2024年九年级中考数学专题复习:二次函数的综合(与特殊图形存在性问题)
1.如图,已知抛物线经过点和点,与轴交于点.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)若点是直线下方的抛物线上一动点(不与点,重合),过点作轴的平行线交直线于点,设点的横坐标为.
①用含的代数式表示线段的长.
②连接,,求的面积最大时点的坐标.
(3)设抛物线的对称轴与交于点,点是抛物线的对称轴上一点,为轴上一点,是否存在这样的点和点,使得以点为顶点的四边形是菱形?如果存在,请直接写出点的坐标;如果不存在,请说明理由.
2.如图,已知抛物线与x轴交点为A、B,A在B的左侧,与y轴交点为点C,且抛物线与直线交于A、C.
(1)求直线的表达式;
(2)是D第二象限内抛物线上的动点,设点D的横坐标为m,求三角形面积的最大值及此时D点的坐标;
(3)若点P在抛物线对称轴上,是否存在点P,Q,使以点A,C,P,Q为顶点的四边形是以为对角线的菱形?若存在,请求出P,Q两点的坐标:若不存在,请说明理由.
3.综合与探究
如图,抛物线与x轴相交于A,B两点,与y轴相交于点C,点B的坐标是,点C的坐标是,M是抛物线的顶点.
(1)求抛物线的解析式
(2)P为线段上的一个动点,过点P作轴于点D,D点坐标为,的面积为S.
①求的面积S的最大值
②在上是否存在点P,使为直角三角形?如果存在,请直接写出点P的坐标;如果不存在,请说明理由.
4.如图,已知抛物线与直线都经过、两点,该抛物线的顶点为C.
(1)求此抛物线和直线的表达式;
(2)设直线与该抛物线的对称轴交于点E,在射线上是否存在一点M,过M作x轴的垂线交抛物线于点N,使点M,N,C,E是平行四边形的四个顶点?若存在,直接写出点M的坐标;若不存在,说明理由;
5.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点和点两点,且与轴交于点.连接,,为抛物线在第二象限内一点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图,连接,,抛物线上是否存在点,使得.若存在,请求出点坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图,连接,,过点作交于点,连接.若,求点坐标.
6.如图,在平面直角坐标系中,抛物线经过点,点B在轴上,且,直线与抛物线在第一象限交于点,连接.
(1)求抛物线的表达式及线段的长;
(2)若过点O的直线交线段于点P,将的面积分成两部分,请求出点P的坐标;
(3)在坐标平面内是否存在点N,使以点为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
7.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线、为常数)与轴交于点,对称轴为直线,点在该抛物线上.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)连接,点是直线下方抛物线上一动点,过点作轴交直线于点,在射线上有一点使得.当周长取得最大值时,求点的坐标和周长的最大值;
(3)如图2,在(2)的条件下,直线与x轴、y轴分别交于点E、F,将原抛物线沿着射线方向平移,平移后的抛物线与x轴的右交点恰好为点E,动点M在平移后的抛物线上,点T是平面内任意一点,是否存在菱形,若存在,请直接写出点T的横坐标,若不存在,请说明理由.
8.如图,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点,已知点A的坐标为,是抛物线上的点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴上,是否存在一点P,使得的值最小,若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)点M在抛物线的对称轴上,点N在抛物线上,是否存在以A,B,M,N为顶点的平行四边形?若存在求出的坐标,若不存在,请说明理由.
9.如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象与x轴交于点和点,与y轴交于点C.
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)如图①,二次函数图象的对称轴与直线AC交于点D,若E是直线AC上方抛物线上的一个动点,求面积的最大值;
(3)如图②,P是直线AC上的一个动点,是否存在点P,使是等腰三角形?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
10.如图,抛物线经过两点,与轴交于点,直线经过点,与轴交于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)将在直线上平移,平移后的三角形记为,直线交抛物线于,当时,求点的坐标;
(3)若点在轴上,点在抛物线上,是否存在以为顶点且以为一边的平行四边形?若存在,直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
11.如图,抛物线交轴于,两点,交轴于点.直线经过点,.
(1)求抛物线的解析式;
(2)抛物线的对称轴直线与直线相交于点,连接,,判定的形状,并说明理由;
(3)在直线上是否存在点,使?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
12.如图,在平面直角坐标系中,已知直线与轴交于点,与轴交于点,过、两点的抛物线与轴交于另一点.
