第02讲 中考数学满分冲刺(二)
典例分析
反比例函数问题:
例1、如图,△ABC的三个顶点分别为A(1,2),B(2,5),C(6,1).若函数在第一象限内的图像与△ABC有交点,则的取值范围是( )
A. 2≤≤ B. 6≤≤10
C. 2≤≤6 D. 2≤≤
例2、如图,反比例函数(x<0)的图象经过点A(﹣1,1),过点A作AB⊥y轴,垂足为B,在y轴的正半轴上取一点P(0,t),过点P作直线OA的垂线l,以直线l为对称轴,点B经轴对称变换得到的点B′在此反比例函数的图象上,则t的值是 ( )
A. B.
C. D.
例3、如图,已知点A是双曲线在第一象限的分支上的一个动点,连结AO并延长交另一分支于点B,以AB为边作等边△ABC,点C在第四象限.随着点A的运动,点C的位置也不断变化,但点C始终在双曲线(k<0)上运动,则k的值 .
例4、如图,反比例函数(k>0)的图象与矩形ABCO的两边相交于E,F两点,若E是AB的中点,S△BEF=2,则k的值为 .
二、一次函数、反比例函数与二次函数综合问题:
例1、函数y=ax2+1与(a≠0)在同一平面直角坐标系中的图象可能是( )
A. B. C. D.
例2、二次函数(b>0)与反比例函数在坐标系中的图象( )
A. B. C. D.
例3、如图 ①双曲线(k≠0)和抛物线y=ax2+bx(a≠0)交于A、B、C三点,其中B(3,1),C(﹣1,﹣3),直线CO交双曲线于另一点D,抛物线与x轴交于另一点E.
(1)求双曲线和抛物线的解析式;
(2)抛物线在第一象限部分是否存在点P,使得∠POE+∠BCD=90°?若存在,请求出满足条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图②,过B作直线l⊥OB,过点D作DF⊥l于点F,BD与OF交于点N,求的值.
例4、已知抛物线l:y=ax2+bx+c(a,b,c均不为0)的顶点为M,与y轴的交点为N,我们称以N为顶点,对称轴是y轴且过点M的抛物线为抛物线l的衍生抛物线,直线MN为抛物线l的衍生直线.
(1)如图,抛物线y=x2﹣2x﹣3的衍生抛物线的解析式是 ,衍生直线的解析式是 ;
(2)若一条抛物线的衍生抛物线和衍生直线分别是y=﹣2x2+1和y=﹣2x+1,求这条抛物线的解析式;
(3)如图,设(1)中的抛物线y=x2﹣2x﹣3的顶点为M,与y轴交点为N,将它的衍生直线MN先绕点N旋转到与x轴平行,再沿y轴向上平移1个单位得直线n,P是直线n上的动点,是否存在点P,使△POM为直角三角形?若存在,求出所有点P的坐标;若不存在,请说明理由.
1、如图,边长为2的正方形ABCD的顶点A在y轴上,顶点D在反比例函数(x>0)的图象上,已知点B的坐标是(),则k的值为( )
A. B.
C. D.
2、已知反比例函数的图像如图,则二次函数的图像大致( )
A. B.
C. D.
3、在平面直角坐标系中,函数y=x2﹣2x(x≥0)的图象为C1,C1关于原点对称的图象为C2,则直线y=a(a为常数)与C1、C2的交点共有 ( )
A. 1个 B. 1个或2个
C. 个或2个或3个 D. 1个或2个或3个或4个
4、如图,在x轴的正半轴上依次间隔相等的距离取点A1,A2,A3,A4,…,An分别过这些点做x轴的垂线与反比例函数的图象相交于点P1,P2,P3,P4,…Pn作P2B1⊥A1P1,P3B2⊥A2P2,P4B3⊥A3P3,…,PnBn﹣1⊥An﹣1Pn﹣1,垂足分别为B1,B2,B3,B4,…,Bn﹣1,连接P1P2,P2P3,P3P4,…,Pn﹣1Pn,得到一组Rt△P1B1P2,Rt△P2B2P3,Rt△P3B3P4,…,Rt△Pn﹣1Bn﹣1Pn,则Rt△Pn﹣1Bn﹣1Pn的面积为 .
5、如图,在Rt△OAB中,OA=4,AB=5,点C在OA上,AC=1,⊙P的圆心P在线段BC上,且⊙P与边AB,AO都相切.若反比例函数(k≠0)的图象经过圆心P,则k= .
