沪教版九年级数学上册期中期末挑战满分冲刺卷特训09解直角三角形在二次函数中的应用(原卷版+解析)
展开1.已知顶点为的抛物线经过点,与轴交于、两点(点在点的左侧).
(1)求这条抛物线的表达式;
(2)联结,求的正切值;
(3)点在的延长线上,如果,求点的坐标.
2.如图,在直角坐标系中,抛物线过 ,顶点为,
,与轴交于 两点( 在 左侧),对称轴交 轴为,联结.
(1)求抛物线的解析式,并求出的坐标;
(2)若对称轴交于点,延长交于点,求 的值;
(3)点为抛物线上的一点,过作于点,若,请求出 的坐标.
3.如图,二次函数的图象与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,顶点为D.其对称轴与线段交于点E,与x轴交于点F,连接,,已知.
(1)求m的值;
(2)求的正切值;
(3)若点P在线段上,且,请直接写出点P的坐标.
4.如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线与x轴相交于原点O和点,点在抛物线上.
(1)求抛物线的表达式,并写出它的对称轴;
(2)求的值;
(3)点D在抛物线上,如果,求点D的坐标.
5.在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点,与轴的正半轴交于点,点在线段上,且,联结,将线段绕着点顺时针旋转,得到线段,过点作直线轴,垂足为,交抛物线于点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)联结DF,求ctEDF的值;
(3)点P在直线l上,且∠EDP=45°,求点P的坐标.
6.如图,在平面直角坐标系xOy中,已知二次函数y=ax2+bx+c的图像经过点A(0,-3)、B(1,0)、C(3,0),联结AB、AC.
(1)求这个二次函数的解析式;
(2)点D在线段AC上,联结BD,若SABD∶SBCD=3∶2,求tan∠DBC的值;
(3)点E在该二次函数图像的对称轴上,当AC平分∠BAE时,求点E的坐标.
7.如图,已知在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=-x2+bx+c经过点A(-2,0).与点C(0,4).与x轴的正半轴交于点B.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如果D是抛物线上一点,AD与线段BC相交于点E,且AD将四边形ABDC分成面积相等的两部分,求的值;
(3)如果P是x轴上一点,∠PCB=∠ACO,求∠PCO的正切值.
8.在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线经过点A(4,0),顶点为H(2,4),对称轴l与x轴交于点B,点C、P是抛物线上的点,且都在第一象限内.
(1)求抛物线的表达式;
(2)当点C位于对称轴左侧,∠CHB=∠CAO,求点C的坐标;
(3)在(2)的条件下,已知点P位于对称轴的右侧,过点P作PQCH,交对称轴l于点Q,且,求直线PQ的表达式.
9.如图,在平面直角坐标系中,直线与x轴、y轴分别交于点A、B.抛物线经过点A、B顶点为C.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)将抛物线沿y轴向上平移,平移后所得新抛物线顶点为D,如果,求平移的距离;
(3)设抛物线上点M的横坐标为m,将抛物线向左平移3个单位,如果点M的对应点Q落在内,求m的取值范围.
10.在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点和点点在轴的正半轴上,与轴交于点,已知.
(1)求顶点和点的坐标;
(2)将抛物线向右平移个单位,得到的新抛物线与轴交于点,求点的坐标和的面积;
(3)如果点在原抛物线的对称轴上,当与相似时,求点的坐标.
11.如图,在平面直角坐标系中,直线分别交轴、轴于、两点,抛物线经过点和点,且其顶点为,点为抛物线与轴的另一个交点
(1)求抛物线的表达式;
(2)求的正切值;
(3)点在抛物线上,若,求点的坐标.
(4)连接,延长交轴于点,点是直线上的动点,如果与是相似三角形,求点的坐标.
12.已知直线经过点,两点,抛物线与已知直线交于、两点(点在点的右侧),顶点为.
(1)求直线的表达式;
(2)若抛物线的顶点不在第一象限,求的取值范围;
(3)若直线与直线所成夹角的余切值等于3,求抛物线的表达式.
13.如图,已知直线y=﹣x+2与x轴交于点A,与y轴交于点B,抛物线y=﹣x2+bx+c经过A、B两点.
(1)求这条抛物线的表达式;
(2)直线x=t与该抛物线交于点C,与线段AB交于点D(点D与点A、B不重合),与x轴交于点E,联结AC、BC.
①当=时,求t的值;
②当CD平分∠ACB时,求ABC的面积.
14.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线经过x轴上的点和点B(点A在点B左侧)及y轴上的点C,经过B、C两点的直线为,顶点为D,对称轴与x轴交于点Q.
(1)求抛物线的表达式;
(2)连接.若点P为直线上方抛物线上一动点,过点P作 轴交于点E,作于点F,过点B作交y轴于点G.点H,K分别在对称轴和y轴上运动,连接.
①求的周长为最大值时点P的坐标;
②在①的条件下,求的最小值及点H的坐标.
15.如图,抛物线与轴相交于两点,与轴交于点,顶点为,抛物线的对称轴与BC相交于点E,与x轴相交于点F.
(1)求线段的长.
(2)联结,若点G在抛物线的对称轴上,且与相似,请直接写出点G的坐标.
(3)设点P为x轴上的一点,且时,求点P的坐标.
16.如果抛物线与的顶点关于原点对称,则称它们是关联抛物线.已知经过点(4,9)且与y轴交于点C(0,5),对称轴为直线.
(1)求抛物线的关联抛物线的解析式;
(2)记抛物线与x轴交点为A、B(A在B左侧),与y轴交于点E,顶点坐标为F,求的值;
(3)在的对称轴上找一点G,使,求点G的坐标.
17.已知:经过点,.
(1)求函数解析式;
(2)平移抛物线使得新顶点为(m>0).
①倘若,且在的右侧,两抛物线都上升,求的取值范围;
②在原抛物线上,新抛物线与轴交于,时,求点坐标.
18.如图,在平面直角坐标系中,抛物线经过点,它的对称轴与轴相交于点.
(1)求点的坐标;
(2)如果直线与此抛物线的对称轴交于点、与抛物线在对称轴右侧交于点,且,求此抛物线的表达式;
(3)在(2)的条件下,若为抛物线上一点,且,直接写出点坐标.
19.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=-x2+bx+c与x轴相交点A(-1,0)和点B(3,0),与y轴相交于点C,抛物线的顶点为点D,对称轴交x轴于点E,点Q为线段DE上一点,联结AC.
