中考数学一轮复习培优训练:《二次函数》 (含答案)
展开2020年中考数学一轮复习培优训练:
《二次函数》
1.如图,直线l:y=﹣3x+3与x轴、y轴分别相交于A、B两点,抛物线y=ax2﹣2ax+a+4(a<0)经过点B.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)已知点M是抛物线上的一个动点,并且点M在第一象限内,连接AM、BM,设点M的横坐标为m,△ABM的面积为S,求S与m的函数表达式,并求出S的最大值;
(3)在(2)的条件下,当S取得最大值时,动点M相应的位置记为点M′.写出点M′的坐标.
2.如图,抛物线y=ax2﹣2ax+c的图象经过点C(0,﹣2),顶点D的坐标为(1,﹣),与x轴交于A、B两点.
(1)求抛物线的解析式.
(2)连接AC,E为直线AC上一点,当△AOC∽△AEB时,求点E的坐标和的值.
(3)点F(0,y)是y轴上一动点,当y为何值时, FC+BF的值最小.并求出这个最小值.
(4)点C关于x轴的对称点为H,当FC+BF取最小值时,在抛物线的对称轴上是否存在点Q,使△QHF是直角三角形?若存在,请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
3.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx+2(a≠0)与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)如图①,若点D是抛物线上一个动点,设点D的横坐标为m(0<m<3),连接CD、BD、BC、AC,当△BCD的面积等于△AOC面积的2倍时,求m的值;
(3)若点N为抛物线对称轴上一点,请在图②中探究抛物线上是否存在点M,使得以B,C,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出所有满足条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.
4.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣3交x轴于点A(﹣1,0)和点B(3,0),与y轴交于点C,顶点是D,对称轴交x轴于点E.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是抛物线在第四象限内的一点,过点P作PQ∥y轴,交直线AC于点Q,设点P的横坐标是m.
①求线段PQ的长度n关于m的函数关系式;
②连接AP,CP,求当△ACP面积为时点P的坐标;
(3)若点N是抛物线对称轴上一点,则抛物线上是否存在点M,使得以点B,C,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出线段BN的长度;若不存在,请说明理由.
5.如图(1)已知矩形AOCD在平面直角坐标系xOy中,∠CAO=60°,OA=2,B点的坐标为(2,0),动点M以每秒2个单位长度的速度沿A→C→B运动(M点不与点A、点B重合),设运动时间为t秒.
(1)求经过B、C、D三点的抛物线解析式;
(2)点P在(1)中的抛物线上,当M为AC中点时,若△PAM≌△PDM,求点P的坐标;
(3)当点M在CB上运动时,如图(2)过点M作ME⊥AD,MF⊥x轴,垂足分别为E、F,设矩形AEMF与△ABC重叠部分面积为S,求S与t的函数关系式,并求出S的最大值;
(4)如图(3)点P在(1)中的抛物线上,Q是CA延长线上的一点,且P、Q两点均在第三象限内,Q、A是位于直线BP同侧的不同两点,若点P到x轴的距离为d,△QPB的面积为2d,求点P的坐标.
6.如图所示,抛物线y=x2+bx+c经过点A(2,﹣3)与C(0,﹣3),与x轴负半轴的交点为B.
(1)求抛物线的解析式与点B坐标;
(2)若点D在x轴上,使△ABD是等腰三角形,求所有满足条件的点D的坐标;
(3)点M在抛物线上,点N在抛物线的对称轴上,若以A、B、M、N为顶点的四边形是平行四边形,其中AB∥MN,请直接写出所有满足条件的点M的坐标.
7.如图,抛物线y=ax2+2x+c(a<0)与x轴交于点A和点B(点A在原点的左侧,点B在原点的右侧),与y轴交于点C,OB=OC=3.
(1)求该抛物线的函数解析式;
(2)如图1,连接BC,点D是直线BC上方抛物线上的点,连接OD,CD,OD交BC于点F,当S△COF:S△CDF=3:2时,求点D的坐标.
(3)如图2,点E的坐标为(0,),在抛物线上是否存在点P,使∠OBP=2∠OBE?若存在,请直接写出符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
8.如图,已知抛物线y=﹣x2+bx+c经过点A(3,0),点B(0,3).点M(m,0)在线段OA上(与点A,O不重合),过点M作x轴的垂线与线段AB交于点P,与抛物线交于点Q,联结BQ.
