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2023年秋季九年级数学期末重点专题复习(含解析)
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这是一份2023年秋季九年级数学期末重点专题复习(含解析),共84页。
(1)求该抛物线的函数解析式;
2.已知抛物线y=x2+bx﹣3与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,其中点A在x轴的负半轴上,点B在x轴的正半轴上,且tan∠ACO=.
(1)求抛物线的解析式.
3.如图1,已知抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A,B(5,0)两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,且BO=CO,点P在抛物线上,设点P的横坐标为m.
(1)求抛物线的解析式;
4.抛物线y=4x2﹣2ax+b与x轴相交于A(x1,0),B(x2,0)(0<x1<x2)两点,与y轴交于点C.
(1)设AB=2,tan∠ABC=4,求该抛物线的解析式;
(2)在(1)中,若点D为直线BC下方抛物线上一动点,当△BCD的面积最大时,求点D的坐标;
(3)是否存在整数a,b使得1<x1<2和1<x2<2同时成立,请证明你的结论.
5.如图,抛物线y=﹣x2+bx+4与x轴交于A(﹣3,0),B两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线解析式及B,C两点坐标;
(2)以A,B,C,D为顶点的四边形是平行四边形,求点D坐标;
(3)该抛物线对称轴上是否存在点E,使得∠ACE=45°,若存在,求出点E的坐标;若不存在,请说明理由.
6.已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0).
(1)若a=﹣1,且函数图象经过(0,3),(2,﹣5)两点,求此二次函数的解析式,直接写出抛物线与x轴交点及顶点坐标;
(2)在图①中画出(1)中函数的大致图象,并根据图象写出函数值y≥3时自变量x的取值范围;
(3)若a+b+c=0且a>b>c,一元二次方程ax2+bx+c=0两根之差等于a﹣c,函数图象经过P(﹣c,y1),Q(1+3c,y2)两点,试比较y1、y2的大小.
7.如图,抛物线y=(x+1)(x﹣a)(其中a>1)与x轴交于A、B两点,交y轴于点C.
(1)直接写出∠OCA的度数和线段AB的长(用a表示);
(2)若点D为△ABC的外心,且△BCD与△ACO的周长之比为:4,求此抛物线的解析式;
(3)在(2)的前提下,试探究抛物线y=(x+1)(x﹣a)上是否存在一点P,使得∠CAP=∠DBA?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
8.在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(﹣3,0)、B(1,0),交y轴于点N,点M为抛物线的顶点,对称轴与x轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,连接AM,点E是线段AM上方抛物线上一动点,EF⊥AM于点F,过点E作EH⊥x轴于点H,交AM于点D.点P是y轴上一动点,当EF取最大值时:
①求PD+PC的最小值;
②如图2,Q点为y轴上一动点,请直接写出DQ+OQ的最小值.
平行四边形
9.如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,OA=2,OC=6,连接AC.
(1)求抛物线的解析式;y=x2﹣x﹣6
(3)若点M是x轴上的动点,在抛物线的对称轴上是否存在点N,使以点A、C、M、N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
直角三角形
10.如图,已知抛物线y=ax2+bx+3的图象与x轴交于点A(1,0),B(﹣3,0),与y轴的正半轴交于点C.
(1)求该抛物线的解析式;y=﹣x2﹣2x+3
(2)点D是线段OB上一动点,过点D作y轴的平行线,与BC交于点E,与抛物线交于点F.
②探究是否存在点D使得△CEF为直角三角形?若存在,求出点F的坐标;若不存在,说明理由.
练习
11.如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C,直线y=﹣x+3经过B,C两点,连接AC.
(1)求抛物线的表达式;
(3)若点Q在x轴上,则在抛物线上是否存在一点P,使得以B,C,P,Q四点为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出P点的坐标;若不存在,请说明理由.
12.如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴相交于A,B两点,与y轴交于点C,已知点A(1,0),点C(0,3),且BC=5.
(1)求二次函数的解析式;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使得以B,C,P为顶点的三角形是直角三角形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
相似
13.如图,抛物线y=ax2+bx+2与x轴交于A(2,0),B(﹣1,0)两点,与y轴交于点C,连接BC,D为第一象限内抛物线上一动点,过点D作DE⊥OA于点E,与AC交于点F,设点D的横坐标为m.
(1)求抛物线的表达式;y=﹣x2+x+2
(3)抛物线上是否存在点D,使得以点O,D,E为顶点的三角形与△BOC相似?若存在,求出m的值;若不存在,请说明理由.
定值
14.已知抛物线y=ax2﹣2ax+c与x轴交于点A(﹣1,0)和点B,与y轴交于点C(0,3),点D为抛物线在第一象限内的一个动点.
(1)求抛物线的解析式;y=﹣x2+2x+3
(3)如图,直线AD,BD分别与y交于点E,点F,则是否为定值?若是,求出这个定值;若不是,请说明理由.
等角
15.如图,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(3,0),与y轴交于点B,点C在直线AB上,过点C作CD⊥x轴于点D(1,0),将△ACD沿CD所在直线翻折,使点A恰好落在抛物线上的点E处.
(1)求抛物线解析式;
(3)抛物线上是否存在一点P,使∠PEA=∠BAE?若存在,求出P点坐标;若不存在,请说明理由.
练习
16.如图,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴交于点A(﹣1,0),B(4,0),与y轴交于点C(0,4),抛物线的顶点为D,其对称轴与线段BC交于点E,点P为线段BC上方的抛物线上的一点,过点P作垂直于x轴的直线l交线段BC于点F.
(1)求出二次函数y=ax2+bx+c的表达式;
(3)连接CP,CD,抛物线上是否存在点P,使∠CDE=∠PCF?如果存在,求出点P的坐标;如果不存在,请说明理由.
17.如图,抛物线y=ax2+2ax+c经过B(1,0),C(0,3)两点,与x轴交于另一点A,点D是抛物线的顶点.
(1)求抛物线的解析式及点D的坐标;
(3)如图2,连接AC、BC,在抛物线上是否存在点M,使∠ACM=∠BCO,若存在,求出M点的坐标;若不存在,请说明理由.
等腰三角形
18.如图,抛物线y=ax2+bx+c,过A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3)三点,其中D为顶点,对称轴为直线DE.
(1)求抛物线的解析式;y=﹣x2+2x+3
(3)在抛物线的对称轴上找一点P,使△PAC是等腰三角形,请直接写出点P的坐标.
等腰直角
19.如图,抛物线与x轴交于A(﹣1,0),与y轴交于C(0,3).D是第一象限内抛物线上的一个动点.
(1)求抛物线的解析式.
(3)在(2)的条件下,将抛物线沿射线AD方向平移m个单位,平移后A,D的对应点分别为M,N,在x轴上是否存在点P,使△PMN是等腰直角三角形?若存在,请求出m的值;若不存在,请说明理由.
课后练习
20.如图,抛物线y=﹣x2+bx+c经过点A(3,0),B(0,3),点P是直线AB上的动点,过点P作x轴的垂线交抛物线于点M.设点P的横坐标为t.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P在第一象限,连接AM,BM.当线段PM最长时,求△ABM的面积;
(3)是否存在这样的点P,使以点P,M,B,O为顶点的四边形为平行四边形?若存在,请直接写出点P的横坐标;若不存在,请说明理由.
21.如图,已知点A(﹣1,0),B(3,0),C(0,1)在抛物线y=ax2+bx+c上.
(1)求抛物线解析式;
(2)在直线BC上方的抛物线上求一点P,使△PBC面积最大;
(3)在x轴下方且在抛物线对称轴上,是否存在一点Q,使∠BQC=∠BAC?若存在,求出Q点坐标;若不存在,说明理由.
22.如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣2,0),B(6,0)两点,与y轴交于点C,直线l与抛物线交于A,D两点,与y轴交于点E,且点D为(4,3).
(1)求抛物线及直线l的函数关系式;
(2)点F为抛物线顶点,在抛物线的对称轴上是否存在点G,使△AFG为等腰三角形,若存在,求出点G的坐标;
(3)若点Q是y轴上一点,且∠ADQ=45°,请直接写出点Q的坐标.
二、相似三角形复习
23.如图,AC是平行四边形ABCD的对角线,在AD边上取一点F,连接BF交AC于点E,并延长BF交CD的延长线于点G.
(1)若∠ABF=∠ACF,求证:CE2=EF•EG;
(2)若DG=DC,BE=7,求EF的长.
24.如图,▱ABCD中,CG⊥AB于点G,∠ABF=45°,F在CD上,BF交CG于点E,连接AE,AE⊥AD.
(1)若BG=1,BC=,求EF的长度;
(2)求证:AB﹣BE=CF.
25.如图,在平行四边形ABCD中,E为BC边上一点,连接DE,F为线段DE上一点,连接AF,若∠DAF=∠EDC.
(1)求证:△ADF∽△DEC;
(2)若,AD=12,,求DE的长.
26.如图,点E是正方形ABCD的对角线CA延长线上一点,连接BE,将BE绕点B顺时针旋转90°至BF,连接EF,EF交AD于点G.
(1)求证:△ABE∽△AEG;
(2)若正方形ABCD的边长为4,点G为AD的中点,求AE的长.
27.如图,AD、BE是△ABC的两条高,过点D作DF⊥AB,垂足为F,FD交BE于M,FD、AC的延长线交于点N.