(1)求这条抛物线的表达式及对称轴;
(2)当∠ACO=∠QOE时,求的值;
(3)当∠ACO=∠QOC时,判断四边形ACQO的形状;
(4)(附加题)当∠ACO=∠AQE时,求∠BQE的余切值;
(5)(附加题)当∠ACO=∠CBQ时,判断△BCQ的形状.
特训09 解直角三角形在二次函数中的应用
一、解答题
1.已知顶点为的抛物线经过点,与轴交于、两点(点在点的左侧).
(1)求这条抛物线的表达式;
(2)联结,求的正切值;
(3)点在的延长线上,如果,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)设抛物线解析式为,把代入解析式,确定a值即可.
(2)设直线与x轴的交点为点F,且设直线的解析式为,把,代入解析式,确定F的坐标,过点F作于点G,根据得到等腰直角三角形,根据勾股定理,确定,,计算.根据正切的定义计算即可.
(3)过点M作于点N,则,从而得到,得到等腰直角三角形,得到,,结合已知和外角性质,得到,得证,从而证明,列比例式,求得,代入计算出,计算即可确定坐标.
【解析】(1)因为顶点为的抛物线经过点,
设抛物线解析式为,
把代入解析式,
得,
解得a=1,
所以抛物线的解析式为即.
(2)设直线与x轴的交点为点F,且设直线的解析式为,把,代入解析式,得,
解得,
所以直线解析式为,
所以F的坐标为,
因为,
所以,
解得,
所以点,
所以,
所以,
过点F作于点G,
所以等腰直角三角形,且,
所以,
根据勾股定理,得,
所以.
根据正切的定义.
(3)过点M作于点N,则,
所以,
所以等腰直角三角形,,
所以,
所以,
所以,
所以,
所以,
所以,
所以,
解得(舍去),
所以,
因为点P在x轴的负半轴上,
所以点.
【点睛】本题考查了抛物线的解析式,对称性,三角形相似的判定和性质,勾股定理,等腰直角三角形的判定和性质,一次函数的解析式,抛物线、一次函数与x轴的交点坐标,熟练掌握待定系数法,三角形相似的判定和性质,勾股定理是解题的关键.
2.如图,在直角坐标系中,抛物线过 ,顶点为,
,与轴交于 两点( 在 左侧),对称轴交 轴为,联结.
(1)求抛物线的解析式,并求出的坐标;
(2)若对称轴交于点,延长交于点,求 的值;
(3)点为抛物线上的一点,过作于点,若,请求出 的坐标.
【答案】(1),
(2)
(3)
【分析】(1)根据二次函数的顶点坐标的关系即可求解;
(2)构造直角三角形,将放在直角三角形中,利用锐角三角形函数的关系即可求解;
(3)分类讨论,根据动点请运动情况分为四种情况,图形结合分析(具体过程见详解),即可求出答案.
(1)
解:∵抛物线过 ,顶点为,,
∴ ,,
∵P为顶点,
∴,
∵,
∴,,
∴,入抛物线得:,
故答案是:;.
(2)
解:根据(1)得,画图如下,
抛物线与轴的两个交点坐标分别是,,
∵直线过点,
∴直线的解析式是:,
∵对称轴交于点,
∴,且,
∴直线 的解析式是:,直线 的解析式是:,
联立解得:,
∴,过作于,过作于,如图所示,
∵,, 是等腰三角形,
∴,且,
∴,且,
∴在中,,
∴,
故答案是:.
(3)
解:如图所示,过点作交延长线于,过点作于点,作 轴于点,
∵点 在抛物线上,点 在直线上,
∴设,则,
∵ , 轴,
∴,,即 是等腰直角三角形, ,
∴,点 是 边上的中点,即 ,
∴,即,
∴可知 的纵坐标是 ,根据得,,
∵ 轴,且
∴,且,
在 中, ,
在 中, ,
∵,
设 , ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,,,
∴ ,解方程得,
,,
当时,如下图所示,
点 , , 三点重合,不符合题意,
∴要舍去;
当时,如下图所示,
不符合题意,
∴要舍去;
当时,如下图所示,
不符合题意,
∴要舍去,
当时,如下图所示,
∴设,则,
∵ , 轴,
∴,,即 是等腰直角三角形, ,
∴,点 是 边上的中点,即 ,
∴,即,
∴可知 的纵坐标是 ,根据得,,
∵ 轴,且
∴,且,
在 中, ,
在 中, ,
∵,
设 , ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,,,
∴ ,解方程得,
(舍去) ,(舍去),即,不存在;
综上所述,,
∴点的纵坐标是, ,即,
故答案是:.
【点睛】本题主要考查动点在二次函数中的几何变换,解题的关键是图形结合分析题意,对二次函数图像的性质,一次函数图形的性质,直角三角形中锐角三角形函数的理解和掌握.
3.如图,二次函数的图象与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,顶点为D.其对称轴与线段交于点E,与x轴交于点F,连接,,已知.
(1)求m的值;
(2)求的正切值;
(3)若点P在线段上,且,请直接写出点P的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由题意易得点,则有,即,然后代入函数解析式进行求解即可;
(2)连接,由(1)可知二次函数解析式为,则有,然后可得,进而问题可求解;
(3)分别过点P作于点G,过点F作于点H,由(1)(2)可知,,然后可得,,进而根据解直角三角形可进行求解.
【解析】(1)解:由题意可令,代入二次函数得:,
∴,
∵,即,
∴,
∴,
∴,
解得:,
(2)解:连接,如图所示:
由(1)可知二次函数解析式为,
∴顶点,
当时,则,
解得:,
∴,
∵,
∴,,,
∴,
∴是直角三角形,即,
∴;
(3)解:分别过点P作于点G,过点F作于点H,如图所示:
由(1)(2)可知,,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
【点睛】本题主要考查二次函数与几何的综合及解直角三角形,熟练掌握二次函数的性质及三角函数是解题的关键.
4.如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线与x轴相交于原点O和点,点在抛物线上.
(1)求抛物线的表达式,并写出它的对称轴;
(2)求的值;
(3)点D在抛物线上,如果,求点D的坐标.
