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中考数学复习重难题型真题再现(全国通用)专题18二次函数与几何图形综合题(与角度问题)特训(原卷版+解析)
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这是一份中考数学复习重难题型真题再现(全国通用)专题18二次函数与几何图形综合题(与角度问题)特训(原卷版+解析),共54页。试卷主要包含了已知函数,记该函数图像为G.等内容,欢迎下载使用。
2.(2022·四川省达州市)如图1,在平面直角坐标系中,已知二次函数y=ax2+bx+2的图象经过点A(-1,0),B(3,0),与y轴交于点C.
(1)求该二次函数的表达式;
(2)连接BC,在该二次函数图象上是否存在点P,使∠PCB=∠ABC?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,直线l为该二次函数图象的对称轴,交x轴于点E.若点Q为x轴上方二次函数图象上一动点,过点Q作直线AQ,BQ分别交直线l于点M,N,在点Q的运动过程中,EM+EN的值是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.
3.(2021·江苏连云港市·中考真题)如图,抛物线与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,已知.
(1)求m的值和直线对应的函数表达式;
(2)P为抛物线上一点,若,请直接写出点P的坐标;
(3)Q为抛物线上一点,若,求点Q的坐标.
4.(2021·四川自贡市·中考真题)如图,抛物线(其中)与x轴交于A、B两点,交y轴于点C.
(1)直接写出的度数和线段AB的长(用a表示);
(2)若点D为的外心,且与的周长之比为,求此抛物线的解析式;
(3)在(2)的前提下,试探究抛物线上是否存在一点P,使得?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
5.(2021·辽宁中考真题)已知函数,记该函数图像为G.
(1)当时,
①已知在该函数图像上,求n的值;
②当时,求函数G的最大值;
(2)当时,作直线与x轴交于点P,与函数G交于点Q,若时,求m的值;
(3)当时,设图像与x轴交于点A,与y轴交与点B,过B做交直线与点C,设点A的横坐标为a,C点的纵坐标为c,若,求m的值.
6.(2021·江苏中考真题)如图,抛物线与轴交于A(-1,0),B(4,0),与轴交于点C.连接AC,BC,点P在抛物线上运动.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图①,若点P在第四象限,点Q在PA的延长线上,当∠CAQ=∠CBA45°时,求点P的坐标;
(3)如图②,若点P在第一象限,直线AP交BC于点F,过点P作轴的垂线交BC于点H,当△PFH为等腰三角形时,求线段PH的长.
7.(2021·湖北中考真题)在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点和点,与轴交于点,顶点的坐标为.
(1)直接写出抛物线的解析式;
(2)如图1,若点在抛物线上且满足,求点的坐标;
(3)如图2,是直线上一个动点,过点作轴交抛物线于点,是直线上一个动点,当为等腰直角三角形时,直接写出此时点及其对应点的坐标
8.(2021·湖南中考真题)在平面直角坐标系中,如果一个点的横坐标与纵坐标相等,则称该点为“雁点”.例如……都是“雁点”.
(1)求函数图象上的“雁点”坐标;
(2)若抛物线上有且只有一个“雁点”E,该抛物线与x轴交于M、N两点(点M在点N的左侧).当时.
①求c的取值范围;
②求的度数;
(3)如图,抛物线与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),P是抛物线上一点,连接,以点P为直角顶点,构造等腰,是否存在点P,使点C恰好为“雁点”?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
9.(2021·四川中考真题)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线经过点和点.
(1)求这条抛物线所对应的函数表达式;
(2)点为该抛物线上一点(不与点重合),直线将的面积分成2:1两部分,求点的坐标;
(3)点从点出发,以每秒1个单位的速度沿轴移动,运动时间为秒,当时,求的值.
10.(2021·内蒙古中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线经过坐标原点,与x轴正半轴交于点A,点是抛物线上一动点.
(1)如图1,当,,且时,
①求点M的坐标:
②若点在该抛物线上,连接OM,BM,C是线段BM上一动点(点C与点M,B不重合),过点C作,交x轴于点D,线段OD与MC是否相等?请说明理由;
(2)如图2,该抛物线的对称轴交x轴于点K,点在对称轴上,当,,且直线EM交x轴的负半轴于点F时,过点A作x轴的垂线,交直线EM于点N,G为y轴上一点,点G的坐标为,连接GF.若,求证:射线FE平分.
11.(2021·山东中考真题)如图,在平面直角坐标系中,直线与轴交于点,与轴交于点,抛物线经过坐标原点和点,顶点为点.
(1)求抛物线的关系式及点的坐标;
(2)点是直线下方的抛物线上一动点,连接,,当的面积等于时,求点的坐标;
(3)将直线向下平移,得到过点的直线,且与轴负半轴交于点,取点,连接,求证:.
