?備戰(zhàn)2022年中考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題講義+強(qiáng)化訓(xùn)練(全國(guó)通用)
第十四講 一次函數(shù)、二次函數(shù)背景下的存在性問(wèn)題
考點(diǎn)一 等腰三角形存在性 2
考點(diǎn)二 直角三角形存在性 4
考點(diǎn)三 平行四邊形存在性 6
















考點(diǎn)一 等腰三角形存在性

1.如圖1,一次函數(shù)y=kx+b的圖象與x軸交于點(diǎn)A(6,0),與y軸交于點(diǎn)B(0,3),與正比例函數(shù)y=x的圖象交于點(diǎn)C.
(1)求一次函數(shù)的解析式及點(diǎn)C的坐標(biāo);
(2)在y軸上是否存在一點(diǎn)P,使△BCP是等腰三角形,若存在,請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)P的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由;
(3)如圖2,過(guò)點(diǎn)C作CD⊥x軸于點(diǎn)D,點(diǎn)E是線段OD上一點(diǎn),F(xiàn)是y軸正半軸上一點(diǎn),且∠ECF=45°,連接EF,求△OEF的周長(zhǎng).

【解答】解:(1)∵一次函數(shù)y=kx+b的圖象與x軸交于點(diǎn)A(6,0),與y軸交于點(diǎn)B(0,3),
∴,
解得:,
∴一次函數(shù)y=﹣x+3,
∵與函數(shù)y=x的圖象交于點(diǎn)C,
∴﹣x+3=x,
∴x=2,
當(dāng)x=2時(shí),y=x=2,
∴C點(diǎn)的坐標(biāo)(2,2).
(2)設(shè)P(0,m),
∵B(0,3),C(2,2).
∴BC2=(0﹣2)2+(3﹣2)2=5,
PC2=(0﹣2)2+(m﹣2)2=4+(m﹣2)2,
BP2=(m﹣3)2,
要使△BCP是等腰三角形,
①BC=PC,
∴BC2=PC2,
4+(m﹣2)2=5,
m﹣2=1或m﹣2=﹣1,
m=3或m=1,
當(dāng)m=3時(shí)與P點(diǎn)重合(舍去),
∴m=1,
∴P(0,1),
②BC=BP,
∴BC2=BP2,
∴(m﹣3)2=5,
m﹣3=或m﹣3=﹣,
∴m=3+或m=3﹣,
∴P(0,3+)或P(0,3﹣),
③PC=BP,
∴PC2=BP2,
∴4+(m﹣2)2=(m﹣3)2,
解得m=,
∴P(0,).
綜上所述,P點(diǎn)的坐標(biāo)為:(0,1)或(0,3+)或(0,3﹣)或(0,).
(3)過(guò)點(diǎn)C作CP交x軸于點(diǎn)P,使DP=HF,過(guò)點(diǎn)C作CH⊥y軸,

∵CH⊥y軸,OD⊥y軸,CD⊥x軸,OH⊥x軸,
∴∠CHO=∠HOD=∠OPC=∠PCH=90°,
∴四邊形HODC為長(zhǎng)方形,
∵C(2,2).
∴CD=OD=2,
∴四邊形HODC為正方形,
∴CH=CD,
∵在△CHF和△CDP中,∠CHF=∠CDP=90°,CH=CD,HF=DP,
∴△CHF≌△CDP(SAS),
∴CF=PC,∠HCF=∠DCP,
∵∠HCD=∠HCF+∠FCE+∠ECD=∠HCF+∠FCD=90°,
∴∠DCP+∠FCD=90°,
∴∠HCP=∠FCD+∠DCP=90°,
∵∠FCE=45°,
∴∠ECP=∠FCP﹣∠FCE=90°﹣45°=45°,
在△ECF和△ECP中,∠FCE=∠ECP,CE=CE,CF=CP,
∴△CFE≌△CPE(SAS),
∴EF=EP,
∵EP=ED+DP=ED+HF,設(shè)OE=m,OF=n,
∴HF=OH﹣OF=2﹣n,ED=2﹣m+2﹣n=4﹣m﹣n,
∴△OEF的周長(zhǎng)=OE+OF+EF
=m+n+4﹣m﹣n
=4.
2.如圖所示,一次函數(shù)y=x+的圖象與x軸、y軸分別交于點(diǎn)A,B,以線段AB為直角邊在第二象限內(nèi)作Rt△ABC,且使∠ABC=30°.
(1)求△ABC的面積;
(2)如果在第一象限內(nèi)有一點(diǎn)P(m,),試用含m的代數(shù)式表示四邊形AOPB的面積,并求當(dāng)△APB與△ABC面積相等時(shí)m的值;
(3)在坐標(biāo)軸上是否存在點(diǎn)Q,使△QAB是等腰三角形?若存在,請(qǐng)寫(xiě)出所有可能的點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.

