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专题1.6 二次函数图象中的存在性(探究)问题压轴专项训练(25题)
本专项训练卷共25题(解答题),题型针对性较高,覆盖面广,选题有深度,可强化学生对二次函数图象中的存在性问题的理解! 主要包含:二次函数中直角三角形、等腰三角形、(特殊)平行四边形存在性问题等。
1.(2022·四川眉山·中考真题)在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点,(点在点的左侧),与轴交于点,且点的坐标为.
(1)求点的坐标;(2)如图1,若点是第二象限内抛物线上一动点,求点到直线距离的最大值;(3)如图2,若点是抛物线上一点,点是抛物线对称轴上一点,是否存在点使以,,,为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
2.(2022·湖北随州·中考真题)如图1,平面直角坐标系xOy中,抛物线与x轴分则点A和点,与y轴交于点C,对称轴为直线,且,P为抛物线上一动点.
(1)直接写出抛物线的解析式;(2)如图2,连接AC,当点P在直线AC上方时,求四边形PABC面积的最大值,并求出此时P点的坐标;(3)设M为抛物线对称轴上一动点,当P,M运动时,在坐标轴上是否存在点N,使四边形PMCN为矩形?若存在,直接写出点P及其对应点N的坐标;若不存在,请说明理由.
3.(2022·湖南娄底·中考真题)如图,抛物线与轴相交于点、点,与轴相交于点.(1)请直接写出点,,的坐标;(2)点在抛物线上,当取何值时,的面积最大?并求出面积的最大值.(3)点是抛物线上的动点,作//交轴于点,是否存在点,使得以、、、为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请写出所有符合条件的点的坐标;若不存在,请说明理由.
4.(2022·四川泸州·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线经过,两点,直线与轴交于点.(1)求,的值;(2)经过点的直线分别与线段,直线交于点,,且与的面积相等,求直线的解析式;(3)是抛物线上位于第一象限的一个动点,在线段和直线上是否分别存在点,,使,,,为顶点的四边形是以为一边的矩形?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
5.(2021·湖北恩施土家族苗族自治州·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,四边形为正方形,点,在轴上,抛物线经过点,两点,且与直线交于另一点.(1)求抛物线的解析式;(2)为抛物线对称轴上一点,为平面直角坐标系中的一点,是否存在以点,,,为顶点的四边形是以为边的菱形.若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由;
6.(2021·湖南湘西土家族苗族自治州·中考真题)如图,已知抛物线经过,两点,交轴于点.(1)求抛物线的解析式;(2)连接,求直线的解析式;(3)点为轴上一动点,在抛物线上是否存在一点,使得以、、、四点为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
7.(2021·山东淄博市·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于两点,与轴交于点,连接.(1)若,求抛物线对应的函数表达式;(2)在(1)的条件下,点位于直线上方的抛物线上,当面积最大时,求点的坐标;(3)设直线与抛物线交于两点,问是否存在点(在抛物线上).点(在抛物线的对称轴上),使得以为顶点的四边形成为矩形?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由.
8.(2021·内蒙古鄂尔多斯市·中考真题)如图,抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C.(1)求A,B,C三点的坐标;(2)连接,直线与该抛物线交于点E,与交于点D,连接.当时,求线段的长;(3)点M在y轴上,点N在直线上,点P为抛物线对称轴上一点,是否存在点M,使得以C、M、N、P为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
9.(2021·内蒙古赤峰市·中考真题)如图,抛物线与x轴交于、两点,对称轴l与x轴交于点F,直线mAC,过点E作EH⊥m,垂足为H,连接AE、EC、CH、AH.
(1)抛物线的解析式为 ;(2)当四边形AHCE面积最大时,求点E的坐标;
(3)在(2)的条件下,连接EF,点P在x轴上,在抛物线上是否存在点Q,使得以F、E、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,请直接写出点Q的坐标;若不存在请说明理由.
10.(2021·海南中考真题)已知抛物线与x轴交于两点,与y轴交于C点,且点A的坐标为、点C的坐标为.
(1)求该抛物线的函数表达式;(2)如图1,若该抛物线的顶点为P,求的面积;
(3)如图2,有两动点在的边上运动,速度均为每秒1个单位长度,它们分别从点C和点B同时出发,点D沿折线按方向向终点B运动,点E沿线段按方向向终点C运动,当其中一个点到达终点时,另一个点也随之停止运动.设运动时间为t秒,请解答下列问题:①当t为何值时,的面积等于;②在点运动过程中,该抛物线上存在点F,使得依次连接得到的四边形是平行四边形,请直接写出所有符合条件的点F的坐标.
11.(2021·山东菏泽市·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线交轴于,两点,交轴于点.(1)求该抛物线的表达式;(2)点为第四象限内抛物线上一点,连接,过点作交轴于点,连接,求面积的最大值及此时点的坐标;(3)在(2)的条件下,将抛物线向右平移经过点时,得到新抛物线,点在新抛物线的对称轴上,在坐标平面内是否存在一点,使得以、、、为顶点的四边形为矩形,若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.参考:若点、,则线段的中点的坐标为.
12.(2021·内蒙古通辽市·中考真题)如图,抛物线交x轴于,两点,交y轴于点C,动点P在抛物线的对称轴上.(1)求抛物线的解析式;(2)当以P,B,C为顶点的三角形周长最小时,求点P的坐标及的周长;(3)若点Q是平面直角坐标系内的任意一点,是否存在点Q,使得以A,C,P,Q为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出所有符合条件的点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
13.(2021·辽宁九年级其他模拟)如图,直线与x轴交于点A,与y轴交于点B,抛物线经过点A,B两点,与x轴负半轴交于点C.(1)求抛物线的解析式;(2)点P在抛物线上,∠PBA=15°,求点P的横坐标;(3)点M在射线AB上,点N在射线AC上,∠BNM=30°,D在坐标平面内,当以B,D,M,N为顶点的四边形为菱形时,直接写出点D的坐标.
14.(2021·黑龙江鹤岗市·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,的边在轴上,,且线段的长是方程的根,过点作轴,垂足为,,动点以每秒1个单位长度的速度,从点出发,沿线段向点运动,到达点停止.过点作轴的垂线,垂足为,以为边作正方形,点在线段上,设正方形与重叠部分的面积为,点的运动时间为秒.
(1)求点的坐标;(2)求关于的函数关系式,并写出自变量的取值范围;
(3)当点落在线段上时,坐标平面内是否存在一点,使以为顶点的四边形是平行四边形?若存在,直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
15.(2021·湖南娄底市·中考真题)如图,在直角坐标系中,二次函数的图象与x轴相交于点和点,与y轴交于点C.(1)求的值;(2)点为抛物线上的动点,过P作x轴的垂线交直线于点Q.①当时,求当P点到直线的距离最大时m的值;②是否存在m,使得以点为顶点的四边形是菱形,若不存在,请说明理由;若存在,请求出m的值.
16.(2021·湖北九年级期末)如图,抛物线经过,两点,点是轴左侧且位于轴下方抛物线上一动点,设其横坐标为.(1)直接写出抛物线的解析式;(2)将线段绕点顺时针旋转得线段(点是点的对应点),求点的坐标,并判断点D是否在抛物线上;(3)过点作轴交直线于点,试探究是否存在点,使是等腰三角形?若存在,求出点的值;若不存在,说明理由.
17.(2021·辽宁本溪市·中考真题)如图,抛物线与x轴交于点A和点,与y轴交于点,连接,,点P是抛物线第一象限上的一动点,过点P作轴于点D,交于点E.(1)求抛物线的解析式;(2)如图1,作于点P,使,以,为邻边作矩形.当矩形的面积是面积的3倍时,求点P的坐标;
(3)如图2,当点P运动到抛物线的顶点时,点Q在直线上,若以点Q、A、B为顶点的三角形是锐角三角形,请直接写出点Q纵坐标n的取值范围.
18.(2021·陕西九年级专题练习)在平面直角坐标系中,现将一块等腰直角三角板ABC放在第二象限,斜靠在两坐标轴上,点C为 (-1,0).如图17所示,B点在抛物线图象上,过点B作BD⊥x轴,垂足为D,且B点横坐标为-3.(1)求证:△BDC≌△COA;(2)求BC所在直线的函数关系式;(3)抛物线的对称轴上是否存在点P,使△ACP是以AC为直角边的直角三角形?若存在,求出所有点P的坐标;若不存在,请说明理由.
19.(2022·盘锦市双台子区第一中学九年级月考)如图,在平面直角坐标系中.直线y=﹣x+3与x轴交于点B,与y轴交于点C,抛物线y=-x2+bx+c经过B,C两点,与x轴负半轴交于点A.
(1)求抛物线的解析式;(2)点P(m,n)是抛物线上在第一象限内的一点,求四边形OCPB面积S关于m的函数表达式及S的最大值;(3)若M为抛物线的顶点,点Q在直线BC上,点N在直线BM上,Q,M,N三点构成以MN为底边的等腰直角三角形,直接写出点N的坐标.
20.(2021·山东八年级期中)在平面直角坐标系中,现将一块等腰直角三角板ABC放在第二象限,斜靠在两坐标轴上,点C为 (-1,0).如图17所示,B点在抛物线图象上,过点B作BD⊥x轴,垂足为D,且B点横坐标为-3.(1)求证:△BDC≌△COA;(2)求BC所在直线的函数关系式;(3)抛物线的对称轴上是否存在点P,使△ACP是以AC为直角边的直角三角形?若存在,求出所有点P的坐标;若不存在,请说明理由.
