二次函数与等腰三角形、直角三角形和等腰直角三角形压轴题--2022年初中数学中考备考考前必刷
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这是一份二次函数与等腰三角形、直角三角形和等腰直角三角形压轴题--2022年初中数学中考备考考前必刷,共52页。试卷主要包含了综合与实践等内容,欢迎下载使用。
二次函数与等腰三角形、直角三角形和
等腰直角三角形压轴题
1.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴分别交于点A(﹣1,0)和点B,与y轴交于点C(0,3).
(1)求抛物线的解析式及对称轴;
(2)如图1,点D与点C关于对称轴对称,点P在对称轴上,若∠BPD=90°,求点P的坐标;
(3)点M是抛物线上位于对称轴右侧的点,点N在抛物线的对称轴上,当BMN为等边三角形时,请直接写出点M的坐标.
2.如图,已知抛物线y=ax2+bx+5(a≠0)与x轴交于点A(﹣5,0),点B(1,0)(点A在点B的左边),与y轴交于点C,点D为抛物线的顶点,连接BD.直线y=经过点A,且与y轴交于点E.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点N是抛物线上的一点,当△BDN是以DN为腰的等腰三角形时,求点N的坐标;
(3)点F为线段AE上的一点,点G为线段OA上的一点,连接FG,并延长FG与线段BD交于点H(点H在第一象限),当∠EFG=3∠BAE且HG=2FG时,求出点F的坐标.
3.如图,抛物线与轴交于A(-1,0),B(4,0),与轴交于点C.连接AC,BC,点P在抛物线上运动.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图①,若点P在第四象限,点Q在PA的延长线上,当∠CAQ=∠CBA45°时,求点P的坐标;
(3)如图②,若点P在第一象限,直线AP交BC于点F,过点P作轴的垂线交BC于点H,当△PFH为等腰三角形时,求线段PH的长.
4.如图所示,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,且,,,抛物线的对称轴与直线BC交于点M,与x轴交于点N.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P是对称轴上的一个动点,是否存在以P、C、M为顶点的三角形与相似?若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
(3)D为CO的中点,一个动点G从D点出发,先到达x轴上的点E,再走到抛物线对称轴上的点F,最后返回到点C.要使动点G走过的路程最短,请找出点E、F的位置,写出坐标,并求出最短路程.
(4)点Q是抛物线上位于x轴上方的一点,点R在x轴上,是否存在以点Q为直角顶点的等腰?若存在,求出点Q的坐标,若不存在,请说明理由.
5.如图,已知抛物线与x轴交于点A(1,0)和B,与y轴交于点C,对称轴为.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,若点P是线段BC上的一个动点(不与点B,C重合),过点P作y轴的平行线交抛物线于点Q,连接OQ.当线段PQ长度最大时,判断四边形OCPQ的形状并说明理由.
(3)如图2,在(2)的条件下,D是OC的中点,过点Q的直线与抛物线交于点E,且.在y轴上是否存在点F,使得为等腰三角形?若存在,求点F的坐标;若不存在,请说明理由.
6.如图,抛物线y=x2+bx﹣1与x轴交于点A,B(点A在点B的左侧),交y轴于点C,顶点为D,对称轴为直线x=﹣,连接AC,BC.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求△ABC的面积;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点E,使得△CDE为等腰三角形?如果存在,请直接写出点E的坐标,如果不存在,请说明理由.
7.综合与实践:如图,抛物线y与x轴交于点A,B(点A在点B的左侧),交y轴于点C.点D从点A出发以每秒1个单位长度的速度向点B运动,点E同时从点B出发以相同的速度向点C运动,设运动的时间为t秒.
(1)求点A,B,C的坐标;
(2)求t为何值时,△BDE是等腰三角形;
(3)在点D和点E的运动过程中,是否存在直线DE将△BOC的面积分成1:4两份,若存在,直接写出t的值;若不存在,请说明理由.
8.已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣2,0)、B(6,0)两点,与y轴交于点C(0,﹣3).
(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,当最大时,求点P的坐标及的最大值;
(3)在(2)的条件下,过点P作x轴的垂线l,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.
9.如图,抛物线与轴相交于A,B两点,与y轴相交于点C,对称轴为直线,项点为D,点B的坐标为.
(1)填空:点A的坐标为_________,点D的坐标为_________,抛物线的解析式为_________;
(2)当二次函数的自变量:满足时,函数y的最小值为,求m的值;
(3)P是抛物线对称轴上一动点,是否存在点P,使是以AC为斜边的直角三角形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
10.如图,在平面直角坐标系中,已知二次函数图象的顶点为C,其中,与x轴交于点A、B(点A在点B的左侧),与y轴交于点D.点M坐标为.