(1)点坐标是______;点坐标是______;
(2)求抛物线的解析式和顶点坐标;
(3)探究1:在抛物线上直线下方是否存在一点,使面积最大?若存在,请求出点的坐标,若不存在,请说明理由;
(4)探究2:在(3)的条件下,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,请直接写出点坐标,若不存在,请说明理由.
13.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线与x轴交于点,.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点G为直线上方抛物线上一动点,过点G作垂直于x轴交AC于点E,当最大时,求G点的坐标.
(3)在抛物线是否存在点P,使,若存在,求出点P坐标,若不存在,请说明理由.
14.已知函数与x轴交于点,与y轴交于C点,点P是抛物线上在第一象限内的一个动点,且点P的横坐标为t.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图1,连接,设的面积为S.
①求S关于t的函数表达式;
②求S的最大值,并求出此时点P的坐标.
(3)如图2,设抛物线的对称轴为L,L与x轴的交点为D,在直线L上是否存在点M,使得四边形是平行四边形?若存在,直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
15.如图,已知直线与轴交于点,与轴交于点,抛物线经过两点,且与轴的另一个交点为,对称轴为直线.
(1)求抛物线的表达式;
(2)是第二象限内抛物线上的动点,设点的横坐标为,求四边形面积S的最大值及此时D点的坐标;
(3)若点P在抛物线对称轴上,是否存在点P,使以点B,C,P为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,请直接写出P点的坐标;若不存在,请说明理由.
16.如图,抛物线经过,两点,并且与y轴交于点C.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)若点M是第一象限的抛物线上的点,且横坐标为t,过点M作x轴的垂线交于点N,设的长为h,求h与t之间的函数关系式及h的最大值;
(3)在x轴的负半轴上是否存在点P,使以B,C,P三点为顶点的三角形为等腰三角形?如果存在,请直接写出P点的坐标;如果不存在,说明理由.
17.如图,抛物线的图象过点,顶点为,点在轴正半轴上,线段.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若抛物线上有点,使得是以为斜边的直角三角形,请求出点的坐标;
(3)将直线绕点逆时针方向旋转所得直线与抛物线相交于另一点,若点是直线上的动点,是否存在点,使,,,四点构成的四边形为平行四边形?若存在,请求出此时四边形的周长和面积;若不存在,请说明理由.
18.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于,两点,与y轴交于点.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)若点P是直线下方抛物线上的一动点,过点P作x轴的平行线交于点K,过点P作y轴的平行线交x轴于点D,求的最大值及此时点P的坐标;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在一点M,使得是以为腰的等腰三角形;若存在,请求出点M的坐标,若不存在,请说明理由.
参考答案:
1.(1)
(2)①;②点P的坐标为
(3)存在,点M的坐标为或或
【分析】(1)利用待定系数法,将和点代入抛物线,求解即可;
(2)①设,先求出点坐标,再利用待定系数法,将点、代入直线BC解析式,求解得到BC解析式,即可得到,用点纵坐标减去点纵坐标即可得的关于的表达式;②根据及三角形面积公式,求得,可得当时,有最大值,将 代入计算,即可求得点坐标;
(3)存在这样的点和点,使得以点为顶点的四边形是菱形,先求出点坐标为点,过点作轴,交轴于点,则,利用勾股定理求出的长为,然后分情况讨论以点为顶点的四边形是菱形时点的坐标情况,当为菱形对角线时,则,此时点与点重合,根据,即可求出点的坐标;当为菱形边长时,则,分点在点上方和点在点下方的情况即可求出的坐标,列出点的所有坐标即可.
【详解】(1)解:∵抛物线经过点和点,与轴交于点,
,解得,
∴抛物线解析式为.
(2)解:如图,在直线下方的抛物线上取一点,连接,,
①设,解析式,
抛物线解析式为,
时,,
点坐标为,
将点、代入直线BC解析式,
得,解得,
所以直线解析式为,
过点作轴的平行线交直线于点,则,
,
答:用含的代数式表示线段的长为;
②
,
当时,有最大值,
当时,,
,
答:的面积最大时点的坐标为.
