9.5 存在性问题
存在性问题是各地中考的“热点”.解决存在性问题就是:假设存在→推理论证→得出结论.若能导出合理的结果,就做出“存在”的判断,导出矛盾,就做出不存在的判断。尤其以二次函数中的是否存在相似三角形、三角形的面积相等、等腰(直角)三角形、平行四边形作为考查对象是中考命题热点。
一、解答题
1.(2017?青岛)已知:Rt△EFP和矩形ABCD如图①摆放(点P与点B重合),点F,B(P),C在同一直线上,AB=EF=6cm,BC=FP=8cm,∠EFP=90°,如图②,△EFP从图①的位置出发,沿BC方向匀速运动,速度为1cm/s,EP与AB交于点G;同时,点Q从点C出发,沿CD方向匀速运动,速度为1cm/s.过点Q作QM⊥BD,垂足为H,交AD于点M,连接AF,FQ,当点Q停止运动时,△EFQ也停止运动.设运动时间为t(s)(0<t<6),解答下列问题:
(1)当t为何值时,PQ∥BD?
(2)设五边形AFPQM的面积为y(cm2),求y与t之间的函数关系式;
(3)在运动过程中,是否存在某一时刻t,使S五边形AFPQM:S矩形ABCD=9:8?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
(4)在运动过程中,是否存在某一时刻t,使点M在线段PG的垂直平分线上?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
2.(2017?山西)如图,抛物线y=﹣ x2+ x+3 与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,连接AC、BC.点P沿AC以每秒1个单位长度的速度由点A向点C运动,同时,点Q沿BO以每秒2个单位长度的速度由点B向点O运动,当一个点停止运动时,另一个点也随之停止运动,连接PQ.过点Q作QD⊥x轴,与抛物线交于点D,与BC交于点E,连接PD,与BC交于点F.设点P的运动时间为t秒(t>0).
(1)求直线BC的函数表达式;
(2)①直接写出P,D两点的坐标(用含t的代数式表示,结果需化简)②在点P、Q运动的过程中,当PQ=PD时,求t的值;
(3)试探究在点P,Q运动的过程中,是否存在某一时刻,使得点F为PD的中点?若存在,请直接写出此时t的值与点F的坐标;若不存在,请说明理由.
3.(2017?通辽)在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+2过点A(﹣2,0),B(2,2),与y轴交于点C.
(1)求抛物线y=ax2+bx+2的函数表达式;
(2)若点D在抛物线y=ax2+bx+2的对称轴上,求△ACD的周长的最小值;
(3)在抛物线y=ax2+bx+2的对称轴上是否存在点P,使△ACP是直角三角形?若存在直接写出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
4.(2017?大庆)如图,直角△ABC中,∠A为直角,AB=6,AC=8.点P,Q,R分别在AB,BC,CA边上同时开始作匀速运动,2秒后三个点同时停止运动,点P由点A出发以每秒3个单位的速度向点B运动,点Q由点B出发以每秒5个单位的速度向点C运动,点R由点C出发以每秒4个单位的速度向点A运动,在运动过程中:
(1)求证:△APR,△BPQ,△CQR的面积相等;
(2)求△PQR面积的最小值;
(3)用t(秒)(0≤t≤2)表示运动时间,是否存在t,使∠PQR=90°?若存在,请直接写出t的值;若不存在,请说明理由.
5.(2017?齐齐哈尔)如图,在平面直角坐标系中,把矩形OABC沿对角线AC所在直线折叠,点B落在点D处,DC与y轴相交于点E,矩形OABC的边OC,OA的长是关于x的一元二次方程x2﹣12x+32=0的两个根,且OA>OC.
(1)求线段OA,OC的长;
(2)求证:△ADE≌△COE,并求出线段OE的长;
(3)直接写出点D的坐标;
(4)若F是直线AC上一个动点,在坐标平面内是否存在点P,使以点E,C,P,F为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出P点的坐标;若不存在,请说明理由.
6.(2017?淮安)如图①,在平面直角坐标系中,二次函数y=﹣ x2+bx+c的图象与坐标轴交于A,B,C三点,其中点A的坐标为(﹣3,0),点B的坐标为(4,0),连接AC,BC.动点P从点A出发,在线段AC上以每秒1个单位长度的速度向点C作匀速运动;同时,动点Q从点O出发,在线段OB上以每秒1个单位长度的速度向点B作匀速运动,当其中一点到达终点时,另一点随之停止运动,设运动时间为t秒.连接PQ.
(1)填空:b=________,c=________;
(2)在点P,Q运动过程中,△APQ可能是直角三角形吗?请说明理由;
(3)在x轴下方,该二次函数的图象上是否存在点M,使△PQM是以点P为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,请求出运动时间t;若不存在,请说明理由;
(4)如图②,点N的坐标为(﹣ ,0),线段PQ的中点为H,连接NH,当点Q关于直线NH的对称点Q′恰好落在线段BC上时,请直接写出点Q′的坐标.
7.(2017?江西)我们定义:如图1,在△ABC看,把AB点绕点A顺时针旋转α(0°<α<180°)得到AB',把AC绕点A逆时针旋转β得到AC',连接B'C'.当α+β=180°时,我们称△A'B'C'是△ABC的“旋补三角形”,△AB'C'边B'C'上的中线AD叫做△ABC的“旋补中线”,点A叫做“旋补中心”.
(1)在图2,图3中,△AB'C'是△ABC的“旋补三角形”,AD是△ABC的“旋补中线”.①如图2,当△ABC为等边三角形时,AD与BC的数量关系为AD=________BC;②如图3,当∠BAC=90°,BC=8时,则AD长为________.
(2)在图1中,当△ABC为任意三角形时,猜想AD与BC的数量关系,并给予证明.
(3)如图4,在四边形ABCD,∠C=90°,∠D=150°,BC=12,CD=2 ,DA=6.在四边形内部是否存在点P,使△PDC是△PAB的“旋补三角形”?若存在,给予证明,并求△PAB的“旋补中线”长;若不存在,说明理由.
8.(2017?淄博)如图1,经过原点O的抛物线y=ax2+bx(a≠0)与x轴交于另一点A( ,0),在第一象限内与直线y=x交于点B(2,t).
(1)求这条抛物线的表达式;
(2)在第四象限内的抛物线上有一点C,满足以B,O,C为顶点的三角形的面积为2,求点C的坐标;
(3)如图2,若点M在这条抛物线上,且∠MBO=∠ABO,在(2)的条件下,是否存在点P,使得△POC∽△MOB?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
9.(2017?永州)如图,已知抛物线y=ax2+bx+1经过A(﹣1,0),B(1,1)两点.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)阅读理解:在同一平面直角坐标系中,直线l1:y=k1x+b1(k1 , b1为常数,且k1≠0),直线l2:y=k2x+b2(k2 , b2为常数,且k2≠0),若l1⊥l2 , 则k1?k2=﹣1.解决问题:①若直线y=3x﹣1与直线y=mx+2互相垂直,求m的值;②抛物线上是否存在点P,使得△PAB是以AB为直角边的直角三角形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)M是抛物线上一动点,且在直线AB的上方(不与A,B重合),求点M到直线AB的距离的最大值.
10.(2017?西宁)如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC的顶点A,C分别在x轴,y轴的正半轴上,且OA=4,OC=3,若抛物线经过O,A两点,且顶点在BC边上,对称轴交BE于点F,点D,E的坐标分别为(3,0),(0,1).
(1)求抛物线的解析式;
(2)猜想△EDB的形状并加以证明;
(3)点M在对称轴右侧的抛物线上,点N在x轴上,请问是否存在以点A,F,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请求出所有符合条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.
11.(2017?岳阳)如图,抛物线y= x2+bx+c经过点B(3,0),C(0,﹣2),直线l:y=﹣ x﹣ 交y轴于点E,且与抛物线交于A,D两点,P为抛物线上一动点(不与A,D重合).
(1)求抛物线的解析式;
(2)当点P在直线l下方时,过点P作PM∥x轴交l于点M,PN∥y轴交l于点N,求PM+PN的最大值.
(3)设F为直线l上的点,以E,C,P,F为顶点的四边形能否构成平行四边形?若能,求出点F的坐标;若不能,请说明理由.
12.(2017?荆门)已知:如图所示,在平面直角坐标系xOy中,∠C=90°,OB=25,OC=20,若点M是边OC上的一个动点(与点O、C不重合),过点M作MN∥OB交BC于点N.
(1)求点C的坐标;
(2)当△MCN的周长与四边形OMNB的周长相等时,求CM的长;
(3)在OB上是否存在点Q,使得△MNQ为等腰直角三角形?若存在,请求出此时MN的长;若不存在,请说明理由.
13.(2017?烟台)如图1,抛物线y=ax2+bx+2与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,AB=4,矩形OBDC的边CD=1,延长DC交抛物线于点E.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图2,点P是直线EO上方抛物线上的一个动点,过点P作y轴的平行线交直线EO于点G,作PH⊥EO,垂足为H.设PH的长为l,点P的横坐标为m,求l与m的函数关系式(不必写出m的取值范围),并求出l的最大值;
(3)如果点N是抛物线对称轴上的一点,抛物线上是否存在点M,使得以M,A,C,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,直接写出所有满足条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.
14.(2017?新疆)如图,抛物线y=﹣ x2+ x+2与x轴交于点A,B,与y轴交于点C.
(1)试求A,B,C的坐标;
(2)将△ABC绕AB中点M旋转180°,得到△BAD.①求点D的坐标;②判断四边形ADBC的形状,并说明理由;
(3)在该抛物线对称轴上是否存在点P,使△BMP与△BAD相似?若存在,请直接写出所有满足条件的P点的坐标;若不存在,请说明理由.
15.(2017?深圳)如图,抛物线 经过点 ,交y 轴于点C:
(1)求抛物线的解析式(用一般式表示).
(2)点 为 轴右侧抛物线上一点,是否存在点 使 ,若存在请直接给出点 坐标;若不存在请说明理由.
(3)将直线 绕点 顺时针旋转 ,与抛物线交于另一点 ,求 的长.
一、解答题
1. () 如图,在直角坐标系中有一直角三角形AOB,O为坐标原点,OA=1,tan∠BAO=3,将此三角形绕原点O逆时针旋转90°,得到△DOC,抛物线y=ax2+bx+c经过点A,B,C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P是第二象限内抛物线上的动点,其横坐标为t,①设抛物线对称轴l与x轴交于一点E,连接PE,交CD于F,求出当△CEF与△COD相似时,点P的坐标;②是否存在一点P,使△PCD的面积最大?若存在,求出△PCD的面积的最大值;若不存在,请说明理由.
2. () 如图,在平面直角坐标系中,点C(﹣3,0),点A,B分别在x轴,y轴的正半轴上,且满足 +|OA﹣1|=0
(1)求点A,点B的坐标.
(2)若点P从C点出发,以每秒1个单位的速度沿射线CB运动,连结AP.设△ABP的面积为S,点P的运动时间为t秒,求S与t的函数关系式,并写出自变量的取值范围.
(3)在(2)的条件下,是否存在点P,使以点A,B,P为顶点的三角形与△AOB相似?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
3. () 在四边形ABCD中,AB∥CD,∠BCD=90°,AB=AD=10cm,BC=8cm,点P从点A出发,沿折线ABCD方向以3cm/s的速度匀速运动;点Q从点D出发,沿线段DC方向以2cm/s的速度匀速运动.已知两点同时出发,当一个点到达终点时,另一点也停止运动,设运动时间为t(s). (1)求CD的长;
(2)当四边形PBQD为平行四边形时,求四边形PBQD的周长;
(3)在点P、Q的运动过程中,是否存在某一时刻,使得△BPQ的面积为20cm2?若存在,请求出所有满足条件的t的值;若不存在,请说明理由.
4. () 已知:抛物线C1:y=x2﹣2a x+2a+2 顶点P在另一个函数图象C2上
(1)求证:抛物线C1必过定点A(1,3);并用含的a式子表示顶点P的坐标;
(2)当抛物线C1的顶点P达到最高位置时,求抛物线C1解析式;并判断是否存在实数m、n,当m≤x≤n时恰有3m≤y≤3n,若存在,求出求m、n的值;若不存在,说明理由;
(3)抛物线C1和图象C2分别与y轴交于B、C点,当△ABC为等腰三角形,求a的值.
5. () 如图,二次函数y=ax2+bx﹣3的图象与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C.该抛物线的顶点为M.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)判断△BCM的形状,并说明理由.
(3)探究坐标轴上是否存在点P,使得以点P,A,C为顶点的三角形与△BCM相似?若存在,请求出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
6. () 如图所示,抛物线y=ax2+bx﹣3与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图所示,直线BC下方的抛物线上有一点P,过点p作PE⊥BC于点E,作PF平行于x轴交直线BC于点F,求△PEF周长的最大值;
(3)已知点M是抛物线的顶点,点N是y轴上一点,点Q是坐标平面内一点,若点P是抛物线上一点,且位于抛物线的对称轴右侧,是否存在以P、M、N、Q为顶点且以PM为边的正方形?若存在,直接写出点P的横坐标;若不存在,说明理由.