(1)当时,抛物线经过原点,求a的值.
(2)当时,
①若点M、点D、点C三点组成的三角形是直角三角形,求此时点D坐标.
②设反比例函数与抛物线相交于点,当时,求m的取值范围.
11.如图10-1,以点为顶点的抛物线与直线交于两点,且点A坐标为,点B在y轴上.
(1)求抛物线解析式;
(2)若点D是抛物线上位于直线上方的一点(如图10-2),过点D作轴于点E,交直线点F,求线段长度的最大值;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使以点为顶点的三角形是直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
12.如图,二次函数y=x2+bx+c的图像与x轴交于A,B两点,B点坐标为(4,0),与y轴交于点C(0,4).点D为抛物线上一点
(1)求抛物线的解析式及A点坐标;
(2)若△BCD是以BC为直角边的直角三角形时,求点D的坐标;
(3)若△BCD是锐角三角形,请直接写出点D的横坐标m的取值范围 .
13.如图,在平面直角坐标系中,抛物线的图象与坐标轴相交于A,B,C三点,其中A点坐标为,B点坐标为,连接,.动点P从A点出发,在线段上以每秒个单位长度向点C做匀速运动;同时,动点Q从B点出发,在段上以每秒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,设运动时间为t秒.
(1)________,________;
(2)在P,Q运动的过程中,当t为何值时,四边形的面积最小,最小值为多少?
(3)在线段上方的抛物线上是否存在点M,使是以点P为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
14.已知抛物线过点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点A在直线上且在第一象限内,过A作轴于B,以为斜边在其左侧作等腰直角.
①若A与Q重合,求C到抛物线对称轴的距离;
②若C落在抛物线上,求C的坐标.
15.在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点和点B,与y轴交于点C,顶点D的坐标为.
(1)直接写出抛物线的解析式;
(2)如图1,若点P在抛物线上且满足,求点P的坐标;
(3)如图2,M是直线BC上一个动点,过点M作轴交抛物线于点N,Q是直线AC上一个动点,当为等腰直角三角形时,直接写出此时点M及其对应点Q的坐标
16.已知抛物线:y=ax2﹣2ax+c(a>0)过点(﹣1,0)与(0,﹣3).直线y=x﹣6交x轴、y轴分别于点A、B.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P是抛物线上的任意一点.连接PA,PB,使得△PAB的面积最小,求△PAB的面积最小时,P的横坐标;
(3)作直线x=t分别与抛物线y=ax2﹣2ax+c(a>0)和直线y=x﹣6交于点E,F,点C是抛物线对称轴上的任意点,若△CEF是以点E或点F为直角顶点的等腰直角三角形,求点C的纵坐标.
17.在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c过(﹣1,0)和(0,﹣3)两点,点M(a,y1),N(a+1,y2)为该抛物线上两点.
(1)抛物线的解析式为 ;
(2)过点M作y轴的垂线,过点N作x轴的垂线,两条垂线交于点Q,当△MNQ为等腰直角三角形时,求a的值;
(3)抛物线在M,N两点之间的部分为图象G(含M,N两点),若图象G上最高点与最低点的纵坐标之差为h,求h关于a的函数解析式,并直接写出自变量a的取值范围.
1.(1)y=﹣x2+2x+3,对称轴x=1;(2)P(1,1)或(1,2);(3)M(,)或(1+,)
【解析】
【详解】
解:(1)把A(﹣1,0),点C(0,3)的坐标代入y=﹣x2+bx+c,得到,
解得,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3,对称轴x=﹣=1.
(2)如图1中,连接BD,设BD的中点T,连接PT,设P(1,m).
∵点D与点C关于对称轴对称,C(0,3),
∴D(2,3),
∵B(3,0),
∴T(,),BD=,
∵∠NPD=90°,DT=TB,
∴PT=BD=,
∴(1﹣)2+(m﹣)2=()2,
解得m=1或2,
∴P(1,1),或(1,2).
(3)当点M在第一象限时,△BMN是等边三角形,过点B作BT⊥BN交NM的延长线于T,设N(1,t),作TJ⊥x轴于点J,设抛物线的对称轴交x轴于E.
∵△BMN是等边三角形,
∴∠NMB=∠NBM=60°,
∵∠NBT=90°,
∴∠MBT=30°,BT=BN,
∵∠NMB=∠MBT+∠BTM=60°,
∴∠MBT=∠BTM=30°,
∴MB=MT=MN,
∵∠NBE+∠TBJ=90°,∠TBJ+∠BTJ=90°,
∴∠NBE=∠BTJ,
∵∠BEN=∠TJB=90°,
∴△BEN∽△TJB,
∴=,
∴BJ=t,TJ=2,
∴T(3+t,2),
∵NM=MT,
∴M(,),
∵点M在y=﹣x2+2x+3上,
∴=﹣()2+2×+3,
整理得,3t2+(4+2)t﹣12+4=0,
解得t=﹣2(舍弃)或,
∴M(,).