(3)解:存在这样的点和点,使得以点为顶点的四边形是菱形.
抛物线的对称轴为,
将代入解析式得,
点坐标为,
如图,过点作轴,交轴于点,则,
,,
, ,
当为菱形对角线时,则,此时与重合,
,
,解得,
点坐标为,
当为菱形边长时,则,
或,
解得或,
点坐标为或,
综上所述得以点为顶点的四边形是菱形时,点的坐标为或或.
【点睛】本题综合考查了待定系数法求二次函数解析式和一次函数解析式,求三角形面积最大值,与线段有关的动点问题,二次函数的性质,菱形的判定与性质,掌握待定系数法求函数解析式,割补法求三角形面积,分情况讨论点的坐标情况是解本题关键.
2.(1)
(2),
(3)存在,,
【分析】(1)求出、、三点坐标,用待定系数法求函数的解析式即可;
(2)过点作轴交于点,由题意可得,则,,当时,的最大值为,此时,;
(3)设,,是菱形的对角线,根据菱形的性质可得方程组,求解方程组即可求解.
【详解】(1)解:令,则,
解得或,
,,
令,则,
,
设直线的解析式为,
,
解得,
;
(2)过点作轴交于点,
点的横坐标为,
,则,
,
∴
∵,抛物线有最大值,
∴当时,取得最大值,
当时,,即
∴面积的最大值为,此时;
(3)存在点,,使以点,,,为顶点的四边形是以为对角线的菱形,理由如下:
,
设,,
是菱形的对角线,
,
,
解得,
,.
【点睛】本题考查二次函数的图象及性质,菱形的性质,待定系数法求解析式,抛物线与坐标轴交点,熟练掌握二次函数的图象及性质,菱形的性质是解题的关键.
3.(1)
(2)①;②存在,或
【分析】本题考查了二次函数综合问题,待定系数法、二次函数与一次函数及勾股定理的逆定理:
(1)利用待定系数法即可求解;
(2)①利用待定系数法求得直线的解析式为,则可得,进而可求解;
②根据题意可得,,,分类讨论:当时,,当时,,利用数形结合及勾股定理的逆定理即可求解;
综合性强,利用分类讨论思想及数形结合思想解决问题是解题的关键.
【详解】(1)解:点,点,在抛物线上,
,
解得,
∴抛物线的解析式.
(2)①∵M是抛物线的顶点,
∴.
设直线的解析式为,
可得:,
解得,
∴直线的解析式为.
设,
,
当时,S的最大值为.
②存在,满足条件的点P的坐标为或,
提示:①如图1,当时,,
根据题意可得,,.
∵点P在的图象上,
,
解得,
∴.
如图2,当时,,
AI
过点C作于点E,
根据题意可得,,,,
在中,,.
∵,
∴.
在中,,.
∵,
∴.
在中,.
∵,
∴,
化简为,
解得,.
∵点P在第二象限,∴,
∴.
综上所述,,.
4.(1),
(2)存在,或,
【分析】(1)利用待定系数法将,两点的坐标代入解析式中,解方程组即可求得;
(2)根据题意画出符合题意的图形,设出点的坐标,依据解析式得出点的坐标,利用,的坐标表示出线段,的长度,利用平行四边形的对边相等得到,解方程即可求得的坐标.
【详解】(1)解:抛物线经过、两点,
.
解得:.
抛物线的解析式为:.
直线经过、两点,
.
解得:.
直线的解析式为:.
(2)存在.
,
抛物线的顶点的坐标为.
轴,在直线上,
.
.
①如图1,连接,
若点在轴的下方,四边形为平行四边形,则.
设,则.
.
.
解得:或(舍去).
.
②如图2,连接,,,
若点 在轴的上方,四边形为平行四边形,则.
设,则.
.
.
解得:(负值舍去).
.
,.
综上,点的坐标为或,.
【点睛】本题主要考查了二次函数的综合运用,待定系数法确定函数的解析式,利用点的坐标的特征表示相应线段的长度,平行四边形的性质.
5.(1);
(2)不存在,理由见解析;
(3).