6、如图,点E,F在函数的图象上,直线EF分别与轴、轴交于点A,B,且BE:BF=1:. 过点E作EP⊥轴于P,已知△OEP的面积为1,则值是 ,△OEF的面积是 (用含的式子表示)
7、如图,点A在双曲线()上,点B在双曲线()上(点B在点A的右侧),且AB∥x轴.若四边形OABC是菱形,且∠AOC=60°,则k= .
1、如图,抛物线y=x2+bx+c与直线y=x﹣1交于A、B两点.点A的横坐标为﹣3,点B在y轴上,点P是y轴左侧抛物线上的一动点,横坐标为m,过点P作PC⊥x轴于C,交直线AB于D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当m为何值时,S四边形OBDC=2S△BPD;
(3)是否存在点P,使△PAD是直角三角形?
若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.
2、已知直线l:y=﹣2,抛物线y=ax2+bx+c的对称轴是y轴,且过点(0,﹣1),(2,0).
(1)求该抛物线的解析式;
(2)如图①,点P是抛物线上任意一点,过点P作直线l的垂线,垂足为Q,求证:PO=PQ.
(3)请你参考(2)中结论解决下列问题:
(i)如图②,过原点作任意直线AB,交抛物线y=ax2+bx+c于点A、B,分别过A、B两点作直线l的垂线,垂足分别是点M、N,连结ON、OM,求证:ON⊥OM.
(ii)已知:如图③,点D(1,1),试探究在该抛物线上是否存在点F,使得FD+FO取得最小值?若存在,求出点F的坐标;若不存在,请说明理由.
3、在平面直角坐标系中, 抛物线与直线交于A, B两点,点A在点B的左侧.
(1)如图1,当时,直接写出A,B两点的坐标;
(2)在(1)的条件下,点P为抛物线上的一个动点,且在直线AB下方,试求出△ABP面积的最大值及此时点P的坐标;
(3)如图2,抛物线与x轴交于C,D两点(点C在点D的左侧).在直线上是否存在唯一一点Q,使得∠OQC=90°?若存在,请求出此时k的值;若不存在,请说明理由.
第02讲 中考数学满分冲刺(二)
典例分析
反比例函数问题:
例1、如图,△ABC的三个顶点分别为A(1,2),B(2,5),C(6,1).若函数在第一象限内的图像与△ABC有交点,则的取值范围是( )
A. 2≤≤ B. 6≤≤10
C. 2≤≤6 D. 2≤≤
【答案】A.
【考点】1.反比例函数图象上点的坐标特征;2.待定系数法的应用;23.曲线上点的坐标与方程的关系;一元二次方程根的判别式.
【分析】反比例函数和三角形有交点的第一个临界点是交点为A,
∵过点A(1,2)的反比例函数解析式为,∴k≥2.
随着k的增大,反比例函数的图象必须和BC直线有交点才能满足题意,
经过B(2,5),C(6,1)的直线解析式为,
联立,消去y,得.
∵函数在第一象限内的图像与△ABC有交点,∴方程有实数根.
∴.综上可知2≤k≤.故选A.
例2、如图,反比例函数(x<0)的图象经过点A(﹣1,1),过点A作AB⊥y轴,垂足为B,在y轴的正半轴上取一点P(0,t),过点P作直线OA的垂线l,以直线l为对称轴,点B经轴对称变换得到的点B′在此反比例函数的图象上,则t的值是 ( )
A. B.
C. D.
【答案】A.
【考点】1.反比例函数的综合题;2.曲线上点的坐标与方程的关系;
3.等腰直角三角形的性质;4.轴对称的性质;5.方程思想的应用.
【分析】如答图,连接BB′,PB′,
∵A点坐标为(﹣1,1),∴k=﹣1×1=﹣1.
∴反比例函数解析式为.
∵OB=AB=1,∴△OAB为等腰直角三角形. ∴∠AOB=45°.
∵PQ⊥OA,∴∠OPQ=45°.
∵点B和点B′关于直线l对称,∴PB=PB′,BB′⊥PQ.
∴∠BPQ=∠B′PQ=45°,即∠B′PB=90°. ∴B′P⊥y轴,
∵P(0,t),点B′在反比例函数的图象上,∴B′点的坐标为().
∵PB=PB′,∴.
整理得t2﹣t﹣1=0,解得(舍去).∴t的值为.故选A.
