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人教版九年级上册期中压轴题专项突破训练 含答案
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人教版九年级上册期中压轴题专项突破训练
1.已知关于x的方程mx2﹣(3m﹣1)x+2m﹣2=0.
(1)求证:无论m取任何实数时,方程恒有实数根;
(2)若关于x的二次函数y=mx2﹣(3m﹣1)x+2m﹣2的图象与x轴两交点间的距离为2时,求抛物线的解析式;
(3)在直角坐标系xOy中,画出(2)中的函数图象,结合图象回答问题:当直线y=x+b与(2)中的函数图象只有两个交点时,求b的取值范围.
2.抛物线y=mx2﹣8mx+12m(m>0)与x轴交于A、B两点(A在B的左侧),与y轴交于点C,过点C作CD⊥AC交x轴于点D,且点D的坐标为(﹣6,0).
(1)求m的值.
(2)抛物线的对称轴上是否存在点E,使得△EAC的周长最小?若存在,求出E的坐标.
(3)若点P是x轴上一个动点,过P点作射线PQ∥AC交抛物线于点Q,在抛物线上是否存在这样的点Q,使以A、P、Q、C为顶点的四边形为平行四边形?若存在请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
3.如图,在边长为2的正方形ABCD中,P为AB的中点,Q为边CD上一动点,设DQ=t(0≤t≤2),线段PQ的垂直平分线分别交边AD、BC于点M、N,过Q作QE⊥AB于点E,过M作MF⊥BC于点F.
(1)当t≠1时,求证:△PEQ≌△NFM;
(2)顺次连接P、M、Q、N,设四边形PMQN的面积为S,求出S与自变量t之间的函数关系式,并求S的最小值.
4.如图,抛物线y=﹣x2﹣2x+3与x轴相交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,点D为该抛物线的顶点.
(1)如图1,点P是直线AC上方的抛物线上一动点,过点P作PE∥y轴,交直线AC于点E.当线段PE长取得最大值时,在直线AC上找一点Q,使得△PQD周长最小,求出这个最小周长;
(2)把抛物线沿直线AC平移,抛物线上两点A、D平移后的对应点分别是A′、D′,在平面内是否存在一点M,使得以点A′、D′、M、B为顶点的四边形为菱形?若存在,直接写出M点的坐标;若不存在,请说明理由.
5.已知等腰Rt△ABC和等腰Rt△EDF,其中D、G分别为斜边AB、EF的中点,连CE,又M为BC中点,N为CE的中点,连MN、MG
(1)如图1,当DE恰好过M点时,求证:∠NMG=45°,且MG=MN;
(2)如图2,当等腰Rt△EDF绕D点旋转一定的度数时,第(1)问中的结论是否仍成立,并证明;
(3)如图3,连BF,已知P为BF的中点,连CF与PN,若CF=6,直接写出= .
6.已知二次函数y=﹣x2+(m﹣2)x+3(m+1)与x轴交于AB两点(A在B左侧),与y轴正半轴交于点C.
(1)当m≠﹣4时,说明这个二次函数的图象与x轴必有两个交点;
(2)若OA•OB=6,求点C的坐标;
(3)在(2)的条件下,在x轴下方的抛物线上找一点P,使S△PAC的面积为15,求P点的坐标.
7.如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,抛物线的对称轴交x轴于点D,已知A(﹣1,0),C(0,2).
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使△PCD是以CD为腰的等腰三角形?如果存在,请直接写出P点的坐标;如果不存在,请说明理由.
(3)点E是线段BC上的一个动点,过点E作x轴的垂线与抛物线相交于点F,当点E运动到什么位置时,△CBF的面积最大?请求出△CBF的最大面积及此时E点的坐标.
8.如图①,△ABC,△CDE都是等边三角形.
(1)写出AE与BD的大小关系;
(2)若把△CDE绕点C逆时针旋转到图②的位置时,上述(1)的结论仍成立吗?请说明理由.
(3)△ABC的边长为5,△CDE的边长为2,把△CDE绕点C逆时针旋转一周后回到图①位置,求出线段AE长的最大值和最小值.
9.如图,△ABC中,∠C=90°,BC=6cm,AC=8cm,点P从点A开始沿AC向点C以2厘米/秒的速度运动;与此同时,点Q从点C开始沿CB边向点B以1厘米/秒的速度运动;如果P、Q分别从A、C同时出发,当其中一点到达终点时,另一点也随之停止运动.
(1)经过几秒,△CPQ的面积等于3cm2?
(2)在整个运动过程中,是否存在某一时刻t,使PQ恰好平分△ABC的面积?若存在,求出运动时间t;若不存在,请说明理由.
(3)是否存在某一时刻,PQ长为,如果存在,求出运动时间t.
10.如图①,已知点D在线段AB上,在△ABC和△ADE中,AB=BC,AD=DE,∠ABC=∠ADE=90°,M为EC的中点.
(1)连接DM并延长交BC于N,求证:CN=AD;
(2)直接写出线段BM与DM的关系: ;
(3)将△ADE绕点A逆时针旋转,使点E在线段CA的延长线上(如图②所示位置),则(2)中的结论是否仍成立?若成立,请证明;若不成立,请说明理由.
11.探究:如图1和图2,四边形ABCD中,已知AB=AD,∠BAD=90°,点E、F分别在BC、CD上,∠EAF=45°.
(1)①如图1,若∠B、∠ADC都是直角,把△ABE绕点A逆时针旋转90°至△ADG,使AB与AD重合,直接写出线段BE、DF和EF之间的数量关系;
②如图2,若∠B、∠D都不是直角,则当∠B与∠D满足 关系时,线段BE、DF和EF之间依然有①中的结论存在,请你写出该结论的证明过程;
(2)拓展:如图3,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=2,点D、E均在边BC上,且∠DAE=45°,若BD=1,求DE的长.
12.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c的图象与x轴交于A(2,0),B(﹣8,0)两点,与y轴交于点C(0,﹣8).
(1)求抛物线的解析式;
(2)点F是直线BC下方抛物线上的一点,当△BCF的面积最大时,求出点F的坐标;
(3)在(2)的条件下,是否存在这样的点Q(0,m),使得△BFQ为等腰三角形?如果有,请直接写出点Q的坐标;如果没有,请说明理由.
13.如图1,已知一次函数y=x+3的图象与x轴、y轴分别交于A、B两点,抛物线y=﹣x2+bx+c过A、B两点,且与x轴交于另一点C.
(1)求b、c的值;
(2)如图1,点D为AC的中点,点E在线段BD上,且BE=2ED,连接CE并延长交抛物线于点M,求点M的坐标;
(3)将直线AB绕点A按逆时针方向旋转15°后交y轴于点G,连接CG,如图2,P为△ACG内一点,连接PA、PC、PG,分别以AP、AG为边,在他们的左侧作等边△APR,等边△AGQ,连接QR
①求证:PG=RQ;
②求PA+PC+PG的最小值,并求出当PA+PC+PG取得最小值时点P的坐标.
14.若点P为△ABC所在平面上一点,且∠APB=∠BPC=∠CPA=120°,则点P叫做△ABC的费马点.当三角形的最大角小于120°时,可以证明费马点就是“到三角形的三个顶点的距离之和最小的点“.即PA+PB+PC最小.
(1)如图1,向△ABC外作等边三角形△ABD,△AEC.连接BE,DC相交于点P,连接AP.
①证明:点P就是△ABC费马点;
②证明:PA+PB+PC=BE=DC;
(2)如图2,在△MNG中,MN=4,∠M=75°,MG=3.点O是△MNG内一点,则点O到△MNG三个顶点的距离和的最小值是 .
15.如图1,在Rt△ABC中,∠A=90°,AB=AC,点D,E分别在边AB,AC上,AD=AE,连接DC,点M,P,N分别为DE,DC,BC的中点.
(1)观察猜想:图1中,线段PM与PN的数量关系是 ,位置关系是 ;
(2)探究证明:把△ADE绕点A逆时针方向旋转到图2的位置,连接MN,BD,CE,判断△PMN的形状,并说明理由;
(3)拓展延伸:把△ADE绕点A在平面内自由旋转,若AD=4,AB=10,请直接写出△PMN面积的最大值.
16.如图,已知顶点为C(0,﹣3)的抛物线D1:y=ax2+b(a≠0)与x轴交于A,B两点,直线L:y=x+m过顶点C和点B.
(1)求抛物线D1:y=ax2+b(a≠0)的解析式;
(2)点D(0,),在x轴上任取一点Q(x,0),连接DQ,作线段DQ的垂直平分线l1,过点Q作x轴的垂线,记l2,l2的交点为P(x,y),在x轴上多次改变点Q的位置,相应的点P也在坐标系中形成了曲线路径D2,写出点P(x,y)的路径D2所满足的关系式(即x,y所满足的关系式),能否通过平移、轴对称或旋转变换,由抛物线D1得到曲线D2?请说明理由.
(3)抛物线D1上是否存在点M,使得∠MCB=15°?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
17.抛物线y=x2+bx+c过点A(4,5)、C(0,﹣3),其顶点为B.
(1)求抛物线的解析式;
(2)P在抛物线上,若∠BAP=45°,求P点坐标.
(3)过A作x轴的垂线,垂足为H,过D(0,3)作直线,交抛物线于E、F,若E、F到AH的距离之和为7,求直线EF的解析式.
18.如图1,已知抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和点B(﹣3,0),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)设抛物线的对称轴与x轴交于点M,问在对称轴上是否存在点P,使△CMP为等腰三角形?若存在,请直接写出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,若点E为第二象限抛物线上一动点,连接BE、CE,求四边形BOCE面积的最大值,并求此时E点的坐标.
参考答案
1.解:(1)分两种情况讨论.
①当m=0时,方程为x﹣2=0,x=2.
∴m=0时,方程有实数根.
