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    2024年中考数学压轴题之学霸秘笈大揭秘专题14二次函数与线段数量关系最值定值问题(原卷版+解析)
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    2024年中考数学压轴题之学霸秘笈大揭秘专题14二次函数与线段数量关系最值定值问题(原卷版+解析)

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    这是一份2024年中考数学压轴题之学霸秘笈大揭秘专题14二次函数与线段数量关系最值定值问题(原卷版+解析),共91页。


    图形运动的过程中,求两条线段之间的函数关系,是中考数学的热点问题.
    产生两条线段间的函数关系,常见的情况有两种,一是勾股定理,二是比例关系.还有一种不常见的,就是线段全长等于部分线段之和.由比例线段产生的函数关系问题,在两种类型的题目中比较常用.
    一是由平行线产生的对于线段成比例,二是相似三角形的对应边成比例.
    一般步骤是先说理产生比例关系,再代入数值或表示数的字母,最后整理、变形,根据要求写出定义域.关键是寻找比例关系,难点是有的整理、变形比较繁琐,容易出错.
    【例1】 (2023•武汉模拟)抛物线y=x2﹣2x+m的顶点A在x轴上,与y轴交于点B.
    (1)求抛物线的解析式;
    (2)如图1,直线CD∥AB交抛物线于C,D两点,若,求△COD的面积;
    (3)如图2,P为抛物线对称轴上顶点下方的一点,过点P作直线交抛物线于点E,F,交x轴于点M,求的值.
    【例2】 (2023•黄石)如图,抛物线y=﹣x2+x+4与坐标轴分别交于A,B,C三点,P是第一象限内抛物线上的一点且横坐标为m.
    (1)A,B,C三点的坐标为 , , .
    (2)连接AP,交线段BC于点D,
    ①当CP与x轴平行时,求的值;
    ②当CP与x轴不平行时,求的最大值;
    (3)连接CP,是否存在点P,使得∠BCO+2∠PCB=90°,若存在,求m的值,若不存在,请说明理由.
    【例3】 (2023•河南三模)如图,抛物线y=ax2+bx﹣4交x轴于A,B两点,交y轴于点C,OB=2OC=4OA,连接AC,BC.
    (1)求抛物线的解析式;
    (2)点D是抛物线y=ax2+bx﹣4的图象上在第四象限内的一动点,DE⊥x轴于点E,交BC于点F.设点D的横坐标为m.
    ①请用含m的代数式表示线段DF的长;
    ②已知DG∥AC,交BC于点G,请直接写出当时点D的坐标.
    【例4】 (2023•大庆)如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于原点O和点A,且其顶点B关于x轴的对称点坐标为(2,1).
    (1)求抛物线的函数表达式;
    (2)抛物线的对称轴上存在定点F,使得抛物线y=ax2+bx+c上的任意一点G到定点F的距离与点G到直线y=﹣2的距离总相等.
    ①证明上述结论并求出点F的坐标;
    ②过点F的直线l与抛物线y=ax2+bx+c交于M,N两点.
    证明:当直线l绕点F旋转时,+是定值,并求出该定值;
    (3)点C(3,m)是该抛物线上的一点,在x轴,y轴上分别找点P,Q,使四边形PQBC周长最小,直接写出P,Q的坐标.
    1. (2023•道里区二模)已知:在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,抛物线y=﹣+bx+3交x轴于A、B两点(点B在点A的右边)交y轴于点C,OB=3OC.
    (1)如图1,求抛物线的解析式;
    (2)如图2,点E是第一象限抛物线上的点,连接BE,过点E作ED⊥OB于点D,tan∠EBD=,求△BDE的面积;
    (3)如图3,在(2)的条件下,连接BC交DE于点Q,点K是第四象限抛物线上的点,连接EK交BC于点M,交x轴于点N,∠EMC=45°,过点K作直线KT⊥x轴于点T,过点E作EL∥x轴,交直线KT于点L,点F是抛物线对称轴右侧第一象限抛物线上的点,连接ET、LF,LF的延长线交ET于点P,连接DP并延长交EL于点S,SE=2SL,求点F的坐标.
    2. (2023•三明二模)如图,抛物线y=x2+mx(m<0)交x轴于O,A两点,顶点为点B.
    (Ⅰ)求△AOB的面积(用含m的代数式表示);
    (Ⅱ)直线y=kx+b(k>0)过点B,且与抛物线交于另一点D(点D与点A不重合),交y轴于点C.过点C作CE∥AB交x轴于点E.
    (ⅰ)若∠OBA=90°,2<<3,求k的取值范围;
    (ⅱ)求证:DE∥y轴.
    3. (2023•杜尔伯特县一模)如图,已知抛物线y=x2+bx+c与x轴相交于A(﹣1,0),B(m,0)两点,与y轴相交于点C(0,﹣3),抛物线的顶点为D.
    (1)求抛物线的解析式;
    (2)若点E在x轴上,且∠ECB=∠CBD,求点E的坐标.
    (3)若P是直线BC下方抛物线上任意一点,过点P作PH⊥x轴于点H,与BC交于点M.
    ①求线段PM长度的最大值.
    ②在①的条件下,若F为y轴上一动点,求PH+HF+CF的最小值.
    4. (2023•江岸区校级一模)已知:抛物线y=x2+x+m交x轴于A,B两点,交y轴于点C,其中点B在点A的右侧,且AB=7.
    (1)如图1,求抛物线的解析式;
    (2)如图2,点D在第一象限内抛物线上,连接CD,AD,AD交y轴于点E.设点D的横坐标为d,△CDE的面积为S,求S与d之间的函数关系式(不要求写出自变量d的取值范围);
    (3)如图3,在(2)的条件下,过点D作DH⊥CE于点H,点P在DH上,连接CP,若∠OCP=2∠DAB,且HE:CP=3:5,求点D的坐标及相应S的值.
    5. (2023•涡阳县一模)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与直线y=x+1相交于A(﹣1,0),B(4,m)两点,且抛物线经过点C(5,0).
    (1)求抛物线的解析式.
    (2)点P是直线上方的抛物线上的一个动点,求△ABP的面积最大时的P点坐标.
    (3)若点P是抛物线上的一个动点(不与点A点B重合),过点P作直线PD⊥x轴于点D,交直线AB于点E.当PE=2ED时,求P点坐标;
    (4)设抛物线与y轴交于点F,在抛物线的第一象限内,是否存在一点M,使得AM被FC平分?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,说明理由.
    6. (2023•桂林)如图,已知抛物线y=a(x﹣3)(x+6)过点A(﹣1,5)和点B(﹣5,m),与x轴的正半轴交于点C.
    (1)求a,m的值和点C的坐标;
    (2)若点P是x轴上的点,连接PB,PA,当=时,求点P的坐标;
    (3)在抛物线上是否存在点M,使A,B两点到直线MC的距离相等?若存在,求出满足条件的点M的横坐标;若不存在,请说明理由.
    7. (2023•甘肃)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c与坐标轴交于A(0,﹣2),B(4,0)两点,直线BC:y=﹣2x+8交y轴于点C.点D为直线AB下方抛物线上一动点,过点D作x轴的垂线,垂足为G,DG分别交直线BC,AB于点E,F.
    (1)求抛物线y=x2+bx+c的表达式;
    (2)当GF=时,连接BD,求△BDF的面积;
    (3)①H是y轴上一点,当四边形BEHF是矩形时,求点H的坐标;
    ②在①的条件下,第一象限有一动点P,满足PH=PC+2,求△PHB周长的最小值.
    8. (2023•丽水)如图,已知抛物线L:y=x2+bx+c经过点A(0,﹣5),B(5,0).
    (1)求b,c的值;
    (2)连结AB,交抛物线L的对称轴于点M.
    ①求点M的坐标;
    ②将抛物线L向左平移m(m>0)个单位得到抛物线L1.过点M作MN∥y轴,交抛物线L1于点N.P是抛物线L1上一点,横坐标为﹣1,过点P作PE∥x轴,交抛物线L于点E,点E在抛物线L对称轴的右侧.若PE+MN=10,求m的值.
    9. (2023•陕西)已知抛物线L:y=﹣x2+bx+c过点(﹣3,3)和(1,﹣5),与x轴的交点为A,B(点A在点B的左侧).
    (1)求抛物线L的表达式;
    (2)若点P在抛物线L上,点E、F在抛物线L的对称轴上,D是抛物线L的顶点,要使△PEF∽△DAB(P的对应点是D),且PE:DA=1:4,求满足条件的点P的坐标.
    10. (2023•盘锦)如图1,直线y=x﹣4与x轴交于点B,与y轴交于点A,抛物线y=﹣x2+bx+c经过点B和点C(0,4),△ABO沿射线AB方向以每秒个单位长度的速度平移,平移后的三角形记为△DEF(点A,B,O的对应点分别为点D,E,F),平移时间为t(0<t<4)秒,射线DF交x轴于点G,交抛物线于点M,连接ME.
    (1)求抛物线的解析式;
    (2)当tan∠EMF=时,请直接写出t的值;
    (3)如图2,点N在抛物线上,点N的横坐标是点M的横坐标的,连接OM,NF,OM与NF相交于点P,当NP=FP时,求t的值.
    11. (2023•深圳三模)如图1,抛物线y=ax2+bx经过点A(﹣5,0),点B(﹣1,﹣2).
    (1)求抛物线解析式;
    (2)如图2,点P为抛物线上第三象限内一动点,过点Q(﹣4,0)作y轴的平行线,交直线AP于点M,交直线OP于点N,当点P运动时,4QM+QN的值是否变化?若变化,说明变化规律,若不变,求其值;
    (3)如图3,长度为的线段CD(点C在点D的左边)在射线AB上移动(点C在线段AB上),连接OD,过点C作CE∥OD交抛物线于点E,线段CD在移动的过程中,直线CE经过一定点F,直接写出定点F的坐标与的最小值.
    12. (2023•阿克苏地区一模)如图1.抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,连接BC,已知点B(4,0).
    (1)若C(0,3),求抛物线的解析式.
    (2)在(1)的条件下,P(﹣2,m)为该抛物线上一点,Q是x轴上一点求的最小值,并求此时点Q的坐标.
    (3)如图2.过点A作BC的平行线,交y轴与点D,交抛物线于另一点E.若DE=7AD,求c的值.
    13. (2023•松江区二模)如图,在平面直角坐标系中,已知直线y=2x+8与x轴交于点A、与y轴交于点B,抛物线y=﹣x2+bx+c经过点A、B.
    (1)求抛物线的表达式;
    (2)P是抛物线上一点,且位于直线AB上方,过点P作PM∥y轴、PN∥x轴,分别交直线AB于点M、N.
    ①当MN=AB时,求点P的坐标;
    ②联结OP交AB于点C,当点C是MN的中点时,求的值.
    14. (2023•游仙区模拟)如图,抛物线与坐标轴分别交于A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3).
    (1)求抛物线的解析式;
    (2)抛物线上是否存在点P,使得∠CBP=∠ACO,若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由;
    (3)如图2,Q是△ABC内任意一点,求++的值.
    15. (2023•龙岩模拟)抛物线y=ax2+bx+c经过A(﹣1,0),B(3,4)两点,与y轴交于点C.
    (1)求抛物线的解析式(用含a的式子表示);
    (2)当a>0时,连接AB,BC,若tan∠ABC=,求a的值;
    (3)直线y=﹣x+m与线段AB交于点P,与抛物线交于M,N两点(点M在点N的左侧),若PM•PN=6,求m的值.
    16. (2023•雷州市模拟)如图(1),抛物线y=ax2+bx+6与x轴交于点A(﹣6,0)、B(2,0),与y轴交于点C,抛物线对称轴交抛物线于点M,交x轴于点N.点P是抛物线上的动点,且位于x轴上方.
    (1)求抛物线的解析式.
    (2)如图(2),点D与点C关于直线MN对称,若∠CAD=∠CAP,求点P的坐标.
    (3)直线BP交y轴于点E,交直线MN于点F,猜想线段OE、FM、MN三者之间存在的数量关系,并证明.
    17. (2023•马鞍山二模)如图,抛物线y=ax2+bx﹣3交x轴于点A(﹣1,0)、B(3,0),与y轴交于C点,直线y=kx(k<0)交线段BC下方抛物线于D点,交BC于E点
    (1)分别求出a、b的值;
    (2)求出线段BC的函数关系式,并写出自变量取值范围;
    (3)探究是否有最大值,若存在,请求出此时k值,若不存在,请说明理由.
