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中考压轴题第8部分 抛物线等腰直角 试卷(带答案)
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8.如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与直线y=x+2交于C、D两点,其中点C在y轴上,点D的坐标为(3,).
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是y轴右侧的抛物线上一个动点,过点P作PE⊥x轴于点E,交直线CD于点F.若点P的横坐标为m,设线段PF的长度为y,求y与m之间的函数关系式,并直接写出自变量m的取值范围;
(3)在(2)的条件下,是否存在点P,使∠PCF=45°?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
9.如图,抛物线y=ax2+bx﹣4a经过A(﹣1,0)、C(0,4)两点,与x轴交于另一点B.
(1)求抛物线的解析式;
(2)已知点D(m,m+1)在第一象限的抛物线上,求点D关于直线BC对称的点的坐标;
(3)在(2)的条件下,连接BD,点P为抛物线上一点,且∠DBP=45°,求点P的坐标.
10.如图,抛物线y=x2+bx+c与直线y=x﹣3交于A、B两点,其中点A在y轴上,点B坐标为(﹣4,﹣5),点P为y轴左侧的抛物线上一动点,过点P作PC⊥x轴于点C,交AB于点D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)以O,A,P,D为顶点的平行四边形是否存在?如存在,求点P的坐标;若不存在,说明理由.
(3)当点P运动到直线AB下方某一处时,过点P作PM⊥AB,垂足为M,连接PA使△PAM为等腰直角三角形,请直接写出此时点P的坐标.
11.如图,抛物线y=ax2+bx﹣5(a≠0)与x轴交于点A(﹣5,0)和点B(3,0),与y轴交于点C.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)若点E为x轴下方抛物线上的一动点,当S△ABE=S△ABC时,求点E的坐标;
(3)在(2)的条件下,抛物线上是否存在点P,使∠BAP=∠CAE?若存在,求出点P的横坐标;若不存在,请说明理由.
12.如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,抛物线y=ax2+2xa+c经过A(﹣4,0),B(0,4)两点,与x轴交于另一点C,直线y=x+5与x轴交于点D,与y轴交于点E.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是第二象限抛物线上的一个动点,连接EP,过点E作EP的垂线l,在l上截取线段EF,使EF=EP,且点F在第一象限,过点F作FM⊥x轴于点M,设点P的横坐标为t,线段FM的长度为d,求d与t之间的函数关系式(不要求写出自变量t的取值范围);
(3)在(2)的条件下,过点E作EH⊥ED交MF的延长线于点H,连接DH,点G为DH的中点,当直线PG经过AC的中点Q时,求点F的坐标.
13.已知抛物线y=ax2+bx+c经过点A(﹣6,0)、B(2,0)和C(0,3),点D是该抛物线的顶点.AC、OD相交于点M.
(1)求点D的坐标;
(2)在x 轴下方的平面内是否存在点N,使△DBN与△ADM全等?若存在,请求出该点的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)在抛物线的对称轴上求点P的坐标,使∠DOP=45°(直接写出结果).
14.如图,已知抛物线y=x2+bx与直线y=2x交于点O(0,0),A(a,12).点B是抛物线上O,A之间的一个动点,过点B分别作x轴、y轴的平行线与直线OA交于点C,E.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)若点C为OA的中点,求BC的长;
(3)以BC,BE为边构造矩形BCDE,设点D的坐标为(m,n),求出m,n之间的关系式.
(4)将射线OA绕原点旋转45°并与抛物线交于点P,求出P点坐标.
15.如图,折叠矩形OABC的一边BC,使点C落在OA边的点D处,已知折痕BE=5,且=,以O为原点,OA所在的直线为x轴建立如图所示的平面直角坐标系,抛物线l:y=﹣x2+x+c经过点E,且与AB边相交于点F.
(1)求证:△ABD∽△ODE;
(2)若M是BE的中点,连接MF,求证:MF⊥BD;
(3)P是线段BC上一点,点Q在抛物线l上,且始终满足PD⊥DQ,在点P运动过程中,能否使得PD=DQ?若能,求出所有符合条件的Q点坐标;若不能,请说明理由.
16.如图,二次函数y=ax2+bx+c的图象的顶点C的坐标为(0,﹣2),交x轴于A、B两点,其中A(﹣1,0),直线l:x=m(m>1)与x轴交于D.
(1)求二次函数的解析式和B的坐标;
(2)在直线l上找点P(P在第一象限),使得以P、D、B为顶点的三角形与以B、C、O为顶点的三角形相似,求点P的坐标(用含m的代数式表示);
(3)在(2)成立的条件下,在抛物线上是否存在第一象限内的点Q,使△BPQ是以P为直角顶点的等腰直角三角形?如果存在,请求出点Q的坐标;如果不存在,请说明理由.
17.如图,二次函数y=ax2+bx(a<0)的图象过坐标原点O,与x轴的负半轴交于点A,过A点的直线与y轴交于B,与二次函数的图象交于另一点C,且C点的横坐标为﹣1,AC:BC=3:1.
(1)求点A的坐标;
(2)设二次函数图象的顶点为F,其对称轴与直线AB及x轴分别交于点D和点E,若△FCD与△AED相似,求此二次函数的关系式.
18.如图,抛物线y=ax2+bx+c的开口向下,与x轴交于点A(﹣3,0)和点B(1,0).与y轴交于点C,顶点为D.
(1)求顶点D的坐标.(用含a的代数式表示);
(2)若△ACD的面积为3.
①求抛物线的解析式;
②将抛物线向右平移,使得平移后的抛物线与原抛物线交于点P,且∠PAB=∠DAC,求平移后抛物线的解析式.
19.如图,△ABC中,点A在x轴上,点C在y轴上,BC∥x轴,AB平分∠CAO.抛物线y=ax2﹣5ax+4经过△ABC的三个顶点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)正方形EFGH的顶点E在线段AB上,顶点F在对称轴右侧的抛物线上,边GH在x轴上,求正方形EFGH的边长;
(3)设直线AB与y轴的交点为D,在x轴上是否存在点P,使∠DPB=45°?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
20.已知:如图1,抛物线经过点O、A、B三点,四边形OABC是直角梯形,其中点A在x轴上,点C在y轴上,BC∥OA,A(12,0)、B(4,8).
(1)求抛物线所对应的函数关系式;
(2)若D为OA的中点,动点P自A点出发沿A→B→C→O的路线移动,速度为每秒1个单位,移动时间记为t秒.几秒钟后线段PD将梯形OABC的面积分成1﹕3两部分?并求出此时P点的坐标;
(3)如图2,作△OBC的外接圆O′,点Q是抛物线上点A、B之间的动点,连接OQ交⊙O′于点M,交AB于点N.当∠BOQ=45°时,求线段MN的长.
21.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点A(﹣1,0)和点B(1,0),直线y=2x﹣1与y轴交于点C,与抛物线交于点C、D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求点A到直线CD的距离;
(3)平移抛物线,使抛物线的顶点P在直线CD上,抛物线与直线CD的另一个交点为Q,点G在y轴正半轴上,当以G、P、Q三点为顶点的三角形为等腰直角三角形时,求出所有符合条件的G点的坐标.
22.如图1所示,已知抛物线y=﹣x2+4x+5的顶点为D,与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,E为对称轴上的一点,连接CE,将线段CE绕点E按逆时针方向旋转90°后,点C的对应点C′恰好落在y轴上.
(1)直接写出D点和E点的坐标;
(2)点F为直线C′E与已知抛物线的一个交点,点H是抛物线上C与F之间的一个动点,若过点H作直线HG与y轴平行,且与直线C′E交于点G,设点H的横坐标为m(0<m<4),那么当m为何值时,S△HGF:S△BGF=5:6?
(3)图2所示的抛物线是由y=﹣x2+4x+5向右平移1个单位后得到的,点T(5,y)在抛物线上,点P是抛物线上O与T之间的任意一点,在线段OT上是否存在一点Q,使△PQT是等腰直角三角形?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
23.如图,平行四边形ABCD的顶点A(﹣12,0),B(0,9),C(0,),抛物线y=ax2+bx+c经过点A、B.
(1)求点D的坐标.
(2)关于x的方程ax2+bx+c﹣=x有且只有一个解,求抛物线的解析式.
(3)在(2)的条件下,点P为抛物线上y=ax2+bx+c上一动点(不与A、B重合),过点P作x轴垂线交线段CD于Q,若∠AQD=45°﹣∠BQC,直接写出点P的横坐标.
24.在平面直角坐标系中,已知抛物线y=x2+bx+c(b,c为常数)的顶点为P,等腰直角三角形ABC的顶点A的坐标为(0,﹣1),C的坐标为(4,3),直角顶点B在第四象限.
(1)如图,若该抛物线过A,B两点,求该抛物线的函数表达式;
(2)平移(1)中的抛物线,使顶点P在直线AC上滑动,且与AC交于另一点Q.
(i)若点M在直线AC下方,且为平移前(1)中的抛物线上的点,当以M、P、Q三点为顶点的三角形是等腰直角三角形时,求出所有符合条件的点M的坐标;
(ii)取BC的中点N,连接NP,BQ.试探究是否存在最大值?若存在,求出该最大值;若不存在,请说明理由.
25.如图1,点A是x轴正半轴上的动点,点B坐标为(0,4),M是线段AB的中点,将点M绕点A顺时针方向旋转90°得到点C,过点C作x轴的垂线,垂足为F,过点B作y轴的垂线与直线CF相交于点E,点D是点A关于直线CF的对称点,连结AC,BC,CD,设点A的横坐标为t.
(1)当t=2时,求CF的长;
(2)①当t为何值时,点C落在线段BD上;
②设△BCE的面积为S,求S与t之间的函数关系式;
(3)如图2,当点C与点E重合时,将△CDF沿x轴左右平移得到△C′D′F′,再将A,B,C′,D′为顶点的四边形沿C′F′剪开,得到两个图形,用这两个图形拼成不重叠且无缝隙的图形恰好是三角形.请直接写出所有符合上述条件的点C′的坐标.
8.方法一:
解:(1)在直线解析式y=x+2中,令x=0,得y=2,∴C(0,2).
∵点C(0,2)、D(3,)在抛物线y=﹣x2+bx+c上,
∴,解得.∴抛物线的解析式为:y=﹣x2+x+2.
(2)①P在CD上面,点P的坐标为(m,﹣m2+m+2),点F的坐标为(m,m+2),
线段PF的长度为y=﹣m2+m+2﹣m﹣2=﹣m2+3m(0<m<3);
②P在CD下面,点P的坐标为(m,﹣m2+m+2),点F的坐标为(m,m+2),
线段PF的长度为y=m+2+m2﹣m﹣2=m2﹣3m(m≥3);
(3)存在.
理由:如答图2所示,过点C作CM⊥PE于点M,则CM=m,EM=2,
∴FM=yF﹣EM=m,∴tan∠CFM=2.
在Rt△CFM中,由勾股定理得:CF=m.
过点P作PN⊥CD于点N,则PN=FN•tan∠PFN=FN•tan∠CFM=2FN.
∵∠PCF=45°,∴PN=CN,
而PN=2FN,∴FN=CF=m,PN=2FN=m,
在Rt△PFN中,由勾股定理得:PF==m.
∵PF=yP﹣yF=(﹣m2+m+2)﹣(m+2)=﹣m2+3m,
∴﹣m2+3m=m,整理得:m2﹣m=0,
解得m=0(舍去)或m=,∴P(,);同理求得,另一点为P(,).
方法二:(1)略.
(2)设P(m,﹣m2+m+2),则F(m,m+2),
∴PF=||=.
(3)过P点作CD的垂线,垂足为N,
∵∠PCF=45°,∴△PCN为等腰直角三角形,点P可视为点C绕点N顺时针旋转90°而成,
∵N点在直线CD上,∴设N(t,t+2),C(0,2),
将N点平移至原点,N(0,0),则C′(﹣t,﹣t),
将C′点绕原点顺时针旋转90°,则P′(﹣t,t),
将N′点平移至N点,则P平移后即为P(t,t+2),
把P点代入抛物线,∴,∴t1=0(舍),t2=1,
∴符合条件的点P的坐标为(,)或( ,).
9.方法一:
解:(1)∵抛物线y=ax2+bx﹣4a经过A(﹣1,0)、C(0,4)两点,
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+3x+4;
(2)∵点D(m,m+1)在抛物线上,
∴m+1=﹣m2+3m+4,
即m2﹣2m﹣3=0
∴m=﹣1或m=3
∵点D在第一象限
∴点D的坐标为(3,4)
由(1)知OC=OB
∴∠CBA=45°
设点D关于直线BC的对称点为点E
∵C(0,4)
∴CD∥AB,且CD=3
∴∠ECB=∠DCB=45°
∴E点在y轴上,且CE=CD=3
∴OE=1
∴E(0,1)
即点D关于直线BC对称的点的坐标为(0,1);
(3)方法一:作PF⊥AB于F,DE⊥BC于E,
由(1)有:OB=OC=4
∴∠OBC=45°
∵∠DBP=45°
∴∠CBD=∠PBA
∵C(0,4),D(3,4)
∴CD∥OB且CD=3
∴∠DCE=∠CBO=45°
∴DE=CE=
∵OB=OC=4
∴BC=4
∴BE=BC﹣CE=
∴tan∠PBF=tan∠CBD=
设PF=3t,则BF=5t,OF=5t﹣4
∴P(﹣5t+4,3t)
∵P点在抛物线上
∴3t=﹣(﹣5t+4)2+3(﹣5t+4)+4
∴t=0(舍去)或t=
∴P(,);
方法二:过点D作BD的垂线交直线PB于点Q,过点D作DH⊥x轴于H,过Q点作QG⊥DH于G,
∵∠PBD=45°,
∴QD=DB,
∴∠QDG+∠BDH=90°,
又∵∠DQG+∠QDG=90°,
∴∠DQG=∠BDH,
∴△QDG≌△DBH,
∴QG=DH=4,DG=BH=1
由(2)知D(3,4),
∴DH=4,
∴HG=3,QF=1,
∴Q(﹣1,3)
∵B(4,0)
∴直线BQ的解析式为y=﹣x+
解方程组
得,
∴点P的坐标为(,).
方法二:
(1)略.
(2)∵点D(m,m+1)在抛物线上,
∴m+1=﹣m2+3m+4,
即m2﹣2m﹣3=0
∴m=﹣1或m=3
∵点D在第一象限
∴点D的坐标为(3,4)
∵B(4,0),C(0,4),∴lBC:y=﹣x+4,
D,E关于BC对称,
∴DE⊥BC,DE与BC的交点F为DE的中点,
KDE×KBC=﹣1,
∵KBC=1,∴KDE=﹣1,
lDE:y=x+1,lBC:y=﹣x+4,
∴lDE与lBC的交点F(,),
∵FX=,FY=,
∴E(0,1).