②当m≠0时,则一元二次方程的根的判别式
△=[﹣(3m﹣1)]2﹣4m(2m﹣2)
=9m2﹣6m+1﹣8m2+8m=m2+2m+1
=(m+1)2≥0,
∴m≠0时,方程有实数根.
故无论m取任何实数时,方程恒有实数根.
综合①②可知,m取任何实数,方程mx2﹣(3m﹣1)x+2m﹣2=0恒有实数根;
(2)设x1,x2为抛物线y=mx2﹣(3m﹣1)x+2m﹣2与x轴交点的横坐标,
则x1+x2=,x1x2=.
由|x1﹣x2|=
=
=
=
=||.
由|x1﹣x2|=2,得||=2,
∴=2或=﹣2.
∴m=1或m=﹣.
∴所求抛物线的解析式为y1=x2﹣2x,
y2=﹣(x﹣2)(x﹣4).
(3)其图象如右图所示:
在(2)的条件下y=x+b与抛物线y1,y2组成的图象只有两个交点,结合图象求b的取值范围.
,
当y1=y时,得x2﹣3x﹣b=0,有△=9+4b=0得b=﹣.
同理,△=9﹣4(8+3b)=0,得b=﹣.
观察图象可知,
当b<﹣或b>﹣时直线y=x+b与(2)中的图象只有两个交点;
由,
当y1=y2时,有x=2或x=1.
当x=1时,y=﹣1.
所以过两抛物线交点(1,﹣1),(2,0)的直线为y=x﹣2.
综上所述可知:b<﹣或b>﹣或b=﹣2时,直线y=x+b与(2)中图象只有两个交点.
2.解:(1)y=mx2﹣8mx+12m,令x=0,则y=12m,令y=0,则x=2或6,
故点A、B、C的坐标分别为:(2,0)、(6,0)、(0,12m),
故OA=2,OB=6,OC=12m,
如图,∵CD⊥AC,
∴∠DCO+∠ACO=90°,而∠ACO+∠CAO=90°,
∴∠CAO=∠DCO,即,解得:m=(舍去负值),
故m=;
(2)由(1)知,m=,则抛物线的表达式为y=x2﹣x+2,
则函数的对称性为x=4,
作点C关于函数对称轴的对称点C′(8,2),连接A、C′交函数的对称轴于点E,则点E为所求点,
点C、C′关于函数的对称轴对称,则CE=C′E,
△EAC的周长=AC+AE+EC=AC+AE+C′E=AC+AC′为最小值,
设直线AC′的表达为y=kx+b,则,解得,
故直线AC′的表达式为y=x﹣,
当x=4时,y=x﹣=,
故点E(4,);
(3)存在,理由:
当以A、P、Q、C为顶点的四边形为平行四边形时,
则PQ∥DC且PQ=DC,则点Q的纵坐标的绝对值等OC,即|yQ|=|yC|=2,
则y=x2﹣x+2=±2,
解得:x=8(不合题意的值已舍去),
故点Q的坐标为(8,2).
3.(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴∠A=∠B=∠D=90°,AD=AB,
∵QE⊥AB,MF⊥BC,
∴∠AEQ=∠MFB=90°,
∴四边形ABFM、AEQD都是矩形,
∴MF=AB,QE=AD,MF⊥QE,
又∵PQ⊥MN,
∴∠1+∠EQP=90°,∠2+∠FMN=90°,
∵∠1=∠2,
∴∠EQP=∠FMN,
又∵∠QEP=∠MFN=90°,
∴△PEQ≌△NFM;
(2)解:分为两种情况:①当E在AP上时,
∵点P是边AB的中点,AB=2,DQ=AE=t,
∴PA=1,PE=1﹣t,QE=2,
由勾股定理,得PQ==,
∵△PEQ≌△NFM,
∴MN=PQ=,
又∵PQ⊥MN,
∴S===t2﹣t+,
∵0≤t≤2,
∴当t=1时,S最小值=2.
②当E在BP上时,
∵点P是边AB的中点,AB=2,DQ=AE=t,
∴PA=1,PE=t﹣1,QE=2,
由勾股定理,得PQ==,
∵△PEQ≌△NFM,
∴MN=PQ=,
又∵PQ⊥MN,
∴S==[(t﹣1)2+4]=t2﹣t+,
∵0≤t≤2,
∴当t=1时,S最小值=2.
综上:S=t2﹣t+,S的最小值为2.
4.解:(1)抛物线y=﹣x2﹣2x+3与x轴相交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,点D为该抛物线的顶点,
则点A、B、C、D的坐标分别为:(﹣3,0)、(1,0)、(0,3)、(﹣1,4);
由点A、C的坐标得直线AC的表达式为:y=x+3,
设点P(x,﹣x2﹣2x+3),则点E(x,x+3),
则PE=(﹣x2﹣2x+3)﹣(x+3)=﹣x2﹣3x,
当x=﹣时,PE最大,此时点P(﹣,),
作点P关于直线AC的对称点P′,连接PP′交AC于点Q,则点Q为所求,
直线AC的倾斜角为45°,则EP′∥x轴,点E(﹣,),则点P′(,),
△PQD周长最小值=PD+P′D=;
(2)设点M(a,b),而点A(﹣3,0)、点D(﹣1,4),点B(1,0),
设抛物线向右平移了m个单位,则向上平移了m个单位,
则点A′、D′的坐标分别为:(﹣3+m,m)、(﹣1+m,4+m);
①当A′D′是边时,
点A′向右平移2个单位、向上平移4个单位得到D′,
则点B(M)向右平移2个单位、向上平移4个单位得到M(B),
即1±2=a,0±4=b,
故点M的坐标为:(3,4)或(﹣1,﹣4);
②当A′D′是对角线时,
则由中点公式得:﹣4+2m=a+1,4+2m=b且A′B=BD′,
即(m﹣4)2+m2=(m﹣2)2+(m+4)2,解得:m=﹣,
故点M(﹣,);
综上,点M的坐标为:(3,4)或(﹣1,﹣4)或(﹣,).
5.解:(1)连接CF、NG,如图,
∴D、C、G三点共线,
∴CE=CF,DE⊥BC,
∵MN是直角三角形CME斜边上的中线,
∴MN=CE,
又∵NG是三角形CEF的中位线,
∴NG=CF,
∴NG=NM;
∴MCGE四点共圆,又∠MEG=45°,
∴∠MNG=90,即三角形MNG为等腰直角三角形,
∴∠NMG=∠NGM=45,MG=MN.
(2)连接CF,CD,BE,NG,如图,
∵△ABC是等腰直角三角形,CD是底边中线,
∴CD⊥AB,∠ADC=90°,又∠EDF=90°,∠BDE=∠CDF,
在△BDE和△CDF中,,
∴△BDE≌△CDF(SAS),
∴BE=CF,∠BED=∠DFC,
∵在△CBE中,MN是中线,
∴∠MNC=∠BEC,MN=BE,
延长EC交DF于P,
∵在△ECF中,GN是中线,
∴GN=CF,∠CNG=∠PCF,
∴∠MNC+∠CNG=∠BEC+∠PCF,
=(∠BED+∠DEP)+(∠DPE﹣∠PFC),
=∠DFC+∠DEP+∠DPE﹣∠DFC,
=∠DEP+∠DPE,
∵Rt△EDF中,∠EDF=90°,
∴∠DEP+∠DPE=180°﹣90°=90°,
∴∠MNG=90°,
∴△MNG是直角三角形,
又∵BE=CF,
∴MN=NG,
∴△MNG是等腰直角三角形,
∴∠NMG=∠NGM=45°,MG=MN;
(3).
6.解:(1)∵m≠﹣4,
∴△=(m﹣2)2﹣4×(﹣1)×3(m+1)=(m+4)2>0,
∴当m≠﹣4时,说明这个二次函数的图象与x轴必有两个交点;
(2)令y=﹣x2+(m﹣2)x+3(m+1)=0,
解得x1=m+1,x2=﹣3,
∵二次函数y=﹣x2+(m﹣2)x+3(m+1)与x轴交于AB两点(A在B左侧),与y轴正半轴交于点C,
∴A(﹣3,0),B(m+1,0),m+1>0,
∵OA•OB=6,
∴3(m+1)=6,
解得m=1,
∴二次函数y=﹣x2﹣x+6,
当x=0时,y=6,
∴点C的坐标为(0,6);
(3)设P点的坐标为(a,﹣a2﹣a+6),
P在y轴左边,则
(3﹣a)(a2+a﹣6)+×3×6﹣(﹣a)(a2+a﹣6+6)=15,
解得a=﹣5,a=2(舍去).
P在y轴右边,则
(a+a+3)×6+(a+3)(a2+a﹣6)﹣a(a2+a﹣6+6)=15,
解得a=﹣5(舍去),a=2(舍去).
故P点的坐标为(﹣5,﹣14).
7.解:
(1)∵A(﹣1,0),C(0,2)在抛物线y=x2+bx+c上,
∴,解得,
∴抛物线解析式为y=﹣x2+x+2;
(2)∵y=﹣x2+x+2=﹣(x﹣)2+,
∴抛物线对称轴为直线x=,
∴D(,0),且C(0,2),
∴CD==,
∵点P在对称轴上,
∴可设P(,t),
∴PD=|t|,PC=,
当PD=CD时,则有|t|=,解得t=±,此时P点坐标为(,)或(,﹣);
当PC=CD时,则有=,解得t=0(与D重合,舍去)或t=4,此时P点坐标为(,4);
综上可知存在满足条件的点P,其坐标为(,)或(,﹣)或(,4);
(3)当y=0时,即﹣x2+x+2=0,解得x=﹣1或x=4,
∴A(﹣1,0),B(4,0),
设直线BC解析式为y=kx+s,由题意可得,解得,
∴直线BC解析式为y=﹣x+2,
∵点E是线段BC上的一个动点,
∴可设E(m,﹣m+2),则F(m,﹣m2+m+2),
∴EF=﹣m2+m+2﹣(﹣m+2)=﹣m2+2m=﹣(m﹣2)2+2,
∴S△CBF=×4•EF=2[=﹣(m﹣2)2+2]=﹣(m﹣2)2+4,
∵﹣1<0,
∴当m=2时,S△CBF有最大值,最大值为4,
此时﹣x+2=1,
∴E(2,1),即E为BC的中点,
∴当E运动到BC的中点时,△CBF的面积最大,最大面积为4,此时E点坐标为(2,1).