12.(2020•南充)已知二次函数图象过点A(﹣2,0),B(4,0),C(0,4).
(1)求二次函数的解析式.
(2)如图,当点P为AC的中点时,在线段PB上是否存在点M,使得∠BMC=90°?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)点K在抛物线上,点D为AB的中点,直线KD与直线BC的夹角为锐角θ,且tanθ=53,求点K的坐标.
专题18二次函数与几何图形综合题(与角度问题)
1.(2022·江苏省苏州市)如图,二次函数y=-x2+2mx+2m+1(m是常数,且m>0)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BC交于点E,与x轴交于点F.连接AC,BD.
(1)求A,B,C三点的坐标(用数字或含m的式子表示),并求∠OBC的度数;
(2)若∠ACO=∠CBD,求m的值;
(3)若在第四象限内二次函数y=-x2+2mx+2m+1(m是常数,且m>0)的图象上,始终存在一点P,使得∠ACP=75°,请结合函数的图象,直接写出m的取值范围.
【解析】解:(1)当y=0时,-x2+2mx+2m+1=0,
解方程,得x1=-1,x2=2m+1,
∵点A在点B的左侧,且m>0,
∴A(-1,0),B(2m+1,0),
当x=0时,y=2m+1,
∴C(0,2m+1),
∴OB=OC=2m+1,
∵∠BOC=90°,
∴∠OBC=45°;
(2)如图1中,连接AE.
∵y=-x2+2mx+2m+1=-(x-m)2+(m+1)2,
∴D(m,(m+1)2),F(m,0),
∴DF=(m+1)2,OF=m,BF=m+1,
∵A,B关于对称轴对称,
∴AE=BE,
∴∠EAB=∠OBC=45°,
∵∠ACO=∠CBD,∠OCB=∠OBC,
∴∠ACO+∠OCB=∠CBD+∠OBC,即∠ACE=∠DBF,
∵EF∥OC,
∴tan∠ACE=AECE=BECE=BFOF=m+1,
∴m+1m=m+1,
∴m=1或-1,
∵m>0,
∴m=1;
(3)如图,设PC交x轴于点Q.
当点P在第四象限时,点Q总是在点B的左侧,此时∠CQA>∠CBA,即∠CQA>45°,
∵∠ACQ=75°,
∴∠CAO<60°,
∴2m+1<3,
∴m<3−12,
∴0<m<3−12.
2.(2022·四川省达州市)如图1,在平面直角坐标系中,已知二次函数y=ax2+bx+2的图象经过点A(-1,0),B(3,0),与y轴交于点C.
(1)求该二次函数的表达式;
(2)连接BC,在该二次函数图象上是否存在点P,使∠PCB=∠ABC?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,直线l为该二次函数图象的对称轴,交x轴于点E.若点Q为x轴上方二次函数图象上一动点,过点Q作直线AQ,BQ分别交直线l于点M,N,在点Q的运动过程中,EM+EN的值是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.
【解析】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+2经过点A(-1,0),B(3,0),
∴a−b+2=09a+3b+2=0,
解得:a=−23b=43,
∴该二次函数的表达式为y=−23x2+43x+2;
(2)存在,理由如下:
如图1,当点P在BC上方时,
∵∠PCB=∠ABC,
∴CP∥AB,即CP∥x轴,
∴点P与点C关于抛物线对称轴对称,
∵y=−23x2+43x+2,
∴抛物线对称轴为直线x=-432×(−23)=1,
∵C(0,2),
∴P(2,2);
当点P在BC下方时,设CP交x轴于点D(m,0),
则OD=m,DB=3-m,
∵∠PCB=∠ABC,
∴CD=BD=3-m,
在Rt△COD中,OC2+OD2=CD2,
∴22+m2=(3-m)2,
解得:m=56,
∴D(56,0),
设直线CD的解析式为y=kx+d,则56k+d=0d=2,
解得:k=−125d=2,
∴直线CD的解析式为y=−125x+2,
联立,得y=−125x+2y=−23x2+43x+2,
解得:x1=0y1=2(舍去),x2=225y2=−21425,
∴P(225,-21425),
综上所述,点P的坐标为(2,2)或(225,-21425);
(3)由(2)知:抛物线y=−23x2+43x+2的对称轴为直线x=1,
∴E(1,0),
设Q(t,−23t2+43t+2),且-1<t<3,
设直线AQ的解析式为y=ex+f,则−e+f=0te+f=−23t2+43t+2,
解得:e=−23t+2f=−23t+2,
∴直线AQ的解析式为y=(−23t+2)x-23t+2,
当x=1时,y=-43t+4,
∴M(1,-43t+4),
同理可得直线BQ的解析式为y=(-23t-23)x+2t+2,
当x=1时,y=43t+43,
∴N(1,43t+43),
∴EM=-43t+4,EN=43t+43,
∴EM+EN=-43t+4+43t+43=163,
故EM+EN的值为定值163.