7. () 如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,顶点M关于x轴的对称点是M′.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若直线AM′与此抛物线的另一个交点为C,求△CAB的面积;
(3)是否存在过A,B两点的抛物线,其顶点P关于x轴的对称点为Q,使得四边形APBQ为正方形?若存在,求出此抛物线的解析式;若不存在,请说明理由.
8. () 在矩形ABCD中,AB=4cm,AD=6cm,延长AB到E,使BE=2AB,连接CE,动点F从A出发以2cm/s的速度沿AE方向向点E运动,动点G从E点出发,以3cm/s的速度沿E→C→D方向向点D运动,两个动点同时出发,当其中一个动点到达终点时,另一个动点也随之停止,设动点运动的时间为t秒.
(1)当t为何值时,FC与EG互相平分;
(2)连接FG,当t< 时,是否存在时间t使△EFG与△EBC相似?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
(3)设△EFG的面积为y,求出y与t的函数关系式,求当t为何值时,y有最大值?最大值是多少?
9. () 已知抛物线y=ax2+bx+c(a>0)的图象经过点B(14,0)和C(0,﹣8),对称轴为x=4.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)点D在线段AB上且AD=AC,若动点P从A出发沿线段AB以每秒1个单位长度的速度匀速运动,同时另一动点N以某一速度从C出发沿线段CB匀速运动,问是否存在某一时刻,使线段PN被直线CD垂直平分?若存在,请求出此时的时间t(秒)和点N的运动速度;若不存在,请说明理由;
(3)在(2)的结论下,直线x=1上是否存在点M使△MPN为等腰三角形?若存在,请直接写出所有点M的坐标;若不存在,请说明理由.
10. () 如图1,平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+3与x轴的两个交点分别为A(﹣3,0),B(1,0),与y轴的交点为D,对称轴与抛物线交于点C,与x轴负半轴交于点H.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点E,F分别是抛物线对称轴CH上的两个动点(点E在点F上方),且EF=1,求使四边形BDEF的周长最小时的点E,F坐标及最小值;
(3)如图2,点P为对称轴左侧,x轴上方的抛物线上的点,PQ⊥AC于点Q,是否存在这样的点P使△PCQ与△ACH相似?若存在请求出点P的坐标,若不存在请说明理由.
11. () 如图,已知二次函数y=ax2+bx+c的象经过A(﹣1,0)、B(3,0)、N(2,3)三点,且与y轴交于点C.
(1)求这个二次函数的解析式,并写出顶点M及点C的坐标;
(2)若直线y=kx+d经过C、M两点,且与x轴交于点D,试证明四边形CDAN是平行四边形;
(3)点P是这个二次函数的对称轴上一动点,请探索:是否存在这样的点P,使以点P为圆心的圆经过A、B两点,并且与直线CD相切?如果存在,请求出点P的坐标;如果不存在,请说明理由.
12. () 如图,抛物线y=ax2+bc+c(a>0)的顶点为M,若△MCB为等边三角形,且点C,B在抛物线上,我们把这种抛物线称为“完美抛物线”,已知点M与点O重合,BC=2.
(1)求过点O、B、C三点完美抛物线y1的解析式;
(2)若依次在y轴上取点M1、M2、…Mn分别作等边三角形及完美抛物线y1、y2、…y3 , 其中等边三角形的相似比都是2:1,如图,n为正整数.①则完美抛物线a,y2=________,完美抛物线y3=________;完美抛物线yn=________;②直接写出Bn的坐标________;③判断点B1、B2、…、Bn是否在同一直线,若在,求出直线的解析式,若不在同一直线上,说明理由________.
13. () 已知,在Rt△OAB中,∠OAB=90°,∠BOA=30°,AB=2.若以O为坐标原点,OA所在直线为x轴,建立如图所示的平面直角坐标系,点B在第一象限内.将Rt△OAB沿OB折叠后,点A落在第一象限内的点C处.
(1)求点C的坐标;
(2)若抛物线y=ax2+bx(a≠0)经过C、A两点,求此抛物线的解析式;
(3)若上述抛物线的对称轴与OB交于点D,点P为线段DB上一动点,过P作y轴的平行线,交抛物线于点M,问:是否存在这样的点P,使得四边形CDPM为等腰梯形?若存在,请求出此时点P的坐标;若不存在,请说明理由.
14. () 如图,已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的顶点坐标为(4,﹣ ),且与y轴交于点C(0,2),与x轴交于A,B两点(点A在点B的左边).
(1)求抛物线的解析式及A、B两点的坐标;
(2)在(1)中抛物线的对称轴l上是否存在一点P,使AP+CP的值最小?若存在,求AP+CP的最小值,若不存在,请说明理由;
(3)以AB为直径的⊙M相切于点E,CE交x轴于点D,求直线CE的解析式.
15. () 如图,已知抛物线经过点A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,3)三点.
(1)求抛物线的解析式.
(2)点M是线段BC上的点(不与B,C重合),过M作MN∥y轴交抛物线于N,若点M的横坐标为m,请用m的代数式表示MN的长.
(3)在(2)的条件下,连接NB、NC,是否存在m,使△BNC的面积最大?若存在,求m的值;若不存在,说明理由.
9.5 存在性问题
存在性问题是各地中考的“热点”.解决存在性问题就是:假设存在→推理论证→得出结论.若能导出合理的结果,就做出“存在”的判断,导出矛盾,就做出不存在的判断。尤其以二次函数中的是否存在相似三角形、三角形的面积相等、等腰(直角)三角形、平行四边形作为考查对象是中考命题热点。
一、解答题
1.(2017?青岛)已知:Rt△EFP和矩形ABCD如图①摆放(点P与点B重合),点F,B(P),C在同一直线上,AB=EF=6cm,BC=FP=8cm,∠EFP=90°,如图②,△EFP从图①的位置出发,沿BC方向匀速运动,速度为1cm/s,EP与AB交于点G;同时,点Q从点C出发,沿CD方向匀速运动,速度为1cm/s.过点Q作QM⊥BD,垂足为H,交AD于点M,连接AF,FQ,当点Q停止运动时,△EFQ也停止运动.设运动时间为t(s)(0<t<6),解答下列问题:
(1)当t为何值时,PQ∥BD?
(2)设五边形AFPQM的面积为y(cm2),求y与t之间的函数关系式;
(3)在运动过程中,是否存在某一时刻t,使S五边形AFPQM:S矩形ABCD=9:8?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
(4)在运动过程中,是否存在某一时刻t,使点M在线段PG的垂直平分线上?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】见解析
【解析】(1)解:如图1中, 当PQ∥BD时, = ,∴ = ,∴t= ,∴t= s时,PQ∥BD.(2)解:如图2中, 当0<t<6时,S五边形AFPQM=S梯形AFCD﹣S△DMQ﹣S△PQC= (8+8﹣t+8)?6﹣ ?(6﹣t)? (6﹣t)﹣ ?(8﹣t)?t= t2﹣ t+ .(3)解:如图2中, 假设存在,则有( t2﹣ t+ .):48=9:8,解得t=2或18(舍弃),∴t=2s时,S五边形AFPQM:S矩形ABCD=9:8.(4)解:存在.理由:如图3中,连接MG、MP,作MK⊥BC于K. 易知:AG=6﹣ t.DQ=6﹣t,DM=KC= (6﹣t),PK=8﹣t﹣ (6﹣t),MK=CD=6,∵点M在PG的垂直平分线上,∴MG=MP,∴AG2+AM2=PK2+MK2 , ∴(6﹣ t)2+[8﹣ (6﹣t)]2=62+[8﹣t﹣ (6﹣t)]2 , 解得t= 或0(舍弃),∴t= s时,点M在线段PG的垂直平分线上
【点评】(1)如图1中,当PQ∥BD时, = ,可得 = ,解方程即可;(2)如图2中,当0<t<6时,S五边形AFPQM=S梯形AFCD﹣S△DMQ﹣S△PQC , 由此计算即可解决问题;(3)假设存在,根据题意列出方程即可解决问题;(4)如图3中,连接MG、MP,作MK⊥BC于K.理由勾股定理,根据MG=MP,列出方程即可解决问题;
2.(2017?山西)如图,抛物线y=﹣ x2+ x+3 与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,连接AC、BC.点P沿AC以每秒1个单位长度的速度由点A向点C运动,同时,点Q沿BO以每秒2个单位长度的速度由点B向点O运动,当一个点停止运动时,另一个点也随之停止运动,连接PQ.过点Q作QD⊥x轴,与抛物线交于点D,与BC交于点E,连接PD,与BC交于点F.设点P的运动时间为t秒(t>0).
(1)求直线BC的函数表达式;
(2)①直接写出P,D两点的坐标(用含t的代数式表示,结果需化简)②在点P、Q运动的过程中,当PQ=PD时,求t的值;
(3)试探究在点P,Q运动的过程中,是否存在某一时刻,使得点F为PD的中点?若存在,请直接写出此时t的值与点F的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】见解析
【解析】(1)解:由y=0得﹣ x2+ x+3 =0,解得:x1=﹣3,x2=9,∴B(9,0),由x=0得y=3 ,∴C(0,3 ),设直线BC的解析式为y=kx+b,∴ ,∴ ,∴直线BC的解析式为y=﹣ x+3 (2)解:①过p作PG⊥x轴于G,∵A(﹣3,0),C(0,3 ),∴OA=3.OC=3 ,∴tan∠CAO= ,∴∠CAO=60°,∵AP=t,∴PG= t,AG= t,∴OG=3﹣ t,∴P( t﹣3, t),∵DQ⊥x轴,BQ=2t,∴OQ=9﹣2t,∴D(9﹣2t,﹣ t2+ t),②过P作PH⊥QD于H,则四边形PGQH是矩形,∴HQ=PG,∵PQ=PD,PH⊥QD,∴DQ=2HQ=2PG,∵P( t﹣3, t),D(9﹣2t,﹣ t2+ t),∴﹣ t2+ t=2× t,解得:t1=0(舍去),t2= ,∴当PQ=PD时,t的值是 ; (3)解:∵点F为PD的中点,∴F的横坐标为: ( t﹣3+9﹣2t)=﹣ t+3,F的纵坐标为 ( t﹣ t2+ t)=﹣ t2+ t,∴F(﹣ t+3,﹣ t2+ t),∵点F在直线BC上,∴﹣ t2+ t=﹣ (﹣ t+3)+3 ,∴t=3,∴F( , )
【点评】(1)更好函数的解析式得到B(9,0),C(0,3 ),解方程组即可得到结论;(2)①过p作PG⊥x轴于G,解直角三角形得到∠CAO=60°,得到PG= t,AG= t,于是得到P( t﹣3, t),把OQ=9﹣2t代入二次函数的解析式即可得到D(9﹣2t,﹣ t2+ t),②过P作PH⊥QD于H,得到四边形PGQH是矩形,列方程即可得到即可;(3)根据折叠坐标公式得到F(﹣ t+3,﹣ t2+ t),由点F在直线BC上,列方程即可得到结论.
3.(2017?通辽)在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+2过点A(﹣2,0),B(2,2),与y轴交于点C.
(1)求抛物线y=ax2+bx+2的函数表达式;
(2)若点D在抛物线y=ax2+bx+2的对称轴上,求△ACD的周长的最小值;
(3)在抛物线y=ax2+bx+2的对称轴上是否存在点P,使△ACP是直角三角形?若存在直接写出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】见解析
【解析】(1)解:把点A(﹣2,0),B(2,2)代入抛物线y=ax2+bx+2中, ,解得: ,∴抛物线函数表达式为:y=﹣ x2+ x+2(2)解:y=﹣ x2+ x+2=﹣ (x﹣1)2+ ;∴对称轴是:直线x=1,如图1,过B作BE⊥x轴于E, ∵C(0,2),B(2,2),对称轴是:x=1,∴C与B关于x=1对称,∴CD=BD,连接AB交对称轴于点D,此时△ACD的周长最小,∵BE=2,AE=2+2=4,OC=2,OA=2,∴AB= =2 ,AC= =2 ,∴△ACD的周长=AC+CD+AD=AC+BD+AD=AC+AB=2 +2 ;答:△ACD的周长的最小值是2 +2 (3)解:存在,分两种情况:①当∠ACP=90°时,△ACP是直角三角形,如图2, 过P作PD⊥y轴于D,设P(1,y),则△CGP∽△AOC,∴ ,∴ ,∴CG=1,∴OG=2﹣1=1,∴P(1,1);②当∠CAP=90°时,△ACP是直角三角形,如图3, 设P(1,y),则△PEA∽△AOC,∴ ,∴ = ,∴PE=3,∴P(1,﹣3);综上所述,△ACP是直角三角形时,点P的坐标为(1,1)或(1,﹣3).
【点评】(1)利用待定系数法求抛物线的函数表达式;(2)由轴对称的最短路径得:因为B与C关于对称轴对称,所以连接AB交对称轴于点D,此时△ACD的周长最小,利用勾股定理求其三边相加即可;(3)存在,当A和C分别为直角顶点时,画出直角三角形,设P(1,y),根据三角形相似列比例式可得P的坐标.