21、(2021 罗湖区校级模拟)如图,已知抛物线y=﹣x2+2x+3与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,点P是抛物线上一动点,连接PB,PC.(1)点A的坐标为 ,点B的坐标为 ;(2)如图1,当点P在直线BC上方时,过点P作PD上x轴于点D,交直线BC于点E.若PE=2ED,求△PBC的面积;(3)抛物线上存在一点P,使△PBC是以BC为直角边的直角三角形,求点P的坐标.
22、(2021春 望城区校级月考)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣3,0),B(1,0)两点,与y轴交于点C(0,3),连接AC,点P为第二象限抛物线上的动点.(1)求a、b、c的值;(2)连接PA、PC、AC,求△PAC面积的最大值;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在一点Q,使得△QAC为直角三角形,若存在,请求出所有符合条件的点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
23.(2021 长沙模拟)如图,抛物线y=ax2+bx过A(4,0),B(1,3)两点,点C、B关于抛物线的对称轴对称,过点B作直线BH⊥x轴,交x轴于点H.(1)求抛物线的表达式;(2)直接写出点C的坐标,并求出△ABC的面积;(3)点P是抛物线上一动点,且位于第四象限,当△ABP的面积为6时,求出点P的坐标;(4)若点M在直线BH上运动,点N在x轴上运动,是否存在以点C、M、N为顶点的三角形为等腰直角三角形?若存在,请直接写出此时点M的坐标,若不存在,请说明理由.
24、(2022 曾都区期末)如图,抛物线y=ax2+4x+c经过A(﹣3,﹣4),B(0,﹣1)两点,点P是y轴左侧且位于x轴下方抛物线上一动点,设其横坐标为m.(1)直接写出抛物线的解析式;(2)将线段AB绕点B顺时针旋转90°得线段BD(点D是点A的对应点),求点D的坐标,并判断点D是否在抛物线上;(3)过点P作PM⊥x轴交直线BD于点M,试探究是否存在点P,使△PBM是等腰三角形?若存在,求出点m的值;若不存在,说明理由.
25、(2021 建华区二模)综合与探究
如图,在平面直角坐标系中,直线y=﹣3x﹣3与x轴交于点A,与y轴交于点C.抛物线y=x2+bx+c经过A、C两点,且与x轴交于另一点B(点B在点A右侧).(1)求抛物线的解析式及点B坐标;(2)设该抛物线的顶点为点H,则S△BCH= ;(3)若点M是线段BC上一动点,过点M的直线ED平行y轴交x轴于点D,交抛物线于点E,求ME长的最大值及点M的坐标;(4)在(3)的条件下:当ME取得最大值时,在x轴上是否存在这样的点P,使得以点M、点B、点P为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,请直接写出所有点P的坐标;若不存在,请说明理由.
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专题1.6 二次函数图象中的存在性(探究)问题压轴专项训练(25题)
本专项训练卷共25题(解答题),题型针对性较高,覆盖面广,选题有深度,可强化学生对二次函数图象中的存在性问题的理解! 主要包含:二次函数中直角三角形存在性问题、二次函数中等腰三角形存在性问题、二次函数中平行四边形存在性问题、二次函数中特殊的平行四边形存在性问题等。
1.(2022·四川眉山·中考真题)在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点,(点在点的左侧),与轴交于点,且点的坐标为.
(1)求点的坐标;(2)如图1,若点是第二象限内抛物线上一动点,求点到直线距离的最大值;(3)如图2,若点是抛物线上一点,点是抛物线对称轴上一点,是否存在点使以,,,为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)(2)最大为(3)存在,的坐标为或(3,-16)或
【分析】(1)把点A的坐标代入,求出c的值即可;
(2)过作于点,过点作轴交于点,证明 是等腰直角三角形,得,当最大时,最大,,运用待定系数法求直线解析式为,设,,则,求得PH,再根据二次函数的性质求解即可;
(3)分①当AC为平行四边形ANMC的边,②当AC为平行四边形AMNC的边,③当AC为对角线三种情况讨论求解即可.
(1)
(1)∵点在抛物线的图象上,
∴
∴,
∴点的坐标为;
(2)过作于点,过点作轴交于点,如图:
∵,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵轴,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴当最大时,最大,
设直线解析式为,
将代入得,
∴,
∴直线解析式为,
设,,则,
∴,
∵,
∴当时,最大为,
∴此时最大为,即点到直线的距离值最大;
(3)存在.∵
∴抛物线的对称轴为直线,
设点N的坐标为(-2,m),点M的坐标为(x,)
分三种情况:①当AC为平行四边形ANMC的边时,如图,
∵A(-5,0),C(0,5),
∴,即
解得,x=3.
∴
∴点M的坐标为(3,-16)
②当AC为平行四边形AMNC的边长时,如图,
方法同①可得,,
∴
∴点M的坐标为(-7,-16);
③当AC为对角线时,如图,
∵A(-5,0),C(0,5),
∴线段AC的中点H的坐标为,即H()
∴,解得,。
∴
∴点M的坐标为(-3,8)
综上,点的坐标为:或(3,-16)或.
【点睛】本题是二次函数综合题,其中涉及到二次函数图象上点的坐标特征,二次函数图象与几何变换,二次函数的性质,平行四边形的判定与性质.熟知几何图形的性质利用数形结合是解题的关键.
2.(2022·湖北随州·中考真题)如图1,平面直角坐标系xOy中,抛物线与x轴分则点A和点,与y轴交于点C,对称轴为直线,且,P为抛物线上一动点.
(1)直接写出抛物线的解析式;(2)如图2,连接AC,当点P在直线AC上方时,求四边形PABC面积的最大值,并求出此时P点的坐标;(3)设M为抛物线对称轴上一动点,当P,M运动时,在坐标轴上是否存在点N,使四边形PMCN为矩形?若存在,直接写出点P及其对应点N的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2),P点的坐标为
(3)存在,,;,;,
【分析】(1)根据已知条件,列出方程组求出a,b,c的值即可;
(2)方法一:设,四边形PABC的面积,用m表示出S,并求出S的最大值与此时P点的坐标;
方法二:易知,,故直线AC的方程为,设,表示出PQ,并用x表示出△APC的面积,再表示出S,并求出S的最大值与此时P点的坐标;
(3)根据题目要求,分类讨论当当N在y轴上时;当N在x轴负半轴上时,设,用t表示出点P的坐标,解出t,写出点P及其对应点N的坐标.
(1)
解:∵,
∴,,
∵,对称轴为直线,,
∴,解得,
∴抛物线的解析式为:.
(2)
解:方法一:连接OP,
设,易知,,
∵,,
∴四边形PABC的面积,
∴
又∵,
∴
∴当时,,
∴此时P点的坐标为;
方法二:易知,,故直线AC的方程为
设,
∵过点P作PQ⊥x轴,交AC于点Q,
∴,
∵点P在AC上方,
∴,
∴
,
∴四边形PABC面积,
∴当时,S有最大值,
∴此时P点的坐标为.
(3)
存在点N.
①当N在y轴上时,
∵四边形PMCN为矩形,
此时,,;
②当N在x轴负半轴上时,如图所示,四边形PMCN为矩形,过M作y轴的垂线,垂足为D,过P作x轴的垂线,垂足为E,设,则,
∴,
∵四边形PMCN为矩形,
∴,,
∵,,
∴,
又∵,
∴,
∴,
又∵点M在对称轴上,,
∴,
∴,即,
∵,,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴P点的坐标为,
∵P点在抛物线上,
∴
解得,(舍),
∴,;
③当N在x轴正半轴上时,如图所示,四边形PMCN为矩形,过M作y轴的垂线,垂足为D,过P作x轴的垂线,垂足为E,设,则,
∴,
∵四边形PMCN为矩形时,
∴,,
∵,,
∴,
又∵,
∴,
∴,
又∵点M在对称轴上,,
∴,
∴,即,
∵,,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴P点的坐标为,
∵P点在抛物线上,
∴
解得(舍),,
∴,,
综上:,;,;,
【点睛】本题考查用待定系数法求二次函数、二次函数综合问题,矩形的性质与判定,二次函数图象上点的坐标特征等知识点的理解和掌握,综合运用这些性质进行计算是解此题的关键.
3.(2022·湖南娄底·中考真题)如图,抛物线与轴相交于点、点,与轴相交于点.
(1)请直接写出点,,的坐标;
(2)点在抛物线上,当取何值时,的面积最大?并求出面积的最大值.
(3)点是抛物线上的动点,作//交轴于点,是否存在点,使得以、、、为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请写出所有符合条件的点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),,;
(2),面积的最大值;
(3)存在,或或.
【分析】(1)令得到,求出x即可求得点A和点B的坐标,令,则即可求点C的坐标;
(2)过P作轴交BC于Q,先求出直线BC的解析式,根据三角形的面积,当平行于直线BC直线与抛物线只有一个交点时,点P到BC的距离最大,此时,的面积最大,利用三角形面积公式求解;
(3)根据点是抛物线上的动点,作//交轴于点得到,设,当点F在x轴下方时,当点F在x轴的上方时,结合点,利用平行四边形的性质来列出方程求解.
(1)
解:令,
则,
解得,,
∴,,
令,则,
∴;
(2)
解:过P作轴交BC于Q,如下图.