(1)求证:△BFM∽△NFA;
(2)求证:DF2=FM•FN;
(3)若AC=BC,DN=12,ME:EN=1:2,求线段AC的长.
28.如图,在菱形ABCD中,DE⊥BC交BC的延长线于点E,连结AE交BD于点F,交CD于点G,连结CF.
(1)求证:AF=CF;
(2)求证:AF2=EF•GF;
(3)若菱形ABCD的边长为2,∠BAD=120°,求FG的长.
29.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,CD是高,BE平分∠ABC.BE分别与AC,CD相交于点E,F.
(1)求证:△AEB∽△CFB;
(2)求证:;
(3)若CE=5,EF=2,BD=6.求AD的长.
30.如图1,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AB=10,BC=6.D、E分别是AB、AC边的中点,连接DE.现将△ADE绕A点逆时针旋转,连接BD,CE并延长交于点F.
(1)如图2,点E正好落在AB边上,CF与AD交于点P.
①求证:AE•AB=AD•AC;
②求BF的长;
如图3,若AF恰好平分∠DAE,直接写出CE的长.
31.如图,已知正方形ABCD,AC交BD于点O,在线段BC上任取一点P(不含端点),连接AP,延长AP交DC延长线于点N,交BD于点M.
(1)当AC=CN时;
①求∠BAP的度数;
②△AMB和△BMP的面积分别为S1和S2,求的值;
探索线段AM,MP,MN,用等式表示三者的数量关系并证明.
三、圆综合复习
32.如图,已知AB是⊙O的直径,BC⊥AB于点B,D是⊙O上异于A、B的一个动点,连接AD,过O作OC∥AD交BC于点C.
(1)求证:CD是⊙O的切线;
(2)若EA=1,ED=3,求⊙O的半径.
33.如图,AB是⊙O的直径,CD=CB,AC,BD相交于点E,过点C作CF∥BD,CF与AB的延长线相交于点F,连接AD.
(1)求证:CF是⊙O的切线;
(2)若AB=10,BC=6,求AD的长.
34.如图,AB是⊙O的直径,C是的中点,CE⊥AB于点E,BD交CE于点F.
(1)求证:CF=BF;
(2)若CD=6,AC=8,求⊙O的半径及CE的长.
35.如图,AB是⊙O的直径,CD是⊙O的弦,AB⊥CD,垂足是点H,过点C作直线分别与AB,AD的延长线交于点E,F,且∠CEA+∠CAD=90°.
(1)求证:CF是⊙O的切线;
(2)如果AB=10,CD=6,求BE的长.
36.已知⊙O是△ABC的外接圆,AB是⊙O的直径,D是AB延长线上的一点,AE⊥CD交DC的延长线于E,交⊙O于G,CF⊥AB于F,点C是弧BG的中点.
(1)求证:DE是⊙O的切线;
(2)若AF,BF(AF>BF)是一元二次方程x2﹣8x+12=0的两根,求CE和AG的长.
37.如图,以AB为直径的⊙O经过△ABC的顶点C,AE,BE分别平分∠BAC和∠ABC,AE的延长线交⊙O于点D,连接BD.
(1)判断△BDE的形状,并证明你的结论;
(2)若AB=10,BE=2,求BC的长.
38.如图,在△ABC中,AB=AC,以AB为直径的⊙O分别与BC,AC交于点D,E,过点D作⊙O的切线DF,交AC于点F.
(1)求证:DF⊥AC;
(2)若⊙O的半径为4,∠CDF=22.5°,求阴影部分的面积.
39.如图,AB为⊙O的直径,CD是⊙O的弦,点E在AB的延长线上,连接OC,AD,CD∥AB,CO∥DE,∠A=22.5°.
(1)求证:DE是⊙O的切线;
(2)当CD=2时,求图中阴影部分的面积.
参考答案与试题解析
1.如图,把两个全等的Rt△AOB和Rt△COD分别置于平面直角坐标系中,使直角边OB,OD在x轴上,已知点A(2,4),过点A,C两点的直线分别交x轴、y轴于点E,F,抛物线y=ax2+bx+c经过O,A,C三点.
(1)求该抛物线的函数解析式;
【解答】解:(1)∵A(2,4),
∴OB=2,AB=4,
∵Rt△AOB≌Rt△OCD,
∴OD=AB=4,CD=OB=2,
∴C(4,2),
∵抛物线y=ax2+bx+c经过O,A,C三点,
∴,
解得:,
∴抛物线解析式为y=﹣x2+x;
2.已知抛物线y=x2+bx﹣3与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,其中点A在x轴的负半轴上,点B在x轴的正半轴上,且tan∠ACO=.
(1)求抛物线的解析式.
【解答】解:(1)由题意可得点C(0,﹣3),
∴OC=3,
∴OA=OC•tan∠ACO=1,
∴点A的坐标为:(﹣1,0),′
代入y=x2+bx﹣3,得0=1﹣b﹣3,
∴b=﹣2,
∴抛物线解析式为:y=x2﹣2x﹣3;
3.如图1,已知抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A,B(5,0)两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,且BO=CO,点P在抛物线上,设点P的横坐标为m.
(1)求抛物线的解析式;
【解答】(1)解:∵BO=CO,B(5,0),
∴C(0,5),
将B(5,0),C(0,5)代入y=﹣x2+bx+c可得:
,
解得:,
∴抛物线的解析式:y=﹣x2+4x+5;
4.抛物线y=4x2﹣2ax+b与x轴相交于A(x1,0),B(x2,0)(0<x1<x2)两点,与y轴交于点C.
(1)设AB=2,tan∠ABC=4,求该抛物线的解析式;
(2)在(1)中,若点D为直线BC下方抛物线上一动点,当△BCD的面积最大时,求点D的坐标;
(3)是否存在整数a,b使得1<x1<2和1<x2<2同时成立,请证明你的结论.
【解答】解:(1)∵tan∠ABC=4
∴可以假设B(m,0),则A(m﹣2,0),C(0,4m),
∴可以假设抛物线的解析式为y=4(x﹣m)(x﹣m+2),
把C(0,4m)代入y=4(x﹣m)(x﹣m+2),得m=3,
∴抛物线的解析式为y=4(x﹣3)(x﹣1),
∴y=4x2﹣16x+12,
(2)如图,设D(m,4m2﹣16m+12).作DH∥OC交BC于H.
∵B(3,0),C(0,12),
∴直线BC的解析式为y=﹣4x+12,
∴H(m,﹣4m+12),
∴S△DBC=S△DHC+S△DHB=•(﹣4m+12﹣4m2+16m﹣12)•3=﹣6(m﹣)2+,
∵﹣6<0,
∴m=时,△DBC面积最大,
此时D(,﹣3).
(3)不存在.
理由:假设存在.由题意可知,
且1<﹣<2,
∴4<a<8,
∵a是整数,
∴a=5 或6或7,
当a=5时,代入不等式组,不等式组无解.
当a=6时,代入不等式组,不等式组无解.
当a=7时,代入不等式组,不等式组无解.
综上所述,不存在整数a、b,使得1<x1<2和1<x2<2同时成立.
5.如图,抛物线y=﹣x2+bx+4与x轴交于A(﹣3,0),B两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线解析式及B,C两点坐标;
(2)以A,B,C,D为顶点的四边形是平行四边形,求点D坐标;
(3)该抛物线对称轴上是否存在点E,使得∠ACE=45°,若存在,求出点E的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)把点A的坐标代入解析式得b=,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣x+4,
∴点C的坐标为(0,4),点B的坐标为(1,0).
(2)以A,B,C,D为顶点的四边形是平行四边形,分三种情况:
①若AC为对角线,设AC的中点为F,则根据中点坐标公式可得F的坐标为(﹣,2),
设点D的坐标为(a,b),则有,
解得a=﹣4,b=4,此时点D的坐标为(﹣4,4),
②若以AB为对角线,设AB的中点为F,则F的坐标为(﹣1,0),
设点D的坐标为(a,b),则有,
解得a=﹣2,b=﹣4,此时点D的坐标为(﹣2,﹣4),
③若以BC为对角线,设BC的中点为F,则点F的坐标为(,2),
设点D的坐标为(a,b),则有,
解得a=4,b=4,此时点D的坐标为(4,4),
综上所述,点D的坐标为(﹣4,4)或(﹣2,﹣4)或(4,4);
(3)存在,理由如下:
∵tan∠ACO==<1,
∴∠ACO<45°,
∴E不可能出现在直线AC下方,也不可能在直线AC上,
当点E在直线AC上方时,∠ACE=45°,过点E作EM⊥AC,如图:
根据点A(﹣3,0)和点C(0,4)可得直线AC的解析式为y=,设直线AC与对称轴交于点H,
∴点H(﹣1,),HC=,
∵EH∥y轴,
∴∠EHM=∠HCO,
∴tan∠EHM=tan∠HCO==,
∴EM=HM,
∵∠ACE=45°,
∴EM=CM,
∴HC=HM+CM,即=HM+HM,
解得HM=,
∴EM=,
在Rt△EMH中,EH=,
解得EH=,
∴E的纵坐标为=,
∴点E的坐标为(﹣1,).
6.已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0).
