2021年中考一轮复习数学《二次函数综合性压轴题》专题突破训练(含答案)
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1.如图,抛物线y=ax2﹣2ax+c与x轴交于点A(﹣2,0)和B两点,点C(6,4)在抛物线上.
(1)直接写出B点坐标: ,抛物线解析式为 (一般式);
(2)如图1,D为y轴左侧抛物线上一点,且∠DCA=2∠CAB,求点D的坐标;
(3)如图2,直线y=mx+n与抛物线交于点E、F,连接CE、CF分别交y轴于点M、N,若OM•ON=3,求证:直线EF经过定点,并求出这个定点的坐标.
2.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于点A(﹣2,0),点B(4,0),与y轴交于点C(0,2).
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是第一象限内的抛物线上一点,过点P作PH⊥x轴于点H,交直线BC于点Q,求PQ+CQ的最大值,并求出此时点P的坐标;
(3)如图2,将抛物线沿射线BC的方向平移个单位长度,得到新抛物线y1=a1x2+b1x+c1(a1≠0),新抛物线与原抛物线交于点G.点M是x轴上一点,点N是新抛物线上一点,若以点C、G、M、N为顶点的四边形是平行四边形时,请直接写出点N的坐标.
3.如图,直线y=﹣x+n与x轴交于点A(4,0),与y轴交于点B,抛物线y=﹣x2+bx+c经过点A,B.
(1)求抛物线的解析式;
(2)E(m,0)为x轴上一动点,过点E作ED⊥x轴,交直线AB于点D,交抛物线于点P,连接BP.
①点E在线段OA上运动,若△BPD直角三角形,求点E的坐标;
②点E在x轴的正半轴上运动,若∠PBD+∠CBO=45°.请直接写出m的值.
4.如图,已知抛物线y=ax2+bx﹣3,与x轴交于A(1,0)、B(﹣3,0)两点,与y轴的交于点C.点P是线段BC上一动点,过点P作x轴的垂线交抛物线于点D.
(1)求抛物线的表达式;
(2)连接CD、DB.当△BDC的面积最大时,求△BDC面积的最大值以及此时点P的坐标?
(3)是否存在点P,使得△PCD是等腰三角形,若存在,求出P点的坐标.若不存在,说明理由.
5.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx+2(a≠0)与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)如图1,若点D是抛物线上第一象限内的一动点,设点D的横坐标为m,连接CD,BD,BC,AC,当△BCD的面积等于△AOC面积的2倍时,求m的值;
(3)如图2,若点N为抛物线对称轴上一点,探究抛物线上是否存在点M,使得以B,C,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出所有满足条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.
6.如图,已知抛物线y=x2+bx+c与x轴相交于A(﹣6,0),B(1,0),与y轴相交于点C,直线l⊥AC,垂足为C.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)若直线l与该抛物线的另一个交点为D,求点D的坐标;
(3)设动点P(m,n)在该抛物线上,当∠PAC=45°时,求m的值.
7.如图,抛物线与x轴交于A(1,0)、B(﹣3,0)两点,于y轴交于点C(0,3),顶点为D.
(1)求该抛物线的解析式及顶点D的坐标;
(2)请计算以A、B、D、C为顶点的四边形的面积;
(3)在x坐标轴上是否存在点Q,使得Q点到C、D两点的距离之和最短,若存在,请直接写出Q点坐标,若不存在,请说明理由.
8.已知抛物线y=ax2+bx+6(a为常数,a≠0)交x轴于点A(6,0)和点B(﹣1,0),交y轴于点C.
(Ⅰ)求点C的坐标和抛物线的解析式;
(Ⅱ)P是抛物线上位于直线AC上方的动点,过点P作y轴的平行线,交直线AC于点D,当PD取得最大值时,求点P的坐标;
(Ⅲ)M是抛物线的对称轴l上一点,N为抛物线上一点,当直线AC垂直平分△AMN的边MN时,求点N的坐标.
9.如图,抛物线y=﹣x2+bx+c交x轴于A,B两点,交y轴于点C,直线BC的表达式为y=﹣x+3.
(1)求抛物线的表达式;
(2)动点D在直线BC上方的二次函数图象上,连接DC,DB,设△BCD的面积为S,求S的最大值;
(3)当点D为抛物线的顶点时,在坐标轴上是否存在一点Q,使得以A,C,Q为顶点的三角形与△BCD相似?若存在,请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
10.如图,抛物线关于y轴对称,与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,且OC=2OB=4.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,已知D(0,1),连接AD,将△ADO绕平面内某一点顺时针旋转90°得到△A'D'O',A、D、O的对应点分别为A'、D'、O'.若A′,D′两点恰好落在抛物线上,求点D'的坐标.