设直线BC为,将、代入得
,
解得,
∴直线BC为,
根据三角形的面积,当平行于直线BC直线与抛物线只有一个交点时,点P到BC的距离最大,此时,的面积最大,
∵,
∴ ,,
∴,
∵,
∴时,PQ最大为,
而,
∴的面积最大为;
(3)
解:存在.
∵点是抛物线上的动点,作//交轴于点,如下图.
∴,设.
当点F在x轴下方时,
∵,
即,
∴,
解得(舍去),,
∴.
当点F在x轴的上方时,令,
则 ,
解得,,
∴或.
综上所述,满足条件的点F的坐标为或或.
【点睛】本题是二次函数与平行四边形、二次函数与面积等问题的综合题,主要考查求点的坐标,平行四边形的性质,面积的表示,涉及方程思想,分类思想等.
4.(2022·四川泸州·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线经过,两点,直线与轴交于点.
(1)求,的值;
(2)经过点的直线分别与线段,直线交于点,,且与的面积相等,求直线的解析式;
(3)是抛物线上位于第一象限的一个动点,在线段和直线上是否分别存在点,,使,,,为顶点的四边形是以为一边的矩形?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),
(2)
(3)存在这样的点,点的坐标为或
【分析】(1)将点的坐标代入抛物线可得到关于的方程组,解方程组即可得;
(2)设直线的解析式为,从而可得点的坐标为,利用三角形的面积公式可得的面积为,再利用待定系数法求出直线的解析式,与直线的解析式联立可得点的坐标,从而可得的面积,然后根据与的面积相等建立方程,解方程可得的值,由此即可得出答案;
(3)先求出抛物线与轴的另一个交点坐标为,从而可设点的坐标为,点的坐标为,再分①以为一边的矩形是矩形和②以为一边的矩形是矩形两种情况,利用相似三角形的性质和矩形的性质将用表示出来,然后将点代入抛物线的解析式可求出的值,由此即可得出答案.
(1)
解:∵抛物线经过,两点,
∴,
解得.
(2)
解:由题意,设直线的解析式为,
当时,,即,,
则的面积为,
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,
则点的坐标为,
所以的面积为,
因为与的面积相等,
所以,
解得或(不符题意,舍去),
经检验,是所列分式方程的解,
所以直线的解析式为.
(3)
解:抛物线的对称轴为直线,
则抛物线与轴的另一个交点坐标为,即为,
,
,
设点的坐标为,点的坐标为,
由题意,分以下两种情况:
①如图,当以为一边的矩形是矩形时,
则,,
,
,
,
在和中,,
,
,即,
解得,
,
矩形的对角线互相平分,
,解得,
将点代入得:,
解得或,
当时,,符合题意,
当时,,不符题意,舍去,
则此时点的坐标为,
②如图,当以为一边的矩形是矩形时,过点作于点,
则,
同理可证:,
,即,
解得,
,
,
矩形的对角线互相平分,
,解得,
将点代入得:,
解得或(不符题意,舍去),
当时,,符合题意,
则此时点的坐标为,
综上,存在这样的点,点的坐标为或.
【点睛】本题考查了二次函数的几何应用、相似三角形的判定与性质、矩形的性质、一元二次方程的应用等知识点,较难的是题(3),正确分两种情况讨论,并找出相似三角形是解题关键.
5.(2021·湖北恩施土家族苗族自治州·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,四边形为正方形,点,在轴上,抛物线经过点,两点,且与直线交于另一点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)为抛物线对称轴上一点,为平面直角坐标系中的一点,是否存在以点,,,为顶点的四边形是以为边的菱形.若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由;
【答案】(1);(2)存在以点,,,为顶点的四边形是以为边的菱形,点的坐标为或或或;
【分析】(1)由题意易得,进而可得,则有,然后把点B、D代入求解即可;
(2)设点,当以点,,,为顶点的四边形是以为边的菱形时,则根据菱形的性质可分①当时,②当时,然后根据两点距离公式可进行分类求解即可;
【详解】解:(1)∵四边形为正方形,,
∴,,∴,∴OB=1,∴,
把点B、D坐标代入得:,
解得:,∴抛物线的解析式为;
(2)由(1)可得,抛物线解析式为,则有抛物线的对称轴为直线,
∵点D与点E关于抛物线的对称轴对称,∴,
∴由两点距离公式可得,
设点,当以点,,,为顶点的四边形是以为边的菱形时,则根据菱形的性质可分:
当时,如图所示:
∴由两点距离公式可得,即,解得:,
∴点F的坐标为或;
②当时,如图所示:
∴由两点距离公式可得,即,解得:,
∴点F的坐标为或;
综上所述:当以点,,,为顶点的四边形是以为边的菱形,点的坐标为或或或;
【点睛】本题主要考查二次函数的综合、菱形的性质及轴对称的性质,熟练掌握二次函数的综合、菱形的性质及轴对称的性质是解题的关键.
6.(2021·湖南湘西土家族苗族自治州·中考真题)如图,已知抛物线经过,两点,交轴于点.(1)求抛物线的解析式;(2)连接,求直线的解析式;(3)点为轴上一动点,在抛物线上是否存在一点,使得以、、、四点为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)直线的解析式为;(3)存在,或.
【分析】(1)把点A、B的坐标代入求解即可;(2)设直线的解析式为,然后把点B、C的坐标代入求解即可;(3)由题意可设点,然后可分①当AC为对角线时,②当AM为对角线时,③当AN为对角线时,进而根据平行四边形的性质及中点坐标公式可进行求解.
【详解】解:(1)∵抛物线经过,两点,
∴,解得:,∴抛物线的解析式为;
(2)由(1)可得抛物线的解析式为,
∵抛物线与y轴的交点为C,∴,
设直线的解析式为,把点B、C的坐标代入得:
,解得:,∴直线的解析式为;
(3)存在,理由如下:由题意可设点,,当以、、、四点为顶点的四边形是平行四边形,则可分:
①当AC为对角线时,如图所示:连接MN,交AC于点D,
∵四边形ANCM是平行四边形,∴点D为AC、MN的中点,
∴根据中点坐标公式可得:,即,解得:,∴;
②当AM为对角线时,同理可得:
,即,解得:,∴;
③当AN为对角线时,同理可得:,即,解得:,∴;
∴综上:当以、、、四点为顶点的四边形是平行四边形,点的坐标为或.
【点睛】本题主要考查二次函数的综合,熟练掌握二次函数的性质与图象是解题的关键.
7.(2021·山东淄博市·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于两点,与轴交于点,连接.
(1)若,求抛物线对应的函数表达式;
(2)在(1)的条件下,点位于直线上方的抛物线上,当面积最大时,求点的坐标;
(3)设直线与抛物线交于两点,问是否存在点(在抛物线上).点(在抛物线的对称轴上),使得以为顶点的四边形成为矩形?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1);(2);(3)当以为顶点的四边形成为矩形时,点,.
【分析】(1)由题意易得,则有,然后把点C的坐标代入求解即可;
(2)由(1)可得,,然后可求出线段BC的解析式为,过点P作PE∥y轴,交BC于点E,设,则有,进而可根据铅垂法进行求解点P的坐标;(3)由题意易得,抛物线的对称轴为,则可得,点F的横坐标为,①当以GB为矩形的对角线时,根据中点坐标公式可得点E的横坐标为,进而可得,,然后根据相似三角形可求解;②当以GB为矩形的对边时,最后分类求解即可.
【详解】解:(1)∵,∴,∵,∴,∴,
把点C的坐标代入得:,解得:,∴抛物线解析式为;
(2)由(1)可得抛物线解析式为,,,
设线段BC的解析式为,把点B、C代入得:
,解得:,∴线段BC的解析式为,
过点P作PE∥y轴,交BC于点E,如图所示:
设,则有,∴,
设的面积为S,由铅垂法可得△PCB的面积可以点B、C的水平距离为水平宽,PE为铅垂高,则有:
,∴当a=2时,S有最大值,∴点;
(3)存在,理由如下:
由题意可把点B的坐标代入直线得:,∴,
联立抛物线与直线BG的解析式得:,
解得:,∴,由抛物线可得对称轴为,
∴点F的横坐标为,
当以GB为矩形的对角线时,如图所示:
∴根据中点坐标公式可得点E的横坐标为,即为,
∴,
根据中点坐标公式可知,即,
∴,∴,
∵,且四边形是矩形,
∴点E、F分别落在x轴的两侧才能构成矩形,即,
分别作EH⊥x轴于点H,过点G、B作过点F与x轴平行的直线的垂线,分别交于点M、N,如图,
∴,
∵四边形是矩形,∴,
∴,
∴,∴,∴,
∴,
∵,∴,∴,即,
∴,解得:(负根舍去),∴,;
②当以GB为矩形的边时,不存在以点E、F、G、B顶点的四边形为矩形;
综上所述:当以为顶点的四边形成为矩形时,点,.
【点睛】本题主要考查二次函数的综合、矩形的性质及相似三角形的性质与判定,熟练掌握二次函数的综
合、矩形的性质及相似三角形的性质与判定是解题的关键.
8.(2021·内蒙古鄂尔多斯市·中考真题)如图,抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C.
(1)求A,B,C三点的坐标;(2)连接,直线与该抛物线交于点E,与交于点D,连接.当时,求线段的长;(3)点M在y轴上,点N在直线上,点P为抛物线对称轴上一点,是否存在点M,使得以C、M、N、P为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)A(-4,0),B(2,0),C(0,-8);(2);(3)存在,M、
【分析】(1)分别令x=0、y=0即可求出A,B,C三点的坐标;
(2)先求出AC解析式,用m表示出DE坐标,最后根据求出m的值即可;
(3)考虑到CM都在y轴上,根据CM为菱形的边和CM为菱形的对角线分两种情况讨论即可.