(1)若a=﹣1,且函数图象经过(0,3),(2,﹣5)两点,求此二次函数的解析式,直接写出抛物线与x轴交点及顶点坐标;
(2)在图①中画出(1)中函数的大致图象,并根据图象写出函数值y≥3时自变量x的取值范围;
(3)若a+b+c=0且a>b>c,一元二次方程ax2+bx+c=0两根之差等于a﹣c,函数图象经过P(﹣c,y1),Q(1+3c,y2)两点,试比较y1、y2的大小.
【解答】解:(1)由题意可得:,
解得:,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4,
∴顶点坐标为(﹣1,4),
当y=0时,则0=﹣x2﹣2x+3,
∴x1=1,x2=﹣3,
∴抛物线与x轴的交点坐标为(1,0),(﹣3,0);
(2)如图,
当y=3时,3=﹣x2﹣2x+3,
∴x1=0,x2=﹣2,
由图象可得:当﹣2≤x≤0时,y≥3;
(3)∵a+b+c=0且a>b>c,
∴a>0,c<0,b=﹣a﹣c,一元二次方程ax2+bx+c=0必有一根为x=1,
∵一元二次方程ax2+bx+c=0两根之差等于a﹣c,
∴方程的另一个根为1+c﹣a,
∴抛物线y=ax2+bx+c的对称轴为:直线x=1+,
∴﹣=1+,
∴a+c=﹣a2+ac+2a,
∴(a﹣1)(a﹣c)=0,
∵a>c,
∴a=1,P(﹣c,y1),Q(1+3c,y2),
∴b=﹣1﹣c,
∴抛物线解析式为:y=x2﹣(1+c)x+c,
∴当x=﹣c时,则y1=(﹣c)2﹣(1+c)(﹣c)+c=2c2+c﹣,
当x=1+3c时,则y2=(1+3c)2﹣(1+c)(1+3c)+c=6c2+3c,
∴y2﹣y1=(6c2+3c)﹣(2c2+c﹣)=4(c+)2﹣,
∵b>c,
∴﹣1﹣c>c,
∴c<﹣,
∴4(c+)2﹣>0,
∴y2>y1.
7.如图,抛物线y=(x+1)(x﹣a)(其中a>1)与x轴交于A、B两点,交y轴于点C.
(1)直接写出∠OCA的度数和线段AB的长(用a表示);
(2)若点D为△ABC的外心,且△BCD与△ACO的周长之比为:4,求此抛物线的解析式;
(3)在(2)的前提下,试探究抛物线y=(x+1)(x﹣a)上是否存在一点P,使得∠CAP=∠DBA?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵抛物线y=(x+1)(x﹣a),令y=0,可得x=﹣1或a,
∴B(﹣1,0),A(a,0),
令x=0,得到y=﹣a,
∴C(0,﹣a),
∴OA=OC=a,OB=1,
∴AB=1+a.
∵∠AOC=90°,
∴∠OCA=45°.
(2)∵△AOC是等腰直角三角形,
∴∠OAC=45°,
∵点D是△ABC的外心,
∴∠BDC=2∠CAB=90°,DB=DC,
∴△BDC也是等腰直角三角形,
∴△DBC∽△OAC,
∴=,
∴=,
解得a=2,
经检验,a=2是方程的解,
∴抛物线的解析式为y=(x+1)(x﹣2)=x2﹣x﹣2.
(3)作点C关于抛物线的对称轴x=的对称点C′,连接AC′.
∵C(0,﹣2),C′(1,﹣2),
∴C′C∥AB,
∵BC,AC′关于直线x=对称,
∴CB=AC′,
∴四边形ABCC′是等腰梯形,
∴∠CBA=∠C′AB,
∵∠DBC=∠OAC=45°,
∴∠ABD=∠CAC′,
∴当点P与点C′重合时满足条件,
∴P(1,﹣2).
作点P关于直线AC的对称点E(0,﹣1),则∠EAC=∠PAC=∠ABD,作直线AE交抛物线于P′,点P′满足条件,
∵A(2,0),E(0,﹣1),
∴直线AE的解析式为y=x﹣1,
由,解得(即点A)或,
∴P′(﹣,﹣),
综上所述,满足条件的点P的坐标为(1,﹣2)或(﹣,﹣).
8.在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(﹣3,0)、B(1,0),交y轴于点N,点M为抛物线的顶点,对称轴与x轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,连接AM,点E是线段AM上方抛物线上一动点,EF⊥AM于点F,过点E作EH⊥x轴于点H,交AM于点D.点P是y轴上一动点,当EF取最大值时:
①求PD+PC的最小值;
②如图2,Q点为y轴上一动点,请直接写出DQ+OQ的最小值.
【解答】解:(1)抛物线的表达式为:y=a(x+3)(x﹣1)=a(x2+2x﹣3)=ax2+2ax﹣3a,
即﹣3a=3,解得:a=﹣1,
故抛物线的表达式为:y=﹣x2﹣2x+3;
(2)由抛物线的表达式得,点M(﹣1,4),点N(0,3),
则tan∠MAC==2,
则设直线AM的表达式为:y=2x+b,
将点A的坐标代入上式并解得:b=6,
故直线AM的表达式为:y=2x+6,
∵∠EFD=∠DHA=90°,∠EDF=∠ADH,
∴∠MAC=∠DEF,则tan∠DEF=2,则cs∠DEF=,
设点E(x,﹣x2﹣2x+3),则点D(x,2x+6),
则FE=EDcs∠DEF=(﹣x2﹣2x+3﹣2x﹣6)×=(﹣x2﹣4x﹣3),
∵﹣<0,故EF有最大值,此时x=﹣2,故点D(﹣2,2);
①点C(﹣1,0)关于y轴的对称点为点B(1,0),连接BD交y轴于点P,则点P为所求点,
PD+PC=PD+PB=DB为最小,
则BD==;
②过点O作直线OK,使sin∠NOK=,过点D作DK⊥OK于点K,交y轴于点Q,则点Q为所求点,
DQ+OQ=DQ+QK=DK为最小值,
设DK交x轴于点T,
则直线OK的表达式为:y=x,
则tan∠KOT=,
∵DK⊥OK,
则tan∠DTO=,
故设直线DK的表达式为:y=﹣x+b,
将点D的坐标代入上式并解得:b=2﹣,
而直线DK的表达式为:y=﹣x+2﹣,
故点Q(0,2﹣),
由直线KD的表达式知,QD与x轴负半轴的夹角(设为α)的正切值为,则csα=,
则DQ===,而OQ=(2﹣),
则DQ+OQ为最小值=+(2﹣)=.
9.如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,OA=2,OC=6,连接AC.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点E是第四象限内抛物线上的动点,连接CE和BE.请你求出四边形ABEC面积最大时,点E的坐标;
(3)若点M是x轴上的动点,在抛物线的对称轴上是否存在点N,使以点A、C、M、N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵OA=2,OC=6,
∴A(﹣2,0),C(0,﹣6),
将A、C点坐标代入y=x2+bx+c,
∴,
解得
∴抛物线的解析式为y=x2﹣x﹣6;
(2)连接BC,过点E作EF∥y轴交BC于点F,
当y=0时,x2﹣x﹣6=0,
解得x=3或x=﹣2,
∴B(3,0),
设直线BC的解析式为y=kx﹣6,
∴3k﹣6=0,
解得k=2,
∴直线BC的解析式为y=2x﹣6,
设E(t,t2﹣t﹣6),则F(t,2t﹣6),
∴EF=2t﹣6﹣(t2﹣t﹣6)=﹣t2+3t,
∴S△BCE=3×(﹣t2+3t)=﹣t2+t,
∵AB=5,CO=6,
∴S△ABC=5×6=15,
∴S四边形ABEC=15﹣t2+t=﹣(t﹣)2+,
当t=时,四边形ABEC面积最大,最大值为,
此时E(,﹣);
(3)存在点N,使以点A、C、M、N为顶点的四边形是平行四边形,理由如下:
∵y=x2﹣x﹣6=(x﹣)2﹣,
∴抛物线的解析式为直线x=,
设M(x,0),N(,n),
①当AM为平行四边形的对角线时,﹣2+x=,
解得x=,
∴M(,0);
②当AC为平行四边形的对角线时,﹣2=x+,
解得x=﹣,
∴M(﹣,0);
③当AN为平行四边形的对角线时,﹣2+=x,
解得x=﹣,
∴M(﹣,0);
综上所述:M点点坐标为(,0)或(﹣,0)或(﹣,0).
10.如图,已知抛物线y=ax2+bx+3的图象与x轴交于点A(1,0),B(﹣3,0),与y轴的正半轴交于点C.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)点D是线段OB上一动点,过点D作y轴的平行线,与BC交于点E,与抛物线交于点F.
①连接CF、BF,当△FBC的面积最大时,求此时点F的坐标;
②探究是否存在点D使得△CEF为直角三角形?若存在,求出点F的坐标;若不存在,说明理由.
【解答】解:(1)将点A(1,0)、B(﹣3,0)代入y=ax2+bx+3,
得:,解得:,
∴二次函数解析式为y=﹣x2﹣2x+3.
(2)①令x=0,代入y=﹣x2﹣2x+3,得:y=3,
∴C(0,3),
设直线BC的解析式为y=kx+b,
把B(﹣3,0),C(0,3),代入y=kx+b得,
,解得:,
∴直线BC的解析式为:y=x+3.
