【备考2023中考】2023年中考数学高频考点突破——二次函数与相似三角形综合
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2023年中考数学高频考点突破——二次函数与相似三角形综合
1.如图,已知点A(0,4)和点B(3,0)都在抛物线y=mx2+2mx+n上.
(1)求m、n;
(2)向右平移上述抛物线,记平移后点A的对应点为D,点B的对应点为C,若四边形ABCD为菱形,求平移后抛物线的表达式;
(3)记平移后抛物线的对称轴与直线AC的交点为点E,x轴上的点F,使得以点C、E、F为顶点的三角形与△ABE相似,请求出F点坐标.
2.如图,O为坐标原点,以A为顶点的抛物线y=﹣+2与x的正半轴交于点E,直线y=﹣2x+6经过点A,且交y轴于点B.
(1)直接写出A、B两点的坐标;
(2)设直线y=﹣2x+6与抛物线y=﹣x2+2x的另一个交点为C,求tan∠ACO的值;
(3)设点Q是y轴上一个动点,若以点O,C,Q为顶点的三角形与△ABO相似,请求出符合条件的所有点Q的坐标.
3.如图,二次函数y=x2+bx的图象经过点A(﹣1,4)和点B(2,m).
(1)填空:b= ;m= ;
(2)过点A作AC∥x轴,交抛物线于点C,点P是线段OC上的动点(与O、C不重合).
①若以O、B、C为顶点的三角形和以O、B、P为顶点的三角形相似,求它们的相似比;
②设点F是BC的中点,当OP为何值时,将△BPF沿边PF翻折,使△BPF与△CPF重叠部分的面积是△BCP的面积的?
4.如图1,已知抛物线y=ax2﹣2ax+4与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,且OB=OC.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)若点P是线段AB上的一个动点(不与A、B重合),分别以AP、BP为一边,在直线AB的同侧作等边三角形APM和BPN,求△PMN的最大面积,并写出此时点P的坐标;
(3)如图2,若抛物线的对称轴与x轴交于点D,F是抛物线上位于对称轴右侧的一个动点,直线FD与y轴交于点E.是否存在点F,使△DOE与△AOC相似?若存在,请求出点F的坐标;若不存在,请说明理由.
5.如图,在平面直角坐标系中,直线y=﹣x﹣3与抛物线y=x2+mx+n相交于两个不同的点A、B,其中点A在x轴上.
(1)则A点坐标为 ;
(2)若点B为该抛物线的顶点,求m、n的值;
(3)在(2)条件下,设该抛物线与x轴的另一个交点为C,请你探索在平面内是否存在点D,使得△DAC与△DCO相似?如果存在,求出点D的坐标;如果不存在,请说明理由.
6.如图,二次函数y=ax2+2x+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).
(1)求该二次函数的表达式;
(2)过点A的直线AD∥BC且交抛物线于另一点D,求直线AD的函数表达式;
(3)在(2)的条件下,请解答下列问题:
①在x轴上是否存在一点P,使得以B、C、P为顶点的三角形与△ABD相似?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
②动点M以每秒1个单位的速度沿线段AD从点A向点D运动,同时,动点N以每秒个单位的速度沿线段DB从点D向点B运动,问:在运动过程中,当运动时间t为何值时,△DMN的面积最大,并求出这个最大值.
7.如图,已知抛物线y=ax2﹣5ax+2(a≠0)与y轴交于点C,与x轴交于点A(1,0)和点B.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求直线BC的解析式;
(3)若点N是抛物线上的动点,过点N作NH⊥x轴,垂足为H,以B,N,H为顶点的三角形是否能够与△OBC相似(排除全等的情况)?若能,请求出所有符合条件的点N的坐标;若不能,请说明理由.
8.如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=﹣x2+bx+c过点A(0,4)和C(8,0),P(t,0)是x轴正半轴上的一个动点,M是线段AP的中点,将线段MP绕点P顺时针旋转90°得线段PB,过点B作x轴的垂线,过点A作y轴的垂线,两直线交于点D.
(1)求b、c的值;
(2)当t为何值时,点D落在抛物线上;
(3)是否存在t,使得以A,B,D为顶点的三角形与△AOP相似?若存在,求此时t的值;若不存在,请说明理由.
9.边长为2的正方形OABC在平面直角坐标系中的位置如图所示,点D是边OA的中点,连接CD,点E在第一象限,且DE⊥DC,DE=DC.以直线AB为对称轴的抛物线过C,E两点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P从点C出发,沿射线CB每秒1个单位长度的速度运动,运动时间为t秒.过点P作PF⊥CD于点F,当t为何值时,以点P,F,D为顶点的三角形与△COD相似?
(3)点M为直线AB上一动点,点N为抛物线上一动点,是否存在点M,N,使得以点M,N,D,E为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出满足条件的点的坐标;若不存在,请说明理由.
10.如图,抛物线y=﹣x2+bx+c交x轴于点A,B,交y轴于点C,点A的坐标是(﹣1,0),点C的坐标是(0,2).
(1)求该抛物线的解析式;
(2)已知点P是抛物线的上的一个动点,点N在x轴上.
①若点P在x轴上方,且△APN是等腰直角三角形,求点N的坐标;
②若点P在x轴下方,且△ANP与△BOC相似,请直接写出点N的坐标.
11.如图,已知抛物线y=x2+bx+c经过直线y=﹣x+1与坐标轴的两个交点A、B,点C为抛物线上的一点,且∠ABC=90°.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求点C坐标;
(3)直线y=﹣x+1上是否存在点P,使得△BCP与△OAB相似?若存在,请直接写出P点的坐标;若不存在,请说明理由.