例3、如图,已知点A是双曲线在第一象限的分支上的一个动点,连结AO并延长交另一分支于点B,以AB为边作等边△ABC,点C在第四象限.随着点A的运动,点C的位置也不断变化,但点C始终在双曲线(k<0)上运动,则k的值 .
【答案】﹣6.
【分析】∵双曲线关于原点对称,∴点A与点B关于原点对称.∴OA=OB.
如答图,连接OC,过点A作AE⊥y轴,垂足为E,过点C作CF⊥y轴,垂足为F,
∵△ABC是等边三角形,OA=OB,∴OC⊥AB.∠BAC=60°.
∴tan∠OAC=.∴OC=OA.∵AE⊥OE,CF⊥OF,OC⊥OA,
∴∠AEO=∠FOC,∠AOE=90°﹣∠FOC=∠OCF.∴△AEO∽△OFC.
∴.∴OF=AE,FC=EO.
设点A坐标为(a,b),∵点A在第一象限,∴AE=a,OE=b.
∴OF=AE=a,FC=EO=b.
∵点A在双曲线上,∴ab=2.∴FC?OF=b?a=3ab=6.
设点C坐标为(x,y),∵点C在第四象限,∴FC=x,OF=﹣y.
∴FC?OF=x?(﹣y)=﹣xy=6.∴xy=﹣6.∵点C在双曲线上,∴k=xy=﹣6.
例4、如图,反比例函数(k>0)的图象与矩形ABCO的两边相交于E,F两点,若E是AB的中点,S△BEF=2,则k的值为 .
【答案】8.
【考点】1.反比例函数系数k的几何意义;
2.待定系数法的应用.
【分析】设E(a,),则B纵坐标也为,
∵E是AB中点,∴F点横坐标为2a,代入解析式得到纵坐标:,
∴BF=. ∴点F为BC的中点,∴.
二、一次函数、反比例函数与二次函数综合问题:
例1、函数y=ax2+1与(a≠0)在同一平面直角坐标系中的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】B.
【考点】1.二次函数和反比例函数的图象和性质;2.分类思想的应用.
【分析】分a>0和a<0两种情况讨论:
当a>0时,y=ax2+1开口向上,顶点坐标为(0,1);位于第一、三象限,没有选项图象符合;
当a<0时,y=ax2+1开口向下,顶点坐标为(0,1);位于第二、四象限,B选项图象符合.故选B.
例2、二次函数(b>0)与反比例函数在坐标系中的图象( )
A. B. C. D.
【答案】B.
【考点】1.二次函数和反比例函数的图象与系数的关系;2.数形结合思想的应用.
【分析】先根据各选项中反比例函数图象的位置确定a的范围,再根据a的范围对抛物线的大致位置进行判断,从而对各选项作出判断:
∵当反比例函数经过第二、四象限时, a<0,∴抛物线(b>0)中a<0,b>0,∴抛物线开口向下. 所以A选项错误.
∵当反比例函数经过第一、三象限时, a>0,∴抛物线(b>0)中a>0,b>0,∴抛物线开口向上,抛物线与y轴的交点在x轴上方. 所以B选项正确,C,D选项错误.故选B.
例3、如图 ①双曲线(k≠0)和抛物线y=ax2+bx(a≠0)交于A、B、C三点,其中B(3,1),C(﹣1,﹣3),直线CO交双曲线于另一点D,抛物线与x轴交于另一点E.
(1)求双曲线和抛物线的解析式;
(2)抛物线在第一象限部分是否存在点P,使得∠POE+∠BCD=90°?若存在,请求出满足条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图②,过B作直线l⊥OB,过点D作DF⊥l于点F,BD与OF交于点N,求的值.
【答案】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx(a≠0)过B(3,1),C(﹣1,﹣3),
∴,解得:.∴抛物线的解析式为:.
把B(3,1)代入(k≠0)得:,解得:k=3,∴双曲线的解析式为:.
(2)存在,设直线BC为,
∵B(3,1),C(﹣1,﹣3),∴,解得.∴直线BC为:y=x﹣2,
∴直线BC与坐标轴的交点(2,0),(0,﹣2).
如答图,连接OB,过O作OM⊥BC,则OM=.
∵B(3,1),C(﹣1,﹣3),∴OB=OC=.
∴CM=.∴tan∠COM=.