    18. (2023•南岗区校级二模)如图1,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,抛物线y=﹣ax2+6ax+6与y轴交于点B,交x轴的负半轴于点A,交x轴的正半轴于点C,且S△ABC=30.
    (1)求抛物线的解析式;
    (2)如图2,点P为第一象限抛物线上一点,其横坐标为t,PD⊥x轴于点D,设tan∠PAD等于m,求m与t之间的函数关系式;
    (3)如图3,在(2)的条件下,当m=时,过点B作BN⊥AB交∠PAC的平分线于点N,点K在线段AB上,点M在线段AN上,连接KM、KN,∠MKN=2∠BNK,作MT⊥KN于点T,延长MT交BN于点H,若NH=4BH,求直线KN的解析式.
    19. (2023•江汉区校级模拟)如图1,已知抛物线y=ax2+bx+c(a>0)与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0),与y轴交于点C.
    (1)若C(0,﹣3),求抛物线的解析式;
    (2)在(1)的条件下,E是线段BC上一动点,AE交抛物线于F点,求的最大值;
    (3)如图2,点N为y轴上一点,AN、BN交抛物线于E、F两点,求•的值.
    20. (2023•成都模拟)如图,抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.
    (1)求点A,B,C的坐标及抛物线的对称轴;
    (2)如图1,点P(1,m),Q(1,m﹣2)是两动点,分别连接PC,QB,请求出|PC﹣QB|的最大值,并求出m的值;
    (3)如图2,∠BAC的角平分线交y轴于点D,过D点的直线l与射线AB,AC分别于E,F,当直线l绕点D旋转时,是否为定值,若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.
    21. (2023•沈阳模拟)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+x+2与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C,直线l:y=kx+b经过点B,点C,点P是抛物线上一动点,连接OP交直线BC于点D.
    (1)求直线l的解析式;
    (2)当=时,求点P的坐标;
    (3)在(2)的条件下,点N是直线BC上一动点,连接ON,过点D作DF⊥ON于点F,点F在线段ON上,当OD=DF时,请直接写出点N的坐标.
    22. (2023•沈阳模拟)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣过点A(3,2)和点B(,0),与x轴的另一个交点为点C.
    (1)求抛物线的函数表达式.
    (2)判断△ABC的形状,并说明理由.
    (3)点D在线段BC上,连接AD,作DE⊥AD,且DE=AD,连接AE交x轴于点F.点F不与点C重合,射线DP⊥AE,交AE于点P,交AC于点Q.
    ①当AD=AF时,请直接写出∠CAE的度数;
    ②当=时,请直接写出CQ的长.
    专题14二次函数与线段数量关系最值定值问题

    图形运动的过程中,求两条线段之间的函数关系,是中考数学的热点问题.
    产生两条线段间的函数关系,常见的情况有两种,一是勾股定理,二是比例关系.还有一种不常见的,就是线段全长等于部分线段之和.由比例线段产生的函数关系问题,在两种类型的题目中比较常用.
    一是由平行线产生的对于线段成比例,二是相似三角形的对应边成比例.
    一般步骤是先说理产生比例关系,再代入数值或表示数的字母,最后整理、变形,根据要求写出定义域.关键是寻找比例关系,难点是有的整理、变形比较繁琐,容易出错.
    【例1】 (2023•武汉模拟)抛物线y=x2﹣2x+m的顶点A在x轴上,与y轴交于点B.
    (1)求抛物线的解析式;
    (2)如图1,直线CD∥AB交抛物线于C,D两点,若,求△COD的面积;
    (3)如图2,P为抛物线对称轴上顶点下方的一点,过点P作直线交抛物线于点E,F,交x轴于点M,求的值.
    【分析】(1)运用待定系数法即可求得答案;
    (2)运用待定系数法求得直线AB的解析式为y=﹣x+1,根据CD∥AB,设直线CD的解析式为y=﹣x+d,C(xC,yC),D(xD,yD),联立并整理得x2﹣x+1﹣d=0,利用根与系数关系可得:xC+xD=1,xC•xD=1﹣d,yC=﹣xC+d,yD=﹣xD+d,再由,可得CD=3AB=3,建立方程求解即可得出答案;
    (3)过点E作EG∥x轴交抛物线对称轴于点G,过点F作FH∥x轴交抛物线对称轴于点H,则AM∥EG∥FH,可得:=,=,设直线PM的解析式为y=kx+n,可得:P(1,k+n),M(﹣,0),联立并整理得:整理得:x2﹣(k+2)x+1﹣n=0,利用根与系数关系可得:xE+xF=k+2,xE•xF=1﹣n,再分两种情况:k<0或k>0,分别求出的值即可.
    【解答】解:(1)∵抛物线y=x2﹣2x+m=(x﹣1)2+m﹣1的顶点A(1,m﹣1)在x轴上,
    ∴m﹣1=0,
    ∴m=1,
    ∴该抛物线的解析式为y=x2﹣2x+1;
    (2)∵y=x2﹣2x+1=(x﹣1)2,
    ∴顶点A(1,0),
    令x=0,得y=1,
    ∴B(0,1),
    在Rt△AOB中,AB===,
    设直线AB的解析式为y=kx+b,
    则,
    解得:,
    ∴直线AB的解析式为y=﹣x+1,
    ∵CD∥AB,
    ∴设直线CD的解析式为y=﹣x+d,C(xC,yC),D(xD,yD),
    则x2﹣2x+1=﹣x+d,
    整理得:x2﹣x+1﹣d=0,
    ∴xC+xD=1,xC•xD=1﹣d,
    yC=﹣xC+d,yD=﹣xD+d,
    ∴yC﹣yD=(﹣xC+d)﹣(﹣xD+d)=xD﹣xC,
    ∵,
    ∴CD=3AB=3,
    ∴CD2=(3)2=18,
    ∴(xC﹣xD)2+(yC﹣yD)2=18,即(xC﹣xD)2+(xD﹣xC)2=18,
    ∴(xC﹣xD)2=9,
    ∴(xC+xD)2﹣4xC•xD=9,即1﹣4(1﹣d)=9,
    解得:d=3,
    ∴x2﹣x﹣2=0,
    解得:x=2或﹣1,
    ∴C(2,1),D(﹣1,4),
    设直线CD:y=﹣x+3交y轴于点K,
    令x=0,则y=3,
    ∴K(0,3),
    ∴OK=3,
    ∴S△COD=OK×|xC﹣xD|=×3×3=;
    (3)如图2,过点E作EG∥x轴交抛物线对称轴于点G,过点F作FH∥x轴交抛物线对称轴于点H,
    则AM∥EG∥FH,
    ∴=,=,
    设直线PM的解析式为y=kx+n,
    当x=1时,y=k+n,
    ∴P(1,k+n),
    当y=0时,kx+n=0,
    解得:x=﹣,
    ∴M(﹣,0),
    ∴AM=|1﹣(﹣)|=||,
    由x2﹣2x+1=kx+n,
    整理得:x2﹣(k+2)x+1﹣n=0,
    则xE+xF=k+2,xE•xF=1﹣n,
    ∵EG=|xE﹣1|,FH=|xF﹣1|,
    ∴+=+=,
    当k<0时,点E、F、M均在对称轴直线x=1左侧,
    ∴EG=|xE﹣1|=1﹣xE,FH=|xF﹣1|=1﹣xF,AM=||=,
    ∴+====,
    ∴+=AM×(+)=×=1;
    当k>0时,点E、F、M均在对称轴直线x=1右侧,
    ∴EG=|xE﹣1|=xE﹣1,FH=|xF﹣1|=xF﹣1,AM=||=﹣,
    ∴+====﹣,
    ∴+=AM×(+)=﹣×(﹣)=1;
    综上所述,的值为1.
    【例2】 (2023•黄石)如图,抛物线y=﹣x2+x+4与坐标轴分别交于A,B,C三点,P是第一象限内抛物线上的一点且横坐标为m.
    (1)A,B,C三点的坐标为 (﹣2,0) , (3,0) , (0,4) .
    (2)连接AP,交线段BC于点D,
    ①当CP与x轴平行时,求的值;
    ②当CP与x轴不平行时,求的最大值;
    (3)连接CP,是否存在点P,使得∠BCO+2∠PCB=90°,若存在,求m的值,若不存在,请说明理由.
    【分析】(1)令x=0,则y=4,令y=0,则﹣x2+x+4=0,所以x=﹣2或x=3,由此可得结论;
    (2)①由题意可知,P(1,4),所以CP=1,AB=5,由平行线分线段成比例可知,==.
    ②过点P作PQ∥AB交BC于点Q,所以直线BC的解析式为:y=﹣x+4.设点P的横坐标为m,则P(m,﹣m2+m+4),Q(m2﹣m,﹣m2+m+4).所以PQ=m﹣(m2﹣m)=﹣m2+m,因为PQ∥AB,所以===﹣(m﹣)2+,由二次函数的性质可得结论;
    (3)假设存在点P使得∠BCO+2∠BCP=90°,即0<m<3.过点C作CF∥x轴交抛物线于点F,由∠BCO+2∠PCB=90°,可知CP平分∠BCF,延长CP交x轴于点M,易证△CBM为等腰三角形,所以M(8,0),所以直线CM的解析式为:y=﹣x+4,令﹣x2+x+4=﹣x+4,可得结论.
    【解答】解:(1)令x=0,则y=4,
    ∴C(0,4);
    令y=0,则﹣x2+x+4=0,
    ∴x=﹣2或x=3,
    ∴A(﹣2,0),B(3,0).
    故答案为:(﹣2,0);(3,0);(0,4).
    (2)①∵CP∥x轴,C(0,4),
    ∴P(1,4),
    ∴CP=1,AB=5,
    ∵CP∥x轴,
    ∴==.
    ②如图,过点P作PQ∥AB交BC于点Q,
    ∴直线BC的解析式为:y=﹣x+4.
    设点P的横坐标为m,
    则P(m,﹣m2+m+4),Q(m2﹣m,﹣m2+m+4).
    ∴PQ=m﹣(m2﹣m)=﹣m2+m,
    ∵PQ∥AB,
    ∴===﹣(m﹣)2+,
    ∴当m=时,的最大值为.
    另解:分别过点P,A作y轴的平行线,交直线BC于两点,仿照以上解法即可求解.
    (3)假设存在点P使得∠BCO+2∠BCP=90°,即0<m<3.
    过点C作CF∥x轴交抛物线于点F,
    ∵∠BCO+2∠PCB=90°,∠BCO+∠BCF+∠MCF=90°,
    ∴∠MCF=∠BCP,
    延长CP交x轴于点M,
    ∵CF∥x轴,
    ∴∠PCF=∠BMC,
    ∴∠BCP=∠BMC,
    ∴△CBM为等腰三角形,
    ∵BC=5,
    ∴BM=5,OM=8,
    ∴M(8,0),
    ∴直线CM的解析式为:y=﹣x+4,
    令﹣x2+x+4=﹣x+4,
    解得x=或x=0(舍),
    ∴存在点P满足题意,此时m=.
    【例3】 (2023•河南三模)如图,抛物线y=ax2+bx﹣4交x轴于A,B两点,交y轴于点C,OB=2OC=4OA,连接AC,BC.
    (1)求抛物线的解析式;
    (2)点D是抛物线y=ax2+bx﹣4的图象上在第四象限内的一动点,DE⊥x轴于点E,交BC于点F.设点D的横坐标为m.
    ①请用含m的代数式表示线段DF的长;
    ②已知DG∥AC,交BC于点G,请直接写出当时点D的坐标.
    【分析】(1)由抛物线y=ax2+bx﹣4,可知c=﹣4,故OC=4,而OB=2OC=4OA,则OA=2,OB=8,确定点A、B、C的坐标,再用待定系数法求函数解析式即可;
    (2)①先求出直线BC的解析式,再设点D为(m,m2﹣m﹣4),可得F(m,m﹣4),即可得出线段DF的长;
    ②证明△AOC∽△FGD,根据相似三角形的性质可得DF=3,再根据①得出的式子求出m的值,即可求解.
