2023-2024学年苏科版九年级数学《5.5用二次函数解决问题》提优训练3(几何图形问题)(含答案卷)

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名称 2023-2024学年苏科版九年级数学《5.5用二次函数解决问题》提优训练3(几何图形问题)(含答案卷)
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资源类型 教案
版本资源 苏科版
科目 数学
更新时间 2023-12-02 18:24:20

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2023-2024学年苏科版九年级数学《5.5用二次函数解决问题》提优训练3(几何图形问题)
(时间:90分钟 满分:120分)
一.选择题(30分)
1.如图,△ABC为直角三角形,∠C=90°,BC=2cm,∠A=30°,四边形DEFG为矩形,DE=2 cm,EF=6cm,且点C、B、E、F在同一条直线上,点B与点E重合.Rt△ABC以每秒1cm的速度沿矩形DEFG的边EF向右平移,当点C与点F重合时停止.设Rt△ABC与矩形DEFG的重叠部分的面积为ycm2,运动时间xs.能反映ycm2与xs之间函数关系的大致图象是(  )
A.B.C.D.
2.如图,正△ABC的边长为4,点P为BC边上的任意一点(不与点B、C重合),且∠APD=60°,PD交AB于点D.设BP=x,BD=y,则y关于x的函数图象大致是(  )
A.B.C.D.
3.如图,动点P从点A出发,沿线段AB运动至点B后,立即按原路返回,点P在运动过程中速度大小不变,则以点A为圆心,线段AP长为半径的圆的面积S与点P的运动时间t之间的函数图象大致为(  )
A.B.C.D.
4.抛物线y=ax2+bx+1的顶点为D,与x轴正半轴交于A、B两点,A在B左,与y轴正半轴交于点C,当△ABD和△OBC均为等腰直角三角形(O为坐标原点)时,b的值为( )
A.2 B.﹣2或﹣4 C.﹣2 D.﹣4
第4题图 第5题图 第6题图 第7题图
5.如图,在Rt△ABO中,AB⊥OB,且AB=OB=3,设直线x=t截此三角形所得的阴影部分的面积为S,则S与t之间的函数关系式为( )
A.S=t(06.如图1,在中,,已知点P在直角边AB上,以的速度从点A向点B运动,点Q在直角边BC上,以的速度从点B向点C运动.若点P,Q同时出发,当点P到达点B时,点Q恰好到达点C处.图2是的面积与点P的运动时间之间的函数关系图像(点M为图像的最高点),根据相关信息,计算线段AC的长为( )
A. B. C. D.
7.如图1,在矩形ABCD中,点E,F,G分别是边AD,BC,AB的中点,连结EF,,点H是EF上一动点,设FH的长为x,GH与BH长度的和为y.图2是y关于x的函数图象,点P为图象上的最低点,则函数图象的右端点Q的坐标为( )
A. B. C. D.
8.如果△ABC和△DEF都是边长为2的等边三角形,他们的边BC,EF在同一条直线l上,点C,E重合,现将△ABC沿着直线l向右移动,直至点B与点F重合时停止移动,在此过程中,设点B移动的距离为x,两个三角形重叠部分的面积为y,则y随x变化的函数图像大致为( )
A.B.C.D.
9.如图,正方形ABCD的边长为8cm,动点E从点C出发沿边CB向终点B以2cm/s的速度运动,同时动点F从点C出发沿边CD向终点D以1cm/s的速度运动.设运动时间为,当时,以CE,CF为边作矩形CFHE,设正方形ABCD去掉矩形CFHE后剩余部分的面积为(cm2),则y与x之间的函数关系图象大致是( )
A.B.C.D.
10.如图,四边形是菱形,边长为4,,垂直于的直线从点A出发,沿AD方向以每秒1个单位长度的速度向右平移,设直线EF与菱形的两边分别交于点E,F(点E在点F的上方),若的面积为y,直线的运动时间为x秒(),则能大致反映y与x的函数关系的图象是( )
A.B.C.D.
二.填空题(30分)
11.如图,正△ABC中,点P为BC边上的任意一点(不与点B,C重合),且∠APD= 60° ,PD交边AB于点D.设BP= x ,BD= y ,右图为y关于x的函数大致图象,下列判断中正确的是_____.
