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2024年中考数学二轮题型突破练习题型9 二次函数综合题 类型6 二次函数与等腰三角形有关的问题(专题训练)(2份打包,原卷版+教师版)
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(1)求该抛物线的表达式;
(2)点 SKIPIF 1 < 0 是直线 SKIPIF 1 < 0 下方抛物线上一动点,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,求 SKIPIF 1 < 0 的最大值及此时点 SKIPIF 1 < 0 的坐标;
(3)在(2)的条件下,将该抛物线向右平移 SKIPIF 1 < 0 个单位,点 SKIPIF 1 < 0 为点 SKIPIF 1 < 0 的对应点,平移后的抛物线与 SKIPIF 1 < 0 轴交于点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为平移后的抛物线的对称轴上任意一点.写出所有使得以 SKIPIF 1 < 0 为腰的 SKIPIF 1 < 0 是等腰三角形的点 SKIPIF 1 < 0 的坐标,并把求其中一个点 SKIPIF 1 < 0 的坐标的过程写出来.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 取得最大值为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;(3) SKIPIF 1 < 0 点的坐标为 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
【分析】(1)待定系数法求二次函数解析式即可求解;
(2)直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,交 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,进而根据二次函数的性质即可求解;
(3)根据平移的性质得出 SKIPIF 1 < 0 ,对称轴为直线 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 向右平移5个单位得到 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,勾股定理分别表示出 SKIPIF 1 < 0 ,进而分类讨论即可求解.
【详解】(1)解:将点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .代入 SKIPIF 1 < 0 得,
SKIPIF 1 < 0
解得: SKIPIF 1 < 0 ,
∴抛物线解析式为: SKIPIF 1 < 0 ,
(2)∵ SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴交于点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0
解得: SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 .
设直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0
解得: SKIPIF 1 < 0
∴直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,
如图所示,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,交 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 取得最大值为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ;
(3)∵抛物线 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
将该抛物线向右平移 SKIPIF 1 < 0 个单位,得到 SKIPIF 1 < 0 ,对称轴为直线 SKIPIF 1 < 0 ,
点 SKIPIF 1 < 0 向右平移5个单位得到 SKIPIF 1 < 0
∵平移后的抛物线与 SKIPIF 1 < 0 轴交于点 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0
∵ SKIPIF 1 < 0 为平移后的抛物线的对称轴上任意一点.
则 SKIPIF 1 < 0 点的横坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0
综上所述, SKIPIF 1 < 0 点的坐标为 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题考查了二次函数综合问题,解直角三角形,待定系数法求解析式,二次函数的平移,线段周长问题,特殊三角形问题,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
2.(2023·四川成都·统考中考真题)如图,在平面直角坐标系 SKIPIF 1 < 0 中,已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 经过点 SKIPIF 1 < 0 ,与y轴交于点 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 与抛物线交于B,C两点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 是以 SKIPIF 1 < 0 为腰的等腰三角形,求点B的坐标;
(3)过点 SKIPIF 1 < 0 作y轴的垂线,交直线AB于点D,交直线AC于点E.试探究:是否存在常数m,使得 SKIPIF 1 < 0 始终成立?若存在,求出m的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2)点B的坐标为 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ;(3)存在,m的值为2或 SKIPIF 1 < 0
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)设 SKIPIF 1 < 0 ,分 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 两种情况,分别根据等腰三角形性质和两点坐标距离公式列方程求解即可;
(3)先根据题意画出图形,设抛物线 SKIPIF 1 < 0 与直线 SKIPIF 1 < 0 的交点坐标为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,联立抛物线和直线解析式,根据根与系数关系得到 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,利用待定系数法分别求得直线 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的表达式为得到 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,过E作 SKIPIF 1 < 0 轴于Q,过D作 SKIPIF 1 < 0 轴于N,证明 SKIPIF 1 < 0 得到 SKIPIF 1 < 0 ,整理可得到 SKIPIF 1 < 0 ,进而求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线 SKIPIF 1 < 0 经过点 SKIPIF 1 < 0 ,与y轴交于点 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴抛物线的函数表达式为 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)解:设 SKIPIF 1 < 0 ,
根据题意, SKIPIF 1 < 0 是以 SKIPIF 1 < 0 为腰的等腰三角形,有两种情况:
当 SKIPIF 1 < 0 时,点B和点P关于y轴对称,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ;
当 SKIPIF 1 < 0 时,则 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
整理,得 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
综上,满足题意的点B的坐标为 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ;
(3)解:存在常数m,使得 SKIPIF 1 < 0 .
根据题意,画出图形如下图,
设抛物线 SKIPIF 1 < 0 与直线 SKIPIF 1 < 0 的交点坐标为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
设直线 SKIPIF 1 < 0 的表达式为 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴直线 SKIPIF 1 < 0 的表达式为 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
同理,可得直线 SKIPIF 1 < 0 的表达式为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
过E作 SKIPIF 1 < 0 轴于Q,过D作 SKIPIF 1 < 0 轴于N,
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
整理,得 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,
将 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 代入,得 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
综上,存在常数m,使得 SKIPIF 1 < 0 ,m的值为2或 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题是二次函数的综合题,主要考查了待定系数法求函数的解析式、等腰三角形的性质、一元二次方程根与系数关系、相似三角形的判定与性质、解一元二次方程、坐标与图形等知识,综合性强,难度较大,熟练掌握相关知识的联系与运用,添加辅助线构造相似三角形,并利用数形结合和分类讨论思想解决问题是解答的关键.