    【解答】解:(1)在抛物线y=ax2+bx﹣4中,
    令x=0,则y=﹣4,
    ∴点C的坐标为(0,﹣4),
    ∴OC=4,
    ∵OB=2OC=4OA,
    ∴OA=2,OB=8,
    ∴点A为(﹣2,0),点B为(8,0),
    则把点A、B代入解析式,得:

    解得:,
    ∴此抛物线的表达式为y=x2﹣x﹣4;
    (2)①设直线BC的解析式为y=mx+n,则
    把点B、C代入,得,
    解得:,
    ∴直线AC的解析式为y=x﹣4;
    设点D为(m,m2﹣m﹣4),可得F(m,m﹣4),
    ∴DF=m﹣4−(m2﹣m﹣4)=﹣m2+2m;
    ②∵点A为(﹣2,0),点B为(8,0),点C的坐标为(0,﹣4),
    ∴AC2=22+42=20,BC2=82+42=80,AB2=(8+2)2=100,
    ∴AC2+BC2=AB2,
    ∴△ABC是直角三角形,∠ACB=∠ACO+∠OCF=90°,
    ∵DG∥AC,
    ∴∠DGC=∠ACB=90°,
    ∴∠DGF=∠AOC=90°,
    ∴∠DFG+∠FDG=90°,
    ∵DE⊥x轴,
    ∴DE∥y轴,
    ∴∠OCF=∠DFG,
    ∵∠ACO+∠OCF=90°,∠DFG+∠FDG=90°,
    ∴∠ACO=∠FDG,
    ∴△AOC∽△FGD,
    ∴,
    ∵AC2=22+42=20,
    ∴AC=2,
    ∵DG=AC,
    ∴DG=,
    ∴,
    ∴DF=3,
    ∵DF=﹣m2+2m,
    ∴﹣m2+2m=3,解得m1=2,m2=6,
    ∴点D的坐标为(2,﹣6)或(6,﹣4).
    【例4】 (2023•大庆)如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于原点O和点A,且其顶点B关于x轴的对称点坐标为(2,1).
    (1)求抛物线的函数表达式;
    (2)抛物线的对称轴上存在定点F,使得抛物线y=ax2+bx+c上的任意一点G到定点F的距离与点G到直线y=﹣2的距离总相等.
    ①证明上述结论并求出点F的坐标;
    ②过点F的直线l与抛物线y=ax2+bx+c交于M,N两点.
    证明:当直线l绕点F旋转时,+是定值,并求出该定值;
    (3)点C(3,m)是该抛物线上的一点,在x轴,y轴上分别找点P,Q,使四边形PQBC周长最小,直接写出P,Q的坐标.
    【分析】(1)求出B(2,﹣1),A(4,0),再将点O、点A、点B代入抛物线y=ax2+bx+c,即可求解解析式;
    (2)①设F(2,m),G(x,x2﹣x),由已知可得(x﹣2)2+=,整理得到m(m﹣x2+2x)=0,因为任意一点G到定点F的距离与点G到直线y=﹣2的距离总相等,所以m=0,即可求F坐标;②设过点F的直线解析式为y=kx﹣2k,M(xM,yM),N(xN,yN),联立直线与抛物线解析式得x2﹣(4+4k)x+8k=0,则有xM+xN=4+4k,xM•xN=8k,yM+yN=4k2,yM•yN=﹣4k2,由①可得+=+=1;
    (3)作B点关于y轴的对称点B',作C点关于x轴的对称点C',连接C'B'交x轴、y轴分别于点P、Q,四边形PQBC周长=BQ+PQ+PC+BC=B'Q+PQ+C'P+CB=C'B'+CB,求出B'(﹣2,﹣1),C'(3,),可得直线B'C'的解析为y=x﹣,则可求Q(0,﹣),P(,0).
    【解答】解:(1)∵顶点B关于x轴的对称点坐标为(2,1),
    ∴B(2,﹣1),
    ∴A(4,0),
    将点O、点A、点B代入抛物线y=ax2+bx+c,
    得到,解得,
    ∴y=x2﹣x;
    (2)①设F(2,m),G(x,y),
    ∴G点到直线y=﹣2的距离为|y+2|,
    ∴(y+2)2=y2+4y+4,
    ∵y=x2﹣x,
    ∴(y+2)2=y2+4y+4=y2+x2﹣4x+4=y2+(x﹣2)2,
    ∴G到直线y=﹣2的距离与点(2,0)和G点的距离相等,
    ∴抛物线上的任意一点G到定点F的距离与点G到直线y=﹣2的距离总相等;
    ∵G到定点F的距离与点G到直线y=﹣2的距离相等,
    ∴(x﹣2)2+=,
    整理得,m(m﹣x2+2x)=0,
    ∵距离总相等,
    ∴m=0,
    ∴F(2,0);
    ②设过点F的直线解析式为y=kx﹣2k,M(xM,yM),N(xN,yN),
    联立,整理得x2﹣(4+4k)x+8k=0,
    ∴xM+xN=4+4k,xM•xN=8k,
    ∴yM+yN=4k2,yM•yN=﹣4k2,
    ∵M到F点与M点到y=﹣2的距离相等,N到F点与N点到y=﹣2的距离相等,
    ∴+=+===1,
    ∴+=1是定值;
    (3)作B点关于y轴的对称点B',作C点关于x轴的对称点C',连接C'B'交x轴、y轴分别于点P、Q,
    ∵BQ=B'Q,CP=C'P,
    ∴四边形PQBC周长=BQ+PQ+PC+BC=B'Q+PQ+C'P+CB=C'B'+CB,
    ∵点C(3,m)是该抛物线上的一点
    ∴C(3,﹣),
    ∵B(2,﹣1),
    ∴B'(﹣2,﹣1),C'(3,),
    ∴直线B'C'的解析为y=x﹣,
    ∴Q(0,﹣),P(,0).
    1. (2023•道里区二模)已知:在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,抛物线y=﹣+bx+3交x轴于A、B两点(点B在点A的右边)交y轴于点C,OB=3OC.
    (1)如图1,求抛物线的解析式;
    (2)如图2,点E是第一象限抛物线上的点,连接BE,过点E作ED⊥OB于点D,tan∠EBD=,求△BDE的面积;
    (3)如图3,在(2)的条件下,连接BC交DE于点Q,点K是第四象限抛物线上的点,连接EK交BC于点M,交x轴于点N,∠EMC=45°,过点K作直线KT⊥x轴于点T,过点E作EL∥x轴,交直线KT于点L,点F是抛物线对称轴右侧第一象限抛物线上的点,连接ET、LF,LF的延长线交ET于点P,连接DP并延长交EL于点S,SE=2SL,求点F的坐标.
    【分析】(1)用待定系数法即可求解;
    (2)在Rt△EDB中,,则,解得t1=3,t2=9(舍去),利用,求出点E的坐标,进而求解;
    (3)证明四边形DELT是正方形和△EPS≌△EPL(SAS),则,RL=11﹣n,故,即可求解.
    【解答】解:(1)如图1,当x=0时,,
    ∴C(0,3),∴OC=3,
    ∵OB=3OC,
    ∴OB=9,∴B(9,0),
    ∵点B在抛物线上,
    ∴,,
    ∴抛物线的解析式为;
    (2)如图2,设,
    ∴,BD=9﹣t,
    在Rt△EDB中,,
    ∴,
    解得t1=3,t2=9(舍去),
    ∴,
    ∴E(3,8),OD=3,BD=6,ED=8,
    ∴;
    (3)如图3,连接CD,
    ∵OC=OD=3,∠COD=90°,
    ∴∠ODC=∠OCD=45°
    ∵∠EDO=90°,
    ∴∠EDC=45°,
    ∴∠EDC=∠EMQ,
    ∵∠QCD=180°﹣∠CDQ﹣∠CQD,∠QEM=180°﹣∠QME﹣∠EQM,
    ∴∠DCQ=∠DEM,
    过点D作DG⊥BC于点G,BD=6,,
    设CG=a,则,
    在Rt△CGD中,DG2=CD2﹣CG2,
    在Rt△BGD中,DG2=BD2﹣BG2,
    ∴CD2﹣CG2=BD2﹣BG2,
    ∴,
    ∴,
    ∴,
    ∴,
    ∴,∴DN=4,
    ∴N(7,0),
    过点K作KH⊥ED于点H,
    设,
    ∴KH=m﹣3,,
    ∵,
    ∴,
    ∴m1=11,m2=3(舍),
    当m=11时,,
    ∴K(11,﹣8),
    ∴T(11,0),L(11,8),
    ∴EL=ED=8,
    ∵∠EDT=∠DTL=∠ELT=90°,
    ∴四边形DELT是矩形,
    ∵EL=ED,
    ∴四边形DELT是正方形
    ∴∠DET=∠LET,
    又∵EP=EP,ED=EL,
    ∴△EPS≌△EPL(SAS),
    ∴∠EDS=∠ELP,
    ∵SE=2SL,
    ∴,
    在Rt△SED中,,
    ∴,
    过点F作FR⊥EL于点R,设,
    则,RL=11﹣n,
    ∴,
    ∴n2﹣6n﹣7=0,
    ∴n1=7,n2=﹣1(舍),
    ∴.
    2. (2023•三明二模)如图,抛物线y=x2+mx(m<0)交x轴于O,A两点,顶点为点B.
    (Ⅰ)求△AOB的面积(用含m的代数式表示);
    (Ⅱ)直线y=kx+b(k>0)过点B,且与抛物线交于另一点D(点D与点A不重合),交y轴于点C.过点C作CE∥AB交x轴于点E.
    (ⅰ)若∠OBA=90°,2<<3,求k的取值范围;
    (ⅱ)求证:DE∥y轴.
    【分析】(I)先根据顶点式可得点B的坐标,令y=0,解方程可得点A的坐标,从而得OA=﹣m,根据三角形面积公式可得△AOB的面积;
    (II)(i)如图2,作BF⊥AO,可证明△EOC∽△AFB,列比例式,根据△OAB为等腰直角三角形和点B的坐标,列关于m的方程,可得结论;
    (ii)先求BC的解析式确定点C的坐标,根据方程组的解析可得点D的横坐标,根据CE∥AB确定CE的解析式,根据y=0可得E的坐标,由D和E的横坐标相等可得结论.
    【解答】解:(Ⅰ)如图1,y=x2+mx=,
    ∴点B的坐标为,
    由x2+mx=0,得x1=0,x2=﹣m,
    ∴A(﹣m,0),
    ∴OA=﹣m,
    ∴S△OAB===﹣;
    (Ⅱ) (ⅰ)如图2,作BF⊥x轴于点F,
    则∠AFB=∠EOC=90°.
    ∵CE∥AB,
    ∴∠OEC=∠FAB¸
    ∴△EOC∽△AFB.
    ∴.
    ∵,
    ∴,
    ∵抛物线的顶点坐标为B(,),∠OBA=90°,
    ∴△OAB为等腰直角三角形,
    ∴,
    ∵m≠0,
    ∴m=﹣2,
    ∴B(1,﹣1),
    ∴BF=1,
    ∴2<OC<3,
    ∵点C为直线y=kx+b与y轴交点,
    ∴2<﹣b<3,
    ∵直线y=kx+b(k>0)过点B,
    ∴k+b=﹣1,
    ∴﹣b=k+1,
    ∴2<k+1<3,
    ∴1<k<2;
    (ⅱ)如图3,∵直线y=kx+b(k>0)过点B(,),
    ∴,
    ∴,
    ∴y=kx+,
    ∴C(0,),
    由x2+mx=kx+,得:
    x2+(m﹣k)x﹣=0,
    △=(m﹣k)2+4×=k2,
    解得x1=,x2=,
    ∵点D不与点B重合,
    ∴点D的横坐标为,
    设直线AB的表达式为y=px+q,则:.
    解得.,
    ∴直线AB的表达式为y=﹣,
    ∵直线CE∥AB,且过点C,
    ∴直线CE的表达式为y=+,
    当y=0时,x=,
    ∴E(,0),
    ∴点D,E的横坐标相同,
    ∴DE∥y轴.
    3. (2023•杜尔伯特县一模)如图,已知抛物线y=x2+bx+c与x轴相交于A(﹣1,0),B(m,0)两点,与y轴相交于点C(0,﹣3),抛物线的顶点为D.
    (1)求抛物线的解析式;
    (2)若点E在x轴上,且∠ECB=∠CBD,求点E的坐标.
    (3)若P是直线BC下方抛物线上任意一点,过点P作PH⊥x轴于点H,与BC交于点M.
    ①求线段PM长度的最大值.
    ②在①的条件下,若F为y轴上一动点,求PH+HF+CF的最小值.
