初中数学苏科版九年级下册5.1 二次函数课时练习
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这是一份初中数学苏科版九年级下册5.1 二次函数课时练习,共53页。试卷主要包含了已知抛物线y=mx2﹣mx+1等内容,欢迎下载使用。
2023年春九年级数学中考复习《二次函数综合压轴题》解答题专题训练(附答案)
1.在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=+bx﹣1与x轴交于点A和点B(点A在x轴的正半轴上),与y轴交于点C,已知tan∠CAB=.
(1)求顶点P和点B的坐标;
(2)将抛物线向右平移2个单位,得到的新抛物线与y轴交于点M,求点M的坐标和△APM的面积;
(3)在(2)的条件下,如果点N在原抛物线的对称轴上,当△PMN与△ABC相似时,求点N的坐标.
2.已知抛物线y=mx2﹣mx+1.
(1)求抛物线的对称轴;
(2)当抛物线与x轴两交点的距离是4时,求抛物线的顶点坐标;
(3)如果抛物线与x轴仅有一个公共点A,过点(0,3)作直线l平行于x轴,在对称轴右侧的抛物线上任取一点P,过点P向直线l作垂线,垂足为E点,若在抛物线的对称轴上存在点D,使得△PDE是以D为直角顶点的等腰直角三角形,请求出点P的横坐标.
3.如图1,抛物线与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,
(1)直接写出点B的坐标( , )和直线BC的解析式 ;
(2)点D是抛物线对称轴上一点,点E为抛物线上一点,若以B、C、D、E为顶点的四边形为平行四边形,求点E的横坐标;
(3)如图2,直线l∥BC,直线l交抛物线于点M、N,直线AM交y轴于点P,直线AN交y轴于点Q,点P、Q的纵坐标为yP,yQ,求证:yP+yQ的值为定值.
4.如图,已知点A(﹣4,0),点B(﹣2,﹣1),直线y=2x+b过点B,交y轴于点C,抛物线y=ax2+x+c经过点A,C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)D为直线AC上方的抛物线上一点,且tan∠ACD=,求点D的坐标;
(3)平面内任意一点P,与点O距离始终为2,连接PA,PC.直接写出PA+PC的最小值.
5.如图,已知点A(﹣1,0),B(3,0),C(0,1)在抛物线y=ax2+bx+c上.
(1)求抛物线解析式;
(2)在直线BC上方的抛物线上求一点P,使△PBC面积最大;
(3)在x轴下方且在抛物线对称轴上,是否存在一点Q,使∠BQC=∠BAC?若存在,求出Q点坐标;若不存在,说明理由.
6.如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A,B两点(A在B的左侧),与y轴交于点N,过A点的直线l:y=﹣x﹣1与y轴交于点C,与抛物线y=﹣x2+bx+c的另一个交点为D(5,﹣6),已知P点为抛物线y=﹣x2+bx+c上一动点(不与A、D重合).
(1)求抛物线的解析式;
(2)当点P在直线l上方的抛物线上时,过P点作PE∥x轴交直线l于点E,作PF∥y轴交直线l于点F,求PE+PF的最大值;
(3)设M为直线l上的动点,以NC为一边且顶点为N,C,M,P的四边形是平行四边形,求所有符合条件的M点坐标.
7.如图,抛物线y=﹣x2+bx+c交x轴于A(﹣1,0),B(4,0)两点,交y轴于点C,点D是抛物线上位于直线BC上方的一个动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)连接AC,BD,若∠ABD=∠ACB,求点D的坐标;
(3)在(2)的条件下,将抛物线沿着射线AD平移m个单位,平移后A、D的对应点分别为M、N,在x轴上是否存在点P,使得△PMN是等腰直角三角形?若存在,请求出m的值;若不存在,请说明理由.
8.如图,二次函数y=ax2+4的图象与x轴交于点A和点B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,且tan∠OAC=1.
(1)求二次函数的解析式;
(2)若以点O为圆心的圆与直线AC相切于点D,求点D的坐标;
(3)在(2)的条件下,抛物线上是否存在点P使得以P、A、D、O为顶点的四边形是直角梯形?若存在,直接写出点P坐标;若不存在,请说明理由.
9.如图,直线y=﹣x+3分别交x,y轴于点B,C,经过点B,C的抛物线y=ax2+2x+c与x轴的另一交点为点A.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P为第一象限内抛物线上一动点,连接AP,交BC于点D,求的最大值及此时点P的坐标;
(3)若点F在x轴上,点G在抛物线的对称轴上,以点B,C,F,G为顶点的四边形为平行四边形,请直接写出点F的坐标.
10.如图,已知抛物线y=(x﹣t)2﹣1与x轴交于A,B两点(点A在点B的右侧),直线y=﹣x+3与x轴和y轴分别交于C,D两点.
(1)若抛物线经过点D,且A点的坐标是(3,0),求抛物线的函数解析式;
(2)在(1)的条件下,点P是在直线DC下方二次函数图象上的一个动点,试探究点P的坐标是多少时,△CDP的面积最大,并求出最大面积;
(3)当1≤x≤3时,抛物线对应的函数有最小值3,求t的值.
11.如图,抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于点A,B,与y轴交于点C,顶点为D(1,4),点E是抛物线BD段上一点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图1,连接ED,EA,过点A作AF∥DE交y轴于点F,连接DF交AE于G,若△EDG与△AFG的面积相等,求点E的坐标;
(3)如图2,点P是线段CD上一点,连接PE,始终满足PE∥x轴,过点E作EQ∥y轴交线段BC于点Q,连接PQ,若△CPQ和△EPQ的面积相等,求证:∠CQP=∠EQP.
