二次函數(shù)與動(dòng)點(diǎn)問題的背景是特殊圖形,考查問題也是二次函數(shù)的有個(gè)性質(zhì)和特殊圖形的性質(zhì),體現(xiàn)的數(shù)學(xué)思想方法主要是數(shù)形結(jié)合思想和分類討論思想,所以要把握好一般與特殊的關(guān)系;分析過程中,特別要關(guān)注圖形的特性(特殊角、特殊圖形的性質(zhì)、圖形的特殊位置.)
動(dòng)點(diǎn)問題一直是中考熱點(diǎn),近幾年考查探究運(yùn)動(dòng)中的特殊性:等腰三角形、直角三角形、
相似三角形、平行四邊形、梯形、特殊角或三角函數(shù)、線段或面積的最值.
解決“動(dòng)點(diǎn)型問題”的關(guān)鍵是動(dòng)中求靜,靈活運(yùn)用“動(dòng)中求靜”,找到并運(yùn)用不變的數(shù)、不變的量、不變的關(guān)系,建立函數(shù)關(guān)系及綜合應(yīng)用代數(shù)、幾何知識(shí)解決問題. 根據(jù)題意靈活運(yùn)用特殊三角形和四邊形的相關(guān)性質(zhì)、判定、定理知識(shí)確定二次函數(shù)關(guān)系式,通過二次函數(shù)解析式或函數(shù)圖象判定“動(dòng)點(diǎn)型問題”涉及的線與線關(guān)系、特殊三角形、四邊形及相應(yīng)的周長、面積,還有存在、最值等問題.
【例1】(2023?本溪二模)如圖,拋物線y=﹣x2+bx+c經(jīng)過A(3,0),C(﹣1,0)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)B.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖1,點(diǎn)M是線段AB上方拋物線上一動(dòng)點(diǎn),以AB為邊作平行四邊形ABMD,連接OM,若OM將平行四邊形ABMD的面積分成為1:7的兩部分,求點(diǎn)M的橫坐標(biāo);
(3)如圖2,點(diǎn)P從點(diǎn)B出發(fā),以每秒1個(gè)單位長度的速度沿B→A勻速運(yùn)動(dòng),同時(shí)點(diǎn)Q從點(diǎn)A出發(fā),以每秒1個(gè)單位長度的速度沿A→O→B勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)點(diǎn)P到達(dá)點(diǎn)A時(shí),P、Q同時(shí)停止運(yùn)動(dòng),設(shè)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t秒,點(diǎn)G在坐標(biāo)平面內(nèi),使以B、P、Q、G為頂點(diǎn)的四邊形是菱形,直接寫出所有符合條件的t值.
【例2】(2023?沈北新區(qū)二模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,拋物線y=ax2+bx+6(a≠0)交x軸于A、B兩點(diǎn),交y軸于點(diǎn)C,且OA=OC=3OB,連接AC.
(1)求拋物線的解析式;
(2)動(dòng)點(diǎn)P和動(dòng)點(diǎn)Q同時(shí)出發(fā),點(diǎn)P從點(diǎn)C以每秒2個(gè)單位長度的速度沿CA運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)A,點(diǎn)Q從點(diǎn)O以每秒1個(gè)單位長度的速度沿OC運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)C,連接PQ,當(dāng)點(diǎn)P到達(dá)點(diǎn)A時(shí),點(diǎn)Q停止運(yùn)動(dòng),求S△CPQ的最大值及此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)點(diǎn)M是拋物線上一點(diǎn),是否存在點(diǎn)M,使得∠ACM=15°?若存在,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【例3】(2023?三亞模擬)如圖1,拋物線y=﹣x2+bx+c與x軸正半軸、y軸分別交于A(3,0)、B(0,3)兩點(diǎn),點(diǎn)P為拋物線的頂點(diǎn),連接AB、BP.
(1)求拋物線的解析式;
(2)求∠PBA的度數(shù);
(3)如圖2,點(diǎn)M從點(diǎn)O出發(fā),沿著OA的方向以1個(gè)單位/秒的速度向A勻速運(yùn)動(dòng),同時(shí)點(diǎn)N從點(diǎn)A出發(fā),沿著AB的方向以個(gè)單位/秒的速度向B勻速運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒,ME⊥x軸交AB于點(diǎn)E,NF⊥x軸交拋物線于點(diǎn)F,連接MN、EF.
①當(dāng)EF∥MN時(shí),求點(diǎn)F的坐標(biāo);
②在M、N運(yùn)動(dòng)的過程中,存在t使得△BNP與△BMN相似,請(qǐng)直接寫出t的值.
【例4】(2023?長沙模擬)在一個(gè)三角形中,如果其中某兩邊的長度之和等于第三邊長度的兩倍,則稱該三角形為“調(diào)和三角形”例如我們學(xué)過的等邊三角形就是“調(diào)和三角形”.
(1)已知一個(gè)“調(diào)和三角形”三條邊的長度分別為4,6,m﹣1,求m的值.
(2)已知Rt△ABC是“調(diào)和三角形”,它的三邊長分別為a,b,c,且a<b<c.
①求a:b:c的值;
②若△ABC周長的數(shù)值與面積的數(shù)值相等,求a,b,c的值.
(3)在(2)的條件下,動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)A出發(fā)以每秒2個(gè)單位c長度的速度沿路線A→B→C運(yùn)動(dòng),動(dòng)點(diǎn)Q從點(diǎn)C出發(fā)以每秒1個(gè)單位長度的速度向點(diǎn)A運(yùn)動(dòng),當(dāng)其中一點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)時(shí),另一點(diǎn)也隨之停止運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒,設(shè)y=PQ2.
①求y關(guān)于t的函數(shù)關(guān)系式;
②求y的最小值.
1.(2023?遵化市模擬)如圖,關(guān)于x的二次函數(shù)y=x2+bx+c的圖象與x軸交于點(diǎn)A(1,0)和點(diǎn)B,與y軸交于點(diǎn)C(0,3),拋物線的對(duì)稱軸與x軸交于點(diǎn)D.
(1)求二次函數(shù)的表達(dá)式;
(2)在y軸上是否存在一點(diǎn)P,使△PBC為等腰三角形?若存在.請(qǐng)求出點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)有一個(gè)點(diǎn)M從點(diǎn)A出發(fā),以每秒1個(gè)單位的速度在AB上向點(diǎn)B運(yùn)動(dòng),另一個(gè)點(diǎn)N從 點(diǎn)D與點(diǎn)M同時(shí)出發(fā),以每秒2個(gè)單位的速度在拋物線的對(duì)稱軸上運(yùn)動(dòng),當(dāng)點(diǎn)M到達(dá)點(diǎn)B時(shí),點(diǎn)M、N同時(shí)停止運(yùn)動(dòng),問點(diǎn)M、N運(yùn)動(dòng)到何處時(shí),△MNB面積最大,試求出最大面積.
2.(2023?市中區(qū)一模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=ax2+bx+4經(jīng)過A(﹣3,0)、B(4,0)兩點(diǎn),且與y軸交于點(diǎn)C,D(4﹣4,0).動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)A出發(fā),沿線段AB以每秒1個(gè)單位長度的速度向點(diǎn)B移動(dòng),同時(shí)動(dòng)點(diǎn)Q從點(diǎn)C出發(fā),沿線段CA以某一速度向點(diǎn)A移動(dòng).
(1)求該拋物線的解析式;
(2)若經(jīng)過t秒的移動(dòng),線段PQ被CD垂直平分,求此時(shí)t的值;
(3)在第一象限的拋物線上取一點(diǎn)G,使得S△GCB=S△GCA,再在拋物線上找點(diǎn)E(不與點(diǎn)A、B、C重合),使得∠GBE=45°,求E點(diǎn)的坐標(biāo).
3.(2023?項(xiàng)城市三模)如圖,拋物線經(jīng)過A(﹣3,0),C(5,0)兩點(diǎn),點(diǎn)B為拋物線頂點(diǎn),拋物線的對(duì)稱軸與x軸交于點(diǎn)D.
(1)求拋物線的解析式;
(2)動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)B出發(fā),沿線段BD向終點(diǎn)D作勻速運(yùn)動(dòng),速度為每秒1個(gè)單位長度,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,過點(diǎn)P作PM⊥BD,交BC于點(diǎn)M,以PM為正方形的一邊,向上作正方形PMNQ,邊QN交BC于點(diǎn)R,延長NM交AC于點(diǎn)E.
①當(dāng)t為何值時(shí),點(diǎn)N落在拋物線上;
②在點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)過程中,是否存在某一時(shí)刻,使得四邊形ECRQ為平行四邊形?若存在,求出此時(shí)刻的t值;若不存在,請(qǐng)說明理由.
4.(2023?泉山區(qū)三模)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,拋物線y=ax2+bx+4經(jīng)過A(﹣3,0)、B(4,0)兩點(diǎn),且與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)D在x軸的負(fù)半軸上,且BD=BC,有一動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)A出發(fā),沿線段AB以每秒1個(gè)單位長度的速度向點(diǎn)B移動(dòng),同時(shí)另一個(gè)動(dòng)點(diǎn)Q從點(diǎn)C出發(fā),沿線段CA以某一速度向點(diǎn)A移動(dòng).
(1)求該拋物線的解析式;
(2)若經(jīng)過t秒的移動(dòng),線段PQ被CD垂直平分,求此時(shí)t的值;
(3)該拋物線的對(duì)稱軸上是否存在一點(diǎn)M,使MQ+MA的值最???若存在,求出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
5.(2023?揚(yáng)州)如圖1,四邊形OABC是矩形,點(diǎn)A的坐標(biāo)為(3,0),點(diǎn)C的坐標(biāo)為(0,6),點(diǎn)P從點(diǎn)O出發(fā),沿OA以每秒1個(gè)單位長度的速度向點(diǎn)A運(yùn)動(dòng),同時(shí)點(diǎn)Q從點(diǎn)A出發(fā),沿AB以每秒2個(gè)單位長度的速度向點(diǎn)B運(yùn)動(dòng),當(dāng)點(diǎn)P與點(diǎn)A重合時(shí)運(yùn)動(dòng)停止.設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒.
(1)當(dāng)t=2時(shí),線段PQ的中點(diǎn)坐標(biāo)為 ;
(2)當(dāng)△CBQ與△PAQ相似時(shí),求t的值;
(3)當(dāng)t=1時(shí),拋物線y=x2+bx+c經(jīng)過P,Q兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)M,拋物線的頂點(diǎn)為K,如圖2所示,問該拋物線上是否存在點(diǎn)D,使∠MQD=∠MKQ?若存在,求出所有滿足條件的D的坐標(biāo);若不存在,說明理由.
6.(2023?蘭州)二次函數(shù)y=ax2+bx+2的圖象交x軸于點(diǎn)(﹣1,0),B(4,0)兩點(diǎn),交y軸于點(diǎn)C.動(dòng)點(diǎn)M從點(diǎn)A出發(fā),以每秒2個(gè)單位長度的速度沿AB方向運(yùn)動(dòng),過點(diǎn)M作MN⊥x軸交直線BC于點(diǎn)N,交拋物線于點(diǎn)D,連接AC,設(shè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t秒.
(1)求二次函數(shù)y=ax2+bx+2的表達(dá)式;
(2)連接BD,當(dāng)t=時(shí),求△DNB的面積;
(3)在直線MN上存在一點(diǎn)P,當(dāng)△PBC是以∠BPC為直角的等腰直角三角形時(shí),求此時(shí)點(diǎn)D的坐標(biāo);
(4)當(dāng)t=時(shí),在直線MN上存在一點(diǎn)Q,使得∠AQC+∠OAC=90°,求點(diǎn)Q的坐標(biāo).
7.(2023?鄂州)如圖,已知拋物線y=﹣x2+bx+c與x軸交于A、B兩點(diǎn),AB=4,交y軸于點(diǎn)C,對(duì)稱軸是直線x=1.
(1)求拋物線的解析式及點(diǎn)C的坐標(biāo);
(2)連接BC,E是線段OC上一點(diǎn),E關(guān)于直線x=1的對(duì)稱點(diǎn)F正好落在BC上,求點(diǎn)F的坐標(biāo);
(3)動(dòng)點(diǎn)M從點(diǎn)O出發(fā),以每秒2個(gè)單位長度的速度向點(diǎn)B運(yùn)動(dòng),過M作x軸的垂線交拋物線于點(diǎn)N,交線段BC于點(diǎn)Q.設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t(t>0)秒.
①若△AOC與△BMN相似,請(qǐng)直接寫出t的值;
②△BOQ能否為等腰三角形?若能,求出t的值;若不能,請(qǐng)說明理由.
8.(2023?樂山)如圖,已知拋物線y=a(x+2)(x﹣6)與x軸相交于A、B兩點(diǎn),與y軸交于C點(diǎn),且tan∠CAB=.設(shè)拋物線的頂點(diǎn)為M,對(duì)稱軸交x軸于點(diǎn)N.
(1)求拋物線的解析式;
(2)P為拋物線的對(duì)稱軸上一點(diǎn),Q(n,0)為x軸上一點(diǎn),且PQ⊥PC.
①當(dāng)點(diǎn)P在線段MN(含端點(diǎn))上運(yùn)動(dòng)時(shí),求n的變化范圍;
②在①的條件下,當(dāng)n取最大值時(shí),求點(diǎn)P到線段CQ的距離;
③在①的條件下,當(dāng)n取最大值時(shí),將線段CQ向上平移t個(gè)單位長度,使得線段CQ與拋物線有兩個(gè)交點(diǎn),求t的取值范圍.
9.(2023?西寧)如圖①,直線y=﹣x+2與x軸,y軸分別交于A,B兩點(diǎn),以A為頂點(diǎn)的拋物線經(jīng)過點(diǎn)B,點(diǎn)P是拋物線上一點(diǎn),連接OP,AP.
(1)求拋物線的解析式;
(2)若△AOP的面積是3,求P點(diǎn)坐標(biāo);
(3)如圖②,動(dòng)點(diǎn)M,N同時(shí)從點(diǎn)O出發(fā),點(diǎn)M以1個(gè)單位長度/秒的速度沿x軸正半軸方向勻速運(yùn)動(dòng),點(diǎn)N以個(gè)單位長度/秒的速度沿y軸正半軸方向勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)其中一個(gè)動(dòng)點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng)時(shí),另一個(gè)動(dòng)點(diǎn)也隨之停止運(yùn)動(dòng),過點(diǎn)N作NE∥x軸交直線AB于點(diǎn)E.若設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒,是否存在某一時(shí)刻,使四邊形AMNE是菱形?若存在,求出t的值;若不存在,請(qǐng)說明理由.
10.(2023?沈陽)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=ax2+bx+2(a≠0)與x軸交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C,拋物線經(jīng)過點(diǎn)D(﹣2,﹣3)和點(diǎn)E(3,2),點(diǎn)P是第一象限拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn).
(1)求直線DE和拋物線的表達(dá)式;
(2)在y軸上取點(diǎn)F(0,1),連接PF,PB,當(dāng)四邊形OBPF的面積是7時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)在(2)的條件下,當(dāng)點(diǎn)P在拋物線對(duì)稱軸的右側(cè)時(shí),直線DE上存在兩點(diǎn)M,N(點(diǎn)M在點(diǎn)N的上方),且MN=2,動(dòng)點(diǎn)Q從點(diǎn)P出發(fā),沿P→M→N→A的路線運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)A,當(dāng)點(diǎn)Q的運(yùn)動(dòng)路程最短時(shí),請(qǐng)直接寫出此時(shí)點(diǎn)N的坐標(biāo).
11.(2023?湖州)如圖1,已知在平面直角坐標(biāo)系xOy中,四邊形OABC是矩形,點(diǎn)A,C分別在x軸和y軸的正半軸上,連接AC,OA=3,tan∠OAC=,D是BC的中點(diǎn).
(1)求OC的長和點(diǎn)D的坐標(biāo);
(2)如圖2,M是線段OC上的點(diǎn),OM=OC,點(diǎn)P是線段OM上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),經(jīng)過P,D,B三點(diǎn)的拋物線交x軸的正半軸于點(diǎn)E,連接DE交AB于點(diǎn)F.