    【分析】(1)将A(﹣1,0)、C(0,﹣3)代入y=x2+bx+c,待定系数法即可求得抛物线的解析式;
    (2)根据待定系数法,可得BD的解析式,根据平行线的判定和两平行直线的函数解析式的关系,根据待定系数法,可得CE的解析式,进一步可得答案;
    (3)①根据BC的解析式和抛物线的解析式,设P(x,x2﹣2x﹣3),则M(x,x﹣3),表示PM的长,根据二次函数的最值可得:当x=时,PM的最大值;
    ②当PM的最大值时,P(,﹣),确定F的位置:在x轴的负半轴了取一点K,使∠OCK=45°,过F作FN⊥CK于N,当N、F、H三点共线时,如图2,FH+FN最小,即PH+HF+CF的值最小,根据45度的直角三角形的性质可得结论.
    【解答】解:(1)把A(﹣1,0),点C(0,﹣3)代入抛物线y=x2+bx+c中得:,
    解得:,
    ∴抛物线的解析式为:y=x2﹣2x﹣3;
    (2)∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4
    ∴顶点D(1,﹣4),
    当y=0时,x2﹣2x﹣3=0,
    (x﹣3)(x+1)=0,
    x=3或﹣1,
    ∴B(3,0);
    如图1,连接BD,
    设BD所在直线的解析式为:y=k(x﹣3),将D点坐标代入函数解析式,得﹣2k=﹣4,
    解得k=2,
    故BD所在直线的解析式为:y=2x﹣6,
    ∵∠ECB=∠CBD,
    ∴CE∥BD,
    设CE所在直线的解析式为:y=2x+b,将C点坐标代入函数解析式,得b=﹣3,
    故CE所在直线的解析式为:y=2x﹣3,
    当y=0时,x=.
    当点E在点B的右侧时,直线CE经过BD的中点(2,2),
    此时CE的解析式为y=x﹣3,
    ∴点E的坐标是(6,0).
    ∴综上所述,点E的坐标是(,0)或(6,0);
    (3)①如图2,
    ∵B(3,0),C(0,﹣3),
    设BC的解析式为:y=kx+b,
    则,
    解得:,
    BC的解析式为:y=x﹣3,
    设P(x,x2﹣2x﹣3),则M(x,x﹣3),
    ∴PM=(x﹣3)﹣(x2﹣2x﹣3)=﹣x2+3x=﹣(x﹣)2+,
    当x=时,PM有最大值为;
    ②当PM有最大值,P(,﹣),
    在x轴的负半轴了取一点K,使∠OCK=45°,过F作FN⊥CK于N,
    ∴FN=CF,
    当N、F、H三点共线时,PH+NH最小,即PH+HF+CF的值最小,
    Rt△OCK中,OC=3,
    ∴OK=3,
    ∵OH=,
    ∴KH=+3=,
    Rt△KNH中,∠KHN=45°,
    ∴KN=KH=,
    ∴NH=KN=,
    ∴PH+HF+CF的最小值是PH+NH=.
    4. (2023•江岸区校级一模)已知:抛物线y=x2+x+m交x轴于A,B两点,交y轴于点C,其中点B在点A的右侧,且AB=7.
    (1)如图1,求抛物线的解析式;
    (2)如图2,点D在第一象限内抛物线上,连接CD,AD,AD交y轴于点E.设点D的横坐标为d,△CDE的面积为S,求S与d之间的函数关系式(不要求写出自变量d的取值范围);
    (3)如图3,在(2)的条件下,过点D作DH⊥CE于点H,点P在DH上,连接CP,若∠OCP=2∠DAB,且HE:CP=3:5,求点D的坐标及相应S的值.
    【分析】(1)令y=0,则(x+2)(x﹣m)=0,根据AB=7可求出m的值,则答案可求出;
    (2)如图1,过点D作DK⊥x轴于点K,设∠DAB=α,则D(d,﹣),求出CE=5﹣(5﹣d)=d,根据三角形面积公式可得解;
    (3)如图2,过点E作CE的垂线,过C作∠OCP的平分线交DE于点J,交CE的垂线于点F,过点F作ED的平行线交HD于点N.则∠ECF=∠HDE=α,HE=3k,CP=5k,CE=HD=d,证明△CEF≌△DHE,得出EF=HE=DN=3k,CF=DE=FN,可得出d=6k,在Rt△DHE中,tan,由(2)可求出d的值,则D点坐标可求出.则S=8.
    【解答】(1)由y=x2+x+m,
    令y=0,则(x+2)(x﹣m)=0,
    ∴AO=2,BO=m,
    ∴A(﹣2,0),B(m,0),
    ∵AB=7,
    ∴m﹣(﹣2)=7,m=5,
    ∴y=;
    (2)过点D作DK⊥x轴于点K,设∠DAB=α,则D(d,﹣),
    ∴=.
    ∴EO=AO•tanα=5﹣d,CE=5﹣(5﹣d)=d,
    ∴;
    (3)过点E作CE的垂线,过C作∠OCP的平分线交DE于点J,交CE的垂线于点F,过点F作ED的平行线交HD于点N.
    ∴∠ECF=∠HDE=α,HE=3k,CP=5k,CE=HD=d,
    ∵CE=HD,∠CEF=∠CHD=90°,
    ∴△CEF≌△DHE(ASA),
    ∵EF∥DN,NF∥DE,
    ∴四边形EDNF为平行四边形,
    ∴EF=HE=DN=3k,CF=DE=FN,
    ∴△CFN为等腰直角三角形,
    ∴∠PCN=∠FNC=45°,
    ∴∠PCN=∠PNC=45°﹣α,
    ∴PC=PN=5k,
    ∴PD=2k,
    ∴CH=d﹣3k,PH=d﹣2k,
    ∴(d﹣3k)2+(d﹣2k)2=(5k)2,
    ∴(d﹣6k)(d+k)=0,
    ∴d=6k,d=﹣k(舍去),
    ∴在Rt△DHE中,tan,
    由(2)知,
    ∴.
    ∴d=4,
    ∴D(4,3),
    ∴==8.
    5. (2023•涡阳县一模)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与直线y=x+1相交于A(﹣1,0),B(4,m)两点,且抛物线经过点C(5,0).
    (1)求抛物线的解析式.
    (2)点P是直线上方的抛物线上的一个动点,求△ABP的面积最大时的P点坐标.
    (3)若点P是抛物线上的一个动点(不与点A点B重合),过点P作直线PD⊥x轴于点D,交直线AB于点E.当PE=2ED时,求P点坐标;
    (4)设抛物线与y轴交于点F,在抛物线的第一象限内,是否存在一点M,使得AM被FC平分?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,说明理由.
    【分析】(1)将交点B(4,m)代入直线y=x+1得B(4,5),由题意可设抛物线解析式y=a(x+1)(x﹣5),把B(4,m)代入得a=﹣1,即可求解;
    (2),即可求解;
    (3),故|﹣x2+3x+4|=2|x+1|,所以﹣x2+3x+4=±2(x+1),即可求解;
    (4)若AM被FC平分,则AM的中点在直线FC上,由F(0,4),C(5,0)得直线FC的表达式为:y=﹣x+4,设M(x,﹣x2+4x+5),A(﹣1,0),所以其中点坐标为,将M'代入,解得x1=3,x2=﹣1(舍),即可求解.
    【解答】解:(1)将交点B(4,m)代入直线y=x+1得B(4,5),
    由题意可设抛物线解析式y=a(x+1)(x﹣5),
    把B(4,m)代入得a=﹣1,
    ∴y=﹣(x+1)(x﹣5),即y=﹣x2+4x+5;
    (2)过点P作y轴的平行线交AB于点H,
    则,
    xB﹣xA=4﹣(﹣1)=5,
    所以,
    其对称轴为,
    把代入y=﹣x2+4x+5得:,
    即△ABP的面积最大时P点坐标为;
    (3)∵P为抛物线上一点,所以存在P点在直线AB上方和下方两种情况.
    由题意得,
    ED=yE﹣yD=(x+1)﹣0=x+1,
    因为PE=2ED,
    所以|﹣x2+3x+4|=2|x+1|,所以﹣x2+3x+4=±2(x+1),
    解得x1=﹣1(舍),x2=2,x3=6,
    当x=2时,y=9;当x=6时,y=﹣7.
    即当PE=2ED时,求P点坐标为(2,9)或(6,﹣7);
    (4)若AM被FC平分,则AM的中点在直线FC上.
    由F(0,5),C(5,0)得直线FC的表达式为:y=﹣x+5,
    设M(x,﹣x2+4x+5),A(﹣1,0),所以其中点坐标为,
    将M'代入y=﹣x+5,解得x1=3,x2=2,
    ∴点M(3,8)或(2,9),
    当其坐标为(3,8)或(2,9)时,AM被FC平分.
    6. (2023•桂林)如图,已知抛物线y=a(x﹣3)(x+6)过点A(﹣1,5)和点B(﹣5,m),与x轴的正半轴交于点C.
    (1)求a,m的值和点C的坐标;
    (2)若点P是x轴上的点,连接PB,PA,当=时,求点P的坐标;
    (3)在抛物线上是否存在点M,使A,B两点到直线MC的距离相等?若存在,求出满足条件的点M的横坐标;若不存在,请说明理由.
    【分析】(1)利用待定系数法求解即可.
    (2)设P(t,0),则有=,解方程,可得结论.
    (3)存在.连接AB,设AB的中点为T.分两种情形:①当直线CM经过AB的中点T时,满足条件.②CM′∥AB时,满足条件.根据方程组求出点M的坐标即可.
    【解答】解:(1)∵抛物线y=a(x﹣3)(x+6)过点A(﹣1,5),
    ∴5=﹣20a,
    ∴a=﹣,
    ∴抛物线的解析式为y=﹣(x﹣3)(x+6),
    令y=0,则﹣(x﹣3)(x+6)=0,解得x=3或﹣6,
    ∴C(3,0),
    当x=﹣5时,y=﹣×(﹣8)×1=2,
    ∴B(﹣5,2),
    ∴m=2.
    (2)设P(t,0),则有=,
    整理得,21t2+242t+621=0,
    解得t=﹣或﹣,
    经检验t=﹣或﹣是方程的解,
    ∴满足条件的点P坐标为(﹣,0)或(﹣,0).
    (3)存在.连接AB,设AB的中点为T.
    ①当直线CM经过AB的中点T时,满足条件.
    ∵A(﹣1,5),B(﹣5,2),TA=TB,
    ∴T(﹣3,),
    ∵C(3,0),
    ∴直线CT的解析式为y=﹣x+,
    由,解得(即点C)或,
    ∴M(﹣,),
    ②CM′∥AB时,满足条件,
    ∵直线AB的解析式为y=x+,
    ∴直线CM′的解析式为y=x﹣,
    由,解得(即点C)或,
    ∴M′(﹣9,﹣9),
    综上所述,满足条件的点M的横坐标为﹣或﹣9.
    7. (2023•甘肃)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c与坐标轴交于A(0,﹣2),B(4,0)两点,直线BC:y=﹣2x+8交y轴于点C.点D为直线AB下方抛物线上一动点,过点D作x轴的垂线,垂足为G,DG分别交直线BC,AB于点E,F.
    (1)求抛物线y=x2+bx+c的表达式;
    (2)当GF=时,连接BD,求△BDF的面积;
    (3)①H是y轴上一点,当四边形BEHF是矩形时,求点H的坐标;
    ②在①的条件下,第一象限有一动点P,满足PH=PC+2,求△PHB周长的最小值.
    【分析】(1)利用待定系数法求解即可.
    (2)求出点D的坐标,可得结论.
    (3)①过点H作HM⊥EF于M,证明△EMH≌△FGB(AAS),推出MH=GB,EM=FG,由HM=OG,可得OG=GB=OB=2,由题意直线AB的解析式为y=x﹣2,设E(a,﹣2a+8),F(a,a﹣2),根据MH=BG,构建方程求解,可得结论.
    ②因为△PHB的周长=PH+PB+HB=PC+2+PB+5=PC+PB+7,所以要使得△PHB的周长最小,只要PC+PB的值最小,因为PC+PB≥BC,所以当点P在BC上时,PC+PB=BC的值最小.
    【解答】解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c过A(0,﹣2),B(4,0)两点,
    ∴,
    解得,
    ∴y=x2﹣x﹣2.
    (2)∵B(4,0),A(0,﹣2),
    ∴OB=4,OA=2,
    ∵GF⊥x轴,OA⊥x轴,
    在Rt△BOA和Rt△BGF中,tan∠ABO==,
    即=,
    ∴GB=1,
    ∴OG=OB﹣GB=4﹣1=3,
    当x=3时,yD=×9﹣×3﹣2=﹣2,
    ∴D(3,﹣2),即GD=2,
    ∴FD=GD﹣GF=2﹣=,
    ∴S△BDF=•DF•BG=××1=.