3.(2023·湖北随州·统考中考真题)如图1,平面直角坐标系 SKIPIF 1 < 0 中,抛物线 SKIPIF 1 < 0 过点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 为抛物线上一动点,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴交直线 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,交 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 .
(1)直接写出抛物线和直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式;
(2)如图2,连接 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 为等腰三角形时,求 SKIPIF 1 < 0 的值;
(3)当 SKIPIF 1 < 0 点在运动过程中,在 SKIPIF 1 < 0 轴上是否存在点 SKIPIF 1 < 0 ,使得以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为顶点的三角形与以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为顶点的三角形相似(其中点 SKIPIF 1 < 0 与点 SKIPIF 1 < 0 相对应),若存在,直接写出点 SKIPIF 1 < 0 和点 SKIPIF 1 < 0 的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)抛物线: SKIPIF 1 < 0 ;直线 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ;(3) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
【分析】(1)由题得抛物线的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,将点 SKIPIF 1 < 0 代入求 SKIPIF 1 < 0 ,进而得抛物线的解析式;设直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,将点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的坐标代入求 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,进而得直线 SKIPIF 1 < 0 的解析式.
(2)由题得 SKIPIF 1 < 0 ,分别求出 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,对等腰 SKIPIF 1 < 0 中相等的边进行分类讨论,进而列方程求解;
(3)对点 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 左侧或右侧进行分类讨论,设法表示出各线段的长度,利用相似三角形的相似比求解 SKIPIF 1 < 0 ,进而可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的坐标.
【详解】(1)解: SKIPIF 1 < 0 抛物线过点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 抛物线的表达式为 SKIPIF 1 < 0 ,
将点 SKIPIF 1 < 0 代入上式,得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 抛物线的表达式为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
设直线 SKIPIF 1 < 0 的表达式为 SKIPIF 1 < 0 ,
将点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 代入上式,
得 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 直线 SKIPIF 1 < 0 的表达式为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)解: SKIPIF 1 < 0 点 SKIPIF 1 < 0 在直线 SKIPIF 1 < 0 上,且 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
当 SKIPIF 1 < 0 为等腰三角形时,
①若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 .
②若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (舍去).
③若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 (舍去)或 SKIPIF 1 < 0 .
综上, SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
(3)解: SKIPIF 1 < 0 点 SKIPIF 1 < 0 与点 SKIPIF 1 < 0 相对应,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
①若点 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 左侧,
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
当 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 时,
直线 SKIPIF 1 < 0 的表达式为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (舍去).
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
当 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 时,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 (舍去)或 SKIPIF 1 < 0 (舍去).
②若点 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 右侧,
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
当 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 时,
直线 SKIPIF 1 < 0 的表达式为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (舍去),
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
当 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 时,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (舍去).
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
综上, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题是二次函数的综合应用,考查了待定系数法求函数解析式,等腰三角形的性质与判定,平面直角坐标系中两点距离的算法,相似三角形的性质与判定等,熟练掌握相关知识是解题的关键.
4.如图,已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 与x轴交于点A(1,0)和B,与y轴交于点C,对称轴为 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,若点P是线段BC上的一个动点(不与点B,C重合),过点P作y轴的平行线交抛物线于点Q,连接OQ.当线段PQ长度最大时,判断四边形OCPQ的形状并说明理由.
(3)如图2,在(2)的条件下,D是OC的中点,过点Q的直线与抛物线交于点E,且 SKIPIF 1 < 0 .在y轴上是否存在点F,使得 SKIPIF 1 < 0 为等腰三角形?若存在,求点F的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2)四边形OCPQ是平行四边形,理由见详解;(3)(0, SKIPIF 1 < 0 )或(0,1)或(0,-1)
【分析】
(1)设抛物线 SKIPIF 1 < 0 ,根据待定系数法,即可求解;
(2)先求出直线BC的解析式为:y=-x+4,设P(x,-x+4),则Q(x, SKIPIF 1 < 0 ),(0≤x≤4),得到PQ = SKIPIF 1 < 0 ,从而求出线段PQ长度最大值,进而即可得到结论;
(3)过点Q作QM⊥y轴,过点Q作QN∥y轴,过点E作EN∥x轴,交于点N,推出 SKIPIF 1 < 0 ,从而得 SKIPIF 1 < 0 ,进而求出E(5,4),设F(0,y),分三种情况讨论,即可求解.
【详解】
解:(1)∵抛物线 SKIPIF 1 < 0 与x轴交于点A(1,0)和B,与y轴交于点C,对称轴为直线 SKIPIF 1 < 0 ,
∴B(4,0),C(0,4),
设抛物线 SKIPIF 1 < 0 ,把C(0,4)代入得: SKIPIF 1 < 0 ,解得:a=1,
∴抛物线的解析式为: SKIPIF 1 < 0 ;
(2)∵B(4,0),C(0,4),
∴直线BC的解析式为:y=-x+4,
设P(x,-x+4),则Q(x, SKIPIF 1 < 0 ),(0≤x≤4),
∴PQ=-x+4-( SKIPIF 1 < 0 )= SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ,
∴当x=2时,线段PQ长度最大=4,
∴此时,PQ=CO,
又∵PQ∥CO,
∴四边形OCPQ是平行四边形;
(3)过点Q作QM⊥y轴,过点Q作QN∥y轴,过点E作EN∥x轴,交于点N,
由(2)得:Q(2,-2),
∵D是OC的中点,
∴D(0,2),
∵QN∥y轴,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
又∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,即: SKIPIF 1 < 0 ,
设E(x, SKIPIF 1 < 0 ),则 SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 (舍去),
∴E(5,4),
设F(0,y),则 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
①当BF=EF时, SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 ,
②当BF=BE时, SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
③当EF=BE时, SKIPIF 1 < 0 ,无解,
综上所述:点F的坐标为:(0, SKIPIF 1 < 0 )或(0,1)或(0,-1).