8.解:(1)AE=BD,理由:
∵△ABC,△CDE都是等边三角形,
∴AC=BC,CE=CD,∠ACB=∠DCE=60°,
∴△ACE≌△BCD(SAS),
∴AE=BD;
(2)AE=BD,理由:
∵△ABC,△CDE都是等边三角形,
∴AC=BC,CE=CD,∠ACB=∠DCE=60°,
∴∠ACB+∠BCE=∠DCE+∠BCE,
∴∠ACE=∠BCD,
∴△ACE≌△BCD(SAS),
∴AE=BD;
(3)∵△ABC的边长为5,△CDE的边长为2,
∴AC=5,CE=2,
在△ACE中,AC+CE>AE,
∴当点E在AC的延长线上时,AE达到最大,最大值为AE=AC+CE=5+2=7,
在△ACE中,AC﹣CE<AE,∴当点E在线段AC上时,AE达到最小AE=AC﹣CE=5﹣2=3,
即:线段AE长的最大值为7,最小值3.
9.解:(1)设经过x秒,△CPQ的面积等于3cm2,
由题意得,x(8﹣2x)=3,
化简得x2﹣4x+3=0,
解得x1=1,x2=3,
答:经过1秒或3秒,△CPQ的面积等于3cm2?
(2)设存在某一时刻t,使PQ恰好平分△ABC的面积,
则t(8﹣2t)=××6×8,
化简得,t2﹣4t+12=0,
b2﹣4ac=16﹣48=﹣32<0,
故方程无实数根,即不存在满足条件的t;
(3)由题意得,(8﹣2t)2+t2=()2,
整理得,5t2﹣32t+35=0,
解得,t1=5(不合题意,舍去),t2=1.4,
答:运动时间为1.4秒时,PQ长为.
10.(1)解:CN=AD,理由如下:如图①,
∵AB=BC,AD=DE,∠ABC=∠ADE=90°,
∴∠EAD=∠AED=45°,∠BAC=∠BCA=45°,
∵M为EC的中点,
∴EM=CM,
∵∠EDA=∠ABC=90°,
∴DE∥BC,
∴∠DEM=∠MCB,
在△EMD和△CMN中,
,
∴△EMD≌△CMN(ASA),
∴CN=DE,
∵AD=DE,
∴CN=AD;
(2)BM⊥DM,BM=DM,
理由如下:由(1)得:△EMD≌△CMN,
∴CN=AD,DM=MN,
∵BA=BC,
∴BD=BN,
∴△DBN是等腰直角三角形,且BM是底边的中线,
∴BM⊥DM,BM=DM;
故答案为:BM⊥DM,BM=DM;
(3)BM⊥DM,BM=DM仍然成立,
理由如下:
如图2,作CN∥DE交DM的延长线于N,连接BN,
∴∠E=∠MCN=45°,
在△EMD与△CMN中,
,
∴△EMD≌△CMN(ASA),
∴CN=DE=DA,MN=MD,
又∵∠DAB=180°﹣∠DAE﹣∠BAC=90°,
∠BCN=∠BCM+∠NCM=45°+45°=90°,
∴∠DAB=∠BCN,
在△DBA和△NBC中,
,
∴△DBA≌△NBC(SAS),
∴∠DBA=∠NBC,DB=BN,
∴∠DBN=∠ABC=90°,
∴△DBN是等腰直角三角形,且BM是底边的中线,
∴BM⊥DM,BM=DM.
11.解:(1)①如图1,
∵把△ABE绕点A逆时针旋转90°至△ADG,使AB与AD重合,
∴AE=AG,∠BAE=∠DAG,BE=DG,∠B=∠ADG=90°,
∵∠ADC=90°,
∴∠ADC+∠ADG=90°
∴F、D、G共线,
∵∠BAD=90°,∠EAF=45°,
∴∠BAE+∠DAF=45°,
∴∠DAG+∠DAF=45°,
即∠EAF=∠GAF=45°,
在△EAF和△GAF中,
∵
∴△EAF≌△GAF(SAS),
∴EF=GF,
∵BE=DG,
∴EF=GF=DF+DG=BE+DF;
②解:∠B+∠D=180°,
理由是:
如图2,把△ABE绕A点旋转到△ADG,使AB和AD重合,
则AE=AG,∠B=∠ADG,∠BAE=∠DAG,
∵∠B+∠ADC=180°,
∴∠ADC+∠ADG=180°,
∴C、D、G在一条直线上,
与①同理得,∠EAF=∠GAF=45°,
在△EAF和△GAF中
∴△EAF≌△GAF(SAS),
∴EF=GF,
∵BE=DG,
∴EF=GF=BE+DF;
故答案为:∠B+∠D=180°;
(2)解:∵△ABC中,AB=AC=2,∠BAC=90°,
∴∠ABC=∠C=45°,
由勾股定理得:BC==4,
如图3,把△AEC绕A点旋转到△AFB,使AB和AC重合,连接DF.
则AF=AE,∠FBA=∠C=45°,∠BAF=∠CAE,
∵∠DAE=45°,
∴∠FAD=∠FAB+∠BAD=∠CAE+∠BAD=∠BAC﹣∠DAE=90°﹣45°=45°,
∴∠FAD=∠DAE=45°,
在△FAD和△EAD中
∴△FAD≌△EAD(SAS),
∴DF=DE,
设DE=x,则DF=x,
∵BC=4,
∴BF=CE=4﹣1﹣x=3﹣x,
∵∠FBA=45°,∠ABC=45°,
∴∠FBD=90°,
由勾股定理得:DF2=BF2+BD2,
x2=(3﹣x)2+12,
解得:x=,
即DE=.
12.解:(1)将A(2,0),B(﹣8,0)C(0,﹣8)代入函数y=ax2+bx+c,
得,,
解得,,
∴抛物线解析式为y=x2+3x﹣8;
(2)如图1中,作FN∥y轴交BC于N,
将B(﹣8,0)代入y=kx﹣8,
得,k=﹣1,
∴yBC=﹣x﹣8,
设F(m,m2+3m﹣8),则N(m,﹣m﹣8),
∴S△FBC=S△FNB+S△FNC
=FN×8
=4FN
=4[(﹣m﹣8)﹣(m2+3m﹣8)]
=﹣2m2﹣16m
=﹣2(m+4)2+32,
∴当m=﹣4时,△FBC的面积有最大值,
此时F(﹣4,﹣12),
∴点F的坐标是F(﹣4,﹣12);
(3)存在点Q(0,m),使得△BFQ为等腰三角形,理由如下:
①如图2﹣1,当BQ=BF时,
由题意可列,82+m2=(8﹣4)2+122,
解得,m1=4,m2=﹣4,
∴Q1(0,4),Q2(0,﹣4);
②如图2﹣2,当QB=QF时,
由题意可列,82+m2=(m+12)2+42,
解题,m=﹣4,
∴Q3(0,﹣4);
③如图2﹣3,当FB=FQ时,
由题意可列,(8﹣4)2+122=(m+12)2+42,
解得,m1=0,m2=﹣24,
∴Q4(0,0),Q5(0,﹣24);
设直线BF的解析式为y=kx+b,
将B(﹣8,0),F(﹣4,﹣12)代入,
得,
解得,k=﹣3,b=﹣24,
∴yBF=﹣3x﹣24,
当x=0时,y=﹣24,
∴点B,F,Q重合,故Q5舍去,
∴点Q有坐标为(0,4)或(0,﹣4)或(0,﹣4)或(0,0).
13.解:(1)∵一次函数y=x+3的图象与x轴、y轴分别交于A、B两点,
∴A(﹣3,0),B(0,3),
∵抛物线y=﹣x2+bx+c过A、B两点,
∴解得,
∴b=﹣2,c=3.
(2),对于抛物线y=﹣x2﹣2x+3,令y=0,则﹣x2﹣2x+3=0,解得x=﹣3或1,
∴点C坐标(1,0),
∵AD=DC=2,
∴点D坐标(﹣1,0),
∵BE=2ED,
∴点E坐标(﹣,1),
设直线CE为y=kx+b,把E、C代入得到解得,
∴直线CE为y=﹣x+,
由解得或,
∴点M坐标(﹣,).
(3)①∵△AGQ,△APR是等边三角形,
∴AP=AR,AQ=AG,∠QAC=∠RAP=60°,
∴∠QAR=∠GAP,
在△QAR和△GAP中,
,
∴△QAR≌△GAP,
∴QR=PG.
②如图3中,∵PA+PG+PC=QR+PR+PC=QC,
∴当Q、R、P、C共线时,PA+PG+PC最小,
作QN⊥OA于N,AM⊥QC于M,PK⊥OA于K.
∵∠GAO=60°,AO=3,
∴AG=QG=AQ=6,∠AGO=30°,
∵∠QGA=60°,
∴∠QGO=90°,
∴点Q坐标(﹣6,3),
在RT△QCN中,QN=3,CN=7,∠QNC=90°,
∴QC==2,
∴AM=,
∵△APR是等边三角形,
∴∠APM=60°,∵PM=PR,
∴AP=,PM=RM=
∴MC==,
∴PC=CM﹣PM=,
∵==,
∴CK=,PK=,
∴OK=CK﹣CO=,
∴点P坐标(﹣,).