如图3﹣2中,当点M在第四象限时,设N(1,n),过点B作BT⊥BN交NM的延长线于T.
同法可得T(3﹣n,﹣2),M(,),
则有=﹣()2+2×+3,
整理得,3n2+(2﹣4)n﹣12﹣4=0,
解得n=(舍弃)或,
∴M(1+, ),
综上所述,满足条件的点M的坐标为(,)或(1+,).
2.(1)y=﹣x2﹣4x+5
(2)N1(﹣5,0),N2(,),N3(,)
(3)F(﹣,﹣)
【解析】
(1)
解:将A(﹣5,0),B(1,0)代入抛物线y=ax2+bx+5(a≠0)得:
,
解得:,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2﹣4x+5;
(2)
∵D(﹣2,9),B(1,0),点N是抛物线上的一点且△BDN是以DN为腰的等腰三角形,
∴此题有两种情形:
①当DN=DB时,根据抛物线的对称性得:A与N重合,
∴N1(﹣5,0),
②方法一:当DN=BN时(如图1),N在BD的垂直平分线上,
BD的垂直平分线交BD于I,交x轴于点Q,BD与y轴交点为K,
∵∠KBO+∠OKB=90°,∠KBO+∠IQB=90°,
∴∠OKB=∠IQB,
在Rt△OKB中,sin∠OKB=,
∴sin∠IQB==,
∵I是BD的中点,BD=3,
∴BI=,
∴BQ=15,
∴Q(﹣14,0),I(,)
设yQI=kx+b,代入得:
,
解得:,
∴yQI=,
联立得:,
解得:x=,
∴yQI=,
N2(,),N3(,),
方法二:如图2,
过点N作DS⊥NT交NT于点S,设N(a,﹣a2﹣4a+5),D(﹣2,9),
∵DN=DB,
∴DS2+SN2=NT2+TB2,
∴(﹣2﹣a)2+(9+a2+4a﹣5)2=(﹣a2﹣4a+5)2+(1﹣a)2,
(2+a)2﹣(1﹣a)2=(a2+4a﹣5)2﹣(9+a2+4a﹣5)2,
(2+a+1﹣a)(2+a﹣1+a)=(a2+4a﹣5+a2+4a+4)(a2+4a﹣5﹣a2﹣4a﹣4),
解得:a=,
把a=代入﹣a2﹣4a+5=﹣()2﹣4()+5=,
∴N2(,),N3(,),
综上所述,N1(﹣5,0),N2(,),N3(,);
(3)
如图1,在AE上取一点F,作AF的垂直平分线交x轴于点M,连接MF,则AM=MF,在AO上M点的右侧作FG=MF,
∴∠FGM=∠FMG,
∴∠EFG=∠BAE+∠FGM=∠BAE+∠FMG=∠BAE+2∠BAE=3∠BAE,
移动F点,当HG=2FG时,点F为所求.
过点F作FP垂直于x轴于点P,过点H作HR垂直于x轴于点R,
∴△FPG∽△HRG,
∴===,GR=2PG,HR=2PF,
设F(m,﹣﹣),
则OP=﹣m,PF=+,
HR=2PF=m+5,
∵AP=m+5,
∴AP=2PF,
∵AM=AP﹣MP=2PF﹣MP,MF=AM,
∴在Rt△PMF中,PM2+PF2=MF2,PM2+PF2=(2PF﹣MP)2,
∴PM=PF=×=m+,
∴GP=m+,
∴GR=2PG=m+,
∴PR=3PG=3PM,
∴AR=AP+PR=AP+3PM=2PF+3×PF==,
∴OR=,
∴H(,m+5),
∵B(1,0),D(﹣2,9),
∴BD解析式为:yBD=﹣3x+3,
把H代入上式并解得:m=﹣,
再把m=﹣代入y=﹣x﹣得:y=﹣,
∴F(﹣,﹣).