(1)求抛物线表达式;
(2)联结OP,当∠BOP=∠PBQ时,求PQ的长度;
(3)当△PBQ为等腰三角形时,求m的值.
9.如图,抛物线y=ax2+bx+c经过点A(﹣2,5),与x轴相交于B(﹣1,0),C(3,0)两点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)点D在抛物线的对称轴上,且位于x轴的上方,将△BCD沿直线BD翻折得到△BC'D,若点C'恰好落在抛物线的对称轴上,求点C'和点D的坐标;
(3)设P是抛物线上位于对称轴右侧的一点,点Q在抛物线的对称轴上,当△CPQ为等边三角形时,求直线BP的函数表达式.
10.如图,已知抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)经过点A(1,0)和点B(3,0),与y轴交于点C.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)若点P是直线BC下方的抛物线上一动点(不点B,C重合),过点P作y轴的平行线交直线BC于点D,设点P的横坐标为m.
①用含m的代数式表示线段PD的长.
②连接PB,PC,求△PBC的面积最大时点P的坐标.
(3)设抛物线的对称轴与BC交于点E,点M是抛物线的对称轴上一点,N为y轴上一点,是否存在这样的点M和点N,使得以点C、E、M、N为顶点的四边形是菱形?如果存在,请直接写出点M的坐标;如果不存在,请说明理由.
11.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+x+3与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C:连接BC,点P为线段BC上方抛物线上的一动点,连接OP交BC于点Q.
(1)如图1,当值最大时,点E为线段AB上一点,在线段BC上有两动点M,N(M在N上方),且MN=1,求PM+MN+NE﹣BE的最小值;
(2)如图2,连接AC,将△AOC沿射线CB方向平移,点A,C,O平移后的对应点分别记作A1,C1,O1,当C1B=O1B时,连接A1B、O1B,将△A1O1B绕点O1沿顺时针方向旋转90°后得△A2O1B1在直线x=上是否存在点K,使得△A2B1K为等腰三角形?若存在,直接写出点K的坐标;不存在,请说明理由.
12.综合与探究:
如图1,Rt△AOB的直角顶点O在坐标原点,点A在y轴正半轴上,点B在x轴正半轴上,OA=4,OB=2.将线段AB绕点B顺时针旋转90°得到线段BC,过点C作CD⊥x轴于点D,抛物线y=ax2+3x+c经过点C,与y轴交于点E(0,2),直线AC与x轴交于点H.
(1)求点C的坐标及抛物线的表达式;
(2)如图2,已知点G是线段AH上的一个动点,过点G作AH的垂线交抛物线于点F(点F在第一象限).设点G的横坐标为m.
①点G的纵坐标用含m的代数式表示为 ;
②如图3,当直线FG经过点B时,求点F的坐标,判断四边形ABCF的形状并证明结论;
③在②的前提下,连接FH,点N是坐标平面内的点,若以F,H,N为顶点的三角形与△FHC全等,请直接写出点N的坐标.
13.如图,已知直线y=kx﹣6与抛物线y=ax2+bx+c相交于A,B两点,且点A(1,﹣4)为抛物线的顶点,点B在x轴上.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在(1)中抛物线的第二象限图象上是否存在一点P,使△POB与△POC全等?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)若点Q是y轴上一点,且△ABQ为直角三角形,求点Q的坐标.
14.如图1,在平面直角坐标系中,直线y=x+4与抛物线y=﹣x2+bx+c(b,c是常数)交于A、B两点,点A在x轴上,点B在y轴上.设抛物线与x轴的另一个交点为点C.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)P是抛物线上一动点(不与点A、B重合),
①如图2,若点P在直线AB上方,连接OP交AB于点D,求的最大值;
②如图3,若点P在x轴的上方,连接PC,以PC为边作正方形CPEF,随着点P的运动,正方形的大小、位置也随之改变.当顶点E或F恰好落在y轴上,直接写出对应的点P的坐标.
