【备考2023中考】2023年中考数学高频考点突破——二次函数与四边形综合
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1.如图所示,抛物线y=x2+bx+c经过点A(2,﹣3)与C(0,﹣3),与x轴负半轴的交点为B.
(1)求抛物线的解析式与点B坐标;
(2)若点D在x轴上,使△ABD是等腰三角形,求所有满足条件的点D的坐标;
(3)点M在抛物线上,点N在抛物线的对称轴上,若以A、B、M、N为顶点的四边形是平行四边形,其中AB∥MN,请直接写出所有满足条件的点M的坐标.
2.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+4x+5与y轴交于点A,与x轴的正半轴交于点C.
(1)求直线AC解析式;
(2)过点A作AD平行于x轴,交抛物线于点D,点F为抛物线上的一点(点F在AD上方),作EF平行于y轴交AC于点E,当四边形AFDE的面积最大时?求点F的坐标,并求出最大面积;
(3)若动点P先从(2)中的点F出发沿适当的路径运动到抛物线对称轴上点M处,再沿垂直于y轴的方向运动到y轴上的点N处,然后沿适当的路径运动到点C停止,当动点P的运动路径最短时,求点N的坐标,并求最短路径长.
3.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣2,0),B(8,0)两点,与y轴交于点C,且OC=2OA,抛物线的对称轴x轴交于点D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是第一象限内抛物线上位于对称轴右侧的一个动点,设点P点的横坐标为m,且S△CDP=S△ABC,求m的值;
(3)K是抛物线上一个动点,在平面直角坐标系中是否存在点H,使B、C、K、H为顶点的四边形成为矩形?若存在,直接写出点H的坐标;若不存在,说明理由.
4.如图,已知直线y=﹣x+2与两坐标轴分别交于A、B两点,抛物线y=﹣x2+bx+c经过点A、B,点P为直线AB上的一个动点,过P作y轴的平行线与抛物线交于C点,抛物线与x轴另一个交点为D.
(1)求图中抛物线的解析式;
(2)当点P在线段AB上运动时,求线段PC的长度的最大值;
(3)在直线AB上是否存在点P,使得以O、A、P、C为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请求出此时点P的坐标,若不存在,请说明理由.
5.已知抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A(4,0)、B(﹣2,0),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点D为第四象限抛物线上一点,设点D的横坐标为m,四边形ABCD的面积为S,求S与m的函数关系式,并求S的最值;
(3)点P在抛物线的对称轴上,且∠BPC=45°,请直接写出点P的坐标.
6.如图,在平面直角坐标系xOy中,O为坐标原点,抛物线y=a(x+3)(x﹣1)(a>0)与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧).
(1)求点A与点B的坐标;
(2)若a=,点M是抛物线上一动点,若满足∠MAO不大于45°,求点M的横坐标m的取值范围.
(3)经过点B的直线l:y=kx+b与y轴正半轴交于点C.与抛物线的另一个交点为点D,且CD=4BC.若点P在抛物线对称轴上,点Q在抛物线上,以点B,D,P,Q为顶点的四边形能否成为矩形?若能,求出点P的坐标;若不能,请说明理由.
7.如图,抛物线y=与x轴分别交于A、B两点(点A在点B的左侧,)与y轴交于点C,作直线AC.
(1)点B的坐标为 ,直线AC的关系式为 .
(2)设在直线AC下方的抛物线上有一动点P,过点P作PD⊥x轴于D,交直线AC于点E,当CE平分∠OEP时求点P的坐标.
(3)点M在x轴上,点N在抛物线上,试问以点A、C、M、N为顶点的四边形能否成为平行四边形?若存在,直接写出所有点M的坐标;若不存在,请简述你的理由.
8.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+4x的顶点为点A
(1)求点A的坐标;
(2)点B为抛物线上横坐标等于﹣6的点,点M为线段OB的中点,点P为直线OB下方抛物线上的一动点.当△POM的面积最大时,过点P作PC⊥y轴于点C,若在坐标平面内有一动点Q满足PQ=,求OQ+QC的最小值;
(3)当(2)中OQ+QC取得最小值时,直线OQ与抛物线另一交点为点E,作点E关于抛物线对称轴的对称点E′.点R是抛物线对称轴上的一点,在x轴上是否存在点S,使得以O、E′、R、S为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出S点的坐标;若不存在,请说明理由.
9.已知,如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的顶点为M(1,9),经过抛物线上的两点A(﹣3,﹣7)和B(3,m)的直线交抛物线的对称轴于点C.
(1)求抛物线的解析式和直线AB的解析式.
(2)在抛物线上A、M两点之间的部分(不包含A、M两点),是否存在点D,使得S△DAC=2S△DCM?若存在,求出点D的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)若点P在抛物线上,点Q在x轴上,当以点A,M,P,Q为顶点的四边形是平行四边形时,直接写出满足条件的点P的坐标.
10.已知抛物线y=ax2+bx+3经过点A(1,0)和点B(﹣3,0),与y轴交于点C,点P为第二象限内抛物线上的动点.
(1)抛物线的解析式为 ,抛物线的顶点坐标为 ;
(2)如图1,连接OP交BC于点D,当S△CPD:S△BPD=1:2时,请求出点D的坐标;
(3)如图2,点E的坐标为(0,﹣1),点G为x轴负半轴上的一点,∠OGE=15°,连接PE,若∠PEG=2∠OGE,请求出点P的坐标;
(4)如图3,是否存在点P,使四边形BOCP的面积为8?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
11.在平面直角坐标系中,二次函数y=x2﹣x﹣2的图象与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,连接AC、BC.