【详解】(1)令x=0得,∴C点坐标(0,-8)
令y=0得:解得:∴A(-4,0),B(2,0)
(2)设DE交x轴于F,
设AC解析式为,代入AC坐标得:
,解得∴AC解析式为
∵直线与该抛物线交于点E,与交于点D
∴ ∴
∵∴∴∴∴
解得∴
(3)抛物线对称轴为
∵点M在y轴上,点N在直线上,点P为抛物线对称轴上一点
∴设
当CM菱形的边时,则CM∥PN,CM=CN ∴N在对称轴上,即∴
∴解得
此时M点坐标为
当CM为菱形的对角线时,此时NP关于CM对称,即NP关于y轴对称
∴∴
∵菱形对角线互相垂直平分∴NP中点与CM中点是同一个点
∴解得此时M点坐标为
综上所述,存在M、使得以C、M、N、P为顶点的四边形是菱形.
【点睛】本题考查了二次函数的综合题:熟练掌握二次函数图象上点的坐标特征、二次函数的性质和菱形的性质;会利用相似三角形处理垂直.
9.(2021·内蒙古赤峰市·中考真题)如图,抛物线与x轴交于、两点,对称轴l与x轴交于点F,直线mAC,过点E作EH⊥m,垂足为H,连接AE、EC、CH、AH.
(1)抛物线的解析式为 ;(2)当四边形AHCE面积最大时,求点E的坐标;
(3)在(2)的条件下,连接EF,点P在x轴上,在抛物线上是否存在点Q,使得以F、E、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,请直接写出点Q的坐标;若不存在请说明理由.
【答案】(1);(2);(3)存在,符合题意的点坐标为或或
【分析】(1)利用待定系数法求抛物线解析式即可;
(2)先求抛物线与y轴交点,利用勾股定理求,利用待定系数法求直线的解析式,由,交于点,可得为定值,由,把,记为定值,再求;再利用二次函数的性质可得答案;
(3)当点Q在x轴上方抛物线上时,因为PF在x轴上,,点Q的纵坐标与E的纵坐标相同,当点Q在x轴下方抛物线上时,又四边形为平行四边形,Q与E的纵坐标互为相反数即可.
【详解】解:(1)∵抛物线与x轴交于、两点,
∴,解得,∴;故答案为;
(2)将代得,∴,
设直线的解析式为将,,得,解得,,∴,
∵,交于点,∴为定值,
∵,把,记为定值,
过点作轴,垂足为,交于点,
设,则,∴,
,
∴,∵,∴有最大值,此时,
将代入中,得;
(3)存在,符合题意的点坐标为或或;
当点Q在x轴上方抛物线上时,因为PF在x轴上,又∵,
∴点Q的纵坐标与E的纵坐标相同,∴y=,
∴,∴解得,
∵x=时为E点,∴,Q1(),
当点Q在x轴下方抛物线上时,∵PF在x轴上,
又∵四边形为平行四边形,∴Q与E的纵坐标互为相反数,
所以yQ=,∴,整理得,
△=,解得,∴Q2(),Q3(),
符合题意的点坐标为或或.
【点睛】本题考查待定系数法求抛物线解析式与直线解析,平行四边形面积,二次函数最值,与平行四边形性质,掌握待定系数法求抛物线解析式与直线解析,平行四边形面积,二次函数最值,与平行四边形性质是解题关键.
10.(2021·海南中考真题)已知抛物线与x轴交于两点,与y轴交于C点,且点A的坐标为、点C的坐标为.
(1)求该抛物线的函数表达式;(2)如图1,若该抛物线的顶点为P,求的面积;
(3)如图2,有两动点在的边上运动,速度均为每秒1个单位长度,它们分别从点C和点B同时出发,点D沿折线按方向向终点B运动,点E沿线段按方向向终点C运动,当其中一个点到达终点时,另一个点也随之停止运动.设运动时间为t秒,请解答下列问题:
①当t为何值时,的面积等于;②在点运动过程中,该抛物线上存在点F,使得依次连接得到的四边形是平行四边形,请直接写出所有符合条件的点F的坐标.
【答案】(1);(2)的面积为;(3)①当或时,;②点F的坐标为或.
【分析】(1)直接将两点坐标代入解析式中求出a和c的值即可;
(2)先求出顶点和B点坐标,再利用割补法,将所求三角形面积转化为与其相关的图形的面积的和差关系即可,如图,;
(3)①先求出BC的长和E点坐标,再分两种情况讨论,当点D在线段上运动时的情况和当点D在线段上运动情况,利用面积已知得到关于t的一元二次方程,解t即可;
②分别讨论当点D在线段上运动时的情况和当点D在线段上的情况,利用平行四边形的性质和平移的知识表示出F点的坐标,再代入抛物线解析式中计算即可.
【详解】(1)∵抛物线经过两点,
解得 该地物线的函数表达式为
(2)∵抛物线,∴抛物线的顶点P的坐标为.
,令,解得:,点的坐标为.
如图4-1,连接,则
的面积为.
(3)①∵在中,.当动点E运动到终点C时,另一个动点D也停止运动.
,∴在中,.
当运动时间为t秒时,,如图4-2,过点E作轴,垂足为N,则.
..∴点E的坐标为.
下面分两种情形讨论:i.当点D在线段上运动时,.
此时,点D的坐标为.
当时,.解得(舍去),..
ii.如图4-3,当点D在线段上运动时,,.
.
当时,解得.
又,.综上所述,当或时,
②如图4-4,当点D在线段上运动时,;∵,
当四边形ADFE为平行四边形时,AE可通过平移得到EF,
∵A到D横坐标加1,纵坐标加,∴,∴,
化简得:,∴,∴,∴;
如图4-5,当点D在线段上运动时,AE可通过平移得到EF,
∵,∵A到D横坐标加,纵坐标不变,
∴,∴∴,
因为,∴,∴,综上可得,F点的坐标为或.
【点睛】本题综合考查了抛物线的图像与性质、相似三角形的判定与性质、已知顶点坐标求三角形面积、平行四边形的判定与性质、平移的性质、勾股定理等内容,解决本题的关键是牢记相关概念与公式,本题对学生的综合思维能力、分析能力以及对学生的计算能力都要求较高,考查了学生利用平面直角坐标系解决问题的能力,本题蕴含了数形结合与分类讨论的思想方法等.
11.(2021·山东菏泽市·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线交轴于,两点,交轴于点.
(1)求该抛物线的表达式;(2)点为第四象限内抛物线上一点,连接,过点作交轴于点,连接,求面积的最大值及此时点的坐标;(3)在(2)的条件下,将抛物线向右平移经过点时,得到新抛物线,点在新抛物线的对称轴上,在坐标平面内是否存在一点,使得以、、、为顶点的四边形为矩形,若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
参考:若点、,则线段的中点的坐标为.
【答案】(1)该抛物线的表达式为:;(2)面积最大值为8,此时P点的坐标为:P(2,-6);(3)或或或
【分析】(1)将两个点分别代入抛物线可得关于a,b的二元一次方程组,可解得a,b;
(2)设出P、Q两点坐标,应用三角形相似,及三角形面积公式,代入化简可得一个二次函数,求其最大值即可;(3)抛物线的平移可确定抛物线解析式及对称轴,设出点E、F,应用中点坐标公式及矩形特点分成的三角形为直角三角形,可得出答案.
【详解】解:(1)将A(-1,0),B(4,0)代入抛物线可得:
,解得:,∴该抛物线的表达式为:;
(2)过点P作PN⊥x轴于点N,如图所示:
设且,,∴,,,
∵,∴,∴,即,
∴,∴,∴,
∵点在抛物线上,∴,∴,,
根据抛物线的基本性质:对称轴为在内,
∴在取得最大值,代入得:,
当时,,∴面积的最大值为8,此时点P的坐标为:.
(3)在(2)的条件下,原抛物线解析式为,将抛物线向右平移经过点,可知抛物线向右平移了个单位长度, ∴可得:,
化简得平移后的抛物线:,对称轴为:,
由(2)得:A(-1,0),,点E在对称轴上,∴设E(3,e),点F(m,n),矩形AEPF,
当以AP为矩形的对角线时,则AP的中点坐标为:,EF的中点坐标为:,
根据矩形的性质可得,两个中点坐标相同,可得:解得:
∵矩形AEPF,∴为直角三角形,∴,③
,,,
代入③化简可得:,④ ∴将②代入④可得:,化简得:,
根据判别式得:,∴,
∴或;当以AP为矩形的边时,如图所示:
过点P分别作PG⊥x轴于点G,PH∥x轴,过点F作PH的垂线,垂足为H,设抛物线的对称轴与x轴的交点为M,如图,∴,,AM=4,
∴,∵四边形是矩形,∴,AE=PF,
∴,
∴,∴,∴,
∵,∴,∴,
∴,∴FH=2,∵点,∴,
当以AP为矩形的边时,如图所示:
同理可得;综上所述:以、、、为顶点的四边形为矩形,或或或
【点睛】题目考查确定二次函数解析式及其基本性质、矩形的性质、勾股定理等,难点主要是依据图像确定各点、线段间的关系,得出答案.