【答案】(1),直线
(2)3
(3)或
【分析】(1)将点O (0,0)和点代入抛物线解析式,即可求出m和k的值,即得出其表达式,再根据其性质即可直接得出对称轴;
(2)过点A作轴于点C,由(1)所求表达式可求出A点坐标,即得出AC和OC的长,进而可求出BC的长,再根据正切的定义即可求出;
(3)由(2)可求.又易证,即得出.分类讨论:①当点D在x轴上方时,设抛物线对称轴与x轴交于点F,OD与抛物线对称轴交于点E,即得出,从而可求出E点坐标,进而可求出直线OD的解析式,再联立直线OD的解析式和抛物线解析式,求出解,即得出D点坐标;②当点D在x轴下方时,由①同理可求出此时D点坐标.
(1)
将点O (0,0)和点代入,得:
,
解得:,
∴抛物线的表达式为,
∴它的对称轴为直线.
(2)
如图,过点A作轴于点C.
∵点在抛物线上,
∴,
∴,
∴,.
∵,
∴,
∴,
∴;
(3)
由(2)可知.
∵,,
∴,
∴.
分类讨论:①当点D在x轴上方时,如图,设抛物线对称轴与x轴交于点F,OD与抛物线对称轴交于点E,
∴.
∵,
∴,
∴.
设直线OD的解析式为:,
∴,解得:,
∴直线OD的解析式为:.
联立,解得:,,
∴;
②当点D在x轴下方时,如图,
由①同理可求出此时直线OD的解析式为:.
联立,解得:,,
∴.
综上可知,如果,点D的坐标为或.
【点睛】本题为二次函数综合题,考查利用待定系数法求函数解析式,解直角三角形,一次函数图象与二次函数图象的交点问题等知识,较难.利用数形结合和分类讨论的思想是解题关键.
5.在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点,与轴的正半轴交于点,点在线段上,且,联结,将线段绕着点顺时针旋转,得到线段,过点作直线轴,垂足为,交抛物线于点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)联结DF,求ctEDF的值;
(3)点P在直线l上,且∠EDP=45°,求点P的坐标.
【答案】(1);
(2);
(3)或.
【分析】(1)利用待定系数法即可解决问题;
(2)证明,再根据全等三角形的性质得,,可得,,求出,则,,过点作于,根据等腰直角三角形的性质可得,则,在中,根据余切的定义即可求解;
(3)分两种情形①点在点的上方时;②点在点的下方时,根据相似三角形的判定和性质即可解决问题.
(1)
解:把点,点代入,
得:,
解得:,
抛物线的解析式为;
(2)
解:如图:
,
,,
,
,
,
,,
,
过点作直线轴,垂足为,交抛物线于点.
,
,
,
,
,,
过点作于,
,
,
,
在中,;
(3)
解:①当点在点的上方时,
,是公共角,
,
,
,
设,则,
又,,
,解得,
点的坐标为;
②当点在点的下方时,
,是公共角,
,
,
,
设,则,,,
,解得,
点的坐标为;
综上所述,当时,点的坐标为或.
【点睛】本题是二次函数综合题,考查二次函数的应用、旋转变换、全等三角形的判定和性质、相似三角形的判定和性质等知识,解题的关键是熟练掌握二次函数的图象及性质,三角形相似的判定及性质.
6.如图,在平面直角坐标系xOy中,已知二次函数y=ax2+bx+c的图像经过点A(0,-3)、B(1,0)、C(3,0),联结AB、AC.
(1)求这个二次函数的解析式;
(2)点D在线段AC上,联结BD,若SABD∶SBCD=3∶2,求tan∠DBC的值;
(3)点E在该二次函数图像的对称轴上,当AC平分∠BAE时,求点E的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)E(2,)
【分析】(1)将A、B、C的坐标直接代入y=ax2+bx+c即可;
(2)过点D作DH⊥BC于H,在△ABC中,设AC边上的高为h,求出AD与DC的比,证△CHD∽△COA,可求出CH,DH,BH的长,可根据正切定义求出结果;
(3)求出抛物线对称轴为直线x=2,设直线x=2与x轴交于点G,过点A作AF垂直于直线x=2,垂足为F,证∠OAC=∠OCA=45°,∠FAC=∠OCA=45°,推出∠BAO=∠EAF,证△OAB∽△FEA,即可求出AF的长,EF的长,EG的长,即可写出点E的坐标.
(1)
解:将A(0,-3)、B(1,0)、C(3,0)代入y=ax2+bx+c,
得,,
解得,,
∴此抛物线的表达式是;
(2)
解:过点D作DH⊥BC于H,
在△ABC中,设AC边上的高为h,则
,
又∵DH平行于y轴,
∴△CHD∽△COA,
∴,
∴CH=DH=,
∴BH=BC-CH=,
∴tan∠DBC=;
(3)
解:∵y=-x2+4x-3=-(x-2)2+1,
∴对称轴为直线x=2,设直线x=2与x轴交于点G,过点A作AF垂直于直线x=2,垂足为F,如图2,
∵OA=OC=3,∠AOC=90°,
∴∠OAC=∠OCA=45°,
∵AF平行于x轴,
∴∠FAC=∠OCA=45°,
∵AC平分∠BAE,
∴∠BAC=∠EAC,
∵∠BAO=∠OAC∠BAC,∠EAF=∠FAC∠EAC,
∴∠BAO=∠EAF,
∵∠AOB=∠AFE=90°,
∴△OAB∽△FEA,
∴,
∵AF=2,
∴EF=,
∴EG=GF-EF=AO-EF=,
∴E(2,).
【点睛】本题考查了待定系数法求解析式,锐角三角函数,相似三角形的判定与性质等,解题关键是能够由题意作出适当的辅助线构造相似三角形.
7.如图,已知在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=-x2+bx+c经过点A(-2,0).与点C(0,4).与x轴的正半轴交于点B.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如果D是抛物线上一点,AD与线段BC相交于点E,且AD将四边形ABDC分成面积相等的两部分,求的值;
(3)如果P是x轴上一点,∠PCB=∠ACO,求∠PCO的正切值.
【答案】(1)抛物线解析式为y=-x2+x+4;
(2);
(3)∠PCO的正切值或3.
【分析】(1)利用待定系数法可求得抛物线解析式;
(2)设D(a,-a2+a+4),根据AD将四边形ABDC分成面积相等的两部分可得S四边形ABDC=S△AOC+S△DOC+S△BOD=2S△ABD,可得关于a的方程,解方程求得a的值,可得点D的坐标,过D作DF∥AB,可得△DEF∽△AEB,根据相似三角形的性质即可求解;
(3)分两种情况:根据锐角三角函数以及等腰直角三角形的性质即可求解.
