2023中考数学二轮复习专题08 二次函数之四边形存在性问题
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知识准备:特殊四边形包括平行四边形、菱形、矩形和正方形。它们的判定方法如下:
平行四边形的判定方法:
两组对边分别平行的四边形是平行四边形;两组对角分别相等的四边形是平行四边形
两组对边分别相等的四边形是平行四边形;一组对边平行且相等的四边形是平行四边形
两条对角线互相平分的四边形是平行四边形;
矩形判的定方法
有一个角是直角的平行四边形是矩形;对角线相等的平行四边形是矩形
有三个角是直角的四边形是矩形
菱形判定方法
有一组邻边相等的平行四边形是菱形;对角线互相垂直的平行四边形是菱形
四条边相等的四边形是矩形
正方形的判定方法
平行四边形+矩形的特性;平行四边形+菱形的特性
解答时常用的技巧:
(1).根据平行四边形的对角线互相平分这条性质,应用中点坐标公式,可以采用如下方法:
已知点A、B、C三点坐标已知,点P在某函数图像上,是否存在以点A、B、C、P为顶点的四边形为平行四边形,求点P的坐标。
P(m,n)
B(c,d)
C(e,f)
A(a,b)
O
如,当AP、BC为平行四边形对角线时,由中点坐标公式,可得
a+m=c+e,n+b=d+f
则m= c+e-a;n= d+f-b,点P坐标可知,将其带入到函数关系式进行验证,如果满足函数关系式,即为所求P点,同理,根据分类讨论可以得到其它情况的解答方法。
(2).菱形在折叠的情况下,可以看成是等腰三角形以底边所在直线折叠所得,因此,菱形的存在性讨论,亦可以看做等腰三角形的存在性讨论。
(3).矩形中的直角证明出来常规直角的探究外,还有主要是否由隐形圆的直径所对圆周角得到。
一、解答题(共15小题)
1.如图,已知二次函数图象的顶点坐标为C(1,0),直线y=x+m的图象与该二次函数的图象交于A、B两点,其中A点坐标为(3,4),B点在y轴上.
(1)求m的值及这个二次函数的解析式;
(2)若P是线段AB下方抛物线上一动点,当△ABP面积最大时,求P点坐标以及△ABP面积最大值;
(3)若D为直线AB与这个二次函数图象对称轴的交点,Q为线段AB之间的一个动点,过Q作x轴的垂线,与这个二次函数图象交于点E,问是否存在这样的点Q,使得四边形DCEQ为平行四边形,若存在,请求出Q点的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵点A(3,4)在直线y=x+m上,
∴4=3+m.
∴m=1.
设所求二次函数的关系式为y=a(x﹣1)2.
∵点A(3,4)在二次函数y=a(x﹣1)2的图象上,
∴4=a(3﹣1)2,
∴a=1.
∴所求二次函数的关系式为y=(x﹣1)2.
即y=x2﹣2x+1;
(2)过点P作y轴的平行线交AB于点E,
则△ABP面积=S△PEA+S△PEB=12PE•(xA﹣xB)=12×[(x+1)﹣(x2﹣2x+1)]×3=﹣32x2+92x,
∵﹣32<0,故△ABP面积存在最大值,当x=32时,△ABP面积最大值为98,
此时点P的坐标为(32,14);
(3)存在.
理由:要使四边形DCEQ是平行四边形,必需有QE=DC.
∵点D在直线y=x+1上,
∴点D的坐标为(1,2),
∴﹣x2+3x=2.
即x2﹣3x+2=0.
解之,得x1=2,x2=1(不合题意,舍去)
∴当Q点的坐标为(2,3)时,四边形DCEQ是平行四边形.
【知识点】二次函数综合题
2.过点(4,3)的二次函数的顶点坐标是(2,﹣1),M、N是抛物线与x轴的交点.