(1)求△ABC的周长;
(2)点P是直线BC下方抛物线上一点,当△BPC面积最大时,在x轴下方找一点Q,使得AQ+BQ+PQ最小,记这个最小值是d,请求出此时点P的坐标及d2.
(3)在(2)的条件下,连接AP交y轴于点R,将抛物线沿射线PA平移,平移后的抛物线记为y',当y经过点A时,将抛物线y'位于x轴下方部分沿x轴翻折,翻折后所得的曲线记为N,点D'为曲线N的顶点,将△AOP沿直线AP平移,得到△A'O'P',在平面内是否存在点T,使以点D'、R、O'、T为顶点的四边形为菱形?若存在,请直接写出O'的横坐标;若不存在,请说明理由.
12.如图,在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=ax2﹣2x+c与直线y=kx+b都经过A(0,﹣3)、B(3,0)两点,该抛物线的顶点为C.
(1)求此抛物线和直线AB的解析式;
(2)设直线AB与该抛物线的对称轴交于点E,在射线EB上是否存在一点M,过M作x轴的垂线交抛物线于点N,使点M、N、C、E是平行四边形的四个顶点?若存在,求点M的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)设点P是直线AB下方抛物线上的一动点,当△PAB面积最大时,求点P的坐标,并求△PAB面积的最大值.
13.已知抛物线y=ax2+x+4的对称轴是直线x=3,与x轴相交于A,B两点(点B在点A右侧),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式和A,B两点的坐标;
(2)如图1,若点P是抛物线上B、C两点之间的一个动点(不与B、C重合),是否存在点P,使四边形PBOC的面积最大?若存在,求点P的坐标及四边形PBOC面积的最大值;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,若点M是抛物线上任意一点,过点M作y轴的平行线,交直线BC于点N,当MN=3时,求点M的坐标.
14.如图,抛物线y=ax2+bx+c经过A(1,0)、B(4,0)、C(0,3)三点.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)如图,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,求出四边形PAOC周长的最小值;若不存在,请说明理由.
(3)在(2)的条件下,点Q是线段OB上一动点,当△BPQ与△BAC相似时,求点Q的坐标.
15.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+1交y轴于点A,交x轴正半轴于点B(4,0),与过A点的直线相交于另一点D(3,),过点D作DC⊥x轴,垂足为C.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点P在线段OC上(不与点O,C重合),过P作PN⊥x轴,交直线AD于M,交抛物线于点N,NE⊥AD于点E,求NE的最大值;
(3)若P是x轴正半轴上的一动点,设OP的长为t.是否存在t,使以点M,C,D,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
16.如图,在平面直角坐标系中,四边形OABC是边长为2的正方形,二次函数y=﹣x2+bx+c的图象经过A、E两点,且点E的坐标为(﹣,0),以OC为直径作半圆,圆心为D.
(1)求二次函数的解析式;
(2)求证:直线BE是⊙D的切线;
(3)若直线BE与抛物线的对称轴交点为P,M是线段CB上的一个动点(点M与点B,C不重合),过点M作MN∥BE交x轴与点N,连接PM,PN,设CM的长为t,△PMN的面积为S,求S与t的函数关系式,并写出自变量t的取值范围.S是否存在着最大值?若存在,求出最大值;若不存在,请说明理由.
17.已知如图,抛物线y=﹣x+4交x轴于A、C两点,点D是x轴上方抛物线上的点,以A,D为顶点按逆时针方向作正方形ADEF.
(1)求点A的坐标和抛物线的对称轴的表达式;
(2)当点F落在对称轴上时,求出点D的坐标;
(3)连接OD交EF于点G,记OA和EF交于点H,当△AFH的面积是四边形ADEH面积的时,则= .(直接写出答案)
18.如图,在平面直角坐标系中,直线y=﹣2x﹣2与x轴交于点A,与y轴交于点C.抛物线y=x2+bx+c经过A,C两点,且与x轴交于另一点B(点B在点A右侧).
(1)求抛物线的解析式及点B坐标;
(2)若点M是线段BC上一动点,过点M的直线EF平行y轴交x轴于点F,交抛物线于点E.求ME长的最大值;
(3)试探究当ME取最大值时,在抛物线上是否存在点P,使以M,F,B,P为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,试说明理由.
19.如图,直线y=x+2分别与x轴、y轴交于C、D两点,二次函数y=﹣x2+bx+c的图象经过点D,与直线相交于点E,且CD:DE=4:3.
(1)求点E的坐标和二次函数表达式;
(2)过点D的直线交x轴于点M.
①当DM与x轴的夹角等于2∠DCO时,请直接写出点M的坐标;
②当DM⊥CD时,过抛物线上一动点P(不与点D、E重合),作DM的平行线交直线CD于点Q,若以D、M、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,求点P的横坐标.
20.如图,已知抛物线y=ax2+bx+3过点A(﹣1,0),B(3,0),交y轴于点C,点M是该抛物线上第一象限内的一个动点,ME⊥x轴于点E,交线段BC于点D,MN∥x轴,交y轴于点N
(1)求抛物线y=ax2+bx+3的表达式;
(2)若四边形MNOE是正方形,求该正方形的边长;
(3)连接OD,AC,抛物线上是否存在点M,使得以点C,O,D为顶点的三角形与△ABC相似?若存在,请求出点M的坐标;若不存在请说明理由.