12.(2021·内蒙古通辽市·中考真题)如图,抛物线交x轴于,两点,交y轴于点C,动点P在抛物线的对称轴上.(1)求抛物线的解析式;(2)当以P,B,C为顶点的三角形周长最小时,求点P的坐标及的周长;(3)若点Q是平面直角坐标系内的任意一点,是否存在点Q,使得以A,C,P,Q为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出所有符合条件的点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) ;(2) P点坐标为(1,2),的周长最小值为;(3) Q点坐标存在,为(2,2)或(4,)或(4,)或(,)或(,)
【分析】(1)将,代入即可求解;
(2)连接BP、CP、AP,由二次函数对称性可知,BP=AP,得到BP+CP=AP+CP,当C、P、A三点共线时,△PBC的周长最小,由此求出AC解析式,将P点横坐标代入解析式中即可求解;
(3)设P点坐标为(1,t),Q点坐标为(m,n),按AC为对角线,AP为对角线,AQ为对角线分三种情况讨论即可求解.
【详解】解:(1)将,代入二次函数表达式中,
∴ ,解得,∴二次函数的表达式为:;
(2)连接BP、CP、AP,如下图所示:
由二次函数对称性可知,BP=AP,∴BP+CP=AP+CP,
BC为定直线,当C、P、A三点共线时,有最小值为,此时的周长也最小,
设直线AC的解析式为:,代入,
∴,解得,∴直线AC的解析式为:,
二次函数的对称轴为,代入,得到,∴P点坐标为(1,2),
此时的周长最小值=;
(3)设P点坐标为(1,t),Q点坐标为(m,n),
分类讨论:情况一:AC为菱形对角线时,另一对角线为PQ,
此时由菱形对角互相平分知:AC的中点也必定是PQ的中点,
由菱形对角线互相垂直知:,
∴ ,解得,∴P点坐标为(1,1),对应的Q点坐标为(2,2);
情况二:AP为菱形对角线时,另一对角线为CQ,
同理有:,解得或,
∴P点坐标为(1,)或(1,),对应的Q点坐标为(4,)或(4,);
情况三:AQ为菱形对角线时,另一对角线为CP,
设P点坐标为(1,t),Q点坐标为(m,n),
同理有:,解得或,
∴P点坐标为(1,)或(1,),对应的Q点坐标为(-2,)或(-2,);
纵上所示,Q点坐标存在,为(2,2)或(4,)或(4,)或(,)或(,).
【点睛】本题考查了待定系数法求二次函数解析式,二次函数对称性求线段最值问题及菱形的存在性问题,本题第三问难度大一些,熟练掌握各图形的性质是解决本题的关键.
13.(2021·辽宁九年级其他模拟)如图,直线与x轴交于点A,与y轴交于点B,抛物线经过点A,B两点,与x轴负半轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;(2)点P在抛物线上,∠PBA=15°,求点P的横坐标;(3)点M在射线AB上,点N在射线AC上,∠BNM=30°,D在坐标平面内,当以B,D,M,N为顶点的四边形为菱形时,直接写出点D的坐标.
【答案】(1);(2)P点横坐标是或;(3)点D的坐标是(0,1)或或(0,-3)或或()
【分析】(1)求得A 、B两点坐标,再根据待定系数法求得解析式;
(2)分类讨论,当P在A点上方时和当P在A点下方时,延长PB交x轴交于E、F,根据几何性质分别求出E、F两点坐标,从而求得点P的横坐标;
(3)分别以BM、MN、BN为对角线,分类讨论,求出点D的坐标即可.
【详解】解:(1)令x=0,则y=3,∴B(0,3) 令y=0,则x=,∴A(,0)
∵抛物线经过点A,B两点 ∴解得:
∴抛物线的解析式是
(2)延长PB交x轴于E
tan∠OBA= ∴∠OBA=60°∴
∴∴AE=AB=6,OE=,∴E点坐标是(,0),
OF=OB=3,∴F点坐标是(3,0),设BE解析式为
∴n=3,()m+n=0,解得m=,n=3,∴BE解析式为
=解得∴设BF解析式为
∴n=3,3m+n=0,解得m=1,n=3,∴BF解析式为
=解得∴P点横坐标是或
(3)点D的坐标是(0,1)或或(0,-3)或或()
以BM为对角线,过点D作DE⊥y轴于点E,当M在B的右侧时,如下图:
∵∴
∵∴
∴∴∴
设,则, 在中,由勾股定理得,
即解得
M在B的左侧时,连接DN交BM于点P,如下图:
同上可以求得,,,,
,∴
∴,由勾股定理求得∴
以MN为对角线,M在B的右侧时,如下图:
∵∴M与A重合 根据对称,可以求得
M在B点的左侧时,过点D作DE垂直x轴于点E,如下图:∵∴
又∵∴∴∴,即N,O重合∴
在中,,求得,求得
以BN为对角线,M在B的右侧时,如下图:
由题意可知,∴点D在线段OB上,
设,则 ,即
求得,即 M在B的左侧时,如下图:
,∴
此时,以B,D,M,N为顶点的四边形不可能为菱形,
综上所述:点D的坐标是(0,1)或或(0,-3)或或()
【点睛】此题考查了二次函数的综合应用,涉及了待定系数法求解析式、一次函数与二次函数联立、二次函数与菱形的综合问题问题,熟练掌握二次函数以及菱形的几何性质是解题的关键.
14.(2021·黑龙江鹤岗市·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,的边在轴上,,且线段的长是方程的根,过点作轴,垂足为,,动点以每秒1个单位长度的速度,从点出发,沿线段向点运动,到达点停止.过点作轴的垂线,垂足为,以为边作正方形,点在线段上,设正方形与重叠部分的面积为,点的运动时间为秒.
(1)求点的坐标;(2)求关于的函数关系式,并写出自变量的取值范围;
(3)当点落在线段上时,坐标平面内是否存在一点,使以为顶点的四边形是平行四边形?若存在,直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2);(3)存在,或或
【分析】(1)由题意易得,进而可得,则有,然后问题可求解;
(2)由题意易得,则有,进而可得,然后根据梯形面积计算公式可求解;(3)由(2)及题意易得,则有,然后可得点,进而可分①以OM为平行四边形的对角线时,②以OA为平行四边形的对角线时,③以AM为平行四边形的对角线时,最后根据平行四边形的性质分类求解即可.
【详解】解:(1)由线段OA的长是方程的根,可得:,∴,
∵轴,,∴在Rt△AEB中,可由三角函数及勾股定理设,
∴,解得:,∴,∴,∴;
(2)由题意得:,则由(1)可得,
∵四边形是正方形,∴,∴,
∴,∴自变量t的范围为;
(3)存在,理由如下:由(2)可知:,,,∴,
∵MF∥OA,∴,∴,即,解得:,
∴,∴,∴,
①以OM为平行四边形的对角线时,如图所示:
∵四边形是平行四边形,∴,
∴,∴;
②以OA为平行四边形的对角线时,如图所示:
同理可得;
③以AM为平行四边形的对角线时,如图所示:
同理可得;综上所述:当以为顶点的四边形是平行四边形时,则点的坐标为或或.
【点睛】本题主要考查三角函数、平行四边形的性质、正方形的性质及相似三角形的性质与判定,熟练掌握三角函数、平行四边形的性质、正方形的性质及相似三角形的性质与判定是解题的关键.
15.(2021·湖南娄底市·中考真题)如图,在直角坐标系中,二次函数的图象与x轴相交于点和点,与y轴交于点C.
(1)求的值;
(2)点为抛物线上的动点,过P作x轴的垂线交直线于点Q.
①当时,求当P点到直线的距离最大时m的值;
②是否存在m,使得以点为顶点的四边形是菱形,若不存在,请说明理由;若存在,请求出m的值.
【答案】(1)b=,c=;(2)①;②不存在,理由见解析
【分析】(1)将A(-1,0),B(3,0)代入y=x2+bx+c,可求出答案;
(2)①设点P(m,m2-2m-3),则点Q(m,m),再利用二次函数的性质即可求解;
②分情况讨论,利用菱形的性质即可得出结论.
【详解】解:(1)∵抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于点A(-1,0),B(3,0),
∴,解得:,∴b=,c=;
(2)①由(1)得,抛物线的函数表达式为:y=x2,
设点P(m,m2-2m-3),则点Q(m,m),
∵0∵-1<0,∴当时,PQ有最大值,最大值为;
②∵抛物线的函数表达式为:y=x2-2x-3,∴C(0,-3),∴OB=OC=3,
由题意,点P(m,m2-2m-3),则点Q(m,m),
∵PQ∥OC,当OC为菱形的边,则PQ=OC=3,
当点Q在点P上方时,
∴PQ=,即,∴,解得或,
当时,点P与点O重合,菱形不存在,
当时,点P与点B重合,此时BC=,菱形也不存在;
当点Q在点P下方时,若点Q在第三象限,如图,
∵∠COQ=45°,根据菱形的性质∠COQ=∠POQ=45°,则点P与点A重合,
此时OA=1OC=3,菱形不存在,若点Q在第一象限,如图,
同理,菱形不存在,综上,不存在以点O、C、P、Q为顶点的四边形是菱形.
【点睛】本题是二次函数综合题,考查的是二次函数的性质,菱形的判定和性质等知识,其中,熟练掌握方程的思想方法和分类讨论的思想方法是解题的关键.