(3)如图2,P在抛物线上,且位于x轴上方,已知PA,PB与y轴分别交于E,F两点.当点P运动时,请探究是否为定值.
11.如图,在平面直角坐标系中,一次函数y=2x+4与x轴、y轴分别交于点D、E,二次函数y=mx2﹣3mx﹣4m(m<0)与x轴交于A、B两点.
(1)A点坐标 ,B点坐标 ;
(2)在x轴上方的抛物线上是否存在P点,使得以点A、B、P为顶点的三角形与△DEO相似?若存在,求m的值;若不存在,请说明理由;
(3)点Q为(2)中抛物线上的动点,当Q到直线DE距离最小时,求Q点坐标及最小值.
12.在平面直角坐标系中,我们定义直线y=ax﹣a为抛物线y=ax2+bx+c(a、b、c为常数,a≠0)的“梦想直线”;有一个顶点在抛物线上,另有一个顶点在y轴上的三角形为其“梦想三角形”.已知抛物线y=ax2+bx+c与其“梦想直线”交于A、B两点(点A在点B的左侧),与x轴负半轴交于点C,tan∠ABO=,B(1,0),点A横坐标为﹣2,BC=4.
(1)求抛物线的解析式,并写出顶点坐标;
(2)如图,点M为线段CB上一动点,将△ACM以AM所在直线为对称轴翻折,点C的对称点为N,若△AMN为该抛物线的“梦想三角形”,求点N的坐标;
(3)当点E在抛物线的对称轴上运动时,在该抛物线的“梦想直线”上,是否存在点F,使得以点 A、C、E、F为顶点的四边形为平行四边形?若存在,请直接写出点 E、F的坐标;若不存在,请说明理由.
13.如图,抛物线y=a(x﹣)2+h经过点A(1,0),C(0,3).
(1)求抛物线与x轴的另一个交点B的坐标;
(2)如图①,在抛物线的对称轴上是否存在点P,使得四边形PAOC的周长最小?若存在,求出此时P点坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图②,点Q是OB上一动点,连接BC,在线段BC上是否存在这样的点M,使△CQM为等腰三角形且△BQM是直角三角形?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
14.如图,点B、C分别在x,y轴的正半轴上,OB,OC的长分别为x2﹣8x+12=0的两个根,且OC>OB,将△COB绕点O逆时针旋转90°,点C落在x轴负半轴上的点A处,点B落在y轴正半轴的点D处,连接AC.
(1)求过A,B,C三点的抛物线的函数解析式;
(2)直接写出tan∠CAD的值;
(3)点P从点C以每秒2个单位长度的速度沿CA运动到点A,点Q从点O以每秒1个单位长度的速度沿OC运动到点C,连接PQ.求S△CPQ的最大值,及此时点P的坐标;
(4)M是第二象限内一点,在平面内是否存在点N,使得以A,D,M,N为顶点的四边形是正方形?若存在,请直接写出点N的坐标,若不存在,请说明理由.
15.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左侧),与y轴交于点C.
(1)若A(﹣1,0),B(3,0),C(0,﹣3).
①求抛物线的解析式;
②若点P为x轴上一点,点Q为抛物线上一点,△CPQ是以CQ为斜边的等腰直角三角形,求出点P的坐标;
(2)若直线y=bx+t(t>c)与抛物线交于点M、点N(点M在对称轴左侧).直线AM交y轴于点E,直线AN交y轴于点D.试说明点C是线段DE的中点.
16.如图1,已知抛物线y=ax2﹣2ax+b与x轴交于点A(﹣2,0)和点B,与y轴交于点C(0,4).
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)如图2,已知点P是第四象限抛物线上的一点,且∠PAB=2∠ACO,求点P的横坐标;
(3)如图3,点D为抛物线的顶点,直线y=kx﹣k+2交抛物线于点E,F,过点E作y轴的平行线交FD的延长线于点P,求CP的最小值.