3.(2021·江苏连云港市·中考真题)如图,抛物线与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,已知.
(1)求m的值和直线对应的函数表达式;
(2)P为抛物线上一点,若,请直接写出点P的坐标;
(3)Q为抛物线上一点,若,求点Q的坐标.
【答案】(1),;(2),,;(3)
【分析】
(1)求出A,B的坐标,用待定系数法计算即可;
(2)做点A关于BC的平行线,联立直线与抛物线的表达式可求出的坐标,设出直线与y轴的交点为G,将直线BC向下平移,平移的距离为GC的长度,可得到直线,联立方程组即可求出P;
(3)取点,连接,过点作于点,过点作轴于点,过点作于点,得直线对应的表达式为,即可求出结果;
【详解】
(1)将代入,
化简得,则(舍)或,
∴,
得:,则.
设直线对应的函数表达式为,
将、代入可得,解得,
则直线对应的函数表达式为.
(2)如图,过点A作∥BC,设直线与y轴的交点为G,将直线BC向下平移 GC个单位,得到直线,
由(1)得直线BC的解析式为,,
∴直线AG的表达式为,
联立,
解得:(舍),或,
∴,
由直线AG的表达式可得,
∴,,
∴直线的表达式为,
联立,
解得:,,
∴,,
∴,,.
(3)如图,取点,连接,过点作于点,
过点作轴于点,过点作于点,
∵,
∴AD=CD,
又∵,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,则,.
设,
∵,,
∴.
由,则,即,解之得,.
所以,又,
可得直线对应的表达式为,
设,代入,
得,,,
又,则.所以.
【点睛】
本题主要考查了二次函数综合题,结合一元二次方程求解是解题的关键.
4.(2021·四川自贡市·中考真题)如图,抛物线(其中)与x轴交于A、B两点,交y轴于点C.
(1)直接写出的度数和线段AB的长(用a表示);
(2)若点D为的外心,且与的周长之比为,求此抛物线的解析式;
(3)在(2)的前提下,试探究抛物线上是否存在一点P,使得?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)∠OCA=45°,AB= a+1;(2);(3)存在,P1(,),P2(1,-2).
【分析】
(1)根据二次函数解析式可得A(a,0),C(0,-a),B(-1,0),即可得出OA=OB=a,OB=1,即可证明△OCA是等腰直角三角形,可得∠OCA=45°,根据线段的和差关系可表示AB的长;
(2)如图,作△ABC的外接圆⊙D,根据等腰直角三角形的性质可得AC=,利用两点间距离公式可用a表示出BC的长,根据圆周角定理可得∠D=2∠OAC=90°,可得△DBC是等腰直角三角形,即可证明△DBC∽△OCA,根据相似三角形周长之比等于相似比列方程求出a值即可得答案;
(3)如图,过点D作DH⊥AB于H,过点C作AC的垂线,交x轴于F,过点O作OG⊥AC于G,连接AP交CF于E,可得△OCF是等腰直角三角形,利用待定系数法可得直线CF的解析式,根据外心的定义及等腰直角三角形的性质可求出点D坐标,即可得出BH、DH的长,根据,∠BHD=∠ACE=90°可证明△BHD∽△ACE,根据相似三角形的性质可求出CE的长,根据两点间距离公式可得点E坐标,利用待定系数法可得直线AE解析式,联立直线AE与抛物线的解析式求出点P坐标即可得答案.
【详解】
(1)∵抛物线(其中)与x轴交于A、B两点,交y轴于点C.
∴当x=0时,y=-a,
当y=0时,,
解得:,,
∴A(a,0),C(0,-a),B(-1,0),
∴OB=1,OA=OC=a,
∴△OCA是等腰直角三角形,
∴∠OCA=45°,AB=OA+OB=a+1.
(2)如图,作△ABC的外接圆⊙D,
∵点D为的外心,
∴DB=DC,
∵△OCA是等腰直角三角形,OA=a,
∴∠OAC=45°,AC=,
∵∠BDC和∠BAC是所对的圆心角和圆周角,
∴∠BDC=2∠BAC=90°,
∴∠DBC=45°,
∴∠DBC=∠OAC,
∴△DBC∽△OCA,
∵与的周长之比为,
∴,即,
解得:,
经检验:是原方程的根,
∵,
∴a=2,
∴抛物线解析式为:=.