15.如图,抛物线y=ax2﹣3ax﹣10a交x轴于A、B两点(A左B右),交y轴正半轴于C点,连AC,tan∠CAB=,
(1)求抛物线解析式;
(2)点P是第三象限内抛物线上一点,过C作x轴平行线交抛物线于D,连DP、BP,分别交y轴于E、F,设P点横坐标为p,线段EF长为m,求出m与自变量p之间的函数关系式;
(3)在(2)条件下,当tan∠DPB=时,求P点坐标.
参考答案
1.解:(1)直线l:y=﹣3x+3与x轴、y轴分别相交于A、B两点,则点A、B的坐标分别为:(1,0)、(0,3),
抛物线y=ax2﹣2ax+a+4(a<0)经过点B(0,3),则a+4=3,解得:a=﹣1,
故抛物线的表达式为:y=﹣x2+2x+3;
(2)过点M作MH⊥x轴于点H,
设点M(m,﹣m2+2m+3),
则S=S梯形BOHM﹣S△OAB﹣S△AMH=(﹣m2+2m+3+3)×m﹣ [3×1+(m﹣1)(﹣m2+2m+3)]=﹣m2+m,
∵0,故S有最大值,
当m=时,S的最大值为:;
(3)当S取得最大值时,此时,m=,
则y=﹣m2+2m+3=,
故点M′的坐标为:(,).
2.解:(1)由题可列方程组:,解得:
∴抛物线解析式为:y=x2﹣x﹣2;
(2)由题,∠AOC=90°,AC=,AB=4,
设直线AC的解析式为:y=kx+b,则,解得:,
∴直线AC的解析式为:y=﹣2x﹣2;
当△AOC∽△AEB时
=()2=()2=,
∵S△AOC=1,∴S△AEB=,
∴AB×|yE|=,AB=4,则yE=﹣,
则点E(﹣,﹣);
由△AOC∽△AEB得:
∴;
(3)如图2,连接BF,过点F作FG⊥AC于G,
则FG=CFsin∠FCG=CF,
∴CF+BF=GF+BF≥BE,
当折线段BFG与BE重合时,取得最小值,
由(2)可知∠ABE=∠ACO
∴BE=ABcos∠ABE=ABcos∠ACO=4×=,
|y|=OBtan∠ABE=OBtan∠ACO=3×=,
∴当y=﹣时,即点F(0,﹣),CF+BF有最小值为;
(4)①当点Q为直角顶点时(如图3):
由(3)易得F(0,﹣),
∵C(0,﹣2)∴H(0,2)
设Q(1,m),过点Q作QM⊥y轴于点M.
则Rt△QHM∽Rt△FQM
∴QM2=HM•FM,
∴12=(2﹣m)(m+),
解得:m=,
则点Q(1,)或(1,)
当点H为直角顶点时:
点H(0,2),则点Q(1,2);
当点F为直角顶点时:
同理可得:点Q(1,﹣);
综上,点Q的坐标为:(1,)或(1,)或Q(1,2)或Q(1,﹣).
3.解:(1)把A(﹣1,0),B(3,0)代入y=ax2+bx+2中,得:,解得:,
∴抛物线解析式为;
(2)过点D作y轴平行线交BC于点E,
把x=0代入中,得:y=2,
∴C点坐标是(0,2),又B(3,0)
∴直线BC的解析式为,
∵
∴
∴=,
由S△BCD=2S△AOC得:
∴,
整理得:m2﹣3m+2=0
解得:m1=1,m2=2
∵0<m<3
∴m的值为1或2;
(3)存在,理由:
设:点M的坐标为:(m,n),n=﹣x2+x+2,点N(1,s),点B(3,0)、C(0,2),
①当BC是平行四边形的边时,
当点C向右平移3个单位,向下平移2个单位得到B,
同样点M(N)向右平移3个单位,向下平移2个单位N(M),
故:m+3=1,n﹣2=s或m﹣3=1,n+2=s,
解得:m=﹣2或4,
故点M坐标为:(﹣2,﹣)或(4,﹣);
②当BC为对角线时,
由中点公式得:m+1=3,n+3=2,
解得:m=2,故点M(2,2);
综上,M的坐标为:(2,2)或(﹣2,)或(4,).