(1)求二次函数的解析式;
(2)直线y=x+3与二次函数交于A、B两点,P是二次函数上任意一点,是否能够在对称轴上找到一点K,使得四边形KAPB为平行四边形?如果存在,求出点K的坐标;如果不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵抛物线顶点坐标(2,﹣1),
∴设抛物线解析式为y=a(x﹣2)2﹣1(a≠0),
∵抛物线经过点(4,3),
∴a(4﹣2)2﹣1=3,
解得a=1,
所以,该抛物线解析式为y=(x﹣2)2﹣1或y=x2﹣4x+3;
(2)能够在对称轴上找到一点K,使得四边形KAPB为平行四边形.
理由如下:
根据题意,得y=x+3 y=x2-4x+3,
解得,x=0 y=3或x=5 y=8,
则点A(0,3),B(5,8).
假设四边形KAPB为平行四边形.
则AK∥BP,AK=BP,
∵点A坐标为(0,3),点K的横坐标为2,点B的横坐标为5,
∴点P的横坐标为5﹣2=3,点P的纵坐标y=32﹣4×3+3=0,点K的纵坐标为8+3=11,
∴K(2,11).
【知识点】二次函数综合题
3.已知二次函数y=ax2+bx﹣3a经过点A(﹣1,0),C(0,3),与x轴交于另一点B,抛物线的顶点为D.
(1)求此二次函数解析式;
(2)连接AC、CD、DB,求S四边形ACDB;
(3)在该抛物线上是否存在点P,使得S△ABP=S四边形ACDB?若存在,求出符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)把点A(﹣1,0),C(0,3)代入二次函数y=ax2+bx﹣3a中得:
a-b-3a=0
-3a=3
解得a=-1 b=2
∴此二次函数解析式为:y=﹣x2+2x+3;
(2)y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴顶点D(1,4),
由对称性质得:B(3,0),
过D作DE⊥x轴于E,
∴S四边形ACDB=S△AOC+S梯形OCDE+S△DEB=12×1×3+12(3+4)×1+12×(3﹣1)×4=9;
(3)存在,
设P(x,﹣x2+2x+3),
∵A(﹣1,0),B(3,0),
∴AB=4,
∵S△ABP=S四边形ACDB,
∴12×4×|﹣x2+2x+3|=9,
①x2﹣2x﹣3=92,
x2﹣2x=152,
(x﹣1)2=172,
x=1±√34/2,
②x2﹣2x﹣3=﹣92,
x2﹣2x=﹣32,
(x﹣1)2=﹣12,
此方程无实数解,
当x=1+√34/2时,y=﹣(1+√34/2﹣1)2+4=﹣92,
当x=1﹣√34/2时,y=﹣(1﹣√34/2﹣1)2+4=﹣92,
∴符合条件的点P的坐标为:(1+√34/2,﹣92)或(1﹣√34/2,﹣92).
【知识点】待定系数法求二次函数解析式、抛物线与x轴的交点
4.如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2+bx+c的图象顶点为M(2,9)且过点C(8,0).
(1)求该二次函数的表达式;
(2)点D的坐标为(0,4),点F为该二次函数在第一象限内图象上的动点,连接CD、CF,以CD、CF为邻边作平行四边形CDEF,设平行四边形CDEF的面积为S.
①若F的横坐标为3,求S的值;
②是否存在点F,使点E也落在该二次函数图象上.若存在,求出F的坐标;若不存在,说明理由.
【解答】解:(1)∵二次函数y=ax2+bx+c的图象顶点为M(2,9),
∴二次函数的解析式为y=a(x﹣2)2+9,
将点C(8,0)代入y=a(x﹣2)2+9中,
得:0=a×(8﹣2)2+9=36a+9,解得:a=﹣14,
∴该二次函数的表达式为y=﹣14(x﹣2)2+9=﹣14x2+x+8.
(2)①过点D作DM∥x轴,交CF于点M,如图1所示.
当x=3时,y=﹣14×(3﹣2)2+9=354,
∴F(3,354).
设直线CF的解析式为y=mx+n,
0=8m+n 354=3m+n
解得:,m=-74 n=14
∴直线CF的解析式为y=﹣74x+14.
当y=4时,有﹣74x+14=4,
解得:x=407,
∴M(407,4),
∴DM=407.