(3)如图,过点D作DH⊥AB于H,过点C作AC的垂线,交x轴于F,过点O作OG⊥AC于G,连接AP交CF于E,
∵a=2,
∴C(0,-2),A(2,0),AC=,
∵∠OCA=45°,
∴∠OCF=45°,
∴△OCF是等腰直角三角形,
∴F(-2,0),
设直线CF的解析式为y=kx+b,
∴,
解得:,
∴直线CF的解析式为,
∵△OCA是等腰直角三角形,OG⊥AC,
∴OG所在直线为AC的垂直平分线,点G为AC中点,
∵点D为的外心,
∴点D在直线OG上,
∵A(2,0),C(0,-2),
∴G(1,-1),
设直线OG的解析式y=mx,
∴m=-1,
∴直线OG的解析式y=-x,
∵点D为△ABC的外心,
∴点D在AB的垂直平分线上,
∴点D的横坐标为=,
把x=代入y=-x得y=-,
∴D(,-),
∴DH=,BH=1+=,
∵,∠BHD=∠ACE=90°,
∴△BHD∽△ACE,
∴,即,
解得:,
∵点E在直线CF上,
∴设点E坐标为(n,-n-2),
∴CE==,
解得:,
∴(,),(,),
设直线AE1的解析式为y=k1x+b1,
∴,
解得:,
∴直线AE1的解析式为,
同理:直线AE2的解析式为,
联立直线AE1解析式与抛物线解析式得,
解得:,(与点A重合,舍去),
∴P1(,),
联立直线AE2解析式与抛物线解析式得,
解得:,(与点A重合,舍去),
∴P2(1,-2).
综上所述:存在点P,使得,点P坐标为P1(,),P2(1,-2).
【点睛】
本题考查二次函数的综合,考查了二次函数的性质、待定系数法求一次函数解析式、圆周角定理、等腰三角形的性质、相似三角形的判定与性质,熟练掌握相关性质及定理是解题关键.
5.(2021·辽宁中考真题)已知函数,记该函数图像为G.
(1)当时,
①已知在该函数图像上,求n的值;
②当时,求函数G的最大值;
(2)当时,作直线与x轴交于点P,与函数G交于点Q,若时,求m的值;
(3)当时,设图像与x轴交于点A,与y轴交与点B,过B做交直线与点C,设点A的横坐标为a,C点的纵坐标为c,若,求m的值.
【答案】(1)①,②函数G的最大值为;(2);(3)或
【分析】
(1)由题意易得,①把点代入求解即可;②根据二次函数的性质可进行求解;
(2)由题意可得如图所示,然后可得,是等腰直角三角形,则有,进而代入求解即可;
(3)由题意可得如图所示,则有,然后可得,设直线与x轴的交点为E,过点C作CD⊥y轴于点D,进而易证,然后根据全等三角形的性质可求解.
【详解】
解:(1)∵,
∴,
①∵在该函数图像上,
∴;
②由题意得:当时,函数G的解析式为,当时,函数G的解析式为,
∵,
当时,则,
∴当时,函数G有最大值,即为;
当时,则有函数G的最大值为,
∵,
∴当时,函数G的最大值为;
(2)由当时,作直线与x轴交于点P,与函数G交于点Q,可得点Q必定落在的函数图象上,如图所示:
∴,
∴,
∵,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴,化简得:,
解得:,
∵,
∴;
(3)①当时,由题意可得如图所示,设直线与x轴的交点为E,过点C作CD⊥y轴于点D,
∴,
令y=0,则有,解得:,
∵,
∴,
由题意得:,四边形DOEC是矩形,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
即,化简得:,
解得:(不符合题意,舍去),
∴;
②当时,设直线与x轴的交点为E,过点C作CD⊥y轴于点D,如图所示:
∴令y=0,则有,解得:,
∴,
同理可得,
∴,化简得:,
解得:(舍去);
综上所述:或.
【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.
6.(2021·江苏中考真题)如图,抛物线与轴交于A(-1,0),B(4,0),与轴交于点C.连接AC,BC,点P在抛物线上运动.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图①,若点P在第四象限,点Q在PA的延长线上,当∠CAQ=∠CBA45°时,求点P的坐标;
(3)如图②,若点P在第一象限,直线AP交BC于点F,过点P作轴的垂线交BC于点H,当△PFH为等腰三角形时,求线段PH的长.