∴PA+PC+PG的最小值为2,此时点P的坐标(﹣,).
14.(1)证明:①如图1﹣1中,作AM⊥CD于M,AN⊥BE于N设AB交 CD于O.
∵△ADB,△ACE都是等边三角形,
∴AD=AB,AC=AE,∠DAB=∠CAE=60°,
∴∠DAC=∠BAE,
∴△ADC≌△ABE(SAS),
∴CD=BE,S△DAC=S△ABE,∠ADC=∠ABE,
∵AM⊥CD,AN⊥BE,
∴•CD•AM=•BE•AN,
∴AM=AN,
∴∠APM=∠APN,
∵∠AOD=∠POB,
∴∠OPB=∠DAO=60°,
∴∠APN=∠APM=60°,
∴∠APC=∠BPC=∠APC=120°,
∴点P是就是△ABC费马点.
②在线段PDA上取一点T,使得PA=PT,连接AT.
∵∠APT=60°,PT=PA,
∴△APT是等边三角形,
∴∠PAT=60°,AT=AP,
∵∠DAB=∠TAP=60°,
∴∠DAT=∠BAP,∵AD=AB,
∴△DAT≌△BAP(SAS),
∴PB=DT,
∴PD=DT+PT=PA+PB,
∴PA+PB+PC=PD+PC=CD=BE.
(2)解:如图2:以MG为边作等边三角形△MGD,以OM为边作等边△OME.连接ND,作DF⊥NM,交NM的延长线于F.
∵△MGD和△OME是等边三角形
∴OE=OM=ME,∠DMG=∠OME=60°,MG=MD,
∴∠GMO=∠DME
在△GMO和△DME中,
,
∴△GMO≌△DME(SAS),
∴OG=DE
∴NO+GO+MO=DE+OE+NO
∴当D、E、O、M四点共线时,NO+GO+MO值最小,
∵∠NMG=75°,∠GMD=60°,
∴∠NMD=135°,
∴∠DMF=45°,
∵MG=3
∴MF=DF=,
∴NF=MN+MF=4+=,
∴ND===,
∴MO+NO+GO最小值为,
故答案为,
15.解:(1)∵点P,N是BC,CD的中点,
∴PN∥BD,PN=BD,
∵点P,M是CD,DE的中点,
∴PM∥CE,PM=CE,
∵AB=AC,AD=AE,
∴BD=CE,
∴PM=PN,
∵PN∥BD,
∴∠DPN=∠ADC,
∵PM∥CE,
∴∠DPM=∠DCA,
∵∠BAC=90°,
∴∠ADC+∠ACD=90°,
∴∠MPN=∠DPM+∠DPN=∠DCA+∠ADC=90°,
∴PM⊥PN,
故答案为:PM=PN,PM⊥PN,
(2)由旋转知,∠BAD=∠CAE,
∵AB=AC,AD=AE,
∴△ABD≌△ACE(SAS),
∴∠ABD=∠ACE,BD=CE,
同(1)的方法,利用三角形的中位线得,PN=BD,PM=CE,
∴PM=PN,
∴△PMN是等腰三角形,
同(1)的方法得,PM∥CE,
∴∠DPM=∠DCE,
同(1)的方法得,PN∥BD,
∴∠PNC=∠DBC,
∵∠DPN=∠DCB+∠PNC=∠DCB+∠DBC,
∴∠MPN=∠DPM+∠DPN=∠DCE+∠DCB+∠DBC
=∠BCE+∠DBC=∠ACB+∠ACE+∠DBC
=∠ACB+∠ABD+∠DBC=∠ACB+∠ABC,
∵∠BAC=90°,
∴∠ACB+∠ABC=90°,
∴∠MPN=90°,
∴△PMN是等腰直角三角形,
(3)方法1、如图2,同(2)的方法得,△PMN是等腰直角三角形,
∴MN最大时,△PMN的面积最大,
∴DE∥BC且DE在顶点A上面,
∴MN最大=AM+AN,
连接AM,AN,
在△ADE中,AD=AE=4,∠DAE=90°,
∴AM=2,
在Rt△ABC中,AB=AC=10,AN=5,
∴MN最大=2+5=7,
∴S△PMN最大=PM2=×MN2=×(7)2=.
方法2、由(2)知,△PMN是等腰直角三角形,PM=PN=BD,
∴PM最大时,△PMN面积最大,
∴点D在BA的延长线上,
∴BD=AB+AD=14,
∴PM=7,
∴S△PMN最大=PM2=×72=
16.解:(1)在直线L:y=x+m中,
当x=0时,y=m;当y=0时,x=﹣m,
∵C(0,﹣3),
∴B(3,0),
∵抛物线D1:y=ax2+b的顶点为C(0,﹣3),
∴y=ax2﹣3,
将B(3,0)代入,
得,a=,
∴抛物线D1:y=ax2+b的解析式为y=x2﹣3;
(2)如图1,连接PD,则PD=PQ,
∵P(x,y),D(0,),Q(x,0),
∴x2+(y﹣)2=y2,
整理,得y=x2+,
∴路径D2所满足的关系式为y=x2+,
∵﹣(﹣3)=,
∴可将抛物线D1向上平移个单位长度得到曲线D2;
(3)∵C(0,﹣3),B(3,0),
∴OB=OC,
∴△OBC是等腰直角三角形,
∴∠OBC=45°,
①如图2,若点M在点B上方,设MC交x轴于点E,则∠OEC=45°+15°=60°,
∴OE=,
设直线CE解析式为y=kx﹣3,
将E(,0)代入,
可得,k=,
∴yCE=x﹣3,
联立,得,
解得,或,
∴M1(3,6);
②如图2,若M在点B下方,设M2C交x轴于点F,
则∠OFC=45°﹣15°=30°,
∴OF=3,
设直线CF解析式为y=kx﹣3,
将F(3,0)代入,
可得,k=,
∴yCF=x﹣3,
联立,得,
解得,或,
∴M2(,﹣2),
综上所述,M的坐标为(3,6)或(,﹣2).
17.解:(1)将点A和点C的坐标代入抛物线的解析式得:,
解得:b=﹣2,c=﹣3.
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3;
(2)作BH⊥AP于H点,如图1,
∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4.
∴点B的坐标为(1,﹣4).
设H(m,n),
AH2=(m﹣4)2+(n﹣5)2,BH2=(m﹣1)2+(n+4)2,AB2=(1﹣4)2+(﹣4﹣5)2=90,
∵∠BAP=45°,
∴△ABH为等腰直角三角形,
∴(m﹣4)2+(n﹣5)2=(m﹣1)2+(n+4)2,①
(m﹣4)2+(n﹣5)2+(m﹣1)2+(n+4)2=90,②
由①得m=4﹣3n,③
把③代入②得(4﹣3n﹣4)2+(n﹣5)2+(4﹣3n﹣1)2+(n+4)2=90,②
整理得n2﹣n﹣2=0,解得n1=﹣1,n2=2,
当n=﹣1时,m=7,此时H(7,﹣1),
直线AH的解析式为y=﹣2x+13,
解方程组得或,此时P点坐标为(﹣4,21);
当n=2,m=﹣2,此时H(﹣2,2),
直线AH的解析式为y=x+3,
解方程组得或,此时P点坐标为(﹣,);
综上所述,P点坐标为(﹣,),(﹣4,21);
(3)设直线EF的解析式为y=kx+3,
设E、F点的横坐标分别为x1、x2,
∵x1、x2为方程x2﹣2x﹣3=kx+3的两根,
方程整理得x2﹣(k+2)x﹣6=0,
∴x1+x2=k+2,x1•x2=﹣6,
作EM⊥MH于M,FN⊥MH于N,如图2,
当E、F点分别在直线MH的左侧,则EM=4﹣x1,FN=4﹣x2,
∴4﹣x1+4﹣x2=7,即x1+x2=1,
∴k+2=1,解得k=﹣1,此时直线EF的解析式为y=﹣x+3;
当E、F点分别在直线MH的两侧(E点在右侧),则EM=x1﹣4,FN=4﹣x2,
∴x1﹣4+4﹣x2=7,即x1﹣x2=7,
∴(x1﹣x2)2=49,即(x1+x2)2﹣4x1x2=49,
∴(k+2)2+24=49,解得k1=﹣7(舍去),k2=3,此时直线EF的解析式为y=3x+3,
综上所述,直线EF的解析式为y=﹣x+3或y=3x+3.
18.解:
(1)∵抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和点B(﹣3,0),
∴
解得:
∴所求抛物线解析式为:
y=﹣x2﹣2x+3;
(2)∵抛物线解析式为:
y=﹣x2﹣2x+3,
∴其对称轴为x==﹣1,
∴设P点坐标为(﹣1,a),当x=0时,y=3,
∴C(0,3),M(﹣1,0)
∴当CP=PM时,(﹣1)2+(3﹣a)2=a2,解得a=,
∴P点坐标为:P1(﹣1,);
∴当CM=PM时,(﹣1)2+32=a2,解得a=±,
∴P点坐标为:P2(﹣1,)或P3(﹣1,﹣);
∴当CM=CP时,由勾股定理得:(﹣1)2+32=(﹣1)2+(3﹣a)2,解得a=6,
∴P点坐标为:P4(﹣1,6)
综上所述存在符合条件的点P,其坐标为P(﹣1,)或P(﹣1,﹣)
或P(﹣1,6)或P(﹣1,);
(3)过点E作EF⊥x轴于点F,设E(a,﹣a2﹣2a+3)(﹣3<a<0)
∴EF=﹣a2﹣2a+3,BF=a+3,OF=﹣a
∴S四边形BOCE=BF•EF+(OC+EF)•OF
=(a+3)•(﹣a2﹣2a+3)+(﹣a2﹣2a+6)•(﹣a)
=
=﹣+
∴当a=﹣时,S四边形BOCE最大,且最大值为.