设F(x,﹣x2﹣2x+3),则E(x,x+3),
∴FE=﹣x2﹣2x+3﹣(x+3)=﹣x2﹣3x,
∴△FBC的面积==(﹣x2﹣3x)=,
∴x=﹣时,△FBC的面积最大,此时F(﹣,);
②(Ⅰ)当∠CFE=90°时,如图:
∵DF∥y轴,
∴DF⊥x轴,
∴∠ODF=∠CFE=90°,
∴CF∥OB,
∴点F的纵坐标为3,
∴3=﹣x2﹣2x+3,
解得x1=0(舍去),x2=﹣2,
∴F(﹣2,3),
(Ⅱ)当∠ECF=90°时,过点C作CH⊥EF于H,
∵DF∥y轴,
∴DF⊥x轴,
∴∠BDE=90°,
∵C(0,3),B(﹣3,0),
∴OC=OB=3,
∴∠OBC=45°,
∴∠DEB=∠CEH=45°,
∵∠ECF=90°,
∴CE=CF,
∵CH⊥EF,
∴EF=2CH,
设D(m,0),则E(m,m+3),F(m,﹣m2﹣2m+3),
∴EF=﹣m2﹣2m+3﹣(m+3)=﹣m2﹣3m,CH=﹣m,
∴﹣m2﹣3m=﹣2m,
∴m1=0(舍去),m2=﹣1,
∴点D坐标为(﹣1,0),
∴F(﹣1,4),
综上,点F的坐标为(﹣2,3)或(﹣1,4).
11.如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C,直线y=﹣x+3经过B,C两点,连接AC.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点E为直线BC上方的抛物线上的一动点(点E不与点B,C重合),连接BE,CE,设四边形BECA的面积为S,求S的最大值;
(3)若点Q在x轴上,则在抛物线上是否存在一点P,使得以B,C,P,Q四点为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出P点的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)将A(﹣1,0)B(3,0)代入y=﹣x2+bx+c,
∴,
解得:,
∴y=﹣x2+2x+3;
(2)过E作EF⊥x轴于点F,与BC交于点H,
∵A(﹣1,0),B(3,0),
∴AB=4
当x=0时,y=3,
∴C(0,3),
∴OC=3,
设E(a,﹣a2+2a+3),则H(a,﹣a+3),
∴EH=﹣a2+2a+3+a﹣3=﹣a2+3a,
∵S四边形BECA=S△ABC+S△BCE,
∴S=×4×3+(﹣a2+3a)×3
=6+(﹣a2+3a)
=,
∴当a=时,S的最大值为;
(3)存在一点P,使得以B,C,P,Q四点为顶点的四边形是平行四边形,理由如下:
∵B(3,0),C(0,3),
设Q(x,0),P(m,n),
∵B,C,P,Q四点为顶点的四边形是平行四边形,
①当BQ∥PC时,
∵四边形BCPQ是平行四边形,
∴BP与CQ是对角线,则有0+n=3+0,
∴n=3,
将P(m,3)代入y=﹣x2+2x+3,
∴﹣m2+2m+3=3,
∴m=0(舍去)或m=2,
∴P(2,3);
②当BQ∥PC时,
∵四边形BPCQ是平行四边形,
∴BC与PQ是对角线,则有0+n=0+3,
∴n=3,
∴P(2,3);
③当BP∥CQ时,
∵四边形BCQP是平行四边形,
∴BQ与CP是对角线,则有3+n=0+0,
∴n=﹣3,
将P(m,﹣3)代入y=﹣x2+2x+3,
∴﹣m2+2m+3=﹣3,
∴m=,
∴P(1+,﹣3)或P,﹣3);
综上所述:P点坐标为(2,3)或(1+,﹣3)或,﹣3).
12.如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴相交于A,B两点,与y轴交于点C,已知点A(1,0),点C(0,3),且BC=5.
(1)求二次函数的解析式;
(2)若点D的坐标为(﹣,0),试判断△DCB的形状,并说明理由;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使得以B,C,P为顶点的三角形是直角三角形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵C(0,3),
∴OC=3,
在Rt△COB中,OC=3,BC=5,∠BOC=90°,
∴OB==4,
∴点B的坐标是(4,0),
设抛物线解析式为y=a(x﹣1)(x﹣4),
把C(0,3)代入得a•(﹣1)•(﹣4)=3,解得a=,
∴抛物线解析式为y=(x﹣1)(x﹣4),即y=x2﹣x+3;
(2)△DCB是直角三角形,
理由:∵BC=5,
∴BC2=52=25,
在Rt△COD中,DC2=CO2+DO2=32+()2=,
∵BD2=[4﹣(﹣)]2=,
∴BC2+DC2=BD2,
∴△BCD是直角三角形;
(3)在抛物线的对称轴上存在点P,使得以B,C,P三点为顶点的三角形是直角三角形,理由如下:
∵抛物线的解析式是y=x2﹣x+3,
∴抛物线对称轴为直线x=﹣=.
设点P坐标为(,m).
∵点C(0,3),点B(4,0),
∴BP2=(4﹣)2+m2=+m2.
PC2=()2+(m﹣3)2=m2﹣6m+.
BC2=25.
①当∠PCB=90°时,BP2=BC2+PC2.
∴+m2=25+m2﹣6m+.
解得:m=.
故点P(,);
②当∠PBC=90°时,PC2=PB2+BC2.
∴m2﹣6m+=+m2+25,
解得:m=﹣2.
故点P(,﹣2);
③当∠BPC=90°时,有BC2=BP2+PC2.
∴25=m2﹣6m+++m2.
解得:m1=,m2=.
∴P(,)或P4(,).
综上所述,存在,点P的坐标为((,)或(,﹣2)或(,)或(,).
13.如图,抛物线y=ax2+bx+2与x轴交于A(2,0),B(﹣1,0)两点,与y轴交于点C,连接BC,D为第一象限内抛物线上一动点,过点D作DE⊥OA于点E,与AC交于点F,设点D的横坐标为m.
(1)求抛物线的表达式;
(2)当线段DF的长度最大时,求D点的坐标;
(3)抛物线上是否存在点D,使得以点O,D,E为顶点的三角形与△BOC相似?若存在,求出m的值;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)因为y=ax2+bx+2过点A(2,0)、B(﹣1,0),
则,
解得:,
故抛物线的表达式为:y=﹣x2+x+2;
(2)对于y=﹣x2+x+2,令x=0,则y=2,
∴点C(0,2),
设直线AC的解析式为y=kx+b,由直线过点A、C的坐标得,
,
解得,
直线AC的表达式为:y=﹣x+2,
设点D的横坐标为m,则点D(m,﹣m2+m+2),
∴点F(m,﹣m+2),
∴DF=﹣m2+m+2﹣(﹣m+2)=﹣m2+2m=﹣(m﹣1)2+1,
∵﹣1<0,
∴DF有最大值,此时m=1,
∴点D(1,2);
(3)存在,理由:
点D(m,﹣m2+m+2)(m>0),则OE=m,DE=﹣m2+m+2,
以点O,D,E为顶点的三角形与△BOC相似,
∴当△DOE∽△BCO,即时,
=2,
解得:m=1或﹣2(舍去),
同理当△DOE∽△CBO时,
m=,
故m=,或m=1.
14.已知抛物线y=ax2﹣2ax+c与x轴交于点A(﹣1,0)和点B,与y轴交于点C(0,3),点D为抛物线在第一象限内的一个动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若∠ACO+∠BCD=45°,求点D坐标;
(3)如图,直线AD,BD分别与y交于点E,点F,则是否为定值?若是,求出这个定值;若不是,请说明理由.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2﹣2ax+c与x轴交于点A(﹣1,0)和点B,与y轴交于点C(0,3),
∴,解得,
∴y=﹣x2+2x+3;
(2)过点C作CM⊥y轴交抛物线于点M,过点M作MN⊥CM交CD于点N,
∴∠OCM=90°,∠CMN=90°,
∴∠MCN+∠OCD=90°,
∵点C(0,3),
∴M(2,3),
在y=﹣x2+2x+3中,令y=0,得x=﹣1或x=3,
∴B(3,0),
∴OB=OC=3,
∴△BOC为等腰直角三角形,
∴∠OCB=45°,
∵∠ACO+∠BCD=45°,
∴∠ACO+∠BCD+∠OCB=90°,
∴∠OCA+∠OCD=90°,
∴∠MCN=∠OCA,
∵∠CMN=∠COA=90°,
∴△MNC∽△OAC,
∴,即,
∴MN=,
∴N(2,),
设直线CN的解析式为y=sx+t,
∴,解得,
∴直线CN的解析式为y=﹣x+3,
联立y=﹣x2+2x+3得,
解得(舍去)或,
∴点D坐标为(,);
(3)是为定值,这个定值为3.
设D(m,﹣m2+2m+3),
设直线AD的解析式为y=kx+b,
∴,解得,
∴直线AD的解析式为y=﹣(m﹣3)x+3﹣m,
∴E的坐标为(0,3﹣m),
同理可得F的坐标为(0,3m+3),
∴FC=3m+3﹣3=3m,
EC=3﹣3+m=m,
∴=3.
15.如图,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(3,0),与y轴交于点B,点C在直线AB上,过点C作CD⊥x轴于点D(1,0),将△ACD沿CD所在直线翻折,使点A恰好落在抛物线上的点E处.
(1)求抛物线解析式;
(2)连接BE,求△BCE的面积;
(3)抛物线上是否存在一点P,使∠PEA=∠BAE?若存在,求出P点坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵将△ACD沿CD所在直线翻折,使点A恰好落在抛物线上的点E处,点A的坐标为(3,0),点D的坐标为(1,0),
∴点E的坐标为(﹣1,0).