16.(2021·湖北九年级期末)如图,抛物线经过,两点,点是轴左侧且位于轴下方抛物线上一动点,设其横坐标为.(1)直接写出抛物线的解析式;(2)将线段绕点顺时针旋转得线段(点是点的对应点),求点的坐标,并判断点D是否在抛物线上;
(3)过点作轴交直线于点,试探究是否存在点,使是等腰三角形?若存在,求出点的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1);(2),点不在抛物线上;(3)存在点,使是等腰三角形,的值为或或
【分析】(1)代入点A、B的坐标即可求解.(2)可作轴于点轴于点,则易证从而可得线段长度,进而得到点的坐标,代入解析式即可判断是否在抛物线上.
(3)过点作轴交于点,可求直线解析式,要使是等腰三角形,分三种情况分别讨论得出结果即可.
【详解】解:(1)将,两点的坐标代入得
解得∴抛物线的解析式为:
作轴于点轴于点,如下图,
则易证
将x=-3代入得,∵点不在抛物线上.
过点作轴交于点,
设直线解析式为,则,解得
直线解析式为.
依题意
当时,则
解得(舍去),;
当时,则,解得(舍去),
当时,
轴,点的纵坐标为,
解得(舍去),.
综上所述:存在点,使是等腰三角形,的值为或或.
【点睛】本题考查二次函数图像和性质的实际应用,三角形全等的判定和性质,等腰三角形的性质,解题的关键是准确做出辅助线,并熟练运用分类讨论思想.
17.(2021·辽宁本溪市·中考真题)如图,抛物线与x轴交于点A和点,与y轴交于点,连接,,点P是抛物线第一象限上的一动点,过点P作轴于点D,交于点E.
(1)求抛物线的解析式;(2)如图1,作于点P,使,以,为邻边作矩形.当矩形的面积是面积的3倍时,求点P的坐标;
(3)如图2,当点P运动到抛物线的顶点时,点Q在直线上,若以点Q、A、B为顶点的三角形是锐角三角形,请直接写出点Q纵坐标n的取值范围.
【答案】(1)(2)(1,)或(3,3);(3)-<n<或<n<5.
【分析】(1)用待定系数法即可求解;(2)先求出直线AB的解析式,表示出P,E的坐标,故可表示出PE的长,再根据矩形是面积的3倍,得到方程,故可求解;
(3)当∠ABQ为直角时,求出直线BQ的解析式,得到n的值,当∠BQA为直角时,利用解直角三角形的方法求出此时n的值,同理求出当∠BAQ为直角时n的值,故可求解.
【详解】(1)把,代入解析式得解得
∴抛物线的解析式为
(2)对于,令y=0解得x=4或-1
∴A(4,0),则=2 设直线AB的解析式为y=px+q
把A(4,0),代入得,解得∴直线AB的解析式为
设P(x,),则E(x,)
∴矩形的面积==3解得x=1或3∴P点坐标为(1,)或(3,3);
(3)由可得其对称轴为x=,设Q点坐标为(,n)
①当∠ABQ为直角时,如图2-1
设BQ交x轴于点H,在Rt△ABO中,tan∠ABO=,
∵∠ABO+∠BAO=∠BAO+∠BHO=90°∴∠BHO =∠ABO∴tan∠BHO= tan∠ABO =
可设直线BQ的解析式为y=x+t,代入可得t=3∴直线BQ的解析式为y=x+3
当x=时,y=x+3=5故n=5;
②当∠BQA为直角时,如图2-2,过点Q作直线MN∥y轴于点N,交过点A与y轴的平行线于点M,
∵∠BQN+∠MQA=90°,∠MQA+∠MAQ=90°,∴∠BQN=∠MAQ
∴tan∠BQN=tan∠MAQ即,则解得n=
③当∠BAQ为直角时,同理可设直线AQ的解析式为y=x+h
代入A(4,0)得h=-∴直线AQ的解析式为y=x-
当x=时,y=x-=-故n=-;
综上,以点Q、A、B为顶点的三角形是锐角三角形,则△ABQ不为直角三角形,故点Q纵坐标n的取值范围为-<n<或<n<5.
【点睛】此题主要考查二次函数综合,解题的关键是熟知待定系数法、矩形的特点及面积公式、解直角三角形的方法及数形结合的特点.
18.(2021·陕西九年级专题练习)在平面直角坐标系中,现将一块等腰直角三角板ABC放在第二象限,斜靠在两坐标轴上,点C为 (-1,0).如图17所示,B点在抛物线图象上,过点B作BD⊥x轴,垂足为D,且B点横坐标为-3.(1)求证:△BDC≌△COA;(2)求BC所在直线的函数关系式;
(3)抛物线的对称轴上是否存在点P,使△ACP是以AC为直角边的直角三角形?若存在,求出所有点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)见解析;(2)(3)存在,P1(, )、P2(,)
【分析】(1)由等腰直角三角形的性质,平角定义,直角三角形两锐角的关系,可由AAS证得.
(2)求出点B的坐标,由点B、 C的坐标,用待定系数法可求BC所在直线的函数关系式.
(3)分点C为直角顶点和点A为直角顶点两种情况讨论即可.
【详解】解:(1)证明:∵∠BCD+∠ACO= 90°,∠ACO+∠OAC=90° , ∴∠BCD=∠OAC.
∵△ABC为等腰直角三角形 ,∴BC= AC.
在△BDC和△COA中,∠ BDC=∠COA=90°,∠BCD =∠OAC,BC=AC,
∴△BDC≌△COA(AAS).
(2)∵C点坐标为 (- 1,0),∴BD=CO =1.
∵B点横坐标为-3,∴B点坐标为 (-3,1).
设BC所在直线的函数关系式为y=kx +b,
∴ ,解得 .∴BC所在直线的函数关系式为y=-x-.
(3)存在 .
∵y=x2 +x-2= (x+)2x-,∴对称轴为直线x=-.
若以AC为直角边,点C为直角顶点,对称轴上有一点P1 ,使CP1⊥AC,
∵BC⊥AC,∴点P1 为直线BC与对轴称直线x=- 的交点.
由题意可得: , 解得, .∴P1(-,- ).
若以AC为直角边,点A为直角顶点,对称轴上有一点P2 ,使AP2⊥AC,
则过点A作A P2∥BC ,交对轴称直线x=-于点P2 ,
∵CD=OA,∴A( 0,2).
设直线AP2的解析式为:y=- x+m,把A(0 ,2)代入得m=2.
∴直线AP2的解析式为:y=- x+2.
由题意可得: ,解得, . ∴P2(-,).
∴P点坐标分别为P1(- ,-)、P2(- ,).
19.(2022·盘锦市双台子区第一中学九年级月考)如图,在平面直角坐标系中.直线y=﹣x+3与x轴交于点B,与y轴交于点C,抛物线y=-x2+bx+c经过B,C两点,与x轴负半轴交于点A.
(1)求抛物线的解析式;(2)点P(m,n)是抛物线上在第一象限内的一点,求四边形OCPB面积S关于m的函数表达式及S的最大值;(3)若M为抛物线的顶点,点Q在直线BC上,点N在直线BM上,Q,M,N三点构成以MN为底边的等腰直角三角形,直接写出点N的坐标.
【答案】(1)y=﹣x2+2x+3;(2)S=﹣(m﹣)2+,S有最大值是;(3)点N的坐标为(2,2)或(﹣1,8)
【分析】(1)先由直线BC的解析式求出点B、C的坐标,再利用待定系数法求得抛物线的解析式;
(2)过P作PE⊥x轴于E,利用面积和求出四边形OCPB的面积S,并配方化成顶点式,求其最值即可;
(3)先将抛物线化为顶点式,可求得点M坐标,根据待定系数法求出直线BM的解析式,利用解析式分别表示出点N、Q的坐标,分两种情况①当点N在射线MB上时;②当点N在射线BM上时,分别求得点N坐标即可.
【详解】解:(1)当x=0时,y=3,∴C(0,3),,当y=0时,由﹣x+3=0得:x=3,∴B(3,0),
将B(3,0)、C(0,3)代入y=-x2+bx+c中,得:,解得:,
∴抛物线的解析式y=﹣=﹣x2+2x+3;
(2)如图1,过P作PE⊥x轴于E,
∵P(m,n)且点P在第一象限,∴OE=m,BE=3﹣m,PE=n,
S=S梯形COEP+S△PEB=OE(PE+OC)+BE PE,=m(n+3)+n(3﹣m),=m+n,
∵n=﹣m2+2m+3,∴S=m+(﹣m2+2m+3)=﹣m2+m+=﹣(m﹣)2+,
当m=时,S有最大值是;
(3)y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,∴M(1,4),设直线BM的解析式为:y=kx+b,
把B(3,0),M(1,4)代入得:,解得:,
∴直线BM的解析式为:y=﹣2x+6,设N(a,﹣2a+6),Q(n,﹣n+3),
分两种情况:①当N在射线MB上时,如图2,
过Q作EF∥y轴,分别过M、N作x轴的平行线,交EF于E、F,
∵△EQN是等腰直角三角形,∴MQ=QN,∠MQN=90°,∴∠EQM+∠FQN=90°,
∵∠EQM+∠EMQ=90°,∴∠FQN=∠EMQ,
∵∠QEM=∠QFN=90°,∴△EMQ≌△FQN,∴EM=FQ,EQ=FN,
∴解得:,
当a=2时,y=﹣2a+6=﹣2×2+6=2,∴N(2,2),
②当N在射线BM上时,如图3,同理作辅助线,得△ENQ≌△FQM,
∴EN=FQ,EQ=FM,∴,解得:,
当a=﹣1时,y=﹣2a+6=﹣2×(﹣1)+6=8,∴N(﹣1,8),
综上所述,点N的坐标为(2,2)或(﹣1,8).