∵F(3,354),C(8,0),
∴S=DM•(yF﹣yC)=407×354=50.
②假设存在,设点F的坐标为(t,﹣14t2+t+8),
∵四边形CDEF为平行四边形,C(8,0),D(0,4),
∴点E的坐标为(t﹣8,﹣14t2+t+12),
∵点E在抛物线y=﹣14x2+x+8上,
∴﹣14t2+t+12=﹣14(t﹣8)2+(t﹣8)+8=﹣14t2+5t﹣16,
解得:t=7,
∴点F的坐标为(7,114).
故存在点F(7,114),使点E也落在该二次函数图象上.
【知识点】二次函数综合题
5.如图,已知二次函数图象的顶点坐标为(2,0),直线y=x+1与二次函数的图象交于A,B两点,其中点A在y轴上.
(1)二次函数的解析式为y= ﹣ ;
(2)证明:点(﹣m,2m﹣1)不在(1)中所求的二次函数的图象上;
(3)若C为线段AB的中点,过C点作CE⊥x轴于E点,CE与二次函数的图象交于D点.
①y轴上存在点K,使以K,A,D,C为顶点的四边形是平行四边形,则K点的坐标是 ﹣ ;
②二次函数的图象上是否存在点p,使得S三角形POE=2S三角形ABD?求出P点坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】【第1空】y=14x2-x+1
【第2空】(0,-3)或(0,5)
【解答】(1)解:顶点坐标为(2,0),可设解析式为:y=a(x﹣2)2(a≠0),
把x=0代入y=x+1得y=1,则A(0,1)
再代入y=a(x﹣2)2得:1=4a,则a=14.
故二次函数的解析式为:y=14(x﹣2)2=14x2﹣x+1.
(2)证明:设点(﹣m,2m﹣1)在二次函数y=14x2﹣x+1的图象上,
则有:2m﹣1=14m2+m+1,
整理得m2﹣4m+8=0,
∵△=(﹣4)2﹣4×8=﹣16<0
∴原方程无解,
∴点(﹣m,2m﹣1)不在二次函数y=14x2﹣x+1的图象上.
(3)解:①K(0,﹣3)或(0,5);
②二次函数的图象上存在点P,使得S△POE=2S△ABD,
如图,过点B作BF⊥x轴于F,则BF∥CE∥AO,又C为AB中点,
∴OE=EF,由于y=14x2﹣x+1和y=x+1可求得点B(8,9)
∴E(4,0),D(4,1),C(4,5),
∴AD∥x轴,
∴S△ABD=2S△ACD=2×12×4×4=16.
设P(x,14x2﹣x+1),
由题意有:S△POE=12×4(14x2﹣x+1)=12x2﹣2x+2,
∵S△POE=2S△ABD
∴12x2﹣2x+2=32
解得x=﹣6或x=10,
当x=﹣6时,y=14×36+6+1=16,
当x=10时,y=14×100﹣10+1=16,
∴存在点P(﹣6,16)和P(10,16),使得S△POE=2S△ABD.
【知识点】二次函数综合题
6.如图,二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴的交点为A、D(A在D的右侧),与y轴的交点为C,且A(4,0),C(0,﹣3),对称轴是直线x=1.
(1)求二次函数的解析式;
(2)若M是第四象限抛物线上一动点,且横坐标为m,设四边形OCMA的面积为s.请写出s与m之间的函数关系式,并求出当m为何值时,四边形OCMA的面积最大;
(3)设点B是x轴上的点,P是抛物线上的点,是否存在点P,使得以A,B、C,P四点为顶点的四边形为平行四边形?若存在,直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵A(4,0),对称轴是直线x=l,
∴D(﹣2,0).
又∵C(0,﹣3)
c=-3
16a+4b+c=0
4a-2b+c=0
解得.a=38,b=﹣34,c=﹣3,
∴二次函数解析式为:y=38x2﹣34x﹣3.
(2)如图1所示:
设M(m,38m2﹣34m﹣3),|yM|=﹣38m2+34m+3,
∵S=S△OCM+S△OAM
∴S=12×OC×m+12×OA×|yM|=12×3×m+12×4×(﹣38m2+34m+3)=﹣34m2+3m+6=﹣34(m﹣2)2+9,
当m=2时,s最大是9.