【解答】解:(1)在直線y=中,
當(dāng)x=0時(shí),y=,
當(dāng)y=0時(shí),=0,
解得:x=﹣1,
∴A點(diǎn)坐標(biāo)為(﹣1,0),B點(diǎn)坐標(biāo)為(0,),
∴在Rt△AOB中,AB=,
又∵在Rt△ABC中,∠ABC=30°,
∴設(shè)AC=a,則BC=2a,
可得:a2+22=(2a)2,
解得:a=±(負(fù)值舍去),
∴AC=,
∴S△ABC=,
∴△ABC的面積為;
(2)由題意可得:S四邊形AOPB=S△AOB+S△BOP,
∵點(diǎn)P在第一象限,且P點(diǎn)坐標(biāo)為(m,),
∴S四邊形AOPB=,
S△APB=S四邊形AOPB﹣S△APO=,
當(dāng)△APB與△ABC面積相等時(shí),
,
解得:m=,
∴四邊形AOPB的面積為,當(dāng)△APB與△ABC面積相等時(shí)m的值為;
(3)存在,理由如下:
①當(dāng)點(diǎn)Q在x軸上時(shí),
由A點(diǎn)坐標(biāo)為(﹣1,0),B點(diǎn)坐標(biāo)為(0,),可得tan∠BAO=,
∴∠BAO=60°,
如圖:

∴當(dāng)Q點(diǎn)位于A點(diǎn)右側(cè)時(shí),等腰△ABQ是等邊三角形,此時(shí)AQ=AB=2,
∴點(diǎn)Q1的坐標(biāo)為(1,0),
當(dāng)Q點(diǎn)位于A點(diǎn)左側(cè)時(shí),等腰△ABQ中,AQ=AB=2,
此時(shí)點(diǎn)Q2的坐標(biāo)為(﹣3,0);
②當(dāng)點(diǎn)Q在y軸上時(shí),

當(dāng)AB=BQ=2時(shí),△ABQ為等腰三角形,
此時(shí)點(diǎn)Q3的坐標(biāo)為(0,+2),點(diǎn)Q4的坐標(biāo)為(0,﹣2),
當(dāng)AB=AQ=2時(shí),△ABQ為等腰三角形,
此時(shí)點(diǎn)Q5的坐標(biāo)為(0,﹣),
當(dāng)AQ=BQ時(shí),△ABQ為等腰三角形,
連接AQ6,設(shè)Q點(diǎn)坐標(biāo)為(0,y),則AQ6=﹣y,
在Rt△AOQ6中,12+y2=(﹣y)2,
解得:y=,
∴點(diǎn)Q6的坐標(biāo)為(0,);
綜上,存在點(diǎn)Q,使△QAB是等腰三角形,點(diǎn)Q1(1,0),Q2(﹣3,0),Q3(0,+2),Q4(0,﹣2),Q5(0,﹣),Q6的坐標(biāo)為(0,).
3.如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)A(1,m)是直線y=﹣x﹣2上一點(diǎn),點(diǎn)A向上平移5個(gè)單位長(zhǎng)度得到點(diǎn)B.
(1)求點(diǎn)B的坐標(biāo);
(2)在直線y=﹣x﹣2上是否存在一點(diǎn)C,使得△ABC是直角三角形,若存在,求出C點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,說(shuō)明理由;
(3)若一次函數(shù)y=kx﹣2圖象與線段AB存在公共點(diǎn)D,直接寫(xiě)出k的取值范圍.