3.(1);(2)(6,-7);(3)PH=或1.5或
【详解】
解:(1)把A(-1,0),B(4,0)代入,得
,解得:,
∴抛物线的解析式是;
(2)令x=0,则y=2,即C(0,2),
∵,,AB2=25,
∴,
∴∠ACB=90°,
∵∠ACO+∠CAO=∠CBA+∠CAO=90°,
∴∠ACO=∠CBA,
在x轴上取点E(2,0),连接CE,如图,
则CE=OE=2,
∴∠OCE=45°,
∴∠ACE=∠ACO+45°=∠CBA+45°=∠CAQ,
∴CE∥PQ,
∵C(0,2),E(2,0),
∴直线CE的解析式为y=-x+2,
设直线PQ的解析式为y=-x+n,把点A(-1,0)代入,可得n=-1,
∴直线PQ的解析式为y=-x-1,
解方程组,得或,
∴点P的坐标是(6,-7);
(3)设直线AP交y轴于点G,如图,
∵PH∥y轴,
∴∠PHC=∠OCB,∠FPH=∠CGF,
∴若△PFH为等腰三角形,则△CFG也为等腰三角形,
∵C(0,2),B(4,0),
∴直线BC的解析式为,
设G(0,m),∵A(-1,0),
∴直线AF的解析式为y=mx+m,
解方程组,得,
∴点F的坐标是,
∴,
当CG=CF时,,解得:(舍去负值),
此时直线AF的解析式为y=x+,
解方程组,得或,
∴点P的坐标是(,),此时点H的坐标是(,),
∴PH=;
当FG=FC时,,解得m=或m=(舍)或m=2(舍),
此时直线AF的解析式为y=x+,
解方程组,得或,
∴点P的坐标是(3,2),此时点H的坐标是(3,),
∴PH=2-=1.5;
当GF=GC时,,解得或m=2(舍去),
此时直线AF的解析式为y=x+,
解方程组,得或,
∴点P的坐标是(,),此时点H的坐标是(,),
∴PH=;
综上,PH=或1.5或.
4.(1);(2)存在,或;(3)点,最短路程为,理由见详解;(4)存在,当以点Q为直角顶点的等腰时,点或,理由见详解.
【详解】
解:(1)∵,,,
∴,
设二次函数的解析式为,代入点C的坐标可得:,解得:,
∴二次函数的解析式为,即为;
(2)存在以点P、C、M为顶点的三角形与△MNB相似,理由如下:
由(1)可得抛物线的解析式为,则有对称轴为直线,
设直线BC的解析式为,代入点B、C坐标可得:,
解得:,
∴直线BC的解析式为,
∴点,,
∴由两点距离公式可得,
若使以点P、C、M为顶点的三角形与△MNB相似,则有,
①当时,则有轴,如图所示:
∴点,
②当时,如图所示:
∴,
∴,
∴点;
(3)由题意得:动点G从点D出发,先到达x轴上的点E,再走到抛物线对称轴上的点F,最后返回到点C.根据轴对称的性质及两点之间线段最短可知要使点G走过的路程最短则有作点D关于x轴的对称点H,作点C关于抛物线的对称轴的对称点I,然后连接HI,分别与x轴、抛物线的对称轴交于点E、F,此时的点E、F即为所求,HI即为动点G所走过的最短路程,如图所示:
∵OC=8,点D为CO的中点,
∴OD=4,
∴,
∵抛物线的对称轴为直线,
∴,
设直线HI的解析式为,则把点H、I坐标代入得:,
解得:,
∴直线HI的解析式为,
当y=0时,则有,解得:,
当x=1时,则有,
∴点,
∴点G走过的最短路程为;
(4)存在以点Q为直角顶点的等腰,理由如下:
设点,则有:
①当点Q在第二象限时,存在等腰时,如图所示:
过点Q作QL⊥x轴于点L,过点C作CK⊥QL,交其延长线于点K,如图所示,
∴,
∴四边形COLK是矩形,
∴CK=OL,
∵等腰,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵点,
∴,
解得:(不符合题意,舍去),
∴;
②当点Q在第一象限时,存在等腰时,如图所示:
同理①可得,
解得:(不符合题意,舍去),
∴;
综上所述:当以点Q为直角顶点的等腰时,点或.
5.(1);(2)四边形OCPQ是平行四边形,理由见详解;(3)(0,)或(0,1)或(0,-1)
【详解】
解:(1)∵抛物线与x轴交于点A(1,0)和B,与y轴交于点C,对称轴为直线,
∴B(4,0),C(0,4),
设抛物线,把C(0,4)代入得:,解得:a=1,
∴抛物线的解析式为:;
(2)∵B(4,0),C(0,4),
∴直线BC的解析式为:y=-x+4,
设P(x,-x+4),则Q(x,),(0≤x≤4),
∴PQ=-x+4-()==,
∴当x=2时,线段PQ长度最大=4,
∴此时,PQ=CO,
又∵PQ∥CO,
∴四边形OCPQ是平行四边形;
(3)过点Q作QM⊥y轴,过点Q作QN∥y轴,过点E作EN∥x轴,交于点N,
由(2)得:Q(2,-2),
∵D是OC的中点,
∴D(0,2),
∵QN∥y轴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,即:,
设E(x,),则,解得:,(舍去),
∴E(5,4),
设F(0,y),则,
,,
①当BF=EF时,,解得:,
②当BF=BE时,,解得:或,
③当EF=BE时,,无解,
综上所述:点F的坐标为:(0,)或(0,1)或(0,-1).
