二次函数中的三角形问题含答案
二次函数中三角形面积问题
二次函数中三角形面积问题【典型例题】:如图,二次函数y=-x²+2x+3与y轴,x轴交于点A ,B,点C是直线AB上方抛物线上的一个动点(不与点A ,B重合),求△ABC面积的最大值.【方法一】竖割法:过点C作CD⊥x轴,垂足为D,交AB于点E,S△ABC=S△ACE +S△BCE =1/2CE·(xc--xA)+1/2CE·(xB-xC)=1/2OB·CE解:令x=0, y=3 点C的坐标为(0,3);令y=0, 则-x²+2x+3=0 ,解得:x1=-1 x2=3 点B的坐标为(3,0),设AB所在直线的解析式为y=kx+b.求出直线AB所在直线的解析式为y=-x+3.设点E的坐标为(m,-m+3) ,则点C的坐标为(m, -m2+2m+3)CE=y C-y E= -m2+2m+3-(-m+3)= -m2+3mS△ABC=S△ACE +S△BCE =1/2CE·(xc--xA)+1/2CE·(xB-xC)=1/2OB·CE=1/2×3( -m2+3m)=--3m2/2+9m/2S△ABC最大值=4ac-b2/4a=27/8【方法二】割补法:连接OC,S△ABC=S△OAC +S△OBC-S△OAB解:S△ABC=S△OAC+S△OBC-S△OAB=1/2×OA·X C+1/2×OB·Y C-1/2×OA×OB=1/2×3×m+1/2×3×(-m2+2m+3)-1/2×3×3=-3m2/2+9m/2S△ABC最大值=4ac-b2/4a=27/8【方法三】平移法:平移直线AB,当直线AB与抛物线只有一个交点时,此时三角形ABC的面积最大。
解:设和y=-x+3平行的动直线的解析式为y=-x+b,用y=-x+b和y=-x²+2x+3联立方程组得:-x+b=-x²+2x+3,整理得:x²-3x+b-3=0当Δ=0时,b=21/4,此时的点C的坐标为(3/2,9/2)。
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)
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。
专题01 二次函数中的等腰三角形存在性问题 (学生版)
专题01 二次函数中的等腰三角形存在性问题几何图形存在性问题是中考二次函数压轴题一大常见类型,等腰三角形、直角三角形、平行四边形、矩形、菱形、正方形等均有涉及,本系列从等腰三角形开始,逐一介绍各种问题及常规解法.【模型解读】如图,点A 坐标为(1,1),点B 坐标为(4,3),在x 轴上取点C 使得△ABC 是等腰三角形.【几何法】“两圆一线”得坐标(1)以点A 为圆心,AB 为半径作圆,与x 轴的交点即为满足条件的点C ,有AB=AC ;(2)以点B 为圆心,AB 为半径作圆,与x 轴的交点即为满足条件的点C ,有BA=BC ;(3)作AB 的垂直平分线,与x 轴的交点即为满足条件的点C ,有CA=CB .【注意】若有三点共线的情况,则需排除.作图并不难,问题是还需要把各个点坐标算出来,可通过勾股或者三角函数来求.同理可求,下求.显然垂直平分线这个条件并不太适合这个题目,如果A 、B 均往下移一个单位,当点A 坐标为(1,0),点B 坐标为(4,2)时,可构造直角三角形勾股解:而对于本题的,或许代数法更好用一些.故C 5坐标为(196,0)解得:x =1363-x ()2+22=x 2设AC 5=x ,则BC 5=x ,C 5H =3-x AH =3,BH =234C C 、5C 5CC 21+23,0()C 11-23,0()C 1H =C 2H =13-1=23作AH ⊥x 轴于H 点,AH =1AC 1=AB=4-1()2+3-1()2=13【代数法】表示线段构相等(1)表示点:设点坐标为(m ,0),又A 点坐标(1,1)、B 点坐标(4,3),(2)表示线段:,(3)分类讨论:根据,(4)求解得答案:解得:,故坐标为.【小结】几何法:(1)“两圆一线”作出点;(2)利用勾股、相似、三角函数等求线段长,由线段长得点坐标.代数法:(1)表示出三个点坐标A 、B 、C ;(2)由点坐标表示出三条线段:AB 、AC 、BC ;(3)根据题意要求取①AB=AC 、②AB=BC 、③AC=BC ;(4)列出方程求解.问题总结:(1)两定一动:动点可在直线上、抛物线上;(2)一定两动:两动点必有关联,可表示线段长度列方程求解;(3)三动点:分析可能存在的特殊边、角,以此为突破口.5C 5AC =5BC =55AC BC ==236m =5C 23,06⎛⎫⎪⎝⎭【模型实例】1.如图,已知两直线,分别经过点,点,且两条直线相交于轴的正半轴上的点,当点的坐标为时,恰好有,经过点、、的抛物线的对称轴与、、轴分别交于点、、,为抛物线的顶点.(1)求抛物线的函数解析式;(2)试说明与的数量关系?并说明理由;(3)若直线绕点旋转时,与抛物线的另一个交点为,当为等腰三角形时,请直接写出点的坐标.2.如图,抛物线交轴于,两点,与轴交于点,连接,.为线段上的一个动点,过点作轴,交抛物线于点,交于点.(1)求抛物线的表达式;(2)试探究点在运动过程中,是否存在这样的点,使得以,,为顶点的三角形是等腰三角形.若存在,请求出此时点的坐标;若不存在,请说明理由.1l 2l (1,0)A (3,0)B -y CC 12l l ⊥A B C 1l 2l x G E FD DG DE 2l C M MCG ∆M 24y ax bx =++x (3,0)A -(4,0)B y C AC BC M OB M PM x ⊥P BC Q M Q A C QQ3.如图,抛物线与轴交于、两点,且(1)求抛物线的解析式和点的坐标;(2)如图,已知直线分别与轴、轴交于、两点,点是直线下方的抛物线上的一个动点,过点作轴的平行线,交直线于点,点在线段的延长线上,连接.问:以为腰的等腰的面积是否存在最大值?若存在,请求出这个最大值;若不存在,请说明理由.4.如图,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,点的坐标是,为抛物线上的一个动点,过点作轴于点,交直线于点,抛物线的对称轴是直线.(1)求抛物线的函数表达式;(2)若点在第二象限内,且,求的面积.(3)在(2)的条件下,若为直线上一点,在轴的上方,是否存在点,使是以为腰的等腰三角形?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.223y ax x =+-x A B (1,0)B A 2439y x =-x y C F Q CF Q y CF D E CD QE QD QDE ∆x A B y (0,2)C -A (2,0)P P PD x ⊥D BC E 1x =-P 14OD PBE ∆M BC x M BDM ∆BDM5.抛物线过点,点,顶点为.(1)求抛物线的表达式及点的坐标;(2)如图1,点在抛物线上,连接并延长交轴于点,连接,若是以为底的等腰三角形,求点的坐标;6.如图,在中,,且点的坐标为,点坐标为,点在轴的负半轴上,抛物线经过点和点(1)求,的值;(2)在抛物线的对称轴上是否存在点,使得为等腰三角形?若存在,直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由23y ax bx =++(1,0)A -(3,0)B C C P CP x D AC DAC ∆AC P ABC ∆AB AC =A (3,0)-C By 2y x bx c =++A C b c Q ACQ ∆Q7.如图,开口向上的抛物线与轴交于,、,两点,与轴交于点,且,其中,是方程的两个根.(1)求点的坐标,并求出抛物线的表达式;(2)垂直于线段的直线交轴于点,交线段于点,连接,求的面积的最大值及此时点的坐标;(3)在(2)的结论下,抛物线的对称轴上是否存在点,使得是等腰三角形?若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.8.如图,在平面直角坐标系中,二次函数交轴于点、,交轴于点,在轴上有一点,连接.(1)求二次函数的表达式;(2)抛物线对称轴上是否存在点,使为等腰三角形?若存在,请直接写出所有点的坐标,若不存在,请说明理由.9.如图,已知抛物线与轴交于、两点,与轴交于点(1)求点,,的坐标;(2)此抛物线的对称轴上是否存在点,使得是等腰三角形?若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.x 1(A x 0)2(B x 0)y C AC BC ⊥1x 2x 2340x x +-=C BC l x D BC E CD CDE ∆D P PDE ∆P 2y ax bx c =++x (4,0)A -(2,0)B y (0,6)C y (0,2)E -AE P AEP ∆P 211242y x x =--+x A B y CA B C M ACM ∆M。
二次函数中三角形问题(含问题详解)
二次函数中的三角形一.与三角形面积例1:如图,已知在同一坐标系中,直线22k y kx =+-与y 轴交于点P ,抛物线k x k x y 4)1(22++-=与x 轴交于)0,(),0,(21x B x A 两点。
C 是抛物线的顶点。
(1)求二次函数的最小值(用含k 的代数式表示); (2)若点A 在点B 的左侧,且021<⋅x x 。
①当k 取何值时,直线通过点B ;②是否存在实数k ,使ABC ABP S S ∆∆=?如果存在,请求出此时抛物线的解析式;如果不存在,请说明理由。
例2:已知抛物线)1(3)4(2-+---=m x m x y 与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于C 点, (1)求m 的取值范围;(2)若0<m ,直线1-=kx y 经过点A ,与y 轴交于点D ,且25=⋅BD AD ,求抛物线的解析式; (3)若A 点在B 点左边,在第一象限内,(2)中所得的抛物线上是否存在一点P ,使直线P A 平分ACD ∆的面积?若存在,求出P 点的坐标;若不存在,请说明理由。
例3.已知矩形ABCD 中,AB =2,AD =4,以AB 的垂直平分线为x 轴,AB 所在的直线为y 轴,建立平面直角坐标系(如图)。
(1)写出A 、B 、C 、D 及AD 的中点E 的坐标;(2)求以E 为顶点、对称轴平行于y 轴,并且经过点B 、C 的抛物线的解析式; (3)求对角线BD 与上述抛物线除点B 以外的另一交点P 的坐标;(4)△PEB 的面积S △PEB 与△PBC 的面积S △PBC 具有怎样的关系?证明你的结论。
A BC DO E x y(第25题图)例4.如图1,已知直线12y x =-与抛物线2164y x =-+交于AB ,两点. (1)求A B ,两点的坐标;(2)求线段AB 的垂直平分线的解析式;(3)如图2,取与线段AB 等长的一根橡皮筋,端点分别固定在A B ,两处.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 将与A B ,构成无数个三角形,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P 点的坐标;如果不存在,请简要说明理由.二.与三角形形状例5. 如图,抛物线254y ax ax =-+经过ABC △的三个顶点,已知BC x ∥轴,点A 在x 轴上,点C 在y 轴上,且AC BC =.(1)求抛物线的对称轴;(2)写出A B C ,,三点的坐标并求抛物线的解析式;(3)探究:若点P 是抛物线对称轴上且在x 轴下方的动点,是否存在PAB △是等腰三角形.若存在,求出所有符合条件的点P 坐标;不存在,请说明理由.图2图1例 6.如图①,在平面直角坐标系中,点A 的坐标为(12),,点B 的坐标为(31),,二次函数2y x =的图象记为抛物线1l .(1)平移抛物线1l ,使平移后的抛物线过点A ,但不过点B ,写出平移后的一个抛物线的函数表达式: (任写一个即可).(2)平移抛物线1l ,使平移后的抛物线过A B ,两点,记为抛物线2l ,如图②,求抛物线2l 的函数表达式.(3)设抛物线2l 的顶点为C ,K 为y 轴上一点.若ABK ABC S S =△△,求点K 的坐标.(4)请在图③上用尺规作图的方式探究抛物线2l 上是否存在点P ,使ABP △为等腰三角形.若存在,请判断点P 共有几个可能的位置(保留作图痕迹);若不存在,请说明师.x 图①x 图②x 图③例7. 已知:如图,抛物线2y ax bx c =++经过(1,0)A 、(5,0)B 、(0,5)C 三点. (1)求抛物线的函数关系式;(2)若过点C 的直线y kx b =+与抛物线相交于点E (4,m ),请求出△CBE 的面积S 的值; (3)在抛物线上求一点0P 使得△ABP 0为等腰三角形并写出0P 点的坐标;(4)除(3)中所求的0P 点外,在抛物线上是否还存在其它的点P 使得△ABP 为等腰三角形?若存在,请求出一共有几个满足条件的点P (要求简要说明理由,但不证明);若不存在这样的点P ,请说明理由.例8.如图,在直角坐标系中,点A 的坐标为(-2,0),连接OA ,将线段OA 绕原点O 顺时针旋转120°,得到线段OB . (1)求点B 的坐标;(2)求经过A 、O 、B 三点的抛物线的解析式; (3)在(2)中抛物线的对称轴上是否存在点C ,使△BOC 的周长最小?若存在,求出点C 的坐标;若不存在,请说明理由;(4)如果点P 是(2)中的抛物线上的动点,且在x 轴的下方, 那么△P AB 是否有最大面积?若有,求出此时P 点的坐标及△P AB 的最大面积;若没有,请说明理由.(注意:本题中的结果均保留根号)(第25题图)三.二次函数与三角形相似 例9:已知一次函数1243--=x y 的图象分别交x 轴、y 轴于A 、C 两点, (1)求出A 、C 两点的坐标;(2)在x 轴上找出点B ,使ACB ∆∽AOC ∆,若抛物线过A 、B 、C 三点,求出此抛物线的解析式; (3)在(2)的条件下,设动点P 、Q 分别从A 、B 两点同时出发,以相同速度沿AC 、BA 向C 、A 运动,连结PQ ,使m AP =,是否存在m 的值,使以A 、P 、Q 为顶点的三角形与ABC ∆相似,若存在,求出所有m 的值;若不存在,请说明理由。
二次函数-相似三角形存在性问题(一)-含答案
似?若存在,求出点 Q 的坐标;若不存在,请说明理由.
y C
A O
B x
(1)求抛物线的解析式; (2)如图 2,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.
y
y
A O
B x
C
D
图1
A O
C
B x
E Q
D
图2
第2页,共14页
【分析】
(1)抛物线: y = x2 − 2x − 3;
(2)思路:考虑到△ABC 和△BOE 有一组公共角,公共角必是对应角.
根据线段长度可知∠ABQ 与∠ABC 的两边并不成比例,故(-8,-7)舍掉.
情况二:若∠ABQ=∠BAC,
过点 B 作 AC 平行线,与抛物线交点即为 Q 点.
易得直线 BQ 解析式: y = 3 x − 9 , 42
联立方程:
3 4
x
−
9 2
=
−1 8
x2
+
1 4
x
+
3 ,解得:
x1
=
−10
,
x2
的坐标.