【点睛】本题考查的是二次函数的综合题,涉及二次函数与几何最值、动态问题、待定系数法求二次函数的解析式、求一次函数的解析式、二次函数的图象与性质、等腰直角三角形的性质、解二元一次方程全等三角形的判定与性质等知识,难度较难,解答的关键是认真审题,分析图形,寻找相关联信息,借助做辅助线,利用数形结合和分类讨论的思想方法进行推理、探究和计算.
20.(2021·山东八年级期中)在平面直角坐标系中,现将一块等腰直角三角板ABC放在第二象限,斜靠在两坐标轴上,点C为 (-1,0).如图17所示,B点在抛物线图象上,过点B作BD⊥x轴,垂足为D,且B点横坐标为-3.(1)求证:△BDC≌△COA;(2)求BC所在直线的函数关系式;(3)抛物线的对称轴上是否存在点P,使△ACP是以AC为直角边的直角三角形?若存在,求出所有点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)见解析;(2)(3)存在,P1(, )、P2(,)
【分析】(1)由等腰直角三角形的性质,平角定义,直角三角形两锐角的关系,可由AAS证得。
(2)求出点B的坐标,由点B、C的坐标,用待定系数法可求BC所在直线的函数关系式。
(3)分点C为直角顶点和点A为直角顶点两种情况讨论即可。
【详解】解:(1)证明:∵∠BCD+∠ACO=90°,∠ACO+∠OAC=90°,
∴∠BCD=∠OAC。
∵△ABC为等腰直角三角形 ,∴BC=AC。
在△BDC和△COA中,∠BDC=∠COA=90°,∠BCD=∠OAC,BC=AC,
∴△BDC≌△COA(AAS)。
(2)∵C点坐标为 (-1,0),∴BD=CO=1。
∵B点横坐标为-3,∴B点坐标为 (-3,1)。
设BC所在直线的函数关系式为y=kx+b,
∴,解得。∴BC所在直线的函数关系式为y=-x-。
(3)存在 。
∵y=x2+x-2=(x+)2x-,∴对称轴为直线x=-。
若以AC为直角边,点C为直角顶点,对称轴上有一点P1,使CP1⊥AC,
∵BC⊥AC,∴点P1为直线BC与对轴称直线x=-的交点。
由题意可得:, 解得,。∴P1(-,-)。
若以AC为直角边,点A为直角顶点,对称轴上有一点P2,使AP2⊥AC,
则过点A作A P2∥BC,交对轴称直线x=-于点P2,
∵CD=OA,∴A(0,2)。
设直线AP2的解析式为:y=-x+m,把A(0,2)代入得m=2。
∴直线AP2的解析式为:y=-x+2。
由题意可得:,解得,。∴P2(-,)。
∴P点坐标分别为P1(-,-)、P2(-,)。
21、(2021 罗湖区校级模拟)如图,已知抛物线y=﹣x2+2x+3与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,点P是抛物线上一动点,连接PB,PC.
(1)点A的坐标为 ,点B的坐标为 ;
(2)如图1,当点P在直线BC上方时,过点P作PD上x轴于点D,交直线BC于点E.若PE=2ED,求△PBC的面积;
(3)抛物线上存在一点P,使△PBC是以BC为直角边的直角三角形,求点P的坐标.
【解题思路】(1)根据抛物线解析式令y=0求出A,B的坐标即可;
(2)先求得点C的坐标,再用待定系数法求得直线BC的解析式;由PE=2ED可得PD=3ED,设P(m,﹣m2+2m+3),则E(m,﹣m+3),用含m的式子表示出PD和DE,根据PD=3ED得出关于m的方程,解得m的值,则可得PE的长,然后按照三角形的面积公式计算即可;
(3)分两种情况:①点C为直角顶点;②点B为直角顶点.过点C作直线P1C⊥BC,交抛物线于点P1,连接P1B,交x轴于点D;过点B作直线BP2⊥BC,交抛物线于点P2,交y轴于点E,连接P2C,分别求得直线P1C和直线BP2的解析式,将它们分别与抛物线的解析式联立,分别解方程组,即可求得点P的坐标.
【解答过程】解:(1)令抛物线y=0,则﹣x2+2x+3=0,
解得:x1=﹣1,x2=3,
∴A(﹣1,0),B(3,0);
故答案为:(﹣1,0),(3,0);
(2)在y=﹣x2+2x+3中,
当x=0时,y=3,
∴C(0,3).
设直线BC的解析式为y=kx+b,
将B(3,0),C(0,3)代入,得:
,
解得,
∴直线BC的解析式为y=﹣x+3,
若PE=2ED,则PD=3ED,
设P(m,﹣m2+2m+3),
∵PD⊥x轴于点D,
∴E(m,﹣m+3),
∴﹣m2+2m+3=3(﹣m+3),
∴m2﹣5m+6=0,
解得m1=2,m2=3(舍),
∴m=2,
此时P(2,3),E(2,1),
∴PE=2,
∴S△PBCPE OB2×3=3.
∴△PBC的面积为3;
(3)∵△PBC是以BC为直角边的直角三角形,
∴有两种情况:
①点C为直角顶点,如图,过点C作直线P1C⊥BC,交抛物线于点P1,连接P1B,交x轴于点D,
∵B(3,0),C(0,3),
∴OB=OC=3,
∴∠BCO=∠OBC=45°.
∵P1C⊥BC,
∴∠DCB=90°,
∴∠DCO=45°,
又∵∠DOC=90°,
∴∠ODC=45°=∠DCO,
∴OD=OC=3,
∴D(﹣3,0),
∴直线P1C的解析式为y=x+3,
联立,
解得或(舍);
∴P1(1,4);
②点B为直角顶点,
如图,过点B作直线BP2⊥BC,交抛物线于点P2,交y轴于点E,连接P2C,
∵P1C⊥BC,BP2⊥BC,
∴P1C∥BP2,
∴设直线BP2的解析式为y=x+b,
将B(3,0)代入,得0=3+b,
∴b=﹣3,
∴直线BP2的解析式为y=x﹣3,
联立,
解得或(舍),
∴P2(﹣2,﹣5).
综上,点P的坐标为(1,4)或(﹣2,﹣5).
22、(2021春 望城区校级月考)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣3,0),B(1,0)两点,与y轴交于点C(0,3),连接AC,点P为第二象限抛物线上的动点.(1)求a、b、c的值;(2)连接PA、PC、AC,求△PAC面积的最大值;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在一点Q,使得△QAC为直角三角形,若存在,请求出所有符合条件的点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【解题思路】(1)根据抛物线与x轴的交点坐标,设成抛物线解析式,再将点C坐标代入求解,即可得出结论;
(2)先求出直线AC的解析式,设出点P坐标,表示出点Q坐标,再用三角形的面积公式,得出函数关系式,即可得出结论;
(3)运用配方法求出抛物线对称轴,设点Q(﹣1,n),根据A(﹣3,0),C(0,3),可运用勾股定理分别求出:AC2,CQ2,AQ2,由于△QAC为直角三角形,可以分三种情况:∠CAQ=90°或∠ACQ=90°或∠AQC=90°,对每种情况运用勾股定理列方程求解即可.
【解答过程】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c经过A(﹣3,0),B(1,0),C(0,3)三点
∴,
解得:
∴a=﹣1,b=﹣2,c=3;
(2)如图1,
过点P作PE∥y轴,交AC于E,
∵A(﹣3,0),C(0,3),
∴直线AC的解析式为y=x+3,
由(1)知,抛物线的解析式为y=﹣x2﹣2x+3,
设点P(m,﹣m2﹣2m+3),则E(m,m+3),
∴S△ACPPE (xC﹣xA)[﹣m2﹣2m+3﹣(m+3)]×(0+3)(m2﹣3m)(m)2,
∴当m时,S△PAC最大;
(3)存在,点Q的坐标为:(﹣1,﹣2)或(﹣1,4)或(﹣1,)或(﹣1,).
如图2,∵A(﹣3,0),C(0,3),
∴OA=OC=3,
∴AC2=OA2+OC2=32+32=18,
∵y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4,
∴抛物线对称轴为x=﹣1,
设点Q(﹣1,n),
则AQ2=[﹣1﹣(﹣3)]2+n2=n2+4,CQ2=[0﹣(﹣1)]2+(n﹣3)2=n2﹣6n+10,
∵△QAC为直角三角形,
∴∠CAQ=90°或∠ACQ=90°或∠AQC=90°,
①当∠CAQ=90°时,根据勾股定理,得:AQ2+AC2=CQ2,
∴n2+4+18=n2﹣6n+10,
解得:n=﹣2,
∴Q1(﹣1,﹣2);
②当∠ACQ=90°时,根据勾股定理,得:CQ2+AC2=AQ2,
∴n2﹣6n+10+18=n2+4,
解得:n=4,
∴Q2(﹣1,4);
③当∠AQC=90°时,根据勾股定理,得:CQ2+AQ2=AC2,
∴n2﹣6n+10+n2+4=18,
解得:n1,n2,
∴Q3(﹣1,),Q4(﹣1,);
综上所述,点Q的坐标为:(﹣1,﹣2)或(﹣1,4)或(﹣1,)或(﹣1,).
23.(2021 长沙模拟)如图,抛物线y=ax2+bx过A(4,0),B(1,3)两点,点C、B关于抛物线的对称轴对称,过点B作直线BH⊥x轴,交x轴于点H.