【分析】()用待定系数法求出函数解析式即可;
()由得 ,则 ,用待定系 数法求出直线的解析式,过点作 轴于,交于,设,则,利用面积法即可得出结论;
()连接,可得,则 ,过作轴于,根 据平行线分线断成比例求出,可得 ,利用待定系数法求出直线 的解析式为,设直线的解析式为,由点求出的值,联立即可 得点坐标;
本题考查了待定系数法求函数的解析式、二次函数的性质,三角形的面积、平行线分线断成比例定理等知识点,数形结合熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
【详解】(1)分别将、、代入中得,
,
解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)不存在点,使得,
理由如下:
∵ ,
∴,
∴ ,
设直线的解析式为,
∴,
解得,
∴直线的解析式为,
过点作轴于,交于,
设,则,
∴,
∴,
整理得,
∵,
∴原方程无解,
∴不存在点,使得;
(3)连接,
∵ ,
∴,
∵,
∴,
过作轴于,
∴轴,
∴,
∵,
∴,
∵直线的解析式为,
∴,
设直线的解析式为,
∵,,
∴,
解得,
∴直线的解析式为,
∵,
∴设直线的解析式为,
∵ ,
∴,
解得 ,
∴直线的解析式为,
联立得 ,
,
解得或(不合题意,舍去)
∴点坐标为.
6.(1)抛物线的表达式为,,
(2)点坐标为或
(3)或或
【分析】(1)用待定系数法抛物线的表达式,过点作轴于点D,根据勾股定理可得线段的长;
(2)先用待定系数法求出直线的函数解析式,过作轴于,过作轴于,分两种情况:①当时,,可求,从而求得坐标,②当时,,同理可求坐标;
(3)设,利用平行四边形对角线互相平分,即对角线的中点重合,分三种情况分别列方程组求解即可.
【详解】(1)解:将,代入得:
,解得,
抛物线的解析式为,
过点作轴于点D,
,
∴,,.
,
,.
在中,.
在中,.
∴.
(2)解:,
,
,
,,
设直线的函数解析式解析式为,将、代入得:
,解得,
直线的函数解析式解析式为,
过点的直线交线段于点,将三角形的面积分成的两部分,
过作轴于,过作轴于,分两种情况:
①当时,如图:
,
,
而,即,
,即,
在中,令得,
,
;
②当时,如图:
,
,
,
,即,
在中,令得,
,
;
综上所述,点坐标为或;
(3)解:点、、、为顶点的四边形是平行四边形时,设,分三种情况:
①以、为对角线,此时中点与中点重合,
、,,
的中点为,,中点为,,
,解得,
,
②以、为对角线,此时中点与中点重合,
同理可得:,
解得,
,
③以、为对角线,此时中点与中点重合,
同理可得:,
解得,
,
综上所述,的坐标为:或或.
【点睛】本题考查二次函数与一次函数综合知识,涉及解析式、与坐标轴交点、三角形面积、平行四边形等,解题的关键是根据已知列方程组求解.
7.(1)
(2),周长最大值为
(3)或
【分析】(1)通过对称轴可先求出的值,再将点坐标代入,即可求出二次函数的表达式;
(2)找出的三边关系比例,设出点的坐标之后可列出的周长的解析式;
(3)先设出点的坐标,利用两点间的距离公式可表示出和的关系式,即可求出点的坐标,最后运用全等三角形可求出的坐标.
【详解】(1)解:根据题意得:,
解得:,
该抛物线的函数表达式为;
(2)解:如图1,过点作于点,设直线交轴于点,
令,得,
,
设直线的解析式为,把、代入得:
,
解得:,
直线的解析式为,
令,得,
解得:,
,,
,
,
,
在中,,
设,则,
,
,
,,
,
,
,
轴,
,
,
,即
,
,
周长
,
,,
当时,周长取得最大值,
此时点的坐标为;
(3)解:联立方程组得,
解得:,,
,
在中,令,得,
解得:,
,
原抛物线上的点平移后得到,
原抛物线向右平移4个单位,向上平移2个单位,
原抛物线,顶点坐标为,
平移后的抛物线顶点坐标为,
平移后的抛物线解析式为:,
动点在平移后的抛物线上,
设,
菱形,
和为对角线,
,
,,
,
,
,
解得或,
或
点的坐标为为或,
①当点的坐标为时:
如图所示,过点作轴于,过作轴的平行线与过点且平行于轴的平行线交点,过点作轴与交点,
则,,
,,,
四边形为菱形,
,,
,
,
在和中,
,
,
,,
点的横坐标为,纵坐标为,
点的坐标为,
②当点的坐标为时:
同理①可得点的坐标为,
综上所述,点的坐标为或
【点睛】本题第一问考查了用待定系数法求二次函数的解析式,属于基础题,第二问的重难点在于通过相似三角形找出的三边比例,最后得出的周长和的长成固定比例,即越长,的周长就越长,第三问的易错点在于题目中已经说明时菱形,其实就已经说明了和为菱形的对角线,接着通过可先求出点的坐标,再运用全等求出点的坐标即可,第二问和第三问属于难题.