.
【点睛】
本题主要考查二次函数与平面几何的综合,掌握二次函数的性质以及图像上点的坐标特征,添加辅助线,构造直角三角形,是解题的关键.
5.如图,抛物线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴交于A(-1,0),B(4,0),与 SKIPIF 1 < 0 轴交于点C.连接AC,BC,点P在抛物线上运动.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图①,若点P在第四象限,点Q在PA的延长线上,当∠CAQ=∠CBA SKIPIF 1 < 0 45°时,求点P的坐标;
(3)如图②,若点P在第一象限,直线AP交BC于点F,过点P作 SKIPIF 1 < 0 轴的垂线交BC于点H,当△PFH为等腰三角形时,求线段PH的长.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2)(6,-7);(3)PH= SKIPIF 1 < 0 或1.5或 SKIPIF 1 < 0
【分析】
(1)根据待定系数法解答即可;
(2)求得点C的坐标后先利用勾股定理的逆定理判断∠ACB=90°,继而可得∠ACO=∠CBA,在x轴上取点E(2,0),连接CE,易得△OCE是等腰直角三角形,可得∠OCE=45°,进一步可推出∠ACE=∠CAQ,可得CE∥PQ,然后利用待定系数法分别求出直线CE与PQ的解析式,再与抛物线的解析式联立方程组求解即可;
(3)设直线AP交y轴于点G,如图,由题意可得若△PFH为等腰三角形,则△CFG也为等腰三角形,设G(0,m),求出直线AF和直线BC的解析式后,再解方程组求出点F的坐标,然后分三种情况求出m的值,再求出直线AP的解析式,进而可求出点P的坐标,于是问题可求解.
【详解】
解:(1)把A(-1,0),B(4,0)代入 SKIPIF 1 < 0 ,得
SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 ,
∴抛物线的解析式是 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)令x=0,则y=2,即C(0,2),
∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,AB2=25,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴∠ACB=90°,
∵∠ACO+∠CAO=∠CBA+∠CAO=90°,
∴∠ACO=∠CBA,
在x轴上取点E(2,0),连接CE,如图,
则CE=OE=2,
∴∠OCE=45°,
∴∠ACE=∠ACO+45°=∠CBA+45°=∠CAQ,
∴CE∥PQ,
∵C(0,2),E(2,0),
∴直线CE的解析式为y=-x+2,
设直线PQ的解析式为y=-x+n,把点A(-1,0)代入,可得n=-1,
∴直线PQ的解析式为y=-x-1,
解方程组 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
∴点P的坐标是(6,-7);
(3)设直线AP交y轴于点G,如图,
∵PH∥y轴,
∴∠PHC=∠OCB,∠FPH=∠CGF,
∴若△PFH为等腰三角形,则△CFG也为等腰三角形,
∵C(0,2),B(4,0),
∴直线BC的解析式为 SKIPIF 1 < 0 ,
设G(0,m),∵A(-1,0),
∴直线AF的解析式为y=mx+m,
解方程组 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴点F的坐标是 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
当CG=CF时, SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 (舍去负值),
此时直线AF的解析式为y= SKIPIF 1 < 0 x+ SKIPIF 1 < 0 ,
解方程组 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
∴点P的坐标是( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ),此时点H的坐标是( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ),
∴PH= SKIPIF 1 < 0 ;
当FG=FC时, SKIPIF 1 < 0 ,解得m= SKIPIF 1 < 0 或m= SKIPIF 1 < 0 (舍)或m=2(舍),
此时直线AF的解析式为y= SKIPIF 1 < 0 x+ SKIPIF 1 < 0 ,
解方程组 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
∴点P的坐标是(3,2),此时点H的坐标是(3, SKIPIF 1 < 0 ),
∴PH=2- SKIPIF 1 < 0 =1.5;
当GF=GC时, SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 或m=2(舍去),
此时直线AF的解析式为y= SKIPIF 1 < 0 x+ SKIPIF 1 < 0 ,
解方程组 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
∴点P的坐标是( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ),此时点H的坐标是( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ),
∴PH= SKIPIF 1 < 0 ;
综上,PH= SKIPIF 1 < 0 或1.5或 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】
本题是二次函数的综合题,主要考查了待定系数法求二次函数的解析式、二次函数图象上点的坐标特征、直线与抛物线的交点以及等腰三角形的判定和性质等知识,具有相当的难度,熟练掌握二次函数的图象和性质、灵活应用数形结合的思想是解题的关键.