(3)当AB为平行四边形的边时,则AB∥PC,
∴PC∥x轴.
∴点P的纵坐标为﹣3.
将y=﹣3代入得:38x2﹣34x﹣3=﹣3,解得:x=0或x=2.
∴点P的坐标为(2,﹣3).
当AB为对角线时.
∵ABCP为平行四边形,
∴AB与CP互相平分,
∴点P的纵坐标为3.
把y=3代入得:38x2﹣34x﹣3=3,整理得:x2﹣2x﹣16=0,解得:x=1+√17或x=1﹣√17.
综上所述,存在点P(2,﹣3)或P(1+√17,3)或P(1﹣√17,3)使得以A,B、C,P四点为顶点的四边形为平行四边形.
【知识点】二次函数综合题
7.如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于A、B两点,A点在原点左侧,B点的坐标为(4,0),与y轴交于C(0,﹣4)点,点P是直线BC下方的抛物线上一动点.
(1)求这个二次函数的表达式.
(2)连接PO、PC,并把△POC沿CO翻折,得到四边形POP′C,那么是否存在点P,使四边形POP′C为菱形?若存在,请求出此时点P的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)当点P运动到什么位置时,四边形ABPC的面积最大?求出此时P点的坐标和四边形ABPC的最大面积.
【解答】解:(1)将B、C两点的坐标代入得:
16+4b+c=0
c=-4
解得 b=-3 c=-4
所以二次函数的表达式为:y=x2﹣3x﹣4;
(2)存在点P,使四边形POP′C为菱形;
设P点坐标为(x,x2﹣3x﹣4),PP′交CO于E
若四边形POP′C是菱形,则有PC=PO;
如图1,连接PP′,则PE⊥CO于E,
∵C(0,﹣4),
∴CO=4,
又∵OE=EC,
∴OE=EC=2
∴y=﹣2;
∴x2﹣3x﹣4=﹣2
解得:x1=(3+√17)/2,x2=(3+√17)/2(不合题意,舍去),
∴P点的坐标为((3+√17)/2,﹣2);
(3) 如图2,过点P作y轴的平行线与BC交于点Q,与OB交于点F,设P(x,x2﹣3x﹣4),设直线BC的解析式为:y=kx+d,
d=-4
4k+d=0
解得 k=1 d=-4
∴直线BC的解析式为:y=x﹣4,
则Q点的坐标为(x,x﹣4);
当0=x2﹣3x﹣4,
解得:x1=﹣1,x2=4,
∴AO=1,AB=5,
S四边形ABPC=S△ABC+S△BPQ+S△CPQ
=12AB•OC+12QP•BF+12QP•OF
=12×5×4+12(4﹣x)[x﹣4﹣(x2﹣3x﹣4)]+12x[x﹣4﹣(x2﹣3x﹣4)]
=﹣2x2+8x+10
=﹣2(x﹣2)2+18
当x=2时,四边形ABPC的面积最大,
此时P点的坐标为:(2,﹣6),四边形ABPC的面积的最大值为18.
【知识点】二次函数综合题
8.在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2+bx+2的图象与x轴交于A(﹣3,0),B(1,0)两点,与y轴交于点C.
(1)求这个二次函数的解析式,并直接写出当x满足什么值时y<0?
