),∠BOC=90°,∴OB=OC,∠OBC=∠OCB=45°.在△BCD中,∵BC2=32+32=18,CD2=12+12=2,BD2=22+42=20,∴BC2+CD2=BD2,∴∠BCD=90°,∴tan∠CBD===,∵在△AOC中,∠AOC=90°,∴tan∠ACO==,∴tan∠ACO=tan∠CBD,∴∠ACO=∠CBD,∴∠ACO+∠OCB=∠CBD+∠OBC,即∠ACB=∠ABD;(3)∵点P在平移后的抛物线的对称轴上,而y=﹣x2+2x+3的对称轴为x=1,∴可设P点的坐标为(1,n).∵△ABC是锐角三角形,∴当△CDP与△ABC相似时,△CDP也是锐角三角形,∴n<4,即点P只能在点D的下方,又∵∠CDP=∠ABC=45°,∴D与B是对应点,分两种情况:①如果△CDP∽△ABC,那么=,即=,解得n=,∴P点的坐标为(1,);②如果△CDP∽△CBA,那么=,即=,解得n=,∴P点的坐标为(1,).综上可知P点的坐标为(1,)或(1,).2.如图,已知△ABC中,∠ACB=90°,以AB所在直线为x轴,过c点的直线为y轴建立平面直角坐标系.此时,A点坐标为(﹣1,0),B点坐标为(4,0)(1)试求点C的坐标;(2)若抛物线y=ax2+bx+c过△ABC的三个顶点,求抛物线的解析式;(3)点D(1,m)在抛物线上,过点A的直线y=﹣x﹣1交(2)中的抛物线于点E,那么在x轴上点B的左侧是否存在点P,使以P、B、D为顶点的三角形与△ABE相似?若存在,求出P点坐标;若不存在,说明理由.解:(1)在Rt△ABC中,∠ACB=90°,OC⊥AB,由射影定理,得:OC2=OA•OB=4,即OC=2,∴C(0,2);(2)∵抛物线经过A(﹣1,0),B(4,0),C(0,2),可设抛物线的解析式为y=a(x+1)(x﹣4)(a≠0),则有:2=a(0+1)(0﹣4),a=﹣,∴y=﹣(x+1)(x﹣4)=﹣x2+x+2;(3)存在符合条件的P点,且P(,0)或(﹣,0).根据抛物线的解析式易知:D(1,3),联立直线AE和抛物线的解析式有:,解得,,∴E(6,﹣7),∴tan∠DBO==1,即∠DBO=45°,tan∠EAB==1,即∠EAB=45°,∴∠DBA=∠EAB,若以P、B、D为顶点的三角形与△ABE相似,则有两种情况:①△PBD∽△BAE;②△PBD∽△EAB.易知BD=3,EA=7,AB=5,由①得:,即,即PB=,OP=OB﹣PB=,由②得:,即,即P′B=,OP′=OB﹣BP′=﹣,∴P(,0)或(﹣,0).3.如图已知直线y=x+与抛物线y=ax2+bx+c相交于A(﹣1,0),B(4,m)两点,抛物线y=ax2+bx+c交y轴于点C(0,﹣),交x轴正半轴于D点,抛物线的顶点为M.(1)求抛物线的解析式;(2)设点P为直线AB下方的抛物线上一动点,当△PAB的面积最大时,求△PAB的面积及点P的坐标;(3)若点Q为x轴上一动点,点N在抛物线上且位于其对称轴右侧,当△QMN与△MAD相似时,求N点的坐标.解:(1)将点B(4,m)代入y=x+,∴m=,将点A(﹣1,0),B(4,),C(0,﹣)代入y=ax2+bx+c,解得a=,b=﹣1,c=﹣,∴函数解析式为y=x2﹣x﹣;(2)设P(n,n2﹣n﹣),则经过点P且与直线y=x+垂直的直线解析式为y=﹣2x+n2+n﹣,直线y=x+与其垂线的交点G(n2+n﹣,n2+n+),∴GP=(﹣n2+3n+4),当n=时,GP最大,此时△PAB的面积最大,∴P(,﹣),∵AB=,PG=,∴△PAB的面积=××=;(3)∵M(1,﹣2),A(﹣1,0),D(3,0),∴AM=2,AD=4,MD=2,∴△MAD是等腰直角三角形,∵△QMN与△MAD相似,∴△QMN是等腰直角三角形,设N(t,t2﹣t﹣)①如图1,当MQ⊥QN时,N(3,0);②如图2,当QN⊥MN时,过点N作NR⊥x轴,过点M作MS⊥RN交于点S,∵QN=MN,∠QNM=90°,∴△MNS≌△NMS(AAS)∴t﹣1=﹣t2+t+,∴t=±,∴t>1,∴t=,∴N(,1﹣);③如图3,当QN⊥MQ时,过点Q作x轴的垂线,过点N作NS∥x轴,过点M作MR ∥x轴,与过Q点的垂线分别交于点S、R;∵QN=MQ,∠MQN=90°,∴△MQR≌△QNS(AAS),∴SQ=QR=2,∴t+2=1+t2﹣t﹣,∴t=5,∴N(5,6);④如图4,当MN⊥NQ时,过点M作MR⊥x轴,过点Q作QS⊥x轴,过点N作x轴的平行线,与两垂线交于点R、S;∵QN=MN,∠MNQ=90°,∴△MNR≌△NQS(AAS),∴SQ=RN,∴t2﹣t﹣=t﹣1,∴t=2±,∵t>1,∴t=2+,∴N(2+,1+);综上所述:N(3,0)或N(2+,1+)或N(5,6)或N(,1﹣).4.如图,已知抛物线经过△ABC的三个顶点,其中点A(0,1),点B(﹣9,10),AC∥x轴,点P是直线AC下方抛物线上的动点.(1)直接写出:b=2,c=1;(2)过点P且与y轴平行的直线l与直线AB,AC分别交于点E,F,当四边形AECP 的面积最大时,求点P的坐标;(3)当点P为抛物线的顶点时,在直线AC上是否存在点Q,使得以C,P,Q为顶点的三角形与△ABC相似,若存在,直接写出点Q的坐标,若不存在,请说明理由.解:(1)将点A(0,1),B(﹣9,10)代入,∴,解得,∴抛物线的解析式为,∴b=2,c=1,故答案为:2,1;(2)∵AC∥x轴,A(0,1),∴,∴x1=﹣6,x2=0,∴C(﹣6,1),∵A(0,1),B(﹣9,10),∴直线AB的解析式为y=﹣x+1,设点,则E(m,﹣m+1),∴,∵AC⊥EP,AC=6,=S△AEC+S△APC∴S四边形AECP=×AC×EF+=×AC×(EF+PF)=×AC×PE=×6×(﹣m2﹣3m)=﹣m2﹣9m=﹣(m+)2+,∵﹣6<m<0,当时,四边形AECP的面积的最大值是,此时点;(3)存在点Q,使得以C,P,Q为顶点的三角形与△ABC相似,理由如下:∵,∴P(﹣3,﹣2),∴PF=y F﹣y P=3,CF=x F﹣x C=3,∴PF=CF,∴∠PCF=45°.同理可得:∠EAF=45°,∴∠PCF=∠EAF,∴在直线AC上存在满足条件的Q,设Q(t,1),∵A(0,1),B(﹣9,10),C(﹣6,1),∴,AC=6,,以C,P,Q为顶点的三角形与△ABC相似,①当△CPQ∽△ABC时,∴,∴,∴t=﹣4,∴Q(﹣4,1);②当△CQP∽△ABC时,∴,∴,∴t=3,∴Q(3,1);综上所述:Q点坐标为(﹣4,1)或(3,1).5.已知抛物线经过点A(﹣2,0),B(0,﹣4),与x轴交于另一点C,连接BC.(1)求抛物线的解析式;=S△PBC,求直线AP的表达式;(2)如图,P是第一象限内抛物线上一点,且S△PBO(3)在抛物线上是否存在点D,直线BD交x轴于点E,使△ABE与以A,B,C,E中的三点为顶点的三角形相似(不重合)?若存在,请直接写出点D的坐标;若不存在,请说明理由.解:(1)把点A(﹣2,0),B(0、﹣4)代入抛物线y=x2+bx+c中得:,解得:,∴抛物线的解析式为:y=x2﹣x﹣4;(2)当y=0时,x2﹣x﹣4=0,解得:x=﹣2或4,∴C(4,0),如图1,过O作OE⊥BP于E,过C作CF⊥BP于F,设PB交x轴于G,=S△PBC,∵S△PBO∴,∴OE=CF,易得△OEG≌△CFG,∴OG=CG=2,设P(x,x2﹣x﹣4),过P作PM⊥y轴于M,tan∠PBM===,∴BM=2PM,∴4+x2﹣x﹣4=2x,x2﹣6x=0,x1=0(舍),x2=6,∴P(6,8),∴AP的解析式为:y=x+2,BC的解析式为:y=x﹣4,∴AP∥BC;(3)以A,B,C,E中的三点为顶点的三角形有△ABC、△ABE、△ACE、△BCE,四种,其中△ABE重合,不符合条件,△ACE不能构成三角形,∴当△ABE与以A,B,C,E中的三点为顶点的三角形相似,存在两个三角形:△ABC 和△BCE,①当△ABE与以A,B,C中的三点为顶点的三角形相似,如图2,∵∠BAE=∠BAC,∠ABE≠∠ABC,∴∠ABE=∠ACB=45°,∴△ABE∽△ACB,∴,∴,∴AE=,OE=﹣2=∴E(,0),∵B(0,﹣4),∴BE:y=3x﹣4,则x2﹣x﹣4=3x﹣4,x1=0(舍),x2=8,∴D(8,20);②当△ABE与以B,C、E中的三点为顶点的三角形相似,如图3,此时E在C的左边,∵∠BEA=∠BEC,∴当∠ABE=∠BCE时,△ABE∽△BCE,∴==,设BE=2m,CE=4m,Rt△BOE中,由勾股定理得:BE2=OE2+OB2,∴,3m2﹣8m+8=0,(m﹣2)(3m﹣2)=0,m1=2,m2=,∴OE=4m﹣4=12或,∵OE=<2,∠AEB或∠BEC是钝角,此时△ABE与以B,C、E中的三点为顶点的三角形不相似,如图4,∴E(﹣12,0);同理得BE的解析式为:y=﹣x﹣4,﹣x﹣4=x2﹣x﹣4,x=或0(舍)∴D(,﹣);同理可得E在C的右边时,△ABE∽△BCE,∴=,设AE=2m,BE=4m,Rt△BOE中,由勾股定理得:BE2=OE2+OB2,∴,3m2+2m﹣5=0,(m+)(3m﹣)=0,m1=﹣,m2=,∴OE=﹣12(舍)或,∵OE=<4,∠BEC是钝角,此时△ABE与以B,C、E中的三点为顶点的三角形不相似,综上,点D的坐标为(8,20)或(,﹣6.如图,已知抛物线y =ax 2+bx +6经过两点A (﹣1,0),B (3,0),C 是抛物线与y 轴的交点.(1)求抛物线的解析式;(2)点P (m ,n )在平面直角坐标系第一象限内的抛物线上运动,直线CP 与x 轴交于点Q ,当∠BQC =∠BCO 时,求此时P 点坐标;(3)点M 在抛物线上运动,点N 在y 轴上运动,是否存在点M 、点N 使得∠CNM =90°,且△CMN 与△OBC 相似,如果存在,请求出点M 和点N 的坐标.解:(1)把A(﹣1,0),B(3,0)代入y=ax2+bx+6得:,解得,∴抛物线的解析式为y=﹣2x2+4x+6;(2)由y=﹣2x2+4x+6得C(0,6),∴OC=6,当Q在x轴正半轴,如图:∵∠BQC=∠BCO,且∠COB=∠QOC,∴△COB∽△QOC,∴=,即=,∴OQ=12,∴Q(12,0),设直线CQ解析式为y=kx+6,则0=12k+6,∴k=﹣,即直线CQ为y=﹣x+6,由得(与C重合,舍去)或,∴P(,),当Q在x轴负半轴,如图:同理可得:△BOC∽△BCQ,∴=,即BC2=OB•BQ,而OC=6,OB=3,∴BC=3,∴(3)2=3×BQ,∴BQ=15,∴Q(﹣12,0),设直线CQ为y=mx+6,则0=﹣12m+6,解得m=,∴直线CQ为y=x+6,由得(舍去)或,∴P(,),综上所述,P点坐标为(,)或(,),(3)设M(t,﹣2t2+4t+6),则N(0,﹣2t2+4t+6),∴MN=|t|,CN=|2t2﹣4t|,∵OC=6,OB=3,∴OC=2OB,∵△CMN与△OBC相似,∴MN=2CN或CN=2MN,①MN=2CN时,如图:∴|t|=2|2t2﹣4t|,解得t=或t=或t=0(舍去),∴M(,),N(0,)或M(,),N(0,);②CN=2MN时,如图:∴|2t2﹣4t|=2|t|,解得t=0(舍去)或t=3(M与B重合,舍去)或t=1,∴M(1,8),N(0,8),综上所述,M(,),N(0,)或M(,),N(0,)或M(1,8),N(0,8).7.如图,抛物线与x轴交于A,B两点,点A,B分别位于原点的左、右两侧,BO=3AO=3,过点B的直线与y轴正半轴和抛物线的交点分别为点C,D,.(1)求b,c的值;(2)求直线CD的函数解析式;(3)求∠ADB的度数;(4)点P在抛物线的对称轴上且在x轴下方,点Q在射线BA上,当△ABD与△BPQ 相似时,请直接写出所有满足条件的点Q的坐标.解:(1)∵点A,B分别位于原点的左、右两侧,BO=3AO=3,∴A(﹣1,0),B(3,0),把A(﹣1,0),B(3,0)代入y=x2+bx+c,得,解得:,∴b=﹣,c=﹣;(2)如图1,过点D作DE⊥AB于E,则∠DEB=∠COB=90°,∴DE∥OC,∴=,∵BC=CD,OB=3,∴=,∴OE=,∴点D横坐标为﹣,当x=﹣时,y=×(﹣)2﹣×(﹣)﹣=+1,∴点D坐标为(﹣,+1),设直线BD的函数解析式为y=kx+n,把B(3,0),D(﹣,+1)代入,得,解得:,∴直线BD的函数解析式为y=﹣x+;(3)如图2,连接AC,∵直线BD的函数解析式为y=﹣x+,∴C(0,),∵A(﹣1,0),D(﹣,+1),∴AC2=OA2+OC2=12+()2=4,则AC=2,BC2=OB2+OC2=32+()2=12,则BC=2,∴AB=3﹣(﹣1)=4,∴AC2+BC2=AB2,∴∠ACB=90°,∴∠ACD=180°﹣90°=90°,∵BC=CD,∴CD=2,∴tan∠ADB===1,∴∠ADB=45°;(4)在△ABD中,tan∠ABD==,∴∠ABD=30°,∵∠ADB=45°,∴∠BAD=180°﹣(∠ABD+∠ADB)=180°﹣(30°+45°)=105°,∵CD=2,BC=CD=2,∴BD=BC+CD=2+2,由(3)知:AC=CD=2,∠ACD=90°,AB=4,∴AD=2,∵y=x2﹣x﹣,∴对称轴为直线x=1.∵点P在抛物线的对称轴上且在x轴下方,点Q在射线BA上,∴∠PBQ<90°,∴分两种情况:①当∠PBQ=∠ABD=30°时,如图3,设对称轴与x轴交于点M,则M(1,0),∴BM=3﹣1=2,∴PM=BM•tan∠PBQ=2×tan30°=,∵点P在抛物线的对称轴上且在x轴下方,∴P(1,﹣),BP===,∵△ABD与△BPQ相似,且∠PBQ=∠ABD,∴=或=,∴=或=,∴BQ=或BQ=,∴Q(,0)或(,0);②当∠PBQ=∠ADB=45°时,如图4,∵PM=BM•tan∠PBQ=2tan45°=2,∴P(1,﹣2),∴BP=2,∵△ABD与△BPQ相似,且∠PBQ=∠ADB,∴=或=,∴=或=,∴BQ=2﹣2或2+2,∴Q(5﹣2,0)或(1﹣2,0);综上所述,点Q的坐标为Q(,0)或Q(,0)或Q(5﹣2,0)或Q(1﹣2,0).8.在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C(0,﹣2).(1)求抛物线的函数表达式;(2)如图1,点D为第四象限抛物线上一点,连接AD,BC交于点E,求的最大值;(3)如图2,连接AC,BC,过点O作直线l∥BC,点P,Q分别为直线l和抛物线上的点,试探究:在第一象限是否存在这样的点P,Q,使△PQB∽△CAB?若存在,请求出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.解:(1)设抛物线的解析式为y=a(x+1)(x﹣4).将C(0,﹣2)代入得:﹣4a=﹣2,解得a=,∴抛物线的解析式为y=(x+1)(x﹣4),即y=x2﹣x﹣2.(2)过点D作DG⊥x轴于点G,交BC于点F,过点A作AK⊥x轴交BC的延长线于点K,∴AK∥DG,∴△AKE∽△DFE,∴=.设直线BC的解析式为y=kx+b1,∴,解得,∴直线BC的解析式为y=x﹣2,∵A(﹣1,0),∴y=﹣﹣2=﹣,∴AK=,设D(m,m2﹣m﹣2),则F(m,m﹣2),∴DF=m﹣2﹣m2+m+2=﹣m2+2m.∴==﹣(m﹣2)2+.∴当m=2时,有最大值,最大值是.(3)符合条件的点P的坐标为(,)或(,).∵l∥BC,∴直线l的解析式为y=x,设P(a1,),①当点P在直线BQ右侧时,如图2,过点P作PN⊥x轴于点N,过点Q作QM⊥直线PN于点M,∵A(﹣1,0),C(0,﹣2),B(4,0),∴AC=,AB=5,BC=2,∵AC2+BC2=AB2,∴∠ACB=90°,∵△PQB∽△CAB,∴==,∵∠QMP=∠BNP=90°,∴∠MQP+∠MPQ=90°,∠MPQ+∠BPN=90°,∴∠MQP=∠BPN,∴△QPM∽△PBN,∴===,∴QM=,PM=(a1﹣4)=a1﹣2,∴MN=a1﹣2,ON﹣QM=a1﹣=a1,∴Q(a1,a1﹣2),将点Q的坐标代入抛物线的解析式得×(a1)2﹣×a1﹣2=a1﹣2,解得a1=0(舍去)或a1=.∴P(,).②当点P在直线BQ左侧时,由①的方法同理可得点Q的坐标为(a1,2).此时点P的坐标为(,).综上所述,符合条件的点P的坐标是(,)或(,).9.如图,直线y=﹣x+c与x轴交于点A(3,0),与y轴交于点B,抛物线y=﹣x2+bx+c 经过点A,B.(1)求点B的坐标和抛物线的解析式;(2)M为线段OA上一动点,过点M且垂直于x轴的直线与直线AB及抛物线分别交于点P,N.若以B,P,N为顶点的三角形与△APM相似,求点M的坐标;(3)将抛物线在0≤x≤3之间的部分记为图象L,将图象L在直线y=t上方部分沿直线y=t翻折,其余部分保持不动,得到一个新的函数图象,记这个函数的最大值为a,最小值为b,若a﹣b≤3,请直接写出t的取值范围.解:(1)将(3,0)代入y=﹣x+c得0=﹣2+c,解得c=2,∴y=﹣x+2.将x=0代入y=﹣x+2得y=2,∴点B坐标为(0,2).将(3,0),(0,2)代入y=﹣x2+bx+c得,解得,∴y=﹣x2+x+2.(2)如图,当BM∥AM时满足题意,点B,N关于抛物线对称轴对称,∵y=﹣x2+x+2,∴抛物线对称轴为直线x=﹣=,∴点N坐标为(,2),∴点M坐标为(,0).如图,当∠NBP=90°时符合题意,作NC⊥y轴于点C,则N(m,﹣m2+m+2),∵∠NBC+∠ABO=∠ABO+∠BAO=90°,∴∠NBC=∠BAO,∴△BCN∽△AOB,∴=,即,解得m=,∴点M坐标为(,0).综上所述,点M坐标为(,0)或(,0).(3)∵y=﹣x2+x+2=﹣(x﹣)2+,∴抛物线顶点坐标为(,),∴翻折后顶点坐标为(,2t﹣),当点A为最低点时,t﹣0≤3,解得t≤3,令t﹣(2t﹣)=3,解得t=,∴≤t≤3.10.如图所示,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴相交于点C,B、C两点的坐标分别为(1,0)、(0,﹣3),直线y=kx+3k经过点A,与y轴交于点D.(1)求抛物线的函数表达式;(2)点E是抛物线上一动点(不与点C重合),连接AE,过点E作EF⊥x轴,垂足为F,若△AEF是等腰直角三角形,求点E的坐标;(3)在(2)的条件下,若在直线y=kx+3k上存在一点G使得△DFG与△AOC相似,求出k的值.解:(1)∵直线y=kx+3k经过点A,则点A的坐标为(﹣3,0),将点A、B、C的坐标代入抛物线表达式得:,解得,故抛物线的表达式为y=x2+2x﹣3;(2)设点E的坐标为(x,x2+2x﹣3),则AF=|x+3|,EF=|x2+2x﹣3|,∵△AEF是等腰直角三角形,∴AF=EF,∴|x2+2x﹣3|=|x+3|,∴x=﹣3(舍去)或x=0(舍去)或x=2,故点E的坐标为(2,5);(3)∵CO=BO=3,故△AOC为等腰直角三角形,当△DFG与△AOC相似时,则△DFG为等腰直角三角形,显然∠DFG不可能为直角,∵直线y=kx+3k与y轴交于点D,则点D(0,3k),由(2)知,点F(2,0),①当∠FDG为直角时,∵点G在直线AD上,故在∠FDG的前提下,总能找到GD=DF,故只需要DF⊥AD即可,在等腰Rt△FDG中,由直线AD的表达式为:y=kx+3k,则tan∠DOA=k,而tan∠DFO====,解得k=±;②当∠FGD为直角时,如下图,过点G作MN∥y轴,交x轴于点N,交过点D与x轴的平行线于点M,则DG=GF,设点G的坐标为(t,kt+3k),则MD=﹣t,MG=3k﹣tk﹣3k=﹣kt;GN=kt+3k,FN=2﹣t,∵∠MGD+∠FGN=90°,∠FGN+∠GFN=90°,∴∠MGD=∠GFN,∵∠GMD=∠FNG=90°,GD=FG,∴△GMD≌△FNG(AAS),∴MD=GN,MG=NF,即﹣t=kt+3k且﹣kt=2﹣t,解得k=2或﹣;当∠DFG=90°时,过点G作GH⊥x轴于H,则△ODF≌△HFG,∴GH=OF=2,HF=OD=3k,∵y=﹣2时,﹣2=kx+3k,∴x=,∴2+=3k,解得k=2或﹣综上,k=±或2或﹣.11.如图,已知A(﹣2,0),B(4,0),抛物线y=ax2+bx﹣1过A、B两点,并与过A点的直线y=﹣x﹣1交于点C.(1)求抛物线解析式及对称轴;(2)在抛物线的对称轴上是否存在一点P,使四边形ACPO的周长最小?若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由;(3)点M为y轴右侧抛物线上一点,过点M作直线AC的垂线,垂足为N.问:是否存在这样的点N,使以点M、N、C为顶点的三角形与△AOC相似,若存在,求出点N 的坐标,若不存在,请说明理由.解:(1)把A(﹣2,0),B(4,0)代入抛物线y=ax2+bx﹣1,得解得∴抛物线解析式为:y=∴抛物线对称轴为直线x=﹣(2)存在使四边形ACPO的周长最小,只需PC+PO最小∴取点C(0,﹣1)关于直线x=1的对称点C′(2,﹣1),连C′O与直线x=1的交点即为P点.设过点C′、O直线解析式为:y=kx∴k=﹣∴y=﹣则P点坐标为(1,﹣)(3)当△AOC∽△MNC时,如图,延长MN交y轴于点D,过点N作NE⊥y轴于点E∵∠ACO=∠NCD,∠AOC=∠CND=90°∴∠CDN=∠CAO由相似,∠CAO=∠CMN∴∠CDN=∠CMN∵MN⊥AC∴M、D关于AN对称,则N为DM中点设点N坐标为(a,﹣a﹣1)由△EDN∽△OAC∴ED=2a∴点D坐标为(0,﹣)∵N为DM中点∴点M坐标为(2a,)把M代入y=,解得a=0(舍去)或a=4∴a=4则N点坐标为(4,﹣3)当△AOC∽△CNM时,∠CAO=∠NCM∴CM∥AB则点C关于直线x=1的对称点C′即为点M由(2)M为(2,﹣1)∴由相似CN=,MN=由面积法求N到MC距离为则N点坐标为(,﹣)∴N点坐标为(4,﹣3)或(,﹣)12.抛物线L:y=﹣x2+bx+c经过点A(0,1),与它的对称轴直线x=1交于点B.(1)求出抛物线L的解析式;(2)如图1,过定点的直线y=kx﹣k+4(k<0)与抛物线L交于点M、N.若△BMN的面积等于1,求k的值;(3)如图2,将抛物线L向上平移m(m>0)个单位长度得到抛物线L1,抛物线L1与y轴交于点C,过点C作y轴的垂线交抛物线L1于另一点D,F为抛物线L1的对称轴与x轴的交点,P为线段OC上一点,若△PCD与△POF相似,并且符合条件的点P恰有2个,求m的值及相应点P的坐标.