函數(shù)中因動(dòng)點(diǎn)產(chǎn)生的相似三角形問(wèn)題一般有三個(gè)解題途徑
① 求相似三角形的第三個(gè)頂點(diǎn)時(shí),先要分析已知三角形的邊和角的特點(diǎn),進(jìn)而得出已知三角形是否為特殊三角形。根據(jù)未知三角形中已知邊與已知三角形的可能對(duì)應(yīng)邊分類討論。
②或利用已知三角形中對(duì)應(yīng)角,在未知三角形中利用勾股定理、三角函數(shù)、對(duì)稱、旋轉(zhuǎn)等知識(shí)來(lái)推導(dǎo)邊的大小。
③若兩個(gè)三角形的各邊均未給出,則應(yīng)先設(shè)所求點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)而用函數(shù)解析式來(lái)表示各邊的長(zhǎng)度,之后利用相似來(lái)列方程求解。

相似三角形常見(jiàn)的判定方法:
(1)平行線法:平行于三角形的一邊的直線與其他兩邊相交,所構(gòu)成的三角形與原三角形相似;
這是判定三角形相似的一種基本方法.相似的基本圖形可分別記為“A”型和“X”型,如圖所示在應(yīng)用時(shí)要善于從復(fù)雜的圖形中抽象出這些基本圖形.
(2)三邊法:三組對(duì)應(yīng)邊的比相等的兩個(gè)三角形相似;
(3)兩邊及其夾角法:兩組對(duì)應(yīng)邊的比相等且?jiàn)A角對(duì)應(yīng)相等的兩個(gè)三角形相似;
(4)兩角法:有兩組角對(duì)應(yīng)相等的兩個(gè)三角形相似.
判定定理“兩邊及其夾角法”是常用的解題依據(jù),一般分三步:尋找一組等角,分兩種情況列比例方程,解方程并檢驗(yàn).
如果已知∠A=∠D,探求△ABC與△DEF相似,只要把夾∠A和∠D的兩邊表示出來(lái),按照對(duì)應(yīng)邊成比例,分和兩種情況列方程.
應(yīng)用判定定理“兩角法”解題,先尋找一組等角,再分兩種情況討論另外兩組對(duì)應(yīng)角相等.
應(yīng)用判定定理“三邊法”解題不多見(jiàn),根據(jù)三邊對(duì)應(yīng)成比例列連比式解方程(組).
還有一種情況,討論兩個(gè)直角三角形相似,如果一組銳角相等,其中一個(gè)直角三角形的銳角三角比是確定的,那么就轉(zhuǎn)化為討論另一個(gè)三角形是直角三角形的問(wèn)題.
【例1】 (2023?貴港)如圖,已知拋物線y=﹣x2+bx+c經(jīng)過(guò)A(0,3)和B(,﹣)兩點(diǎn),直線AB與x軸相交于點(diǎn)C,P是直線AB上方的拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),PD⊥x軸交AB于點(diǎn)D.
(1)求該拋物線的表達(dá)式;
(2)若PE∥x軸交AB于點(diǎn)E,求PD+PE的最大值;
(3)若以A,P,D為頂點(diǎn)的三角形與△AOC相似,請(qǐng)直接寫出所有滿足條件的點(diǎn)P,點(diǎn)D的坐標(biāo).
【例2】. (2023?衡陽(yáng))如圖,已知拋物線y=x2﹣x﹣2交x軸于A、B兩點(diǎn),將該拋物線位于x軸下方的部分沿x軸翻折,其余部分不變,得到的新圖象記為“圖象W”,圖象W交y軸于點(diǎn)C.
(1)寫出圖象W位于線段AB上方部分對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式;
(2)若直線y=﹣x+b與圖象W有三個(gè)交點(diǎn),請(qǐng)結(jié)合圖象,直接寫出b的值;
(3)P為x軸正半軸上一動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作PM∥y軸交直線BC于點(diǎn)M,交圖象W于點(diǎn)N,是否存在這樣的點(diǎn)P,使△CMN與△OBC相似?若存在,求出所有符合條件的點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【例3】. (2023?桂林)如圖,拋物線y=﹣x2+3x+4與x軸交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A位于點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸交于C點(diǎn),拋物線的對(duì)稱軸l與x軸交于點(diǎn)N,長(zhǎng)為1的線段PQ(點(diǎn)P位于點(diǎn)Q的上方)在x軸上方的拋物線對(duì)稱軸上運(yùn)動(dòng).
(1)直接寫出A,B,C三點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)求CP+PQ+QB的最小值;
(3)過(guò)點(diǎn)P作PM⊥y軸于點(diǎn)M,當(dāng)△CPM和△QBN相似時(shí),求點(diǎn)Q的坐標(biāo).
【例4】 (2023?玉林)如圖,已知拋物線:y=﹣2x2+bx+c與x軸交于點(diǎn)A,B(2,0)(A在B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C,對(duì)稱軸是直線x=,P是第一象限內(nèi)拋物線上的任一點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式;
(2)若點(diǎn)D為線段OC的中點(diǎn),則△POD能否是等邊三角形?請(qǐng)說(shuō)明理由;
(3)過(guò)點(diǎn)P作x軸的垂線與線段BC交于點(diǎn)M,垂足為點(diǎn)H,若以P,M,C為頂點(diǎn)的三角形與△BMH相似,求點(diǎn)P的坐標(biāo).
1. (2023秋?興城市期末)如圖,拋物線y=ax2+bx+4經(jīng)過(guò)A(4,0),B(﹣1,0)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,D為第一象限拋物線上的動(dòng)點(diǎn),連接AC,BC,DA,DB,DB與AC相交于點(diǎn)E.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖1,設(shè)△ADE的面積為S1,△BCE的面積為S2,當(dāng)S1=S2+5時(shí),求點(diǎn)D的坐標(biāo);
(3)如圖2,過(guò)點(diǎn)C作CF∥x軸,點(diǎn)M是直線CF上的一點(diǎn),MN⊥CF交拋物線于點(diǎn)N,是否存在以C,M,N為頂點(diǎn)的三角形與△BCO相似?若存在,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)M的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
2. (2023秋?郴州期末)已知拋物線y=x2﹣3x+與x軸交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左邊).