(1)
解:由题意可得,解得,
∴抛物线解析式为y=-x2+x+4;
(2)
解:连接OD,
∵抛物线解析式为y=-x2+x+4,
令y=0,则0=-x2+x+4,解得x=-2或4,
∴A(-2,0),B(4,0),
∴AB=6,
设D(a,-a2+a+4),
∵AD将四边形ABDC分成面积相等的两部分,
∴S四边形ABDC=S△AOC+S△DOC+S△BOD=2S△ABD,
∴×2×4+×4a+×4(-a2+a+4)=2××6(-a2+a+4),
化简得a2-a-6=0,解得a1=-2(舍去),a2=3,
∴D(3,),
可过D作DF∥AB交BC于F,
∴△DEF∽△AEB,
∴,
设直线BC的解析式为y=kx+m,把B点和C点坐标代入得,
解得,
∴直线l的解析式为y=-x+4,
∵DF∥AB,D(3,),
当y=时,x=,
∴F(,),
∴DF=,
∴;
(3)
解:①当点P在点B左侧时,如图,作PM⊥BC于点M,
∵B(4,0),C(0,4).
∵OB=OC,BC=4,
∴∠OCB=∠OBC=45°,
∴∠BPM=∠OBC=45°,
∴PM=BM,
∵∠PCB=∠ACO,
∴tan∠PCB=tan∠ACO,
∴,
∴CM=2PM=2BM,
∵BC=4,
∴CM+BM=3BM=4,
∴BM=PM=,
∴BP=BM=,
∴OP=4-BP=4-=,
∴tan∠PCO=;
②当点P在点B右侧时,如图,作BN⊥BC交PC于点N,作NH⊥x轴于H,
∵∠OBC=45°,
∴∠NBH=180°-∠CBN-∠OBC=45°,
∴BH=NH,
∵∠PCB=∠ACO,
∴tan∠PCB=tan∠ACO,
∴,
∴BC=2BN,
∵BC=4,
∴BN=2,
∴BH=NH=2,
∴OH=OB+BH=4+2=6,
∴N(6,2),
设直线CN的解析式为y=sx+t,把N点和C点坐标代入得,
解得,
∴直线CN的解析式为y=-x+4,
当y=0时,0=-x+4,解得x=12,
∴P(12,0),
∴tan∠PCO==3;
综上所述,∠PCO的正切值或3.
【点睛】本题考查的是二次函数综合题,考查了二次函数与一次函数的交点问题、三角形的面积,相似三角形的判定和性质,锐角三角函数以及等腰直角三角形的性质等相关知识,其中(3),要注意分类求解,避免遗漏.
8.在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线经过点A(4,0),顶点为H(2,4),对称轴l与x轴交于点B,点C、P是抛物线上的点,且都在第一象限内.
(1)求抛物线的表达式;
(2)当点C位于对称轴左侧,∠CHB=∠CAO,求点C的坐标;
(3)在(2)的条件下,已知点P位于对称轴的右侧,过点P作PQCH,交对称轴l于点Q,且,求直线PQ的表达式.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【分析】(1)根据题意将抛物线表达式设为顶点式,将A、H坐标代入即可求出;
(2)过点C向对称轴和x轴作垂线,设C点坐标为,根据角度相等,所以正切值相等,分别在两个直角三角形中构造线段等比例关系,以m表示各线段长度,代入等比例式中,求出m即可;
(3)分别作OM、AN垂直于PQ,OM、AN即为两个三角形的高,因为底PQ相同,所以两三角形面积比等于OM与AN的比,延长PQ交x轴于点D,则,得到三角形相似,继而得到OM与AN的比等于OD与AD的比,从而求出D点坐标,因为PQCH,先求出CH表达式为,则可将PQ的表达式设为形式,将D点坐标代入即可求出表达式.
【解析】(1)∵抛物线经过点,顶点为,
∴设,
∴,
解得:,
∴,
∴抛物线的表达式为.
(2)分别过点C作,轴,垂足为点G、F,
设,
则:,,,,
∵,
∴,
∴.
∴,
解得,
经检验,m=1是方程的解,
则,
∴C点坐标为.
(3)延长PQ交x轴于点D.分别过点O、A作直线PQ的垂线,垂足分别为点M、N.
∵点C坐标为,点H坐标为,
∴设直线CH的表达式为,将C、H坐标代入得 ,
解得,
∴直线CH表达式为:,
①当、在直线PQ的两侧时,
∵,
∴.
∵,
∴,
∴△ODM∽△ADN,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴D点坐标为.
又∵,
∴设直线PQ的表达式为,
将D点坐标代入得,
解得,
∴PQ表达式为;
②当、在直线PQ的同侧时,
∵,
∴△ODM∽△ADN,
∴,
∴,
∴,
∴此时D点坐标为,
∴设直线PQ的表达式为,
将代入解得,
∴直线PQ的表达式为
综上所述,满足条件的直线PQ的表达式为或.
【点睛】本题考查了二次函数的动点问题,需熟练掌握二次函数数形结合的综合应用.
9.如图,在平面直角坐标系中,直线与x轴、y轴分别交于点A、B.抛物线经过点A、B顶点为C.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)将抛物线沿y轴向上平移,平移后所得新抛物线顶点为D,如果,求平移的距离;
(3)设抛物线上点M的横坐标为m,将抛物线向左平移3个单位,如果点M的对应点Q落在内,求m的取值范围.
【答案】(1)抛物线的解析式为
(2)平移的距离为
(3)m的取值范围为
【分析】(1)由直线解析式可求出点A、B的坐标,然后再代入二次函数解析式进行求解即可;
(2)过点B作BE⊥DC于点E,由(1)可得:,抛物线的对称轴为直线,顶点坐标为,然后可得,进而问题可求解;
(3)由(1)可知点,,抛物线的对称轴为直线,则有点B关于抛物线对称轴对称的点的坐标为,然后根据图象的平移可进行求解.
(1)
解:令x=0时,则有,即点,
令y=0时,则有,解得:,即点,
把点A、B的坐标代入二次函数解析式得:
,解得:,
∴抛物线的解析式为;
(2)
解:由题意可得如下图象:
过点B作BE⊥DC于点E,
由(1)可得:,抛物线的对称轴为直线,顶点坐标为,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴平移距离;
(3)
解:由(1)可知点,,抛物线的对称轴为直线,
∴点B关于抛物线对称轴对称的点的坐标为,
∵将抛物线向左平移3个单位,且点M的对应点Q落在内,
∴点M的横坐标为m的取值范围为.