4.解:(1)抛物线的表达式为:y=a(x+1)(x﹣3)=a(x2﹣2x﹣3),
故﹣3a=﹣3,解得:a=1,
故抛物线的表达式为:y=x2﹣2x﹣3;
(2)设点P(m,m2﹣2m﹣3),
①将点A、C的坐标代入一次函数表达式并解得:
直线AC的表达式为:y=﹣3x﹣3,则点Q(m,﹣3m﹣3),
n=PQ=m2﹣2m﹣3+3m+3=m2+m;
②连接AP交y轴于点H,
同理可得:直线AP的表达式为:y=(m﹣3)x+m﹣3,
则OH=3﹣m,则CH=m,
△ACP面积=×CH×(xP﹣xA)=m(m+1)=,
解得:m=(不合题意的值已舍去),
故点P(,﹣);
(3)点C(0,﹣3),点B(3,0),设点M(m,n),n=m2﹣2m﹣3,点N(1,s),
①当BC是边时,
点C向右平移3个单位向上平移3个单位得到B,
同样点M(N)向右平移3个单位向上平移3个单位得到N(M),
即m±3=1,n±3=s,
解得:m=﹣2或4,s=8或2,
故点N(1,2)或(1,8),则BN=2或2;
②当BC是对角线时,
由中点公式得:3=m+1,﹣3=s+n,
解得:s=0,故点N(1,0),则BN=2,
综上,BN=2或2或2.
5.解:(1)∵四边形ABCD是矩形,
∴CD=AO=2,∠AOC=90°,且∠CAO=60°,OA=2,
∴OC=2,
∴点C(0,2),点D(﹣2,2),
设抛物线解析式为y=a(x+1)2+c,代B(2,0),C(0,2)
∴
解得:
∴抛物线解析式为y=﹣(x+1)2+=,
(2)∵M为AC中点,
∴MA=MD,
∵△PAM≌△PDM,
∴PA=PD,
∴点P在AD的垂直平分线上
∴点P纵坐标为,
∴
∴x1=﹣1+,x2=﹣1﹣
∴点P(﹣1+,)或(﹣1﹣,)
(3)如图2,
∵AO=BO=2,CO⊥AB,
∴AC=BC=4,∠CAO=60°,
∴△ACB是等边三角形,
由题意可得:CM=2t﹣4,BF=(8﹣2t)=4﹣t,MF=4﹣t,AF=t.
∵四边形AEMF是矩形,
∴AE=MF,EM=AF,EM∥AB,
∴∠CMH=∠CBA=60°,∠CHM=∠CAO=60°,
∴△CMH是等边三角形,
∴CM=MH=2t﹣4,
∵S=(2t﹣4+t)(4﹣t)=﹣(t﹣)2+
当t=时,S最大=,
(4)∵S△ABP=4×d=2d,
又S△BPQ=2d
∴S△ABP=S△BPQ,
∴AQ∥BP
设直线AC解析式为y=kx+b,
把A(﹣2,0),C(0,2)代入其中,得
∴
∴直线AC解析式为:y=x+2,
设直线BP 的解析式为y=x+n,把B(2,0)代入其中,得
0=2+n,
∴b=﹣2
∴直线BP解析式为:y=x﹣2,
∴=x﹣2,
∴x1=2(舍去),x2=﹣8,
∴P(﹣8,).
6.解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c经过点A(2,﹣3)与C(0,﹣3)
∴,
解得,
∴抛物线解析式为:y=x2﹣2x﹣3,
当y=0时,解得x1=3,x2=﹣1
∵点B在x轴负方向,
∴点B坐标为(﹣1,0);
(2)作AM⊥x轴于M,
∴点M(2,0),AM=3,
∴AM=BM=3,
∴∠ABM=45°
∴AB=
当BA=BD时,若点D在B点左侧,此时点D,
若点D在B点右侧,此时点D,
当AD=BD时,显然点D即为点M,坐标(2,0),
当AB=AD时,DM=BM=3,此时点D(5,0),
综上所述:点D坐标为,,(2,0),(5,0);
(3)抛物线解析式为:y=x2﹣2x﹣3,
∴对称轴为x=1,即点N横坐标为1,
∵以A、B、M、N为顶点的四边形是平行四边形,其中AB∥MN,
∴xB﹣xM=xA﹣xN或xB﹣xN=xA﹣xM,
∴﹣1﹣xM=2﹣1或﹣1﹣1=2﹣xM,
∴xM=﹣2或4,
∴M(4,5)或(﹣2,5).