(1)求A,B兩點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)如圖1,若點(diǎn)D是拋物線上在第四象限的點(diǎn),連接DA并延長(zhǎng),交y軸于點(diǎn)P,過(guò)點(diǎn)D作DE⊥x軸于點(diǎn)E.當(dāng)△APO與△ADE的面積比為=時(shí).求點(diǎn)D的坐標(biāo);
(3)如圖2,拋物線與y軸相交于點(diǎn)F.若點(diǎn)Q是線段OF上的動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)Q作與x軸平行的直線交拋物線于M,N兩點(diǎn)(點(diǎn)M在點(diǎn)N的左邊).請(qǐng)問(wèn)是否存在以Q,A,M為頂點(diǎn)的三角形與△QNA相似?若存在,求出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
3. (2023秋?長(zhǎng)垣市期末)如圖1,拋物線y=x2+bx+c與x軸、y軸分別交于點(diǎn)B(6,0)和點(diǎn)C(0,﹣3).
(1)求拋物線的解析式;
(2)點(diǎn)P是直線BC下方拋物線上一動(dòng)點(diǎn),其橫坐標(biāo)為m,連接PB、PC,當(dāng)△PBC的面積為時(shí),求m值;
(3)如圖2,點(diǎn)M是線段OB上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)M作x軸的垂線l分別與直線BC和拋物線交于D,E兩點(diǎn),是否存在以C,D,E為頂點(diǎn)的三角形與△BDM相似,若存在,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
4. (2023秋?鄒城市期末)如圖,已知拋物線y=x2+2x的頂點(diǎn)為A,直線y=x+2與拋物線交于B,C兩點(diǎn).
(1)求A,B,C三點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)作CD⊥x軸于點(diǎn)D,求證:△ODC∽△ABC;
(3)若點(diǎn)P為拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作PM⊥x軸于點(diǎn)M,則是否還存在除C點(diǎn)外的其他位置的點(diǎn),使以O(shè),P,M為頂點(diǎn)的三角形與△ABC相似?若存在,請(qǐng)求出這樣的P點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
5. (2023秋?攸縣期末)如圖,已知直線y=﹣2x+4分別交x軸、y軸于點(diǎn)A、B,拋物線過(guò)A,B兩點(diǎn),點(diǎn)P是線段AB上一動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作PC⊥x軸于點(diǎn)C,交拋物線于點(diǎn)D.
(1)若拋物線的解析式為y=﹣2x2+2x+4,設(shè)其頂點(diǎn)為M,其對(duì)稱軸交AB于點(diǎn)N.
①求點(diǎn)M和點(diǎn)N的坐標(biāo);
②在拋物線的對(duì)稱軸上找一點(diǎn)Q,使|AQ﹣BQ|的值最大,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)Q的坐標(biāo);
③是否存在點(diǎn)P,使四邊形MNPD為菱形?并說(shuō)明理由;
(2)當(dāng)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為1時(shí),是否存在這樣的拋物線,使得以B、P、D為頂點(diǎn)的三角形與△AOB相似?若存在,求出滿足條件的拋物線的解析式;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
6. (2023?禹城市模擬)如圖,拋物線經(jīng)過(guò)A(4,0),B(1,0),C(0,﹣2)三點(diǎn).
(1)求出拋物線的解析式;
(2)P是拋物線在第一象限上的一動(dòng)點(diǎn),過(guò)P作PM⊥x軸,垂足為M,是否存在P點(diǎn),使得以A,P,M為頂點(diǎn)的三角形與△OAC相似?若存在,請(qǐng)求出符合條件的點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由;
(3)若拋物線上有一點(diǎn)D(點(diǎn)D位于直線AC的上方且不與點(diǎn)B重合)使得S△DCA=S△ABC,直接寫出點(diǎn)D的坐標(biāo).
7. (2023?祥云縣模擬)如圖,已知拋物線y=ax2+bx+c過(guò)點(diǎn)A(﹣1,0),B(3,0),交y軸于點(diǎn)C(0,3),點(diǎn)M是該拋物線上第一象限內(nèi)的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),ME垂直x軸于點(diǎn)E,交線段BC于點(diǎn)D,MN∥x軸,交y軸于點(diǎn)N.
(1)求拋物線y=ax2+bx+c的表達(dá)式;
(2)若四邊形MNOE是正方形,求該正方形的邊長(zhǎng);
(3)連結(jié)OD,AC,拋物線上是否存在點(diǎn)M,使得以C,O,D為頂點(diǎn)的三角形與△ABC相似,若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)M的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
8. (2023?松江區(qū)校級(jí)模擬)如圖,拋物線y=x2﹣bx+c過(guò)點(diǎn)B(3,0),C(0,﹣3),D為拋物線的頂點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式以及頂點(diǎn)坐標(biāo);
(2)連接BC,CD,DB,求∠CBD的正切值;
(3)點(diǎn)C關(guān)于拋物線y=x2﹣bx+c對(duì)稱軸的對(duì)稱點(diǎn)為E點(diǎn),連接BE,直線BE與對(duì)稱軸交于點(diǎn)M,在(2)的條件下,點(diǎn)P是拋物線對(duì)稱軸上的一點(diǎn),是否存在點(diǎn)P使△CDB和△BMP相似,若存在,求點(diǎn)P坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
9. (2023?平江縣一模)如圖,拋物線y=ax2+bx+8與x軸交于A(﹣2,0)和點(diǎn)B(8,0),與y軸交于點(diǎn)C,頂點(diǎn)為D,連接AC,BC,BC與拋物線的對(duì)稱軸l交于點(diǎn)E.
(1)求該拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)點(diǎn)P是第一象限內(nèi)拋物線上的動(dòng)點(diǎn),連接PB,PC,設(shè)四邊形PBOC和△AOC的面積分別為S四邊形PBOC和S△AOC,記S=S四邊形PBOC﹣S△AOC,求S最大值點(diǎn)P的坐標(biāo)及S的最大值;
(3)點(diǎn)N是對(duì)稱軸l右側(cè)拋物線上的動(dòng)點(diǎn),在射線ED上是否存在點(diǎn)M,使得以點(diǎn)M,N,E為頂點(diǎn)的三角形與△BOC相似?若存在,求點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
10. (2023?萊州市一模)如圖①,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=x2+c經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(4,3),頂點(diǎn)為點(diǎn)B,點(diǎn)P為拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),l是過(guò)點(diǎn)(0,﹣2)且垂直于y軸的直線,連接PO.