【点睛】本题主要考查二次函数的综合,熟练掌握二次函数的图象与性质是解题的关键.
10.在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点和点点在轴的正半轴上,与轴交于点,已知.
(1)求顶点和点的坐标;
(2)将抛物线向右平移个单位,得到的新抛物线与轴交于点,求点的坐标和的面积;
(3)如果点在原抛物线的对称轴上,当与相似时,求点的坐标.
【答案】(1),
(2)
(3)或
【分析】(1)根据题意可画出函数图象,由可得,令可得,进而可得,即,由此可得,将点的坐标代入抛物线解析式可求出的值,化作顶点式可求出点的坐标;令,可求出的值,进而可得出点的坐标;
(2)根据抛物线的平移可求出新抛物线,令,可得出点的坐标,利用三角形的面积公式可求出的面积;
(3)过点作垂直于原抛物线的对称轴,可得出和的长,进而可得出,由与相似可得,::或::,由此可得出点的坐标.
(1)
解:根据题意可画出函数图象,如图1,
令可得,
∴,即.
在中,,
∴,
∴,
∴.
将点的坐标代入抛物线解析式可得,,
解得.
∴抛物线的解析式为:.
∴顶点,
令,即,
∴或,
∴.
(2)
解:如图2,
将(1)中抛物线向右平移个单位,得到的新抛物线.
令,则.
∴
连接并延长交轴于点,设直线AP的解析式为y=x+ ,把点A和点P的坐标代入得
,
∴直线的解析式为:,
当x=0时, y=﹣2,
∴,
∴.
(3)
解:在中,,,,,
,,
如图3,过点作垂直于原抛物线的对称轴于点Q,
∴,,
∴,.
∴,
若与相似,则::或::,
设,
则,
∴::或::,
解得或.
∴或
【点睛】本题属于二次函数与几何综合题,涉及待定系数法求函数解析式,锐角三角函数值,相似三角形的性质与判定,分类讨论思想等知识.第(3)问得出是解题关键.
11.如图,在平面直角坐标系中,直线分别交轴、轴于、两点,抛物线经过点和点,且其顶点为,点为抛物线与轴的另一个交点
(1)求抛物线的表达式;
(2)求的正切值;
(3)点在抛物线上,若,求点的坐标.
(4)连接,延长交轴于点,点是直线上的动点,如果与是相似三角形,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)或
(4)或
【分析】(1)根据一次函数可以求出点和点坐标,把点和点坐标代入即可求出抛物线的表达式;
(2)先利用(1)中所得到的抛物线的表达式求出点和顶点的坐标,再利用勾股定理分别求出、、的长度,再根据勾股定理逆定理可以证明是直角三角形,从而可以求出的正切值;
(3)根据,再结合(2)的结论,可得出的正切值,可知满足的点在点的左侧,可以在轴的上方或下方,又点在抛物线上,可设出点的坐标,利用正切值的定义建立方程求解即可;
(4)过点作交于点,首先设直线的解析式为,再将点和点的坐标代入解析式即可求出和的值,从而求出直线与轴的交点的坐标,从而确定的长度,再利用勾股定理求出和的长度,然后在中,根据,可求出的长,然后在和分别求出和的正弦值,从而确定,根据条件与是相似三角形,则点在点的右侧,然后分和两种情况进行讨论即可得到答案.
(1)
解:∵直线分别交轴、轴于、两点,
当时,,
当时,,
∴,,
∵抛物线经过点和点,
∴,
解得,
∴抛物线的表达式为.
(2)
如图:∵,
∴,,
又∵,,
∴,
,
,
∵,
,
∴,
∴是直角三角形,且,
∴,
∴的正切值为.
(3)
如图:点在抛物线上,过点作交轴于点,设,
∴是直角三角形,,
∵,
∴点在点的左侧,且满足条件的点有两个,
∵
∴,
解得:,(舍去),,(舍去),
当时,,
当时,,
∴点的坐标为或.
(4)
过点作交于点,设抛物线的对称轴交轴于点,设直线的解析式为,
∵,,
∴,
解得,
∴直线的解析式为,
∴,
∵,,,,
在中,
,,,
∵,
∴,
∴,
在中,
,,,
∴,
∴,
若与是相似三角形,则点在点的右侧,又点在直线上,设(),
在中,
,
,
,
有以下两种情况:
①,则,
即,
解得:,
∴
∴;
②,则,
即,
解得,
∴
∴.
综上所述,点的坐标为或.
【点睛】本题属于二次函数综合题.考查了一次函数图像上点的坐标特征、待定系数法求二次函数解析式、勾股定理以及勾股定理逆定理、锐角三角函数、相似三角形的性质、分类讨论思想.灵活运用相关知识和分类讨论的思想方法是解决问题的关键.
12.已知直线经过点,两点,抛物线与已知直线交于、两点(点在点的右侧),顶点为.
(1)求直线的表达式;
(2)若抛物线的顶点不在第一象限,求的取值范围;
(3)若直线与直线所成夹角的余切值等于3,求抛物线的表达式.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由待定系数法直接代入点坐标求解即可得到答案.
(2)由抛物线顶点式求得顶点坐标,进而依题意“顶点不在第一象限”列出不等式,进而可得到答案.
(3)由直线及抛物线的表达式,求出交点坐标,确定点D坐标,进而作PH垂直AB于点H,设出点H坐标,依题意有,即有,联立等式成方程组,进而求解可得到答案.
(1)
解:∵直线经过点A、B,
∴有 解得
∴直线的表达式为
(2)
解:∵
∴
∴顶点坐标为(2,2-4a)
∵顶点不在第一象限
∴
∴
(3)
解:依题意有,解得或
∴抛物线与已知直线交于(0,2)、 两点
∵顶点P坐标为(2,2-4a)且点C在点D的右侧
∴点C,点D(0,2)
过点P作PH垂直AB于点H,设点H坐标为(m,m+2)
∴,
∴直线DP与直线AB所成夹角的余切
设直线PH的表达式为 ,直线PH过点P、H,
∴有 解得
∵
∴ 即
联立①②,解得 或
∵当时,点C坐标为(0,2)与点D重合,不符合题意
∴
∴抛物线的表达式为.