参考答案:
1.【解答】解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c经过点A(2,﹣3)与C(0,﹣3)
∴,
解得,
∴抛物线解析式为:y=x2﹣2x﹣3,
当y=0时,解得x1=3,x2=﹣1
∵点B在x轴负方向,
∴点B坐标为(﹣1,0);
(2)作AM⊥x轴于M,
∴点M(2,0),AM=3,
∴AM=BM=3,
∴∠ABM=45°
∴AB=
当BA=BD时,若点D在B点左侧,此时点D,
若点D在B点右侧,此时点D,
当AD=BD时,显然点D即为点M,坐标(2,0),
当AB=AD时,DM=BM=3,此时点D(5,0),
综上所述:点D坐标为,,(2,0),(5,0);
(3)抛物线解析式为:y=x2﹣2x﹣3,
∴对称轴为x=1,即点N横坐标为1,
∵以A、B、M、N为顶点的四边形是平行四边形,其中AB∥MN,
∴xB﹣xM=xA﹣xN或xB﹣xN=xA﹣xM,
∴﹣1﹣xM=2﹣1或﹣1﹣1=2﹣xM,
∴xM=﹣2或4,
∴M(4,5)或(﹣2,5).
2.【解答】解:(1)∵抛物线y=﹣x2+4x+5与y轴交于点A,与x轴的正半轴交于点C.
∴当x=0时,y=5,则点A(0,5)
当y=0时,0=﹣x2+4x+5,
∴x1=5,x2=﹣1,
∴点B(﹣1,0),点 C(5,0)
设直线AC解析式为:y=kx+b,
∴
解得:
∴直线AC解析式为:y=﹣x+5,
(2)∵过点A作AD平行于x轴,
∴点D纵坐标为5,
∴5=﹣x2+4x+5,
∴x1=0,x2=4,
∴点D(4,5),
∴AD=4
设点F(x,﹣x2+4x+5),则点E坐标为(x,﹣x+5)
∴EF=﹣x2+4x+5﹣(﹣x+5)=﹣x2+5x,
∵四边形AFDE的面积=AD×EF=2EF=﹣2x2+10x=﹣2(x﹣)2+
∴当x=时,四边形AFDE的面积的最大值为,
∴点F(,);
(3)∵抛物线y=﹣x2+4x+5=﹣(x﹣2)2+9,
∴对称轴为x=2,
∴MN=2,
如图,将点C向右平移2个单位到点H(7,0),过点F作对称轴x=2的对称点G(,),连接GH,交直线x=2于点M,
∵MN∥CH,MN=CH=2,
∴四边形MNCH是平行四边形,
∴NC=MH,
∵动点P的运动路径=FM+MN+NC=GM+2+MH,
∴当点G,点M,点H三点共线时,动点P的运动路径最小,
∴动点P的运动路径最短距离=2+=2+
设直线GH解析式为:y=mx+n,
∴
解得
∴直线GH解析式为:y=﹣x+,
当x=2时,y=,
∴点N(0,)
3.【解答】解:(1)∵A(﹣2,0),B(8,0)
∴OA=2,OB=8,
∵OC=2OA,
∴OC=4,
∴点C(0,4)
∵设y=a(x+2)(x﹣8)经过点C,
∴4=﹣16a,
∴a=﹣,
∴抛物线解析式为:y=﹣(x+2)(x﹣8)=﹣x2+x+4;
(2)如图1,
由题意:点D(3,0),
∴OD=3,
设P(m,﹣m2+m+4),(m>0,﹣m2+m+4>0)
∵C(0,4),
∴直线PC的解析式可表示为:y=(﹣m+)x+4,
设直线PC与对称轴的交点为E,则点E(3,﹣m+),
∴DE=﹣m+,
∵S△ABC=×AB×OC,
∴S△ABC=×10×4=20,
∵S△CDP=S△ABC,
∴×(﹣m+)×m=×20,
∴m1=4或m2=;
(3)若BC为边,∠CBK=90°时,如图2,将BC绕点B逆时针旋转90°得到BC',
∴BC=BC',∠CBC'=90°,
∴∠CBO+∠C'=90°,∠CBO+∠OCB=90°,
∴∠OCB=∠EBC',且BC=BC',∠BEC'=∠BOC=90°,
∴△BCO≌△BC'E(AAS)
∴BE=OC=4,OB=EC'=8,
∴点C'(4,﹣8),且B(8,0)
∴直线BC'解析式为:y=2x﹣16,
∴2x﹣16=﹣x2+x+4,
∴x1=﹣10,x2=8,
∴点K(﹣10,﹣36),
∵xC﹣xB=xH﹣xK,
∴0﹣8=xH﹣(﹣10),
∴xH=﹣18,
∵yC﹣yB=yH﹣yK,
∴yH=﹣32,
∴点H(﹣18,﹣32),
若BC为边,∠BCK=90°时,
同理可求:直线CK的解析式为:y=2x+4,
∴2x+4=﹣x2+x+4,
∴x1=﹣2,x2=0,
∴点K坐标(﹣2,0)
∵xC﹣xB=xK﹣xH,
∴0﹣8=﹣2﹣xH,
∴xH=﹣6,
∵yC﹣yB=yK﹣yH,
∴yH=﹣4,
∴点H(6,﹣4),
若BC为对角线,
∵B、C、K、H为顶点的四边形成为矩形,
∴BC=KH,BC与KH互相平分,
∵B(8,0),C(0,4)
∴BC中点坐标(4,2),BC===4,
设点K(x,﹣x2+x+4)
∴(x﹣4)2+(﹣x2+x+4﹣2)2=(2)2,
∴x(x﹣2)2(x﹣8)=0,
∴x1=0,x2=2,x3=8,
∴K(2,6),且KH的中点坐标(4,2),
∴点H(6,﹣2)
综上所述:点H坐标为(6,﹣4),(6,﹣2),(﹣18,﹣32).