(1)求拋物線的表達(dá)式,并求出頂點(diǎn)B的坐標(biāo);
(2)試證明:經(jīng)過(guò)點(diǎn)O的⊙P與直線l相切;
(3)如圖②,已知點(diǎn)C的坐標(biāo)為(1,2),是否存在點(diǎn)P,使得以點(diǎn)P,O及(2)中的切點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形與△ABC相似?若存在,求出P點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
11. (2023?鞏義市模擬)已知,二次函數(shù)y=ax2+bx﹣3 的圖象與x軸交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左邊),與y軸交于C點(diǎn),點(diǎn)A的坐標(biāo)為(﹣1,0),且 OB=OC.
(1)求二次函數(shù)的解析式;
(2)當(dāng)0≤x≤4 時(shí),求二次函數(shù)的最大值和最小值分別為多少?
(3)設(shè)點(diǎn)C'與點(diǎn)C關(guān)于該拋物線的對(duì)稱軸對(duì)稱.在y軸上是否存在點(diǎn)P,使△PCC'與△POB相似,且PC與PO是對(duì)應(yīng)邊?若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
12. (2023?澄邁縣模擬)在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(﹣2,0),B(﹣3,3)及原點(diǎn)O,頂點(diǎn)為C.
(1)求該拋物線的函數(shù)表達(dá)式及頂點(diǎn)C的坐標(biāo);
(2)設(shè)該拋物線上一動(dòng)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為t.
①在圖1中,當(dāng)﹣3<t<0時(shí),求△PBO的面積S與t的函數(shù)關(guān)系式,并求S的最大值;
②在圖2中,若點(diǎn)P在該拋物線上,點(diǎn)E在該拋物線的對(duì)稱軸上,且以A,O,P,E為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,求點(diǎn)P的坐標(biāo);
③在圖3中,若P是y軸左側(cè)該拋物線上的動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作PM⊥x軸,垂足為M,是否存在點(diǎn)P使得以點(diǎn)P,M,A為頂點(diǎn)的三角形與△BOC相似?若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
13. (2023?豐南區(qū)二模)如圖①、②,在平面直角坐標(biāo)系中,一邊長(zhǎng)為2的等邊三角板CDE恰好與坐標(biāo)系中的△OAB重合,現(xiàn)將三角板CDE繞邊AB的中點(diǎn)G(G點(diǎn)也是DE的中點(diǎn)),按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)180°到△C′ED的位置.
(1)直接寫出C′的坐標(biāo),并求經(jīng)過(guò)O、A、C′三點(diǎn)的拋物線的解析式;
(2)點(diǎn)P在第四象限的拋物線上,求△C′OP的最大面積;
(3)如圖③,⊙G是以AB為直徑的圓,過(guò)B點(diǎn)作⊙G的切線與x軸相交于點(diǎn)F,拋物線上是否存在一點(diǎn)M,使得△BOF與△AOM相似?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
14. (2023?萊蕪區(qū)三模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,一次函數(shù)y=﹣x+3的圖象與x軸交于點(diǎn)A,與y軸交于點(diǎn)B,二次函數(shù)y=x2+bx+c的圖象經(jīng)過(guò)A和點(diǎn)C(0,﹣3).
(1)求二次函數(shù)的表達(dá)式;
(2)如圖1,平移線段AC,點(diǎn)A的對(duì)應(yīng)點(diǎn)D落在二次函數(shù)在第一象限的圖象上,點(diǎn)C的對(duì)應(yīng)點(diǎn)E落在直線AB上,直接寫出四邊形ACED的形狀,并求出此時(shí)點(diǎn)D的坐標(biāo);
(3)如圖2,在(2)的條件下,連接CD,交x軸于點(diǎn)M,點(diǎn)P為直線CD下方拋物線上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作PF⊥x軸,交CD于點(diǎn)F,連接PC,是否存在點(diǎn)P,使得以點(diǎn)P,C,F(xiàn)為頂點(diǎn)的三角形與△COM相似?若存在,求出線段FP的長(zhǎng)度;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
15. (2023?臨清市三模)如圖,拋物線y=﹣x2+bx+c的頂點(diǎn)D坐標(biāo)為(1,4),且與x軸相交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè),與y軸相交于點(diǎn)C,點(diǎn)E在x軸上方且在對(duì)稱軸左側(cè)的拋物線上運(yùn)動(dòng),點(diǎn)F在拋物線上并且和點(diǎn)E關(guān)于拋物線的對(duì)稱軸對(duì)稱,作矩形EFGH,其中點(diǎn)G,H都在x軸上.
(1)求拋物線解析式;
(2)設(shè)點(diǎn)F橫坐標(biāo)為m,
①用含有m的代數(shù)式表示點(diǎn)E的橫坐標(biāo)為 (直接填空);
②當(dāng)矩形EFGH為正方形時(shí),求點(diǎn)G的坐標(biāo);
③連接AD,當(dāng)EG與AD垂直時(shí),求點(diǎn)G的坐標(biāo);
(3)過(guò)頂點(diǎn)D作DM⊥x軸于點(diǎn)M,過(guò)點(diǎn)F作FP⊥AD于點(diǎn)P,直接寫出△DFP與△DAM相似時(shí),點(diǎn)F的坐標(biāo).
16. (2023?成都模擬)如圖①,已知拋物線y=﹣(x﹣1)2+k交x軸于A,B兩點(diǎn),交y軸于點(diǎn)C,P是拋物線上的動(dòng)點(diǎn),且滿足OB=3OA.
(1)求拋物線的解析式;
(2)若點(diǎn)P在第一象限,直線y=x+b經(jīng)過(guò)點(diǎn)P且與直線BC交于點(diǎn)E,設(shè)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為t,當(dāng)線段PE的長(zhǎng)度隨著t的增大而減小時(shí),求t的取值范圍;
(3)如圖②,過(guò)點(diǎn)A作BC的平行線m,與拋物線交于另一點(diǎn)D.點(diǎn)P在直線m上方,點(diǎn)Q在線段AD上,若△CPQ與△AOC相似,且點(diǎn)P與點(diǎn)O是對(duì)應(yīng)點(diǎn),求點(diǎn)P的坐標(biāo).
17. (2023?東莞市校級(jí)一模)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知拋物線y=﹣x2+2kx+2k2+1與x軸的左交點(diǎn)為A,右交點(diǎn)為B,與y軸的交點(diǎn)為C,對(duì)稱軸為直線l,對(duì)于拋物線上的兩點(diǎn)(x1,y1),(x2,y2)(x1<k<x2),當(dāng)x1+x2=2時(shí),y1﹣y2=0恒成立.