6.如图,已知二次函数 SKIPIF 1 < 0 的图象经过点 SKIPIF 1 < 0 且与 SKIPIF 1 < 0 轴交于原点及点 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求二次函数的表达式;
(2)求顶点 SKIPIF 1 < 0 的坐标及直线 SKIPIF 1 < 0 的表达式;
(3)判断 SKIPIF 1 < 0 的形状,试说明理由;
(4)若点 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 上的动点,且 SKIPIF 1 < 0 的半径为 SKIPIF 1 < 0 ,一动点 SKIPIF 1 < 0 从点 SKIPIF 1 < 0 出发,以每秒2个单位长度的速度沿线段 SKIPIF 1 < 0 匀速运动到点 SKIPIF 1 < 0 ,再以每秒1个单位长度的速度沿线段 SKIPIF 1 < 0 匀速运动到点 SKIPIF 1 < 0 后停止运动,求点 SKIPIF 1 < 0 的运动时间 SKIPIF 1 < 0 的最小值.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;(3)等腰直角三角形,理由见解析;(4) SKIPIF 1 < 0
【分析】
(1)根据已知条件,运用待定系数法直接列方程组求解即可;
(2)根据(1)中二次函数解析式,直接利用顶点坐标公式计算即可,再根据点A、B坐标求出AB解析式即可;
(3)根据二次函数对称性可知 SKIPIF 1 < 0 为等腰三角形,再根据O、A、B三点坐标,求出三条线段的长,利用勾股定理验证即可;
(4)根据题意可知动点 SKIPIF 1 < 0 的运动时间为 SKIPIF 1 < 0 ,在 SKIPIF 1 < 0 上取点 SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 可证明 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,根据相似三角形比例关系得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 三点共线时, SKIPIF 1 < 0 取得最小值,再根据等腰直角三角形的性质以及勾股定理进一步计算即可.
【详解】
解:(1) SKIPIF 1 < 0 二次函数 SKIPIF 1 < 0 的图象经过 SKIPIF 1 < 0 ,且与 SKIPIF 1 < 0 轴交于原点及点 SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 ,二次函数表达式可设为: SKIPIF 1 < 0
将 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 得:
SKIPIF 1 < 0 解这个方程组得 SKIPIF 1 < 0
∵二次函数的函数表达式为 SKIPIF 1 < 0
(2)∵点 SKIPIF 1 < 0 为二次函数图像的顶点,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
∴顶点坐标为: SKIPIF 1 < 0 ,
设直线 SKIPIF 1 < 0 的函数表达式为 SKIPIF 1 < 0 ,则有:
SKIPIF 1 < 0 解之得: SKIPIF 1 < 0
∴直线 SKIPIF 1 < 0 的函数表达式为 SKIPIF 1 < 0
(3) SKIPIF 1 < 0 是等腰直角三角形,
过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,易知其坐标为 SKIPIF 1 < 0
∵ SKIPIF 1 < 0 的三个顶点分别是 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
且满足 SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 是等腰直角三角形
(4)如图,以 SKIPIF 1 < 0 为圆心, SKIPIF 1 < 0 为半径作圆,则点 SKIPIF 1 < 0 在圆周上,依题意知:
动点 SKIPIF 1 < 0 的运动时间为 SKIPIF 1 < 0
在 SKIPIF 1 < 0 上取点 SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 ,
连接 SKIPIF 1 < 0 ,则在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 中,
满足: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ∴ SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
从而得: SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
显然当 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 三点共线时, SKIPIF 1 < 0 取得最小值,
过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 于点 SKIPIF 1 < 0 ,由于 SKIPIF 1 < 0 ,
且 SKIPIF 1 < 0 为等腰直角三角形,
则有 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴动点 SKIPIF 1 < 0 的运动时间 SKIPIF 1 < 0 的最小值为:
SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】
本题主要考查待定系数法求函数解析式,抛物线顶点坐标,等腰直角三角形的性质与判定,相似三角形的判定与性质等知识点,将运动时间的最小值转换为线段长度的最小值是解题的关键.
7.如图,已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴交于点 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 ,(点 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 的左边),与 SKIPIF 1 < 0 轴交于点 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 为抛物线的顶点,连接 SKIPIF 1 < 0 .直线 SKIPIF 1 < 0 经过点 SKIPIF 1 < 0 ,且与 SKIPIF 1 < 0 轴交于点 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求抛物线的解析式;
(2)点 SKIPIF 1 < 0 是抛物线上的一点,当 SKIPIF 1 < 0 是以 SKIPIF 1 < 0 为腰的等腰三角形时,求点 SKIPIF 1 < 0 的坐标;
(3)点 SKIPIF 1 < 0 为线段 SKIPIF 1 < 0 上的一点,点 SKIPIF 1 < 0 为线段 SKIPIF 1 < 0 上的一点,连接 SKIPIF 1 < 0 ,并延长 SKIPIF 1 < 0 与线段 SKIPIF 1 < 0 交于点 SKIPIF 1 < 0 (点 SKIPIF 1 < 0 在第一象限).当 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 时,求出点 SKIPIF 1 < 0 的坐标.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 ; SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ;(3) SKIPIF 1 < 0
【分析】
(1)直接利用待定系数法求出a、b的值即可得出抛物线解析式;
(2)当 SKIPIF 1 < 0 时,根据抛物线对称性可求得N的坐标;当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 的垂直平分线上,与抛物线产生两个交点,将两点坐标求出即可;
(3)在 SKIPIF 1 < 0 上取一点 SKIPIF 1 < 0 ,作 SKIPIF 1 < 0 的垂直平分线交 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,在 SKIPIF 1 < 0 上 SKIPIF 1 < 0 点的右侧作 SKIPIF 1 < 0 ,移动 SKIPIF 1 < 0 点,当 SKIPIF 1 < 0 时,点 SKIPIF 1 < 0 为所求,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 垂直于 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 垂直于 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,根据相似三角形性质列比例求解,解出点F的坐标即可.