【解答】解:(1)∵點(diǎn)A(1,m)是直線y=﹣x﹣2上一點(diǎn),
∴m=﹣1﹣2=﹣3.
∴點(diǎn)A的坐標(biāo)為(1,﹣3),
∴點(diǎn)A向上平移5個(gè)單位長(zhǎng)度得到點(diǎn)B的坐標(biāo)為(1,2);

(2)存在,
①當(dāng)∠B=90°時(shí),如圖,

∵B(1,2),C點(diǎn)在y=﹣x﹣2上,
∴2=﹣x﹣2,解得:x=﹣4,
∴C(﹣4,2),
∴BC=5,
∵點(diǎn)A向上平移5個(gè)單位長(zhǎng)度得到點(diǎn)B,
∴AB=BC=5,
∴∠CAB=45°,
②當(dāng)∠ACB=90°時(shí),作CG⊥AB于G,

∵∠CAB=45°,
∴△ABC是等腰直角三角形,
∴G為AB中點(diǎn),
∵點(diǎn)A的坐標(biāo)為(1,﹣3),點(diǎn)B的坐標(biāo)為(1,2),
∴G(1,﹣0.5)
∵點(diǎn)C在y=﹣x﹣2上,
∴﹣0.5=﹣x﹣2,解得:x=﹣1.5,
∴C(﹣1.5,﹣0.5).
綜上,存在一點(diǎn)C,使得△ABC是直角三角形,C點(diǎn)坐標(biāo)為(﹣4,2)或(﹣1.5,﹣0.5);

(3)當(dāng)直線y=kx﹣2過(guò)點(diǎn)A(1,﹣3)時(shí),
得﹣3=k﹣2,解得k=﹣1.
當(dāng)直線y=kx﹣2過(guò)點(diǎn)B(1,2)時(shí),
得2=k﹣2,解得k=4.

如圖,若一次函數(shù)y=kx﹣2與線段AB有公共點(diǎn),則k的取值范圍是﹣1≤k≤4且k≠0.
4.如圖,一次函數(shù)y=x+2的圖象與x軸和y軸分別交于點(diǎn)A和B,直線y=kx+b經(jīng)過(guò)點(diǎn)B與點(diǎn)C(2,0).
(1)點(diǎn)A的坐標(biāo)為 ?。ī?,0)??;點(diǎn)B的坐標(biāo)為 ?。?,2)??;
(2)求直線y=kx+b的表達(dá)式;
(3)在x軸上有一動(dòng)點(diǎn)M(t,0),過(guò)點(diǎn)M作x軸的垂線與直線y=x+2交于點(diǎn)E,與直線y=kx+b交于點(diǎn)F,若EF=OB,求t的值.
(4)當(dāng)點(diǎn)M(t,0)在x軸上移動(dòng)時(shí),是否存在t的值使得△CEF是直角三角形?若存在,直接寫(xiě)出t的值;若不存在,直接答不存在.

【解答】解:(1)∵一次函數(shù)y=x+2的圖象與x軸和y軸分別交于點(diǎn)A和B,
∴令y=0,則x=﹣3;令x=0,則y=2,
∴點(diǎn)A的坐標(biāo)為(﹣3,0),點(diǎn)B的坐標(biāo)為(0,2),
故答案為:(﹣3,0),(0,2)
(2)∵直線y=kx+b經(jīng)過(guò)點(diǎn)B與點(diǎn)C(2,0).

解得:
∴直線y=kx+b的表達(dá)式為y=﹣x+2.
(3)∵M(jìn)E⊥x軸,
∴點(diǎn)M、E、F的橫坐標(biāo)都是t,
∴點(diǎn)E(t,t+2),點(diǎn)F(t,﹣t+2)
∴EF=|t|,
∵EF=OB=2,
∴2=|t|
∴t=±
(4)當(dāng)點(diǎn)M在點(diǎn)C左邊時(shí),點(diǎn)E與點(diǎn)A重合時(shí),
∴∠CEF=90°,
∴△CEF是直角三角形,
∴t=﹣3;
當(dāng)點(diǎn)M在點(diǎn)C右邊,且∠ECF=90°時(shí),

∵∠ECF=90°,
∴∠ECM+∠FCM=90°,且∠ECM+∠CEF=90°,
∴∠CEF=∠FCM,且∠CMF=∠CME=90°,
∴△CME∽△FMC,
∴,
∴(t﹣2)2=(t+2)(t﹣2)
∴t=2(不合題意舍去),t=12
綜上所述:t=﹣3或t=12時(shí),△CEF是直角三角形.







考點(diǎn)二 直角三角形存在性

5.在學(xué)習(xí)一元一次不等式與一次函數(shù)中,小明在同一個(gè)坐標(biāo)系中發(fā)現(xiàn)直線l1:y1=kx+b(k≠0)與x軸交于點(diǎn)A且與直線l2:y2=x交于點(diǎn)B,并且有如下信息:①當(dāng)x>2時(shí),y1<y2;當(dāng)x<2時(shí),y1>y2.②當(dāng)y1<0時(shí),x<﹣4.
根據(jù)信息解答下列問(wèn)題:
(1)求直線l1的表達(dá)式.
(2)過(guò)點(diǎn)A的直線l3:y3=與直線l2交于點(diǎn)C,求△ABC的面積.
(3)若點(diǎn)D是x軸上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)E是直線AB上的動(dòng)點(diǎn),是否存在以A、C、D、E為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?若存在,請(qǐng)直接寫(xiě)出所有滿足條件的D點(diǎn)坐標(biāo).若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.