解:(1)由题意知,解得:,∴抛物线L的解析式为y=﹣x2+2x+1;(2)如图1,∵y=kx﹣k+4=k(x﹣1)+4,∴当x=1时,y=4,即该直线所过定点G坐标为(1,4),∵y=﹣x2+2x+1=﹣(x﹣1)2+2,∴点B(1,2),则BG=2,=1,即S△BNG﹣S△BMG=BG•(x N﹣1)﹣BG•(x M﹣1)=1,∵S△BMN∴x N﹣x M=1,由得x2+(k﹣2)x﹣k+3=0,解得:x==,则x N=、x M=,由x N﹣x M=1得=1,∴k=±3,∵k<0,∴k=﹣3;(3)如图2,设抛物线L 1的解析式为y =﹣x 2+2x +1+m ,∴C (0,1+m )、D (2,1+m )、F (1,0),设P (0,t ),①当△PCD ∽△FOP 时,,∴,∴t 2﹣(1+m )t +2=0①;②当△PCD ∽△POF 时,,∴,∴t =(m +1)②;(Ⅰ)当方程①有两个相等实数根时,Δ=(1+m )2﹣8=0,解得:m =2﹣1(负值舍去),此时方程①有两个相等实数根t 1=t 2=,方程②有一个实数根t =,∴m =2﹣1,此时点P 的坐标为(0,)和(0,);(Ⅱ)当方程①有两个不相等的实数根时,把②代入①,得:(m +1)2﹣(m +1)2+2=0,解得:m =2(负值舍去),此时,方程①有两个不相等的实数根t 1=1、t 2=2,方程②有一个实数根t =1,∴m=2,此时点P的坐标为(0,1)和(0,2);综上,当m=2﹣1时,点P的坐标为(0,)和(0,);当m=2时,点P的坐标为(0,1)和(0,2).13.设抛物线y=ax2+bx﹣2与x轴交于两个不同的点A(﹣1,0)、B(m,0),与y轴交于点C,且∠ACB=90度.(1)求m的值和抛物线的解析式;(2)已知点D(1,n)在抛物线上,过点A的直线y=x+1交抛物线于另一点E.若点P 在x轴上,以点P、B、D为顶点的三角形与△AEB相似,求点P的坐标;(3)在(2)的条件下,△BDP的外接圆半径等于或.解:(1)令x=0,得y=﹣2,∴C(0,﹣2),∵∠ACB=90°,CO⊥AB,∴△AOC∽△COB,∴OA•OB=OC2∴OB=,∴m=4,将A(﹣1,0),B(4,0)代入y=ax2+bx﹣2,得,∴抛物线的解析式为y=x2﹣x﹣2.(2)D(1,n)代入y=x2﹣x﹣2,得n=﹣3,由,得,,∴E(6,7),过E作EH⊥x轴于H,则H(6,0)∴AH=EH=7∴∠EAH=45°过D作DF⊥x轴于F,则F(1,0)∴BF=DF=3∴∠DBF=45°∴∠EAH=∠DBF=45°∴∠DBH=135°,90°<∠EBA<135°则点P只能在点B的左侧,有以下两种情况:①若△DBP1∽△EAB,则∴BP1===∴OP1=4﹣=,∴P1(,0).②若△DBP2∽△BAE,则∴BP2===∴OP2=﹣4=∴P2(﹣,0).综合①、②,得点P的坐标为:P1(,0)或P2(﹣,0).(3)或.如图所示:先作△BPD的外接圆,过P作直径PM,连接DM,作DF⊥x轴于F.∵∠PMD=∠PBD,∠DFP=∠PDM,∴△PMD和△FBD相似,∴,∴PD===,DF=3,BD==3,∴PM==,∴△BPD的外接圆的半径=;同理可求出当P点在x轴的负半轴上时,△BPD的外接圆的半径=.14.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+x﹣与x轴交于点A、B(点A在点B右侧),点D为抛物线的顶点,点C在y轴的正半轴上,CD交x轴于点F,△CAD绕点C顺时针旋转得到△CFE,点A恰好旋转到点F,连接BE.(1)求点A、B、D的坐标;(2)求证:四边形BFCE是平行四边形;(3)如图2,过顶点D作DD1⊥x轴于点D1,点P是抛物线上一动点,过点P作PM⊥x轴,点M为垂足,使得△PAM与△DD1A相似(不含全等).①求出一个满足以上条件的点P的横坐标;②直接回答这样的点P共有几个?解:(1)令x2+x﹣=0,解得x1=1,x2=﹣7.∴A(1,0),B(﹣7,0).由y=x2+x﹣=(x+3)2﹣2得,D(﹣3,﹣2);(2)证明:∵DD1⊥x轴于点D1,∴∠COF=∠DD1F=90°,∵∠D1FD=∠CFO,∴△DD1F∽△COF,∴=,∵D(﹣3,﹣2),∴D1D=2,OD1=3,∵AC=CF,CO⊥AF∴OF=OA=1∴D1F=D1O﹣OF=3﹣1=2,∴=,∴OC=,∴CA=CF=FA=2,∴△ACF是等边三角形,∴∠AFC=∠ACF,∵△CAD绕点C顺时针旋转得到△CFE,∴∠ECF=∠AFC=60°,∴EC∥BF,∵EC=DC==6,∵BF=6,∴EC=BF,∴四边形BFCE是平行四边形;(3)∵点P是抛物线上一动点,∴设P点(x,x2+x﹣),①当点P在B点的左侧时,∵△PAM与△DD1A相似,∴或=,∴=或=,解得:x1=1(不合题意舍去),x2=﹣11或x1=1(不合题意舍去)x2=﹣;当点P在A点的右侧时,∵△PAM与△DD1A相似,∴=或=,∴=或=,解得:x1=1(不合题意舍去),x2=﹣3(不合题意舍去)或x1=1(不合题意舍去),x2=﹣(不合题意舍去);当点P在AB之间时,∵△PAM与△DD1A相似,∴=或=,∴=或=,解得:x1=1(不合题意舍去),x2=﹣3(不合题意舍去)或x1=1(不合题意舍去),x2=﹣;综上所述,点P的横坐标为﹣11或﹣或﹣;②由①得,这样的点P共有3个.15.如图1,经过原点O的抛物线y=ax2+bx(a≠0)与x轴交于另一点A(,0),在第一象限内与直线y=x交于点B(2,t).(1)求这条抛物线的表达式;(2)在第四象限内的抛物线上有一点C,满足以B,O,C为顶点的三角形的面积为2,求点C的坐标;(3)如图2,若点M在这条抛物线上,且∠MBO=∠ABO,①求点M的坐标;②在(2)的条件下,是否存在点P,使得△POC∽△MOB?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.解:(1)∵B(2,t)在直线y=x上,∴t=2,∴B(2,2),把A、B两点坐标代入抛物线解析式可得,解得,∴抛物线解析式为y=2x2﹣3x;(2)如图1,过C作CD∥y轴,交x轴于点E,交OB于点D,过B作BF⊥CD于点F,∵点C是抛物线上第四象限的点,∴可设C(t,2t2﹣3t),则E(t,0),D(t,t),∴OE=t,BF=2﹣t,CD=t﹣(2t2﹣3t)=﹣2t2+4t,=S△CDO+S△CDB=CD•OE+CD•BF=(﹣2t2+4t)(t+2﹣t)=﹣2t2+4t,∴S△OBC∵△OBC的面积为2,∴﹣2t2+4t=2,解得t1=t2=1,∴C(1,﹣1);(3)①设MB交y轴于点N,如图2,∵B(2,2),∴∠AOB=∠NOB=45°,在△AOB和△NOB中,∴△AOB≌△NOB(ASA),∴ON=OA=,∴N(0,),∴可设直线BN解析式为y=kx+,把B点坐标代入可得2=2k+,解得k=,∴直线BN的解析式为y=x+,联立直线BN和抛物线解析式可得,解得(舍去)或,∴M(﹣,),②∵C(1,﹣1),∴∠COA=∠AOB=45°,且B(2,2),∴OB=2,OC=,∵△POC∽△MOB,∴==2,∠POC=∠BOM,当点P在第一象限时,如图3,过M作MG⊥y轴于点G,过P作PH⊥x轴于点H,∵∠COA=∠BOG=45°,∴∠MOG=∠POH,且∠PHO=∠MGO,∴△MOG∽△POH,∴===2,。
二次函数动点问题解答方法技巧含例解答案
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函数解题思路方法总结:⑴ 求二次函数的图象及x 轴的交点坐标,需转化为一元二次方程;⑵ 求二次函数的最大〔小〕值需要利用配方法将二次函数由一般式转化为顶点式;⑶ 根据图象的位置判断二次函数ax ²+bx+c=0中a,b,c 的符号,或由二次函数中a,b,c 的符号判断图象的位置,要数形结合;⑷ 二次函数的图象关于对称轴对称,可利用这一性质,求和一点对称的点坐标,或及x 轴的一个交点坐标,可由对称性求出另一个交点坐标.⑸ 及二次函数有关的还有二次三项式,二次三项式ax ²+bx+c ﹙a ≠0﹚本身就是所含字母x 的二次函数;下面以a >0时为例,提醒二次函数、二次三项式和一元二次方程之间的内在联系:动点问题题型方法归纳总结动态几何特点----问题背景是特殊图形,考察问题也是特殊图形,所以要把握好一般及特殊的关系;分析过程中,特别要关注图形的特性〔特殊角、特殊图形的性质、图形的特殊位置。
〕 动点问题一直是中考热点,近几年考察探究运动中的特殊性:等腰三角形、直角三角形、 相似三角形、平行四边形、梯形、特殊角或 其三角函数、线段或面积的最值。
下面就此问题的常见题型作简单介绍,解题方法、关键给以点拨。
二、 抛物线上动点5、〔湖北十堰市〕如图①, 抛物线32++=bx ax y 〔a ≠0〕及x 轴交于点A (1,0)和点B (-3,0),及y 轴交于点C .(1) 求抛物线的解析式;(2) 设抛物线的对称轴及x 轴交于点M ,问在对称轴上是否存在点P ,使△CMP 为等腰三角形?假设存在,请直接写出所有符合条件的点P 的坐标;假设不存在,请说明理由.(3) 如图②,假设点E 为第二象限抛物线上一动点,连接BE 、CE ,求四边形BOCE 面积的最大值,并求此时E 点的坐标.注意:第〔2〕问按等腰三角形顶点位置分类讨论画图再由图形性质求点P坐标----①C为顶点时,以C为圆心CM 为半径画弧,及对称轴交点即为所求点P,②M为顶点时,以M为圆心MC为半径画弧,及对称轴交点即为所求点P,③P为顶点时,线段MC的垂直平分线及对称轴交点即为所求点P。
专题2.2 以二次函数与等腰三角形问题为背景的解答题(原卷版)
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第二关 以二次函数与等腰三角形问题为背景的解答题【总体点评】二次函数在全国中考数中常常作为压轴题,同时在省级,国家级数竞赛中也有二次函数大题,很多生在有限的时间内都不能很好完成。
由于在高中和大中很多数知识都与函数知识或函数的思想有关,生在初中阶段函数知识和函数思维方法得好否,直接关系到未来数的习。
以二次函数与等腰三角形问题为背景的解答题主要考查了生的数形结合能力及综合分析问题的能力,这类问题主要是以一点(或以一条线段)为依托,动点和函数思想相结合以几何图形为背景,以动点为元素,构造动态型几何问题。
解此类题目,应从相关图形的性质和数量关系分类讨论来解决。
此类问题较多地关注生对图形性质的理解,用动态的观点去看待一般函数和图形结合的问题,具有较强的综合性。
【解题思路】等腰三角形的存在性的解题方法:①几何法三步:先分类;再画图;后计算.②代数法三步:先罗列三边;再分类列方程;后解方程、检验.再以二次函数与等腰三角形问题为背景的解答题中,这两种方法往往结合使用.【典型例题】【例1】如图,已知抛物线y=﹣214x +bx+4与x 轴相交于A 、B 两点,与y 轴相交于点C ,若已知A 点的坐标为(﹣2,0). (1)求抛物线的解析式;(2)连接AC 、BC ,求线段BC 所在直线的解析式;(3)在抛物线的对称轴上是否存在点P ,使△ACP 为等腰三角形?若存在,求出符合条件的P 点坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)抛物线解析式为 y=﹣14x 2+32x+4;(2)直线BC 的解析式为:y=﹣12x+4;(3)存在,存在点P ,使△ACP 为等腰三角形,点P 的坐标为:P 1(3,0),P 2(3,4+11),P 3(3,4﹣11). 【解析】(1)利用待定系数法求出抛物线解析式;(2)在抛物线解析式中,令x =0,可求出点C 坐标;令y =0,可求出点B 坐标.再利用待定系数法求出直线BD 的解析式;(3)本问为存在型问题.若△ACP 为等腰三角形,则有三种可能的情形,需要分类讨论,逐一计算,避免漏解.解:(1)∵抛物线y =﹣14x 2+bx +4的图象经过点A (﹣2,0), ∴﹣14×(﹣2)2+b ×(﹣2)+4=0, 解得:b =32,∴抛物线解析式为 y =﹣14x 2+32x +4,又∵y =﹣14x 2+32x +4=﹣14(x ﹣3)2+254,∴对称轴方程为:x =3. (2)在y =﹣14x 2+32x +4中,令x =0,得y =4, ∴C (0,4); 令y =0,即﹣14x 2+32x +4=0,整理得x 2﹣6x ﹣16=0, 解得:x =8或x =﹣2, ∴A (﹣2,0),B (8,0). 设直线BC 的解析式为y =kx +b ,把B (8,0),C (0,4)的坐标分别代入解析式,得:80{ 4k b b +==,解得: 1{ 24k b =-=,∴直线BC 的解析式为:y =﹣12x +4. (3)存在,理由:∵抛物线的对称轴方程为:x =3, 可设点P (3,t ),∵A (﹣2,0),C (0,4),∴AC =25,AQ =225t +,CQ =()249t -+.①当AQ =CQ 时, 有225t +=()249t -+,25+t 2=t 2﹣8t +16+9, 解得t =0, ∴P 1(3,0); ②当AC =AP 时, 有25=225t +, ∴t 2=﹣5,此方程无实数根, ∴此时△ACP 不能构成等腰三角形; ③当AC =CP 时, 有25=()249t -+,整理得:t 2﹣8t +5=0, 解得:t =4±11,∴点P 坐标为:P 2(3,4+11),P 3(3,4﹣11).综上所述,存在点P ,使△ACP 为等腰三角形,点P 的坐标为:P 1(3,0),P 2(3,4+11),P 3(3,4﹣11).【名师点睛】本题考查了二次函数和一次函数的性质、用待定系数法求函数的解析式、等腰三角形的判定及性质等知识,题目较综合,难度较大,解题的关键是会分类讨论,能够做到不重不漏,同时会利用方程思想解决问题.【例2】如图,在平面直角坐标系中,直线y=﹣2x+10与x 轴,y 轴相交于A ,B 两点,点C 的坐标是(8,4),连接AC ,BC .(1)求过O ,A ,C 三点的抛物线的解析式,并判断△ABC 的形状;(2)动点P 从点O 出发,沿OB 以每秒2个单位长度的速度向点B 运动;同时,动点Q 从点B 出发,沿BC 以每秒1个单位长度的速度向点C 运动.规定其中一个动点到达端点时,另一个动点也随之停止运动.设运动时间为t 秒,当t 为何值时,PA=QA ?(3)在抛物线的对称轴上,是否存在点M ,使以A ,B ,M 为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由. 【答案】(1)21566y x x =-,直角三角形;(2)103;(3)M 1(52,205192+),M 2(52,205192-),M 3(52,5192),M 4(52,5192-). 【解析】试题分析:(1)先确定出点A ,B 坐标,再用待定系数法求出抛物线解析式;用勾股定理逆定理判断出△ABC 是直角三角形;(2)根据运动表示出OP=2t ,CQ=10﹣t ,判断出Rt △AOP ≌Rt △ACQ ,得到OP=CQ 即可; (3)分三种情况用平面坐标系内,两点间的距离公式计算即可.试题解析:(1)∵直线y=﹣2x+10与x 轴,y 轴相交于A ,B 两点,∴A (5,0),B (0,10),∵抛物线过原点,∴设抛物线解析式为2y ax bx =+,∵抛物线过点B (0,10),C (8,4),∴25506484a b a b +=⎧⎨+=⎩,∴1656a b ⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,∴抛物线解析式为21566y x x =-,∵A (5,0),B (0,10),C (8,4),∴2AB =22512+=125,2BC =228(85)+-=100,2AC =224(85)+-=25,∴222AC BC AB +=,∴△ABC 是直角三角形.(2)如图1,当P ,Q 运动t 秒,即OP=2t ,CQ=10﹣t 时,由(1)得,AC=OA ,∠ACQ=∠AOP=90°,在Rt △AOP 和Rt △ACQ 中,∵AC=OA ,PA=QA ,∴Rt △AOP ≌Rt △ACQ ,∴OP=CQ ,∴2t=10﹣t ,∴t=103,∴当运动时间为103时,PA=QA ;(3)存在,∵21566y x x =-,∴抛物线的对称轴为x=52,∵A (5,0),B (0,10),∴AB=55设点M (52,m ); ①若BM=BA 时,∴225()(10)1252m +-=,∴m 1=205192+,m 2=205192-,∴M 1(52,205192+),M 2(52,205192-); ②若AM=AB 时,∴225()1252m +=,∴m 3=5192,m 4=5192-,∴M 3(52,5192),M 4(52,5192-); ③若MA=MB 时,∴222255(5)()(10)22m m -+=+-,∴m=5,∴M (52,5),此时点M 恰好是线段AB 的中点,构不成三角形,舍去; ∴点M 的坐标为:M 1(52,205192+),M 2(52,205192-),M 3(52,5192),M 4(52,5192-). 考点:二次函数综合题;动点型;存在型;分类讨论;压轴题.【名师点睛】本题为二次函数综合题,考查了待定系数法求函数解析式、三角形的全等的性质和判定、直角三角形的判定、勾股定理、等腰三角形的性质等知识,要考查了解本题的关键是分情况讨论,也是本题的难点,属于中考压轴题,难度较大.【例3】如图,已知抛物线2y ax bx c =++(a≠0)经过A (﹣1,0)、B (3,0)、C (0,﹣3)三点,直线l 是抛物线的对称轴.(1)求抛物线的函数关系式;(2)设点P 是直线l 上的一个动点,当点P 到点A 、点B 的距离之和最短时,求点P 的坐标; (3)点M 也是直线l 上的动点,且△MAC 为等腰三角形,请直接写出所有符合条件的点M 的坐标. 【答案】(1)223y x x =--;(2)P (1,0);(3). 【解析】试题分析:(1)直接将A 、B 、C 三点坐标代入抛物线的解析式中求出待定系数即可;(2)由图知:A .B 点关于抛物线的对称轴对称,那么根据抛物线的对称性以及两点之间线段最短可知,直线l 与x 轴的交点,即为符合条件的P 点;(3)由于△MA C 的腰和底没有明确,因此要分三种情况来讨论:①MA=AC 、②MA=MC 、③AC=MC ;可先设出M 点的坐标,然后用M 点纵坐标表示△MAC 的三边长,再按上面的三种情况列式求解.试题解析:(1)将A (﹣1,0)、B (3,0)、C (0,﹣3)代入抛物线2y ax bx c =++中,得:,解得:123a b c =⎧⎪=-⎨⎪=-⎩,故抛物线的解析式:223y x x =--.(2)当P 点在x 轴上,P ,A ,B 三点在一条直线上时,点P 到点A 、点B 的距离之和最短,此时x=2ba-=1,故P (1,0);(3)如图所示:抛物线的对称轴为:x=2ba-=1,设M (1,m ),已知A (﹣1,0)、C (0,﹣3),则: 2MA =24m +,2MC =2(3)1m ++=2610m m ++,2AC =10;①若MA=MC ,则22MA MC =,得:24m +=2610m m ++,解得:m=﹣1;②若MA=AC ,则22MA AC =,得:24m +=10,得:m=6±;③若MC=AC ,则22MC AC =,得:2610m m ++=10,得:10m =,26m =-;当m=﹣6时,M、A、C三点共线,构不成三角形,不合题意,故舍去;综上可知,符合条件的M点,且坐标为M(1,6)(1,6)(1,﹣1)(1,0).考点:二次函数综合题;分类讨论;综合题;动点型.【名师点睛】本题考查了二次函数的性质、用待定系数法求函数的解析式、等腰三角形的判定及性质等知识,题目较综合,难度较大,解题的关键是判定等腰三角形时,一定要进行分类讨论,做到不重不漏. 【方法归纳】首先弄清题中是否规定了哪个点为等腰三角形的顶点。
中考数学培优 易错 难题(含解析)之二次函数及答案解析
![中考数学培优 易错 难题(含解析)之二次函数及答案解析](https://img.taocdn.com/s3/m/71e531d7168884868662d6af.png)