参考答案
1.解:(1)将点A、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=,
令y==0,解得x=4或﹣2,故点B的坐标为(4,0),
故答案为:(4,0),y=;
(2)延长DC交x轴于点M,
∵∠DCA=2∠CAB,
∴∠CAB=∠CMA,
∴CA=CM,
过点C作CQ⊥AM于点Q,
则QM=AQ=8,
∴点M坐标为(14,0),
由点C、M的坐标得,直线DM的解析式为:y=,
由得或(舍去)
∴点D坐标为(﹣6,10);
(3)设直线CE的表达式为y=kx+b,将点C的坐标代入上式并解得b=4﹣6k,
故直线CE解析式为:y=kx﹣6k+4,
则点M(0,﹣6k+4),
由得,
∴xC+xE=2+4k,
∴xE=4k﹣4 ①,
同理设直线CF的解析式为:y=tx﹣6t+4 则点N(0,﹣6t+4)即xF=4t﹣4 ②,
由得,
∴xE+xF=4m+2③,
xE•xF=﹣8﹣4n④,
将①②代入③④得,
又OM•ON=3,
∴(﹣6k+4)(6t﹣4)=﹣36kt+24(k+t)﹣16=3,
∴,
∴,
当时,,
∴直线EF经过定点且定点坐标为.
2.解:(1)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+x+2①;
(2)由点B、C的坐标得,直线BC的表达式为y=﹣x+2,
设点P(m,﹣m2+m+2),则点Q(m,﹣m+2),
过点Q作QH⊥y轴于点H,
由点B、C的坐标知,CO=2,OB=4,则tan∠CBO===tan∠CQH,则sin∠CQH=,
则CH=CQsin∠CQH=CQ=CH=yC﹣yH=2﹣(﹣m+2)=m,
则PQ+CQ=(﹣m2+m+2)﹣(﹣m+2)m=﹣m2+m,
∵﹣<0,故PQ+CQ有最大值,
当m=3时,PQ+CQ最大值为,此时点P(3,);
(3)将抛物线沿射线BC的方向平移个单位长度,则向左平移了2个单位,向上平移了1个单位,
则抛物线的抛物线为y=﹣(x+1)2+(x+1)+2+1=﹣x2﹣x+3②;
联立①②并解得,故点G(1,),
设点N的坐标为(x,﹣x2﹣x+3),
①当CG是边时,
将点C向上平移个单位得到点G,则点N(M)向上平移个单位得到M(N),
即﹣x2﹣x+3±=0,解得x=﹣1±或1±2,
故点N的坐标为(﹣1+,)或(﹣1﹣,)或(﹣1+2,﹣)或(﹣1﹣2,﹣);
②当CG是对角线时,
由中点公式得:(2+)=(﹣x2﹣x+3),
整理得:x2+2x+5=0,
∵△<0,故该方程无解;
综上,点N的坐标为(﹣1+,)或(﹣1﹣,)或(﹣1+2,﹣)或(﹣1﹣2,﹣).
3.解:(1)∵直线y=﹣x+n与x轴交于点A(4,0),
∴0=﹣4+n,
∴n=4,
∴直线解析式为:y=﹣x+4,
当x=0时,y=4,
∴点B(0,4),
∵抛物线y=﹣x2+bx+c经过点A,B,则,解得,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2+3x+4①;
(2)①∵ED⊥x轴,
∴∠PEA=90°,
∴∠BDP=∠ADE<90°,
设点E(m,0),点P(m,﹣m2+3m+4),则点D(m,﹣m+4),
∴PD2=(﹣m2+4m)2,BP2=m2+(﹣m2+3m)2,BD2=m2+(﹣m+4﹣4)2=2m2,
当∠PBD=90°时,BP2+BD2=PD2,
∴m2+(﹣m2+3m)2+2m2=(﹣m2+4m)2,
∴m=2,m=0(舍去)
∴点E的坐标为(2,0),
当∠BPD=90°时,BP2+PD2=BD2,
同理可得:m=0(舍去)或3或4(舍去),
∴点E的坐标为(3,0),
综上所述:点E的坐标为(2,0)或(3,0);
②当点P在x轴上方时,如图1,连接BC,延长BP交x轴于N,
∵点A(4,0),点B(0,4),
∴OA=OB=4,
∴∠BAO=∠ABO=45°,
∵抛物线y=﹣x2+3x+4与x轴交于点A,点C,
∴0=﹣x2+3x+4,
∴x1=4,x2=﹣1,
∴点C(﹣1,0),
∴OC=1,
∵∠PBD+∠CBO=45°,∠BAO=∠PBD+∠BNO=45°,
∴∠CBO=∠BNO,
又∵∠BOC=∠BON=90°,
∴△BCO∽△NBO,
∴,
∴=,
∴ON=16,
∴点N(16,0),
∴直线BN解析式为:y=﹣x+4②,
联立①②并解得:x=0(舍去)或,
∴m=;
当点P在x轴下方时,如图2,连接BC,设BP与x轴交于点H,
∵∠PBD+∠CBO=45°,∠OBH+∠PBD=45°,
∴∠CBO=∠OBH,
又∵OB=OB,∠COB=∠BOH,
∴△BOH≌△BOC(ASA),
∴OC=OH=1,
∴点H(1,0),
∴直线BH解析式为:y=﹣4x+4③,
联立①③并解得:x=0(舍去)或7,
∴点P的横坐标为7,
∴m=7,
综上所述:m=7或.