①將△DBF沿DE所在的直線翻折,若點(diǎn)B恰好落在AC上,求此時(shí)BF的長和點(diǎn)E的坐標(biāo);
②以線段DF為邊,在DF所在直線的右上方作等邊△DFG,當(dāng)動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)O運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)M時(shí),點(diǎn)G也隨之運(yùn)動(dòng),請(qǐng)直接寫出點(diǎn)G運(yùn)動(dòng)路徑的長.
12.(2023?高明區(qū)校級(jí)模擬)在平面直角坐標(biāo)系中,Rt△ABC,∠ACB=90°,AB∥x軸,如圖1,C(1,0),且OC:OA=AC:BC=1:2.
(1)A點(diǎn)坐標(biāo)為 ,B點(diǎn)坐標(biāo)為 ;
(2)求過A、B、C三點(diǎn)的拋物線表達(dá)式;
(3)如圖2,拋物線對(duì)稱軸與AB交于點(diǎn)D,現(xiàn)有一點(diǎn)P從點(diǎn)A出發(fā),以每秒1個(gè)單位的速度在AB上向點(diǎn)B運(yùn)動(dòng),另一點(diǎn)Q從點(diǎn)D與點(diǎn)P同時(shí)出發(fā),以每秒5個(gè)單位在拋物線對(duì)稱軸上運(yùn)動(dòng).當(dāng)點(diǎn)P到達(dá)B點(diǎn)時(shí),點(diǎn)P、Q同時(shí)停止運(yùn)動(dòng),問點(diǎn)P、Q運(yùn)動(dòng)到何處時(shí),△PQB面積最大,試求出最大面積.
13.(2023?香洲區(qū)校級(jí)一模)如圖1,矩形OBCD的邊OD,OB分別在x軸和y軸上,且B(0,8),D(10,0).點(diǎn)E是DC邊上一點(diǎn),將矩形OBCD沿過點(diǎn)O的射線OE折疊,使點(diǎn)D恰好落在BC邊上的點(diǎn)A處.
(1)若拋物線y=ax2+bx經(jīng)過點(diǎn)A,D,求此拋物線的解析式;
(2)若點(diǎn)M是(1)中的拋物線對(duì)稱軸上的一點(diǎn),點(diǎn)N是坐標(biāo)平面內(nèi)一點(diǎn),是否存在M,N使以A,M,N,E為頂點(diǎn)的四邊形為菱形?若存在,直接寫出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,說明理由;
(3)如圖2,動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)O出發(fā)沿x軸正方向以每秒1個(gè)單位的速度向終點(diǎn)D運(yùn)動(dòng),動(dòng)點(diǎn)Q從點(diǎn)D出發(fā)沿折線D﹣C﹣A以同樣的速度運(yùn)動(dòng),兩點(diǎn)同時(shí)出發(fā),當(dāng)一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)時(shí),另一點(diǎn)也隨之停止,過動(dòng)點(diǎn)P作直線l⊥x軸,依次交射線OA,OE于點(diǎn)F,G,設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t(秒),△QFG的面積為S,求S與t的函數(shù)關(guān)系式,并直接寫出t的取值范圍.(t的取值應(yīng)保證△QFG的存在)
14.(2023?南充一模)如圖,拋物線y=﹣(x+1)(x﹣n)與x軸交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C,△ABC的面積為5.動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)A出發(fā)沿AB方向以每秒1個(gè)單位的速度向點(diǎn)B運(yùn)動(dòng),過P作PN⊥x軸交BC于M,交拋物線于N.
(1)求拋物線的解析式;
(2)當(dāng)M在線段BC上,MN最大時(shí),求運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(3)經(jīng)過多長時(shí)間,點(diǎn)N到點(diǎn)B、點(diǎn)C的距離相等?
15.(2023?潮南區(qū)模擬)如圖,關(guān)于x的二次函數(shù)y=x2+bx+c的圖象與x軸交于點(diǎn)A(1,0)和點(diǎn)B,與y軸交于點(diǎn)C(0,3),拋物線的對(duì)稱軸與x軸交于點(diǎn)D.
(1)求二次函數(shù)的解析式.
(2)有一個(gè)點(diǎn)M從點(diǎn)A出發(fā),以每秒1個(gè)單位的速度在AB上向點(diǎn)B運(yùn)動(dòng),另一個(gè)點(diǎn)N從點(diǎn)D與點(diǎn)M同時(shí)出發(fā),以每秒2個(gè)單位的速度在拋物線的對(duì)稱軸上運(yùn)動(dòng),當(dāng)點(diǎn)M到達(dá)點(diǎn)B時(shí),點(diǎn)M、N同時(shí)停止運(yùn)動(dòng),問點(diǎn)M、N運(yùn)動(dòng)到何處時(shí),△MNB面積最大,試求出最大面積.
(3)在y軸上是否存在一點(diǎn)P,使△PBC為等腰三角形?若存在,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)P的坐標(biāo),若不存在請(qǐng)說明理由.
16.(2023?潮州模擬)如圖1,已知拋物線y=x2+bx+c與x軸交于A、B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C,且OB=2OA=4.
(1)求該拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)設(shè)P是(1)中拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),當(dāng)直線OC平分∠ACP時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)如圖2,點(diǎn)G是線段AC的中點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)E從點(diǎn)A出發(fā),以每秒1個(gè)單位長度的速度向終點(diǎn)B運(yùn)動(dòng),動(dòng)點(diǎn)F從點(diǎn)B出發(fā),以每秒個(gè)單位長度的速度向終點(diǎn)C運(yùn)動(dòng),若E、F兩點(diǎn)同時(shí)出發(fā),運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒.則當(dāng)t為何值時(shí),△EFG的面積是△ABC的面積的?
17.(2023?饒平縣校級(jí)模擬)如圖,拋物線y=x2+bx+c過點(diǎn)A(3,0),B(1,0),交y軸于點(diǎn)C,點(diǎn)P是該拋物線上一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)P從C點(diǎn)沿拋物線向A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)(點(diǎn)P不與A重合),過點(diǎn)P作PD∥y軸交直線AC于點(diǎn)D.
(1)求拋物線的解析式;
(2)求點(diǎn)P在運(yùn)動(dòng)的過程中線段PD長度的最大值;
(3)△APD能否構(gòu)成直角三角形?若能,請(qǐng)直接寫出所有符合條件的點(diǎn)P坐標(biāo);若不能,請(qǐng)說明理由.
18.(2023?山西模擬)綜合與實(shí)踐
如圖,拋物線y=與x軸交于點(diǎn)A,B(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),交y軸于點(diǎn)C.點(diǎn)D從點(diǎn)A出發(fā)以每秒1個(gè)單位長度的速度向點(diǎn)B運(yùn)動(dòng),點(diǎn)E同時(shí)從點(diǎn)B出發(fā)以相同的速度向點(diǎn)C運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t秒.
(1)求點(diǎn)A,B,C的坐標(biāo);
(2)求t為何值時(shí),△BDE是等腰三角形;
(3)在點(diǎn)D和點(diǎn)E的運(yùn)動(dòng)過程中,是否存在直線DE將△BOC的面積分成1:4兩份,若存在,直接寫出t的值;若不存在,請(qǐng)說明理由.
19.(2023?雁塔區(qū)校級(jí)模擬)將拋物線C1:y=﹣x2+3沿x軸翻折,得拋物線C2.
(1)請(qǐng)求出拋物線C2的表達(dá)式;
(2)現(xiàn)將拋物線C1向左平移m個(gè)單位長度,平移后得到的新拋物線的頂點(diǎn)為M,與x軸的交點(diǎn)從左到右依次為A、B;將拋物線C2向右也平移m個(gè)單位長度,平移后得到的新拋物線的頂點(diǎn)為N,與x軸交點(diǎn)從左到右依次為D、E.在平移過程中,是否存在以點(diǎn)A,N,E,M為頂點(diǎn)的四邊形是矩形的情形?若存在,請(qǐng)求出此時(shí)m的值;若不存在,請(qǐng)說明理由.
20.(2023?清江浦區(qū)模擬)如圖1,矩形OBCD的邊OD,OB分別在x軸和y軸上,且B(0,8),D(10,0).點(diǎn)E是DC邊上一點(diǎn),將矩形OBCD沿過點(diǎn)O的射線OE折疊,使點(diǎn)D恰好落在BC邊上的點(diǎn)A處.
(1)若拋物線y=ax2+bx經(jīng)過點(diǎn)A,D,求此拋物線的解析式;
(2)若點(diǎn)M是(1)中拋物線對(duì)稱軸上的一點(diǎn),是否存在點(diǎn)M,使△AME為等腰三角形?若存在,直接寫出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,說明理由;
(3)如圖2,動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)O出發(fā)沿x軸正方向以每秒1個(gè)單位的速度向終點(diǎn)D運(yùn)動(dòng),動(dòng)點(diǎn)Q從點(diǎn)D出發(fā)沿折線D﹣C﹣A以同樣的速度運(yùn)動(dòng),兩點(diǎn)同時(shí)出發(fā),當(dāng)一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)時(shí),另一點(diǎn)也隨之停止,過動(dòng)點(diǎn)P作直線l⊥x軸,依次交射線OA,OE于點(diǎn)F,G,設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t(秒),△QFG的面積為S,求S與t的函數(shù)關(guān)系式,并直接寫出t的取值范圍.(t的取值應(yīng)保證△QFG的存在)
21.(2023?濟(jì)寧三模)如圖,直線y=﹣2x+4交x軸于點(diǎn)A,交y軸于點(diǎn)B,拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)經(jīng)過點(diǎn)A、E,點(diǎn)E的坐標(biāo)是(5,3),拋物線交x軸于另一點(diǎn)C(6,0).
(1)求拋物線的解析式.
(2)設(shè)拋物線的頂點(diǎn)為D,連接BD,AD,CD,動(dòng)點(diǎn)P在BD上以每秒2個(gè)單位長度的速度由點(diǎn)B向點(diǎn)D運(yùn)動(dòng),同時(shí)動(dòng)點(diǎn)Q在線段CA上以每秒3個(gè)單位長度的速度由點(diǎn)C向點(diǎn)A運(yùn)動(dòng),當(dāng)其中一個(gè)點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng)時(shí),另一個(gè)點(diǎn)也隨之停止運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒,PQ交線段AD于點(diǎn)H.
①當(dāng)∠DPH=∠CAD時(shí),求t的值;
②過點(diǎn)H作HM⊥BD,垂足為點(diǎn)M,過點(diǎn)P作PN⊥BD交線段AB或AD于點(diǎn)N.在點(diǎn)P、Q的運(yùn)動(dòng)過程中,是否存在以點(diǎn)P,N,H,M為頂點(diǎn)的四邊形是矩形?若存在,求出t的值;若不存在,請(qǐng)說明理由.
22.(2023?望花區(qū)模擬)如圖1,已知拋物線y=ax2+x+c與x軸交于A、B兩點(diǎn),與y軸交于C點(diǎn),且點(diǎn)A的坐標(biāo)為(﹣1,0)、點(diǎn)C的坐標(biāo)為(0,3).
(1)請(qǐng)寫出該拋物線的函數(shù)表達(dá)式和點(diǎn)B的坐標(biāo);
(2)如圖2,有兩動(dòng)點(diǎn)D、E在△COB的邊上運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)速度均為每秒5個(gè)單位長度,它們分別從點(diǎn)C和點(diǎn)B同時(shí)出發(fā),點(diǎn)D沿折線COB按C→O→B方向向終點(diǎn)B運(yùn)動(dòng),點(diǎn)E沿線段BC按B→C方向向終點(diǎn)C運(yùn)動(dòng),當(dāng)其中一個(gè)點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)時(shí),另一個(gè)點(diǎn)也隨之停止運(yùn)動(dòng).設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒,請(qǐng)解答下列問題:
①當(dāng)t為何值時(shí),△BDE的面積等于;
②在點(diǎn)D、E運(yùn)動(dòng)過程中,該拋物線上存在點(diǎn)F,使得依次連接AD、DF、FE、EA得到的四邊形ADFE是平行四邊形,請(qǐng)直接寫出所有符合條件的點(diǎn)F的坐標(biāo).
(全國通用)
專題16二次函數(shù)與動(dòng)點(diǎn)綜合問題

二次函數(shù)與動(dòng)點(diǎn)問題的背景是特殊圖形,考查問題也是二次函數(shù)的有個(gè)性質(zhì)和特殊圖形的性質(zhì),體現(xiàn)的數(shù)學(xué)思想方法主要是數(shù)形結(jié)合思想和分類討論思想,所以要把握好一般與特殊的關(guān)系;分析過程中,特別要關(guān)注圖形的特性(特殊角、特殊圖形的性質(zhì)、圖形的特殊位置.)
動(dòng)點(diǎn)問題一直是中考熱點(diǎn),近幾年考查探究運(yùn)動(dòng)中的特殊性:等腰三角形、直角三角形、
相似三角形、平行四邊形、梯形、特殊角或三角函數(shù)、線段或面積的最值.
解決“動(dòng)點(diǎn)型問題”的關(guān)鍵是動(dòng)中求靜,靈活運(yùn)用“動(dòng)中求靜”,找到并運(yùn)用不變的數(shù)、不變的量、不變的關(guān)系,建立函數(shù)關(guān)系及綜合應(yīng)用代數(shù)、幾何知識(shí)解決問題. 根據(jù)題意靈活運(yùn)用特殊三角形和四邊形的相關(guān)性質(zhì)、判定、定理知識(shí)確定二次函數(shù)關(guān)系式,通過二次函數(shù)解析式或函數(shù)圖象判定“動(dòng)點(diǎn)型問題”涉及的線與線關(guān)系、特殊三角形、四邊形及相應(yīng)的周長、面積,還有存在、最值等問題.
【例1】(2023?本溪二模)如圖,拋物線y=﹣x2+bx+c經(jīng)過A(3,0),C(﹣1,0)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)B.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖1,點(diǎn)M是線段AB上方拋物線上一動(dòng)點(diǎn),以AB為邊作平行四邊形ABMD,連接OM,若OM將平行四邊形ABMD的面積分成為1:7的兩部分,求點(diǎn)M的橫坐標(biāo);
(3)如圖2,點(diǎn)P從點(diǎn)B出發(fā),以每秒1個(gè)單位長度的速度沿B→A勻速運(yùn)動(dòng),同時(shí)點(diǎn)Q從點(diǎn)A出發(fā),以每秒1個(gè)單位長度的速度沿A→O→B勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)點(diǎn)P到達(dá)點(diǎn)A時(shí),P、Q同時(shí)停止運(yùn)動(dòng),設(shè)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t秒,點(diǎn)G在坐標(biāo)平面內(nèi),使以B、P、Q、G為頂點(diǎn)的四邊形是菱形,直接寫出所有符合條件的t值.
【分析】(1)用待定系數(shù)法求函數(shù)的解析式即可;
(2)連接AM,設(shè)AB與OM的交點(diǎn)為N,作NH⊥OA于點(diǎn)H,則NH∥OB,設(shè)點(diǎn)M,點(diǎn)N,證明△ANH∽△AOB,求出,可得,求出直線OM的解析式,聯(lián)立方程組,即可求M點(diǎn)的橫坐標(biāo);
(3)分兩種情況討論:①當(dāng)0<t≤3時(shí),P(t,4﹣t),Q(3﹣t,0),再由菱形的邊的性質(zhì)分三種情況求解:當(dāng)BP=PQ時(shí),t=或t=5(舍);當(dāng)BP=BQ時(shí),t=(舍);當(dāng)BQ=PQ時(shí),t=0(舍)或t=(舍);②當(dāng)3<t≤5時(shí),P(t,4﹣t),Q(0,t﹣3),再由菱形的邊的性質(zhì)分三種情況求解:當(dāng)BP=BQ,t=3.5;當(dāng)BP=PQ時(shí),t=7(舍)或t=(舍);當(dāng)BQ=PQ時(shí),t=0(舍)或t=.