一、二次函数 真题与模拟题分类汇编(难题易错题)1.如图,在平面直角坐标系xOy 中,A 、B 为x 轴上两点,C 、D 为y 轴上的两点,经 过点A 、C 、B 的抛物线的一部分C 1与经过点A 、D 、B 的抛物线的一部分C 2组合成一条封闭曲线,我们把这条封闭曲线称为“蛋线”.已知点C 的坐标为(0,),点M 是抛物线C 2:2y mx 2mx 3m =--(m <0)的顶点.(1)求A 、B 两点的坐标;(2)“蛋线”在第四象限上是否存在一点P ,使得△PBC 的面积最大?若存在,求出△PBC 面积的最大值;若不存在,请说明理由;(3)当△BDM 为直角三角形时,求m 的值.【答案】(1)A (,0)、B (3,0).(2)存在.S △PBC 最大值为2716 (3)2m 2=-或1m =-时,△BDM 为直角三角形. 【解析】【分析】 (1)在2y mx 2mx 3m =--中令y=0,即可得到A 、B 两点的坐标.(2)先用待定系数法得到抛物线C 1的解析式,由S △PBC = S △POC + S △BOP –S △BOC 得到△PBC 面积的表达式,根据二次函数最值原理求出最大值.(3)先表示出DM 2,BD 2,MB 2,再分两种情况:①∠BMD=90°时;②∠BDM=90°时,讨论即可求得m 的值.【详解】解:(1)令y=0,则2mx 2mx 3m 0--=,∵m <0,∴2x 2x 30--=,解得:1x 1=-,2x 3=.∴A (,0)、B (3,0).(2)存在.理由如下:∵设抛物线C 1的表达式为()()y a x 1x 3=+-(a 0≠),把C (0,32-)代入可得,12a =. ∴C1的表达式为:()()1y x 1x 32=+-,即213y x x 22=--. 设P (p ,213p p 22--), ∴ S △PBC = S △POC + S △BOP –S △BOC =23327p 4216--+(). ∵3a 4=-<0,∴当3p 2=时,S △PBC 最大值为2716. (3)由C 2可知: B (3,0),D (0,3m -),M (1,4m -),∴BD 2=29m 9+,BM 2=216m 4+,DM 2=2m 1+.∵∠MBD<90°, ∴讨论∠BMD=90°和∠BDM=90°两种情况:当∠BMD=90°时,BM 2+ DM 2= BD 2,即216m 4++2m 1+=29m 9+,解得:12m 2=-,22m 2=(舍去). 当∠BDM=90°时,BD 2+ DM 2= BM 2,即29m 9++2m 1+=216m 4+,解得:1m 1=-,2m 1=(舍去) .综上所述,2m =-或1m =-时,△BDM 为直角三角形.2.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax 2+bx ﹣3(a≠0)与x 轴交于点A (﹣2,0)、B (4,0)两点,与y 轴交于点C .(1)求抛物线的解析式;(2)点P 从A 点出发,在线段AB 上以每秒3个单位长度的速度向B 点运动,同时点Q 从B 点出发,在线段BC 上以每秒1个单位长度的速度向C 点运动,其中一个点到达终点时,另一个点也停止运动,当△PBQ 存在时,求运动多少秒使△PBQ 的面积最大,最大面积是多少?(3)当△PBQ 的面积最大时,在BC 下方的抛物线上存在点K ,使S △CBK :S △PBQ =5:2,求K 点坐标.【答案】(1)y=38x 2﹣34x ﹣3(2)运动1秒使△PBQ 的面积最大,最大面积是910 (3)K 1(1,﹣278),K 2(3,﹣158) 【解析】【详解】 试题分析:(1)把点A 、B 的坐标分别代入抛物线解析式,列出关于系数a 、b 的解析式,通过解方程组求得它们的值;(2)设运动时间为t 秒.利用三角形的面积公式列出S △PBQ 与t 的函数关系式S △PBQ =﹣910(t ﹣1)2+910.利用二次函数的图象性质进行解答; (3)利用待定系数法求得直线BC 的解析式为y=34x ﹣3.由二次函数图象上点的坐标特征可设点K 的坐标为(m ,38m 2﹣34m ﹣3). 如图2,过点K 作KE ∥y 轴,交BC 于点E .结合已知条件和(2)中的结果求得S △CBK =94.则根据图形得到:S △CBK =S △CEK +S △BEK =12EK•m+12•EK•(4﹣m ),把相关线段的长度代入推知:﹣34m 2+3m=94.易求得K 1(1,﹣278),K 2(3,﹣158). 解:(1)把点A (﹣2,0)、B (4,0)分别代入y=ax 2+bx ﹣3(a≠0),得 423016430a b a b --=⎧⎨+-=⎩, 解得3834a b ⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩, 所以该抛物线的解析式为:y=38x 2﹣34x ﹣3; (2)设运动时间为t 秒,则AP=3t ,BQ=t .∴PB=6﹣3t .由题意得,点C 的坐标为(0,﹣3). 在Rt △BOC 中,.如图1,过点Q 作QH ⊥AB 于点H .∴QH ∥CO ,∴△BHQ ∽△BOC , ∴HB OC BG BC=,即Hb 35t =, ∴HQ=35t . ∴S △PBQ =12PB•HQ=12(6﹣3t )•35t=﹣910t 2+95t=﹣910(t ﹣1)2+910. 当△PBQ 存在时,0<t <2∴当t=1时, S △PBQ 最大=910. 答:运动1秒使△PBQ 的面积最大,最大面积是910; (3)设直线BC 的解析式为y=kx+c (k≠0).把B (4,0),C (0,﹣3)代入,得403k c c +=⎧⎨=-⎩, 解得3k 4c 3⎧=⎪⎨⎪=-⎩,∴直线BC 的解析式为y=34x ﹣3. ∵点K 在抛物线上. ∴设点K 的坐标为(m ,38m 2﹣34m ﹣3). 如图2,过点K 作KE ∥y 轴,交BC 于点E .则点E 的坐标为(m ,34m ﹣3).∴EK=34m﹣3﹣(38m2﹣34m﹣3)=﹣38m2+32m.当△PBQ的面积最大时,∵S△CBK:S△PBQ=5:2,S△PBQ=9 10.∴S△CBK=94.S△CBK=S△CEK+S△BEK=12EK•m+12•EK•(4﹣m)=12×4•EK=2(﹣38m2+32m)=﹣34m2+3m.即:﹣34m2+3m=94.解得 m1=1,m2=3.∴K1(1,﹣278),K2(3,﹣158).点评:本题是二次函数的综合题型,其中涉及到的知识点有待定系数法求二次函数解析式和三角形的面积求法.在求有关动点问题时要注意该点的运动范围,即自变量的取值范围.3.已知,m,n是一元二次方程x2+4x+3=0的两个实数根,且|m|<|n|,抛物线y=x2+bx+c 的图象经过点A(m,0),B(0,n),如图所示.(1)求这个抛物线的解析式;(2)设(1)中的抛物线与x轴的另一个交点为抛物线的顶点为D,求出点C,D的坐标,并判断△BCD的形状;(3)点P是直线BC上的一个动点(点P不与点B和点C重合),过点P作x轴的垂线,交抛物线于点M,点Q在直线BC上,距离点P2个单位长度,设点P的横坐标为t,△PMQ的面积为S,求出S与t之间的函数关系式.【答案】(1)223y x x =--;(2)C (3,0),D (1,﹣4),△BCD 是直角三角形;(3)2213(03)2213(03)22t t t S t t t t ⎧-+⎪⎪=⎨⎪-⎪⎩<<<或> 【解析】试题分析:(1)先解一元二次方程,然后用待定系数法求出抛物线解析式;(2)先解方程求出抛物线与x 轴的交点,再判断出△BOC 和△BED 都是等腰直角三角形,从而得到结论;(3)先求出QF=1,再分两种情况,当点P 在点M 上方和下方,分别计算即可. 试题解析:解(1)∵2+430x x +=,∴11x =-,23x =-,∵m ,n 是一元二次方程2+430x x +=的两个实数根,且|m|<|n|,∴m=﹣1,n=﹣3,∵抛物线223y x x =--的图象经过点A (m ,0),B (0,n ),∴10{3b c c -+==-,∴2{3b c =-=-,∴抛物线解析式为223y x x =--;(2)令y=0,则2230x x --=,∴11x =-,23x =,∴C (3,0),∵223y x x =--=2(1)4x --,∴顶点坐标D (1,﹣4),过点D 作DE ⊥y 轴,∵OB=OC=3,∴BE=DE=1,∴△BOC 和△BED 都是等腰直角三角形,∴∠OBC=∠DBE=45°,∴∠CBD=90°,∴△BCD 是直角三角形;(3)如图,∵B (0,﹣3),C (3,0),∴直线BC 解析式为y=x ﹣3,∵点P 的横坐标为t ,PM ⊥x 轴,∴点M 的横坐标为t ,∵点P 在直线BC 上,点M 在抛物线上,∴P (t ,t ﹣3),M (t ,223t t --),过点Q 作QF ⊥PM ,∴△PQF 是等腰直角三角形,∵2,∴QF=1.①当点P 在点M 上方时,即0<t <3时,PM=t ﹣3﹣(223t t --)=23t t -+,∴S=12PM×QF=21(3)2t t -+=21322t t -+,②如图3,当点P 在点M 下方时,即t <0或t >3时,PM=223t t --﹣(t ﹣3)=23t t -,∴S=12PM×QF=12(23t t -)=21322t t -.综上所述,S=2213 (03)22{13 (03)22t t t t t t t 或-+<<-.考点:二次函数综合题;分类讨论.4.如图所示,已知平面直角坐标系xOy ,抛物线过点A(4,0)、B(1,3)(1)求该抛物线的表达式,并写出该抛物线的对称轴和顶点坐标;(2)记该抛物线的对称轴为直线l ,设抛物线上的点P(m,n)在第四象限,点P 关于直线l 的对称点为E ,点E 关于y 轴的对称点为F ,若四边形OAPF 的面积为20,求m 、n 的值.【答案】(1)y=-224(2)4y x x x =-+=--+,对称轴为:x=2,顶点坐标为:(2,4)(2)m 、n 的值分别为 5,-5【解析】(1) 将点A(4,0)、B(1,3) 的坐标分别代入y =-x 2+bx +c ,得:4b+c-16=0,b+c-1="3" ,解得:b="4" , c=0.所以抛物线的表达式为:24y x x =-+.y=-224(2)4y x x x =-+=--+,所以 抛物线的对称轴为:x=2,顶点坐标为:(2,4).(2) 由题可知,E 、F 点坐标分别为(4-m ,n ),(m-4,n ).三角形POF 的面积为:1/2×4×|n|= 2|n|,三角形AOP 的面积为:1/2×4×|n|= 2|n|,四边形OAPF 的面积= 三角形POF 的面积+三角形AOP 的面积=20,所以 4|n|=20, n=-5.(因为点P(m,n)在第四象限,所以n<0)又n=-2m +4m ,所以2m -4m-5=0,m=5.(因为点P(m,n)在第四象限,所以m>0)故所求m 、n 的值分别为 5,-5.5.如图,已知点A (0,2),B (2,2),C (-1,-2),抛物线F :y=x 2-2mx+m 2-2与直线x=-2交于点P .(1)当抛物线F 经过点C 时,求它的解析式;(2)设点P 的纵坐标为y P ,求y P 的最小值,此时抛物线F 上有两点(x 1,y 1),(x 2,y 2),且x 1<x 2≤-2,比较y 1与y 2的大小.【答案】(1) 221y x x =+-;(2)12y y >.【解析】【分析】 (1)根据抛物线F :y=x 2-2mx+m 2-2过点C (-1,-2),可以求得抛物线F 的表达式; (2)根据题意,可以求得y P 的最小值和此时抛物线的表达式,从而可以比较y 1与y 2的大小.【详解】(1) ∵抛物线F 经过点C (-1,-2),∴22122m m -=++-.∴m 1=m 2=-1.∴抛物线F 的解析式是221y x x =+-.(2)当x=-2时,2442P y m m =++-=()222m +-. ∴当m=-2时,P y 的最小值为-2.此时抛物线F 的表达式是()222y x =+-.∴当2x ≤-时,y 随x 的增大而减小.∵12x x <≤-2,∴1y >2y .【点睛】本题考查二次函数的性质、二次函数图象上点的坐标特征、待定系数法求二次函数解析式,解题的关键是明确题意,找出所求问题需要的条件,利用数形结合的思想解答问题.6.已知:如图,抛物线y=ax2+bx+c与坐标轴分别交于点A(0,6),B(6,0),C(﹣2,0),点P是线段AB上方抛物线上的一个动点.(1)求抛物线的解析式;(2)当点P运动到什么位置时,△PAB的面积有最大值?(3)过点P作x轴的垂线,交线段AB于点D,再过点P做PE∥x轴交抛物线于点E,连结DE,请问是否存在点P使△PDE为等腰直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.【答案】(1)抛物线解析式为y=﹣12x2+2x+6;(2)当t=3时,△PAB的面积有最大值;(3)点P(4,6).【解析】【分析】(1)利用待定系数法进行求解即可得;(2)作PM⊥OB与点M,交AB于点N,作AG⊥PM,先求出直线AB解析式为y=﹣x+6,设P(t,﹣12t2+2t+6),则N(t,﹣t+6),由S△PAB=S△PAN+S△PBN=12PN•AG+12PN•BM=12PN•OB列出关于t的函数表达式,利用二次函数的性质求解可得;(3)由PH⊥OB知DH∥AO,据此由OA=OB=6得∠BDH=∠BAO=45°,结合∠DPE=90°知若△PDE为等腰直角三角形,则∠EDP=45°,从而得出点E与点A重合,求出y=6时x的值即可得出答案.【详解】(1)∵抛物线过点B(6,0)、C(﹣2,0),∴设抛物线解析式为y=a(x﹣6)(x+2),将点A(0,6)代入,得:﹣12a=6,解得:a=﹣12,所以抛物线解析式为y=﹣12(x﹣6)(x+2)=﹣12x2+2x+6;(2)如图1,过点P作PM⊥OB与点M,交AB于点N,作AG⊥PM于点G,设直线AB 解析式为y=kx+b ,将点A (0,6)、B (6,0)代入,得: 660b k b =⎧⎨+=⎩, 解得:16k b =-⎧⎨=⎩, 则直线AB 解析式为y=﹣x+6,设P (t ,﹣12t 2+2t+6)其中0<t <6, 则N (t ,﹣t+6), ∴PN=PM ﹣MN=﹣12t 2+2t+6﹣(﹣t+6)=﹣12t 2+2t+6+t ﹣6=﹣12t 2+3t , ∴S △PAB =S △PAN +S △PBN=12PN•AG+12PN•BM =12PN•(AG+BM ) =12PN•OB =12×(﹣12t 2+3t )×6 =﹣32t 2+9t =﹣32(t ﹣3)2+272, ∴当t=3时,△PAB 的面积有最大值; (3)如图2,∵PH ⊥OB 于H , ∴∠DHB=∠AOB=90°, ∴DH ∥AO , ∵OA=OB=6, ∴∠BDH=∠BAO=45°, ∵PE ∥x 轴、PD ⊥x 轴, ∴∠DPE=90°,若△PDE 为等腰直角三角形, 则∠EDP=45°,∴∠EDP 与∠BDH 互为对顶角,即点E 与点A 重合,则当y=6时,﹣12x 2+2x+6=6, 解得:x=0(舍)或x=4, 即点P (4,6).【点睛】本题考查了二次函数的综合问题,涉及到待定系数法、二次函数的最值、等腰直角三角形的判定与性质等,熟练掌握和灵活运用待定系数法求函数解析式、二次函数的性质、等腰直角三角形的判定与性质等是解题的关键.7.当今,越来越多的青少年在观看影片《流浪地球》后,更加喜欢同名科幻小说,该小说销量也急剧上升.书店为满足广大顾客需求,订购该科幻小说若干本,每本进价为20元.根据以往经验:当销售单价是25元时,每天的销售量是250本;销售单价每上涨1元,每天的销售量就减少10本,书店要求每本书的利润不低于10元且不高于18元. (1)直接写出书店销售该科幻小说时每天的销售量y (本)与销售单价x (元)之间的函数关系式及自变量的取值范围.(2)书店决定每销售1本该科幻小说,就捐赠(06)a a <≤元给困难职工,每天扣除捐赠后可获得最大利润为1960元,求a 的值.【答案】(1)10500(3038)y x x =-+;(2)2a =. 【解析】 【分析】(1)根据题意列函数关系式即可;(2)设每天扣除捐赠后可获得利润为w 元.根据题意得到w=(x-20-a )(-10x+500)=-10x 2+(10a+700)x-500a-10000(30≤x≤38)求得对称轴为x =35+12a ,且0<a ≤6,则30<35+12a ≤38,则当1352x a =+时,w 取得最大值,解方程得到a 1=2,a 2=58,于是得到a=2. 【详解】解:(1)根据题意得,()()2501025105003038y x x x =--=-+; (2)设每天扣除捐赠后可获得利润为w 元.()()()()220105001010700500100003038w x a x x a x a x =---+=-++--对称轴为x =35+12a ,且0<a ≤6,则30<35+12a ≤38, 则当1352x a =+时,w 取得最大值, ∴1135201035500196022a a x a ⎡⎤⎛⎫⎛⎫+---++= ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦∴122,58a a ==(不合题意舍去),∴2a =. 【点睛】本题考查了二次函数的应用,难度较大,最大销售利润的问题常利用函数的增减性来解答,正确的理解题意,确定变量,建立函数模型.8.如图,已知直线y kx 6=-与抛物线2y ax bx c =++相交于A ,B 两点,且点A (1,-4)为抛物线的顶点,点B 在x 轴上。
二次函数与几何综合运用——存在性问题教学设计
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二次函数在几何方面的应用——存在性问题一、教学目标:知识与技能:通过本节课的专题学习体会二次函数与几何的综合应用,培养学生综合运用知识的技能,提高学生分析问题解决问题的能力。
过程与方法:利用数形结合思想,把“数”与“形”结合起来,互相渗透.同时熟练运用分类讨论的思想、方程的思想等各种数学思想方法。
情感态度与价值观:鼓励学生要知难而上,敢于挑战,激发学生学习数学的兴趣。
二、教学重点、难点重点:二次函数与三角形、四边形、存在性问题综合应用;利用各种数学思想方法解决问题。
难点:二次函数与三角形、四边形、存在性问题的分析和解决。
教学方法:自主探索、合作交流。
教学手段:运用多媒体教学三、教学过程:类型一特殊三角形的存在、探究问题【方法指导】1. 探究等腰三角形的存在、探究问题时,具体方法如下:(1)若为存在问题,则先假设存在,再进行下一步;若为探究问题,则直接进行下一步;(2)当所给条件中没有说明哪条边是等腰三角形的底,哪条边是等腰三角形的腰时,要对其进行分类讨论,假设某两条边相等,得到三种情况;(3)设未知量,求边长.在每种情况下,直接或间接设出所求点的坐标(若所求的点在抛物线上时,该点的坐标可以设为(x,ax2+bx+ c );若所求的点在对称轴上时,该点的坐标可以设为( - b,y),并用所设点坐标表示出假设相等的两条边的长或第三边的长;2a(4)计算求解.根据等腰三角形的性质或利用勾股定理或相似三角形的性质列等量关系式,根据等量关系求解即可.探究等边三角形的存在、探究问题时,可以先求出该三角形为等腰三角形时的情况,然后求腰和底相等时的情况即可.2.探究直角三角形的存在、探究问题时, 具体方法如下:(1)若为存在问题,则先假设存在,再进行下一步;若为探究问题,则直接进行下一步;2)当所给的条件不能确定直角顶点时,分情况讨论,分别令三角形的某个角为903)设未知量,求边长,在每种情况下,直接或间接设出所求点的坐标(若所求的点在抛物线上时,该点的坐标可以设为(x,ax2 + bx+ c);若所求的点在对称轴上时,该点的坐标可以设为( - b,y),利用所设点的坐标分别表示出三边的长,用勾股定理进行验证并求解.2a【范例解析】例1(2013 铜仁)如图,已知直线y=3x-3 分别交x 轴、y 轴于A、B两点,抛物线y=x2+bx+c 经过A、B两点,点C是抛物线与x 轴的另一个交点(与A点不重合). (1)求抛物线的解析式;(2)求△ ABC的面积;M,使△ABM为等腰三角形?若不存在,请说明理(3)在抛物线的对称轴上,是否存在点由;若存在,求出点M的坐标.◆例题分层解析:(1)根据直线解析式求出点A及点B 的坐标,然后将点A及点B的坐标代入抛物线解析式,可得出b、c 的值,求出抛物线解析式.(2)由(1)求得的抛物线解析式,可求得点C的坐标,继而求出AC的长度,代入三角形面积公式即可计算3)根据点M在抛物线对称轴上,可设点M的坐标为(-1, m),分三种情况讨论:① MA=BA,②MB=BA,③ MB=MA,求出m的值后即可得出答案◆解题方法点析:根据题中要求,抓住形成等腰三角形的条件,采用分类讨论的思想,对三种可能性一一求解,做到不重、不漏。
以二次函数与直角三角形问题为背景的解答题(Word+答案)
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以二次函数与直角三角形问题为背景的解答题【总体点评】二次函数在全国中考数学中常常作为压轴题,同时在省级,国家级数学竞赛中也有二次函数大题,很多学生在有限的时间内都不能很好完成。
由于在高中和大学中很多数学知识都与函数知识或函数的思想有关,学生在初中阶段函数知识和函数思维方法学得好否,直接关系到未来数学的学习。
直角三角形的有关知识和二次函数都是初中代数中的重点内容,这两块内容的综合是初中数学最突出的综合内容,因此这类问题就成为中考命题中比较受关注的热点问题.【解题思路】近几年的中考中,二次函数图形中存在性问题始终是热点和难点。
考题内容涉及到分类讨论、数形结合、化归等数学思想,对学生思维能力、模型思想等数学素养要求很高,所以学生的失分现象比较普遍和突出。