4.解:(1)设抛物线的表达式为y=a(x﹣1)(x+3)=a(x2+2x﹣3),
即﹣3a=﹣3,解得a=1,
故抛物线的表达式为y=x2+2x﹣3;
(2)由抛物线的表达式知,点C(0,﹣3),
设直线BC的表达式为y=kx+t,则,解得,
故直线BC的表达式为y=﹣x﹣3,
设点P(x,﹣x﹣3),则点D(x,x2+2x﹣3),
则PD=﹣x﹣3﹣x2﹣2x+3=﹣x2﹣3x,
则△BDC的面积=S△PDB+S△PDC=×PC×OB=×3×(﹣x2﹣3x)=﹣x2﹣x,
∵﹣<0,故△BDC的面积有最大值,
当x=﹣时,△BDC的面积的最大值为,此时点P(﹣,﹣);
(3)存在,理由:
由(1)知,设点P(x,﹣x﹣3),则点D(x,x2+2x﹣3),则PD=﹣x﹣3﹣x2﹣2x+3=﹣x2﹣3x,
①当PC=DC时,则点C在PD的中垂线上,
即(yP+yD)=yC,即(﹣x﹣3+x2+2x﹣3)=﹣6,
解得:x=0(舍去)或﹣1,
故点P(﹣1,﹣2);
②当PD=PC时,
由点P、C的坐标知,PC=﹣x,
则﹣x=﹣x2﹣3x,
解得x=0(舍去)或﹣3,
故点P(﹣3,﹣);
③当DP=CD时,
同理可可得,点P的坐标为(﹣2,﹣1),
综上,点P的坐标为(﹣1,﹣2)或(﹣3,﹣)或(﹣2,﹣1).
5.解:(1)把A(﹣1,0),B(3,0)代入y=ax2+bx+2中,得:,解得:,
∴抛物线解析式为y=﹣x2+x+2;
(2)过点D作y轴平行线交BC于点E,
把x=0代入y=﹣x2+x+2中,得:y=2,
∴C点坐标是(0,2),
又∵B(3,0),
∴直线BC的解析式为y=﹣x+2,
∵点D(m,﹣m2+m+2),
∴E(m,﹣m+2),
∴DE=(﹣m2+m+2)﹣(﹣m+2)=﹣m2+2m,
由S△BCD=2S△AOC得:×DE×OB=2××OA×OC,
∴(﹣m2+2m)×3=2××1×2,
整理得:m2﹣3m+2=0
解得:m1=1,m2=2
∵0<m<3
∴m的值为1或2;
(3)存在,理由:
设:点M的坐标为:(x,y),y=﹣x2+x+2,点N(1,s),点B(3,0)、C(0,2),
①当BC是平行四边形的边时,
当点C向右平移3个单位,向下平移2个单位得到B,
同样点M(N)向右平移3个单位,向下平移2个单位N(M),
故:x+3=1,y﹣2=s或x﹣3=1,y+2=s,
解得:x=﹣2或4,
故点M坐标为:(﹣2,﹣)或(4,﹣);
②当BC为对角线时,
由中点公式得:x+1=3,y+s=2,
解得:x=2,故点M(2,2);
综上,M的坐标为:(2,2)或(﹣2,﹣)或(4,﹣).