4.(2017?大庆)如图,直角△ABC中,∠A为直角,AB=6,AC=8.点P,Q,R分别在AB,BC,CA边上同时开始作匀速运动,2秒后三个点同时停止运动,点P由点A出发以每秒3个单位的速度向点B运动,点Q由点B出发以每秒5个单位的速度向点C运动,点R由点C出发以每秒4个单位的速度向点A运动,在运动过程中:
(1)求证:△APR,△BPQ,△CQR的面积相等;
(2)求△PQR面积的最小值;
(3)用t(秒)(0≤t≤2)表示运动时间,是否存在t,使∠PQR=90°?若存在,请直接写出t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】见解析
【解析】(1)解:如图,在Rt△ABC中,AB=6,AC=8,根据勾股定理得,BC=10,tan∠B= = = , 过点Q作QE⊥AB于E,在Rt△BQE中,BQ=5t,∴sin∠B= = ,∴QE=4t,过点Q作QD⊥AC于D,在Rt△CDQ中,CQ=BC﹣BQ=10﹣5t,∴QD=CQ?sin∠C= (10﹣5t)=3(2﹣t),由运动知,AP=3t,CR=4t,∴BP=AB﹣AP=6﹣3t=3(2﹣t),AR=AC﹣CR=8﹣4t=4(2﹣t),∴S△APR= AP?AR= ×3t×4(2﹣t)=6t(2﹣t),S△BPQ= BP?QE= ×3(2﹣t)×4t=6t(2﹣t),S△CQR= CR?QD= ×4t×3(2﹣t)=6t(2﹣t),∴S△APR=S△BPQ=S△CQR , ∴△APR,△BPQ,△CQR的面积相等; (2)解:由(1)知,S△APR=S△BPQ=S△CQR=6t(2﹣t),∵AB=6,AC=8,∴S△PQR=S△ABC﹣(S△APR+S△BPQ+S△CQR)= ×6×8﹣3×6t(2﹣t)=24﹣18(2t﹣t2)=18(t﹣1)2+6,∵0≤t≤2,∴当t=1时,S△PQR最小=6;(3)解:存在,由点P,Q,R的运动速度知,运动1秒时,点P,Q,R分别在AB,BC,AC的中点,此时,四边形APQR是矩形,即:t=1秒时,∠PQR=90°,由(1)知,QE=4t,QD=3(2﹣t),AP=3t,CR=4t,AR=4(2﹣t),∴BP=AB﹣AP=6﹣3t=3(2﹣t),AR=AC﹣CR=8﹣4t=4(2﹣t),过点Q作QD⊥AC于D,作QE⊥AB于E,∵∠A=90°,∴四边形APQD是矩形,∴AE=DQ=3(2﹣t),AD=QE=4t,∴DR=|AD﹣AR|=|4t﹣4(2﹣t)|=4|2t﹣2|,PE=|AP﹣AE|=|3t﹣3(2﹣t)|=3|2t﹣2|∵∠DQE=90°,∠PQR=90°,∴∠DQR=∠EQP,∴tan∠DQR=tan∠EQP,在Rt△DQR中,tan∠DQR= = ,在Rt△EQP中,tan∠EQP= = ,∴ ,∴16t=9(2﹣t),∴t= .即:t=1或 秒时,∠PQR=90°.
【点评】(1)由面积公式可知求三角形的面积,缺高时,须作垂线补出高,用t的代数式表示△APR,△BPQ,△CQR的面积,在由斜边表示直角边时选用正弦;(2)用△ABC面积减去第(1)问中表示的△APR的面积的3倍,构建二次函数,在0≤t≤2范围内由二次函数的性质可求最值;(3)由点P,Q,R的运动速度知,36=,510=,运动1秒时,点P,Q,R分别在AB,BC,AC的中点,可证得四边形APQD是矩形,∠PQR=90°;若∠PQR=90,则∠DQR=∠EQP,用t的代数式表示两个角的正切,建立方程,求出t.
5.(2017?齐齐哈尔)如图,在平面直角坐标系中,把矩形OABC沿对角线AC所在直线折叠,点B落在点D处,DC与y轴相交于点E,矩形OABC的边OC,OA的长是关于x的一元二次方程x2﹣12x+32=0的两个根,且OA>OC.
(1)求线段OA,OC的长;
(2)求证:△ADE≌△COE,并求出线段OE的长;
(3)直接写出点D的坐标;
(4)若F是直线AC上一个动点,在坐标平面内是否存在点P,使以点E,C,P,F为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出P点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】见解析
【解析】(1)解:解方程x2﹣12x+32=0得,x1=8,x2=4,∵OA>OC,∴OA=8,OC=4;(2)证明∵四边形ABCO是矩形,∴AB=OC,∠ABC=∠AOC=90°,∵把矩形OABC沿对角线AC所在直线折叠,点B落在点D处,∴AD=AB,∠ADE=∠ABC=90°,∴AD=OC,∠ADE=∠COE,在△ADE与△COE中, ,∴△ADE≌△COE;∵CE2=OE2+OC2 , 即(8﹣OE)2=OE2+42 , ∴OE=3;(3)解:过D作DM⊥x轴于M, 则OE∥DM,∴△OCE∽△MCD,∴ ,∴CM= ,DM= ,∴OM= ,∴D(﹣ , );(4)解:存在;∵OE=3,OC=4,∴CE=5,过P1作P1H⊥AO于H,∵四边形P1ECF1是菱形,∴P1E=CE=5,P1E∥AC,∴∠P1EH=∠OAC,∴ = = ,∴设P1H=k,HE=2k,∴P1E= k=5,∴P1H= ,HE=2 ,∴OH=2 +3,∴P1(﹣ ,2 +3),同理P3( ,3﹣2 ),当A与F重合时,四边形F2ECP2是菱形,∴EF2∥CP2 , EF2 , =CP2=5,∴P2(4,5);当CE是菱形EP4CF4的对角线时,四边形EP4CF4是菱形,∴EP4=5,EP4∥AC,如图2,过P4作P4G⊥x轴于G,过P4作P4N⊥OE于N, 则P4N=OG,P4G=ON,EP4∥AC,∴ = ,设P4N=x,EN=2x,∴P4E=CP4= x,∴P4G=ON=3﹣2x,CG=4﹣x,∴(3﹣2x)2+(4﹣x)2=( x)2 , ∴x= ,∴3﹣2x= ,∴P4( , ),综上所述:存在以点E,C,P,F为顶点的四边形是菱形,P(﹣ ,2 +3),( ,3﹣2 ),(4,5),( , ).
【点评】(1)解方程即可得到结论;(2)由四边形ABCO是矩形,得到AB=OC,∠ABC=∠AOC=90°,根据折叠的性质得到AD=AB,∠ADE=∠ABC=90°,根据全等三角形的判定得到△ADE≌△COE;根据勾股定理得到OE=3;(3)过D作DM⊥x轴于M,则OE∥DM,根据相似三角形的性质得到CM= ,DM= ,于是得到结论.(4)过P1作P1H⊥AO于H,根据菱形的性质得到P1E=CE=5,P1E∥AC,设P1H=k,HE=2k,根据勾股定理得到P1E= k=5,于是得到P1(﹣ ,2 +3),同理P3( ,3﹣2 ),当A与F重合时,得到P2(4,5);当CE是菱形EP4CF4的对角线时,四边形EP4CF4是菱形,得到EP4=5,EP4∥AC,如图2,过P4作P4G⊥x轴于G,过P4作P4N⊥OE于N,根据勾股定理即可得到结论.
6.(2017?淮安)如图①,在平面直角坐标系中,二次函数y=﹣ x2+bx+c的图象与坐标轴交于A,B,C三点,其中点A的坐标为(﹣3,0),点B的坐标为(4,0),连接AC,BC.动点P从点A出发,在线段AC上以每秒1个单位长度的速度向点C作匀速运动;同时,动点Q从点O出发,在线段OB上以每秒1个单位长度的速度向点B作匀速运动,当其中一点到达终点时,另一点随之停止运动,设运动时间为t秒.连接PQ.
(1)填空:b=________,c=________;
(2)在点P,Q运动过程中,△APQ可能是直角三角形吗?请说明理由;
(3)在x轴下方,该二次函数的图象上是否存在点M,使△PQM是以点P为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,请求出运动时间t;若不存在,请说明理由;
(4)如图②,点N的坐标为(﹣ ,0),线段PQ的中点为H,连接NH,当点Q关于直线NH的对称点Q′恰好落在线段BC上时,请直接写出点Q′的坐标.
【答案】见解析
【解析】(1);4(2)解:在点P、Q运动过程中,△APQ不可能是直角三角形.理由如下:连结QC. ∵在点P、Q运动过程中,∠PAQ、∠PQA始终为锐角,∴当△APQ是直角三角形时,则∠APQ=90°.将x=0代入抛物线的解析式得:y=4,∴C(0,4).∵AP=OQ=t,∴PC=5﹣t,∵在Rt△AOC中,依据勾股定理得:AC=5,在Rt△COQ中,依据勾股定理可知:CQ2=t2+16,在Rt△CPQ中依据勾股定理可知:PQ2=CQ2﹣CP2 , 在Rt△APQ中,AQ2﹣AP2=PQ2 , ∴CQ2﹣CP2=AQ2﹣AP2 , 即(3+t)2﹣t2=t2+16﹣(5﹣t)2 , 解得:t=4.5.∵由题意可知:0≤t≤4,∴t=4.5不符合题意,即△APQ不可能是直角三角形.(3)解:如图所示: 过点P作DE∥x轴,分别过点M、Q作MD⊥DE、QE⊥DE,垂足分别为D、E,MD交x轴与点F,过点P作PG⊥x轴,垂足为点G,则PG∥y轴,∠E=∠D=90°.∵PG∥y轴,∴△PAG∽△ACO,∴ = = ,即 = = ,∴PG= t,AG= t,∴PE=GQ=GO+OQ=AO﹣AG+OQ=3﹣ t+t=3+ t,DF=GP= t.∵∠MPQ=90°,∠D=90°,∴∠DMP+∠DPM=∠EPQ+∠DPM=90°,∴∠DMP=∠EPQ.又∵∠D=∠E,PM=PQ,∴△MDP≌PEQ,∴PD=EQ= t,MD=PE=3+ t,∴FM=MD﹣DF=3+ t﹣ t=3﹣ t,OF=FG+GO=PD+OA﹣AG=3+ t﹣ t=3+ t,∴M(﹣3﹣ t,﹣3+ t).∵点M在x轴下方的抛物线上,∴﹣3+ t=﹣ ×(﹣3﹣ t)2+ ×(﹣3﹣ t)+4,解得:t= .∵0≤t≤4,∴t= .(4)解:如图所示:连结OP,取OP的中点R,连结RH,NR,延长NR交线段BC与点Q′. ∵点H为PQ的中点,点R为OP的中点,∴EH= QO= t,RH∥OQ.∵A(﹣3,0),N(﹣ ,0),∴点N为OA的中点.又∵R为OP的中点,∴NR= AP= t,∴RH=NR,∴∠RNH=∠RHN.∵RH∥OQ,∴∠RHN=∠HNO,∴∠RNH=∠HNO,即NH是∠QNQ′的平分线.设直线AC的解析式为y=mx+n,把点A(﹣3,0)、C(0,4)代入得: ,解得:m= ,n=4,∴直线AC的表示为y= x+4.同理可得直线BC的表达式为y=﹣x+4.设直线NR的函数表达式为y= x+s,将点N的坐标代入得: ×(﹣ )+s=0,解得:s=2,∴直线NR的表述表达式为y= x+2.将直线NR和直线BC的表达式联立得: ,解得:x= ,y= ,∴Q′( , ).
【点评】(1)设抛物线的解析式为y=a(x+3)(x﹣4).将a=﹣ 代入得:y=﹣ x2+ x+4,∴b= ,c=4;(2)直角三角形存在性问题可采取假设的方法,然后根据三个内角哪一个可能为直角进行分类讨论;(3)由等腰直角三角形的性质可推得全等,用t 的代数式表示出M的坐标,根据在抛物线上代入解析式,建立方程求处t ,再验证它是否在取值范围内;(4) Q′可采用交轨法,即是直线NR和直线BC的交点,联立两个解析式组成方程组,解出方程组的解就是交点坐标.
7.(2017?江西)我们定义:如图1,在△ABC看,把AB点绕点A顺时针旋转α(0°<α<180°)得到AB',把AC绕点A逆时针旋转β得到AC',连接B'C'.当α+β=180°时,我们称△A'B'C'是△ABC的“旋补三角形”,△AB'C'边B'C'上的中线AD叫做△ABC的“旋补中线”,点A叫做“旋补中心”.
(1)在图2,图3中,△AB'C'是△ABC的“旋补三角形”,AD是△ABC的“旋补中线”.①如图2,当△ABC为等边三角形时,AD与BC的数量关系为AD=________BC;②如图3,当∠BAC=90°,BC=8时,则AD长为________.
(2)在图1中,当△ABC为任意三角形时,猜想AD与BC的数量关系,并给予证明.
(3)如图4,在四边形ABCD,∠C=90°,∠D=150°,BC=12,CD=2 ,DA=6.在四边形内部是否存在点P,使△PDC是△PAB的“旋补三角形”?若存在,给予证明,并求△PAB的“旋补中线”长;若不存在,说明理由.