解这类问题有什么规律可循?所应用的知识点:1.抛物线与直线交点坐标;2.抛物线与直线的解析式;3.勾股定理;4.三角形的相似的性质和判定;5.两直线垂直的条件;运用的数学思想:1.函数与方程;2.数形结合;3.分类讨论;4.等价转化;解决二次函数中直角三角形存在性问题采用方法:1. 找点:在已知两定点,确定第三点构成直角三角形时,要么以两定点为直角顶点,要么以动点为直角顶点.以定点为直角顶点时,构造两条直线与已知直线垂直;以动点为直角顶点时,以已知线段为直径构造圆找点;2. 以两定点为直角顶点时,两直线互相垂直,则k 1*k 2=-1,以已知线段为斜边时,利用K 型图,构造双垂直模型,最后利用相似求解,或者三条边分别表示之后,利用勾股定理求解.【典型例题】【例1】(2019·邢台市第八中学中考模拟)如图,已知抛物线2(0)y ax bx c a =++≠的对称轴为直线1x =-,且抛物线与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于C 点,其中(1,0)A ,(0,3)C .(1)若直线y mx n =+经过B 、C 两点,求直线BC 和抛物线的解析式;(2)在抛物线的对称轴1x =-上找一点M ,使点M 到点A 的距离与到点C 的距离之和最小,求出点M 的坐标;(3)设点P 为抛物线的对称轴1x =-上的一个动点,求使BPC ∆为直角三角形的点P 的坐标. 【例2】(2020·山东初三期末)已知,抛物线y =﹣x 2+bx +c 经过点A (﹣1,0)和C (0,3). (1)求抛物线的解析式;(2)在抛物线的对称轴上,是否存在点P ,使PA +PC 的值最小?如果存在,请求出点P 的坐标,如果不存在,请说明理由;(3)设点M 在抛物线的对称轴上,当△MAC 是直角三角形时,求点M 的坐标.【例3】(2019·山东中考模拟)如图,在平面直角坐标系中,∠ACB=90°,OC=2OB ,tan∠ABC=2,点B 的坐标为(1,0).抛物线y=﹣x 2+bx+c 经过A 、B 两点. (1)求抛物线的解析式;(2)点P 是直线AB 上方抛物线上的一点,过点P 作PD 垂直x 轴于点D ,交线段AB 于点E ,使PE=12DE .①求点P 的坐标;②在直线PD 上是否存在点M ,使△ABM 为直角三角形?若存在,求出符合条件的所有点M 的坐标;若不存在,请说明理由.【方法归纳】解决二次函数中直角三角形存在性问题采用方法:1. 找点:在已知两定点,确定第三点构成直角三角形时,要么以两定点为直角顶点,要么以动点为直角顶点.以定点为直角顶点时,构造两条直线与已知直线垂直;以动点为直角顶点时,以已知线段为直径构造圆找点;2. 以两定点为直角顶点时,两直线互相垂直,则k1*k2=-1,以已知线段为斜边时,利用K 型图,构造双垂直模型,最后利用相似求解,或者三条边分别表示之后,利用勾股定理求解.【针对练习】1.(2019·四川中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线2y ax bx c =++(a≠0)与y 轴交与点C (0,3),与x 轴交于A 、B 两点,点B 坐标为(4,0),抛物线的对称轴方程为x=1. (1)求抛物线的解析式;(2)点M 从A 点出发,在线段AB 上以每秒3个单位长度的速度向B 点运动,同时点N 从B 点出发,在线段BC 上以每秒1个单位长度的速度向C 点运动,其中一个点到达终点时,另一个点也停止运动,设△MBN 的面积为S ,点M 运动时间为t ,试求S 与t 的函数关系,并求S 的最大值;(3)在点M 运动过程中,是否存在某一时刻t ,使△MBN 为直角三角形?若存在,求出t 值;若不存在,请说明理由.2.(2019·四川中考真题)如图①,已知抛物线y=ax 2+bx+c 的图像经过点A (0,3)、B (1,0),其对称轴为直线l :x=2,过点A 作AC ∥x 轴交抛物线于点C ,∠AOB 的平分线交线段AC 于点E ,点P 是抛物线上的一个动点,设其横坐标为m.(1)求抛物线的解析式;(2)若动点P 在直线OE 下方的抛物线上,连结PE 、PO ,当m 为何值时,四边形AOPE 面积最大,并求出其最大值;(3)如图②,F 是抛物线的对称轴l 上的一点,在抛物线上是否存在点P 使△POF 成为以点P 为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,直接写出所有符合条件的点P 的坐标;若不存在,请说明理由.3.(2018·吉林中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax 2+2ax ﹣3a (a <0)与x 轴相交于A ,B 两点,与y 轴相交于点C ,顶点为D ,直线DC 与x 轴相交于点E . (1)当a=﹣1时,求抛物线顶点D 的坐标,OE 等于多少; (2)OE 的长是否与a 值有关,说明你的理由; (3)设∠DEO=β,45°≤β≤60°,求a 的取值范围;(4)以DE 为斜边,在直线DE 的左下方作等腰直角三角形PDE .设P (m ,n ),直接写出n 关于m 的函数解析式及自变量m 的取值范围.4.(2019·湖南中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax 2+2x+c 与x 轴交于A (﹣1,0)B (3,0)两点,与y 轴交于点C ,点D 是该抛物线的顶点. (1)求抛物线的解析式和直线AC 的解析式;(2)请在y 轴上找一点M ,使△BDM 的周长最小,求出点M 的坐标;(3)试探究:在拋物线上是否存在点P ,使以点A ,P ,C 为顶点,AC 为直角边的三角形是直角三角形?若存在,请求出符合条件的点P 的坐标;若不存在,请说明理由.5.(2019·湖南中考真题)如图,在直角坐标系中有Rt AOB ∆,O 为坐标原点,1,tan 3OB ABO =∠=,将此三角形绕原点O 顺时针旋转90︒,得到/P v s =,二次函数2y x bx c =-++的图象刚好经过,,A B C 三点.(1)求二次函数的解析式及顶点P 的坐标;(2)过定点Q 的直线:3l y kx k =-+与二次函数图象相交于,M N 两点. ①若2PMN S ∆=,求k 的值;②证明:无论k 为何值,PMN ∆恒为直角三角形;③当直线l 绕着定点Q 旋转时,PMN ∆外接圆圆心在一条抛物线上运动,直接写出该抛物线的表达式.6.(2019·山东中考真题)如图1,抛物线经过平行四边形的顶点、、,抛物线与轴的另一交点为.经过点的直线将平行四边形分割为面积相等的两部分,与抛物线交于另一点.点为直线上方抛物线上一动点,设点的横坐标为.(1)求抛物线的解析式; (2)当何值时,的面积最大?并求最大值的立方根;(3)是否存在点使为直角三角形?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.7.(2018·辽宁中考真题)如图,在平面角坐标系中,抛物线C 1:y=ax 2+bx ﹣1经过点A (﹣2,1)和点B (﹣1,﹣1),抛物线C 2:y=2x 2+x+1,动直线x=t 与抛物线C 1交于点N ,与抛物线C 2交于点M . (1)求抛物线C 1的表达式;(2)直接用含t 的代数式表示线段MN 的长;(3)当△AMN 是以MN 为直角边的等腰直角三角形时,求t 的值;(4)在(3)的条件下,设抛物线C1与y轴交于点P,点M在y轴右侧的抛物线C2上,连接AM交y轴于点k,连接KN,在平面内有一点Q,连接KQ和QN,当KQ=1且∠KNQ=∠BNP时,请直接写出点Q 的坐标.8.(2018·广西中考真题)如图,抛物线y=ax2﹣5ax+c与坐标轴分别交于点A,C,E三点,其中A(﹣3,0),C(0,4),点B在x轴上,AC=BC,过点B作BD⊥x轴交抛物线于点D,点M,N分别是线段CO,BC上的动点,且CM=BN,连接MN,AM,AN.(1)求抛物线的解析式及点D的坐标;(2)当△CMN是直角三角形时,求点M的坐标;(3)试求出AM+AN的最小值.9.(2018·四川中考真题)如图,已知二次函数y=ax2+bx+3 的图象与x轴分别交于A(1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C(1)求此二次函数解析式;(2)点D为抛物线的顶点,试判断△BCD的形状,并说明理由;(3)将直线BC向上平移t(t>0)个单位,平移后的直线与抛物线交于M,N两点(点M在y轴的右侧),当△AMN为直角三角形时,求t的值.10.(2018·黑龙江中考真题)如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A、B两点,B点坐标为(4,0),与y 轴交于点C(0,4).(1)求抛物线的解析式;(2)点P在x轴下方的抛物线上,过点P的直线y=x+m与直线BC交于点E,与y轴交于点F,求PE+EF 的最大值;(3)点D为抛物线对称轴上一点.①当△BCD是以BC为直角边的直角三角形时,直接写出点D的坐标;②若△BCD是锐角三角形,直接写出点D的纵坐标n的取值范围.11.(2018·湖南中考真题)如图所示,将二次函数y=x2+2x+1的图象沿x轴翻折,然后向右平移1个单位,再向上平移4个单位,得到二次函数y=ax2+bx+c的图象.函数y=x2+2x+1的图象的顶点为点A.函数y=ax2+bx+c的图象的顶点为点B,和x轴的交点为点C,D(点D位于点C的左侧).(1)求函数y=ax2+bx+c的解析式;(2)从点A,C,D三个点中任取两个点和点B构造三角形,求构造的三角形是等腰三角形的概率;(3)若点M是线段BC上的动点,点N是△ABC三边上的动点,是否存在以AM为斜边的Rt△AMN,使△AMN的面积为△ABC面积的13?若存在,求tan∠MAN的值;若不存在,请说明理由.12.(2016·甘肃中考真题)如图,在平面直角坐标系xOy中,直线y=kx+b与x轴交于点A,与y轴交于点B.已知抛物线y=﹣x2+bx+c经过A(3,0),B(0,3)两点.(1)求此抛物线的解析式和直线AB的解析式;(2)如图①,动点E从O点出发,沿着OA方向以1个单位/秒的速度向终点A匀速运动,同时,动点F 从A点出发,沿着AB方向以√2个单位/秒的速度向终点B匀速运动,当E,F中任意一点到达终点时另一点也随之停止运动,连接EF,设运动时间为t秒,当t为何值时,△AEF为直角三角形?(3)如图②,取一根橡皮筋,两端点分别固定在A,B处,用铅笔拉着这根橡皮筋使笔尖P在直线AB上方的抛物线上移动,动点P与A,B两点构成无数个三角形,在这些三角形中是否存在一个面积最大的三角形?如果存在,求出最大面积,并指出此时点P的坐标;如果不存在,请简要说明理由.13.(2017·广西中考真题)如图,抛物线与轴交于两点,与轴的正半轴交于点,其顶点为.(1)写出两点的坐标(用含的式子表示);(2)设,求的值;(3)当是直角三角形时,求对应抛物线的解析式.14.(2020·广州大学附属中学初三月考)在平面直角坐标系中,抛物线223y x x =--+与x 轴交于A ,B两点(A 在B 的左侧),与y 轴交于点C ,顶点为D . (1)请直接写出点A ,C ,D 的坐标;(2)如图(1),在x 轴上找一点E ,使得△CDE 的周长最小,求点E 的坐标;(3)如图(2),F 为直线AC 上的动点,在抛物线上是否存在点P ,使得△AFP 为等腰直角三角形?若存在,求出点P 的坐标,若不存在,请说明理由.15.(2020·安徽初三期末)如图,已知直线y kx 6=-与抛物线2y ax bx c =++相交于A ,B 两点,且点A (1,-4)为抛物线的顶点,点B 在x 轴上.(1)求抛物线的解析式;(2)在(1)中抛物线的第二象限图象上是否存在一点P ,使△POB 与△POC 全等?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由;(3)若点Q 是y 轴上一点,且△ABQ 为直角三角形,求点Q 的坐标.16.(2020·四川绵阳实中、绵阳七中初三月考)如图,顶点为(3,3)P 的二次函数图象与x 轴交于点(6,0)A ,点B 在该图象上,OB 交其对称轴l 于点M ,点M 、N 关于点P 对称,连接BN 、ON . (1)求该二次函数的关系式.(2)若点B 在对称轴l 右侧的二次函数图象上运动,请解答下列问题: ①连接OP ,当12OP MN =时,请判断NOB ∆的形状,并求出此时点B 的坐标. ②求证:BNM ONM ∠=∠.17.(2020·广东初三期末)如图,已知直线AB 经过点(0,4),与抛物线y=14x 2交于A ,B 两点,其中点A 的横坐标是2-.(1)求这条直线的函数关系式及点B 的坐标.(2)在x 轴上是否存在点C ,使得△ABC 是直角三角形?若存在,求出点C 的坐标,若不存在请说明理由. (3)过线段AB 上一点P ,作PM ∥x 轴,交抛物线于点M ,点M 在第一象限,点N (0,1),当点M 的横坐标为何值时,MN+3MP 的长度最大?最大值是多少?以二次函数与直角三角形问题为背景的解答题【总体点评】二次函数在全国中考数学中常常作为压轴题,同时在省级,国家级数学竞赛中也有二次函数大题,很多学生在有限的时间内都不能很好完成。
专题25 二次函数与全等三角形存在问题-2022中考数学之二次函数重点题型专题(全国通用版)(解析版
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专题25 二次函数与全等三角形存在问题1.如图,抛物线C1:y=x2﹣2x﹣3与x轴交于A、B两点,点A在点B的左侧,将抛物线C1向上平移1个单位得到抛物线C2,点Q(m,n)在抛物线C2上,其中m>0且n<0,过点P作PQ∥y轴交抛物线C1于点P,点M是x轴上一点,当以点P、Q、M为顶点的三角形与△AOQ全等时,点M的横坐标为_____.【答案】4【分析】此题首先需要确定全等的对应关系,函数图象向上平移后,两个函数上下间距为1,OA=1,所以AO与PQ对应,∠AOQ=∠PQM,可确定OQ=QM,AQ=PB,得到两组线段相等后,设点M坐标,以两组线段相等为等量建立方程即可解决问题.【详解】解:∵△AOQ≌△PQM,AO=PQ∴∠AOQ=∠PQM,AQ=PB,OQ=QM∴AQ2=PB2,OQ2=QM2设Q(m,m2﹣2m﹣2),P(m,m2﹣2m﹣3),M(a,0)如图,过点Q作QH⊥AB,垂足为H,则在Rt△OHQ中,OQ2=(m)2+(m2﹣2m﹣2)2;在Rt△MHQ中,QM2=(a﹣m)2+(m2﹣2m﹣2)2;在Rt△AHQ中,AQ2=(m+1)2+(m2﹣2m﹣2)2;在Rt△PHB中,PB2=(a﹣m)2+(m2﹣2m﹣3)2a由(m)2+(m2﹣2m﹣2)2=(a﹣m)2+(m2﹣2m﹣2)2,解得m=2由(m+1)2+(m2﹣2m﹣2)2=(a﹣m)2+(m2﹣2m﹣3)2,解得a=﹣2(舍)或a=4∴点M的横坐标为4.【点睛】此题是代几综合问题,考查了全等关系在二次函数中的应用和二次函数中点坐标与线段长的转换,首先要确定边角的对应关系,发现线段相等后,利用等量建立方程,只要确定了对应关系,此题就好解决了.2.如图,在第一象限内作射线OC ,与x 轴的夹角为30°,在射线OC 上取点A ,过点A 作AH ⊥x 轴于点H .在抛物线y =x 2(x >0)上取点P ,在y 轴上取点Q ,使得以P 、O 、Q 为顶点,且以点Q 为直角顶点的三角形与△AOH 全等,则符合条件的点A 的坐标是__________.【答案】)12233或()或( 【分析】此题应分四种情况考虑:①∠POQ =∠OAH =60°,此时A 、P 重合,可联立直线OA 和抛物线的解析式,即可得A 点坐标;②∠POQ =∠AOH =30°,此时∠POH =60°,即直线OP :y,联立抛物线的解析式可得P点坐标,进而可求出OQ 、PQ 的长,由于△POQ ≌△AOH ,那么OH =OQ 、AH =PQ ,由此得到点A 的坐标.③当∠OPQ =90°,∠POQ =∠AOH =30°时,此时△QOP ≌△AOH ,由此求得点A 的坐标; ④当∠OPQ =90°,∠POQ =∠OAH =60°,此时△OQP ≌△AOH ,由此求得点A 的坐标;【详解】①当∠POQ =∠OAH =60°,若以P ,O ,Q 为顶点的三角形与△AOH 全等,那么A 、P 重合; 由于∠AOH =30°,设A 坐标为(a ,b ), 在直角三角形OAH 中,tan ∠AOH =tanba, 设直线OA 的方程为y =kx ,把A 的坐标代入得k =b a∴直线OA 的解析式: y,联立抛物线的解析式,得:2y y x ⎧=⎪⎨⎪=⎩,解得 00x y =⎧⎨=⎩,13x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩ ;∴A13); ②当∠POQ =∠AOH =30°,此时△POQ ≌△AOH ;易知∠POH =60°,则直线OP :yx,联立抛物线的解析式,得:2y y x ⎧=⎪⎨=⎪⎩, 解得00x y =⎧⎨=⎩,3x y ⎧=⎪⎨=⎪⎩∴P3),即可得A (3;③当∠OPQ =90°,∠POQ =∠AOH =30°时,此时△QOP ≌△AOH ;易知∠POH =60°,则直线OP :y,联立抛物线的解析式,得:2y y x ⎧=⎪⎨=⎪⎩, 解得 00x y =⎧⎨=⎩,3x y ⎧=⎪⎨=⎪⎩∴P3), ∴OPQP =2, ∴OH =OPAH =QP =2, ∴A (2);④当∠OPQ =90°,∠POQ =∠OAH =60°,此时△OQP ≌△AOH ;此时直线OP:y,联立抛物线的解析式,得:2y xy x⎧=⎪⎨⎪=⎩,解得xy=⎧⎨=⎩,13xy⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩;∴P13),∴QPOP=23,∴OH=QPAH=OP=23,∴A23).综上可知:符合条件的点A有四个,且坐标为:,13),(3,(2),23).【点睛】本题主要考查的是全等三角形的判定和性质以及函数图象交点坐标的求法;由于全等三角形的对应顶点不明确,因此要注意分类讨论思想的运用.3.(2021·陕西·西安市中考三模)如图,抛物线y=ax2+bx+c经过A(0),B0),C(0,3)三点,线段BC与抛物线的对称轴l交于点D,该抛物线的顶点为P,连接P A,AD,线段AD与y轴相交于点E.(1)求该抛物线的表达式和点P的坐标;(2)在y轴上是否存在一点Q,使以Q,C,D为顶点的三角形与△ADP全等?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)y=−13x2+3,P4);(2)存在,点Q的坐标为(0,7).【分析】(1)已知抛物线经过的三点坐标,直接利用待定系数法求解即可.(2)先求出直线BC 的解析式,从而得点D 的坐标为D2).可求出AD 并证明CD=DP ,利用三角函数及等腰三角形性质求出∠ADP =120°,则可根据点Q 的位置在y 轴上,分别从两种情况利用SAS 判定两三角形全等的方法来求解. 【详解】解:(1)设抛物线的解析式为:y =a (x(x,将C (0,3)代入得: a (0(3, 解得 a =−13.∴抛物线的解析式:y =−13(x(x−13x 2+3. ∵y =−13x 2x +3=−13(x2+4, ∴P4). (2)存在,设直线BC 的解析式:y =kx +b ,依题意得:3b b +==⎪⎩, 解得3k b ⎧=⎪⎨⎪=⎩∴直线BC 的解析式为:y =+3. 当xy =2, ∴D2). ∴AD=4,CD2=PD .∵tan ∠ABD =DF BF, ∴∠ABD =30°.∵l 是抛物线的对称轴,点D 在l 上, ∴AD =BD .∴∠ABD =∠BAD =30°. ∴∠ADB =120°. ∴∠ADF =∠BDF =60°. ∴∠ADP =120°,△QCD 和△APD 中,CD =PD ,且点Q 在y 轴上,当点Q 在CD 上方,∠DCQ =∠ADP =120°,CQ =AD 时,△QCD ≌△APD , 设点Q (0,y ),则CQ =y -3, 即y -3=4, 解得y =7, ∴Q (0,7),当点Q 在CD 下方时,∠CDQ =120°,此时点Q 在抛物线的对称轴上. 综上,当△QCD ≌△APD 时,点Q 的坐标为(0,7). 【点睛】此题属于二次函数综合题,难度较大,涉及到:函数解析式的确定以及全等三角形的应用等重点知识.在解题时,一定要注意从图中找出合适的解题思路,能否将琐碎的知识运用到同一题目中进行解答,也是对基础知识掌握情况的重点考查.4.(2021·北京市九年级月考)在平面直角坐标系xOy 中,抛物线y =ax 2+bx +c 经过点A (-0),B (0),C (0,-3).(1)求抛物线顶点P 的坐标;(2)连接BC 与抛物线对称轴交于点D ,连接PC . ①求证:PCD 是等边三角形.②连接AD ,与y 轴交于点E ,连接AP ,在平面直角坐标系中是否存在一点Q ,使以Q ,C ,D 为顶点的三角形与ADP 全等.若存在,直接写出点Q 坐标,若不存在,请说明理由;(3)在(2)的条件下,点M 是直线BC 上任意一点,连接ME ,以点E 为中心,将线段ME 逆时针旋转60°,得到线段NE ,点N 的横坐标是否发生改变,若不改变,直接写出点N 的横坐标;若改变,请说明理由.【答案】(1)4)P -;(2)①见解析;②存在,2)或(2)--;(3)不改变,N 的理由见解析.【分析】(1)利用待定系数法求得二次函数的解析式,再用配方法解题;(2)①利用勾股定理求出PC ,PD ,CD 的值,即可求解;②存在,在对称轴上取一点Q ,使得DQ =AD ,连接AQ ,证明()ADP QDC SAS ≅,可解得2)Q ,再根据对称性得到,当点Q '与Q 关于A 对称时,Q CD ADP '≅,解得(2)Q '--; (3)设EN 交DM 于J ,利用全等三角形的性质,证明点N 在对称轴上即可. 【详解】解:(1)抛物线y =ax 2+bx +c 经过点A (0),B(0),C (0,-3)330270c a c a c =-⎧⎪∴+=⎨⎪+=⎩133a b c ⎧=⎪⎪⎪∴=⎨⎪=-⎪⎪⎩2221113()3(4333y x x x ∴=-=--=-4)P ∴-;(2)①设直线BC 的解析式为y kx b =+,代入 B(0),C (0,-3),得3b b ⎧+=⎪⎨=-⎪⎩3k b ⎧=⎪∴⎨⎪=-⎩直线BC的解析式为3y x =-当x =2y =-,2)D ∴-2,2,2PD CD PC ∴===CD PC PD ∴==∴PCD 是等边三角形;②存在,理由如下,在对称轴上取一点Q ,使得DQ =AD ,连接AQ ,tan OC ABC OB ∠==30ABC ∴∠=︒ ,DA DB DQ AB =⊥ 30,120DAB ADB ∴∠=︒∠=︒ 60ADQ BDQ ∴∠=∠=︒ 60ADQ CDP ∠=∠=︒ADP CDQ ∴∠=∠,DA DQ DP DC == ()ADP QDC SAS ∴≅ 4AD DQ ∴==2)Q ∴根据对称性可知,当点Q '与Q 关于A 对称时,Q CD ADP '≅,(2)Q '∴--,综上所述,满足条件的点Q 的坐标为:2)或(2)--; (3)不改变,理由如下, 设EN 交DM 于J , 60MEN CED ∠=∠=︒ MEC NED ∴∠=∠,ME NE EC ED == ()MEC NED SAS ∴≅EMC END ∴∠=∠ EJM DJN ∠=∠ 60MEJ JDN ∴∠=∠=︒ 60CDP CDN ∴∠=∠=︒ N ∴在对称轴上, N ∴【点睛】本题考查二次函数综合题,涉及待定系数法求二次函数解析式、配方法求顶点坐标、全等三角形的判定与性质、正切、等边三角形的判定与性质等知识,是重要考点,有难度,掌握相关知识是解题关键.5.如图所示,抛物线()20y ax bx c a =++≠经过()A,()B ,()0,3C 三点,线段BC 与抛物线的对称轴l 相交于点D .设抛物线的顶点为P ,连接P A ,AD ,DP ,线段AD 与y 轴相交于点E .(1)求该抛物线的表达式.(2)在平面直角坐标系中是否存在点Q ,使以Q ,C ,D 为顶点的三角形与△ADP 全等?若存在,求出点Q 的坐标;若不存在,说明理由.(3)将CED ∠绕点E 顺时针旋转,边EC 旋转后与线段BC 相交于点M ,边ED 旋转后与对称轴l 相交于点N ,连接PM ,DN ,若2PM DN =,求点N 的坐标(直接写出结果).