【解答】解:(1)∵當(dāng)x>2時(shí),y1<y2;當(dāng)x<2時(shí),y1>y2,
∴點(diǎn)B的橫坐標(biāo)為2,
當(dāng)x=2時(shí),y2=×2=3,
∴直線l1,l2的交點(diǎn)坐標(biāo)為B(2,3),
∵當(dāng)y1<0時(shí),x<﹣4,
∴直線l1與x軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為A(﹣4,0),
將A(﹣4,0),B(2,3)代入y1=kx+b中,
∴,
解得:,
∴直線l1的表達(dá)式為y1=x+2;
(2)聯(lián)立,
解得:,
∴直線l2,l3的交點(diǎn)坐標(biāo)為C(﹣1,﹣),
∴S△ABC==9;
(3)存在,
∵點(diǎn)E是直線AB上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)D是x軸上的動(dòng)點(diǎn),
∴設(shè)E點(diǎn)坐標(biāo)為(x,x+2),D點(diǎn)坐標(biāo)為(m,0),
又∵A(﹣4,0),C(﹣1,﹣),
在以A、C、D、E為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形中,
①當(dāng)AC,DE為平行四邊形的對(duì)角線時(shí),
,解得,
∴此時(shí)D點(diǎn)坐標(biāo)為(2,0),
②當(dāng)AD,CE為平行四邊形的對(duì)角線時(shí),
,解得,
此時(shí)D點(diǎn)坐標(biāo)為(2,0),
③當(dāng)AE,CD為平行四邊形的對(duì)角線時(shí),
,解得,
此時(shí)D點(diǎn)坐標(biāo)為(﹣10,0),
綜上,滿足條件的點(diǎn)D的坐標(biāo)為(2,0)或(﹣10,0).
6.如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,直線l1:y=x+1與y軸交于點(diǎn)A,過(guò)B(6,1)的直線l2與直線l1交于點(diǎn)C(m,﹣5).
(1)求直線l2的解析式;
(2)若點(diǎn)D是第一象限位于直線l2上的一動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)D作DH∥y軸交l1于點(diǎn)H.當(dāng)DH=8時(shí),試在x軸上找一點(diǎn)E,在直線l1上找一點(diǎn)F,使得△DEF的周長(zhǎng)最小,求出周長(zhǎng)的最小值;
(3)如圖2,將直線l2繞點(diǎn)A逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得到直線l3,點(diǎn)P是直線l3上一點(diǎn),到y(tǒng)軸的距離為2且位于第一象限.直線l2與x軸交于點(diǎn)M,與y軸交于點(diǎn)N,將△OMN沿射線NM方向平移2個(gè)單位,平移后的△OMN記為△O'M'N'.在平面內(nèi)是否存在一點(diǎn)Q,使得以點(diǎn)M′,C,P,Q頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,若存在,請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.

【解答】解:(1)將點(diǎn)C的坐標(biāo)代入直線l1的表達(dá)式得:﹣5=m+1,解得m=﹣6,故點(diǎn)C(﹣6,﹣5),
設(shè)直線l2的表達(dá)式為y=kx+b,則,解得,
故直線l2的表達(dá)式為y=x﹣2;

(2)設(shè)點(diǎn)D的坐標(biāo)為(t,t﹣2),則點(diǎn)H(t,t+1),
則DH=t+1﹣(t﹣2)=8,解得t=10,
故點(diǎn)D、H的坐標(biāo)分別為(10,3)、(10,11);
過(guò)點(diǎn)D作直線l1的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)D′,

由直線l1的表達(dá)式知,該直線和x坐標(biāo)軸的夾角為45°,連接D′H,
則△D′DH為等腰直角三角形,故D′H=DH=8,
故點(diǎn)D′(2,11),
過(guò)點(diǎn)D作x軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)D″,則點(diǎn)D″(10,﹣3),
連接D″D′交直線l1于點(diǎn)F,交x軸于點(diǎn)E,則點(diǎn)E、F為所求點(diǎn),此時(shí),△DEF的周長(zhǎng)最小,
理由:由圖形的對(duì)稱(chēng)性知,DF=D′F,DE=D″E,
則△DEF的周長(zhǎng)=DE+DF+EF=D″E+D′F+EF=D″D′為最小,
則D″D′==2;