【解答】解:(1)將(3,0),(﹣1,0)代入y=﹣x2+bx+c,
得,
解得,
∴;
(2)連接AM,設(shè)AB與OM的交點(diǎn)為N,作NH⊥OA于點(diǎn)H,則NH∥OB,
∵A(3,0),B(0,4),
設(shè)直線AB的解析式為y=kx+4,
∴3k+4=0,
∴k=﹣,
∴y=﹣x+4,
設(shè)點(diǎn)M,點(diǎn)N,
∵S△BMN:S△ABM=1:4,
∴S△BMN:S△ABM=1:4,
∴BN:AN=1:3,
∵NH∥OB,
∴△ANH∽△AOB,
∴,即,
解得,
∴,
∴直線OM的解析式為y=4x,
聯(lián)立方程組,
解得,
∵點(diǎn)M在第一象限,
∴,
∴點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為;
(3)∵A(3,0),B(0,4),
∴OA=3,OB=4,
∴AB=5,
①當(dāng)0<t≤3時(shí),P(t,4﹣t),Q(3﹣t,0),
∵四邊形BPQG是菱形,
當(dāng)BP=PQ時(shí),t2=(t﹣3+t)2+(t)2,
解得t=或t=5(舍);
當(dāng)BP=BQ時(shí),(3﹣t)2+42=t2,
解得t=(舍);
當(dāng)BQ=PQ時(shí),(3﹣t)2+42=(t﹣3+t)2+(t)2,
解得t=0(舍)或t=(舍);
②當(dāng)3<t≤5時(shí),P(t,4﹣t),Q(0,t﹣3),
∵四邊形BPQG是菱形,
當(dāng)BP=BQ,t2=(7﹣t)2,
∴t=3.5;
當(dāng)BP=PQ時(shí),t2=(t)2+(4﹣t﹣t+3)2,
解得t=7(舍)或t=(舍);
當(dāng)BQ=PQ時(shí),(7﹣t)2=(t)2+(4﹣t﹣t+3)2,
解得t=0(舍)或t=;
綜上所述:t的值為或3.5或.
【例2】(2023?沈北新區(qū)二模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,拋物線y=ax2+bx+6(a≠0)交x軸于A、B兩點(diǎn),交y軸于點(diǎn)C,且OA=OC=3OB,連接AC.
(1)求拋物線的解析式;
(2)動(dòng)點(diǎn)P和動(dòng)點(diǎn)Q同時(shí)出發(fā),點(diǎn)P從點(diǎn)C以每秒2個(gè)單位長度的速度沿CA運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)A,點(diǎn)Q從點(diǎn)O以每秒1個(gè)單位長度的速度沿OC運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)C,連接PQ,當(dāng)點(diǎn)P到達(dá)點(diǎn)A時(shí),點(diǎn)Q停止運(yùn)動(dòng),求S△CPQ的最大值及此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)點(diǎn)M是拋物線上一點(diǎn),是否存在點(diǎn)M,使得∠ACM=15°?若存在,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【分析】(1)先求出點(diǎn)A,點(diǎn)B坐標(biāo),利用待定系數(shù)法可求解析式;
(2)先求出CQ與PH的長,由三角形的面積公式和二次函數(shù)的性質(zhì)可求解;
(3)分兩種情況討論,先求出CM的解析式,聯(lián)立方程組可求解.
【解答】解:(1)∵拋物線y=ax2+bx+6(a≠0)交y軸于點(diǎn)C,
∴點(diǎn)C(0,6),
∴OC=6,
∵OA=OC=3OB,
∴OA=OC=6,OB=2,
∴點(diǎn)A(﹣6,0),點(diǎn)B(2,0),
將點(diǎn)A,點(diǎn)B坐標(biāo)代入解析式,可得:,
解得:,
∴拋物線的表達(dá)式為:y=﹣x2﹣2x+6;
(2)如圖,過點(diǎn)P作PH⊥CO于H,
∵OA=OC=6,
∴∠OCA=45°
∵PH⊥OC,
∴∠ACO=∠CPH=45°,
∴PH=CH,
∵點(diǎn)P從點(diǎn)C以每秒2個(gè)單位長度的速度沿CA運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)A,點(diǎn)Q從點(diǎn)O以每秒1個(gè)單位長度的速度沿OC運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)C,
∴CP=2t,OQ=t,
∴PH=CH=t,CQ=6﹣t,
∴S△PCQ=×CQ×PH=(﹣t2+6t)=﹣(t﹣3)2+,
∴當(dāng)t=3時(shí),S△CPQ的最大值為,
∴PH=CH=3,
∴OH=6﹣3,
∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為(﹣3,6﹣3);
(3)如圖,當(dāng)點(diǎn)M在AC的下方時(shí),設(shè)CM與x軸的交點(diǎn)為H,
∵∠ACM=15°,∠ACO=45°,
∴∠OCH=30°,
∴tan∠OCH==,
∴OH=2,
∴點(diǎn)H(﹣2,0),
∴直線CM的解析式為:y=x+6,
聯(lián)立方程組可得:,
解得:(舍去)或,
故點(diǎn)M(﹣4﹣2,﹣4);
當(dāng)點(diǎn)M'在AC的上方時(shí),設(shè)CM'與x軸的交點(diǎn)為G,
∵∠ACM'=15°,∠ACO=45°,
∴∠OCG=60°,
∴tan∠OCG=,
∴OG=6,
∴點(diǎn)H(﹣6,0),
∴直線CM'的解析式為:y=x+6,
聯(lián)立方程組可得:,
解得:(舍去)或,
故點(diǎn)M(﹣4﹣,﹣+);
綜上所述:點(diǎn)M的坐標(biāo)為(﹣4﹣2,﹣4)或(﹣4﹣,﹣+).
【例3】(2023?三亞模擬)如圖1,拋物線y=﹣x2+bx+c與x軸正半軸、y軸分別交于A(3,0)、B(0,3)兩點(diǎn),點(diǎn)P為拋物線的頂點(diǎn),連接AB、BP.
(1)求拋物線的解析式;
(2)求∠PBA的度數(shù);
(3)如圖2,點(diǎn)M從點(diǎn)O出發(fā),沿著OA的方向以1個(gè)單位/秒的速度向A勻速運(yùn)動(dòng),同時(shí)點(diǎn)N從點(diǎn)A出發(fā),沿著AB的方向以個(gè)單位/秒的速度向B勻速運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒,ME⊥x軸交AB于點(diǎn)E,NF⊥x軸交拋物線于點(diǎn)F,連接MN、EF.
①當(dāng)EF∥MN時(shí),求點(diǎn)F的坐標(biāo);
②在M、N運(yùn)動(dòng)的過程中,存在t使得△BNP與△BMN相似,請(qǐng)直接寫出t的值.
【分析】(1)運(yùn)用待定系數(shù)法即可求得答案;
(2)如圖1,過點(diǎn)P作PD⊥y軸于點(diǎn)D,可證:△PBD是等腰直角三角形,△AOB是等腰直角三角形,即可求得答案;
(3)①如圖2,延長FN交x軸于點(diǎn)G,由△AEM是等腰直角三角形,可得EM=AM=3﹣t,再由四邊形EFNM是平行四邊形,可得EM=FN,建立方程求解即可得出答案;
②如圖3,過點(diǎn)N作HG⊥x軸于點(diǎn)G,由于∠MBN<90°,故∠MBN≠∠PBN,若∠BMN=∠PBN=90°,推出t=0,不符合題意;若∠BNM=∠PBN=90°,可求得t=1,進(jìn)而可得△BNM∽△NBP,故t=1.
【解答】解:(1)∵拋物線y=﹣x2+bx+c經(jīng)過A(3,0)、B(0,3)兩點(diǎn),
∴,
解得:,
∴拋物線的解析式為y=﹣x2+2x+3;
(2)∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴頂點(diǎn)P(1,4),
如圖1,過點(diǎn)P作PD⊥y軸于點(diǎn)D,
則D(0,4),∠PDB=90°,
∴PD=1,BD=4﹣3=1,
∴PD=BD,
∴△PBD是等腰直角三角形,
∴∠PBD=45°,BP=,
∵OA=OB=3,∠AOB=90°,
∴△AOB是等腰直角三角形,
∴∠ABO=45°,AB=3,
∴∠PBA=180°﹣∠PBD﹣∠ABO=180°﹣45°﹣45°=90°,
(3)①如圖2,延長FN交x軸于點(diǎn)G,
由題意得:OM=t,AN=t,
∴AM=3﹣t,
∵FN⊥x軸,
∴∠AGN=90°,
由(2)知:△AOB是等腰直角三角形,
∴∠BAO=45°,
∴△ABG是等腰直角三角形,
∴AG=NG=AN=×t=t,
∴G(3﹣t,0),
當(dāng)x=3﹣t時(shí),﹣x2+2x+3=﹣(3﹣t)2+2(3﹣t)+3=﹣t2+4t,
∴F(3﹣t,﹣t2+4t),
∴FG=﹣t2+4t,
∴FN=FG﹣NG=﹣t2+4t﹣t=﹣t2+3t,
∵M(jìn)E⊥x軸,
∴△AEM是等腰直角三角形,
∴EM=AM=3﹣t,
∵M(jìn)E⊥x軸,
∵EF∥MN,F(xiàn)N⊥x軸,
∴四邊形EFNM是平行四邊形,
∴EM=FN,
∴3﹣t=﹣t2+3t,
解得:t=1或t=3(不符合題意,舍去),
∴F(2,3);
②存在.如圖3,過點(diǎn)N作HG⊥x軸于點(diǎn)G,
由①知:OM=t,AN=t,AG=NG=t,
∴MG=3﹣2t,
∴BN=3﹣t,BP=,∠PBN=90°,
∵∠MBN<90°,
∴∠MBN≠∠PBN,
若∠BMN=∠PBN=90°,
則∠BMO+∠NMG=90°,
∵∠BOM=∠MGN=90°,
∴∠BMO+∠MBO=90°,
∴∠MBO=∠NMG,
∴△BMO∽△MNG,
∴=,即==1,
∴3﹣2t=3,
解得:t=0(不符合題意,舍去),
故∠BMN≠∠PBN,
若∠BNM=∠PBN=90°,則∠ANM=90°,
∴△AMN是等腰直角三角形,
∴AM=AN=2t,
∴OA=OM+AM=3t=3,
∴t=1,
當(dāng)t=1時(shí),MN=AN=,
∴BN=AB﹣AN=3﹣=2,
∵==,=,
∴=,且∠BNM=∠PBN=90°,
∴△BNM∽△NBP,
綜上所述,當(dāng)△BNP與△BMN相似時(shí),t=1.
【例4】(2023?長沙模擬)在一個(gè)三角形中,如果其中某兩邊的長度之和等于第三邊長度的兩倍,則稱該三角形為“調(diào)和三角形”例如我們學(xué)過的等邊三角形就是“調(diào)和三角形”.
(1)已知一個(gè)“調(diào)和三角形”三條邊的長度分別為4,6,m﹣1,求m的值.
(2)已知Rt△ABC是“調(diào)和三角形”,它的三邊長分別為a,b,c,且a<b<c.
①求a:b:c的值;
②若△ABC周長的數(shù)值與面積的數(shù)值相等,求a,b,c的值.
(3)在(2)的條件下,動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)A出發(fā)以每秒2個(gè)單位c長度的速度沿路線A→B→C運(yùn)動(dòng),動(dòng)點(diǎn)Q從點(diǎn)C出發(fā)以每秒1個(gè)單位長度的速度向點(diǎn)A運(yùn)動(dòng),當(dāng)其中一點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)時(shí),另一點(diǎn)也隨之停止運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒,設(shè)y=PQ2.
①求y關(guān)于t的函數(shù)關(guān)系式;
②求y的最小值.
【分析】(1)根據(jù)兩邊的長度之和等于第三邊長度的兩倍,分情況求m值即可;
(2)①根據(jù)兩邊的長度之和等于第三邊長度的兩倍,及勾股定理列出三邊關(guān)系,聯(lián)立方程組求出比值即可;
②根據(jù)三邊比值和△ABC周長的數(shù)值與面積的數(shù)值相等,求出三邊長度即可;
(3)①分點(diǎn)P在AB上和在BC上兩種情況,根據(jù)勾股定理求出PQ2即可;
②利用①的函數(shù)關(guān)系式求最值即可.
【解答】解:(1)∵“調(diào)和三角形”某兩邊的長度之和等于第三邊長度的兩倍,
∴①當(dāng)4+6=2(m﹣1)時(shí),
解得m=6,
②當(dāng)m﹣1+4=2×6時(shí),
解得m=9,
③當(dāng)6+m﹣1=2×4時(shí),
解得m=3(不合題意舍去),
綜上,m的值為6或9;
(2)①∵Rt△ABC是“調(diào)和三角形”,且a<b<c,
∴a2+b2=c2,①
a+c=2b,②
由②,得b=,代入①,
得a2+()2=c2,
整理得(5a﹣3c)(a+c)=0,
∵a,b,c為三角形三邊,
∴0<a<b<c,
∴5a﹣3c=0,
故a:c=3:5,
同理可得,a:b=3:4,
∴a:b:c=3:4:5;
②若△ABC周長的數(shù)值與面積的數(shù)值相等,
即a+b+c=,
∵a:b:c=3:4:5,
∴b=a,c=a,
∴a+b+c=,
即a+a+a=a×a,
解得a=6或a=0(舍去),
∴a=6,b=8,c=10;
(3)①(Ⅰ)當(dāng)P點(diǎn)在AB上時(shí),即0≤t≤5時(shí),
過P作PD⊥AC于D,
則有AP=2t,CQ=t,
∵∠A=∠A,∠PDA=∠BCA=90°,
∴△APD∽△ABC,
∴PD:AD:AP=3:4:5,
∴PD=t,AD=t,
∴DQ=8﹣t﹣t=8﹣t,
∵PQ2=PD2+DQ2,
∴PQ2=(t)2+(8﹣t)2=t2﹣t+64;
(Ⅱ)當(dāng)P在BC上時(shí),即5<t≤8時(shí),
此時(shí),PC=6+10﹣2t=16﹣2t,
CQ=t,
∴PQ2=PD2+DQ2=(16﹣2t)2+t2=5t2﹣64t+256,
綜上,y關(guān)于t的函數(shù)關(guān)系式:;
②由y關(guān)于t的函數(shù)關(guān)系式可知當(dāng)P在AB上時(shí)有最小值,
∵y=t2﹣t+64=(t﹣)2+,
∴當(dāng)t=,y有最小值為.
1.(2023?遵化市模擬)如圖,關(guān)于x的二次函數(shù)y=x2+bx+c的圖象與x軸交于點(diǎn)A(1,0)和點(diǎn)B,與y軸交于點(diǎn)C(0,3),拋物線的對(duì)稱軸與x軸交于點(diǎn)D.
(1)求二次函數(shù)的表達(dá)式;
(2)在y軸上是否存在一點(diǎn)P,使△PBC為等腰三角形?若存在.請(qǐng)求出點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)有一個(gè)點(diǎn)M從點(diǎn)A出發(fā),以每秒1個(gè)單位的速度在AB上向點(diǎn)B運(yùn)動(dòng),另一個(gè)點(diǎn)N從 點(diǎn)D與點(diǎn)M同時(shí)出發(fā),以每秒2個(gè)單位的速度在拋物線的對(duì)稱軸上運(yùn)動(dòng),當(dāng)點(diǎn)M到達(dá)點(diǎn)B時(shí),點(diǎn)M、N同時(shí)停止運(yùn)動(dòng),問點(diǎn)M、N運(yùn)動(dòng)到何處時(shí),△MNB面積最大,試求出最大面積.