∵∠COM+∠BCD=90°,∠POE+∠BCD=90°.
∴∠POE=∠COM. ∴tan∠POE=2.∵P点是抛物线上的点,∴设P(p,).
∴,解得:. ∴P(,1).
(3)∵直线CO过C(﹣1,﹣3),∴直线CO的解析式为y=3x.
解得或(舍去).∴D(1,3).∵B(3,1),∴直线OB的斜率=.
∵直线l⊥OB,过点D作DF⊥l于点F,∴DF∥OB.
∴直线l的斜率=﹣3,直线DF的斜率=.
∵直线l过B(3,1),直线DF过D(1,3),
∴直线l的解析式为y=﹣3x+10,直线DF解析式为.
解得,∴F().∴DF=.
∵DF∥OB,∴△NDF∽△NBO. ∴.∵OB=,∴.
【考点】1.二次函数和反比例函数综合题;2.待定系数法的应用;3.曲线上点的坐标与方程的关系;4.勾股定理;5.等腰三角形的性质;6.锐角三角函数定义;7.相似三角形的判定和性质..
【分析】(1)用待定系数法即可求得.
(2)过O作OM⊥BC,则OM=,因为OB=OC=,根据勾股定理求得CM=,进而求得tan∠COM=,所以tan∠POE=2,从而求得P点的坐标.
(3)根据勾股定理求得DF、OB的长,根据DF∥OB得出即可求得.
例4、已知抛物线l:y=ax2+bx+c(a,b,c均不为0)的顶点为M,与y轴的交点为N,我们称以N为顶点,对称轴是y轴且过点M的抛物线为抛物线l的衍生抛物线,直线MN为抛物线l的衍生直线.
(1)如图,抛物线y=x2﹣2x﹣3的衍生抛物线的解析式是 ,衍生直线的解析式是 ;
(2)若一条抛物线的衍生抛物线和衍生直线分别是y=﹣2x2+1和y=﹣2x+1,求这条抛物线的解析式;
(3)如图,设(1)中的抛物线y=x2﹣2x﹣3的顶点为M,与y轴交点为N,将它的衍生直线MN先绕点N旋转到与x轴平行,再沿y轴向上平移1个单位得直线n,P是直线n上的动点,是否存在点P,使△POM为直角三角形?若存在,求出所有点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)y=﹣x2﹣3;y=﹣x﹣3.
(2)∵衍生抛物线和衍生直线两交点分别为原抛物线与衍生抛物线的顶点,
∴联立,得,解得,或 .
∵衍生抛物线y=﹣2x2+1的顶点为(0,1),∴原抛物线的顶点为(1,﹣1).
设原抛物线为y=a(x﹣1)2﹣1,
∵y=a(x﹣1)2﹣1过(0,1),∴1=a(0﹣1)2﹣1,解得 a=2.
∴原抛物线为y=2x2﹣4x+1.
(3)存在.∵N(0,﹣3),∴MN绕点N旋转到与x轴平行后,解析式为y=﹣3.
∴再沿y轴向上平移1个单位得的直线n解析式为y=﹣2.
设点P坐标为(x,﹣2),∵O(0,0),M(1,﹣4),
∴OM2=(xM﹣xO)2+(yO﹣yM)2=1+16=17,OP2=(|xP﹣xO|)2+(yO﹣yP)2=x2+4,
MP2=(|xP﹣xM|)2+(yP﹣yM)2=(x﹣1)2+4=x2﹣2x+5.
①当OM2=OP2+MP2时,有17=x2+4+x2﹣2x+5,
解得x=或x=,即P(,﹣2)或P(,﹣2).
②当OP2=OM2+MP2时,有x2+4=17+x2﹣2x+5,解得 x=9,即P(9,﹣2).
③当MP2=OP2+OM2时,有x2﹣2x+5=x2+4+17,解得 x=﹣8,即P(﹣8,﹣2).
综上所述,当P为(,﹣2)或(,﹣2)或(9,﹣2)或(﹣8,﹣2)时,△POM为直角三角形.
【考点】1. 新定义;2.二次函数和一次函数综合问题;3.单动点、线动旋转和平移问题;4.待定系数法的应用;5.曲线上点的坐标与方程的关系;6.二次函数的性质;7.勾股定理;8.分类思想的应用.
1、如图,边长为2的正方形ABCD的顶点A在y轴上,顶点D在反比例函数(x>0)的图象上,已知点B的坐标是(),则k的值为 ( )
A. B.
C. D.
【答案】C.