(3)直線l1:y=x+1與y軸交于點(diǎn)A,則點(diǎn)A的坐標(biāo)為(0,1),
同理可得,點(diǎn)M、N的坐標(biāo)分別為(4,0)、(0,﹣2),則AN=1+2=3=AN′,
將直線l2繞點(diǎn)A逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得到直線l3,則∠NAN′=90°,∠MAM′′=90°,
則點(diǎn)N′的坐標(biāo)為(3,1),
過(guò)點(diǎn)M′′作M′H⊥y軸于點(diǎn)H,

∵∠M′′AH+∠MAO=90°,∠MAO+∠AMO=90°,
∴∠M′′AH=∠AMO,
∵AM=AM′′,∠MOA=∠AHM′′=90°,
∴△MOA≌△AHM′′(AAS),
∴AH=OM=4,HM′′=AO=1,
故點(diǎn)M′′(1,5);
由點(diǎn)M′′、N′的坐標(biāo)得,直線M′′N(xiāo)′的表達(dá)式為y=﹣2x+7,
∵點(diǎn)P是直線l3上一點(diǎn),到y(tǒng)軸的距離為2且位于第一象限,
故當(dāng)x=2時(shí),y=﹣2x+7=3,故點(diǎn)P(2,3);
由直線MN的表達(dá)式知,當(dāng)將△OMN沿射線NM方向平移2個(gè)單位,則向右平移了4個(gè)單位向上平移了2個(gè)單位,
故點(diǎn)M′(8,2),
設(shè)點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(a,b),
而點(diǎn)P、C、M′的坐標(biāo)分別為(2,3)、(﹣6,﹣5)、(8,2),
①當(dāng)CP為對(duì)角線時(shí),
由中點(diǎn)坐標(biāo)公式得:(2﹣6)=(a+8)且(3﹣5)=(b+2),解得;
②當(dāng)PQ為對(duì)角線時(shí),
同理可得:(a+2)=(8﹣6)且(b+3)=(2﹣5),解得;
③當(dāng)PM是對(duì)角線時(shí),
同理可得:(8+2)=(a﹣6)且(2+3)=(b﹣5),解得;
故點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(﹣12,﹣4)或(0,﹣6)或(16,10).
7.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,拋物線y=ax2+x+c與y軸交于點(diǎn)C,與x軸交于A、B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),其中A(﹣,0),tan∠ACO=.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖1,點(diǎn)D為直線BC上方拋物線上一點(diǎn),連接AD、BC交于點(diǎn)E,連接BD,記△BDE的面積為S1,△ABE的面積為S2,求的最大值;
(3)如圖2,將拋物線沿射線CB方向平移,點(diǎn)C平移至C′處,且OC′=OC,動(dòng)點(diǎn)M在平移后拋物線的對(duì)稱(chēng)軸上,當(dāng)△C′BM為以C′B為腰的等腰三角形時(shí),請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)M的坐標(biāo).

【解答】解:(1)∵A(﹣,0),
∴AO=|﹣|=,
∵tan∠ACO=,
∴CO=3,
∴C(0,3),
將A、C的坐標(biāo)代入y=ax2+x+c得,
,
∴,
∴拋物線的解析式為:y=﹣x2+x+3;
(2)如答圖1,過(guò)D作DG⊥x軸于點(diǎn)G,交BC于F,過(guò)A作AK⊥x軸交BC延長(zhǎng)線于K,