6.解:(1)将点A、B的坐标代入抛物线的表达式得,解得,
故抛物线的表达式为y=x2+x﹣3①;
(2)过点D作DE⊥y轴于点E,
而直线l⊥AC,AO⊥y轴,
∴∠CDE+∠DCE=90°,∠DCE+∠OCA=90°,
∴∠CDE=∠OCA,
∵∠AOC=∠CED=90°,
∴△CED∽△AOC,则,
而点A、C的坐标分别为(﹣6,0)、(0,﹣3),则AO=6,OC=3,设点D(x,x2+x﹣3),
则DE=﹣x,CE=﹣x2﹣x,
则=,解得x=0(舍去)或﹣1,
当x=﹣1时,y=x2+x﹣3=﹣5,
故点D的坐标为(﹣1,﹣5);
(3)①当点P在x轴的上方时,
由点C、D的坐标得,直线l的表达式为y=2x﹣3,
延长AP交直线l于点M,设点M(t,2t﹣3),
∵∠PAC=45°,直线l⊥AC,
∴△ACM为等腰直角三角形,则AC=CM,
则62+32=(t﹣0)2+(2t﹣3+3)2,解得t=3,
故点M的坐标为(3,3),
由点A、M的坐标得,直线AM的表达式为y=x+2②,
联立①②并解得x=﹣6(舍去)或,
故点P的横坐标m=;
②当点P在x轴的下方时,
同理可得x=﹣6(舍去)或x=﹣5,
故m=﹣5,
综上,m=﹣5或.
7.解:(1)设抛物线的表达式为y=ax2+bx+c,
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,
抛物线的对称轴为x=﹣1,当x=﹣1时,y=﹣x2﹣2x+3=4,
故点D的坐标为(﹣1,4);
(2)由点B、C、D的坐标知,BC2=18,CD2=2,BD2=20,
则BC2+CD2=BD2,则△BCD为直角三角形,
四边形ABCD的面积=×BC×CD+×AB×OC=×3×+×4×3=9;
(3)存在,理由:
作点C关于x轴的对称点E(0,﹣3),连接DE交x轴于点Q,则点Q为所求点,
设直线ED的表达式为y=kx+b,则,解得,
故直线DE的表达式为y=﹣7x﹣3,
令y=﹣7x﹣3=0,解得x=﹣,
故点Q的坐标为(﹣,0).
8.解:(Ⅰ)∵抛物线y=ax2+bx+6经过点A(6,0),B(﹣1,0),
∴,
∴,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+5x+6,
当x=0时,y=6,
∴点C(0,6);
(Ⅱ)如图(1),
∵A(6,0),C(0,6),
∴直线AC的解析式为y=﹣x+6,
设D(t,﹣t+6)(0<t<6),则P(t,﹣t2+5t+6),
∴PD=﹣t2+5t+6﹣(﹣t+6)=﹣t2+6t=﹣(t﹣3)2+9,
当t=3时,PD最大,此时,﹣t2+5t+6=12,
∴P(3,12);
(Ⅲ)如图(2),设直线AC与抛物线的对称轴l的交点为F,连接NF,
∵点F在线段MN的垂直平分线AC上,
∴FM=FN,∠NFC=∠MFC,
∵l∥y轴,
∴∠MFC=∠OCA=45°,
∴∠MFN=∠NFC+∠MFC=90°,
∴NF∥x轴,
由(2)知,直线AC的解析式为y=﹣x+6,
当x=时,y=,
∴F(,),
∴点N的纵坐标为,
设N的坐标为(m,﹣m2+5m+6),
∴﹣m2+5m+6=,
∴m=或m=,
∴点N的坐标为(,)或(,).
9.解:(1)把x=0代入y=﹣x+3得:y=3,
∴C(0,3).
把y=0代入y=﹣x+3得:x=3,
∴B(3,0),
将C(0,3),B(3,0)代入y=﹣x2+bx+c得:,
解得,
∴抛物线的表达式为y=﹣x2+2x+3;
(2)过点D作DF⊥x轴于点F,
设D(x,﹣x2+2x+3),则F(x,0),OF=x,BF=3﹣x,
则DF=﹣x2+2x+3,
S=S梯形COFD+S△DFB﹣S△BOC=×x(3﹣x2+2x+3)(3﹣x)(﹣x2+2x+3)﹣×3×3=﹣(x﹣)2+,
∴当时,S有最大值,最大值为.
(3)y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴D(1,4).
又∵C(0,3),B(3,0),
∴,,.
∴CD2+CB2=BD2,
∴∠DCB=90°.
如图所示:连接AC.
①∵A(﹣1,0),C(0,3),
∴OA=1,CO=3.
∴,
又∵∠AOC=∠DCB=90°,
∴△AOC∽△DCB.
∴当Q的坐标为(0,0)时,△AQC∽△DCB.
②过点C作CQ′⊥AC,交x轴与点Q.
∵△ACQ为直角三角形,CO⊥AQ′,
∴△ACQ′∽△AOC.
又∵△AOC∽△DCB,
∴△ACQ′∽△DCB.
∴,即,
解得:AQ′=10.
∴Q′(9,0).
③过点A作AQ⊥AC,交y轴与点Q.