①正△ABC中边长为4;②图象的函数表达式是 ,其中 0<x<4;③ m=1
第11题图 第12题图 第13题图
12.如图,在Rt△ABO中,∠AOB=90°,AO+BO=5,延长AO到C,使OC=3,延长BO到D,使OD=4,连接BC、CD、DA,则四边形ABCD面积的最大值为 .
13.矩形ABCD中,点P从点A出发,沿AB边以每秒1个单位的速度向B点运动,至B点停止;同时点Q也从A点出发,以同样的速度沿A-D-C-B的路径运动,至B点停止,在此过程中△APQ的面积y与运动时间t的函数关系图象如图所示,则m的值为
14.如图,△ABC是直角三角形,∠A=90°,AB=8 cm,AC=6 cm,点P从点A出发,沿AB方向以2 cm/s的速度向点B运动;同时点Q从点A出发,沿AC方向以1 cm/s的速度向点C运动,其中一个动点到达终点,另一个动点也停止运动,则△APQ的最大面积是_______cm2.
第14题图 第15题图 第16题图 第17题图
15.如图,二次函数y=-x2+2x+m的图象与x轴的一个交点为A(3,0),另一个交点为B,且与y轴交于点C.若该二次函数图象上有一点D(x,y),使S△ABD=S△ABC,则D点的坐标为____________________.
16.如图,在平面直角坐标系中,P是抛物线y=-x2+3x上一点,且在x轴上方,过点P分别向x轴、y轴作垂线,得到矩形PMON.若矩形PMON的周长随点P的横坐标m增大而增大,则m的取值范围是_________.
17.如图,在平面直角坐标系中,正方形ABCD的顶点A、B的坐标分别为(0,2)、(1,0),顶点C在函数y=x2+bx-1的图象上,将正方形ABCD沿x轴正方向平移后得到正方形A′B′C′D′,点D的对应点D′落在抛物线上,则点D与其对应点D′之间的距离为 ______.
18. 如图,点A1、A2、A3、…、An在抛物线y=x2图象上,点B1、B2、B3、…、Bn在y轴上,若△A1B0B1、△A2B1B2、…、△AnBn-1Bn都为等腰直角三角形(点B0是坐标原点),则△A2023B2022B2023的腰长=___
第18题图 第19题图 第20题图
19.如图,在中,,,,动点从点开始沿边向以2的速度移动(不与点重合),动点从点开始沿边向以4的速度移动(不与点重合).如果、分别从、同时出发,那么经过______秒,四边形的面积最小.
20.如图,正方形 的一个顶点与原点 重合, 与 轴的正半轴的夹角为15°,点 在抛物线 的图象上,则 的长为   .
三.解答题(60分)
21.(8分)如图,在平面直角坐标系中,已知OA=12cm,OB=6cm,点P从O点开始沿OA边向点A以1cm/s的速度移动:点Q从点B开始沿BO边向点O以1cm/s的速度移动,如果P、Q同时出发,用t(s)表示移动的时间(0≤t≤6),那么:
(1)设△POQ的面积为y,求y关于t的函数解析式。
(2)当△POQ的面积最大时,△POQ沿直线PQ翻折后得到△PCQ,试判断点C是否落在直线AB上,并说明理由。
22.(8分)已知,如图,抛物线y=﹣x2+bx+c经过直线y=﹣x+3与坐标轴的两个交点A,B,此抛物线与x轴的另一个交点为C,抛物线的顶点为D.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)若点M为抛物线上一动点,是否存在点M,使△ACM与△ABC的面积相等?若存在,求点M的坐标;若不存在,请说明理由.
23、(8分)如图,已知在平面直角坐标系xOy中,四边形OABC是矩形,点A、C分别在x轴和y轴上,A(3,0),C(0,).D是BC的中点,M是线段OC上的点且OM=OC,点P是线段OM上一个动点,经过P、D、B三点的抛物线交x轴的正半轴于点E,连接DE交AB于点F.
(1)当点P与原点重合时,此时的抛物线解析式是    ;
(2)以线段DF为边,在DF所在直线的右上方作等边△DFG,当动点P从点O运动到点M时,点G也随之运动,则点G的运动路径的长是    .
24.(12分)在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于两点(在的左侧),与轴交于点,顶点为.
(1)请直接写出点的坐标.