【答案】(1);(2)(6,-7);(3)PH=或1.5或
【分析】
(1)根据待定系数法解答即可;
(2)求得点C的坐标后先利用勾股定理的逆定理判断∠ACB=90°,继而可得∠ACO=∠CBA,在x轴上取点E(2,0),连接CE,易得△OCE是等腰直角三角形,可得∠OCE=45°,进一步可推出∠ACE=∠CAQ,可得CE∥PQ,然后利用待定系数法分别求出直线CE与PQ的解析式,再与抛物线的解析式联立方程组求解即可;
(3)设直线AP交y轴于点G,如图,由题意可得若△PFH为等腰三角形,则△CFG也为等腰三角形,设G(0,m),求出直线AF和直线BC的解析式后,再解方程组求出点F的坐标,然后分三种情况求出m的值,再求出直线AP的解析式,进而可求出点P的坐标,于是问题可求解.
【详解】
解:(1)把A(-1,0),B(4,0)代入,得
,解得:,
∴抛物线的解析式是;
(2)令x=0,则y=2,即C(0,2),
∵,,AB2=25,
∴,
∴∠ACB=90°,
∵∠ACO+∠CAO=∠CBA+∠CAO=90°,
∴∠ACO=∠CBA,
在x轴上取点E(2,0),连接CE,如图,
则CE=OE=2,
∴∠OCE=45°,
∴∠ACE=∠ACO+45°=∠CBA+45°=∠CAQ,
∴CE∥PQ,
∵C(0,2),E(2,0),
∴直线CE的解析式为y=-x+2,
设直线PQ的解析式为y=-x+n,把点A(-1,0)代入,可得n=-1,
∴直线PQ的解析式为y=-x-1,
解方程组,得或,
∴点P的坐标是(6,-7);
(3)设直线AP交y轴于点G,如图,
∵PH∥y轴,
∴∠PHC=∠OCB,∠FPH=∠CGF,
∴若△PFH为等腰三角形,则△CFG也为等腰三角形,
∵C(0,2),B(4,0),
∴直线BC的解析式为,
设G(0,m),∵A(-1,0),
∴直线AF的解析式为y=mx+m,
解方程组,得,
∴点F的坐标是,
∴,
当CG=CF时,,解得:(舍去负值),
此时直线AF的解析式为y=x+,
解方程组,得或,
∴点P的坐标是(,),此时点H的坐标是(,),
∴PH=;
当FG=FC时,,解得m=或m=(舍)或m=2(舍),
此时直线AF的解析式为y=x+,
解方程组,得或,
∴点P的坐标是(3,2),此时点H的坐标是(3,),
∴PH=2-=1.5;
当GF=GC时,,解得或m=2(舍去),
此时直线AF的解析式为y=x+,
解方程组,得或,
∴点P的坐标是(,),此时点H的坐标是(,),
∴PH=;
综上,PH=或1.5或.
【点睛】
本题是二次函数的综合题,主要考查了待定系数法求二次函数的解析式、二次函数图象上点的坐标特征、直线与抛物线的交点以及等腰三角形的判定和性质等知识,具有相当的难度,熟练掌握二次函数的图象和性质、灵活应用数形结合的思想是解题的关键.
7.(2021·湖北中考真题)在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点和点,与轴交于点,顶点的坐标为.
(1)直接写出抛物线的解析式;
(2)如图1,若点在抛物线上且满足,求点的坐标;
(3)如图2,是直线上一个动点,过点作轴交抛物线于点,是直线上一个动点,当为等腰直角三角形时,直接写出此时点及其对应点的坐标
【答案】(1);(2),;(3),;,;,;,; ,;,.
【分析】
(1)由和,且D为顶点列方程求出a、b、c,即可求得解析式;
(2)分两种情况讨论:①过点作,交抛物线于点,②在下方作交于点,交抛物线于;
(3)为等腰直角三角形,分三种情况讨论:当;②当;③当.
【详解】
解:(1)将和代入
得
又∵顶点的坐标为
∴
∴解得
∴抛物线的解析式为:.
(2)∵和
∴直线的解析式为:
∵抛物线的解析式为:,抛物线与轴交于点,与轴交于点和点,
则C点坐标为,B点坐标为.
①过点作,交抛物线于点,
则直线的解析式为,
结合抛物线可知,
解得:(舍),,
故.
②过点作轴平行线,过点作轴平行线交于点,
由可知四边形为正方形,
∵直线的解析式为
∴与轴交于点,
在下方作交于点,交抛物线于
∴
又∵OC=CG,
∴≌,
∴,,
又由可得
直线的解析式为,
结合抛物线可知,
解得(舍),,
故.
综上所述,符合条件的点坐标为:,.
(3)∵,
∴直线的解析式为
设M的坐标为,则N的坐标为
∴
∵,
∴直线的解析式为
∵为等腰直角三角形
∴①当时,如下图所示
则Q点的坐标为
∴
∴
解得:(舍去),,
∴此时,;,;
②当时,如下图所示
则Q点的坐标为
∴
∴
解得:(舍去),,
∴此时,;,;
③当时,如图所示
则Q点纵坐标为
∴Q点的坐标为
∴Q点到MN的距离=
∴(直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半)
解得:(舍去),,
∴此时,;,.