(1)求該拋物線的解析式;
(2)點(diǎn)M是第二象限內(nèi)直線AC上方的拋物線上的一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)M作MN⊥AC于點(diǎn)N,求線段MN的最大值,并求出此時(shí)點(diǎn)M的坐標(biāo);
(3)點(diǎn)P是直線l右側(cè)拋物線上的一點(diǎn),PQ⊥l于點(diǎn)Q,AP交直線l于點(diǎn)F,是否存在這樣的點(diǎn)P,使△PQF與△ACO相似?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)P的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
18. (2023?碑林區(qū)校級(jí)模擬)如圖,Rt△ABC中,∠ACB=90°,AB=8,AC=4,以AB所在直線為x軸建立平面直角坐標(biāo)系,若C(0,2).
(1)請(qǐng)直接寫出A、B的坐標(biāo);
(2)求經(jīng)過(guò)A、B、C三點(diǎn)的拋物線表達(dá)式;
(3)l為拋物線對(duì)稱軸,P是直線l右側(cè)拋物線上的點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作l的垂線,垂足為D,E是l上的點(diǎn).要使以P、D、E為頂點(diǎn)的三角形與△ABC全等,求滿足條件的點(diǎn)P,點(diǎn)E的坐標(biāo).
挑戰(zhàn)2023年中考數(shù)學(xué)壓軸題之學(xué)霸秘笈大揭秘
專題4二次函數(shù)與相似問(wèn)題
函數(shù)中因動(dòng)點(diǎn)產(chǎn)生的相似三角形問(wèn)題一般有三個(gè)解題途徑
① 求相似三角形的第三個(gè)頂點(diǎn)時(shí),先要分析已知三角形的邊和角的特點(diǎn),進(jìn)而得出已知三角形是否為特殊三角形。根據(jù)未知三角形中已知邊與已知三角形的可能對(duì)應(yīng)邊分類討論。
②或利用已知三角形中對(duì)應(yīng)角,在未知三角形中利用勾股定理、三角函數(shù)、對(duì)稱、旋轉(zhuǎn)等知識(shí)來(lái)推導(dǎo)邊的大小。
③若兩個(gè)三角形的各邊均未給出,則應(yīng)先設(shè)所求點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)而用函數(shù)解析式來(lái)表示各邊的長(zhǎng)度,之后利用相似來(lái)列方程求解。

相似三角形常見(jiàn)的判定方法:
(1)平行線法:平行于三角形的一邊的直線與其他兩邊相交,所構(gòu)成的三角形與原三角形相似;
這是判定三角形相似的一種基本方法.相似的基本圖形可分別記為“A”型和“X”型,如圖所示在應(yīng)用時(shí)要善于從復(fù)雜的圖形中抽象出這些基本圖形.
(2)三邊法:三組對(duì)應(yīng)邊的比相等的兩個(gè)三角形相似;
(3)兩邊及其夾角法:兩組對(duì)應(yīng)邊的比相等且?jiàn)A角對(duì)應(yīng)相等的兩個(gè)三角形相似;
(4)兩角法:有兩組角對(duì)應(yīng)相等的兩個(gè)三角形相似.
判定定理“兩邊及其夾角法”是常用的解題依據(jù),一般分三步:尋找一組等角,分兩種情況列比例方程,解方程并檢驗(yàn).
如果已知∠A=∠D,探求△ABC與△DEF相似,只要把夾∠A和∠D的兩邊表示出來(lái),按照對(duì)應(yīng)邊成比例,分和兩種情況列方程.
應(yīng)用判定定理“兩角法”解題,先尋找一組等角,再分兩種情況討論另外兩組對(duì)應(yīng)角相等.
應(yīng)用判定定理“三邊法”解題不多見(jiàn),根據(jù)三邊對(duì)應(yīng)成比例列連比式解方程(組).
還有一種情況,討論兩個(gè)直角三角形相似,如果一組銳角相等,其中一個(gè)直角三角形的銳角三角比是確定的,那么就轉(zhuǎn)化為討論另一個(gè)三角形是直角三角形的問(wèn)題.
【例1】 (2023?貴港)如圖,已知拋物線y=﹣x2+bx+c經(jīng)過(guò)A(0,3)和B(,﹣)兩點(diǎn),直線AB與x軸相交于點(diǎn)C,P是直線AB上方的拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),PD⊥x軸交AB于點(diǎn)D.
(1)求該拋物線的表達(dá)式;
(2)若PE∥x軸交AB于點(diǎn)E,求PD+PE的最大值;
(3)若以A,P,D為頂點(diǎn)的三角形與△AOC相似,請(qǐng)直接寫出所有滿足條件的點(diǎn)P,點(diǎn)D的坐標(biāo).
【分析】(1)直接利用待定系數(shù)法,即可求出解析式;
(2)先求出點(diǎn)C的坐標(biāo),然后證明Rt△DPE∽R(shí)t△AOC,再由二次函數(shù)的最值性質(zhì),求出答案;
(3)根據(jù)題意,可分為兩種情況進(jìn)行分析:當(dāng)△AOC∽△APD時(shí);當(dāng)△AOC∽△DAP時(shí);分別求出兩種情況的點(diǎn)的坐標(biāo),即可得到答案.
【解析】(1)將A(0,3)和B(,﹣)代入y=﹣x2+bx+c,
,
解得,
∴該拋物線的解析式為y=﹣x2+2x+3;
(2)設(shè)直線AB的解析式為y=kx+n,把A(0,3)和B(,﹣)代入,

解得,
∴直線AB的解析式為y=﹣x+3,
當(dāng)y=0時(shí),﹣x+3=0,
解得:x=2,
∴C點(diǎn)坐標(biāo)為(2,0),
∵PD⊥x軸,PE∥x軸,
∴∠ACO=∠DEP,
∴Rt△DPE∽R(shí)t△AOC,
∴,
∴PE=PD,
∴PD+PE=PD,
設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(a,﹣a2+2a+3),則D點(diǎn)坐標(biāo)為(a,﹣a+3),
∴PD=(﹣a2+2a+3)﹣(﹣a+3)=﹣(a﹣)2+,
∴PD+PE=﹣(a﹣)2+,
∵﹣<0,
∴當(dāng)a=時(shí),PD+PE有最大值為;
(3)①當(dāng)△AOC∽△APD時(shí),
∵PD⊥x軸,∠DPA=90°,
∴點(diǎn)P縱坐標(biāo)是3,橫坐標(biāo)x>0,
即﹣x2+2x+3=3,解得x=2,
∴點(diǎn)D的坐標(biāo)為(2,0);
∵PD⊥x軸,
∴點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為2,
∴點(diǎn)P的縱坐標(biāo)為:y=﹣22+2×2+3=3,
∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,3),點(diǎn)D的坐標(biāo)為(2,0);
②當(dāng)△AOC∽△DAP時(shí),
此時(shí)∠APG=∠ACO,
過(guò)點(diǎn)A作AG⊥PD于點(diǎn)G,
∴△APG∽△ACO,
∴,
設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(m,﹣m2+2m+3),則D點(diǎn)坐標(biāo)為(m,﹣m+3),
則,
解得:m=,
∴D點(diǎn)坐標(biāo)為(,1),P點(diǎn)坐標(biāo)為(,),
綜上,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,3),點(diǎn)D的坐標(biāo)為(2,0)或P點(diǎn)坐標(biāo)為(,),D點(diǎn)坐標(biāo)為(,1).