(2)如图(1),在轴上找一点,使得的周长最小,求点的坐标;
(3)如图(2),点为抛物线对称轴上的动点,使得为以为底角的等腰三角形 若存在,求出点的坐标,若不存在,请说明理由.
25.(12分)如图1,抛物线y=ax2+bx+c(a>0)的顶点为M,平行于x的直线与抛物线交于点A,B,若△AMB为等腰直角三角形,则抛物线上A,B两点之间的部分与线段AB围成的图形称为该抛物线对应的“准碗形”,线段AB称为碗宽,点M到线段AB的距离称为碗高.
(1)抛物线y=x2对应的碗宽为 ;
(2)抛物线y=ax2(a>0)对应的碗宽为 ;抛物线y=a(x﹣2)2+3(a>0)对应的碗高为 ;
(3)已知抛物线y=ax2﹣4ax﹣(a>0)对应的碗高为3.
①求碗顶M的坐标;
②如图2,将“准碗形AMB”绕点M顺时针旋转30°得到“准碗形”.过点作x轴的平行线交准碗形于点C,点P是线段上的动点,过点P作y轴的平行线交准碗形A'MB'于点Q.请直接写出线段PQ长度的最大值.
26.(12分)如图,抛物线y=ax2+bx﹣3与x轴交于A(﹣1,0)、B两点,交直线l于点A、C(2,﹣3).(1)求该抛物线的解析式;
(2)在y轴上是否存在点D,使S△ABD=S△ABC?若存在,请求出所有符合条件的点D的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)P是线段AC上的一个动点,过点P做PE∥y轴交抛物线于点E,求线段PE长度的最大值;
(4)点F是抛物线上的动点,在x轴上是否存在点G,使得以点A,C,G,F为顶点的四边形是平行四边形?如果存在,请直接写出所有满足条件的点G的坐标;如果不存在,请说明理由.
教师样卷
一.选择题(30分)
1.如图,△ABC为直角三角形,∠C=90°,BC=2cm,∠A=30°,四边形DEFG为矩形,DE=2 cm,EF=6cm,且点C、B、E、F在同一条直线上,点B与点E重合.Rt△ABC以每秒1cm的速度沿矩形DEFG的边EF向右平移,当点C与点F重合时停止.设Rt△ABC与矩形DEFG的重叠部分的面积为ycm2,运动时间xs.能反映ycm2与xs之间函数关系的大致图象是( A )
A.B.C.D.
2.如图,正△ABC的边长为4,点P为BC边上的任意一点(不与点B、C重合),且∠APD=60°,PD交AB于点D.设BP=x,BD=y,则y关于x的函数图象大致是( C )
A.B.C.D.
3.如图,动点P从点A出发,沿线段AB运动至点B后,立即按原路返回,点P在运动过程中速度大小不变,则以点A为圆心,线段AP长为半径的圆的面积S与点P的运动时间t之间的函数图象大致为( A )
A.B.C.D.
4.抛物线y=ax2+bx+1的顶点为D,与x轴正半轴交于A、B两点,A在B左,与y轴正半轴交于点C,当△ABD和△OBC均为等腰直角三角形(O为坐标原点)时,b的值为( D )
A.2 B.﹣2或﹣4 C.﹣2 D.﹣4
第4题图 第5题图 第6题图 第7题图
5.如图,在Rt△ABO中,AB⊥OB,且AB=OB=3,设直线x=t截此三角形所得的阴影部分的面积为S,则S与t之间的函数关系式为(B)
A.S=t(06.如图1,在中,,已知点P在直角边AB上,以的速度从点A向点B运动,点Q在直角边BC上,以的速度从点B向点C运动.若点P,Q同时出发,当点P到达点B时,点Q恰好到达点C处.图2是的面积与点P的运动时间之间的函数关系图像(点M为图像的最高点),根据相关信息,计算线段AC的长为(B )
A. B. C. D.
解:设运动时间,,则,,
在中,,,,则,当时,有最大值为,
解得,即, 根据三角形BPQ的面积与点P的运动时间之间的函数关系可知,抛物线与轴交于和两点,即运动时间是,,在中,,,根据勾股定理可得,故选:B.