7.解:(1)c=3,点B(3,0),
将点B的坐标代入抛物线表达式:y=ax2+2x+3并解得:a=﹣1,
故抛物线的表达式为:y=﹣x2+2x+3…①;
(2)如图1,过点D作DH⊥x轴于点H,交AB于点M,
S△COF:S△CDF=3:2,则OF:FD=3:2,
∵DH∥CO,故CO:DM=3:2,则DM=CO=2,
由B、C的坐标得:直线BC的表达式为:y=﹣x+3,
设点D(x,﹣x2+2x+3),则点M(x,﹣x+3),
DM=﹣x2+2x+3﹣(﹣x+3)=2,
解得:x=1或2,
故点D(1,4)或(2,3);
(3)①当点P在x轴上方时,
取OG=OE,连接BG,过点B作直线PB交抛物线于点P,交y轴于点M,使∠GBM=∠GBO,
则∠OBP=2∠OBE,过点G作GH⊥BM,
设MH=x,则MG=,
则△OBM中,OB2+OM2=MB2,
即(+)2+9=(x+3)2,解得:x=2,
故MG==,则点M(0,4),
将点B、M的坐标代入一次函数表达式并解得:
直线BM的表达式为:y=﹣x+4…②,
联立①②并解得:x=3(舍去)或,
故点P(,);
②当点P在x轴下方时,
同理可得:点P(﹣,﹣);
综上,点P的坐标(,)或(﹣,﹣).
8.解:(1)将A(3,0),B(0,3)分别代入抛物线解析式,得
.
解得.
故该抛物线解析式是:y=﹣x2+2x+3;
(2)设直线AB的解析式是:y=kx+t(k≠0),
把A(3,0),B(0,3)分别代入,得
.
解得k=﹣1,t=3.
则该直线方程为:y=﹣x+3.
故设P(m,﹣m+3),Q(m,﹣m2+2m+3).
则BP=m,PQ=﹣m2+3m.
∵OB=OA=3,
∴∠BAO=45°.
∵QM⊥OA,
∴∠PMA=90°.
∴∠AMP=45°.
∴∠BPQ=∠AMP=∠BAO=45°.
又∵∠BOP=∠QBP,
∴△POB∽△QBP.
于是=,即=.
解得m1=,m2=0(舍去).
∴PQ=﹣m2+3m=;
(3)由两点间的距离公式知,BP2=2m2,PQ2=(﹣m2+3m)2,BQ2=m2+(﹣m2+2m)2.
①若BP=BQ,2m2=m2+(﹣m2+2m)2,
解得m1=1,m2=3(舍去).
即m=1符合题意.
②若BP=PQ,2m2=(﹣m2+3m)2,
解得m1=3﹣,m2=3+(舍去).
即m=3﹣符合题意.
③若PQ=BQ,(﹣m2+3m)2=m2+(﹣m2+2m)2,
解得m=2.
综上所述,m的值为1或3﹣或2.
9.解:(1)由题意得:
解得,
∴抛物线的函数表达式为y=x2﹣2x﹣3.
(2)∵抛物线与x轴交于B(﹣1,0),C(3,0),
∴BC=4,抛物线的对称轴为直线x=1,
如图,设抛物线的对称轴与x轴交于点H,则H点的坐标为(1,0),BH=2,
由翻折得C′B=CB=4,
在Rt△BHC′中,由勾股定理,得C′H===2,
∴点C′的坐标为(1,2),tan,
∴∠C′BH=60°,
由翻折得∠DBH=∠C′BH=30°,
在Rt△BHD中,DH=BH•tan∠DBH=2•tan30°=,
∴点D的坐标为(1,).
(3)解:取(2)中的点C′,D,连接CC′,
∵BC′=BC,∠C′BC=60°,
∴△C′CB为等边三角形.分类讨论如下:
①当点P在x轴的上方时,点Q在x轴上方,连接BQ,C′P.