4.【解答】解:(1)∵直线y=﹣+2与两坐标轴分别交于A、B两点,
∴当x=0时,y=2,当y=0时,x=4,
∴点A(0,2),点B(4,0)
∵抛物线y=经过点A、B,
∴,
解得:,
∴抛物线解析式为:y=﹣x2+x+2;
(2)设点C(x,﹣x2+x+2),
∵CP∥y轴,
∴点P(x,﹣x+2),
∴PC=yc﹣yp=﹣x2+x+2﹣(﹣x+2)=﹣(x﹣2)2+2,
∵点P在线段AB上运动,
∴0≤x≤4,
∴当x=2时,线段PC的长度的最大值为2;
(3)假设点P的坐标为(x,﹣x+2),
∵PC⊥x轴,
∴点C的横坐标为x,又点C在抛物线上,
∴点C(x,﹣x2+x+2),
①当点P在第一象限内时,假设存在这样的点P,使得四边形AOPC是平行四边形,如图1,
∵四边形OACP是平行四边形,
∴OA=PC=2,
∴2=﹣(x﹣2)2+2,
∴x=2,
∴点P(2,1),
②当点P在第二象限内时,假设存在这样的点P,使得四边形AOCP是平行四边形,如图2,
∵四边形OAPC是平行四边形,
∴OA=PC=2,
∴2=﹣x+2﹣(﹣x2+x+2)
∴x2﹣4x﹣4=0,
∴x=2﹣2或x=2+2(舍去),
∴点P(2﹣2,1+),
③当点P在第四象限内,假设存在这样的点P,使得四边形AOCP是平行四边形,如图3,
∵四边形OAPC是平行四边形,
∴OA=PC=2,
∴2=﹣x+2﹣(﹣x2+x+2)
∴x2﹣4x﹣4=0,
∴x=2﹣2(舍去)或x=2+2,
∴点P(2+2,1﹣),
综上所述:使得以O、A、P、C为顶点的四边形是平行四边形,满足的点P的坐标为:(2,1)或(2+2,1﹣)或(2﹣2,1+).
5.【解答】解:(1)抛物线的了表达式为:y=(x﹣4)(x+2)=x2﹣x﹣4;
(2)设点D(m,m2﹣m﹣4),
S=S△OBC+S△OCD+S△ODA=AO×yD=+=[﹣(m2﹣m﹣4)]=﹣(m﹣2)2+16,
当m=2时,S的最大值为16;
(3)∠BPC=45°,则BC对应的圆心角为90°,如图作圆R,则∠BRC=90°,
圆R交函数对称轴为点P,过点R作y轴的平行线交过点C与x轴的平行线于点N、交x轴于点M,设点R(m,n).
∵∠BMR+∠MRB=90°,∠MRB+∠CRN=90°,
∴∠CRN=∠MBR,
∠BMR=∠RNC=90°,BR=RC,
∴△BMR≌△RNC(AAS),
∴CN=RM,RN=BM,
即m+2=n+4,﹣n=m,解得:m=1,n=﹣1,
即点R(1,﹣1),即点R在函数对称轴上,
圆的半径为:=,
则点P的坐标为:(1,﹣1+)或(1,﹣1﹣).
6.【解答】解:(1)y=a(x+3)(x﹣1),令y=0,则x=1或﹣3,
故点A、B的坐标分别为:(﹣3,0)、(1,0);
(2)抛物线的表达式为:y=(x+3)(x﹣1)…①,
当∠MAO=45°时,如图所示,则直线AM的表达式为:y=x+3…②,
联立①②并解得:m=x=4或﹣3(舍去﹣3),故点M(4,7);
②∠M′AO=45°时
同理可得:点M(﹣2,﹣1);
故:﹣2≤m≤4;
(3)①当BD是矩形的对角线时,如图2所示,
过点Q作x轴的平行线EF,过点B作BE⊥EF,过点D作DF⊥EF,
抛物线的表达式为:y=ax2+2ax﹣3a,函数的对称轴为:x=﹣1,
抛物线点A、B的坐标分别为:(﹣3,0)、(1,0),则点P的横坐标为:﹣1,OB=1,
而CD=4BC,则点D的横坐标为:﹣4,故点D(﹣4,5a),即HD=5a,
线段BD的中点K的横坐标为:=﹣,则点Q的横坐标为:﹣2,则点Q(﹣2,﹣3a),则HF=BE=3a,
∵∠DQF+∠BQE=90°,∠BQE+∠QBE=90°,∴∠QBE=∠DQF,
∴△DFQ∽△QEB,则,,解得:a=(舍去负值),
同理△PGB≌△DFQ(AAS),
∴PG=DF=8a=4,故点P(﹣1,4);
②如图3,当BD是矩形的边时,
作DI⊥x轴,QN⊥x轴,过点P作PL⊥DI于点L,
同理△PLD≌△BNQ(AAS),∴BN=PL=3,
∴点Q的横坐标为4,则点Q(4,21a),
则QN=DL=21a,同理△PLD∽△DIB,
∴,即,解得:a=(舍去负值),
LI=26a=,故点P(﹣1,),;
综上,点P的坐标为:P(﹣1,4)或(﹣1,).