∵△ACQ为直角三角形,CA⊥AQ,
∴△QAC∽△AOC.
又∵△AOC∽△DCB,
∴△QAC∽△DCB.
∴,即,
解得:.
∴,
综上所述:当Q的坐标为(0,0)或(9,0)或时,以A,C,Q为顶点的三角形与△BCD相似.
10.解:(1)设抛物线的表达式为y=ax2+c,
∵OC=2OB=4,则点B、C的坐标分别为(2,0)、(0,4),
将点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+4;
(2)设点D′的坐标为(p,q),
∵△ADO绕平面内某一点顺时针旋转90°得到△A'D'O',
∴D′O′⊥y轴,A′O′⊥y轴,O′A′=2,O′D′=1.
则点A′的坐标为(p﹣1,q+2),
将点A′、D′的坐标代入抛物线表达式得,解得,
故点D′的坐标为(,);
(3)是定值,理由如下,
过点P作PQ⊥AB于Q点,
设P(m,am2+c),A(﹣t,0),B(t,0),
则at2+c=0,c=﹣at2.
∵PQ∥OF,
∴,则OF===﹣ac(m+t),
同理OE=amt﹣at2.
∴OE+OF=﹣2at2=2c=2OC.
∴=2,是定值.
11.解:(1)令y=mx2﹣3mx﹣4m=0,
解得x=﹣1或4,
故点A、B的坐标分别为(﹣1,0)、(4,0),
故答案为(﹣1,0)、(4,0);
(2)存在,理由:
对于一次函数y=2x+4,令y=2x+4=0,则x=﹣2,令x=0,则y=4,故点D、E的坐标分别为(﹣2,0)、(0,4),
在Rt△ODE中,tan∠EDO=2,则sin∠EDO=,
当以点A、B、P为顶点的三角形与△DEO相似时,只能是∠APB为直角,如图1,设点P的为(a,b),
∵OE:OD=2,故以点A、B、P为顶点的三角形与△DEO相似时,两个三角形的相似比为2或,
过点P作x轴的平行线,交过点A与y轴的平行线于点M,交过点B与y轴的平行线于点N,
∵∠MPA+∠BPN=90°,∠BPN+∠PBN=90°,
∴∠MPA=∠PBN,
∵∠PMA=∠BNP=90°,
∴△PMA∽△BNP,且相似比为2或,
即,即,
解得,则点P(3,2),
将点P的坐标代入y=mx2﹣3mx﹣4m得:2=9m﹣9m﹣4m,
解得m=﹣;
(3)由(1)知,抛物线的表达式为y=﹣x2+x+2,
如图2,过点Q作x轴的平行线交DE于点N,则∠HNQ=∠EDO,则sin∠HNQ=sin∠EDO=,
设点Q的坐标为(t,﹣t2+t+2),点N(x,﹣t2+t+2),
∵y=2x+4=﹣t2+t+2,则x=﹣t2+t﹣1,
过点Q作QH⊥DE于点H,则HQ为Q到直线DE距离,
HQ=NQsin∠HNQ=[t﹣(﹣t2+t﹣1)]=(t2+t+1),
∵>0,故HQ有最小值,
当t=﹣时,HQ有最小值为,此时点Q(﹣,).