此时,点E坐标为(﹣,).
1.已知关于x的方程mx2﹣(3m﹣1)x+2m﹣2=0.
(1)求证:无论m取任何实数时,方程恒有实数根;
(2)若关于x的二次函数y=mx2﹣(3m﹣1)x+2m﹣2的图象与x轴两交点间的距离为2时,求抛物线的解析式;
(3)在直角坐标系xOy中,画出(2)中的函数图象,结合图象回答问题:当直线y=x+b与(2)中的函数图象只有两个交点时,求b的取值范围.
2.抛物线y=mx2﹣8mx+12m(m>0)与x轴交于A、B两点(A在B的左侧),与y轴交于点C,过点C作CD⊥AC交x轴于点D,且点D的坐标为(﹣6,0).
(1)求m的值.
(2)抛物线的对称轴上是否存在点E,使得△EAC的周长最小?若存在,求出E的坐标.
(3)若点P是x轴上一个动点,过P点作射线PQ∥AC交抛物线于点Q,在抛物线上是否存在这样的点Q,使以A、P、Q、C为顶点的四边形为平行四边形?若存在请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
3.如图,在边长为2的正方形ABCD中,P为AB的中点,Q为边CD上一动点,设DQ=t(0≤t≤2),线段PQ的垂直平分线分别交边AD、BC于点M、N,过Q作QE⊥AB于点E,过M作MF⊥BC于点F.
(1)当t≠1时,求证:△PEQ≌△NFM;
(2)顺次连接P、M、Q、N,设四边形PMQN的面积为S,求出S与自变量t之间的函数关系式,并求S的最小值.
4.如图,抛物线y=﹣x2﹣2x+3与x轴相交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,点D为该抛物线的顶点.
(1)如图1,点P是直线AC上方的抛物线上一动点,过点P作PE∥y轴,交直线AC于点E.当线段PE长取得最大值时,在直线AC上找一点Q,使得△PQD周长最小,求出这个最小周长;
(2)把抛物线沿直线AC平移,抛物线上两点A、D平移后的对应点分别是A′、D′,在平面内是否存在一点M,使得以点A′、D′、M、B为顶点的四边形为菱形?若存在,直接写出M点的坐标;若不存在,请说明理由.
5.已知等腰Rt△ABC和等腰Rt△EDF,其中D、G分别为斜边AB、EF的中点,连CE,又M为BC中点,N为CE的中点,连MN、MG
(1)如图1,当DE恰好过M点时,求证:∠NMG=45°,且MG=MN;
(2)如图2,当等腰Rt△EDF绕D点旋转一定的度数时,第(1)问中的结论是否仍成立,并证明;
(3)如图3,连BF,已知P为BF的中点,连CF与PN,若CF=6,直接写出= .
6.已知二次函数y=﹣x2+(m﹣2)x+3(m+1)与x轴交于AB两点(A在B左侧),与y轴正半轴交于点C.
(1)当m≠﹣4时,说明这个二次函数的图象与x轴必有两个交点;
(2)若OA•OB=6,求点C的坐标;
(3)在(2)的条件下,在x轴下方的抛物线上找一点P,使S△PAC的面积为15,求P点的坐标.
7.如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,抛物线的对称轴交x轴于点D,已知A(﹣1,0),C(0,2).
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使△PCD是以CD为腰的等腰三角形?如果存在,请直接写出P点的坐标;如果不存在,请说明理由.
(3)点E是线段BC上的一个动点,过点E作x轴的垂线与抛物线相交于点F,当点E运动到什么位置时,△CBF的面积最大?请求出△CBF的最大面积及此时E点的坐标.
8.如图①,△ABC,△CDE都是等边三角形.
(1)写出AE与BD的大小关系;
(2)若把△CDE绕点C逆时针旋转到图②的位置时,上述(1)的结论仍成立吗?请说明理由.
(3)△ABC的边长为5,△CDE的边长为2,把△CDE绕点C逆时针旋转一周后回到图①位置,求出线段AE长的最大值和最小值.
9.如图,△ABC中,∠C=90°,BC=6cm,AC=8cm,点P从点A开始沿AC向点C以2厘米/秒的速度运动;与此同时,点Q从点C开始沿CB边向点B以1厘米/秒的速度运动;如果P、Q分别从A、C同时出发,当其中一点到达终点时,另一点也随之停止运动.
(1)经过几秒,△CPQ的面积等于3cm2?
(2)在整个运动过程中,是否存在某一时刻t,使PQ恰好平分△ABC的面积?若存在,求出运动时间t;若不存在,请说明理由.
(3)是否存在某一时刻,PQ长为,如果存在,求出运动时间t.
10.如图①,已知点D在线段AB上,在△ABC和△ADE中,AB=BC,AD=DE,∠ABC=∠ADE=90°,M为EC的中点.
(1)连接DM并延长交BC于N,求证:CN=AD;
(2)直接写出线段BM与DM的关系: ;
(3)将△ADE绕点A逆时针旋转,使点E在线段CA的延长线上(如图②所示位置),则(2)中的结论是否仍成立?若成立,请证明;若不成立,请说明理由.
11.探究:如图1和图2,四边形ABCD中,已知AB=AD,∠BAD=90°,点E、F分别在BC、CD上,∠EAF=45°.
(1)①如图1,若∠B、∠ADC都是直角,把△ABE绕点A逆时针旋转90°至△ADG,使AB与AD重合,直接写出线段BE、DF和EF之间的数量关系;
②如图2,若∠B、∠D都不是直角,则当∠B与∠D满足 关系时,线段BE、DF和EF之间依然有①中的结论存在,请你写出该结论的证明过程;
(2)拓展:如图3,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=2,点D、E均在边BC上,且∠DAE=45°,若BD=1,求DE的长.
12.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c的图象与x轴交于A(2,0),B(﹣8,0)两点,与y轴交于点C(0,﹣8).
(1)求抛物线的解析式;
(2)点F是直线BC下方抛物线上的一点,当△BCF的面积最大时,求出点F的坐标;
(3)在(2)的条件下,是否存在这样的点Q(0,m),使得△BFQ为等腰三角形?如果有,请直接写出点Q的坐标;如果没有,请说明理由.
13.如图1,已知一次函数y=x+3的图象与x轴、y轴分别交于A、B两点,抛物线y=﹣x2+bx+c过A、B两点,且与x轴交于另一点C.
(1)求b、c的值;
(2)如图1,点D为AC的中点,点E在线段BD上,且BE=2ED,连接CE并延长交抛物线于点M,求点M的坐标;
(3)将直线AB绕点A按逆时针方向旋转15°后交y轴于点G,连接CG,如图2,P为△ACG内一点,连接PA、PC、PG,分别以AP、AG为边,在他们的左侧作等边△APR,等边△AGQ,连接QR
①求证:PG=RQ;
②求PA+PC+PG的最小值,并求出当PA+PC+PG取得最小值时点P的坐标.
14.若点P为△ABC所在平面上一点,且∠APB=∠BPC=∠CPA=120°,则点P叫做△ABC的费马点.当三角形的最大角小于120°时,可以证明费马点就是“到三角形的三个顶点的距离之和最小的点“.即PA+PB+PC最小.
(1)如图1,向△ABC外作等边三角形△ABD,△AEC.连接BE,DC相交于点P,连接AP.
①证明:点P就是△ABC费马点;
②证明:PA+PB+PC=BE=DC;
(2)如图2,在△MNG中,MN=4,∠M=75°,MG=3.点O是△MNG内一点,则点O到△MNG三个顶点的距离和的最小值是 .
15.如图1,在Rt△ABC中,∠A=90°,AB=AC,点D,E分别在边AB,AC上,AD=AE,连接DC,点M,P,N分别为DE,DC,BC的中点.
(1)观察猜想:图1中,线段PM与PN的数量关系是 ,位置关系是 ;
(2)探究证明:把△ADE绕点A逆时针方向旋转到图2的位置,连接MN,BD,CE,判断△PMN的形状,并说明理由;
(3)拓展延伸:把△ADE绕点A在平面内自由旋转,若AD=4,AB=10,请直接写出△PMN面积的最大值.
16.如图,已知顶点为C(0,﹣3)的抛物线D1:y=ax2+b(a≠0)与x轴交于A,B两点,直线L:y=x+m过顶点C和点B.
(1)求抛物线D1:y=ax2+b(a≠0)的解析式;
(2)点D(0,),在x轴上任取一点Q(x,0),连接DQ,作线段DQ的垂直平分线l1,过点Q作x轴的垂线,记l2,l2的交点为P(x,y),在x轴上多次改变点Q的位置,相应的点P也在坐标系中形成了曲线路径D2,写出点P(x,y)的路径D2所满足的关系式(即x,y所满足的关系式),能否通过平移、轴对称或旋转变换,由抛物线D1得到曲线D2?请说明理由.
(3)抛物线D1上是否存在点M,使得∠MCB=15°?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
17.抛物线y=x2+bx+c过点A(4,5)、C(0,﹣3),其顶点为B.
(1)求抛物线的解析式;
(2)P在抛物线上,若∠BAP=45°,求P点坐标.
(3)过A作x轴的垂线,垂足为H,过D(0,3)作直线,交抛物线于E、F,若E、F到AH的距离之和为7,求直线EF的解析式.
18.如图1,已知抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和点B(﹣3,0),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)设抛物线的对称轴与x轴交于点M,问在对称轴上是否存在点P,使△CMP为等腰三角形?若存在,请直接写出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,若点E为第二象限抛物线上一动点,连接BE、CE,求四边形BOCE面积的最大值,并求此时E点的坐标.
参考答案
1.解:(1)分两种情况讨论.
①当m=0时,方程为x﹣2=0,x=2.
∴m=0时,方程有实数根.