【详解】
(1)将 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 得:
SKIPIF 1 < 0
解得: SKIPIF 1 < 0
∴抛物线的解析式 SKIPIF 1 < 0
(2)顶点 SKIPIF 1 < 0
①当 SKIPIF 1 < 0 时,根据抛物线对称性, SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 重合
SKIPIF 1 < 0
②方法一:如图一
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 的垂直平分线上
如图 SKIPIF 1 < 0 的垂直平分线交 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 ,交 SKIPIF 1 < 0 轴于 SKIPIF 1 < 0 点, SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴交点为 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 的中点, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,
代入得 SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
联立得,
SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
方法二:如图二,
过 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴垂线交 SKIPIF 1 < 0 轴于 SKIPIF 1 < 0 ,
过 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 ,
把 SKIPIF 1 < 0 代入, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
综上 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
(3)如图一,在 SKIPIF 1 < 0 上取一点 SKIPIF 1 < 0 ,作 SKIPIF 1 < 0 的垂直平分线交 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,在 SKIPIF 1 < 0 上 SKIPIF 1 < 0 点的右侧作 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
移动 SKIPIF 1 < 0 点,当 SKIPIF 1 < 0 时,点 SKIPIF 1 < 0 为所求.
过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 垂直于 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 垂直于 SKIPIF 1 < 0 轴于点 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴在 SKIPIF 1 < 0 中,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
代入 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 得,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】
本题主要考查待定系数法求二次函数解析式,二次函数与几何图形综合,二次函数与一次函数综合,解直角三角形,相似三角形等知识点,题型难度大,属于中考压轴题.
8.已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A、B两点(点A在点B的左边),与y轴交于点C(0,﹣3),顶点D的坐标为(1,﹣4).
(1)求抛物线的解析式.
(2)在y轴上找一点E,使得△EAC为等腰三角形,请直接写出点E的坐标.
(3)点P是x轴上的动点,点Q是抛物线上的动点,是否存在点P、Q,使得以点P、Q、B、D为顶点,BD为一边的四边形是平行四边形?若存在,请求出点P、Q坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)根据抛物线的顶点坐标设出抛物线的解析式,再将点C坐标代入求解,即可得出结论;
(2)先求出点A,C坐标,设出点E坐标,表示出AE,CE,AC,再分三种情况建立方程求解即可;
(3)利用平移先确定出点Q的纵坐标,代入抛物线解析式求出点Q的横坐标,即可得出结论.
【解析】(1)∵抛物线的顶点为(1,﹣4),
∴设抛物线的解析式为y=a(x﹣1)2﹣4,
将点C(0,﹣3)代入抛物线y=a(x﹣1)2﹣4中,得a﹣4=﹣3,
∴a=1,
∴抛物线的解析式为y=a(x﹣1)2﹣4=x2﹣2x﹣3;
(2)由(1)知,抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3,
令y=0,则x2﹣2x﹣3=0,
∴x=﹣1或x=3,
∴B(3,0),A(﹣1,0),
令x=0,则y=﹣3,
∴C(0,﹣3),
∴AC,
设点E(0,m),则AE,CE=|m+3|,
∵△ACE是等腰三角形,
∴①当AC=AE时,,
∴m=3或m=﹣3(点C的纵坐标,舍去),
∴E(0,3),
②当AC=CE时,|m+3|,
∴m=﹣3±,
∴E(0,﹣3)或(0,﹣3),
③当AE=CE时,|m+3|,
∴m,
∴E(0,),
即满足条件的点E的坐标为(0,3)、(0,﹣3)、(0,﹣3)、(0,);
(3)如图,存在,∵D(1,﹣4),
∴将线段BD向上平移4个单位,再向右(或向左)平移适当的距离,使点B的对应点落在抛物线上,这样便存在点Q,此时点D的对应点就是点P,
∴点Q的纵坐标为4,
设Q(t,4),
将点Q的坐标代入抛物线y=x2﹣2x﹣3中得,t2﹣2t﹣3=4,
∴t=1+2或t=1﹣2,
∴Q(1+2,4)或(1﹣2,4),
分别过点D,Q作x轴的垂线,垂足分别为F,G,
∵抛物线y=x2﹣2x﹣3与x轴的右边的交点B的坐标为(3,0),且D(1,﹣4),
∴FB=PG=3﹣1=2,
∴点P的横坐标为(1+2)﹣2=﹣1+2或(1﹣2)﹣2=﹣1﹣2,
即P(﹣1+2,0)、Q(1+2,4)或P(﹣1﹣2,0)、Q(1﹣2,4).
如图,抛物线y=ax2+bx+4交x轴于A(﹣3,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C,AC,BC.M为线段OB上的一个动点,过点M作PM⊥x轴,交抛物线于点P,交BC于点Q.
(1)求抛物线的表达式;
(2)过点P作PN⊥BC,垂足为点N.设M点的坐标为M(m,0),请用含m的代数式表示线段PN的长,并求出当m为何值时PN有最大值,最大值是多少?
(3)试探究点M在运动过程中,是否存在这样的点Q,使得以A,C,Q为顶点的三角形是等腰三角形.若存在,请求出此时点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)将点A、B的坐标代入抛物线表达式,即可求解;
(2)PN=PQsin45°(m2m)(m﹣2)2,即可求解;
(3)分AC=CQ、AC=AQ、CQ=AQ三种情况,分别求解即可.