12.已知:如图,抛物线C1:y=ax2+4ax+c的图象开口向上,与x轴交于点A、B(A在B的左边),与y轴交于点C,顶点为P,AB=2,且OA=OC.
(1)求抛物线C1的对称轴和函数解析式;
(2)把抛物线C1的图象先向右平移3个单位,再向下平移m个单位得到抛物线C2,记顶点为M,并与y轴交于点F(0,﹣1),求抛物线C2的函数解析式;
(3)在(2)的基础上,点G是y轴上一点,当△APF与△FMG相似时,求点G的坐标.
13.如图1,已知二次函数的图象与x轴交于A、B两点(B在A的左侧),顶点为C,点D(1,m)在此二次函数图象的对称轴上,过点D作y轴的垂线,交对称轴右侧的抛物线于E点.
(1)求此二次函数的解析式和点C的坐标;
(2)当点D的坐标为(1,1)时,连接BD、BE.求证:BE平分∠ABD;
(3)点G在抛物线的对称轴上且位于第一象限,若以A、C、G为顶点的三角形与以G、D、E为顶点的三角形相似,求点E的横坐标.
14.已知抛物线y=ax2+bx+c经过A(3,0)、B(0,3)、C(1,0)三点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点D的坐标为(﹣1,0),在直线AB上有一点P,使△ABO与△ADP相似,求出点P的坐标;
(3)在(2)的条件下,在x轴下方的抛物线上,是否存在点E,使△ADE的面积等于四边形APCE的面积?如果存在,请求出点E的坐标;如果不存在,请说明理由.
15.如图①.直线y=x﹣3与x轴、y轴分别交于B、C两点,点A在x轴负半轴上,且=.抛物线经过A、B、C三点,点P(m,n)是该抛物线上的一个动点(其中m>0,n<0).
(1)求抛物线的解析式;
(2)连接PC、PB(如图①),△PBC是否有最大面积?若有,求出△PBC的最大面积和此时P点的坐标;若没有,请说明理由;
(3)D为线段AB中点,连接DP交BC于点E.连接AC(如图②),若以B,D,E为顶点的三角形与△ABC相似.直接写出此时点P的坐标.
16.如图,抛物线y=与x轴交于A、C两点,与y轴交于B点.
(1)求△AOB的外接圆的面积;
(2)若动点P从点A出发,以每秒1个单位沿射线AC方向运动;同时,点Q从点B出发,以每秒0.5个单位沿射线BA方向运动,当点P到点C处时,两点同时停止运动.问当t为何值时,以A、P、Q为顶点的三角形与△OAB相似?
(3)若M为线段AB上一个动点,过点M作MN平行于y轴交抛物线于点N.问:是否存在这样的点M,使得四边形OMNB恰为平行四边形?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
17.如图,在平面直角坐标系xOy中,直线y=x+4与坐标轴分别交于A、B两点,过A、B两点的抛物线为y=﹣x2+bx+c.点D为线段AB上一动点,过点D作CD⊥x轴子点C,交抛物线于点E.
(1)∠BAO= °,b= ;
(2)当DE=3时,求点C坐标;
(3)连接BE,是否存在点D,使得△DBE和△DAC相似?若存在,求此点D坐标;若不存在,说明理由.
18.在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),点B的坐标为(3,0),与y轴交于点C(0,3),顶点为D.
(1)求抛物线的解析式及顶点D的坐标;
(2)联结AC,BC,求∠ACB的正切值;
(3)点P抛物线的对称轴上一点,当△PBD与△CAB相似时,求点P的坐标.
19.如图,已知直线y=x与二次函数y=x2+bx+c的图象交于点A、O,(O是坐标原点),点P为二次函数图象的顶点,OA=,AP的中点为B.
(1)求二次函数的解析式;
(2)求线段OB的长;
(3)若射线OB上存在点Q,使得△AOQ与△AOP相似,求点Q的坐标.
20.如图,抛物线与x轴交于A(1,0)、B(﹣3,0)两点,与y轴交于点C(0,3),设抛物线的顶点为D.
(1)求该抛物线的解析式与顶点D的坐标.
(2)试判断△BCD的形状,并说明理由.
(3)探究坐标轴上是否存在点P,使得以P、A、C为顶点的三角形与△BCD相似?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
参考答案:
1.【解答】解:(1)由于抛物线经过A(0,4)和点B(3,0),则有,
解得.
故m=﹣,n=4.
(2)由(1)得:y=﹣x2﹣x+4=﹣(x+1)2+;
由A (0,4)、B (3,0),可得AB==5;
若四边形ABCD为菱形,则AB=BC=5,即C(8,0);
故抛物线需向右平移5个单位,即:
y=﹣(x+1﹣5)2+=﹣(x﹣4)2+.
(3)如图,由(2)得:平移后抛物线的对称轴为:x=4;
∵A(0,4),C(8,0),
∴直线AC:y=﹣x+4;
当x=4时,y=2,故E(4,2);
所以:AE=2,CE=2,BE=;
由(2)知:AB=BC=5,即∠BAC=∠BCA;
若以点C、E、F为顶点的三角形与△ABE相似,则:
①∠CEF=∠ABE,则△CEF∽△ABE,可得:
=,即=,CF=4,
此时F(4,0);
②∠CFE=∠ABE,则△CFE∽△ABE,可得:
=,即=,CF=5,
此时F( 3,0)(不合题意舍去).
综上所述,存在符合条件的F点,坐标为:F(4,0).