y B
A
C
O
x
第6页,共14页
【分析】 (1) y = 1 x2 − 2x +1 ;
3 (2) tan ABC = 1 ;
2 (3)思路:平行得相等角,构造两边成比例
二次函数等腰三角形与直角三角形存在性问题(有答案)
等腰三角形直角三角形存在性问题典例1,如图,二次函数的图象与x轴交于点A、B两点,且A 点坐标为,与y轴交于点.(1)求出这个二次函数的解析式;(2)直接写出点B的坐标为(3)在x轴是否存在一点P,使是等腰三角形?假设存在,求出满足条件的P 点坐标;假设不存在,请说明理由;(4)在第一象限中的抛物线上是否存在一点Q,使得四边形ABQC的面积最大?假设存在,请求出Q点坐标及面积的最大值;假设不存在,请说明理由.答案详解解:(1)的图象经过,,,,所求解析式为:,答:这个二次函数的解析式是.(2)解:,故答案为:.(3)解:在中,,,,,①当时在x轴的负半轴),;②当时在x轴的正半轴),;③当时在x轴的正半轴),;④当时在x轴的正半轴),在中,设,那么解得:,;答:在x轴存在一点P,使是等腰三角形,满足条件的P点坐标是或或或.(4)解:如图,设Q点坐标为,因为点Q在上,即:Q点坐标为,连接OQ,,,,,Q点坐标为,答:在第一象限中的抛物线上存在一点Q,使得四边形ABQC的面积最大,Q点坐标是,面积的最大值是.解析:(1)因为的图象经过,,代入求出c、a的值,即可得到答案;(2)把代入求出x的值,即可得到答案;(3)在中根据勾股定理求出AC,根据等腰三角形的性质求出,①当时在x轴的负半轴),;②当时在x轴的正半轴),;③当时在x轴的正半轴),;④当时在x 轴的正半轴),,即可得出答案;(4)设Q点坐标为,因为点Q在上,得出Q点坐标为,连接OQ,根据,代入求出即可.此题主要考察对用待定系数法求二次函数的解析式,等腰三角形的判定,三角形的面积,二次函数图象上点的坐标特征,二次函数的最值等知识点的理解和掌握,综合运用这些性质进展计算是解此题的关键.题型较好,综合性强.练习:如图,抛物线与x轴交于点和点,与y 轴交于点C.(1)求抛物线的解析式;(2)设抛物线的对称轴与x轴交于点M,问在对称轴上是否存在点P,使为等腰三角形?假设存在,请求出符合条件的点P的坐标;假设不存在,请说明理由.答案详解解:(1)由题知:解得:所求抛物线解析式为:;(2)抛物线解析式为:,其对称轴为,设P点坐标为,当时,,,①当时,,解得,点坐标为:;②当时,,解得,点坐标为:或;③当时,由勾股定理得:,解得,点坐标为:综上所述存在符合条件的点P,其坐标为或或或;解析:(1)抛物线过A、B两点,可将两点的坐标代入抛物线的解析式中,用待定系数法即可求出二次函数的解析式;(2)可根据(1)的函数解析式得出抛物线的对称轴,也就得出了M点的坐标,由于C是抛物线与y 轴的交点,因此C的坐标为,根据M、C的坐标可求出CM的距离.然后分三种情况进展讨论:①当时,P位于CM的垂直平分线上.求P点坐标关键是求P的纵坐标,过P作轴于Q,如果设,那么直角三角形CPQ中,OM的长,可根据M的坐标得出,,因此可根据勾股定理求出x的值,P点的横坐标与M的横坐标一样,纵坐标为x,由此可得出P的坐标.②当时,根据CM的长即可求出P的纵坐标,也就得出了P的坐标(要注意分上下两点).③当时,因为C的坐标为,那么直线必垂直平分PM,因此P的纵坐标是6,由此可得出P的坐标;此题主要考察了二次函数的综合知识,要注意的是(2)中,不确定等腰三角形哪条边是底边的情况下,要分类进展求解,不要漏解.典例2,练习:如图,在平面直角坐标系中,抛物线〔〕与轴相交于,两点,与轴相交于点,直线〔〕经过,两点,,,且。
二次函数与特殊的三角形(含答案)
二次函数与特殊的三角形第一组等腰三角形(2016山东临沂,26,13分)(5)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.(2016新疆建设兵团,23,13分)如图,抛物线23(0)y ax bx a =+-≠的顶点为E ,该抛物线与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于点C ,且BO =OC =3AO ,直线113y x =-+与y 轴交于点D .(12) (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△PBC 是等腰三角形?若存在,请直接写出符合条件的P 点坐标,若不存在,请说明理由.(2016重庆A ,26,12分)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线2133y x x =-++与x 轴交于A .B 两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C ,抛物线的顶点为点E .(1)判断△ABC 的形状,并说明理由;(2)经过B .C 两点的直线交抛物线的对称轴于点D ,点P 为直线BC 上方抛物线上的一动点,当△PCD 的面积最大时,点Q 从点P 出发,先沿适当的路径运动到抛物线的对称轴上点M 处,再沿垂直于抛物线对称轴的方向运动到y 轴上的点N 处,最后沿适当的路径运动到点A 处停止. 当点Q 的运动路径最短时,求点N 的坐标及点Q 经过的最短路径的长;(3)如图2,平移抛物线,使抛物线的顶点E 在射线AE 上移动,点E 平移后的对应点为点E ′,点A 的对应点为点A ′. 将△AOC 绕点O 顺时针旋转至△11AOC 的位置,点A .C 的对应点分别为点1A ,1C ,且点1A 恰好落在AC 上,连接1'C A ,1'C E . △1''A C E 是否能为等腰三角形?若能,请求出所有符合条件的点E ′的坐标;若不能,请说明理由.第二组 直角三角形10.( 2016山东省枣庄市,25,10分)如图,已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴为直线x=-1,且经过A(1,0),C(0,3)两点,与x轴的另一个交点为B.⑴若直接y=mx+n经过B,C两点,求抛物线和直线BC的解析式;⑵在抛物线的对称轴x=-1上找一点M,使点M到点A的距离与点C的距离之和最小,求点M 的坐标;⑶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.答案:1、(1)解:令y=0,则-2x+10=0,x=5,∴A(5,0).把x=0代入y=-2x+10,得y=10,∴B(0,10).设过O ,A ,C 三点的抛物线的解析式为y=ax 2+bx+c ,可得025506484c a b c a b c ,,ì=ïï++=íï++=ïî 解得16560a b c ,,ì=ïïïï=íïï=ïïî- ∴抛物线的解析式为y=16x 2-56x .……………………………………………3分 △ABC 是直角三角形,理由如下:∵B(0,10),A(5,0),∴OA=5,OB=10,∴AB 2=125,AB=∵C (8,4),A(5,0),∴AC 2=25,AC=5.∵B(0,10),C(8,4),∴BC 2=100,BC=10.∴AC 2+BC 2=AB 2,∴△ABC 是直角三角形,且∠C=90°.…………………………………5分(2)∵PA=QA ,又∵PA 2=(2t)2+52,QA 2=(10-t)2+52,∴(2t)2+52=(10-t)2+52, 解得t=103. 故当运动时间为103秒时,PA=QA .…………………………………8分 (3)存在.抛物线y=16x 2-56x 过O ,A 两点,则对称轴是x=52,设M 的坐标为(52,m), ①当AM=BM 时,M 是AB 的垂直平分线与抛物线的交点,设抛物线的对称轴与x 轴交于点P ,与AB 交于点Q ,由题意可知PQ ∥y 轴,P 是OA 的中点,∴Q 是AB 的中点,∴AB 的垂直平分线与抛物线的对称轴的交点就是Q ,此时不能形成三角形.②当AB=BM 时,(52)2+(10-m)2=AB 2=125,解得m 1,m 2, ∴M 1(52,202+),M 2(52,202-).…………………………………10分 ③当AB=AM 时,(5-52)2+m 2=AB 2=125,解得m 3=2,m 4=-2, ∴M 3(52),M 4(52). 综上所述,存在点M ,共有4个点,分别是M 1(52,202+),M 2(52,202-),M 3(52,M 4(52.…………………………………12分 解:(1)由抛物线23(0)y ax bx a =+-≠,令x =0,得y =-3∴C (0,-3),∴OC =3∵BO =OC =3AO ,∴OB =3,AO =1.∴A (-1,0),B (3,0)代入23(0)y ax bx a =+-≠,得:30,9330a b a b --=⎧⎨+-=⎩解得:1,2a b =⎧⎨=-⎩∴抛物线的解析式为223y x x =--.(2)P 1(1,-1),P 2(1,3-),P 3(1,3-),P 4(1,P 5(1,) 设点P 的坐标为(1,m )分三种情况讨论:①若PC =PB ,则PC 2=PB 2即2222(31)1(3)m m -+=++解得:m =-1,∴P 1(1,-1).②若PC =BC ,则PC 2=BC 2即2221(3)m ++=解得:13m =-+23m =--∴P 2(1,3-),P 3(1,3-)③若PB =BC ,则PB 2=BC 2即222(31)m -+=解得:1m 2m =∴P 4(1,P 5(1,)综上所述,可知满足条件的点P 的坐标共有5个,分别是P 1(1,-1),P 2(1,3-+),P 3(1,3-),P 4(1,P 5(1,3、(1)△ABC 为直角三角形,理由如下:当y =0时,即213033x x -++=,解这个方程,得12x x == ∴点A(,0),B(0). ∴OAOB当x =0时,y =3,∴点C (0,3),∴OC =3.在Rt △AOC中,22222312AC OA OC =+=+=. 在Rt △BOC中,(22222336BC OB OC=+=+=.又∵(2248AB ⎡⎤==⎣⎦,12+36=48,∴222AC BC AB +=. ∴△ABC 为直角三角形.(2)如图1,∵点B(0),C (0,3),∴直线BC的解析式为3y x =+. 过点P 作PG //y 轴交直线BC 于点G . 设点P (a,2133a -++),则点G (a,3+), ∴PG=(21333a a -++)-(33a -+)=213a -. 设点D 的横坐标为D x ,点C 的横坐标为C x . ()2111223PCD D C S x x PG a ∆⎛⎫=⨯-⨯=- ⎪⎝⎭2a =+⎝⎭.∵0a <<2a =时,△PCD 的面积最大,此时点P(2,154).如图1,将点PP ′,连接AP ′交y 轴于点N ,过点N 作NM ⊥抛物线对称轴于点M ,连接PM . 点Q 沿P →M →N →A 运动,所走的路程最短,即最短路径的长为PM +MN +NA 的长.∵点P,154),∴点P154). 又∵点A (0),∴直线AP′的解析式为52y x =+. 当x =0时,y =52,∴点N (0,52).过点P ′作P ′H ⊥x 轴于点H ,则有HA =2,P ′H =154,AP ′=4.∴点Q 运动的最短路径的长为PM +MN +AN .(3)如图2,在Rt △AOC 中,∵tan ∠OAC =OC OA ==OAC =60°. ∵OA =1OA ,∴△1OAA 为等边三角形,∠1AOA =60°,∴∠1BOC =30°.又由13OC OC ==,得点132C ⎫⎪⎪⎝⎭.∵点A (0),E ,4),∴AE =∴''A E AE ==∵直线AE 的解析式为2y x =+,设点E ′(a ,23a +),则点A ′(a -23-).∴222213724923233C E a a a a ⎛⎛⎫=-++-=-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.若11''C A C E =,则有2211''C A C E =,即227774933a a -+=+.解这个方程,得a =E 5).若1'''C A A E =,则有221'''C A A E =,即27492833a a -+=,解这个方程,得1a =2a =.∴点E ′(2,7或(2,7-).若1'''E A E C =,则有221'''E A E C =,即277283a -+=,解这个方程,得1a =,2a =.∴点E ′(23+综上所述,符合条件的点E ′的坐标为5)或,7+或,7)或(23+。
二次函数中的三角形的存在性问题
二次函数中的三角形的存在性问题1.由动点产生的等腰三角形问题(2012•扬州)如图,抛物线y=ax2+bx+c经过A(-l,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APAC的周长最小时,求点P的坐标;(3)在直线l上是否存在点M,使AMAC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.备用图2.由动点产生的直角三角形问题(2013•攀枝花)如图,抛物线y=ax2+bx+c经过点A(-3,0),B(1.0),C(0,-3).(1)求抛物线的解析式;(2)若点P为第三象限内抛物线上的一点,设APAC的面积为S,求S的最大值并求出此时点P的坐标;(3)设抛物线的顶点为D,DE丄x轴于点E,在y轴上是否存在点M,使得AADM是直角三角形?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.备用图3.由动点产生的等腰直角三角形例.(2011•东营)在平面直角坐标系中,现将一块等腰直角三角板放在第一象限,斜靠在两坐标轴上,且点A(0,2),点C(l,0),如图所示,抛物线y=ax2-ax-2经过点(1)求抛物线的解析式;(2)在抛物线上是否还存在点P(点B除外),使AACP仍然是以AC为直角边的等腰直角三角形?若存在,求所有点P的坐标;若不存在,请说明理由.方法规律1、平面直角坐标系中已知一条线段,构造等腰三角形,用的是“两圆一线”:分别以线段的两个端点为圆心,线段长度为半径作圆,再作线段的垂直平分线;2、平面直角坐标系中已知一条线段,构造直角三角形,用的是“两线一圆”:分别过已知线段的两个端点作已知线段的垂线,再以已知线段为直径作圆;3、平面内有两点A(X],y]),B(x2,y3),则AB=,AB中点的坐标为。
4、求三角形的面积:(1)直接用面积公式计算;(2)割补法;(3)铅垂高法;5、平面直角坐标系中直线11和直线I.当l〃l时k二k;当l丄l时k•k=—112121212实战训练1、如图,在平面直角坐标系x Oy中,A(0,2),B(0,6),动点C在直线y=x上.若以A、B、C三点为顶点的三角形是等腰三角形,则点C的个数是()A.2B.3C.4D.52、(2007•龙岩)如图,抛物线y=ax2—5ax+4经过AABC的三个顶点,已知BC〃x轴,点A在x轴上,点C 在y轴上,且AC=BC.(1)求抛物线的对称轴3(2)写出A,B,C三点的坐标并求抛物线的解析式3(3)探究:若点P是抛物线对称轴上且在x轴下方的动点,是否存在APAB是等腰三角形?若存在,求出所有符合条件的点P坐标;不存在, 请说明理由.3、(2007•泰安)如图,在A OAB中,Z B二90,Z BOA=30,OA=4,将A OAB绕点O按逆时针方向旋转至△OAB,C点的坐标为(0,4).(1)求A点的坐标;(2)求过C,A,A三点的抛物线y二ax2+bx+c的解析式;(3)在(2)中的抛物线上是否存在点P,使以O,A,P为顶点的三角形是等腰直角三角形?若存在,求出4、(2010•梅州)如图,直角梯形0ABC中,0C〃AB,C(0,3),B(4,1),以BC为直径的圆交x轴于E,D两点(D点在E点右方).1S>求点E,D的坐标;(2)求过B,C,D三点的抛物线的函数关系式;(3)过B,C,D三点的抛物线上是否存在点Q,使ABDQ是以BD为直角边的直角三角形?若不存在,说明理。
二次函数压轴题之全等三角形的存在性(讲义及答案)
二次函数压轴题之全等三角形的存在性(讲义) 课前预习1.如图,在平面直角坐标系中,点A坐标为(2,1),点B坐标为(3,0),点D为平面直角坐标系中任一点(与点O,A,B不重合).(1)△AOB和△DOB的公共边为_________.(2)若△DOB与△OAB全等,则点D的坐标为_________.(3)在下图中画出可能的△DOB,并考虑与△AOB之间的联系.知识点睛全等三角形存在性的处理思路1.分析特征:分析背景图形中的定点、定线及不变特征,结合图形形成因素(判定等)考虑分类.注:全等三角形存在性问题主要结合对应关系及不变特征考虑分类.2.画图求解:往往先从对应关系入手,再结合背景中的不变特征分析,综合考虑边、角的对应相等和不变特征后列方程求解.3.结果验证:回归点的运动范围,画图或推理,验证结果. 精讲精练1.如图,抛物线C1经过A,B,C三点,顶点为D,且与x轴的另一个交点为E.(1)求抛物线C1的解析式.(2)设抛物线C1的对称轴与x轴交于点F,另一条抛物线C2经过点E(抛物线C2与抛物线C1不重合),且顶点为M(a,b),对称轴与x轴交于点G,且以M,G,E为顶点的三角形与以D,E,F为顶点的三角形全等,求a,b的值.(只需写出结果,不必写出解答过程)2.如图,抛物线213442y x x =-++与x 轴的一个交点为A (-2,0),与y 轴交于点C ,对称轴与x 轴交于点B .若点D 在x 轴上,点P 在抛物线上,使得△PBD ≌△PBC ,则点P 的坐标为_____________________________________.3.如图,抛物线21382y x x =--与x 轴交于A ,B 两点,与y 轴交于点C ,直线l 经过原点O ,与抛物线的一个交点为D (6,-8),与抛物线的对称轴交于点E ,连接CE .若点F 在抛物线上,使△FOE ≌△FCE ,则点F 的坐标为____________.4.如图,抛物线21(2)62y x =--+与y 轴交于点C ,对称轴与x 轴交于点D ,顶点为M .设点Q 是y 轴右侧该抛物线上的一动点,若经过点Q 的直线QE 与y 轴交于点E ,使得以O ,Q ,E 为顶点的三角形与△OQD 全等,则直线QE 的解析式为_______________.5.如图,在平面直角坐标系中,直线l1过点A(1,0)且与y轴平行,直线l2过点B(0,2)且与x轴平行,直线l1与l2相交于点P.点E为直线l2上一点,反比例函数ky(k>0)的图象x过点E且与直线l1相交于点F.(1)若点E与点P重合,求k的值.(2)连接EF.是否存在点E及y轴上的点M,使得以M,E,F为顶点的三角形与△PEF全等?若存在,求出点E的坐标;若不存在,请说明理由.【参考答案】课前预习1.(1)OB(2)(2,-1),(1,1),(1,-1)(3)略精讲精练1.(1)y =-x 2+2x +3;(2)a =7,b =2或a =7,b =-2或a =-1,b =2或a =-1,b =-2或a =1,b =-4或a =5,b =-4或a =5,b =4.2.(1418241)-+-+,,(1418241)----,,126(426)2-+-,,126(426)2--+,3.(3174)+-,或(3174)--, 4.122y x =+或71724y x -+=-或y =65.(1)2;(2)3(2)8,或8(2)3,.。