.
6.(1)y=x2+2x﹣1
(2)2
(3)存在,E点坐标为(﹣,2)或(﹣,2﹣4)或(﹣,﹣2﹣4)或(﹣,﹣2)
(1)
解:∵抛物线的对称轴为直线,
∴,
∴,
∴抛物线解析式为;
(2)
解:令,则,
解得或,
∴点A的坐标为(,0),点B的坐标为(,0),
∴
∵点C是抛物线与y轴的交点,
∴点C的坐标为(0,-1),
∴OC=1,
∴;
(3)
解:设点E的坐标为(,t),
当时,,
∴点D的坐标为(,-4),
△CDE为等腰三角形,分三种情况:
①当CD=CE时,
∴
解得t=2或t=﹣4,
∴E(,2)或E(,﹣4)(此时E与D重合,舍去);
②当CD=DE时,
∴
解得或,
∴E(,)或E(,);
③当CE=DE时,
∴
解得
∴E(,-2);
综上所述:得△CDE为等腰三角形时,E点坐标为(,2)或(,)或E(,)或(,-2).
7.(1)A(﹣1,0),B(4,0),C(0,﹣3)
(2)t的值为,和
(3)存在,1或4
(1)
解:令y=0,可得0x2x﹣3,
解得:x1=﹣1,x2=4,
∴点A(﹣1,0),点B(4,0),
可得y=﹣3,
∴点C(0,﹣3);
(2)
解:∵点A(﹣1,0),点B(4,0),点C(0,﹣3),
∴AB=5,OB=4,OC=3,
∴ ,
当BD=BE时,则5﹣t=t,
∴t;
当BE=DE时,如图1,过点E作EH⊥BD于H,
∴DH=BHBD,
∵cos∠DBC,
∴,
∴t;
当BD=DE时,如图2,过点D作DF⊥BE于F,
∴EF=BFBEt,
∵cos∠DBC,
∴,
∴t,
综上所述:t的值为,和;
(3)
解:∵S△BOCBO×CO=6,
∴S△BOC,S△BOC,
如图1,过点E作EH⊥BD于H,
∵sin∠DBC,
∴,
∴HEt,
当S△BDES△BOC时,则(5﹣t)t,
∴t1=1,t2=4,
当S△BDES△BOC时,则(5﹣t)t,
∴t2﹣5t+16=0,
∴方程无解,
综上所述:t的值为1或4.
8.(1);(2),;(3)或或或
【详解】
解:(1)将点、、代入,
得,
解得,
;
(2)如图1,过点作轴交直线于点,过作轴交直线于点,
,
,
设直线的解析式为,
,
,
,
设,则,
,
,
,
,
,
当时,有最大值,
;
(3),点在上,
如图2,当时,
过点作轴,过点作轴,与交于点,过点作轴,与交于点,
,,
,
,
,即,
,
;
如图3,当时,
过点作轴交于点,
,,
,
,
,即,
,
;
如图4,当时,
线段的中点,,
设,
,
,
或,
或;
综上所述:是直角三角形时,点坐标为或或或.
9.(1)(1,0),(2,-1),;(2)m的值为或;(3)点P的坐标为:(2,1),(2,2)
【详解】
解:(1)∵抛物线的对称轴为x=2,点B坐标为(3,0),且点A在B点的左侧,
∴A(1,0)
又x=
∴
把A(1,0)代入得,
∴抛物线的解析式为
∴顶点D坐标为(2,-1)
故答案为:(1,0),(2,-1),;
(2)∵抛物线开口向上,当时,y随x的增大而减小;当时,y随x的增大而增大,
①当,即时,
解得,(舍去)或
②当时,
解得,或(舍去)
所以,m的值为或
(3)假设存在,设P(2,t)
当时,如图,
过点C作CG⊥PE于点G,则CG=2,PG=3-t
,
∴ ,即
整理得,
解得,,
经检验:,是原方程的根且符合题意,
∴点P的坐标为(2,1),(2,2)
综上,点P的坐标为:(2,1),(2,2)
10.(1);(2)①,②或
【详解】
(1)当时,抛物线
∵经过原点
∴得,
解得:
(2)①过C点作CN⊥y轴,
;
点,点
∴点C在直线上,M(0,4),
过作轴于
∵△MDC是直角三角形
∴∠MCD=90°
∴∠MCD=∠CND=∠CNM=90°
∴∠CDM=∠MCN
∴△CDN∽△MCN
∴
即,
解得:,
经检验:是原方程的根,且符合题意,
∴此时点D坐标为
②∵,
∴当P=2时,可得
当P=4时,可得
当抛物线经过点时,
,解得
当抛物线经过点时
,解得
当交点在抛物线对称轴左边时,即m<2时,
可得
又
∴
当交点在抛物线对称轴右边时,即m>2时,
可得
∴m的取值范围为
或
11.(1)抛物线的解析式;(2)当时,有最大值为2;(3)存在,点P的坐标分别为或.