2.【解答】解:(1)A(2,2);B(0,6);
(2)解方程组,得,,
∴C(6,﹣6),
∴∠COE=45°;OC=.
∵A为(2,2);
∴∠AOE=45°;
OA==2;
∴∠AOC=45°+45°=90°,
∴在Rt△A0C中,;
(3)设M为y轴负半轴上任一点,由(2)得,∠BOA=∠EOA=∠EOC=∠MOC=45°
当∠QOC=∠BOA=45°时,因为C在第四象限,所以Q只能在y轴负半轴,当两个三角形有两边对应成比例且夹角相等时,这两个三角形相似,有以下两种情况:
①当=时,△QOC∽△AOB,此时,,
解得OQ=4,
∴Q1(0,﹣4);
②当=时,△QOC∽△BOA,此时,=,
解得OQ=18,
∴Q2(0,﹣18);
综上所述,当Q为(0,﹣4)或(0,﹣18)时,△OCQ与△ABO相似.
3.【解答】解:(1)∵二次函数y=x2+bx的图象经过点A(﹣1,4)和点B(2,m),
∴4=(﹣1)2﹣b,
解得:b=﹣3,
则m=22﹣3×2=﹣2,
故答案为:﹣3,﹣2;
(2)过点A作AC∥x轴,交抛物线于点C,
即4=x2﹣3x,
解得:x1=﹣1,x2=4,
可得C(4,4),又∵B(2,﹣2),
∴∠COB=90°,
①若以O、B、C为顶点的三角形和以O、B、P为顶点的三角形相似,
只能是△OBC∽△OCP,
∴△OBC与△OPB的相似比为:OC:OB=2:1;
②由①知CO=4,BO=2,BF=FC=.
1)若翻折后,点B′落在BC的右侧,BC与PB′的交点为M,如图1.
S△MFP=S△BCP=S△CPF=S△B′PF,
∴M为FC、PB′的中点
∴四边形B′FPC为平行四边形,
∴PC=,PO=4﹣,
2)若翻折后,点B′落在BC上,则点B,D重合,
S△MFP=S△BCP,不合题意,舍去.
3)若翻折后,点B落在OC的左侧,
OC与FB′的交点为N,如图2,
S△NPF=S△BCP=S△BPF=S△CPF=S△B′PF,
∴N为PC、FB′的中点,
∴四边形B′PFC为平行四边形,
B′P=FC=,∴BP=B′P=,
在直角三角形OPB中,
OP2+OB2=BP2,
解得:PO=,
综上所述,PO=4﹣或PO=.
4.【解答】解:(1)令x=0得,y=4,∴C(0,4)
∴OB=OC=4,∴B(4,0)
代入抛物线表达式得:
16a﹣8a+4=0,解得a=
∴抛物线的函数表达式为
(2)如图2,过点M作MG⊥x轴于G,过点N作NH⊥x轴于H,
由抛物线得:A(﹣2,0),
设P(x,0),△PMN的面积为S,
则PG=,MG=,PH=,NH=
∴S=S梯形MGHN﹣S△PMG﹣S△PNH
=
=
=
∵,
∴当x=1时,S有最大值是
∴△PMN的最大面积是,此时点P的坐标是(1,0)
(3)存在点F,使得△DOE与△AOC相似.有两种可能情况:
①△DOE∽△AOC;②△DOE∽△COA
由抛物线得:A(﹣2,0),对称轴为直线x=1,
∴OA=2,OC=4,OD=1
①若△DOE∽△AOC,则
∴,
解得OE=2
∴点E的坐标是(0,2)或(0,﹣2)
若点E的坐标是(0,2),
则直线DE为:y=﹣2x+2
解方程组
得:,(不合题意,舍去)
此时满足条件的点F1的坐标为(,)
若点E的坐标是(0,﹣2),
同理可求得满足条件的点F2的坐标为(,)
②若△DOE∽△COA,
同理也可求得满足条件的点F3的坐标为(,)
满足条件的点F4的坐标为(,)
综上所述,存在满足条件的点F,点F的坐标为:
F1(,)、F2(,)、F3(,)或F4(,).
5.【解答】解:(1)令y=﹣x﹣3=0,解得:x=﹣3,
故A点的坐标为(﹣3,0);
(2)∵抛物线y=x2+mx+n经过点A(﹣3,0),
∴n=3m﹣9①,
又抛物线y=x2+mx+n的顶点坐标为B(﹣,)在直线y=﹣x﹣3上,
∴=﹣3②,
由①、②可得:或,
∵A、B是两个不同的点,
∴不合题意,舍去,
∴;
(3)在(2)的条件下,该抛物线与x轴的另一个交点为C(﹣1,0),
假设存在这样的点D,使得△DAC与△DCO相似,
∵∠ACD=∠DOC+∠CDO,
∴∠ACD>∠CDO,
∴要使得△DAC和△DCO相似,只能∠ACD=∠DCO=90°,即CD⊥x轴,
∵AC=2,CO=1,
∴∠DOC>∠DAC,
∴∠DAC=∠CDO,此时∠ADO=90°,
由CD2=AC×CO得,CD=,
∴点D的坐标为(﹣1,)或(﹣1,﹣).