二次函数专题训练(三角形周长最值问题)含答案
1.如图所示,抛物线y=ax2+bx﹣3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)如图所示,直线BC下方的抛物线上有一点P,过点P作PE⊥BC于点E,作PF平行于x轴交直线BC 于点F,求△PEF周长的最大值;(3)已知点M是抛物线的顶点,点N是y轴上一点,点Q是坐标平面内一点,若点P是抛物线上一点,且位于抛物线的对称轴右侧,是否存在以P、M、N、Q为顶点且以PM为边的正方形?若存在,直接写出点P的横坐标;若不存在,说明理由.2.如图,抛物线y=﹣x2+2x+3与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,点D,C关于抛物线的对称轴对称,直线AD与y轴相交于点E.(1)求直线AD的解析式;(2)如图1,直线AD上方的抛物线上有一点F,过点F作FG⊥AD于点G,作FH平行于x轴交直线AD于点H,求△FGH周长的最大值;(3)如图2,点M是抛物线的顶点,点P是y轴上一动点,点Q是坐标平面内一点,四边形APQM是以PM 为对角线的平行四边形,点Q′与点Q关于直线AM对称,连接M Q′,P Q′.当△PM Q′与□APQM重合部分的面积是▱APQM面积的时,求▱APQM面积.3.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)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A的坐标为(﹣1,0),且OC=OB,tan∠ACO=.(1)求抛物线的解析式;(2)若点D和点C关于抛物线的对称轴对称,直线AD下方的抛物线上有一点P,过点P作PH⊥AD于点H,作PM平行于y轴交直线AD于点M,交x轴于点E,求△PHM的周长的最大值;(3)在(2)的条件下,以点E为端点,在直线EP的右侧作一条射线与抛物线交于点N,使得∠NEP为锐角,在线段EB上是否存在点G,使得以E,N,G为顶点的三角形与△AOC相似?如果存在,请求出点G的坐标;如果不存在,请说明理由.4.如图(1),抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(x1,0)、B(x2,0)两点(x1<0<x2),与y轴交于点C (0,﹣3),若抛物线的对称轴为直线x=1,且tan∠OAC=3.(1)求抛物线的函数解析式;(2 若点D是抛物线BC段上的动点,且点D到直线BC距离为,求点D的坐标(3)如图(2),若直线y=mx+n经过点A,交y轴于点E(0,﹣),点P是直线AE下方抛物线上一点,过点P作x轴的垂线交直线AE于点M,点N在线段AM延长线上,且PM=PN,是否存在点P,使△PMN的周长有最大值?若存在,求出点P的坐标及△PMN的周长的最大值;若不存在,请说明理由.5.已知:如图,直线y=﹣x+2与x轴交于B点,与y轴交于C点,A点坐标为(﹣1,0).(1)求过A、B、C三点的抛物线的解析式.(2)在直线BC上方的抛物线上有一点D,过D作DE⊥BC于E,作DF∥y轴交BC于F,求△DEF周长的最大值.(3)在满足第②问的条件下,在线段BD上是否存在一点P,使∠DFP=∠DBC.若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.6.如图,抛物线y=﹣x2+(m﹣1)x+m(m>1)与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C(0,3).(1)求抛物线的解析式;(2)点D和点C关于抛物线的对称轴对称,点你F在直线AD上方的抛物线上,FG⊥AD于G,FH∥x轴交直线AD于H,求△FGH的周长的最大值;(3)点M是抛物线的顶点,直线l垂直于直线AM,与坐标轴交于P、Q两点,点R在抛物线的对称轴上,使得△PQR是以PQ为斜边的等腰直角三角形,求直线l的解析式.7.如图,已知抛物线y=﹣x2+2x+3与坐标轴交于A,B,C三点,抛物线上的点D与点C关于它的对称轴对称.(1)直接写出点D的坐标和直线AD的解析式;(2)点E是抛物线上位于直线AD上方的动点,过点E分别作EF∥x轴,EG∥y轴并交直线AD于点F、G,求△EFG周长的最大值;(3)若点P为y轴上的动点,则在抛物线上是否存在点Q,使得以A,D,P,Q为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请求出点Q的坐标,若不存在,请说明理由.8.如图,抛物线y=﹣x2﹣x+3与x轴相交于A、B两点(点A在点B的左侧),交y轴与点D,已知点C(0,),连接AC.(1)求直线AC的解析式;(2)点P是直线AC上方的抛物线上一动点,过点P作PE∥y轴,交直线AC于点E,过点P作PG⊥AC,垂足为G,当△PEG周长最大时,在x轴上存在一点Q,使|QP﹣QC|的值最大,请求出这个最大值以及点P 的坐标;(3)当(2)题中|QP﹣QG|取得最大值时,直线PG交y轴于点M,把抛物线沿直线AD平移,平移后的抛物线y′与直线AD相交的一个交点为A′,在平移的过程中,是否存在点A′,使得点A′,P,M三点构成的三角形为等腰三角形,若存在,直接写出点A′的坐标;若不存在,请说明理由.9.如图,抛物线y=﹣x2+x+3交x轴于A、B两点,点A在点B的左侧,交y轴于点C.(1)求直线AC与直线BC的解析式;(2)如图1,P为直线BC上方抛物线上的一点;①过点P作PD⊥BC于点D,作PM∥y轴交直线BC于点M,当△PDM的周长最大时,求P点坐标及周长最大值;②在①的条件下,连接AP与y轴交于点E,抛物线的对称轴与x轴交于点K,若S为直线BC上一动点,T 为直线AC上一动点,连接EK,KS,ST,TE,求四边形EKST周长的最小值;(3)如图2,将△AOC顺时针旋转60°得到△A′OC′,将△A′OC′沿直线OC′平移,记平移中的△A′OC′为△A″O′C″,直线A″O′与x轴交于点F,将△O′C″F沿O′C″翻折得到△O′C″F′,当△CC″F′为等腰三角形时,求此时F点的坐标.参考答案与试题解析1.如图所示,抛物线y=ax2+bx﹣3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)如图所示,直线BC下方的抛物线上有一点P,过点P作PE⊥BC于点E,作PF平行于x轴交直线BC 于点F,求△PEF周长的最大值;(3)已知点M是抛物线的顶点,点N是y轴上一点,点Q是坐标平面内一点,若点P是抛物线上一点,且位于抛物线的对称轴右侧,是否存在以P、M、N、Q为顶点且以PM为边的正方形?若存在,直接写出点P的横坐标;若不存在,说明理由.【解答】解:(1)把A(﹣1,0),B(3,0)两点坐标代入抛物线y=ax2+bx﹣3,得到,解得,∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3.(2)如图1中,连接PB、PC.设P(m,m2﹣2m﹣3),∵B(3,0),C(0,﹣3),∴OB=OC,∴∠OBC=45°,∵PF∥OB,∴∠PFE=∠OBC=45°,∵PE⊥BC,∴∠PEF=90°,∴△PEF是等腰直角三角形,∴PE最大时,△PEF的面积中点,此时△PBC的面积最大,则有S△PBC=S△POB+S△POC﹣S△BOC=•3•(﹣m2+2m+3)+•3•m﹣=﹣(m﹣)2+,∴m=时,△PBC的面积最大,此时△PEF的面积也最大,此时P(,﹣),∵直线BC的解析式为y=x﹣3,∴F(﹣,﹣),∴PF=,∵△PEF是等腰直角三角形,∴EF=EP=,∴C△PEF最大值=+.(3)①如图2中,当N与C重合时,点N关于对称轴的对称点P,此时思想MNQP是正方形,易知P(2,﹣3).点P横坐标为2,②如图3中,当四边形PMQN是正方形时,作PF⊥y轴于N,ME∥x轴,PE∥y轴.易知△PFN≌△PEM,∴PF=PE,设P(m,m2﹣2m﹣3),∵M(1,﹣4),∴m=m2﹣2m﹣3﹣(﹣4),∴m=或(舍弃),∴P点横坐标为所以满足条件的点P的横坐标为2或.2.如图,抛物线y=﹣x2+2x+3与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,点D,C关于抛物线的对称轴对称,直线AD与y轴相交于点E.(1)求直线AD的解析式;(2)如图1,直线AD上方的抛物线上有一点F,过点F作FG⊥AD于点G,作FH平行于x轴交直线AD于点H,求△FGH周长的最大值;(3)如图2,点M是抛物线的顶点,点P是y轴上一动点,点Q是坐标平面内一点,四边形APQM是以PM 为对角线的平行四边形,点Q′与点Q关于直线AM对称,连接M Q′,P Q′.当△PM Q′与□APQM重合部分的面积是▱APQM面积的时,求▱APQM面积.【解答】解:(1)令﹣x2+2x+3=0,解得x1=﹣1,x2=3,∴A(﹣1,0),C(0,3),∵点D,C关于抛物线的对称轴对称,∴D(2,3),∴直线AD的解析式为:y=x+1;(2)设点F(x,﹣x2+2x+3),∵FH∥x轴,∴H(﹣x2+2x+2,﹣x2+2x+3),∴FH=﹣x2+2x+2﹣x=﹣(x﹣)2+,∴FH的最大值为,由直线AD的解析式为:y=x+1可知∠DAB=45°,∵FH∥AB,∴∠FHG=∠DAB=45°,∴FG=GH=×=故△FGH周长的最大值为×2+=;(3)①当P点在AM下方时,如图1,设P(0,p),易知M(1,4),从而Q(2,4+p),∵△PM Q′与▱APQM重合部分的面积是▱APQM面积的,∴PQ′必过AM中点N(0,2),∴可知Q′在y轴上,易知QQ′的中点T的横坐标为1,而点T必在直线AM上,故T(1,4),从而T、M重合,∴▱APQM是矩形,∵易得直线AM解析式为:y=2x+2,∵MQ⊥AM,∴直线QQ′:y=﹣x+,∴4+p=﹣×2+,解得:p=﹣,∴PN=,∴S□APQM=2S△AMP=4S△ANP=4××PN×AO=4×××1=5;②当P点在AM上方时,如图2,设P(0,p),易知M(1,4),从而Q(2,4+p),∵△PM Q′与▱APQM重合部分的面积是▱APQM面积的,∴PQ′必过QM中点R(,4+),易得直线QQ′:y=﹣x+p+5,联立,解得:x=,y=,∴H(,),∵H为QQ′中点,故易得Q′(,),由P(0,p)、R(,4+)易得直线PR解析式为:y=(﹣)x+p,将Q′(,)代入到y=(﹣)x+p得:=(﹣)×+p,整理得:p2﹣9p+14=0,解得p1=7,p2=2(与AM中点N重合,舍去),∴P(0,7),∴PN=5,∴S□APQM=2S△AMP=2××PN×|x M﹣x A|=2××5×2=10.综上所述,▱APQM面积为5或10.3.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)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A的坐标为(﹣1,0),且OC=OB,tan∠ACO=.(1)求抛物线的解析式;(2)若点D和点C关于抛物线的对称轴对称,直线AD下方的抛物线上有一点P,过点P作PH⊥AD于点H,作PM平行于y轴交直线AD于点M,交x轴于点E,求△PHM的周长的最大值;(3)在(2)的条件下,以点E为端点,在直线EP的右侧作一条射线与抛物线交于点N,使得∠NEP为锐角,在线段EB上是否存在点G,使得以E,N,G为顶点的三角形与△AOC相似?如果存在,请求出点G的坐标;如果不存在,请说明理由.【解答】解:(1)∵点A的坐标为(﹣1,0),∴OA=1.又∵tan∠ACO=,∴OC=4.∴C(0,﹣4).∵OC=OB,∴OB=4∴B(4,0).设抛物线的解析式为y=a(x+1)(x﹣4).∵将x=0,y=﹣4代入得:﹣4a=﹣4,解得a=1,∴抛物线的解析式为y=x2﹣3x﹣4.(2)∵抛物线的对称轴为x=﹣=,C(0,﹣4),点D和点C关于抛物线的对称轴对称,∴D(3,﹣4).设直线AD的解析式为y=kx+b.∵将A(﹣1,0)、D(3,﹣4)代入得:,解得k=﹣1,b=﹣1,∴直线AD的解析式y=﹣x﹣1.∵直线AD的一次项系数k=﹣1,∴∠BAD=45°.∵PM平行于y轴,∴∠AEP=90°.∴∠PMH=∠AME=45°.∴△MPH的周长=PM+MH+PH=PM+MP+PM=(1+)PM.设P(a,a2﹣3a﹣4),M(﹣a﹣1),则PM=﹣a﹣1﹣(a2﹣3a﹣4)=﹣a2+2a+3,∵PM=﹣a2+2a+3=﹣(a﹣1)2+4,∴当a=1时,PM有最大值,最大值为4.∴△MPH的周长的最大值=4×(1+)=4+4.(3)如图1所示;当∠EGN=90°.设点G的坐标为(a,0),则N(a,a2﹣3a﹣4).∵∠EGN=∠AOC=90°,∴时,△AOC∽△EGN.∴=,整理得:a2+a﹣8=0.解得:a=(负值已舍去).∴点G的坐标为(,0).如图2所示:当∠EGN=90°.设点G的坐标为(a,0),则N(a,a2﹣3a﹣4).∵∠EGN=∠AOC=90°,∴时,△AOC∽△NGE.∴=4,整理得:4a2﹣11a﹣17=0.解得:a=(负值已舍去).∴点G的坐标为(,0).∵EN在EP的右面,∴∠NEG<90°.如图3所示:当∠ENG′=90°时,EG′=EG××=(﹣1)×=.∴点G′的横坐标=.∵≈4.03>4,∴点G′不在EG上.故此种情况不成立.综上所述,点G的坐标为(,0)或(,0).4.如图(1),抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(x1,0)、B(x2,0)两点(x1<0<x2),与y轴交于点C (0,﹣3),若抛物线的对称轴为直线x=1,且tan∠OAC=3.(1)求抛物线的函数解析式;(2 若点D是抛物线BC段上的动点,且点D到直线BC距离为,求点D的坐标(3)如图(2),若直线y=mx+n经过点A,交y轴于点E(0,﹣),点P是直线AE下方抛物线上一点,过点P作x轴的垂线交直线AE于点M,点N在线段AM延长线上,且PM=PN,是否存在点P,使△PMN的周长有最大值?若存在,求出点P的坐标及△PMN的周长的最大值;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)在Rt△AOC中,tan∠AOC==3,且OC=3,∴OA=1,则A(﹣1,0),∵抛物线的对称轴为直线x=1,则点A(﹣1,0)关于直线x=1的对称点B的坐标为(3,0),设抛物线的表达式为y=a(x﹣3)(x+1),将点C(0,﹣3)代入上式得﹣3a=﹣3,解得:a=1,∴抛物线的解析式为y=(x﹣3)(x+1)=x2﹣2x﹣3;(2)∵点B(3,0)、C(0,﹣3),则BC=3,∴S△BCD=×3×=3,设D(x,x2﹣2x﹣3),连接OD,∴S△BCD=S△OCD+S△BOD﹣S△BOC=•3•x+•3•(﹣x2+2x+3)﹣×3×3==3,解得x=1或x=2,则点D的坐标为(1,﹣4)或(2,﹣3);(3)设直线AE解析式为y=kx+b,将点A(﹣1,0)、E(0,﹣)代入得:,解得:,则直线AE 解析式为y=﹣x﹣,AE==,设P(t,t2﹣2t﹣3),则M(t,﹣t﹣),∴PM=﹣t﹣﹣(t2﹣2t﹣3)=﹣t2+t+,作PG⊥MN于G,由PM=PN得MG=NG=MN,由△PMG∽△AEO得=,即=,∴MG=PM=NG,∴C△PMN=PM+PN+MN=PM=(﹣t2+t+)=﹣t2++6=﹣(t﹣)2+,∴当t=时,C△PMN取得最大值,此时P(,﹣).5.已知:如图,直线y=﹣x+2与x轴交于B点,与y轴交于C点,A点坐标为(﹣1,0).(1)求过A、B、C三点的抛物线的解析式.(2)在直线BC上方的抛物线上有一点D,过D作DE⊥BC于E,作DF∥y轴交BC于F,求△DEF周长的最大值.(3)在满足第②问的条件下,在线段BD上是否存在一点P,使∠DFP=∠DBC.若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.【解答】解:(1)直线y=﹣x+2与x轴交于B(2,0),与y轴交于C点(0,2),设过A、B、C的抛物线的解析式为y=ax2+bx+c,把A(﹣1,0)、B(2,0)、C(0,2)的坐标代入,∴a=﹣1,b=1,c=2,∴抛物线的解析式为:y=﹣x2+x+2,(2)设D(x,﹣x2+x+2),F(x,﹣x+2),∴DF=(﹣x2+x+2)﹣(﹣x+2)=﹣x2+2x,所以x=1时,DF最大=1,∵OB=OC,∴△OBC为等腰直角三角形,∵DE⊥BC,DF∥y轴,∴△DEF为等腰直角三角形,∴△DEF周长的最大值为1+(3)如图,当△DEF周长最大时,D(1,2),F(1,1).延长DF交x轴于H,作PM⊥DF于M,则DB=,DH=2,OH=1当∠DFP=∠DBC时,△DFP∽△DBF,∴,∴DP=,∴=,∴PM=,DM=,∴P点的横坐标为OH+PM=1+=,P点的纵坐标为DH﹣DM=2﹣=,∴P(,).6.如图,抛物线y=﹣x2+(m﹣1)x+m(m>1)与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C(0,3).(1)求抛物线的解析式;(2)点D和点C关于抛物线的对称轴对称,点你F在直线AD上方的抛物线上,FG⊥AD于G,FH∥x轴交直线AD于H,求△FGH的周长的最大值;(3)点M是抛物线的顶点,直线l垂直于直线AM,与坐标轴交于P、Q两点,点R在抛物线的对称轴上,使得△PQR是以PQ为斜边的等腰直角三角形,求直线l的解析式.【解答】解:(1)把C(0,3)代入y=﹣x2+(m﹣1)x+m得m=3,∴抛物线的解析式为:y=﹣x2+2x+3,(2)令y=﹣x2+2x+3=0,解得:x1=﹣1,x2=3,∴A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3),∵点D和点C关于抛物线的对称轴对称,∴D(1,2),AD的解析式y=x+1,设AD与y轴交于E,∴OA=OE=1,∴∠EAO=45°,∵FH∥AB,∴∠FHA=∠EAO=45°,∵FG⊥AH,∴△FGH是等腰直角三角形,设点F坐标(m,﹣m2+2m+3),∴点H坐标(﹣m2+2m+2,﹣m2+2m+3),∴FH=﹣m2+m+2,∴△FGH的周长=(﹣m2+m+2)+2×(﹣m2+m+2)=﹣(1+)(m﹣)2+∴△FGH的周长最大值为;(3)∵抛物线y=﹣x2+2x+3的定点坐标为(1,4),∴直线AM的解析式为y=2x+2,∵直线l垂直于直线AM,∴设直线l的解析式为y=﹣x+b,∵与坐标轴交于P、Q两点,∴直线l的解析式为y=﹣x+b与y轴的交点P(0,b),与x轴的交点Q(2b,0),设R(1,a),∴PR2=(﹣1)2+(a﹣b)2,QR2=(2b﹣1)2+a2,PQ2=b2+(2b)2=5b2,∵△PQR是以PQ为斜边的等腰直角三角形,∴PR2=QR2,即(﹣1)2+(a﹣b)2=QR2=(2b﹣1)2+a2,∴﹣2a=3b﹣4,①∴PR2+QR2=PQ2,即(﹣1)2+(a﹣b)2+(2b﹣1)2+a2=5b2,∴2a2﹣2ab﹣4b+2=0,②联立①②解得:,,∴直线l的解析式为y=﹣x+或y=﹣x+2.7.如图,已知抛物线y=﹣x2+2x+3与坐标轴交于A,B,C三点,抛物线上的点D与点C关于它的对称轴对称.