12.如图,抛物线C:y=ax2+6ax+9a﹣8与x轴相交于A,B两点(点A在点B的左侧),已知点B的横坐标是2,抛物线C的顶点为D.
(1)求a的值及顶点D的坐标;
(2)点P是x轴正半轴上一点,将抛物线C绕点P旋转180°后得到抛物线C1,记抛物线C1的顶点为E,抛物线C1与x轴的交点为F,G(点F在点G的右侧).当点P与点B重合时(如图1),求抛物线C1的表达式;
(3)如图2,在(2)的条件下,从A,B,D中任取一点,E,F,G中任取两点,若以取出的三点为顶点能构成直角三角形,我们就称抛物线C1为抛物线C的“勾股伴随同类函数”.当抛物线C1是抛物线C的勾股伴随同类函数时,求点P的坐标.
13.抛物线y=x2+bx+c经过A、B(1,0)、C(0,﹣3)三点.点D为抛物线的顶点,连接AD、AC、BC、DC.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴上找一点P,使PB+PC最小,求出P点坐标;
(3)在线段AC上找一点M,使△AOM∽△ABC,请你直接写出点M的坐标;
(4)在y轴上是否存在一点E,使△ADE为直角三角形?若存在,请你直接写出点E的坐标;若不存在,请说明理由.
14.综合与探究
如图,抛物线与y轴交于点A(0,8),与x轴交于点B(6,0),C,过点A作AD∥x轴与抛物线交于另一点D.
(1)求抛物线的表达式;
(2)连接AB,点P为AB上一个动点,由点A以每秒1个单位长度的速度沿AB运动(不与点B重合),运动时间为t,过点P作PQ∥y轴交抛物线于点Q,求PQ与t的函数关系式;
(3)点M是y轴上的一个点,点N是平面直角坐标系内一点,是否存在这样的点M,N,使得以B,D,M,N为顶点的四边形是矩形?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,直线y=x+m与x轴交于点A,与抛物线y=ax2+bx+c交于抛物线的顶点C(1,4),抛物线y=ax2+bx+c与x轴的一个交点是点B(3,0),点P是抛物线y=ax2+bx+c上的一个动点.
(1)m= ;点A的坐标是 ;抛物线的解析式是 ;
(2)如图2,若点P在第一象限,当S△ACP:S△ABP=1:1时,求出点P的坐标;
(3)如图3,CP所在直线交x轴于点D,当△ACD是等腰三角形时,直接写出点P的坐标.
16.在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,过点O的抛物线交x轴的正半轴于点A,直线y=x与抛物线交于点B,且点B的横坐标为5.
(1)如图1,求抛物线的解析式;
(2)如图2,点C在第一象限的抛物线上,连接OC,AC,设点C的横坐标为t,△OAC的面积为S,求S与t的函数解析式;
(3)如图3,在(2)的条件下,过点C作CD⊥AC,交第二象限的抛物线于点D,连接AD,分别交OC和y轴于E,F两点,过点E作EG∥y轴,连接CG并延长,交y轴于点H,连接DH,FG.若∠OCD=2∠AOC,DH∥FG,求线段DH的长.
17.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=﹣x2+x+2与x轴相交于A、B两点,与y轴交于点C.
(1)求B、C两点的坐标;
(2)点P为直线BC上方抛物线上的任意一点,过点P作PE∥y轴交直线BC于点E,求线段PE的最大值及此时P点坐标;
(3)将该抛物线向右平移个单位得到新抛物线y′,N是新抛物线对称轴上一点,在平面直角坐标系中是否存在点Q,使以点B、C、Q、N为顶点的四边形为菱形,若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
18.如图1,已知抛物线y=x2﹣x﹣2与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,点P是抛物线上第四象限内的一个动点,连接PA交BC于点N.
(1)求直线BC的解析式;
(2)当PN=AN时,求点P的坐标;
(3)如图2,在(2)的条件下,过点P作PD⊥x轴于点D,连接CD,再将y轴右侧的抛物线沿直线CD翻折,交y轴于点H,求点H的坐标.
19.如图,直线y=﹣x+4与x轴交于点A,与y轴交于点B,抛物线y=ax2﹣5x+c经过A、B、C三点,D为y轴上一动点,过点D作y轴的垂线与直线AB交于点E,与抛物线交于点F、G两点(F在G的左侧).
(1)求抛物线的解析式及点C的坐标;
(2)在点D运动的过程中,若O、C、E、F为顶点的四边形是平行四边形,试求点D的坐标;
(3)如图2,当点D运动到点B上时(即B与D重合),有一点M在线段AB的上方且∠AMB=135°,连接MG,请直接写出线段MG的最小值.
20.抛物线y=ax2+bx﹣3过点A(﹣1,0),点B(3,0),与y轴交于C点.
(1)求抛物线的表达式及点C的坐标;
(2)如图1,设M是抛物线上的一点,若∠MAB=45°,求M点的坐标;
(3)如图2,点P在直线BC下方的抛物线上,过点P作PD⊥x轴于点D,交直线BC于点E,过P点作PF⊥BC,交BC于F点,△PEF的周长是否有最大值,若有最大值,求出此时P点的坐标;若不存在,说明理由.
参考答案
1.解:(1)根据题意可画出函数图象,
令x=0可得y=﹣1,
∴C(0,﹣1),即OC=1.
在Rt△AOC中,tan∠CAB=,
∴=,
∴OA=3,
∴A(3,0).
将点A的坐标代入抛物线解析式可得,×32+3b﹣1=0,解得b=﹣.
∴抛物线的解析式为:y=﹣x﹣1=(x﹣1)2﹣.