【答案】(1)2133y x =-+;(2)存在,点Q的坐标为())2-,()0,7或()-;(3)点N的坐标为⎭【分析】(1)已知抛物线经过的三点坐标,直接利用待定系数法求解即可;(2)先求出直线BC 的解析式,求出点D 的坐标;方法1,设点Q 的坐标为(),x y ,利用两点间距离公式AB =22226704210x y y x y y ⎧+--=⎪⎨+---=⎪⎩,从而求解;方法2,利用全等条件先确定点Q 的几何位置,从而利用全等的条件得到对应线段的长来解决问题;注意分类讨论;(3)先证明CEM DEN ≌,设点M 的坐标为,3x x ⎛⎫+ ⎪ ⎪⎝⎭,可得22443PM x =+,22221433CM x x x =+=,根据224PM CM =求出x的值,然后根据2FN DF DN =-==【详解】解:(1)设抛物线的表达式为(y a x x =-,将点()0,3C 代入后,得(003a -=,解得13a =-.∴抛物线的表达式为(211333y x x x =--=-+. (2)设直线BC 的解析式为y kx b=+,由题意, 得03b b ⎧+=⎪⎨=⎪⎩,解得3k b ⎧=⎪⎨⎪=⎩.∴直线BC 的解析式为3y x =+.由抛物线的表达式2133y x =-+,得顶点P 的坐标为)4.当x =32y =+=, ∴点D 的坐标为)2.方法1:设点Q 的坐标为(),x y .∴()()222220369QC x y x y y =-+-=+-+,(()22222247QD x y x y y =+-=+--+,(()2220428AP =+-=,(()2220216AD =+-=,2CD DP ==.∵在QCD 和APD △中,CD PD =,若两个三角形全等,则有以下两种情况. ①当QC AP =,QD AD =时,22QC AP =,22QD AD =,则222269284716x y y x y y ⎧+-+=⎪⎨+--+=⎪⎩,解得114x y ⎧=⎪⎨=⎪⎩222x y ⎧=⎪⎨=-⎪⎩∴点Q的坐标为(),)2-.②当QC AD =,QD AP =时,22QC AD =,22QD AP =,则222269164728x y y x y y ⎧+-+=⎪⎨+--+=⎪⎩, 解得3307x y =⎧⎨=⎩,441x y ⎧=-⎪⎨=⎪⎩∴点Q 的坐标为()0,7,()-. 综上所述,点Q的坐标为(),)2-,()0,7或()-.方法2:∵点A的坐标为(),点B的坐标为(),点C 的坐标为()0,3,点F的坐标为),∴AF =4=AD,OB =3OC =,6BC =,2PD DF CD ===. ∴60BDF ADF ADC PDC ∠=∠=∠=∠=︒,120ADP CDF ∠=∠=︒. 如图所示,分以下四种情况.①当1Q 在y 轴上,且1Q C AD =时,()1SAS ADP QCD ≅. 此时1Q 的坐标为()0,7.②当2Q 在 PD 延长线上,且2Q D AD =时,()2SAS ADP Q DC ≅. ∴此时2Q的坐标为)2-.③当3Q 在AD 延长线上,且3Q D AD =时,()3SAS ADP Q DC ≅. 连接3Q P ,∵3ADF Q DP ∠=∠,∴()3SAS ADF Q DP ≅. ∴3Q P AF =.此时3Q的坐标为().④当4120Q CD ADP ∠=∠=︒且4Q C AD =时,()4SAS ADP Q CD ≅,同理可得,()4SAS ADP Q CE ≅,∴4Q的坐标为()-.综上所述,点Q 的坐标为()0,7,)2-,()或()-. (3)如图所示,∵点D的坐标为)2,点B的坐标为(),∴2DF =,BF =.∴60BDF ADF CDE DCE ∠=∠=∠=∠=︒. ∴CEO 为等边三角形.在CEM 和DEN 中,60CEM DEN ECM EDN CE DE ∠=∠⎧⎪∠=∠=︒⎨⎪=⎩,∴CEM DEN ≌.∴CM DN =,22PM CM DN ==,设点M的坐标为,3x x ⎛⎫+ ⎪ ⎪⎝⎭,∴)222244343PM x x x ⎛⎫=+-=+ ⎪ ⎪⎝⎭. 又∵22221433CM x x x =+=,∴224PM CM =,即22444433x x +=⨯,解得)16x =(负值舍去).∴)16CM DN x ==,∴2FN DF DN =-==∴点N 的坐标为⎭解后反思本题第(2)问考查“在平面直角坐标系中是否存在点Q ,使以Q ,C ,D 为顶点的三角形与ADP △全等”,这里要注意由于对应点的不同,需要有分类讨论的意识.方法1,设点Q 的坐标为(),x y ,利用两点间距离公式AB =化为方程组22226704210x y y x y y ⎧+--=⎪⎨+---=⎪⎩,从而求解;方法2,利用全等条件先确定点Q 的几何位置,从而利用全等的条件得到对应线段的长来解决问题.相对于以上两种解法,因为方法1需要解复杂的二元二次方程组,所以方法2的几何方法更为简捷. 6.如图,抛物线23y ax bx =+-与x 轴交于(1,0)A -,(3,0)B 两点,与y 轴交于点C ,点D 是抛物线的顶点.(1)求抛物线的解析式.(2)点N 是y 轴负半轴上的一点,且ON =Q 在对称轴右侧的抛物线上运动,连接QO ,QO 与抛物线的对称轴交于点M ,连接MN ,当MN 平分OMD ∠时,求点Q 的坐标.(3)直线BC 交对称轴于点E ,P 是坐标平面内一点,请直接写出PCE ∆与ACD ∆全等时点P 的坐标.【答案】(1)223y x x =--;(2)点Q 的坐标为:1Q ,2Q ;(3)若PCE ∆与ACD ∆全等,P 点有四个,坐标为1(3,4)P --,2(1,6)P --,3(2,1)P ,4(4,1)P -. 【分析】(1)用待定系数法,直接将,A B 代入解析式即可求解.(2)由MN 平分OMD ∠,MD 平行ON 即可求出OM ON =M 点坐标,由直线OM 解析式即可求出与抛物线交点坐标Q 即可.(3)由,,A C D 三点的坐标可得ACD ∆三边长,由CE 坐标可得PCE ∆和ACD ∆中CD CE =,则另两组边对应相等即可,设P 点坐标为(,)x y ;利用两点间距离公式即列方程求解. 【详解】(1)抛物线23y ax bx =+-经过(1,0)A -,(3,0)B 两点,∴309330a b a b --=⎧⎨+-=⎩,解得:12a b =⎧⎨=-⎩,∴抛物线的解析式为:223y x x =--.(2)如图1,设对称轴与x 轴交于点H ,MN 平分OMD ∠,OMN DMN ∴∠=∠,又//DM ON ,DMN MNO ∴∠=∠, MNO OMN ∴∠=∠,OM ON ∴==.在Rt OHM ∆中,90OHM ∠=︒,1OH =.∴1HM ,1(1,1)M ∴;2(1,1)M -.①当1(1,1)M 时,直线OM 解析式为:y x =, 依题意得:223x x x =--.解得:1x 2x点Q 在对称轴右侧的抛物线上运动,Q ∴点纵坐标1y x =.∴1Q ,②当2(1,1)M -时,直线OM 解析式为:y x =-,同理可求:2Q , 综上所述:点Q的坐标为:1Q,2Q , (3)由题意可知:(1,0)A -,(0,3)C -,D (1,4)-,AC ∴,AD ,CD ,直线BC 经过(3,0)B ,(0,3)C -,∴直线BC 解析式为3y x =-,抛物线对称轴为1x =,而直线BC 交对称轴于点E ,E ∴坐标为(1,2)-;CE ∴,设P 点坐标为(,)x y , 则222(0)(3)CP x y =-++, 则222(1)(2)EP x y =-++,CE CD =,若PCE ∆与ACD ∆全等,有两种情况,Ⅰ.PC AC =,PE AD =,即PCE ACD ∆≅∆.∴2222(0)(3)10(1)(2)20x y x y ⎧-++=⎨-++=⎩, 解得:1134x y =-⎧⎨=-⎩,2216x y =-⎧⎨=-⎩,即P 点坐标为1(3,4)P --,2(1,6)P --. Ⅰ.PC AD =,PE AC =,即PCE ACD ∆≅∆.∴2222(0)(3)20(1)(2)10x y x y ⎧-++=⎨-++=⎩, 解得:3321x y =⎧⎨=⎩,4441x y =⎧⎨=-⎩,即P 点坐标为3(2,1)P ,4(4,1)P -.故若PCE ∆与ACD ∆全等,P 点有四个,坐标为1(3,4)P --,2(1,6)P --,3(2,1)P ,4(4,1)P -. 【点睛】本题主要考查了二次函数与几何图形的综合.要会利用数形结合的思想把代数和几何图形结合起来,利用点的坐标的意义表示线段的长度,从而求出线段之间的关系. 7.如图,抛物线y 1=ax 2+bx +34与x 轴交于点A (﹣3,0),点B ,点D 是抛物线y 1的顶点,过点D 作x 轴的垂线,垂足为点C (﹣1,0).(1)求抛物线y 1所对应的函数解析式;(2)如图1,点M 在抛物线y 1上,横坐标为m ,连接MC ,若∠MCB =∠DAC ,求m 的值; (3)如图2,将抛物线y 1平移后得到顶点为B 的抛物线y 2.点P 为抛物线y 1上的一个动点,过点P 作y 轴的平行线,交抛物线y 2于点Q ,过点Q 作x 轴的平行线,交抛物线y 2于点R .当以点P ,Q ,R 为顶点的三角形与△ACD 全等时,请直接写出点P 的坐标.【答案】(1)2113424y x x =--+ ;(2)m (3)P 点坐标为(0,34)或P (2,﹣54). 【分析】(1)根据A 、C 两点的坐标用待定系数法求出解析式;(2)如图,当M 点在x 轴上方时,若∠M 1CB =∠DAC ,则DA ∥CM 1,先求直线AD 的解析式,由点C 的坐标可求出直线CM 1的解析式,联立直线和抛物线方程可求出点M 1的坐标,当点M 在x 轴下方时,由轴对称的性质可求出直线CM 2的解析式,同理联立直线和抛物线方程则求出点M 的坐标;(3)先求出y 2的解析式,可设出点P 坐标,表示Q 、R 坐标及PQ 、QR ,根据以P ,Q ,R 为顶点的三角形与△ACD 全等,分类讨论对应边相等的可能性即可求P 点坐标. 【详解】(1)由题意得:3930412a b b a ⎧-+=⎪⎪⎨⎪-=-⎪⎩,解得1412a b ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,抛物线y 1所对应的函数解析式为2113424y x x =--+;(2)当x =﹣1时,y =113424-++=1,∴D (﹣1,1),设直线AD 的解析式为y =kx +n , ∴301k n k n -+=⎧⎨-+=⎩,解得:1232k n ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩, ∴直线AD 的解析式为y =12x +32, 如图,①当M 点在x 轴上方时, ∵∠M 1CB =∠DAC , ∴DA ∥CM 1,设直线CM 1的解析式为y =12x +b 1, ∵直线经过点C ,∴-12+b 1=0,解得:b 1=12, ∴直线CM 1的解析式为y =12x +12, ∴21122113424y x y x x ⎧=+⎪⎪⎨⎪=--+⎪⎩, 解得:x =-x =-2舍去),∴m =﹣②当点M 在x 轴下方时,直线CM 2与直线CM 1关于x 轴对称, 由轴对称的性质可得直线CM 2的解析式为y =-12x -12, ∴21122113424y x y x x ⎧=--⎪⎪⎨⎪=--+⎪⎩,解得:xx舍去),∴m综合以上可得m(3)∵抛物线y 1平移后得到y 2,且顶点为B (1,0), ∴()22114y x =--, 即y 2=2111424x x -+-,设P (m ,2113424m m --+),则Q (m ,2111424m m -+-),∴R (2﹣m ,2111424m m -+-),①当P 在Q 点上方时,PQ =1﹣m ,QR =2﹣2m , ∵△PQR 与△ACD 全等,∴当PQ =DC 且QR =AC 时,m =0, ∴P (0,34),R (2,﹣14),当PQ =AC 且QR =DC 时,无解; ②当点P 在Q 点下方时,同理:PQ =m ﹣1,QR =2m ﹣2,可得P (2,54-),R (0,﹣14),综合可得P 点坐标为(0,34)或P (2,54-).【点睛】本题是二次函数综合题,考查了二次函数的性质、待定系数法求函数的解析式,三角形全等的判定,应用了数形结合和分类讨论的数学思想.8.如图,抛物线2y ax bx c =++与x 轴的交点分别为()6,0A -和点()4,0B ,与y 轴的交点为()0,3C .(1)求抛物线的解析式;(2)点P 是线段OA 上一动点(不与点A 重合),过P 作平行于y 轴的直线与AC 交于点Q ,点D 、M 在线段AB 上,点N 在线段AC 上.①是否同时存在点D 和点P ,使得APQ ∆和CDO ∆全等,若存在,求点D 的坐标,若不存在,请说明理由;②若DCB CDB ∠=∠,CD 是MN 的垂直平分线,求点M 的坐标.【答案】(1)211384y x x =--+;(2)①存在点D ,使得APQ ∆和CDO ∆全等,3,02D ⎛⎫⎪⎝⎭,理由见解析;②点3,02M ⎛⎫⎪⎝⎭【分析】(1)利用待定系数法,把A 、C 、G 三点坐标代入一般式,解方程组可求得抛物线解析式; (2)①分D 在线段AO 上和在线段OB 上两种情况讨论;②由已知点求出D 点坐标,连接DN ,证明DN //BC ,则可证DN 为△ABC 的中位线,根据题意可证DM =DN ,即可求出M 坐标. 【详解】(1)将点A ()6,0-,()0,3C ,()4,0B 代入2y ax bx c =++,得366016400a b c a b c c -+=⎧⎪++=⎨⎪=⎩解得18143a b c ⎧=-⎪⎪⎪=-⎨⎪=⎪⎪⎩∴抛物线解析式为:211384y x x =--+(2)①存在点D ,使得APQ ∆和CDO ∆全等当D 在线段OA 上,QAP DCO ∠=∠,3AP OC ==时,APQ ∆和CDO ∆全等 tan tan QAP DCO ∴∠=∠OC ODOA OC = 363OD ∴= 32OD ∴=∴点D 坐标为3,02⎛⎫- ⎪⎝⎭由对称性,当点D 坐标为3,02⎛⎫⎪⎝⎭时,由点B 坐标为()4,0此时点3,02D ⎛⎫⎪⎝⎭在线段OB 上满足条件.②3OC =,4OB =5BC ∴=DCB CDB ∠=∠5BD BC ∴==1OD BD OB ∴=-=则点D 坐标为()1,0-且5AD BD ==连DN ,CM则DN DM =,NDC MDC ∠=∠NDC DCB ∴∠=∠DN BC ∴∥1AN AD NC DB∴== 则点N 为AC 中点.DN ∴是ABC ∆的中位线1522DN DM BC === 32OM DM OD ∴=-= ∴点3,02M ⎛⎫ ⎪⎝⎭【点睛】本题考查二次函数综合题,待定系数法求二次函数解析式,三角形全等的判定定理,锐角三角函数解三角形.能在坐标轴中找准点的坐标与线段之间的关系是解决此题的关键. 9.(2020·四川都江堰·中考二模)如图,抛物线y =ax 2+c (a ≠0)与y 轴交于点A ,与x 轴交于B 、C 两点(点C 在x 轴正半轴上),△ABC 为等腰直角三角形,且面积为4.现将抛物线沿BA 方向平移,平移后的抛物线经过点C 时,与x 轴的另一交点为E ,其顶点为F ,对称轴与x 轴的交点为H .(1)求a 、c 的值;(2)连接OF ,求△OEF 的周长;(3)现将一足够大的三角板的直角顶点Q放在射线HF上,一直角边始终过点E,另一直角边与y轴相交于点P,是否存在这样的点Q,使得以点P、Q、E为顶点的三角形与△POE 全等?若存在,请直接写出Q点坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)122ac⎧=-⎪⎨⎪=⎩;(2)(3)存在,点Q(6,Q(6,3).【分析】(1)根据直角三角形的性质,可得B(﹣2,0),A(0,2),C(2,0),将点代入解析式即可求a,c的值;(2)求出AB的直线解析为y=x+2,设F(m,m+2),平移后抛物线解析式y=﹣12(x﹣m)2+m+2,将点C(2,0)代入,得平移后抛物线解析式为y=﹣12x2+6x﹣10,进而求出点E的坐标,即可得出结论;(3)当P在x轴上方时,由△PQE≌△POE,可得QE=OE=10,在Rt△QHE中,OH=Q(6,;当P在x轴下方时,PQ=OE=10,过点P作PK⊥HF与点K,可证明△PKQ∽△QHE,则PK QKQH HE=,则Q(6,3),即可得出结论.【详解】解:(1)∵△ABC为等腰直角三角形,∴AO=12BC,∵△ABC面积为4,∴12BC•OA=4,∴OA=2,BO=4,∴B(﹣2,0),A(0,2),C(2,0),∵点A,B在抛物线y=ax2+c上,∴240ca c=⎧⎨+=⎩,∴122ac⎧=-⎪⎨⎪=⎩,即a、c的值分别为﹣12和2;(2)如图1,连接OF,由(1)可知:y=﹣12x2+2,∵B(﹣2,0),A(0,2),∴AB的直线解析为y=x+2,∵平移后抛物线顶点F在射线BA上,设F(m,m+2),∴平移后抛物线解析式y=﹣12(x﹣m)2+m+2,将点C(2,0)代入y=﹣12(x﹣m)2+m+2,得﹣12(2﹣m)2+m+2=0,∴m=6或m=0(舍),∴F(6,8),∴平移后抛物线解析式为y=﹣12x2+6x﹣10,当y=0时,﹣12x2+6x﹣10=0,∴x=2或x=10,∴E(10,0),∴OE=10,∵F(6,8),∴OF10,EF∴△OEF的周长为OE+OF+EF=(3)当P在x轴上方时,如图2,∵△PQE≌△POE,∴QE=OE=10,在Rt△QHE中,HQ∴Q(6,,当P在x轴下方时,如图3,∵△PQE≌△EOP,∴PQ=OE=10,过点P作PK⊥HF与点K,∴PK=6,在Rt△PQK中,QK8,∵∠PQE=90°,∴∠PQK+∠HQE=90°,∵∠HQE+∠HEQ=90°,∴∠PQK=∠HEQ,∵∠PKQ=∠QHE=90°,∴△PKQ∽△QHE,∴PK QK QH HE=,∴684 QH=,∴QH=3,∴Q(6,3),综上所述:满足条件的点Q(6,Q(6,3).【点睛】此题是二次函数的综合题,考查了二次函数的性质,抛物线平移的特点,待定系数法求函数解析式,等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定及性质,相似三角形的判定及性质,勾股定理,解题中注意分类讨论的思想.10.已知抛物线y=x2+bx+c过点(-6,-2),与y轴交于点C,且对称轴与x轴交于点B (-2,0),顶点为A.(1)求该抛物线的解析式和A点坐标;(2)若点D是该抛物线上的一个动点,且使△DBC是以B为直角顶点BC为腰的等腰直角三角形,求点D坐标;(3)若点M是第二象限内该抛物线上的一个动点,经过点M的直线MN与y轴交于点N,是否存在以O、M、N为顶点的三角形与△OMB全等?若存在,请求出直线MN的解析式;若不存在,请说明理由.【答案】(1)A点的坐标为(﹣2,6);(2)D点的坐标为:(2,﹣2);x+2.(3)存在.直线MN的解析式为y=6或y=﹣12【分析】(1)首先依据顶点坐标先求出b 的值,然后利用待定系数法求出抛物线的解析式;(2)过B 点作CB 的垂线交抛物线与D ,然后过D 点作x 轴的垂线,垂足为E ,通过三角形全等即可求得点D 的坐标.(3)由于三角形的各边,只有OB =2是确定长度的,因此可以以OB 为基准进行分类讨论: ①OB =OM .因为第二象限内点P 到原点的距离均大于4,因此OB ≠OM ,此种情形排除; ②OB =ON .分析可知,只有如答图2所示的情形成立;③OB =MN .分析可知,只有如答图3所示的情形成立.【详解】(1)∵对称轴与x 轴交于点B (﹣2,0),∴A 的横坐标为:x =﹣2, ∴﹣2b a=﹣2, 解得;b =﹣2,∴抛物线为y =﹣12x 2﹣2x +c , ∵抛物线y =﹣12x 2+bx +c 过点(﹣6,﹣2), ∴代入得﹣2=﹣12×(﹣6)2﹣2×(﹣6)+c ,解得c =4, ∴该抛物线的解析式为:y =﹣12x 2﹣2x +4, ∴y =﹣12x 2﹣2x +4=﹣12(x 2+4x +4)+6)=﹣12(x +2)2+6 ∴A 点的坐标为(﹣2,6);(2)过B 点作CB 的垂线交抛物线与D ,然后过D 点作x 轴的垂线,垂足为E , ∵∠CBD =90°,∴∠CBO +∠EBD =90°,∵∠BCO +∠CBO =90°,∴∠EBD =∠BCO ,∠CBO =∠BDE ,∴在△CBO 与△BDE 中EBD BCO BC BDCBO BDE ∠=∠⎧⎪=⎨⎪∠=∠⎩∴△CBO ≌△BDE (ASA )∴DE =OB =2,BE =OC =4∴D点的坐标为(2,﹣2)或(﹣6.2),把(2,﹣2)或(﹣6.2)分别代入y=﹣12x2﹣2x+4,(﹣2,2)合适,(﹣6,2)不合适,∴D点的坐标为:(2,﹣2)图1(3)存在.若以O、M、N为顶点的三角形与△OBM全等,可能有以下情形:(I)OB=OM.由图象可知,OM最小值为4,即OM≠OB,故此种情形不存在.(II)OB=ON.若点M在y轴正半轴上,如答图2所示:图2此时△OBM≌△OMN,∴∠OMB=∠OMN,即点P在第二象限的角平分线上,ON=OB=2,M点坐标为:(4,-4),∴直线PE的解析式为:y=﹣12x+2;若点E在y轴负半轴上,易知此种情形下,两个三角形不可能全等,故不存在.(III)OB=MN.∵OB=2,∴第二象限内对称轴左侧的点到y轴的距离均大于2,则点M只能位于对称轴右侧或与顶点A重合.若点M位于第二象限内抛物线对称轴的右侧,易知△OMN为钝角三角形,而△OMB为锐角三角形,则不可能全等;若点M与点A重合,如答图3所示,此时△OBM≌△OMN,四边形MNOB为矩形,图3∴直线MN的解析式为:y=6.综上所述,存在以O、M、N为顶点的三角形与△OMB全等,直线MN的解析式为y=6,y=﹣12x+2.考点:二次函数综合题.11.定义:对于抛物线y=ax2+bx+c(a、b、c是常数,a≠0),若b2=ac,则称该抛物线为黄金抛物线.例如:y=2x2﹣2x+2是黄金抛物线.(1)请再写出一个与上例不同的黄金抛物线的解析式;(2)若抛物线y=ax2+bx+c(a、b、c是常数,a≠0)是黄金抛物线,请探究该黄金抛物线与x轴的公共点个数的情况(要求说明理由);(3)将黄金抛物线y=2x2﹣2x+2沿对称轴向下平移3个单位.①直接写出平移后的新抛物线的解析式;②设①中的新抛物线与y轴交于点A,对称轴与x轴交于点B,动点Q在对称轴上,问新抛物线上是否存在点P,使以点P、Q、B为顶点的三角形与△AOB全等?若存在,直接写出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明.【答案】(1)如y=x2,y=x2﹣x+1,y=x2+2x+4等(答案不唯一);(2)详见解析;(3)①y=2x2﹣2x﹣1;②符合条件的点P的坐标:(0,﹣1),(1,﹣1),(﹣12,12),(32,12).【分析】(1)按照黄金抛物线的定义给a、b、c赋值即可;(2)将ac=b2代入判别式当中,消去ac,然后对b分等于0和不等于0两种情讨论即可;(3)①根据“上加下减”写出平移后的抛物线解析式即可;②根据所给的限制条件,只能画出四种图形,分别写出相应的P点坐标即可;【详解】(1)答:如y=x2,y=x2﹣x+1,y=x2+2x+4等;(2)依题意得b2=ac,∴△=b2﹣4ac=b2﹣4b2=﹣3b2,∴当b=0时,△=0,此时抛物线与x轴有一个公共点,当b≠0时,△<0,此时抛物线与x轴没有公共点;(3)①抛物线y=2x2﹣2x+2向下平移3个单位得到的新抛物线的解析式为y=2x2﹣2x﹣1,②存在.如图:若BQ=AO,过点Q作x轴的平行线,交抛物线于点P,P点的坐标为:(0,﹣1),(1,﹣1),此时,△AOB≌△BQP;若BQ=BO,过点Q作x轴的平行线,交抛物线于点P,令2x2﹣2x﹣1=12,解得:x=﹣12或x=32,∴P点的坐标为:(﹣12,12),(32,12).此时,△AOB≌△PQB;综上所述,有四个符合条件的点P的坐标:(0,﹣1),(1,﹣1),(﹣12,12),(32,12).【点睛】此题主要考查新定义下抛物线的性质,熟练掌握,即可解题.。