(1)直接写出点D的坐标和直线AD的解析式;(2)点E是抛物线上位于直线AD上方的动点,过点E分别作EF∥x轴,EG∥y轴并交直线AD于点F、G,求△EFG周长的最大值;(3)若点P为y轴上的动点,则在抛物线上是否存在点Q,使得以A,D,P,Q为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请求出点Q的坐标,若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)将x=0代入得y=3,∴C(0,3).∵抛物线的对称轴为x=﹣=1,C(0,3),∴D(2,3).把y=0代入抛物线的解析式得:0=﹣x2+2x+3,解得x=3或x=﹣1,∴A(﹣1,0).设直线AD的解析式为y=kx+b,将点A和点D的坐标代入得:,解得:k=1,b=1,∴直线AD的解析式为y=x+1.(2)如图1所示:∵直线AD的解析式为y=x+1,∴∠DAB=45°.∵EF∥x轴,EG∥y轴,∴∠GEF=90°,∠GFE=∠DAB=45°∴△EFG是等腰直角三角形.∴△EFG的周长=EF+FG+EG=(2+)EG.依题意,设E(t,﹣t2+2t+3),则G(t,t+1).∴EG=﹣t2+2t+3﹣(t+1)=﹣(t﹣)2+.∴EG的最大值为.∴△EFG的周长的最大值为+.(3)存在.①以AD为平行四边形的边时,PQ∥AD,PQ=AD.∵A,D两点间的水平距离为3,∴P,Q两点间的水平距离也为3.∴点Q的横坐标为3或﹣3.将x=3和x=﹣3分别代入y=﹣x2+2x+3得y=0或y=﹣12.∴Q(3,0)或(﹣3,﹣12).②当AD为平行四边形的对角线时,设AD的中点为M,∵A(﹣1,0),D(2,3),M为AD的中点,∴M(,).设点Q的横坐标为x,则=,解得x=1,∴点Q的横坐标为1.将x=1代入y=﹣x2+2x+3得y=4.∴这时点Q的坐标为(1,4).综上所述,当点Q的坐标为Q(3,0)或(﹣3,﹣12)或(1,4)时,以A,D,P,Q为顶点的四边形是平行四边形.8.如图,抛物线y=﹣x2﹣x+3与x轴相交于A、B两点(点A在点B的左侧),交y轴与点D,已知点C(0,),连接AC.(1)求直线AC的解析式;(2)点P是直线AC上方的抛物线上一动点,过点P作PE∥y轴,交直线AC于点E,过点P作PG⊥AC,垂足为G,当△PEG周长最大时,在x轴上存在一点Q,使|QP﹣QC|的值最大,请求出这个最大值以及点P 的坐标;(3)当(2)题中|QP﹣QG|取得最大值时,直线PG交y轴于点M,把抛物线沿直线AD平移,平移后的抛物线y′与直线AD相交的一个交点为A′,在平移的过程中,是否存在点A′,使得点A′,P,M三点构成的三角形为等腰三角形,若存在,直接写出点A′的坐标;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)令y=0则,﹣x2﹣x+3=0,解得x=﹣3或x=2,∴A(﹣3,0),B(2,0).设直线AC的解析式为y=kx+b,将点A和点C的坐标代入得:,解得:k=,b=,∴直线AC的解析式为y=x+.(2)延长PE交OA与点F,则PF⊥OA.∵PF⊥OA,PG⊥AC,∴∠EFA=∠PGE.又∵∠PEG=∠FEA,∴∠EAF=∠EPG.∵OC=,AO=3,∴tan∠GPE=tan∠EAF=.∴sin∠GPE=,cos∠GPE=.∴PG=PE,EG=EP.∴△PEG的周长=PE+PG+EG=(1+)PE.∴当PE取得最大值时,△PEC的周长最大.设点P的坐标为(t,﹣t2﹣t+3),则点E的坐标为(t,t+).∵点P在点E的上方,∴PE=﹣t2﹣t+3﹣(t+)=﹣t2﹣t+=﹣(t+1)2+2.当t=﹣1时,PE取得最大值,此时△PGE的周长取得最大值.∴点P(﹣1,3),点E的坐标为(﹣1,﹣1).∴PE=3﹣1=2.∴PG=PE=.根据三角形的两边之差小于第三边可知:当点P、G、Q三点共线时,|QP﹣QG|的值最大,此时|QP﹣QG|=PG=(3)如图所示:∵∠PGE=∠PFN,∠P=∠P,∴△PEG∽△PNF,∴=,即=2,解得FN=1.5.∴点N的坐标为(,0).设PN的解析式为y=kx+b,将点P和点N的坐标代入得:,解得:k=﹣2,b=1.∴M(0,1).设直线AD的解析式为y=mx+3,将点A的坐标代入得:﹣3m+3=0,解得m=1,∴直线AD的解析式为y=x+3.设点A′的坐标为(x,x+3).当PM=PA′时,=,整理得:x2+x﹣2=0,解得x=1或x=﹣2,∴点A′的坐标为(1,4)或(﹣2,1).当PM=MA′时,=,整理得:2x2+4x﹣1=0,解得:x=或x=,∴点A′的坐标为(,)或(,).当A′P=A′M时,=,整理得:﹣2x=3,解得:x=﹣,∴A′(﹣,).综上所述,点A′的坐标为(1,4)或(﹣2,1)或(,)或(,)或(﹣,).9.如图,抛物线y=﹣x2+x+3交x轴于A、B两点,点A在点B的左侧,交y轴于点C.(1)求直线AC与直线BC的解析式;(2)如图1,P为直线BC上方抛物线上的一点;①过点P作PD⊥BC于点D,作PM∥y轴交直线BC于点M,当△PDM的周长最大时,求P点坐标及周长最大值;②在①的条件下,连接AP与y轴交于点E,抛物线的对称轴与x轴交于点K,若S为直线BC上一动点,T 为直线AC上一动点,连接EK,KS,ST,TE,求四边形EKST周长的最小值;(3)如图2,将△AOC顺时针旋转60°得到△A′OC′,将△A′OC′沿直线OC′平移,记平移中的△A′OC′为△A″O′C″,直线A″O′与x轴交于点F,将△O′C″F沿O′C″翻折得到△O′C″F′,当△CC″F′为等腰三角形时,求此时F点的坐标.【解答】解:(1)对于抛物线y=﹣x2+x+3,令x=0,得到y=3,可得C(0,3),令y=0,可得y=﹣x2+x+3=0,解得x=﹣1或3,∴A(﹣1,0),B(4,0),∴直线AC的解析式为y=3x+3,直线BC的解析式为y=﹣x+3;(2)①如图在1中,设P(m,﹣m2+m+3),则M(m,﹣m+3).∵点P运动时,△PDM的形状是相似的,∴PM的值最大时,△PDM的周长的值最大,∵PM=﹣m2+m+3﹣(﹣m+3)=﹣m2+3m=﹣(m2﹣4m+4﹣4)=﹣(m﹣2)2+3,∵﹣<0,∴m=2时,PM的值最大,此时P(2,),PM的最大值为,∵OC=3,OB=4,∴BC==5,由△PDM∽△BOC,可得==,∴==,∴PD=,DM=,∴△PDM的周长的最大值为++=.②如图2中,作K关于BC的对称点K′,E关于AC的对称点E′,连接E′K′交AC于T,交BC于S,此时四边形EKST的周长最小.四边形EKST的周长的最小值=EK+SK+ST+TE=EK+K′S+ST+TE′=EK+E′K′,∵P(2,),∴直线AP的解析式为y=x+,∴E(0,),∵K(,0),∴OE=OK=,EK=,∵K与K′关于直线BC对称,∴K′(,),∵E,E′关于直线AC对称,∴E′(﹣,),∴E′K′==3,∴四边形EKST周长的最小值为3+=.(3)如图3中,设OF=2m,则FO′=O′F′=m,OO′=m,OC″=m+3.二次函数专题训练(三角形周长最值问题)可得F′(m ,m),C″(m+,m+),①当C″C=C″F′时,(m+)2+(m ﹣)2=(﹣m)2+(﹣m)2,整理得m2+3m=0,解得m=0或﹣3(舍弃),∴F(0,0).②当CF′=C″F′时,(﹣m)2+(﹣m)2=m2+(m﹣3)2,整理得m2﹣m=0,解得m=0或,∴F(0,0)或(,3);③当CF′=CC″时,m2+(m﹣3)2=(m+)2+(m ﹣)2,整理得m2﹣9m=0,解得m=0或9,∴F(0,0)或(9,27),综上所述,满足条件的点F坐标为(0,0)或(,3)或(9,27);第31页。
二次函数与几何综合-特殊三角形存在问题(解析版)
专项12 二次函数与几何综合-特殊三角形存在问题等腰三角形的存在性问题【方法1 几何法】“两圆一线”(1)以点A 为圆心,AB 为半径作圆,与x 轴的交点即为满足条件的点C ,有AB=AC ;(2)以点B 为圆心,AB 为半径作圆,与x 轴的交点即为满足条件的点C ,有BA=BC ;(3)作AB 的垂直平分线,与x 轴的交点即为满足条件的点C ,有CA=CB .注意:若有重合的情况,则需排除.以点 C 1 为例,具体求点坐标:过点A 作AH ⊥x 轴交x 轴于点H ,则AH=1, 又32121131311==-=∴=HC AC ,()03211,坐标为故点-C 类似可求点 C 2 、C 3、C 4 .关于点 C 5 考虑另一种方法.【方法2 代数法】点-线-方程表示点:设点C 5坐标为(m ,0),又A (1,1)、B (4,3),表示线段:11-m 225+=)(AC 94-m 225+=)(BC 联立方程:914-m 1-m 22+=+)()(,623m =解得:,),坐标为(故点06232C直角三角形的存在性【方法1 几何法】“两线一圆”(1)若∠A 为直角,过点 A 作 AB 的垂线,与 x 轴的交点即为所求点 C ;(2)若∠B 为直角,过点 B 作 AB 的垂线,与 x 轴的交点即为所求点 C ;(3)若∠C 为直角,以 AB 为直径作圆,与 x 轴的交点即为所求点 C .(直径所对的圆周角为直角)如何求得点坐标?以C 2为例:构造三垂直.),坐标为(故代入得:坐标得、由易证0213232222C C C BN AM B A N MBBN AM BN AMB ===∆≈∆()),坐标为(,,坐标为故或故又即代入得:,设,坐标得、由易证求法相同,如下:、040231a ,4a ,3ab ,3ab 1N a,31,4333333343C C C C C C C C C C b bM BN AM B A NBM N AMNB AM ==+=======∆≈∆【方法2 代数法】点-线-方程23m 20352235110,m 135-m 1-m 35-m 11-m 22222122111=+=+=+=+==,解得:)代入得方程(,,,)表示线段:();,()、,(),又坐标为()表示点:设(:不妨来求下)()()()(BC C C C A AB B A【考点1 等腰角形的存在性】【典例1】(2020•泰安)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2+bx+c交x轴于点A (﹣4,0)、B(2,0),交y轴于点C(0,6),在y轴上有一点E(0,﹣2),连接AE.(1)求二次函数的表达式;(2)抛物线对称轴上是否存在点P,使△AEP为等腰三角形?若存在,请直接写出所有P点的坐标,若不存在,请说明理由.【答案】(1)y=,(2)m=时,△ADE的面积取得最大值为(3)点P坐标为:(﹣1,1),(﹣1,),(﹣1,﹣2)【解答】解:(1)∵二次函数y=ax2+bx+c经过点A(﹣4,0)、B(2,0),C(0,6),∴,解得,所以二次函数的解析式为:y=,(2)y=的对称轴为x=﹣1,设P(﹣1,n),又E(0,﹣2),A(﹣4,0),可求P A2=9+n2,PE2=1+(n+2)2,AE2=16+4=20,当P A2=PE2时,9+n2=1+(n+2)2,解得,n=1,此时P(﹣1,1);当P A2=AE2时,9+n2=20,解得,n=,此时点P坐标为(﹣1,);当PE2=AE2时,1+(n+2)2=20,解得,n=﹣2,此时点P坐标为:(﹣1,﹣2).综上所述,P点的坐标为:(﹣1,1),(﹣1,),(﹣1,﹣2).【变式1-2】(2020•贵港)如图,已知二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴相交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴相交于点C(0,﹣3).(1)求这个二次函数的表达式;(2)若P是第四象限内这个二次函数的图象上任意一点,PH⊥x轴于点H,与线段BC 交于点M,连接PC.当△PCM是以PM为一腰的等腰三角形时,求点P的坐标.【答案】(1)y=x2﹣2x﹣3 (2)①n=时,PM最大=②P(3﹣,2﹣4)或(2,﹣3).【解答】解:(1)将A,B,C代入函数解析式,得,解得,这个二次函数的表达式y=x2﹣2x﹣3;(2)解法一:当PM=PC时,(﹣n2+3n)2=n2+(n2﹣2n﹣3+3)2,解得n1=n2=0(不符合题意,舍),n3=2,n2﹣2n﹣3=﹣3,P(2,﹣3).当PM=MC时,(﹣n2+3n)2=n2+(n﹣3+3)2,解得n1=0(不符合题意,舍),n2=3﹣,n3=3+(不符合题意,舍),n2﹣2n﹣3=2﹣4,P(3﹣,2﹣4).综上所述:P(3﹣,2﹣4)或(2,﹣3).解法二:当PM=PC时,∵BC:y=x﹣3∴∠ABC=45°∵PH⊥AB∴∠BMH=∠CMP=45°∴PM=PC时,△CPM为等腰直角三角形,CP∥x轴设P(n,n2﹣2n﹣3),则CP=nMP=﹣n2+3n∴n=﹣n2+3n解得n=0(舍去)或n=2,∴P(2,﹣3)当PM=CM时,设P(n,n2﹣2n﹣3),则=﹣n2+3n=﹣n2+3n∵n>0∴n=﹣n2+3n解得n=3﹣∴P(3﹣,2﹣4)综上所述:P(3﹣,2﹣4)或(2,﹣3)【变式1-2】(2022•澄海区模拟)如图,抛物线y=ax2+bx+c交x轴于A、B两点,交y轴于点C,点A的坐标为(﹣1,0),点C坐标为(0,3),对称轴为x=1.点M为线段OB上的一个动点(不与两端点重合),过点M作PM⊥x轴,交抛物线于点P,交BC 于点Q.(1)求抛物线及直线BC的表达式;(2)试探究点M在运动过程中,是否存在这样的点Q,使得以A,C,Q为顶点的三角形是等腰三角形.若存在,请求出此时点Q的坐标;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)∵抛物线对称轴为x=1,点B与A(﹣1,0)关于直线x=1对称,∴B(3,0),设y=a(x﹣3)(x+1),把C(0,3)代入得:﹣3a=3,解得:a=﹣1,∴y=﹣(x﹣3)(x+1)=﹣x2+2x+3,设直线BC的解析式为y=kx+d,则,解得:,∴直线BC的解析式为y=﹣x+3,故抛物线解析式为y=﹣x2+2x+3,直线BC的解析式为y=﹣x+3;(2)存在,设Q(m,﹣m+3)(0<m<3),∵A(﹣1,0),C(0,3),∴AC2=OA2+OC2=12+32=10,AQ2=(m+1)2+(﹣m+3)2=2m2﹣4m+10,CQ2=m2+m2=2m2,∵以A,C,Q为顶点的三角形是等腰三角形,∴AC=AQ或AC=CQ或AQ=CQ,当AC=AQ时,10=2m2﹣4m+10,解得:m=0(舍去)或m=2,∴Q(2,1);当AC=CQ时,10=2m2,解得:m=﹣(舍去)或m=,∴Q(,3﹣);当AQ=CQ时,2m2﹣4m+10=2m2,解得:m=,∴Q(,);综上所述,点Q的坐标为(2,1)或(,3﹣)或(,).【考点2 直角三角形的存在性】【典例2】(2021秋•建华区期末)抛物线y=x2+bx+c经过A、B(1,0)、C(0,﹣3)三点.点D为抛物线的顶点,连接AD、AC、BC、DC.(1)求抛物线的解析式;(2)在y轴上是否存在一点E,使△ADE为直角三角形?若存在,请你直接写出点E的坐标;若不存在,请说明理由.【解答】解(1)∵抛物线y=x2+bx+c经过B(1,0)、C(0,﹣3),∴,解得,∴抛物线的解析式为:y=x2+2x﹣3.(4)在y轴上存在点E,使△ADE为直角三角形,理由如下:∵抛物线的解析式为y=x2+2x﹣3=(x+1)2﹣4,∴D(﹣1,﹣4),设E点坐标为(0,m),∴AE2=m2+9,DE2=m2+8m+17,AD2=20,当∠EAD=90°时,有AE2+AD2=DE2,∴m2+9+20=m2+8m+17,解得m=,∴此时点E的坐标为(0,);当∠ADE=90°时,DE2+AD2=AE2,m2+8m+17+20=m2+9,解得m=﹣,∴此时点E的坐标为(0,﹣);当∠AED=90°时,AE2+DE2=AD2,m2+9+m2+8m+17=20,解得m=﹣1或m=﹣3,∴此时点E的坐标为(0,﹣1)或(0,﹣3).综上所述,符合题意的点E的坐标为(0,)或(0,﹣)或(0,﹣1)或(0,﹣3).【变式2-1】(2022•灞桥区校级模拟)如图,抛物线与x轴交于点A(1,0),B(3,0),与y轴交于点C(0,3).(1)求二次函数的表达式及顶点坐标;(2)连接BC,在抛物线的对称轴上是否存在一点E,使△BCE是直角三角形?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)设抛物线的解析式为y=a(x﹣1)(x﹣3),将点C(0,3)代入y=a(x﹣1)(x﹣3),∴3a=3,∴a=1,∴y=(x﹣1)(x﹣3)=x2﹣4x+3,∵y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,∴顶点为(2,﹣1);(2)存在一点E,使△BCE是直角三角形,理由如下:∵y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,∴抛物线的对称轴为直线x=2,设E(2,t),∵△BCE是直角三角形,∴BE⊥CE,∵B(3,0),C(0,3),∴BC=3,BE=,CE=,①当BC为斜边时,∴18=()2+()2,解得t=,∴E点坐标为(2,)或(2,);②当BE为斜边时,∴18+()2=()2,解得t=5,∴E点坐标为(2,5);③当CE为斜边时,∴18+()2=()2,解得t=﹣1,∴E点坐标为(2,﹣1);综上所述:E点坐标为(2,)或(2,)或(2,5)或(2,﹣1).【变式2-2】(2022•碑林区校级四模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线C1:y=ax2+bx+c 交x轴于点A(﹣5,0),B(﹣1,0),交y轴于点C(0,5).(1)求抛物线C1的表达式和顶点D的坐标.(2)将抛物线C1关于y轴对称的抛物线记作C2,点E为抛物线C2上一点若△DOE是以DO为直角边的直角三角形,求点E的坐标.【解答】解:(1)将点A(﹣5,0),B(﹣1,0),C(0,5)代入y=ax2+bx+c,∴,解得,∴y=x2+6x+5,∵y=x2+6x+5=(x+3)2﹣4,∴顶点D(﹣3,﹣4);(2)设抛物线C2上任意一点(x,y),则(x,y)关于y轴对称的点为(﹣x,y),∵点(﹣x,y)在抛物线C1上,∴抛物线记作C2的解析式为y=x2﹣6x+5,设E(t,t2﹣6t+5),过点D作DG⊥x轴交于点G,过点E作EH⊥x轴交于点H,∵∠DOE=90°,∴∠GOD+∠HOE=90°,∵∠GOD+∠GDO=90°,∴∠HOE=∠GDO,∴△GDO∽△HOE,∴=,∵DG=4,GO=3,HE=﹣t2+6t﹣5,OH=t,∴=,∴t=4或t=,∴E(4,﹣3)或E(,﹣).【变式2-3】(2022•武功县模拟)如图,经过点A(2,6)的直线y=x+m与y轴交于点B,以点A为顶点的抛物线经过点B,抛物线的对称轴为直线l.(1)求点B的坐标和抛物线的函数表达式;(2)在l右侧的抛物线上是否存在点P,使得以P、A、B为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)∵直线y=x+m经过点A(2,6),∴2+m=6,解得m=4,即y=x+4.