8.(1)
(2)
(3)存在,或,或,使得以A,B,M,N为顶点的平行四边形
【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
(2)如图所示,连接,根据对称性得到,则当B、P、C三点共线时,最小,即最小,求出点B的坐标,进而求出直线解析式为,在中,当时,,由此即可得到答案;
(3)分当为对角线时, 当为对角线时当为对角线时,则由平四边形对角线中点坐标相同,建立方程求解即可.
【详解】(1)解:把,,代入中得,
∴,
∴抛物线解析式为;
(2)解:如图所示,连接,
∵点P在抛物线的对称轴上,
∴,
∴,
∴当B、P、C三点共线时,最小,即最小,
∵抛物线对称轴为直线,
∴
设直线解析式为,
∴,
∴,
∴直线解析式为,
在中,当时,,
∴,
∴存在,使得的值最小;
(3)解:设,
当为对角线时,则由平四边形对角线中点坐标相同可得: ,
∴,
在中,当时,,
∴,
∴,;
当为对角线时,则由平四边形对角线中点坐标相同可得: ,
∴,
在中,当时,,
∴,
∴,;
当为对角线时,则由平四边形对角线中点坐标相同可得: ,
∴,
在中,当时,,
∴,
∴,;
综上所述,存在,或,或,使得以A,B,M,N为顶点的平行四边形.
【点睛】本题主要考查了二次函数综合,待定系数法求二次函数解析式,平行四边形的性质,勾股定理等等,利用分类讨论的思想求解是解题的关键.
9.(1)
(2)
(3)点P的坐标为或或或.
【分析】(1)利用待定系数法,设抛物线的交点式直接得出结果;
(2)先求出抛物线的对称轴,直线解析式,进而求得,坐标,过点与轴垂直的直线交与,设点坐标为,点坐标为,从而得出,根据二次函数的最值得出结果;
(3)设点P为.用两点距离公式用表示出、,根据等腰三角形的定义分三种情况列出方程求解即可.
【详解】(1)解:由题意得,
;
(2)解:如图1,
由抛物线 得:
抛物线的对称轴是直线:,
抛物线与y轴交点坐标为
又∵直线过、,
∴直线解析式为
当时,,
,
设过点与轴垂直的直线交AC与,设点坐标为,点坐标为,
∴,
∵,
∴即
∴当时,;
(3)解:设,
则,,
当时,由得,,
,,
,
当时,由得,,
,
,
当时,由得,,
,,
,
综上所述:点P的坐标为或或或.
【点睛】本题考查了二次函数及其图象的性质,一元二次方程的解法,等腰三角形的定义、三角形面积的求法等知识,解决问题(2)的关键是利用铅直法求三角形面积。解决问题(3)的关键是利用平面直角坐标系中两点距离公式表示三角形三边长.
10.(1)
(2)点的坐标为或或或
(3)点坐标为或或或
【分析】(1)把点,代入抛物线方程,用待定系数法即可求解;
(2)根据题意得是等腰直角三角形,将在直线上平移,设向右平移个单位长度,则向上移动同样的单位长度,可得用含表示点,的坐标,根据即可求解;
(3)本题应分情况讨论:①将平移,令D点落在x轴(即E点)、B点落在抛物线(即F点)上,可根据平行四边形的性质,得出F点纵坐标,代入抛物线的解析式中即可求得F点坐标;②过D作x轴的平行线,与抛物线的交点符合F点的要求,此时F、D的纵坐标相同,代入抛物线的解析式中即可求出F点坐标.