7.【解答】解:(1)y=,令y=0,则x=2或﹣8,令x=0,则y=﹣4,
故点A、B、C的坐标分别为:(﹣8,0)、(2,0)、(0,﹣4),
将点A、C的坐标代入一次函数表达式:y=kx+b得:,解得:,
故直线AC的表达式为:y=﹣x﹣4,
故答案为:(2,0),y=﹣x﹣4;
(2)如图,左侧图是局部放大图,
∵CE平分∠OEP时,∴∠OEC=∠CEP,
∵PD∥y轴,∴∠CEP=∠ECO=∠OEC=α,
则△OEC为等腰三角形,
tan∠ECO==2=tanα,则sinα=,
过点E作y轴的垂线交于点F,过点O作OH⊥EC于点H,
设:OH=2x,则CH=x,而OH2+HC2=OC2,即x2+4x2=16,解得:x=,
EF=ECsinα=2××,故m=﹣,
则点P(﹣,﹣);
(3)设:点N(m,n),n=m2+m﹣4,点M(s,0),
①当AC是平行四边形的边时,
则点A向右平移8个单位向下平移4个单位得到C,
同理N(M)向右平移8个单位向下平移4个单位得到M(N),
即m+8=s,n﹣4=0或m﹣8=s,n+4=0,而n=m2+m﹣4,
解得:s=5±或﹣14,
②当AC是平行四边形的对角线时,
利用中点公式得:﹣8=m+s,﹣4=n,而n=m2+m﹣4,
解得:s=﹣2;
故点M的坐标为:(5+,0)或(5﹣)或(﹣14,0)或(﹣2,0).
8.【解答】解:(1)∵y=x2+4x=(x+2)2﹣4,
∴A(﹣2,﹣4);
(2)如图1,过P作PH⊥x轴交OB于H,作PG⊥BC于G,过M作MD⊥y轴交y轴于D,
∵点B为抛物线上横坐标等于﹣6的点,∴B(﹣6,12),
∴直线AB解析式为y=﹣2x
设P(m,m2+4m),则H(m,﹣2m),PH=﹣2m﹣(m2+4m)=﹣m2﹣6m
∵点M为线段OB的中点,∴M(﹣3,6),∴MD=3
∵PH∥y轴
∴∠PHG=∠MOD
∵PG⊥BC MD⊥y轴
∴∠PGH=∠MDO
∴△PGH∽△MDO
∴=,即 PG•MO=PH•MD=3(﹣m2﹣6m)=﹣3m2﹣18m,
∴S△POM=PG•MO=﹣9m=﹣(m+3)2+
∵﹣<0,∴当m=﹣3时,S△POM的值最大,此时P(﹣3,﹣3),
在PC上取点T,使得PT=,连接QT,OT,
∵PC=3,PQ=
∴==
∵∠QPT=∠CPQ
∴△QPT∽△CPQ
∴==,即TQ=QC,
∴OQ+QC=OQ+TQ≥OT
∵OT===
∴OQ+QC的最小值为;
(3)∵当(2)中OQ+QC取得最小值时,点O、Q、T三点共线,T(,﹣3)
∴直线OQ解析式为y=x,
解方程组得,
∴E(,),∵抛物线对称轴为直线x=﹣2,
∴E′(﹣,),
以O、E′、R、S为顶点的四边形是平行四边形,分以下三种情形:
①OR为对角线,∵OE′RS是平行四边形
∴OS∥E′R,OS=E′R=,∴S1 (,0)
②OS为对角线,∵OE′RS是平行四边形
∴OE′∥RS,R(﹣2,),∴S2(,0)
③OE′为对角线,∵OE′RS是平行四边形
∴OS∥E′R,OS=E′R=,∴S3(,0),
综上所述,点S的坐标为:S1 (,0),S2(,0),S3(,0).
9.【解答】解:(1)二次函数表达式为:y=a(x﹣1)2+9,
将点A的坐标代入上式并解得:a=﹣1,
故抛物线的表达式为:y=﹣x2+2x+8…①,
则点B(3,5),
将点A、B的坐标代入一次函数表达式并解得:
直线AB的表达式为:y=2x﹣1;
(2)存在,理由:
二次函数对称轴为:x=1,则点C(1,1),
过点D作y轴的平行线交AB于点H,
设点D(x,﹣x2+2x+8),点H(x,2x﹣1),
∵S△DAC=2S△DCM,
则S△DAC=DH(xC﹣xA)=(﹣x2+2x+8﹣2x+1)(1+3)=(9﹣1)(1﹣x)×2,
解得:x=﹣1或5(舍去5),
故点D(﹣1,5);
(3)设点Q(m,0)、点P(s,t),t=﹣s2+2s+8,
①当AM是平行四边形的一条边时,
点M向左平移4个单位向下平移16个单位得到A,
同理,点Q(m,0)向左平移4个单位向下平移16个单位为(m﹣4,﹣16),即为点P,
即:m﹣4=s,﹣16=t,而t=﹣s2+2s+8,
解得:s=6或﹣4,
故点P(6,﹣16)或(﹣4,﹣16);
②当AM是平行四边形的对角线时,
由中点公式得:m+s=﹣2,t=2,而t=﹣s2+2s+8,
解得:s=1,
故点P(1,2)或(1﹣,2);
综上,点P(6,﹣16)或(﹣4,﹣16)或(1,2)或(1﹣,2).
10.【解答】解:(1)函数的表达式为: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…①,
顶点坐标为(﹣1,4);
(2)∵OB=OC,
∴∠CBO=45°,
∵S△CPD:S△BPD=1:2,
∴BD=BC=×=2,
yD=BDsin∠CBO=2,
则点D(﹣1,2);
(3)如图2,设直线PE交x轴于点H,
∵∠OGE=15°,∠PEG=2∠OGE=30°,
∴∠OHE=45°,
∴OH=OE=1,
则直线HE的表达式为:y=﹣x﹣1…②,
联立①②并解得:x=(舍去正值),
故点P(,);
(4)不存在,理由:
连接BC,过点P作y轴的平行线交BC于点H,
直线BC的表达式为:y=x+3,
设点P(x,﹣x2﹣2x+3),点H(x,x+3),
则S四边形BOCP=S△OBC+S△PBC=×3×3+(﹣x2﹣2x+3﹣x﹣3)×3=8,
整理得:3x2+9x+7=0,
解得:Δ<0,故方程无解,
则不存在满足条件的点P.