【考点】1.正方形的性质;2反比例函数图象上点的坐标特征;
3.全等三角形的判定和性质;4.勾股定理.
【分析】如答图,过点B作BE⊥y轴于E,过点D作DF⊥y轴于F,在正方形ABCD中,AB=AD,∠BAD=90°,∴∠BAE+∠DAF=90°.
∵∠DAF+∠ADF=90°,∴∠BAE=∠ADF.
在△ABE和△DAF中,∵∠BAE=∠ADF,∠AEB=∠DFA,AB=AD,
∴△ABE≌△DAF(AAS).∴AF=BE,DF=AE.
∵正方形的边长为2,B(),∴BE=,AE=.
∴OF=OE+AE+AF=.∴点D的坐标为(,5).
∵顶点D在反比例函数(x>0)的图象上,∴k=xy=×5=8.故选C.
2、已知反比例函数的图像如图,则二次函数的图像大致( )
A. B.
C. D.
【答案】D.
【考点】1.反比例函数的图象与性质;2. 二次函数的图象与性质;3.不等式的性质;4.数形结合思想的应用.
【分析】∵反比例函数的图像经过,∴.
∴二次函数的图像开口向下,且对称轴为.
∵,∴,即对称轴在-1与0之间. 故选D.
3、在平面直角坐标系中,函数y=x2﹣2x(x≥0)的图象为C1,C1关于原点对称的图象为C2,则直线y=a(a为常数)与C1、C2的交点共有 ( )
A. 1个 B. 1个或2个
C. 个或2个或3个 D. 1个或2个或3个或4个
【答案】C.
【考点】二次函数图象与几何变换.
【分析】函数y=x2﹣2x(x≥0)的图象为C1,C1关于原点对称的图象为C2,
C2图象是x=﹣y2﹣2y,a非常小时,直线y=a(a为常数)与C1没有交点,共有一个交点;直线y=a经过C1的顶点时,共有两个交点;
直线y=a(a为常数)与C1、有两个交点时,直线y=a(a为常数)与C1、C2的交点共有3个交点.故选C.
4、如图,在x轴的正半轴上依次间隔相等的距离取点A1,A2,A3,A4,…,An分别过这些点做x轴的垂线与反比例函数的图象相交于点P1,P2,P3,P4,…Pn作P2B1⊥A1P1,P3B2⊥A2P2,P4B3⊥A3P3,…,PnBn﹣1⊥An﹣1Pn﹣1,垂足分别为B1,B2,B3,B4,…,Bn﹣1,连接P1P2,P2P3,P3P4,…,Pn﹣1Pn,得到一组Rt△P1B1P2,Rt△P2B2P3,Rt△P3B3P4,…,Rt△Pn﹣1Bn﹣1Pn,则Rt△Pn﹣1Bn﹣1Pn的面积为 .
【答案】.
【考点】1.探索规律题(图形的变化类);2.曲线上点的坐标与方程的关系.
【分析】设OA1=A1A2=A2A3=…=An﹣2An﹣1=a,
∵x=a时,,∴P1的坐标为(a,).
∵x=2a时,y=2×,∴P2的坐标为(2a,),
∴Rt△P1B1P2的面积=,
Rt△P2B2P3的面积=,
Rt△P3B3P4的面积=,…,
∴△Pn﹣1Bn﹣1Pn的面积=.
5、如图,在Rt△OAB中,OA=4,AB=5,点C在OA上,AC=1,⊙P的圆心P在线段BC上,且⊙P与边AB,AO都相切.若反比例函数(k≠0)的图象经过圆心P,则k= .
【答案】
【分析】如答图,设⊙P与边AB,AO分别相切于点E、D,连接PE、PD、PA,
则有PD⊥OA,PE⊥AB.
设⊙P的半径为r,∵AB=5,AC=1,∴S△APB=AB?PE=r,S△APC=AC?PD=r.
∵∠OAB=90°,OA=4,AB=5,∴OB=3.
∴S△ABC=AC?OB=×1×3=.∵S△ABC=S△APB+S△APC,∴.
∴PD=.∵PD⊥OA,∠AOB=90°∴∠PDC=∠BOC=90°.∴PD∥BO.
∴△PDC∽△BOC.∴,即.∴CD=.
∴OD=OC﹣CD=.∴点P的坐标为.