設(shè)直線BC解析式為:y=kx+b,
由(1)y=﹣x2+x+3得B( 3,0),
將B( 3,0)、C(0,3)分別代入y=kx+b得:
,解得,
∴直線BC解析式為:y=﹣x+3,
∵A(﹣,0),故K的橫坐標(biāo)xk=﹣,代入y=﹣x+3得yk=4,
∴K(﹣,4),
∴AK=4,
設(shè)D(m,﹣m2+m+3),則F(m,﹣m+3),
∴DF=﹣m2+m,
∵DG⊥x軸于點(diǎn)G,AK⊥x軸,
∴AK∥DG,
∴△AKE∽△DFE,
∴=,
將△BDE、△ABE分別看作DE、AE為底邊,則它們的高相同,
∴,
∴=﹣m2+m=﹣(m﹣)2+,
∴m=時(shí),有最大值,最大值為;
(3)如答圖2,連接OC′,過(guò)C′作C′F⊥y軸于F,
由拋物線的解析式y(tǒng)=﹣x2+x+3知其頂點(diǎn)為(,4),
∵OC=3,OB=3,
∴tan∠BCO==,BC=6,
∴∠BCO=60°,
∵OC′=OC,
∴△COC′是等邊三角形,
∴CC′=3,BC′=3,
Rt△CFC′中可得CF=,C′F=,
∴原拋物線的平移是相當(dāng)于向右平移個(gè)單位再向下平移個(gè)單位,且FO=,
∴平移后拋物線頂點(diǎn)為(,),對(duì)稱(chēng)軸是直線x=,C′(,),
∵M(jìn)在平移后拋物線的對(duì)稱(chēng)軸上,
∴設(shè)M(,m),
又△C′BM為以C′B為腰的等腰三角形,可分兩種情況:
①C′M=,C′B=3,則=3,
解得m=或m=,
∴M(,)或M(,),
②BM=C′B=3,則,
解得m=或m=﹣,
∴M(,)或M(,﹣),
綜上所述,△C′BM為以C′B為腰的等腰三角形,則M(,)或M(,)或M(,)或M(,﹣),
故答案為:M(,)或M(,)或M(,)或M(,﹣).

8.如圖,拋物線y=ax2+bx+3與x軸交于A,B兩點(diǎn),且點(diǎn)B的坐標(biāo)為(2,0),與y軸交于點(diǎn)C,拋物線對(duì)稱(chēng)軸為直線x=﹣.連接AC,BC,點(diǎn)P是拋物線上在第二象限內(nèi)的一個(gè)動(dòng)點(diǎn).過(guò)點(diǎn)P作x軸的垂線PH,垂足為點(diǎn)H,交AC于點(diǎn)Q.過(guò)點(diǎn)P作PG⊥AC于點(diǎn)G.
(1)求拋物線的解析式.
(2)求△PQG周長(zhǎng)的最大值及此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo).
(3)在點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,是否存在這樣的點(diǎn)Q,使得以B,C,Q為頂點(diǎn)的三角形是等腰三角形?若存在,請(qǐng)寫(xiě)出此時(shí)點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.

【解答】解:(1)∵拋物線y=ax2+bx+3過(guò)點(diǎn)B(2,0),對(duì)稱(chēng)軸為直線x=﹣,
∴,解得,
∴y=﹣x2﹣x+3.
(2)令y=0,即﹣x2﹣x+3=0,
∴x1=﹣3,x2=2,
∴A(﹣3,0),
令x=0,得C(0,3),
∵直線AC經(jīng)過(guò)A(﹣3,0),C(0,3),設(shè)直線AC的解析式為:y=kx+b,
則,
∴,
∴直線AC的解析式為y=x+3,
∴∠BAC=45°,
∵PH⊥AO,PG⊥AB,
∴∠AQH=∠PQG=∠QPG=45°,
∴△PQG是等腰直角三角形,
設(shè)P(m,﹣m2﹣m+3),
∴Q(m,m+3),
∴PQ=﹣m2﹣m+3﹣m﹣3=﹣m2﹣m=,
∴當(dāng)m=時(shí),PQmax=,此時(shí)P(﹣,),
∵△PQG是等腰直角三角,
∴△PQG周長(zhǎng)=﹣m2﹣m+(﹣m2﹣m),
=(+1)(﹣m2﹣m),
=(+1)PQ,
∴△PFG周長(zhǎng)的最大值為:(+1).
(3)∵B(2,0),C(0,3),Q(m,m+3),
由兩點(diǎn)間距離公式可求得:CQ2=2m2,CB2=13,BQ2=2m2+2m+13,
①當(dāng)CQ=CB時(shí),
∴2m2=13,
∴m1=(舍去),m2=﹣,
∴Q1(﹣,﹣+3);
②當(dāng)BQ=CB時(shí),
∴2m2+2m+13=13,
∴m1=0(舍去),m2=﹣1,
∴Q2(﹣1,2);
③當(dāng)CQ=BQ時(shí),
∴2m2+2m+13=2m2,
∴2m+13=0,
∴m=,
∴Q3(﹣,﹣)(不合題意舍去),
綜上所述,當(dāng)Q1(﹣,﹣+3),Q2(﹣1,2)時(shí),以B,C,Q為頂點(diǎn)的三角形是等腰三角形.