综上所述,点及其对应点的坐标为:,;,;,;,; ,;,.
【点睛】
本题主要考查二次函数与几何图形.该题综合性较强,属于中考压轴题.
8.(2021·湖南中考真题)在平面直角坐标系中,如果一个点的横坐标与纵坐标相等,则称该点为“雁点”.例如……都是“雁点”.
(1)求函数图象上的“雁点”坐标;
(2)若抛物线上有且只有一个“雁点”E,该抛物线与x轴交于M、N两点(点M在点N的左侧).当时.
①求c的取值范围;
②求的度数;
(3)如图,抛物线与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),P是抛物线上一点,连接,以点P为直角顶点,构造等腰,是否存在点P,使点C恰好为“雁点”?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)和;(2)①;②45°;(3)存在,P点坐标为或或
【分析】
(1)根据“雁点”的定义可得y=x,再联立求出 “雁点”坐标即可;
(2)根据和y=x可得,再利用根的判别式得到,再求出a的取值范围;将点c代入解析式求出点E的坐标,令y=0,求出M的坐标,过E点向x轴作垂线,垂足为H点,如图所示,根据EH=MH得出为等腰直角三角形,∠EMN的度数即可求解;
(3)存在,根据图1,图2,图3进行分类讨论,设C(m,m),P(x,y),根据三角形全等得出边相等的关系,再逐步求解,代入解析式得出点P的坐标.
【详解】
解:(1)联立,
解得或
即:函数上的雁点坐标为和.
(2)① 联立
得
∵ 这样的雁点E只有一个,即该一元二次方程有两个相等的实根,
∴
∵
∵
∴
② 将代入,得
解得,∴
对于,令
有
解得
∴
过E点向x轴作垂线,垂足为H点,
EH=,MH=
∴
∴ 为等腰直角三角形,
(3)存在,理由如下:
如图所示:过P作直线l垂直于x轴于点k,过C作CH⊥PK于点H
设C(m,m),P(x,y)
∵ △CPB为等腰三角形,
∴PC=PB,∠CPB=90°,
∴∠KPB+∠HPC=90°,
∵∠HPC+∠HCP=90°,
∴∠KPB=∠HCP,
∵∠H=∠PKB=90°,
∴△CHP≌△PKB,
∴CH=PK,HP=KB,
即
∴
当时,
∴
如图2所示,同理可得:△KCP≌△JPB
∴ KP=JB,KC=JP
设P(x,y),C(m,m)
∴KP=x-m,KC=y-m,JB=y,JP=3-x,
即
解得
令
解得
∴或
如图3所示,
∵△RCP≌△TPB
∴RC=TP,RP=TB
设P(x,y),C(m,m)
即
解得
令
解得
∴ 此时P与第②种情况重合
综上所述,符合题意P的坐标为或或
【点睛】
本题考查了利用待定系数法求函数解析式,图形与坐标,等腰三角形的判定与性质,二次函数的综合运用,理解题意和正确作图逐步求解是解题的关键.
9.(2021·四川中考真题)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线经过点和点.
(1)求这条抛物线所对应的函数表达式;
(2)点为该抛物线上一点(不与点重合),直线将的面积分成2:1两部分,求点的坐标;
(3)点从点出发,以每秒1个单位的速度沿轴移动,运动时间为秒,当时,求的值.
【答案】(1);(2)点(6,-8);(3)当点从点出发,以每秒1个单位的速度沿轴正方向移动时,秒;沿CO方向在轴移动时,秒.
【分析】
(1)根据待定系数法将AB两点坐标代入函数解析式求解即可;
(2)在的AB边上找到将AB分成2:1两部分的点Q,此时CQ将的面积分成2:1两部分,求出直线CQ与抛物线交点坐标即是点P坐标;
(3)先利用图形在内构造,求出,在中由,,求出OM长即可解答,
【详解】
解:(1)由抛物线经过点和点,得:
,
解得:
即:条抛物线所对应的函数表达式为:;
(2)由(1)可知点C坐标为(0,4)
∵点和点.
∴,
∴将AB分成2:1两部分的点有原点和Q(2,0),此时CQ将的面积分成2:1两部分,如解(2)图,
∵点为该抛物线上一点(不与点重合),
∴直线CP经过Q点,
设直线CP解析式为:,经过C(0,4),Q(2,0)两点,得:
,
∴,
即可设直线CP解析式为:,
联立函数解析式为:,
解得:,,
故P点坐标为(6,-8),
(3)如解(3)图取点A关于y轴对称点,连接,过点作,垂足为H,
由轴对称性质可知:,,
∴,
∵,即,
∴
∵,,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
点从点出发,以每秒1个单位的速度远动:
当沿轴正方向移动时,,则秒,
当沿轴CO方向移动时,,则秒,
综上所述:当点从点出发,以每秒1个单位的速度沿轴正方向移动时,秒;沿CO方向在轴移动时,秒.