∴顶点P(1,﹣),
令y=0,即(x﹣1)2﹣=0,
∴x=3或x=﹣1,
∴B(﹣1,0).
(2)将(1)中抛物线向右平移2个单位,得到的新抛物线y=(x﹣3)2﹣.
令x=0,则y=.
∴M(0,).
连接AP并延长交y轴于点D,
∴直线AP的解析式为:y=x﹣2,
∴D(0,﹣2),
∴S△APM=(xA﹣xP)•MD=×(3﹣1)×(+2)=.
(3)在△ABC中,A(3,0),B(﹣1,0),C(0,﹣1),tan∠CAB=,
∴AB=4,AC=.
如图,过点M作MQ垂直于原抛物线的对称轴,
∴MQ=1,PQ=+=3,
∴tan∠MPQ==,PM=.
∴∠MPQ=∠CAB,
若△PMN与△ABC相似,则PM:PN=AB:AC或PM:PN=AC:AB,
设N(1,t),则PN=t+,
∴:(t+)=4:或:(t+)=:4,
解得t=或t=.
∴N(1,)或(1,).
2.解:(1)∵x=﹣=﹣=,
∴抛物线的对称轴是直线x=;
(2)∵对称轴为x=,抛物线与x轴两交点的距离是4,
∴对称轴右边的与x轴的交点坐标为:2+=,
∴﹣m+1=0,
∴m=﹣,
∴y=﹣x2+x+1=﹣(x﹣)2+,
∴抛物线的顶点坐标为(,);
(3)令y=0,mx2﹣mx+1=0,
由题意得,Δ=0,
∴m2﹣4m=0,
∴m1=4,m2=0(舍去),
∴抛物线的解析式为y=4x2﹣4x+1,
如图1,
当点P在l的下方时,作DF⊥PE于F,
当DF=EF=PF时,△PDE是等腰直角三角形,
设P(a,4a2﹣4a+1),
∴PE=2DF=2(a﹣)=2a﹣1,
∴P点的纵坐标为3﹣(2a﹣1)=4﹣2a,
∴4a2﹣4a+1=4﹣2a,
∴a1=,a2=(舍去),
如图2,
当点P在l上方时,
此时P的纵坐标为:3+(2a﹣1)=2a+3,
∴4a2﹣4a+1=2a+3,
∴a3=,a4=(舍去),
综上所述:P点横坐标为:或.
3.(1)解:当y=0时,﹣﹣=0,
∴x1=﹣1,x2=4,
∴B(4,0),
设BC的关系式是:y=kx﹣2,
∴0=4k﹣2,
∴k=,
∴y=,
故答案为4,0;y=;
(2)解:如图1,
若▱BCED,
∵0+﹣,
∴点E的横坐标为﹣,
如图2,
若▱BCDE,
∵4+=,
∴E点横坐标为,
如图3,
若▱CEBD,
∵4﹣=,
∴点E的横坐标为,
综上所述:E点横坐标是﹣或或;
(3)证明:如图4,
yP+yQ=﹣2,理由如下:
设点M(m,﹣﹣2),N(n,﹣﹣2),
∵MN∥BC,
∴KMN=kBC=,
∴=,
∴m+n=4,
作MG⊥y轴于G,作NH⊥x轴于H,
∴OA∥MG,
∴△POA∽△PGM,
∴=,
∴=,
∴yP=m﹣2,
同理可得,
yQ=﹣2,
∴yP+yQ=+﹣2=(m+n)﹣4=﹣2.
4.解:(1)由题意得,
﹣1=2×(﹣2)+b,
∴b=3,
∴直线AC的解析式是:y=2x+3,
∴C(0,3),
∴,
∴,
∴抛物线的解析式是:y=+;
(2)如图1,
作AF⊥CD于F,作EF⊥y轴于F,作AG⊥EF于G,
∵tan∠ACO=,tan∠ACD=,
∴∠ACD=∠ACO,
∴CE=OC=3,AE=OB=3,
可得:△EFC∽△AGE,
∴==,
设CF=x,则AG=OF=3+x,
∴EF==(x+3),
在Rt△EFC中,由勾股定理得,
x2+[]2=32,
∴x1=,x2=﹣3(舍去),
∴EF=,OF=,
∴E(﹣,),
∴直线CD的解析式是:y=﹣x+3,
由=﹣得,
x3=0(舍去),x4=﹣,
当x=﹣时,y=﹣×(﹣)+3=,
∴D(﹣,);
(3)如2,
∵点O距离始终为2,
∴点P在以O为圆心,2为半径的圆O上运动,
在OA上取OI=1,
∵∠POI=∠AOP,=,
∴△POI∽△AOP,
∴,
∴PI=AP,
∴PA+PC=PI+PC,
∴当C、P、I共线时,PI+PC最小,此时P在线段AI与⊙O的交点P′处,
PI+PC=CI,
在Rt△COI中,
CI===,
∴PA+PC的最小值是.
5.解:(1)将点A(﹣1,0),B(3,0),C(0,1)代入y=ax2+bx+c,
∴,
解得,
∴y=﹣x2+x+1;
(2)设直线BC的解析式为y=kx+b,
∴,
解得,
∴y=﹣x+1,
过P点作PH∥y轴交BC于点H,连接PC,PB,
设P(t,﹣t2+t+1),则H(t,﹣t+1),
∴PH=﹣t2+t,
∴S△PBC=3×(﹣t2+t)=﹣t2+t=﹣(t﹣)2+,
∴当t=时,S△PBC的面积最大值为,
此时P(,);
(3)存在点Q,使∠BQC=∠BAC,理由如下:
∵y=﹣x2+x+1=﹣(x﹣1)2+,
∴抛物线的对称轴为直线x=1,
∵A(﹣1,0),C(0,1),
∴OA=OC,
∴∠CAO=45°,
作△ABC的外接圆M,⊙M与对称轴的交点为Q,
∴∠BQC=∠CAB=45°,
设M(1,m),
∴MC=MB,
∴1+(m﹣1)2=4+m2,
∴m=1,
∴M(1,﹣1),
∴MB=,
∴MQ=,
∴Q(1,﹣1﹣).