二次函数存在性问题专题复习(全面典型含答案)
![二次函数存在性问题专题复习(全面典型含答案)](https://img.taocdn.com/s3/m/b711c63c5f0e7cd18425362e.png)
中考数学专题复习——存在性问题存在性问题是指判断满足某种条件的事物是否存在的问题,这类问题的知识覆盖面较广,综合性较强,题意构思非常精巧,解题方法灵活,对学生分析问题和解决问题的能力要求较高,是近几年来包括深圳在内各地中考的“热点”。
这类题目解法的一般思路是:假设存在→推理论证→得出结论。
若能导出合理的结果,就做出“存在”的判断,导出矛盾,就做出不存在的判断。
以下为几种典型的二次函数中出现的存在性问题,讲解后希望各位考生在以后的考试中如果遇到此类型时能够很顺畅的把过程写下来。
一、二次函数中相似三角形的存在性问题1.(2011枣庄10分)如图,在平面直角坐标系xoy 中,把抛物线2y x =向左平移1个单位,再向下平移4个单位,得到抛物线2()y x h k =-+.所得抛物线与x 轴交于A ,B 两点(点A 在点B 的左边),与y 轴交于点C ,顶点为D. (1)写出h k 、的值;(2)判断△ACD 的形状,并说明理由;(3)在线段AC 上是否存在点M ,使△AOM ∽△ABC ?若存在,求出点M 的坐标;若不存在,说明理由.2.(2011临沂13分)如图,已知抛物线经过A (﹣2,0),B (﹣3,3)及原点O ,顶点为C . (1)求抛物线的解析式;(2)若点D 在抛物线上,点E 在抛物线的对称轴上,且A 、O 、D 、E 为顶点的四边形是平行四边形,求点D 的坐标;(3)P 是抛物线上的第一象限内的动点,过点P 作PM ⊥x 轴,垂足为M ,是否存在点P ,使得以P 、M 、A 为顶点的三角形△BOC 相似?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.二、二次函数中面积的存在性问题3. (2011日照10分)如图,抛物线()20y ax bx a >=+与双曲线ky x=相交于点A ,B .已知点B 的坐标为(-2,-2),点A 在第一象限内,且tan ∠AOX 错误!未找到引用源。
二次函数与直角三角形的存在性问题
![二次函数与直角三角形的存在性问题](https://img.taocdn.com/s3/m/70254bcce53a580216fcfe83.png)
课题:二次函数中直角三角形的存在性问题教学目标:知识与技能1、 知道并会推导三垂直性质,能正确找出对应边,能准确写出三垂直中的对应边成比例.2、 准确掌握平面直角坐标系中三垂直性质使用条件和操作程序.过程与方法通过对平面直角坐标系中不同位置的直角三角形活动探究出构造三垂直性质应如何添加辅助线,并会利用三垂直性质解决二次函数中直角三角形的存在性问题.情感态度与价值观通过对解析几何产生的背景介绍及三垂直性质在二次函数中直角三角形存在性问题的应用感受数形结合思想的重要性及意义;通过对不确定直角顶点的直角三角形存在性问题的解决,感受分类思想在学习中的必要性.教学重点:探究如何构造三垂直模型,并会利用三垂直性质解决直角三角形的存在性问题.教学难点:探究使用三垂直性质的操作程序.教学过程:一、 情景设计讲述解析几何产生的背景,说明数形结合思想的重要性, 引出课题。
二、 预习思考),(1b x ),(2b x ),(1y a ),(2ya1、如图1,水平线上各点的___坐标相同,水平线上的两点间的距离等于_______________________________。
2、如图2,竖直线上各点的___坐标相同,竖直线上的两点间的距离等于_______________________________。
3、 如何设函数图像上的动点坐标?如何设二次函数对称轴上的动点坐标?教学要点1、 分组提问,调动学生积极性.2、 引导学生由图找答案,并用自己的语言叙述结论.3、 对学生的结论补充强调.三、 探索问题问题1:(1) 图3是什么模型?(2) 该模型的已知条件是什么?结论是什么?你可以证明你的结论吗?(3) 图3、图4的已知条件和结论的区别与联系是什么?教学要点1、问题1的设置是对本节课的应用知识点重点巩固,可齐声回答.2、教师分析:三垂直模型还可看作,已知一直角三角形,过其直角顶点在直角三角形的外部做一条直线,并过直角三角形的另外两个顶点引上述直线的垂线段.问题2:(1) 如果需要求一条线段的长,你希望在坐标系中是什么样的线段?(2) 如果平面直角坐标系中随意放置了一个直角三角形,过其直角顶点在其外部做一条什么方向的直线,能保证构成的三垂直模型中相似的两个直角三角形的四条直角边不是水平方向就是竖直方向?(3) 总结在平面直角坐标系中构造三垂直模型的操作步骤. 教学要点1、针对(1),能预料到学生的答案是竖直方向或水平方向,如果不是这个答案,再继续询问他们的结论的理由.2、对于(2),教师引导学生在平面直角坐标系中画出任意三角形,并让学生观察、尝试符合要求的直线.3、教师引导学生总结平面直角坐标系中构造三垂直模型操作步骤.4、教师课件展示详细操作步骤.(1)平面直角坐标系中构造三垂直模型的操作步骤.(2)过另外两个顶点向水平线或竖直线作垂线段(3)根据条件求出各点坐标及四条直角边长度(4)根据对应边相等或成比例,列出四条直角边之间的数量关系,进而求出未知数,求出动点坐标问题3:例、(2015本溪)如图,抛物线 ( ≠0)经过点A (2,0),点B (3,3)(1)求抛物线的解析式并直接写出它的对称轴;(2)点P 是抛物线对称轴上一点,当△ABP 是直角三角形时,请求出所有符合条件的点P 坐标.教学要点1、学生回答解决第(1)问的方法,学生完成(1)解答过程,教师巡视指导并讲评2、教师引导:(1)构造三垂直模型需要有一个直角,谁是Rt △ABP 的直角呢?(生:不知道)bx ax y +=2a(2)怎么办?(生:分类讨论)(3)分几类?是哪几类?(生:3类,分别是当∠ABP=90°,当∠APB=90°,∠BAP=90°)3、师生共同探究当∠ABP=90°时的情况解:如图,当∠ABP=90°时,过点P作PM⊥BC交BC的延长线于点M,设点P(1,a),则M(3,a),C(3,0)∴PM=3-1=2,MB=a-3,BC=3,AC=3-2=1∵∠MPB+∠MBP=90°,∠MBP+∠ABC=90°,∴∠MPB=∠ABC,又∵∠PMB=∠ACB=90°∴△PM B∽△BCA∴PM/MB=BC/AC,2/(a-3)=3/1解得:a=11/3∴点P(1,11/3)4、剩下两种情况,让学生小组讨论,并找两位学生上台分别讲解,主讲学生可以自己需要选择要不要带小帮手,之后师生共同点评总结.四、课堂小结通过本节课的学习,你有什么收获?五、课后作业除了利用三垂直性质解决二次函数中直角三角形的存在性问题,你还有其它的方法吗?并试用你想到的方法解决今天的例题.教学反思:本节课是二次函数中直角三角形的存在性问题,此类问题通常在河南中招卷中作为压轴题出现,一般是23题的第(2)问或第(3)问,其知识覆盖面较广,综合性较强,是数形结合思想及分类思想的典型题。
专题七 二次函数综合问题
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质求解.确定函数最值时,函数自变量的取值范围应确定正确.
(2)已知两个定点和一条定直线,要求在定直线上确定一点,使得这个点到两定点距离和最小,其变形问题有三角
形周长最小或四边形周长最小等.这类问题的解决方法是:作其中一个定点关于已知直线的对称点,连接对称点
与另一个定点,所得直线与已知直线的交点即为所求的点,然后通过求直线的表达式及其与定直线的交点坐标,
顶点的Rt△PEQ,且满足tan∠EQP=tan∠OCA.若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
2
解:(3)存在.设点 P 的坐标为(m,- m +m+4),点 Q 的坐标为(t,-t+4),
由已知得 tan∠OCA=
= = .
①当点 Q 在点 P 的左侧时,如图②所示,分别过点 P,Q 作 x 轴的垂线,垂足分别为 N,M.
小值时,求点M的坐标及这个最小值.
思路分析:(3)可求MQ=OB=1,则求MC+MQ+BQ的最小值,只需确定MC+BQ的最小值,这可利
用
点
点O关于抛物线对称轴的对称点进行求解.
C
或
解:(3)如图②所示,过点 C 作 CF∥x 轴,交 y 轴于点 G,交抛物线于点 F,连接 OF,交抛物线的对称轴
x=-1 于点 M,过点 M 作 MQ⊥y 轴于点 Q,连接 MC,BQ,由对称性可知 MC=MF.
直线 BC 的表达式为 y=-x+4.
(2)点F是抛物线对称轴上一点,当FA+FC的值最小时,求出点F的坐标及FA+FC的最小值.
解:(2)如图①所示,∵点 A,B 关于抛物线的对称轴 x=1 对称,
基于核心素养的数学课堂教学——“二次函数中与角有关的存在性问题”专题教学设计与思考
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㊀㊀㊀㊀㊀数学学习与研究㊀2023 04基于核心素养的数学课堂教学基于核心素养的数学课堂教学㊀㊀㊀ 二次函数中与角有关的存在性问题 专题教学设计与思考Һ陈煜舟㊀(苏州市沧浪中学校,江苏㊀苏州㊀215007)㊀㊀ʌ摘要ɔ‘义务教育数学课程标准(2022年版)“颁布后, 如何将核心素养真正落实到课堂教学中 成了诸多教师㊁学者热烈讨论的话题.本文通过 二次函数中与角有关的存在性问题 这节专题课的教学,以小见大,将数学思想渗透于学生的数学活动中,以培养学生的数学核心素养,让学生学有所得.文章应用新课标引领教育新生态,采用 巧设问题,体验由繁化简;对比探究,悟得方法优劣;变化局部,调动类比思维;探本寻源,发展建模素养;以编促学,统筹知识全局 等策略,旨在将核心素养真正落实到数学课堂,让学生在分析和思考问题的过程中感悟转化㊁对比㊁类比等数学思想方法,提炼出思维精华,发展建模素养,在开放性的问题中打破知识的壁垒,建立联系,从而通过教学活动实现数学教育的育人功能.ʌ关键词ɔ数学活动;数学思维;核心素养一㊁新课标引领教育新生态2022年4月21日,教育部颁布了‘义务教育数学课程标准(2022年版)“,标志着我国以核心素养为导向的新一轮课程改革拉开了序幕.从 双基 到 三维目标 ,再到现在以 核心素养 为本位,数学教学把核心素养的培育作为主要教学目标,使义务教育呈现出新的面貌,也使数学学科独特的育人价值不断地体现出来.初中阶段,学生的数学学习需要掌握很多显性的表层知识,如一些概念㊁性质㊁公式等.新课标更加关注数学思维的形成㊁活动经验的积累㊁理想信念和价值观的引领,让学生在与周围环境产生相互作用时具备良好的数学核心素养.接下来,笔者以 二次函数中与角有关的存在性问题 这节专题课的教学为例,阐述如何将核心素养的培养贯彻到数学教学中.这堂课重点解决下面的问题:如图1,已知抛物线y=-23x2+43x+2交x轴于A,B两点(点A在点B右边),交y轴于点C,点P在抛物线上运动.在抛物线上是否存在点P(在AC上方),使得øACP=45ʎ?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.图1二㊁核心素养落地数学课堂(一)巧设问题,体验由繁化简首先,学生会画一个草图了解点P的大致位置(如图2),但经过尝试会发现直接求点P的坐标比较复杂.因此,教师抛出一个简单清晰的问题 点P的位置在哪里 ,以合适的问题引导学生观察点P的位置:点P在抛物线上,也在直线CP上.这便让学生意识到:要求点P的坐标,可以先求直线CP的解析式.这是解决该问题最关键的一步.图2教师鼓励学生将最终转化而成的问题写下来以明确解题目标,即解决该问题的第一步可以转化为:如图3,在平面直角坐标系中,已知一次函数y=-23x+2分别交x轴㊁y轴于A,C两点,将直线AC绕点C逆时针旋转45ʎ,求旋转后的直线l1的解析式.图3这一巧妙的设计开拓了学生的思路,使学生能通过观察点的位置主动推理出解决问题的方法.因此,教师应通过巧设问题引导学生分解㊁转化综合问题,为学生提供思维的阶梯.按照上述解题思路,大问题分解成了相对简单的小问题,由难到易,由繁化简.教师应有意识地向学生揭示这里利用了转化的数学思想,将数学思想加以明确.(二)对比探究,悟得方法优劣在求旋转后的直线解析式时可以发现只有一个点C的坐标是已知的,因此还需确定这条直线上另一点的坐标.那么如何选取这个点呢?教师让学生合作讨论后再分享各自的做法.有的小组提出:过点A向l1作垂线,交l1于点D(如图4),然后求垂足D的坐标;也有小组认为:过点A向AC作垂线,交l1于点D(如图5),然后求点D的坐标.还有一些㊀㊀㊀㊀数学学习与研究㊀2023 04类似的方法这里不一一赘述.图4㊀㊀㊀图5接着,教师引导学生回忆求点的坐标的常用方法:向x轴或y轴作垂线.学生马上联想到可通过构造 k型全等 求出点D的坐标.为了更好地让学生感受 构造 这一数学方法,教师请学生将解题方法进行对比,可以发现两种方法都构造了 k型全等 ,即把倾斜着的难以解决的线段转化为横平竖直的线段,从而转移了线段长度,求出了点的坐标,这是一种大家常用的化斜为直的构造方法.但两种方法有繁易之分,所以教师进一步请学生分析两种方法的不同之处:图4中的解题过程比较烦琐,需要设未知数,图5可直接求解.教师继续引导:造成这种区别的主要原因是什么呢?学生通过观察发现,图4中由于点D未知,RtәEDC与RtәFAD的直角边都是未知的,所以需要设未知数;而图5中点A是已知的,RtәAOC的两条直角边都已知,因此可以直接求解.两种思路的比较让学生感悟到:在解决此类问题时,应尽可能地选择以已知点为直角顶点构造 k型全等 .在这一过程中,学生由浅入深㊁由表及里,在对比中主动地 悟 出解决这个问题的好方法.教师的启发引导㊁小组的相互合作㊁班级的分享互动,改变了传统的 教师教,学生学 的教学模式,构建了以学生为中心的课堂.(三)变化局部,调动类比思维教师将 旋转45ʎ 改为 旋转一个正切值为12的角度,即tanøACP=12,其余条件及问题不变.虽然旋转角度不是特殊角,但正切值确定,øACP的度数相当于是已知的,因而这是一道与旋转角为45ʎ一脉相承的题目.考虑到正切值的利用应该放在直角三角形中,学生经过观察㊁分析能迅速类比得出此类问题的解决思路,依然可以作垂直构造 k型相似 ,并且模仿较简单的辅助线构造方法,即以点A为直角顶点构造 k型相似 .角度的一般化同时带来了 k型全等 到 k型相似 的变化,教师通过列举一个一般化的例子,调动起学生的类比思维,让学生在以后接触到其他一般化的角度时也能得心应手地解题,这为后续归纳解题步骤做好了铺垫.(四)探本寻源,发展建模素养此时,学生对本节课的第一个难点有了初步的理解,但是教师不需要急着展开后面的内容,应该给予学生充分的时间,小结解决问题的步骤,归纳图形的共同属性.教师引导学生观察图形中的已知信息:直线AC是已知的,点A,C为已知点,旋转角度α也是已知的.列举出已知信息之后,教师请学生思考要求的是什么,并将已知信息与所求内容用语言组织起来,进行口头完整叙述.问题是: 已知直线AC绕点C旋转一个角度α,其中点A,C是已知点,旋转角度α已知,如何求旋转后的直线解析式? 解法是: 应该尽可能以已知点A为直角顶点构造 k型相似 ,再求点D的坐标,最后求直线解析式.将思维的结果用文字语言表达出来,可以帮助学生梳理解题脉络,并锻炼他们的表达能力,也能辅助教师及时获得学情,让教师了解学生是否观点明确㊁条理清晰,是否具有丰富的数学语言系统,从而调整教学策略.为了将信息多方面地呈现给学生,教师请学生用图示的方法明确解题思路,进一步把抽象的文字语言转化为具体㊁直观的图示信息(如图6).图6接下来,教师带领学生 回头 看课堂开始时提出的问题.通过前后比较,学生能够很容易找出两幅图关联的地方,即有两条相同的直线,因此可将求二次函数上动点的坐标转化为求抛物线与直线的交点.至此,这个问题便迎刃而解.这时,教师就可顺势引出本节课研究的专题 二次函数中与角有关的存在性问题 .自然的过渡强化了学生的解题思路:对于这类二次函数中与角有关的存在性问题,需要先求旋转后的直线解析式.接下来,教师请学生完善图6的步骤(如图7).图7就如初中数学一开始先学习具体的有理数加减乘除㊁再学习用字母表示数一样,学生总能慢慢地从特殊的数据处理中得出具有普遍意义的结论.在本节课上,教师通过具体的语言归纳以及直观的图示两种策略,让学生对于这类问题的解决脉络逐渐清晰化,建立起这类题目的解题模型,达到对这类问题的深度认知目标,将知识尽快地转化为学生的能力.㊀㊀㊀㊀㊀数学学习与研究㊀2023 04(五)以编促学,统筹知识全局在应用部分,教师让学生模仿例题,合作编题,并讨论解决.具体过程如下:教师:这个角度可以为45ʎ,在相同的题目条件下,根据我们研究的内容,还可以怎样编题呢?生1:在抛物线上是否存在点P(在AC上方),使得øACP=30ʎ?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.生2:在抛物线上是否存在点P(在AC上方),使得tanøACP=12?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.生3:在抛物线上是否存在点P,使得tanøACP=12若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.如果学生很难提出问题,那么教师可以加以引导:在这个图像中,已经有一个特殊的角,是øBCO,它的正切值为12,你觉得这个问题还可以怎样变化?生4:问题也可以改成:在抛物线上是否存在点P,使得øACP=øBCO?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.教师在此处可进行适当的停顿,并引导学生发现这是一道什么类型的题目,从而引导学生总结出:对于二次函数中一个角等于已知角的问题,也可以用类似的方法求解.由角相等也可以联想到相似,所以也会有学生做下面的联想.生5:在抛物线上是否存在点P,过点P作PDʅAC,垂足为D,使得әCPDʐәCBO?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.生6:在抛物线上是否存在点P,过点P作PDʅAC,垂足为D,使得әCPD与әCBO相似?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.思维比较发散的学生也能想到更换角的顶点.生7:在抛物线上是否存在点P,使得øCAP=øBCO?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.生8:在抛物线上是否存在点P,使得øACP=øACO?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.在这种情况下,AC是øOCP的平分线,所以也可以利用角平分线加平行推导出等腰三角形来解决.一题多解的具体方法可以留给学生课后思考.如果此时学生觉得提问题有难度,那么教师可以继续引导学生思考:两个角还可能有什么关系?是互余㊁互补或两倍角吗?生9:在抛物线上是否存在点P,使得øPCA与øCAO互余?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.这一环节实际上检验的是学生对这类问题是否真正建立起了数学模型,即是否都能转化为今天课堂开始时提出的问题.开放性的编题活动促使学生全身心地参与课堂活动,让学生在自己创造性的思考以及聆听他人想法的过程中感受这类问题的特点,强化了对这类问题的认知,突破了 就题论题 的弊端.以后碰到类似的问题时,学生就能迅速将新问题转化为旧问题,自身的数学思维得以提升.教师的例题是一个 纲 ,学生通过讨论将一个问题进行发散,将已有的知识进行串联㊁积累㊁加工,主动地进行一种更高难度的思维活动,是一种立足于整体的学习.在这一过程中,教师只需要扮演点拨者的角色,在学生有困难的时候帮助其将知识点牵桥搭线,建立起宏观的数学观念.课堂最后,教师拓展布置了一道题: 在相同的条件下,在第四象限是否存在点P,点Q在PB的延长线上,满足øCBQ=øCAB+45ʎ?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由. 这道题也涉及两个角度之间的关系,改编自一道中考题.学生通过课后思考巩固本节课所学知识及思想方法,链接了中考.同时,教师可以通过这道题检验学生的习得情况,对学生今日所学做出评价.三㊁数学活动变革学科育人‘义务教育数学课程标准(2022年版)“坚持了以往课标中对于数学基本属性的描述,即 数学是研究数量关系和空间形式的科学 ,还明确提出: 数学源于对现实世界的抽象,通过对数量和数量关系㊁图形和图形关系的抽象,得到数学的研究对象及其关系;基于抽象结构,通过对研究对象的符号运算㊁形式推理㊁模型构建等,形成数学的结论和方法,帮助人们认识㊁理解和表达现实世界的本质㊁关系和规律.数学不仅是运算和推理的工具,还是表达和交流的语言.数学承载着思想和文化,是人类文明的重要组成部分.以这节专题课作为 数学 的典型代表,学生学会了如何解决这类问题,在分析图形的过程中感悟到了转化㊁对比㊁类比等数学思想方法,同时经历了文字语言㊁图形语言的抽象归纳过程,提炼出思维精华,发展了建模素养,最后在开放性的问题中打破了知识的壁垒,建立了联系.这些真实㊁深刻的数学活动让学生的学习变得更有价值,学生在潜移默化中感悟到数学是什么,具备了认识世界的一种 眼光 ㊁思考世界的一种 方式 ㊁表达世界的一种 语言能力 .正如著名的数学家波利亚所说, 完善的思想方法犹如北极星 ,许多人通过它找到了正确道路,从 解题 学会 解决问题 ,从 做题 学会 做人做事 ,以期学生之所学终身受用.ʌ参考文献ɔ[1]义务教育数学课程标准修订组.聚焦核心素养㊀指向学生发展:义务教育数学课程标准(2022年版)解读[J].基础教育课程,2022(10):12-18.[2]史宁中.核心素养统领的数学教育:‘义务教育数学课程标准(2022年版)“修订的理念与要点[J].小学教学(数学版),2022(07):4-12.[3]陈华忠.‘义务教育数学课程标准(2022年版)“ 新 在何处[J].课程教材教学研究(小教研究),2022(07):7-10.。