7.如图1,在矩形ABCD中,点E,F,G分别是边AD,BC,AB的中点,连结EF,,点H是EF上一动点,设FH的长为x,GH与BH长度的和为y.图2是y关于x的函数图象,点P为图象上的最低点,则函数图象的右端点Q的坐标为( D )
A. B. C. D.
解:连接CG交EF于H′,当H运动到H′时y最小,由函数图象知, x=1,即FH=1时y最小,∵在矩形ABCD中,点E,F,G分别是边AD,BC,AB的中点,∴EF∥AB,EF=AB,BF=AE= BC=3,AG=BG,∴CH′=GH′,∴BG=2FH′=2,则AB=4,当H运动到E点时,y最大,此时FH=EF=4,即x=4,连接BE、GE,由勾股定理得:BE= ,GE= ,∴GH+BH=BE+GE=5+ ,即y=5+ ,∴Q点坐标为(4,5+ ),
故选:D.
8.如果△ABC和△DEF都是边长为2的等边三角形,他们的边BC,EF在同一条直线l上,点C,E重合,现将△ABC沿着直线l向右移动,直至点B与点F重合时停止移动,在此过程中,设点B移动的距离为x,两个三角形重叠部分的面积为y,则y随x变化的函数图像大致为( A )
A.B.C.D.
解:如图1所示:当0<x≤2时,过点G作GH⊥BF于H.∵△ABC和△DEF均为等边三角形,∴△GEJ为等边三角形.∴GE=EJ=GJ=x,∠GEJ=60°,∴GH=CGsin60°=EJ=x,∴y=EJ GH=x2,当x=2时,y=,且抛物线的开口向上.如图2所示:2<x≤4时,过点G作GH⊥BF于H.y=FJ GH=(4﹣x)2,函数图象为抛物线的一部分,且抛物线开口向上.故选:A.
9.如图,正方形ABCD的边长为8cm,动点E从点C出发沿边CB向终点B以2cm/s的速度运动,同时动点F从点C出发沿边CD向终点D以1cm/s的速度运动.设运动时间为,当时,以CE,CF为边作矩形CFHE,设正方形ABCD去掉矩形CFHE后剩余部分的面积为(cm2),则y与x之间的函数关系图象大致是( D )
A.B.C.D.
解:由题意,CE=2xcm,CF=xcm ∴DF=(8-x)cm. 当0≤x≤2时,
∴ 当2<x≤4时,则
;所以符合题意的图象为D,故选D
10.如图,四边形是菱形,边长为4,,垂直于的直线从点A出发,沿AD方向以每秒1个单位长度的速度向右平移,设直线EF与菱形的两边分别交于点E,F(点E在点F的上方),若的面积为y,直线的运动时间为x秒(),则能大致反映y与x的函数关系的图象是( C )
A.B.C.D.
解:如图1,过点B作BH⊥AB点H, ∵四边形ABCD是菱形四边形,边长为4,∴AB=AD=4,∵ ∠A=60°,∴∠ABH=90°-∠A=30°,∴AH=AB=2,由勾股定理得
.∴.∵ EF⊥AB于点F,∴∠AFE=90°,
在Rt△AEF中,∠AEF=90°-∠A=30°,AF=x,∴AE=2AF=2x,由勾股定理得, ∴, ∴ ,∴当时,
的面积为y=AF×EF=. ∵ ,抛物线y=对称轴为y轴,∴抛物线y=开口向上,当,y随着x的增大而增大.∴ 当时,此时点EF运动到BH的位置,y有最大值,最大值是y=;当时,如图2,作DG⊥BC于点G,∵ BCAD,∴DG=EF=BH=.的面积为y=AF×EF==. ∵=>0,∴当时,y随着x的增大而增大,∴ 当时,此时EF运动到GD的位置,y有最大值,最大值是y=4,综上所述,y与x的函数关系式为. 根据y与x的函数关系可判断应该选C,故选:C.

二.填空题(30分)
11.如图,正△ABC中,点P为BC边上的任意一点(不与点B,C重合),且∠APD= 60° ,PD交边AB于点D.设BP= x ,BD= y ,右图为y关于x的函数大致图象,下列判断中正确的是__①③___.
①正△ABC中边长为4;②图象的函数表达式是 , 其中 0<x<4;③ m=1
第11题图 第12题图 第13题图
12.如图,在Rt△ABO中,∠AOB=90°,AO+BO=5,延长AO到C,使OC=3,延长BO到D,使OD=4,连接BC、CD、DA,则四边形ABCD面积的最大值为 18 .