(3)过点D作直线BF的垂线,垂足为H,设点H(a,b),
∵∠DBP=45°,
∴△DHB为等腰三角形,点B可视为点D绕点H顺时针旋转90°而成,
将点H平移至原点得点H′,则点D(3,4)平移后为D′(3﹣a,4﹣b),
将点D′顺时针旋转90°,则点B′(4﹣b,a﹣3),将H′平移至H,则B′平移后即为点B(4+a﹣b,a+b﹣3),
∵B(4,0),
∴4+a﹣b=4,a+b﹣3=0,
∴a=b=,H(,),
∵P在直线BH上,KBH=,
∴lBH:y=﹣x,
∴⇒,
∴点P的坐标为(,).
10.解:(1)∵直线y=x﹣3交于A、B两点,其中点A在y轴上,
∴A(0,﹣3),
∵B(﹣4,﹣5),
∴,
∴,
∴抛物线解析式为y=x2+x﹣3,
(2)存在,
设P(m,m2+m﹣3),(m<0),
∴D(m,m﹣3),
∴PD=|m2+4m|
∵PD∥AO,
∴当PD=OA=3,故存在以O,A,P,D为顶点的平行四边形,
∴|m2+4m|=3,
①当m2+4m=3时,
∴m1=﹣2﹣,m2=﹣2+(舍),
∴m2+m﹣3=﹣1﹣,
∴P(﹣2﹣,﹣1﹣),
②当m2+4m=﹣3时,
∴m1=﹣1,m2=﹣3,
Ⅰ、m1=﹣1,
∴m2+m﹣3=﹣,
∴P(﹣1,﹣),
Ⅱ、m2=﹣3,
∴m2+m﹣3=﹣,
∴P(﹣3,﹣),
∴点P的坐标为(﹣2﹣,﹣1﹣),(﹣1,﹣),(﹣3,﹣).
(3)方法一,如图,
∵△PAM为等腰直角三角形,
∴∠BAP=45°,
∵直线AP可以看做是直线AB绕点A逆时针旋转45°所得,
设直线AP解析式为y=kx﹣3,
∵直线AB解析式为y=x﹣3,
∴k==3,
∴直线AP解析式为y=3x﹣3,
联立,
∴x1=0(舍)x2=﹣
当x=﹣时,y=﹣,
∴P(﹣,﹣).
方法二:如图,
∵直线AB解析式为y=x﹣3,
∴直线AB与x轴的交点坐标为E(6,0),
过点A作AF⊥AB交x轴于点F,
∵A(0,﹣3),
∴直线AF解析式为y=﹣2x﹣3,
∴直线AF与x轴的交点为F(﹣,0),
∴AE=3,AF=,
过点A作∠EAF的角平分线交x轴于点G,与抛物线相较于点P,过点P作PM⊥AB,
∴∠EAG=45°,
∴∠BAP=45°,
即:△PAM为等腰直角三角形.
设点G(m,0),
∴EG=6﹣m.FG=m+,
根据角平分线定理得,,
∴,
∴m=1,
∴G(1,0),
∴直线AG解析式为y=3x﹣3①,
∵抛物线解析式为y=x2+x﹣3②,
联立①②得,x=0(舍)或x=﹣,
∴y=﹣,
∴P(﹣,﹣).
11.解:
(1)把A、B两点坐标代入解析式可得,解得,
∴抛物线解析式为y=x2+x﹣5;
(2)在y=x2+x﹣5中,令x=0可得y=﹣5,
∴C(0,﹣5),
∵S△ABE=S△ABC,且E点在x轴下方,
∴E点纵坐标和C点纵坐标相同,
当y=﹣5时,代入可得x2+x=﹣5,解得x=﹣2或x=0(舍去),
∴E点坐标为(﹣2,﹣5);
(3)假设存在满足条件的P点,其坐标为(m,m2+m﹣5),
如图,连接AP、CE、AE,过E作ED⊥AC于点D,过P作PQ⊥x轴于点Q,
则AQ=AO+OQ=5+m,PQ=|m2+m﹣5|,
在Rt△AOC中,OA=OC=5,则AC=5,∠ACO=∠DCE=45°,
由(2)可得EC=2,在Rt△EDC中,可得DE=DC=,
∴AD=AC﹣DC=5﹣=4,
当∠BAP=∠CAE时,则△EDA∽△PQA,
∴=,即=,
∴m2+m﹣5=(5+m)或m2+m﹣5=﹣(5+m),
当m2+m﹣5=(5+m)时,整理可得4m2+5m﹣75=0,解得m=或m=﹣5(与A点重合,舍去),
当m2+m﹣5=﹣(5+m)时,整理可得4m2+11m﹣45=0,解得m=或m=﹣5(与A点重合,舍去),
∴存在满足条件的点P,其横坐标为或.
12.解:(1)把A(﹣4,0),B(0,4)代入y=ax2+2xa+c得,解得,
所以抛物线解析式为y=﹣x2﹣x+4;
(2)如图1,分别过P、F向y轴作垂线,垂足分别为A′、B′,过P作PN⊥x轴,垂足为N,
由直线DE的解析式为:y=x+5,则E(0,5),
∴OE=5,
∵∠PEO+∠OEF=90°,∠PEO+∠EPA′=90°,
∴∠EPA′=∠OEF,
∵PE=EF,∠EA′P=∠EB′F=90°,
∴△PEA′≌△EFB′,
∴PA′=EB′=﹣t,
则d=FM=OB′=OE﹣EB′=5﹣(﹣t)=5+t;
(3)如图2,由直线DE的解析式为:y=x+5,
∵EH⊥ED,
∴直线EH的解析式为:y=﹣x+5,
∴FB′=A′E=5﹣(﹣t2﹣t+4)=t2+t+1,
∴F(t2+t+1,5+t),
∴点H的横坐标为:t2+t+1,
y=﹣t2﹣t﹣1+5=﹣t2﹣t+4,
∴H(t2+t+1,﹣t2﹣t+4),
∵G是DH的中点,
∴G(,),
∴G(t2+t﹣,﹣t2﹣t+2),
∴PH∥x轴,
∵DG=GH,
∴PG=GQ,
∴=t2+t﹣,
t=±2,
∵P在第二象限,
∴t<0,
∴t=﹣2,
∴F(1,3).
13.方法一:
解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c经过点A(﹣6,0)、B(2,0)和C(0,3),
∴,
解得,
∴抛物线解析式为y=﹣x2﹣x+3,
∵y=﹣(x+2)2+4,
∴顶点D的坐标为(﹣2,4);
(2)设对称轴与x轴相交于点E,
∵A(﹣6,0)、B(2,0)、C(0,3)、D(﹣2,4),
∴OA=6,OC=3,OE=2,DE=4,
∵==2,∠AOC=∠DEO=90°,
∴△AOC∽△DEO,
∴∠OAC=∠EDO,
又∵∠DOE=∠AOM,
∴∠AMO=∠DEO=90°,
在Rt△AOC中,AC===3,
∵cos∠OAC==,
∴=,
解得AM=,
在Rt△ADE中,AD===4,
在Rt△ADM中,DM===,
∵∠DAM+∠ADM=180°﹣90°=90°,
∠BDO+∠ADM=90°,
∴∠DAM=∠BDO,
∴点N在DO的延长线上,
∵△DBN≌△ADM,
∴BN=DM=,
过点N作NF⊥x轴于F,
∵∠ODE+∠DOE=90°,∠OBN+∠BON=90°,
∴∠ODE=∠OBN,
在Rt△ODE中,OD===2,
∴NF=BN•sin∠OBN=×=,
BF=BN•cos∠OBN=×=,
∴OF=OB﹣BF=2﹣=,
∴点N的坐标为(,﹣);
(3)∵DE=4,BE=2﹣(﹣2)=4,
∴△BDE是等腰直角三角形,
∴∠ABD=45°,
∵∠DOE=∠BDO+∠ABD,
∠DOE=∠DOP+∠EOP,
∠ABD=∠DOP=45°,
∴∠EOP=∠BDO,
∴PE=OE•tan∠EOP=2×=,
∴点P的坐标为(﹣2,).
方法二:
(1)略.
(2)设对称轴与x轴相交于点E,
∵A(﹣6,0)、B(2,0)、C(0,3)、D(﹣2,4)、O(0,0),
∴KOD==﹣2,KAC==,
∴KOD×KAC=﹣1,∴OD⊥AC,
KAD==1,KBD==﹣1,
∴KAD×KBD=﹣1,
∴AD⊥BD,
∴∠BDO+∠ADM=∠DAC+∠ADM=90°,
∴∠DAC=∠BDO,
∵D为线段AB垂直平分线上一点,∴AD=BD,
∴欲使△DBN≌△ADM,只需过点B作DO垂线交DO延长线于N,
∵∠BND=∠AMD=90°,∠DAC=∠BDO,AD=BD,
∴△DBN≌△ADM,
∵BN⊥DN,∴KBN×KDN=﹣1,
∵KDN=﹣2,
∴KBN=,
∵B(2,0),
∴lBN:y=x﹣1,
∵lDN:y=﹣2x,
∴lBN与lDN的交点N(,﹣).
(3)过点P作DO的垂线,垂足为H,
∵D(﹣2,4),
∴lOD:y=﹣2x,
∴设H(a,﹣2a),O(0,0),
∵∠DOP=45°,
∴△PHO为等腰直角三角形,
∴点P可视为点O绕点H顺时针旋转90°而成,
将H点平移至原点,H′(0,0),则O′(﹣a,2a),
将O′点绕原点顺时针旋转90°,则P′(2a,a),
将H′点平移至H点,则P′平移后即为P(3a,﹣a),
∵点P在对称轴上,∴PX=﹣2,3a=﹣2,a=﹣,
∴P(﹣2,).
14.解:(1)∵点A(a,12)在直线y=2x上,
∴12=2a,
解得:a=6,
又∵点A是抛物线y=x2+bx上的一点,
将点A(6,12)代入y=x2+bx,可得b=﹣1,
∴抛物线解析式为y=x2﹣x.
(2)∵点C是OA的中点,
∴点C的坐标为(3,6),
把y=6代入y=x2﹣x,
解得:x1=1+,x2=1﹣(舍去),
故BC=1+﹣3=﹣2.
(3)∵直线OA的解析式为:y=2x,
点D的坐标为(m,n),
∴点E的坐标为(n,n),点C的坐标为(m,2m),
∴点B的坐标为(n,2m),
把点B(n,2m)代入y=x2﹣x,可得m=n2﹣n,
∴m、n之间的关系式为m=n2﹣n.
(4)过点P作DO的垂线,垂足为H,
∵∠POH=45°,
∴△POH为等腰直角三角形,点P可视为点O绕点H顺时针旋转90°而成,
∵点H在直线OA上,设H(t,2t),O(0,0),
将H点平移至原点,H′(0,0),则O(﹣t,﹣2t),
将O′点绕原点顺时针旋转90°,则P′(﹣2t,t),
将H′平移至H点,则P′平移后即为P(﹣t,3t),
∵P点在抛物线上,
∴3t=t2+t,解得:t1=0(舍),t2=4,
∴P1(﹣4,12),
∵OP1⊥OP2,∴KOP1×KOP2=﹣1,
∵KOP1=﹣3,∴KOP2=,
∴lOP1:y=x,
∵,
∴x1=0,x2=,
∴P2(,).
15.方法一:
(1)证明:
∵四边形ABCO为矩形,且由折叠的性质可知△BCE≌△BDE,
∴∠BDE=∠BCE=90°,
∵∠BAD=90°,
∴∠EDO+∠BDA=∠BDA+∠DAB=90°,
∴∠EDO=∠DBA,且∠EOD=∠BAD=90°,
∴△ABD∽△ODE;
(2)证明:
∵=,
∴设OD=4x,OE=3x,则DE=5x,
∴CE=DE=5x,
∴AB=OC=CE+OE=8x,
又∵△ABD∽△ODE,
∴==,
∴DA=6x,
∴BC=OA=10x,
在Rt△BCE中,由勾股定理可得BE2=BC2+CE2,即(5)2=(10x)2+(5x)2,解得x=1,
∴OE=3,OD=4,DA=6,AB=8,OA=10,
∴抛物线解析式为y=﹣x2+x+3,
当x=10时,代入可得y=,
∴AF=,BF=AB﹣AF=8﹣=,
在Rt△AFD中,由勾股定理可得DF===,
∴BF=DF,
又M为Rt△BDE斜边上的中点,
∴MD=MB,
∴MF为线段BD的垂直平分线,
∴MF⊥BD;
(3)解:
由(2)可知抛物线解析式为y=﹣x2+x+3,设抛物线与x轴的两个交点为H、G,
令y=0,可得0=﹣x2+x+3,解得x=﹣4或x=12,
∴H(﹣4,0),G(12,0),
①当PD⊥x轴时,由于PD=8,DH=DG=8,
故点Q的坐标为(﹣4,0)或(12,0)时,△PDQ是以P为直角顶点的等腰直角三角形;
②当PD不垂直于x轴时,分别过P,Q作x轴的垂线,垂足分别为N,I,则Q不与G重合,从而I不与G重合,即DI≠8.
∵PD⊥DQ,
∴∠QDI=90°﹣∠PDN=∠DPN,
∴Rt△PDN∽Rt△DQI,
∵PN=8,
∴PN≠DI,
∴Rt△PDN与Rt△DQI不全等,
∴PD≠DQ,另一侧同理PD≠DQ.
综合①,②所有满足题设条件的点Q的坐标为(﹣4,0)或
(12,0).
方法二:
(1)略.
(2),设OE=3a,OD=4a,
∴DE=CE=5a,∴OE=AB=8a,
由(1)知:,
∴AD=6a,
∴OA=BC=10a,
∵BE=5,
∴(5a)2+(10a)2=(5)2,
∴a=1,
∴E(0,3),∴y=﹣,
∴D(4,0),∵B(10,8),
∴F(10,),
∵M为BE的中点,∴M(5,),
∴KBD×KMF==﹣1,
∴MF⊥BD.
(3)设P(t,8)(0<t<10),
∵D(4,0),
∵PD⊥DQ,PD=PQ,
∴△PDQ是以点D为直角顶点的等腰直角三角形,
①点Q可视为点P绕点D顺时针旋转90°而成,
将D点平移至原点,D′(0,0),则P′(t﹣4,8),
将P′点绕原点顺时针旋转90°,则Q′(8,4﹣t),
将D′点平移至D点,则Q′平移后即为Q(12,4﹣t),
把Q(12,4﹣t)代入抛物线,
∴﹣=4﹣t,
∴t=4,
∴Q(12,0);
②点Q可视为点P绕点D逆时针旋转90°而成,同理可得:Q(﹣4,0),
综合①,②所有满足题设条件的点Q的坐标为(﹣4,0)或(12,0).