6.解:(1)∵直线l:y=﹣x﹣1过点A,
∴A(﹣1,0),
又∵D(5,﹣6),
将点A,D的坐标代入抛物线表达式可得:,
解得.
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2+3x+4.
(2)如图,
设点P(x,﹣x2+3x+4),
∵PE∥x轴,PF∥y轴,
则E(x2﹣3x﹣5,﹣x2+3x+4),F(x,﹣x﹣1),
∵点P在直线l上方的抛物线上,
∴﹣1<x<5,
∴PE=|x﹣(x2﹣3x﹣5)|=﹣x2+4x+5,PF=|﹣x2+3x+4﹣(﹣x﹣1)|=﹣x2+4x+5,
∴PE+PF=2(﹣x2+4x+5)=﹣2(x﹣2)2+18.
∵﹣1<x<5,
∴当x=2时,PE+PF取得最大值,最大值为18.
(3)由(1)可求NC=5,
∵NC是所求平行四边形的一边,
∴NCPM,设点p(t,﹣t2+3t+4),则M(t,﹣t﹣1),
由题意知:|yP﹣yM|=5,即|﹣t2+3t+4+t+1|=5.
化简得:t2﹣4t=0或t2﹣4t﹣10=0,
解得:t1=0(舍去),t2=4,,.
则符合条件的M点有三个:,.
7.解:(1)∵抛物线y=﹣x2+bx+c交x轴于A(﹣1,0),B(4,0)两点,
∴抛物线的解析式为:y=﹣(x+1)(x﹣4)=﹣x2+x+3.
(2)当x=0时,y=3,
∴C(0,3),
∵B(0,4),
∴OB=4,OC=3,
∴BC=5,
∴BC=AB=5,
∴∠ACB=∠CAB,
∵∠ABD=∠ACB,
∴∠ABD=∠CAB,
∴tan∠ABD=tan∠CAB=3.
设点D的坐标为(x,﹣x2+x+3),
如图,过点D作DE⊥x轴于点E,则BE=4﹣x,DE=﹣x2+x+3,
∴tan∠ABD==3,
解得x=3.
∴D(3,3).
(3)设直线AD的解析式为:y=kx+n,把点A,D的坐标代入得,
,
解得.
∴直线AD的解析式为:y=x+.
∵MN=AD=5,
∴tan∠MAP=.
①如图,若MN=MP=5,则∠PMN=90°,
tan∠MAP==.
∴AM=,即m1=.
②如图,若NM=NP=5,则∠MNP=90°,
tan∠MAP==.
∴AN=,
∴AM=AN﹣MN=.即m2=.
③如图,若PM=NP,则∠NPM=90°,
过点P作PQ⊥AN于点Q,则PQ=MN=,
tan∠MAP==.
∴AQ=,
∴AM=AQ﹣MQ=.即m3=.
综上所述,m=,,时,△PMN是等腰直角三角形.
8.解:(1)∵二次函数y=ax2+4的图象与y轴交于点C,
∴点C的坐标为(0,4),
∵二次函数y=ax2+4的图象与x轴交于点A,tan∠OAC=1.
∴∠CAO=45°,
∴OA=OC=4,
∴点A的坐标为(﹣4,0),
∴0=a(﹣4)2+4,
∴a=﹣,
∴这二次函数的解析式为y=﹣x2+4;
(2)连接OD,作DE∥y轴,交x轴于点E,DF∥x轴,交y轴于点F,如图1所示,
∵⊙O与直线AC相切于点D,
∴OD⊥AC,
∵OA=OC=4,
∴点D是AC的中点,
∴DE=OC=2,DF=OA=2,
∴点D的坐标为(﹣2,2);
(3)直线OD的解析式为y=﹣x,如图2所示,
则经过点A且与直线OD平行的直线的解析式为y=﹣x﹣4,
解方程组,
消去y,得x2﹣4x﹣32=0,即(x﹣8)(x+4)=0,
∴x1=8,x2=﹣4(舍去),
∴y=﹣12,
∴四边形ODAP1是直角梯形,点P1的坐标为(8,﹣12);
∵直线AC的解析式为y=x+4,
则经过点O且与直线AC平行的直线的解析式为y=x,
解方程组,
消去y,得x2+4x﹣16=0,即x=﹣2+2,
∴x1=﹣2﹣2,x2=﹣2+2(舍去),
∴y=﹣2﹣2,
∴四边形ODAP2是直角梯形,点P2的坐标为(﹣2﹣2,﹣2﹣2).
综上,存在,点P1的坐标为(8,﹣12)或(﹣2﹣2,﹣2﹣2).