【详解】
解:(1)设抛物线的解析式为
顶点
把代入解析式得:
抛物线的解析式;
(2)
设,则F的坐标为
当时,有最大值为2;
(3)存在,
①过点A作于点
点在对称轴直线上
设的坐标为
点A的坐标为
点的坐标为
②过点A作于点A,交直线于点
于点A
于点
点在对称轴直线上
设的坐标为
解此方程得:
点的坐标为
综上所述,点P的坐标分别为或.
12.(1)y=x2-5x+4, A(1,0);(2)(6,10)或(2,-2);(3)3+<m <6或 3-<m <2
【详解】
(1)将B(4,0),C(0,4)代入y=x2+bx+c得,
,解得,
所以抛物线的解析式为,
令y=0,得,解得,,
∴A点的坐标为(1,0)
(2)设D点横坐标为,则纵坐标为,
①当∠BCD=90°时,如下图所示,连接BC,过C点作CD⊥BC与抛物线交于点D,过D作DE⊥y轴与点E,
由B、C坐标可知,OB=OC=4,
∴△OBC为等腰直角三角形,
∴∠OCB=∠OBC=45°,
又∵∠BCD=90°,
∴∠ECD+∠OCB=90°
∴∠ECD=45°,
∴△CDE为等腰直角三角形,
∴DE=CE=a
∴OE=OC+CE=a+4
由D、E纵坐标相等,可得,
解得,,
当时,D点坐标为(0,4),与C重合,不符合题意,舍去.
当时,D点坐标为(6,10);
②当∠CBD=90°时,如下图所示,连接BC,过B点作BD⊥BC与抛物线交于点D,过B作FG⊥x轴,再过C作CF⊥FG于F,过D作DG⊥FG于G,
∵∠COB=∠OBF=∠BFC=90°,
∴四边形OBFC为矩形,
又∵OC=OB,
∴四边形OBFC为正方形,
∴∠CBF=45°
∵∠CBD=90°,
∴∠CBF+∠DBG=90°,
∴∠DBG=45°,
∴△DBG为等腰直角三角形,
∴DG=BG
∵D点横坐标为a,
∴DG=4-a,
而BG=
∴
解得,,
当时,D点坐标为(4,0),与B重合,不符合题意,舍去.
当时,D点坐标为(2,-2);
综上所述,D点坐标为(6,10)或(2,-2).
(3)当BC为斜边构成Rt△BCD时,如下图所示,以BC中点O'为圆心,以BC为直径画圆,与抛物线交于D和D',
∵BC为圆O'的直径,
∴∠BDC=∠BD'C=90°,
∵,
∴D到O'的距离为圆O'的半径,
∵D点横坐标为m,纵坐标为,O'点坐标为(2,2),
∴
即
化简得:
由图像易得m=0或4为方程的解,则方程左边必有因式,
∴采用因式分解法进行降次解方程
或或,
解得,,,
当时,D点坐标为(0,4),与C点重合,舍去;
当时,D点坐标为(4,0),与B点重合,舍去;
当时,D点横坐标;
当时,D点横坐标为;
结合(2)中△BCD形成直角三角形的情况,
可得△BCD为锐角三角形时,D点横坐标m的取值范围为3+<m <6或 3-<m <2.