13.矩形ABCD中,点P从点A出发,沿AB边以每秒1个单位的速度向B点运动,至B点停止;同时点Q也从A点出发,以同样的速度沿A-D-C-B的路径运动,至B点停止,在此过程中△APQ的面积y与运动时间t的函数关系图象如图所示,则m的值为 24
14.如图,△ABC是直角三角形,∠A=90°,AB=8 cm,AC=6 cm,点P从点A出发,沿AB方向以2 cm/s的速度向点B运动;同时点Q从点A出发,沿AC方向以1 cm/s的速度向点C运动,其中一个动点到达终点,另一个动点也停止运动,则△APQ的最大面积是___16_____cm2.
【答案】16 cm2
第14题图 第15题图 第16题图 第17题图
15.如图,二次函数y=-x2+2x+m的图象与x轴的一个交点为A(3,0),另一个交点为B,且与y轴交于点C.若该二次函数图象上有一点D(x,y),使S△ABD=S△ABC,则D点的坐标为___(1,﹣4)和(﹣2,5)_________________.
16.如图,在平面直角坐标系中,P是抛物线y=-x2+3x上一点,且在x轴上方,过点P分别向x轴、y轴作垂线,得到矩形PMON.若矩形PMON的周长随点P的横坐标m增大而增大,则m的取值范围是___0<m≤2______.
17.如图,在平面直角坐标系中,正方形ABCD的顶点A、B的坐标分别为(0,2)、(1,0),顶点C在函数y=x2+bx-1的图象上,将正方形ABCD沿x轴正方向平移后得到正方形A′B′C′D′,点D的对应点D′落在抛物线上,则点D与其对应点D′之间的距离为 ___2___.
18. 如图,点A1、A2、A3、…、An在抛物线y=x2图象上,点B1、B2、B3、…、Bn在y轴上,若△A1B0B1、△A2B1B2、…、△AnBn-1Bn都为等腰直角三角形(点B0是坐标原点),则△A2023B2022B2023的腰长=_2023___
解:作A1C⊥y轴,A2E⊥y轴,垂足分别为C、E.∵△A1BOB1、△A2B1B2都是等腰直角三角形∴B1C=B0C=DB0=A1D,B2E=B1E=A2E∴设A1(a,a)将其代入解析式y=x2得:∴a=a2解得:a=0(不符合题意)或a=1,由勾股定理得:A1B0=同理可以求得:A2B1=2A3B2=3A4B3=4∴A2023B2022=2023∴△A2023B2022B2023的腰长为:2023故答案为2023
第18题图 第19题图 第20题图
19.如图,在中,,,,动点从点开始沿边向以2的速度移动(不与点重合),动点从点开始沿边向以4的速度移动(不与点重合).如果、分别从、同时出发,那么经过__3____秒,四边形的面积最小.
解:设P、Q同时出发后经过的时间为ts,四边形APQC的面积为Scm2,则有:
S=S△ABC-S△PBQ=×12×6-(6-t)×2t=t2-6t+36=(t-3)2+27.∴当t=3s时,S取得最小值.故填:3.
20.如图,正方形 的一个顶点与原点 重合, 与 轴的正半轴的夹角为15°,点 在抛物线 的图象上,则 的长为   .
解:如图,连接OB,∵四边形OABC是正方形,∴∠BOC=45°,过点B作BD⊥y轴于D,∵OC与y轴正半轴的夹角为15°,∴∠BOD=45°+15°=60°,∴∠OBD=30°,∴OD= OB,设OD=x,∴ ,∴点B的坐标为( ,x),∵点B在抛物线y= x2的图象上,∴ ( )2=x,解得x=1.∴OB=2,设AO=AB=a,2a2=4,∵a>0,解得a= ,故为: .