16.解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c的顶点坐标为C(0,﹣2),
∴b=0,c=﹣2;
∵y=ax2+bx+c过点A(﹣1,0),
∴0=a+0﹣2,a=2,
∴抛物线的解析式为y=2x2﹣2.
当y=0时,2x2﹣2=0,
解得x=±1,
∴点B的坐标为(1,0);
(2)设P(m,n).
∵∠PDB=∠BOC=90°,
∴当以P、D、B为顶点的三角形与以B、C、O为顶点的三角形相似时,分两种情况:
①若△OCB∽△DBP,则=,
即=,
解得n=.
由对称性可知,在x轴上方和下方均有一点满足条件,
∴此时点P坐标为(m,)或(m,)(舍);
②若△OCB∽△DPB,则=,
即=,
解得n=2m﹣2.
由对称性可知,在x轴上方和下方均有一点满足条件,
∴此时点P坐标为(m,2m﹣2)或(m,2﹣2m),
∵P在第一象限,m>1,
∴(m,2m﹣2)或(m,2﹣2m)舍
综上所述,满足条件的点P的坐标为:(m,),(m,2m﹣2).
(3)
方法一:
假设在抛物线上存在第一象限内的点Q(x,2x2﹣2),使△BPQ是以P为直角顶点的等腰直角三角形.
如图,过点Q作QE⊥l于点E.
∵∠DBP+∠BPD=90°,∠QPE+∠BPD=90°,
∴∠DBP=∠QPE.
在△DBP与△EPQ中,
,
∴△DBP≌△EPQ,
∴BD=PE,DP=EQ.
分两种情况:
①当P(m,)时,
∵B(1,0),D(m,0),E(m,2x2﹣2),
∴,
解得,(均不合题意舍去);
②当P(m,2(m﹣1))时,
∵B(1,0),D(m,0),E(m,2x2﹣2),
∴,
解得,(均不合题意舍去);
综上所述,不存在满足条件的点Q.
方法二:
若在第一象限内存在点Q,
①∵B(1,0),P(m,),
点Q可视为点B绕点P顺时针旋转90°而成,
将点P平移至原点,得P′(0,0),则点B′(1﹣m,),
将点B′顺时针旋转90°,则点Q′(,m﹣1),
将点P′平移回P(m,),则点Q′平移后即为点Q,
∴Q(,),
将点Q代入抛物线得:m2﹣m=0,
∴m1=1,m2=0,
∴Q1(1,0),Q2(0,﹣)(均不合题意舍去),
②∵B(1,0),P(m,2m﹣2),
同理可得Q(2﹣m,3m﹣3),
将点Q代入抛物线得:3m﹣3=2(2﹣m)2﹣2,
∴2m2﹣11m+9=0,
∴m1=1,m2=,
∴Q1(1,0),Q2(﹣,)(均不合题意舍去)
综上所述,不存在满足条件的点Q.
17.方法一:
解:(1)如图,过点C作CM∥OA交y轴于M.
∵AC:BC=3:1,∴=.
∵CM∥OA,∴△BCM∽△BAO,
∴===,∴OA=4CM=4,∴点A的坐标为(﹣4,0);
(2)∵二次函数y=ax2+bx(a<0)的图象过A点(﹣4,0),∴16a﹣4b=0,∴b=4a,
∴y=ax2+4ax,对称轴为直线x=﹣2,
∴F点坐标为(﹣2,﹣4a).
设直线AB的解析式为y=kx+n,将A(﹣4,0)代入,得﹣4k+n=0,∴n=4k,
∴直线AB的解析式为y=kx+4k,
∴B点坐标为(0,4k),D点坐标为(﹣2,2k),C点坐标为(﹣1,3k).
∵C(﹣1,3k)在抛物线y=ax2+4ax上,∴3k=a﹣4a,∴k=﹣a.
∵△AED中,∠AED=90°,
∴若△FCD与△AED相似,则△FCD是直角三角形,
∵∠FDC=∠ADE<90°,∠CFD<90°,∴∠FCD=90°,∴△FCD∽△AED.
∵F(﹣2,﹣4a),C(﹣1,3k),D(﹣2,2k),k=﹣a,
∴FC2=(﹣1+2)2+(3k+4a)2=1+a2,CD2=(﹣2+1)2+(2k﹣3k)2=1+a2,
∴FC=CD,∴△FCD是等腰直角三角形,∴△AED是等腰直角三角形,
∴∠DAE=45°,∴∠OBA=45°,∴OB=OA=4,∴4k=4,∴k=1,
∴a=﹣1,∴此二次函数的关系式为y=﹣x2﹣4x.
方法二:(1)略.(2)∵A(﹣4,0),x=﹣=﹣2,
∴b=4a,∴抛物线:y=ax2+4ax,
∴C(﹣1,﹣3a),F(﹣2,﹣4a),
∵△FCD∽△AED,∠AED=90°,
∴AC⊥FC,则KAC×KFC=﹣1,
∵A(﹣4,0),C(﹣1,﹣3a),F(﹣2,﹣4a),
∴=﹣1,∴a2=1,∴a1=1(舍),a2=﹣1,
∴此时抛物线的解析式为:y=﹣x2﹣4x.
18.解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点A(﹣3,0)和点B(1,0),
∴抛物线解析式为y=a(x+3)(x﹣1)=ax2+2ax﹣3a,
∵y=a(x+3)(x﹣1)=a(x2+2x﹣3)=a(x+1)2﹣4a,
∴顶点D的坐标为(﹣1,﹣4a);
(2)如图1,①设AC与抛物线对称轴的交点为E.
∵抛物线y=ax2+2ax﹣3a与y轴交于点C,
∴C点坐标为(0,﹣3a).
设直线AC的解析式为:y=kx+t,
则:,
解得:,
∴直线AC的解析式为:y=﹣ax﹣3a,
∴点E的坐标为:(﹣1,﹣2a),
∴DE=﹣4a﹣(﹣2a)=﹣2a,
∴S△ACD=S△CDE+S△ADE=×DE×OA=×(﹣2a)×3=﹣3a,
∴﹣3a=3,解得a=﹣1,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣2x+3;
②∵y=﹣x2﹣2x+3,
∴顶点D的坐标为(﹣1,4),C(0,3),
∵A(﹣3,0),
∴AD2=(﹣1+3)2+(4﹣0)2=20,CD2=(﹣1﹣0)2+(4﹣3)2=2,AC2=(0+3)2+(3﹣0)2=18,
∴AD2=CD2+AC2,
∴∠ACD=90°,
∴tan∠DAC===,
∵∠PAB=∠DAC,
∴tan∠PAB=tan∠DAC=.
如图2,设y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4向右平移后的抛物线解析式为y=﹣(x+m)2+4,两条抛物线交于点P,直线AP与y轴交于点F.
∵tan∠PAB===,
∴OF=1,则F点的坐标为(0,1)或(0,﹣1).
分两种情况:
(Ⅰ)如图2①,当F点的坐标为(0,1)时,易求直线AF的解析式为y=x+1,
由,解得,(舍去),
∴P点坐标为(,),
将P点坐标(,)代入y=﹣(x+m)2+4,
得=﹣(+m)2+4,
解得m1=﹣,m2=1(舍去),
∴平移后抛物线的解析式为y=﹣(x﹣)2+4;
(Ⅱ)如图2②,当F点的坐标为(0,﹣1)时,易求直线AF的解析式为y=﹣x﹣1,
由,解得,(舍去),
∴P点坐标为(,﹣),
将P点坐标(,﹣)代入y=﹣(x+m)2+4,
得﹣=﹣(+m)2+4,
解得m1=﹣,m2=1(舍去),
∴平移后抛物线的解析式为y=﹣(x﹣)2+4;
综上可知,平移后抛物线的解析式为y=﹣(x﹣)2+4或y=﹣(x﹣)2+4.
19.解:(1)∵抛物线y=ax2﹣5ax+4经过△ABC的三个顶点,
∴当x=0时,y=4,
∴C(0,4),且抛物线的对称轴是直线x=﹣=,
∴B(5,4),
∵BC∥x轴,AB平分∠CAO,
∴∠CAB=∠BAO,∠BAO=∠ABC,
∴∠CAB=∠ABC,
∴AC=BC=5,
∴AO==3,
即A(﹣3,0),
∴9a+15a+4=0,
解得a=﹣
∴抛物线的解析式是y=﹣x2+x+4;
(2)不妨设正方形的边长为m(m>0),
设直线AB的解析式为:y=kx+b,
,
解得:,
∴直线AB的解析式为:y=x+,
当y=m时,x=2m﹣3,
∴点E(2m﹣3,m),
∴点F(3m﹣3,m)
代入抛物线得:﹣(3m﹣3)2+(3m﹣3)+4=m,
即3m2﹣9m=0,
解得:m=0或3;
∴正方形EFGH的边长为3.
(3)作BK⊥x轴于K,再取M(﹣,0)和N(9,0)
只有当点P落在M、O之间和K、N之间各一个位置能使∠DPB=45°,
如图,当点P在KN上时,再作PQ⊥BN于Q,可证△DOP∽△PQB 有=,
先求出D(0,),再设P(x,0),
∴(4﹣)=x•
经整理得,2x2﹣15x﹣3=0,解得x=,应取x=…(8分)
同理,当当点P在AO上时,4(﹣)=(5﹣x),
经整理得,2x2﹣15x﹣3=0,解得x=,应取x=…(10分)
综上所述,在x轴上存在符合要求的两点P(,0).
20.解:(1)∵抛物线经过点A(12,0)、B(4,8)和原点O,
∴设抛物线解析式为y=ax2+bx(a≠0),
则,
解得,
∴抛物线所对应的函数关系式为y=﹣x2+3x;
(2)∵A(12,0),B(4,8),BC∥OA,
∴OA=12,BC=4,OC=8,∠OAB=45°,
∴梯形OABC的面积=×(4+12)×8=64,
∵AD是OA的中点,
∴OD=AD=OA=×12=6,
∵线段PD将梯形OABC的面积分成1:3两部分,
∴分成两部分的面积分别为64×=16,
64×=48,
如图1,△ADP的面积是16时,过点P作PE⊥x轴于E,
∵AP=t,
∴PE=t,
∴×6×t=16,
解得t=,
∴PE=×=,
OE=12﹣×=,
∴点P(,),
△PDO的面积是16时,×6•OP=16,
解得OP=,
∵AB==8,
∴t=(AB+BC+OC﹣OP)÷1=8+4+8﹣=8+,
此时,点P(0,),
综上所述,秒或8+秒钟后线段PD将梯形OABC的面积分成1:3两部分,
此时P点的坐标为(,)或(0,);
(3)方法一:
在Rt△OBC中,由勾股定理得,OB===4,
∵∠OAB=45°,∠BOQ=45°,
∴∠OAB=∠BOQ,
又∵∠ABO=∠OBN,
∴△AOB∽△ONB,
∴=,
即=,
解得ON=3,
如图2,连接BM,∵∠BOQ=45°,OB是⊙O′的直径,
∴△OBM是等腰直角三角形,
∴OM=OB=×4=2,
∴MN=ON﹣OM=3﹣2=.
方法二:
连接BM,∵∠BOQ=45°,∴△BOM为等腰直角三角形,
∴点B可视为点O绕点M顺时针旋转90°而成,设M(a,b),B(4,8),O(0,0),
将M平移至原点M′(0,0),∴O′(﹣a,﹣b),
将O′绕M′顺时针旋转90°,∴B′(﹣b,a),
将M′平移至M,则B′平移后即为B(a﹣b,a+b),
∴⇒,即M(6,2),
∴lOM:y=x,
∵lAB:y=﹣x+12,
∴lAB与lOM的交点N(9,3),
∴MN=.
21.方法一:
解:(1)直线y=2x﹣1,当x=0时,y=﹣1,则点C坐标为(0,﹣1).
设抛物线解析式为y=ax2+bx+c,
∵点A(﹣1,0)、B(1,0)、C(0,﹣1)在抛物线上,
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为:y=x2﹣1.
(2)如答图2所示,直线y=2x﹣1,
当y=0时,x=;
设直线CD交x轴于点E,则E(,0).
在Rt△OCE中,OC=1,OE=,
由勾股定理得:CE=,
设∠OEC=θ,则sinθ=,cosθ=.
过点A作AF⊥CD于点F,
则AF=AE•sinθ=(OA+OE)•sinθ=(1+)×=,
∴点A到直线CD的距离为.
(3)∵平移后抛物线的顶点P在直线y=2x﹣1上,
∴设P(t,2t﹣1),则平移后抛物线的解析式为y=(x﹣t)2+2t﹣1.
联立,
化简得:x2﹣(2t+2)x+t2+2t=0,
解得:x1=t,x2=t+2,
即点P、点Q的横坐标相差2,
∴PQ===.
△GPQ为等腰直角三角形,可能有以下情形:
i)若点P为直角顶点,如答图3①所示,
则PG=PQ=.
∴CG====10,
∴OG=CG﹣OC=10﹣1=9,
∴G(0,9);
ii)若点Q为直角顶点,如答图3②所示,
则QG=PQ=.
同理可得:G(0,9);
iii)若点G为直角顶点,如答图3③所示,
此时PQ=,
则GP=GQ=.
分别过点P、Q作y轴的垂线,垂足分别为点M、N.
易证Rt△PMG≌Rt△GNQ,
∴GN=PM,GM=QN.
在Rt△QNG中,
由勾股定理得:GN2+QN2=GQ2,
即PM2+QN2=10 ①
∵点P、Q横坐标相差2,
∴NQ=PM+2,
代入①式得:PM2+(PM+2)2=10,
解得PM=1,
∴NQ=3.
直线y=2x﹣1,
当x=1时,y=1,
∴P(1,1),
即OM=1.
∴OG=OM+GM=OM+NQ=1+3=4,
∴G(0,4).
综上所述,符合条件的点G有两个,其坐标为(0,4)或(0,9).
方法二:
(1)略.
(2)作AF⊥CD,垂足为F,∴KCD×KAF=﹣1,
∵KCD=2,∴KAF=﹣,
∵A(﹣1,0),∴lAF:y=﹣x﹣,
∵lCD:y=2x﹣1,
∴lAF与lCD的交点坐标F(,﹣),
∴AF=.