考點(diǎn)三 平行四邊形存在性
9.已知拋物線L經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(﹣1,0)和B(3,0)與y軸交于點(diǎn)C(0,3).
(1)求拋物線的解析式;
(2)平移拋物線L,使平移后的拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn)B,與x軸的另一個(gè)交點(diǎn)為Q,與y軸交于點(diǎn)P,同時(shí)滿足△BPQ是直角三角形,請(qǐng)你寫(xiě)出平移過(guò)程并說(shuō)明理由.

【解答】解:(1)設(shè)拋物線的解析式為y=ax2+bx+c,
把A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,3)代入y=ax2+bx+c,
得.解得,
∴拋物線的解析式為y=﹣x2+2x+3.
(2)設(shè)平移后的拋物線為K:y=﹣x2+mx+n,
∵拋物線y=﹣x2+mx+n經(jīng)過(guò)點(diǎn)B(3,0),
∴﹣9+3m+n=0,
∴n=9﹣3m,
∴y=﹣x2+mx+9﹣3m,
∴P(0,9﹣3m);
當(dāng)y=0時(shí),由﹣x2+mx+9﹣3m=0,得x=,
∴x1=3,x2=m﹣3.
如圖1,當(dāng)m﹣3≥0,即m≥3時(shí),△BPQ不能是直角三角形;
如圖2,當(dāng)m﹣3<0,即m<3時(shí),存在△BPQ是直角三角形,且只有∠BPQ=90°一種情況.
∵∠POQ=∠BOP=90°,∠QPO=90°﹣∠BPO=∠PBO,
∴△POQ∽△BOP,
∴,
∴OP2=OQ?OB,
∴(9﹣3m)2=3(3﹣m),
∴m1=,m2=3(不符合題意,舍去),
∴拋物線K:y=﹣x2+x+1,
∵拋物線L:y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
拋物線K:y=﹣x2+x+1=﹣(x﹣)2+,
∴﹣1=,﹣4=﹣,
∴拋物線L向右平移個(gè)單位長(zhǎng)度,再向下平移個(gè)單位長(zhǎng)度.


10.如圖,拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)與x軸交于點(diǎn)A(﹣1,0),B(3,0),與y軸交于點(diǎn)C(0,﹣3),點(diǎn)P為直線BC下方拋物線上一動(dòng)點(diǎn),設(shè)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為t.
(1)求拋物線的解析式;
(2)當(dāng)△PBC的面積最大時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo),并求這個(gè)最大面積;
(3)試探究:是否存在點(diǎn)P,使△PBC為直角三角形?若存在,求出t的值;若不存在,說(shuō)明理由.

【解答】解:(1)將點(diǎn)A、B、C的坐標(biāo)代入拋物線表達(dá)式得,解得,
故拋物線的表達(dá)式為y=x2﹣2x﹣3①;

(2)過(guò)點(diǎn)P作y軸的平行線交BC于點(diǎn)H,

由點(diǎn)B、C的坐標(biāo)得,直線BC的表達(dá)式為y=x﹣3,
設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(t,t2﹣2t﹣3),則點(diǎn)H(t,t﹣3),
則△PBC的面積=S△PHC+S△PHB=×PH×OB=×3×(t﹣3﹣t2+2t+3)=﹣(t﹣)2+≤,
∴當(dāng)t=時(shí),△PBC的面積最大值為,
此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(,﹣);

(3)∵點(diǎn)P為直線BC下方拋物線上一動(dòng)點(diǎn),故∠PBC≠90°,
①當(dāng)∠PCB為直角時(shí),
由直線BC的表達(dá)式知,直線BC和x軸負(fù)半軸的夾角為45°,
∴當(dāng)∠PCB為直角時(shí),則直線PC與x軸的夾角為45°,
故直線PC的表達(dá)式為y=﹣x﹣3②,
聯(lián)立①②得:x2﹣2x﹣3=﹣x﹣3,解得x=0(舍去)或1,
即t=1,
②當(dāng)∠BPC為直角時(shí),如圖2,
過(guò)點(diǎn)P作y軸的垂線交y軸于點(diǎn)N,交過(guò)點(diǎn)B與y軸的平行線于點(diǎn)M,