9.解:(1)∵直线y=﹣x+3与x轴、y轴的交点分别为B、C,
∴当x=0时,y=3,当y=0时,x=3,
∴点B、C的坐标分别为(3,0)、(0,3),
∵抛物线y=ax2+2x+c过点B,C,
∴,解得,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3;
(2)作AM⊥x轴交BC于M,作PN⊥x轴交BC于N,
∴AM∥PN,
∴∠AMD=∠PND,
∵∠CDA=∠NDP,
∴△ADM∽△PDN,
∴,
∵抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3,直线BC:y=﹣x+3,
∴A(﹣1,0),C(0,3),B(3,0),
设M(﹣1,m),
∴m=1+3=4,
∴M(﹣1,4),
∴AM=4,
设P(n,﹣n2+2n+3),则N(n,﹣n+3),
∴PN=﹣n2+2n+3﹣(﹣n+3)=﹣n2+3n=﹣(n﹣)2+,
∴===﹣(n﹣)2+,
∴当n=时,的最大值为,
∴﹣n2+2n+3=,
∴P(,);
(3)①BC为平行四边形的边时,如图,
当四边形CBFG是平行四边形时,
∴CG∥BF,CG=BF,
∵点G在抛物线y=﹣x2+2x+3的对称轴上,
∴对称轴为x=﹣=1,
∵C(0,3),
∴G(1,3),
∴BF=CG=1,
∵B(3,0),
∴点F的坐标为(4,0);
当四边形CBG′F′是平行四边形时,
∴CB∥G′F′,CB=G′F′,
∵点G在抛物线y=﹣x2+2x+3的对称轴上,
∴对称轴为x=﹣=1,
∵C(0,3),
∵B(3,0),
∴点F的坐标为(﹣2,0);
②BC为平行四边形的对角线时,如图,
∵四边形CFBG是平行四边形,
∴CG∥BF,CG=BF,
∵点G在抛物线y=﹣x2+2x+3的对称轴上,
∴对称轴为x=﹣=1,
∵C(0,3),
∴G(1,3),
∴BF=CG=1,
∵B(3,0),
∴点F的坐标为(2,0);
综上,点F的坐标为(4,0)或(﹣2,0)或(2,0).
10.解:(1)∵直线y=﹣x+3与x轴和y轴分别交于C,D两点,
∴C(5,0),D(0,3),
∵抛物线经过点D,
∴t2﹣1=3,
解得:t=±2,
∵抛物线经过点A(3,0),
∴(3﹣t)2﹣1=0,
解得:t=2或4,
∴t=2,
∴y=(x﹣2)2﹣1=x2﹣4x+3,
故该抛物线的解析式为y=x2﹣4x+3;
(2)设P(t,t2﹣4t+3),过点P作PH∥y轴,交CD于H,
则H(t,﹣t+3),
∴PH=﹣t+3﹣(t2﹣4t+3)=﹣t2+t,
∴S△CDP=PH×(xC﹣xD)=(﹣t2+t)=﹣(t﹣)2+,
∵<0,
∴当t=时,S△CDP取得最大值,此时,P(,﹣);
(3)∵当1≤x≤3时,抛物线y=(x﹣t)2﹣1对应的函数有最小值3,
∴可分三种情况:
①当t<1时,(1﹣t)2﹣1=3,
解得:t=﹣1或t=3(舍去);
②当1≤t≤3时,该函数的最小值为﹣1,不符合题意;
③当t>3时,(3﹣t)2﹣1=3,
解得:t=5或t=1(舍去);
综上所述,t的值为﹣1或5.
11.(1)解:∵抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)顶点为D(1,4),
∴,
∴,
∴抛物线的表达式为y=﹣x2+2x+3;
(2)解:由(1)知,抛物线的表达式为y=﹣x2+2x+3,
令y=0,则﹣x2+2x+3=0,
∴x=﹣1或x=3,
∴A(﹣1,0),B(3,0),
∵AF∥DE,
∴△EDG∽△AFG,
∵△EDG与△AFG的面积相等,
∴△EDG≌△AFG,
∴AF=DE,
∵点F是由点A先向右平移一个单位,再向下平移m个单位,
∴点E是由点D(1,4)先向右平移一个单位,再向下平移m个单位,
∴点E的横坐标为1+1=2,
将x=2代入y=﹣x2+2x+3中,得y=﹣4+4+3=3,
∴E(2,3);
(3)证明:
设E(e,﹣e2+2e+3)(1<e<3),
∵B(3,0),C(0,3),
∴OB=OC=3,
∴∠OBC=∠OCB=45°,
过点D作DH⊥y轴于H,则DH=1,OH=4,
∴CH=OH﹣OC=1=DH,
∴∠DCH=∠CDH=45°,
∴∠BCD=90°,
∵PE∥x轴,EQ∥y轴,
∴∠E=90°,
延长EP交y轴于M,则EM=e,
PM=CM=﹣e2+2e+3﹣3=﹣e2+2e,
∴CP=CM=(﹣e2+2e),PE=EM﹣PM=e﹣(﹣e2+2e)=e2﹣e,
过点Q作QN∥OB,
∴CN=NQ=e,
∴CQ=e,
∴EQ=MN=CM+CN=﹣e2+2e+e=﹣e2+3e,
∵△CPQ和△EPQ的面积相等,
∴CP•CQ=PE•QE,
∴(﹣e2+2e)•e=(e2﹣e)•(﹣e2+3e),
∴2e2(e﹣2)=e2(e﹣1)(e﹣3),
∴e=3+(舍)或e=3﹣,
∴CP=e(2﹣e)=(3﹣)(2﹣3+)=8﹣5,
PE=e2﹣e=e(e﹣1)=(3﹣(3﹣﹣1)=8﹣5,
∴CP=PE,
∵PC⊥CQ,PE⊥EQ,
∴∠CQP=∠EQP.