【详解】(1)解:抛物线经过两点,
,解得,,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:直线经过点,且,
,解得,,
∴直线的解析式为,
,
是等腰直角三角形,
将在直线上平移,设向右平移个单位,则向上平移为个单位,
∴点的对应点的坐标为,直线交抛物线于,则,
当点在点下方时,,且,
,解得,,
∴点的坐标为或;
当点在点上方时,,且,
,解得,,
∴点的坐标为或;
综上所述,点的坐标为或或或;
(3)解:①平移直线,交x轴于E点,交抛物线于F点,
当时,四边形为平行四边形,此时点和点的纵坐标互为相反数,
,
设,则,
解得:或,
或,
②过D作轴与抛物线交于点点,过点作,交x轴于点,过点作,交x轴于点,此时四边形,为平行四边形,此时点点的纵坐标为,代入,
得:,
解得:或,
或,
综上所述:点坐标为或或或.
【点睛】本题着重考查了待定系数法求二次函数解析式、平行四边形的判定和性质等知识点,综合性强,考查学生分类讨论,数形结合的数学思想方法是解题的关键.
11.(1)该抛物线的解析式为
(2)为直角三角形,理由见解析
(3)在直线上存在点,使,的坐标为或
【分析】(1)将,代入,用待定系数法可得抛物线的解析式;
(2)令得,解方程求出,再由两点间的距离公式可得,求出抛物线的对称轴,结合可得点,再利用两点间的距离公式可得,,最后根据勾股定理逆定理进行计算即可得到答案;
(3)先计算出,设,则,解方程即可得到答案.
【详解】(1)解:将,代入得,
解得:,
该抛物线的解析式为:;
(2)解:为直角三角形,
理由如下:
令得,
解得:,,
,
,
,
,
抛物线的对称轴为直线,
点在抛物线的对称轴上且在上,
当时,,
,
,,
,
是直角三角形;
(3)解:在直线上存在点,使,
理由如下:
,,,
,
,
,
,
点在直线上,
设,
,
或,
解得:或,
当时,,
当时,,
的坐标为或.
【点睛】本题考查了待定系数法求二次函数的解析式、利用勾股定理求两点之间的距离、勾股定理逆定理、三角形面积公式等知识,熟练掌握以上知识点是解此题的关键.
12.(1),
(2),
(3)
(4)点的坐标为或或
【分析】(1)由题意求出当时,,当时,,即可得出、的坐标;
(2)将、两点坐标分别代入二次函数解析式,即可求解;
(3)设点坐标为,过点作于点,交于点,则点坐标为,根据,即可求解;
(4)分三种情况:①当为平行四边形的对角线时,②当为平行四边形对角线时,当为平行四边形对角线时,列出方程组可求出答案.
【详解】(1)解:直线与轴交于点,与轴交于点,
当时,,当时,,解得:,
,,
故答案为:,;
(2)将、两点坐标分别代入二次函数解析式,
,解得:,
二次函数解析式为:,化为顶点式为,
抛物线的顶点为;
(3)存在,理由如下:
设点坐标为,
如图,过点作于点,交于点,
则点坐标为,
,
,
当时,有最大值,此时,,
;
(4)存在,理由如下:
设,
由(1),(3)可知,,,
如图,当为平行四边形的对角线时,
,
,
,
如图,当为平行四边形的对角线时,
,
,
,
如图,当为平行四边形的对角线时,
,
,
,
综上所述,点的坐标为或或.
【点睛】本题是二次函数的综合题,考查了待定系数法,二次函数的性质,平行四边形的性质,熟练掌握二次函数的图像及性质,灵活应用平行四边形的性质是解题的关键.
13.(1)
(2)
(3)存在,、、、
【分析】(1)先求出点C的坐标,设出交点式,待定系数法求解析式即可;
(2)先求出直线的解析式,将的长转化为二次函数求最值,计算即可;
(3)设点P的坐标为,求出的长度,根据求出点P的纵坐标,即可解答.
【详解】(1)解:∵,当,,
∴,
∵抛物线与x轴交于点,,
∴设解析式为,把,代入得:,
∴,
∴;
(2)设直线的解析式为,
则:,解得:,
∴,
设,则:,
∴,
∴当时,取最大值,此时
∴;
(3)存在,
∵,,
∴,
设点P的坐标为,
∵,
∴点P的纵坐标的绝对值为2,
即或
解得:,,,
综上:、、或.