【例2】 (2023?衡陽(yáng))如圖,已知拋物線y=x2﹣x﹣2交x軸于A、B兩點(diǎn),將該拋物線位于x軸下方的部分沿x軸翻折,其余部分不變,得到的新圖象記為“圖象W”,圖象W交y軸于點(diǎn)C.
(1)寫出圖象W位于線段AB上方部分對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式;
(2)若直線y=﹣x+b與圖象W有三個(gè)交點(diǎn),請(qǐng)結(jié)合圖象,直接寫出b的值;
(3)P為x軸正半軸上一動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作PM∥y軸交直線BC于點(diǎn)M,交圖象W于點(diǎn)N,是否存在這樣的點(diǎn)P,使△CMN與△OBC相似?若存在,求出所有符合條件的點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)令x=0和翻折的性質(zhì)可得C(0,2),令y=0可得點(diǎn)A、B的坐標(biāo),利用待定系數(shù)法即可求出圖象W的解析式;
(2)利用數(shù)形結(jié)合找出當(dāng)y=﹣x+b經(jīng)過(guò)點(diǎn)C或者y=﹣x+b與y=x2﹣x﹣2相切時(shí),直線y=﹣x+b與新圖象恰好有三個(gè)不同的交點(diǎn),①當(dāng)直線y=﹣x+b經(jīng)過(guò)點(diǎn)C(0,2)時(shí),利用一次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征,即可求出b值;②當(dāng)y=﹣x+b與y=x2﹣x﹣2相切時(shí),聯(lián)立一次函數(shù)解析式和拋物線解析式,利用根的判別式Δ=0,即可求出b值.綜上即可得出結(jié)論;
(3)先確定△BOC是等腰直角三角形,分三種情況:∠CNM=90°或∠MCN=90°,分別畫圖可得結(jié)論.
【解析】(1)當(dāng)x=0時(shí),y=﹣2,
∴C(0,2),
當(dāng)y=0時(shí),x2﹣x﹣2=0,
(x﹣2)(x+1)=0,
∴x1=2,x2=﹣1,
∴A(﹣1,0),B(2,0),
設(shè)圖象W的解析式為:y=a(x+1)(x﹣2),
把C(0,2)代入得:﹣2a=2,
∴a=﹣1,
∴y=﹣(x+1)(x﹣2)=﹣x2+x+2,
∴圖象W位于線段AB上方部分對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式為:y=﹣x2+x+2(﹣1<x<2);
(2)由圖象得直線y=﹣x+b與圖象W有三個(gè)交點(diǎn)時(shí),存在兩種情況:
①當(dāng)直線y=﹣x+b過(guò)點(diǎn)C時(shí),與圖象W有三個(gè)交點(diǎn),此時(shí)b=2;
②當(dāng)直線y=﹣x+b與圖象W位于線段AB上方部分對(duì)應(yīng)的函數(shù)圖象相切時(shí),如圖1,
﹣x+b=﹣x2+x+2,
x2﹣2x+b﹣2=0,
Δ=(﹣2)2﹣4×1×(b﹣2)=0,
∴b=3,
綜上,b的值是2或3;
(3)∵OB=OC=2,∠BOC=90°,
∴△BOC是等腰直角三角形,
如圖2,CN∥OB,△CNM∽△BOC,
∵PN∥y軸,
∴P(1,0);
如圖3,CN∥OB,△CNM∽△BOC,
當(dāng)y=2時(shí),x2﹣x﹣2=2,
x2﹣x﹣4=0,
∴x1=,x2=,
∴P(,0);
如圖4,當(dāng)∠MCN=90°時(shí),△OBC∽△CMN,
∴CN的解析式為:y=x+2,
∴x+2=x2﹣x﹣2,
∴x1=1+,x2=1﹣(舍),
∴P(1+,0),
綜上,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(1,0)或(,0)或(1+,0).
【例3】 (2023?桂林)如圖,拋物線y=﹣x2+3x+4與x軸交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A位于點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸交于C點(diǎn),拋物線的對(duì)稱軸l與x軸交于點(diǎn)N,長(zhǎng)為1的線段PQ(點(diǎn)P位于點(diǎn)Q的上方)在x軸上方的拋物線對(duì)稱軸上運(yùn)動(dòng).
(1)直接寫出A,B,C三點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)求CP+PQ+QB的最小值;
(3)過(guò)點(diǎn)P作PM⊥y軸于點(diǎn)M,當(dāng)△CPM和△QBN相似時(shí),求點(diǎn)Q的坐標(biāo).
【分析】(1)由y=﹣x2+3x+4可得A(﹣1,0),B(4,0),C(0,4);
(2)將C(0,4)向下平移至C',使CC'=PQ,連接BC'交拋物線的對(duì)稱軸l于Q,可知四邊形CC'QP是平行四邊形,及得CP+PQ+BQ=C'Q+PQ+BQ=BC'+PQ,而B,Q,C'共線,故此時(shí)CP+PQ+BQ最小,最小值為BC'+PQ的值,由勾股定理可得BC'=5,即得CP+PQ+BQ最小值為6;
(3)由在y=﹣x2+3x+4得拋物線對(duì)稱軸為直線x=﹣=,設(shè)Q(,t),則P(,t+1),M(0,t+1),N(,0),知BN=,QN=t,PM=,CM=|t﹣3|,①當(dāng)=時(shí),=,可解得Q(,)或(,);②當(dāng)=時(shí),=,得Q(,).