【答案】(1);4(2)解:结论:AD= BC.理由:如图1中,延长AD到M,使得AD=DM,连接E′M,C′M ∵B′D=DC′,AD=DM,∴四边形AC′MB′是平行四边形,∴AC′=B′M=AC,∵∠BAC+∠B′AC′=180°,∠B′AC′+∠AB′M=180°,∴∠BAC=∠MB′A,∵AB=AB′,∴△BAC≌△AB′M,∴BC=AM,∴AD= BC(3)解:存在.理由:如图4中,延长AD交BC的延长线于M,作BE⊥AD于E,作线段BC的垂直平分线交BE于P,交BC于F,连接PA、PD、PC,作△PCD的中线PN.连接DF交PC于O. ∵∠ADC=150°,∴∠MDC=30°,在Rt△DCM中,∵CD=2 ,∠DCM=90°,∠MDC=30°,∴CM=2,DM=4,∠M=60°,在Rt△BEM中,∵∠BEM=90°,BM=14,∠MBE=30°,∴EM= BM=7,∴DE=EM﹣DM=3,∵AD=6,∴AE=DE,∵BE⊥AD,∴PA=PD,PB=PC,在Rt△CDF中,∵CD=2 ,CF=6,∴tan∠CDF= ,∴∠CDF=60°=∠CPF,易证△FCP≌△CFD,∴CD=PF,∵CD∥PF,∴四边形CDPF是矩形,∴∠CDP=90°,∴∠ADP=∠ADC﹣∠CDP=60°,∴△ADP是等边三角形,∴∠ADP=60°,∵∠BPF=∠CPF=60°,∴∠BPC=120°,∴∠APD+∠BPC=180°,∴△PDC是△PAB的“旋补三角形”,在Rt△PDN中,∵∠PDN=90°,PD=AD=6,DN= ,∴PN= = =
【解析】解:(1)①如图2中, ∵△ABC是等边三角形,∴AB=BC=AB=AB′=AC′,∵DB′=DC′,∴AD⊥B′C′,∵∠BAC=60°,∠BAC+∠B′AC′=180°,∴∠B′AC′=120°,∴∠B′=∠C′=30°,∴AD= AB′= BC,故答案为 .②如图3中, ∵∠BAC=90°,∠BAC+∠B′AC′=180°,∴∠B′AC′=∠BAC=90°,∵AB=AB′,AC=AC′,∴△BAC≌△B′AC′,∴BC=B′C′,∵B′D=DC′,∴AD= B′C′= BC=4,故答案为4.【点评】(1)①首先证明△ADB′是含有30°是直角三角形,可得AD= AB′即可解决问题;②首先证明△BAC≌△B′AC′,根据直角三角形斜边中线定理即可解决问题;(2)结论:AD= BC.如图1中,延长AD到M,使得AD=DM,连接E′M,C′M,首先证明四边形AC′MB′是平行四边形,再证明△BAC≌△AB′M,即可解决问题;(3)存在.如图4中,延长AD交BC的延长线于M,作BE⊥AD于E,作线段BC的垂直平分线交BE于P,交BC于F,连接PA、PD、PC,作△PCD的中线PN.连接DF交PC于O.想办法证明PA=PD,PB=PC,再证明∠APD+∠BPC=180°,即可;
8.(2017?淄博)如图1,经过原点O的抛物线y=ax2+bx(a≠0)与x轴交于另一点A( ,0),在第一象限内与直线y=x交于点B(2,t).
(1)求这条抛物线的表达式;
(2)在第四象限内的抛物线上有一点C,满足以B,O,C为顶点的三角形的面积为2,求点C的坐标;
(3)如图2,若点M在这条抛物线上,且∠MBO=∠ABO,在(2)的条件下,是否存在点P,使得△POC∽△MOB?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】见解析
【解析】(1)解:∵B(2,t)在直线y=x上,∴t=2,∴B(2,2),把A、B两点坐标代入抛物线解析式可得 ,解得 ,∴抛物线解析式为y=2x2﹣3x(2)解:如图1,过C作CD∥y轴,交x轴于点E,交OB于点D,过B作BF⊥CD于点F, ∵点C是抛物线上第四象限的点,∴可设C(t,2t2﹣3t),则E(t,0),D(t,t),∴OE=t,BF=2﹣t,CD=t﹣(2t2﹣3t)=﹣2t2+4t,∴S△OBC=S△CDO+S△CDB= CD?OE+ CD?BF= (﹣2t2+4t)(t+2﹣t)=﹣2t2+4t,∵△OBC的面积为2,∴﹣2t2+4t=2,解得t1=t2=1,∴C(1,﹣1)(3)解:存在.连接AB、OM.设MB交y轴于点N,如图2, ∵B(2,2),∴∠AOB=∠NOB=45°,在△AOB和△NOB中???????????????????????????????????????????????????????????????????????? ∴△AOB≌△NOB(ASA),∴ON=OA= ,∴N(0, ),∴可设直线BN解析式为y=kx+ ,把B点坐标代入可得2=2k+ ,解得k= ,∴直线BN的解析式为y= x+ ,联立直线BN和抛物线解析式可得 ,解得 或 ,∴M(﹣ , ),∵C(1,﹣1),∴∠COA=∠AOB=45°,且B(2,2),∴OB=2 ,OC= ,∵△POC∽△MOB,∴ = =2,∠POC=∠BOM,当点P在第一象限时,如图3,过M作MG⊥y轴于点G,过P作PH⊥x轴于点H, ∵∠COA=∠BOG=45°,∴∠MOG=∠POH,且∠PHO=∠MGO,∴△MOG∽△POH,∴ = = =2,∵M(﹣ , ),∴MG= ,OG= ,∴PH= MG= ,OH= OG= ,∴P( , );当点P在第三象限时,如图4,过M作MG⊥y轴于点G,过P作PH⊥y轴于点H, 同理可求得PH= MG= ,OH= OG= ,∴P(﹣ ,﹣ );综上可知存在满足条件的点P,其坐标为( , )或(﹣ ,﹣ )
【点评】根据二次函数的图像与性质把A,B两点的坐标代入求出抛物线解析式为:y=2x2﹣3x,再根据一次函数和三角形的面积公式求出点C(1,﹣1)的坐标,再利用相似三角形的判定与性质求出点P所有的坐标,此题是综合题,难度较大,计算和解方程时需认真仔细.
9.(2017?永州)如图,已知抛物线y=ax2+bx+1经过A(﹣1,0),B(1,1)两点.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)阅读理解:在同一平面直角坐标系中,直线l1:y=k1x+b1(k1 , b1为常数,且k1≠0),直线l2:y=k2x+b2(k2 , b2为常数,且k2≠0),若l1⊥l2 , 则k1?k2=﹣1.解决问题:①若直线y=3x﹣1与直线y=mx+2互相垂直,求m的值;②抛物线上是否存在点P,使得△PAB是以AB为直角边的直角三角形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)M是抛物线上一动点,且在直线AB的上方(不与A,B重合),求点M到直线AB的距离的最大值.
【答案】见解析
【解析】(1)解:将A,B点坐标代入,得 ,解得 ,抛物线的解析式为y=﹣ x2+ x+1;(2)解:①由直线y=3x﹣1与直线y=mx+2互相垂直,得3m=﹣1,即m=﹣ ;②AB的解析式为y= x+ ,当PA⊥AB时,PA的解析式为y=﹣2x﹣2,联立PA与抛物线,得 ,解得 (舍), ,即P(6,﹣14);当PB⊥AB时,PB的解析式为y=﹣2x+3,联立PB与抛物线,得 ,解得 (舍) 即P(4,﹣5),综上所述:△PAB是以AB为直角边的直角三角形,点P的坐标(6,﹣14)(4,﹣5);(3)解:如图,∵M(t,﹣ t2+ t+1),Q(t, t+ ),∴MQ=﹣ t2+ S△MAB= MQ|xB﹣xA= (﹣ t2+ )×2=﹣ t2+ ,当t=0时,S取最大值 ,即M(0,1).由勾股定理,得AB= = ,设M到AB的距离为h,由三角形的面积,得h= = .点M到直线AB的距离的最大值是 .
【点评】(1)利用待定系数法把A、B两点的坐标代入解析式即可求出a、b;(2)分类讨论,A或B为直角顶点两类,利用“阅读理解”的结论“相互垂直的直线的斜率k 乘积=-1”构建方程,求出直线解析式,再和抛物线联立方程组,得出交点即P坐标;(3)三角形的底边AB是定值,要求距离最大值就须求面积的最大值,须过M点作x轴的垂线,把三角形MAB分割成两个有竖直边的三角形,构建以M的横坐标t 为自变量的函数S,求出其最大值,再利用三角形面积公式,求出此时的点M到AB的距离,就是最大距离.
10.(2017?西宁)如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC的顶点A,C分别在x轴,y轴的正半轴上,且OA=4,OC=3,若抛物线经过O,A两点,且顶点在BC边上,对称轴交BE于点F,点D,E的坐标分别为(3,0),(0,1).
(1)求抛物线的解析式;
(2)猜想△EDB的形状并加以证明;
(3)点M在对称轴右侧的抛物线上,点N在x轴上,请问是否存在以点A,F,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请求出所有符合条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】见解析
【解析】(1)解:在矩形OABC中,OA=4,OC=3,∴A(4,0),C(0,3),∵抛物线经过O、A两点,∴抛物线顶点坐标为(2,3),∴可设抛物线解析式为y=a(x﹣2)2+3,把A点坐标代入可得0=a(4﹣2)2+3,解得a=﹣ ,∴抛物线解析式为y=﹣ (x﹣2)2+3,即y=﹣ x2+3x(2)解:△EDB为等腰直角三角形.证明:由(1)可知B(4,3),且D(3,0),E(0,1),∴DE2=32+12=10,BD2=(4﹣3)2+32=10,BE2=42+(3﹣1)2=20,∴DE2+BD2=BE2 , 且DE=BD,∴△EDB为等腰直角三角形(3)解:存在.理由如下:设直线BE解析式为y=kx+b,把B、E坐标代入可得 ,解得 ,∴直线BE解析式为y= x+1,当x=2时,y=2,∴F(2,2),①当AF为平行四边形的一边时,则M到x轴的距离与F到x轴的距离相等,即M到x轴的距离为2,∴点M的纵坐标为2或﹣2,在y=﹣ x2+3x中,令y=2可得2=﹣ x2+3x,解得x= ,∵点M在抛物线对称轴右侧,∴x>2,∴x= ,∴M点坐标为( ,2);在y=﹣ x2+3x中,令y=﹣2可得﹣2=﹣ x2+3x,解得x= ,∵点M在抛物线对称轴右侧,∴x>2,∴x= ,∴M点坐标为( ,﹣2);②当AF为平行四边形的对角线时,∵A(4,0),F(2,2),∴线段AF的中点为(3,1),即平行四边形的对称中心为(3,1),设M(t,﹣ t2+3t),N(x,0),则﹣ t2+3t=2,解得t= ,∵点M在抛物线对称轴右侧,∴x>2,∴t= ,∴M点坐标为( ,2)综上可知存在满足条件的点M,其坐标为( ,2)或( ,﹣2)
【点评】(1)由条件可求得抛物线的顶点坐标及A点坐标,利用待定系数法可求得抛物线解析式;(2)由B、D、E的坐标可分别求得DE、BD和BE的长,再利用勾股定理的逆定理可进行判断;(3)由B、E的坐标可先求得直线BE的解析式,则可求得F点的坐标,当AF为边时,则有FM∥AN且FM=AN,则可求得M点的纵坐标,代入抛物线解析式可求得M点坐标;当AF为对角线时,由A、F的坐标可求得平行四边形的对称中心,可设出M点坐标,则可表示出N点坐标,再由N点在x轴上可得到关于M点坐标的方程,可求得M点坐标.
11.(2017?岳阳)如图,抛物线y= x2+bx+c经过点B(3,0),C(0,﹣2),直线l:y=﹣ x﹣ 交y轴于点E,且与抛物线交于A,D两点,P为抛物线上一动点(不与A,D重合).
(1)求抛物线的解析式;
(2)当点P在直线l下方时,过点P作PM∥x轴交l于点M,PN∥y轴交l于点N,求PM+PN的最大值.
(3)设F为直线l上的点,以E,C,P,F为顶点的四边形能否构成平行四边形?若能,求出点F的坐标;若不能,请说明理由.