6.【解答】解:(1)由题意知:,
解得,
∴二次函数的表达式为y=﹣x2+2x+3;
(2)在y=﹣x2+2x+3中,令y=0,则﹣x2+2x+3=0,
解得:x1=﹣1,x2=3,
∴B(3,0),
由已知条件得直线BC的解析式为y=﹣x+3,
∵AD∥BC,
∴设直线AD的解析式为y=﹣x+b,
∴0=1+b,
∴b=﹣1,
∴直线AD的解析式为y=﹣x﹣1;
(3)①∵BC∥AD,
∴∠DAB=∠CBA,
∴只要当:或时,△PBC∽△ABD,
解得D(4,﹣5),
∴AD=,AB=4,BC=,
设P的坐标为(x,0),
即或,
解得或x=﹣4.5,
∴或P(﹣4.5,0),
②过点B作BF⊥AD于F,过点N作NE⊥AD于E,
在Rt△AFB中,∠BAF=45°,
∴,
∴BF=,BD=,
∴,
∵DM=,DN=,
又∵,NE=,
∴===,
∴当时,S△MDN的最大值为.
7.【解答】解:(1)∵点A(1,0)在抛物线y=ax2﹣5ax+2(a≠0)上,
∴a﹣5a+2=0,
∴a=,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣x+2;
(2)抛物线的对称轴为直线x=,
∴点B(4,0),C(0,2),
设直线BC的解析式为y=kx+b,
∴把B、C两点坐标代入线BC的解析式为y=kx+b,得
,
解得k=﹣,b=2,
∴直线BC的解析式y=﹣x+2;
(3)
方法一:
设N(x,x2﹣x+2),分三种情况讨论:
①当△OBC∽△HNB时,如图1,
=,
即=,
解得x1=5,x2=4(不合题意,舍去),
∴点N坐标(5,2);
②当△OBC∽△HBN时,如图2,
=,
即=﹣,
解得x1=2,x2=4(不合题意舍去),
∴点N坐标(2,﹣1);
③当N(x,x2﹣x+2)在第二象限时,
H(x,0)在x轴的负半轴上,
∴BH=4﹣x,
∵△OBC∽△HNB,
∴,
即=,
得到x2﹣x﹣12=0
解得x1=4(舍去); x2=﹣3,
∴N点的坐标为(﹣3,14)
综上所述,N点的坐标为(5,2)、(2,﹣1)或(﹣3,14).
方法二:
以B,N,H为顶点的三角形与△OBC相似,
∴=,=,
设N(2n,2n2﹣5n+2),H(2n,0),
①||=,
∴||=2,
∴2n1=5,2n2=﹣3,
②||=,
∴||=,
∴2n1=2,2n2=0(舍)
综上所述:存在N1(5,2),N2(2,﹣1),N3(﹣3,14),
使得以点B、N、H为顶点的三角形与△OBC相似.
8.【解答】解:(1)∵抛物线y=﹣x2+bx+c过点A(0,4)和C(8,0),
∴,
解得.
故所求b的值为,c的值为4;
(2)∵∠AOP=∠PEB=90°,∠OAP=∠EPB=90°﹣∠APO,
∴△AOP∽△PEB且相似比为==2,
∵AO=4,
∴PE=2,OE=OP+PE=t+2,
又∵DE=OA=4,
∴点D的坐标为(t+2,4),
∴点D落在抛物线上时,有﹣(t+2)2+(t+2)+4=4,
解得t=3或t=﹣2,
∵t>0,
∴t=3.
故当t为3时,点D落在抛物线上;
(3)存在t,能够使得以A、B、D为顶点的三角形与△AOP相似,理由如下:
①当0<t<8时,如图1.
若△POA∽△ADB,则PO:AD=AO:BD,
即t:(t+2)=4:(4﹣t),
整理,得t2+16=0,
∴t无解;
若△POA∽△BDA,同理,解得t=﹣2±2(负值舍去);
②当t>8时,如图2.
若△POA∽△ADB,则PO:AD=AO:BD,
即t:(t+2)=4:(t﹣4),
解得t=8±4(负值舍去);
若△POA∽△BDA,同理,解得t无解.
综上可知,当t=﹣2+2或8+4时,以A、B、D为顶点的三角形与△AOP相似.
9.【解答】解:(1)方法一:
过点E作EG⊥x轴于G点.
∵四边形OABC是边长为2的正方形,D是OA的中点,
∴OA=OC=2,OD=1,∠AOC=∠DGE=90°.
∵∠CDE=90°,
∴∠ODC+∠GDE=90°.
∵∠ODC+∠OCD=90°,
∴∠OCD=∠GDE.
在△OCD和△GED中,
∴△ODC≌△GED (AAS),
∴EG=OD=1,DG=OC=2.
∴点E的坐标为(3,1).
∵抛物线的对称轴为直线AB即直线x=2,
∴可设抛物线的解析式为y=a(x﹣2)2+k,
将C、E点的坐标代入解析式,得
.
解得,
抛物线的解析式为y=(x﹣2)2+;
方法二:
过点E作EG⊥x轴于G点.
DE⊥DC⇒∠CDO+∠EDH=90°,
EG⊥x轴⇒∠DEH+∠EDH=90°,
∴∠CDO=∠DEH,DC=DE,
∴△ODC≌△GED⇒DG=OC=2,EG=OD=1,
∴E(3,1),
∴9a+3b+2=1,
∵﹣=2,
抛物线的解析式为y=(x﹣2)2+;
(2)方法一:
①若△DFP∽△COD,则∠PDF=∠DCO,
∴PD∥OC,
∴∠PDO=∠OCP=∠AOC=90°,
∴四边形PDOC是矩形,
∴PC=OD=1,
∴t=1;
②若△PFD∽△COD,则∠DPF=∠DCO,=.
∴∠PCF=90°﹣∠DCO=90﹣∠DPF=∠PDF.
∴PC=PD,
∴DF=CD.