【分析】(1)代入A(1,0)和C(0,3),解方程組即可;
(2)求出點(diǎn)B的坐標(biāo),再根據(jù)勾股定理得到BC,當(dāng)△PBC為等腰三角形時(shí)分三種情況進(jìn)行討論:①CP=CB;②BP=BC;③PB=PC;
(3)設(shè)AM=t則DN=2t,由AB=2,得BM=2﹣t,S△MNB=×(2﹣t)×2t=﹣t2+2t,運(yùn)用二次函數(shù)的頂點(diǎn)坐標(biāo)解決問題;此時(shí)點(diǎn)M在D點(diǎn),點(diǎn)N在對(duì)稱軸上x軸上方2個(gè)單位處或點(diǎn)N在對(duì)稱軸上x軸下方2個(gè)單位處.
【解答】解:(1)把A(1,0)和C(0,3)代入y=x2+bx+c,
解得:b=﹣4,c=3,
∴二次函數(shù)的表達(dá)式為:y=x2﹣4x+3;
(2)令y=0,則x2﹣4x+3=0,
解得:x=1或x=3,
∴B(3,0),
∴BC=3,
點(diǎn)P在y軸上,當(dāng)△PBC為等腰三角形時(shí)分三種情況進(jìn)行討論:如圖1,
①當(dāng)CP=CB時(shí),PC=3,∴OP=OC+PC=3+3或OP=PC﹣OC=3﹣3
∴P1(0,3+3),P2(0,3﹣3);
②當(dāng)BP=BC時(shí),OP=OC=3,
∴P3(0,﹣3);
③當(dāng)PB=PC時(shí),
∵OC=OB=3
∴此時(shí)P與O重合,
∴P4(0,0);
綜上所述,點(diǎn)P的坐標(biāo)為:(0,3+3)或(0,3﹣3)或(0,﹣3)或(0,0);
(3)如圖2,設(shè)M運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,由AB=2,得BM=2﹣t,則DN=2t,
∴S△MNB=×(2﹣t)×2t=﹣t2+2t=﹣(t﹣1)2+1,
即當(dāng)M(2,0)、N(2,2)或(2,﹣2)時(shí)△MNB面積最大,最大面積是1.
2.(2023?市中區(qū)一模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=ax2+bx+4經(jīng)過A(﹣3,0)、B(4,0)兩點(diǎn),且與y軸交于點(diǎn)C,D(4﹣4,0).動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)A出發(fā),沿線段AB以每秒1個(gè)單位長度的速度向點(diǎn)B移動(dòng),同時(shí)動(dòng)點(diǎn)Q從點(diǎn)C出發(fā),沿線段CA以某一速度向點(diǎn)A移動(dòng).
(1)求該拋物線的解析式;
(2)若經(jīng)過t秒的移動(dòng),線段PQ被CD垂直平分,求此時(shí)t的值;
(3)在第一象限的拋物線上取一點(diǎn)G,使得S△GCB=S△GCA,再在拋物線上找點(diǎn)E(不與點(diǎn)A、B、C重合),使得∠GBE=45°,求E點(diǎn)的坐標(biāo).
【分析】(1)直接利用待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式得出即可;
(2)首先求出△AQD∽△ACB,則,得出DQ=DP的長,進(jìn)而得出答案;
(3)首先得出G點(diǎn)坐標(biāo),進(jìn)而得出△BGM∽△BEN,進(jìn)而假設(shè)出E點(diǎn)坐標(biāo),利用相似三角形的性質(zhì)得出E點(diǎn)坐標(biāo).
【解答】解:(1)將A(﹣3,0)、B(4,0)代入y=ax2+bx+4得:
,
解得:,
故拋物線的解析式為:;
(2)如圖,連接QD,
由B(4,0)和D(,0),
可得BD=,
∵,
∴CO=4,
∴BC=4,則BC=BD,
∴∠BDC=∠BCD=∠QDC,
∴DQ∥BC,
∴△AQD∽△ACB,
∴,
∴,
∴DQ==DP,
=;
(3)如圖,過點(diǎn)G作GM⊥BC于點(diǎn)M,過點(diǎn)E作EN⊥AB于點(diǎn)N,
∵S△GCB=S△GCA,
∴只有CG∥AB時(shí),G點(diǎn)才符合題意,
∵C(0,4),
∴4=﹣x2+x+4,
解得:x1=1,x2=0,
∴G(1,4),
∵∠GBE=∠OBC=45°,
∴∠GBC=∠ABE,
∴△BGM∽△BEN,
∴,
設(shè)E(x,)
∴=
解得x1=﹣,x2=4(舍去),
則E(,).
3.(2023?項(xiàng)城市三模)如圖,拋物線經(jīng)過A(﹣3,0),C(5,0)兩點(diǎn),點(diǎn)B為拋物線頂點(diǎn),拋物線的對(duì)稱軸與x軸交于點(diǎn)D.
(1)求拋物線的解析式;
(2)動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)B出發(fā),沿線段BD向終點(diǎn)D作勻速運(yùn)動(dòng),速度為每秒1個(gè)單位長度,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,過點(diǎn)P作PM⊥BD,交BC于點(diǎn)M,以PM為正方形的一邊,向上作正方形PMNQ,邊QN交BC于點(diǎn)R,延長NM交AC于點(diǎn)E.
①當(dāng)t為何值時(shí),點(diǎn)N落在拋物線上;
②在點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)過程中,是否存在某一時(shí)刻,使得四邊形ECRQ為平行四邊形?若存在,求出此時(shí)刻的t值;若不存在,請(qǐng)說明理由.
【分析】(1)把點(diǎn)A、C坐標(biāo)代入拋物線解析式得到關(guān)于a、b的二元一次方程組,解方程組求出a、b的值,即可得解;
(2)根據(jù)拋物線解析式求出頂點(diǎn)B的坐標(biāo),然后根據(jù)相似三角形對(duì)應(yīng)邊成比例用t表示出PM,再求出NE的長度,①表示出點(diǎn)N的坐標(biāo),再根據(jù)點(diǎn)N在拋物線上,把點(diǎn)N的坐標(biāo)代入拋物線,解方程即可得解;②根據(jù)PM的長度表示出QD,再利用待定系數(shù)法求出直線BC的解析式,然后根據(jù)直線BC的解析式求出點(diǎn)R的橫坐標(biāo),從而求出QR的長度,再表示出EC的長度,然后根據(jù)平行四邊形對(duì)邊平行且相等列式求解即可.
【解答】解:(1)∵y=ax2+bx+經(jīng)過A(﹣3,0),C(5,0)兩點(diǎn),
∴,
解得,
所以,拋物線的解析式為y=﹣x2+x+;
(2)∵y=﹣x2+x+,
=﹣(x2﹣2x+1)++,
=﹣(x﹣1)2+8,
∴點(diǎn)B的坐標(biāo)為(1,8),
∵拋物線的對(duì)稱軸與x軸交于點(diǎn)D,
∴BD=8,CD=5﹣1=4,
∵PM⊥BD,
∴PM∥CD,
∴△BPM∽△BDC,
∴=,
即=,
解得PM=t,
所以,OE=1+t,
∵四邊形PMNQ為正方形,
∴NE=8﹣t+t=8﹣t,
①點(diǎn)N的坐標(biāo)為(1+t,8﹣t),
若點(diǎn)N在拋物線上,則﹣(1+t﹣1)2+8=8﹣t,
整理得,t(t﹣4)=0,
解得t1=0(舍去),t2=4,
所以,當(dāng)t=4秒時(shí),點(diǎn)N落在拋物線上;
②存在.
理由如下:∵PM=t,四邊形PMNQ為正方形,
∴QD=NE=8﹣t,
設(shè)直線BC的解析式為y=kx+m,
則,
解得,
所以直線BC的解析式為y=﹣2x+10,
則﹣2x+10=8﹣t,
解得x=t+1,
所以,QR=t+1﹣1=t,
又EC=CD﹣DE=4﹣t,
根據(jù)平行四邊形的對(duì)邊平行且相等可得QR=EC,
即t=4﹣t,
解得t=,
此時(shí)點(diǎn)P在BD上,所以,當(dāng)t=時(shí),四邊形ECRQ為平行四邊形.
4.(2023?泉山區(qū)三模)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,拋物線y=ax2+bx+4經(jīng)過A(﹣3,0)、B(4,0)兩點(diǎn),且與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)D在x軸的負(fù)半軸上,且BD=BC,有一動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)A出發(fā),沿線段AB以每秒1個(gè)單位長度的速度向點(diǎn)B移動(dòng),同時(shí)另一個(gè)動(dòng)點(diǎn)Q從點(diǎn)C出發(fā),沿線段CA以某一速度向點(diǎn)A移動(dòng).
(1)求該拋物線的解析式;
(2)若經(jīng)過t秒的移動(dòng),線段PQ被CD垂直平分,求此時(shí)t的值;
(3)該拋物線的對(duì)稱軸上是否存在一點(diǎn)M,使MQ+MA的值最???若存在,求出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【分析】(1)由拋物線y=ax2+bx+4經(jīng)過A(﹣3,0),B(4,0)兩點(diǎn)利用待定系數(shù)法可求出a、b、c的值,進(jìn)而得出拋物線的解析式;
(2)由A、B、C三點(diǎn)的坐標(biāo)求出AC、BC及AB的值,由相似三角形的判定定理得出△ADQ∽△ABC,再由相似三角形的對(duì)應(yīng)邊成比例可求出DP的值,進(jìn)而可得出AP(即t)的值;
(3)設(shè)拋物線y=﹣x2+x+4的對(duì)稱軸x=與x軸交于點(diǎn)E.點(diǎn)A、B關(guān)于對(duì)稱軸x=對(duì)稱,連接BQ交該對(duì)稱軸于點(diǎn)M.則MQ+MA=MQ+MB,即MQ+MA=BQ,由于當(dāng)BQ⊥AC時(shí),BQ最小,此時(shí)∠EBM=∠ACO,再由tan∠EBM=tan∠ACO=可求出ME的值,進(jìn)而得出M點(diǎn)的坐標(biāo).
【解答】解:(1)∵拋物線y=ax2+bx+4經(jīng)過A(﹣3,0),B(4,0)兩點(diǎn),
∴,解得,
∴所求拋物線的解析式為:y=﹣x2+x+4;
(2)如圖1,依題意知AP=t,連接DQ,
∵A(﹣3,0),B(4,0),C(0,4),
∴AC=5,BC=4,AB=7.
∵BD=BC,
∴AD=AB﹣BD=7﹣4,
∵CD垂直平分PQ,
∴QD=DP,∠CDQ=∠CDP.
∵BD=BC,
∴∠DCB=∠CDB.
∴∠CDQ=∠DCB.
∴DQ∥BC.
∴△ADQ∽△ABC.
∴=,
∴=,
∴=,
解得DP=4﹣,
∴AP=AD+DP=.
∴線段PQ被CD垂直平分時(shí),t的值為;
(3)如圖2,設(shè)拋物線y=﹣x2+x+4的對(duì)稱軸x=與x軸交于點(diǎn)E.點(diǎn)A、B關(guān)于對(duì)稱軸x=對(duì)稱,連接BQ交該對(duì)稱軸于點(diǎn)M.
則MQ+MA=MQ+MB,即MQ+MA=BQ,
∵當(dāng)BQ⊥AC時(shí),BQ最小,此時(shí),∠EBM=∠ACO,
∴tan∠EBM=tan∠ACO=,
∴=,
∴=,解ME=.
∴M(,),即在拋物線y=﹣x2+x+4的對(duì)稱軸上存在一點(diǎn)M(,),使得MQ+MA的值最小.
5.(2023?揚(yáng)州)如圖1,四邊形OABC是矩形,點(diǎn)A的坐標(biāo)為(3,0),點(diǎn)C的坐標(biāo)為(0,6),點(diǎn)P從點(diǎn)O出發(fā),沿OA以每秒1個(gè)單位長度的速度向點(diǎn)A運(yùn)動(dòng),同時(shí)點(diǎn)Q從點(diǎn)A出發(fā),沿AB以每秒2個(gè)單位長度的速度向點(diǎn)B運(yùn)動(dòng),當(dāng)點(diǎn)P與點(diǎn)A重合時(shí)運(yùn)動(dòng)停止.設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒.
(1)當(dāng)t=2時(shí),線段PQ的中點(diǎn)坐標(biāo)為 (,2) ;
(2)當(dāng)△CBQ與△PAQ相似時(shí),求t的值;
(3)當(dāng)t=1時(shí),拋物線y=x2+bx+c經(jīng)過P,Q兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)M,拋物線的頂點(diǎn)為K,如圖2所示,問該拋物線上是否存在點(diǎn)D,使∠MQD=∠MKQ?若存在,求出所有滿足條件的D的坐標(biāo);若不存在,說明理由.
【分析】(1)先根據(jù)時(shí)間t=2,和P,Q的運(yùn)動(dòng)速度可得動(dòng)點(diǎn)P和Q的路程OP和AQ的長,再根據(jù)中點(diǎn)坐標(biāo)公式可得結(jié)論;
(2)根據(jù)矩形的性質(zhì)得:∠B=∠PAQ=90°,所以當(dāng)△CBQ與△PAQ相似時(shí),存在兩種情況:
①當(dāng)△PAQ∽△QBC時(shí),,②當(dāng)△PAQ∽△CBQ時(shí),,分別列方程可得t的值;
(3)根據(jù)t=1求拋物線的解析式,根據(jù)Q(3,2),M(0,2),可得MQ∥x軸,則KM=KQ,KE⊥MQ,畫出符合條件的點(diǎn)D,證明△KEQ∽△QMH或利用三角函數(shù),列比例式可得點(diǎn)D的坐標(biāo),同理根據(jù)對(duì)稱可得另一個(gè)點(diǎn)D.
【解答】解:(1)如圖1,∵點(diǎn)A的坐標(biāo)為(3,0),
∴OA=3,
當(dāng)t=2時(shí),OP=t=2,AQ=2t=4,
∴P(2,0),Q(3,4),
∴線段PQ的中點(diǎn)坐標(biāo)為:(,),即(,2);
故答案為:(,2);
(2)如圖1,∵當(dāng)點(diǎn)P與點(diǎn)A重合時(shí)運(yùn)動(dòng)停止,且△PAQ可以構(gòu)成三角形,
∴0<t<3,
∵四邊形OABC是矩形,
∴∠B=∠PAQ=90°,
∴當(dāng)△CBQ與△PAQ相似時(shí),存在兩種情況:
①當(dāng)△PAQ∽△QBC時(shí),,
∴,
4t2﹣15t+9=0,
(t﹣3)(t﹣)=0,
t1=3(舍),t2=,
②當(dāng)△PAQ∽△CBQ時(shí),,
∴,
t2﹣9t+9=0,
t=,
∵>3,
∴t=不符合題意,舍去,
綜上所述,當(dāng)△CBQ與△PAQ相似時(shí),t的值是或;
(3)當(dāng)t=1時(shí),P(1,0),Q(3,2),
把P(1,0),Q(3,2)代入拋物線y=x2+bx+c中得:
,解得:,
∴拋物線:y=x2﹣3x+2=(x﹣)2﹣,
∴頂點(diǎn)K(,﹣),
∵Q(3,2),M(0,2),
∴MQ∥x軸,
作拋物線對(duì)稱軸,交MQ于E,設(shè)DQ交y軸于H,
∴KM=KQ,KE⊥MQ,
∴∠MKE=∠QKE=∠MKQ,
如圖2,∠MQD=∠MKQ=∠QKE,
∴tan∠MQD=tan∠QKE=,
即,MH=2,
∴H(0,4),
易得HQ的解析式為:y=﹣x+4,
則,
x2﹣3x+2=﹣x+4,
解得:x1=3(舍),x2=﹣,
∴D(﹣,);
同理,在M的下方,y軸上存在點(diǎn)H,如圖3,使∠HQM=∠MKQ=∠QKE,
由對(duì)稱性得:H(0,0),
易得OQ的解析式:y=x,
則,
x2﹣3x+2=x,
解得:x1=3(舍),x2=,
∴D(,);
綜上所述,點(diǎn)D的坐標(biāo)為:D(﹣,)或(,).