【答案】见解析
【解析】(1)解:把B(3,0),C(0,﹣2)代入y= x2+bx+c得, ,∴ ∴抛物线的解析式为:y= x2﹣ x﹣2(2)解:设P(m, m2﹣ m﹣2),∵PM∥x轴,PN∥y轴,M,N在直线AD上,∴N(m,﹣ m﹣ ),M(﹣m2+2m+2, m2﹣ m﹣2),∴PM+PN=﹣m2+2m+2﹣m﹣ m﹣ ﹣ m2+ m+2=﹣ m2+ m+ =﹣ (m﹣ )2+ ,∴当m= 时,PM+PN的最大值是 (3)解:能,理由:∵y=﹣ x﹣ 交y轴于点E,∴E(0,﹣ ),∴CE= ,设P(m, m2﹣ m﹣2),∵以E,C,P,F为顶点的四边形能否构成平行四边形,①以CE为边,∴CE∥PF,CE=PF,∴F(m,﹣ m﹣ ),∴﹣ m﹣ ﹣ m2+ m+2= ,∴m=1,m=0(舍去),②以CE为对角线,连接PF交CE于G,∴CG=GE,PG=FG,∴G(0,﹣ ),设P(m, m2﹣ m﹣2),则F(﹣m, m﹣ ),∴ ×( m2﹣ m﹣2+ m﹣ )=﹣ ,∵△<0,∴此方程无实数根,综上所述,当m=1时,以E,C,P,F为顶点的四边形能否构成平行四边形.
【点评】(1.)把B(3,0),C(0,﹣2)代入y= x2+bx+c解方程组即可得到结论;(2.)设P(m, m2﹣ m﹣2),得到N(m,﹣ m﹣ ),M(﹣m2+2m+2, m2﹣ m﹣2),根据二次函数的性质即可得到结论;(3.)求得E(0,﹣ ),得到CE= ,设P(m, m2﹣ m﹣2),①以CE为边,根据CE=PF,列方程得到m=1,m=0(舍去),②以CE为对角线,连接PF交CE于G,CG=GE,PG=FG,得到G(0,﹣ ),设P(m, m2﹣ m﹣2),则F(﹣m, m﹣ ),列方程得到此方程无实数根,于是得到结论.
12.(2017?荆门)已知:如图所示,在平面直角坐标系xOy中,∠C=90°,OB=25,OC=20,若点M是边OC上的一个动点(与点O、C不重合),过点M作MN∥OB交BC于点N.
(1)求点C的坐标;
(2)当△MCN的周长与四边形OMNB的周长相等时,求CM的长;
(3)在OB上是否存在点Q,使得△MNQ为等腰直角三角形?若存在,请求出此时MN的长;若不存在,请说明理由.
【答案】见解析
【解析】(1)解:如图1,过C作CH⊥OB于H, ∵∠C=90°,OB=25,OC=20,∴BC= = =15,∵S△OBC= OB?CH= OC?BC,∴CH= = =12,∴OH= =16,∴C(16,﹣12)(2)解:∵MN∥OB,∴△CNM∽△COB,∴ = = = ,设CM=x,则CN= x,∵△MCN的周长与四边形OMNB的周长相等,∴CM+CN+MN=OM+MN+OB,即x+ x+MN=20﹣x+mn+15﹣ x+25,解得:x= ,∴CM= (3)解:如图2, 由(2)知,当CM=x,则CN= x,MN= x,①当∠OMQ1=90°MN=MQ时,∵△OMQ∽△OBC,∴ = ,∵MN=MQ,∴ = ,∴x= ,∴MN= x= × = ;②当∠MNQ2=90°,MN=NQ2时,此时,四边形MNQ2Q1是正方形,∴NQ2=MQ1=MN,∴MN= .
【点评】(1)如图1,过C作CH⊥OB于H,根据勾股定理得到BC= = =15,根据三角形的面积公式得到CH= = =12,由勾股定理得到OH= =16,于是得到结论;(2)∵根据相似三角形的性质得到 = = = ,设CM=x,则CN= x,根据已知条件列方程即可得到结论;(3)如图2,由(2)知,当CM=x,则CN= x,MN= x,①当∠OMQ1=90°MN=MQ时,②当∠MNQ2=90°,MN=NQ2时,根据相似三角形的性质即可得到结论.
13.(2017?烟台)如图1,抛物线y=ax2+bx+2与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,AB=4,矩形OBDC的边CD=1,延长DC交抛物线于点E.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图2,点P是直线EO上方抛物线上的一个动点,过点P作y轴的平行线交直线EO于点G,作PH⊥EO,垂足为H.设PH的长为l,点P的横坐标为m,求l与m的函数关系式(不必写出m的取值范围),并求出l的最大值;
(3)如果点N是抛物线对称轴上的一点,抛物线上是否存在点M,使得以M,A,C,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,直接写出所有满足条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】见解析
【解析】(1)解:∵矩形OBDC的边CD=1,∴OB=1,∵AB=4,∴OA=3,∴A(﹣3,0),B(1,0),把A、B两点坐标代入抛物线解析式可得 ,解得 ,∴抛物线解析式为y=﹣ x2﹣ x+2;(2)解:在y=﹣ x2﹣ x+2中,令y=2可得2=﹣ x2﹣ x+2,解得x=0或x=﹣2,∴E(﹣2,2),∴直线OE解析式为y=﹣x,由题意可得P(m,﹣ m2﹣ m+2),∵PG∥y轴,∴G(m,﹣m),∵P在直线OE的上方,∴PG=﹣ m2﹣ m+2﹣(﹣m)=﹣ m2﹣ m+2=﹣ (m+ )2+ ,∵直线OE解析式为y=﹣x,∴∠PGH=∠COE=45°,∴l= PG= [﹣ (m+ )2+ ]=﹣ (m+ )2+ ,∴当m=﹣ 时,l有最大值,最大值为 ;(3)解:①当AC为平行四边形的边时,则有MN∥AC,且MN=AC,如图,过M作对称轴的垂线,垂足为F,设AC交对称轴于点L, 则∠ALF=∠ACO=∠FNM,在△MFN和△AOC中?? ∴△MFN≌△AOC(AAS),∴MF=AO=3,∴点M到对称轴的距离为3,又y=﹣ x2﹣ x+2,∴抛物线对称轴为x=﹣1,设M点坐标为(x,y),则|x+1|=3,解得x=2或x=﹣4,当x=2时,y=﹣ ,当x=﹣4时,y= ,∴M点坐标为(2,﹣ )或(﹣4,﹣ );②当AC为对角线时,设AC的中点为K,∵A(﹣3,0),C(0,2),∴K(﹣ ,1),∵点N在对称轴上,∴点N的横坐标为﹣1,设M点横坐标为x,∴x+(﹣1)=2×(﹣ )=﹣3,解得x=﹣2,此时y=2,∴M(﹣2,2);综上可知点M的坐标为(2,﹣ )或(﹣4,﹣ )或(﹣2,2).
【点评】(1)由条件可求得A、B的坐标,利用待定系数法可求得抛物线解析式;(2)可先求得E点坐标,从而可求得直线OE解析式,可知∠PGH=45°,用m可表示出PG的长,从而可表示出l的长,再利用二次函数的性质可求得其最大值;(3)分AC为边和AC为对角线,当AC为边时,过M作对称轴的垂线,垂足为F,则可证得△MFN≌△AOC,可求得M到对称轴的距离,从而可求得M点的横坐标,可求得M点的坐标;当AC为对角线时,设AC的中点为K,可求得K的横坐标,从而可求得M的横坐标,代入抛物线解析式可求得M点坐标.
14.(2017?新疆)如图,抛物线y=﹣ x2+ x+2与x轴交于点A,B,与y轴交于点C.
(1)试求A,B,C的坐标;
(2)将△ABC绕AB中点M旋转180°,得到△BAD.①求点D的坐标;②判断四边形ADBC的形状,并说明理由;
(3)在该抛物线对称轴上是否存在点P,使△BMP与△BAD相似?若存在,请直接写出所有满足条件的P点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】见解析
【解析】(1)解:当y=0时,0=﹣ x2+ x+2,解得:x1=﹣1,x2=4,则A(﹣1,0),B(4,0),当x=0时,y=2,故C(0,2)(2)解:①过点D作DE⊥x轴于点E,∵将△ABC绕AB中点M旋转180°,得到△BAD,∴DE=2,AO=BE=1,OM=ME=1.5,∴D(3,﹣2);②∵将△ABC绕AB中点M旋转180°,得到△BAD,∴AC=BD,AD=BC,∴四边形ADBC是平行四边形,∵AC= = ,BC= =2 ,AB=5,∴AC2+BC2=AB2 , ∴△ACB是直角三角形,∴∠ACB=90°,∴四边形ADBC是矩形 (3)解:由题意可得:BD= ,AD=2 ,则 = ,当△BMP∽△ADB时, = = ,可得:BM=2.5,则PM=1.25,故P(1.5,1.25),当△BMP1∽△ABD时,P1(1.5,﹣1.25),当△BMP2∽△BDA时,可得:P2(1.5,5),当△BMP3∽△BDA时,可得:P3(1.5,﹣5),综上所述:点P的坐标为:(1.5,1.25),(1.5,﹣1.25),(1.5,5),(1.5,﹣5)
【点评】(1)直接利用y=0,x=0分别得出A,B,C的坐标;(2)①利用旋转的性质结合三角形各边长得出D点坐标;②利用平行四边形的判定方法结合勾股定理的逆定理得出四边形ADBC的形状;(3)直接利用相似三角形的判定与性质结合三角形各边长进而得出答案.
15.(2017?深圳)如图,抛物线 经过点 ,交y 轴于点C:
(1)求抛物线的解析式(用一般式表示).
(2)点 为 轴右侧抛物线上一点,是否存在点 使 ,若存在请直接给出点 坐标;若不存在请说明理由.
(3)将直线 绕点 顺时针旋转 ,与抛物线交于另一点 ,求 的长.
【答案】见解析
【解析】(1)解:依题可得:解得:∴y=-x2+x+2.(2)解:依题可得:AB=5,OC=2,∴S△ABC=AB×OC=×2×5=5.∵S△ABC=S△ABD.∴S△ABD=×5=.设D(m,-m2+m+2)(m>0).∵S△ABD=AB|yD|=.|×5×|-m2+m+2|=.∴m=1或m=2或m=-2(舍去)或m=5∴D1(1,3),D2(2,3),D3(5,-3).(3)解:过C作CF⊥BC交BE于点F;过点F作FH⊥y轴于点H.∵∠CBF=45°,∠BCF=90°.∴CF=CB.∵∠BCF=90°,∠FHC=90°.∴∠HCF+∠BCO=90°,∠HCF+∠HFC=90°∴∠HFC=∠OCB.∵∴△CHF≌△BOC(AAS).∴HF=OC=2,HC=BO=4,∴F(2,6).设直线BE解析式为y=kx+b.∴解得∴直线BE解析式为:y=-3x+12.∴解得:x1=5,x2=4(舍去)∴E(5,-3).BE==.
【点评】(1)用待定系数法求二次函数解析式.(2)依题可得:AB=5,OC=2,求出S△ABC=AB×OC=×2×5=5;根据S△ABC=S△ABD;求出S△ABD=×5=.设D(m,-m2+m+2)(m>0).根据三角形的面积公式得到一个关于m的方程,求解即可.(3)过C作CF⊥BC交BE于点F;过点F作FH⊥y轴于点H;根据同角的余角相等得到∠HFC=∠OCB;再根据条件得到△CHF≌△BOC(AAS);利用其性质可求出HF=OC=2,HC=BO=4,从而得到F(2,6);用待定系数法求直线BE解析式;再把抛物线解析式和直线BE解析式联立得到方程组求E点坐标,再根据勾股定理求出BE长.
一、解答题
1. () 如图,在直角坐标系中有一直角三角形AOB,O为坐标原点,OA=1,tan∠BAO=3,将此三角形绕原点O逆时针旋转90°,得到△DOC,抛物线y=ax2+bx+c经过点A,B,C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P是第二象限内抛物线上的动点,其横坐标为t,①设抛物线对称轴l与x轴交于一点E,连接PE,交CD于F,求出当△CEF与△COD相似时,点P的坐标;②是否存在一点P,使△PCD的面积最大?若存在,求出△PCD的面积的最大值;若不存在,请说明理由.
【答案】见解析
【解析】(1)解:在Rt△AOB中,OA=1,tan∠BAO= =3,∴OB=3OA=3.∵△DOC是由△AOB绕点O逆时针旋转90°而得到的,∴△DOC≌△AOB,∴OC=OB=3,OD=OA=1,∴A、B、C的坐标分别为(1,0),(0,3)(﹣3,0).代入解析式为 ,解得: .∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣2x+3(2)解:①∵抛物线的解析式为y=﹣x2﹣2x+3,∴对称轴l=﹣ =﹣1,∴E点的坐标为(﹣1,0).如图, 当∠CEF=90°时,△CEF∽△COD.此时点P在对称轴上,即点P为抛物线的顶点,P(﹣1,4);当∠CFE=90°时,△CFE∽△COD,过点P作PM⊥x轴于点M,则△EFC∽△EMP.∴ ,∴MP=3EM.∵P的横坐标为t,∴P(t,﹣t2﹣2t+3).∵P在第二象限,∴PM=﹣t2﹣2t+3,EM=﹣1﹣t,∴﹣t2﹣2t+3=﹣(t﹣1)(t+3),解得:t1=﹣2,t2=﹣3(因为P与C重合,所以舍去),∴t=﹣2时,y=﹣(﹣2)2﹣2×(﹣2)+3=3.∴P(﹣2,3).∴当△CEF与△COD相似时,P点的坐标为:(﹣1,4)或(﹣2,3);②设直线CD的解析式为y=kx+b,由题意,得 ,解得: ,∴直线CD的解析式为:y= x+1.设PM与CD的交点为N,则点N的坐标为(t, t+1),∴NM= t+1.∴PN=PM﹣NM=﹣t2﹣2t+3﹣( t+1)=﹣t2﹣ +2.∵S△PCD=S△PCN+S△PDN , ∴S△PCD= PN?CM+ PN?OM= PN(CM+OM)= PN?OC= ×3(﹣t2﹣ +2)=﹣ (t+ )2+ ,∴当t=﹣ 时,S△PCD的最大值为 .