2023年中考数学专题《二次函数综合问题》必刷真题考点分类专练含答案解析
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备战2023年中考数学必刷真题考点分类专练(全国通用)专题13二次函数综合问题一.解答题(共40小题)1.(2022•孝感)抛物线y=x2﹣4x与直线y=x交于原点O和点B,与x轴交于另一点A,顶点为D.(1)直接写出点B和点D的坐标;(2)如图1,连接OD,P为x轴上的动点,当tan∠PDO=时,求点P的坐标;(3)如图2,M是点B关于抛物线对称轴的对称点,Q是抛物线上的动点,它的横坐标为m(0<m<5),连接MQ,BQ,MQ与直线OB交于点E.设△BEQ和△BEM的面积分别为S1和S2,求的最大值.【分析】(1)令y=x2﹣4x=x,求出x的值即可得出点B的坐标,将函数y=x2﹣4x化作顶点式可得出点D的坐标;(2)过点D作DE⊥y轴于点E,易得tan∠ODE=,作∠ODG=∠ODE,则点P为直线DG与x轴的交点;过点O作OG⊥DP于点G,过点G作x轴的垂线,交DE所在直线于点F,交x轴于点H,易证△ODE≌△ODG,△GDF∽△OGH,则DG=DE=2,OG =OE=4,DG:OG=DF:HG=GF:OH,设DF=t,则HG=2t,FG=4﹣2t,OH=8﹣4t,又OH=EF,则8﹣4t=2+t,解得t的值可得出点G的坐标,进而可得直线DG的解析式,令y=0即可得出点P的坐标;(3)分别过点M,Q作y轴的平行线,交直线OB于点N,K,则S1=QK(x B﹣x E),S2=MN(x B﹣x E),由点Q的横坐标为m,可表达,再利用二次函数的性质可得出结论.【解析】(1)令y=x2﹣4x=x,解得x=0或x=5,∴B(5,5);∵y=x2﹣4x=(x﹣2)2﹣4,∴顶点D(2,﹣4).(2)如图,过点D作DE⊥y轴于点E,∴DE=2,OE=4,∴tan∠ODE=,作∠ODG=∠ODE,则点P为直线DG与x轴的交点;过点O作OG⊥DP于点G,过点G作x轴的垂线,交DE所在直线于点F,交x轴于点H,∴△ODE≌△ODG(AAS),∴DG=DE=2,OG=OE=4,∵∠OHG=∠F=90°,∠OGH+∠DGF=90°,∠OGH+∠GOH=90°,∴∠DGF=∠GOH,∴△GDF∽△OGH,∴DG:OG=DF:HG=GF:OH=1:2,设DF=t,则HG=2t,FG=4﹣2t,OH=8﹣4t,∵∠DEO=∠F=∠OHG=90°,∴四边形OEFH是矩形,∴OH=EF,∴8﹣4t=2+t,解得t=,∴GH=,OH=2+t=,∴G(,﹣).∴直线DG的解析式为y=x﹣,令y=0,解得x=5,∴P(5,0).(3)∵点B(5,5)与点M关于对称轴x=2对称,∴M(﹣1,5).如图,分别过点M,Q作y轴的平行线,交直线OB于点N,K,∴N(﹣1,﹣1),MN=6,∵点Q横坐标为m,∴Q(m,m2﹣4m),K(m,m),∴KQ=m﹣(m2﹣4m)=﹣m2+5m.∵S1=QK(x B﹣x E),S2=MN(x B﹣x E),∴==﹣(m2﹣5m)=﹣(m﹣)2+,∵﹣<0,∴当m=时,的最大值为.【点评】本题属于二次函数综合题,主要考查二次函数的性质,二次函数上的坐标特征,三角形的面积和三角形相似的判定及性质,解题的关键正确表达两个三角形面积的比.2.(2022•武汉)抛物线y=x2﹣2x﹣3交x轴于A,B两点(A在B的左边),C是第一象限抛物线上一点,直线AC交y轴于点P.(1)直接写出A,B两点的坐标;(2)如图(1),当OP=OA时,在抛物线上存在点D(异于点B),使B,D两点到AC 的距离相等,求出所有满足条件的点D的横坐标;(3)如图(2),直线BP交抛物线于另一点E,连接CE交y轴于点F,点C的横坐标为m.求的值(用含m的式子表示).【分析】(1)令y=0,解方程可得结论;(2)分两种情形:①若点D在AC的下方时,过点B作AC的平行线与抛物线交点即为D1.②若点D在AC的上方时,点D1关于点P的对称点G((0,5),过点G作AC的平行线l交抛物线于点D2,D3,D2,D3符合条件.构建方程组分别求解即可;(3)设E点的横坐标为n,过点P的直线的解析式为y=kx+b,由,可得x2﹣(2+k)x﹣3﹣b=0,设x1,x2是方程x2﹣(2+k)x﹣3﹣b=0的两根,则x1x2=﹣3﹣b,推出x A•x C=x B•x E=﹣3﹣b可得n=﹣1﹣,设直线CE的解析式为y=px+q,同法可得mn=﹣3﹣q推出q=﹣mn﹣3,推出q=﹣(3+b)(﹣1﹣)﹣3=b2+2b,推出OF=b2+b,可得结论.【解析】(1)令y=0,得x2﹣2x﹣3=0,解得x=3或﹣1,∴A(﹣1,0),B(3,0);(2)∵OP=OA=1,∴P(0,1),∴直线AC的解析式为y=x+1.①若点D在AC的下方时,过点B作AC的平行线与抛物线交点即为D1.∵B(3,0),BD1∥AC,∴直线BD1的解析式为y=x﹣3,由,解得或,∴D1(0,﹣3),∴D1的横坐标为0.②若点D在AC的上方时,点D1关于点P的对称点G((0,5),过点G作AC的平行线l交抛物线于点D2,D3,D2,D3符合条件.直线l的解析式为y=x+5,由,可得x2﹣3x﹣8=0,解得x=或,∴D2,D3的横坐标为,,综上所述,满足条件的点D的横坐标为0,,.(3)设E点的横坐标为n,过点P的直线的解析式为y=kx+b,由,可得x2﹣(2+k)x﹣3﹣b=0,设x1,x2是方程x2﹣(2+k)x﹣3﹣b=0的两根,则x1x2=﹣3﹣b,∴x A•x C=x B•x E=﹣3﹣b∵x A=﹣1,∴x C=3+b,∴m=3+b,∵x B=3,∴x E=﹣1﹣,∴n=﹣1﹣,设直线CE的解析式为y=px+q,同法可得mn=﹣3﹣q∴q=﹣mn﹣3,∴q=﹣(3+b)(﹣1﹣)﹣3=b2+2b,∴OF=b2+b,∴=b+1=(m﹣3)+1=m.【点评】本题属于二次函数综合题,考查了二次函数的性质,一次函数的性质,一元二次方程的根与系数的格线等知识,解题的关键是学会构建一次函数,构建方程组确定交点坐标,学会利用参数解决问题,属于中考压轴题.3.(2022•娄底)如图,抛物线y=x2﹣2x﹣6与x轴相交于点A、点B,与y轴相交于点C.(1)请直接写出点A,B,C的坐标;(2)点P(m,n)(0<m<6)在抛物线上,当m取何值时,△PBC的面积最大?并求出△PBC面积的最大值.(3)点F是抛物线上的动点,作FE∥AC交x轴于点E,是否存在点F,使得以A、C、E、F为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请写出所有符合条件的点F的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)将x=0及y=0代入抛物线y=x2﹣2x﹣6的解析式,进而求得结果;(2)连接OP,设点P(m,﹣2m﹣6),分别表示出S△POC,S△BOP,计算出S△BOC,根据S△PBC=S四边形PBOC﹣S△BOC,从而得出△PBC的函数关系式,进一步求得结果;(3)可分为▱ACFE和▱ACEF的情形.当▱ACFE时,点F和点C关于抛物线对称轴对称,从而得出F点坐标;当▱ACED时,可推出点F的纵坐标为6,进一步求得结果.【解析】(1)当x=0时,y=﹣6,∴C(0,﹣6),当y=0时,x2﹣2x﹣6=0,∴x1=6,x2=﹣2,∴A(﹣2,0),B(6,0);(2)方法一:如图1,连接OP,设点P(m,﹣2m﹣6),∴S△POC=x P==3m,S△BOP=|y P|=+2m+6),∵S△BOC==18,∴S△PBC=S四边形PBOC﹣S△BOC=(S△POC+S△POB)﹣S△BOC=3m+3(﹣+2m+6)﹣18=﹣(m﹣3)2+,∴当m=3时,S△PBC最大=;方法二:如图2,作PQ⊥AB于Q,交BC于点D,∵B(6,0),C(0,﹣6),∴直线BC的解析式为:y=x﹣6,∴D(m,m﹣6),∴PD=(m﹣6)﹣(﹣2m﹣6)=﹣+3m,∴S△PBC===﹣(m﹣3)2+,∴当m=3时,S△PBC最大=;(3)如图3,当▱ACFE时,AE∥CF,∵抛物线对称轴为直线:x==2,∴F1点的坐标:(4,﹣6),如图4,当▱ACEF时,作FG⊥AE于G,∴FG=OC=6,当y=6时,x2﹣2x﹣6=6,∴x1=2+2,x2=2﹣2,∴F2(2+2,6),F3(2﹣2,6),综上所述:F(4,﹣6)或(2+2,6)或(2﹣2,6).【点评】本题考查了二次函数及其图象性质,平行四边形的分类等知识,解决问题的关键是正确分类,画出图形,转化条件.4.(2022•广元)在平面直角坐标系中,直线y=﹣x﹣2与x轴交于点A,与y轴交于点B,抛物线y=ax2+bx+c(a>0)经过A,B两点,并与x轴的正半轴交于点C.(1)求a,b满足的关系式及c的值;(2)当a=时,若点P是抛物线对称轴上的一个动点,求△ABP周长的最小值;(3)当a=1时,若点Q是直线AB下方抛物线上的一个动点,过点Q作QD⊥AB于点D,当QD的值最大时,求此时点Q的坐标及QD的最大值.【分析】(1)在直线y=﹣x﹣2中,令x=0和y=0可得点A和B的坐标,代入抛物线y =ax2+bx+c(a>0)中可解答;(2)连接BC交直线x=1于点P,利用两点之间线段最短可得出此时△PAB的周长最小,从而可以解答;(3)根据a=1时,可得抛物线的解析式y=x2+x﹣2,如图2,过点Q作QF⊥x轴于F,交AB于E,则△EQD是等腰直角三角形,设Q(m,m2+m﹣2),则E(m,﹣m﹣2),表示QE的长,配方后可解答.【解析】(1)直线y=﹣x﹣2中,当x=0时,y=﹣2,∴B(0,﹣2),当y=0时,﹣x﹣2=0,∴x=﹣2,∴A(﹣2,0),将A(﹣2,0),B(0,﹣2)代入抛物线y=ax2+bx+c(a>0)中,得,,∴2a﹣b=1,c=﹣2;(2)如图1,当a=时,2×﹣b=1,∴b=﹣,∴抛物线的解析式为:y=x2﹣x﹣2=(x﹣1)2﹣,∴抛物线的对称轴是:x=1,由对称性可得C(4,0),要使△ABP的周长最小,只需AP+BP最小即可,如图1,连接BC交直线x=1于点P,因为点A与点B关于直线x=1对称,由对称性可知:AP+BP=PC+BP=BC,此时△ABP的周长最小,所以△ABP的周长为AB+BC,Rt△AOB中,AB===2,Rt△BOC中,BC===2,∴△ABP周长的最小值为2+2;(3)当a=1时,2×1﹣b=1,∴b=1,∴y=x2+x﹣2,∴A(﹣2,0),B(0,﹣2),C(1,0),∴OA=OB,∴△AOB是等腰直角三角形,∴∠OAB=45°,如图2,过点Q作QF⊥x轴于F,交AB于E,则△EQD是等腰直角三角形,设Q(m,m2+m﹣2),则E(m,﹣m﹣2),∴QE=(﹣m﹣2)﹣(m2+m﹣2)=﹣m2﹣2m=﹣(m+1)2+1,∴QD=QE=﹣(m+1)2+,当m=﹣1时,QD有最大值是,当m=﹣1时,y=1﹣1﹣1=﹣2,综上,点Q的坐标为(﹣1,﹣2)时,QD有最大值是.【点评】本题是二次函数综合题,考查了利用待定系数法求抛物线的解析式,二次函数的性质,等腰直角三角形的性质,轴对称﹣最短路线问题等知识,综合性较强,难度适中,利用方程思想,数形结合是解题的关键.5.(2022•宿迁)如图,二次函数y=x2+bx+c与x轴交于O(0,0),A(4,0)两点,顶点为C,连接OC、AC,若点B是线段OA上一动点,连接BC,将△ABC沿BC折叠后,点A落在点A′的位置,线段A′C与x轴交于点D,且点D与O、A点不重合.(1)求二次函数的表达式;(2)①求证:△OCD∽△A′BD;②求的最小值;(3)当S△OCD=8S△A'BD时,求直线A′B与二次函数的交点横坐标.【分析】(1)利用交点式可得二次函数的解析式;(2)①根据两角相等可证明两三角形相似;②根据△OCD∽△A′BD,得=,则=,即的最小值就是的最小值,OC为定值,所以当CD最小为2时,有最小值是;(3)根据面积的关系可得:△OCD∽△A′BD时,相似比为2:1,可得A'B=AB=1,作辅助线,构建直角三角形,根据等角的正切可得A'G和BG的长,最后再证明△A'GB ∽△QOB,可得OQ的长,利用待定系数法可得A'B的解析式,最后联立方程可得结论.【解析】(1)解:∵二次函数y=x2+bx+c与x轴交于O(0,0),A(4,0)两点,∴二次函数的解析式为:y=(x﹣0)(x﹣4)=x2﹣2x;(2)①证明:如图1,由翻折得:∠OAC=∠A',由对称得:OC=AC,∴∠AOC=∠OAC,∴∠COA=∠A',∵∠A'DB=∠ODC,∴△OCD∽△A′BD;②解:∵△OCD∽△A′BD,∴=,∵AB=A'B,∴=,∴的最小值就是的最小值,y=x2﹣2x=(x﹣2)2﹣2,∴C(2,﹣2),∴OC=2,∴当CD⊥OA时,CD最小,的值最小,当CD=2时,的最小值为=;(3)解:∵S△OCD=8S△A'BD,∴S△OCD:S△A'BD=8,∵△OCD∽△A′BD,∴=()2=8,∴=2,∵OC=2,∴A'B=AB=1,∴BD=2﹣1=1,如图2,连接AA',过点A'作A'G⊥OA于G,延长CB交AA'于H,由翻折得:AA'⊥CH,∵∠AHB=∠BDC=90°,∠ABH=∠CBD,∴∠BCD=∠BAH,tan∠BCD=tan∠GAA',∴==,设A'G=a,则AG=2a,BG=2a﹣1,在RtA'GB中,由勾股定理得:BG2+A'G2=A'B2,∴a2+(2a﹣1)2=12,∴a1=0(舍),a2=,∴BG=2a﹣1=﹣1=,∵A'G∥OQ,∴△A'GB∽△QOB,∴=,即=,∴OQ=4,∴Q(0,4),设直线A'B的解析式为:y=kx+m,∴,解得:,∴直线A'B的解析式为:y=﹣x+4,∴﹣x+4=x2﹣2x,3x2﹣4x﹣24=0,解得:x=,∴直线A′B与二次函数的交点横坐标是.【点评】本题是二次函数的综合,考查了待定系数法求解析式,对称的性质,三角形相似的性质和判定,配方法的应用,勾股定理的应用,熟练掌握二次函数的图象及性质,数形结合是解本题的关键.6.(2022•湘潭)已知抛物线y=x2+bx+c.(1)如图①,若抛物线图象与x轴交于点A(3,0),与y轴交点B(0,﹣3),连接AB.(Ⅰ)求该抛物线所表示的二次函数表达式;(Ⅱ)若点P是抛物线上一动点(与点A不重合),过点P作PH⊥x轴于点H,与线段AB 交于点M,是否存在点P使得点M是线段PH的三等分点?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.(2)如图②,直线y=x+n与y轴交于点C,同时与抛物线y=x2+bx+c交于点D(﹣3,0),以线段CD为边作菱形CDFE,使点F落在x轴的正半轴上,若该抛物线与线段CE没有交点,求b的取值范围.(Ⅱ)求出AB的解析式,设出点P坐标,表示出M点坐标,从而表示出PH和HM的长,分别列出PH=3HM和PH=时的方程,从而求得m的值,进而求得P点坐标;(2)分为b>0和b<0两种情形.当b<0时,抛物线对称轴在y轴左侧,此时求得抛物线与y轴交点,只需交点在点C的上方,就满足抛物线与线段CE没有交点,进一步求得结果,当b<0时,类似的方法求得这种情形b的范围.【解析】(1)解:(Ⅰ)由题意得,,∴,∴y=x2﹣2x﹣3;(Ⅱ)存在点P,使得点M是线段PH的三等分点,理由如下:∵B(0,﹣3),A(3,0),∴直线AB的解析式为:y=x﹣3,设点P(m,m2﹣2m﹣3),M(m,m﹣3),∴PH=﹣m2+2m+3,HM=3﹣m,当PH=3HM时,﹣m2+2m+3=3(3﹣m),化简得,m2﹣5m+6=0,∴m1=2,m2=3,当m=2时,y=22﹣2×2﹣3=﹣3,∴P(2,﹣3),当m=3时,y=32﹣2×3﹣3=0,此时P(3,0)(舍去),当PH=HM时,﹣m2+2m+3=(3﹣m),化简得,2m2﹣7m+3=0,∴m3=3(舍去),m2=,当m=时,y=()2﹣2×﹣3=﹣,∴P(,﹣),综上所述:P(2,﹣3)或(,﹣);(2)如图1,∵抛物线y=x2+bx+c过点D(﹣3,0),∴(﹣3)2﹣3b+c=0,∴c=3b﹣9,∴y=x2+bx+(3b﹣9),把x=﹣3,y=0代入y=+n得,0=+n,∴n=4,∴OC=4,∵∠COD=90°,OD=3,OC=4,∴CD=5,∵四边形CDFE是菱形,∴CE=CD=5,∴E(5,4),当﹣<0时,即b>0时,当x=0时,y=3b﹣9,∴G(0,3b﹣9),∵该抛物线与线段CE没有交点,∴3b﹣9>4,∴b>,当b<0时,当x=5时,y=25+5b+3b﹣9=8b+16,∴H(5,8b+16),∵抛物线与CE没有交点,∴8b+16<4,∴b<﹣,综上所述:b>或b<﹣.【点评】本题考查了求二次函数的解析式,一次函数解析式,菱形的性质,勾股定理等知识,解决问题的关键一是正确分类,二是数形结合.7.(2022•邵阳)如图,已知直线y=2x+2与抛物线y=ax2+bx+c相交于A,B两点,点A 在x轴上,点B在y轴上,点C(3,0)在抛物线上.(1)求该抛物线的表达式.(2)正方形OPDE的顶点O为直角坐标系原点,顶点P在线段OC上,顶点E在y轴正半轴上,若△AOB与△DPC全等,求点P的坐标.(3)在条件(2)下,点Q是线段CD上的动点(点Q不与点D重合),将△PQD沿PQ所在的直线翻折得到△PQD',连接CD',求线段CD'长度的最小值.【分析】(1)先分别求得点A,点B的坐标,从而利用待定系数法求函数解析式;(2)分△AOB≌△DPC和△AOB≌△CPD两种情况,结合全等三角形的性质分析求解;(3)根据点D′的运动轨迹,求得当点P,D′,C三点共线时求得CD′的最小值.【解析】在直线y=2x+2中,当x=2时,y=2,当y=0时,x=﹣1,∴点A的坐标为(﹣1,0),点B的坐标为(0,2),把点A(﹣1,0),点B(0,2),点C(3,0)代入y=ax2+bx+c,,解得,∴抛物线的解析式为y=﹣x2+x+2;(2)①当△AOB≌△DPC时,AO=DP,又∵四边形OPDE为正方形,∴DP=OP=AO=1,此时点P的坐标为(1,0),②当△AOB≌△CPD时,OB=DP,又∵四边形OPDE为正方形,∴DP=OP=OB=2,此时点P的坐标为(2,0),综上,点P的坐标为(1,0)或(2,0);(3)如图,点D′在以点P为圆心,DP为半径的圆上运动,∴当点D′′,点P,点C三点共线时,CD′′有最小值,由(2)可得点P的坐标为(1,0)或(2,0),且C点坐标为(3,0),∴CD′′的最小值为1.【点评】本题考查二次函数的应用,全等三角形的判定和性质,折叠的性质,掌握待定系数法求函数解析式,注意数形结合思想和分类讨论思想解题是关键.8.(2022•台州)如图1,灌溉车沿着平行于绿化带底部边线l的方向行驶,为绿化带浇水.喷水口H离地竖直高度为h(单位:m).如图2,可以把灌溉车喷出水的上、下边缘抽象为平面直角坐标系中两条抛物线的部分图象;把绿化带横截面抽象为矩形DEFG,其水平宽度DE=3m,竖直高度为EF的长.下边缘抛物线是由上边缘抛物线向左平移得到,上边缘抛物线最高点A离喷水口的水平距离为2m,高出喷水口0.5m,灌溉车到l的距离OD为d(单位:m).(1)若h=1.5,EF=0.5m.①求上边缘抛物线的函数解析式,并求喷出水的最大射程OC;②求下边缘抛物线与x轴的正半轴交点B的坐标;③要使灌溉车行驶时喷出的水能浇灌到整个绿化带,求d的取值范围.(2)若EF=1m.要使灌溉车行驶时喷出的水能浇灌到整个绿化带,请直接写出h的最小值.【分析】(1)①由顶点A(2,2)得,设y=a(x﹣2)2+2,再根据抛物线过点(0,1.5),可得a的值,从而解决问题;②由对称轴知点(0,1.5)的对称点为(4,1.5),则下边缘抛物线是由上边缘抛物线向左平移4cm得到的,可得点B的坐标;③根据EF=0.5,求出点F的坐标,利用增减性可得d的最大值为最小值,从而得出答案;(2)当喷水口高度最低,且恰好能浇灌到整个绿化带时,点D、F恰好分别在两条抛物线上,故设点D(m,﹣(m+2)2+h+0.5),F(m+3,﹣(m+3﹣2)2+h+0.5),则有﹣[(m+3﹣2)2+h+0.5]﹣[﹣(m+2)2+h+0.5]=1,从而得出答案.