6.(2023?蘭州)二次函數(shù)y=ax2+bx+2的圖象交x軸于點(diǎn)(﹣1,0),B(4,0)兩點(diǎn),交y軸于點(diǎn)C.動(dòng)點(diǎn)M從點(diǎn)A出發(fā),以每秒2個(gè)單位長度的速度沿AB方向運(yùn)動(dòng),過點(diǎn)M作MN⊥x軸交直線BC于點(diǎn)N,交拋物線于點(diǎn)D,連接AC,設(shè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t秒.
(1)求二次函數(shù)y=ax2+bx+2的表達(dá)式;
(2)連接BD,當(dāng)t=時(shí),求△DNB的面積;
(3)在直線MN上存在一點(diǎn)P,當(dāng)△PBC是以∠BPC為直角的等腰直角三角形時(shí),求此時(shí)點(diǎn)D的坐標(biāo);
(4)當(dāng)t=時(shí),在直線MN上存在一點(diǎn)Q,使得∠AQC+∠OAC=90°,求點(diǎn)Q的坐標(biāo).
【分析】(1)將點(diǎn)(﹣1,0),B(4,0)代入y=ax2+bx+2即可;
(2)由已知分別求出M(2,0),N(2,1),D(2,3),根據(jù)∴△DNB的面積=△DMB的面積﹣△MNB的面積即可求解;
(3)由已知可得M(2t﹣1,0),設(shè)P(2t﹣1,m),根據(jù)勾股定理可得PC2=(2t﹣1)2+(m﹣2)2,PB2=(2t﹣5)2+m2,再由PB=PC,得到m與t的關(guān)系式:m=4t﹣5,因?yàn)镻C⊥PB,則有?=﹣1求出t=1或t=2,即可求D點(diǎn)坐標(biāo);
(4)當(dāng)t=時(shí),M(,0),可知點(diǎn)Q在拋物線對(duì)稱軸x=上;過點(diǎn)A作AC的垂線,以M為圓心AB為直徑構(gòu)造圓,圓與x=的交點(diǎn)分別為Q1與Q2,由AB=5,可得圓半徑AM=,即可求Q點(diǎn)坐標(biāo)分別為(,﹣),(,).
【解答】解:(1)將點(diǎn)(﹣1,0),B(4,0)代入y=ax2+bx+2,
∴a=﹣,b=,
∴y=﹣x2+x+2;
(2)C(0,2),
∴BC的直線解析式為y=﹣x+2,
當(dāng)t=時(shí),AM=3,
∵AB=5,
∴MB=2,
∴M(2,0),N(2,1),D(2,3),
∴△DNB的面積=△DMB的面積﹣△MNB的面積=MB×DM﹣MB×MN=×2×2=2;
(3)∵BM=5﹣2t,
∴M(2t﹣1,0),
設(shè)P(2t﹣1,m),
∵PC2=(2t﹣1)2+(m﹣2)2,PB2=(2t﹣5)2+m2,
∵PB=PC,
∴(2t﹣1)2+(m﹣2)2=(2t﹣5)2+m2,
∴m=4t﹣5,
∴P(2t﹣1,4t﹣5),
∵PC⊥PB,
∴?=﹣1
∴t=1或t=2,
∴M(1,0)或M(3,0),
∴D(1,3)或D(3,2);
方法二,過點(diǎn)C作CH⊥MN于H,可證△BMP≌△PHC,利用全等三角形的性質(zhì)可求解.
(4)當(dāng)t=時(shí),M(,0),
∴點(diǎn)Q在拋物線對(duì)稱軸x=上,
如圖:過點(diǎn)A作AC的垂線,以M為圓心AB為直徑構(gòu)造圓,圓與x=的交點(diǎn)分別為Q1與Q2,
∵AB=5,
∴AM=,
∵∠AQ1C+∠OAC=90°,∠OAC+∠MAG=90°,
∴∠AQ1C=∠MAG,
又∵∠AQ1C=∠CGA=∠MAG,
∴Q1(,﹣),
∵Q1與Q2關(guān)于x軸對(duì)稱,
∴Q2(,),
∴Q點(diǎn)坐標(biāo)分別為(,﹣),(,);
7.(2023?鄂州)如圖,已知拋物線y=﹣x2+bx+c與x軸交于A、B兩點(diǎn),AB=4,交y軸于點(diǎn)C,對(duì)稱軸是直線x=1.
(1)求拋物線的解析式及點(diǎn)C的坐標(biāo);
(2)連接BC,E是線段OC上一點(diǎn),E關(guān)于直線x=1的對(duì)稱點(diǎn)F正好落在BC上,求點(diǎn)F的坐標(biāo);
(3)動(dòng)點(diǎn)M從點(diǎn)O出發(fā),以每秒2個(gè)單位長度的速度向點(diǎn)B運(yùn)動(dòng),過M作x軸的垂線交拋物線于點(diǎn)N,交線段BC于點(diǎn)Q.設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t(t>0)秒.
①若△AOC與△BMN相似,請(qǐng)直接寫出t的值;
②△BOQ能否為等腰三角形?若能,求出t的值;若不能,請(qǐng)說明理由.
【分析】(1)將A、B關(guān)坐標(biāo)代入y=﹣x2+bx+c中,即可求解;
(2)確定直線BC的解析式為y=﹣x+3,根據(jù)點(diǎn)E、F關(guān)于直線x=1對(duì)稱,即可求解;
(3)①△AOC與△BMN相似,則,即可求解;②分OQ=BQ、BO=BQ、OQ=OB三種情況,分別求解即可.
【解答】解:(1)∵點(diǎn)A、B關(guān)于直線x=1對(duì)稱,AB=4,
∴A(﹣1,0),B(3,0),
代入y=﹣x2+bx+c中,得:,解得,
∴拋物線的解析式為y=﹣x2+2x+3,
∴C點(diǎn)坐標(biāo)為(0,3);
(2)設(shè)直線BC的解析式為y=mx+n,
則有:,解得,
∴直線BC的解析式為y=﹣x+3,
∵點(diǎn)E、F關(guān)于直線x=1對(duì)稱,
又E到對(duì)稱軸的距離為1,
∴EF=2,
∴F點(diǎn)的橫坐標(biāo)為2,將x=2代入y=﹣x+3中,
得:y=﹣2+3=1,
∴F(2,1);
(3)①如下圖,連接BC交MN于Q,
MN=﹣4t2+4t+3,MB=3﹣2t,
△AOC與△BMN相似,則,
即:,
解得:t=或﹣或1(舍去、﹣),
故:t=1;
②∵M(jìn)(2t,0),MN⊥x軸,∴Q(2t,3﹣2t),
∵△BOQ為等腰三角形,∴分三種情況討論,
第一種,當(dāng)OQ=BQ時(shí),
∵QM⊥OB
∴OM=MB
∴2t=3﹣2t
∴t=;
第二種,當(dāng)BO=BQ時(shí),在Rt△BMQ中
∵∠OBQ=45°,
∴BQ=,
∴BO=,
即3=,
∴t=;
第三種,當(dāng)OQ=OB時(shí),
則點(diǎn)Q、C重合,此時(shí)t=0
而t>0,故不符合題意
綜上述,當(dāng)t=或秒時(shí),△BOQ為等腰三角形.
8.(2023?樂山)如圖,已知拋物線y=a(x+2)(x﹣6)與x軸相交于A、B兩點(diǎn),與y軸交于C點(diǎn),且tan∠CAB=.設(shè)拋物線的頂點(diǎn)為M,對(duì)稱軸交x軸于點(diǎn)N.
(1)求拋物線的解析式;
(2)P為拋物線的對(duì)稱軸上一點(diǎn),Q(n,0)為x軸上一點(diǎn),且PQ⊥PC.
①當(dāng)點(diǎn)P在線段MN(含端點(diǎn))上運(yùn)動(dòng)時(shí),求n的變化范圍;
②在①的條件下,當(dāng)n取最大值時(shí),求點(diǎn)P到線段CQ的距離;
③在①的條件下,當(dāng)n取最大值時(shí),將線段CQ向上平移t個(gè)單位長度,使得線段CQ與拋物線有兩個(gè)交點(diǎn),求t的取值范圍.
【分析】(1)由函數(shù)解析式,可以求出點(diǎn)A、B的坐標(biāo)分別為(﹣2,0),(6,0),在Rt△OAC中由tan∠CAB=,可以求出點(diǎn)C的坐標(biāo)為(0,3),進(jìn)而可以求出拋物線的解析式;
(2)①拋物線的對(duì)稱軸為:x=2,頂點(diǎn)M(2,4),在Rt△PCQ中,由勾股定理得:PC2+PQ2=CQ2,把三角形三邊長用點(diǎn)P,Q的坐標(biāo)表達(dá)出來,整理得:,利用0≤m≤4,求出n的取值范圍;
②由,得:,求出點(diǎn)P到線段CQ距離為2;
③設(shè)線段CQ向上平移t個(gè)單位長度后的解析式為:,聯(lián)立拋物線方程,可求出x2﹣7x+4t=0,由△=49﹣16t=0,得,可得當(dāng)線段CQ與拋物線有兩個(gè)交點(diǎn)時(shí),.
【解答】解:(1)根據(jù)題意得:A(﹣2,0),B(6,0),
在Rt△AOC中,∵,且OA=2,得CO=3,∴C(0,3),將C點(diǎn)坐標(biāo)代入y=a(x+2)(x﹣6)得:,
拋物線解析式為:;
整理得:y=﹣
故拋物線解析式為:得:y=﹣;
(2)①由(1)知,拋物線的對(duì)稱軸為:x=2,頂點(diǎn)M(2,4),設(shè)P點(diǎn)坐標(biāo)為(2,m)(其中0≤m≤4),
則PC2=22+(m﹣3)2,PQ2=m2+(n﹣2)2,CQ2=32+n2,
∵PQ⊥PC,
∴在Rt△PCQ中,由勾股定理得:PC2+PQ2=CQ2,
即22+(m﹣3)2+m2+(n﹣2)2=32+n2,整理得:=(0≤m≤4),
∴當(dāng)時(shí),n取得最小值為;當(dāng)m=4時(shí),n取得最大值為4,
所以;
②由①知:當(dāng)n取最大值4時(shí),m=4,
∴P(2,4),Q(4,0),
則,,CQ=5,
設(shè)點(diǎn)P到線段CQ距離為h,
由得:,
故點(diǎn)P到線段CQ距離為2;
③由②可知:當(dāng)n取最大值4時(shí),Q(4,0),∴線段CQ的解析式為:,
設(shè)線段CQ向上平移t個(gè)單位長度后的解析式為:,
當(dāng)線段CQ向上平移,使點(diǎn)Q恰好在拋物線上時(shí),線段CQ與拋物線有兩個(gè)交點(diǎn),此時(shí)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)Q'的縱坐標(biāo)為:,
將Q'(4,3)代入得:t=3,
當(dāng)線段CQ繼續(xù)向上平移,線段CQ與拋物線只有一個(gè)交點(diǎn)時(shí),
聯(lián)解得:,化簡得:x2﹣7x+4t=0,
由△=49﹣16t=0,得,
∴當(dāng)線段CQ與拋物線有兩個(gè)交點(diǎn)時(shí),3≤t<.
9.(2023?西寧)如圖①,直線y=﹣x+2與x軸,y軸分別交于A,B兩點(diǎn),以A為頂點(diǎn)的拋物線經(jīng)過點(diǎn)B,點(diǎn)P是拋物線上一點(diǎn),連接OP,AP.
(1)求拋物線的解析式;
(2)若△AOP的面積是3,求P點(diǎn)坐標(biāo);
(3)如圖②,動(dòng)點(diǎn)M,N同時(shí)從點(diǎn)O出發(fā),點(diǎn)M以1個(gè)單位長度/秒的速度沿x軸正半軸方向勻速運(yùn)動(dòng),點(diǎn)N以個(gè)單位長度/秒的速度沿y軸正半軸方向勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)其中一個(gè)動(dòng)點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng)時(shí),另一個(gè)動(dòng)點(diǎn)也隨之停止運(yùn)動(dòng),過點(diǎn)N作NE∥x軸交直線AB于點(diǎn)E.若設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒,是否存在某一時(shí)刻,使四邊形AMNE是菱形?若存在,求出t的值;若不存在,請(qǐng)說明理由.
【分析】(1)求出點(diǎn)A、B的坐標(biāo);因?yàn)閽佄锞€的頂點(diǎn)為點(diǎn)A,所以設(shè)拋物線的表達(dá)式為:y=a(x﹣2)2,將點(diǎn)B的坐標(biāo)代入上式,即可求解;
(2)△AOP的面積=×OA×yP=2×yP=3,解得:yP=3,即可求解;
(3)t秒時(shí),點(diǎn)M、N的坐標(biāo)分別為:(t,0)、(0,t),則點(diǎn)E(2﹣t,t),而點(diǎn)N(0,t),故NE=2﹣t,當(dāng)四邊形AMNE是菱形時(shí),NE=MN,即可求解.
【解答】解:(1)y=﹣x+2,令x=0,則y=2,令y=0,則x=2,
故點(diǎn)A、B的坐標(biāo)分別為:(2,0)、(0,2),
∵拋物線的頂點(diǎn)為點(diǎn)A(2,0),
∴設(shè)拋物線的表達(dá)式為:y=a(x﹣2)2,
將點(diǎn)B的坐標(biāo)代入上式得:2=a(0﹣2)2,解得:a=,
故拋物線的表達(dá)式為:y=(x﹣2)2=x2﹣2x+2;
(2)∵點(diǎn)A(2,0),則OA=2,
∴△AOP的面積=×OA×yP=2×yP=3,
解得:yP=3,
則yP=3=(x﹣2)2,解得:x=2,
故點(diǎn)P的坐標(biāo)為:(2+,3)或(2﹣,3);
(3)存在,理由:
由題意得:t秒時(shí),點(diǎn)M、N的坐標(biāo)分別為:(t,0)、(0,t),
當(dāng)y=t時(shí),y=t=﹣x+2,解得:x=2﹣t,故點(diǎn)E(2﹣t,t),
而點(diǎn)N(0,t),故NE=2﹣t,
當(dāng)四邊形AMNE是菱形時(shí),NE=MN,
即t2+(t)2=(2﹣t)2,
解得:t=或﹣2(舍去﹣2),
故t=.
10.(2023?沈陽)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=ax2+bx+2(a≠0)與x軸交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C,拋物線經(jīng)過點(diǎn)D(﹣2,﹣3)和點(diǎn)E(3,2),點(diǎn)P是第一象限拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn).
(1)求直線DE和拋物線的表達(dá)式;
(2)在y軸上取點(diǎn)F(0,1),連接PF,PB,當(dāng)四邊形OBPF的面積是7時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)在(2)的條件下,當(dāng)點(diǎn)P在拋物線對(duì)稱軸的右側(cè)時(shí),直線DE上存在兩點(diǎn)M,N(點(diǎn)M在點(diǎn)N的上方),且MN=2,動(dòng)點(diǎn)Q從點(diǎn)P出發(fā),沿P→M→N→A的路線運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)A,當(dāng)點(diǎn)Q的運(yùn)動(dòng)路程最短時(shí),請(qǐng)直接寫出此時(shí)點(diǎn)N的坐標(biāo).
【分析】(1)將點(diǎn)D、E的坐標(biāo)代入函數(shù)表達(dá)式,即可求解;
(2)S四邊形OBPF=S△OBF+S△PFB=×4×1+×PH×BO,即可求解;
(3)過點(diǎn)M作A′M∥AN,過作點(diǎn)A′直線DE的對(duì)稱點(diǎn)A″,連接PA″交直線DE于點(diǎn)M,此時(shí),點(diǎn)Q運(yùn)動(dòng)的路徑最短,即可求解.