【点评】(1)先求出A、B、C的坐标,再用待定系数法就可以直接求出二次函数的解析式;(2)①抛物线的解析式为y=﹣x2﹣2x+3,故可以求出抛物线的对称轴,分类讨论当∠CEF=90°时,△CEF∽△COD.此时点P在对称轴上,即点P为抛物线的顶点,当∠CFE=90°时,△CFE∽△COD,过点P作PM⊥x轴于点M,则△EFC∽△EMP.根据相似三角形的性质即可求出P点的坐标;②设直线CD的解析式为y=kx+b,由待定系数法即可求出解析式,设PM与CD的交点为N,根据CD的解析式表示出点N的坐标,再根据S△PCD=S△PCN+S△PDN , 就可以表示出△PCD的面积,利用顶点式就可以求出结论。
2. () 如图,在平面直角坐标系中,点C(﹣3,0),点A,B分别在x轴,y轴的正半轴上,且满足 +|OA﹣1|=0
(1)求点A,点B的坐标.
(2)若点P从C点出发,以每秒1个单位的速度沿射线CB运动,连结AP.设△ABP的面积为S,点P的运动时间为t秒,求S与t的函数关系式,并写出自变量的取值范围.
(3)在(2)的条件下,是否存在点P,使以点A,B,P为顶点的三角形与△AOB相似?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】见解析
【解析】(1)解:∵ +|OA﹣1|=0∴OA﹣1=0、OB2﹣3=0,∴OA=1、OB= ,∴点A的坐标为(1,0)、B的坐标(0, ) (2)解:∵C(﹣3,0),B(0, );∴OC=3,OB= 在RT△BOC中,BC= =2 ,设点A到直线CB的距离为y,则 ×2 y= ×(3+1)× ,解得y=2.则S= ×|2 ﹣t|×2=|2 ﹣t|.故S与t的函数关系式为:S=﹣t+2 (0≤t≤2 )或S=t﹣2 (t>2 ).(3)解:存在,理由:∵tan∠OBC= = = ,∴∠OBC=60°,∴∠BCO=30°,∴BC=2OB=2 ,∵tan∠OBA= = = ,∴∠OBA=30°,∴∠ABC=90°,AB=2OA=2,①当0≤t≤2 时,若△PBA∽△AOB时,则 = ,即 = ,∴PB= ,∴PB?sin60°= × =1,PB?cos60°= × = ,∴P(﹣1, );若△ABP∽△AOB时,则 = ,即 = ,∴PB=2 ,∴PB?sin60°=2 × =3,PB?cos60°=2 × = ,∴P(﹣3,0),②当t>2 时,若△PBA∽△AOB时,则 = ,即 = ,∴PB= ,∴PB?sin60°= × =1,PB?cos60°= × = ,∴P(1, );若△ABP∽△AOB时,则 = ,即 = ,∴PB=2 ,∴PB?sin60°=2 × =3,PB?cos60°=2 × = ,∴P(3,2 ),所以,存在点P,使以点A,B,P为顶点的三角形与△AOB相似,P点的坐标为(﹣1, )或(﹣3,0)或(1, )或(3,2 ).
【点评】(1)根据非负数的和为0,每个数均为0,得到OA、OB的长,即可求出答案;(2)根据勾股定理得到CB的长度,再根据三角形面积公式即可得到点A到直线CB的距离;再根据△ABP的面积=BPAB,用t的代数式表示BP即|?﹣t|,即可得到S与t的函数关系式,由于是射线CB,可分为P在线段CB上和在CB延长线上两种情况;(3)先求得∠ABC=90°,然后分两种情况讨论:①当0≤t≤? ②当t>, 利用对应边成比例列出方程,再运用三角函数,即可求得点P的坐标.
3. () 在四边形ABCD中,AB∥CD,∠BCD=90°,AB=AD=10cm,BC=8cm,点P从点A出发,沿折线ABCD方向以3cm/s的速度匀速运动;点Q从点D出发,沿线段DC方向以2cm/s的速度匀速运动.已知两点同时出发,当一个点到达终点时,另一点也停止运动,设运动时间为t(s). (1)求CD的长;
(2)当四边形PBQD为平行四边形时,求四边形PBQD的周长;
(3)在点P、Q的运动过程中,是否存在某一时刻,使得△BPQ的面积为20cm2?若存在,请求出所有满足条件的t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】见解析
【解析】(1)解:如图1, 过A作AM⊥DC于M,∵在四边形ABCD中,AB∥CD,∠BCD=90°,∴AM∥BC,∴四边形AMCB是矩形,∵AB=AD=10cm,BC=8cm,∴AM=BC=8cm,CM=AB=10cm,在Rt△AMD中,由勾股定理得:DM=6cm,CD=DM+CM=10cm+6cm=16cm;(2)解:如图2, 当四边形PBQD是平行四边形时,PB=DQ,即10﹣3t=2t,解得t=2,此时DQ=4,CQ=12,BQ= = ,所以C□PBQD=2(BQ+DQ)= ;即四边形PBQD的周长是(8+8 )cm;(3)解:当P在AB上时,如图3, 即 ,S△BPQ= BP?BC=4(10﹣3t)=20,解得 ;当P在BC上时,如图4,即 , S△BPQ= BP?CQ= (3t﹣10)(16﹣2t)=20,、此方程没有实数解;当P在CD上时:若点P在点Q的右侧,如图5,即 , S△BPQ= PQ?BC=4(34﹣5t)=20,解得 ,不合题意,应舍去;若P在Q的左侧,如图6,即 , S△BPQ= PQ?BC=4(5t﹣34)=20,解得 ;综上所述,当 秒或 秒时,△BPQ的面积为20cm2 . (3)分为三种情况,根据题意画出符合条件的所有图形,根据三角形的面积得出方程,求出符合范围的数即可.
【点评】(1)由已知可知四边形ABCD是梯形,要解决梯形的相关问题,添加辅助线,将梯形转化为三角形和矩形,因此过A作AM⊥DC于M,易证四边形AMCB是矩形,易求得AM的长,再利用勾股定理求得DM的长,即可求解。(2)利用平行四边形的性质及勾股定理易求得四边形PBQD的周长。(3)此小题分三种情况讨论:当P在AB上时;当P在BC上时;当P在CD上时:根据题意画出符合题意的图形,再根据三角形的面积得出方程求解,即可求出符合范围的数。
4. () 已知:抛物线C1:y=x2﹣2a x+2a+2 顶点P在另一个函数图象C2上
(1)求证:抛物线C1必过定点A(1,3);并用含的a式子表示顶点P的坐标;
(2)当抛物线C1的顶点P达到最高位置时,求抛物线C1解析式;并判断是否存在实数m、n,当m≤x≤n时恰有3m≤y≤3n,若存在,求出求m、n的值;若不存在,说明理由;
(3)抛物线C1和图象C2分别与y轴交于B、C点,当△ABC为等腰三角形,求a的值.
【答案】见解析
【解析】(1)解:∵当x=1时,y=1﹣2a+2a+2=3,∴抛物线C1必过定点A(1,3),∵抛物线C1:y=x2﹣2ax+2a+2=(x﹣a)2﹣a 2+2a+2,∴顶点P(a,﹣a 2+2a+2)(2)解:∵yP=﹣a 2+2a+2=﹣(a﹣1)2+3≤3∴当a=1时,P达到最高位置(1,3)此时抛物线C1解析式为y=x2﹣2x+4,∴y=x2﹣2x+4=(x﹣1)2+3≥3,∵当m≤x≤n时恰有3m≤y≤3n,∴3≤3m≤y≤3n,∴1≤m≤n,∴当1≤m≤x≤n,y随x的增大而增大,∴当x=m时,y=3m,当x=n时,y=3n,则 ,解得: ,∵1≤m≤n,∴m=1、n=4;(3)解:∵抛物线C1:y=x2﹣2ax+2a+2与y轴交于B点∴B(0,2a+2)∵函数yP=﹣x 2+2x+2图象C2与y轴交于C点∴C(0,2)∵A(1,3)∴由勾股定理得AC= ,BC=|2a|,AB2=(2a﹣1)2+1∵△ABC为等腰三角形,∴①AC=BC? ②BC2=AB2 ③AC2=AB2∴ =|2a|或4a2=(2a﹣1)2+1或2=(2a﹣1)2+1,∴ 或 或a=1或a=0(B与C重合,舍去),即a=± 或a= 或a=1
【点评】(1)因为当x=1时,抛物线的值是3,所以抛物线C1必过定点A(1,3),用配方法写出抛物线的顶点式即可;(2)根据抛物线的顶点式得出P点达到最高位置的坐标,求出抛物线C1的解析式,通过分析讨论求出m、n的值;(3)由抛物线C1与y轴交于B点,得到B点坐标的表达式,由抛物线C2与y轴交于C点,得到C点坐标,根据勾股定理求出AC、BC、AB2的值,根据等腰三角形的性质,△ABC为等腰三角形求出a的值,此题是综合题,难度较大,计算和解方程时需认真仔细.
5. () 如图,二次函数y=ax2+bx﹣3的图象与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C.该抛物线的顶点为M.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)判断△BCM的形状,并说明理由.
(3)探究坐标轴上是否存在点P,使得以点P,A,C为顶点的三角形与△BCM相似?若存在,请求出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】见解析
【解析】(1)解:∵函数y=ax2+bx﹣3的图象经过点A(﹣1,0),B(3,0),∴ ,解得: ∴二次函数解析式为y=x2﹣2x﹣3;(2)解:解:△BCM为直角三角形.如图1,作MF⊥y轴于F,ME⊥x轴于E∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4∴顶点M(1,﹣4).当x=0时,y=﹣3,∴C(0,﹣3).∴在Rt△CMF中,CM2=CF2+MF2=12+12=2,在Rt△CBO中,CB2=OC2+OB2=32+32=18,在Rt△EMB中,BM2=ME2+BE2=42+22=20,∴CM2+CB2=BM2 , ∴∠MCB=90°,∴△BCM为直角三角形.(3)解:如图2,在坐标轴上存在点P,使得以点P,A,C为顶点的三角形与△BCM相似.如图分三种情形:①若假设点P在x轴上,构成以AC为斜边的Rt△ACP,由△PAC∽△CMB,得 = , = ,∴AP=1.由A(﹣1,0)与点P在x轴上,可知P与原点重合,即点P的坐标为(0,0).②假设点P在x轴上,构成以AC为直角边的Rt△ACP,由△ACP∽△MCB,得 = , = ,∴PA=10,∴PO=9,∴P(9,0).③若假设点P在y轴上,构成以 AC 为直角边的 Rt△ACP,由△ACP∽△CBM,得 = , = ,∴PC= ,∴PO= ,∴P(O, ).综上所述,符合条件的点P的坐标为(0,0),(9,0),(O, ).
【点评】(1)将点A,B的坐标分别代入函数解析式,即可求解。(2)先求出点C的坐标,由点C、B、M的坐标,再利用勾股定理分别求出CM、BM、CB的长,然后求出较小两边的平方和及第三边的平方,比较即可得出△BCM为直角三角形。(3)由已知坐标轴上是否存在点P,可知点P可能在x轴上,也可能在y轴上,有三种情况:①若假设点P在x轴上,构成以AC为斜边的Rt△ACP,由△PAC∽△CMB,得出对应边成比例,求得AP的长,可知此时点P与原点重合;②假设点P在x轴上,构成以AC为直角边的Rt△ACP,由△ACP∽△MCB,得对应边成比例,求出AP的长,再求出PO的长,即可得到点P的坐标;③若假设点P在y轴上,构成以 AC 为直角边的 Rt△ACP,根据对应边成比例,建立方程求出PC的长,即可得到PO的长,就可以求得点P的坐标。
6. () 如图所示,抛物线y=ax2+bx﹣3与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图所示,直线BC下方的抛物线上有一点P,过点p作PE⊥BC于点E,作PF平行于x轴交直线BC于点F,求△PEF周长的最大值;
(3)已知点M是抛物线的顶点,点N是y轴上一点,点Q是坐标平面内一点,若点P是抛物线上一点,且位于抛物线的对称轴右侧,是否存在以P、M、N、Q为顶点且以PM为边的正方形?若存在,直接写出点P的横坐标;若不存在,说明理由.