【点睛】本题为二次函数的综合题,考查二次函数的性质、待定系数法求一次函数的解析式、余切的概念定义、解二元一次方程组等知识;熟练掌握相关知识,构造直角三角形建立方程组求解是解题的关键.
13.如图,已知直线y=﹣x+2与x轴交于点A,与y轴交于点B,抛物线y=﹣x2+bx+c经过A、B两点.
(1)求这条抛物线的表达式;
(2)直线x=t与该抛物线交于点C,与线段AB交于点D(点D与点A、B不重合),与x轴交于点E,联结AC、BC.
①当=时,求t的值;
②当CD平分∠ACB时,求ABC的面积.
【答案】(1)
(2)①2;②
【分析】(1)先求出点A,点B坐标,利用待定系数法可求解析式;
(2)①证明△ADE∽△BDC,由相似三角形的性质得出∠DAE=∠DBC,证出AE∥BC,得出C点的纵坐标为2,则可求出答案;
②设C(t,),过点B作BH⊥CE于点H,得出tan∠BCH=tan∠ACE,则,解方程求出t的值,则可求出答案.
(1)
解:由y=-x+2可得:
当x=0时,y=2;当y=0时,x=3,
∴A(3,0),B(0,2),
把A、B的坐标代入y=-x2+bx+c得:
,
解得:,
∴抛物线的解析式为:y=-x2+x+2;
(2)
①如图1,
∵DE∥OB,
∴,
∵,
∴,
又∵∠ADE=∠BDC,
∴△ADE∽△BDC,
∴∠DAE=∠DBC,
∴AE∥BC,
∴C点的纵坐标为2,
∴2=-x2+x+2,
∴x=0或x=2,
∴C(2,2),
∴t=2;
②如图2,设C(t,-t2+t+2),
过点B作BH⊥CE于点H,
∵∠BCH=∠ACE,
∴tan∠BCH=tan∠ACE,
∴,
∴,
∴t=,
∴C(,),
∴S△ACB=S△ACE+S梯形BOCE-S△ABO
=.
【点睛】本题是二次函数综合题,考查了待定系数法求解析式,平行线的判定和性质,相似三角形的判定和性质,二次函数的性质等知识,灵活运用这些性质解决问题是解题的关键.
14.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线经过x轴上的点和点B(点A在点B左侧)及y轴上的点C,经过B、C两点的直线为,顶点为D,对称轴与x轴交于点Q.
(1)求抛物线的表达式;
(2)连接.若点P为直线上方抛物线上一动点,过点P作 轴交于点E,作于点F,过点B作交y轴于点G.点H,K分别在对称轴和y轴上运动,连接.
①求的周长为最大值时点P的坐标;
②在①的条件下,求的最小值及点H的坐标.
【答案】(1) ;(2)①;②的最小值为10,此时点H的坐标为
【分析】(1)先求出点C的坐标,可得到n,进而求出点B的坐标,再将点A、C的坐标代入,即可求解;
(2)①设点P的坐标,并表示出点E的坐标,从而得到PE,再根据△PFE∽△BOC,根据相似三角形的性质,即可求解;
②如图,将直线OG绕点G逆时针旋转60°,得到直线l,作 ,垂直分别为 ,则∠MGO=60°, 从而得到 , ,从而得到当点H位于抛物线对称轴与OP的交点时,最小,最小值为PM,然后证得点P、O、M三点共线,即可求解.
【解析】解:(1)∵抛物线经过y轴上的点C,
∴当 时, ,
∴点 ,
将点 ,代入,得: ,
∴直线BC的解析式为 ,
当 时, ,
∴点B(4,0),
将点,B(4,0),代入,得:
,解得: ,
∴抛物线解析式为 ;
(2)①设 ,则 ,
∴ ,
设△PEF的周长为m,
∵,
∴∠PEF=∠BCO,
∵∠PFO=∠BCO=90°,
∴△PFE∽△BOC,
∴ ,
∵点B(4,0), ,
∴ ,
∴ ,
∴,
∴,
∴当 时,m最大,此时 ,
即的周长为最大值时点P的坐标为;
②抛物线的对称轴为 ,
如图,将直线OG绕点G逆时针旋转60°,得到直线l,作 ,垂直分别为 ,则∠MGO=60°,
∴ , ,
∴,
∴当点H位于抛物线对称轴与OP的交点时,最小,最小值为PM,
∵∠MGO=60°,
∴∠MOG=30°,
∵,
∴ , ,
∴∠POB=60°,
∴∠MOG+∠BOG+∠POB=180°,
∴点P、O、M三点共线,
设直线AC的解析式为 ,
∵ ,
∴ ,解得: ,
∴直线AC的解析式为 ,
∵,
∴可设直线BG的解析式为 ,
把点B(4,0),代入得: ,
∴直线BG的解析式为 ,
∴点 ,
∴ ,
∴,
∴PM=10,
∴的最小值为10,
∵∠POB=60°,抛物线对称轴为 ,
∴此时点H的纵坐标为 ,
∴的最小值为10,此时点H的坐标为 .
【点睛】本题主要考查了二次函数和一次函数的综合题,解直角三角形,相似三角形的判定和性质,利用数形结合思想解答是解题的关键.
15.如图,抛物线与轴相交于两点,与轴交于点,顶点为,抛物线的对称轴与BC相交于点E,与x轴相交于点F.
(1)求线段的长.
(2)联结,若点G在抛物线的对称轴上,且与相似,请直接写出点G的坐标.
(3)设点P为x轴上的一点,且时,求点P的坐标.
【答案】(1)2;(2)或;(3)或
【分析】(1)根据抛物线的解析式可求得与坐标轴的坐标及顶点坐标,从而易得OB=OC,由EF⊥OB即可求得EF的长,从而求得DE的长;
(2)设点G的坐标为(1,x),分两种情况考虑:△COE∽△EGB和△COE∽△EBG,根据相似三角形的性质即可求得x的值,从而可求得点G的坐标;
(3)分两种情况考虑:点P在点A的右侧和点P在点A的左侧;当点P在点A的右侧时,由D(1,4),则,得出∠α =∠DOF,然后根据三角形外角的性质可求得∠DPO=∠ADO,进而可得△ADP∽△AOD,由相似三角形的性质可求得OP的长,从而求得P点的坐标;当点P在点A的左侧时, 作点P关于抛物线对称轴的对称点,则点也满足题意.