(3)∵平移后抛物线的顶点P在直线y=2x﹣1上,设P(t,2t﹣1),
则平移后抛物线的解析式为y=(x﹣t)2+2t﹣1,
∴抛物线与直线的交点P(t,2t﹣1),Q(t+2,2t+3),
以G、P、Q三点为顶点的三角形为等腰直角三角形.
①点G可视为点Q绕点P逆时针旋转90°而成,将P点平移至原点P′(0,0),
则Q′(2,4),将Q′点绕原点逆时针旋转90°,则G′(﹣4,2),
将P′平移至P点,则G′平移后即为G(﹣4+t,2t+1),
∵GX=0,∴t=4,∴G1(0,9),
②同理可得G2(0,9),
③点P可视为点Q绕点G顺时针旋转90°而成,设G(0,b),
将G平移至原点,G′(0,0),则Q′(t+2,2t+3﹣b),
将Q′绕原点顺时针旋转90°,则P′(2t+3﹣b,﹣t﹣2),
将G′平移至G点,则P′平移后即为P(2t+3﹣b,﹣t﹣2+b),
∴2t+3﹣b=t,﹣t﹣2+b=2t﹣1,∴t=1,b=4,
∴G3(0,4),
综上所述,满足题意的点G1(0,9),G2(0,4).
22.方法一:
解:(1)∵抛物线y=﹣x2+4x+5=﹣(x﹣2)2+9
∴D点的坐标是(2,9);
∵E为对称轴上的一点,
∴点E的横坐标是:﹣=2,
设点E的坐标是(2,m),点C′的坐标是(0,n),
∵将线段CE绕点E按逆时针方向旋转90°后,点C的对应点C′恰好落在y轴上,
∴△CEC′是等腰直角三角形,
∴
解得或(舍去),
∴点E的坐标是(2,3),点C′的坐标是(0,1).
综上,可得D点的坐标是(2,9),点E的坐标是(2,3).
(2)如图1所示:
令抛物线y=﹣x2+4x+5的y=0得:x2﹣4x﹣5=0,
解得:x1=﹣1,x2=5,
所以点A(﹣1,0),B(5,0).
设直线C′E的解析式是y=kx+b,将E(2,3),C′(0,1),代入得,
解得:,
∴直线C′E的解析式为y=x+1,
将y=x+1与y=﹣x2+4x+5,联立得:,
解得:,,
∴点F得坐标为(4,5),点A(﹣1,0)在直线C′E上.
∵直线C′E的解析式为y=x+1,
∴∠FAB=45°.
过点B、H分别作BN⊥AF、HM⊥AF,垂足分别为N、M.
∴∠HMN=90°,∠ADN=90°.
又∵∠NAD=∠HNM=45°.
∴△HGM∽△ABN
∴,
∵S△HGF:S△BGF=5:6,
∴.
∴,即,
∴HG=5.
设点H的横坐标为m,则点H的纵坐标为﹣m2+4m+5,则点G的坐标为(m,m+1),
∴﹣m2+4m+5﹣(m+1)=5.
解得:m1=,m2=.
(3)由平移的规律可知:平移后抛物线的解析式为y=﹣(x﹣1)2+4(x﹣1)+5=﹣x2+6x.
将x=5代入y=﹣x2+6x得:y=5,
∴点T的坐标为(5,5).
设直线OT的解析式为y=kx,将x=5,y=5代入得;k=1,
∴直线OT的解析式为y=x,
①如图2所示:当PT∥x轴时,△PTQ为等腰直角三角形,
将y=5代入抛物线y=﹣x2+6x得:x2﹣6x+5=0,
解得:x1=1,x2=5.
∴点P的坐标为(1,5).
将x=1代入y=x得:y=1,
∴点Q的坐标为(1,1).
②如图3所示:
由①可知:点P的坐标为(1,5).
∵△PTQ为等腰直角三角形,
∴点Q的横坐标为3,
将x=3代入y=x得;y=3,
∴点Q得坐标为(3,3).
③如图4所示:
设直线PT解析式为y=kx+b,
∵直线PT⊥QT,
∴k=﹣1.
将k=﹣1,x=5,y=5代入y=kx+b得:b=10,
∴直线PT的解析式为y=﹣x+10.
将y=﹣x+10与y=﹣x2+6x联立得:x1=2,x2=5
∴点P的横坐标为2.
将x=2代入y=x得,y=2,
∴点Q的坐标为(2,2).
综上所述:点Q的坐标为(1,1)或(3,3)或(2,2).
方法二:
(1)∵y=﹣x2+4x+5,∴顶点D(2,9),C(0,5),设E(2,a),
∴点C′可视为点C绕点E逆时针旋转90°而成,
将E点平移至原点,E1(0,0),则C1(﹣2,5﹣a),
将C1点绕原点逆时针旋转90°,则C2(a﹣5,﹣2),
将E1点平移至E点,则C2平移后即为C′(a﹣3,a﹣2),
∵C′在y轴上,∴设C′X=0,∴a﹣3=0,∴a=3,
∴C′Y=1,∴E(2,3),C′(0,1).
(2)作BM⊥x轴,交直线C′E于点M,
∴A(﹣1,0),B(5,0),
∵E(2,3),C′(0,1),
∴lC′E:y=x+1,∴M(5,6),
∵HX=m,∴H(m,﹣m2+4m+5),G(m,m+1),
S△HGF=(FX﹣GX)(HY﹣GY),
S△BGF=(FX﹣GX)(MY﹣BY),
∴,
∴,
∴m2﹣3m+1=0,
∴m1=,m2=.
(3)∵抛物线右移1单位,∴y=﹣x2+6x,
∵T(5,y),∴T(5,5),
∵O(0,0),∴lOT:y=x,
设Q(n,n)(0<n<5),
①若P为直角顶点时,PX=QX,PY=QY,
∴P(n,5),
∴﹣n2+6n=5,∴n1=1,n2=5(舍),
∴Q(1,1),
②若Q为直角顶点时,点P可视为点T绕点Q逆时针旋转90°而成,
将Q点平移至原点,Q′(0,0),则T′(5﹣n,5﹣n),
将T′点绕原点逆时针旋转90°,则P′(n﹣5,n﹣5),
将Q′点平移至Q点,则P′平移后即为P(2n﹣5,5),
∴﹣(2n﹣5)2+6(2n﹣5)=5,
∴n1=3,n2=5(舍),∴Q(3,3),
③若T为直角顶点时,点P可视为点Q绕点T逆时针旋转90°而成,
同理可得:Q(2,2),
∴综上所述:点Q的坐标为(1,1)或(3,3)或(2,2).
23.解:(1)∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD=BC,AD∥BC,
∵OB=9,OC=,
∴AD=BC=9﹣=,
∴点D坐标为(﹣12,).
(2)∵抛物线经过点A、B.
∴,
∴b=,
由ax2+x+9﹣=x,整理得:4ax2+48ax+15=0,
∵此方程有且只有一个解,
∴△=0,
∴(48a)2﹣16a×15=0,
∴a=(或0不合题意舍弃),
∴抛物线表达式为y=x2+2x+9.
(3)如图所示,在直线AB上方作等腰直角三角形△ABE,EN⊥y轴,垂足为N,以AE中点M为圆心AM为半径画圆交直线CD于Q1,Q2,
∵∠AEB=45°,∠AEB+∠AQ1B=180°,
∴∠AQ1B=135°,
∴∠AQ1D+∠BQ1C=45°,
∴点Q1符合条件,同理点Q2也符合条件,
∵∠EBN+∠ABO=90°,∠ABO+∠BAO=90°,
∴∠BAO=∠EBN,
在△EBN和△BAO中,
,
∴△EBN≌△BAO,
∴BN=AO=12,EN=BO=9,
∴点E(﹣9,21),点M(﹣,),
∵直线CD为y=x+,
设点P的横坐标为m,则点Q1(m,m+),
由AM=MQ1得到:()2=(m+)2+(m﹣)2,
整理得:5m2+42m+81=0解得m=﹣3或﹣,
故P点横坐标为﹣3或﹣.
附(3)方法二:过点A作BQ垂线交BQ的延长线于H(见下图),设点P横坐标为t,则Q(t,),
∵∠AQD=45°﹣∠BQC,
∴∠AQH=45°
∴△AQH是等腰直角三角形,
∴点Q可以视为的A绕点H顺时针旋转90°而成,设H(m,n),
将点H平移至原点H′(0,0),则A′(﹣12﹣m,﹣n),
将A′绕原点顺时针旋转90°得Q′(﹣n,12+m)
则Q平移前坐标(m﹣n,12+m+n),
∴m﹣n=t,12+m+n=t+,
∴m=,n=,
∴点H(,),
∵点H、点Q、点B共线,
∴kQB=kBH,
∴,
整理得到:5t2+42t+81=0,
∴t=﹣3或﹣.
故点P横坐标为﹣3或﹣.
24.解:(1)∵等腰直角三角形ABC的顶点A的坐标为(0,﹣1),C的坐标为(4,3)
∴点B的坐标为(4,﹣1).
∵抛物线过A(0,﹣1),B(4,﹣1)两点,
∴,解得:b=2,c=﹣1,
∴抛物线的函数表达式为:y=x2+2x﹣1.
(2)方法一:
i)∵A(0,﹣1),C(4,3),
∴直线AC的解析式为:y=x﹣1.
设平移前抛物线的顶点为P0,则由(1)可得P0的坐标为(2,1),且P0在直线AC上.
∵点P在直线AC上滑动,∴可设P的坐标为(m,m﹣1),
则平移后抛物线的函数表达式为:y=(x﹣m)2+m﹣1.
解方程组:,
解得,
∴P(m,m﹣1),Q(m﹣2,m﹣3).
过点P作PE∥x轴,过点Q作QF∥y轴,则
PE=m﹣(m﹣2)=2,QF=(m﹣1)﹣(m﹣3)=2.
∴PQ==AP0.
若以M、P、Q三点为顶点的等腰直角三角形,则可分为以下两种情况:
①当PQ为直角边时:点M到PQ的距离为(即为PQ的长).
由A(0,﹣1),B(4,﹣1),P0(2,1)可知,
△ABP0为等腰直角三角形,且BP0⊥AC,BP0=.
如答图1,过点B作直线l1∥AC,交抛物线y=x2+2x﹣1于点M,则M为符合条件的点.
∴可设直线l1的解析式为:y=x+b1,
∵B(4,﹣1),∴﹣1=4+b1,解得b1=﹣5,
∴直线l1的解析式为:y=x﹣5.
解方程组,得:,
∴M1(4,﹣1),M2(﹣2,﹣7).
②当PQ为斜边时:MP=MQ=2,可求得点M到PQ的距离为.
如答图2,取AB的中点F,则点F的坐标为(2,﹣1).
由A(0,﹣1),F(2,﹣1),P0(2,1)可知:
△AFP0为等腰直角三角形,且点F到直线AC的距离为.
过点F作直线l2∥AC,交抛物线y=x2+2x﹣1于点M,则M为符合条件的点.
∴可设直线l2的解析式为:y=x+b2,
∵F(2,﹣1),∴﹣1=2+b2,解得b2=﹣3,
∴直线l2的解析式为:y=x﹣3.
解方程组,得:,
∴M3(1+,﹣2+),M4(1﹣,﹣2﹣).
综上所述,所有符合条件的点M的坐标为:
M1(4,﹣1),M2(﹣2,﹣7),M3(1+,﹣2+),M4(1﹣,﹣2﹣).
方法二:
∵A(0,1),C(4,3),
∴lAC:y=x﹣1,
∵抛物线顶点P在直线AC上,设P(t,t﹣1),
∴抛物线表达式:,
∴lAC与抛物线的交点Q(t﹣2,t﹣3),
∵一M、P、Q三点为顶点的三角形是等腰直角三角形,P(t,t﹣1),
①当M为直角顶点时,M(t,t﹣3),,
∴t=1±,
∴M1(1+,﹣2),M2(1﹣,﹣2﹣),
②当Q为直角顶点时,点M可视为点P绕点Q顺时针旋转90°而成,
将点Q(t﹣2,t﹣3)平移至原点Q′(0,0),则点P平移后P′(2,2),
将点P′绕原点顺时针旋转90°,则点M′(2,﹣2),
将Q′(0,0)平移至点Q(t﹣2,t﹣3),则点M′平移后即为点M(t,t﹣5),
∴,
∴t1=4,t2=﹣2,
∴M1(4,﹣1),M2(﹣2,﹣7),
③当P为直角顶点时,同理可得M1(4,﹣1),M2(﹣2,﹣7),
综上所述,所有符合条件的点M的坐标为:
M1(4,﹣1),M2(﹣2,﹣7),M3(1+,﹣2+),M4(1﹣,﹣2﹣).
ii)存在最大值.理由如下:
由i)知PQ=为定值,则当NP+BQ取最小值时,有最大值.
如答图2,取点B关于AC的对称点B′,易得点B′的坐标为(0,3),BQ=B′Q.
连接QF,FN,QB′,易得FN∥PQ,且FN=PQ,
∴四边形PQFN为平行四边形.
∴NP=FQ.
∴NP+BQ=FQ+B′Q≥FB′==.
∴当B′、Q、F三点共线时,NP+BQ最小,最小值为.
∴的最大值为=.
25.解:(1)由题意,易证Rt△ACF∽Rt△BAO,
∴.
∵AB=2AM=2AC,
∴CF=OA=t.
当t=2时,CF=1.
(2)①由(1)知,Rt△ACF∽Rt△BAO,
∴,
∴AF=OB=2,
∴FD=AF=2,.
∵点C落在线段BD上,
∴△DCF∽△DBO,
∴,即,
解得t=﹣2或t=﹣﹣2(小于0,舍去)
∴当t=﹣2时,点C落在线段BD上;
②当0<t<8时,如题图1所示:
S=BE•CE=(t+2)•(4﹣t)=t2+t+4;
当t>8时,如答图1所示:
S=BE•CE=(t+2)•(t﹣4)=t2﹣t﹣4.
(3)符合条件的点C的坐标为:(12,4),(8,4)或(2,4).
理由如下:
在△CDF沿x轴左右平移的过程中,符合条件的剪拼方法有三种:
方法一:如答图2所示,当F′C′=AF′时,点F′的坐标为(12,0),
根据△C′D′F′≌△AHF′,△BC′H为拼成的三角形,此时C′的坐标为(12,4);
方法二:如答图3所示,当点F′与点A重合时,点F′的坐标为(8,0),
根据△OC′A≌△BAC′,可知△OC′D′为拼成的三角形,此时C′的坐标为(8,4);
方法三:当BC′=F′D′时,点F′的坐标为(2,0),
根据△BC′H≌△D′F′H,可知△AF′C′为拼成的三角形,此时C′的坐标为(2,4).