13.(1);(2)当t=2时,四边形BCPQ的面积最小,即为4;(3)
【详解】
解:∵抛物线的图象与坐标轴相交于A,B,C三点,其中A点坐标为,B点坐标为,
∴ ,
解得: ;
(2)由(1)得:抛物线的解析式为 ,
当 时, ,
∴点C(0,3),
∴OC=3,
∵A点坐标为,
∴OA=3,
∴OA=OC,
∴△AOC为等腰直角三角形,
∴∠OAC=∠OCA=45°,
由题意得: ,BQ=t,则OQ=1-t,
∴点Q(-1+t,0),
如图,过点P作PE⊥x轴于点E,
∴∠APE=45°,
∴∠APE=∠OAC,
∴PE=AE,
∵PE2+AE2=AP2,
∴ ,
∴OE=OA-AE=3-t,
∴点E(3-t,0),
∴ ,
∵当其中一点到达终点时,另一点随之停止运动, ,
∴0≤t≤3,
∴当t=2时,四边形BCPQ的面积最小,即为4;
(3)存在,理由如下:
假设点M是线段AC上方的抛物线上的点,如图,过点P作x轴的垂线,交x轴于E,过M作y轴的垂线,与EP交于F,连接MQ,MP,
∵△PMQ是等腰直角三角形,PM=PQ,∠MPQ=90°,
∴∠MPF+∠QPE=90°,
又∠MPF+∠PMF=90°,
∴∠PMF=∠QPE,
在△PFM和△QEP中,
∵∠F=∠QEP,∠PMF=∠QPE,PM=PQ,
∴△PFM≌△QEP(AAS),
∴MF=PE=t,PF=QE=4-2t,
∴EF=4-2t+t=4-t,
又OE=3-t,
∴点M的坐标为(3-2t,4-t),
∵点M在抛物线y=-x2+2x+3上,
∴4-t=-(3-2t)2+2(3-2t)+3,
解得: 或(舍去),
∴,
即点M的坐标为 ,
∴在线段上方的抛物线上存在点,使是以点P为直角顶点的等腰直角三角形.
14.(1);(2)①1;②点C的坐标是
【详解】
解:(1)将两点分别代入,得
解得.
所以抛物线的解析式是.
(2)①如图2,抛物线的对称轴是y轴,当点A与点重合时,,
作于H.
∵是等腰直角三角形,
∴和也是等腰直角三角形,
∴,
∴点C到抛物线的对称轴的距离等于1.
②如图3,设直线PQ的解析式为y=kx+b,由,得
解得
∴直线的解析式为,
设,
∴,
所以.
所以.
将点代入,
得.
整理,得.
因式分解,得.
解得,或(与点P重合,舍去).
当时,.
所以点C的坐标是.
15.(1);
(2),;
(3),;,;,;,; ,;,.
(1)
解:∵顶点D的坐标为(1,﹣4),
∴设抛物线的解析式为y=a(x﹣1)2﹣4,将点A(﹣1,0)代入,
得0=a(﹣1﹣1)2﹣4,
解得:a=1,
∴y=(x﹣1)2﹣4=x2﹣2x﹣3,
∴该抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3;
(2)
解:∵抛物线对称轴为直线x=1,A(﹣1,0),
∴B(3,0),
设直线BD解析式为y=kx+e,
∵B(3,0),D(1,﹣4),
∴,
解得:,
∴直线BD解析式为y=2x﹣6,
过点C作CP1∥BD,交抛物线于点P1,
设直线CP1的解析式为y=2x+d,将C(0,﹣3)代入,
得﹣3=2×0+d,
解得:d=﹣3,
∴直线CP1的解析式为y=2x﹣3,
结合抛物线y=x2﹣2x﹣3,可得x2﹣2x﹣3=2x﹣3,
解得:x1=0(舍),x2=4,
故P1(4,5),
过点B作y轴平行线,过点C作x轴平行线交于点G,
∵OB=OC,∠BOC=∠OBG=∠OCG=90°,
∴四边形OBGC是正方形,
设CP1与x轴交于点E,则2x﹣3=0,
解得:x=,
∴E(,0),
在x轴下方作∠BCF=∠BCE交BG于点F,
∵四边形OBGC是正方形,
∴OC=CG=BG=3,∠COE=∠G=90°,∠OCB=∠GCB=45°,
∴∠OCB﹣∠BCE=∠GCB﹣∠BCF,
即∠OCE=∠GCF,
∴△OCE≌△GCF(ASA),
∴FG=OE=,
∴BF=BG﹣FG=3﹣=,
∴F(3,﹣),
设直线CF解析式为y=k1x+e1,
∵C(0,﹣3),F(3,﹣),
∴,
解得:,
∴直线CF解析式为y=x﹣3,
结合抛物线y=x2﹣2x﹣3,可得x2﹣2x﹣3=x﹣3,
解得:x1=0(舍),x2=,
∴P2(,﹣),
综上所述,符合条件的P点坐标为:(4,5)或(,﹣);