∵CD2=OD2+OC2=22+12=5,
∴CD=,
∴DF=.
∵=,
∴PC=PD=×=,
t=,
综上所述:t=1或t=时,以点P,F,D为顶点的三角形与△COD相似;
方法二:
过点F作x轴的垂线,分别交BC,OA于G,H,
PF⊥CD⇒∠PFG+∠DFH=90°,
GH⊥OA⇒∠FDH+∠DFH=90°,
∴∠PFG=∠FDH⇒△PFG∽△FDH⇒,
∵PF⊥CD⇒KPF×KCD=﹣1,
∴lCD:y=﹣2x+2,
∴F(m,﹣2m+2),P(t,2),
∴,
∴m=,
∴F(,﹣),
∴=,
∴以P,F,D为顶点的三角形与△COD相似,
①,∴,∴t=,
②,∴,∴t=1,
综上所述:t=1或t=时,以点P,F,D为顶点的三角形与△COD相似;
方法三:
若以P,F,D为顶点的三角形与△COD相似,
则∠OCD=∠PDF或∠ODC=∠PDF,
①∠OCD=∠PDF⇒PD∥OC,∴CP=OD=1,∴t=1,
②∠ODC=∠PDF,作OO′⊥CD交CD于H,
∴KOO′×KCD=﹣1,
∴lCD:y=﹣2x+2,
∴H(m,﹣2m+2),
∴﹣2×=﹣1,
∴m=,
∴H(,),
∵H为OO′中点,∴O′(,),
∴lO′D:y=,
令y=2,∴x=,
即P(,2),
∴t=.
(3)存在,
四边形MDEN是平行四边形时,M1(2,1),N1(4,2);
四边形MNDE是平行四边形时,M2(2,3),N2(0,2);
四边形NDME是平行四边形时,M3(2,),N3(2,).
10.【解答】解:(1)∵抛物线y=﹣x2+bx+c过点A(﹣1,0),C(0,2),
∴,解得,
∴该抛物线的解析式是:y=﹣x2+x+2;
(2)①∵点P、A、B都在抛物线上,且A、B在x轴上,
∴点A不可能是直角顶点,则∠PAN=45°.
如图,作∠BAP=45°,AP交抛物线于点P.设点P坐标是(t,﹣t2+t+2).
Ⅰ)当点N是直角顶点时,过点P作PN1⊥x轴于点N1,则PN1=AN1,
即﹣t2+t+2=t+1,
解得t1=2,t2=﹣1(不合题意舍去),
所以N1的坐标是(2,0);
Ⅱ)当点P是直角顶点时,过点P作PN2⊥AP,PN2交x轴于点N2,则AP=PN2,
即N1N2=AN1=2﹣(﹣1)=3,
则ON2=2+3=5,
所以N2的坐标是(5,0);
综上所述,点N的坐标是(2,0)或(5,0);
②∵y=﹣x2+x+2,
∴当y=0时,﹣x2+x+2=0,解得x=﹣1或4,
∵A(﹣1,0),
∴B(4,0),
∴△BOC中,OB=4,OC=2,∠BOC=90°.
∵△BOC是直角三角形,
∴当△ANP与△BOC相似时,△ANP也是直角三角形,
∵A点不可能是直角顶点,
∴直角顶点可能是P点或N点.
设点P坐标是(t,﹣t2+t+2),则﹣t2+t+2<0.
Ⅰ)过A作BC的平行线,交抛物线于点P,则∠PAB=∠OBC.
过P作PN1⊥x轴于点N1,则△AN1P∽△BOC,N1(t,0).
∵△AN1P∽△BOC,
∴=,
∴===2,
∴AN1=2N1P,即t+1=2(t2﹣t﹣2),
解得t1=5,t2=﹣1(不合题意舍去),
所以点P的坐标是(5,﹣3),点N1的坐标是(5,0);
过点P作PN2⊥AP,PN2交x轴于点N2,则△APN2∽△BOC.
∵△AN1P∽△PN1N2,
∴=,
∴N1N2==1.5,
∴ON2=ON1+N1N2=5+1.5=6.5,
∴点N2的坐标是(6.5,0);
Ⅱ)在x轴下方作∠BAP=∠OCB,交抛物线于点P,过P作PN3⊥x轴于点N3,则△AN3P∽△COB,N3(t,0).
∵△AN3P∽△COB,
∴=,
∴===,
∴PN3=2AN3,即t2﹣t﹣2=2(t+1),
解得t1=8,t2=﹣1(不合题意舍去),
所以点P的坐标是(8,﹣18),点N3的坐标是(8,0);
过点P作PN4⊥AP,PN4交x轴于点N4,则△APN4∽△COB.
∵△AN3P∽△PN3N4,
∴=,
∴N3N4==36,
∴ON4=ON3+N3N4=8+36=44,
∴点N4的坐标是(44,0);
综上所述,所求点N的坐标为N1(5,0),N2(6.5,0),N3(8,0),N4(44,0).