将A(3,0),E(﹣1,0)代入y=ax2+bx+3,
得:,解得:,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3.
(2)当x=0时,y=﹣1×02+2×0+3=3,
∴点B的坐标为(0,3).
设直线AB的解析式为y=mx+n(m≠0),
将A(3,0),B(0,3)代入y=mx+n,
得:,解得:,
∴直线AB的解析式为y=﹣x+3.
∵点C在直线AB上,CD⊥x轴于点D(1,0),当x=1时,y=﹣1×1+3=2,
∴点C的坐标为(1,2).
∵点A的坐标为(3,0),点B的坐标为(0,3),点C的坐标为(1,2),点E的坐标为(﹣1,0),
∴AE=4,OB=3,CD=2,
∴S△BCE=S△ABE﹣S△ACE=AE•OB﹣AE•CD=×4×3﹣×4×2=2,
∴△BCE的面积为2.
(3)存在,理由如下:
∵点A的坐标为(3,0),点B的坐标为(0,3),
∴OA=OB=3.
在Rt△AOB中,∠AOB=90°,OA=OB,
∴∠BAE=45°.
∵点P在抛物线上,
∴设点P的坐标为(m,﹣m2+2m+3).
①当点P在x轴上方时记为P1,过点P1作P1M⊥x轴于点M,
在Rt△EMP1中,∠P1EA=45°,∠P1ME=90°,
∴EM=P1M,即m﹣(﹣1)=﹣m2+2m+3,
解得:m1=﹣1(不合题意,舍去),m2=2,
∴点P1的坐标为(2,3);
②当点P在x轴下方时记为P2,过点P2作P2N⊥x轴于点N,
在Rt△ENP2中,∠P2EN=45°,∠P2NE=90°,
∴EN=P2N,即m﹣(﹣1)=﹣(﹣m2+2m+3),
解得:m1=﹣1(不合题意,舍去),m2=4,
∴点P2的坐标为(4,﹣5).
综上所述,抛物线上存在一点P,使∠PEA=∠BAE,点P的坐标为(2,3)或(4,﹣5).
16.如图,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴交于点A(﹣1,0),B(4,0),与y轴交于点C(0,4),抛物线的顶点为D,其对称轴与线段BC交于点E,点P为线段BC上方的抛物线上的一点,过点P作垂直于x轴的直线l交线段BC于点F.
(1)求出二次函数y=ax2+bx+c的表达式;
(2)当四边形DEFP为平行四边形时,求点P的坐标;
(3)连接CP,CD,抛物线上是否存在点P,使∠CDE=∠PCF?如果存在,求出点P的坐标;如果不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴交于点A(﹣1,0),B(4,0),与y轴交于点C(0,4),
∴,
解得,
∴二次函数的表达式为:y=﹣x2+3x+4;
(2)设BC所在直线的表达式为:y=mx+n,
将C(0,4)、B(4,0)代入y=mx+n,
得,
解得,
∴BC所在直线的表达式为:y=﹣x+4;
∵DE⊥x轴,PF⊥x轴,
∴DE∥PF,
只要DE=PF,四边形DEFP即为平行四边形,
∵y=﹣x2+3x+4=﹣(x﹣)2+,
∴点D的坐标为:(,),
将x=代入y=﹣x+4,即y=﹣+4=,
∴点E的坐标为:(,),
∴DE=﹣=,
设点P的横坐标为t,
则P的坐标为:(t,﹣t2+3t+4),F的坐标为:(t,﹣t+4),
∴PF=﹣t2+3t+4﹣(﹣t+4)=﹣t2+4t,
由DE=PF得:﹣t2+4t=,
解得:t1=(不合题意舍去),t2=,
当t=时,﹣t2+3t+4=﹣()2+3×+4=,
∴点P的坐标为(,);
(3)存在,理由如下:
由(2)得:PF∥DE,
∴∠CED=∠CFP,
又∵∠PCF与∠DCE有共同的顶点C,且∠PCF在∠DCE的内部,
∴∠PCF≠∠DCE,
∴∠PCF=∠CDE时,△PCF∽△CDE,
∴,
∵C(0,4)、E( ,),
∴CE==,
由(2)得:DE=,PF=﹣t2+4t,F的坐标为:(t,﹣t+4),
∴CF==t,
∴,
∵t≠0,
∴(﹣t+4)=3,
解得:t=,
当t=时,﹣t2+3t+4=﹣()2+3×+4=,
∴点P的坐标为:(,).
17.如图,抛物线y=ax2+2ax+c经过B(1,0),C(0,3)两点,与x轴交于另一点A,点D是抛物线的顶点.
(1)求抛物线的解析式及点D的坐标;
(2)如图1,连接AC,点E在直线AC上方的抛物线上,连接EA,EC,当△EAC面积最大时,求点E坐标;
(3)如图2,连接AC、BC,在抛物线上是否存在点M,使∠ACM=∠BCO,若存在,求出M点的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)把B(1,0),C(0,3)代入y=ax2+2ax+c得:
,
解得:,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2﹣2x+3,
∵y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4,
∴顶点D(﹣1,4);
(2)令y=0,则﹣x2﹣2x+3=0,
解得:x=1或﹣3.
∴A(﹣3,0).
∴OA=3.
设直线AC的解析式为y=kx+b,
∴,
解得:,
∴直线AC的解析式为y=x+3.
∵点E在直线AC上方的抛物线y=﹣x2﹣2x+3上,
∴设E(m,﹣m2﹣2m+3),﹣3<m<0.
过点E作EH⊥x轴于点H,交AC于点F,则F(m,m+3),
∴EH=﹣m2﹣2m+3,FH=m+3,
∴EF=EH﹣FH=﹣m2﹣3m.
∴△EAC面积=EF•OA=(﹣m2﹣3m)×3=﹣﹣m=﹣+.
∵﹣<0,
∴当m=﹣时,△EAC面积最大.
此时点E的坐标为(﹣,);
(3)在抛物线上存在点M,使∠ACM=∠BCO,理由:
分两种情况:
设M(x,﹣x2﹣2x+3),
①如图,当CM交x轴于G时,
∵∠BCO=∠ACM,
∴∠ACG=∠OCB,
∵OC=OA=3,
∴∠OCA=∠OAC=45°,
∴∠BCM=45°,
∵∠ACB=∠BCM+∠ACG,∠BGC=∠OAC+∠ACG,
∴∠ACB=∠BGC,
∵∠CBG=∠CBA,
∴△BCG∽△BAC,
∴,
∵OB=1,OC=3,
∴BC=,
设G(﹣t,0),
∴,
∴t=,
∴G(﹣,0),
设直线CG的解析式为y=ex+f,
∴,
解得:.
∴直线CG的解析式为:y=2x+3,
则,
∴﹣x2﹣2x+3=2x+3,
x2+4x=0,
x(x+4)=0,
x1=0(舍),x2=﹣4,
当x=﹣4时,y=﹣5,
∴M(﹣4,﹣5);
②当CM与x轴交于点N时,过B作BP⊥AC于P,如图,
∵∠OAC=45°,
∴△ABP是等腰直角三角形,
∵AB=OA+OB=3+1=4,
∴AP=BP==2,
∵AC==3,
∴CP=AC﹣AP=,
∵∠BCO=∠ACM,
∴∠ACB=∠OCM,
∵∠BPC=∠COA=90°,
∴△BCP∽△NCO,
∴,
∴,
∴NO=6,
∴N(﹣6,0),
设直线NC的解析式为y=dx+n,
∴,
解得:.
∴直线NC的解析式为:y=x+3,
联立方程组得:,
解得:x1=0,x2=﹣,
当x=﹣时,y=,
∴M(﹣,),
综上所述,存在点M(﹣4,﹣5)或(﹣,),使得∠ACM=∠BCO.
18.如图,抛物线y=ax2+bx+c,过A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3)三点,其中D为顶点,对称轴为直线DE.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点M是抛物线在BD右上方的一点,设点M的横坐标为m,△MBD面积为S.S是否有最大值?若有,请求出最大值及M的坐标,若无,请说明理由;
(3)在抛物线的对称轴上找一点P,使△PAC是等腰三角形,请直接写出点P的坐标.
【解答】解:(1)将A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3)代入y=ax2+bx+c,
∴,
解得,
∴y=﹣x2+2x+3;
(2)∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴D(1,4),对称轴为直线x=1,
设直线BD的解析式为y=kx+b,
∴,
解得,
∴y=﹣2x+6,
过点M作MG∥y轴交BD于点G,
∵M(m,﹣m2+2m+3),
∴G(m,﹣2m+6),
∴MG=﹣m2+4m﹣3,
∴S=2×(﹣m2+4m﹣3)=﹣m2+4m﹣3=(m﹣2)2+1,
∴当m=2时,S有最大值1,
此时M(2,3);
(3)设P(1,t),
∴PA=,PC=,AC=,
①当PA=PC时,=,
解得t=1,
∴P(1,1);
②当PA=AC时,=,
解得t=或t=﹣,
∴P(1,)或(1,﹣);
③当PC=AC时,=,
解得t=0或t=6,
∴P(1,6)(舍)或(1,0);
综上所述:P点坐标为(1,1)或(1,)或(1,﹣)或(1,0).