    (3)①如图1中,过点H作HM⊥EF于M,
    ∵四边形BEHF是矩形,
    ∴EH∥BF,EH=BF,
    ∴∠HEF=∠BFE,
    ∵∠EMH=∠FGB=90°,
    ∴△EMH≌△FGB(AAS),
    ∴MH=GB,EM=FG,
    ∵HM=OG,
    ∴OG=GB=OB=2,
    ∵A(0,﹣2),B(4,0),
    ∴直线AB的解析式为y=x﹣2,
    设E(a,﹣2a+8),F(a,a﹣2),
    由MH=BG得到,a﹣0=4﹣a,
    ∴a=2,
    ∴E(2,4),F(2,﹣1),
    ∴FG=1,
    ∵EM=FG,
    ∴4﹣yH=1,
    ∴yH=3,
    ∴H(0,3).
    ②如图2中,
    BH===5,
    ∵PH=PC+2,
    ∴△PHB的周长=PH+PB+HB=PC+2+PB+5=PC+PB+7,
    要使得△PHB的周长最小,只要PC+PB的值最小,
    ∵PC+PB≥BC,
    ∴当点P在BC上时,PC+PB=BC的值最小,
    ∵BC===4,
    ∴△PHB的周长的最小值为4+7.
    8. (2023•丽水)如图,已知抛物线L:y=x2+bx+c经过点A(0,﹣5),B(5,0).
    (1)求b,c的值;
    (2)连结AB,交抛物线L的对称轴于点M.
    ①求点M的坐标;
    ②将抛物线L向左平移m(m>0)个单位得到抛物线L1.过点M作MN∥y轴,交抛物线L1于点N.P是抛物线L1上一点,横坐标为﹣1,过点P作PE∥x轴,交抛物线L于点E,点E在抛物线L对称轴的右侧.若PE+MN=10,求m的值.
    【分析】(1)用待定系数法可求出答案;
    (2)①设直线AB的解析式为y=kx+n(k≠0),由A点及B点坐标可求出直线AB的解析式,由(1)得,抛物线L的对称轴是直线x=2,则可求出答案;
    ②由题意可得点N的坐标是(2,m2﹣9),P点的坐标是(﹣1,m2﹣6m),分三种情况,(Ⅰ)如图1,当点N在点M及下方,即0<m<时,(Ⅱ)如图2,当点N在点M的上方,点Q在点P及右侧,(Ⅲ)如图3,当点N在M上方,点Q在点P左侧,由平移的性质求出PE及MN的长,根据PE+MN=10列出方程可得出答案.
    【解答】解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c经过点A(0,﹣5)和点B(5,0),
    ∴,
    解得:,
    ∴b,c的值分别为﹣4,﹣5.
    (2)①设直线AB的解析式为y=kx+n(k≠0),
    把A(0,﹣5),B(5,0)的坐标分别代入表达式,得,
    解得,
    ∴直线AB的函数表达式为y=x﹣5.
    由(1)得,抛物线L的对称轴是直线x=2,
    当x=2时,y=x﹣5=﹣3,
    ∴点M的坐标是(2,﹣3);
    ②设抛物线L1的表达式为y=(x﹣2+m)2﹣9,
    ∵MN∥y轴,
    ∴点N的坐标是(2,m2﹣9),
    ∵点P的横坐标为﹣1,
    ∴P点的坐标是(﹣1,m2﹣6m),
    设PE交抛物线L1于另一点Q,
    ∵抛物线L1的对称轴是直线x=2﹣m,PE∥x轴,
    ∴根据抛物线的对称性,点Q的坐标是(5﹣2m,m2﹣6m),
    (Ⅰ)如图1,当点N在点M及下方,即0<m<时,
    ∴PQ=5﹣2m﹣(﹣1)=6﹣2m,MN=﹣3﹣(m2﹣9)=6﹣m2,
    由平移的性质得,QE=m,
    ∴PE=6﹣2m+m=6﹣m,
    ∵PE+MN=10,
    ∴6﹣m+6﹣m2=10,
    解得,m1=﹣2(舍去),m2=1,
    (Ⅱ)如图2,当点N在点M及上方,点Q在点P及右侧,
    即<m<3时,
    PE=6﹣m,MN=m2﹣6,
    ∵PE+MN=10,
    ∴6﹣m+m2﹣6=10,
    解得,m1=(舍去),m2=(舍去).
    (Ⅲ)如图3,当点N在M上方,点Q在点P左侧,
    即m>3时,PE=m,MN=m2﹣6,
    ∵PE+MN=10,
    ∴m+m2﹣6=10,
    解得,m1=(舍去),m2=,
    综合以上可得m的值是1或.
    9. (2023•陕西)已知抛物线L:y=﹣x2+bx+c过点(﹣3,3)和(1,﹣5),与x轴的交点为A,B(点A在点B的左侧).
    (1)求抛物线L的表达式;
    (2)若点P在抛物线L上,点E、F在抛物线L的对称轴上,D是抛物线L的顶点,要使△PEF∽△DAB(P的对应点是D),且PE:DA=1:4,求满足条件的点P的坐标.
    【分析】(1)利用待定系数法可求解析式;
    (2)先求出点A,点B,点D坐标,由相似三角形的性质可求解.
    【解答】解:(1)∵抛物线y=﹣x2+bx+c过点(﹣3,3)和(1,﹣5),
    ∴,
    解得:,
    ∴抛物线解析式为y=﹣x2﹣4x;
    (2)令y=0,则0=﹣x2﹣4x,
    ∴x1=﹣4,x2=0,
    ∴点A(﹣4,0),点B(0,0),
    ∴对称轴为x=﹣2,
    ∴点D(﹣2,4),
    如图,设对称轴与x轴的交点为H,过点P作PQ⊥DH于Q,设点P(m,﹣m2﹣4m),
    ∵△PEF∽△DAB,
    ∴,
    ∴PQ=×4=1,
    ∴|m+2|=1,
    ∴m=﹣1或﹣3,
    ∴点P(﹣1,3)或(﹣3,3).
    10. (2023•盘锦)如图1,直线y=x﹣4与x轴交于点B,与y轴交于点A,抛物线y=﹣x2+bx+c经过点B和点C(0,4),△ABO沿射线AB方向以每秒个单位长度的速度平移,平移后的三角形记为△DEF(点A,B,O的对应点分别为点D,E,F),平移时间为t(0<t<4)秒,射线DF交x轴于点G,交抛物线于点M,连接ME.
    (1)求抛物线的解析式;
    (2)当tan∠EMF=时,请直接写出t的值;
    (3)如图2,点N在抛物线上,点N的横坐标是点M的横坐标的,连接OM,NF,OM与NF相交于点P,当NP=FP时,求t的值.
    【分析】(1)求出等B的坐标,利用待定系数法解决问题即可.
    (2)分两种情形:如图1中,当点M在线段DF的上方时,求出DM=7,构建方程求解即可,当点M在线段DF上时,DM=1,构建方程求解即可.
    (3)如图2中,过点N作NT∥y轴于T.由题意D(t,t﹣4),则M(t,﹣t2+t+4),N(t,﹣t2+t+4),T(t,﹣t2+t+2),F(t,t),利用全等三角形的性质证明NT=MF,由此构建方程解决问题即可.
    【解答】解:(1)∵直线y=x﹣4与x轴交于点B,与y轴交于点A,
    ∴B(4,0),A(0,﹣4),
    把B(4,0),C(0,4)代入y=﹣x2+bx+c得到,
    解得,
    ∴抛物线的解析式为y=﹣x2+x+4.
    (2)如图1中,当点M在线段DF的上方时,
    由题意得,D(t,t﹣4),则M(t,﹣t2+t+4),
    ∴DM=﹣t2+8,
    在Rt△MEF中,tan∠EMF===,
    ∴MF=3,
    ∵DF=EF=4,
    ∴DM=7,
    ∴﹣t2+8=7,
    ∴t=或﹣(舍弃).
    当点F在点M上方时,可得DM=1,即﹣t2+8=1,
    ∴t=或﹣(舍弃),
    综上所述,t的值为或.
    (3)如图2中,过点N作NT∥y轴于T.由题意得D(t,t﹣4),则M(t,﹣t2+t+4),N(t,﹣t2+t+4),T(t,﹣t2+t+2),F(t,t)
    ∵NT∥FM,
    ∴∠PNT=∠PFM,
    ∵∠NPT=∠MPF,PN=PF,
    ∴△NPT≌△FPM(ASA),
    ∴NT=MF,
    ∴﹣t2+t+4﹣(﹣t2+t+2)=﹣t2+t+4﹣t,
    解得t=或﹣(舍弃),
    ∴t的值为.
    11. (2023•深圳三模)如图1,抛物线y=ax2+bx经过点A(﹣5,0),点B(﹣1,﹣2).
    (1)求抛物线解析式;
    (2)如图2,点P为抛物线上第三象限内一动点,过点Q(﹣4,0)作y轴的平行线,交直线AP于点M,交直线OP于点N,当点P运动时,4QM+QN的值是否变化?若变化,说明变化规律,若不变,求其值;
    (3)如图3,长度为的线段CD(点C在点D的左边)在射线AB上移动(点C在线段AB上),连接OD,过点C作CE∥OD交抛物线于点E,线段CD在移动的过程中,直线CE经过一定点F,直接写出定点F的坐标与的最小值.
    【分析】(1)将点A(﹣5,0),点B(﹣1,﹣2)代入y=ax2+bx,即可求解;
    (2)设P(t,t2+t),﹣5<t<0,分别求出直线AP的解析式为y=tx+t,直线PO的解析式为y=(t+)x,由题意求出M(﹣4,t),N(﹣4,﹣2t﹣10),则可求QM=﹣t,QN=2t+10,所以4QM+QN=﹣2t+2t+10=10,4QM+QN的值不变;
    (3)求出直线AB的解析式为y=﹣x﹣,设D(m,﹣m﹣),C(m﹣2,﹣m﹣),求出直线OD的解析式为y=(﹣﹣)x,由CE∥OD,求出直线CE的解析式为y=(﹣﹣)x﹣=﹣x﹣(x+1),则当x+1=0时,x=﹣2,此时y=1,则直线CE经过定点F(﹣2,1),过点F作FK⊥x轴交直线AB于点K,过点E作EG∥FK交AB于点G,由平行的性质得=,当GE最大时,的值最小,设E(n,n2+n),则G(n,﹣n﹣),GE=﹣(n+3)2+2,当n=﹣3时,GE有最大值3,可求的最小值为.
    【解答】解:(1)将点A(﹣5,0),点B(﹣1,﹣2)代入y=ax2+bx,
    ∴,
    解得,
    ∴y=x2+x;
    (2)4QM+QN的值为定值,
    设P(t,t2+t),﹣5<t<0,
    设直线AP的解析式为y=kx+b,
    ∴,
    解得,
    ∴y=tx+t,
    设直线PO的解析式为y=k'x,
    ∴t2+t=tk',
    ∴k'=t+,
    ∴y=(t+)x,
    ∵点Q(﹣4,0),
    ∴M(﹣4,t),
    ∴N(﹣4,﹣2t﹣10),
    ∴QM=﹣t,QN=2t+10,
    ∴4QM+QN=﹣2t+2t+10=10,
    ∴4QM+QN的值不变;
    (3)设直线AB的解析式为y=kx+b,
    ∴,
    解得,
    ∴y=﹣x﹣,
    设D(m,﹣m﹣),
    ∵CD=,点C在点D的左边,
    ∴C(m﹣2,﹣m﹣),
    设直线OD的解析式为y=k'x,
    ∴﹣m﹣=k'm,
    ∴k'=﹣﹣,
    ∴y=(﹣﹣)x,
    ∵CE∥OD,
    ∴直线CE的解析式为y=(﹣﹣)x﹣=﹣x﹣(x+1),
    当x+1=0时,x=﹣2,此时y=1,
    ∴直线CE经过定点F(﹣2,1),
    过点F作FK⊥x轴交直线AB于点K,过点E作EG∥FK交AB于点G,
    ∴=,
    ∵点F(﹣2,1),
    ∴K(﹣2,﹣),
    ∴FK=,
    ∴当GE最大时,的值最小,
    设E(n,n2+n),则G(n,﹣n﹣),
    ∴GE=﹣(n+3)2+2,
    ∴当n=﹣3时,GE有最大值2,
    ∴的最小值为.
    12. (2023•阿克苏地区一模)如图1.抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,连接BC,已知点B(4,0).
    (1)若C(0,3),求抛物线的解析式.