11.【解答】解:(1)y=x2﹣x﹣2,令x=0,则y=﹣2,令y=0,则x=﹣1或3,
故点A、B、C的坐标分别为(﹣1,0)、(3,0)、(0,﹣2),
故:AB=4,BC=,AC=,
故△ABC的周长为4++;
(2)如图1,设点P(m,m2﹣m﹣2),过点P作PE∥y轴交BC于点E,
将点B、C坐标代入一次函数y=kx+b并解得
直线BC的表达式为:y=x﹣2,点E(m,m﹣2),
S△PBC=×OB×PE=(m﹣2﹣m2+m+2)=﹣(m﹣)2+,
∵﹣0,故当时,S△PBC有最大值,此时,点P(,﹣),
在x轴下方任取点Q,连接PQ、BQ、AQ,将△PQB绕点P顺时针旋转90°到△PQ'B'位置,连接QQ'.
∴B'Q'=BQ,QQ'=,
故AQ+BQ+PQ=AQ+B'Q+QQ',AQ+BQ+PQ最小,则A、Q、Q'、B'在同一直线上,∠PQQ'=45°.
由点的坐标90°旋转规律可得:
∵B为(3,0),P(,﹣),
∴B'坐标为(),
∴直线AB'的表达式为y=
=(﹣1﹣)2+()2=46+20;
(3)存在,点O′的横坐标为或或或或;
设直线AP解析式为y=mx+n,将A(﹣1,0),P(,﹣)代入得,解得,
∴直线AP解析式为,令x=0,得y=,
∴R(0,),
∵y=x2﹣x﹣2=(x﹣1)2﹣,∴抛物线y的顶点为(1,),
分别过A、P作AH⊥x轴,PH⊥y轴,AH=,PH=,抛物线y沿射线PA平移且经过点A,即向左平移个单位,
向上平移个单位;
∴平移后的抛物线解析式为,顶点为(,),
∴D′(,),
由题意,△AOP沿直线AP平移,得到△A'O'P',∵,∴设平移后的点O′(t,t),
以点D'、R、O'、T为顶点的四边形为菱形,可以分三种情况:
①O′D′=D′R
∴(t+)2+(t﹣)2=()2+(﹣)2,
解得:,,
∴,;
②O′R=D′R
∴=()2+(﹣)2,
解得:,,
∴,;
③O′D′=O′R
∴,解得:
∴;
12.【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2﹣2x+c经过A(0,﹣3)、B(3,0)两点,
∴,
∴,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3,
∵直线y=kx+b经过A(0,﹣3)、B(3,0)两点,
∴,解得:,
∴直线AB的解析式为y=x﹣3,
(2)∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
∴抛物线的顶点C的坐标为(1,﹣4),
∵CE∥y轴,
∴E(1,﹣2),
∴CE=2,
①如图1,连接CN,若点M在x轴下方,四边形CEMN为平行四边形,则CE=MN,
设M(a,a﹣3),则N(a,a2﹣2a﹣3),
∴MN=a﹣3﹣(a2﹣2a﹣3)=﹣a2+3a,
∴﹣a2+3a=2,
解得:a=2,a=1(舍去),
∴M(2,﹣1),
②如图2,连接EN,CM,MN,若点M在x轴上方,四边形CENM为平行四边形,则CE=MN,
设M(a,a﹣3),则N(a,a2﹣2a﹣3),
∴MN=a2﹣2a﹣3﹣(a﹣3)=a2﹣3a,
∴a2﹣3a=2,
解得:a=,a=(舍去),
∴M(,),
综合可得M点的坐标为(2,﹣1)或().
(3)如图3,作PG∥y轴交直线AB于点G,
设P(m,m2﹣2m﹣3),则G(m,m﹣3),
∴PG=m﹣3﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+3m,
∴S△PAB=S△PGA+S△PGB===﹣,
∴当m=时,△PAB面积的最大值是,此时P点坐标为().
13.【解答】解:(1)∵抛物线的对称轴是直线x=3,
∴﹣=3,解得a=﹣,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2+x+4.
当y=0时,﹣x2+x+4=0,解得x1=﹣2,x2=8,
∴点A的坐标为(﹣2,0),点B的坐标为(8,0).
答:抛物线的解析式为:y=﹣x2+x+4;点A的坐标为(﹣2,0),点B的坐标为(8,0).
(2)当x=0时,y=﹣x2+x+4=4,
∴点C的坐标为(0,4).
设直线BC的解析式为y=kx+b(k≠0),将B(8,0),C(0,4)代入y=kx+b得
,解得,
∴直线BC的解析式为y=﹣x+4.
假设存在点P,使四边形PBOC的面积最大,
设点P的坐标为(x,﹣x2+x+4),如图1所示,过点P作PD∥y轴,交直线BC于点D,则点D的坐标为(x,﹣x+4),
则PD=﹣x2+x+4﹣(﹣x+4)=﹣x2+2x,
∴S四边形PBOC=S△BOC+S△PBC
=×8×4+PD•OB
=16+×8(﹣x2+2x)
=﹣x2+8x+16
=﹣(x﹣4)2+32
∴当x=4时,四边形PBOC的面积最大,最大值是32
∵0<x<8,
∴存在点P(4,6),使得四边形PBOC的面积最大.
答:存在点P,使四边形PBOC的面积最大;点P的坐标为(4,6),四边形PBOC面积的最大值为12.