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是y轴右侧的抛物线上一个动点,过点P作PE⊥x轴于点E,交直线CD于点F.若点P的横坐标为m,设线段PF的长度为y,求y与m之间的函数关系式,并直接写出自变量m的取值范围;
(3)在(2)的条件下,是否存在点P,使∠PCF=45°?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
9.如图,抛物线y=ax2+bx﹣4a经过A(﹣1,0)、C(0,4)两点,与x轴交于另一点B.
(1)求抛物线的解析式;
(2)已知点D(m,m+1)在第一象限的抛物线上,求点D关于直线BC对称的点的坐标;
(3)在(2)的条件下,连接BD,点P为抛物线上一点,且∠DBP=45°,求点P的坐标.
10.如图,抛物线y=x2+bx+c与直线y=x﹣3交于A、B两点,其中点A在y轴上,点B坐标为(﹣4,﹣5),点P为y轴左侧的抛物线上一动点,过点P作PC⊥x轴于点C,交AB于点D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)以O,A,P,D为顶点的平行四边形是否存在?如存在,求点P的坐标;若不存在,说明理由.
(3)当点P运动到直线AB下方某一处时,过点P作PM⊥AB,垂足为M,连接PA使△PAM为等腰直角三角形,请直接写出此时点P的坐标.
11.如图,抛物线y=ax2+bx﹣5(a≠0)与x轴交于点A(﹣5,0)和点B(3,0),与y轴交于点C.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)若点E为x轴下方抛物线上的一动点,当S△ABE=S△ABC时,求点E的坐标;
(3)在(2)的条件下,抛物线上是否存在点P,使∠BAP=∠CAE?若存在,求出点P的横坐标;若不存在,请说明理由.
12.如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,抛物线y=ax2+2xa+c经过A(﹣4,0),B(0,4)两点,与x轴交于另一点C,直线y=x+5与x轴交于点D,与y轴交于点E.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是第二象限抛物线上的一个动点,连接EP,过点E作EP的垂线l,在l上截取线段EF,使EF=EP,且点F在第一象限,过点F作FM⊥x轴于点M,设点P的横坐标为t,线段FM的长度为d,求d与t之间的函数关系式(不要求写出自变量t的取值范围);
(3)在(2)的条件下,过点E作EH⊥ED交MF的延长线于点H,连接DH,点G为DH的中点,当直线PG经过AC的中点Q时,求点F的坐标.
13.已知抛物线y=ax2+bx+c经过点A(﹣6,0)、B(2,0)和C(0,3),点D是该抛物线的顶点.AC、OD相交于点M.
(1)求点D的坐标;
(2)在x 轴下方的平面内是否存在点N,使△DBN与△ADM全等?若存在,请求出该点的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)在抛物线的对称轴上求点P的坐标,使∠DOP=45°(直接写出结果).
14.如图,已知抛物线y=x2+bx与直线y=2x交于点O(0,0),A(a,12).点B是抛物线上O,A之间的一个动点,过点B分别作x轴、y轴的平行线与直线OA交于点C,E.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)若点C为OA的中点,求BC的长;
(3)以BC,BE为边构造矩形BCDE,设点D的坐标为(m,n),求出m,n之间的关系式.
(4)将射线OA绕原点旋转45°并与抛物线交于点P,求出P点坐标.
15.如图,折叠矩形OABC的一边BC,使点C落在OA边的点D处,已知折痕BE=5,且=,以O为原点,OA所在的直线为x轴建立如图所示的平面直角坐标系,抛物线l:y=﹣x2+x+c经过点E,且与AB边相交于点F.
(1)求证:△ABD∽△ODE;
(2)若M是BE的中点,连接MF,求证:MF⊥BD;
(3)P是线段BC上一点,点Q在抛物线l上,且始终满足PD⊥DQ,在点P运动过程中,能否使得PD=DQ?若能,求出所有符合条件的Q点坐标;若不能,请说明理由.
16.如图,二次函数y=ax2+bx+c的图象的顶点C的坐标为(0,﹣2),交x轴于A、B两点,其中A(﹣1,0),直线l:x=m(m>1)与x轴交于D.
(1)求二次函数的解析式和B的坐标;
(2)在直线l上找点P(P在第一象限),使得以P、D、B为顶点的三角形与以B、C、O为顶点的三角形相似,求点P的坐标(用含m的代数式表示);
(3)在(2)成立的条件下,在抛物线上是否存在第一象限内的点Q,使△BPQ是以P为直角顶点的等腰直角三角形?如果存在,请求出点Q的坐标;如果不存在,请说明理由.
17.如图,二次函数y=ax2+bx(a<0)的图象过坐标原点O,与x轴的负半轴交于点A,过A点的直线与y轴交于B,与二次函数的图象交于另一点C,且C点的横坐标为﹣1,AC:BC=3:1.
(1)求点A的坐标;
(2)设二次函数图象的顶点为F,其对称轴与直线AB及x轴分别交于点D和点E,若△FCD与△AED相似,求此二次函数的关系式.
18.如图,抛物线y=ax2+bx+c的开口向下,与x轴交于点A(﹣3,0)和点B(1,0).与y轴交于点C,顶点为D.
(1)求顶点D的坐标.(用含a的代数式表示);
(2)若△ACD的面积为3.
①求抛物线的解析式;
②将抛物线向右平移,使得平移后的抛物线与原抛物线交于点P,且∠PAB=∠DAC,求平移后抛物线的解析式.
19.如图,△ABC中,点A在x轴上,点C在y轴上,BC∥x轴,AB平分∠CAO.抛物线y=ax2﹣5ax+4经过△ABC的三个顶点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)正方形EFGH的顶点E在线段AB上,顶点F在对称轴右侧的抛物线上,边GH在x轴上,求正方形EFGH的边长;
(3)设直线AB与y轴的交点为D,在x轴上是否存在点P,使∠DPB=45°?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
20.已知:如图1,抛物线经过点O、A、B三点,四边形OABC是直角梯形,其中点A在x轴上,点C在y轴上,BC∥OA,A(12,0)、B(4,8).
(1)求抛物线所对应的函数关系式;
(2)若D为OA的中点,动点P自A点出发沿A→B→C→O的路线移动,速度为每秒1个单位,移动时间记为t秒.几秒钟后线段PD将梯形OABC的面积分成1﹕3两部分?并求出此时P点的坐标;
(3)如图2,作△OBC的外接圆O′,点Q是抛物线上点A、B之间的动点,连接OQ交⊙O′于点M,交AB于点N.当∠BOQ=45°时,求线段MN的长.
21.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点A(﹣1,0)和点B(1,0),直线y=2x﹣1与y轴交于点C,与抛物线交于点C、D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求点A到直线CD的距离;
(3)平移抛物线,使抛物线的顶点P在直线CD上,抛物线与直线CD的另一个交点为Q,点G在y轴正半轴上,当以G、P、Q三点为顶点的三角形为等腰直角三角形时,求出所有符合条件的G点的坐标.
22.如图1所示,已知抛物线y=﹣x2+4x+5的顶点为D,与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,E为对称轴上的一点,连接CE,将线段CE绕点E按逆时针方向旋转90°后,点C的对应点C′恰好落在y轴上.
(1)直接写出D点和E点的坐标;
(2)点F为直线C′E与已知抛物线的一个交点,点H是抛物线上C与F之间的一个动点,若过点H作直线HG与y轴平行,且与直线C′E交于点G,设点H的横坐标为m(0<m<4),那么当m为何值时,S△HGF:S△BGF=5:6?
(3)图2所示的抛物线是由y=﹣x2+4x+5向右平移1个单位后得到的,点T(5,y)在抛物线上,点P是抛物线上O与T之间的任意一点,在线段OT上是否存在一点Q,使△PQT是等腰直角三角形?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
23.如图,平行四边形ABCD的顶点A(﹣12,0),B(0,9),C(0,),抛物线y=ax2+bx+c经过点A、B.
(1)求点D的坐标.
(2)关于x的方程ax2+bx+c﹣=x有且只有一个解,求抛物线的解析式.
(3)在(2)的条件下,点P为抛物线上y=ax2+bx+c上一动点(不与A、B重合),过点P作x轴垂线交线段CD于Q,若∠AQD=45°﹣∠BQC,直接写出点P的横坐标.
24.在平面直角坐标系中,已知抛物线y=x2+bx+c(b,c为常数)的顶点为P,等腰直角三角形ABC的顶点A的坐标为(0,﹣1),C的坐标为(4,3),直角顶点B在第四象限.
(1)如图,若该抛物线过A,B两点,求该抛物线的函数表达式;
(2)平移(1)中的抛物线,使顶点P在直线AC上滑动,且与AC交于另一点Q.
(i)若点M在直线AC下方,且为平移前(1)中的抛物线上的点,当以M、P、Q三点为顶点的三角形是等腰直角三角形时,求出所有符合条件的点M的坐标;
(ii)取BC的中点N,连接NP,BQ.试探究是否存在最大值?若存在,求出该最大值;若不存在,请说明理由.
25.如图1,点A是x轴正半轴上的动点,点B坐标为(0,4),M是线段AB的中点,将点M绕点A顺时针方向旋转90°得到点C,过点C作x轴的垂线,垂足为F,过点B作y轴的垂线与直线CF相交于点E,点D是点A关于直线CF的对称点,连结AC,BC,CD,设点A的横坐标为t.
(1)当t=2时,求CF的长;
(2)①当t为何值时,点C落在线段BD上;
②设△BCE的面积为S,求S与t之间的函数关系式;
(3)如图2,当点C与点E重合时,将△CDF沿x轴左右平移得到△C′D′F′,再将A,B,C′,D′为顶点的四边形沿C′F′剪开,得到两个图形,用这两个图形拼成不重叠且无缝隙的图形恰好是三角形.请直接写出所有符合上述条件的点C′的坐标.
8.方法一:
解:(1)在直线解析式y=x+2中,令x=0,得y=2,∴C(0,2).
∵点C(0,2)、D(3,)在抛物线y=﹣x2+bx+c上,
∴,解得.∴抛物线的解析式为:y=﹣x2+x+2.
(2)①P在CD上面,点P的坐标为(m,﹣m2+m+2),点F的坐标为(m,m+2),
线段PF的长度为y=﹣m2+m+2﹣m﹣2=﹣m2+3m(0<m<3);
②P在CD下面,点P的坐标为(m,﹣m2+m+2),点F的坐标为(m,m+2),
线段PF的长度为y=m+2+m2﹣m﹣2=m2﹣3m(m≥3);
(3)存在.
理由:如答图2所示,过点C作CM⊥PE于点M,则CM=m,EM=2,
∴FM=yF﹣EM=m,∴tan∠CFM=2.
在Rt△CFM中,由勾股定理得:CF=m.
过点P作PN⊥CD于点N,则PN=FN•tan∠PFN=FN•tan∠CFM=2FN.
∵∠PCF=45°,∴PN=CN,
而PN=2FN,∴FN=CF=m,PN=2FN=m,
在Rt△PFN中,由勾股定理得:PF==m.
∵PF=yP﹣yF=(﹣m2+m+2)﹣(m+2)=﹣m2+3m,
∴﹣m2+3m=m,整理得:m2﹣m=0,
解得m=0(舍去)或m=,∴P(,);同理求得,另一点为P(,).
方法二:(1)略.
(2)设P(m,﹣m2+m+2),则F(m,m+2),
∴PF=||=.
(3)过P点作CD的垂线,垂足为N,
∵∠PCF=45°,∴△PCN为等腰直角三角形,点P可视为点C绕点N顺时针旋转90°而成,
∵N点在直线CD上,∴设N(t,t+2),C(0,2),
将N点平移至原点,N(0,0),则C′(﹣t,﹣t),
将C′点绕原点顺时针旋转90°,则P′(﹣t,t),
将N′点平移至N点,则P平移后即为P(t,t+2),
把P点代入抛物线,∴,∴t1=0(舍),t2=1,
∴符合条件的点P的坐标为(,)或( ,).
9.方法一:
解:(1)∵抛物线y=ax2+bx﹣4a经过A(﹣1,0)、C(0,4)两点,
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+3x+4;
(2)∵点D(m,m+1)在抛物线上,
∴m+1=﹣m2+3m+4,
即m2﹣2m﹣3=0
∴m=﹣1或m=3
∵点D在第一象限
∴点D的坐标为(3,4)
由(1)知OC=OB
∴∠CBA=45°
设点D关于直线BC的对称点为点E
∵C(0,4)
∴CD∥AB,且CD=3
∴∠ECB=∠DCB=45°
∴E点在y轴上,且CE=CD=3
∴OE=1
∴E(0,1)
即点D关于直线BC对称的点的坐标为(0,1);
(3)方法一:作PF⊥AB于F,DE⊥BC于E,
由(1)有:OB=OC=4
∴∠OBC=45°
∵∠DBP=45°
∴∠CBD=∠PBA
∵C(0,4),D(3,4)
∴CD∥OB且CD=3
∴∠DCE=∠CBO=45°
∴DE=CE=
∵OB=OC=4
∴BC=4
∴BE=BC﹣CE=
∴tan∠PBF=tan∠CBD=
设PF=3t,则BF=5t,OF=5t﹣4
∴P(﹣5t+4,3t)
∵P点在抛物线上
∴3t=﹣(﹣5t+4)2+3(﹣5t+4)+4
∴t=0(舍去)或t=
∴P(,);
方法二:过点D作BD的垂线交直线PB于点Q,过点D作DH⊥x轴于H,过Q点作QG⊥DH于G,
∵∠PBD=45°,
∴QD=DB,
∴∠QDG+∠BDH=90°,
又∵∠DQG+∠QDG=90°,
∴∠DQG=∠BDH,
∴△QDG≌△DBH,
∴QG=DH=4,DG=BH=1
由(2)知D(3,4),
∴DH=4,
∴HG=3,QF=1,
∴Q(﹣1,3)
∵B(4,0)
∴直线BQ的解析式为y=﹣x+
解方程组
得,
∴点P的坐标为(,).
方法二:
(1)略.
(2)∵点D(m,m+1)在抛物线上,
∴m+1=﹣m2+3m+4,
即m2﹣2m﹣3=0
∴m=﹣1或m=3
∵点D在第一象限
∴点D的坐标为(3,4)
∵B(4,0),C(0,4),∴lBC:y=﹣x+4,
D,E关于BC对称,
∴DE⊥BC,DE与BC的交点F为DE的中点,
KDE×KBC=﹣1,
∵KBC=1,∴KDE=﹣1,
lDE:y=x+1,lBC:y=﹣x+4,
∴lDE与lBC的交点F(,),
∵FX=,FY=,
∴E(0,1).