【答案】见解析
【解析】(1)解:把A(﹣1,0),B(3,0)两点坐标代入抛物线y=ax2+bx﹣3,得到 ,解得 ,∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3.(2)解:如图1中,连接PB、PC.设P(m,m2﹣2m﹣3), ∵B(3,0),C(0,﹣3),∴OB=OC,∴∠OBC=45°,∵PF∥OB,∴∠PFE=∠OBC=45°,∵PE⊥BC,∴∠PEF=90°,∴△PEF是等腰直角三角形,∴PE最大时,△PEF的面积中点,此时△PBC的面积最大,则有S△PBC=S△POB+S△POC﹣S△BOC= ?3?(﹣m2+2m+3)+ ?3?m﹣ =﹣ (m﹣ )2+ ,∴m= 时,△PBC的面积最大,此时△PEF的面积也最大,此时P( ,﹣ ),∵直线BC的解析式为y=x﹣3,∴F(﹣ ,﹣ ),∴PF= ,∵△PEF是等腰直角三角形,∴EF=EP= ,∴C△PEF最大值= + .(3)解:①如图2中, 当N与C重合时,点N关于对称轴的对称点P,此时思想MNQP是正方形,易知P(2,﹣3).点P横坐标为2,②如图3中,当四边形PMQN是正方形时,作PF⊥y轴于N,ME∥x轴,PE∥y轴. 易知△PFN≌△PEM,∴PF=PE,设P(m,m2﹣2m﹣3),∵M(1,﹣4),∴m=m2﹣2m﹣3﹣(﹣4),∴m= 或 (舍弃),∴P点横坐标为 所以满足条件的点P的横坐标为2或 .
【点评】(1)把A,B两点坐标代入抛物线,即可求出此函数解析式。(2)由B(3,0),C(0,﹣3)两点坐标,可得出△OBC是等腰直角三角形,根据已知PE⊥BC,PF∥x轴,可证得△PEF是等腰直角三角形,则PE最大时,△PEF的面积中点,此时△PBC的面积最大,求出S△PBC与m的函数关系式,求出其顶点坐标,即可得到△PBC的面积最大时m的值,再求出直线BC的解析式,即可求得点F的坐标,求出PF、EF、EP的长,即可△PEF周长的最大值。(3)①当N与C重合时,点N关于对称轴的对称点P,此时思想MNQP是正方形,易知P点坐标;②当四边形PMQN是正方形时,作PF⊥y轴于N,ME∥x轴,PE∥y轴.易知△PFN≌△PEM,得到F=PE,建立方程,求解即可得到满足条件的点P的横坐标。
7. () 如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,顶点M关于x轴的对称点是M′.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若直线AM′与此抛物线的另一个交点为C,求△CAB的面积;
(3)是否存在过A,B两点的抛物线,其顶点P关于x轴的对称点为Q,使得四边形APBQ为正方形?若存在,求出此抛物线的解析式;若不存在,请说明理由.
【答案】见解析
【解析】(1)解:将A、B点坐标代入函数解析式,得 ,解得 ,抛物线的解析式y=x2﹣2x﹣3(2)解:将抛物线的解析式化为顶点式,得y=(x﹣1)2﹣4,M点的坐标为(1,﹣4),M′点的坐标为(1,4),设AM′的解析式为y=kx+b,将A、M′点的坐标代入,得 ,解得 ,AM′的解析式为y=2x+2,联立AM′与抛物线,得 ,解得 , C点坐标为(5,12).S△ABC= ×4×12=24(3)解:存在过A,B两点的抛物线,其顶点P关于x轴的对称点为Q,使得四边形APBQ为正方形,由ABPQ是正方形,A(﹣1,0)B(3,0),得P(1,﹣2),Q(1,2),或P(1,2),Q(1,﹣2),①当顶点P(1,﹣2)时,设抛物线的解析式为y=a(x﹣1)2﹣2,将A点坐标代入函数解析式,得a(﹣1﹣1)2﹣2=0,解得a= ,抛物线的解析式为y= (x﹣1)2﹣2,②当P(1,2)时,设抛物线的解析式为y=a(x﹣1)2+2,将A点坐标代入函数解析式,得a(﹣1﹣1)2+2=0,解得a=﹣ ,抛物线的解析式为y=﹣ (x﹣1)2+2,综上所述:y= (x﹣1)2﹣2或y=﹣ (x﹣1)2+2,使得四边形APBQ为正方形.
【点评】(1)根据待定系数法,将A、B点坐标代入函数解析式,即可求解。(2)先求出顶点坐标,根据轴对称的性质,可求得点M′的坐标,再求出直线AM′的解析式,再将两函数解析式联立,建立方程组,求解即可求出点C的坐标,然后求出△ABC的面积。(3)根据正方形的性质,求得P、Q两点的坐标,根据待定系数法,可得函数解析式。
8. () 在矩形ABCD中,AB=4cm,AD=6cm,延长AB到E,使BE=2AB,连接CE,动点F从A出发以2cm/s的速度沿AE方向向点E运动,动点G从E点出发,以3cm/s的速度沿E→C→D方向向点D运动,两个动点同时出发,当其中一个动点到达终点时,另一个动点也随之停止,设动点运动的时间为t秒.
(1)当t为何值时,FC与EG互相平分;
(2)连接FG,当t< 时,是否存在时间t使△EFG与△EBC相似?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
(3)设△EFG的面积为y,求出y与t的函数关系式,求当t为何值时,y有最大值?最大值是多少?
【答案】见解析
【解析】(1)解:如图1, ∵AB=4,∴BE=2AB=8,在Rt△BCE中,根据勾股定理得,CE=10,由运动知,CG=3t﹣10,EF=AB+BE﹣2t=12﹣2t.∵FC与EG互相平分,∴点G必在CD边上,∴四边形CEFG是平行四边形,∴CG=EF,∴3t﹣10=12﹣2t,∴t= ;(2)解:∵当t< 时,点G在CE上, ∵△EFG与△EBC相似,当△EFG∽△EBC时,∴ ,∴ ,∴t= ,当△EGF∽△EBC时,∴ ,∴ ,∴t= ;(3)解:当点G在CE上时,即:0<t≤ ,如图3,过点G作GM⊥BE, ∴GM∥BC,∴△EMG∽△EBC,∴ ,∴ ,∴GM= t,∴y=S△EFG= EF?GM= ×(12﹣2t)× t=﹣ t2+ t=﹣ (t﹣3)2+ ;当t=3时,y最大= .当点G在CD上时,即: <t≤ ,y=S△EFG= EF×BC= (12﹣2t)×6=﹣6t+36.即:t=3时,y最大= .
【点评】(1)在Rt△BCE中,根据勾股定理得,由运动知,CG=3t﹣10,EF=AB+BE﹣2t=12﹣2t.CE=10,判断出四边形CEFG是平行四边形,再用对边相等建立方程即可得出结论;(2)分当t< 时,点G在CE上与当点G在CD上时,即: <t≤ 两种情况,用相似三角形的对应边成比例建立方程即可;(3)分点G在CE上时,即:0<t≤?与点G在CD上时,即:? <t≤? 两种情况,用三角形的面积y=S△EFG=? EF?GM与y=S△EFG=? EF×BC即可。
9. () 已知抛物线y=ax2+bx+c(a>0)的图象经过点B(14,0)和C(0,﹣8),对称轴为x=4.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)点D在线段AB上且AD=AC,若动点P从A出发沿线段AB以每秒1个单位长度的速度匀速运动,同时另一动点N以某一速度从C出发沿线段CB匀速运动,问是否存在某一时刻,使线段PN被直线CD垂直平分?若存在,请求出此时的时间t(秒)和点N的运动速度;若不存在,请说明理由;
(3)在(2)的结论下,直线x=1上是否存在点M使△MPN为等腰三角形?若存在,请直接写出所有点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】见解析
【解析】(1)解:∵抛物线过C(0,﹣8),∴c=﹣8,即y=ax2+bx﹣8,由函数经过点(14,0)及对称轴为x=4可得 ,解得: ,∴该抛物线的解析式为y= x2﹣ x﹣8 (2)解:存在直线CD垂直平分PN.由函数解析式为y= x2﹣ x﹣8,可求出点A坐标为(﹣6,0),在Rt△AOC中,AC= = =10=AD,故可得OD=AD﹣OA=4,点D在函数的对称轴上,∵线CD垂直平分PN,∴∠PDC=∠NDC,PD=DN,由AD=AC可得,∠PDC=∠ACD,∴∠NDC=∠ACD,∴DN//AC,又∵DB=AB﹣AD=20﹣10=10=AD,∴点D是AB中点,∴DN为△ABC的中位线,∴DN= AC=5,∴AP=AD﹣PD=AD﹣DN=10﹣5=5,∴t=5÷1=5(秒),∴存在t=5(秒)时,线段PN被直线CD垂直平分.在Rt△BOC中,BC= = =2 ,而DN为△ABC的中位线,N是BC中点,∴CN= ,∴点N的运动速度为每秒 单位长度(3)解:存在,过点N作NH⊥x轴于H,则NH= OC=4, PH=OP+OH=1+7=8,在Rt△PNH中,PN= = =4 ,①当MP=MN,即M为顶点,则此时CD与PN的交点即是M点(上面已经证明CD垂直平分PN),设直线CD的直线方程为:y=kx+b(k≠0),因为点C(0,﹣8),点D(4,0),所以可得直线CD的解析式为:y=2x﹣8,当x=1时,y=﹣6,∴M1(1,﹣6);②当PN为等腰△MPN的腰时,且P为顶点.设直线x=1上存在点M(1,y),因为点P坐标为(﹣1,0),从而可得PM2=22+y2 , 又PN2=80,则22+y2=80,即y=±2 ,∴M2(1,2 ),M3(1,﹣2 );③当PN为等腰△MPN的腰时,且N为顶点,点N坐标为(7,﹣4),设直线x=1存在点M(1,y),则NM2=62+(y+4)2=80,解得:y=2 ﹣4或﹣2 ﹣4;∴M4(1,﹣4+2 ),M5(1,﹣4﹣2 ).综上所述:存在这样的五点:M1(1,﹣6),M2(1,2 ),M3(1,﹣2 ),M4(1,﹣4+2 ),M5(1,﹣4﹣2 ).
【点评】(1)由题意抛物线y=ax2+bx+c(a>0)的图象经过点B(14,0)和C(0,﹣8),对称轴为x=4,根据待定系数法可以求得该抛物线的解析式;(2)假设存在,设出时间t,则根据线段PN被直线CD垂直平分,再由垂直平分线的性质及勾股定理来求解t,看t是否存在;(3)假设直线x=1上是存在点M,使△MPN为等腰三角形,此时要分两种情况讨论:①当PN为等腰△MPN的腰时,且P为顶点;②当PN为等腰△MPN的腰时,且Q为顶点;然后再根据等腰三角形的性质及直角三角形的勾股定理求出M点坐标.
10. () 如图1,平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+3与x轴的两个交点分别为A(﹣3,0),B(1,0),与y轴的交点为D,对称轴与抛物线交于点C,与x轴负半轴交于点H.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点E,F分别是抛物线对称轴CH上的两个动点(点E在点F上方),且EF=1,求使四边形BDEF的周长最小时的点E,F坐标及最小值;
(3)如图2,点P为对称轴左侧,x轴上方的抛物线上的点,PQ⊥AC于点Q,是否存在这样的点P使△PCQ与△ACH相似?若存在请求出点P的坐标,若不存在请说明理由.
【答案】见解析
【解析】(1)解:∵抛物线y=ax2+bx+3过点A(﹣3,0),B(1,0),∴ ,解得 ,∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣2x+3(2)解:∵y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4,∴顶点C(﹣1,4).将D点向下平移1个单位,得到点M,连结AM交对称轴于F,作DE∥FM交对称轴于E点,如图1所示. ∵EF∥DM,DE∥FM,∴四边形EFMD是平行四边形,∴DE=FM,EF=DM=1,DE+FB=FM+FA=AM.由勾股定理,得AM= = = ,BD= = = ,四边形BDEF周长的最小值=BD+DE+EF+FB=BD+EF+(DE+FB)=BD+EF+AM= +1+ ;设AM的解析式为y=mx+n,将A(﹣3,0),M(0,2)代入,解得m= ,n=2,则AM的解析式为y= x+2,当x=﹣1时,y= ,即F(﹣1, ),由EF=1,得E(﹣1, ).故四边形BDEF的周长最小时,点E的坐标为(﹣1, ),点F坐标为(﹣1, ),四边形BDEF周长的最小值是 +1+ ;(3)解:点P在对称轴左侧,当△PCQ∽△ACH时,∠PCQ=∠ACH.过点A作CA的垂线交PC与点F,作FN⊥x轴与点N.则AF∥PQ, ∴△CPQ∽△CFA,∴ = =2.∵∠CAF=90°,∴∠NAF+∠CAH=90°,∠NFA+∠NAF=90°,∴∠BFA=∠CAH.又∵∠FNA=∠AHC=90°,∴△FNA∽△AHC,∴ = = = ,即 = = .∴AN=2,FN=1.∴F(﹣5,1).设直线CF的解析式为y=kx+b,将点C和点F的坐标代入得: ,解得:k= ,b= .∴直线CF的解析式为y= x+ .将y= x+ 与y=﹣x2﹣2x+3联立得: 解得: 或 (舍去).∴P(﹣ , ).∴满足条件的点P的坐标为(﹣ , ).