11.【解答】解:(1)把x=0代入y=﹣x+1得,y=1,
∴A(0,1),
把y=0代入y=﹣x+1得,x=2,
∴B(2,0),
把A(0,1),B(2,0)代入y=x2+bx+c得,,解得,
∴抛物线的解析式y=x2﹣x+1,
(2)如图,作CD⊥x轴于D,
∵∠ABC=90°,
∴∠ABO+∠CBD=90°,
∴∠OAB=∠CBD,
∵∠AOB=∠BDC,
∴△AOB∽△BDC,
∴==2,
∴CD=2BD,
设BD=m,
∴C(2+m,2m),
代入y=x2﹣x+1得,2m=(m+2)2﹣(m+2)+1,解得,m=2或m=0(舍去),
∴C(4,4);
(3)∵OA=1,OB=2,
∴AB=,
∵B(2,0),C(4,4),
∴BC=2,
①当△AOB∽△PBC时,则=
∴=,解得,PB=,
作PE⊥x轴于E,则△AOB∽△PEB,
∴=,即=,
∴PE=1,
∴P的纵坐标为±1,代入y=﹣x+1得,x=0或x=4,
∴P(0,1)或(4,﹣1);
②当△AOB∽△CBP时,则=,
即=,解得,PB=4,
作PE⊥x轴于E,则△AOB∽△PEB,
∴=,即=,
∴PE=4,
∴P的纵坐标为±4,代入y=﹣x+1得,x=﹣6或x=10,
∴P(﹣6,4)或(10,﹣4);
综上,P的坐标为(0,1)或(4,﹣1)或(﹣6,4)或(10,﹣4).
12.【解答】解:(1)将抛物线C1:y=ax2+4ax+c配方,得y=a(x+2)2﹣4a+c,
∴抛物线的对称轴是直线x=﹣2,
又AB=2,点A、点B关于x=﹣2对称,得
.解得.
点A(﹣3,0),点B(﹣1,0).
由OA=OC,得点C(0,3),
将A、C点的坐标代入C1得,.
解得.
抛物线函数解析式y=x2+4x+3;
(2)又(1)抛物线C1:y=x2+4x+3配方,得y=(x+2)2﹣1,
抛物线C1的图象先向右平移3个单位,再向下平移m个单位得到抛物线C2,得
y=(x+2﹣3)2﹣1﹣m.C2与y轴交于点F(0,﹣1),得
1﹣1﹣m=﹣1.即m=1.
C2与的解析式为y=(x﹣1)2﹣2,
(3)如图
由勾股定理,得AP=,MF=.由两点间的距离,得PF=2.
①当△APF∽△MFG时,=,即=.
解得FG=2,点G1的坐标为(0,1);
②当△APF∽△GFM,=,即=,
FG=1,点G2的坐标(0,0).
13.【解答】(1)解:∵点D(1,m)在图象的对称轴上,
∴.
∴b=﹣2.
∴二次函数的解析式为y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
∴C(1,﹣4);
(2)证明:∵D(1,1),且DE垂直于y轴,
∴点E的纵坐标为1,DE平行于x轴.
∴∠DEB=∠EBO.
令y=1,则x2﹣2x﹣3=1,
解得:.
∵点E位于对称轴右侧,
∴E.
∴DE=.
令y=0,则x2﹣2x﹣3=0,求得点A的坐标为(3,0),点B的坐标为(﹣1,0).
∴BD=.
∴BD=DE.
∴∠DEB=∠DBE.
∴∠DBE=∠EBO.
∴BE平分∠ABD.
(3)解:∵以A、C、G为顶点的三角形与以G、D、E为顶点的三角形相似,
且△GDE为直角三角形,
∴△ACG为直角三角形.
∵G在抛物线对称轴上且位于第一象限,
∴∠CAG=90°.
∵A(3,0)C(1,﹣4),AF⊥CG,
∴求得G点坐标为(1,1).
∴AG=,AC=.
∴AC=2AG.
∴GD=2DE或DE=2GD.
设E(t,t2﹣2t﹣3)(t>1),
①当点D在点G的上方时,则DE=t﹣1,
GD=(t2﹣2t﹣3)﹣1=t2﹣2t﹣4.
i.如图2,当GD=2DE时,
则有,t2﹣2t﹣4=2(t﹣1).
解得,.(舍负)
ii.如图3,当DE=2GD时,
则有,t﹣1=2(t2﹣2t﹣4).
解得,.(舍负)
②当点D在点G的下方时,则DE=t﹣1,
GD=1﹣(t2﹣2t﹣3)=﹣t2+2t+4.
i.如图4,当GD=2DE时,
则有,﹣t2+2t+4=2(t﹣1).
解得,.(舍负)
ii.如图5,当DE=2GD时,
则有,t﹣1=2(﹣t2+2t+4).
解得,.(舍负)
综上,E点的横坐标为或或或3.
14.【解答】方法一:
解:∵抛物线经过A、B、C三点,
∴把A(3,0),B(0,3),C(1,0)三点分别代入y=ax2+bx+c,
得方程组,
解得:,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣4x+3;
(2)由题意可得:△ABO为等腰三角形,如答图1所示,
若△ABO∽△AP1D,则,
∴DP1=AD=4,
∴P1(﹣1,4),
若△ABO∽△ADP2,过点P2作P2 M⊥x轴于M,AD=4,
∵△ABO为等腰三角形,
∴△ADP2是等腰三角形,
由三线合一可得:DM=AM=2=P2M,即点M与点C重合,
∴P2(1,2),
综上所述,点P的坐标为P1(﹣1,4),P2(1,2);
(3)不存在.
理由:如答图2,设点E(x,y),则 S△ADE=
①当P1(﹣1,4)时,
S四边形AP1CE=S△ACP1+S△ACE==4+|y|,
∴2|y|=4+|y|,
∴|y|=4
∵点E在x轴下方,
∴y=﹣4,代入得:x2﹣4x+3=﹣4,即x2﹣4x+7=0,
∵△=(﹣4)2﹣4×7=﹣12<0
∴此方程无解;
②当P2(1,2)时,
S四边形AP2CE=S△ACP2+S△ACE==2+|y|,
∴2|y|=2+|y|,
∴|y|=2
∵点E在x轴下方,
∴y=﹣2,代入得:x2﹣4x+3=﹣2,即x2﹣4x+5=0,
∵△=(﹣4)2﹣4×5=﹣4<0
∴此方程无解
综上所述,在x轴下方的抛物线上不存在这样的点E.