【解析】(1)将点A、B的坐标代入抛物线表达式得,解得,
故抛物线的表达式为:yx2x+4;
(2)由抛物线的表达式知,点C(0,4),
由点B、C的坐标得,直线BC的表达式为:y=﹣x+4;
设点M(m,0),则点P(m,m2m+4),点Q(m,﹣m+4),
∴PQm2m+4+m﹣4m2m,
∵OB=OC,故∠ABC=∠OCB=45°,
∴∠PQN=∠BQM=45°,
∴PN=PQsin45°(m2m)(m﹣2)2,
∵0,故当m=2时,PN有最大值为;
(3)存在,理由:
点A、C的坐标分别为(﹣3,0)、(0,4),则AC=5,
①当AC=CQ时,过点Q作QE⊥y轴于点E,
则CQ2=CE2+EQ2,即m2+[4﹣(﹣m+4)]2=25,
解得:m=±(舍去负值),
故点Q(,);
②当AC=AQ时,则AQ=AC=5,
在Rt△AMQ中,由勾股定理得:[m﹣(﹣3)]2+(﹣m+4)2=25,解得:m=1或0(舍去0),
故点Q(1,3);
③当CQ=AQ时,则2m2=[m=(﹣3)]2+(﹣m+4)2,解得:m(舍去);
综上,点Q的坐标为(1,3)或(,).
10.如图,抛物线与x轴交于点和点,与y轴交于点C,顶点为D,连接与抛物线的对称轴l交于点E.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点P是第一象限内抛物线上的动点,连接,当时,求点P的坐标;
(3)点N是对称轴l右侧抛物线上的动点,在射线上是否存在点M,使得以点M,N,E为顶点的三角形与相似?若存在,求点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2);(3)在射线上存在点M,使得以点M,N,E为顶点的三角形与相似,点M的坐标为:,或.
【解析】
【分析】
(1)直接将和点代入,解出a,b的值即可得出答案;
(2)先求出点C的坐标及直线BC的解析式,再根据图及题意得出三角形PBC的面积;过点P作PG轴,交轴于点G,交BC于点F,设,根据三角形PBC的面积列关于t的方程,解出t的值,即可得出点P的坐标;
(3)由题意得出三角形BOC为等腰直角三角形,然后分MN=EM,MN=NE,NE=EM三种情况讨论结合图形得出边之间的关系,即可得出答案.
【详解】
(1)抛物线过点和点
抛物线解析式为:
(2)当时,
直线BC解析式为:
过点P作PG轴,交轴于点G,交BC于点F
设
即
(3)
为等腰直角三角形
抛物线的对称轴为
点E的横坐标为3
又点E在直线BC上
点E的纵坐标为5
设
①当MN=EM,,时
解得或(舍去)
此时点M的坐标为
②当ME=EN,时
解得:或(舍去)
此时点M的坐标为
③当MN=EN,时
连接CM,易知当N为C关于对称轴l的对称点时,,
此时四边形CMNE为正方形
解得:(舍去)
此时点M的坐标为
在射线上存在点M,使得以点M,N,E为顶点的三角形与相似,点M的坐标为:,或.
【点睛】
本题是一道综合题,涉及到二次函数的综合、相似三角形的判定及性质、等腰三角形的性质、勾股定理、正方形的性质等知识点,综合性比较强,解答类似题的关键是添加合适的辅助线.
11.已知直线与抛物线(b,c为常数,)的一个交点为,点是x轴正半轴上的动点.
(1)当直线与抛物线(b,c为常数,)的另一个交点为该抛物线的顶点E时,求k,b,c的值及抛物线顶点E的坐标;
(2)在(1)的条件下,设该抛物线与y轴的交点为C,若点Q在抛物线上,且点Q的横坐标为b,当时,求m的值;
(3)点D在抛物线上,且点D的横坐标为,当的最小值多时,求b的值.
【答案】(1)-2,2,-3,;(2)3或7;(3)3
【解析】
【分析】
(1)由题意可知直线经过,因而把代入直线即可求出k的值,然后把代入抛物线得出含b的代数式表达c,再根据直线与抛物线(b,c为常数,)的另一个交点得出抛物线的顶点坐标E,并代入直线,解方程即可求出b的值,代入即可求解;
(2)由(1)可知直线的解析式是,抛物线的解析式为,根据题意使求出C的坐标,使求出Q的坐标,根据已知条件作图,延长EQ交x轴于点B,因为点D在y轴上且在直线上,所以令时求出点D的坐标,看图可知AO是△ACE以CD为底的高,设E到y轴的距离为,是△CED以CD为底的高,因此可以求出,根据求出,设点E和Q所在直线的解析式为,求出点B的坐标,设点Q和点E到x轴的距离分别为,是△EMB以MB为底的高,是△BQM以MB为底的高,再根据求解,即可求出m的值;
(3)将点D的横坐标代入抛物线(b,c为常数,),根据点A的坐标得到含b的代数式表达c,求出点D的纵坐标为,可知点D在第四象限,且在直线的右侧,取点,过点D作直线AN的垂线,垂足为G,DG与x轴相交于点M,过点D作QH⊥x轴于点H,则点H,在Rt△MDH中,可知,由题意可知点,用含b的代数式表示m,因,可得方程,求解即可得出答案.