【解答】解:(1)將點(diǎn)D、E的坐標(biāo)代入函數(shù)表達(dá)式得:,解得:,
故拋物線的表達(dá)式為:y=﹣x2+x+2,
同理可得直線DE的表達(dá)式為:y=x﹣1…①;
(2)如圖,連接BF,過點(diǎn)P作PH∥y軸交BF于點(diǎn)H,
將點(diǎn)FB代入一次函數(shù)表達(dá)式,
同理可得直線BF的表達(dá)式為:y=﹣x+1,
設(shè)點(diǎn)P(x,﹣x2+x+2),則點(diǎn)H(x,﹣x+1),
S四邊形OBPF=S△OBF+S△PFB=×4×1+×PH×BO=2+2(﹣x2+x+2+x﹣1)=7,
解得:x=2或,
故點(diǎn)P(2,3)或(,);
(3)當(dāng)點(diǎn)P在拋物線對(duì)稱軸的右側(cè)時(shí),點(diǎn)P(2,3),
過點(diǎn)M作A′M∥AN,過點(diǎn)A'作直線DE的對(duì)稱點(diǎn)A″,連接PA″交直線DE于點(diǎn)M,此時(shí),點(diǎn)Q運(yùn)動(dòng)的路徑最短,
∵M(jìn)N=2,相當(dāng)于向上、向右分別平移2個(gè)單位,故點(diǎn)A′(1,2),
A′A″⊥DE,則直線A′A″過點(diǎn)A′,則其表達(dá)式為:y=﹣x+3…②,
聯(lián)立①②得x=2,則A′A″中點(diǎn)坐標(biāo)為(2,1),
由中點(diǎn)坐標(biāo)公式得:點(diǎn)A″(3,0),
同理可得:直線A″P的表達(dá)式為:y=﹣3x+9…③,
聯(lián)立①③并解得:x=,即點(diǎn)M(,),
點(diǎn)M沿ED向下平移2個(gè)單位得:N(,﹣).
11.(2023?湖州)如圖1,已知在平面直角坐標(biāo)系xOy中,四邊形OABC是矩形,點(diǎn)A,C分別在x軸和y軸的正半軸上,連接AC,OA=3,tan∠OAC=,D是BC的中點(diǎn).
(1)求OC的長和點(diǎn)D的坐標(biāo);
(2)如圖2,M是線段OC上的點(diǎn),OM=OC,點(diǎn)P是線段OM上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),經(jīng)過P,D,B三點(diǎn)的拋物線交x軸的正半軸于點(diǎn)E,連接DE交AB于點(diǎn)F.
①將△DBF沿DE所在的直線翻折,若點(diǎn)B恰好落在AC上,求此時(shí)BF的長和點(diǎn)E的坐標(biāo);
②以線段DF為邊,在DF所在直線的右上方作等邊△DFG,當(dāng)動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)O運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)M時(shí),點(diǎn)G也隨之運(yùn)動(dòng),請(qǐng)直接寫出點(diǎn)G運(yùn)動(dòng)路徑的長.
【分析】(1)由OA=3,tan∠OAC==,得OC=,由四邊形OABC是矩形,得BC=OA=3,所以CD=BC=,求得D(,);
(2)①由易知得ACB=∠OAC=30°,設(shè)將△DBF沿DE所在的直線翻折后,點(diǎn)B恰好落在AC上的B'處,則DB'=DB=DC,∠BDF=∠B'DF,所以∠BDB'=60°,∠BDF=∠B'DF=30°,所以BF=BD?tan30°=,AF=BF=,因?yàn)椤螧FD=∠AEF,所以∠B=∠FAE=90°,因此△BFD≌△AFE,AE=BD=,點(diǎn)E的坐標(biāo)(,0);
②動(dòng)點(diǎn)P在點(diǎn)O時(shí),求得此時(shí)拋物線解析式為y=﹣x2+x,因此E(,0),直線DE:y=﹣x+,F(xiàn)1(3,);當(dāng)動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)O運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)M時(shí),求得此時(shí)拋物線解析式為y=﹣x2+x+,所以E(6,0),直線DE:y=﹣x+,所以F2(3,);所以點(diǎn)F運(yùn)動(dòng)路徑的長為F1F2==,即G運(yùn)動(dòng)路徑的長為.
【解答】解:(1)∵OA=3,tan∠OAC==,
∴OC=,
∵四邊形OABC是矩形,
∴BC=OA=3,
∵D是BC的中點(diǎn),
∴CD=BC=,
∴D(,);
(2)①∵tan∠OAC=,
∴∠OAC=30°,
∴∠ACB=∠OAC=30°,
設(shè)將△DBF沿DE所在的直線翻折后,點(diǎn)B恰好落在AC上的B'處,
則DB'=DB=DC,∠BDF=∠B'DF,
∴∠DB'C=∠ACB=30°
∴∠BDB'=60°,
∴∠BDF=∠B'DF=30°,
∵∠B=90°,
∴BF=BD?tan30°=,
∵AB=,
∴AF=BF=,
∵∠BFD=∠AEF,
∴∠B=∠FAE=90°,
∴△BFD≌△AFE(ASA),
∴AE=BD=,
∴OE=OA+AE=,
∴點(diǎn)E的坐標(biāo)(,0);
②動(dòng)點(diǎn)P在點(diǎn)O時(shí),
∵拋物線過點(diǎn)P(0,0)、D(,)、B(3,)
求得此時(shí)拋物線解析式為y=﹣x2+x,
∴E(,0),
∴直線DE:y=﹣x+,
∴F1(3,);
當(dāng)動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)O運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)M時(shí),
∵拋物線過點(diǎn)P(0,)、D(,)、B(3,)
求得此時(shí)拋物線解析式為y=﹣x2+x+,
∴E(6,0),
∴直線DE:y=﹣x+,
∴F2(3,);
∴點(diǎn)F運(yùn)動(dòng)路徑的長為F1F2==,
如圖,當(dāng)動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)O運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)M時(shí),點(diǎn)F運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)F',點(diǎn)G也隨之運(yùn)動(dòng)到G'.
連接GG'.當(dāng)點(diǎn)P向點(diǎn)M運(yùn)動(dòng)時(shí),拋物線開口變大,F(xiàn)點(diǎn)向上線性移動(dòng),所以G也是線性移動(dòng).
即GG'=FF'.
∵△DFG、△DF'G'為等邊三角形,
∴∠GDF=∠G'DF'=60°,DG=DF,DG'=DF',
∴∠GDF﹣∠GDF'=∠G'DF'﹣∠GDF',
即∠G'DG=∠F'DF
在△DFF'與△DGG'中,
,
∴△DFF'≌△DGG'(SAS),
∴GG'=FF'=,
此時(shí)∠FGG′=120°,GG′∥DF,
∴點(diǎn)G的運(yùn)動(dòng)軌跡是線段GG′,
∴G運(yùn)動(dòng)路徑的長為.
12.(2023?高明區(qū)校級(jí)模擬)在平面直角坐標(biāo)系中,Rt△ABC,∠ACB=90°,AB∥x軸,如圖1,C(1,0),且OC:OA=AC:BC=1:2.
(1)A點(diǎn)坐標(biāo)為 (0,2) ,B點(diǎn)坐標(biāo)為 (5,2) ;
(2)求過A、B、C三點(diǎn)的拋物線表達(dá)式;
(3)如圖2,拋物線對(duì)稱軸與AB交于點(diǎn)D,現(xiàn)有一點(diǎn)P從點(diǎn)A出發(fā),以每秒1個(gè)單位的速度在AB上向點(diǎn)B運(yùn)動(dòng),另一點(diǎn)Q從點(diǎn)D與點(diǎn)P同時(shí)出發(fā),以每秒5個(gè)單位在拋物線對(duì)稱軸上運(yùn)動(dòng).當(dāng)點(diǎn)P到達(dá)B點(diǎn)時(shí),點(diǎn)P、Q同時(shí)停止運(yùn)動(dòng),問點(diǎn)P、Q運(yùn)動(dòng)到何處時(shí),△PQB面積最大,試求出最大面積.
【分析】(1)根據(jù)OC=1可得OA=2,因?yàn)锳在y軸上,可得A的坐標(biāo),根據(jù)勾股定理計(jì)算AC,AB的長,可得B的坐標(biāo);
(2)利用待定系數(shù)法求二次函數(shù)的解析式;
(3)根據(jù)動(dòng)點(diǎn)的時(shí)間和速度表示PB和DQ的長,根據(jù)三角形面積公式表示△PQB面積,根據(jù)二次函數(shù)的最值即可解答.
【解答】解:(1)∵C(1,0),
∴OC=1,
∵OC:OA=1:2,
∴OA=2,
∴A(0,2),
∴AC==,
∵AC:BC=1:2,
∴BC=2,
∵∠ACB=90°,
∴AB===5,
∵AB∥x軸,
∴B(5,2),
故答案為:(0,2),(5,2);
(2)設(shè)過A、B、C三點(diǎn)的拋物線表達(dá)式為:y=ax2+bx+c,
則,
解得:,
∴過A、B、C三點(diǎn)的拋物線表達(dá)式為:y=x2﹣x+2;
(3)如圖2,設(shè)運(yùn)動(dòng)t秒時(shí),△PQB面積最大,且0≤t≤5,則BP=5﹣t,DQ=5t,
∴S△PQB===﹣,
∵a=﹣<0
∴當(dāng)t=﹣=時(shí),面積最大值是:S△PQB=﹣=,
此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(,2),
當(dāng)點(diǎn)Q向上運(yùn)動(dòng)時(shí),點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(,),
當(dāng)點(diǎn)Q向下運(yùn)動(dòng)時(shí),點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(,﹣),
綜上,當(dāng)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(,2),點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(,)或(,﹣)時(shí),△PQB面積最大,最大面積為.
13.(2023?香洲區(qū)校級(jí)一模)如圖1,矩形OBCD的邊OD,OB分別在x軸和y軸上,且B(0,8),D(10,0).點(diǎn)E是DC邊上一點(diǎn),將矩形OBCD沿過點(diǎn)O的射線OE折疊,使點(diǎn)D恰好落在BC邊上的點(diǎn)A處.
(1)若拋物線y=ax2+bx經(jīng)過點(diǎn)A,D,求此拋物線的解析式;
(2)若點(diǎn)M是(1)中的拋物線對(duì)稱軸上的一點(diǎn),點(diǎn)N是坐標(biāo)平面內(nèi)一點(diǎn),是否存在M,N使以A,M,N,E為頂點(diǎn)的四邊形為菱形?若存在,直接寫出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,說明理由;
(3)如圖2,動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)O出發(fā)沿x軸正方向以每秒1個(gè)單位的速度向終點(diǎn)D運(yùn)動(dòng),動(dòng)點(diǎn)Q從點(diǎn)D出發(fā)沿折線D﹣C﹣A以同樣的速度運(yùn)動(dòng),兩點(diǎn)同時(shí)出發(fā),當(dāng)一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)時(shí),另一點(diǎn)也隨之停止,過動(dòng)點(diǎn)P作直線l⊥x軸,依次交射線OA,OE于點(diǎn)F,G,設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t(秒),△QFG的面積為S,求S與t的函數(shù)關(guān)系式,并直接寫出t的取值范圍.(t的取值應(yīng)保證△QFG的存在)
【分析】(1)用待定系數(shù)法即可求得拋物線的解析式;
(2)易求得拋物線的對(duì)稱軸x=5,過點(diǎn)E作ET⊥AH,垂足為T,運(yùn)用勾股定理用的代數(shù)式表示出AM2、EM2,然后分別以AM與AE,EM與EA,ME與MA為菱形的一組鄰邊進(jìn)行討論,列出等式,求出n,就可求出點(diǎn)M的坐標(biāo);
(3)根據(jù)點(diǎn)Q的位置不同,分以下四種情況進(jìn)行討論:①點(diǎn)Q在線段DC上、②點(diǎn)Q在AC上且在直線的右邊、③)點(diǎn)Q在AC上且在直線上、④點(diǎn)Q在AC上且在直線l的左邊,就可解決問題.
【解答】(1)解:∵四邊形OBCD是矩形,B(0,8),D(10,0),
∴BC=OD=10,DC=OB=8,∠OBC=∠C=90°,
由折疊可得:OA=OD=10,AE=DE,
∵∠OBC=90°,OB=8,OA=10,
∴AB=6,
∴AC=4,
設(shè)AE=DE=x,則CE=8﹣x,
∵∠C=90°,
∴x2=42+(8﹣x)2,
解得:x=5,
∴AE=DE=5,
∴點(diǎn)A的坐標(biāo)為(6,8),點(diǎn)E的坐標(biāo)為(10,5),
∵拋物線y=ax2+bx經(jīng)過點(diǎn)A(6,8),D(10,0),
∴,
解得:.
此拋物線的解析式為;
(2)存在M、N,使以A、M、N、E為頂點(diǎn)的四邊形為菱形,
設(shè)拋物線的對(duì)稱軸與BC交于點(diǎn)H,過點(diǎn)E作ET⊥AH,垂足為T,連接AM、ME,如圖1,
設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(m,n),則,
∴AH=6﹣5=1,HM=﹣8﹣n,
ET=10﹣5=5,TM=﹣5﹣n,
因?yàn)锳H⊥HM,
∴AM2=AH2+MH2=1+(8﹣n)2,
∵ET⊥MH,
∴ME2=ET2+MT2=25+(5﹣n)2,
①若AM與AE是菱形的一組鄰邊,則AM=AE,
∴AM2=AE2,
∴1+(8﹣n)2=25,
∴(8﹣n)2=24,
解得:;
②若EM與EA是菱形的一組鄰邊,則EM=EA,
∴EM2=EA2,
∴25+(5﹣n)2=25,
∴(5﹣n)2=0,
∴n3=5;
③若MA與ME是菱形的一組鄰邊,則MA=ME,
∴MA2=ME2,
∴1+(8﹣n)2=25+(5﹣n)2,
解得:n4=2.5.
綜上所述:滿足要求的點(diǎn)M的坐標(biāo)為,(5,5),(5,2.5);
(3)設(shè)直線OA的解析式y(tǒng)=k1x,
∵點(diǎn)A的坐標(biāo)為(6,8),
∴6k1=8,
∴k1=,
故直線OA的解析式為y=x,
同理可得:直線OE的表達(dá)式為y=,
∵OP=1×t=t,
∴P(t,0),
∵直線⊥x軸于點(diǎn)P,點(diǎn)F,G是直線l與OA,OE的交點(diǎn),
∴,
故,
當(dāng)0<t<8時(shí),點(diǎn)Q在線段DC上,
過點(diǎn)Q作QS⊥直線l,垂足為S,
如圖2,
則QS=PD=10﹣t,


=,
②當(dāng)8≤t<9時(shí),點(diǎn)Q在線段CA上,且在直線l的右側(cè),
設(shè)FG交AC于點(diǎn)N,如圖3,
則QN=CN﹣CQ=PD﹣CQ=(10t)﹣(t﹣8)=18﹣2t,


=;
③當(dāng)t=9時(shí),QN=18﹣2t=0,點(diǎn)Q與點(diǎn)N重合,此時(shí)△QFG不存在,故舍去;
④當(dāng)9<t≤10時(shí),點(diǎn)Q在線段CA上,且在直線l的左側(cè),設(shè)FG交AC于點(diǎn)N,如圖4.
則QN=CQ﹣CN=CQ﹣PD=(10﹣t)=2t﹣18,

=(2t﹣18)
=.
綜上所述:.
14.(2023?南充一模)如圖,拋物線y=﹣(x+1)(x﹣n)與x軸交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C,△ABC的面積為5.動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)A出發(fā)沿AB方向以每秒1個(gè)單位的速度向點(diǎn)B運(yùn)動(dòng),過P作PN⊥x軸交BC于M,交拋物線于N.
(1)求拋物線的解析式;
(2)當(dāng)M在線段BC上,MN最大時(shí),求運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(3)經(jīng)過多長時(shí)間,點(diǎn)N到點(diǎn)B、點(diǎn)C的距離相等?
【分析】(1)根據(jù)已知條件,求出點(diǎn)A、點(diǎn)B、點(diǎn)C的坐標(biāo),根據(jù)△ABC的面積為5即可求解;
(2)根據(jù)題意得出點(diǎn)M、點(diǎn)N的坐標(biāo),求出MN的代數(shù)式即可求解;
(3)根據(jù)兩點(diǎn)間的距離的含義,作BC的中垂線即可求解.