三.解答题(60分)
21.(8分)如图,在平面直角坐标系中,已知OA=12cm,OB=6cm,点P从O点开始沿OA边向点A以1cm/s的速度移动:点Q从点B开始沿BO边向点O以1cm/s的速度移动,如果P、Q同时出发,用t(s)表示移动的时间(0≤t≤6),那么:
(1)设△POQ的面积为y,求y关于t的函数解析式。
(2)当△POQ的面积最大时,△POQ沿直线PQ翻折后得到△PCQ,试判断点C是否落在直线AB上,并说明理由。
解:(1)∵OA=12,OB=6由题意,得BQ=1·t=t,OP=1·t=t∴OQ=6-t∴y=×OP×OQ=·t(6-t)=-t2+3t(0≤t≤6)(2)∵∴当有最大值时,∴OQ=3 OP=3即△POQ是等腰直角三角形。把△POQ沿翻折后,可得四边形是正方形∴点C的坐标是(3,3)∵∴直线的解析式为当时,,∴点C不落在直线AB上
22.(8分)已知,如图,抛物线y=﹣x2+bx+c经过直线y=﹣x+3与坐标轴的两个交点A,B,此抛物线与x轴的另一个交点为C,抛物线的顶点为D.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)若点M为抛物线上一动点,是否存在点M,使△ACM与△ABC的面积相等?若存在,求点M的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(1)将x=0代入AB的解析式得:y=3,∴B(0,3).将y=0代入AB的解析式得:﹣x+3=0,解得x=3,A(3,0).将点A和点B的坐标代入得: ,解得:b=2,c=3.∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3。 (2)设M的坐标为(x,y).∵△ACM与△ABC的面积相等,∴ AC |y|= AC OB.∴|y|=OB=3.当y=3时,﹣x2+2x+3=3,解得x=0或x=2,∴M(2,3)、(0、3).当y=﹣3时,﹣x2+2x+3=3,解得:x=1+ 或x=1﹣ .∴M(1+ ,﹣3)或(1﹣ ,﹣3).综上所述点M的坐标为(0、3)或2,3)或(1+ ,﹣3)或(1﹣ ,﹣3)。
23、(8分)如图,已知在平面直角坐标系xOy中,四边形OABC是矩形,点A、C分别在x轴和y轴上,A(3,0),C(0,).D是BC的中点,M是线段OC上的点且OM=OC,点P是线段OM上一个动点,经过P、D、B三点的抛物线交x轴的正半轴于点E,连接DE交AB于点F.
(1)当点P与原点重合时,此时的抛物线解析式是    ;
(2)以线段DF为边,在DF所在直线的右上方作等边△DFG,当动点P从点O运动到点M时,点G也随之运动,则点G的运动路径的长是    .
解:(1)∵A(3,0),C(0,),四边形OABC是矩形,∴B(3,),∵D是BC的中点,∴D(,),∵点P与原点重合,设抛物线的解析式为y=ax2+bx,
将B(3,),D(,)代入y=ax2+bx,∴,解得,
∴y=﹣x2+x,故答案为:y=﹣x2+x;
(2)∵OM=OC,∴OM=,∴M(0,),如图:当P点在O点时,△DFG是等边三角形,当P点在M点时,△DF'G'是等边三角形,∴DF=DG,DG'=DF',∠FDG=∠G'DF'=60°,∴∠GDG'=∠FDF',∴△DFF'≌△DGG'(SAS),∴FF'=GG',当P点与O点重合时,y=﹣x2+x,令y=0,则x=0或x=,∴E(,0),设直线DE的解析式为y=kx+b,∴,解得,∴y=﹣x+,∴F(3,);当P点与M点重合时,设抛物线的解析式为y=ax2+bx+c,将点B(3,),D(,),P(0,)代入,得,解得,∴y=﹣x2+x+,令y=0,则﹣x2+x+=0,解得x=6或x=﹣,
∴E(6,0),设直线ED的解析式为y=k'x+b',∴,解得,
∴y=﹣x+,∴F'(3,);∴FF'=﹣=,∴GG'=,
∴点G的运动路径的长是,故答案为:.
24.(12分)在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于两点(在的左侧),与轴交于点,顶点为.
(1)请直接写出点的坐标.
(2)如图(1),在轴上找一点,使得的周长最小,求点的坐标;
(3)如图(2),点为抛物线对称轴上的动点,使得为以为底角的等腰三角形 若存在,求出点的坐标,若不存在,请说明理由.
解:(1)在中,令有解得:,,∵在的左侧,∴,,在中,令时,则,∴,∵,∴顶点:;(2)作点关于轴对称的点,连接交轴于点,此时的周长最小,如图:∵,∴.设直线的解析式为,则有,解得:,∴直线的解析式为,
在中,令时,解得,,∴,∴当的周长最小,点的坐标为,(3)存在,设,∵
∴,①当时,如图:∴,解或,∴或②当时.如图:∴,解得,∴综上所述,的坐标为:或或.