令x=0,得y=4,即点B的坐标为(0,4).∵点A(2,6)为抛物线的顶点,∴可设抛物线的函数表达式为y=a(x﹣2)2+6(a≠0),将点B(0,4)代入,得4=4a+6,解得,∴抛物线的函数表达式为.∴点B的坐标为(0,4),抛物线的函数表达式为y=﹣x2+2x+4;(2)∵点A(2,6)为抛物线的顶点,∴抛物线的对称轴l:x=2.①当AB为该等腰三角形的底边时:如图,点P在P2的位置.过点A作AC⊥y轴于点C,过点P2作P2D⊥AC交CA的延长线于点D,作P2E⊥y轴于点E,连接P2A,P2B,则P2A=P2B,∠D=∠P2EB=90°.∵A(2,6),B(0,4),AC⊥BC,∴AC=BC=2,∴△ABC是等腰直角三角形,∴∠CAB=∠CBA.∵P2A=P2B,∴∠P2AB=∠P2BA,∴180°﹣∠CAB﹣∠P2AB=180°﹣∠CBA﹣∠P2BA,即∠P2AD=∠P2BE.在△P2AD和△P2BE中,∠D=∠P2EB,∠P2AD=∠P2BE,P2A=P2B,∴△P2AD≌△P2BE(AAS),∴P2D=P2E.设,则P2E=m,,∴,解得(舍去)或,∴;②当AB为该等腰三角形的腰时,作点B关于l的对称点P1,由抛物线的对称性可知,AB=AP1.∵B(0,4),抛物线的对称轴为直线x=2,∴P1(4,4).综上可知,在l右侧的抛物线上存在点P,使得以P、A、B为顶点的三角形是等腰三角形,点P的坐标为(4,4)或.【考点3 等腰直角三角形的存在性】【典例3】(2022•黔东南州一模)抛物线y=ax2+bx﹣经过点(1,﹣1),现将一块等腰直角三角板ABC(∠ACB=90°)按照如图的方式放在第二象限,斜靠在两坐标轴上,且点A、C坐标分别为(0,2)、(﹣1,0).B点在抛物线y=ax2+bx﹣图象上.(1)求点B的坐标:(2)求抛物的解析式;(3)在抛物线上是否还存在点P(点B除外),使△ACP仍然是以AC为直角边的等腰直角三角形?若存在,求出点P的坐标:若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)过点B作BD⊥x轴,垂足为D.∵∠BCD+∠ACO=90°,∠ACO+∠CAO=90°,∴∠BCD=∠CAO,又∵∠BDC=∠COA=90°,CB=AC,∴△BCD≌△CAO(AAS),∴BD=OC=1,CD=OA=2,∴点B的坐标为(﹣3,1);(2)抛物线y=ax2+bx﹣经过点(1,﹣1),点B(﹣3,1),则,解得,所以抛物线的解析式为y=x2+x﹣;(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P1,使得P1C=BC,得到等腰直角三角形△ACP1,过点P1作P1M⊥x轴,∵CP1=BC,∠MCP1=∠BCD,∠P1MC=∠BDC=90°,∴△MP1C≌△DBC(AAS),∴CM=CD=2,P1M=BD=1,∵OC=1,∴OM=1,∴P1(1,﹣1);②若以点A为直角顶点;则过点A作AP2⊥CA,且使得AP2=AC,得到等腰直角三角形△ACP2,过点P2作P2N⊥y轴,同理可证△AP2N≌△CAO,∴NP2=OA=2,AN=OC=1,∴点P2(2,1),③以A为直角顶点的等腰Rt△ACP的顶点P有两种情况.即过点A作直线L⊥AC,在直线L上截取AP=AC时,点P可能在y轴右侧,即现在解答情况②的点P2;点P也可能在y轴左侧,即还有第③种情况的点P3.因此,然后过P3作P3G⊥y轴于G,同理:△AGP3≌△CAO,∴GP3=OA=2,AG=OC=1,∴P3为(﹣2,3);经检验,点P1(1,﹣1)与在抛物线y=x2+x﹣上,点P2(2,1)点P3(﹣2,3)都不在抛物线y=x2+x﹣上.综上,存在,点P的坐标为(1,﹣1).【变式1-1】(2022•兴宁区校级模拟)如图,已知二次函数y=ax2+bx+c的图象经过点C(2,﹣3),且与x轴交于原点及点B(8,0),点A为抛物线的顶点.(1)求二次函数的表达式;(2)在抛物线的对称轴上是否存在点M,使△ABM是等腰三角形?如果存在,请求出点M的坐标.如果不存在,请说明理由;【解答】解:(1)由题意,解得:,∴二次函数的表达式为y=x2﹣2x;(2)过点A作直线AF⊥x轴于点F,由(1)得y=(x﹣4)2﹣4,∴抛物线的顶点A(4,﹣4),①AM=BM,∵B(8,0),∴BF=4,∵∠AFB=90°,AF=BF=4,∴△ABF是等腰直角三角形,∴M在点F处,△ABM是等腰直角三角形,此时M为(4,0),②AB=AM,由①得△ABF是等腰直角三角形,BF=4,∴AB===4,∴M为(4,﹣4﹣4)或(4,﹣4+4),③AB=BM,∵AB=BM,BF⊥AM,∴MF=AF,∴M为(4,4),综上所述,M为(4,0),(4,﹣4﹣4)或(4,﹣4+4)或(4,4);【变式3-2】(2022•禅城区二模)如图,抛物线经过原点O,对称轴为直线x=2且与x轴交于点D,直线l:y=﹣2x﹣1与y轴交于点A,与抛物线有且只有一个公共点B,并且点B在第四象限,直线l与直线x=2交于点C.(1)连接AD,求证:AD⊥AC.(2)求抛物线的函数关系式.(3)在直线l上有一点动点P,抛物线上有一动点Q,当△PBQ是以PQ为斜边的等腰直角三角形时,直接写出此时点P的坐标.【解答】解:(1)如图1,过点C作CE⊥y轴于点E,则∠AEC=∠DOA=90°,∵直线y=﹣2x﹣1与y轴交于点A,与直线x=2交于点C,∴A(0,﹣1),C(2,﹣5),∴E(0,﹣5),∴OA=1,OD=2,CE=2,AE=4,∴=,==,∴=,∵∠AEC=∠DOA,∴△AEC∽△DOA,∴∠CAE=∠ADO,∵∠ADO+∠DAO=90°,∴∠CAE+∠DAO=90°,∴∠DAC=180°﹣(∠CAE+∠DAO)=180°﹣90°=90°,∴AD⊥AC.(2)设抛物线的函数关系式为y=ax2+bx,∵对称轴为直线x=2,∴=2,∴b=﹣4a,∴y=ax2﹣4ax,由ax2﹣4ax=﹣2x﹣1,整理得ax2+(2﹣4a)x+1=0,∵直线y=﹣2x﹣1与抛物线有且只有一个公共点B,∴Δ=(2﹣4a)2﹣4a=0,解得:a1=,a2=1,当a=时,抛物线解析式为y=x2﹣x,联立得x2﹣x=﹣2x﹣1,解得:x1=x2=﹣2,∴B(﹣2,3)与点B在第四象限矛盾,故a=不符合题意,舍去,当a=1时,y=x2﹣4x,联立得x2﹣4x=﹣2x﹣1,解得:x1=x2=1,∴B(1,﹣3),点B在第四象限符合题意,∴a=1,∴该抛物线的函数关系式为y=x2﹣4x.(3)如图2,过点B作BQ⊥AB交抛物线于点Q,作GH∥x轴交y轴于点G,过点Q 作QH⊥GH,则∠AGB=∠BHQ=∠ABQ=90°,∴∠ABG+∠QBH=∠ABG+∠BAG=90°,∴∠QBH=∠BAG,∴△ABG∽△BQH,∴=,设Q(t,t2﹣4t),∵A(0,﹣1),B(1,﹣3),∴AG=2,BG=1,BH=t﹣1,QH=t2﹣4t+3,∴=,解得:t=1(舍去)或t=,∴BH=﹣1=,QH=()2﹣4×+3=,过点B作EF∥y轴,过点P1作P1E⊥EF,过点P2作P2F⊥EF,∵△PBQ是以PQ为斜边的等腰直角三角形,∴P1B=BQ=P2B,∵∠P1BE+∠EBQ=∠EBQ+∠QBH=90°,∴∠P1BE=∠QBH,∵∠BEP1=∠BHQ=90°,∴△BEP1≌△BHQ(AAS),∴EP1=QH=,BE=BH=,∴P1(﹣,﹣),同理可得:P2(,﹣),综上,点P的坐标为P1(﹣,﹣),P2(,﹣).1.(2022•榆阳区一模)如图,已知抛物线y=mx2+4x+n与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C.直线y=x﹣3经过B,C两点.(1)求抛物线的函数表达式;(2)抛物线的顶点为M,在该抛物线的对称轴l上是否存在点P,使得以C,M,P为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,求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)y=x﹣3中,令x=0,则y=﹣3,∴C(0,﹣3),令y=0,则x=3,∴B(3,0),将C(0,﹣3),B(3,0)代入y=mx2+4x+n中,∴,解得,∴y=﹣x2+4x﹣3;(2)存在点P,使得以C,M,P为顶点的三角形是等腰三角形,理由如下:∵y=﹣x2+4x﹣3=﹣(x﹣2)2+1,∴M(2,1),对称轴为直线x=2,设P(2,t),∴MP=|t﹣1|,MC=2,CP=,①当MP=MC时,|t﹣1|=2,∴t=2+1或t=﹣2+1,∴P(2,2+1)或(2,﹣2+1);②当MP=CP时,|t﹣1|=,解得t=﹣,∴P(2,﹣);③当MC=CP时,2=,解得t=1(舍)或t=﹣7,∴P(2,7);综上所述:P点坐标为(2,2+1)或(2,﹣2+1)或(2,﹣)或(2,7).2.(2022•岚山区一模)已知抛物线y=ax2+bx+8与x轴交于A(﹣3,0),B(8,0)两点,交y轴于点C,点P是抛物线上一个动点,且点P的横坐标为m.(1)求抛物线的解析式;(2)如图2,将直线BC沿y轴向下平移5个单位,交x轴于点M,交y轴于点N.过点P作x轴的垂线,交直线MN于点D,是否存在一点P,使△BMD是等腰三角形?若存在,请直接写出符合条件的m的值;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+8与x轴交于A(﹣3,0),B(8,0)两点,∴,解得,,∴抛物线的解析式为y=﹣x2+x+8;(3)易证线BC的解析式为y=﹣x+8,向下平移5个单位得到y=﹣x+3,当y=0时,x=3,∴M(3,0),当x=0时,y=3,∴N(0,3),由题意得PD⊥MB,∵MB=8﹣3=5,D(m,﹣m+3),∴MD2=(m﹣3)2+(﹣m+3)2,BD2=(8﹣m)2+(﹣m+3)2,若△BMD是等腰三角形,可分三种情况:①当MB=MD时,∴(m﹣3)2+(﹣m+3)2=25,解得m1=3+,m2=3﹣,②当MB=BD时,∴(8﹣m)2+(﹣m+3)2=25,解得,m1=3(舍去),m2=8(舍去),③当MD+BD时,∴(8﹣m)2+(﹣m+3)2=(m﹣3)2+(﹣m+3)2,解得,m=5.5.综上所述,m的值为3+或3﹣或5.5时,△BMD是等腰三角形.3.(2022•兴宁区校级模拟)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c过点A、B,抛物线的对称轴交x 轴于点D,直线y=﹣x+3与x轴交于点B,与y轴交于点C,且.(1)求抛物线的解析式;(2)在x轴上是否存在点P,使得△PDC为等腰三角形?若存在,请求出点P的坐标,若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)对于直线y=﹣x+3,令y=0,即﹣x+3=0,解得:x=3,令x=0,得y=3,∴B(3,0),C(0,3),∵A为x轴负半轴上一点,且OA=OB,∴A(﹣1,0).将点A、B的坐标分别代入y=﹣x2+bx+c中,得,解得,∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3;(3)存在.如图2,∵点P在x轴上,∴设P(m,0).∵C(0,3),D(1,0),∴由勾股定理,得:CD2=OC2+OD2=32+12=10,PD2=(m﹣1)2,CP2=OP2+OC2=m2+32=m2+9,分为三种情况讨论:①当CD=PD时,CD2=PD2,即10=(m﹣1)2,解得m1=1+,m2=1﹣,此时点P的坐标为(1+,0)或(1﹣,0);②当CD=CP时,CD2=CP2,即10=m2+9,解得m1=﹣1,m2=1(不符合题意,舍去),此时点P的坐标为(﹣1,0);③当PC=PD时,PC2=PD2,即m2+9=(m﹣1)2,解得m=﹣4,此时点P的坐标为(﹣4,0).综上所述,在x轴上存在点P,使得△PDC为等腰三角形,满足条件的点P的坐标为(1+,0)或(1﹣,0)或(﹣1,0)或(﹣4,0).4.(2022•鞍山模拟)抛物线与坐标轴交于A(﹣1,0)、B(4,0)、C(0,4),连接AC、BC.(1)求抛物线的解析式;(3)如图2,点E是抛物线上第一象限内对称轴右侧的一点,连接EC,点D是抛物线的对称轴上的一点,连接ED、CD,当△CED是以点E为顶点的等腰直角三角形时,直接写出点E的横坐标.【解答】解:(1)设抛物线的解析式为y=ax2+bx+c,∵抛物线y=ax2+bx+c过A(﹣1,0),B(4,0),C(0,4)三点,∴.解得:.∴抛物线对应的二次函数的解析式为y=﹣x2+3x+4;(2)设G(x,﹣x2+3x+4),∵S△BHG=S△ABG﹣S△ABH,S△AHC=S△ABC﹣S△ABH,△BHG与△AHC的面积差为1,∵A(﹣1,0)、B(4,0),∴AB=5,(3)∵y=﹣x2+3x+4,∴抛物线对称轴为x=﹣=,,点E分别作EM⊥y轴于M,作EN⊥EM,过点D作DN⊥EN,垂足为N,∴∠CME=∠DNE=90°,∠MEN=90°,∵△CED是以点E为顶点的等腰直角三角形,∴∠CED=90°,∴∠CEM+∠MED=∠DEN+∠MED=90°,CE=DE,∴∠CEM=∠DEN,∴△EMC≌△END(AAS),∴CM=DN,设E(m,﹣m2+3m+4)(m>),∴4﹣(﹣m2+3m+4)=m﹣,∴m=或(不合题意,舍去),∴点E的横坐标为.5.(2022•渭滨区模拟)如图,抛物线y=ax2+bx+4交x轴于A(﹣3,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C,连接AC,BC.M为线段OB上的一个动点,过点M作PM⊥x轴,交抛物线于点P,交BC于点Q.(1)求抛物线的表达式;(2)试探究点M在运动过程中,是否存在这样的点Q,使得以A,C,Q为顶点的三角形是等腰三角形.若存在,请求出此时点Q的坐标;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)将A(﹣3,0),B(4,0)代入y=ax2+bx+4,∴,解得,∴抛物线的表达式为:;(2)存在点Q,使得以A,C,Q为顶点的三角形是等腰三角形,理由如下:令x=0,则y=4,∴点C(0,4),∵A(﹣3,0)、C(0,4),∴AC=5,设直线BC的解析式为y=kx+b,∴,解得,∴y=﹣x+4,设点M(m,0),则点Q(m,﹣m+4),①当AC=CQ时,过点Q作QE⊥y轴于点E,连接AQ,∵CQ2=CE2+EQ2,即m2+[4﹣(﹣m+4)]2=25,解得:舍去负值),∴点;②当AC=AQ时,则AQ=AC=5,在Rt△AMQ中,由勾股定理得:[m﹣(﹣3)]2+(﹣m+4)2=25,解得:m=1或m=0(舍去0),∴点Q(1,3);③当CQ=AQ时,则2m2=[m﹣(﹣3)]2+(﹣m+4)2,解得:舍去);综上所述,点Q的坐标为(1,3)或.31。
二次函数与相似三角形问题(含答案完美打印版)
综合题讲解函数中因动点产生的相似三角形问题例题如图 1 ,已知抛物线的顶点为A( 2 ,1 ),且经过原点O,与 x 轴的另一个交点为 B 。
⑴求抛物线的解析式;(用顶点式求得抛物线的解析式为y 1 x2x)...4⑵若点 C 在抛物线的对称轴上,点 D 在抛物线上,且以O、C 、D、B 四点为顶点的四边形为平行四边形,求 D 点的坐标;⑶连接 OA 、 AB ,如图 2 ,在 x 轴下方的抛物线上是否存在点P ,使得△ OBP 与△ OAB 相似?若存在,求出 P 点的坐标;若不存在,说明理由。
y yA AO B O Bx x图1例1题图图2.......分析 :1 .当给出四边形的两个顶点时应以两个顶点的连线为四边形的边和对角线来考虑问题以O、C 、D、B 四点为顶点的四边形为平行四边形要分类讨论:按 OB 为边和对角线两种情况2.函数中因动点产生的相似三角形问题一般有三个解题途径① 求相似三角形的第三个顶点时,先要分析已知三角形的边和角的特点,进而得出已知三角形是否为特..殊三角形。
根据未知三角形中已知边与已知三角形的可能对应边分类讨论。
②或利用已知三角形中对应角,在未知三角形中利用勾股定理、三角函数、对称、旋转等知识来推导边的大小。
③若两个三角形的各边均未给出,则应先设所求点的坐标进而用函数解析式来表示各边的长度,之后利用相似来列方程求解。
例题 2 :如图,已知抛物线y=ax 2+4ax+t ( a > 0)交 x 轴于 A 、B 两点,交y 轴于点 C,抛物线的对称轴交x 轴于点 E,点 B 的坐标为( -1 ,0 ).( 1)求抛物线的对称轴及点 A 的坐标;( 2)过点 C 作 x 轴的平行线交抛物线的对称轴于点P ,你能判断四边形ABCP 是什么四边形?并证明你的结论;( 3)连接 CA 与抛物线的对称轴交于点 D ,当∠ APD= ∠ACP 时,求抛物线的解析式.练习 1 、已知抛物线y2bx c,,5 3,及原点 O(0,0) .ax经过 P( 33) E02( 1)求抛物线的解析式.(由一般式得抛物线的解析式为2253y x x )...33( 2)过P点作平行于x 轴的直线PC交 y 轴于C点,在抛物线对称轴右侧且位于直线PC 下方的抛物线上,任取一点Q ,过点 Q 作直线 QA 平行于y轴交x轴于A点,交直线PC 于B点,直线 QA 与直线 PC 及两坐标轴围成矩形OABC .是否存在点Q ,使得△OPC 与△ PQB 相似?若存在,求出Q 点的坐标;若不存在,说明理由.( 3)如果符合(2)中的Q点在x轴的上方,连结OQ ,矩形 OABC 内的四个三角形y△ OPC,△ PQB,△OQP,△ OQA 之间存在怎样的关系?为什么?C PBQO EA x练习 2 、如图,四边形OABC 是一张放在平面直角坐标系中的矩形纸片,点 A 在 x 轴上,点 C 在 y 轴上,将边 BC 折叠,使点 B 落在边 OA 的点 D 处。
2023年九年级数学中考专题:二次函数综合压轴题(相似三角形问题)(含简单答案)