【详解】
解:(1)∵直线经过,
∴把代入直线,可得,解得;
∵抛物线(b,c为常数,)经过,
∴把代入抛物线,可得,
∵当直线与抛物线(b,c为常数,)的另一个交点为该抛物线的顶点E,
∴顶点的坐标为,把代入直线,
可得,
∴,解得,
∵,∴,∴,
∴顶点的坐标为.
(2)由(1)可知直线的解析式是,抛物线的解析式为,
∵抛物线与y轴的交点为C,
∴令,C的坐标为,
∵点Q在抛物线上,且点Q的横坐标为b,
由(1)可知,∴,
∴Q的坐标为.
延长EQ交x轴于点B,如图1所示,
∵D在y轴上,且在直线上,
∴当时,点D的坐标为,
∵AO是△ACE以CD为底的高,设E到y轴的距离为,是△CED以CD为底的高,
∴,
∴.
设点E和Q所在直线的解析式为,
把点E和点Q代入,解得:,∴该直线的解析式为,
令,求得点B的坐标为.
设点Q和点E到x轴的距离分别为,是△EMB以MB为底的高,是△BQM以MB为底的高,
∴,
解得:或7,.
(3)∵点D在抛物线(b,c为常数,)上,且点D的横坐标为,
∴,
∵在抛物线(b,c为常数,)上,
∴,即,
∴,
可知点D在第四象限,且在直线的右侧.
∵,
∴可取点,
如图2,过点D作直线AN的垂线,垂足为G,DG与x轴相交于点M,
∴,得,
则此时点M满足题意,过点D作QH⊥x轴于点H,则点H,
在Rt△MDH中,可知,
∴,
∵点,
∴,解得:,
∵,
∴,
∴.
【点睛】
本题是二次函数综合题,主要考查了待定系数法求解析式、二次函数的性质、等腰三角形的性质、三角形的面积公式等知识点,解题的关键是学会使用待定系数法求出抛物线的解析式.
12.如图,抛物线交x轴于两点,交y轴于点C.直线经过点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)抛物线的对称轴l与直线相交于点P,连接,判定的形状,并说明理由;
(3)在直线上是否存在点M,使与直线的夹角等于的2倍?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)的为直角三角形,理由见解析;(3)存在使与直线的夹角等于的2倍的点,且坐标为M1(),M2(,).
【解析】
【分析】
(1)先根据直线经过点,即可确定B、C的坐标,然后用带定系数法解答即可;
(2)先求出A、B的坐标结合抛物线的对称性,说明三角形APB为等腰三角形;再结合OB=OC得到∠ABP=45°,进一步说明∠APB=90°,则∠APC=90°即可判定的形状;
(3)作AN⊥BC于N,NH⊥x轴于H,作AC的垂直平分线交BC于M1,AC于E;然后说明△ANB为等腰直角三角形,进而确定N的坐标;再求出AC的解析式,进而确定M1E的解析式;然后联立直线BC和M1E的解析式即可求得M1的坐标;在直线BC上作点M1关于N点的对称点M2,利用中点坐标公式即可确定点M2的坐标
【详解】
解:(1)∵直线经过点
∴当x=0时,可得y=5,即C的坐标为(0,5)
当y=0时,可得x=5,即B的坐标为(5,0)
∴解得
∴该抛物线的解析式为
(2)的为直角三角形,理由如下:
∵解方程=0,则x1=1,x2=5
∴A(1,0),B(5,0)
∵抛物线的对称轴l为x=3
∴△APB为等腰三角形
∵C的坐标为(5,0), B的坐标为(5,0)
∴OB=CO=5,即∠ABP=45°
∴∠ABP=45°,
∴∠APB=180°-45°-45°=90°
∴∠APC=180°-90°=90°
∴的为直角三角形;
(3)如图:作AN⊥BC于N,NH⊥x轴于H,作AC的垂直平分线交BC于M1,AC于E,
∵M1A=M1C,
∴∠ACM1=∠CAM1
∴∠AM1B=2∠ACB
∵△ANB为等腰直角三角形.
∴AH=BH=NH=2
∴N(3,2)
设AC的函数解析式为y=kx+b
∵C(0,5),A(1,0)
∴ 解得b=5,k=-5
∴AC的函数解析式为y=-5x+5
设EM1的函数解析式为y=x+n
∵点E的坐标为()
∴=× +n,解得:n=
∴EM1的函数解析式为y=x+
∵ 解得
∴M1的坐标为();
在直线BC上作点M1关于N点的对称点M2
设M2(a,-a+5)
则有:3=,解得a=
∴-a+5=
∴M2的坐标为(,).
综上,存在使与直线的夹角等于的2倍的点,且坐标为M1(),M2(,).
【点睛】
本题属于二次函数与几何的综合题,主要考查了待定系数法确定函数解析式、等腰直角三角形的判定与性质、一次函数图像、三角形外角等知识,考查知识点较多,综合应用所学知识成为解答本题的关键.
13.如图1所示,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点和点,与轴交于点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图2,将抛物线先向左平移1个单位,再向下平移3个单位,得到抛物线,若抛物线与抛物线相交于点,连接,,.
①求点的坐标;
②判断的形状,并说明理由;
(3)在(2)的条件下,抛物线上是否存在点,使得为等腰直角三角形,若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)①点的坐标;②是等腰直角三角形,理由见解析;(3)或.