(2)点P是直线AC上方的抛物线上一动点,是否存在点P,使△ACP面积最大?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)点M为抛物线上一动点,在x轴上是否存在点Q,使以A、C、M、Q为顶点的四边形是平行四边形?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)将A(﹣3,0),B(1,0)代入y=ax2+bx+2,
得9a-3b+2=0 a+b+2=0,
解得,a=﹣23,b=﹣43,
∴抛物线解析式为:y=﹣23x2﹣43x+2,
在y=﹣23x2﹣43x+2中,
当y=0时,x1=﹣3,x2=1,
由二次函数的图象及性质知,当x<﹣3或x>1时,y<0;
(2)存在,理由如下:
如图1,过点P作平行于y轴的直线交AC于点H,
将点A(﹣3,0)、C(0,2)代入y=kx+b,
得,-3k+b=0 b=2,
解得,k=23,b=2,
∴直线AC的解析式为y=23x+2,
设P(x,﹣23x2﹣43x+2),则H(x,23x+2),
∴△ACP的面积S=12PH•OA=12×3(﹣23x2﹣43x+2﹣23x﹣2)=x2﹣3x=﹣(x+32)2+94,
∵﹣1<0,
∴当x=﹣32时,S有最大值为94,此是P(﹣32,52);
(3)如图2,当AQ∥CM且AQ=CM时,
∵yC=2,
∴yM=2,
在y=﹣23x2﹣43x+2中,
当y=2时,x1=0,x2=﹣2,
∴M1(﹣2,0),
∴CM=2,
∴AQ=2,
∵A(﹣3,0),
∴Q(﹣5,0)或(﹣1,0);
当AM∥CQ时,
∵yC﹣yA=2,
∴yQ﹣yM=2,
∴yM=﹣2,
在y=﹣23x2﹣43x+2中,
当y=﹣2时,x1=﹣1﹣√7,x2=﹣1+√7,
∴M2(﹣1﹣√7,﹣2),M3(﹣1+√7,﹣2),
∵xC﹣xA=3,
∴xQ﹣xM=3,
∴xQ=2﹣√7或2+√7,
∴Q(2﹣√7,0)或(2+√7,0),
综上所述,点Q的坐标为(﹣1,0)或(﹣5,0)或(2+√7,0)或(2﹣√7,0).
【知识点】二次函数综合题
9.如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于A、B两点,A点在原点的左侧,B点的坐标为(3,0),与y轴交于C(0,﹣3)点,点P是直线BC下方的抛物线上一动点.
(1)求这个二次函数的表达式.
(2)连接PO、PC,并把△POC沿CO翻折,得到四边形POP′C,那么是否存在点P,使四边形POP′C为菱形?若存在,请求出此时点P的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)当点P运动到什么位置时,四边形ABPC的面积最大?求出此时P点的坐标和四边形ABPC的最大面积.
【解答】解:(1)将B、C两点的坐标代入得9+3b+c=0 c=-3,
解得:b=-2 c=-3;
所以二次函数的表达式为:y=x2﹣2x﹣3
(2)存在点P,使四边形POP′C为菱形;
设P点坐标为(x,x2﹣2x﹣3),PP′交CO于E
若四边形POP′C是菱形,则有PC=PO;
连接PP′,则PE⊥CO于E,
∵C(0,﹣3),
∴CO=3,
又∵OE=EC,
∴OE=EC=32
∴y=-32;
∴x2﹣2x﹣3=-32
解得x1=(2+√10)/2,x2=(2-√10)/2(不合题意,舍去),
∴P点的坐标为((2+√10)/2,-32)
(3)过点P作y轴的平行线与BC交于点Q,与OB交于点F,设P(x,x2﹣2x﹣3),设直线BC的解析式为:y=kx+d,
则d=-3 3k+d=0
解得 k=1 d=-3
∴直线BC的解析式为y=x﹣3,
则Q点的坐标为(x,x﹣3);
当0=x2﹣2x﹣3,
解得:x1=﹣1,x2=3,
∴AO=1,AB=4,
S四边形ABPC=S△ABC+S△BPQ+S△CPQ
=12AB•OC+12QP•BF+12QP•OF
=12×4×3+12(-x2+3x)×3
=-32(x-32)2+258
当x=32时,四边形ABPC的面积最大
此时P点的坐标为(32,-154),四边形ABPC的面积的最大值为758.
【知识点】二次函数综合题
10.在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2+bx+2的图象与x轴交于A(﹣3,0),B(1,0)两点,与y轴交于点C.
(1)求这个二次函数的关系解析式,x满足什么值时y<0?
(2)点P是直线AC上方的抛物线上一动点,是否存在点P,使△ACP面积最大?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由;
(3)点M为抛物线上一动点,在x轴上是否存在点Q,使以A、C、M、Q为顶点的四边形是平行四边形?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,说明理由.