2023年九年级数学中考专题:二次函数综合压轴题(相似三角形问题)1.如图,二次函数216y x bx c =++的图象交坐标轴于点()4,0A ,()0,2B -,点P 为x 轴上一动点.(1)求二次函数216y x bx c =++的表达式; (2)将线段PB 绕点P 逆时针旋转90︒得到线段PD ,若D 恰好在抛物线上,求点D 的坐标; (3)过点P 作PQ x ⊥轴分别交直线AB ,抛物线于点Q ,C ,连接AC .若以点B 、Q 、C 为顶点的三角形与APQ △相似,直接写出点P 的坐标. 2.抛物线25y ax bx =++经过点1,0A 和点()5,0B .(1)求该抛物线所对应的函数解析式;(2)该抛物线与直线25y x =+相交于C 、D 两点,点P 是抛物线上的动点且位于x 轴下方,直线PM y ∥轴,分别与x 轴和直线CD 交于点M 、N .①连结PC PD 、,如图1,在点P 运动过程中,PCD 的面积是否存在最大值?若存在,求出这个最大值;若不存在,说明理由;①连结PB ,过点C 作CQ PM ⊥,垂足为点Q ,如图2,是否存在点P ,使得CNQ 与PBM 相似?若存在,直接写出满足条件的点P 的坐标;若不存在,说明理由.3.已知抛物线24y ax ax b =-+与x 轴交于A ,B 两点,(A 在B 的左侧),与y 轴交于C ,若OB OC =,且03C (,).(1)求抛物线的解析式;(2)设抛物线的顶点为D ,点P 在抛物线的对称轴上,且APD ACB ∠=∠,求点P 的坐标; (3)在抛物线上是否存在一点M ,过M 作MN x ⊥轴于N ,以A 、M 、N 为顶点的三角形与AOC ∆相似,若存在,求出所有符合条件的M 点坐标,若不存在,请说明理由. 4.如图.在平面直角坐标系中.抛物线212y x bx c =++与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于点C .点A 的坐标为()1,0-,点C 的坐标为()0,2-.已知点(),0E m 是线段AB 上的动点(点E 不与点A ,B 重合).过点E 作PE x ⊥轴交抛物线于点P ,交BC 于点F .(1)求该抛物线的表达式;(2)若:1:2EF PF =,请求出m 的值;(3)是否存在这样的m ,使得BEP △与ABC 相似?若存在,求出此时m 的值;若不存在,请说明理由;(4)当点E 运动到抛物线对称轴上时,点M 是x 轴上一动点,点N 是抛物线上的动点,在运动过程中,是否存在以C 、B 、M 、N 为顶点的四边形是平行四边形?若不存在,请说明理由;若存在,请直接写出点M 的坐标.5.如图,二次函数212y x bx c =-++图像交x 轴于点A ,B (A 在B 的左侧),与y 轴交于点(0,3)C ,CD y ⊥轴,交抛物线于另一点D ,且5CD =,P 为抛物线上一点,PE y轴,与x 轴交于E ,与BC ,CD 分别交于点F ,G .(1)求二次函数解析式;(2)当P 在CD 上方时,是否存在点P ,使得以C ,P ,G 为顶点的三角形与FBE 相似,若存在,求出CPG △与FBE 的相似比,若不存在,说明理由.(3)点D 关于直线PC 的对称点为D ,当点D 落在抛物线的对称轴上时,此时点P 的坐标为________.6.如图,抛物线22y ax bx =++与x 轴交于点A ,B ,与y 轴交于点C ,已知A ,B 两点坐标分别是(1,0)A ,(4,0)B -,连接,AC BC .(1)求抛物线的表达式;(2)将ABC ∆沿BC 所在直线折叠,得到DBC ∆,点A 的对应点D 是否落在抛物线的对称轴上?若点D 在对称轴上,请求出点D 的坐标;若点D 不在对称轴上,请说明理由;(3)若点P 是抛物线位于第二象限图象上的一动点,连接AP 交BC 于点Q ,连接BP ,BPQ ∆的面积记为1S ,ABQ ∆的面积记为2S ,求12S S 的值最大时点P 的坐标. 7.已知,二次函数23y ax bx =+-的图象与x 轴交于A ,B 两点(点A 在点B 的左边),与y 轴交于C 点,点A 的坐标为()1,0-,且OB OC =.(1)求二次函数的解析式;(2)当04x ≤≤时,求二次函数的最大值和最小值分别为多少?(3)设点C '与点C 关于该抛物线的对称轴对称.在y 轴上是否存在点P ,使PCC '△与POB 相似,且PC 与PO 是对应边?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.8.已知菱形OABC 的边长为5,且点(34)A ,,点E 是线段BC 的中点,过点A ,E 的抛物线2y ax bx c =++与边AB 交于点D ,(1)求点E 的坐标;(2)连接DE ,将BDE △沿着DE 翻折痕.①当B 点的对应点B '恰好落在线段AC 上时,求点D 的坐标;①连接OB ,BB ',若BB D '△与BOC 相似,请直接写出此时抛物线二次项系数=a ______. 9.如图,抛物线22(0)y ax x c a =-+≠与x 轴交于A 、()3,0B 两点,与y 轴交于点()0,3C -,抛物线的顶点为D .(1)求抛物线的解析式;(2)已知点M 是x 轴上的动点,过点M 作x 轴的垂线交抛物线于点G ,是否存在这样的点M ,使得以点A 、M 、G 为顶点的三角形与BCD △相似,若存在,请求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由.(3)在直线BC 下方抛物线上一点P ,作PQ 垂直BC 于点Q ,连接CP ,当CPQ 中有一个角等于ACO ∠时,求点P 的坐标.10.如图,抛物线顶点D 在x 轴上,且经过(0,3)-和(4,3)-两点,抛物线与直线l 交于A 、B 两点.(1)直接写出抛物线解析式和D 点坐标;(2)如图1,若()03A ,-,且 94ABDS =,求直线l 解析式; (3)如图2,若90ADB ∠=︒,求证:直线l 经过定点,并求出定点坐标.11.如图1,已知抛物线2=23y x x --与x 轴交于A 、B 两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C ,连接BC ,点P 是线段BC 下方抛物线上一动点,过点P 作∥PE BC ,交x 轴于点E ,连接OP 交BC 于点F .(1)直接写出点A ,B ,C 的坐标以及抛物线的对称轴; (2)当点P 在线段BC 下方抛物线上运动时,求BFPE取到最小值时点P 的坐标; (3)当点P 在y 轴右边抛物线上运动时,过点P 作PE 的垂线交抛物线对称轴于点G ,是否存在点P ,使以P 、E 、G 为顶点的三角形与①AOC 相似?若存在,来出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.12.如图,抛物线212ax ax b =-+y 经过()1,0A -,32,2C ⎛⎫⎪⎝⎭两点,与x 轴交于另一点B .(1)求此抛物线的解析式;(2)若抛物线的顶点为M ,点P 为线段OB 上一动点(不与点B 重合),点Q 在线段MB 上移动,且2PM MQ MB =⋅,设线段OP x =,2MQ y =,求2y 与x 的函数关系式,并直接写出自变量x 的取值范围;并直接写出PM APPQ BQ-的值;(3)在同一平面直角坐标系中,两条直线x m =,x n =分别与抛物线交于点E ,G ,与(2)中的函数图象交于点F ,.H 问四边形EFHG 能否为平行四边形?若能,求m ,n 之间的数量关系;若不能,请说明理由.13.已知抛物线213222y x x =-++交x 轴于A 、B 两点,A 在B 的左边,交y 轴于点C .(1)求抛物线顶点的坐标;(2)如图1,若10,2E ⎛⎫- ⎪⎝⎭,P 在抛物线上且在直线AE 上方,PQ AE ⊥于O ,求PQ 的最大值;(3)如图2,点(),3D a (32a <)在抛物线上,过A 作直线交抛物线于第四象限另一点F ,点M 在x 轴上,以M 、B 、D 为顶角的三角形与AFB △相似,求点M 的坐标. 14.如图,抛物线23y ax bx =+-与x 轴交于点()1,0A 、()3,0B ,与y 轴交于点C ,联结AC 、BC .(1)求该抛物线的表达式及顶点D 的坐标;(2)如果点P 在抛物线上,CB 平分ACP ∠,求点P 的坐标:(3)如果点Q 在抛物线的对称轴上,DBQ 与ABC 相似.求点Q 的坐标.15.如图,抛物线23y ax x c =-+与x 轴交于(4,0)A -,B 两点,与y 轴交于点(0,4)C ,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34DE EO =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.16.如图①,抛物线与x 轴交于A ,B 两点,与y 轴交于点C (0,3),顶点为D (4,-1),对称轴与直线BC 交于点E ,与x 轴交于点F .(1)求二次函数的解析式;(2)点M 在第一象限抛物线的对称轴上,若点C 在BM 的垂直平分线上,求点M 的坐标; (3)如图①,过点E 作对称轴的垂线在对称轴的右侧与抛物线交于点H ,x 轴上方的对称轴上是否存在一点P ,使以E ,H ,P 为顶点的三角形与EFB △相似,若存在,求出P点坐标;若不存在,请说明理由.17.如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知抛物线2y ax x c =++经过()2,0A -,()0,4B 两点,直线3x =与x 轴交于点C .(1)求a ,c 的值;(2)经过点O 的直线分别与线段AB ,直线3x =交于点D ,E ,且BDO △与OCE △的面积相等,求直线DE 的解析式;(3)P 是抛物线上位于第一象限的一个动点,在线段OC 和直线3x =上是否分别存在点F ,G ,使B ,F ,G ,P 为顶点的四边形是以BF 为一边的矩形?若存在,求出点F的坐标;若不存在,请说明理由.18.如图1,抛物线2y ax bx c =++与x 轴交于A ,B (点A 在点B 左侧),与y 轴负半轴交于C ,且满足2OA OB OC ===.(1)求抛物线的解析式;(2)如图2,D 为y 轴负半轴上一点,过D 作直线l 垂直于直线BC ,直线l 交抛物线于E ,F 两点(点E 在点F 右侧),若3DF DE =,求D 点坐标; (3)如图3,点M 为抛物线第二象限部分上一点,点M ,N 关于y 轴对称,连接MB ,P 为线段MB 上一点(不与M 、B 重合),过P 点作直线x t =(t 为常数)交x 轴于S ,交直线NB 于Q ,求QS PS -的值(用含t 的代数式表示).参考答案:1.(1)211266y x x =-- (2)()3,1D -或()8,10D -(3)点P 的坐标为()011-,或()10,.2.(1)265y x x =-+ (2)37,24⎛⎫- ⎪⎝⎭或()3,4-3.(1)243y x x =-+ (2)()2,2P 或()2,2-(3)存在符合条件的M 点,且坐标为:110(3M ,7)9-,()26,15M ,38(3M ,5)9-4.(1)213222y x x =--; (2)2m =;(3)存在,m 的值为0或3;(4)存在,M 点的坐标为()7,0或()1,0M 或⎫⎪⎪⎝⎭或⎫⎪⎪⎝⎭.5.(1)215322y x x =-++;(2)存在点P ,使得以C ,P ,G 为顶点的三角形与FBE 相似,CPG △与FBE 的相似比为2或25;(3)P 点横坐标55.6.(1)213222y x x =--+(2)点D 不在抛物线的对称轴上, (3)(2,3)-7.(1)2=23y x x --(2)函数的最大值为5,最小值为4- (3)存在,(0,9)P -或9(0,)5P -8.(1)13(2)2E , (2)①11(4)2D ,或23(4)6D ,;①47-9.(1)2=23y x x --(2)()0,0,()6,0,8,03⎛⎫ ⎪⎝⎭,10,03⎛⎫⎪⎝⎭(3)57,24⎛⎫- ⎪⎝⎭或者315,24⎛⎫- ⎪⎝⎭10.(1)()2324y x =--,()2,0D (2)334y x =-或1534y x =- (3)证明见解析,定点坐标为423⎛⎫- ⎪⎝⎭,11.(1)A (﹣1,0),B (3,0),C (0,﹣3),对称轴为直线x =1(2)当t =32时,BF PE 最小,最小值为47,此时P (32,﹣154).(3)存在,点P 的坐标为(2,﹣3)12.(1)211322y x x =-++(2)22150322y x x x =-+≤<(),PM AP PQ BQ -的值为0 (3)m 、n 之间的数量关系是2(1)m n m +=≠13.(1)(32,258)答案第3页,共3页(3)(2,0)或(-5,0)或13,07⎛⎫ ⎪⎝⎭或2205⎛⎫- ⎪⎝⎭,14.(1)2=+43y x x --,(21)D , (2)111639⎛⎫ ⎪⎝⎭,- (3)(2,−2)或12,3⎛⎫ ⎪⎝⎭15.(1)234y x x =--+(2)(1,6)D -或(3,4)D -(3)(3,4)-或(0,4)或2⎫⎪⎪⎝⎭或2⎫⎪⎪⎝⎭16.(1)21234y x x =-+(2)(4,3(3)存在P 1)或(4,1),使以E ,H ,P 为顶点的三角形与EFB △相似,17.(1)12a =-,4c = (2)23y x =- (3)存在这样的点F ,点F 的坐标为(2,0)或18.(1)2122y x =- (2)()0,1D -或190,8D ⎛⎫- ⎪⎝⎭, (3)24QS PS t -=-+。
中考数学二次函数存在性问题 及参考答案
中考数学二次函数存在性问(Wen)题 及参考答案一、二次函数中相似三(San)角形的存在性问题 1.如图,把抛(Pao)物线向左(Zuo)平移(Yi)1个(Ge)单位,再向下平移(Yi)4个单位,得(De)到抛物线2y x =.所得抛物线与2y x =轴交于A ,B 两点(点A 在点B 的左边),与2y x =轴交于点C ,顶点为D.(1)写出2y x =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.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 2y x =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(Cun)在性问题3.如图,抛物(Wu)线2y x =与(Yu)双曲线2y x =相(Xiang)交于点(Dian)A ,B .已(Yi)知点(Dian)B 的坐标(Biao)为(-2,-2),点A 在第一象限内,且tan ∠AOX =4.过点A 作直线AC ∥2y x =轴,交抛物线于另一点C . (1)求双曲线和抛物线的解析式; (2)计算△ABC 的面积;(3)在抛物线上是否存在点D ,使△ABD 的面积等于△ABC 的面积.若存在,请你写出点D 的坐标;若不存在,请你说明理由.4.如图,抛物线y =ax 2+c (a >0)经过梯形ABCD 的四个顶点,梯形的底AD 在x 轴上, 其中A (-2,0),B (-1, -3).(1)求抛物线的解析式;(3分)(2)点(Dian)M 为(Wei)y 轴上(Shang)任意一点,当点M 到(Dao)A 、B 两点的距离之和为最小时(Shi),求此时点M 的(De)坐标;(2分(Fen))(3)在(Zai)第(2)问的结论下,抛物线上的点P 使S △PAD =4S △ABM 成立,求点P 的坐标.(4分)(4)在抛物线的BD 段上是否存在点Q 使三角形BDQ 的面积最大,若有,求出点Q 的坐标,若没有,请说明理由。
二次函数与直角三角形有关的问题
二次函数的综合——与直角三角形有关的问题一.知识回顾(一)证明直角三角形(或直角)的定理:1.勾股定理的逆定理:如果三角形的三边长a ,b ,c 满足a 2+b 2=c 2, 那么这个三角形是直角三角形;两腰的夹角叫做顶角,腰和底边 的夹角叫做底角.2.半圆(或直径)所对的圆周角是直角. (二)与直角三角形(或直角)有关的线段关系:1. 勾股定理:如果直角三角形的两条直角边长分别为a ,b ,斜边长为c ,那么a 2+b 2=c 2 ;2. 辅助线构造“一线三垂直”相似三角形模型(如下图),对应边的比相等.二.例题解析例1.如图,在平面直角坐标系xOy 中,抛物线y =-x 2+2x +3与x 轴交于A ,B 两点,与y 轴交于点C ,抛物线的顶点为D ,连接BC 、CD 、BD .证明:△BCD 是直角三角形. 解:x =0时,y =3;y =0时,x 1=-1,x 2=3; ∴C 为(0,3),点B 为(3,0).∵y =-x 2+2x +3=-(x -1)2+4,∴抛物线的顶点D 为(1,4),方法一:∵BC 2=(3-0)2+(0-3)2=18,CD 2=(1-0)2+(4-3)2=2,BD 2=(3-1)2+(0-4)2=20, ∴BC 2+CD 2=BD 2,即∠DCB =90°,△BCD 是直角三角形.方法二:过点D 做DE ⊥y 轴于点E , 则DE =CE =1,OB =OC =3,∴∠DCE =∠BCO =45°,即∠BCD =90°,△BCD 是直角三角形.方法三:过点D 做DE ⊥y 轴于点E ,则DE =CE =1,OB =OC =3,∴CE DEBO CO =,又∵∠CED =∠BOC =90°,∴△CED ∽△BOC ,∠ECD =∠OBC , 而∠OBC+∠OCB =90°,∴∠BCD =180°-(∠ECD+∠OCB )=90°, △BCD 是直角三角形.已知三个顶点判断直角三角的方法:(1) 用勾股定理逆定理证明;(2)构造“一线三垂直”相似证明;(3)根据坐标判断某些特殊角,求出直角.交于点C ,点E 是抛物线对称轴上一点,若△ACE 是直角三角形,求出点E 的坐标. 解:x =0时,y =3,y =0时,x 1=-1,x 2=3; ∴C 为(0,3),点A 为(-1,0). ∵y =-x 2+2x +3=-(x -1)2+4, ∴抛物线的的对称轴为直线x =1. 设点E 的坐标为(1,a ), 方法一:AC 2=[0-(-1)]2+(3-0)2=10, EA 2=[1-(-1)]2+(a -0)2=a 2+4, CE 2=(1-0)2+(a -3)2=a 2-6a +10, 若∠CAE =90°,则CE 2=AC 2+EA 2, 即a 2-6a +10=10+a 2+4,解得:a =-32,点E 为(1,-32); 若∠ACE =90°,则AE 2=AC 2+CE 2,即a 2+4=10+a 2-6a +10,解得:a =38,点E 为(1,38);若∠CEA =90°,则AC 2=CE 2+EA 2,即10=a 2-6a +10+a 2+4,解得:a 1=1,a 2=2,点E 为(1,1)或(1,2);综上所述,点E 为(1,-32),(1,38),(1,1)或(1,2).方法二:若∠CAE =90°,过点A 作直线l //y 轴,分别过点C 、点E 作CM ⊥l 于点M ,EN ⊥l 于点N , 可证△AMC ∽△ENA , ∴MA NECM NA =,即3)1(11−−=−a , 解得:a =-32,∴点E 为(1,-32);若∠ACE =90°,过点C 作直线l //x 轴,分别过点A 、点E 作AM ⊥l 于点M ,EN ⊥l 于点N , 可证△AMC ∽△CNE ,∴AMCNMC NE =,即3113=−a ,解得:a =38,∴点E 为(1,38); 若∠AEC =90°,过点E 作直线l //y 轴,分别过点A 、点C 作AM ⊥l 于点M ,CN ⊥l 于点N ,可证△AME ∽△ENC ,∴EN AM NC ME =,即aa −=321, 解得:a 1=1,a 2=2,点E 为(1,1)或(1,2); 综上所述,点E 为(1,-32),(1,38),(1,1)或(1,2). 直角三角形已知两个顶点,求第三个顶点坐标的方法:(1)按直角顶点分类(“一圆两垂直”);(2)用勾股定理或构造“一线三垂直”相似列方程计算.交于点C ,连接BC ,点M ,N 分别是线段AB ,BC 上的动点,且AM =BN ,连接MN .当△BMN 是直角三角形时,求点M 的坐标. 方法一:解:x =0时,y =3;y =0时,x 1=-1,x 2=3; ∴A 为(-1,0),B 为(3,0),C 为(0,3). 设点M 坐标为(m ,0),∴BN =AM =m -(-1)=m +1,BM =3-m , ∵OB =OC =3,∠BOC =90°, ∴∠CBO =∠BCO =45°. 