19.如图,抛物线与x轴交于A(﹣1,0),与y轴交于C(0,3).D是第一象限内抛物线上的一个动点.
(1)求抛物线的解析式.
(2)连接AC,BD,当∠ABD=∠ACB时,求点D的坐标.
(3)在(2)的条件下,将抛物线沿射线AD方向平移m个单位,平移后A,D的对应点分别为M,N,在x轴上是否存在点P,使△PMN是等腰直角三角形?若存在,请求出m的值;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)将C(0,3),A(﹣1,0)代入,
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+x+3;
(2)令y=0,则﹣x2+x+3=0,
解得x1=﹣1,x2=4,
∴B(4,0),
∴BC=5,
∴AB=BC=5,
∴∠ABD=∠ACB=∠BAC,
∴点D与点C关于抛物线对称轴对称,
由(1)得对称轴为,
∴D(3,3);
(3)在x轴上存在点P,使是等腰直角三角形,理由如下:
设直线AD的解析式为y=kx+n,
∴,
解得,
∴直线AD的解析式为,
平移中,A,D两点的距离保持不变,
∴MN=AD=BC=5,
∴;
①当MP⊥MN时,此时MP=MN=5,
∴,
∴AM=MP=;
②当NP⊥MN时,此时NP=MN=5,
∴,
∴,
∴;
③当PM=PN,PM⊥PN时,
作过点P作PH⊥MN于点H,
∴,
∴,
∴AM=AH﹣MH=﹣=;
综上所述,m的值为或或,△PMN是等腰直角三角形.
20.如图,抛物线y=﹣x2+bx+c经过点A(3,0),B(0,3),点P是直线AB上的动点,过点P作x轴的垂线交抛物线于点M.设点P的横坐标为t.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P在第一象限,连接AM,BM.当线段PM最长时,求△ABM的面积;
(3)是否存在这样的点P,使以点P,M,B,O为顶点的四边形为平行四边形?若存在,请直接写出点P的横坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)将点A(3,0),B(0,3)代入y=﹣x2+bx+c,
∴,
解得,
∴y=﹣x2+2x+3;
(2)设线AB的解析式为y=kx+b,
∴,
解得,
∴y=﹣x+3,
∵P(t,﹣t+3)(0<t<3),则M(t,﹣t2+2t+3),
∴PM=﹣t2+2t+3+t﹣3=﹣t2+3t=﹣(t﹣)2+,
当t=时,PM最长为,
此时S△ABM=×3×=;
(3)存在点P,使以点P,M,B,O为顶点的四边形为平行四边形,理由如下:
由(2)知,P(t,﹣t+3),M(t,﹣t2+2t+3),
①当PB为平行四边形的对角线时,
﹣t+3+3=﹣t2+2t+3,
此时t无解;
②当PO为平行四边形的对角线时,
﹣t+3=﹣t2+2t+3+3,
解得t=或t=,
∴P(,)或(,);
综上所述:P点坐标为(,)或(,).
21.如图,已知点A(﹣1,0),B(3,0),C(0,1)在抛物线y=ax2+bx+c上.
(1)求抛物线解析式;
(2)在直线BC上方的抛物线上求一点P,使△PBC面积最大;
(3)在x轴下方且在抛物线对称轴上,是否存在一点Q,使∠BQC=∠BAC?若存在,求出Q点坐标;若不存在,说明理由.
【解答】解:(1)将点A(﹣1,0),B(3,0),C(0,1)代入y=ax2+bx+c,
∴,
解得,
∴y=﹣x2+x+1;
(2)设直线BC的解析式为y=kx+b,
∴,
解得,
∴y=﹣x+1,
过P点作PH∥y轴交BC于点H,连接PC,PB,
设P(t,﹣t2+t+1),则H(t,﹣t+1),
∴PH=﹣t2+t,
∴S△PBC=3×(﹣t2+t)=﹣t2+t=﹣(t﹣)2+,
∴当t=时,S△PBC的面积最大值为,
此时P(,);
(3)存在点Q,使∠BQC=∠BAC,理由如下:
∵y=﹣x2+x+1=﹣(x﹣1)2+,
∴抛物线的对称轴为直线x=1,
∵A(﹣1,0),C(0,1),
∴OA=OC,
∴∠CAO=45°,
作△ABC的外接圆M,⊙M与对称轴的交点为Q,
∴∠BQC=∠CAB=45°,
设M(1,m),
∴MC=MB,
∴1+(m﹣1)2=4+m2,
∴m=1,
∴M(1,﹣1),
∴MB=,
∴MQ=,
∴Q(1,﹣1﹣).
22.如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣2,0),B(6,0)两点,与y轴交于点C,直线l与抛物线交于A,D两点,与y轴交于点E,且点D为(4,3).
(1)求抛物线及直线l的函数关系式;
(2)点F为抛物线顶点,在抛物线的对称轴上是否存在点G,使△AFG为等腰三角形,若存在,求出点G的坐标;
(3)若点Q是y轴上一点,且∠ADQ=45°,请直接写出点Q的坐标.
【解答】解:(1)设抛物线函数关系式为y=a(x+2)(x﹣6),
将点D(4,3)代入得,
a=﹣,
∴y=﹣x2+x+3;
设直线l的函数关系式为y=kx+b,
∴,
解得,
∴y=x+1;
(2)存在点G,使△AFG为等腰三角形,理由如下:
由题知,点F(2,4),
∴,
设G(2,y),
∴AG=,
当点A为顶点,AF为腰时,AF=AG,
∴4=,
∴y=±4,
此时G(2,﹣4),
当点F为顶点,AF为腰时,FA=FG,
∴4=|4﹣y|,
∴y=4﹣4或y=4+4,
此时,
当点G为顶点,AF为底时,GA=GF,
∴,
解得y=0,
∴G(2,0),
综上所述:;
(3)如图1,当Q点在y轴正半轴上时,
过点D作DF⊥y轴交于F点,取点M(0,2),连接AM,过点E作EK⊥AM交于点K,
∵DF∥AO,
∴∠FDA=∠EAO,
∵OM=OA,
∴∠MAO=45°,
∵∠ADQ=45°,
∴∠QDF=∠MAE,
∵ME=1,
∴KM=KE=,
∵OM=OA=2,
∴AM=2,
∴AK=,
∴tan∠KAE===,
∴tan∠QDF===,
∴QF=,
∴OQ=+3=,
∴Q(0,);
如图2,当Q点在y轴负半轴上时,
过点D作DH⊥x轴交于点H,
∵∠ADQ=45°,
∴∠FDA+∠QDH=45°,
∵∠FDE=∠EAO,
∴∠MAE=∠QDH,
∴tan∠QDH===,
∴PH=1,
∴OP=3,
∵∠PDH+∠DPH=90°,∠OPQ+∠OQP=90°,∠OPQ=∠DPH,
∴∠OQP=∠PDH,
∴tan∠OQP===,
∴OQ=9,
∴Q(0,﹣9);
综上所述:Q点坐标为(0,﹣9)或(0,).
23.如图,AC是平行四边形ABCD的对角线,在AD边上取一点F,连接BF交AC于点E,并延长BF交CD的延长线于点G.
(1)若∠ABF=∠ACF,求证:CE2=EF•EG;
(2)若DG=DC,BE=7,求EF的长.
【解答】(1)证明:∵AB∥CG,
∴∠ABF=∠G,
又∵∠ABF=∠ACF,
∴∠ECF=∠G,
又∵∠CEF=∠CEG,
∴△ECF∽△EGC,
∴,
即CE2=EF•EG;
(2)解:∵平行四边形ABCD中,AB=CD,
又∵DG=DC,
∴AB=CD=DG,
∴AB:CG=1:2,
∵AB∥CG,
∴,
即,
∴EG=14,BG=21,
∵AB∥DG,
∴=1,
∴BF=BG=,
∴EF=BF﹣BE=﹣7=.
24.如图,▱ABCD中,CG⊥AB于点G,∠ABF=45°,F在CD上,BF交CG于点E,连接AE,AE⊥AD.
(1)若BG=1,BC=,求EF的长度;
(2)求证:AB﹣BE=CF.
【解答】解:(1)∵CG⊥AB,BG=1,,
∴.
∵∠ABF=45°,
∴△BGE是等腰直角三角形,
∴EG=BG=1,
∴EC=CG﹣EG=3﹣1=2,
∵在平行四边形ABCD中,AB∥CD,∠ABF=45°,CG⊥AB,
∴∠CFE=∠ABF=45°,∠FCE=∠BGE=90°,
∴△ECF是等腰直角三角形,
∴EF==2;
(2)证明:过E作EH⊥BE交AB于H,
∵∠ABF=45°,∠BEH=90°,
∴△BEH是等腰直角三角形,
∴,BE=HE,
∴∠BHE=45°,
∴∠AHE=180°﹣∠BHE=180°﹣45°=135°,
由(1)知,△BGE和△ECF都是等腰直角三角形,
∴∠BEG=45°,CE=CF,
∴∠BEC=180°﹣∠BEG=180°﹣45°=135°,
∴∠AHE=∠CEB,
∵AE⊥AD,
∴∠DAE=90°,
∴∠BAD=∠DAE+∠EAB=90°+∠EAB,
由(1)知,∠FCE=90°,
∴∠BCD=∠FCE+∠BCG=90°+∠BCG,
∵在平行四边形ABCD中,∠BAD=∠BCD,
∴90°+∠EAB=90°+∠BCG,
∴∠EAB=∠BCG,
即∠EAH=∠BCE,
在△EAH和△BCE中,
∴△EAH≌△BCE(AAS),
∴AH=CE=CF,
∴AB﹣BE=AB﹣BH=AH=CF,
即AB﹣BE=CF.