【解析】(1)当时,解方程得:
∴抛物线与x轴的交点坐标分别为A(-1,0)、B(3,0)
∴OB=3
∵在中,当x=0时,
∴抛物线与y轴的交点C的坐标为(0,3)
∴OC=3
∵
∴抛物线的顶点坐标为D(1,4)
∴DF=4,OF=1
∵OB=OC=3,OC⊥OB
∴∠OCB=∠OBC=45°
∵EF⊥OB
∴∠FEB=∠OBC=45°
∴EF=BF=OB-OF=3-1=2
∴DE=DF-EF=4-2=2
(2)设点G的坐标为(1,x)
在Rt△OBC及Rt△FBE中,由勾股定理得:,
∴
①若△COE∽△EGB
则有,∠GEB=∠OCE=45°
即OC∙BE=CE∙EG
∴点G只能在点E下方
∵由(1)可得点E的坐标为(1,2)
∴EG=2-x
∴
解得:x=-4
即点G的坐标为(1,-4)
②若△COE∽△EBG
则有,∠BEG=∠OCE=45°
即OC∙EG=CE∙BE
∴点G只能在点E下方
∴EG=2-x
∴
解得:
即点G的坐标为
综上所述,满足条件的点G的坐标为或
(3)①如图,当点P在点A的左侧时,连接DP、DA、DO
∵,
∴∠DOF=∠α=∠DAO+∠DPO,∠DOF=∠PDO+∠DPO
∴∠DAO=∠PDO
∴△OAD∽△ODP
∴,即
∵
∵OA=1
∴OP=17
∴点P的坐标为(-17,0)
②当点P在点A的右侧时,作点P(-17,0)关于抛物线的对称轴的对称点,则
∴
此时点满足题意,且其坐标为(19,0)
综上所述,满足条件的点P的坐标为或
【点睛】本题考查了求二次函数与x轴的交点、顶点坐标,相似三角形的判定与性质,勾股定理等知识,求得三角形相似是关键.注意分类讨论.
16.如果抛物线与的顶点关于原点对称,则称它们是关联抛物线.已知经过点(4,9)且与y轴交于点C(0,5),对称轴为直线.
(1)求抛物线的关联抛物线的解析式;
(2)记抛物线与x轴交点为A、B(A在B左侧),与y轴交于点E,顶点坐标为F,求的值;
(3)在的对称轴上找一点G,使,求点G的坐标.
【答案】(1);(2);(3)
【分析】(1)先计算的解析式,再根据定义确定关联抛物线的解析式;
(2)连接AF,过点B作BH⊥AF,垂足为H,设对称轴与x轴的交点为M,利用三角形的面积,勾股定理,三角函数的定义计算即可;
(3)利用勾股定理,一次函数的解析式确定即可.
【解析】(1)根据题意,得,
解得,∴,
∴抛物线的顶点坐标为(1,),
∴抛物线顶点坐标为(-1,-),
∴抛物线的解析式为=
即;
(2) ,令
解得:
连接AF,过点B作BH⊥AF,垂足为H,设对称轴与x轴的交点为M,
则M是线段AB的中点,且AB=2-(-4)=6,
∴AM=BM=3,MF=,
∴AF=,
∴,
∴,
∴BH=,
∴,
∴=,
∴;
(3)如图,∵,
∴,
∴,OK=4-x,
在直角三角形BOK中,,
∴,
解得,OK=4-x=,
∴,
设直线BG的解析式为y=kx+b,且过B(2,0),,
∴,
解得,
∴直线BK的解析式为,
当时,得,
∴.
【点睛】本题考查了抛物线的解析式,对称轴,顶点坐标,三角函数,一次函数解析式的确定,熟练掌握新定义,灵活计算抛物线的顶点坐标,三角函数的定义,待定系数法是解题的关键.
17.已知:经过点,.
(1)求函数解析式;
(2)平移抛物线使得新顶点为(m>0).
①倘若,且在的右侧,两抛物线都上升,求的取值范围;
②在原抛物线上,新抛物线与轴交于,时,求点坐标.
【答案】(1)
(2)①k≥2
②P的坐标为(2,3)或(-2,3)
【分析】(1)把,代入,求解即可;
(2)①由,得顶点坐标为(0,-3),即点B是原抛物线的顶点,由平移得抛物线向右平移了m个单位,根据,求得m=2,在的右侧,两抛物线都上升,根据抛物线的性质即可求出k取值范围;
②把P(m,n)代入,得n=,则P(m, ),从而求得新抛物线解析式为:y=(x-m)2+n=x2-mx+m2-3,则Q(0,m2-3),从而可求得BQ=m2,BP2=,PQ2=,即可得出BP=PQ,过点P作PC⊥y轴于C,则PC=|m|,根据等腰三角形的性质可得BC=BQ=m2,∠BPC=∠BPQ=×120°=60°,再根据tan∠BPC= tan 60°=,即可求出m值,从而求出点P坐标.
(1)
解:把,代入,得
,解得:,
∴函数解析式为:;
(2)
解:①∵,
∴顶点坐标为(0,-3),即点B是原抛物线的顶点,
∵平移抛物线使得新顶点为(m>0).
∴抛物线向右平移了m个单位,
∴,
∴m=2,
∴平移抛物线对称轴为直线x=2,开口向上,
∵在的右侧,两抛物线都上升,
又∵原抛物线对称轴为y 轴,开口向上,
∴k≥2,
②把P(m,n)代入,得n=,
∴P(m, )
根据题意,得新抛物线解析式为:y=(x-m)2+n=x2-mx+m2-3,
∴Q(0,m2-3),
∵B(0,-3),
∴BQ=m2,BP2=,
PQ2=,
∴BP=PQ,
如图,过点P作PC⊥y轴于C,则PC=|m|,
∵BP=PQ,PC⊥BQ,
∴BC=BQ=m2,∠BPC=∠BPQ=×120°=60°,
∴tan∠BPC= tan 60°=,
解得:m=±2,
∴n==3,
故P的坐标为(2,3)或(-2,3)
【点睛】本题考查待定系数法求抛物线解析式,抛物线的平移,抛物线的性质,解直角三角形,等腰三角形的性质,本题属抛物线综合题目,属中考常考试题目,难度一般.
18.如图,在平面直角坐标系中,抛物线经过点,它的对称轴与轴相交于点.