若∠MNB =90°, △BMN ∽△BCO ,则BN BM 2=,即()123+=−m m ,解得524−=m , ∴点M 的坐标为(524−,0); 若∠NMB =90°,△BMN ∽△BOC ,则BM BN 2=, 即()m m −=+321,解得247−=m ,∴点M 的坐标为(247−,0);综上所述,点M 坐标为(524−,0)或(247−,0).方法二:解:x =0时,y =3;y =0时,x 1=-1,x 2=3; ∴A 为(-1,0),B 为(3,0),C 为(0,3). ∴直线BC 的解析式为y =-x +3, ∵OB =OC =3,∠BOC =90°, ∴∠CBO =∠BCO =45°. 设点A M =BN=m ,过点N 作NG ⊥x 轴于点G , 在Rt △BNG 中,m BN BG NG 2222===, ∴点M 为(m -1,0),N 为(m 223−,m 22), ∴BM 2=(3-m +1)2=m 2-8m +16, BN 2=2222m =m 2, MN 2=22222231+ +−−m m m=162482222+−−+m m m m , 若∠MNB =90°,则MN 2+BN 2=MB 2,G即162482222+−−+m m m m +m 2=m 2-8m+16, 解得m 1=0(舍去),m 2=424−, ∴点M 的坐标为(524−,0); 若∠NMB =90°, 则MN 2+BM 2=NB 2,即162482222+−−+m m m m +m 2-8m+16=m 2, 解得m 1=4(舍去),m 2=248−, ∴点M 的坐标为(247−,0);综上所述,点M 坐标为(524−,0)或(247−,0).直角三角形已知一个顶点,另两个点伴随运动,求动点坐标的方法: (1)按直角顶点分类;(2)用勾股定理或相似列方程计算.三.方法总结:四.变式训练:1.如图,已知抛物线经过原点O ,顶点为A (1,1),且与直线y =x ﹣2交于B ,C 两点. (1)求抛物线的解析式及点C 的坐标; (2)求证:△ABC 是直角三角形.【分析】(1)可设顶点式,把原点坐标代入可求得抛物线解析式,联立直线与抛物线解析式,可求得C 点坐标;(2)分别过A 、C 两点作x 轴的垂线,交x 轴于点D 、E 两点,结合A 、B 、C 三点的坐标可求得∠ABO =∠CBO =45°,可证得结论;解:(1)∵顶点坐标为(1,1), ∴设抛物线解析式为y =a (x ﹣1)2+1, 又抛物线过原点,∴0=a (0﹣1)2+1,解得a =﹣1, ∴抛物线解析式为y =﹣(x ﹣1)2+1, 即y =﹣x 2+2x ,联立抛物线和直线解析式可得,解得或,∴B (2,0),C (﹣1,﹣3);(2)如图,分别过A、C两点作x轴的垂线,交x轴于点D、E两点,则AD=OD=BD=1,BE=OB+OE=2+1=3,EC=3,∴∠ABO=∠CBO=45°,即∠ABC=90°,∴△ABC是直角三角形.2.如果抛物线C1的顶点在拋物线C2上,抛物线C2的顶点也在拋物线C1上时,那么我们称抛物线C1与C2“互为关联”的抛物线.如图1,已知抛物线C1:y1=x2+x与C2:y2=ax2+x+c是“互为关联”的拋物线,点A,B分别是抛物线C1,C2的顶点,抛物线C2经过点D(6,﹣1).(1)直接写出A,B的坐标和抛物线C2的解析式;(2)抛物线C2上是否存在点E,使得△ABE是直角三角形?如果存在,请求出点E的坐标;如果不存在,请说明理由.【分析】(1)由抛物线C1:y1=x2+x可得A(﹣2,﹣1),将A(﹣2,﹣1),D(6,﹣1)代入y2=ax2+x+c,求得y2=﹣+x+2,B(2,3);(2)易得直线AB的解析式:y=x+1,①若B为直角顶点,BE⊥AB,E(6,﹣1);②若A为直角顶点,AE⊥AB,E(10,﹣13);③若E为直角顶点,设E(m,﹣m2+m+2)不符合题意;解:由抛物线C1:y1=x2+x可得A(﹣2,﹣1),将A(﹣2,﹣1),D(6,﹣1)代入y2=ax2+x+c得,解得,∴y2=﹣+x+2,B(2,3);(2)易得直线AB的解析式:y=x+1,①若B为直角顶点,BE⊥AB,k BE•k AB=﹣1,∴k BE=﹣1,直线BE解析式为y=﹣x+5联立,解得x=2,y=3或x=6,y=﹣1,∴E(6,﹣1);②若A为直角顶点,AE⊥AB,同理得AE解析式:y=﹣x﹣3,联立,解得x=﹣2,y=﹣1或x=10,y=﹣13,∴E(10,﹣13);③若E为直角顶点,设E(m,﹣m2+m+2)由AE⊥BE得k BE•k AE=﹣1,即,,,(m﹣2)2(m﹣6)(m+2)=﹣16(m+2)(m﹣2),(m+2)(m﹣2)[(m﹣2)(m﹣6)+16]=0,∴m+2=0或m﹣2=0,或(m﹣2)(m﹣6)+16=0(无解)解得m=2或﹣2(不符合题意舍去),∴点E的坐标E(6,﹣1)或E(10,﹣13).3.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.(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.【分析】(1)利用待定系数法求抛物线解析式;利用等腰三角形的性质得B(3,0),然后计算自变量为3所对应的二次函数值可得到D点坐标;(2)利用勾股定理计算出BC=5,设M(0,m),则BN=4﹣m,CN=5﹣(4﹣m)=m+1,由于∠MCN=∠OCB,根据相似三角形的判定方法,当=时,△CMN∽△COB,于是有∠CMN=∠COB=90°,即=;当=时,△CMN∽△CBO,于是有∠CNM=∠COB=90°,即=,然后分别求出m的值即可得到M点的坐标;解:(1)把A(﹣3,0),C(0,4)代入y=ax2﹣5ax+c得,解得,∴抛物线解析式为y=﹣x2+x+4;∵AC=BC,CO⊥AB,∴OB=OA=3,∴B(3,0),∵BD⊥x轴交抛物线于点D,∴D点的横坐标为3,当x=3时,y=﹣×9+×3+4=5,∴D点坐标为(3,5);(2)在Rt△OBC中,BC===5,设M(0,m),则BN=4﹣m,CN=5﹣(4﹣m)=m+1,∵∠MCN=∠OCB,∴当=时,△CMN∽△COB,则∠CMN=∠COB=90°,即=,解得m =,此时M点坐标为(0,);当=时,△CMN∽△CBO,则∠CNM=∠COB=90°,即=,解得m=,此时M点坐标为(0,);综上所述,M点的坐标为(0,)或(0,).4.如图1,在平面直角坐标系中,直线l1:y=x+1与直线l2:x=﹣2相交于点D,点A是直线l2上的动点,过点A作AB⊥l1于点B,点C的坐标为(0,3),连接AC,BC.设点A 的纵坐标为t,△ABC的面积为s.(1)当t=2时,请直接写出点B的坐标;(2)在l2上是否存在点A,使得△ABC是直角三角形?若存在,请求出此时点A的坐标和△ABC的面积;若不存在,请说明理由.【分析】(1)先根据t=2可得点A(﹣2,2),因为B在直线l1上,所以设B(x,x+1),利用y=0代入y=x+1可得G点的坐标,在Rt△ABG中,利用勾股定理列方程可得点B 的坐标;(2)先把(7,4)代入s=中计算得b的值,计算在﹣1<t<5范围内图象上一个点的坐标值:当t=2时,根据(1)中的数据可计算此时s=,可得坐标(2,),代入s=a(t+1)(t﹣5)中可得a的值;解:(1)如图1,连接AG,当t=2时,A(﹣2,2),设B(x,x+1),在y=x+1中,当x=0时,y=1,∴G(0,1),∵AB⊥l1,∴∠ABG=90°,∴AB2+BG2=AG2,即(x+2)2+(x+1﹣2)2+x2+(x+1﹣1)2=(﹣2)2+(2﹣1)2,解得:x1=0(舍),x2=﹣,∴B(﹣,);(2)存在,设B(x,x+1),分两种情况:①当∠CAB=90°时,如图4,∵AB⊥l1,∴AC∥l1,∵l1:y=x+1,C(0,3),∴AC:y=x+3,∴A(﹣2,1),∵D(﹣2,﹣1),在Rt△ABD中,AB2+BD2=AD2,即(x+2)2+(x+1﹣1)2+(x+2)2+(x+1+1)2=22,解得:x1=﹣1,x2=﹣2(舍),∴B(﹣1,0),即B在x轴上,∴AB==,AC==2,∴S△ABC===2;②当∠ACB=90°时,如图5,∵∠ABD=90°,∠ADB=45°,∴△ABD是等腰直角三角形,∴AB=BD,∵A(﹣2,t),D(﹣2,﹣1),∴(x+2)2+(x+1﹣t)2=(x+2)2+(x+1+1)2,(x+1﹣t)2=(x+2)2,x+1﹣t=x+2或x+1﹣t=﹣x﹣2,解得:t=﹣1(舍)或t=2x+3,Rt△ACB中,AC2+BC2=AB2,即(﹣2)2+(t﹣3)2+x2+(x+1﹣3)2=(x+2)2+(x+1﹣t)2,把t=2x+3代入得:x2﹣3x=0,解得:x=0或3,当x=3时,如图5,则t=2×3+3=9,∴A(﹣2,9),B(3,4),∴AC==2,BC==,∴S△ABC===10;当x=0时,如图6,此时,A(﹣2,3),AC=2,BC=2,∴S△ABC===2.。
2023年中考数学重难点专题复习-特殊三角形问题(二次函数综合)【有答案】
2023年中考数学重难点专题复习-特殊三角形问题(二次函数综合)1.综合与探究如图,抛物线2y ax bx c =++经过()1,0A -,()3,0B ,()0,3C 三点,与y 轴交于点C ,作直线BC .(1)求抛物线和直线BC 的函数解析式.(2)D 是直线BC 上方抛物线上一点,求BDC 面积的最大值及此时点D 的坐标.(3)在抛物线对称轴上是否存在一点P ,使得以点P ,B ,C 为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,请直接写出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.2.如图,在平面直角坐标系中,抛物线2y ax 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.3.已知,如图,抛物线2y x bx c =-++经过直线3y x =-+与坐标轴的两个交点A ,B ,此抛物线与x 轴的另一个交点为C ,抛物线的顶点为D .(1)求此抛物线的解析式;(2)设点Q 是线段AB 上的动点,作QM x ⊥轴交抛物线于点M ,求线段QM 长度的最大值;(3)在x 轴上是否存在点N 使ADN △为直角三角形?若存在,确定点N 的坐标;若不存在,请说明理由.4.已知抛物线2y ax bx c =++与x 轴交于()2,0A -、()6,0B 两点,与y 轴交于点()0,3C -.(1)求抛物线的表达式;(2)点P 在直线BC 下方的抛物线上,连接AP 交BC 于点M ,过点P 作x 轴的垂线l ,垂线l 交BC 于点E ,AD ∥垂线l ,求证ADM PEM ∽;当PM AM 最大时,求点P 的坐标及PM AM的最大值; (3)在(2)的条件下,在l 上是否存在点D ,使BCD 是直角三角形,若存在,请直接写出点D 的坐标;若不存在,请说明理由.5.如图,已知抛物线2y x bx c =++与x 轴交于点1,0A 和点()3,0B -.(1)求此抛物线的解析式;(2)点M 在抛物线的对称轴上,点Q 在x 轴下方的抛物线上,当MAQ 是以AQ 为斜边的等腰直角三角形时,求点M 的坐标.6.如图,抛物线223y ax x =++与x 轴的一个交点是()3,0A ,与y 轴交于B 点,点P 在拋物线上.(1)求a 的值;(2)过点P 作x 轴的垂线交直线AB 于点E ,设点P 的横坐标为(03)m m <<,PE l =,求l 关于m 的函数关系式;(3)当PAB 是直角三角形时,求点P 的坐标.7.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线2143y x bx =-++经过()13A -,,与y 轴交于点C ,经过点C 的直线与抛物线交于另一点()6,E m ,点M 为抛物线的顶点,抛物线的对称轴与x 轴交于点D .(1)求直线CE的解析式;(2)如图2,点P为直线CE上方抛物线上一动点,连接PC,PE,当PCE的面积最大时,求点P的坐标以及PCE 面积的最大值;(3)如图3,将点D右移一个单位到点N,连接AN,将(1)中抛物线沿射线NA平移得到新抛物线y',y'经过点N,y'的顶点为点G,在新抛物线y'的对称轴上是否存在点H,使得MGH是等腰三角形?若存在,请直接写出点H 的坐标:若不存在,请说明理由.30,,8.如图,在平面直角坐标系中,二次函数2=-++的图象与坐标轴相交于A、B、C三点,其中A点坐标为()y x bx cB 点坐标为10,,连接AC、BC.动点P从点A出发,在线段AC个单位长度向点C做匀速运动;同时,动点Q从点B出发,在线段BA上以每秒1个单位长度向点A做匀速运动,当其中一点到达终点时,另一点随之停止运动,连接PQ,设运动时间为t秒.(1)求b、c的值.(2)在P、Q运动的过程中,当t为何值时,四边形BCPQ的面积最小,最小值为多少?(3)在线段AC上方的抛物线上是否存在点M,使MPQ是以点P为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,请求出点9.如图,已知直线y =x +3与x 轴交于点A ,与y 轴交于点B ,抛物线2y x bx c =-++经过A 、B 两点,与x 轴交于另一个点C ,对称轴与直线AB 交于点E ,抛物线顶点为D .(1)点A 的坐标为 ,点B 的坐标为 .(2)①求抛物线的解析式;② 点M 是抛物线在第二象限图象上的动点,是否存在点M ,使得△MAB 的面积最大?若存在,请求这个最大值并求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由;(3)点P 从点D 出发,沿对称轴向下以每秒1个单位长度的速度匀速运动,设运动的时间为t 秒,当t 为何值时,以P 、B 、C 为顶点的三角形是等腰三角形?直接写出所有符合条件的t 值.10.如图,抛物线1C :()2120y ax ax a =+>与x 轴交于点A ,顶点为点P .(1)直接写出抛物线1C 的对称轴是______,用含a 的代数式表示顶点P 的坐标______;(2)把抛物线1C 绕点(),0M m 旋转180°得到抛物线2C (其中0m >),抛物线2C 与x 轴右侧的交点为点B ,顶点为点Q .②在①的条件下,是否存在ABP 为等腰三角形,若存在请求出a 的值,若不存在,请说明理由.11.如图,关于x 的二次函数y =x 2+bx +c 的图象与x 轴交于点A (1,0)和点B ,与y 轴交于点C (0,3),抛物线的对称轴与x 轴交于点D .(1)求二次函数的解析式.(2)有一个点M 从点A 出发,以每秒1个单位的速度在AB 上向点B 运动,另一个点N 从点D 与点M 同时出发,以每秒2个单位的速度在抛物线的对称轴上运动,当点M 到达点B 时,点M 、N 同时停止运动,问点M 、N 运动到何处时,△MNB 面积最大,试求出最大面积.(3)在y 轴上是否存在一点P ,使△PBC 为等腰三角形?若存在,请直接写出点P 的坐标,若不存在请说明理由.12.如图,抛物线212y ax x c =-+的图象与x 轴交点为A 和B ,与y 轴交点为()0,3D ,与直线23y x =--交点为A 和C .(1)求抛物线的解析式;(2)在直线23y x =--上是否存在一点M ,使得ABM 是等腰直角三角形,如果存在,求出点M 的坐标,如果不存在请说明理由.(3)若点E 是x 轴上一个动点,把点E 向下平移4个单位长度得到点F ,点F 向右平移4个单位长度得到点G ,点G 向上平移4个单位长度得到点H ,若四边形EFGH 与抛物线有公共点,请直接写出点E 的横坐标E x 的取值范围.。
2023年九年级数学中考专题:二次函数综合压轴题(特殊三角形问题)(含简单答案)
(1)点A的坐标为;
(2)若射线 平分 ,求二次函数的表达式;
(3)在(2)的条件下,如果点 是线段 (含A、B)上一个动点,过点D作x轴的垂线,分别交直线 和抛物线于E、F两点,当m为何值时, 为直角三角形?
②在①的条件下,点N在抛物线对称轴上,当∠MNC=45°时,求出满足条件的所有点N的坐标.
14.如图1,抛物线y=ax2+bx+3过点A(﹣1,0),点B(3,0),与y轴交于点C.M是抛物线任意一点,过点M作直线l⊥x轴,交x轴于点E,设M的横坐标为m(0<m<3).
(1)求抛物线的解析式及tan∠OBC的值;
(2)当m=1时,P是直线l上的点且在第一象限内,若△ACP是直角三角形时,求点P的坐标;
(3)如图2,连接BC,连接AM交y轴于点N,交BC于点D,连接BM,设△BDM的面积为S1,△CDN的面积为S2,求S1﹣S2的最大值.
15.如图,抛物线 与 轴交于 , 两点,与 轴交于点 ,已知抛物线的对称轴是直线 , . 为抛物线上的一个动点,过点 作 轴于点 ,交直线 于点 .
(3)将直线BC绕点B顺时针旋转45°,与抛物线交于另一点E,求直线 的解析式.
6.已知抛物线 经过 、 两点,O为坐标原点,抛物线交正方形 的边 于点E,点M为射线 上一动点,连接 ,交 于点F.
(1)求b和c的值及点C的坐标;
(2)求证∶
(3)是否存在点M,使 为等腰三角形?若不存在,请说明理由;若存在,求ME的长.
(1)求 , 的长(结果均用含 的代数式表示).
2023年九年级数学中考专题:二次函数综合压轴题(特殊三角形问题)(含简略答案)
(1)求直线 的解析式;
(2)如图1,点 是直线 下方抛物线上的一点,连接 ,当 的面积最大时,连接 ,设 分别是线段 上的点,且 ,求四边形 的面积;
(3)如图2,点 是线段 的中点,将抛物线 沿 轴正方向平移得到新抛物线 , 经过点 , 的顶点为 ,在新抛物线 的对称轴上,是否存在点 ,使得 为等腰三角形?若存在,写出点 的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)若点Q是上述抛物线上一点,且满足∠ABQ=2∠ABC,求满足条件的点Q的坐标.
11.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线 与直线 相交于 , 两点,其中 , .
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)点 为直线 下方抛物线上的任意一点,连接 , ,求 面积的最大值;
(3)在抛物线对称轴上找一点 ,使点 , , 三点构成的图形是直角三角形,求点 的坐标.
(2)当△PBC的面积最大时,求P点的坐标.
(3)在X轴上是否存在点N,使△NBC是等腰三角形,若存在直接写出所有符合条件的点N的坐标,若不存在说明理由
8.如图,直线 交 轴于点 ,交 轴于点B,抛物线 的顶点为 ,且经过点 .
(1)求该抛物线所对应的函数表达式;
(2)点 是抛物线上的点, 是以 为直角边的直角三角形,请直接写出点 的坐标.
13.如图,抛物线 经过 , 两点,且与 轴交于点 ,点 是抛物线的顶点,抛物线的对称轴 交 轴于点 ,连接 .
(1)求经过 三点的抛物线的函数表达式;
(2)点 在该抛物线的对称轴上,若 是以 为直角边的直角三角形,求点 的坐标;
(3)若 为 的中点,过点 作 轴于点 , 为抛物线上一动点, 为 轴上一动点, 为直线 上一动点,当以 、 、 、 为顶点的四边形是正方形时,请求出点 的坐标.