【点睛】本题考查二次函数的综合应用,解题的关键是正确的求出函数解析式,利用数形结合和分类讨论的思想进行求解.属于常见的压轴题.
14.(1)
(2)①,②最大值为,
(3)在直线l上存在点M,使得四边形是平行四边形,点M的坐标为.
【分析】(1)直接运用待定系数法求解即可;
(2)①在图1中,过点P作轴,交于点F,求得直线的解析式为.点P的坐标为,则点F的坐标为,根据三角形的面积公式得出;②根据二次函数的性质得出当时,S取最大值,最大值为.再运用勾股定理求得,等面积法求得点P到直线BC的距离,进而得出P的坐标;
(3)如图2,连接,交抛物线对称轴l于点E,因为抛物线与x轴交于两点,所以抛物线的对称轴为直线,由平行四边形的性质及平移规律可求出点M的坐标;当时,不存在,据此即可解答.
【详解】(1)解:将代入,
得,解得:,
∴抛物线的表达式为.
(2)解:①在图1中,过点P作轴,交于点F,
∵,
∴
设直线的解析式为,
将代入,
,解得:,
∴直线的解析式为.
∵点P的坐标为,
∴点F的坐标为,
∴,
∴;
②
∴当时,S取最大值,最大值为,
∵,
∴线段,
∴点P到直线的距离的最大值为,
当时,,
则此时点P的坐标为.
(3)解:在直线l上存在点M,使得四边形是平行四边形,理由如下:
如图2,连接,交抛物线对称轴l于点E,
∵抛物线与x轴交于两点,
∴抛物线的对称轴为直线,
∵,
∴,
∴,
∴,
在中,当时,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴点M的坐标为;
当时,不存在,理由如下,
若四边形是平行四边形,则,
∵点C的横坐标为0,点E的横坐标为1,
∴点P的横坐标,
又∵,
∴不存在,
综上所述,在直线l上存在点M,使得四边形是平行四边形,点M的坐标为.
【点睛】本题主要考查了待定系数法求解析式、函数的思想求极值、平行四边形的存在性等知识点,灵活运用平行四边形的性质及判定定理是解题关键.
15.(1)
(2)四边形面积S的最大值是,此时点的坐标是;
(3)存在,点的坐标为或或或
【分析】(1)由抛物线的对称轴可得,即,由直线得出,将代入抛物线可得,解方程组即可得到答案;
(2)作轴于点,交于点,则,进而得到,则当时,,此时;
(3)先求得,设点的坐标为,分五种情况讨论:设直线与轴交于点,则,此题是等腰三角形;延长交直线于点,此时,但三点在同一条直线上,因此不存在以三点为顶点的等腰三角形;,且点在轴上方,由,列方程得,求得;,且点在轴下方,设直线与轴交于点,则,得到;,则,列得方程,可得 .
【详解】(1)解:抛物线的对称轴为直线,
,
,
直线,当时,,
当时,,
解得,
,
抛物线经过点,
,
解得:,
抛物线的解析式为:;
(2)解:对于,
当时,,解得:,
∴点B的坐标为,
又∵,
∴,
∴,
如图2,作轴于点,交于点,
点的横坐标为,
,
,
,
,
当时,,即,此时,
∴四边形面积S的最大值是,此时点的坐标是;
(3)解:存在,
设点的坐标为,
则,
解得,
,
,
设点的坐标为,
如图3,设直线与轴交于点,
点点关于轴对称,
,
此题是等腰三角形,,
延长交直线于点,
,
,,
,
,
,
三点在同一条直线上,
不存在以三点为顶点的等腰三角形,
如图4,,且点在轴上方,
,
,
解得:,,
,
如图4,,且点在轴下方,
设直线与轴交于点,
,
,
,
如图4,,
,
,
解得:,
,
综上所述,点的坐标为或或或.
【点睛】本题主要考查一次函数的图象与性质、二次函数的图象与性质、用待定系数法求函数解析式、两点之间线段最短、勾股定理、等腰三角形的判定、数形结合与分类讨论数学思想的运用等知识与方法,此题综合性强,难度较大,属于考试压轴题.