    (2)在(1)的条件下,P(﹣2,m)为该抛物线上一点,Q是x轴上一点求的最小值,并求此时点Q的坐标.
    (3)如图2.过点A作BC的平行线,交y轴与点D,交抛物线于另一点E.若DE=7AD,求c的值.
    【分析】(1)运用待定系数法即可求得答案;
    (2)如图1,过点Q作QH⊥BC于点H,作PH′⊥BC于点H′,PH′交x轴于点Q′,交y轴于点G,连接PQ,则∠BHQ=∠BOC=90°,可证得△BQH∽△BCO,得出==,推出PQ+BQ=PQ+QH,当P、Q、H在同一条直线上,且PH⊥BC时,PQ+QH最小,即PQ+BQ=PH′为最小值,过点P作PK⊥y轴于点K,再证得△PGK∽△CGH′,得出∠GPK=∠GCH′,利用三角函数可求得G(0,﹣),再运用待定系数法求得直线PG的解析式为y=x﹣,得出Q(,0),再运用解直角三角形即可求得PH′;
    (3)设E(t,﹣t2+bt+c),过点E作EF⊥x轴于点F,如图2,通过△ADO∽△BCO,可求得OD=c2,再由EF∥OD,得出△ADO∽△AEF,结合DE=7AD,即可求得:AF=8OA,EF=8OD,建立方程求解即可得出答案.
    【解答】解:(1)把B(4,0),C(0,3)代入y=﹣x2+bx+c,
    得,
    解得:,
    ∴抛物线的解析式为y=﹣x2+x+3.
    (2)∵P(﹣2,m)为该抛物线y=﹣x2+x+3上一点,
    ∴m=﹣×(﹣2)2+×(﹣2)+3=﹣,
    ∴P(﹣2,﹣),
    如图1,过点Q作QH⊥BC于点H,作PH′⊥BC于点H′,PH′交x轴于点Q′,交y轴于点G,连接PQ,
    则∠BHQ=∠BOC=90°,
    ∵B(4,0),C(0,3),
    ∴OB=4,OC=3,
    ∴BC===5,
    ∵∠QBH=∠CBO,
    ∴△BQH∽△BCO,
    ∴==,
    ∴QH=BQ,
    ∴PQ+BQ=PQ+QH,
    当P、Q、H在同一条直线上,且PH⊥BC时,PQ+QH最小,即PQ+BQ=PH′为最小值,
    过点P作PK⊥y轴于点K,
    则∠PKG=∠CH′G=90°,PK=2,CK=3﹣(﹣)=,
    ∵∠PGK=∠CGH′,
    ∴△PGK∽△CGH′,
    ∴∠GPK=∠GCH′,
    ∴tan∠GPK=tan∠GCH′=tan∠BCO==,
    ∴=,
    ∴GK=×2=,
    ∴G(0,﹣),
    设直线PG的解析式为y=kx+d,
    则,
    解得:,
    ∴直线PG的解析式为y=x﹣,
    令y=0,得x﹣=0,
    解得:x=,
    ∴Q(,0),
    ∵cs∠GPK=cs∠BCO=,
    ∴=cs∠GPK=,
    ∴PG=PK=,
    ∵CG=3﹣(﹣)=,sin∠GCH′=sin∠BCO==,
    ∴GH′=CG•sin∠GCH′=×=,
    ∴PH′=PG+GH′=+=,
    故的最小值为,此时Q(,0),
    (3)把B(4,0)代入y=﹣x2+bx+c,得0=﹣×42+4b+c,
    ∴b=3﹣c,
    ∴y=﹣x2+(3﹣c)x+c,
    令y=0,得﹣x2+(3﹣c)x+c=0,
    解得:x1=4,x2=﹣c,
    ∴A(c,0),
    ∴OA=c,
    ∵C(0,c),
    ∴OC=c,
    设E(t,﹣t2+bt+c),过点E作EF⊥x轴于点F,如图2,
    则EF=﹣[﹣t2+(3﹣c)t+c]=t2+(c﹣3)t﹣c,AF=t﹣(﹣c)=t+c,
    ∵AE∥BC,
    ∴∠EAF=∠CBO,
    ∵∠AOD=∠BOC=90°,
    ∴△ADO∽△BCO,
    ∴=,即=,
    ∴OD=c2,
    ∵EF∥OD,
    ∴△ADO∽△AEF,
    ∴==,
    ∵DE=7AD,
    ∴===,
    ∴==,
    ∴AF=8OA,EF=8OD,
    ∴,
    解得:(舍去)或,
    故c的值为2.
    13. (2023•松江区二模)如图,在平面直角坐标系中,已知直线y=2x+8与x轴交于点A、与y轴交于点B,抛物线y=﹣x2+bx+c经过点A、B.
    (1)求抛物线的表达式;
    (2)P是抛物线上一点,且位于直线AB上方,过点P作PM∥y轴、PN∥x轴,分别交直线AB于点M、N.
    ①当MN=AB时,求点P的坐标;
    ②联结OP交AB于点C,当点C是MN的中点时,求的值.
    【分析】(1)先根据题意求出点A、B的坐标,代入y=﹣x2+bx+c即可求得抛物线的表达式;
    (2)①证明△PMN∽△OBA,可得,设点M的横坐标为m(﹣4<m<0),则PM=﹣m2﹣4m,又OA=4,OB=8,建立方程求解即可得出答案;
    ②连接OP交AB于点C,先求出点N的坐标,利用中点公式可求得C(﹣,),再证明点C是AB的中点,可得C(﹣2,4),建立方程求解即可得出答案.
    【解答】解:(1)∵直线y=2x+8与x轴交于点A、与y轴交于点B,
    ∴令x=0,则y=8,
    令y=0,则x=﹣4,
    ∴B(0,8),A(﹣4,0),
    ∵抛物线y=﹣x2+bx+c经过点A、B,
    ∴,
    ∴,
    ∴抛物线的表达式为:y=﹣x2﹣2x+8;
    (2)①∵P是抛物线上一点,且位于直线AB上方,过点P作PM∥y轴、PN∥x轴,分别交直线AB于点M、N,
    ∴PM⊥PN,∠PNM=∠BAO,
    ∴∠MPN=∠AOB=90°,
    ∴△PMN∽△OBA,
    ∴,
    设点M的横坐标为m(﹣4<m<0),
    则M(m,2m+8),P(m,﹣m2﹣2m+8),
    ∴PM=﹣m2﹣2m+8﹣(2m+8)=﹣m2﹣4m,
    ∵B(0,8),A(﹣4,0),
    ∴OA=4,OB=8,
    ∵MN=AB,
    ∴,
    ∴=,
    解得m1=m2=﹣2,
    ∴P(﹣2,8);
    ②如图,连接OP交AB于点C,
    ∵PN∥x轴,P(m,﹣m2﹣2m+8),
    ∴点N的纵坐标为﹣m2﹣2m+8,
    令y=﹣m2﹣2m+8,则2x+8=﹣m2﹣2m+8,
    解得:x=,
    N(,﹣m2﹣2m+8),
    ∵点C是MN的中点,M(m,2m+8),
    ∴C(﹣,),
    由①知:∠MPN=90°,
    又点C是MN的中点,
    ∴PC=CM=CN,
    ∴∠CPN=∠CNP,∠CPM=∠CMP,
    ∵PM∥y轴、PN∥x轴,
    ∴∠BOC=∠CPM,∠OBC=∠CMP,∠OAC=∠CNP,∠AOC=∠CPN,
    ∴∠BOC=∠OBC,∠OAC=∠AOC,
    ∴AC=OC,BC=OC,
    ∴AC=BC,
    ∴点C是AB的中点,
    ∴C(﹣2,4),
    ∴﹣=﹣2,
    解得:m=±2,
    ∵﹣4<m<0,
    ∴m=﹣2,
    ∴PM=﹣m2﹣4m=﹣(﹣2)2﹣4×(﹣2)=8﹣8,
    ∵PM∥y轴,
    ∴△PCM∽△OCB,
    ∴===﹣1,
    故的值为﹣1.
    14. (2023•游仙区模拟)如图,抛物线与坐标轴分别交于A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3).
    (1)求抛物线的解析式;
    (2)抛物线上是否存在点P,使得∠CBP=∠ACO,若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由;
    (3)如图2,Q是△ABC内任意一点,求++的值.
    【分析】(1)设抛物线的解析式为y=a(x﹣x1)(x﹣x2),把A(﹣1,0),B(3,0)代入,解方程组即可得到结论;
    (2)如图1,作∠ACO=∠CBQ,BQ与OC相交于Q点,过Q作QM⊥BC,根据相似三角形的性质得到,推出△CMQ为等腰直角三角形,得到CM=QM,=求得Q(0,),设直线BQ的解析式为y=kx+b,解方程组得到直线BQ的解析式为y=﹣x+,于是得到结论;
    (3)如图2,过Q点作QM⊥AB,根据相似三角形的性质和三角形的面积公式即可得到结论.
    【解答】解:(1)设抛物线的解析式为y=a(x﹣x1)(x﹣x2),把A(﹣1,0),B(3,0)代入得:y=a(x+1)(x﹣3),
    再将C(0,3)代入得:a=﹣1,b=2,c=3,
    ∴抛物线的解析式为,y=﹣x2+2x+3;
    (2)答:存在,理由如下:
    如图1,作∠ACO=∠CBQ,BQ与OC相交于Q点,过Q作QM⊥BC,
    ∵∠AOC=∠BMQ=90°,∠CBQ=∠ACO,
    ∴△ACO∽△QMB,
    ∴,
    又∵∠OCB=45°,
    ∴△CMQ为等腰直角三角形,
    ∴CM=QM,=
    ∵BC=3,
    ∴CM=,CQ=,
    ∴Q(0,),
    设直线BQ的解析式为y=kx+b,
    ∴,
    ∴,
    ∴直线BQ的解析式为y=﹣x+,
    解得,或(舍去),
    ∴P1(﹣,);
    延长QM到Q′,使QM=QM′,连接BQ′,
    则Q′(,3),
    ∵B(3,0),
    ∴直线BQ′的解析式为y=﹣2x+6,
    解得,或(舍去),
    ∴P2=(1,4);
    综上所述,P(﹣,)或(1,4);
    (3)如图2,过Q点作QM⊥AB,
    ∵CO⊥AB,
    ∴QM∥OC,
    ∴△QMF∽△COF,
    ∴===,
    同理=,=,
    ∴=++=1.
    15. (2023•龙岩模拟)抛物线y=ax2+bx+c经过A(﹣1,0),B(3,4)两点,与y轴交于点C.
    (1)求抛物线的解析式(用含a的式子表示);
    (2)当a>0时,连接AB,BC,若tan∠ABC=,求a的值;
    (3)直线y=﹣x+m与线段AB交于点P,与抛物线交于M,N两点(点M在点N的左侧),若PM•PN=6,求m的值.
    【分析】(1)由点A,B的坐标,利用待定系数法可求出抛物线的解析式;
    (2)设BC与x轴交于D,作DE⊥AB于E,过点B作BH⊥x轴于点H,则△ABH为等腰直角三角形,进而可得出∠BAH=45°,AB=4,设DE=t,则AE=t,BE=3t,结合AB=AE+BE,即可求出t的值,结合AD=t,即可得出点D的坐标,由点B,D的坐标,利用待定系数法可求出直线BD的解析式,再利用一次函数图象上点的坐标特及二次函数图象上点的坐标特征,即可求出a的值;
    (3)由点A,B的坐标,利用待定系数法可求出直线AB的解析式,联立直线AB和直线MN的解析式,可求出点P的坐标,将y=﹣x+m代入y=ax2﹣(2a﹣1)x﹣3a+1,整理后可得出关于x的一元二次方程,利用根与系数的关系可得出xM+xN,xM•xN的值,再结合PM•PN=(xP﹣xM)×(xM﹣xP)=6,即可得出关于m的一元二次方程,解之即可得出m的值.
    【解答】解:(1)将A(﹣1,0),B(3,4)代入y=ax2+bx+c,
    得:,解得:,
    ∴抛物线的解析式为y=ax2﹣(2a﹣1)x﹣3a+1.
    (2)设BC与x轴交于D,作DE⊥AB于E,过点B作BH⊥x轴于点H,如图1所示.
    ∵点A的坐标为(﹣1,0),点B的坐标为(3,4),
    ∴AH=BH=4,
    ∴△ABH为等腰直角三角形,
    ∴∠BAH=45°,AB=AH=4.