∵△PCQ,△C′CB为等边三角形,
∴CQ=CP,BC=C′C,∠PCQ=∠C′CB=60°,
∴∠BCQ=∠C′CP,
∴△BCQ≌△C′CP(SAS),
∴BQ=C′P.
∵点Q在抛物线的对称轴上,
∴BQ=CQ,
∴C′P=CQ=CP,
又∵BC′=BC,
∴BP垂直平分CC′,
由翻折可知BD垂直平分CC′,
∴点D在直线BP上,
设直线BP的函数表达式为y=kx+b,
则,解得,
∴直线BP的函数表达式为y=.
②当点P在x轴的下方时,点Q在x轴下方.
∵△PCQ,△C′CB为等边三角形,
∴CP=CQ,BC=CC′,∠CC′B=∠QCP=∠C′CB=60°.
∴∠BCP=∠C′CQ,
∴△BCP≌△C′CQ(SAS),
∴∠CBP=∠CC′Q,
∵BC′=CC′,C′H⊥BC,
∴.
∴∠CBP=30°,
设BP与y轴相交于点E,
在Rt△BOE中,OE=OB•tan∠CBP=OB•tan30°=1×,
∴点E的坐标为(0,﹣).
设直线BP的函数表达式为y=mx+n,
则,解得,
∴直线BP的函数表达式为y=﹣.
综上所述,直线BP的函数表达式为或.
10.解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)经过点A(1,0)和点B(3,0),与y轴交于点C,
∴,解得,
∴抛物线解析式为y=x2﹣4x+3;
(2)如图:
①设P(m,m2﹣4m+3),
将点B(3,0)、C(0,3)代入得直线BC解析式为yBC=﹣x+3.
∵过点P作y轴的平行线交直线BC于点D,
∴D(m,﹣m+3),
∴PD=(﹣m+3)﹣(m2﹣4m+3)=﹣m2+3m.
答:用含m的代数式表示线段PD的长为﹣m2+3m.
②S△PBC=S△CPD+S△BPD
=OB•PD=﹣m2+m
=﹣(m﹣)2+.
∴当m=时,S有最大值.
当m=时,m2﹣4m+3=﹣.
∴P(,﹣).
答:△PBC的面积最大时点P的坐标为(,﹣).
(3)存在这样的点M和点N,使得以点C、E、M、N为顶点的四边形是菱形.
根据题意,点E(2,1),
∴EF=CF=2,
∴EC=2,
根据菱形的四条边相等,
∴ME=EC=2,
∴M(2,1﹣2)或(2,1+2)
当EM=EF=2时,M(2,3)
答:点M的坐标为M1(2,3),M2(2,1﹣2),M3(2,1+2).
11.解:(1)在抛物线y=﹣x2+x+3中,令x=0,得y=3,∴C(0,3);
令y=0,得﹣x2+x+3=0,解得:x1=﹣1,x2=4,∴B(4,0)
设直线BC解析式为y=kx+b,将B(4,0),C(0,3);代入并解得:k=,b=3
∴直线BC解析式为y=x+3;
过P作PT∥y轴交BC于T,设P(t, ++3),则T(t, +3)
∴PT=(++3)﹣(+3)=+3t,OC=3;
∵PT∥y轴
∴△PTQ∽△ACQ
∴==+t=
∴当t=2时,值最大;此时,P(2,),PT=3;
在Rt△BOC中,BC==5,
∴当NE⊥BC时,NE=BE,此时,NE﹣BE=0最小,
∵MN=1,∴PM+MN的最小值即PM最小值
∴PM⊥BC时,PM最小
过P作PM⊥BC于M,∴∠PMT=∠BOC=90°
∵∠PTM=∠BCO
∴=
∴PM=PT=,
故PM+MN+NE﹣BE的最小值=;
(2)存在.在△AOC中,∠AOC=90°,OA=1,OC=3,∴AC=
如图2,由平移得:C1O1=OC=3,A1O1=OA=1,A1C1=AC=,
∵C1B=O1B,C1O1⊥OB
∴C1G=C1O1=
∴BG=2,OG=2
∴C1(2,),O1(2,),A1(1,);
∴C1B=O1B=,A1B==;
∵△A1O1B绕点O1沿顺时针方向旋转90°后得△A2O1B1,
∴A2O1=1,O1B1=,A2B1=;
∴A2(2,),B1(,)
∵△A2B1K为等腰三角形,
∴A2K=B1K或A2B1=B1K或A2K=A2B1,
设K(,m)
①当A2K=B1K时,则: +=+,解得:m=﹣,∴K1 (,),
②当A2B1=B1K时,则: +=,解得:m1=﹣2,m2=﹣5,∴K2(,﹣2),K3(,﹣5),
③当A2K=A2B1时,则: +=,解得:m1=(舍),m2=,∴K4(,);
综上所述,点K的坐标为:K1 (,),K2(,﹣2),K3(,﹣5),K4(,).