②当m≠0时,则一元二次方程的根的判别式
△=[﹣(3m﹣1)]2﹣4m(2m﹣2)
=9m2﹣6m+1﹣8m2+8m=m2+2m+1
=(m+1)2≥0,
∴m≠0时,方程有实数根.
故无论m取任何实数时,方程恒有实数根.
综合①②可知,m取任何实数,方程mx2﹣(3m﹣1)x+2m﹣2=0恒有实数根;
(2)设x1,x2为抛物线y=mx2﹣(3m﹣1)x+2m﹣2与x轴交点的横坐标,
则x1+x2=,x1x2=.
由|x1﹣x2|=
=
=
=
=||.
由|x1﹣x2|=2,得||=2,
∴=2或=﹣2.
∴m=1或m=﹣.
∴所求抛物线的解析式为y1=x2﹣2x,
y2=﹣(x﹣2)(x﹣4).
(3)其图象如右图所示:
在(2)的条件下y=x+b与抛物线y1,y2组成的图象只有两个交点,结合图象求b的取值范围.
,
当y1=y时,得x2﹣3x﹣b=0,有△=9+4b=0得b=﹣.
同理,△=9﹣4(8+3b)=0,得b=﹣.
观察图象可知,
当b<﹣或b>﹣时直线y=x+b与(2)中的图象只有两个交点;
由,
当y1=y2时,有x=2或x=1.
当x=1时,y=﹣1.
所以过两抛物线交点(1,﹣1),(2,0)的直线为y=x﹣2.
综上所述可知:b<﹣或b>﹣或b=﹣2时,直线y=x+b与(2)中图象只有两个交点.
2.解:(1)y=mx2﹣8mx+12m,令x=0,则y=12m,令y=0,则x=2或6,
故点A、B、C的坐标分别为:(2,0)、(6,0)、(0,12m),
故OA=2,OB=6,OC=12m,
如图,∵CD⊥AC,
∴∠DCO+∠ACO=90°,而∠ACO+∠CAO=90°,
∴∠CAO=∠DCO,即,解得:m=(舍去负值),
故m=;
(2)由(1)知,m=,则抛物线的表达式为y=x2﹣x+2,
则函数的对称性为x=4,
作点C关于函数对称轴的对称点C′(8,2),连接A、C′交函数的对称轴于点E,则点E为所求点,
点C、C′关于函数的对称轴对称,则CE=C′E,
△EAC的周长=AC+AE+EC=AC+AE+C′E=AC+AC′为最小值,
设直线AC′的表达为y=kx+b,则,解得,
故直线AC′的表达式为y=x﹣,
当x=4时,y=x﹣=,
故点E(4,);
(3)存在,理由:
当以A、P、Q、C为顶点的四边形为平行四边形时,
则PQ∥DC且PQ=DC,则点Q的纵坐标的绝对值等OC,即|yQ|=|yC|=2,
则y=x2﹣x+2=±2,
解得:x=8(不合题意的值已舍去),
故点Q的坐标为(8,2).
3.(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴∠A=∠B=∠D=90°,AD=AB,
∵QE⊥AB,MF⊥BC,
∴∠AEQ=∠MFB=90°,
∴四边形ABFM、AEQD都是矩形,
∴MF=AB,QE=AD,MF⊥QE,
又∵PQ⊥MN,
∴∠1+∠EQP=90°,∠2+∠FMN=90°,
∵∠1=∠2,
∴∠EQP=∠FMN,
又∵∠QEP=∠MFN=90°,
∴△PEQ≌△NFM;
(2)解:分为两种情况:①当E在AP上时,
∵点P是边AB的中点,AB=2,DQ=AE=t,
∴PA=1,PE=1﹣t,QE=2,
由勾股定理,得PQ==,
∵△PEQ≌△NFM,
∴MN=PQ=,
又∵PQ⊥MN,
∴S===t2﹣t+,
∵0≤t≤2,
∴当t=1时,S最小值=2.
②当E在BP上时,
∵点P是边AB的中点,AB=2,DQ=AE=t,
∴PA=1,PE=t﹣1,QE=2,
由勾股定理,得PQ==,
∵△PEQ≌△NFM,
∴MN=PQ=,
又∵PQ⊥MN,
∴S==[(t﹣1)2+4]=t2﹣t+,
∵0≤t≤2,
∴当t=1时,S最小值=2.
综上:S=t2﹣t+,S的最小值为2.
4.解:(1)抛物线y=﹣x2﹣2x+3与x轴相交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,点D为该抛物线的顶点,
则点A、B、C、D的坐标分别为:(﹣3,0)、(1,0)、(0,3)、(﹣1,4);
由点A、C的坐标得直线AC的表达式为:y=x+3,
设点P(x,﹣x2﹣2x+3),则点E(x,x+3),
则PE=(﹣x2﹣2x+3)﹣(x+3)=﹣x2﹣3x,
当x=﹣时,PE最大,此时点P(﹣,),
作点P关于直线AC的对称点P′,连接PP′交AC于点Q,则点Q为所求,
直线AC的倾斜角为45°,则EP′∥x轴,点E(﹣,),则点P′(,),
△PQD周长最小值=PD+P′D=;
(2)设点M(a,b),而点A(﹣3,0)、点D(﹣1,4),点B(1,0),
设抛物线向右平移了m个单位,则向上平移了m个单位,
则点A′、D′的坐标分别为:(﹣3+m,m)、(﹣1+m,4+m);
①当A′D′是边时,
点A′向右平移2个单位、向上平移4个单位得到D′,
则点B(M)向右平移2个单位、向上平移4个单位得到M(B),
即1±2=a,0±4=b,
故点M的坐标为:(3,4)或(﹣1,﹣4);
②当A′D′是对角线时,
则由中点公式得:﹣4+2m=a+1,4+2m=b且A′B=BD′,
即(m﹣4)2+m2=(m﹣2)2+(m+4)2,解得:m=﹣,
故点M(﹣,);
综上,点M的坐标为:(3,4)或(﹣1,﹣4)或(﹣,).
5.解:(1)连接CF、NG,如图,
∴D、C、G三点共线,
∴CE=CF,DE⊥BC,
∵MN是直角三角形CME斜边上的中线,
∴MN=CE,
又∵NG是三角形CEF的中位线,
∴NG=CF,
∴NG=NM;
∴MCGE四点共圆,又∠MEG=45°,
∴∠MNG=90,即三角形MNG为等腰直角三角形,
∴∠NMG=∠NGM=45,MG=MN.
(2)连接CF,CD,BE,NG,如图,
∵△ABC是等腰直角三角形,CD是底边中线,
∴CD⊥AB,∠ADC=90°,又∠EDF=90°,∠BDE=∠CDF,
在△BDE和△CDF中,,
∴△BDE≌△CDF(SAS),
∴BE=CF,∠BED=∠DFC,
∵在△CBE中,MN是中线,
∴∠MNC=∠BEC,MN=BE,
延长EC交DF于P,
∵在△ECF中,GN是中线,
∴GN=CF,∠CNG=∠PCF,
∴∠MNC+∠CNG=∠BEC+∠PCF,
=(∠BED+∠DEP)+(∠DPE﹣∠PFC),
=∠DFC+∠DEP+∠DPE﹣∠DFC,
=∠DEP+∠DPE,
∵Rt△EDF中,∠EDF=90°,
∴∠DEP+∠DPE=180°﹣90°=90°,
∴∠MNG=90°,
∴△MNG是直角三角形,
又∵BE=CF,
∴MN=NG,
∴△MNG是等腰直角三角形,
∴∠NMG=∠NGM=45°,MG=MN;
(3).
6.解:(1)∵m≠﹣4,
∴△=(m﹣2)2﹣4×(﹣1)×3(m+1)=(m+4)2>0,
∴当m≠﹣4时,说明这个二次函数的图象与x轴必有两个交点;
(2)令y=﹣x2+(m﹣2)x+3(m+1)=0,
解得x1=m+1,x2=﹣3,
∵二次函数y=﹣x2+(m﹣2)x+3(m+1)与x轴交于AB两点(A在B左侧),与y轴正半轴交于点C,
∴A(﹣3,0),B(m+1,0),m+1>0,
∵OA•OB=6,
∴3(m+1)=6,
解得m=1,
∴二次函数y=﹣x2﹣x+6,
当x=0时,y=6,
∴点C的坐标为(0,6);
(3)设P点的坐标为(a,﹣a2﹣a+6),
P在y轴左边,则
(3﹣a)(a2+a﹣6)+×3×6﹣(﹣a)(a2+a﹣6+6)=15,
解得a=﹣5,a=2(舍去).
P在y轴右边,则
(a+a+3)×6+(a+3)(a2+a﹣6)﹣a(a2+a﹣6+6)=15,
解得a=﹣5(舍去),a=2(舍去).
故P点的坐标为(﹣5,﹣14).
7.解:
(1)∵A(﹣1,0),C(0,2)在抛物线y=x2+bx+c上,
∴,解得,
∴抛物线解析式为y=﹣x2+x+2;
(2)∵y=﹣x2+x+2=﹣(x﹣)2+,
∴抛物线对称轴为直线x=,
∴D(,0),且C(0,2),
∴CD==,
∵点P在对称轴上,
∴可设P(,t),
∴PD=|t|,PC=,
当PD=CD时,则有|t|=,解得t=±,此时P点坐标为(,)或(,﹣);
当PC=CD时,则有=,解得t=0(与D重合,舍去)或t=4,此时P点坐标为(,4);
综上可知存在满足条件的点P,其坐标为(,)或(,﹣)或(,4);
(3)当y=0时,即﹣x2+x+2=0,解得x=﹣1或x=4,
∴A(﹣1,0),B(4,0),
设直线BC解析式为y=kx+s,由题意可得,解得,
∴直线BC解析式为y=﹣x+2,
∵点E是线段BC上的一个动点,
∴可设E(m,﹣m+2),则F(m,﹣m2+m+2),
∴EF=﹣m2+m+2﹣(﹣m+2)=﹣m2+2m=﹣(m﹣2)2+2,
∴S△CBF=×4•EF=2[=﹣(m﹣2)2+2]=﹣(m﹣2)2+4,
∵﹣1<0,
∴当m=2时,S△CBF有最大值,最大值为4,
此时﹣x+2=1,
∴E(2,1),即E为BC的中点,
∴当E运动到BC的中点时,△CBF的面积最大,最大面积为4,此时E点坐标为(2,1).