    设DE=t,则AE=t,
    ∵tan∠ABC=,
    ∴BE=3t,
    ∴AB=t+3t=4t=4,
    ∴t=,
    ∴AD=DE=t=×=2,
    ∴点D的坐标为(1,0).
    设直线BD的解析式为y=kx+d(k≠0),
    将B(3,4),D(1,0)代入y=kx+d,
    得:,解得:,
    ∴直线BD的解析式为y=2x﹣2.
    当x=0时,y=﹣3a+1,
    ∴点C的坐标为(0,﹣3a+1),
    又∵点C在直线BD上,
    ∴﹣3a+1=﹣2,
    ∴a=1,
    ∴a的值为1.
    (3)∵点A的坐标为(﹣1,0),点B的坐标为(3,4),
    ∴直线AB的解析式为y=x+1(可利用待定系数法求出),
    联立直线AB和直线MN的解析式,
    得:,解得:,
    ∴点P的坐标为(,);
    将y=﹣x+m代入y=ax2﹣(2a﹣1)x﹣3a+1,整理得:ax2﹣(2a﹣2)x﹣m﹣3a+1=0,
    ∴xM+xN=﹣=2﹣,xM•xN==﹣﹣3,
    ∴PM•PN=(xP﹣xM)×(xM﹣xP)
    =2(xP﹣xM)(xM﹣xP)
    =﹣2[xP2﹣(xM+xN)•xP+xM•xN]
    =﹣2[()2﹣(2﹣)×﹣﹣3]=6,
    整理得:﹣(m﹣1)=0,
    解得:m1=1,m2=5,
    ∴m的值为1或5.
    16. (2023•雷州市模拟)如图(1),抛物线y=ax2+bx+6与x轴交于点A(﹣6,0)、B(2,0),与y轴交于点C,抛物线对称轴交抛物线于点M,交x轴于点N.点P是抛物线上的动点,且位于x轴上方.
    (1)求抛物线的解析式.
    (2)如图(2),点D与点C关于直线MN对称,若∠CAD=∠CAP,求点P的坐标.
    (3)直线BP交y轴于点E,交直线MN于点F,猜想线段OE、FM、MN三者之间存在的数量关系,并证明.
    【分析】(1)用待定系数法求出二次函数关系式即可;
    (2)连接CD,设AP与y轴交点为Q,证明△DCA≌△QCA(ASA),求得点Q的坐标,再求出直线AP的函数关系式,再与二次函数联立方程,求出点P的坐标;
    (3)先证明△BOE∽△BNF,得=,求得2OE=NF,再分两种情况进行讨论进行求解即可.
    【解答】解:(1)∵二次函数y=ax2+bx+6的图象过点A(﹣6,0)、点B(2,0),
    ∴,
    解得,
    ∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣2x+6;
    (2)如图1,连接CD,设AP与y轴交点为Q,
    ∵抛物线与y轴交于点C,
    ∴C(0,6),
    ∵点D与点C关于直线MN对称,直线MN是抛物线的对称轴,
    ∴D(﹣4,6),M(﹣2,8),N(﹣2,0),CD∥AB,
    ∵C(0,6),A(﹣6,0),
    ∴AO=CO,CD=4,
    ∴∠BAC=∠ACO=45°,
    ∴∠QCA=∠DCA,
    ∵∠CAD=∠CAQ,AC=AC,
    ∴△DCA≌△QCA(ASA),
    ∴CQ=CD=4,
    ∴Q(0,2),
    设直线AP的解析式为y=kx+2,
    把点A坐标代入解析式得:﹣6k+2=0,
    解得:k=,
    ∴直线AP的解析式为y=x+2,
    ∵点P为直线AP与抛物线的交点,
    ∴,
    解得:或(舍去),
    ∴P(,);
    (3)∵∠BOE=∠BNF=90°,∠OBE=∠NBF,
    ∴△BOE∽△BNF,
    ∴=,
    ∵OB=2,BN=4,
    ∴=,
    即2OE=NF.
    分类讨论:
    ①如图2,此时FN=FM+MN,
    ∴FM+MN=2OE;
    ②如图3,此时FN+FM=MN,
    ∴FM+2OE=MN.
    17. (2023•马鞍山二模)如图,抛物线y=ax2+bx﹣3交x轴于点A(﹣1,0)、B(3,0),与y轴交于C点,直线y=kx(k<0)交线段BC下方抛物线于D点,交BC于E点
    (1)分别求出a、b的值;
    (2)求出线段BC的函数关系式,并写出自变量取值范围;
    (3)探究是否有最大值,若存在,请求出此时k值,若不存在,请说明理由.
    【分析】(1)把点A,B坐标代入函数解析式即可求出a,b的值即可;
    (2)根据(1)先求出点C坐标,再用待定系数法求函数解析式即可;
    (3)过点D作DF∥y轴,交BC于点F,根据△OEC∽△DFE得出==,设设点D为(m,m2﹣2m﹣3),则点F(m,m﹣3),得出DF=﹣m2+3m,从而得到=﹣(m﹣)2+,然后根据函数的性质得出当m=时,有最大值,从而求出点D坐标,再代入y=kx求出k的值.
    【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx﹣3交x轴于点A(﹣1,0)、B(3,0),
    则,
    解得;
    (2)∵a=1,b=﹣2,
    ∴抛物线解析式为y=x2﹣2x﹣3,
    令x=0,则y=﹣3,
    ∴C(0,﹣3),
    设线段BC所在的直线的函数解析式为y=kx+b1(k≠0),
    则,
    解得,
    ∴线段BC的函数解析式为y=x﹣3(0≤x≤3);
    (3)存在,理由:
    过点D作DF∥y轴,交BC于点F,如图:
    ∵OC∥DF,
    ∴△OEC∽△DFE,
    ∴==,
    设点D为(m,m2﹣2m﹣3),则点F(m,m﹣3),
    ∴DF=m﹣3﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+3m,
    ∴===﹣(m﹣)2+,
    ∵﹣<0,
    ∴当m=时,有最大值,
    此时点D(,﹣),
    ∴k===﹣.
    18. (2023•南岗区校级二模)如图1,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,抛物线y=﹣ax2+6ax+6与y轴交于点B,交x轴的负半轴于点A,交x轴的正半轴于点C,且S△ABC=30.
    (1)求抛物线的解析式;
    (2)如图2,点P为第一象限抛物线上一点,其横坐标为t,PD⊥x轴于点D,设tan∠PAD等于m,求m与t之间的函数关系式;
    (3)如图3,在(2)的条件下,当m=时,过点B作BN⊥AB交∠PAC的平分线于点N,点K在线段AB上,点M在线段AN上,连接KM、KN,∠MKN=2∠BNK,作MT⊥KN于点T,延长MT交BN于点H,若NH=4BH,求直线KN的解析式.
    【分析】(1)由﹣ax2+6ax+6=0,根据根与系数的关系可得x1+x2=6,x1•x2=﹣,求出AB的长为,再由三角形ABC的面积可求a的值;
    (2)由题意知P(t,﹣t2+t+6),分别求出AD与PD,根据tan∠PAD=m,建立方程即可求m与t的函数关系式;
    (3)连接BC与AP交于点E,证明△ABO≌△EAB(AAS),从而推导出△ABN是等腰直角三角形,求出tan∠PAN=,设N(m,n),由=,2=,求出N点坐标,过A作AL⊥AB交于HM的延长线于L,过B作BS∥HL交AL于点S,交KN于点Q,再证明△AKM≌△ALM(ASA),四边形BHLS是平行四边形,△NBK≌△BAS(ASA),设BH=a,KB=b,则NH=4a,AB=5a,由AL=AK,可得到b=2a,则BK:AB=2:5,过K作KG⊥x轴交于G,由△ABO∽△AKG,求出K(﹣,),再用待定系数法求直线KN的解析式即可.
    【解答】解:(1)令x=0,则y=6,
    ∴B(0,6),
    令y=0,则﹣ax2+6ax+6=0,
    ∴x1+x2=6,x1•x2=﹣,
    ∴|x1﹣x2|=,
    ∵S△ABC=30=6×,
    解得a=,
    ∴y=﹣x2+x+6;
    (2)∵P点横坐标为t,
    ∴P(t,﹣t2+t+6),
    ∵PD⊥x轴,
    ∴PD=﹣t2+t+6,
    令y=0,则﹣x2+x+6,
    解得x=﹣2或x=8,
    ∴A(﹣2,0),C(8,0),
    ∴AD=t+2,
    ∵tan∠PAD=m,
    ∴=m,
    整理得,m=﹣(t﹣8)(0<t<8);
    (3)连接BC与AP交于点E,
    ∵A(﹣2,0),B(0,6),C(8,0),
    ∴AC=10,BC=10,
    ∴AC=BC,
    ∴∠BAO=∠ABE,
    ∵OB=6,OC=8,
    ∴tan∠OCB=,
    ∵m=,
    ∴∠PAD=∠OBC,
    ∴∠BCO=∠APD,
    ∴∠PAD+∠BCO=90°,
    ∴BC⊥AP,
    ∴∠BEA=90°,
    ∴△ABO≌△EAB(AAS),
    ∴∠BAE=∠ABO,
    ∵AN平分∠PAC,
    ∴∠EAN=∠NAC,
    ∴2∠OAE+2∠EAN=90°,
    ∴∠BAN=45°,
    ∴△ABN是等腰直角三角形,
    ∴BN=AB=2,
    在Rt△APD中,设AN与PD交于Z,过Z作ZY⊥AP交于Y,
    ∵AZ是∠PAD的平分线,
    ∴YZ=ZD,
    ∵tan∠PAD=,
    设PD=4,ZD=y,则AD=3,AP=5,YZ=y,
    在Rt△PYZ中,(4﹣y)2=y2+22,
    ∴y=,
    ∴tan∠ZAD=,
    设N(m,n),则=,
    ∵2=,
    解得m=6,n=4,
    ∴N(6,4),
    过A作AL⊥AB交于HM的延长线于L,过B作BS∥HL交AL于点S,交KN于点Q,
    ∵MT⊥KN,
    ∴∠NHT=90°﹣∠HNT,∠BKN=90°﹣∠HNT,
    ∵∠MKN=2∠BNK,
    ∴∠AKM=180°﹣(∠BKN+∠NKM)=90°﹣∠HNT,
    ∴∠AKM=∠HTN,
    ∵∠BAN=∠BNA=45°,
    ∴∠HMN=∠KMA,
    ∵∠HMN=∠AML,
    ∴∠KMA=∠AML,
    ∵AL⊥AB,∠PAN=∠CAN,
    ∴∠CAL=∠BAE,
    ∴∠KAM=∠MAL,
    ∴△AKM≌△ALM(ASA),
    ∴AK=AL,∠ALM=∠AKN,
    ∵BN⊥AB,AL⊥AB,
    ∴BN∥AL,
    ∵BS∥HL,
    ∴四边形BHLS是平行四边形,
    ∴∠ALM=∠BSA,
    ∴∠BKN=∠BSA,
    ∵AB=BN,∠ABN=∠BAS=90°,
    ∴△NBK≌△BAS(ASA),
    ∴BK=AS,
    ∴HL=KN,
    ∵NH=4BH,
    设BH=a,KB=b,则NH=4a,AB=5a,
    ∵AK=AL,
    ∴5a﹣b=a+b,
    ∴b=2a,
    ∴BK:AB=2:5,
    过K作KG⊥x轴交于G,
    ∴△ABO∽△AKG,
    ∴===,
    ∴KG=,AG=,
    ∴K(﹣,),
    设直线KN的解析式为y=sx+h,
    ∴,
    解得,
    ∴y=x+.
    19. (2023•江汉区校级模拟)如图1,已知抛物线y=ax2+bx+c(a>0)与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0),与y轴交于点C.
    (1)若C(0,﹣3),求抛物线的解析式;
    (2)在(1)的条件下,E是线段BC上一动点,AE交抛物线于F点,求的最大值;
    (3)如图2,点N为y轴上一点,AN、BN交抛物线于E、F两点,求•的值.
    【分析】(1)根据待定系数法,可得函数解析式;
    (2)过点A作AG∥y轴交BC的延长线与点G,过点F作FM∥y轴交BC于点M,求出BC表达式,求出AG的长,再设F(t,t2﹣2t﹣3),得出M (t,t﹣3),求出MF=﹣t2+3t,再利用△AGE∽△FME求出===﹣(t2﹣3t)=﹣(t﹣)2+,即可得到答案;
    (3)过点E作EI⊥x轴于点I,过点F作FH⊥x轴于点H,设点N (0,n),求出AN和BN的表达式,利用这两个表达式分别与y=x2﹣2x﹣3联立求出E点和F点的横坐标,即可求出I点和H点的横坐标,再求出OI,OH,OA,OB的长.最后利用平行线分线段成比例求出答案即可.