設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(t,t2﹣2t﹣3),
∵∠BPM+∠PBM=90°,∠BPM+∠CPN=90°,
∴∠PBM=∠CPN,
∴tan∠PBM=tan∠CPN,即,
∴=,解得t=(不合題意的值已舍去);
綜上,t的值為1或.
11.如圖,拋物線與y軸交于點(diǎn)A(0,1),過(guò)點(diǎn)A的直線與拋物線交于另一點(diǎn)B(3,),過(guò)點(diǎn)B作BC⊥x軸,垂足為C.
(1)求拋物線的表達(dá)式;
(2)點(diǎn)P是x軸正半軸上的一動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作PN⊥x軸,交直線AB于點(diǎn)M,交拋物線于點(diǎn)N,設(shè)OP的長(zhǎng)度為m.①當(dāng)點(diǎn)P在線段OC上(不與點(diǎn)O、C重合)時(shí),試用含m的代數(shù)式表示線段PM的長(zhǎng)度;
②如果以點(diǎn)M、N、B、C為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,求m的值.

【解答】解:(1)∵拋物線經(jīng)過(guò)A(0,1)和點(diǎn)B,
∴,
∴解得:,
∴.
∴該拋物線表達(dá)式為.
(2)①由題意可得:直線AB的解析式為,
∵PN⊥x軸,交直線AB于點(diǎn)M,交拋物線于點(diǎn)N,OP=m,
∴P(m,0),,
∴.
②由題意可得:,MN∥BC,
∴當(dāng)MN=BC時(shí),四邊形BCMN為平行四邊形.
1° 當(dāng)點(diǎn)P在線段OC上時(shí),,
又∵BC=,
∴.
得m1=1,m2=2.
2° 當(dāng)點(diǎn)P在線段OC的延長(zhǎng)線上時(shí),.
∴,
解得 (不合題意,舍去),.
綜上所述,當(dāng)m的值為1或2或時(shí),以點(diǎn)M、N、B、C為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形.
12.如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=﹣x2+bx+c與x軸的兩個(gè)交點(diǎn)分別為A(﹣2,0),B(5,0),點(diǎn)C在拋物線上,且直線AC與x軸形成的夾角為45°.
(1)求該拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)若點(diǎn)P為直線AC上方拋物線上的動(dòng)點(diǎn),求點(diǎn)P到直線AC距離的最大值;
(3)將滿足(2)中到直線AC距離最大時(shí)的點(diǎn)P,向下平移4個(gè)單位長(zhǎng)度得到點(diǎn)Q,將原拋物線向右平移2個(gè)單位長(zhǎng)度,得到拋物線y=a1x2+b1x+c1(a1≠0),M為平移后拋物線上的動(dòng)點(diǎn),N為平移后拋物線對(duì)稱(chēng)軸上的動(dòng)點(diǎn),是否存在點(diǎn)M,使得以點(diǎn)C,Q,M,N為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,若存在,請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.

【解答】解:(1)∵拋物線y=﹣x2+bx+c與x軸的兩個(gè)交點(diǎn)分別為A(﹣2,0),B(5,0),
∴y=﹣(x+2)(x﹣5),
∴y=﹣x2+3x+10,
(2)作PH⊥AC于H,PD∥y軸交AC于D點(diǎn),交x軸于E,
∵∠CAB=45°,
∴∠PDH=45°,
∴PD=,
設(shè)P(m,﹣m2+3m+10),
則E(m,0),
∴AE=m+2,
∴DE=m+2,
∴PD=﹣m2+3m+10﹣(m+2)
=﹣m2+2m+8,
當(dāng)m=1時(shí),PD最大為9,
∴PH的最大值為,
即P到AC的最大距離為,
(3)由(2)知:P(1,12),
∴Q(1,8),
∵直線AC:y=x+2與拋物線y=﹣(x+2)(x﹣5)交點(diǎn)C坐標(biāo)為(4,6),
拋物線y=﹣(x+2)(x﹣5)向右平移2個(gè)單位后解析式為:y=﹣x(x﹣7)=﹣x2+7x,
∴對(duì)稱(chēng)軸為:直線x=,
當(dāng)CQ為邊時(shí),如圖,若C(4,6)平移到N,Q(1,8)平移到M,則M的橫坐標(biāo)為,
將x=代入平移后解析式:y=﹣x2+7x得,y=,
∴,
當(dāng)CQ為邊時(shí),若C(4,6)平移到M,Q(1,8)平移到N,則M的橫坐標(biāo)為,
將x=代入平移后解析式:y=﹣x2+7x得,y=,
∴,
當(dāng)CQ為對(duì)角線時(shí),可看作C平移到N,M平移到Q,
∴M的橫坐標(biāo)為,
將x=代入平移后解析式:y=﹣x2+7x得,y=,
∴,
綜上所述:.



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