【解析】(1)在y=﹣x2+3x+4中,令x=0得y=4,令y=0得x=﹣1或x=4,
∴A(﹣1,0),B(4,0),C(0,4);
(2)將C(0,4)向下平移至C',使CC'=PQ,連接BC'交拋物線的對(duì)稱軸l于Q,如圖:
∵CC'=PQ,CC'∥PQ,
∴四邊形CC'QP是平行四邊形,
∴CP=C'Q,
∴CP+PQ+BQ=C'Q+PQ+BQ=BC'+PQ,
∵B,Q,C'共線,
∴此時(shí)CP+PQ+BQ最小,最小值為BC'+PQ的值,
∵C(0,4),CC'=PQ=1,
∴C'(0,3),
∵B(4,0),
∴BC'==5,
∴BC'+PQ=5+1=6,
∴CP+PQ+BQ最小值為6;
(3)如圖:
由在y=﹣x2+3x+4得拋物線對(duì)稱軸為直線x=﹣=,
設(shè)Q(,t),則P(,t+1),M(0,t+1),N(,0),
∵B(4,0),C(0,4);
∴BN=,QN=t,PM=,CM=|t﹣3|,
∵∠CMP=∠QNB=90°,
∴△CPM和△QBN相似,只需=或=,
①當(dāng)=時(shí),=,
解得t=或t=,
∴Q(,)或(,);
②當(dāng)=時(shí),=,
解得t=或t=(舍去),
∴Q(,),
綜上所述,Q的坐標(biāo)是(,)或(,)或(,).
【例4】 (2023?玉林)如圖,已知拋物線:y=﹣2x2+bx+c與x軸交于點(diǎn)A,B(2,0)(A在B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C,對(duì)稱軸是直線x=,P是第一象限內(nèi)拋物線上的任一點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式;
(2)若點(diǎn)D為線段OC的中點(diǎn),則△POD能否是等邊三角形?請(qǐng)說(shuō)明理由;
(3)過(guò)點(diǎn)P作x軸的垂線與線段BC交于點(diǎn)M,垂足為點(diǎn)H,若以P,M,C為頂點(diǎn)的三角形與△BMH相似,求點(diǎn)P的坐標(biāo).
【分析】(1)把點(diǎn)B(2,0)代入y=﹣2x2+bx+c中,再由對(duì)稱軸是直線x=列方程,兩個(gè)方程組成方程組可解答;
(2)當(dāng)△POD是等邊三角形時(shí),點(diǎn)P在OD的垂直平分線上,所以作OD的垂直平分線與拋物線的交點(diǎn)即為點(diǎn)P,計(jì)算OD≠PD,可知△POD不可能是等邊三角形;
(3)分種情況:①當(dāng)PC∥x軸時(shí),△CPM∽△BHM時(shí),根據(jù)PH的長(zhǎng)列方程可解答;②②如圖3,△PCM∽△BHM,過(guò)點(diǎn)P作PE⊥y軸于E,證明△PEC∽△COB,可得結(jié)論.
【解析】(1)由題意得:,
解得:,
∴拋物線的解析式為:y=﹣2x2+2x+4;
(2)△POD不可能是等邊三角形,理由如下:
如圖1,取OD的中點(diǎn)E,過(guò)點(diǎn)E作EP∥x軸,交拋物線于點(diǎn)P,連接PD,PO,
∵C(0,4),D是OD的中點(diǎn),
∴E(0,1),
當(dāng)y=1時(shí),﹣2x2+2x+4=1,
2x2﹣2x﹣3=0,
解得:x1=,x2=(舍),
∴P(,1),
∴OD≠PD,
∴△POD不可能是等邊三角形;
(3)設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(t,﹣2t2+2t+4),則OH=t,BH=2﹣t,
分兩種情況:
①如圖2,△CMP∽△BMH,
∴∠PCM=∠OBC,∠BHM=∠CPM=90°,
∴tan∠OBC=tan∠PCM,
∴====2,
∴PM=2PC=2t,MH=2BH=2(2﹣t),
∵PH=PM+MH,
∴2t+2(2﹣t)=﹣2t2+2t+4,
解得:t1=0,t2=1,
∴P(1,4);
②如圖3,△PCM∽△BHM,則∠PCM=∠BHM=90°,
過(guò)點(diǎn)P作PE⊥y軸于E,
∴∠PEC=∠BOC=∠PCM=90°,
∴∠PCE+∠EPC=∠PCE+∠BCO=90°,
∴∠BCO=∠EPC,
∴△PEC∽△COB,
∴=,
∴=,
解得:t1=0(舍),t2=,
∴P(,);
綜上,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(1,4)或(,).
1. (2023秋?興城市期末)如圖,拋物線y=ax2+bx+4經(jīng)過(guò)A(4,0),B(﹣1,0)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,D為第一象限拋物線上的動(dòng)點(diǎn),連接AC,BC,DA,DB,DB與AC相交于點(diǎn)E.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖1,設(shè)△ADE的面積為S1,△BCE的面積為S2,當(dāng)S1=S2+5時(shí),求點(diǎn)D的坐標(biāo);
(3)如圖2,過(guò)點(diǎn)C作CF∥x軸,點(diǎn)M是直線CF上的一點(diǎn),MN⊥CF交拋物線于點(diǎn)N,是否存在以C,M,N為頂點(diǎn)的三角形與△BCO相似?若存在,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)M的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)運(yùn)用待定系數(shù)法將A(4,0),B(﹣1,0)代入y=ax2+bx+4,解方程組即可求得答案;
(2)根據(jù)題意,當(dāng)S1=S2+5,即S△ABD=S△ABC+5,設(shè)D(x,y),表示出△ABD和△ABC的面積,列方程求解即可;
(3)分情況討論,列出三角形相似的三種情況,畫出相應(yīng)圖形,設(shè)M(m,4),則N(m,﹣m2+3m+4),運(yùn)用相似三角形性質(zhì),建立方程求解即可.