12.解:(1)∵tan∠ABO=,由直线的表达式知,a=﹣,
故一次函数的表达式为y=﹣x+;
当x=﹣2时,y=﹣x+=2,故点A(﹣2,2),
∵点B(1,0),BC=4,则点C(﹣3,0),则c=﹣3,
故抛物线的表达式为y=﹣x2+bx+c
将点A、B的坐标代入上式得,解得,
故抛物线的表达式为y=﹣x2﹣x+2;
抛物线的对称轴为直线x=﹣1,故抛物线的顶点坐标为:(﹣1,);
(2)当点N在y轴上时,△AMN为梦想三角形,
如图1,过A作AD⊥y轴于点D,则AD=2,
由点A、C的坐标知,AC==,
由翻折的性质可知AN=AC=,
在Rt△AND中,由勾股定理可得DN===3,
由抛物线的表达式知,点D的坐标为(0,2),故OD=2,
∴ON=2﹣3或ON=2+3,
当ON=2+3时,则MN>OD>CM,与MN=CM矛盾,不合题意,
∴N点坐标为(0,2﹣3);
当M点在y轴上时,则M与O重合,过N作NP⊥x轴于点P,如图2,
在Rt△AMD中,AD=2,OD=2,
∴tan∠DAM==,
∴∠DAM=60°,
∵AD∥x轴,
∴∠AMC=∠DAO=60°,
又由折叠可知∠NMA=∠AMC=60°,
∴∠NMP=60°,且MN=CM=3,
∴MP=MN=,NP=MN=,
∴此时N点坐标为(,);
综上可知N点坐标为(0,2﹣3)或(,);
(3)①当AC为平行四边形的边时,如图3,过F作对称轴的垂线FH,过A作AK⊥x轴于点K,
则有AC∥EF且AC=EF,
∴∠ACK=∠EFH,
在△ACK和△EFH中,
,
∴△ACK≌△EFH(AAS),
∴FH=CK=1,HE=AK=2,
∵抛物线对称轴为x=﹣1,
∴F点的横坐标为0或﹣2,
∵点F在直线AB上,
∴当F点横坐标为0时,则F(0,),此时点E在直线AB下方,
∴E到x轴的距离为EH﹣OF=2﹣=,即E点纵坐标为﹣,
∴E(﹣1,﹣);
当F点的横坐标为﹣2时,则F与A重合,不合题意,舍去;
②当AC为平行四边形的对角线时,
∵C(﹣3,0),且A(﹣2,2),
∴线段AC的中点坐标为(﹣2.5,),
设E(﹣1,t),F(x,y),
则x﹣1=2×(﹣2.5),y+t=2,
∴x=﹣4,y=2﹣t,
代入直线AB解析式可得2﹣t=﹣×(﹣4)+,解得t=﹣,
∴E(﹣1,﹣),F(﹣4,);
综上可知存在满足条件的点F,此时E(﹣1,﹣)、F(0,)或E(﹣1,﹣)、F(﹣4,).
13.解:(1)由抛物线表达式知,函数的对称轴为x=,
而点A(1,0),
根据点的对称性,则xB=1+2×(﹣1)=4,
故点B的坐标为(4,0);
(2)存在,理由:
∵抛物线经过点A(1,0),B(4,0),
∴A、B关于对称轴对称,如图1,连接BC,
∴BC与对称轴的交点即为所求的点P,此时PA+PC=BC,
∴四边形PAOC的周长最小值为:OC+OA+BC,
∵A(1,0),B(4,0),C(0,3),
设直线BC解析式为y=kx+n,把B、C两点坐标代入可得,解得,
∴直线BC的解析式为y=﹣x+3,
由抛物线的表达式知,抛物线的对称轴为x=,
当x=时,y=﹣x+3=,
故点P的坐标为(,);
(3)存在,理由:
①当∠BQM=90°时,如图2,
∵M在线段BC上
∴设M(m,﹣m+3),
∵∠CMQ>90°,
∴只能CM=MQ=﹣m+3,
∵MQ∥y轴,
∴△MQB∽△COB,则,即,
解得:m=,
∴M(,);
②当∠QMB=90°时,如图3,
∵∠CMQ=90°,
∴只能CM=MQ,
设CM=MQ=m,
∴BM=5﹣m,
∵∠BMQ=∠COB=90°,∠MBQ=∠OBC,
∴△BMQ∽△BOC,则,即,
解得m==CM,
过点M作MN∥OB交y轴于点N,
∴,即,
∴MN=,
∵BC的解析式为y=﹣x+3,
当x=时,则y=﹣x+3=,
∴M(,).
综上,在线段BC上存在这样的点M,使△CQM为等腰三角形且△BQM为直角三角形,点M的坐标为(,)或(,).