(1)求点的坐标;
(2)如果直线与此抛物线的对称轴交于点、与抛物线在对称轴右侧交于点,且,求此抛物线的表达式;
(3)在(2)的条件下,若为抛物线上一点,且,直接写出点坐标.
【答案】(1);(2);(3)
【分析】(1)由点在抛物线,代入即可;
(2)由于点是直线和抛物线对称轴的交点,确定出点的坐标,再根据得到,的长,从而求出点坐标即可;
(3)设直线交轴于,连接,先证明,即,再证明,接下来连接交轴于,过作于,设,则,由得,可求,此时求出解析式,再与抛物线联立即可求得的坐标.
【解析】解:(1)点在抛物线上,
,
,
对称轴为,
;
(2)直线与此抛物线的对称轴交于点,
,
,
,
,
,
,
,
∴
,
,
设点,
,
,
或(舍),
,
点在抛物线上,
,
,
,,
抛物线解析式为;
(3)如图,设直线交轴于,连接,
直线:,当时,,当时,,
,,
,,
,,
,
,
,
,,
,
,
连接交y轴于,过作于,
,
设,则,
,
,
,解得,
,
,
,
,
设直线,代入点,得,
直线,
令,
整理得,
解得或,
的坐标为.
【点睛】本题考查了待定系数法求二次函数解析式,相似三角形的判定与性质,勾股定理,解直角三角形等知识点,熟练掌握基础知识,运用方程的思想解题是关键.
19.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=-x2+bx+c与x轴相交点A(-1,0)和点B(3,0),与y轴相交于点C,抛物线的顶点为点D,对称轴交x轴于点E,点Q为线段DE上一点,联结AC.
(1)求这条抛物线的表达式及对称轴;
(2)当∠ACO=∠QOE时,求的值;
(3)当∠ACO=∠QOC时,判断四边形ACQO的形状;
(4)(附加题)当∠ACO=∠AQE时,求∠BQE的余切值;
(5)(附加题)当∠ACO=∠CBQ时,判断△BCQ的形状.
【答案】(1)抛物线的表达式为y=-x2+2x+3,对称轴为直线x=1;
(2)=;
(3)四边形ACQO是平行四边形;
(4)ct∠BQE=;
(5)△BCQ是等腰三角形或直角三角形.
【分析】(1)将点A(-1,0)和点B(3,0),代入解析式,待定系数法求解析式;
(2)证明△AOC∽△QEO,根据相似三角形的性质即可求解;
(3)证明△QOE≌△CAO(ASA), 可得OQ=AC,进而证明四边形ACQO是平行四边形;
(4)延长AC交DE于点F,连接AQ、BQ,由DEOC,得出△AOC∽△AEF,设AQ=FQ=m,则EQ=6-m,在中,勾股定理求得的值,进而求得∠BQE的余切值,
(5)设Q(1,n),则EQ=n,连接BC交DE于点F,①当点Q在BC下方时,如图4,过点Q作QG⊥BC于点G,求得EF=BE=2,BF=2,可得△FQG是等腰直角三角形,进而可得△BCQ是等腰三角形,②当点Q在BC的上方时,如图5,过点D作DH⊥y轴于点H,可得点Q与点D重合,此时△BCQ是直角三角形.
(1)
∵抛物线与x轴相交点A(-1,0)和点B(3,0),
∴,
解得:,
∴抛物线的表达式为,
∴抛物线的对称轴为直线x=1;
(2)
∵抛物线与y轴相交于点C,
∴C(0,3),
∴OC=3,
∵对称轴交x轴于点E,
∴E(1,0),
∴OE=1,
∵∠ACO=∠QOE,∠OEQ=∠AOC=90°,
∴△AOC∽△QEO,
∴=()2=()2=;
(3)
四边形ACQO是平行四边形.
理由如下:∵∠ACO=∠QOC,
∴OQAC,
∴∠QOE=∠CAO,
在△QOE和△CAO中,
,
∴△QOE≌△CAO(ASA),
∴OQ=AC,
∴四边形ACQO是平行四边形.
(4)
如图3,延长AC交DE于点F,连接AQ、BQ,
∵DEOC,
∴△AOC∽△AEF,∠AFE=∠ACO,
∴=,即=,
∴EF=6,
∵∠ACO=∠AQE,
∴∠AQE=2∠ACO=2∠AFE,
∵∠AQE=∠AFE+∠FAQ,
∴∠AFE=∠FAQ,
∴AQ=FQ,
设AQ=FQ=m,则EQ=6-m,
∵,
∴,
解得:m=,
∴EQ=6-=,
∵BE=OB-OE=3-1=2,
∴ct∠BQE===;
(5)
△BCQ是等腰三角形或直角三角形.理由如下:
设Q(1,n),则EQ=n,连接BC交DE于点F,
①当点Q在BC下方时,如图4,过点Q作QG⊥BC于点G,
∵OB=OC=3,∠BOC=90°,
∴∠BCO=∠CBO=45°,
∵∠BEF=90°,
∴∠BFE=∠CBO=45°,
∴EF=BE=2,BF=2,
∴FQ=2-n,
∵QG⊥BC,
∴△FQG是等腰直角三角形,
∴FG=QG==(2-n),
∴BG=BF-FG=2-(2-n)=n+,
∵∠ACO=∠CBQ,
∴tan∠CBQ=tan∠ACO==,
∴=,
∴BG=3QG,即n+=3×(2-n),
解得:n=1,
∴BG=×1+=,
∵BC=3,
∴BG=BC,
∴点G是BC的中点,
∵QG⊥BC,
∴QG所在直线是线段BC的垂直平分线,
∴QB=QC,
∴△BCQ是等腰三角形,
②当点Q在BC的上方时,如图5,
过点D作DH⊥y轴于点H,则DH=1,
∵D(1,4),
∴H(0,4),
∴CH=1,
∴CD=,∠DCH=45°,
∴∠BCD=180°-45°-45°=90°,
∴tan∠DBC====tan∠ACO,
∴∠ACO=∠DBC,
∵∠ACO=∠CBQ,
∴点Q与点D重合,
此时△BCQ是直角三角形;
综上所述,△BCQ是等腰三角形或直角三角形.
【点睛】本题考查了待定系数法求二次函数解析式,二次函数与面积问题,解直角三角形,相似三角形的性质与判定,平行四边形的性质与判定,全等三角形的性质与判定,等腰三角形的性质与判定,综合运用以上知识点是解题的关键.
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