25.如图,在平行四边形ABCD中,E为BC边上一点,连接DE,F为线段DE上一点,连接AF,若∠DAF=∠EDC.
(1)求证:△ADF∽△DEC;
(2)若,AD=12,,求DE的长.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠ADE=∠DEC,
∵∠AFD=∠C,
∴△ADF∽△DEC;
(2)解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD=6,
∵△ADF∽△DEC,
∴=,
∴=,
∴DE=18.
26.如图,点E是正方形ABCD的对角线CA延长线上一点,连接BE,将BE绕点B顺时针旋转90°至BF,连接EF,EF交AD于点G.
(1)求证:△ABE∽△AEG;
(2)若正方形ABCD的边长为4,点G为AD的中点,求AE的长.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=CB=AD=CD,∠ABC=∠D=90°,
∴∠BAC=∠BCA=∠DAC=∠DCA=45°,
∴∠BAE=∠EAG=180°﹣45°=135°,
∵将BE绕点B顺时针旋转90°得到BF,
∴BE=BF,∠EBF=90°,
∵∠BEF=∠F=45°,
∴∠AEG=45°﹣∠AEB,
∵∠ABE=∠BAC﹣∠AEB=45°﹣∠AEB,
∴∠ABE=∠AEG,
∴△ABE∽△AEG.
(2)解:∵正方形ABCD的边长为4,点G为AD的中点,
∴AB=AD=4,
∴AG=AD=2,
∵△ABE∽△AEG,
∴=,
∴AE2=AB•AG=4×2=8,
∴AE=2,
∴AE的长是2.
27.如图,AD、BE是△ABC的两条高,过点D作DF⊥AB,垂足为F,FD交BE于M,FD、AC的延长线交于点N.
(1)求证:△BFM∽△NFA;
(2)求证:DF2=FM•FN;
(3)若AC=BC,DN=12,ME:EN=1:2,求线段AC的长.
【解答】(1)证明∵DF⊥AB,AD,BE是△ABC的高,
∴∠BFD=∠AFD=∠AEB=∠ADB=90°,
∴∠FBM=90°﹣∠BAC,∠N=90°﹣∠BAC,
∴∠FBM=∠N,
又∵∠BFD=∠AFD,
∴△BFM∽△NFA;
(2)证明:∵△BFM∽△NFA,
∴,
∴FM•FN=FB•FA,
∵∠FBD+∠FDB=90°,∠FBD+∠FAD=90°,
∴∠FDB=∠FAD,
∵∠BFD=∠AFD,∠FDB=∠FAD,
∴△BFD∽△DFA,
∴,
∴DF2=FM•FN;
(3)解:∵AC=BC,
∴∠BAC=∠ABC,
∵∠ABC+∠FDB=∠BAC+∠N=90°,
∴∠FDB=∠N=∠FBM,
∴△ENM∽△FBM∽△FDB,
∴,
∴FB=2FM,FD=2FB=4FM,
∵DF2=FM•FN,
∴(4FM)2=FM•(4FM+12),
解得:FM=1或0(舍去),
∴FB=2,FD=4,FN=FD+DN=16,
∵=,
∴AF=8,AB=AF+BF=10,
在Rt△BFD中,
BD==2,
在Rt△ADB与Rt△ADC中,
AD2=AB2﹣BD2=AC2﹣CD2,
∴AC2﹣(AC﹣2)2=102﹣(2)2,
解得:AC=5.
28.如图,在菱形ABCD中,DE⊥BC交BC的延长线于点E,连结AE交BD于点F,交CD于点G,连结CF.
(1)求证:AF=CF;
(2)求证:AF2=EF•GF;
(3)若菱形ABCD的边长为2,∠BAD=120°,求FG的长.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC,∠ABF=∠CBF,
∵BF=BF,
∴△ABF≌△CBF(SAS),
∴AF=CF.
(2)证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴∠BAD=∠BCD,AD∥BE,
∴∠DAF=∠FEC,
∵△ABF≌△CBF,
∴∠BAF=∠BCF,
∴∠DAF=∠DCF,
∴∠GCF=∠CEF,
∵∠CFG=∠EFC,
∴△CFG∽△EFC,
∴,
∴CF2=EF•GF,
∵AF=CF,
∴AF2=EF•GF.
(3)解:∵∠BAD=120°,
∴∠DCE=60°,
∵菱形边长为2,
∴CD=AD=2,
∵DE⊥BC,
∴∠ADE=∠CED=90°,
∴∠CDE=30°,
∴CE==1,DE=,
∴AE==,BE=BC+CE=2+1=3,
∵AD∥BE,
∴△FAD∽△FEB,△GAD∽△GEC,
∴=,=,
∴AF==,AG=AE=,
∴FG=AG﹣AF=﹣=.
29.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,CD是高,BE平分∠ABC.BE分别与AC,CD相交于点E,F.
(1)求证:△AEB∽△CFB;
(2)求证:;
(3)若CE=5,EF=2,BD=6.求AD的长.
【解答】(1)证明:∵∠ACB=90°,
∴∠ACD+∠BCD=90°,
∵CD为AB边上的高,
∴∠ADC=90°,
∴∠A+∠ACD=90°,
∴∠A=∠BCD,
∵BE是∠ABC的平分线,
∴∠ABE=∠CBE,
∴△AEB∽△CFB.
(2)证明:∵∠ABE=∠CBE,∠A=∠BCD,
∴∠CFE=∠BCD+∠CBE=∠A+∠ABE,
∵∠CEF=∠A+∠ABE,
∴∠CEF=∠CFE,
∴CE=CF,
∵△AEB∽△CFB,
∴=,
∴=.
(3)解:如图,作CH⊥EF于H.
∵CE=CF,CH⊥EF,
∴EH=FH=,
∴CH===2,
由△BFD∽△CFH,
∴=,
∴=,
∴DF=3,CD=CF+DF=8,
由△ACD∽△CBD,
∴=,
∴=,
∴AD=.
30.如图1,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AB=10,BC=6.D、E分别是AB、AC边的中点,连接DE.现将△ADE绕A点逆时针旋转,连接BD,CE并延长交于点F.
(1)如图2,点E正好落在AB边上,CF与AD交于点P.
①求证:AE•AB=AD•AC;
②求BF的长;
(2)如图3,若AF恰好平分∠DAE,直接写出CE的长.
【解答】(1)①证明:∵D、E分别是AB、AC边的中点,
∴DE∥BC,
∴△ADE∽△ABC,
∴=,
∴AE•AB=AD•AC;
②解:如图1,
作CG⊥AB于G,作FH⊥AB于H,
在Rt△ABC中,AB=10,BC=6,
∴AC=8,
∴AE=4,
∴BE=AB﹣AE=6,
∵BG=BC•cs∠ABC=6•=6×=,
CG=BC•sin∠ABC=6×=,
∴EG=BE﹣BG=6﹣=,
∴tan∠FEH=tan∠CEG=,
∴tan∠FEH=,
设EH=a,FH=2a,
∵tan∠FBE===,
∴BH=4a,
∵BH﹣EH=BE,
∴4a﹣a=6,
∴a=2,
∴FH=4,BH=8,
∴BF===4;
(2)如图2,
当AF平分∠DAE时,AF⊥BD,
∴∠AFD=∠AED=90°,
∴点A、E、F、D共圆,
∴∠DEF=∠DAF,
设AF与DE的交点为O,作OG⊥AD于G,作AH⊥CF于H,
∵AF平分∠DAE,
∴OG=OE,AG=AE=4,
∴DG=AD﹣AG=1,
设OG=OE=x,
∴OD=3﹣x,
在Rt△DOG中,
(3﹣x)2﹣x2=12,
∴x=,
∴OG=OE=,
∴tan∠DAF=,sin∠DAF=,cs∠DAF=,
∵∠AED=90°,
∴∠AEH+∠DEF=90°,
∵∠AEH+∠EAH=90°,
∴∠EAH=∠DEF=∠DAF,
∴EH=AE•sin∠EAH=4×=,
AH=AE•cs∠EAH=4×=,
∴CH===,
∴CE=EH+CH=.
31.如图,已知正方形ABCD,AC交BD于点O,在线段BC上任取一点P(不含端点),连接AP,延长AP交DC延长线于点N,交BD于点M.
(1)当AC=CN时;
①求∠BAP的度数;
②△AMB和△BMP的面积分别为S1和S2,求的值;
(2)探索线段AM,MP,MN,用等式表示三者的数量关系并证明.
【解答】解:(1)①∵四边形ABCD是正方形,
∴∠ACB=45°,∠BCD=90°,
∴∠BCN=90°,
∴∠ACN=135°,
∵CA=CN,
∴∠CAN=∠N=22.5°,
∵AB∥CD,
∴∠BAP=∠N=22.5°;
②设AD=a,则AC=a,
∴CN=CA=a,
∴ND=(+1)a,
∵AD∥BC,
∴△NCP∽△NDA,
∴=,即=,
解得,CP=(2﹣)a,
∴BP=a﹣(2﹣)a=(﹣1)a,
∵AD∥BC,
∴△AMD∽△PMB,
∴===+1,
∴==+1;
(2)AM2=MP•MN,
理由如下:设AD=x,CN=y,
∵△NCP∽△NDA,
∴=,即=,
解得,CP=,
则BP=x﹣=,
∵AB∥CD,
∴△AMB∽△NMD,
∴==,
∵AD∥CB,
∴△AMD∽△PMB,
∴===,
∴•=1,
∴AM2=MP•MN.