【解析】
【分析】
(1)将点代入即可得;
(2)①先根据二次函数的平移规律得出抛物线的表达式,再联立两条抛物线的表达式求解即可得;
②先根据抛物线的表达式求出点B、C的坐标,再利用两点之间的距离公式分别求出BC、BD、CD的长,然后根据勾股定理的逆定理、等腰三角形的定义即可得;
(3)设点P的坐标为,根据等腰直角三角形的定义分三种情况:①当时,先根据等腰直角三角形的性质、线段中点的点坐标求出点P的坐标,再代入抛物线的表达式,检验点P是否在抛物线的表达式上即可;②当时,先根据平行四边形的判定得出四边形BCDP是平行四边形,再根据点C至点B的平移方式与点D至点P的平移方式相同可求出点P的坐标,然后代入抛物线的表达式,检验点P是否在抛物线的表达式上即可;③当时,先根据等腰直角三角形的性质得出点P在在线段BD的垂直平分线上,再利用待定系数法求出BD的垂直平分线上所在直线的解析式,然后根据两点之间的距离公式和可求出点P的坐标,最后代入抛物线的表达式,检验点P是否在抛物线的表达式上即可.
【详解】
(1)将点代入抛物线的表达式得:
解得
则抛物线的表达式为
故抛物线的表达式为;
(2)①由二次函数的平移规律得:抛物线的表达式为
即
联立,解得
则点的坐标为;
②对于
当时,,解得或
则点B的坐标为
当时,,则点C的坐标为
由两点之间的距离公式得:
则,
故是等腰直角三角形;
(3)抛物线的表达式为
设点P的坐标为
由题意,分以下三种情况:
①当时,为等腰直角三角形
是等腰直角三角形,,
点D是CP的中点
则,解得
即点P的坐标为
对于抛物线的表达式
当时,
即点在抛物线上,符合题意
②当时,为等腰直角三角形
,
,
四边形BCDP是平行四边形
点C至点B的平移方式与点D至点P的平移方式相同
点C至点B的平移方式为先向下平移4个单位长度,再向右平移2个单位长度
即点P的坐标为
对于抛物线的表达式
当时,
即点在抛物线上,符合题意
③当时,为等腰直角三角形
则点P在线段BD的垂直平分线上
设直线BD的解析式
将点代入得:,解得
则直线BD的解析式
设BD的垂线平分线所在直线的解析式为
点的中点的坐标为,即
将点代入得:,解得
则BD的垂线平分线所在直线的解析式为
因此有,即点P的坐标为
由两点之间的距离公式得:
又,为等腰直角三角形
则
解得或
当时,,即点P的坐标为
当时,,即点P的坐标为
对于抛物线的表达式
当时,
即点不在抛物线上,不符合题意,舍去
当时,
即点不在抛物线上,不符合题意,舍去
综上,符合条件的点P的坐标为或.
【点睛】
本题考查了利用待定系数法求二次函数的解析式、二次函数图象的平移,点坐标的平移、等腰直角三角形的判定与性质等知识点,较难的是题(3),正确分三种情况,结合等腰直角三角形的性质是解题关键.
14.如图,抛物线 SKIPIF 1 < 0 交x轴于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点,与y轴交于点C,AC,BC.M为线段OB上的一个动点,过点M作 SKIPIF 1 < 0 轴,交抛物线于点P,交BC于点Q.
(1)求抛物线的表达式;
(2)过点P作 SKIPIF 1 < 0 ,垂足为点N.设M点的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,请用含m的代数式表示线段PN的长,并求出当m为何值时PN有最大值,最大值是多少?
(3)试探究点M在运动过程中,是否存在这样的点Q,使得以A,C,Q为顶点的三角形是等腰三角形.若存在,请求出此时点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时,PN有最大值,最大值为 SKIPIF 1 < 0 . (3)满足条件的点Q有两个,坐标分别为: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
【解析】
【分析】
(1)将点A、B的坐标代入解析式中求解即可;
(2)由(1)求得点C坐标,利用待定系数法求得直线BC的解析式,然后用m表示出PN,再利用二次函数的性质即可求解;
(3)分三种情况:①AC=CQ;②AC=AQ;③CQ=AQ,分别求解即可.
【详解】
解:(1)将 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,解之,得 SKIPIF 1 < 0 .
所以,抛物线的表达式为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 .
将点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,解之,得 SKIPIF 1 < 0 .
所以,直线BC的表达式为: SKIPIF 1 < 0 .
由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
∴ SKIPIF 1 < 0
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 .
∴ SKIPIF 1 < 0 .
∴ SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 .
∵ SKIPIF 1 < 0
∴当 SKIPIF 1 < 0 时,PN有最大值,最大值为 SKIPIF 1 < 0 .
(3)存在,理由如下:由点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,知 SKIPIF 1 < 0 .
①当 SKIPIF 1 < 0 时,过Q作 SKIPIF 1 < 0 轴于点E,易得 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 (舍)
此时,点 SKIPIF 1 < 0 ;
②当 SKIPIF 1 < 0 时,则 SKIPIF 1 < 0 .
在 SKIPIF 1 < 0 中,由勾股定理,得 SKIPIF 1 < 0 .
解之,得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (舍)
此时,点 SKIPIF 1 < 0 ;
③当 SKIPIF 1 < 0 时,
由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 (舍).
综上知所述,可知满足条件的点Q有两个,坐标分别为: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】
本题是一道二次函数与几何图形的综合题,解答的关键是认真审题,找出相关条件,运用待定系数法、数形结合法等解题方法确定解题思路,对相关信息进行推理、探究、发现和计算.
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