【解答】解:(1)函数表达式为:y=a(x+3)(x﹣1)=a(x2+2x﹣3),
﹣3a=2,解得:a=﹣23,
抛物线的表达式为:y=﹣23x2﹣43x+2,
当x<﹣3或x>1时,y<0;
(2)存在,理由:
过点P作平行于y轴的直线交AC于点H,
将点A(﹣3,0)、C(0,2)的坐标代入一次函数表达式:y=kx+b得:0=-3k+b b=2
解得 k=23 b=2
故直线AC的表达式为:y=23x+2,
设点P(x,﹣23x2﹣43x+2),则点H(x,23x+2),
△ACP面积S=12×PH×OA=12×(﹣23x2﹣43x+2﹣23x﹣2)=﹣13x2﹣x,
∵-13<0,故当x=﹣32时,S有最大值,
此时点P(﹣32,34);
(3)设点M的坐标为:(m,n),则n=﹣23m2﹣43m+2,点Q(s,0),点A、C的坐标分别为:(﹣3,0)、(0,2),
①当AC是平行四边形的一条边时,
点A向右平移3个单位、向上平移2个单位得到C,
同样点M(Q)向右平移3个单位、向上平移2个单位得到Q(M),
即:m+3=s,n+2=0或m﹣3=s,n﹣2=0,且n=﹣23m2﹣43m+2,
解得:s=2±√7或﹣5;
②当AC是平行四边形的对角线时,
则m+s=﹣3,n+0=2,且n=﹣23m2﹣43m+2,
解得:s=﹣1,
故点Q的坐标为:(﹣1,0)或(﹣5,0)或(2+√7,0)或(2﹣√7,0).
【知识点】二次函数综合题
11.已知二次函数y=ax2+2x+c(a≠0)的图象与x轴交于A、B(1,0)两点,与y轴交于点C(0,﹣3),
(1)求二次函数的表达式及A点坐标;
(2)D是二次函数图象上位于第三象限内的点,求点D到直线AC的距离取得最大值时点D的坐标;
(3)M是二次函数图象对称轴上的点,在二次函数图象上是否存在点N,使以M、N、B、O为顶点的四边形是平行四边形?若有,请写出点N的坐标(不写求解过程).
【解答】解:(1)把B(1,0),C(0,﹣3)代入y=ax2+2x+c
则有c=-3 a+c+2=0,
解得a=1 c=-3,
∴二次函数的解析式为y=x2+2x﹣3,
令y=0,得到x2+2x﹣3=0,解得x=﹣3或1,
∴A(﹣3,0).
(2)如图1中连接AD,CD.
∵点D到直线AC的距离取得最大,
∴此时△DAC的面积最大,
设直线AC解析式为:y=kx+b,
∵A(﹣3,0),C(0,﹣3),
∴b=-3 -3k+b=0 ,
解得,k=-1 b=-3,
∴直线AC的解析式为y=﹣x﹣3,
过点D作x轴的垂线交AC于点G,设点D的坐标为(x,x2+2x﹣3),
则G(x,﹣x﹣3),
∵点D在第三象限,
∴DG=﹣x﹣3﹣(x2+2x﹣3)=﹣x﹣3﹣x2﹣2x+3=﹣x2﹣3x,
∴S△ACD=12•DG•OA=12(﹣x2﹣3x)×3=﹣32x2﹣92x=﹣32(x+32)2+278,
∴当x=﹣32时,S最大=278,点D(﹣32,﹣154),
∴点D到直线AC的距离取得最大时,D(﹣32,﹣154).
(3)如图2中,当OB是平行四边形的边时,OB=MN=1,OB∥MN,可得N(﹣2,﹣3)或N′(0,﹣3),
当OB为对角线时,点N″的横坐标为2,
x=2时,y=4+4﹣3=5,
∴N″(2,5).
综上所述,满足条件的点N的坐标为(﹣2,﹣3)或(0,﹣3)或(2,5).