12.解:(1)由y=ax2+6ax+9a﹣8得y=a(x+3)2﹣8,
∴顶点D的坐标为(﹣3,﹣8),
∵点B(2,0)在抛物线C上,
∴0=a(2+3)2﹣8,
解得:a=;
(2)如图1,连接DE,作DH⊥x轴于H,作EM⊥x轴于M,
根据题意,点D,E关于点B(2,0)成中心对称,
∴DE过点B,且DB=EB,
在△DBH和△EBM中,
,
∴△DBH≌△EBM(AAS),
∴EM=DH=8,BM=BH=5,
∴抛物线C1的顶点E的坐标为(7,8),
∵抛物线C1由C绕点P旋转180°后得到,
∴抛物线C1的函数表达式为y=﹣(x﹣7)2+8;
(3)∵抛物线C1由C绕x轴上的点P旋转180°后得到,
∴顶点D,E关于点P成中心对称,由(2)知:点E的纵坐标为8,
设点E(m,8),
如图2,作DH⊥x轴于H,EM⊥x轴于M,EN⊥DN于N,
∵旋转中心P在x轴上,
∴FG=AB=2BH=10,
∴点H的坐标为(﹣3,0),点N的坐标为(m,﹣8),
根据勾股定理得,EF2=82+52=89,
显然,△AEG和△BEG不可能是直角三角形,
①当△AEF是直角三角形时,显然只能有∠AEF=90°,
根据勾股定理得:
AE2=AM2+EM2=(m+8)2+82=m2+16m+128,
AE2=AF2﹣EF2=(m+13)2﹣89=m2+26m+80,
∴m2+16m+128=m2+26m+80,
解得:m=,
∴OP=(m+3)﹣3=(m﹣3)=×(﹣3)=,
∴点P的坐标为(,0);
②当△BEF是直角三角形时,显然只能有∠BEF=90°,
根据勾股定理得:
BE2=BM2+EM2=(m﹣2)2+82=m2﹣4m+68,
BE2=BF2﹣EF2=(m+3)2﹣89=m2+6m﹣80,
∴m2﹣4m+68=m2+6m﹣80,
解得:m=,
∴OP=(m﹣3)=×(﹣3)=,
∴点P的坐标为(,0),
③当△DEF是直角三角形时,
DE2=EN2+DN2=162+(m+3)2=m2+6m+265,
DF2=DH2+HF2=82+(m+8)2=m2+16m+128,
i)当∠DEF=90°时,DE2+EF2=DF2,
即m2+6m+265+89=m2+16m+128,
解得:m=,
∴OP=(m﹣3)=×(﹣3)=,
∴点P的坐标为(,0);
ii)当∠DFE=90°时,DF2+EF2=DE2,
即m2+16m+128+89=m2+6m+265,
解得:m=,
∴OP=(m﹣3)=×(﹣3)=,
∴点P的坐标为(,0);
iii)∵DE>EN=16>EF,
∴∠EDF≠90°,
综上所述,当抛物线C1是抛物线C的勾股伴随同类函数时,点P的坐标为(,0)或(,0)或(,0).
13.解(1)∵抛物线y=x2+bx+c经过B(1,0)、C(0,﹣3),
∴,解得,
∴抛物线的解析式为:y=x2+2x﹣3.
(2)如图,连接AP,BP,
∵抛物线的解析式为:y=x2+2x﹣3,
∴抛物线的对称轴为直线x=﹣1,
∵A是抛物线与x轴的另一个交点,B(1,0),
∴A(﹣3,0),
∵点A,B关于抛物线对称轴对称,
∴AP=BP,
∴PB+PC的最小值即为PA+PC的最小值,
∴当P、A、C三点共线时,PA+PC最小,即P在P′所在的位置,
设直线AC的解析式为y=kx+b1,
∴,解得,
∴直线AC的解析式为:y=﹣x﹣3,
∴当x=﹣1时,y=﹣2,
∴点P的坐标为(﹣1,﹣2);
(3)∵△AOM∽△ABC,
∴∠AOM=∠ABC,
∴OM∥BC,
设直线BC的解析式为y=mx+n,直线OM的解析式为y=mx,
∴,解得,
∴直线BC的解析式为y=3x﹣3,直线OM的解析式为y=3x,
联立,解得,
∴点M的坐标为(,);
(4)在y轴上存在点E,使△ADE为直角三角形,理由如下:
∵抛物线的解析式为y=x2+2x﹣3=(x+1)2﹣4,
∴D(﹣1,﹣4),
设E点坐标为(0,m),
∴AE2=m2+9,DE2=m2+8m+17,AD2=20,
当∠EAD=90°时,有AE2+AD2=DE2,
∴m2+9+20=m2+8m+17,
解得m=,
∴此时点E的坐标为(0,);
当∠ADE=90°时,DE2+AD2=AE2,
m2+8m+17+20=m2+9,
解得m=﹣,
∴此时点E的坐标为(0,﹣);
当∠AED=90°时,AE2+DE2=AD2,
m2+9+m2+8m+17=20,
解得m=﹣1或m=﹣3,
∴此时点E的坐标为(0,﹣1)或(0,﹣3).
综上所述,符合题意的点E的坐标为(0,)或(0,﹣)或(0,﹣1)或(0,﹣3).
14.解:(1)将A(0,8),B(6,0)代入抛物线,
得,
解得.
∴抛物线的表达式为;
(2)设直线AB的解析式为y=kx+d,
将A,B两点坐标代入解析式得.
解得
∴直线AB的解析式为.
∵OA=8,OB=6,
∴由勾股定理可得.
如图,过点P作PE⊥y轴于点E,
∴∠AEP=∠AOB=90°,
∴EP∥OB.
则△AEP∽△AOB.
∴AE:EP:AP=AO:OB:AB=4:3:5.
根据题意可知AP=t,
∴,,
∴点P的横坐标为.
∴,
∴PQ与t的函数关系式为(0≤t<10);
(3)存在,点N的坐标为或.
要使以B,D,M,N为顶点的四边形是矩形,分以下情况进行讨论:
如图,过点B作x轴的垂线交AD的延长线于点E,则AE⊥EB,
当y=8时,,解得x=0或3.