(3)过点D作直线BF的垂线,垂足为H,设点H(a,b),
∵∠DBP=45°,
∴△DHB为等腰三角形,点B可视为点D绕点H顺时针旋转90°而成,
将点H平移至原点得点H′,则点D(3,4)平移后为D′(3﹣a,4﹣b),
将点D′顺时针旋转90°,则点B′(4﹣b,a﹣3),将H′平移至H,则B′平移后即为点B(4+a﹣b,a+b﹣3),
∵B(4,0),
∴4+a﹣b=4,a+b﹣3=0,
∴a=b=,H(,),
∵P在直线BH上,KBH=,
∴lBH:y=﹣x,
∴⇒,
∴点P的坐标为(,).
10.解:(1)∵直线y=x﹣3交于A、B两点,其中点A在y轴上,
∴A(0,﹣3),
∵B(﹣4,﹣5),
∴,
∴,
∴抛物线解析式为y=x2+x﹣3,
(2)存在,
设P(m,m2+m﹣3),(m<0),
∴D(m,m﹣3),
∴PD=|m2+4m|
∵PD∥AO,
∴当PD=OA=3,故存在以O,A,P,D为顶点的平行四边形,
∴|m2+4m|=3,
①当m2+4m=3时,
∴m1=﹣2﹣,m2=﹣2+(舍),
∴m2+m﹣3=﹣1﹣,
∴P(﹣2﹣,﹣1﹣),
②当m2+4m=﹣3时,
∴m1=﹣1,m2=﹣3,
Ⅰ、m1=﹣1,
∴m2+m﹣3=﹣,
∴P(﹣1,﹣),
Ⅱ、m2=﹣3,
∴m2+m﹣3=﹣,
∴P(﹣3,﹣),
∴点P的坐标为(﹣2﹣,﹣1﹣),(﹣1,﹣),(﹣3,﹣).
(3)方法一,如图,
∵△PAM为等腰直角三角形,
∴∠BAP=45°,
∵直线AP可以看做是直线AB绕点A逆时针旋转45°所得,
设直线AP解析式为y=kx﹣3,
∵直线AB解析式为y=x﹣3,
∴k==3,
∴直线AP解析式为y=3x﹣3,
联立,
∴x1=0(舍)x2=﹣
当x=﹣时,y=﹣,
∴P(﹣,﹣).
方法二:如图,
∵直线AB解析式为y=x﹣3,
∴直线AB与x轴的交点坐标为E(6,0),
过点A作AF⊥AB交x轴于点F,
∵A(0,﹣3),
∴直线AF解析式为y=﹣2x﹣3,
∴直线AF与x轴的交点为F(﹣,0),
∴AE=3,AF=,
过点A作∠EAF的角平分线交x轴于点G,与抛物线相较于点P,过点P作PM⊥AB,
∴∠EAG=45°,
∴∠BAP=45°,
即:△PAM为等腰直角三角形.
设点G(m,0),
∴EG=6﹣m.FG=m+,
根据角平分线定理得,,
∴,
∴m=1,
∴G(1,0),
∴直线AG解析式为y=3x﹣3①,
∵抛物线解析式为y=x2+x﹣3②,
联立①②得,x=0(舍)或x=﹣,
∴y=﹣,
∴P(﹣,﹣).
11.解:
(1)把A、B两点坐标代入解析式可得,解得,
∴抛物线解析式为y=x2+x﹣5;
(2)在y=x2+x﹣5中,令x=0可得y=﹣5,
∴C(0,﹣5),
∵S△ABE=S△ABC,且E点在x轴下方,
∴E点纵坐标和C点纵坐标相同,
当y=﹣5时,代入可得x2+x=﹣5,解得x=﹣2或x=0(舍去),
∴E点坐标为(﹣2,﹣5);
(3)假设存在满足条件的P点,其坐标为(m,m2+m﹣5),
如图,连接AP、CE、AE,过E作ED⊥AC于点D,过P作PQ⊥x轴于点Q,
则AQ=AO+OQ=5+m,PQ=|m2+m﹣5|,
在Rt△AOC中,OA=OC=5,则AC=5,∠ACO=∠DCE=45°,
由(2)可得EC=2,在Rt△EDC中,可得DE=DC=,
∴AD=AC﹣DC=5﹣=4,
当∠BAP=∠CAE时,则△EDA∽△PQA,
∴=,即=,
∴m2+m﹣5=(5+m)或m2+m﹣5=﹣(5+m),
当m2+m﹣5=(5+m)时,整理可得4m2+5m﹣75=0,解得m=或m=﹣5(与A点重合,舍去),
当m2+m﹣5=﹣(5+m)时,整理可得4m2+11m﹣45=0,解得m=或m=﹣5(与A点重合,舍去),
∴存在满足条件的点P,其横坐标为或.
12.解:(1)把A(﹣4,0),B(0,4)代入y=ax2+2xa+c得,解得,
所以抛物线解析式为y=﹣x2﹣x+4;
(2)如图1,分别过P、F向y轴作垂线,垂足分别为A′、B′,过P作PN⊥x轴,垂足为N,
由直线DE的解析式为:y=x+5,则E(0,5),
∴OE=5,
∵∠PEO+∠OEF=90°,∠PEO+∠EPA′=90°,
∴∠EPA′=∠OEF,
∵PE=EF,∠EA′P=∠EB′F=90°,
∴△PEA′≌△EFB′,
∴PA′=EB′=﹣t,
则d=FM=OB′=OE﹣EB′=5﹣(﹣t)=5+t;
(3)如图2,由直线DE的解析式为:y=x+5,
∵EH⊥ED,
∴直线EH的解析式为:y=﹣x+5,
∴FB′=A′E=5﹣(﹣t2﹣t+4)=t2+t+1,
∴F(t2+t+1,5+t),
∴点H的横坐标为:t2+t+1,
y=﹣t2﹣t﹣1+5=﹣t2﹣t+4,
∴H(t2+t+1,﹣t2﹣t+4),
∵G是DH的中点,
∴G(,),
∴G(t2+t﹣,﹣t2﹣t+2),
∴PH∥x轴,
∵DG=GH,
∴PG=GQ,
∴=t2+t﹣,
t=±2,
∵P在第二象限,
∴t<0,
∴t=﹣2,
∴F(1,3).
13.方法一:
解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c经过点A(﹣6,0)、B(2,0)和C(0,3),
∴,
解得,
∴抛物线解析式为y=﹣x2﹣x+3,
∵y=﹣(x+2)2+4,
∴顶点D的坐标为(﹣2,4);
(2)设对称轴与x轴相交于点E,
∵A(﹣6,0)、B(2,0)、C(0,3)、D(﹣2,4),
∴OA=6,OC=3,OE=2,DE=4,
∵==2,∠AOC=∠DEO=90°,
∴△AOC∽△DEO,
∴∠OAC=∠EDO,
又∵∠DOE=∠AOM,
∴∠AMO=∠DEO=90°,
在Rt△AOC中,AC===3,
∵cos∠OAC==,
∴=,
解得AM=,
在Rt△ADE中,AD===4,
在Rt△ADM中,DM===,
∵∠DAM+∠ADM=180°﹣90°=90°,
∠BDO+∠ADM=90°,
∴∠DAM=∠BDO,
∴点N在DO的延长线上,
∵△DBN≌△ADM,
∴BN=DM=,
过点N作NF⊥x轴于F,
∵∠ODE+∠DOE=90°,∠OBN+∠BON=90°,
∴∠ODE=∠OBN,
在Rt△ODE中,OD===2,
∴NF=BN•sin∠OBN=×=,
BF=BN•cos∠OBN=×=,
∴OF=OB﹣BF=2﹣=,
∴点N的坐标为(,﹣);
(3)∵DE=4,BE=2﹣(﹣2)=4,
∴△BDE是等腰直角三角形,
∴∠ABD=45°,
∵∠DOE=∠BDO+∠ABD,
∠DOE=∠DOP+∠EOP,
∠ABD=∠DOP=45°,
∴∠EOP=∠BDO,
∴PE=OE•tan∠EOP=2×=,
∴点P的坐标为(﹣2,).
方法二:
(1)略.
(2)设对称轴与x轴相交于点E,
∵A(﹣6,0)、B(2,0)、C(0,3)、D(﹣2,4)、O(0,0),
∴KOD==﹣2,KAC==,
∴KOD×KAC=﹣1,∴OD⊥AC,
KAD==1,KBD==﹣1,
∴KAD×KBD=﹣1,
∴AD⊥BD,
∴∠BDO+∠ADM=∠DAC+∠ADM=90°,
∴∠DAC=∠BDO,
∵D为线段AB垂直平分线上一点,∴AD=BD,
∴欲使△DBN≌△ADM,只需过点B作DO垂线交DO延长线于N,
∵∠BND=∠AMD=90°,∠DAC=∠BDO,AD=BD,
∴△DBN≌△ADM,
∵BN⊥DN,∴KBN×KDN=﹣1,
∵KDN=﹣2,
∴KBN=,
∵B(2,0),
∴lBN:y=x﹣1,
∵lDN:y=﹣2x,
∴lBN与lDN的交点N(,﹣).
(3)过点P作DO的垂线,垂足为H,
∵D(﹣2,4),
∴lOD:y=﹣2x,
∴设H(a,﹣2a),O(0,0),
∵∠DOP=45°,
∴△PHO为等腰直角三角形,
∴点P可视为点O绕点H顺时针旋转90°而成,
将H点平移至原点,H′(0,0),则O′(﹣a,2a),
将O′点绕原点顺时针旋转90°,则P′(2a,a),
将H′点平移至H点,则P′平移后即为P(3a,﹣a),
∵点P在对称轴上,∴PX=﹣2,3a=﹣2,a=﹣,
∴P(﹣2,).
14.解:(1)∵点A(a,12)在直线y=2x上,
∴12=2a,
解得:a=6,
又∵点A是抛物线y=x2+bx上的一点,
将点A(6,12)代入y=x2+bx,可得b=﹣1,
∴抛物线解析式为y=x2﹣x.
(2)∵点C是OA的中点,
∴点C的坐标为(3,6),
把y=6代入y=x2﹣x,
解得:x1=1+,x2=1﹣(舍去),
故BC=1+﹣3=﹣2.
(3)∵直线OA的解析式为:y=2x,
点D的坐标为(m,n),
∴点E的坐标为(n,n),点C的坐标为(m,2m),
∴点B的坐标为(n,2m),
把点B(n,2m)代入y=x2﹣x,可得m=n2﹣n,
∴m、n之间的关系式为m=n2﹣n.
(4)过点P作DO的垂线,垂足为H,
∵∠POH=45°,
∴△POH为等腰直角三角形,点P可视为点O绕点H顺时针旋转90°而成,
∵点H在直线OA上,设H(t,2t),O(0,0),
将H点平移至原点,H′(0,0),则O(﹣t,﹣2t),
将O′点绕原点顺时针旋转90°,则P′(﹣2t,t),
将H′平移至H点,则P′平移后即为P(﹣t,3t),
∵P点在抛物线上,
∴3t=t2+t,解得:t1=0(舍),t2=4,
∴P1(﹣4,12),
∵OP1⊥OP2,∴KOP1×KOP2=﹣1,
∵KOP1=﹣3,∴KOP2=,
∴lOP1:y=x,
∵,
∴x1=0,x2=,
∴P2(,).
15.方法一:
(1)证明:
∵四边形ABCO为矩形,且由折叠的性质可知△BCE≌△BDE,
∴∠BDE=∠BCE=90°,
∵∠BAD=90°,
∴∠EDO+∠BDA=∠BDA+∠DAB=90°,
∴∠EDO=∠DBA,且∠EOD=∠BAD=90°,
∴△ABD∽△ODE;
(2)证明:
∵=,
∴设OD=4x,OE=3x,则DE=5x,
∴CE=DE=5x,
∴AB=OC=CE+OE=8x,
又∵△ABD∽△ODE,
∴==,
∴DA=6x,
∴BC=OA=10x,
在Rt△BCE中,由勾股定理可得BE2=BC2+CE2,即(5)2=(10x)2+(5x)2,解得x=1,
∴OE=3,OD=4,DA=6,AB=8,OA=10,
∴抛物线解析式为y=﹣x2+x+3,
当x=10时,代入可得y=,
∴AF=,BF=AB﹣AF=8﹣=,
在Rt△AFD中,由勾股定理可得DF===,
∴BF=DF,
又M为Rt△BDE斜边上的中点,
∴MD=MB,
∴MF为线段BD的垂直平分线,
∴MF⊥BD;
(3)解:
由(2)可知抛物线解析式为y=﹣x2+x+3,设抛物线与x轴的两个交点为H、G,
令y=0,可得0=﹣x2+x+3,解得x=﹣4或x=12,
∴H(﹣4,0),G(12,0),
①当PD⊥x轴时,由于PD=8,DH=DG=8,
故点Q的坐标为(﹣4,0)或(12,0)时,△PDQ是以P为直角顶点的等腰直角三角形;
②当PD不垂直于x轴时,分别过P,Q作x轴的垂线,垂足分别为N,I,则Q不与G重合,从而I不与G重合,即DI≠8.
∵PD⊥DQ,
∴∠QDI=90°﹣∠PDN=∠DPN,
∴Rt△PDN∽Rt△DQI,
∵PN=8,
∴PN≠DI,
∴Rt△PDN与Rt△DQI不全等,
∴PD≠DQ,另一侧同理PD≠DQ.
综合①,②所有满足题设条件的点Q的坐标为(﹣4,0)或
(12,0).
方法二:
(1)略.
(2),设OE=3a,OD=4a,
∴DE=CE=5a,∴OE=AB=8a,
由(1)知:,
∴AD=6a,
∴OA=BC=10a,
∵BE=5,
∴(5a)2+(10a)2=(5)2,
∴a=1,
∴E(0,3),∴y=﹣,
∴D(4,0),∵B(10,8),
∴F(10,),
∵M为BE的中点,∴M(5,),
∴KBD×KMF==﹣1,
∴MF⊥BD.
(3)设P(t,8)(0<t<10),
∵D(4,0),
∵PD⊥DQ,PD=PQ,
∴△PDQ是以点D为直角顶点的等腰直角三角形,
①点Q可视为点P绕点D顺时针旋转90°而成,
将D点平移至原点,D′(0,0),则P′(t﹣4,8),
将P′点绕原点顺时针旋转90°,则Q′(8,4﹣t),
将D′点平移至D点,则Q′平移后即为Q(12,4﹣t),
把Q(12,4﹣t)代入抛物线,
∴﹣=4﹣t,
∴t=4,
∴Q(12,0);
②点Q可视为点P绕点D逆时针旋转90°而成,同理可得:Q(﹣4,0),
综合①,②所有满足题设条件的点Q的坐标为(﹣4,0)或(12,0).