【知识点】二次函数综合题
12.已知二次函数中x和y的部分对应值如下表:
x
…
﹣1
0
1
2
3
…
y
…
0
﹣3
﹣4
﹣3
0
…
(1)求二次函数的解析式;
(2)如图,点P是直线BC下方抛物线上一动点,当点P运动到什么位置时,四边形ABPC的面积最大?求出此时P点的坐标和四边形ABPC的最大面积;
(3)在抛物线上,是否存在一点Q,使△QBC中QC=QB?若存在请直接写出Q点的坐标.
【解答】解:(1)设y=a(x+1)(x﹣3)把(0,﹣3)代入可得:﹣3=a(0+1)(0﹣3)
解得:a=1则y=(x+1)(x﹣3)=x2﹣2x﹣3,
∴二次函数的解析式为:y=x2﹣2x﹣3;
(2)S四边形ABPC=S△ABC+S△BPC=12×1×3+S△BPC,
设直线BC的解析式是y=kx+b,
则3k+b=0 b=-3
解得 k=1 b=-3
则直线BC的解析式是:y=x﹣3.
过P作PN⊥x轴交直线BC于点M,设P(x,x2﹣2x﹣3)则M(x,x﹣3)
∴MP=x﹣3﹣(x2﹣2x﹣3)=﹣x2+3x
S△BPC=S△PCM+S△PMB=12PM•ON+12PM•NB
=12PM•OB=12(﹣x2+3x)×3=﹣32x2+92x=﹣32(x﹣32)2+278(0<x<3).
当x=32时,S△BPC的最大值为278,则 S四边形ABPC的最大值为:278+32=398,
此时P(32,﹣154);
(3)BC的中点坐标是(32,﹣32).
设线段BC的中垂线的解析式是y=﹣x+c,则﹣32+c=﹣32,
解得c=0,
即BC的中垂线的解析式是y=﹣x.
根据题意得: y=-x y=x2-2x-3,
解得:x=(1+√13)/2 y=-(1+√13)/2或 x=(1-√13)/2 y=-(1-√13)/2.
则Q的坐标是:Q1((1+√13)/2,﹣(1+√13)/2)、Q2((1+√13)/2,﹣(1+√13)/2).
【知识点】二次函数综合题
13.已知二次函数图象的顶点坐标为M(1,0),直线y=x+m与该二次函数的图象交于A,B两点,其中A点的坐标为(3,4),B点在y轴上.P(a,0)是x轴上的一个动点,过P作x轴的垂线分别与直线AB和二次函数的图象交于D、E两点.
(1)求m的值及这个二次函数的解析式;
(2)若点P的横坐标为2,求△ODE的面积;
(3)当0<a<3时,求线段DE的最大值;
(4)若直线AB与抛物线的对称轴交点为N,问是否存在一点P,使以M、N、D、E为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请求出此时P点的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵直线y=x+m 经过点A(3,4),
∴4=3+m,∴m=1,
∵二次函数图象的顶点坐标为M(1,0),
∴设y=a(x﹣1)2
∵抛物线经过A(3,4),∴a=1,
∴y=x2﹣2x+1;
(2)把x=2代入y=x2﹣2x+1 得y=1,
∴E(2,1),
把x=2代入y=x+1得y=3,
∴D(2,3),
∴DE=3﹣1=2
∴S△ODE=2;
(3)由题意得D(a,a+1),E(a,a2﹣2a+1),
∴DE=(a+1)﹣(a2﹣2a+1)=﹣(a﹣32)2+94,
∴当a=32(属于0<a<3 范围)时,DE的最大值为94;
(4)∵直线AB:y=x+1,N(1,2)∴MN=2
∵要使四边形为平行四边形只要DE=MN.
∴分两种情况:
①D点在E点的上方,则
DE=(a+1)﹣(a2﹣2a+1)=﹣a2+3a,
∴﹣a2+3a=2,
∴a=1(舍去)或a=2;
②D点在E点的下方,则 DE=a2﹣3a=2,
∴a=(3+√17)/2或(3-√17)/2;
综上所述,满足题意的点P是存在的,坐标为(2,0)或((3+√17)/2,0)或((3-√17)/2,0).