【点评】(1)直接利用待定系数法来求解;(2)把(1)中得到的解析式写成顶点式可得C的坐标,将D点向下平移1个单位,得到点M,连结AM交对称轴于F,作DE∥FM交对称轴于E点,进而可得四边形EFMD是平行四边形,由平行四边形的性质和勾股定理可求得AM、BD,进而可求出四边形BDEF周长的最小值,再利用待定系数法求出直线AM的解析式,从而得到F的坐标,然后由EF=1得出E的坐标;(3)过点A作CA的垂线交PC与点F,作FN⊥x轴与点N.则AF∥PQ.当△PCQ∽△ACH时,∠PCQ=∠ACH.再证明△CPQ∽△CFA和△FNA∽△AHC,由相似三角形的性质可求出AN、FN的长,进而得到F点的坐标,再求出直线CF的解析式,然后与抛物线解析式联立,求出P点的坐标.
11. () 如图,已知二次函数y=ax2+bx+c的象经过A(﹣1,0)、B(3,0)、N(2,3)三点,且与y轴交于点C.
(1)求这个二次函数的解析式,并写出顶点M及点C的坐标;
(2)若直线y=kx+d经过C、M两点,且与x轴交于点D,试证明四边形CDAN是平行四边形;
(3)点P是这个二次函数的对称轴上一动点,请探索:是否存在这样的点P,使以点P为圆心的圆经过A、B两点,并且与直线CD相切?如果存在,请求出点P的坐标;如果不存在,请说明理由.
【答案】见解析
【解析】(1)解:因为二次函数y=ax2+bx+c的图象经过点A(﹣1,0)、B(3,0)、N(2,3)所以,可建立方程组: ,解得: 所以,所求二次函数的解析式为y=﹣x2+2x+3,所以,顶点M(1,4),点C(0,3)(2)解:直线y=kx+d经过C、M两点,所以 ,即k=1,d=3,直线解析式为y=x+3.令y=0,得x=﹣3,故D(﹣3,0)∴CD= ,AN= ,AD=2,CN=2∴CD=AN,AD=CN(2分)∴四边形CDAN是平行四边形(3)解:假设存在这样的点P,使以点P为圆心的圆经过A、B两点,并且与直线CD相切,因为这个二次函数的对称轴是直线x=1,故可设P(1,y0),则PA是圆的半径且PA2=y02+22 , 过P做直线CD的垂线,垂足为Q,则PQ=PA时以P为圆心的圆与直线CD相切.由第(2)小题易得:△MDE为等腰直角三角形,故△PQM也是等腰直角三角形,由P(1,y0)得PE=y0 , PM=|4﹣y0|, ,由PQ2=PA2得方程: ,解得 ,符合题意,所以,满足题意的点P存在,其坐标为(1, )或(1, )
【点评】(1)根据题意将点A,B,N的坐标代入函数解析式,组成方程组即可求得;(2)求得点C,M的坐标,可得直线CM的解析式,可求得点D的坐标,即可得到CD= ,AN= ,AD=2,CN=2,根据平行四边形的判定定理可得四边形CDAN是平行四边形;(3)假设存在这样的点P,使以点P为圆心的圆经过A、B两点,并且与直线CD相切,因为这个二次函数的对称轴是直线x=1,故可设P(1,y0),则PA是圆的半径且PA2=y02+22 , 过P做直线CD的垂线,垂足为Q,则PQ=PA时以P为圆心的圆与直线CD相切.由第(2)小题易得:△MDE为等腰直角三角形,故△PQM也是等腰直角三角形,继而求得满足题意的点P存在,其坐标为(1, )或(1, ).
12. () 如图,抛物线y=ax2+bc+c(a>0)的顶点为M,若△MCB为等边三角形,且点C,B在抛物线上,我们把这种抛物线称为“完美抛物线”,已知点M与点O重合,BC=2.
(1)求过点O、B、C三点完美抛物线y1的解析式;
(2)若依次在y轴上取点M1、M2、…Mn分别作等边三角形及完美抛物线y1、y2、…y3 , 其中等边三角形的相似比都是2:1,如图,n为正整数.①则完美抛物线a,y2=________,完美抛物线y3=________;完美抛物线yn=________;②直接写出Bn的坐标________;③判断点B1、B2、…、Bn是否在同一直线,若在,求出直线的解析式,若不在同一直线上,说明理由________.
【答案】(1)解:∵△BMC是等边三角形,BC=2,∴∠BMC=60°,OB=BC=2,∴∠BOM1=30°,∴BM1=1,OM1= ,∴B(1, ),∵顶点M(0,0),∴y1= x2;(2)2 x2+ ;4 x2+ ;2n﹣1 x2+ ;解:②∵B1( , ),即B1( , + ),B2( , ),即B2(( )2 , + + ),B3( , ),即B3(( )3 , + + + ),…∴Bn(( )n , + + +…+ ),∵ + + +…+ = =(2﹣ ) ,∴Bn(( )n , (2﹣ ) );③点B1、B2、…、Bn是在同一直线.理由如下:∵Bn(( )n , (2﹣ ) ),∴点B1、B2、…、Bn都在直线y=2 ﹣ x上.
【解析】解: (2)①∵△BMC∽△B1M1C1 , ∵等边三角形的相似比都是2:1,∴B1M2= ,M2M1= ,∴B1( , ),M1(0, ),∴y2=2 x2+ ;同理:B2M3= ,M3M2= ,∴B2( , ),M2(0, ),∴y3=4 x2+ ;…yn=2n﹣1 x2+ .故答案为2 x2+ ,4 x2+ ,2n﹣1 x2+ ;【点评】(1)根据等边三角形的性质得出∠BOM1=30°,解直角△BOM1 , 得到BM1=1,OM1= ,那么B(1, ),又顶点M(0,0),利用待定系数法求出完美抛物线y1的解析式;(2)①由于等边三角形的相似比都是2:1,得出B1M2= ,M2M1= ,那么B1( , ),又M1(0, ),利用待定系数法求出完美抛物线y2的解析式;同理,求出B2( , ),M2(0, ),利用待定系数法求出完美抛物线y3的解析式;进而得到完美抛物线yn的解析式;②分别求出B1( , ),B2( , ),B3( , ),找出横坐标与纵坐标的规律,进而得出Bn(( )n , + + +…+ );③根据Bn(( )n , (2﹣ ) )的坐标即可得出点B1、B2、…、Bn都在直线y=2 ﹣ x上.
13. () 已知,在Rt△OAB中,∠OAB=90°,∠BOA=30°,AB=2.若以O为坐标原点,OA所在直线为x轴,建立如图所示的平面直角坐标系,点B在第一象限内.将Rt△OAB沿OB折叠后,点A落在第一象限内的点C处.
(1)求点C的坐标;
(2)若抛物线y=ax2+bx(a≠0)经过C、A两点,求此抛物线的解析式;
(3)若上述抛物线的对称轴与OB交于点D,点P为线段DB上一动点,过P作y轴的平行线,交抛物线于点M,问:是否存在这样的点P,使得四边形CDPM为等腰梯形?若存在,请求出此时点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】见解析
【解析】(1)解:过点C作CH⊥x轴,垂足为H;∵在Rt△OAB中,∠OAB=90°,∠BOA=30°,AB=2,∴OB=4,OA=2 ;由折叠的性质知:∠COB=30°,OC=AO=2 ,∴∠COH=60°,OH= ,CH=3;∴C点坐标为( ,3)(2)解:∵抛物线y=ax2+bx(a≠0)经过C( ,3)、A(2 ,0)两点,∴ ,解得 ;∴此抛物线的函数关系式为:y=﹣x2+2 x(3)解:存在.∵y=﹣x2+2 x的顶点坐标为( ,3),即为点C,MP⊥x轴,垂足为N,设PN=t;∵∠BOA=30°,∴ON= t,∴P( t,t);作PQ⊥CD,垂足为Q,ME⊥CD,垂足为E; 把x= t代入y=﹣x2+2 x,得y=﹣3t2+6t,∴M( t,﹣3t2+6t),E( ,﹣3t2+6t),同理:Q( ,t),D( ,1);要使四边形CDPM为等腰梯形,只需CE=QD,即3﹣(﹣3t2+6t)=t﹣1,解得t= ,t=1(舍去),∴P点坐标为( , ),∴存在满足条件的P点,使得四边形CDPM为等腰梯形,此时P点坐标为( , )
【点评】(1)根据直角三角形的性质,求出OA、OB的值,由折叠的性质,得到C点坐标;(2)由抛物线经过C、A两点,由待定系数法求出抛物线的函数关系式;(3)根据抛物线的解析式,求出抛物线的顶点坐标,由∠BOA=30°,得到P点的坐标,求出M、E、Q、D的坐标,根据要使四边形CDPM为等腰梯形,只需CE=QD,求出P点坐标;此题是综合题,难度较大,计算和解方程时需认真仔细.
14. () 如图,已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的顶点坐标为(4,﹣ ),且与y轴交于点C(0,2),与x轴交于A,B两点(点A在点B的左边).
(1)求抛物线的解析式及A、B两点的坐标;
(2)在(1)中抛物线的对称轴l上是否存在一点P,使AP+CP的值最小?若存在,求AP+CP的最小值,若不存在,请说明理由;
(3)以AB为直径的⊙M相切于点E,CE交x轴于点D,求直线CE的解析式.
【答案】见解析
【解析】(1)解:由题意,设抛物线的解析式为y=a(x﹣4)2﹣ (a≠0)∵抛物线经过(0,2)∴a(0﹣4)2﹣ =2解得:a= ∴y= (x﹣4)2﹣ 即:y= x2﹣ x+2当y=0时, x2﹣ x+2=0解得:x=2或x=6∴A(2,0),B(6,0)(2)解:存在,如图2, 由(1)知:抛物线的对称轴l为x=4,因为A、B两点关于l对称,连接CB交l于点P,则AP=BP,所以AP+CP=BC的值最小∵B(6,0),C(0,2)∴OB=6,OC=2∴BC=2 ,∴AP+CP=BC=2 ∴AP+CP的最小值为2 (3)解:如图3,连接ME ∵CE是⊙M的切线∴ME⊥CE,∠CEM=90°∵C的坐标(0,2),∴OC=2,∵AB=4,∴ME=2∴OC=ME=2,∵∠ODC=∠MDE,∵在△COD与△MED中 ∴△COD≌△MED(AAS),∴OD=DE,DC=DM设OD=x则CD=DM=OM﹣OD=4﹣x则Rt△COD中,OD2+OC2=CD2 , ∴x2+22=(4﹣x)2∴x= ∴D( ,0)设直线CE的解析式为y=kx+b(k≠0),∵直线CE过C(0,2),D( ,0)两点,则 解得: ∴直线CE的解析式为y=﹣ +2;
【点评】(1)已知顶点坐标,因此函数解析式设成顶点式,再将点C的坐标代入即可求得函数解析式,由y=0,建立方程求解即可得到抛物线与x轴的两交点坐标。(2)要在抛物线的对称轴l上求作点P,使AP+CP的值,抛物线是关于对称轴对称,点A关于直线l的对称点是点B,因此连接BC交直线l于点P,要求AP+CP的值,可证得AP+CP=BC,再Rt△OBC中根据勾股定理即可求出BC的长。(3)由已知点A、B的坐标及AB时直径,可证得OC=ME,即可证明△COD≌△MED,得出OD=DE,DC=DM。运用勾股定理Rt△COD中,求出OD的长,即可求出点D的坐标,利用待定系数法,即可直线CE的解析式。
15. () 如图,已知抛物线经过点A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,3)三点.
(1)求抛物线的解析式.
(2)点M是线段BC上的点(不与B,C重合),过M作MN∥y轴交抛物线于N,若点M的横坐标为m,请用m的代数式表示MN的长.
(3)在(2)的条件下,连接NB、NC,是否存在m,使△BNC的面积最大?若存在,求m的值;若不存在,说明理由.
【答案】见解析
【解析】(1)解:设抛物线的解析式为:y=a(x+1)(x﹣3),则:a(0+1)(0﹣3)=3,a=﹣1;∴抛物线的解析式:y=﹣(x+1)(x﹣3)=﹣x2+2x+3(2)解:设直线BC的解析式为:y=kx+b,则有: ,解得 ;故直线BC的解析式:y=﹣x+3.已知点M的横坐标为m,MN∥y,则M(m,﹣m+3)、N(m,﹣m2+2m+3);∴故MN=﹣m2+2m+3﹣(﹣m+3)=﹣m2+3m(0<m<3).(3)解:如图: ∵S△BNC=S△MNC+S△MNB= MN(OD+DB)= MN?OB,∴S△BNC= (﹣m2+3m)?3=﹣ (m﹣ )2+ (0<m<3);∴当m= 时,△BNC的面积最大,最大值为 .
【点评】(1)观察已知点坐标的特点,可设函数解析式为两根式,将点的坐标代入即可求出函数解析式。(2)先求出直线BC的函数解析式,抓住MN∥y轴,点M是线段BC上,点N在抛物线上,告诉了点M的横坐标为m,因此可以表示出点M、N的坐标,就可以用m的代数式表示MN的长.(3)先求出S△BNC与x的函数关系式,再求出此二次函数的顶点坐标,即可求出结果。