12.解:(1)∵OA=4,OB=2
∴A(0,4),B(2,0)
∵线段AB绕点B顺时针旋转90°得到线段BC
∴AB=BC,∠ABC=90°
∴∠ABO+∠DBC=∠ABO+∠OAB=90°
∴∠DBC=∠OAB
∵CD⊥x轴于点D
∴∠BDC=∠AOB=90°
在△BDC与△AOB中
∴△BDC≌△AOB(AAS)
∴BD=OA=4,CD=OB=2
∴OD=OB+BD=6
∴C(6,2)
∵抛物线y=ax2+3x+c经过点C、点E(0,2)
∴ 解得:
∴抛物线解析式为y=﹣x2+3x+2
(2)①∵A(0,4)
∴设直线AC解析式为y=kx+4
把点C代入得:6k+4=2,解得:k=﹣
∴直线AC:y=﹣x+4
∵点G在直线AC上,横坐标为m
∴yG=﹣m+4
故答案为:﹣m+4.
②∵AB=BC,BG⊥AC
∴AG=CG,即G为AC中点
∴G(3,3)
设直线BG解析式为y=gx+b
∴ 解得:
∴直线BG:y=3x﹣6
∵直线BG与抛物线交点为F,且点F在第一象限
∴ 解得: (舍去)
∴F(4,6)
判断四边形ABCF是正方形,理由如下:
如图1,过点F作FP⊥y轴于点P,PF延长线与DC延长线交于点Q
∴PF=4,OP=DQ=6,PQ=OD=6
∴AP=OP﹣OA=6﹣4=2,FQ=PQ﹣PF=6﹣4=2,CQ=DQ﹣CD=6﹣2=4
∴AF=,FC=
∵BC=AB=
∴AB=BC=CF=AF
∴四边形ABCF是菱形
∵∠ABC=90°
∴菱形ABCF是正方形
③∵直线AC:y=﹣x+4与x轴交于点H
∴﹣x+4=0,解得:x=12
∴H(12,0)
∴FC2=(6﹣4)2+(2﹣6)2=20,CH2=(12﹣6)2+(0﹣2)2=40
设点N坐标为(s,t)
∴FN2=(s﹣4)2+(t﹣6)2,NH2=(s﹣12)2+(t﹣0)2
i)如图2,若△FHC≌△FHN,则FN=FC,NH=CH
∴ 解得: (即点C)
∴N(,)
ii)如图3,4,若△FHC≌△HFN,则FN=CH,NH=FC
∴ 解得:
∴N(,)或(10,4)
综上所述,以F,H,N为顶点的三角形与△FHC全等时,点N坐标为(,)或(,)或(10,4).
13.解:(1)把A(1,﹣4)代入y=kx﹣6,得k=2,
∴y=2x﹣6,
令y=0,解得:x=3,
∴B的坐标是(3,0).
∵A为顶点,
∴设抛物线的解析为y=a(x﹣1)2﹣4,
把B(3,0)代入得:4a﹣4=0,
解得a=1,
∴y=(x﹣1)2﹣4=x2﹣2x﹣3.
(2)存在.∵OB=OC=3,OP=OP,∴当∠POB=∠POC时,△POB≌△POC,
此时PO平分第二象限,即PO的解析式为y=﹣x.
设P(m,﹣m),则﹣m=m2﹣2m﹣3,解得m=(m=>0,舍),
∴P(,).