方法二:
(1)略.
(2)∵△ABO∽△ADP,
∴DP∥OB或DP⊥AB,
当DP∥OB时,PX=DX,∵D(﹣1,0),
∴P1(﹣1,4),
当DP⊥AB时,KDP×KAB=﹣1,
∵KAB=﹣1,∴KDP=1,
设lDP:y=x+b,把D(﹣1,0)代入,∴b=1,
∴⇒,
∴P2(1,2).
(3)设E(t,t2﹣4t+3),
∴S△ADE=×AD×|EY|=﹣2t2+8t﹣6,
∵SAP1CE=S△ACP+S△ACE,
①SAP1CE==﹣t2+4t+1=﹣2t2+8t﹣6,
∴t2﹣4t+7=0,Δ<0,∴此方程无解,
②SAP2CE==﹣t2+4t﹣1=﹣2t2+8t﹣6,
∴t2﹣4t+5=0,Δ<0,∴此方程无解,
∴不存在这样的点E.
15.【解答】解:(1)A(﹣1,0),B(3,0),C(0,﹣3)
设抛物线解析式为y=a(x+1)(x﹣3),把C(0,﹣3)代入得﹣3a=﹣3,
解得a=1.
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3.
(2)如图①所示:
作PF⊥x轴于点F,设△PBC的面积为S,则
S=S四边形OCPF+S△PFB﹣S△OBC
=(3﹣n)m+(3﹣m)(﹣n)﹣×3×3,
=m﹣n﹣,
又∵点P是抛物线上的点,
且m>0,n<0
∴n=m2﹣2m﹣3(0<m<3)
∴S=﹣m2+m
=﹣(m﹣)2+
∴当m=时,△PBC的面积最大,最大面积为,
把x=m=代入y=x2﹣2x﹣3=()2﹣2×﹣3=﹣,
此时P点坐标为(,﹣);
(3)分两种情况:
①当DE∥AC,
∴△BDE∽△BAC,
∴=,
∵D为AB中点,
∴E点为BC中点,
∴E(,﹣)
∴设DE所在解析式为:y=kx+b,
∴,
解得:,
∴DE所在解析式为:y=﹣3x+3,
则﹣3x+3=x2﹣2x﹣3,
解得:x1=2,x2=﹣3(不合题意舍去),
∴P1(2,﹣3);
②当∠BED=∠BAC,
∴△BDE∽△BCA,
同理可得出:P2(,2﹣2),
综上所述:P点坐标为:(2,﹣3),(,2﹣2).
16.【解答】解:(1)由题意得:A(6,0),B(0,﹣8),
∴OA=6,OB=8,
∴AB=10
∴S=π•(5)2=25π.
(2)设AP=t,则AQ=10﹣0.5t,
∵A(6,0),C(﹣2,0),
∴AC=8,
∴0≤t≤8
若△APQ∽△AOB,则=.即∴t=.
若△AQP∽△AOB,则=.∴t=>8(舍去)
∴当t=时,以A、P、Q为顶点的三角形与△OAB相似.
(3)直线AB的函数关系式为y=x﹣8.
∵MN∥y轴,
∴设点M的横坐标为x,则M(x,x﹣8),N(x,x2﹣x﹣8).
若四边形OMNB为平行四边形,则MN=OB=8
∴(x﹣8)﹣(x2﹣x﹣8)=8,即2x2﹣7x+24=0,
∵Δ<0,
∴此方程无实数根,
∴不存在这样的点M,使得四边形OMNB恰为平行四边形.
17.【解答】解:(1)∵直线AB的解析式为y=x+4,
∴令x=0,得y=4;
令y=0,得x=﹣4,
∴A(﹣4,0),B(0,4).
∴OA=OB=4,
∴tan∠BAO==1,
∴∠BAO=45°.
又∵点A(﹣4,0),B(0,4)在抛物线y=﹣x2+bx+c上,
∴,
解得:.
故答案是:45,﹣3;
(2)由(1)易知,该抛物线的解析式为y=﹣x2﹣3x+4.
设点C坐标为(m,0)(m<0),则OC=﹣m,AC=4+m.
∵OA=OB=4,
∴∠BAC=45°,
∴△ACD为等腰直角三角形,
∴CD=AC=4+m,
∴CE=CD+DE=4+m+3=7+m,
∴点E坐标为(m,7+m).
∵点E在抛物线y=﹣x2﹣3x+4上,
∴7+m=﹣m2﹣3m+4,
解得m=﹣3或﹣1,
所以,点C的坐标(﹣3,0)或(﹣1,0);
(3)设点C坐标为(m,0)(m<0),则OC=﹣m,CD=AC=4+m,BD=OC=﹣m,则D(m,4+m).
∵△ACD为等腰直角三角形,△DBE和△DAC相似
∴△DBE必为等腰直角三角形.
i)若∠BED=90°,则BE=DE,
∵BE=OC=﹣m,
∴DE=BE=﹣m,
∴CE=4+m﹣m=4,
∴E(m,4).