∴点D的坐标为(3,8).
∴AD=3,DE=3.
①如图,当DM为矩形的边时,过点N作NK⊥x轴,交x轴于点K.
∵∠MAD=∠DEB=90°,∠ADM+∠BDE=90°,∠AMD+∠ADM=90°,
∴∠BDE=∠AMD.
∴△ADM∽△EBD.
∴,即,
∴.
同理,可求得△EBD∽△KBN.
∴△ADM∽△KBN,
∴∠MAD=∠NKB=90°,∠ADM=∠KBN,
又∵MD=NB,
∴△ADM≌△KBN.
∴AD=KB=3.
∴OK=6﹣3=3.
∴,
∴;
②如图,当DM'为矩形的对角线时,过点N'作N'K'⊥x轴交DA的延长线于点K'.
同理可得△M'BO∽△DBE,
∴,
∴,
∴.
∵DN'=BM',
∴△DN'K'≌△BM'O,
∴,K′D=OB=6,
∴AK'=3,点N'的纵坐=,
∴,
③以BD为对角线这种情况不存在.
综上所述,存在点M,N,使得以B,D,M,N为顶点的四边形是矩形,点N的坐标为或.
15.解:(1)将C(1,4)代入直线y=x+m得:
×1+m=4.
解得:m=;
由题意得:,
解得:.
∴抛物线的解析式是y=﹣x2+2x+3;
令y=0,则x+=0,
解得:x=﹣2,
∴A(﹣2,0).
故答案为:;(﹣2,0);y=﹣x2+2x+3;
(2)如图,假设直线AP交y轴于点M(0,m),直线AC交y轴于点N(0,),
则OM=m,ON=,OA=2.
∴AN==.
∵AC=AB=5,S△ACP:S△ABP=1:1,
∴AP是∠CAB的角平分线.
过点M作ME⊥AN于点E,则ME=MO=m.
∵S△AON=S△AOM+S△AMN,
∴OA•ON=OA•OM+AN•ME.
∴2×=2×m+×m.
∴m=1.
∴M(0,1).
设直线AP的解析式为y=kx+e,
∴,
解得:.
∴直线AP是y=x+1.
∴.
解得:,.
∴P(,);
(3)①当AC=CD时,过点C作CE⊥AB于点E,如图,
则OE=1,AE=OE+OA=3.
∴DE=AE=3.
∴OD=OE+DE=4.
∴D(4,0).
则直线CD的解析式为y=﹣x+.
∴.
解得:,.
∴P(,);
②当AC=AD,点D在x轴的正半轴上时,
∵AC==5,
∴AD=AC=5.
∴OD=AD﹣OA=3.
∴D(3,0).
∴点D与点B重合.
∴点P与点B重合.
∴P(3,0);
当AC=AD,点D在x轴的负半轴上时,
∴OD=AD+OA=7.
∴D(﹣7,0).
则直线CD的解析式为y=x+.
∴.
解得:,.
∴P(,);
③当DA=DC时,过点D作DF⊥AC于点F,如图,
则DF是AC的垂直平分线,
∴F(﹣,2).
设直线FD的解析式为y=﹣x+n,
∴2=+n.
∴n=,
∴直线FD的解析式为y=﹣x+.
令y=0,则﹣x+=0,
解得:x=.
∴D(,0).
则直线CP的解析式为y=x+.
∴.
解得:,.
∴P(,﹣).
综上,当△ACD是等腰三角形时,点P的坐标为(,)或(3,0)或(,)或(,﹣).
16.解:(1)当x=5,y=x=5,
∴B(5,5),
将其代入得:,
解得:,
∴抛物线的解析式为;
(2)对于,当y=0时,,
解得:x1=0,x2=3,
∴A(3,0),
∴OA=3,
将x=t代入抛物线的解析式得:;
∴,
过点C作CM⊥x轴于点M,CN⊥y轴于点N,
∴,
∴,
∵∠OMC=∠ONC=∠MON=90°,
∴四边形OMCN为矩形,
∴,
∴,
∴S与t的函数解析式S=t2﹣t;
(3)由(2)知,OM=t,AM=t﹣3,
在Rt△OCM和Rt△ACM中,∠OMC=90°,
∴,,
设∠AOC=α,则∠OCD=2∠AOC=2α,
∵AC⊥CD,
∴∠ACD=90°,
∴∠ACO=∠ACD﹣∠OCD=90°﹣2α,
∴∠CAM=∠AOC+∠ACO=90°﹣α,
又∵∠OCM=90°﹣α,
∴∠OCM=∠CAM,
∴tan∠OCM=tan∠CAM,
∴,
∴t1=4,t2=﹣1(舍),
∴,
∴C(4,2),
∴,
∴D(﹣2,5),DT=AT=5,
∴∠OAD=45°.
∴直线OC为:,直线AD为:yAD=﹣x+3,
∴E(2,1),F(0,3),
∴点E为OC的中点,
设EG=m,
∵EG∥y轴,
∴△CEG∽△COH,
∴,
∴OH=2EG=2m,
∴H(0,2m),
过点D作DR⊥y轴于点R,过点F作FQ⊥EG于点Q,
则OR=5,HR=2m﹣5,GQ=m+1﹣3=m﹣2,
∵DH∥FG,
∴∠DHC=∠FGC,
∵∠FHC=∠EGC,
∴∠DHR=∠FGQ,
又∵DR=OT=2,FQ=OK=2,
∴DR=FQ,
又∵∠DRH=∠FQG=90°,
∴△DHR≌△FGQ,
∴HR=GQ,
∴2m﹣5=m﹣2,
解得:m=3,
∴OH=2m=6,HR=1,
在Rt△DRH中,∠DRH=90°,
∴.