(3)①如图,当∠Q1AB=90°时,△DAQ1∽△DOB,
∴=,即=,∴DQ1=,
∴OQ1=,即Q1(0,);
②如图,当∠Q2BA=90°时,△BOQ2∽△DOB,
∴=,即=,
∴OQ2=,即Q2(0,);
③如图,当∠AQ3B=90°时,作AE⊥y轴于E,
则△BOQ3∽△Q3EA,
∴=,即=,
∴OQ32﹣4OQ3+3=0,∴OQ3=1或3,
即Q3(0,﹣1),Q4(0,﹣3).
综上,Q点坐标为(0,)或(0,)或(0,﹣1)或(0,﹣3).
14.解:(1)直线y=x+4与坐标轴交于A、B两点,
当x=0时,y=4,x=﹣4时,y=0,
∴A(﹣4,0),B(0,4),
把A,B两点的坐标代入解析式得,,解得,,
∴抛物线的解析式为;
(2)如图1,作PF∥BO交AB于点F,
∴△PFD∽△OBD,
∴,
∵OB为定值,
∴当PF取最大值时,有最大值,
设P(x,),其中﹣4<x<0,则F(x,x+4),
∴PF==,
∵且对称轴是直线x=﹣2,
∴当x=﹣2时,PF有最大值,
此时PF=2,;
(3)∵点C(2,0),
∴CO=2,
(i)如图2,点F在y轴上时,过点P作PH⊥x轴于H,
在正方形CPEF中,CP=CF,∠PCF=90°,
∵∠PCH+∠OCF=90°,∠PCH+∠HPC=90°,
∴∠HPC=∠OCF,
在△CPH和△FCO中,,
∴△CPH≌△FCO(AAS),
∴PH=CO=2,
∴点P的纵坐标为2,
∴,
解得,,
∴,,
(ii)如图3,点E在y轴上时,过点PK⊥x轴于K,作PS⊥y轴于S,
同理可证得△EPS≌△CPK,
∴PS=PK,
∴P点的横纵坐标互为相反数,
∴,
解得x=2(舍去),x=﹣2,
∴,
如图4,点E在y轴上时,过点PM⊥x轴于M,作PN⊥y轴于N,
同理可证得△PEN≌△PCM,
∴PN=PM,
∴P点的横纵坐标相等,
∴,
解得,(舍去),
∴,
综合以上可得P点坐标为,,.
15.解:(1)∵y=ax2﹣3ax﹣10a=a(x﹣5)(x+2),
令y=0,即a(x﹣5)(x+2)=0,
解得x=﹣2,x=5,
∴A(﹣2,0),B(5,0),
∴OA=2,OB=5,
令x=0,则y=﹣10a,
∴C(0,﹣10a),
∵tan∠CAB==,
∴OC=2×tan∠CAB=5,
∴﹣10a=5,
∴a=﹣,
∴抛物线解析式为:y=﹣x2+x+5;
(2)∵点P是第三象限内抛物线上一点,P点横坐标为p,
∴P(p,﹣p2+p+5),
∵CD∥x轴,
∴D(3,5),
如图3,过P作PK⊥y轴于K,过D作DL⊥PK交PK的延长线于L,过B作BH⊥PK交PK的延长线于H,
∴tan∠DPL===﹣p,
tan∠BPH===﹣p﹣1,
∴EK=PK•tan∠DPL=﹣p•(﹣p)=p2,FK=PK•tan∠BPH=(﹣p﹣1)(﹣p)=p+p2,
∴EF=EK﹣FK=p2﹣p2﹣p=﹣p,
∴m与自变量p之间的函数关系式为:m=﹣p;
(3)∵P(p,﹣p2+p+5),
如图3,过F作PD的垂线,垂足为N,交PK于T,
则∠PEK=∠FTK,
∴tan∠PEK=tan∠FTK,
∴,
∴TK===﹣(p+p2),
∴PT=﹣p+[﹣(p+p2)]=﹣p(1+p+p2),
∵sin∠PEK=sin∠NTP,
∴,∴,
∵tan∠DPB==,
∴=,即=,
解得:p=﹣3,p=1(舍去),
∴P(﹣3,﹣4).
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