∵反比例函数(k≠0)的图象经过圆心P,∴k=.
6、如图,点E,F在函数的图象上,直线EF分别与轴、轴交于点A,B,且BE:BF=1:. 过点E作EP⊥轴于P,已知△OEP的面积为1,则值是 ,△OEF的面积是 (用含的式子表示)
【答案】2;.
【考点】1.反比例函数综合题,2.曲线上点的坐标与方程的关系;3.反比例函数的比例系数的几何意义;4.平行的判定和性质;5.相似三角形的判定和性质;6.转换思想的应用.
【分析】如答图,过点E作EC⊥x轴于C,过点F作FD⊥x轴于D,过点作FH⊥y轴于H,∵△OEP的面积为1,∴ |k|=1.∵k>0,∴k=2. ∴反比例函数解析式为.
∵EP⊥y轴,FH⊥y轴,∴EP∥FH. ∴△BPE∽△BHF.∴.
设E点坐标为,则F点的坐标为,
∵S△OEF+S△OFD=S△OEC+S梯形ECDF,而S△OFD=S△OEC=1,
∴.
7、如图,点A在双曲线()上,点B在双曲线()上(点B在点A的右侧),且AB∥x轴.若四边形OABC是菱形,且∠AOC=60°,则k= .
【答案】.
【解析】试题分析:因为点A在双曲线()上,设A点坐标为(a,),因为四边形OABC是菱形,且∠AOC=60°,所以OA=2a,可得B点坐标为(3a,),可得:k==,故答案为:.考点:1.菱形的性质;2.反比例函数图象上点的坐标特征;3.综合题.
1、如图,抛物线y=x2+bx+c与直线y=x﹣1交于A、B两点.点A的横坐标为﹣3,点B在y轴上,点P是y轴左侧抛物线上的一动点,横坐标为m,过点P作PC⊥x轴于C,交直线AB于D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当m为何值时,S四边形OBDC=2S△BPD;
(3)是否存在点P,使△PAD是直角三角形?
若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】解:(1)∵ y=x﹣1,∴ x=0时,y=﹣1,
∴ B(0,﹣1).当x=﹣3时,y=﹣4,∴ A(﹣3,﹣4).
∵ y=x2+bx+c与直线y=x﹣1交于A、B两点,
∴ ,解得,∴ 抛物线的解析式为:y=x2+4x﹣1;
(2)∵ P点横坐标是m(m<0),∴ P(m,m2+4m﹣1),D(m,m﹣1).
如答图1,当点P在点D下方时,过点B作BE⊥PC于点E,
∴ BE=﹣m.∴ CD=1﹣m,OB=1,OC=﹣m,CP=1﹣4m﹣m2.
∴ PD=1﹣4m﹣m2﹣1+m=﹣3m﹣m2.
若S四边形OBDC=2S△BPD,则,
解得:m1=0(舍去),m2=﹣2,m3=.
如答图2,当点P在点D上方时,过点B作BE⊥PC于点E,∴ BE=﹣m.
∴ PD=1﹣4m﹣m2+1﹣m=2﹣4m﹣m2.
若S四边形OBDC=2S△BPD,则,
解得:m=0(舍去)或m=﹣3.
综上所述,当m=,﹣2或﹣3时,S四边形OBDC=2S△BPD.
(3)设P(m,m 2+4 m﹣1),则D(m,m﹣1),
∵,∴分∠APD=90°和∠PAD=90°.
如答图3,当∠APD=90°时,
AP∥x轴,∴ ,即,
解得,.
∴ .
如答图4,当∠PAD=90°时,过点A作AE⊥x轴于E,
∴ ∠AEF=90°.CE=,EF=4,AF=,
PD=.
∵ PC⊥x轴,∴ ∠DCF=90°. ∴ ∠DCF=∠AEF.
∴ AE∥CD.∴ . ∴ AD=.
∵△PAD∽△FEA,∴.
∴,解得m=﹣2或m=﹣3
∴ P(﹣2,﹣5)或(﹣3,﹣4)(与点A重合,舍去).
综上所述,存在点P,使△PAD是直角三角形,点P的坐标为或.
【考点】1.二次函数综合题;2.单动点问题;3.曲线上点的坐标与方程的关系;4.四边形和三角形的面积公式;5.直角三角形的判定和性质;6.平行的性质;7.相似三角形的判定和性质;8.分类思想、数形结合思想和方程思想的应用.