8.解:(1)AE=BD,理由:
∵△ABC,△CDE都是等边三角形,
∴AC=BC,CE=CD,∠ACB=∠DCE=60°,
∴△ACE≌△BCD(SAS),
∴AE=BD;
(2)AE=BD,理由:
∵△ABC,△CDE都是等边三角形,
∴AC=BC,CE=CD,∠ACB=∠DCE=60°,
∴∠ACB+∠BCE=∠DCE+∠BCE,
∴∠ACE=∠BCD,
∴△ACE≌△BCD(SAS),
∴AE=BD;
(3)∵△ABC的边长为5,△CDE的边长为2,
∴AC=5,CE=2,
在△ACE中,AC+CE>AE,
∴当点E在AC的延长线上时,AE达到最大,最大值为AE=AC+CE=5+2=7,
在△ACE中,AC﹣CE<AE,∴当点E在线段AC上时,AE达到最小AE=AC﹣CE=5﹣2=3,
即:线段AE长的最大值为7,最小值3.
9.解:(1)设经过x秒,△CPQ的面积等于3cm2,
由题意得,x(8﹣2x)=3,
化简得x2﹣4x+3=0,
解得x1=1,x2=3,
答:经过1秒或3秒,△CPQ的面积等于3cm2?
(2)设存在某一时刻t,使PQ恰好平分△ABC的面积,
则t(8﹣2t)=××6×8,
化简得,t2﹣4t+12=0,
b2﹣4ac=16﹣48=﹣32<0,
故方程无实数根,即不存在满足条件的t;
(3)由题意得,(8﹣2t)2+t2=()2,
整理得,5t2﹣32t+35=0,
解得,t1=5(不合题意,舍去),t2=1.4,
答:运动时间为1.4秒时,PQ长为.
10.(1)解:CN=AD,理由如下:如图①,
∵AB=BC,AD=DE,∠ABC=∠ADE=90°,
∴∠EAD=∠AED=45°,∠BAC=∠BCA=45°,
∵M为EC的中点,
∴EM=CM,
∵∠EDA=∠ABC=90°,
∴DE∥BC,
∴∠DEM=∠MCB,
在△EMD和△CMN中,
,
∴△EMD≌△CMN(ASA),
∴CN=DE,
∵AD=DE,
∴CN=AD;
(2)BM⊥DM,BM=DM,
理由如下:由(1)得:△EMD≌△CMN,
∴CN=AD,DM=MN,
∵BA=BC,
∴BD=BN,
∴△DBN是等腰直角三角形,且BM是底边的中线,
∴BM⊥DM,BM=DM;
故答案为:BM⊥DM,BM=DM;
(3)BM⊥DM,BM=DM仍然成立,
理由如下:
如图2,作CN∥DE交DM的延长线于N,连接BN,
∴∠E=∠MCN=45°,
在△EMD与△CMN中,
,
∴△EMD≌△CMN(ASA),
∴CN=DE=DA,MN=MD,
又∵∠DAB=180°﹣∠DAE﹣∠BAC=90°,
∠BCN=∠BCM+∠NCM=45°+45°=90°,
∴∠DAB=∠BCN,
在△DBA和△NBC中,
,
∴△DBA≌△NBC(SAS),
∴∠DBA=∠NBC,DB=BN,
∴∠DBN=∠ABC=90°,
∴△DBN是等腰直角三角形,且BM是底边的中线,
∴BM⊥DM,BM=DM.
11.解:(1)①如图1,
∵把△ABE绕点A逆时针旋转90°至△ADG,使AB与AD重合,
∴AE=AG,∠BAE=∠DAG,BE=DG,∠B=∠ADG=90°,
∵∠ADC=90°,
∴∠ADC+∠ADG=90°
∴F、D、G共线,
∵∠BAD=90°,∠EAF=45°,
∴∠BAE+∠DAF=45°,
∴∠DAG+∠DAF=45°,
即∠EAF=∠GAF=45°,
在△EAF和△GAF中,
∵
∴△EAF≌△GAF(SAS),
∴EF=GF,
∵BE=DG,
∴EF=GF=DF+DG=BE+DF;
②解:∠B+∠D=180°,
理由是:
如图2,把△ABE绕A点旋转到△ADG,使AB和AD重合,
则AE=AG,∠B=∠ADG,∠BAE=∠DAG,
∵∠B+∠ADC=180°,
∴∠ADC+∠ADG=180°,
∴C、D、G在一条直线上,
与①同理得,∠EAF=∠GAF=45°,
在△EAF和△GAF中
∴△EAF≌△GAF(SAS),
∴EF=GF,
∵BE=DG,
∴EF=GF=BE+DF;
故答案为:∠B+∠D=180°;
(2)解:∵△ABC中,AB=AC=2,∠BAC=90°,
∴∠ABC=∠C=45°,
由勾股定理得:BC==4,
如图3,把△AEC绕A点旋转到△AFB,使AB和AC重合,连接DF.
则AF=AE,∠FBA=∠C=45°,∠BAF=∠CAE,
∵∠DAE=45°,
∴∠FAD=∠FAB+∠BAD=∠CAE+∠BAD=∠BAC﹣∠DAE=90°﹣45°=45°,
∴∠FAD=∠DAE=45°,
在△FAD和△EAD中
∴△FAD≌△EAD(SAS),
∴DF=DE,
设DE=x,则DF=x,
∵BC=4,
∴BF=CE=4﹣1﹣x=3﹣x,
∵∠FBA=45°,∠ABC=45°,
∴∠FBD=90°,
由勾股定理得:DF2=BF2+BD2,
x2=(3﹣x)2+12,
解得:x=,
即DE=.
12.解:(1)将A(2,0),B(﹣8,0)C(0,﹣8)代入函数y=ax2+bx+c,
得,,
解得,,
∴抛物线解析式为y=x2+3x﹣8;
(2)如图1中,作FN∥y轴交BC于N,
将B(﹣8,0)代入y=kx﹣8,
得,k=﹣1,
∴yBC=﹣x﹣8,
设F(m,m2+3m﹣8),则N(m,﹣m﹣8),
∴S△FBC=S△FNB+S△FNC
=FN×8
=4FN
=4[(﹣m﹣8)﹣(m2+3m﹣8)]
=﹣2m2﹣16m
=﹣2(m+4)2+32,
∴当m=﹣4时,△FBC的面积有最大值,
此时F(﹣4,﹣12),
∴点F的坐标是F(﹣4,﹣12);
(3)存在点Q(0,m),使得△BFQ为等腰三角形,理由如下:
①如图2﹣1,当BQ=BF时,
由题意可列,82+m2=(8﹣4)2+122,
解得,m1=4,m2=﹣4,
∴Q1(0,4),Q2(0,﹣4);
②如图2﹣2,当QB=QF时,
由题意可列,82+m2=(m+12)2+42,
解题,m=﹣4,
∴Q3(0,﹣4);
③如图2﹣3,当FB=FQ时,
由题意可列,(8﹣4)2+122=(m+12)2+42,
解得,m1=0,m2=﹣24,
∴Q4(0,0),Q5(0,﹣24);
设直线BF的解析式为y=kx+b,
将B(﹣8,0),F(﹣4,﹣12)代入,
得,
解得,k=﹣3,b=﹣24,
∴yBF=﹣3x﹣24,
当x=0时,y=﹣24,
∴点B,F,Q重合,故Q5舍去,
∴点Q有坐标为(0,4)或(0,﹣4)或(0,﹣4)或(0,0).
13.解:(1)∵一次函数y=x+3的图象与x轴、y轴分别交于A、B两点,
∴A(﹣3,0),B(0,3),
∵抛物线y=﹣x2+bx+c过A、B两点,
∴解得,
∴b=﹣2,c=3.
(2),对于抛物线y=﹣x2﹣2x+3,令y=0,则﹣x2﹣2x+3=0,解得x=﹣3或1,
∴点C坐标(1,0),
∵AD=DC=2,
∴点D坐标(﹣1,0),
∵BE=2ED,
∴点E坐标(﹣,1),
设直线CE为y=kx+b,把E、C代入得到解得,
∴直线CE为y=﹣x+,
由解得或,
∴点M坐标(﹣,).
(3)①∵△AGQ,△APR是等边三角形,
∴AP=AR,AQ=AG,∠QAC=∠RAP=60°,
∴∠QAR=∠GAP,
在△QAR和△GAP中,
,
∴△QAR≌△GAP,
∴QR=PG.
②如图3中,∵PA+PG+PC=QR+PR+PC=QC,
∴当Q、R、P、C共线时,PA+PG+PC最小,
作QN⊥OA于N,AM⊥QC于M,PK⊥OA于K.
∵∠GAO=60°,AO=3,
∴AG=QG=AQ=6,∠AGO=30°,
∵∠QGA=60°,
∴∠QGO=90°,
∴点Q坐标(﹣6,3),
在RT△QCN中,QN=3,CN=7,∠QNC=90°,
∴QC==2,
∴AM=,
∵△APR是等边三角形,
∴∠APM=60°,∵PM=PR,
∴AP=,PM=RM=
∴MC==,
∴PC=CM﹣PM=,
∵==,
∴CK=,PK=,
∴OK=CK﹣CO=,
∴点P坐标(﹣,).
∴PA+PC+PG的最小值为2,此时点P的坐标(﹣,).