【解析】(1)∵拋物線y=ax2+bx+4經(jīng)過(guò)A(4,0),B(﹣1,0)兩點(diǎn),
∴,
解得:,
∴y=﹣x2+3x+4;
(2)∵拋物線y=﹣x2+3x+4與y軸交于點(diǎn)C,令x=0,則y=4,
∴C(0,4),
∵S1=S2+5,
∴S1+S△AEB=S2+S△AEB+5,
即S△ABD=S△ABC+5,
∵A(4,0),B(﹣1,0),
∴AB=5,
設(shè)D(x,y),
∴×5×y=×5×4+5,
∴y=6,
∴﹣x2+3x+4=6,
解得:x1=1,x2=2,
∴D1(1,6),D2(2,6);
(3)設(shè)M(m,4),則N(m,﹣m2+3m+4),
①如圖2,△BOC∽△NMC,
則=,
∴=,
解得:m=0(舍去),m=,
經(jīng)檢驗(yàn),m=是原方程的解,
∴M(,4);
②如圖3,△BOC∽△CMN,
則=,
∴=,
解得:m=0(舍去),m=﹣1,
經(jīng)檢驗(yàn),m=﹣1是原方程的解,
∴M(﹣1,4);
③如圖4,△BOC∽△NMC,
則=,
∴=,
解得:m=0(舍去),m=,
經(jīng)檢驗(yàn),m=是原方程的解,
∴M(,4);
④如圖5,△BOC∽△CMN,
則=,
∴=,
解得:m=0(舍去),m=7,
經(jīng)檢驗(yàn),m=7是原方程的解,
∴M(7,4);
綜上所述,點(diǎn)M的坐標(biāo)為(,4)或(﹣1,4)或(,4)或(7,4).
2. (2023秋?郴州期末)已知拋物線y=x2﹣3x+與x軸交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左邊).
(1)求A,B兩點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)如圖1,若點(diǎn)D是拋物線上在第四象限的點(diǎn),連接DA并延長(zhǎng),交y軸于點(diǎn)P,過(guò)點(diǎn)D作DE⊥x軸于點(diǎn)E.當(dāng)△APO與△ADE的面積比為=時(shí).求點(diǎn)D的坐標(biāo);
(3)如圖2,拋物線與y軸相交于點(diǎn)F.若點(diǎn)Q是線段OF上的動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)Q作與x軸平行的直線交拋物線于M,N兩點(diǎn)(點(diǎn)M在點(diǎn)N的左邊).請(qǐng)問(wèn)是否存在以Q,A,M為頂點(diǎn)的三角形與△QNA相似?若存在,求出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)在拋物線解析式中,令y=0則可求得A、B的坐標(biāo);
(2)證明△AOP∽△AED,根據(jù)相似三角形面積的比等于對(duì)應(yīng)邊的比的平方列比例式可得AE=2,從而得點(diǎn)D的橫坐標(biāo)為3,代入拋物線的解析式可得點(diǎn)D的坐標(biāo);
(3)如圖2所示,若以Q,A,M為頂點(diǎn)的三角形與△QNA相似,有兩種情況,但是∠QAM與∠QAN不可能相等,所以最后只存在一種情況:△AQM∽△NQA,列比例式可得結(jié)論.
【解析】(1)當(dāng)y=0時(shí),x2﹣3x+=0,
解得:x1=1,x2=5,
∴A(1,0),B(5,0);
(2)∵DE⊥x軸,
∴∠AED=90°,
∴∠AOP=∠AED=90°,
∵∠OAP=∠DAE,
∴△AOP∽△AED,
∴==,
∴=,
∵OA=1,
∴AE=2,
∴OE=3,
當(dāng)x=3時(shí),y=﹣3×3+=﹣2,
∴D(3,﹣2);
(3)如圖2,設(shè)Q(0,m),
當(dāng)x=0時(shí),y=,
∴F(0,),
∵點(diǎn)Q是線段OF上的動(dòng)點(diǎn),
∴0≤m≤,
當(dāng)y=m時(shí),x2﹣3x+=m,
x2﹣6x+5﹣2m=0,
x=3,
∴x1=3+,x2=3﹣,
∴QM=3﹣,QN=3+,
在Rt△AOQ中,由勾股定理得:AQ=,
∵∠AQM=∠AQN,
∴當(dāng)△AQM和△AQN相似只存在一種情況:△AQM∽△NQA,
∴,
∴AQ2=NQ?QM,即1+m2=(3+)(3﹣),
解得:m1=﹣1+,m2=﹣1﹣(舍),
∴Q(0,﹣1+).
3. (2023秋?長(zhǎng)垣市期末)如圖1,拋物線y=x2+bx+c與x軸、y軸分別交于點(diǎn)B(6,0)和點(diǎn)C(0,﹣3).
(1)求拋物線的解析式;
(2)點(diǎn)P是直線BC下方拋物線上一動(dòng)點(diǎn),其橫坐標(biāo)為m,連接PB、PC,當(dāng)△PBC的面積為時(shí),求m值;
(3)如圖2,點(diǎn)M是線段OB上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)M作x軸的垂線l分別與直線BC和拋物線交于D,E兩點(diǎn),是否存在以C,D,E為頂點(diǎn)的三角形與△BDM相似,若存在,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)根據(jù)點(diǎn)A、B的坐標(biāo),利用待定系數(shù)法即可求出該拋物線的函數(shù)關(guān)系式;
(2)根據(jù)點(diǎn)P是直線BC下方拋物線上一動(dòng)點(diǎn),其橫坐標(biāo)為m,表示PH的長(zhǎng),根據(jù)三角形的面積列方程解出即可得出結(jié)論;
(3)先根據(jù)兩三角形相似判斷出∠CED=∠BMD=90°或∠DCE=∠DMB=90°,進(jìn)而分兩種情況討論即可得出結(jié)論.
【解析】(1)把點(diǎn)B(6,0)和點(diǎn)C(0,﹣3)代入得:,
解得:,
∴拋物線的解析式為;
(2)設(shè)直線BC的解析式為:y=ax+n,
由點(diǎn)B(6,0)和C(0,﹣3)得:,
解得:,
∴直線BC的解析式為,
如圖1,過(guò)點(diǎn)P作y軸的平行線交BC于點(diǎn)H,
∵點(diǎn)P的坐標(biāo)為(m,),PH∥y軸,
∴點(diǎn)H的坐標(biāo)為(m,),
∴PH=y(tǒng)H﹣yP=﹣()=﹣,
xB﹣xC=6﹣0=6,
∵S△PBC=PH×6=(﹣)×6=﹣=,
解得:m1=1,m2=5,
∴m值為1或5;
(3)如圖2,∵∠CDE=∠BDM,△CDE與△BDM相似,
∴∠CED=∠BMD=90°或∠DCE=∠DMB=90°,
設(shè)M(x,0),
①當(dāng)∠CED=∠BDM=90°,
∴CE∥AB,
∵C(0,﹣3),
∴點(diǎn)E的縱坐標(biāo)為﹣3,
∵點(diǎn)E在拋物線上,
∴x2﹣x﹣3=﹣3.