【解答】解:(1)∵拋物線y=﹣(x+1)(x﹣n)與x軸交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C,
∴A(﹣1,0),B(n,0),C(0,),n>0,
∴AB=n+1,OC=n,
由S△ABC=×AB×OC=5,
∴n(n+1)=5,
∴n(n+1)=20,
∴取正根n=4,
∴y=﹣(x+1)(x﹣4)=﹣x2+x+2;
(2)由(1),B(4,0),C(0,2),
∴直線BC為y=﹣x+2,
設(shè)M(m,﹣m+2),N(m,﹣m2+m+2),
∴MN=(﹣m2+m+2)﹣(﹣m+2)=﹣m2+2m=﹣(m﹣2)2+2,
∴當(dāng)m=2時(shí),MN最大,
∴OP=2,
∴AP=3,即經(jīng)過3s,MN最大;
(3)如下圖所示,作BC的中垂線,與BC交于點(diǎn)D,與y軸交于點(diǎn)E,
與拋物線交于點(diǎn)N,
∴△CDE∽△COB
∴==,
由(2),BC=2,D(2,1),
∴DE=2CD=2,
∴CE=5,
∴OE=3,
∴E(0,﹣3),
∴直線DE為y=2x﹣3,
由﹣x2+x+2=2x﹣3,
移項(xiàng)整理得:x2+x﹣5=0,
∴x2+x﹣10=0,
取正根x=,
∴OP=,
∴AP=,
即經(jīng)過秒,點(diǎn)N到點(diǎn)B、點(diǎn)C的距離相等.
15.(2023?潮南區(qū)模擬)如圖,關(guān)于x的二次函數(shù)y=x2+bx+c的圖象與x軸交于點(diǎn)A(1,0)和點(diǎn)B,與y軸交于點(diǎn)C(0,3),拋物線的對(duì)稱軸與x軸交于點(diǎn)D.
(1)求二次函數(shù)的解析式.
(2)有一個(gè)點(diǎn)M從點(diǎn)A出發(fā),以每秒1個(gè)單位的速度在AB上向點(diǎn)B運(yùn)動(dòng),另一個(gè)點(diǎn)N從點(diǎn)D與點(diǎn)M同時(shí)出發(fā),以每秒2個(gè)單位的速度在拋物線的對(duì)稱軸上運(yùn)動(dòng),當(dāng)點(diǎn)M到達(dá)點(diǎn)B時(shí),點(diǎn)M、N同時(shí)停止運(yùn)動(dòng),問點(diǎn)M、N運(yùn)動(dòng)到何處時(shí),△MNB面積最大,試求出最大面積.
(3)在y軸上是否存在一點(diǎn)P,使△PBC為等腰三角形?若存在,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)P的坐標(biāo),若不存在請(qǐng)說明理由.
【分析】(1)利用待定系數(shù)法可求解析式;
(2)設(shè)AM=t則DN=2t,由AB=2,得BM=2﹣t,S△MNB=×(2﹣t)×2t=﹣t2+2t,運(yùn)用二次函數(shù)的頂點(diǎn)坐標(biāo)解決問題;此時(shí)點(diǎn)M在D點(diǎn),點(diǎn)N在對(duì)稱軸上x軸上方2個(gè)單位處或點(diǎn)N在對(duì)稱軸上x軸下方2個(gè)單位處.
(3)求出點(diǎn)B的坐標(biāo),再根據(jù)勾股定理得到BC,當(dāng)△PBC為等腰三角形時(shí)分三種情況進(jìn)行討論:①CP=CB;②BP=BC;③PB=PC;
【解答】解:(1)把A(1,0)和C(0,3)代入y=x2+bx+c,

解得:,
∴二次函數(shù)的表達(dá)式為:y=x2﹣4x+3;
(2)如圖1,設(shè)A運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,由AB=2,得BM=2﹣t,則DN=2t,
∴S△MNB=×(2﹣t)×2t=﹣t2+2t=﹣(t﹣1)2+1,
即當(dāng)M(2,0)、N(2,2)或(2,﹣2)時(shí)△MNB面積最大,最大面積是1;
(3)令y=0,則x2﹣4x+3=0,
解得:x=1或x=3,
∴B(3,0),
∴BC=3,
點(diǎn)P在y軸上,當(dāng)△PBC為等腰三角形時(shí)分三種情況進(jìn)行討論:如圖2,
①當(dāng)CP=CB時(shí),PC=3,
∴OP=OC+PC=3+3或OP=PC﹣OC=3﹣3
∴P1(0,3+3),P2(0,3﹣3);
②當(dāng)BP=BC時(shí),OP=OB=3,
∴P3(0,﹣3);
③當(dāng)PB=PC時(shí),
∵OC=OB=3,
∴此時(shí)P與O重合,
∴P4(0,0);
綜上所述,點(diǎn)P的坐標(biāo)為:(0,3+3)或(0,3﹣3)或(0,﹣3)或(0,0).
16.(2023?潮州模擬)如圖1,已知拋物線y=x2+bx+c與x軸交于A、B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C,且OB=2OA=4.
(1)求該拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)設(shè)P是(1)中拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),當(dāng)直線OC平分∠ACP時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)如圖2,點(diǎn)G是線段AC的中點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)E從點(diǎn)A出發(fā),以每秒1個(gè)單位長度的速度向終點(diǎn)B運(yùn)動(dòng),動(dòng)點(diǎn)F從點(diǎn)B出發(fā),以每秒個(gè)單位長度的速度向終點(diǎn)C運(yùn)動(dòng),若E、F兩點(diǎn)同時(shí)出發(fā),運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒.則當(dāng)t為何值時(shí),△EFG的面積是△ABC的面積的?
【分析】(1)根據(jù)OA、OB的長度求出點(diǎn)A、B的坐標(biāo),然后利用待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式解答;
(2)求出C(0,﹣4),求出直線CD的解析式,聯(lián)立直線CD的解析式和拋物線的解析式可求出答案;
(3)過點(diǎn)G作GH⊥x軸于點(diǎn)H,證明△AHG∽△AOC,得出,求出點(diǎn)G的坐標(biāo),當(dāng)0<t<4時(shí),如圖2,過點(diǎn)F作FM⊥x軸于點(diǎn)M,依題意得:,根據(jù)三角形的面積可求出答案,當(dāng)4≤t≤6時(shí),可求出答案.
【解答】解:(1)∵OB=2OA=4,
∴A(﹣2,0),B(4,0),
把A(﹣2,0),B(4,0)分別代入得:
,
解得:,
∴拋物線的函數(shù)表達(dá)式為;
(2)如圖,設(shè)CP與x軸相交于點(diǎn)D,
∵OC平分∠ACP,AO⊥CO,
∴OA=OD=2,
∴D(2,0),
把x=0代入得,y=﹣4,
∴C(0,﹣4),
設(shè)直線CD的解析式為y=kx+d,
把C(0,﹣4),D(2,0)分別代入y=kx+d得:,
解得:,
∴y=2x﹣4,
依題意得,
解得,,
∴P(6,8);
(3)如圖2,過點(diǎn)G作GH⊥x軸于點(diǎn)H,
∵GH∥y軸
∴△AHG∽△AOC,
∴,
∴由A(﹣2,0),C(0,﹣4),
得G(﹣1,﹣2),
點(diǎn)E運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)B的時(shí)間為[4﹣(﹣2)]÷1=6秒,
點(diǎn)F運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)C的時(shí)間為秒,
當(dāng)0<t<4時(shí),如圖2,過點(diǎn)F作FM⊥x軸于點(diǎn)M,
依題意得:,
∵OC=OB=4,∠OBC=45°,
∴FM=MB=t,
∴EH=1﹣t,HG=2,HM=6﹣1﹣t=5﹣t,EM=6﹣t﹣t=6﹣2t,
∴S△EFG=S△EGH+S梯形HGFM﹣S△EFM==,
∵,△EFG的面積是△ABC的面積的,
∴,
解得:t1=1,t2=4,
當(dāng)4≤t≤6時(shí),如圖3,
∴S△EFG=S△AFE﹣S△AGE==t,
∴.
綜上所述,當(dāng)t=1或t=4時(shí),△EFG的面積是△ABC的面積的.
17.(2023?饒平縣校級(jí)模擬)如圖,拋物線y=x2+bx+c過點(diǎn)A(3,0),B(1,0),交y軸于點(diǎn)C,點(diǎn)P是該拋物線上一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)P從C點(diǎn)沿拋物線向A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)(點(diǎn)P不與A重合),過點(diǎn)P作PD∥y軸交直線AC于點(diǎn)D.
(1)求拋物線的解析式;
(2)求點(diǎn)P在運(yùn)動(dòng)的過程中線段PD長度的最大值;
(3)△APD能否構(gòu)成直角三角形?若能,請(qǐng)直接寫出所有符合條件的點(diǎn)P坐標(biāo);若不能,請(qǐng)說明理由.
【分析】(1)把點(diǎn)A、B的坐標(biāo)代入拋物線解析式,解方程組得到b、c的值,即可得解;
(2)求出點(diǎn)C的坐標(biāo),再利用待定系數(shù)法求出直線AC的解析式,再根據(jù)拋物線解析式設(shè)出點(diǎn)P的坐標(biāo),然后表示出PD的長度,再根據(jù)二次函數(shù)的最值問題解答;
(3)①∠APD是直角時(shí),點(diǎn)P與點(diǎn)B重合,②求出拋物線頂點(diǎn)坐標(biāo),然后判斷出點(diǎn)P為在拋物線頂點(diǎn)時(shí),∠PAD是直角,分別寫出點(diǎn)P的坐標(biāo)即可;
【解答】解:(1)∵拋物線y=x2+bx+c過點(diǎn)A(3,0),B(1,0),
∴,
解得,
∴拋物線解析式為y=x2﹣4x+3;
(2)令x=0,則y=3,
∴點(diǎn)C(0,3),
則直線AC的解析式為y=﹣x+3,
設(shè)點(diǎn)P(x,x2﹣4x+3),
∵PD∥y軸,
∴點(diǎn)D(x,﹣x+3),
∴PD=(﹣x+3)﹣(x2﹣4x+3)=﹣x2+3x=﹣(x﹣)2+,
∵a=﹣1<0,
∴當(dāng)x=時(shí),線段PD的長度有最大值;
(3)①∠APD是直角時(shí),點(diǎn)P與點(diǎn)B重合,
此時(shí),點(diǎn)P(1,0),
②∵y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,
∴拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)為(2,﹣1),
∵A(3,0),
∴點(diǎn)P為在拋物線頂點(diǎn)時(shí),∠PAD=45°+45°=90°,
此時(shí),點(diǎn)P(2,﹣1),
綜上所述,點(diǎn)P(1,0)或(2,﹣1)時(shí),△APD能構(gòu)成直角三角形.
18.(2023?山西模擬)綜合與實(shí)踐
如圖,拋物線y=與x軸交于點(diǎn)A,B(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),交y軸于點(diǎn)C.點(diǎn)D從點(diǎn)A出發(fā)以每秒1個(gè)單位長度的速度向點(diǎn)B運(yùn)動(dòng),點(diǎn)E同時(shí)從點(diǎn)B出發(fā)以相同的速度向點(diǎn)C運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t秒.
(1)求點(diǎn)A,B,C的坐標(biāo);
(2)求t為何值時(shí),△BDE是等腰三角形;
(3)在點(diǎn)D和點(diǎn)E的運(yùn)動(dòng)過程中,是否存在直線DE將△BOC的面積分成1:4兩份,若存在,直接寫出t的值;若不存在,請(qǐng)說明理由.
【分析】(1)令x=0和y=0,可得方程,解得可求點(diǎn)A,B,C的坐標(biāo);
(2)分三種情況討論,利用等腰三角形的性質(zhì)和銳角三角函數(shù)可求解;
(3)分兩種情況討論,利用銳角三角函數(shù)和三角形面積公式可求解.
【解答】解:(1)令y=0,可得0=x2﹣x﹣3,
解得:x1=﹣1,x2=4,
∴點(diǎn)A(﹣1,0),點(diǎn)B(4,0),
令x=0,可得y=﹣3,
∴點(diǎn)C(0,﹣3);
(2)∵點(diǎn)A(﹣1,0),點(diǎn)B(4,0),點(diǎn)C(0,﹣3),
∴AB=5,OB=4,OC=3,
∴BC===5,
當(dāng)BD=BE時(shí),則5﹣t=t,
∴t=,
當(dāng)BE=DE時(shí),如圖1,過點(diǎn)E作EH⊥BD于H,
∴DH=BH=BD=,
∵cs∠DBC=,
∴,
∴t=,
當(dāng)BD=DE時(shí),如圖2,過點(diǎn)D作DF⊥BE于F,
∴EF=BF=BE=t,
∵cs∠DBC=,
∴,
∴t=,
綜上所述:t的值為,和;
(3)∵S△BOC=BO×CO=6,
∴S△BOC=,S△BOC=,
如圖1,過點(diǎn)E作EH⊥BD于H,
∵sin∠DBC=,
∴,
∴HE=t,
當(dāng)S△BDE=S△BOC=時(shí),則(5﹣t)×t=,
∴t1=1,t2=4,
當(dāng)S△BDE=S△BOC=,時(shí),則(5﹣t)×t=,
∴t2﹣5t+16=0,
∴方程無解,
綜上所述:t的值為1或4.
19.(2023?雁塔區(qū)校級(jí)模擬)將拋物線C1:y=﹣x2+3沿x軸翻折,得拋物線C2.
(1)請(qǐng)求出拋物線C2的表達(dá)式;
(2)現(xiàn)將拋物線C1向左平移m個(gè)單位長度,平移后得到的新拋物線的頂點(diǎn)為M,與x軸的交點(diǎn)從左到右依次為A、B;將拋物線C2向右也平移m個(gè)單位長度,平移后得到的新拋物線的頂點(diǎn)為N,與x軸交點(diǎn)從左到右依次為D、E.在平移過程中,是否存在以點(diǎn)A,N,E,M為頂點(diǎn)的四邊形是矩形的情形?若存在,請(qǐng)求出此時(shí)m的值;若不存在,請(qǐng)說明理由.
【分析】(1)拋物線翻折前后頂點(diǎn)關(guān)于x軸對(duì)稱,頂點(diǎn)的縱坐標(biāo)為互為相反數(shù);
(2)連接AN,NE,EM,MA,M,N關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱可得OM=ON,A,E關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱可得OA=OE,判斷四邊形ANEM為平行四邊形;若AM2+ME2=AE2,解得m=,即可求解;
【解答】解:(1)∵拋物線C1:y=﹣x2+3的頂點(diǎn)為(0,3),
∴翻折后的拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)為(0,﹣3),
∴拋物線C2解析式為:y=x2﹣3;
(2)存在
連接AN,NE,EM,MA,
依題意可得:M(﹣m,3),N(m,﹣3),
∴M,N關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱,
∴OM=ON,
原C1、C2拋物線與x軸的兩個(gè)交點(diǎn)分別(﹣,0),(,0),
∴A(﹣﹣m,0),E(+m,0),
∴A,E關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱,
∴OA=OE,
∴四邊形ANEM為平行四邊形,
∴AM2=3+9=12,
ME2=(+m+m)2+32=4m2+4m+12,
AE2=(+m++m)2=4m2+8m+12,
若AM2+ME2=AE2,
∴12+4m2+4m+12=4m2+8m+12,
解得m=,
此時(shí)△AME是直角三角形,且∠AME=90°,
∴當(dāng)m=時(shí),以點(diǎn)A,N,E,M為頂點(diǎn)的四邊形是矩形.
20.(2023?清江浦區(qū)模擬)如圖1,矩形OBCD的邊OD,OB分別在x軸和y軸上,且B(0,8),D(10,0).點(diǎn)E是DC邊上一點(diǎn),將矩形OBCD沿過點(diǎn)O的射線OE折疊,使點(diǎn)D恰好落在BC邊上的點(diǎn)A處.