14.解:(1)解x2﹣8x+12=0得:x=6或2,
故点B(2,0)、点C(0,6),
由图象的旋转知,点A、D的坐标分别为(﹣6,0)、(0,2);
设抛物线的解析式为y=ax2+bx+c,
将点A、B、C的坐标代入抛物线解析式中得,解得,
故抛物线的表达式为y=﹣x2﹣2x+6;
(2)过点D作DH⊥AC于点H,
则S△ACD=×CD×AO=×AC×HD,即×4×6=××HD,
解得HD=2,
根据勾股定理得,AH===4,
故tan∠CAD=;
(3)∵OA=OC,则∠ACO=45°,
由题意得:PC=2t,CQ=6﹣t,
则|xP|=PC•cos45°=t,
则S△CPQ=×CQ×|xP|=×t(6﹣t)=﹣(t2﹣6t),
∵﹣<0,故S△CPQ有最大值,当t=3时,其最大值为,
当t=3时,PC=6,点P的纵坐标为6﹣3,
故点P(﹣3,6﹣3);
(4)①当AD是正方形的对角线时,则正方形为ANDM′,
设M′N交AD于R,交x轴于点H,
则点R是AD的中点,则点R(﹣3,1),
在Rt△AOD中,tan∠DAO===,则tan∠RHA=3,
则设直线M′N的表达式为y=﹣3x+b,将点R的坐标代入上式并解得b=﹣8,
故直线M′N的表达式为y=﹣3x﹣8,设点N(m,﹣3m﹣8),
过点N作x轴的平行线交过点A与y轴的平行线于点G,交y轴于点K,
∵∠DNK+∠ANG=90°,∠ANG+∠NAG=90°,
∴∠NAG=∠DNK,
∵∠NGA=∠DKN=90°,AN=DN,
∴△NGA≌△DKN(AAS),
∴GN=DK,即m+6=2+3m+8,解得m=﹣2,
故点N的坐标为(﹣2,﹣2);
②当AD是正方形的边时,
当DN′是边时,
同理可得:△DSN′≌△AOD(AAS),
∴N'S=OD=2,DS=AO=6,
故点N′(﹣2,8);
当AN是边时,点N对应的是上图中的点M,
同理可得,点M(﹣8,6),即点N″(﹣8,6);
综上,点N的坐标为(﹣8,6)、(﹣2,8)、(﹣2,﹣2).
15.解:(1)①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当点P在CQ的右边时,设点P(m,0),如图,过点Q作QS⊥x轴于点S,
∵∠QPS+∠CPO=90°,∠SQP+∠QPS=90°,
∴∠SQP=∠CPO,
∵∠QSP=∠POC=90°,PQ=PC,
∴△PQS≌△CPO(AAS),
∴SQ=OP=m,SP=OC=3,
∴SO=3﹣m,则点Q(m﹣3,m),
将点Q的坐标代入抛物线表达式得:m=(m﹣3)2﹣2(m﹣3)﹣3,解得m=,
故点P的坐标为(,0)或(,0).
当点P在CQ的左侧时,同法可得Q(m+3,﹣m),
将点Q的坐标代入抛物线表达式得:﹣m=(m+3)2﹣2(m+3)﹣3,解得m=0或﹣5,
∴P(0,0)或(﹣5,0).
综上所述,满足条件的点P的坐标为(,0)或(,0)或(0,0)或(﹣5,0).
(2)设点A、M、N的坐标分别为(p,0)、(m,am2+bm+c)、(n,an2+bn+c),
由点A的坐标得:当x=p时,y=ax2+bx+c=ap2+bp+c=0,即c=﹣ap2﹣bp,
联立y=ax2+bx+c和y=bx+t并整理得:ax2+c﹣t=0,则m+n=0,
设直线MN的表达式为y=sx+q,则,解得,
即直线MN表达式中的k值为am+an+b,
同理直线AM表达式中的k值为am+ap+b,
则直线AM的表达式为y=(am+ap+b)(x﹣p),令x=0,则yE=﹣p(am+ap+b),
同理可得AN表达式为y=(an+ap+b)(x﹣p),令x=0,则yD=﹣p(an+ap+b),
则(yD+yE)=﹣p(am+an+2ap+2b)=﹣p(0+2ap+2b)=﹣ap2﹣bp=c=yC,
故点C是线段DE的中点.
16.解:(1)将点A、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+x+4①;
(2)在OB上取OR=OA=2,
则∠ACR=2∠ACO=∠PAB,
过点A作AK⊥CR于点K,设直线AP交y轴于点H,
则S△ACR=AR×CO=×CR×AK,即×4×4=××AK,
解得AK=,则sin∠ACK===,则tan∠ACK==tan∠BAP,
在Rt△AOH中,OH=AO×tan∠BAP=2×=,
由点A、H的坐标得,直线AP的表达式为y=﹣x﹣②;
联立①②并解得x=,
故点P的横坐标为;
(3)设点E、F的坐标分别为(m,﹣m2+m+4)、(n,﹣n2+n+4),
联立①与y=kx﹣k+2并整理得:x2+(2k﹣2)x﹣(4+2k)=0,
则m+n=2﹣2k,mn=﹣4﹣2k,
由抛物线的表达式知,点D(1,),
由点D、F的坐标得,直线FD的表达式为y=﹣(n﹣1)x+n+4,
当x=m时,y=﹣(n﹣1)m+n+4=﹣mn+(m+n)+4=﹣(﹣4﹣2k)+(2﹣2k)+4=7,
故点P的坐标为(m,7),
则PC==≥3,
故PC的最小值为3
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