32.如图,已知AB是⊙O的直径,BC⊥AB于点B,D是⊙O上异于A、B的一个动点,连接AD,过O作OC∥AD交BC于点C.
(1)求证:CD是⊙O的切线;
(2)若EA=1,ED=3,求⊙O的半径.
【解答】解:(1)如图,连接OD,
由OD=OA得:∠OAD=∠ODA,
∵OC∥AD,
∴∠DOC=∠ODA,
∠BOC=∠OAD,
∴∠DOC=∠BOC,
又∵OD=OB,OC=OC,
∴△ODC≌△OBC,
∴∠ODC=∠OBC,
∵BC⊥AB,
∴∠ODC=∠OBC=90°,
又∵D在⊙O上,
∴CD是⊙O的切线;
(2)设⊙O的半径为x,
则:OD=x,OA=x+1,
∵CD是⊙O的切线,
∴∠ODE=90°,
在Rt△ODE中,由勾股定理得:ED2+OD2=OE2,
∴32+x2=(x+1)2,
解得:x=4,
∴⊙O的半径为4.
33.如图,AB是⊙O的直径,CD=CB,AC,BD相交于点E,过点C作CF∥BD,CF与AB的延长线相交于点F,连接AD.
(1)求证:CF是⊙O的切线;
(2)若AB=10,BC=6,求AD的长.
【解答】(1)证明:连接OD,连接OC交BD于M,
∵CD=CB,
∴=,
∴∠COD=∠COB,
∵OD=OB,
∴OC⊥BD,DM=BM,
∵CF∥BD,
∴半径OC⊥CF,
∴CF是⊙O的切线;
(2)解:设OM=x,
∵OC=AB=5,
∴MC=5﹣x,
∵BM2=BC2﹣CM2=OB2﹣OM2,
∴62﹣(5﹣x)2=52﹣x2,
∴x=1.4,
∵AO=OB,DM=BM,
∴OM是△BAD的中位线,
∴AD=2OM=2x=2.8.
34.如图,AB是⊙O的直径,C是的中点,CE⊥AB于点E,BD交CE于点F.
(1)求证:CF=BF;
(2)若CD=6,AC=8,求⊙O的半径及CE的长.
【解答】(1)证明:∵AB是⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,
∴∠A=90°﹣∠ABC.
∵CE⊥AB,
∴∠CEB=90°,
∴∠ECB=90°﹣∠ABC,
∴∠ECB=∠A.
又∵C是的中点,
∴=,
∴∠DBC=∠A,
∴∠ECB=∠DBC,
∴CF=BF;
(2)解:∵=,
∴BC=CD=6,
∵∠ACB=90°,
∴AB===10,
∴⊙O的半径为5,
∵S△ABC=AB•CE=BC•AC,
∴CE===.
35.如图,AB是⊙O的直径,CD是⊙O的弦,AB⊥CD,垂足是点H,过点C作直线分别与AB,AD的延长线交于点E,F,且∠CEA+∠CAD=90°.
(1)求证:CF是⊙O的切线;
(2)如果AB=10,CD=6,求BE的长.
【解答】(1)证明:如图,连接OC,
∵AB是⊙O的直径,CD⊥AB,
∴=,
∴∠CAB=∠DAB,
∵OA=OC,
∴∠OAC=∠OCA,
∵∠COB=∠OAC+∠OCA=2∠OAC=∠CAD,
∵∠CEA+∠CAD=90°,
∴∠CEA+∠COB=90°,
即∠OCE=90°,
∴OC⊥CF,
∵OC是半径,
∴CF是⊙O的切线;
(2)∵AB是⊙O的直径,CD⊥AB,
∴CH=HD=CD=3,
在Rt△COH中,OC=AB=5,CH=3,
∴OH==4,
∴HB=OB﹣OH=5﹣4=1,
设BE=x,则HE=1+x,OE=5+x,
∵HE2+HC2=CE2=OE2﹣OC2,即(1+x)2+32=(5+x)2﹣52,
∴x=,
即BE=.
36.已知⊙O是△ABC的外接圆,AB是⊙O的直径,D是AB延长线上的一点,AE⊥CD交DC的延长线于E,交⊙O于G,CF⊥AB于F,点C是弧BG的中点.
(1)求证:DE是⊙O的切线;
(2)若AF,BF(AF>BF)是一元二次方程x2﹣8x+12=0的两根,求CE和AG的长.
【解答】(1)证明:连接OC,
∵点C是弧BG的中点,
∴=,
∴∠EAC=∠CAF,
∵OA=OC,
∴∠CAF=∠OCA,
∴∠OCA=∠EAC,
∴OC∥AE,
∵AE⊥DE,
∴OC⊥DE,
∵OC为⊙O半径,
∴DE是⊙O的切线;
(2)连接CG,
∵=,
∴CG=BC,
∵AF,BF(AF>BF)是一元二次方程x2﹣8x+12=0的两根,
∴AF=6,BF=2,
∴AB=8,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,
∵CF⊥AB,
∴AC2=AF•AB=6×8=48,BC2=BF•AB=16,
∴AC=4,BC=4,
∴tan∠CAB==,
∴∠CAE=∠CAB=30°,
∴CE=AC=2,AE=AC=6,
∵CG=BC=4,
∴EG===2,
∴AG=4.
37.如图,以AB为直径的⊙O经过△ABC的顶点C,AE,BE分别平分∠BAC和∠ABC,AE的延长线交⊙O于点D,连接BD.
(1)判断△BDE的形状,并证明你的结论;
(2)若AB=10,BE=2,求BC的长.
【解答】(1)解:△BDE为等腰直角三角形.
证明:∵AE 平分∠BAC,BE 平分∠ABC,
∴∠BAE=∠CAD=∠CBD,∠ABE=∠EBC.
∵∠BED=∠BAE+∠ABE,∠DBE=∠DBC+∠CBE,
∴∠BED=∠DBE.
∴BD=ED.
∵AB为直径,
∴∠ADB=90°,
∴△BDE是等腰直角三角形.
另解:计算∠AEB=135°也可以得证.
(2)解:连接OC、CD、OD,OD交BC于点F.
∵∠DBC=∠CAD=∠BAD=∠BCD.
∴BD=DC.
∵OB=OC.
∴OD垂直平分BC.
∵△BDE是等腰直角三角形,BE=2,
∴BD=2.
∵AB=10,
∴OB=OD=5.
设OF=t,则DF=5﹣t.
在Rt△BOF和Rt△BDF中,52﹣t2=(2)2﹣(5﹣t)2,
解得t=3,
∴BF=4.
∴BC=8.
另解:分别延长AC,BD相交于点G.则△ABG为等腰三角形,先计算AG=10,BG=4,AD=4,再根据面积相等求得BC.
38.如图,在△ABC中,AB=AC,以AB为直径的⊙O分别与BC,AC交于点D,E,过点D作⊙O的切线DF,交AC于点F.
(1)求证:DF⊥AC;
(2)若⊙O的半径为4,∠CDF=22.5°,求阴影部分的面积.
【解答】(1)证明:连接OD,
∵OB=OD,
∴∠ABC=∠ODB,
∵AB=AC,
∴∠ABC=∠ACB,
∴∠ODB=∠ACB,
∴OD∥AC,
∵DF是⊙O的切线,
∴DF⊥OD,
∴DF⊥AC.
(2)解:连接OE,
∵DF⊥AC,∠CDF=22.5°,
∴∠ABC=∠ACB=67.5°,
∴∠BAC=45°,
∵OA=OE,
∴∠AOE=90°,
∵⊙O的半径为4,
∴S扇形AOE=4π,S△AOE=8,
∴S阴影=4π﹣8.
39.如图,AB为⊙O的直径,CD是⊙O的弦,点E在AB的延长线上,连接OC,AD,CD∥AB,CO∥DE,∠A=22.5°.
(1)求证:DE是⊙O的切线;
(2)当CD=2时,求图中阴影部分的面积.
【解答】(1)证明:连接OD,如图,
∵∠A=22.5°,
∴∠BOD=2∠A=45°,
∵CD∥AB,
∴∠CDO=∠BOD=45°,
∵OC=OD,
∴∠DCO=∠CDO=45°,∠COD=180°﹣45°﹣45°=90°,
∵CO∥DE,
∴∠ODE=∠COD=90°,
∴OD⊥DE,
∵OD是⊙O的半径,
∴DE是⊙O的切线;
(2)解:∵CD∥AB,CO∥DE,
∴四边形CDEO是平行四边形,
∴OE=CD=2,
∵DE是⊙O的切线,
∴OD⊥DE,
∴∠ODE=90°,
∵∠DOE=45°,
∴∠DEO=90°﹣45°=∠DOE,
∴OD=DE,
在Rt△ODE中,OD2+DE2=OE2=(2)2,
∴OD=DE=2,
∴S阴影=S△ODE﹣S扇形OBD=×22﹣=2﹣π.
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