【知识点】二次函数综合题
14.如图,在平面直角坐标系xOy中,二次函数y=13x2+bx+c的图象与y轴交于点A,与双曲线y=8x有一个公共点B,它的横坐标为4,过点B作直线l∥x轴,与该二次函数图象交于另一个点C,直线AC在y轴上的截距是﹣6.
(1)求二次函数的解析式;
(2)求直线AC的表达式;
(3)平面内是否存在点D,使A、B、C、D为顶点的四边形是等腰梯形?如果存在,求出点D坐标;如果不存在,说明理由.
【解答】解:(1)∵将x=4代入y=8x得:y=2,
∴B(4,2).
∵点A在y轴上,且直线AC在y轴上的截距是﹣6,
∴A(0,﹣6).
∵将B(4,2)、A(0,﹣6)代入抛物线的解析式得:c=-6 163+4b+c=2,
解得:b=23 , c=-6
∴抛物线的解析式为y=13x2+23x﹣6.
(2)∵抛物线的对称轴为x=﹣b2a=﹣1.
∴点B关于x=﹣1的对称点C的坐标为(﹣6,2).
设直线AC的解析式为y=kx+b.
∵将点A(0,﹣6)、C(﹣6,2)代入得:b=-6 -6k+b=2,解得:k=﹣43,b=﹣6,
∴直线AC的解析式为y=﹣43x﹣6.
(3)①∵B(4,2)C(﹣6,2),
∴BC=10.
∵A(0,﹣6)、C(﹣6,2),
∴AC=10.
∴AC=BC.
∴当CD∥AB时,不存在点D使得四边形A、B、C、D为顶点的四边形是等腰梯形.
②如图1所示:
当AD∥BC时,AB<AC,过点A作BC平行线l,以C为圆心,AB为半径作弧,交l与点D1点,A与D1关于x=﹣1对称,
∴D1(﹣2,﹣6).
③如图2所示:BD∥AC时,过点C作CM⊥x轴,过点A作AM⊥y轴,过点B作BF⊥AC,D2E⊥AC.
∵CB∥AM,
∴∠BCA=∠CAM.
在△AMC和△CBF中,
∠BCA=∠CAM
∠AMC=∠BFC=90°
AC=BC,
∴△AMC≌△CBF.
∴CF=AM=6.
∴AF=4.
∵梯形ABD2C是等腰梯形,
∴CE=AF=4.
∴D2B=EF=2.
∵BD2∥AC,
∴∠D2BH=∠BCA.
∵∠BCA=∠CAM,
∴∠D2BH=∠CAM.
又∵∠M=∠D2HB,
∴BHD2∽△AMC.D2H/HB=4/3.
∵BD2=2,
∴BH=56,HD2=85,
∴D2(145,185).
综上所述,点D的坐标为(﹣2,﹣6)或D2(145,185).
【知识点】二次函数综合题
15.已知,二次函数y=(x+2)2的图象与x轴交于点A,与y轴交于点B.
(1)求点A、点B的坐标;
(2)求S△AOB;
(3)求对称轴方程;
(4)在对称轴上是否存在一点P,使以P,A,O,B为顶点的四边形为平行四边形?若存在,求P点坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)令y=0,则(x+2)2=0,
解得x1=x2=﹣2,
所以,点A(﹣2,0),
令x=0,则y=(0+2)2=4,
所以,点B(0,4);
(2)∵A(﹣2,0),B(0,4),
∴OA=2,OB=4,
∴S△AOB=12OA•OB=12×2×4=4;
(3)对称轴方程为直线x=﹣2;
(4)∵以P,A,O,B为顶点的四边形为平行四边形,
∴AP=OB=4,
当点P在点A的上方时,点P的坐标为(﹣2,4),
当点P在点A的下方时,点P的坐标为(﹣2,﹣4),
综上所述,点P的坐标为(﹣2,4)或(﹣2,﹣4)时,以P,A,O,B为顶点的四边形为平行四边形.
【知识点】二次函数综合题
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