(3)
解:(3)设直线AC解析式为y=m1x+n1,直线BC解析式为y=m2x+n2,
∵A(﹣1,0),C(0,﹣3),
∴,
解得:,
∴直线AC解析式为y=﹣3x﹣3,
∵B(3,0),C(0,﹣3),
∴,
解得:,
∴直线BC解析式为y=x﹣3,
设M(t,t﹣3),则N(t,t2﹣2t﹣3),
∴MN=|t2﹣2t﹣3﹣(t﹣3)|=|t2﹣3t|,
①当△QMN是以NQ为斜边的等腰直角三角形时,此时∠NMQ=90°,MN=MQ,如图2,
∵MQ∥x轴,
∴Q(﹣t,t﹣3),
∴|t2﹣3t|=|t﹣(﹣t)|,
∴t2﹣3t=±t,
解得:t=0(舍)或t=或t=,
∴,;,;
②当△QMN是以MQ为斜边的等腰直角三角形时,此时∠MNQ=90°,MN=NQ,如图3,
∵NQ∥x轴,
∴Q(,t2﹣2t﹣3),
∴NQ=|t﹣|=|t2+t|,
∴|t2﹣3t|=|t2+t|,
解得:t=0(舍)或t=5或t=2,
∴M3(5,2),Q3(﹣5,12);M4(2,﹣1),Q4(0,﹣3);
③当△QMN是以MN为斜边的等腰直角三角形时,
此时∠MQN=90°,MQ=NQ,如图4,
过点Q作QH⊥MN于H,则MH=HN,
∴H(t,),
∴Q(,),
∴QH=|t﹣|=|t2+5t|,
∵MQ=NQ,
∴MN=2QH,
∴|t2﹣3t|=2×|t2+5t|,
解得:t=7或1,
∴M5(7,4),Q5(﹣7,18);M6(1,﹣2),Q6(0,﹣3);
综上所述,点M及其对应点Q的坐标为:
,;,;M3(5,2),Q3(﹣5,12);M4(2,﹣1),Q4(0,﹣3);M5(7,4),Q5(﹣7,18);M6(1,﹣2),Q6(0,﹣3).
16.(1)y=x2﹣2x﹣3;(2);(3)-3或-4
【详解】
解:(1)将点(﹣1,0)、(0,﹣3)分别代入y=ax2﹣2ax+c(a>0)得,
,解得:,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3.
(2)对直线y=x﹣6,当x=0时,y=﹣6,当y=0时,x=6,
∴A(6,0),B(0,﹣6),
过点P作x轴的垂线交直线AB于点D,连接PA和PB,如图,
设P(x,x2﹣2x﹣3),则D(x,x﹣6),
∴PD=x2﹣2x﹣3﹣(x﹣6)=x2﹣3x+3,
∴S△PAB=S△PBD+S△PAD=•x•PD+•(6﹣x)•PD
=3(x2﹣3x+3)=,
∴x=时,S△PAB有最小值,
∴△PAB的面积最小时,点P的横坐标为.
(3)由题意可设,E(m,m2﹣2m﹣3),F(m,m﹣6),
∴EF=m2﹣2m﹣3﹣(m﹣6)=m2﹣3m+3,
由y=x2﹣2x﹣3可知抛物线的对称轴为直线x=1,
∵△CEF是以点E或点F为直角顶点的等腰直角三角形,点C在抛物线对称轴上,
∴点C的横坐标为1,m≠1,
当点E为直角顶点时,CE=EF,C(1,m2﹣2m﹣3),
∴CE=|m﹣1|,
∴|m﹣1|=m2﹣3m+3,
①或②
解①得:m=2,方程②无解
∴点C的纵坐标为22﹣2×2﹣3=﹣3;
当点F为直角顶点时,CF=EF,C(1,m﹣6),
∴CF=|m﹣1|,
∴|m﹣1|=m2﹣3m+3,
①或②
解①得:m=2,方程②无解
∴点C的纵坐标为2﹣6=﹣4;
综上所述,点C的纵坐标为﹣3或﹣4.
17.(1)y=x2﹣2x﹣3
(2)1或0
(3)h=
(1)
解:∵抛物线过和两点,
∴,
解得:,
∴抛物线的解析式为,
故答案为:;
(2)
解:∵轴,轴,
如图所示:
∴,
,
∵为等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴或,
∴或,
∴a的值为1或0;
(3)
解:∵,抛物线开口向上,对称轴为直线,
①当点M,N在对称轴左侧时,y随x的增大而减小,此时,
∴,
∴,
②当点M,N在对称轴左右两侧时,
若,则,
∴,
此时最低点为顶点,最低点的纵坐标为﹣4.
当时,最高点为M,
∴,
当时,最高点为N,
∴;
③当点M,N在对称轴右侧时,此时,y随x的增大而增大,
∴;
综上所述可得:
.
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