【解析】(1)①如图1,由题意得A(2,2)是上边缘抛物线的顶点,设y=a(x﹣2)2+2,又∵抛物线过点(0,1.5),∴1.5=4a+2,∴a=﹣,∴上边缘抛物线的函数解析式为y=﹣(x﹣2)2+2,当y=0时,0=﹣(x﹣2)2+2,解得x1=6,x2=﹣2(舍去),∴喷出水的最大射程OC为6cm;②∵对称轴为直线x=2,∴点(0,1.5)的对称点为(4,1.5),∴下边缘抛物线是由上边缘抛物线向左平移4cm得到的,∴点B的坐标为(2,0);③∵EF=0.5,∴点F的纵坐标为0.5,∴0.5=﹣(x﹣2)2+2,解得x=2±2,∵x>0,∴x=2+2,当x>2时,y随x的增大而减小,∴当2≤x≤6时,要使y≥0.5,则x≤2+2,∵当0≤x≤2时,y随x的增大而增大,且x=0时,y=1.5>0.5,∴当0≤x≤6时,要使y≥0.5,则0≤x≤2+2,∵DE=3,灌溉车行驶时喷出的水能浇灌到整个绿化带,∴d的最大值为2+2﹣3=2﹣1,再看下边缘抛物线,喷出的水能浇灌到绿化带底部的条件是OB≤d,∴d的最小值为2,综上所述,d的取值范围是2≤d≤2﹣1;(2)当喷水口高度最低,且恰好能浇灌到整个绿化带时,点D、F恰好分别在两条抛物线上,故设点D(m,﹣(m+2)2+h+0.5),F(m+3,﹣[(m+3﹣2)2+h+0.5]),则有﹣(m+3﹣2)2+h+0.5﹣[﹣(m+2)2+h+0.5]=1,解得m=2.5,∴点D的纵坐标为h﹣,∴h﹣=0,∴h的最小值为.【点评】本题是二次函数的实际应用,主要考查了待定系数法求二次函数解析式,二次函数的性质,二次函数与方程的关系等知识,读懂题意,建立二次函数模型是解题的关键.9.(2022•眉山)在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2﹣4x+c与x轴交于点A,B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,且点A的坐标为(﹣5,0).(1)求点C的坐标;(2)如图1,若点P是第二象限内抛物线上一动点,求点P到直线AC距离的最大值;(3)如图2,若点M是抛物线上一点,点N是抛物线对称轴上一点,是否存在点M使以A,C,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)把点A的坐标代入y=﹣x2﹣4x+c,求出c的值即可;(2)过P作PE⊥AC于点E,过点P作PF⊥x轴交AC于点H,证明△PHE是等腰直角三角形,得,当PH最大时,PE最大,运用待定系数法求直线AC解析式为y=x+5,设P(m,﹣m2﹣4m+5),(﹣5<m<0),则H(m,m+5),求得PH,再根据二次函数的性质求解即可;(3)分三种情况讨论:①当AC为平行四边形的对角线时,②当AM为平行四边形的对角线时,③当AN为平行四边形的对角线时分别求解即可.【解析】(1)∵点A(﹣5,0)在抛物线y=﹣x2﹣4x+c的图象上,∴0=﹣52﹣4×5+c∴c=5,∴点C的坐标为(0,5);(2)过P作PE⊥AC于点E,过点P作PF⊥x轴交AC于点H,如图1:∵A(﹣5,0),C(0,5)∴OA=OC,∴△AOC是等腰直角三角形,∴∠CAO=45°,∵PF⊥x轴,∴∠AHF=45°=∠PHE,∴△PHE是等腰直角三角形,∴,∴当PH最大时,PE最大,设直线AC解析式为y=kx+5,将A(﹣5,0)代入得0=5k+5,∴k=1,∴直线AC解析式为y=x+5,设P(m,﹣m2﹣4m+5),(﹣5<m<0),则H(m,m+5),∴,∵a=﹣1<0,∴当时,PH最大为,∴此时PE最大为,即点P到直线AC的距离值最大;(3)存在,理由如下:∵y=﹣x2﹣4x+5=﹣(x+2)2+9,∴抛物线的对称轴为直线x=﹣2,设点N的坐标为(﹣2,m),点M的坐标为(x,﹣x2﹣4x+5),分三种情况:①当AC为平行四边形对角线时,,解得,∴点M的坐标为(﹣3,8);②当AM为平行四边形对角线时,,解得,∴点M的坐标为(3,﹣16);③当AN为平行四边形对角线时,,解得,∴点M的坐标为(﹣7,﹣16);综上,点M的坐标为:(﹣3,8)或(3,﹣16)或(﹣7,﹣16).【点评】本题是二次函数综合题,其中涉及到二次函数图象上点的坐标特征,二次函数图象与几何变换,二次函数的性质,平行四边形的判定与性质.熟知几何图形的性质利用数形结合是解题的关键.10.(2022•天津)已知抛物线y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a>0)的顶点为P,与x轴相交于点A(﹣1,0)和点B.(Ⅰ)若b=﹣2,c=﹣3,①求点P的坐标;②直线x=m(m是常数,1<m<3)与抛物线相交于点M,与BP相交于点G,当MG取得最大值时,求点M,G的坐标;(Ⅱ)若3b=2c,直线x=2与抛物线相交于点N,E是x轴的正半轴上的动点,F是y 轴的负半轴上的动点,当PF+FE+EN的最小值为5时,求点E,F的坐标.【分析】(Ⅰ)①利用待定系数法求出抛物线的解析式,即可得顶点P的坐标;②求出直线BP的解析式,设点M(m,m2﹣2m﹣3),则G(m,2m﹣6),表示出MG的长,可得关于m的二次函数,根据二次函数的最值即可求解;(Ⅱ)由3b=2c得b=﹣2a,c=﹣3a,抛物线的解析式为y=ax2﹣2a﹣3a.可得顶点P 的坐标为(1,﹣4a),点N的坐标为(2,﹣3a),作点P关于y轴的对称点P',作点N 关于x轴的对称点N',得点P′的坐标为(﹣1,﹣4a),点N'的坐标为(2,3a),当满足条件的点E,F落在直线P'N'上时,PF+FE+EN取得最小值,此时,PF+FE+EN=P'N'=5延长P'P与直线x=2相交于点H,则P'H⊥N'H.在Rt△P'HN'中,P'H=3,HN'=3a﹣(﹣4a)=7a.由勾股定理可得P'N′2=P'H2+HN2=9+49a2=25.解得a1=,a2=﹣(舍).可得点P'的坐标为(﹣1,﹣),点N′的坐标为(2,).利用待定系数法得直线P'N′的解析式为y=x﹣.即可得点E,F的坐标.【解析】(Ⅰ)①若b=﹣2,c=﹣3,则抛物线y=ax2+bx+c=ax2﹣2x﹣3,∵抛物线y=ax2+bx+c与x轴相交于点A(﹣1,0),∴a+2﹣3=0,解得a=1,∴抛物线为y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,∴顶点P的坐标为(1,﹣4);②当y=0时,x2﹣2x﹣3=0,解得x1=﹣1,x2=3,∴B(3,0),设直线BP的解析式为y=kx+n,∴,解得,∴直线BP的解析式为y=2x﹣6,∵直线x=m(m是常数,1<m<3)与抛物线相交于点M,与BP相交于点G,设点M(m,m2﹣2m﹣3),则G(m,2m﹣6),∴MG=2m﹣6﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+4m﹣3=﹣(m﹣2)2+1,∴当m=2时,MG取得最大值1,此时,点M(2,﹣3),则G(2,﹣2);(Ⅱ)∵抛物线y=ax2+bx+c与x轴相交于点A(﹣1,0),∴a﹣b+c=0,又3b=2c,b=﹣2a,c=﹣3a(a>0),∴抛物线的解析式为y=ax2﹣2a﹣3a.∴y=ax2﹣2a﹣3a=a(x﹣1)2﹣4a,∴顶点P的坐标为(1,﹣4a),∵直线x=2与抛物线相交于点N,∴点N的坐标为(2,﹣3a),作点P关于y轴的对称点P',作点N关于x轴的对称点N',得点P′的坐标为(﹣1,﹣4a),点N'的坐标为(2,3a),当满足条件的点E,F落在直线P'N'上时,PF+FE+EN取得最小值,此时,PF+FE+EN=P'N'=5.延长P'P与直线x=2相交于点H,则P'H⊥N'H.在Rt△P'HN'中,P'H=3,HN'=3a﹣(﹣4a)=7a.∴P'N′2=P'H2+HN2=9+49a2=25.解得a1=,a2=﹣(舍).∴点P'的坐标为(﹣1,﹣),点N′的坐标为(2,).∴直线P'N′的解析式为y=x﹣.∴点E(,0),点F(0,﹣).【点评】此题是二次函数综合题,主要考查了待定系数法,两点间的距离公式,轴对称求最小值问题,勾股定理等,利用待定系数法求出直线解析式是解本题的关键.。
二次函数中考考点及解题方法
![二次函数中考考点及解题方法](https://img.taocdn.com/s3/m/7f32d3d305a1b0717fd5360cba1aa81145318f5d.png)
㊀㊀㊀解题技巧与方法131㊀㊀二次函数中考考点及解题方法二次函数中考考点及解题方法Һ廖竹珍㊀刘㊀熙㊀陈绍雄∗㊀(云南师范大学数学学院,云南㊀昆明㊀650500)㊀㊀ʌ摘要ɔ近年来,教育界对云南省各个地区会出现的有关二次函数的中考考点及解题方法的研究太过宽泛,而中学生的时间有限,如果想要掌握全部的二次函数考点,就显得很困难.因此本文主要研究并归纳总结出云南省中考中二次函数的常考考点及解题方法,避免了题型的杂糅和繁多.但由于篇幅的限制,本文对于选择题与填空题着重分析综合考查二次函数性质的题,对于解答题着重分析面积最大值问题㊁和差倍分问题以及等腰三角形问题.ʌ关键词ɔ中学数学;二次函数;解题方法ʌ基金项目ɔ2018年云南师范大学大学生科研训练基金项目(ky2018-100)一㊁考点及解题方法1.与一元二次方程联系起来考查.一元二次方程的根的情况和二次函数图像与x轴的交点情况可以相互确定.当一元二次方程有两个不同的实数根时,相对应的二次函数图像与x轴的交点个数为2;当有两个相同的实数根时,相对应二次函数图像与x轴的交点个数为1;当无实数根时,相对应的二次函数图像与x轴的交点个数为0.2.二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,aʂ0)的图像与字母系数的关系.①a,b,c符号判断.a:看图像的开口方向,若图像开口向上,则a>0;若图像开口向下,则a<0;b:看图像的对称轴,确定-b2a的符号,再根据a的符号确定b的符号;c:看图像与y轴的交点,若图像交于y轴的正半轴,则c>0;若交于负半轴,则c<0.②a,b,c都含有的代数式.取x的特殊值代入解析式得相应函数值,再根据函数图像上相应的点确定和a,b,c有关的代数式的符号.例如:a+b+c的符号由x=1时的函数值大小确定;a-b+c的符号由x=-1时的函数值大小确定.③仅含有a与b或b与c或a与c的代数式.含a与b的代数式:直接由对称轴确定;含b与c或a与c的代数式:结合含有a,b,c的代数式和只含有a,b的代数式进行简单运算即可得出答案;④b2-4ac的判断:看图像与x轴交点的个数;⑤出现am2+bm:利用函数有最大或最小值进行判断.3.根据二次函数y=ax2+bx+c的图像判断函数的增减性.当a>0时,在对称轴的左侧,即当x<-b2a时,y随x的增大而减小;在对称轴的右侧,即当x>-b2a时,y随x的增大而增大,简记为左减右增;同理可得当a<0时函数的增减性.4.求函数的解析式.用待定系数法求二次函数的解析式:①已知图像上三个点的坐标,通常选择一般式y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,aʂ0);②已知图像的顶点或对称轴,通常选择顶点式y=a(x-h)2+k(a,h,k是常数,aʂ0);③已知图像与x轴的交点横坐标x1,x2,通常选择交点式y=a(x-x1)(x-x2)(aʂ0).5.求顶点坐标.方法一:将二次函数化为顶点式y=a(x-h)2+k(a,h,k是常数,aʂ0),则顶点为(h,k).方法二:利用顶点坐标公式-b2a,4ac-b24a()直接求解.6.面积的最大值问题.方法:三角形面积的最大值:①当一边固定两边动时,先利用两点间的距离公式㊀(x1-x2)2+(y1-y2)2求出定线段的长度,然后求出动点到该定直线的最大距离,最后利用三角形的面积公式即可求出三角形面积的最大值.②当三边均动时,先把动三角形割或补成几个易求面积的图形,进而可表示出动三角形的面积为一个二次函数关系式,问题即可解决.四边形(由一个动点和三个定点构成)面积的最大值:把动四边形分割成两个易求面积的图形之和,然后使构成四边形的各个图形的面积之和达到最大,此时四边形的面积就最大.7.两个图形面积之间存在和差倍分的问题.先把动点坐标用一个字母表示,再计算出图形的面积,然后根据题意建立两个图形面积关系的一个方程,最后求解.8.对于等腰三角形问题.方法一:先借助图像的解析式,用一个字母表示出动点的坐标,利用两点间的距离公式,再根据两腰相等建立方程,解出此方程,即可求出动点的坐标,注意去掉不能构成三角形的点.方法二:当已知边为等腰三角形的底边时,利用线段的中垂线的性质,作出已知线段的中垂线,求出中垂线的方程,则所求点为中垂线与动点所在曲线或直线的交点;当已㊀㊀解题技巧与方法㊀㊀132㊀知边为等腰三角形的腰时,分别以已知线段的两个端点为圆心㊁已知线段长为半径画圆,则圆与所求点所在图形的交点即为所求点,最后根据几何关系及二次函数的对称性,得到点的对称性,进而求解得出点的坐标.例1㊀(2013云南昭通第9题3分)已知二次函数y=ax2+bx+c(aʂ0)的图像如图所示,则下列结论中正确的是(㊀㊀).图1A.a>0B.3是方程ax2+bx+c=0的一个根C.a+b+c=0D.当x<1时,y随x的增大而减小分析㊀此题考查了二次函数与一元二次方程的关系;二次函数图像与字母系数的关系;函数的增减性.图像开口向下,a<0,故A选项错误.图像与x轴有两个交点,则方程存在两个不同的根,由对称性得-1,3是方程的根,故B选项正确.x=1时,函数值为a+b+c,由图像知点(1,a+b+c)在x轴上方,所以a+b+c>0,故C选项错误.由图像知,当x<1时,y随x的增大而增大,故D选项错误.故选B.在选择题和填空题中还会单独考查二次函数的其中一种性质,可以利用上述方法进行解答.除了会考查上述考点外,还会考查二次函数的最值问题㊁利用二次函数求未知量的关系式等,同学们可适当练习相关题目,熟悉解题思路,总结其他方法,进而提高解题能力.二次函数以解答题的形式出现时,在第一问一般主要考查二次函数的解析式㊁某些点的坐标以及直线的解析式等;在后面几问主要考查图形(包括三角形㊁四边形等)的面积的最值㊁图形面积的和差倍分问题㊁等腰三角形问题等.例2㊀如图2所示,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx-3(aʂ0)与x轴交于A(-2,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C.(1)求抛物线的解析式.(2)点P从点A出发,在线段AB上以每秒3个单位长度的速度向点B运动,同时点Q从点B出发,在线段BC上以每秒1个单位长度的速度向点C运动,其中一个点到达终点时,另一个点也停止运动.问:当әPBQ存在时,运动多少秒时,әPBQ的面积最大?最大面积是多少?图2解㊀(1)把点A(-2,0),B(4,0)分别代入y=ax2+bx-3(aʂ0),得4a-2b-3=0,16a+4b-3=0,{解得a=38,b=-34,ìîíïïïï所以抛物线的解析式为y=38x2-34x-3.(2)设运动时间为t秒,则AP=3t,BQ=t,ʑPB=6-3t.由题知,点C的坐标为(0,-3).在RtәOBC中,由勾股定理得BC=㊀32+42=5.如图2,过点Q作QHʅAB于点H,则QHʊOC,ʑәHBQʐәOBC,ʑHQOC=BQBC,即HQ3=t5,ʑHQ=35t.根据三角形的面积公式得:SәPBQ=12PB㊃HQ=12(6-3t)㊃35t=-910t2+95t=-910(t-1)2+910.当әPBQ存在时,0<t<2,由二次函数的性质知:当t=1时,SәPBQ最大,为910.解答题中除了会考查上述类型外,还会考查抛物线上的动点与定点是否构成直角三角形㊁等腰直角三角形㊁平行四边形等,是否存在相似三角形,题中给出图形面积的定值求相关点的坐标或线段长等,题目综合性强,难度大.同学们应注重基础知识㊁基本技能的掌握,基本思想的感悟㊁基本做题经验的积累,掌握多方面的知识㊁技能和方法,以高效解决问题.二㊁学习建议学生学习二次函数的过程中,首先应该掌握二次函数的基础知识(如定义㊁性质等),在做题过程中注意积累解题方法和技巧;其次,在考试中学会把未知问题转化为已知会求解的问题,充分利用二次函数的图像及其性质求解,同时在做题过程中要学会利用条件以及注意细节,减少不必要的失误;最后,收集二次函数的错题并整理成册,每个月留出时间温故.ʌ参考文献ɔ[1]武泽涛.中考试题研究㊃数学[M].新疆:新疆青少年出版社,2019.[2]安梅.中考数学二次函数压轴题常见题型及解题策略研究:以毕节市中考数学试题为例[D].贵阳:贵州师范大学,2019.[3]胡宝新.分析中考数学压轴题,展望2014年的命题趋势:云南省及地州市近4年中考数学压轴题[J].考试周刊,2014(38):6-7.[4]刘金英.2009年中考数学试题分类解析(十一):综合应用[J].中国数学教育,2010(01):90-96.。
中考数学点对点-二次函数问题(解析版)
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二次函数问题专题知识点概述1.二次函数的概念:一般地,自变量x 和因变量y 之间存在如下关系: y=ax 2+bx+c(a≠0,a 、b 、c 为常数),则称y 为x 的二次函数。
抛物线)0,,(2≠++=a c b a c bx ax y 是常数,叫做二次函数的一般式。
2.二次函数y=ax 2 +bx+c(a ≠0)的图像与性质(1)对称轴:2b x a=- (2)顶点坐标:24(,)24b ac b a a-- (3)与y 轴交点坐标(0,c )(4)增减性:当a>0时,对称轴左边,y 随x 增大而减小;对称轴右边,y 随x 增大而增大;当a<0时,对称轴左边,y 随x 增大而增大;对称轴右边,y 随x 增大而减小。
3.二次函数的解析式三种形式(1)一般式 y=ax 2+bx+c(a ≠0).已知图像上三点或三对x 、y 的值,通常选择一般式. (2)顶点式 2()y a x h k =-+ 224()24b ac b y a x a a -=-+.已知图像的顶点或对称轴,通常选择顶点式。
y xO(3)交点式 12()()y a x x x x =--.已知图像与x 轴的交点坐标1x 、2x ,通常选用交点式。
4.根据图像判断a,b,c 的符号(1)a 确定开口方向 :当a>0时,抛物线的开口向上;当a<0时,抛物线的开口向下。
(2)b ——对称轴与a 左同右异。
(3)抛物线与y 轴交点坐标(0,c )5.二次函数与一元二次方程的关系抛物线y=ax 2 +bx+c 与x 轴交点的横坐标x 1, x 2 是一元二次方程ax 2 +bx+c=0(a ≠0)的根。
抛物线y=ax 2 +bx+c ,当y=0时,抛物线便转化为一元二次方程ax 2 +bx+c=024b ac ->0时,一元二次方程有两个不相等的实根,二次函数图像与x 轴有两个交点;24b ac -=0时,一元二次方程有两个相等的实根,二次函数图像与x 轴有一个交点;24b ac -<0时,一元二次方程有不等的实根,二次函数图像与x 轴没有交点。
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二次函数中RT △的存在性
一、构造以定点直角顶点的直角三角形
1、如图,抛物线两点轴交于与B A x bx ax y ,32
-+=,与y 轴交于点C ,且
OA OC OB 3==.
(I )求抛物线的解析式;
(II )探究坐标轴上是否存在点P ,使得以点C A P ,,为顶点的三角形为直角 三角形?若存在,求出P 点坐标,若不存在,请说明理由。
2、平面直角坐标系中,点A(1.5,0),B(4,0),C(0,3),D(0,2),经过点A,点B,点C有一条抛物线。
CA垂直平分BD,垂足为点Q。
(1)求抛物线的解析式。
(2)在抛物线上是否存在一点,使△QCP是以QC为直角边的直角三角形?
练习3、在平面直角坐标系中,现将一块等腰直角三角板ABC 放在第二象限,斜靠在两坐标
轴上,且点A (0,2),点C (-1,2
(1)求点B 的坐标;
(2)求抛物线的解析式;
(3)在抛物线上是否还存在点P (点B 角形?若存在,求所有点P
1)过点B 作BD x ⊥轴,垂足为D ,
BCD CAO ∴△≌△,BD OC ∴==∴点B 的坐标为(31)
-,; (2)抛物线22y ax ax =+-经过点B 解得12a =
,所以抛物线的解析式为y (3)假设存在点P ,使得ACP △仍然是以AC 为直角边的等腰直角三角形:
①若以点C 为直角顶点;
则延长BC 至点1P ,使得1PC BC =,得到等腰直角三角形1ACP △, 过点1P 作1PM
x ⊥轴, 111
90CP BC MCP BCD PMC BDC =∠=∠∠=∠= ,,°; 1MPC DBC ∴△≌△121CM CD PM BD ∴====,,可求得点1
P (1,-1); ②若以点A 为直角顶点;
则过点A 作2AP CA ⊥,且使得2AP AC =,得到等腰直角三角形2ACP △, 过点2P 作2P
N y ⊥轴,同理可证2AP N CAO △≌△; 22
1NP OA AN OC ∴====,,可求得点2(21)P ,; 经检验,点1(11)P -,与点2(21)P ,都在抛物线211
222
y x x =+-上.
二、构造以动点为直角顶点的直角三角形
4、二次函数2
4
1x y =的图象如图所示,过y 轴上一点()02M ,的直线与抛物线交于A ,B
两点。
(1)当点A 的横坐标为2-时,求点B 的坐标;
(2)在(1)的情况下,分别过点A ,B 作AE x ⊥轴于E ,BF x ⊥轴于F ,在EF 上是否存在点P ,使APB ∠为直角.若存在,求点P 的坐标;若不存在,请说明理由;
解:(1)点A (2-,1),求出AM 解析式:22
1
+=x y 求出点B )4,4(
(2)解法一(代数法,勾股定理):设点P (m ,0),得2
2
2
AB BP AP =+
2
2
2
2
2
93616)4(1)2(+=+-++--m m
解之得,511+=m 512-=m 经检验,21,m m 都在EF 这段线段上 解法二(几何,相似)△AEP ∽△BFP ,得
BF
EP
PF AE =,设点P (m ,0), 4
421m
m -=+,解之得,511+=m 512-=m 经检验,21,m m 都在EF 这段线段上
练习5、(2010湖北荆门)已知:如图一次函数y =12
x +1的图象与x 轴交于点A ,与y 轴
交于点B ;二次函数y =
12x 2+bx +c 的图象与一次函数y =12
x +1的图象交于B 、
C 两点,
与x 轴交于D 、E 两点且D 点坐标为(1,0)
(1)求二次函数的解析式; (2)在x 轴上是否存在点P ,使得△PBC 是以P 为直角顶点的直角三角形?若存在,求出所有的点P ,若不存在,请说明理由.
第5题图。