16.(1)抛物线的解析式为
(2)最大值为4
(3)点或
【分析】(1)将,两点代入求解即可得到答案;
(2)根据点M是第一象限的抛物线上的点,且横坐标为t得到点,结合轴得到点N的坐标,即可得到函数结合函数的性质求解即可得到答案;
(3)分,,讨论,结合线段相等列式求解即可得到答案;
【详解】(1)解:∵抛物线经过,两点,
∴,
解得: ,
∴抛物线的解析式为;
(2)解:如图,∵点M是第一象限的抛物线上的点,且横坐标为t,
∴点,
∵轴,
∴点,
∴,
∴,
∴当时,h的值最大,最大值为4;
(3)解:在x轴的负半轴上存在点P,使以B,C,P三点为顶点的三角形为等腰三角形,理由如下:
当时,
∵,
∴,
∵点,点P在x轴的负半轴上,
∴点,
当时,
∵,,
∴,,
∴,
∴,
∵点P在x轴的负半轴上,
∴点,
当时,点P位于的垂直平分线上,
∵,
∴点O位于的垂直平分线上,
∴此时点P与点O重合,不合题意,舍去,
综上所述,在x轴的负半轴上存在点或,使以B,C,P三点为顶点的三角形为等腰三角形;
【点睛】本题考查二次函数的综合应用,解题的关键是熟练掌握二次函数的性质及分类讨论特殊三角形问题.
17.(1)
(2)点的坐标为或
(3)存在点,使得,,,四点构成的四边形为平行四边形,此时四边形的周长为或;面积是.
【分析】(1)用待定系数法求解即可;
(2)求得直线和直线的解析式,将直线的解析式与抛物线的解析式联立,解方程即可得出出点的坐标;
(3)存在.求得点的坐标,证明,则当时,,,,四点构成的四边形为平行四边形.分两种情况计算:①当点在线段上时,平行四边形的周长为:,其面积为:;②当点在线段的延长线上时,平行四边形'的周长为:,其面积为:.
【详解】(1)解:顶点为,
设抛物线的解析式为,
将代入,得:,
解得
,
抛物线的解析式为;
(2),
设直线的解析式为,,
,则是等腰直角三角形, ,
,
把代入,得,
直线的解析式为,
是以为斜边的直角三角形,
,
设交轴于点,则是等腰直角三角形,则,
∴
设直线的解析式为,将,代入,可得,
直线的解析式为,
解得或
点的坐标为或
(3)存在.理由如下:
由已知及(1)、(2)可知,,
又顶点为,
点到直线的距离等于,即等于,
,
.
当时,,,,四点构成的四边形为平行四边形.
①当点在线段上时,
平行四边形的周长为:;
其面积为:;
②当点在线段的延长线上时,
平行四边形的周长为:;
其面积为:.
综上所述,存在点,使得,,,四点构成的四边形为平行四边形,此时四边形的周长为或;面积是.
【点睛】本题属于二次函数综合题,考查了待定系数法求函数的解析式、直线与抛物线的交点坐标及平行四边形的判定与性质等知识点,数形结合、分类讨论、熟练掌握相关性质及定理是解题的关键.
18.(1)
(2)存在,的最大值为,
(3)存在,的坐标为或或或.
【分析】(1)将、、代入抛物线解析式求解即可;
(2)可求直线的解析式为,设(),可求,从而可求,即可求解;
(3)设,可求,,分和,两种情况讨论,列出一元二次方程,即可求解.
【详解】(1)解:由题意得
,
解得:,
∴抛物线的解析式为.
(2)解:设直线的解析式为,则有
,
解得:,
∴直线的解析式为;
设(),
,
解得:,
,
,
,
,
,
,
∴当时,的最大值为,
,
.
故的最大值为,.
(3)解:存在,
∵抛物线的对称轴为直线,
设,
,
,
,
当,即时,
,
解得:,
∴点M的坐标为或;
当,即时,
,
解得:,
∴点M的坐标为或;
综上所述:存在,的坐标为或或或.
【点睛】本题考查了待定系数法求函数解析式,二次函数中动点最值问题,等腰三角形的判定,勾股定理等,掌握解法及找出动点坐标满足的函数解析式是解题的关键.