(1)求抛物线的表达式;(2)直接写出点C的坐标,并求出△ABC的面积;
(3)点P是抛物线上一动点,且位于第四象限,当△ABP的面积为6时,求出点P的坐标;
(4)若点M在直线BH上运动,点N在x轴上运动,是否存在以点C、M、N为顶点的三角形为等腰直角三角形?若存在,请直接写出此时点M的坐标,若不存在,请说明理由.
【解题思路】(1)利用待定系数法解决问题即可;
(2)求出抛物线的对称轴,再根据对称性求出点C的坐标即可解决问题;
(3)设点P(m,﹣m2+4m),根据S△ABP=S△ABH+S梯形AHDP﹣S△PBD,建立方程求解即可;
(4)分别以点C、M、N为直角顶点分三类进行讨论,利用全等三角形和勾股定理ON的长即可.
【解答过程】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx过A(4,0),B(1,3)两点,
∴,
解得:,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+4x.
(2)如图1,
∵y=﹣x2+4x=﹣(x﹣2)2+4,
∴对称轴为直线x=2,
∵B,C关于对称轴对称,B(1,3),
∴C(3,3),
∴BC=2,
∴S△ABC2×3=3.
(3)如图1,设点P(m,﹣m2+4m),
根据题意,得:BH=AH=3,HD=m2﹣4m,PD=m﹣1,
∴S△ABP=S△ABH+S梯形AHDP﹣S△PBD,
∴63×3(3+m﹣1)×(m2﹣4m)(m﹣1)×(3+m2﹣4m),
解得:m1=0,m2=5,
∵点P是抛物线上一动点,且位于第四象限,
∴m>0,
∴m=5,﹣m2+4m=﹣52+4×5=﹣5,
∴P(5,﹣5);
(4)点M在直线BH上,点N在x轴上,△CMN为等腰直角三角形时,分三类情况讨论:
①以点M为直角顶点且M在x轴上方时,如图2,CM=MN,∠CMN=90°,
∵∠CBM=∠MHN=90°,
∴∠CMB+∠NMH=∠NMH+∠MNH=90°,
∴∠CMB=∠MNH,
∴△CBM≌△MHN(AAS),
∴BC=MH=2,BM=HN=3﹣2=1,
∴M(1,2);
②以点M为直角顶点且M在x轴下方时,如图3,
过点C作CD∥y轴,过点N作NE∥y轴,过点M作DE∥x轴交CD于点D,交NE于E,
∵∠CMN=∠CDM=∠MEN=90°,CM=MN,
∴∠CMD+∠NME=∠NME+∠MNE=90°,
∴∠CMD=∠MNE,
∴△NEM≌△MDC(AAS),
∴NE=MD=BC=2,EM=CD=5,
∵∠ENH=∠NEM=∠NHM=90°,
∴四边形EMHN是矩形,
∴HM=NE=2,
∴M(1,﹣2);
③以点N为直角顶点且N在y轴左侧时,如图4,CN=MN,∠MNC=90°,
过点M作ME∥x轴,过点N作EN∥y轴交CB的延长线于D,
同理可得:△NEM≌△CDN(AAS),
∴ME=DN=3,NE=CD=HM=5,
∴M(1,﹣5);
④以点N为直角顶点且N在y轴右侧时,如图5,
过点M作ME∥x轴,过点N作NE∥y轴交BC延长线于D,
同理可得:△NEM≌△CDN(AAS),
∴ME=DN=NH=3,NE=CD=3﹣2=1,
∴HM=NE=1,∴M(1,﹣1);
⑤以C为直角顶点时,不能构成满足条件的等腰直角三角形;
综上所述,当△CMN为等腰直角三角形时,M点坐标为(1,2)或(1,﹣2)或(1,﹣5)或(1,﹣1).
24、(2022 曾都区期末)如图,抛物线y=ax2+4x+c经过A(﹣3,﹣4),B(0,﹣1)两点,点P是y轴左侧且位于x轴下方抛物线上一动点,设其横坐标为m.(1)直接写出抛物线的解析式;(2)将线段AB绕点B顺时针旋转90°得线段BD(点D是点A的对应点),求点D的坐标,并判断点D是否在抛物线上;(3)过点P作PM⊥x轴交直线BD于点M,试探究是否存在点P,使△PBM是等腰三角形?若存在,求出点m的值;若不存在,说明理由.
【解题思路】(1)根据待定系数法即可求出抛物线的解析式;
(2)作辅助线构造一线三垂直模型,在证明三角形全等即可求出点D的坐标,把点D的坐标带入解析式即可判断点D是否在抛物线上;
(3)先写出点P,M,B的坐标,由(2)得出∠BMP=45°,分∠BMP是顶角和底角两种情况讨论即可.
【解答过程】解:(1)把点A(﹣3,﹣4),B(0,﹣1)带入解析式y=ax2+4x+c,
得,
解得,
∴y=x2+4x﹣1;
(2)如图,作AC⊥y轴于点C,作DH⊥y轴于点H,
∵∠CAB+∠ABC=90°,∠HBD+∠ABC=90°,
∴∠CAB=∠HBD,
在△ABC和△DBH中,
,
∴△ABC≌△DBH(AAS),
∴HB=AC=3,DH=BC=3,
∴OH=2,
∴D(﹣3,2),
把D(﹣3,2)代入y=x2+4x﹣1中,
得(﹣3)2+4×(﹣3)﹣1=﹣4≠2,
∴点D不在抛物线上;
(3)存在点P,
∵D(﹣3,2),B(0,﹣1),
∴直线BD的解析式为y=﹣x﹣1,
设P(m,m2+4m﹣1),则M(m,﹣m﹣1),
由(2)知:∠BMP=45°,
当△PBM是等腰三角形,且45°为底角时,
有∠MBP=90°或∠MPB=90°,
若∠MBP=90°,则P与A重合,即m=﹣3,
若∠MPB=90°,则PB∥x轴,即P的纵坐标为﹣1,
∴m2+4m﹣1=﹣1,
解得m=0(舍)或m=﹣4,
∴m=﹣4,
若45°为顶角,
即MP=MB,
∵MP=﹣m﹣1﹣m2﹣4m+1=﹣m2﹣5m,MB,
∴﹣m2﹣5mm,
解得m=﹣5(舍)或m=﹣5,
∴m的值为﹣3,﹣4,﹣5.
25、(2021 建华区二模)综合与探究
如图,在平面直角坐标系中,直线y=﹣3x﹣3与x轴交于点A,与y轴交于点C.抛物线y=x2+bx+c经过A、C两点,且与x轴交于另一点B(点B在点A右侧).(1)求抛物线的解析式及点B坐标;(2)设该抛物线的顶点为点H,则S△BCH= ;(3)若点M是线段BC上一动点,过点M的直线ED平行y轴交x轴于点D,交抛物线于点E,求ME长的最大值及点M的坐标;(4)在(3)的条件下:当ME取得最大值时,在x轴上是否存在这样的点P,使得以点M、点B、点P为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,请直接写出所有点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【解题思路】(1)由直线y=﹣3x﹣3与x轴交于点A,与y轴交于点C,得A(﹣1,0)、C(0,﹣3),将A(﹣1,0)、C(0,﹣3)代入y=x2+bx+c,列方程组求b、c的值及点B的坐标;
(2)设抛物线的对称轴交BC于点F,求直线BC的解析式及抛物线的顶点坐标,再求出点F的坐标,推导出S△BCHFH OB,可求出△BCH的面积;
(3)设点E的横坐标为x,用含x的代数式表示点E、点M的坐标及线段ME的长,再根据二次函数的性质求出线段ME的最大值及点M的坐标;
(4)在x轴上存在点P,使以点M、B、P为顶点的三角形是等腰三角形.由(3)得D(,0),M(,),由勾股定理求出OM=BM,由等腰三角形PBM的腰长为或求出OP的长即可得到点P的坐标.
【解答过程】解:(1)∵直线y=﹣3x﹣3与x轴、y轴分别交于点A、C,
∴A(﹣1,0),C(0,﹣3),
∵抛物线y=x2+bx+c经过点A(﹣1,0),C(0,﹣3),
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3.
当y=0时,由x2﹣2x﹣3=0,得x1=﹣1,x2=3,
∴B(3,0).
(2)设抛物线的对称轴交BC于点F,交x轴于点G.
设直线BC的解析式为y=kx﹣3,则3k﹣3=0,解得k=1,
∴y=x﹣3;
∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
∴抛物线的顶点H(1,﹣4),
当x=1时,y=1﹣3=﹣2,
∴F(1,﹣2),
∴FH=﹣2﹣(﹣4)=2,
∴S△BCHFH OGFH BGFH OB2×3=3.
故答案为:3.
(3)设E(x,x2﹣2x﹣3)(0<x<3),则M(x,x﹣3),
∴ME=x﹣3﹣(x2﹣2x﹣3)=﹣x2+3x=﹣(x)2,
∴当x时,ME最大,此时M(,).
(4)存在.
如图3,由(2)得,当ME最大时,则D(,0),M(,),
∴DO=DB=DM;
∵∠BDM=90°,
∴OM=BM.
点P1、P2、P3、P4在x轴上,
当点P1与原点O重合时,则P1M=BM,P1(0,0);
当BP2=BM时,则OP2=3,
∴P2(,0);
当点P3与点D重合时,则P3M=P3B,P3(,0);
当BP4=BM时,则OP4=3,
∴P4(,0).
综上所述,P1(0,0),P2(,0),P3(,0),P4(,0).
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