【点睛】
本题主要考查了二次函数与几何综合,问题(1)关键是在三角形边上找到将的面积分成2:1两部分直线CP经过的点,问题(3)关键是通过对称构造,再通过解三角形求解OM长.
10.(2021·内蒙古中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线经过坐标原点,与x轴正半轴交于点A,点是抛物线上一动点.
(1)如图1,当,,且时,
①求点M的坐标:
②若点在该抛物线上,连接OM,BM,C是线段BM上一动点(点C与点M,B不重合),过点C作,交x轴于点D,线段OD与MC是否相等?请说明理由;
(2)如图2,该抛物线的对称轴交x轴于点K,点在对称轴上,当,,且直线EM交x轴的负半轴于点F时,过点A作x轴的垂线,交直线EM于点N,G为y轴上一点,点G的坐标为,连接GF.若,求证:射线FE平分.
【答案】(1)①;②,见解析;(2)见解析
【分析】
(1)①直接将点代入解析式,又有,
即可解出坐标;②相等,先求出点,由两点求出直线的方程,添加辅助线构建直角三角形,利用勾股定理求出边长,证明三角形是等腰三角形即可;
(2)根据已知条件求出点的坐标,再求出所在直线的解析式,求出直线与轴的交点,添加辅助线,利用三角形相似对应边成比例,找到边与边之间的关系,在直角三角形中利用勾股定理建立等式求出边长,再根据角平分线上的点到两条线之间的距离相等,即可判断出为角平分线.
【详解】
解:(1)如答案图6.
①点在抛物线上,且,
,解得,(舍去)
,
,.
②,
点在该抛物线上,
,.
设直线MB交x轴于点H,解析式为,
解得
当时,,
,.
过点M作轴,垂足为R,
,,
,
根据勾股定理得,
,
.,
,,,
,.
(2)如答案图7.
证明:对称轴,,
,,
.过点M作轴,垂足为Q,
,,
.
当时,解得,,
.
,,
,
.,
.
设直线EM的解析式为,
解得
.设直线EM交y轴于点S,过点S作,垂足为P .
当时,.
.当时,,
,
,.
,
,
.
,,
,
,.
设,则.
在中,
,
.
(负值舍去),
,,
.
,,
射线FE平分.
【点睛】
本题考查了一次函数和二次函数的综合运用,还涉及等腰三角形的性质、直角三角形、相似三角形的判定与性质、角平分线的判定,题目综合性强,涉及知识点多、难度较大,解题的关键是:掌握以上相关知识点后,需要做到灵活运用,同时考查了添加辅助线的能力.
11.(2021·山东中考真题)如图,在平面直角坐标系中,直线与轴交于点,与轴交于点,抛物线经过坐标原点和点,顶点为点.
(1)求抛物线的关系式及点的坐标;
(2)点是直线下方的抛物线上一动点,连接,,当的面积等于时,求点的坐标;
(3)将直线向下平移,得到过点的直线,且与轴负半轴交于点,取点,连接,求证:.
【答案】(1),;(2)或;(3)证明见解析.
【分析】
(1)先根据直线求出点的坐标,再将点和原点坐标代入抛物线的解析式即可得;
(2)如图(见解析),先求出直线与抛物线的另一个交点的坐标为,再设点的坐标为,从而可得点的坐标为,然后分和两种情况,分别利用三角形的面积公式可得一个关于的一元二次方程,解方程即可得;
(3)如图(见解析),先根据一次函数图象的平移规律求出直线的解析式为,再利用待定系数法求出直线的解析式,从而可得点的坐标,然后利用两点之间的距离公式可得的长,根据等腰直角三角形的判定与性质可得,最后根据三角形的外角性质即可得证.
【详解】
解:(1)对于函数,
当时,,解得,即,
当时,,即,
将点和原点代入得:,
解得,
则抛物线的关系式为,
将化成顶点式为,
则顶点的坐标为;
(2)设直线与抛物线的另一个交点为点,
联立,解得或,
则,
过点作轴的平行线,交直线于点,
设点的坐标为,则点的坐标为,
,
由题意,分以下两种情况:
①如图,当时,
则,
,
因此有,
解得或,均符合题设,
当时,,即,
当时,,即;
②如图,当时,
则,
,
因此有,
解得或,均不符题设,舍去,
综上,点的坐标为或;
(3)由题意得:,
将点代入得:,解得,
则直线的解析式为,
如图,过点作于点,
可设直线的解析式为,
将点代入得:,解得,
则直线的解析式为,
联立,
解得,即,
,
,
,
,
又,
是等腰直角三角形,,
由三角形的外角性质得:,
.