14.(1)证明:①如图1﹣1中,作AM⊥CD于M,AN⊥BE于N设AB交 CD于O.
∵△ADB,△ACE都是等边三角形,
∴AD=AB,AC=AE,∠DAB=∠CAE=60°,
∴∠DAC=∠BAE,
∴△ADC≌△ABE(SAS),
∴CD=BE,S△DAC=S△ABE,∠ADC=∠ABE,
∵AM⊥CD,AN⊥BE,
∴•CD•AM=•BE•AN,
∴AM=AN,
∴∠APM=∠APN,
∵∠AOD=∠POB,
∴∠OPB=∠DAO=60°,
∴∠APN=∠APM=60°,
∴∠APC=∠BPC=∠APC=120°,
∴点P是就是△ABC费马点.
②在线段PDA上取一点T,使得PA=PT,连接AT.
∵∠APT=60°,PT=PA,
∴△APT是等边三角形,
∴∠PAT=60°,AT=AP,
∵∠DAB=∠TAP=60°,
∴∠DAT=∠BAP,∵AD=AB,
∴△DAT≌△BAP(SAS),
∴PB=DT,
∴PD=DT+PT=PA+PB,
∴PA+PB+PC=PD+PC=CD=BE.
(2)解:如图2:以MG为边作等边三角形△MGD,以OM为边作等边△OME.连接ND,作DF⊥NM,交NM的延长线于F.
∵△MGD和△OME是等边三角形
∴OE=OM=ME,∠DMG=∠OME=60°,MG=MD,
∴∠GMO=∠DME
在△GMO和△DME中,
,
∴△GMO≌△DME(SAS),
∴OG=DE
∴NO+GO+MO=DE+OE+NO
∴当D、E、O、M四点共线时,NO+GO+MO值最小,
∵∠NMG=75°,∠GMD=60°,
∴∠NMD=135°,
∴∠DMF=45°,
∵MG=3
∴MF=DF=,
∴NF=MN+MF=4+=,
∴ND===,
∴MO+NO+GO最小值为,
故答案为,
15.解:(1)∵点P,N是BC,CD的中点,
∴PN∥BD,PN=BD,
∵点P,M是CD,DE的中点,
∴PM∥CE,PM=CE,
∵AB=AC,AD=AE,
∴BD=CE,
∴PM=PN,
∵PN∥BD,
∴∠DPN=∠ADC,
∵PM∥CE,
∴∠DPM=∠DCA,
∵∠BAC=90°,
∴∠ADC+∠ACD=90°,
∴∠MPN=∠DPM+∠DPN=∠DCA+∠ADC=90°,
∴PM⊥PN,
故答案为:PM=PN,PM⊥PN,
(2)由旋转知,∠BAD=∠CAE,
∵AB=AC,AD=AE,
∴△ABD≌△ACE(SAS),
∴∠ABD=∠ACE,BD=CE,
同(1)的方法,利用三角形的中位线得,PN=BD,PM=CE,
∴PM=PN,
∴△PMN是等腰三角形,
同(1)的方法得,PM∥CE,
∴∠DPM=∠DCE,
同(1)的方法得,PN∥BD,
∴∠PNC=∠DBC,
∵∠DPN=∠DCB+∠PNC=∠DCB+∠DBC,
∴∠MPN=∠DPM+∠DPN=∠DCE+∠DCB+∠DBC
=∠BCE+∠DBC=∠ACB+∠ACE+∠DBC
=∠ACB+∠ABD+∠DBC=∠ACB+∠ABC,
∵∠BAC=90°,
∴∠ACB+∠ABC=90°,
∴∠MPN=90°,
∴△PMN是等腰直角三角形,
(3)方法1、如图2,同(2)的方法得,△PMN是等腰直角三角形,
∴MN最大时,△PMN的面积最大,
∴DE∥BC且DE在顶点A上面,
∴MN最大=AM+AN,
连接AM,AN,
在△ADE中,AD=AE=4,∠DAE=90°,
∴AM=2,
在Rt△ABC中,AB=AC=10,AN=5,
∴MN最大=2+5=7,
∴S△PMN最大=PM2=×MN2=×(7)2=.
方法2、由(2)知,△PMN是等腰直角三角形,PM=PN=BD,
∴PM最大时,△PMN面积最大,
∴点D在BA的延长线上,
∴BD=AB+AD=14,
∴PM=7,
∴S△PMN最大=PM2=×72=
16.解:(1)在直线L:y=x+m中,
当x=0时,y=m;当y=0时,x=﹣m,
∵C(0,﹣3),
∴B(3,0),
∵抛物线D1:y=ax2+b的顶点为C(0,﹣3),
∴y=ax2﹣3,
将B(3,0)代入,
得,a=,
∴抛物线D1:y=ax2+b的解析式为y=x2﹣3;
(2)如图1,连接PD,则PD=PQ,
∵P(x,y),D(0,),Q(x,0),
∴x2+(y﹣)2=y2,
整理,得y=x2+,
∴路径D2所满足的关系式为y=x2+,
∵﹣(﹣3)=,
∴可将抛物线D1向上平移个单位长度得到曲线D2;
(3)∵C(0,﹣3),B(3,0),
∴OB=OC,
∴△OBC是等腰直角三角形,
∴∠OBC=45°,
①如图2,若点M在点B上方,设MC交x轴于点E,则∠OEC=45°+15°=60°,
∴OE=,
设直线CE解析式为y=kx﹣3,
将E(,0)代入,
可得,k=,
∴yCE=x﹣3,
联立,得,
解得,或,
∴M1(3,6);
②如图2,若M在点B下方,设M2C交x轴于点F,
则∠OFC=45°﹣15°=30°,
∴OF=3,
设直线CF解析式为y=kx﹣3,
将F(3,0)代入,
可得,k=,
∴yCF=x﹣3,
联立,得,
解得,或,
∴M2(,﹣2),
综上所述,M的坐标为(3,6)或(,﹣2).
17.解:(1)将点A和点C的坐标代入抛物线的解析式得:,
解得:b=﹣2,c=﹣3.
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3;
(2)作BH⊥AP于H点,如图1,
∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4.
∴点B的坐标为(1,﹣4).
设H(m,n),
AH2=(m﹣4)2+(n﹣5)2,BH2=(m﹣1)2+(n+4)2,AB2=(1﹣4)2+(﹣4﹣5)2=90,
∵∠BAP=45°,
∴△ABH为等腰直角三角形,
∴(m﹣4)2+(n﹣5)2=(m﹣1)2+(n+4)2,①
(m﹣4)2+(n﹣5)2+(m﹣1)2+(n+4)2=90,②
由①得m=4﹣3n,③
把③代入②得(4﹣3n﹣4)2+(n﹣5)2+(4﹣3n﹣1)2+(n+4)2=90,②
整理得n2﹣n﹣2=0,解得n1=﹣1,n2=2,
当n=﹣1时,m=7,此时H(7,﹣1),
直线AH的解析式为y=﹣2x+13,
解方程组得或,此时P点坐标为(﹣4,21);
当n=2,m=﹣2,此时H(﹣2,2),
直线AH的解析式为y=x+3,
解方程组得或,此时P点坐标为(﹣,);
综上所述,P点坐标为(﹣,),(﹣4,21);
(3)设直线EF的解析式为y=kx+3,
设E、F点的横坐标分别为x1、x2,
∵x1、x2为方程x2﹣2x﹣3=kx+3的两根,
方程整理得x2﹣(k+2)x﹣6=0,
∴x1+x2=k+2,x1•x2=﹣6,
作EM⊥MH于M,FN⊥MH于N,如图2,
当E、F点分别在直线MH的左侧,则EM=4﹣x1,FN=4﹣x2,
∴4﹣x1+4﹣x2=7,即x1+x2=1,
∴k+2=1,解得k=﹣1,此时直线EF的解析式为y=﹣x+3;
当E、F点分别在直线MH的两侧(E点在右侧),则EM=x1﹣4,FN=4﹣x2,
∴x1﹣4+4﹣x2=7,即x1﹣x2=7,
∴(x1﹣x2)2=49,即(x1+x2)2﹣4x1x2=49,
∴(k+2)2+24=49,解得k1=﹣7(舍去),k2=3,此时直线EF的解析式为y=3x+3,
综上所述,直线EF的解析式为y=﹣x+3或y=3x+3.
18.解:
(1)∵抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和点B(﹣3,0),
∴
解得:
∴所求抛物线解析式为:
y=﹣x2﹣2x+3;
(2)∵抛物线解析式为:
y=﹣x2﹣2x+3,
∴其对称轴为x==﹣1,
∴设P点坐标为(﹣1,a),当x=0时,y=3,
∴C(0,3),M(﹣1,0)
∴当CP=PM时,(﹣1)2+(3﹣a)2=a2,解得a=,
∴P点坐标为:P1(﹣1,);
∴当CM=PM时,(﹣1)2+32=a2,解得a=±,
∴P点坐标为:P2(﹣1,)或P3(﹣1,﹣);
∴当CM=CP时,由勾股定理得:(﹣1)2+32=(﹣1)2+(3﹣a)2,解得a=6,
∴P点坐标为:P4(﹣1,6)
综上所述存在符合条件的点P,其坐标为P(﹣1,)或P(﹣1,﹣)
或P(﹣1,6)或P(﹣1,);
(3)过点E作EF⊥x轴于点F,设E(a,﹣a2﹣2a+3)(﹣3<a<0)
∴EF=﹣a2﹣2a+3,BF=a+3,OF=﹣a
∴S四边形BOCE=BF•EF+(OC+EF)•OF
=(a+3)•(﹣a2﹣2a+3)+(﹣a2﹣2a+6)•(﹣a)
=
=﹣+
∴当a=﹣时,S四边形BOCE最大,且最大值为.
此时,点E坐标为(﹣,).
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