(3)设点M的坐标为(m,﹣++4)则点N的坐标为(m,﹣),
∴MN=|﹣++4﹣(﹣)|=|﹣+2m|,
又∵MN=3,
∴|﹣+2m|=3,
当0<m<8时,﹣+2m﹣3=0,解得m1=2,m2=6,
∴点M的坐标为(2,6)或(6,4);
当m<0或m>8时,﹣+2m+3=0,解得m3=4﹣2,m4=4+2,
∴点M的坐标为(4﹣2,﹣1)或(4+2,﹣﹣1).
答:点M的坐标为(2,6)、(6,4)、(4﹣2,﹣1)或(4+2,﹣﹣1).
14.【解答】解:(1)由已知得,
解得
所以,抛物线的解析式为y=;
(2)存在,理由:
∵A、B关于对称轴对称,如图,连接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),
∴OA=1,OC=3,BC=5,
∴OC+OA+BC=1+3+5=9;
∴在抛物线的对称轴上存在点P,使得四边形PAOC的周长最小,四边形PAOC周长的最小值为9;
(3)如图,设对称轴与x轴交于点D.
∵A(1,0)、B(4,0)、C(0,3),
∴OB=4,AB=3,BC=5,
直线BC:y=,
由二次函数可得,对称轴直线x=,
∴P(),BP=,
①当△BPQ∽△BCA,
,
,
∴,
∴,
Q1(,0)
②当△BQP∽△BCA,
,
∴,
∴BQ=,
∴OQ=OB﹣BQ=4﹣=,
∴Q2(,0),
综上,求得点Q的坐标()或(,0)
15.【解答】解:(1)将点B、D的坐标代入二次函数表达式得:,解得:,
则函数的表达式为:y=﹣x2+x+1;
(2)将点A(0,1)、D的坐标代入一次函数表达式:y=mx+n并解得:
直线AD的表达式为:y=x+1,即直线AD的倾斜角的正切值为,
则tan∠ENP=,则cos∠ENP=,
设点N(m,﹣m2+m+1)、点M(m,m+1),
则NE=MNcos∠ENP=(﹣m2+m+1﹣m﹣1)=﹣(m﹣)2+,
故当m=时,则NE的最大值为;
(3)设:OP=t,则点M(t,t+1)、N(t,﹣t2+t+1),
点M可能在CD得左侧也可能在CD得右侧,
由题意得:|MN|=CD,
±=﹣t2+t+1﹣t﹣1,
解得:t=(舍去负值),
故t=时,以点M,C,D,N为顶点的四边形是平行四边形.
16.【解答】解:
(1)由题意,得A(0,2),点B(2,2),E的坐标为(,0)
则,解得
故二次函数的解析式为:
(2)如图1,过点D作DG⊥BE于点G,由题意,得
ED==,EC=2+=,BC=2
∴BE==
∵∠BEC=∠DEG,∠EGD=∠ECB=90°
∴△EGD∽△ECB
∴=
∴DG=1
∵圆D的半径为1,且DG⊥BE
∴BE是圆D的切线
(3)如图2,过点M作MN∥BE交x轴与点N,连接PM,PN,依题意,得,点B(2,2),E的坐标为(,0),
故设直线BE为y=kx+h(k≠0)
则有,解得
∴直线BE为:
∵直线BE与抛物线的对称轴交点为P,对称轴为x=1
∴点P的纵坐标为y=,即P(1,)
∵MN∥BE
∴∠MNC=∠BEC
∵∠MCN=∠BCE=90°
∴△MNC∽△BEC
∴=
∴=,即CN=t
∴DN=t﹣1
∴S△PND=•DN•PD=•(t﹣1)•=t﹣
S△MNC=•CN•CM=•t•t=t2
S梯形PDCM=•(PD+CM)•CD=•(+t)•1=+t
∴S=S△PND+S梯形PDCM﹣S△MNC=t2+t(0<t<2)
∵抛物线S=t2+t(0<t<2)的开口方向向下
∴S存在最大值,当t=1时,S最大=
17.【解答】解:(1)当y=0时,﹣x2+x+4=0,
解得:x1=﹣1,x2=5,
∴点A的坐标为(5,0).
∵y=﹣x2+x+4=﹣(x﹣2)2+,
∴抛物线的对称轴的表达式为直线x=2.
(2)过点D作DM⊥x轴于点M,过点F作FN⊥x轴于点N,如图1所示.
∵四边形ADEF为正方形,
∴AF=DA,∠FAD=90°.
∵∠FAN+∠DAM=90°,∠ADM+∠DAM=90°,
∴∠FAN=∠ADM.
在△AFN和△DAM中,,
∴△AFN≌△DAM(AAS),
∴AN=DM.
当点F落在对称轴上时,AN=5﹣2=3,
∴DM=3.
当y=3时,﹣x2+x+4=3,
解得:x1=,x2=,
∴当点F落在对称轴上时,点D的坐标为(,3)或(,3).
(3)过点D作DP⊥x轴于点P,则∠ADP=∠HAF,如图2所示.
∵△AFH的面积是四边形ADEH面积的,
∴HF=EF,AH==AF,
∴tan∠HAF==.
设点D的坐标为(x,﹣x2+x+4),
则tan∠ADP===,
整理,得:x2﹣9x+20=0,
解得:x1=4,x2=5,
经检验,x1=4是原分式方程的解且符合题意,x2=5是原分式方程的增根,舍去,
∴点D的坐标为(4,4),
∴AD==,
∴AH=AF=,
∴OH=OA﹣AH=.
∵GH∥DA,
∴△OGH∽△ODA,
∴=()2=()2=.