17.解:(1)令y=0,则﹣x2+x+2=0,
解得x=﹣1或x=4,
∴A(﹣1,0),B(4,0),
令x=0,则y=2,
∴C(0,2);
(2)设直线BC的解析式为y=kx+b,
∴,
∴,
∴y=﹣x+2,
设P(t,﹣t2+t+2),则E(t,﹣t+2),
∴PE=﹣t2+2t=﹣(t﹣2)2+2,
∵点P为直线BC上方抛物线上一点,
∴0<t<4,
∴当t=2时,PE有最大值2,
此时P(2,3);
(3)存在点Q,使以点B、C、Q、N为顶点的四边形为菱形,理由如下:
∵y=﹣x2+x+2=﹣(x﹣)2+,
∴平移后的抛物线为y'=﹣(x﹣2)2+,
∴抛物线的对称轴为直线x=2,
设N(2,n),Q(x,y),
①当BC为菱形对角线时,CN=BN,
∴,
解得,
∴Q(2,1),N(2,1),此时Q、N重合;
②当BN为菱形对角线时,BC=CN,
∴,
解得或,
∴Q(6,4)或(6,﹣4);
③当BQ为菱形对角线时,BC=BN,
∴,
解得或,
∴Q(﹣2,﹣2)或(﹣2,6);
综上所述:Q点坐标为(6,4)或(6,﹣4)或(﹣2,﹣2)或(﹣2,6).
18.解:(1)令x=0,则y=﹣2.
∴C(0,﹣2).
令y=0,则x2﹣x﹣2=0,
解得:x=4或﹣1.
∵点A在点B的左侧,
∴A(﹣1,0),B(4,0).
设直线BC的解析式为y=kx+b,
∴,
解得:.
∴直线BC的解析式为y=x﹣2.
(2)过点P作PE⊥OB于点E,过点N作NF⊥OB于点F,如图,
则PE∥NF.
∴.
设点P(m,m﹣2),则OE=m.
设直线AP的解析式为y=ax+c,
∴,
解得:.
∴直线AP的解析式为y=(m﹣2)x+m﹣2.
∴.
解得:.
∴N(,).
∴OF=.
∴AF=OA+OF=1﹣=,
EF=OE﹣OF=.
∵PN=AN,
∴.
∴=.
解得:m1=m2=2.
∴P(2,﹣3).
(3)设直线CD与抛物线y=x2﹣x﹣2交于点M,如图,
∵PD⊥x轴于点D,P(2,﹣3),
∴D(2,0).
设直线CD的解析式为y=k1x+b1,
∴,
解得:.
∴直线CD的解析式为y=x﹣2.
∴.
解得:,.
∴M(5,3).
沿直线CD翻折得到抛物线是一条开口方向向右的抛物线,
∴设它的解析式为x=cy2+dy+e,
∴,
解得:.
∴x=+y﹣1.
令x=0,则+y﹣1=0.
∴y2+y﹣2=0.
解得:y=﹣2或1.
∴H(0,1).
19.解:(1)令x=0,则y=4,
∴B(0,4),
令y=0,则x=4,
∴A(4,0),
将点A(4,0),B(0,4)代入y=ax2﹣5x+c,
∴,
解得,
∴y=x2﹣5x+4,
令y=0,则x2﹣5x+4=0,
解得x=1或x=4,
∴C(1,0);
(2)设D(0,t),则E(4﹣t,t),
令x2﹣5x+4=t,
解得x=或x=,
∴F(,t),
设直线AB的解析式为y=kx+b,
∴,
∴,
∴y=﹣x+4,
∴E(4﹣t,t),
∵O、C、E、F为顶点的四边形是平行四边形,
∴OC=FE,
∴EF=1,
∴4﹣t﹣=1,
∴t=1±,
∴D(0,1+)或(0,1﹣);
(3)∵B与D重合,
∴D(0,4),
∴G(5,4),
∵∠AMB=135°,
∴以O为圆心OA为半径作圆,M点在圆O上,
当M、O、G三点共线时,MG有最小值,
∵OG=,
∴MG的最小值为﹣4.
20.解:(1)将A(﹣1,0),点B(3,0)代入抛物线y=ax2+bx﹣3得:
,
解得:,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3,
当x=0时,y=﹣3,
∴C(0,﹣3);
(2)如图,
设M(x,x2﹣2x﹣3),作MN⊥x轴于点N,
∵∠MAB=45°,
∴MN=ON,
∵点A(﹣1,0),
∴x+1=|x2﹣2x﹣3|,
解得x=4或x=2或x=﹣1(与A重合,舍去),
∴M点的坐标为(4,5)或(2,﹣3);
(3)∵PD⊥AB,PF⊥BC,
∴△EFP与△BDE为直角三角形,
设直线BC的解析式为y=kx+c,
∵B(3,0),C(0,﹣3),
∴,
解得:,
∴直线BC的解析式为y=x﹣3,
∴OB=OC,△OBC为等腰直角三角形,
∴∠OBC=45°,
∵∠DEB=∠FEP,
∠BDE=∠PFE=90°,
∴∠FPE=∠DBE=45°,
∴△PEF为等腰直角三角形,
∴EF:FP:PE=1:1:,
当PE存在最大值时,△PEF周长也存在最大值,
设P(m,m2﹣2m﹣3),则E(m,m﹣3),
∴PE=m﹣3﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+3m=﹣(m﹣)2+,
∴当m=时,△PEF周长最大,
此时,P的纵坐标为y=()2﹣2×﹣3=﹣,
∴△PEF的周长有最大值,此时P点的坐标为(,﹣).
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