二次函数中直角三角形存在性问题
二次函数中直角三角形存在性问题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. 方法: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,利用勾股定理求解例一:如图,抛物线m mx mx 32y 2+-= 与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于C 点.(1)请求出抛物线顶点M 的坐标(用含m 的代数式表示),A 、B 两点的坐标;(2)经探究可知,△BCM 与△ABC 的面积比不变,试求出这个比值;(3)是否存在使△BCM 为直角三角形的抛物线?若存在,请求出;如果不存在,请说明理由例2、如图,抛物线n mx x ++=2y 与x 轴交于点A(-2,0),B(4,0),与y 轴交于点C.(1)求该抛物线的解析式;(2)M 为第一象限内抛物线上一动点,点M 在何处时,△ACM 的面积最大;(3)在抛物线的对称轴上是否存在这样的点P ,使得△PAC 为直角三角形?若存在,请求出所有可能点P 的坐标;若不存在,请说明理由.2.如图,抛物线mx x 2y 2-=(m >0)与x 轴的另一个交点为A ,过P(1,-m)作PM ⊥x 轴于点M ,交抛物线于点B .点B 关于抛物线对称轴的对称点为C .(1)若m=2,求点A 和点C 的坐标;(2)令m >1,连接CA ,若△ACP 为直角三角形,求m 的值;(3)在坐标轴上是否存在点E ,使得△PEC 是以P 为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,求出点E 的坐标;若不存在,请说明理由.3. 如图,抛物线2y 2++=bx ax 与x 轴交于点A(1,0)和B(4,0).(1)求抛物线的解析式;(2)若抛物线的对称轴交x 轴于点E ,点F 是位于x 轴上方对称轴上一点,FC ∥x 轴,与对称轴右侧的抛物线交于点C ,且四边形OECF 是平行四边形,求点C 的坐标;(3)在(2)的条件下,抛物线的对称轴上是否存在点P ,使△OCP 是直角三角形?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.4、在平面直角坐标系中,抛物线()k x k x --+=1y 2与直线y=kx+1交于A ,B 两点,点A 在点B 的左侧. (1)如图1,当k=1时,直接写出A ,B 两点的坐标;(2)在(1)的条件下,点P 为抛物线上的一个动点,且在直线AB 下方,试求出△ABP 面积的最大值及此时点P 的坐标;(3)如图2,抛物线()k x k x --+=1y 2(k >0)与x 轴交于点C 、D 两点(点C 在点D 的左侧),在直线y=kx+1上是否存在唯一一点Q ,使得∠OQC=90°?若存在,请求出此时k 的值;若不存在,请说明理由. 5.如图,直线y=x+2与抛物线62++=bx ax y (a≠0)相交于A (2,2)和B(4,m),点P 是线段AB 上异于A 、B 的动点,过点P 作PC ⊥x 轴于点D ,交抛物线于点C .(1)求抛物线的解析式;(2)是否存在这样的P 点,使线段PC 的长有最大值,若存在,求出这个最大值;若不存在,请说明理由;(3)求△PAC 为直角三角形时点P 的坐标.6、如图,抛物线c bx ax y ++=2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)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)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.。
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二次函数中的三角形一.与三角形面积例1:如图,已知在同一坐标系中,直线22k y kx =+-与y 轴交于点P ,抛物线k x k x y 4)1(22++-=与x 轴交于)0,(),0,(21x B x A 两点。
C 是抛物线的顶点。
(1)求二次函数的最小值(用含k 的代数式表示); (2)若点A 在点B 的左侧,且021<⋅x x 。
①当k 取何值时,直线通过点B ;②是否存在实数k ,使ABC ABP S S ∆∆=?如果存在,请求出此时抛物线的解析式;如果不存在,请说明理由。
例2:已知抛物线)1(3)4(2-+---=m x m x y 与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于C 点, (1)求m 的取值范围;(2)若0<m ,直线1-=kx y 经过点A ,与y 轴交于点D ,且25=⋅BD AD ,求抛物线的解析式; (3)若A 点在B 点左边,在第一象限内,(2)中所得的抛物线上是否存在一点P ,使直线P A 平分ACD ∆的面积?若存在,求出P 点的坐标;若不存在,请说明理由。
例3.已知矩形ABCD 中,AB =2,AD =4,以AB 的垂直平分线为x 轴,AB 所在的直线为y 轴,建立平面直角坐标系(如图)。
(1)写出A 、B 、C 、D 及AD 的中点E 的坐标;(2)求以E 为顶点、对称轴平行于y 轴,并且经过点B 、C 的抛物线的解析式; (3)求对角线BD 与上述抛物线除点B 以外的另一交点P 的坐标;(4)△PEB 的面积S △PEB 与△PBC 的面积S △PBC 具有怎样的关系?证明你的结论。
例4.如图1,已知直线12y x =-与抛物线2164y x =-+交于AB ,两点. (1)求A B ,两点的坐标;(2)求线段AB 的垂直平分线的解析式;(3)如图2,取与线段AB 等长的一根橡皮筋,端点分别固定在A B ,两处.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 将与A B ,构成无数个三角形,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P 点的坐标;如果不存在,请简要说明理由.图2 图1二.与三角形形状例5. 如图,抛物线254y ax ax =-+经过ABC △的三个顶点,已知BC x ∥轴,点A 在x 轴上,点C 在y 轴上,且AC BC =.(1)求抛物线的对称轴; (2)写出A B C ,,三点的坐标并求抛物线的解析式;(3)探究:若点P 是抛物线对称轴上且在x 轴下方的动点,是否存在PAB △是等腰三角形.若存在,求出所有符合条件的点P 坐标;不存在,请说明理由.例 6.如图①,在平面直角坐标系中,点A 的坐标为(12),,点B 的坐标为(31),,二次函数2y x =的图象记为抛物线1l .(1)平移抛物线1l ,使平移后的抛物线过点A ,但不过点B ,写出平移后的一个抛物线的函数表达式: (任写一个即可).(2)平移抛物线1l ,使平移后的抛物线过A B ,两点,记为抛物线2l ,如图②,求抛物线2l 的函数表达式.(3)设抛物线2l 的顶点为C ,K 为y 轴上一点.若ABK ABC S S =△△,求点K 的坐标.(4)请在图③上用尺规作图的方式探究抛物线2l 上是否存在点P ,使ABP △为等腰三角形.若存在,请判断点P 共有几个可能的位置(保留作图痕迹);若不存在,请说明师.B12l2例7. 已知:如图,抛物线2y ax bx c =++经过(1,0)A 、(5,0)B 、(0,5)C 三点. (1)求抛物线的函数关系式;(2)若过点C 的直线y kx b =+与抛物线相交于点E (4,m ),请求出△CBE 的面积S 的值; (3)在抛物线上求一点0P 使得△ABP 0为等腰三角形并写出0P 点的坐标;(4)除(3)中所求的0P 点外,在抛物线上是否还存在其它的点P 使得△ABP 为等腰三角形?若存在,请求出一共有几个满足条件的点P (要求简要说明理由,但不证明);若不存在这样的点P ,请说明理由.例8.如图,在直角坐标系中,点A 的坐标为(-2,0),连接OA ,将线段OA 绕原点O 顺时针旋转120°,得到线段OB . (1)求点B 的坐标;(2)求经过A 、O 、B 三点的抛物线的解析式; (3)在(2)中抛物线的对称轴上是否存在点C ,使△BOC 的周长最小? 若存在,求出点C 的坐标;若不存在,请说明理由;(4)如果点P 是(2)中的抛物线上的动点,且在x 轴的下方, 那么△P AB 是否有最大面积?若有,求出此时P 点的坐标及△P AB 的最大面积;若没有,请说明理由.(注意:本题中的结果均保留根号)三.二次函数与三角形相似 例9:已知一次函数1243--=x y 的图象分别交x 轴、y 轴于A 、C 两点, (1)求出A 、C 两点的坐标;(2)在x 轴上找出点B ,使ACB ∆∽AOC ∆,若抛物线过A 、B 、C 三点,求出此抛物线的解析式; (3)在(2)的条件下,设动点P 、Q 分别从A 、B 两点同时出发,以相同速度沿AC 、BA 向C 、A 运动,连结PQ ,使m AP =,是否存在m 的值,使以A 、P 、Q 为顶点的三角形与ABC ∆相似,若存在,求出所有m 的值;若不存在,请说明理由。
(第25题图)例10.如图7,在平面直角坐标系中,抛物线2164y x =-与直线12y x =相交于A B ,两点. (1)求线段AB 的长.(2)若一个扇形的周长等于(1)中线段AB 的长,当扇形的半径取何值时,扇形的面积最大,最大面积是多少?(3)如图8,线段AB 的垂直平分线分别交x 轴、y 轴于C D ,两点,垂足为点M ,分别求出OM OC OD ,,的长,并验证等式222111OC OD OM +=是否成立.(4)如图9,在Rt ABC △中,90ACB =∠,CD AB ⊥,垂足为D ,设BC a =,AC b =,AB c =.CD h =,试说明:222111a b h+=.例11.在直角坐标系中,⊙A 的半径为4,圆心A 的坐标为(2,0),⊙A 与x 轴交于E 、F 两点,与y 轴交于C 、D 两点,过点C 作⊙A 的切线BC ,交x 轴于点B . (1)求直线CB 的解析式;(2)若抛物线y =ax 2+b x +c 的顶点在直线BC 上,与x 轴的交点恰为点E 、F ,求该抛物线的解析式; (3)试判断点C 是否在抛物线上?(4) 在抛物线上是否存在三个点,由它构成的三角形与 △AOC 相似?直接写出两组这样的点. .图7图8图9例12.如图12,ABCD 的对角线所在直线建立平面直角坐标系,抛物线2y x bx c =++经过点B 且与直线AB 只有一个公共点. (1)求直线AB 的解析式.(3分)(2)求抛物线2y x bx c =++的解析式.(3分)(3)若点P 为(2)中抛物线上一点,过点P 作PM x ⊥轴于点M ,问是否存在这样的点P ,使PMC ADC △△?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.(5分)例13.如图,矩形A BC O '''是矩形OABC (边OA 在x 轴正半轴上,边OC 在y 轴正半轴上)绕B 点逆时针旋转得到的,O '点在x 轴的正半轴上,B 点的坐标为(13),.(1)如果二次函数2y ax bx c =++(0a ≠)的图象经过O ,O '两点且图象顶点M 的纵坐标为1-,求这个二次函数的解析式;(2)在(1)中求出的二次函数图象对称轴的右支上是否存在点P ,使得POM △为直角三角形?若存在,请求出P 点的坐标和POM △的面积;若不存在,请说明理由;图12答案:例1:解:(1)2)1(--=k y 最小值。
(2)①解得当34-=k 时,直线过B ; ②过C 作AB CD ⊥于D ,则22)1()1(-=--=k k CD ,把0=x 代入直线22k kx y -+=,得22ky -=,∴22k OP -=,0421<=k x x 。
∴022,0>-<k k ,∴22k OP -=。
若ABC ABP S S ∆∆=,即0,2121>⋅=⋅AB CD AB OP AB ,∴CD OP =,即2)1(22-=+-k k解得0,2,2121<=-=k k k ,∴取21-=k ,∴当21-=k 时,ABC ABP S S ∆∆=此时所求的抛物线的解析式为:22--=x x y从以上解答中可以看出三角形面积相等作为已知条件的作用是利用三角形的面积公式,再利用同底等高的性质推出线段相等,仅此而已。
例2. 解:(1)2-≠m ; (2)652-+-=x x y ;(3)如图,假设在第一象限内,抛物线上存在点P ,使直线P A 平分ACD ∆的面积,则直线P A 必过DC 的中点M 。
)6,0(),1,0(--C D ,∴)27,0(-M 。
令0=y ,则0652=-+x x ,解得3,221==x x 。
A 在B 的左侧,∴A 坐标是(2,0)。
设直线P A 的解析式为)0(,≠+=k b kx y则⎪⎩⎪⎨⎧=+-=,0227b k b 解得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-==2747b k 。
∴直线AM 的解析式为2747-=x y 。
方程组⎪⎩⎪⎨⎧-+=-=6527472x x y x y 的解为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-==⎩⎨⎧==162145 922211y x y x 。
∴点P 的坐标为(2,0)(即A 点)或)1621,45(-。
这两点均不在第一象限。
∴第一象限内,抛物线上不存在点P ,使P A 平分ACD ∆的面积。
本题第(3)小题是存在型问题,是结论开放题,应先假设存在,然后在假设的前提下,通过计算说明在第一象限内不存在符合要求的点(求出的点不在第一象限),有一定的难度,主要是这种题型学生不熟悉。
例3.例4.[解] (1)解:依题意得216412y xy x⎧=-+⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩解之得12126432x xy y==-⎧⎧⎨⎨=-=⎩⎩(63)(42A B∴--,,,(2)作AB的垂直平分线交x轴,y轴于C D,两点,交AB于M(如图1)由(1)可知:OA OB==AB∴=12OM AB OB ∴=-= 过B 作BE x ⊥轴,E 为垂足 由BEO OCM △∽△,得:54OC OM OC OB OE =∴=,, 同理:55500242OD C D ⎛⎫⎛⎫=∴- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,,,, 设CD 的解析式为(0)y kx b k =+≠52045522k k b b b ⎧==+⎧⎪⎪⎪∴∴⎨⎨=-⎪⎪-=⎩⎪⎩AB ∴的垂直平分线的解析式为:522y x =-. (3)若存在点P 使APB △的面积最大,则点P 在与直线AB 平行且和抛物线只有一个交点的直线12y x m =-+上,并设该直线与x 轴,y 轴交于G H ,两点(如图2). 212164y x m y x ⎧=-+⎪⎪∴⎨⎪=-+⎪⎩2116042x x m ∴-+-=抛物线与直线只有一个交点,2114(6)024m ⎛⎫∴--⨯-= ⎪⎝⎭,2523144m P ⎛⎫∴=∴ ⎪⎝⎭,在直线12524GH y x =-+:中, 25250024G H ⎛⎫⎛⎫∴ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,,,GH ∴=设O 到GH 的距离为d ,图2112211252524224GH d OG OH d d AB GH ∴=∴⨯=⨯⨯∴=,∥P ∴到AB 的距离等于O 到GH 的距离d .例5.解:(1)抛物线的对称轴5522a x a -=-= (2)(30)A -, (54)B , (04)C , 把点A 坐标代入254y ax ax =-+中,解得16a =-215466y x x ∴=-++(3)存在符合条件的点P 共有3设抛物线对称轴与x 轴交于N 过点B 作BQ x ⊥轴于Q ,易得52= ①以AB 为腰且顶角为角A 222228480AB AQ BQ ∴=+=+=在1Rt ANP △中,1PN ==== 152P ⎛∴ ⎝⎭, ②以AB 为腰且顶角为角B 的PAB △有1个:2P AB △. 在2Rt BMP △中,22MP ==== 25822P ⎛⎫-∴ ⎪ ⎪⎝⎭,③以AB 为底,顶角为角P 的PAB △有1个,即3P AB △.画AB 的垂直平分线交抛物线对称轴于3P ,此时平分线必过等腰ABC △的顶点C .过点3P 作3P K 垂直y 轴,垂足为K ,显然3Rt Rt PCK BAQ △∽△. 312P K BQ CK AQ ∴==. 3 2.5P K = 5CK ∴= 于是1OK =3(2.51)P ∴-,例6.解:(1)有多种答案,符合条件即可.例如21y x =+,2y x x =+,2(1)2y x =-+或223y x x =-+,2(1)y x =+,2(1y x =-.(2)设抛物线2l 的函数表达式为2y x bx c =++,点(12)A ,,(31)B ,在抛物线2l 上,12931b c b c ++=⎧∴⎨++=⎩,解得9211.2b c ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩, ∴抛物线2l 的函数表达式为291122y x x =-+. (3)229119722416y x x x ⎛⎫=-+=-+ ⎪⎝⎭,C ∴点的坐标为97416⎛⎫⎪⎝⎭,.过A B C ,,三点分别作x 轴的垂线,垂足分别为D E F ,,, 则2AD =,716CF =,1BE =,2DE =,54DF =,34FE =. ABC ADEB ADFC CFEB S S S S ∴=--△梯形梯形梯形.117517315(21)22122164216416⎛⎫⎛⎫=+⨯-+⨯-+⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. 延长BA 交y 轴于点G ,设直线AB 的函数表达式为y mx n =+,点(12)A ,,(31)B ,在直线AB 上,x2图②213.m n m n =+⎧∴⎨=+⎩,解得125.2m n ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩, ∴直线AB 的函数表达式为1522y x =-+.G ∴点的坐标为502⎛⎫⎪⎝⎭,.设K 点坐标为(0)h ,,分两种情况: 若K 点位于G 点的上方,则52KG h =-. 连结AK BK ,.151553122222ABK BKG AKG S S S h h h ⎛⎫⎛⎫=-=⨯⨯--⨯⨯-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭△△△.1516ABK ABC S S ==△△, 515216h ∴-=,解得5516h =.K ∴点的坐标为55016⎛⎫ ⎪⎝⎭,.若K 点位于G 点的下方,则52KG h =-. 同理可得,2516h =. K ∴点的坐标为25016⎛⎫⎪⎝⎭,.(4)作图痕迹如图③所示.由图③可知,点P 共有3个可能的位置.例7.解:(1)∵抛物线经过点(1,0)A 、(5,0)B , ∴(1)(5)y a x x =--. 又∵抛物线经过点(0,5)C , ∴55a =,1a =.∴抛物线的解析式为2(1)(5)65y x x x x =--=-+. (2)∵E 点在抛物线上, ∴m = 42–4×6+5 = -3.∵直线y = kx +b 过点C (0, 5)、E (4, –3), x∴5,4 3.b k b =⎧⎨+=-⎩解得k = -2,b = 5.设直线y =-2x +5与x 轴的交点为D , 当y =0时,-2x +5=0,解得x =52. ∴D 点的坐标为(52,0). ∴S =S △BDC + S △BDE=1515(5)5+(5)32222⨯-⨯⨯-⨯=10.(3)∵抛物线的顶点0(3,4)P -既在抛物线的对称轴上又在抛物线上, ∴点0(3,4)P -为所求满足条件的点.(4)除0P 点外,在抛物线上还存在其它的点P 使得△ABP 为等腰三角形. 理由如下:∵004AP BP ===>,∴分别以A 、B 为圆心半径长为4画圆,分别与抛物线交于点B 、1P 、2P 、3P 、A 、4P 、5P 、6P ,除去B 、A 两个点外,其余6个点为满足条件的点.例8.解:(1)过点B 作BD ⊥x 轴于点D ,由已知可得:OB =OA=2,∠BOD =60°在Rt △OBD 中,∠ODB =90°,∠OBD =30°∴OD =1,DB∴点B 的坐标是(1(2)设所求抛物线的解析式为2y ax bx c =++,由已知可得:0420c a b c a b c =⎧⎪++=⎨⎪-+=⎩解得:a b c ===03∴所求抛物线解析式为2y x x =+ (备注:a 、b 的值各得1分)(3)存在由2y x x =+ 配方后得:21)y x =+ ∴抛物线的对称轴为1x =-(也可用顶点坐标公式求出)∵点C 在对称轴1x =-上,△BOC 的周长=OB+BC+CO ; ∵OB=2,要使△BOC 的周长最小,必须BC+CO 最小, ∵点O 与点A 关于直线1x =-对称,有CO=CA △BOC 的周长=OB+BC+CO =OB+BC+CA∴当A 、C 、B 三点共线,即点C 为直线AB 与抛物线对称轴的交点时,BC+CA 最小,此时△BOC 的周长最小。