    【解答】解:(1)将A(﹣1,0),B(3,0),C(0,﹣3)代入函数解析式y=ax2+bx+c,
    得,
    解得,
    ∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3;
    (2)如图1,过点A作AG∥y轴交BC的延长线与点G,过点F作FM∥y轴交BC于点M,
    设BC表达式为y=kx+m,将点B(3,0),C(0,﹣3)代入得:
    ,解得:,
    ∴BC表达式为y=x﹣3,
    ∵AG∥y轴,A(﹣1,0),
    ∴G(﹣1,﹣4),
    ∴AG=4,
    F(t,t2﹣2t﹣3),
    ∵FM∥y轴,
    ∴M (t,t﹣3),
    ∴MF=t﹣3﹣t2+2t+3=﹣t2+3t,
    ∵AG∥y轴,FM∥y轴,
    ∴AG∥FM,
    ∴△AGE∽△FME,
    ∴===﹣(t2﹣3t)=﹣(t﹣)2+,
    ∴当t=时,有最大值是;
    (3)过点E作EI⊥x轴于点I,过点F作FH⊥x轴于点H,
    设点N (0,n),AN表达式为y=k1x+n,
    将点A(﹣1,0)代入得k1=n,
    ∴AN表达式为y=nx+n,
    联立y=x2﹣2x﹣3得:,
    即:nx+n=x2﹣2x﹣3,整理得:x2﹣(2+n)x﹣(3+n)=0,
    解得x1=3+n.x2=﹣1(舍),
    ∴E点的横坐标为3+n,
    ∵EI⊥x轴,
    ∴I点的横坐标为3+n,
    ∴OI=3+n,
    同理BN的直线表达式为v﹣y=﹣x+n,F点的横坐标为﹣,
    ∴OH=,
    ∵EI⊥x轴,FH⊥x轴,
    ∴ON∥IE,ON∥HF,
    又∵OA=1,OB=3,
    ∴,,
    ∴•=•=.
    20. (2023•成都模拟)如图,抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.
    (1)求点A,B,C的坐标及抛物线的对称轴;
    (2)如图1,点P(1,m),Q(1,m﹣2)是两动点,分别连接PC,QB,请求出|PC﹣QB|的最大值,并求出m的值;
    (3)如图2,∠BAC的角平分线交y轴于点D,过D点的直线l与射线AB,AC分别于E,F,当直线l绕点D旋转时,是否为定值,若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.
    【分析】(1)当x=0时,求得y的值,从而得出点C坐标,令y=0,求得x的值,进而求得A、B两点坐标,根据点A和点B对称求得对称轴;
    (2)将点B向上平移2个单位至B′(5,2),作点C关于直线x=1的对称点C′(2,﹣4),作直线B′C′交直线x=1于点P′,则|PC﹣BQ|最大值是:B′C′的长,进一步求得结果;
    (3)作DG⊥AC于G,作FH⊥AB于H,先求得点D坐标,从而设出EF的关系式,根据AHF∽△AOC,△DOE∽△FHE,得出AH,CH,EH的关系式,然后解斜三角形ACE,从而用k表示出AE和AF,计算化简+求得结果.
    【解答】解:(1)当x=0时,y=﹣4,
    ∴C(0,﹣4),
    当y=0时,x2﹣﹣4=0,
    ∴x1=﹣3,x2=5,
    ∴A(﹣3,0),B(5,0);
    ∵=1,
    ∴抛物线的对称轴为直线x=1;
    (1)如图1,
    将点B向上平移2个单位至B′(5,2),作点C关于直线x=1的对称点C′(2,﹣4),
    作直线B′C′交直线x=1于点P′,则|PC﹣BQ|最大值是:B′C′的长,
    ∵B′C′==3,
    ∴|PC﹣BQ|最大=3,
    ∵直线B′C′的解析式为:y=2x﹣8,
    ∴当x=1时,y=2×1﹣8=﹣6,
    ∴m=﹣6;
    (3)为定值,理由如下:
    如图2,
    作DG⊥AC于G,作FH⊥AB于H,
    ∵AD平分∠BAC,
    ∴OD=DG,
    ∵S△AOC=S△AOD+S△ACD,
    ∴=+,
    ∴OD=,
    ∵D(0,﹣),
    ∴设直线EF的关系式为:y=kx﹣,
    ∴E(,0),
    ∵FH∥OC,OD∥FH,
    ∴△AHF∽△AOC,△DOE∽△FHE,
    ∴==,===,
    设AH=3a,FH=4a,
    ∴=,
    ∴EH=,
    ∵AH+EH=AE,
    ∴3a+=,
    ∴a=,
    ∴AF=5a=
    ∴+=+=
    21. (2023•沈阳模拟)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+x+2与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C,直线l:y=kx+b经过点B,点C,点P是抛物线上一动点,连接OP交直线BC于点D.
    (1)求直线l的解析式;
    (2)当=时,求点P的坐标;
    (3)在(2)的条件下,点N是直线BC上一动点,连接ON,过点D作DF⊥ON于点F,点F在线段ON上,当OD=DF时,请直接写出点N的坐标.
    【分析】(1)利用待定系数法解答即可;
    (2)过点P作PE∥y轴交BC于点E,设P(m,﹣+m+2)),则E(m,m+2),利用m的代数式表示出线段PE,得到关于m的方程,解方程就可求得结论;
    (3)利用分类讨论的思想方法分①当点N在线段BD上时和②当点N在线段BD的延长线上时,两种情况讨论解答:①过点N作NH⊥x轴于点H,通过计算线段OH,NH的长度求得结论;②过点F作FK⊥x轴于点K,过点D作DQ⊥FK于点Q,通过求得直线OF的解析式,与直线y=﹣x+2联立,就可求得结论.
    【解答】解:(1)令x=0,则y=2,
    ∴C(0,2).
    ∴OC=2.
    令y=0,则﹣x2+x+2=0,
    解得:x=﹣1或4,
    ∴A(﹣1,0),B(4,0).
    ∴OA=1,OB=4.
    设直线l的解析式为y=kx+b,
    ∴,
    解得:,
    ∴直线l的解析式为y=﹣x+2;
    (2)过点P作PE∥y轴交BC于点E,如图,
    ∴∠COD=∠DPE,∠OCD=∠PED,
    ∴△CDO∽△EDP,
    ∴,
    ∵=,
    ∴PD=OD.
    ∴PE=OC=2.
    设P(m,﹣+m+2)),则E(m,m+2),
    ∴PE=﹣+m+2﹣(m+2)=﹣+2m,
    ∴﹣+2m=2.
    解得:m1=m2=2.
    ∴P(2,3);
    (3)N(,)或N(,),理由:
    ∵P(2,3),
    ∴直线OP的解析式为y=x.
    ∴,
    解得:.
    ∴D(1,).
    ∴OD=,BD=.
    ①当点N在线段BD上时,如图,
    在Rt△ODF中,∠DFO=90°,
    ∵sin∠DOF=,
    ∴tan∠DOF=.
    在Rt△OBC中,∠BOC=90°,
    ∴tan∠CBO=.
    ∴∠DOF=∠CBO.
    ∵∠ODN=∠BDO,
    ∴△ODN∽△BDO,
    ∴,
    即:OD2=BD•DN,
    ∴DN=.
    ∴BN=BD﹣DN=,
    过点N作NH⊥x轴于点H,
    ∴NH=BN•sin∠CBO=,
    BH=BN•cs∠CBO=,
    ∴OH=OB﹣BH=4﹣=.
    ∴N(,);
    ②当点N在线段BD的延长线上时,如图,
    过点F作FK⊥x轴于点K,过点D作DQ⊥FK于点Q,
    ∵FD⊥ON,
    ∴∠OFK+∠DFQ=90°,
    ∵DQ⊥FK,
    ∴∠FDQ+∠DFQ=90°,
    ∴∠DFK=∠FDQ.
    ∵∠FKO=∠DQF=90°,
    ∴△OKF∽△FQD.
    ∴=2,
    ∴OK=2FQ,FK=2QD.
    设F(a,n),则OK=a,FK=n,
    ∵D(1,),
    ∴DQ=1﹣a,FQ=n﹣.
    ∴,
    解得:,
    ∴F(,).
    设直线OF的解析式为y=cx,
    ∴c=,
    ∴c=8,
    ∴直线OF的解析式为y=8x.
    ∴,
    解得:.
    ∴N(,).
    综上,点N的坐标为N(,)或N(,).
    22. (2023•沈阳模拟)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣过点A(3,2)和点B(,0),与x轴的另一个交点为点C.
    (1)求抛物线的函数表达式.
    (2)判断△ABC的形状,并说明理由.
    (3)点D在线段BC上,连接AD,作DE⊥AD,且DE=AD,连接AE交x轴于点F.点F不与点C重合,射线DP⊥AE,交AE于点P,交AC于点Q.
    ①当AD=AF时,请直接写出∠CAE的度数;
    ②当=时,请直接写出CQ的长.
    【分析】(1)将A(3,2)和B(,0)代入y=ax2+bx﹣,即可求解;
    (2)求出C(5,0),再分别求出AB=4,AC=4,BC=4,利用勾股定理即可判断;
    (3)①求出∠AFD=67.5°,即可求∠CAE=22.5°;
    ②分两种情况讨论:D点在F点左侧时,设EF=x,则AF=3x,分别求出AD=DE=2x,AP=DP=2x,PF=x,DF=x,再由△DFE∽△AFC,求出x=,进而求出D(,0),过Q点作QH⊥x轴交于点H,设QH=n,则HC=n,由tan∠PDF==,求出n=,即可求CQ=;当D点在F点右侧时,3<m<5,设EF=t,则AF=3t,分别求出EA=2t,AD=DE=t,AP=DP=t,PF=2t,DF=t,再由△DFE∽△AFC,求出t=,进而求出D(,0),则可求CQ=.
    【解答】解:(1)将A(3,2)和B(,0)代入y=ax2+bx﹣,
    ∴,
    解得,
    ∴y=﹣x2+3x﹣;
    (2)令y=0,则﹣x2+3x﹣=0,
    解得x=或x=5,
    ∴C(5,0),
    ∴AB=4,AC=4,BC=4,
    ∴BC2=AC2+AB2,
    ∴△ABC是等腰直角三角形;
    (3)①∵AB=AC,
    ∴∠ACB=45°,
    ∵AD=ED,DE⊥AD,
    ∴∠DAE=45°,
    ∵AD=AF,
    ∴∠AFD=67.5°,
    ∴∠CAE=67.5°﹣45°=22.5°;
    ②如图1,D点在F点左侧时,
    ∵=,
    ∴AF=3EF,
    设EF=x,则AF=3x,
    ∴AE=4x,
    ∵△ADE是等腰直角三角形,
    ∴AD=DE=2x,
    ∵DP⊥AE,∠CAE=45°,
    ∴△ADP是等腰直角三角形,
    ∴AP=DP=2x,
    ∴PF=x,
    ∴DF=x,
    ∵∠AED=∠ACF=45°,
    ∴△DFE∽△AFC,
    ∴=,即=,
    ∴x=,
    ∴AD=,
    设D(m,0),0<m<3,
    ∴(m﹣3)2+(2)2=()2,
    ∴m=或m=(舍),
    ∴D(,0),
    过Q点作QH⊥x轴交于点H,
    ∵∠ACH=45°,
    设QH=n,则HC=n,
    当D(,0)时,CD=,
    ∴DH=﹣n,
    ∵tan∠PDF==,
    ∴2n=﹣n,
    ∴n=,
    ∴CQ=×=;
    如图2,当D点在F点右侧时,3<m<5,
    ∵=,
    设EF=t,则AF=3t,
    ∴EA=2t,
    ∵△ADE是等腰直角三角形,
    ∴AD=DE=t,
    ∵DP⊥AE,∠CAE=45°,
    ∴△ADP是等腰直角三角形,
    ∴AP=DP=t,
    ∴PF=2t,
    ∴DF=t,
    ∵∠AED=∠ACF=135°,
    ∴△DFE∽△AFC,
    ∴=,即=,
    ∴t=,
    ∴(m﹣3)2+(2)2=()2,
    ∴m=(舍)或m=,
    ∴D(,0),
    ∴CD=,
    ∴DH=﹣n,
    ∴n=﹣n,
    ∴n=,
    ∴CQ=;
    综上所述:CQ的长为.
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