故答案为:.
18.【解答】解:当x=0时,y=﹣2,
∴点C(0,﹣2)
当y=0时,x=﹣1
∴点A(﹣1,0)
∵抛物线y=x2+bx+c经过A,C两点,
∴
∴b=﹣1,c=﹣2
∴抛物线解析式为:y=x2﹣x﹣2
当y=0时,0=x2﹣x﹣2
∴x1=2,x2=﹣1
∴点B(2,0)
(2)∵点C(0,﹣2),点B(2,0)
∴直线BC的解析式为y=x﹣2
设点M坐标(x,x﹣2)(0≤x≤2)
∴点E坐标(x,x2﹣x﹣2)
∴ME=(x﹣2)﹣(x2﹣x﹣2)=﹣x2+2x=﹣(x﹣1)2+1
∴当x=1时,ME的最大值为1,
(3)∵当x=1时,ME的最大值为1,
∴点M(1,﹣1)
∴点F(1,0)
∴BF=1,MF=1,
若点P在x轴上方,∵四边形MBPF是平行四边形,
∴PB∥FM,PB=FM=1
∴点P(2,1)
当x=2时,y=x2﹣x﹣2=0≠1,
∴点P不在抛物线上,
当点P在x轴下方,∵四边形MBFP是平行四边形或四边形FMPB是平行四边形
∴BF=MP=1
∴点P(0,﹣1)或(2,﹣1)
当x=0时,y=x2﹣x﹣2=﹣2≠﹣1,
∴点P不在抛物线上,
当x=2时,y=x2﹣x﹣2=0≠﹣1,
∴点P不在抛物线上.
综上所述:在抛物线上不存在点P,使以M,F,B,P为顶点的四边形是平行四边形
19.【解答】解:(1)当y=0时,x+2=0,
解得:x=﹣4,
∴点C的坐标为(﹣4,0).
过点D作直线DF∥x轴,过点E作EF∥y轴,交直线DF于点D,如图1所示.
∵DF∥x轴,EF∥y轴,
∴∠OCD=∠FDE,∠ODC=∠FED,
∴△OCD∽△FDE,
∴==,
∴FD=3.
当x=3时,y=x+2=,
∴点E的坐标为(3,).
当x=0时,y=x+2=2,
∴点D的坐标为(0,2).
将D(0,2),E(3,)代入y=﹣x2+bx+c,得:
,解得:,
∴二次函数表达式为y=﹣x2+x+2.
(2)①分两种情况考虑,如图2所示.
(i)当点M在x轴负半轴时,∵∠DM1O=2∠DCO,
∴∠M1CD=∠M1DC,
∴M1C=M1D.
设OM1=x,则CM1=DM1=4﹣x.
在Rt△ODM1中,OM1=x,OD=2,DM1=4﹣x,
∴(4﹣x)2=22+x2,
解得:x=,
∴点M1的坐标为(﹣,0);
(ii)当点M在x轴正半轴时,∵∠DM1O=∠DM2O=2∠DCO,
∴M1O=M2O,
∴点M2的坐标为(,0).
综上所述:当DM与x轴的夹角等于2∠DCO时,点M的坐标为(﹣,0)或(,0).
②∵DM⊥CD,
∴∠CDO+∠DCO=∠CDO+∠MDO=90°,
∴∠MDO=∠DCO,
∴=,即=,
∴OM=1,
∴点M的坐标为(1,0).
设点P的坐标为(x,﹣x2+x+2).
分两种情况考虑,如图3所示.
(i)当点P在直线CD下方时,∵点D的坐标为(0,2),点M的坐标为(1,0),且四边形DMPQ为平行四边形,
∴点Q的坐标为(x﹣1,﹣x2+x+4).
又∵点Q在直线CD上,
∴﹣x2+x+4=(x﹣1)+2,
整理,得:2x2﹣6x﹣5=0,
解得:x1=,x2=;
(ii)当点P在直线CD上方时,∵点D的坐标为(0,2),点M的坐标为(1,0),且四边形DMQP为平行四边形,
∴点Q的坐标为(x+1,﹣x2+x).
又∵点Q在直线CD上,
∴﹣x2+x=(x+1)+2,
整理,得:2x2﹣6x+5=0,
∵△=(﹣6)2﹣4×2×5=﹣4<0,
∴该种情况不存在.
综上所述:当以D、M、P、Q为顶点的四边形是平行四边形时,点P的横坐标为或.
20.【解答】解:(1)将A(﹣1,0),B(3,0)代入y=ax2+bx+3,得:
,解得:,
∴抛物线的函数表达式为y=﹣x2+2x+3.
(2)设点M的坐标为(x,﹣x2+2x+3)(0<x<3).
∵四边形MNOE为正方形,
∴x=﹣x2+2x+3,
解得:x1=,x2=(舍去),
∴MN=,
∴该正方形的边长为.
(3)当x=0时,y=﹣x2+2x+3=3,
∴点C的坐标为(0,3).
∵点A的坐标为(﹣1,0),点B的坐标为(3,0),
∴AB=4,BC=3.
∵OB=OC=3,
∴∠OCD=∠ABC=45°.
∴存在两种情况.
过点D作DF⊥y轴,垂足为点F,则△CDF为等腰直角三角形,如图所示.
①当△OCD∽△ABC时,=,即=,
∴CD=,
∴DF=CF=,
∴点M的坐标为(,);
②当△DCO∽△ABC时,=,即=,
∴CD=2,
∴DF=CF=2,
∴点M的坐标为(2,3).
综上所述:抛物线上存在点M(,)或(2,3),使得以点C,O,D为顶点的三角形与△ABC相似.
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