(1)若拋物線y=ax2+bx經(jīng)過點(diǎn)A,D,求此拋物線的解析式;
(2)若點(diǎn)M是(1)中拋物線對(duì)稱軸上的一點(diǎn),是否存在點(diǎn)M,使△AME為等腰三角形?若存在,直接寫出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,說明理由;
(3)如圖2,動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)O出發(fā)沿x軸正方向以每秒1個(gè)單位的速度向終點(diǎn)D運(yùn)動(dòng),動(dòng)點(diǎn)Q從點(diǎn)D出發(fā)沿折線D﹣C﹣A以同樣的速度運(yùn)動(dòng),兩點(diǎn)同時(shí)出發(fā),當(dāng)一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)時(shí),另一點(diǎn)也隨之停止,過動(dòng)點(diǎn)P作直線l⊥x軸,依次交射線OA,OE于點(diǎn)F,G,設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t(秒),△QFG的面積為S,求S與t的函數(shù)關(guān)系式,并直接寫出t的取值范圍.(t的取值應(yīng)保證△QFG的存在)
【分析】(1)設(shè)AE=DE=x,則CE=8﹣x,則x2=42+(8﹣x)2,則AE=DE=5,則點(diǎn)A的坐標(biāo)為(6,8),進(jìn)而求解;
(2)分AE=AM、AE=EM、AM=EM三種情況,分別求解即可;
(3)分0<t<8、8≤t<9、t=9、9<t≤10三種情況,分別求解函數(shù)表達(dá)式即可求解.
【解答】解:(1)∵四邊形OBCD是矩形,B(0,8),D(10,0),
∴BC=OD=10,DC=OB=8,∠OBC=∠C=90°,
由折疊可得:OA=OD=10,AE=DE,
∵∠OBC=90°,OB=8,OA=10,
∴AB=6,
∴AC=4,
設(shè)AE=DE=x,則CE=8﹣x,
∵∠C=90°,
∴x2=42+(8﹣x)2,
解得:x=5,
∴AE=DE=5,
∴點(diǎn)A的坐標(biāo)為(6,8),點(diǎn)E的坐標(biāo)為(10,5),
∵拋物線y=ax2+bx經(jīng)過點(diǎn)A(6,8),D(10,0),則,解得,
此拋物線的解析式為y=﹣x2+x;
(2)拋物線過O、D(10,0)兩點(diǎn),則其對(duì)稱軸為x=5,
設(shè)點(diǎn)M(5,m),而點(diǎn)A(6,8)、點(diǎn)E(10,5),
則AE2=16+9=25,AM2=1+(m﹣8)2,EM2=(m﹣5)2+25,
當(dāng)AE=AM時(shí),則25=1+(m﹣8)2,解得:m=8±2;
當(dāng)AE=EM時(shí),同理可得:m=5;
當(dāng)AM=EM時(shí),同理可得:m=;
故點(diǎn)M的坐標(biāo)為(5,8+2)或(5,8﹣2)或(5,5)或(5,2.5);
(3)設(shè)直線OA的解析式y(tǒng)=k1x,
∵點(diǎn)A的坐標(biāo)為(6,8),
∴6k1=8,解得:k1=,
直線OA的解析式y(tǒng)=x,
同理可得:直線OE的表達(dá)式為y=x,
∵OP=1×t=t,
∴P(t,0),
∵直線⊥x軸于點(diǎn)P、點(diǎn)F,
G是直線l與OA,OE的交點(diǎn),
∴點(diǎn)F、G的坐標(biāo)分別為(t,t)、(t,t),
則FG=t﹣t=t,
當(dāng)0<t<8時(shí),點(diǎn)Q在線段DC上,
過點(diǎn)Q作QS⊥直線l,垂足為S,如圖1,
則QS=PD=10﹣t,
∴S=×FG?QS=FG?PD=t(10﹣t)=﹣t2+t;
②當(dāng)8≤t<9時(shí),點(diǎn)Q在線段CA上,且在直線l的右側(cè),
設(shè)FG交AC于點(diǎn)N,如圖2,
則QN=CN﹣CQ=PD﹣CQ=(10t)﹣(t﹣8)=18﹣2t
∴S=FD?QN=t(18﹣2t)=﹣t2+t;
③當(dāng)t=9時(shí),QN=18﹣2t=0,點(diǎn)Q與點(diǎn)N重合,此時(shí)△QFG不存在,故舍去,
④當(dāng)9<t≤10時(shí),點(diǎn)Q在線段CA上,且在直線l的左側(cè),設(shè)FG交AC于點(diǎn)N,如圖3.
則QN=CQ﹣CN=CQ﹣PD=(10﹣t)=2t﹣18,
S=FG?QN=t(2t﹣18)=t2﹣t;
綜上所述:S=.
21.(2023?濟(jì)寧三模)如圖,直線y=﹣2x+4交x軸于點(diǎn)A,交y軸于點(diǎn)B,拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)經(jīng)過點(diǎn)A、E,點(diǎn)E的坐標(biāo)是(5,3),拋物線交x軸于另一點(diǎn)C(6,0).
(1)求拋物線的解析式.
(2)設(shè)拋物線的頂點(diǎn)為D,連接BD,AD,CD,動(dòng)點(diǎn)P在BD上以每秒2個(gè)單位長度的速度由點(diǎn)B向點(diǎn)D運(yùn)動(dòng),同時(shí)動(dòng)點(diǎn)Q在線段CA上以每秒3個(gè)單位長度的速度由點(diǎn)C向點(diǎn)A運(yùn)動(dòng),當(dāng)其中一個(gè)點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng)時(shí),另一個(gè)點(diǎn)也隨之停止運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒,PQ交線段AD于點(diǎn)H.
①當(dāng)∠DPH=∠CAD時(shí),求t的值;
②過點(diǎn)H作HM⊥BD,垂足為點(diǎn)M,過點(diǎn)P作PN⊥BD交線段AB或AD于點(diǎn)N.在點(diǎn)P、Q的運(yùn)動(dòng)過程中,是否存在以點(diǎn)P,N,H,M為頂點(diǎn)的四邊形是矩形?若存在,求出t的值;若不存在,請(qǐng)說明理由.
【分析】(1)先由直線解析式求得點(diǎn)A、B坐標(biāo),根據(jù)兩點(diǎn)式設(shè)拋物線解析式,將點(diǎn)E坐標(biāo)代入拋物線解析式求得a的值,從而得出答案;
(2)①由點(diǎn)A,點(diǎn)B,點(diǎn)C,點(diǎn)D坐標(biāo)可求AD=CD,BD∥OC,可證四邊形PDQC是平行四邊形,可得PD=CQ,即3t=4﹣2t,解之即可;
②分點(diǎn)N在AB上和點(diǎn)N在AD上兩種情況分別求解.
【解答】解:(1)在直線y=﹣2x+4中,
令x=0時(shí),y=4,
∴點(diǎn)B坐標(biāo)(0,4),
令y=0時(shí),得:﹣2x+4=0,
解得:x=2,
∴點(diǎn)A(2,0),
∵拋物線經(jīng)過點(diǎn)A(2,0),C(6,0),E(5,3),
∴可設(shè)拋物線解析式為y=a(x﹣2)(x﹣6),
將E(5,3)代入,得:3=a×(5﹣2)×(5﹣6),
解得:a=﹣1,
∴拋物線解析式為:y=﹣(x﹣2)(x﹣6)=﹣x2+8x﹣12;
(2)①∵拋物線解析式為:y=﹣x2+8x﹣12=﹣(x﹣4)2+4,
∴頂點(diǎn)D(4,4),
∵點(diǎn)B坐標(biāo)(0,4),
∴BD∥OC,BD=4,
∵y=﹣x2+8x﹣12與x軸交于點(diǎn)A,點(diǎn)C,
∴令y=0,得0=﹣x2+8x﹣12,
解得:x1=6,x2=2,
∴點(diǎn)C(6,0),點(diǎn)A(2,0),
∴AC=4,
∵點(diǎn)D(4,4),點(diǎn)C(6,0),點(diǎn)A(2,0),
∴AD=CD=2,
∴∠DAC=∠DCA,
∵BD∥AC,
∴∠DPH=∠PQA,
且∠DPH=∠DAC,
∴∠PQA=∠DAC,
∴PQ∥DC,且BD∥AC,
∴四邊形PDCQ是平行四邊形,
∴PD=QC,
∴4﹣2t=3t,
∴t=;
②存在以點(diǎn)P,N,H,M為頂點(diǎn)的四邊形是矩形,此時(shí)t=1﹣.
如圖,若點(diǎn)N在AB上時(shí),即0≤t≤1,
∵BD∥OC,
∴∠DBA=∠OAB,
∵點(diǎn)B坐標(biāo)(0,4),A(2,0),點(diǎn)D(4,4),
∴AB=AD=2,OA=2,OB=4,
∴∠ABD=∠ADB,
∴tan∠OAB===tan∠DBA=,
∴PN=2BP=4t,
∴MH=PN=4t,
∵tan∠ADB=tan∠ABD==2,
∴MD=2t,
∴DH==2t,
∴AH=AD﹣DH=2﹣2t,
∵BD∥OC,
∴=,
∴=,
∴5t2﹣10t+4=0,
∴t1=1+(舍去),t2=1﹣;
若點(diǎn)N在AD上,即1<t≤,
∵PN=MH,
∴點(diǎn)H、N重合,此時(shí)以點(diǎn)P,N,H,M為頂點(diǎn)的矩形不存在,
綜上所述:當(dāng)以點(diǎn)P,N,H,M為頂點(diǎn)的四邊形是矩形時(shí),t的值為1﹣.
22.(2023?望花區(qū)模擬)如圖1,已知拋物線y=ax2+x+c與x軸交于A、B兩點(diǎn),與y軸交于C點(diǎn),且點(diǎn)A的坐標(biāo)為(﹣1,0)、點(diǎn)C的坐標(biāo)為(0,3).
(1)請(qǐng)寫出該拋物線的函數(shù)表達(dá)式和點(diǎn)B的坐標(biāo);
(2)如圖2,有兩動(dòng)點(diǎn)D、E在△COB的邊上運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)速度均為每秒5個(gè)單位長度,它們分別從點(diǎn)C和點(diǎn)B同時(shí)出發(fā),點(diǎn)D沿折線COB按C→O→B方向向終點(diǎn)B運(yùn)動(dòng),點(diǎn)E沿線段BC按B→C方向向終點(diǎn)C運(yùn)動(dòng),當(dāng)其中一個(gè)點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)時(shí),另一個(gè)點(diǎn)也隨之停止運(yùn)動(dòng).設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒,請(qǐng)解答下列問題:
①當(dāng)t為何值時(shí),△BDE的面積等于;
②在點(diǎn)D、E運(yùn)動(dòng)過程中,該拋物線上存在點(diǎn)F,使得依次連接AD、DF、FE、EA得到的四邊形ADFE是平行四邊形,請(qǐng)直接寫出所有符合條件的點(diǎn)F的坐標(biāo).
【分析】(1)把A、C兩點(diǎn)代入拋物線y=ax2+x+c解析式,即可得表達(dá)式.令y=0,得B點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)①在△OBC中,BC<OC+OB,當(dāng)動(dòng)點(diǎn)E運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)C時(shí),另一個(gè)動(dòng)點(diǎn)D也停止運(yùn)動(dòng),由勾股定理得BC=5,當(dāng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒時(shí),BE=5t,過點(diǎn)E作EN⊥x軸,垂足為N,根據(jù)相似三角形的判定得△BEN∽△BCO,根據(jù)相似三角形的性質(zhì)得,點(diǎn)E的坐標(biāo)為(4﹣4t,3t),分兩種情形討論:Ⅰ、當(dāng)點(diǎn)D在線段CO上運(yùn)動(dòng)時(shí),0<t≤,此時(shí)CD=5t,點(diǎn)D的坐標(biāo)為(0,3﹣5t),S△BDE=S△BOC﹣S△CDE﹣S△BOD,由S△BDE=,即可求解;Ⅱ、如圖,當(dāng)點(diǎn)D在線段OB上運(yùn)動(dòng)時(shí),<t≤1,BD=7﹣5t,S△BDE=BD?EN=,解方程即可求解;
②根據(jù)平行四邊形ADFE的性質(zhì)得出坐標(biāo).
【解答】解:(1)∵拋物線y=ax2+x+c經(jīng)過A(﹣1,0),C(0,3)兩點(diǎn),
∴,
解得,
∴該拋物線的函數(shù)表達(dá)式為y=﹣x2+x+3;
∵拋物線y=﹣x2+x+3,令y=0,
解得:x1=﹣1,x2=4,
∴B點(diǎn)的坐標(biāo)為(4,0);
(2)①∵在△OBC中,BC<OC+OB,
∴當(dāng)動(dòng)點(diǎn)E運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)C時(shí),另一個(gè)動(dòng)點(diǎn)D也停止運(yùn)動(dòng),
∵OC=3,OB=4,
∴在Rt△OBC中,BC==5,
∴0<t≤1,
當(dāng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒時(shí),BE=CD=5t,
如圖,
過點(diǎn)E作EN⊥x軸,垂足為N,
則△BEN∽△BCO,
∴=t,
∴BN=4t,EN=3t,
∴點(diǎn)E的坐標(biāo)為(4﹣4t,3t),
下面分兩種情形討論:
Ⅰ、當(dāng)點(diǎn)D在線段CO上運(yùn)動(dòng)時(shí),0<t≤,
此時(shí)CD=5t,點(diǎn)D的坐標(biāo)為(0,3﹣5t),
∴S△BDE=S△BOC﹣S△CDE﹣S△BOD
=BO?CO﹣CD?|xE|﹣OB?OD
=×4×3﹣×5t×(4﹣4t)﹣×4×(3﹣5t)
=10t2,
當(dāng)S△BDE=時(shí),10t2=,
解得t1=﹣(舍去),t2=,
∴t=;
Ⅱ、如圖,當(dāng)點(diǎn)D在線段OB上運(yùn)動(dòng)時(shí),<t≤1,BD=7﹣5t,
∴S△BDE=BD?EN=×(7﹣5t)×3t=,
解得(不合題意,舍去),.
綜上所述,當(dāng)或時(shí),△BDE的面積等于;
②當(dāng)點(diǎn)D在線段OC上,過點(diǎn)E作EH∥x軸,過點(diǎn)F作FH⊥EH于H,
∵四邊形ADFE是平行四邊形,
∴AD=EF,AD∥EF,
∴∠ADF+∠DFE=180°,
∵CO∥FH,
∴∠ODF+∠DFH=180°,
∴∠ADO=∠EFH,
又∵∠AOD=∠EHF,
∴△ADO≌△EFH(AAS),
∴AO=EH=1,F(xiàn)H=DO=3﹣5t,
∵點(diǎn)E的坐標(biāo)為(4﹣4t,3t),
∴點(diǎn)F(5﹣4t,3t+3﹣5t),
∴3t+3﹣5t=﹣(5﹣4t)2+(5﹣4t)+3,
解得:t1=,t2=(不合題意舍去),
∴F坐標(biāo)為(,);
當(dāng)點(diǎn)D在線段OB上,過點(diǎn)E作EQ⊥AB于Q,過點(diǎn)F作FM⊥AB于M,
∵四邊形ADFE是平行四邊形,
∴AD=EF,AD∥EF,
∴∠EAQ=∠FDM,
又∵∠AQE=∠DMF=90°,
∴△AEQ≌△DFM(AAS),
∴DM=AQ,EQ=FM,EF=AD=4﹣(7﹣5t)+1=5t﹣2,
∵點(diǎn)E的坐標(biāo)為(4﹣4t,3t),
∴點(diǎn)F(2+t,3t),
∴3t=﹣(2+t)2+(2+t)+3,
解得:t3=﹣6(不合題意舍去),t4=1,
∴F坐標(biāo)為(3,3).
綜上所述:F的坐標(biāo)為(3,3)或(,).

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