16.解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c的顶点坐标为C(0,﹣2),
∴b=0,c=﹣2;
∵y=ax2+bx+c过点A(﹣1,0),
∴0=a+0﹣2,a=2,
∴抛物线的解析式为y=2x2﹣2.
当y=0时,2x2﹣2=0,
解得x=±1,
∴点B的坐标为(1,0);
(2)设P(m,n).
∵∠PDB=∠BOC=90°,
∴当以P、D、B为顶点的三角形与以B、C、O为顶点的三角形相似时,分两种情况:
①若△OCB∽△DBP,则=,
即=,
解得n=.
由对称性可知,在x轴上方和下方均有一点满足条件,
∴此时点P坐标为(m,)或(m,)(舍);
②若△OCB∽△DPB,则=,
即=,
解得n=2m﹣2.
由对称性可知,在x轴上方和下方均有一点满足条件,
∴此时点P坐标为(m,2m﹣2)或(m,2﹣2m),
∵P在第一象限,m>1,
∴(m,2m﹣2)或(m,2﹣2m)舍
综上所述,满足条件的点P的坐标为:(m,),(m,2m﹣2).
(3)
方法一:
假设在抛物线上存在第一象限内的点Q(x,2x2﹣2),使△BPQ是以P为直角顶点的等腰直角三角形.
如图,过点Q作QE⊥l于点E.
∵∠DBP+∠BPD=90°,∠QPE+∠BPD=90°,
∴∠DBP=∠QPE.
在△DBP与△EPQ中,
,
∴△DBP≌△EPQ,
∴BD=PE,DP=EQ.
分两种情况:
①当P(m,)时,
∵B(1,0),D(m,0),E(m,2x2﹣2),
∴,
解得,(均不合题意舍去);
②当P(m,2(m﹣1))时,
∵B(1,0),D(m,0),E(m,2x2﹣2),
∴,
解得,(均不合题意舍去);
综上所述,不存在满足条件的点Q.
方法二:
若在第一象限内存在点Q,
①∵B(1,0),P(m,),
点Q可视为点B绕点P顺时针旋转90°而成,
将点P平移至原点,得P′(0,0),则点B′(1﹣m,),
将点B′顺时针旋转90°,则点Q′(,m﹣1),
将点P′平移回P(m,),则点Q′平移后即为点Q,
∴Q(,),
将点Q代入抛物线得:m2﹣m=0,
∴m1=1,m2=0,
∴Q1(1,0),Q2(0,﹣)(均不合题意舍去),
②∵B(1,0),P(m,2m﹣2),
同理可得Q(2﹣m,3m﹣3),
将点Q代入抛物线得:3m﹣3=2(2﹣m)2﹣2,
∴2m2﹣11m+9=0,
∴m1=1,m2=,
∴Q1(1,0),Q2(﹣,)(均不合题意舍去)
综上所述,不存在满足条件的点Q.
17.方法一:
解:(1)如图,过点C作CM∥OA交y轴于M.
∵AC:BC=3:1,∴=.
∵CM∥OA,∴△BCM∽△BAO,
∴===,∴OA=4CM=4,∴点A的坐标为(﹣4,0);
(2)∵二次函数y=ax2+bx(a<0)的图象过A点(﹣4,0),∴16a﹣4b=0,∴b=4a,
∴y=ax2+4ax,对称轴为直线x=﹣2,
∴F点坐标为(﹣2,﹣4a).
设直线AB的解析式为y=kx+n,将A(﹣4,0)代入,得﹣4k+n=0,∴n=4k,
∴直线AB的解析式为y=kx+4k,
∴B点坐标为(0,4k),D点坐标为(﹣2,2k),C点坐标为(﹣1,3k).
∵C(﹣1,3k)在抛物线y=ax2+4ax上,∴3k=a﹣4a,∴k=﹣a.
∵△AED中,∠AED=90°,
∴若△FCD与△AED相似,则△FCD是直角三角形,
∵∠FDC=∠ADE<90°,∠CFD<90°,∴∠FCD=90°,∴△FCD∽△AED.
∵F(﹣2,﹣4a),C(﹣1,3k),D(﹣2,2k),k=﹣a,
∴FC2=(﹣1+2)2+(3k+4a)2=1+a2,CD2=(﹣2+1)2+(2k﹣3k)2=1+a2,
∴FC=CD,∴△FCD是等腰直角三角形,∴△AED是等腰直角三角形,
∴∠DAE=45°,∴∠OBA=45°,∴OB=OA=4,∴4k=4,∴k=1,
∴a=﹣1,∴此二次函数的关系式为y=﹣x2﹣4x.
方法二:(1)略.(2)∵A(﹣4,0),x=﹣=﹣2,
∴b=4a,∴抛物线:y=ax2+4ax,
∴C(﹣1,﹣3a),F(﹣2,﹣4a),
∵△FCD∽△AED,∠AED=90°,
∴AC⊥FC,则KAC×KFC=﹣1,
∵A(﹣4,0),C(﹣1,﹣3a),F(﹣2,﹣4a),
∴=﹣1,∴a2=1,∴a1=1(舍),a2=﹣1,
∴此时抛物线的解析式为:y=﹣x2﹣4x.
18.解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点A(﹣3,0)和点B(1,0),
∴抛物线解析式为y=a(x+3)(x﹣1)=ax2+2ax﹣3a,
∵y=a(x+3)(x﹣1)=a(x2+2x﹣3)=a(x+1)2﹣4a,
∴顶点D的坐标为(﹣1,﹣4a);
(2)如图1,①设AC与抛物线对称轴的交点为E.
∵抛物线y=ax2+2ax﹣3a与y轴交于点C,
∴C点坐标为(0,﹣3a).
设直线AC的解析式为:y=kx+t,
则:,
解得:,
∴直线AC的解析式为:y=﹣ax﹣3a,
∴点E的坐标为:(﹣1,﹣2a),
∴DE=﹣4a﹣(﹣2a)=﹣2a,
∴S△ACD=S△CDE+S△ADE=×DE×OA=×(﹣2a)×3=﹣3a,
∴﹣3a=3,解得a=﹣1,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣2x+3;
②∵y=﹣x2﹣2x+3,
∴顶点D的坐标为(﹣1,4),C(0,3),
∵A(﹣3,0),
∴AD2=(﹣1+3)2+(4﹣0)2=20,CD2=(﹣1﹣0)2+(4﹣3)2=2,AC2=(0+3)2+(3﹣0)2=18,
∴AD2=CD2+AC2,
∴∠ACD=90°,
∴tan∠DAC===,
∵∠PAB=∠DAC,
∴tan∠PAB=tan∠DAC=.
如图2,设y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4向右平移后的抛物线解析式为y=﹣(x+m)2+4,两条抛物线交于点P,直线AP与y轴交于点F.
∵tan∠PAB===,
∴OF=1,则F点的坐标为(0,1)或(0,﹣1).
分两种情况:
(Ⅰ)如图2①,当F点的坐标为(0,1)时,易求直线AF的解析式为y=x+1,
由,解得,(舍去),
∴P点坐标为(,),
将P点坐标(,)代入y=﹣(x+m)2+4,
得=﹣(+m)2+4,
解得m1=﹣,m2=1(舍去),
∴平移后抛物线的解析式为y=﹣(x﹣)2+4;
(Ⅱ)如图2②,当F点的坐标为(0,﹣1)时,易求直线AF的解析式为y=﹣x﹣1,
由,解得,(舍去),
∴P点坐标为(,﹣),
将P点坐标(,﹣)代入y=﹣(x+m)2+4,
得﹣=﹣(+m)2+4,
解得m1=﹣,m2=1(舍去),
∴平移后抛物线的解析式为y=﹣(x﹣)2+4;
综上可知,平移后抛物线的解析式为y=﹣(x﹣)2+4或y=﹣(x﹣)2+4.
19.解:(1)∵抛物线y=ax2﹣5ax+4经过△ABC的三个顶点,
∴当x=0时,y=4,
∴C(0,4),且抛物线的对称轴是直线x=﹣=,
∴B(5,4),
∵BC∥x轴,AB平分∠CAO,
∴∠CAB=∠BAO,∠BAO=∠ABC,
∴∠CAB=∠ABC,
∴AC=BC=5,
∴AO==3,
即A(﹣3,0),
∴9a+15a+4=0,
解得a=﹣
∴抛物线的解析式是y=﹣x2+x+4;
(2)不妨设正方形的边长为m(m>0),
设直线AB的解析式为:y=kx+b,
,
解得:,
∴直线AB的解析式为:y=x+,
当y=m时,x=2m﹣3,
∴点E(2m﹣3,m),
∴点F(3m﹣3,m)
代入抛物线得:﹣(3m﹣3)2+(3m﹣3)+4=m,
即3m2﹣9m=0,
解得:m=0或3;
∴正方形EFGH的边长为3.
(3)作BK⊥x轴于K,再取M(﹣,0)和N(9,0)
只有当点P落在M、O之间和K、N之间各一个位置能使∠DPB=45°,
如图,当点P在KN上时,再作PQ⊥BN于Q,可证△DOP∽△PQB 有=,
先求出D(0,),再设P(x,0),
∴(4﹣)=x•
经整理得,2x2﹣15x﹣3=0,解得x=,应取x=…(8分)
同理,当当点P在AO上时,4(﹣)=(5﹣x),
经整理得,2x2﹣15x﹣3=0,解得x=,应取x=…(10分)
综上所述,在x轴上存在符合要求的两点P(,0).
20.解:(1)∵抛物线经过点A(12,0)、B(4,8)和原点O,
∴设抛物线解析式为y=ax2+bx(a≠0),
则,
解得,
∴抛物线所对应的函数关系式为y=﹣x2+3x;
(2)∵A(12,0),B(4,8),BC∥OA,
∴OA=12,BC=4,OC=8,∠OAB=45°,
∴梯形OABC的面积=×(4+12)×8=64,
∵AD是OA的中点,
∴OD=AD=OA=×12=6,
∵线段PD将梯形OABC的面积分成1:3两部分,
∴分成两部分的面积分别为64×=16,
64×=48,
如图1,△ADP的面积是16时,过点P作PE⊥x轴于E,
∵AP=t,
∴PE=t,
∴×6×t=16,
解得t=,
∴PE=×=,
OE=12﹣×=,
∴点P(,),
△PDO的面积是16时,×6•OP=16,
解得OP=,
∵AB==8,
∴t=(AB+BC+OC﹣OP)÷1=8+4+8﹣=8+,
此时,点P(0,),
综上所述,秒或8+秒钟后线段PD将梯形OABC的面积分成1:3两部分,
此时P点的坐标为(,)或(0,);
(3)方法一:
在Rt△OBC中,由勾股定理得,OB===4,
∵∠OAB=45°,∠BOQ=45°,
∴∠OAB=∠BOQ,
又∵∠ABO=∠OBN,
∴△AOB∽△ONB,
∴=,
即=,
解得ON=3,
如图2,连接BM,∵∠BOQ=45°,OB是⊙O′的直径,
∴△OBM是等腰直角三角形,
∴OM=OB=×4=2,
∴MN=ON﹣OM=3﹣2=.
方法二:
连接BM,∵∠BOQ=45°,∴△BOM为等腰直角三角形,
∴点B可视为点O绕点M顺时针旋转90°而成,设M(a,b),B(4,8),O(0,0),
将M平移至原点M′(0,0),∴O′(﹣a,﹣b),
将O′绕M′顺时针旋转90°,∴B′(﹣b,a),
将M′平移至M,则B′平移后即为B(a﹣b,a+b),
∴⇒,即M(6,2),
∴lOM:y=x,
∵lAB:y=﹣x+12,
∴lAB与lOM的交点N(9,3),
∴MN=.
21.方法一:
解:(1)直线y=2x﹣1,当x=0时,y=﹣1,则点C坐标为(0,﹣1).
设抛物线解析式为y=ax2+bx+c,
∵点A(﹣1,0)、B(1,0)、C(0,﹣1)在抛物线上,
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为:y=x2﹣1.
(2)如答图2所示,直线y=2x﹣1,
当y=0时,x=;
设直线CD交x轴于点E,则E(,0).
在Rt△OCE中,OC=1,OE=,
由勾股定理得:CE=,
设∠OEC=θ,则sinθ=,cosθ=.
过点A作AF⊥CD于点F,
则AF=AE•sinθ=(OA+OE)•sinθ=(1+)×=,
∴点A到直线CD的距离为.
(3)∵平移后抛物线的顶点P在直线y=2x﹣1上,
∴设P(t,2t﹣1),则平移后抛物线的解析式为y=(x﹣t)2+2t﹣1.
联立,
化简得:x2﹣(2t+2)x+t2+2t=0,
解得:x1=t,x2=t+2,
即点P、点Q的横坐标相差2,
∴PQ===.
△GPQ为等腰直角三角形,可能有以下情形:
i)若点P为直角顶点,如答图3①所示,
则PG=PQ=.
∴CG====10,
∴OG=CG﹣OC=10﹣1=9,
∴G(0,9);
ii)若点Q为直角顶点,如答图3②所示,
则QG=PQ=.
同理可得:G(0,9);
iii)若点G为直角顶点,如答图3③所示,
此时PQ=,
则GP=GQ=.
分别过点P、Q作y轴的垂线,垂足分别为点M、N.
易证Rt△PMG≌Rt△GNQ,
∴GN=PM,GM=QN.
在Rt△QNG中,
由勾股定理得:GN2+QN2=GQ2,
即PM2+QN2=10 ①
∵点P、Q横坐标相差2,
∴NQ=PM+2,
代入①式得:PM2+(PM+2)2=10,
解得PM=1,
∴NQ=3.
直线y=2x﹣1,
当x=1时,y=1,
∴P(1,1),
即OM=1.
∴OG=OM+GM=OM+NQ=1+3=4,
∴G(0,4).
综上所述,符合条件的点G有两个,其坐标为(0,4)或(0,9).
方法二:
(1)略.
(2)作AF⊥CD,垂足为F,∴KCD×KAF=﹣1,
∵KCD=2,∴KAF=﹣,
∵A(﹣1,0),∴lAF:y=﹣x﹣,
∵lCD:y=2x﹣1,
∴lAF与lCD的交点坐标F(,﹣),
∴AF=.