∵点E在抛物线y=﹣x2﹣3x+4上,
∴4=﹣m2﹣3m+4,解得m=0(不合题意,舍去)或m=﹣3,
∴D(﹣3,1);
ii)若∠EBD=90°,则BE=BD=﹣m,
在等腰直角三角形EBD中,DE=BD=﹣2m,
∴CE=4+m﹣2m=4﹣m,
∴E(m,4﹣m).
∵点E在抛物线y=﹣x2﹣3x+4上,
∴4﹣m=﹣m2﹣3m+4,解得m=0(不合题意,舍去)或m=﹣2,
∴D(﹣2,2).
综上所述,存在点D,使得△DBE和△DAC相似,点D的坐标为(﹣3,1)或(﹣2,2).
18.【解答】解:(1)∵抛物线过点B(3,0),点C(0,3),
∴,
解得,
∴抛物线解析式为:y=x2﹣4x+3,
又∵y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,
∴顶点D的坐标是:D(2,﹣1);
(2)∵抛物线y=x2﹣4x+3与x轴交于点A、B两点(点A在B点的左侧),
∴A(1,0),
又∵O(0,0),C(0,3),B(3,0),
∴BO=CO=3,
∵∠COB=90°,
∴∠OBC=45°,BC=3,
过点A作AH⊥BC,垂足为H,
∴∠AHB=90°,
∵AB=2,∴AH=BH=,
∴CH=BC﹣BH=2,
∴tan∠ACB===;
(3)设对称轴与x轴相交于点E,则AE=3﹣2=1,DE=|﹣1|=1,
∴BD=AD==,且∠ADE=45°,
在△ABC中,AB=3﹣1=2,
BC===3,且∠ABC=45°,
设点P的坐标是(2,y),
∵△BDP与△ABC相似时,
∴①当BD与AB是对应边时,=,
即=,
解得DP=3,
y﹣(﹣1)=3,
解得y=2,
∴点P的坐标是(2,2)
②当BD与BC是对应边时,=,
即=,
解得DP=,
y﹣(﹣1)=,
解得y=﹣,
∴点P的坐标是(2,﹣).
综上所述,点P的坐标是(2,2)或(2,﹣).
19.【解答】解:(1)∵点A在直线y=x上,且OA=3,
∴A点的坐标是(3,3,)
∵点O(0,0),A(3,3)在函数y=x2+bx+c的图象上,
∴,
解得:,
故二次函数的解析式是y=x2﹣2x;
(2)∵y=x2﹣2x=(x﹣1)2﹣1,
∴顶点P的坐标为(1,﹣1)
∴PO==,AP=2,
∴AO2+PO2=AP2,
∴∠AOP=90°,
∴△AOP是直角三角形,
∵B为AP的中点,
∴OB=;
(3)∵∠AOP=90°,B为AP的中点,
∴OB=AB,
∴∠AOB=∠OAB,
若△AOQ与△AOP相似,
则①△AOP∽△OQA时,
∴,
∴OQ1=;
②△AOP∽△OAQ时,
∴,
∴OQ2=2,
∵点P的坐标为(1,﹣1),A点的坐标是(3,3,),B为AP的中点,
∴B点的横坐标==2,纵坐标==1,
∴B点的坐标为(2,1),
∴Q1(,),Q2(4,2)
即点Q的坐标分别是Q1(,),Q2(4,2).
20.【解答】解:(1)设抛物线的解析式为y=ax2+bx+c
由抛物线与y轴交于点C(0,3),可知c=3.即抛物线的解析式为y=ax2+bx+3.
把点A(1,0)、点B(﹣3,0)代入,得解得a=﹣1,b=﹣2
∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣2x+3.
∵y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4
∴顶点D的坐标为(﹣1,4);
(2)△BCD是直角三角形.
理由如下:解法一:过点D分别作x轴、y轴的垂线,垂足分别为E、F.
∵在Rt△BOC中,OB=3,OC=3,
∴BC2=OB2+OC2=18
在Rt△CDF中,DF=1,CF=OF﹣OC=4﹣3=1,
∴CD2=DF2+CF2=2
在Rt△BDE中,DE=4,BE=OB﹣OE=3﹣1=2,
∴BD2=DE2+BE2=20
∴BC2+CD2=BD2
∴△BCD为直角三角形.
解法二:过点D作DF⊥y轴于点F.
在Rt△BOC中,∵OB=3,OC=3
∴OB=OC∴∠OCB=45°
∵在Rt△CDF中,DF=1,CF=OF﹣OC=4﹣3=1
∴DF=CF
∴∠DCF=45°
∴∠BCD=180°﹣∠DCF﹣∠OCB=90°
∴△BCD为直角三角形.
(3)①△BCD的三边,==,又=,故当P是原点O时,△ACP∽△DBC;
②当AC是直角边时,若AC与CD是对应边,设P的坐标是(0,a),则PC=3﹣a,=,即=,解得:a=﹣9,则P的坐标是(0,﹣9),三角形ACP不是直角三角形,则△ACP∽△CBD不成立;
③当AC是直角边,若AC与BC是对应边时,设P的坐标是(0,b),则PC=3﹣b,则=,即=,解得:b=﹣,故P是(0,﹣)时,则△ACP∽△CBD一定成立;
④当P在x轴上时,AC是直角边,P一定在B的左侧,设P的坐标是(d,0).
则AP=1﹣d,当AC与CD是对应边时,=,即=,解得:d=1﹣3,此时,两个三角形不相似;
⑤当P在x轴上时,AC是直角边,P一定在B的左侧,设P的坐标是(e,0).
则AP=1﹣e,当AC与DC是对应边时,=,即=,解得:e=﹣9,符合条件.
总之,符合条件的点P的坐标为:.
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