【点睛】
本题考查了二次函数与一次函数的综合、一次函数图象的平移、等腰直角三角形的判定与性质等知识点,较难的是题(2),正确分两种情况讨论是解题关键.
12.(2020•南充)已知二次函数图象过点A(﹣2,0),B(4,0),C(0,4).
(1)求二次函数的解析式.
(2)如图,当点P为AC的中点时,在线段PB上是否存在点M,使得∠BMC=90°?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)点K在抛物线上,点D为AB的中点,直线KD与直线BC的夹角为锐角θ,且tanθ=53,求点K的坐标.
【分析】(1)设二次函数的解析式为y=a(x+2)(x﹣4),将点C坐标代入可求解;
(2)利用中点坐标公式可求P(﹣1,2),点Q(2,2),由勾股定理可求BC的长,由待定系数法可求PB解析式,设点M(c,−25c+85),由两点距离公式可得(c﹣2)2+(−25c+85−2)2=8,可求c=4或−2429,即可求解;
(3)过点D作DE⊥BC于点E,设直线DK与BC交于点N,先求出DE=BE=BD2=322,由锐角三角函数可求NE=DEtanθ=9210,分DK与射线EC交于点N(m,4﹣m)和DK与射线EB交于N(m,4﹣m)两种情况讨论,求出直线DK解析式,联立方程组可求点K坐标.
【解析】(1)∵二次函数图象过点B(4,0),点A(﹣2,0),
∴设二次函数的解析式为y=a(x+2)(x﹣4),
∵二次函数图象过点C(0,4),
∴4=a(0+2)(0﹣4),
∴a=−12,
∴二次函数的解析式为y=−12(x+2)(x﹣4)=−12x2+x+4;
(2)存在,
理由如下:如图1,取BC中点Q,连接MQ,
∵点A(﹣2,0),B(4,0),C(0,4),点P是AC中点,点Q是BC中点,
∴P(﹣1,2),点Q(2,2),BC=(4−0)2+(0−4)2=42,
设直线BP解析式为:y=kx+b,
由题意可得:2=−k+b0=4k+b,
解得:k=−25b=85
∴直线BP的解析式为:y=−25x+85,
∵∠BMC=90°
∴点M在以BC为直径的圆上,
∴设点M(c,−25c+85),
∵点Q是Rt△BCM的中点,
∴MQ=12BC=22,
∴MQ2=8,
∴(c﹣2)2+(−25c+85−2)2=8,
∴c=4或−2429,
当c=4时,点B,点M重合,即c=4,不合题意舍去,
∴c=−2429,则点M坐标(−2429,5629),
故线段PB上存在点M(−2429,5629),使得∠BMC=90°;
(3)如图2,过点D作DE⊥BC于点E,设直线DK与BC交于点N,
∵点A(﹣2,0),B(4,0),C(0,4),点D是AB中点,
∴点D(1,0),OB=OC=4,AB=6,BD=3,
∴∠OBC=45°,
∵DE⊥BC,
∴∠EDB=∠EBD=45°,
∴DE=BE=BD2=322,
∵点B(4,0),C(0,4),
∴直线BC解析式为:y=﹣x+4,
设点E(n,﹣n+4),
∴﹣n+4=32,
∴n=52,
∴点E(52,32),
在Rt△DNE中,NE=DEtanθ=32253=9210,
①若DK与射线EC交于点N(m,4﹣m),
∵NE=BN﹣BE,
∴9210=2(4﹣m)−322,
∴m=85,
∴点N(85,125),
∴直线DK解析式为:y=4x﹣4,
联立方程组可得:y=4x−4y=−12x2+x+4,
解得:x1=2y1=4或x2=−8y2=−36,
∴点K坐标为(2,4)或(﹣8,﹣36);
②若DK与射线EB交于N(m,4﹣m),
∵NE=BE﹣BN,
∴9210=322−2(4﹣m),
∴m=175,
∴点N(175,35),
∴直线DK解析式为:y=14x−14,
联立方程组可得:y=14x−14y=−12x2+x+4,
解得:x3=3+1454y3=−1+14516或x4=3−1454y4=−1−14516,
∴点K坐标为(3+1454,−1+14516)或(3−1454,−1−14516),
综上所述:点K的坐标为(2,4)或(﹣8,﹣36)或(3+1454,−1+14516)或(3−1454,−1−14516).
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