(3)∵平移后抛物线的顶点P在直线y=2x﹣1上,设P(t,2t﹣1),
则平移后抛物线的解析式为y=(x﹣t)2+2t﹣1,
∴抛物线与直线的交点P(t,2t﹣1),Q(t+2,2t+3),
以G、P、Q三点为顶点的三角形为等腰直角三角形.
①点G可视为点Q绕点P逆时针旋转90°而成,将P点平移至原点P′(0,0),
则Q′(2,4),将Q′点绕原点逆时针旋转90°,则G′(﹣4,2),
将P′平移至P点,则G′平移后即为G(﹣4+t,2t+1),
∵GX=0,∴t=4,∴G1(0,9),
②同理可得G2(0,9),
③点P可视为点Q绕点G顺时针旋转90°而成,设G(0,b),
将G平移至原点,G′(0,0),则Q′(t+2,2t+3﹣b),
将Q′绕原点顺时针旋转90°,则P′(2t+3﹣b,﹣t﹣2),
将G′平移至G点,则P′平移后即为P(2t+3﹣b,﹣t﹣2+b),
∴2t+3﹣b=t,﹣t﹣2+b=2t﹣1,∴t=1,b=4,
∴G3(0,4),
综上所述,满足题意的点G1(0,9),G2(0,4).
22.方法一:
解:(1)∵抛物线y=﹣x2+4x+5=﹣(x﹣2)2+9
∴D点的坐标是(2,9);
∵E为对称轴上的一点,
∴点E的横坐标是:﹣=2,
设点E的坐标是(2,m),点C′的坐标是(0,n),
∵将线段CE绕点E按逆时针方向旋转90°后,点C的对应点C′恰好落在y轴上,
∴△CEC′是等腰直角三角形,
∴
解得或(舍去),
∴点E的坐标是(2,3),点C′的坐标是(0,1).
综上,可得D点的坐标是(2,9),点E的坐标是(2,3).
(2)如图1所示:
令抛物线y=﹣x2+4x+5的y=0得:x2﹣4x﹣5=0,
解得:x1=﹣1,x2=5,
所以点A(﹣1,0),B(5,0).
设直线C′E的解析式是y=kx+b,将E(2,3),C′(0,1),代入得,
解得:,
∴直线C′E的解析式为y=x+1,
将y=x+1与y=﹣x2+4x+5,联立得:,
解得:,,
∴点F得坐标为(4,5),点A(﹣1,0)在直线C′E上.
∵直线C′E的解析式为y=x+1,
∴∠FAB=45°.
过点B、H分别作BN⊥AF、HM⊥AF,垂足分别为N、M.
∴∠HMN=90°,∠ADN=90°.
又∵∠NAD=∠HNM=45°.
∴△HGM∽△ABN
∴,
∵S△HGF:S△BGF=5:6,
∴.
∴,即,
∴HG=5.
设点H的横坐标为m,则点H的纵坐标为﹣m2+4m+5,则点G的坐标为(m,m+1),
∴﹣m2+4m+5﹣(m+1)=5.
解得:m1=,m2=.
(3)由平移的规律可知:平移后抛物线的解析式为y=﹣(x﹣1)2+4(x﹣1)+5=﹣x2+6x.
将x=5代入y=﹣x2+6x得:y=5,
∴点T的坐标为(5,5).
设直线OT的解析式为y=kx,将x=5,y=5代入得;k=1,
∴直线OT的解析式为y=x,
①如图2所示:当PT∥x轴时,△PTQ为等腰直角三角形,
将y=5代入抛物线y=﹣x2+6x得:x2﹣6x+5=0,
解得:x1=1,x2=5.
∴点P的坐标为(1,5).
将x=1代入y=x得:y=1,
∴点Q的坐标为(1,1).
②如图3所示:
由①可知:点P的坐标为(1,5).
∵△PTQ为等腰直角三角形,
∴点Q的横坐标为3,
将x=3代入y=x得;y=3,
∴点Q得坐标为(3,3).
③如图4所示:
设直线PT解析式为y=kx+b,
∵直线PT⊥QT,
∴k=﹣1.
将k=﹣1,x=5,y=5代入y=kx+b得:b=10,
∴直线PT的解析式为y=﹣x+10.
将y=﹣x+10与y=﹣x2+6x联立得:x1=2,x2=5
∴点P的横坐标为2.
将x=2代入y=x得,y=2,
∴点Q的坐标为(2,2).
综上所述:点Q的坐标为(1,1)或(3,3)或(2,2).
方法二:
(1)∵y=﹣x2+4x+5,∴顶点D(2,9),C(0,5),设E(2,a),
∴点C′可视为点C绕点E逆时针旋转90°而成,
将E点平移至原点,E1(0,0),则C1(﹣2,5﹣a),
将C1点绕原点逆时针旋转90°,则C2(a﹣5,﹣2),
将E1点平移至E点,则C2平移后即为C′(a﹣3,a﹣2),
∵C′在y轴上,∴设C′X=0,∴a﹣3=0,∴a=3,
∴C′Y=1,∴E(2,3),C′(0,1).
(2)作BM⊥x轴,交直线C′E于点M,
∴A(﹣1,0),B(5,0),
∵E(2,3),C′(0,1),
∴lC′E:y=x+1,∴M(5,6),
∵HX=m,∴H(m,﹣m2+4m+5),G(m,m+1),
S△HGF=(FX﹣GX)(HY﹣GY),
S△BGF=(FX﹣GX)(MY﹣BY),
∴,
∴,
∴m2﹣3m+1=0,
∴m1=,m2=.
(3)∵抛物线右移1单位,∴y=﹣x2+6x,
∵T(5,y),∴T(5,5),
∵O(0,0),∴lOT:y=x,
设Q(n,n)(0<n<5),
①若P为直角顶点时,PX=QX,PY=QY,
∴P(n,5),
∴﹣n2+6n=5,∴n1=1,n2=5(舍),
∴Q(1,1),
②若Q为直角顶点时,点P可视为点T绕点Q逆时针旋转90°而成,
将Q点平移至原点,Q′(0,0),则T′(5﹣n,5﹣n),
将T′点绕原点逆时针旋转90°,则P′(n﹣5,n﹣5),
将Q′点平移至Q点,则P′平移后即为P(2n﹣5,5),
∴﹣(2n﹣5)2+6(2n﹣5)=5,
∴n1=3,n2=5(舍),∴Q(3,3),
③若T为直角顶点时,点P可视为点Q绕点T逆时针旋转90°而成,
同理可得:Q(2,2),
∴综上所述:点Q的坐标为(1,1)或(3,3)或(2,2).
23.解:(1)∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD=BC,AD∥BC,
∵OB=9,OC=,
∴AD=BC=9﹣=,
∴点D坐标为(﹣12,).
(2)∵抛物线经过点A、B.
∴,
∴b=,
由ax2+x+9﹣=x,整理得:4ax2+48ax+15=0,
∵此方程有且只有一个解,
∴△=0,
∴(48a)2﹣16a×15=0,
∴a=(或0不合题意舍弃),
∴抛物线表达式为y=x2+2x+9.
(3)如图所示,在直线AB上方作等腰直角三角形△ABE,EN⊥y轴,垂足为N,以AE中点M为圆心AM为半径画圆交直线CD于Q1,Q2,
∵∠AEB=45°,∠AEB+∠AQ1B=180°,
∴∠AQ1B=135°,
∴∠AQ1D+∠BQ1C=45°,
∴点Q1符合条件,同理点Q2也符合条件,
∵∠EBN+∠ABO=90°,∠ABO+∠BAO=90°,
∴∠BAO=∠EBN,
在△EBN和△BAO中,
,
∴△EBN≌△BAO,
∴BN=AO=12,EN=BO=9,
∴点E(﹣9,21),点M(﹣,),
∵直线CD为y=x+,
设点P的横坐标为m,则点Q1(m,m+),
由AM=MQ1得到:()2=(m+)2+(m﹣)2,
整理得:5m2+42m+81=0解得m=﹣3或﹣,
故P点横坐标为﹣3或﹣.
附(3)方法二:过点A作BQ垂线交BQ的延长线于H(见下图),设点P横坐标为t,则Q(t,),
∵∠AQD=45°﹣∠BQC,
∴∠AQH=45°
∴△AQH是等腰直角三角形,
∴点Q可以视为的A绕点H顺时针旋转90°而成,设H(m,n),
将点H平移至原点H′(0,0),则A′(﹣12﹣m,﹣n),
将A′绕原点顺时针旋转90°得Q′(﹣n,12+m)
则Q平移前坐标(m﹣n,12+m+n),
∴m﹣n=t,12+m+n=t+,
∴m=,n=,
∴点H(,),
∵点H、点Q、点B共线,
∴kQB=kBH,
∴,
整理得到:5t2+42t+81=0,
∴t=﹣3或﹣.
故点P横坐标为﹣3或﹣.
24.解:(1)∵等腰直角三角形ABC的顶点A的坐标为(0,﹣1),C的坐标为(4,3)
∴点B的坐标为(4,﹣1).
∵抛物线过A(0,﹣1),B(4,﹣1)两点,
∴,解得:b=2,c=﹣1,
∴抛物线的函数表达式为:y=x2+2x﹣1.
(2)方法一:
i)∵A(0,﹣1),C(4,3),
∴直线AC的解析式为:y=x﹣1.
设平移前抛物线的顶点为P0,则由(1)可得P0的坐标为(2,1),且P0在直线AC上.
∵点P在直线AC上滑动,∴可设P的坐标为(m,m﹣1),
则平移后抛物线的函数表达式为:y=(x﹣m)2+m﹣1.
解方程组:,
解得,
∴P(m,m﹣1),Q(m﹣2,m﹣3).
过点P作PE∥x轴,过点Q作QF∥y轴,则
PE=m﹣(m﹣2)=2,QF=(m﹣1)﹣(m﹣3)=2.
∴PQ==AP0.
若以M、P、Q三点为顶点的等腰直角三角形,则可分为以下两种情况:
①当PQ为直角边时:点M到PQ的距离为(即为PQ的长).
由A(0,﹣1),B(4,﹣1),P0(2,1)可知,
△ABP0为等腰直角三角形,且BP0⊥AC,BP0=.
如答图1,过点B作直线l1∥AC,交抛物线y=x2+2x﹣1于点M,则M为符合条件的点.
∴可设直线l1的解析式为:y=x+b1,
∵B(4,﹣1),∴﹣1=4+b1,解得b1=﹣5,
∴直线l1的解析式为:y=x﹣5.
解方程组,得:,
∴M1(4,﹣1),M2(﹣2,﹣7).
②当PQ为斜边时:MP=MQ=2,可求得点M到PQ的距离为.
如答图2,取AB的中点F,则点F的坐标为(2,﹣1).
由A(0,﹣1),F(2,﹣1),P0(2,1)可知:
△AFP0为等腰直角三角形,且点F到直线AC的距离为.
过点F作直线l2∥AC,交抛物线y=x2+2x﹣1于点M,则M为符合条件的点.
∴可设直线l2的解析式为:y=x+b2,
∵F(2,﹣1),∴﹣1=2+b2,解得b2=﹣3,
∴直线l2的解析式为:y=x﹣3.
解方程组,得:,
∴M3(1+,﹣2+),M4(1﹣,﹣2﹣).
综上所述,所有符合条件的点M的坐标为:
M1(4,﹣1),M2(﹣2,﹣7),M3(1+,﹣2+),M4(1﹣,﹣2﹣).
方法二:
∵A(0,1),C(4,3),
∴lAC:y=x﹣1,
∵抛物线顶点P在直线AC上,设P(t,t﹣1),
∴抛物线表达式:,
∴lAC与抛物线的交点Q(t﹣2,t﹣3),
∵一M、P、Q三点为顶点的三角形是等腰直角三角形,P(t,t﹣1),
①当M为直角顶点时,M(t,t﹣3),,
∴t=1±,
∴M1(1+,﹣2),M2(1﹣,﹣2﹣),
②当Q为直角顶点时,点M可视为点P绕点Q顺时针旋转90°而成,
将点Q(t﹣2,t﹣3)平移至原点Q′(0,0),则点P平移后P′(2,2),
将点P′绕原点顺时针旋转90°,则点M′(2,﹣2),
将Q′(0,0)平移至点Q(t﹣2,t﹣3),则点M′平移后即为点M(t,t﹣5),
∴,
∴t1=4,t2=﹣2,
∴M1(4,﹣1),M2(﹣2,﹣7),
③当P为直角顶点时,同理可得M1(4,﹣1),M2(﹣2,﹣7),
综上所述,所有符合条件的点M的坐标为:
M1(4,﹣1),M2(﹣2,﹣7),M3(1+,﹣2+),M4(1﹣,﹣2﹣).
ii)存在最大值.理由如下:
由i)知PQ=为定值,则当NP+BQ取最小值时,有最大值.
如答图2,取点B关于AC的对称点B′,易得点B′的坐标为(0,3),BQ=B′Q.
连接QF,FN,QB′,易得FN∥PQ,且FN=PQ,
∴四边形PQFN为平行四边形.
∴NP=FQ.
∴NP+BQ=FQ+B′Q≥FB′==.
∴当B′、Q、F三点共线时,NP+BQ最小,最小值为.
∴的最大值为=.
25.解:(1)由题意,易证Rt△ACF∽Rt△BAO,
∴.
∵AB=2AM=2AC,
∴CF=OA=t.
当t=2时,CF=1.
(2)①由(1)知,Rt△ACF∽Rt△BAO,
∴,
∴AF=OB=2,
∴FD=AF=2,.
∵点C落在线段BD上,
∴△DCF∽△DBO,
∴,即,
解得t=﹣2或t=﹣﹣2(小于0,舍去)
∴当t=﹣2时,点C落在线段BD上;
②当0<t<8时,如题图1所示:
S=BE•CE=(t+2)•(4﹣t)=t2+t+4;
当t>8时,如答图1所示:
S=BE•CE=(t+2)•(t﹣4)=t2﹣t﹣4.
(3)符合条件的点C的坐标为:(12,4),(8,4)或(2,4).
理由如下:
在△CDF沿x轴左右平移的过程中,符合条件的剪拼方法有三种:
方法一:如答图2所示,当F′C′=AF′时,点F′的坐标为(12,0),
根据△C′D′F′≌△AHF′,△BC′H为拼成的三角形,此时C′的坐标为(12,4);
方法二:如答图3所示,当点F′与点A重合时,点F′的坐标为(8,0),
根据△OC′A≌△BAC′,可知△OC′D′为拼成的三角形,此时C′的坐标为(8,4);
方法三:当BC′=F′D′时,点F′的坐标为(2,0),
根据△BC′H≌△D′F′H,可知△AF′C′为拼成的三角形,此时C′的坐标为(2,4).
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