2、已知直线l:y=﹣2,抛物线y=ax2+bx+c的对称轴是y轴,且过点(0,﹣1),(2,0).
(1)求该抛物线的解析式;
(2)如图①,点P是抛物线上任意一点,过点P作直线l的垂线,垂足为Q,求证:PO=PQ.
(3)请你参考(2)中结论解决下列问题:
(i)如图②,过原点作任意直线AB,交抛物线y=ax2+bx+c于点A、B,分别过A、B两点作直线l的垂线,垂足分别是点M、N,连结ON、OM,求证:ON⊥OM.
(ii)已知:如图③,点D(1,1),试探究在该抛物线上是否存在点F,使得FD+FO取得最小值?若存在,求出点F的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c的对称轴是y轴,且经过点(0,﹣1),(2,0),
∴,解得:.∴ 抛物线的解析式为:.
(2)如图①,设P(),就有OE=p,PE=,
∵ PQ⊥l,∴ EQ=2,∴ QP=.
在Rt△POE中,由勾股定理,得PO=,∴ PO=PQ.
(3)(i)如图②,∵ BN⊥l,AM⊥l,∴ BN=BO,AM=AO,BN∥AM.
∴ ∠BNO=∠BON,∠AOM=∠AMO,∠ABN+∠BAM=180°.
∵∠BNO+∠BON+∠NBO=180°,∠AOM+∠AMO+∠OAM=180°,
∴ ∠BNO+∠BON+∠NBO+∠AOM+∠AMO+∠OAM=360°.
∴ 2∠BON+2∠AOM=180°. ∴∠BON+∠AOM=90°.
∴ ∠MON=90°. ∴ ON⊥OM.
(ii)如答图,过点F′作F′H⊥l于H,过点D作 DF⊥l于G,交抛物线与F,过点F′作F′E⊥DG于E,
∴ ∠EGH=∠GHF′=∠F′EG=90°,FO=FG,F′H=F′O.
∴ 四边形GHF′E是矩形,
FO+FD=FG+FD=DG,F′O+F′D=F′H+F′D.
∴ EG=F′H. ∴DE<DF′. ∴ DE+GE<HF′+DF′.
∴ DG<F′O+DF′,∴ FO+FD<F′O+DF′.
∴ F是所求作的点.∵ D(1,1),∴F的横坐标为1. ∴F(1,).
【考点】1.二次函数综合题;2.曲线上点的坐标与方程的关系;3.勾股定理;4.等腰三角形的性质;5.三角形内角和定理;6.平行线的性质;7.矩形的判定和性质;8.三角形边角关系.
3、在平面直角坐标系中, 抛物线与直线交于A, B两点,点A在点B的左侧.
(1)如图1,当时,直接写出A,B两点的坐标;
(2)在(1)的条件下,点P为抛物线上的一个动点,且在直线AB下方,试求出△ABP面积的最大值及此时点P的坐标;
(3)如图2,抛物线与x轴交于C,D两点(点C在点D的左侧).在直线上是否存在唯一一点Q,使得∠OQC=90°?若存在,请求出此时k的值;若不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)A(,0),B(2,3).
(2)设P(x,).
如答图1,过点P作PF∥y轴,交直线AB于点H,则H(x,x+1).
∴.
∴
当x=时, .∴△ABP面积最大值为,此时点P坐标为().
(3)设直线AB:y=kx+1与x轴、y轴分别交于点E、F,
则E(,0),F(0,1),OE=,OF=1.
在Rt△EOF中,由勾股定理得:,
令=0,即,解得:x=或x=1.∴C(,0),OC=k.
假设存在唯一一点Q,使得∠OQC=90°,如答图2,
则以OC为直径的圆与直线AB相切于点Q,根据圆周角定理,此时∠OQC=90°.
设点N为OC中点,连接NQ,
则NQ⊥EF,NQ=CN=ON=.
∴.
∵∠NEQ=∠FEO,∠EQN=∠EOF=90°,∴△EQN∽△EOF.
∴,即:,解得:.
∵k>0,∴.∴存在唯一一点Q,使得∠OQC=90°,此时.
【考点】1.二次函数与一次函数综合题;2.单动点问题;3.曲线上点的坐标与方程的关系;4.二次函数的性质;5.勾股定理;6.圆周角定理;7.直线与圆的位置关系;8.相似三角形的判定和性质;9.解一元二次方程.