25.(12分)如图1,抛物线y=ax2+bx+c(a>0)的顶点为M,平行于x的直线与抛物线交于点A,B,若△AMB为等腰直角三角形,则抛物线上A,B两点之间的部分与线段AB围成的图形称为该抛物线对应的“准碗形”,线段AB称为碗宽,点M到线段AB的距离称为碗高.
(1)抛物线y=x2对应的碗宽为 ;
(2)抛物线y=ax2(a>0)对应的碗宽为 ;抛物线y=a(x﹣2)2+3(a>0)对应的碗高为 ;
(3)已知抛物线y=ax2﹣4ax﹣(a>0)对应的碗高为3.
①求碗顶M的坐标;
②如图2,将“准碗形AMB”绕点M顺时针旋转30°得到“准碗形”.过点作x轴的平行线交准碗形于点C,点P是线段上的动点,过点P作y轴的平行线交准碗形A'MB'于点Q.请直接写出线段PQ长度的最大值.
解:(1)根据碗宽的定义以及等腰直角三角形的性质可以假设B(m,m).把B(m,m)代入y=x2,得,解得,m=2或0(舍去),∴A(﹣2,2),B(2,2),∴AB=4,即碗宽为4;故答案为:4.(2)类似(1)设B(n,n),代入y=a x2,得,解得,n=或0(舍去),AB=,即碗宽为;抛物线y=a(x﹣2)2+3是由抛物线y=ax2平移得到的,所以,它们的碗宽一样为,根据等腰直角三角形的性质,可知可知碗高是碗宽的一半,即;故答案为:,.(3)①抛物线y=ax2﹣4ax﹣(a>0)对应的碗高为3.由(2)可知,解得,,抛物线解析式为,化成顶点式为;则M的坐标为(2,-3);②如图,作QS⊥BP于S,由旋转可知∠PBO=30°,因为过点P作y轴的平行线交准碗形A'MB'于点Q,∴PQ⊥OB,∴∠QPB=60°,∠PQS=30°,
∴PQ=2PS,,当QS等于碗高时,QS最大,此时PQ长度的最大,
由(2)可知QS最大为3,则,;PQ长度的最大值为.
26.(12分)如图,抛物线y=ax2+bx﹣3与x轴交于A(﹣1,0)、B两点,交直线l于点A、C(2,﹣3).(1)求该抛物线的解析式;
(2)在y轴上是否存在点D,使S△ABD=S△ABC?若存在,请求出所有符合条件的点D的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)P是线段AC上的一个动点,过点P做PE∥y轴交抛物线于点E,求线段PE长度的最大值;
(4)点F是抛物线上的动点,在x轴上是否存在点G,使得以点A,C,G,F为顶点的四边形是平行四边形?如果存在,请直接写出所有满足条件的点G的坐标;如果不存在,请说明理由.
解:(1)把A(﹣1,0)、C(2,﹣3)分别代入y=ax2+bx﹣3,得.解得.
故该抛物线解析式是y=x2﹣2x﹣3;
(2)存在,理由如下:∵S△ABD=S△ABC,C(2,﹣3),∴AB |yC|=AB |yD|,即|yC|=|yD|,∴|yD|=3,∴yD=3或yD=﹣3.∴D(0,3)或(0,﹣3);
(3)由A(﹣1,0)、C(2,﹣3)得到直线AC解析式为y=﹣x﹣1.设点P的坐标为(m,﹣m﹣1)(﹣1≤m≤2),则点E的坐标为(m,m2﹣2m﹣3),∴PE=﹣m﹣1﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+m+2=﹣(m﹣)2+,∵﹣1<0,∴当m=时,PE取最大值,最大值为;
(4)存在.理由:如图,设抛物线与y的交点为K,由题意K(0,﹣3),∵C(2,﹣3),∴CK∥x轴,CK=2,当AC是平行四边形ACF1G1的边时,可得G1(﹣3,0).当AC是平行四边形AF1CG2的对角线时,AG2=CK,可得G2(1,0),当点F在x轴的上方时,令y=3,3=x2﹣2x﹣3,解得x=1±,∴F3(1﹣,3),F4(1+,3),由平移的性质可知G3(4﹣,0),G4(4+,0).综上所述,满足条件的点G的坐标为(﹣3,0)或(1,0)或(4﹣,0)或(4+,0).