∴x=0(舍)或x=5,
∴M(5,0);
②當(dāng)∠DCE=∠DMB=90°,
∵OB=6,OC=3,
∴BC==3,
由(2)知直線BC的關(guān)系式為y=x﹣3,
∴OM=x,BM=6﹣x,DM=3﹣x,
由(2)同理得ED=﹣+3x,
∵DM∥OC,
∴,即,
∴CD=,
∴BD=BC﹣CD=﹣x,
∵△ECD∽△BMD,
∴,即=,
∴=x(3﹣x)2,
x(6﹣x)(1﹣x)=0,
x1=0(舍),x2=6(舍),x3=1,
∴M(1,0);
綜上所述:點(diǎn)M的坐標(biāo)為(5,0)或(1,0).
4. (2023秋?鄒城市期末)如圖,已知拋物線y=x2+2x的頂點(diǎn)為A,直線y=x+2與拋物線交于B,C兩點(diǎn).
(1)求A,B,C三點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)作CD⊥x軸于點(diǎn)D,求證:△ODC∽△ABC;
(3)若點(diǎn)P為拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作PM⊥x軸于點(diǎn)M,則是否還存在除C點(diǎn)外的其他位置的點(diǎn),使以O(shè),P,M為頂點(diǎn)的三角形與△ABC相似?若存在,請(qǐng)求出這樣的P點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)將拋物線配方后可得頂點(diǎn)A的坐標(biāo),將拋物線和一次函數(shù)的解析式聯(lián)立方程組,解出可得B和C的坐標(biāo);
(2)先根據(jù)兩點(diǎn)的距離計(jì)算AB、BC、AC的長(zhǎng),根據(jù)勾股定理的逆定理可得:∠ABC=90°,最后根據(jù)兩邊的比相等且?jiàn)A角為90度得兩三角形相似;
(3)存在,設(shè)M(x,0),則P(x,x2+2x),表示OM=|x|,PM=|x2+2x|,分兩種情況:有=或=,根據(jù)比例式代入可得對(duì)應(yīng)x的值,計(jì)算點(diǎn)P的坐標(biāo)即可.
【解答】(1)解:y=x2+2x=(x+1)2﹣1,
∴頂點(diǎn)A(﹣1,﹣1);
由,解得:或
∴B(﹣2,0),C(1,3);
(2)證明:∵A(﹣1,﹣1),B(﹣2,0),C(1,3),
∴AB==,
BC==3,
AC==2,
∴AB2+BC2=AC2,==,
∴∠ABC=90°,
∵OD=1,CD=3,
∴=,
∴,∠ABC=∠ODC=90°,
∴△ODC∽△ABC;
(3)存在這樣的P點(diǎn),
設(shè)M(x,0),則P(x,x2+2x),
∴OM=|x|,PM=|x2+2x|,
當(dāng)以O(shè),P,M為頂點(diǎn)的三角形與△ABC相似時(shí),
有=或=,
由(2)知:AB=,CB=3,
①當(dāng)=時(shí),則=,
當(dāng)P在第二象限時(shí),x<0,x2+2x>0,
∴,解得:x1=0(舍),x2=﹣,
當(dāng)P在第三象限時(shí),x<0,x2+2x<0,
∴=,解得:x1=0(舍),x2=﹣,
②當(dāng)=時(shí),則=3,
同理代入可得:x=﹣5或x=1(舍),
綜上所述,存在這樣的點(diǎn)P,坐標(biāo)為(﹣,﹣)或(﹣,)或(﹣5,15).
5. (2023秋?攸縣期末)如圖,已知直線y=﹣2x+4分別交x軸、y軸于點(diǎn)A、B,拋物線過(guò)A,B兩點(diǎn),點(diǎn)P是線段AB上一動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作PC⊥x軸于點(diǎn)C,交拋物線于點(diǎn)D.
(1)若拋物線的解析式為y=﹣2x2+2x+4,設(shè)其頂點(diǎn)為M,其對(duì)稱軸交AB于點(diǎn)N.
①求點(diǎn)M和點(diǎn)N的坐標(biāo);
②在拋物線的對(duì)稱軸上找一點(diǎn)Q,使|AQ﹣BQ|的值最大,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)Q的坐標(biāo);
③是否存在點(diǎn)P,使四邊形MNPD為菱形?并說(shuō)明理由;
(2)當(dāng)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為1時(shí),是否存在這樣的拋物線,使得以B、P、D為頂點(diǎn)的三角形與△AOB相似?若存在,求出滿足條件的拋物線的解析式;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)①函數(shù)的對(duì)稱軸為:x=﹣=,故點(diǎn)M(,),即可求解;
②設(shè)拋物線與x軸左側(cè)的交點(diǎn)為R(﹣1,0),則點(diǎn)A與R關(guān)于拋物線的對(duì)稱軸對(duì)稱,連接RB并延長(zhǎng)交拋物線的對(duì)稱軸于點(diǎn)Q,則點(diǎn)Q為所求,即可求解;
③四邊形MNPD為菱形,首先PD=MN,即(﹣2x2+2x+4)﹣(﹣2x+4)=,解得:x=或(舍去),故點(diǎn)P(,1),而PN==≠M(fèi)N,即可求解;
(2)分∠DBP為直角、∠BDP為直角兩種情況,分別求解即可.
【解析】(1)①函數(shù)的對(duì)稱軸為:x=﹣=,故點(diǎn)M(,),
當(dāng)x=時(shí),y=﹣2x+4=3,故點(diǎn)N(,3);
②設(shè)拋物線與x軸左側(cè)的交點(diǎn)為R(﹣1,0),則點(diǎn)A與R關(guān)于拋物線的對(duì)稱軸對(duì)稱,
連接RB并延長(zhǎng)交拋物線的對(duì)稱軸于點(diǎn)Q,則點(diǎn)Q為所求,
將R、B的坐標(biāo)代入一次函數(shù)表達(dá)式:y=kx+b并解得:
直線RB的表達(dá)式為:y=4x+4,
當(dāng)x=時(shí),y=6,
故點(diǎn)Q(,6);
③不存在,理由:
設(shè)點(diǎn)P(x,﹣2x+4),則點(diǎn)D(x,﹣2x2+2x+4),
MN=﹣3=,
四邊形MNPD為菱形,首先PD=MN,
即(﹣2x2+2x+4)﹣(﹣2x+4)=,解得:x=或(舍去),
故點(diǎn)P(,1),而PN==≠M(fèi)N,
故不存在點(diǎn)P,使四邊形MNPD為菱形;
(2)當(dāng)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為1時(shí),則其坐標(biāo)為:(1,2),此時(shí)點(diǎn)A、B的坐標(biāo)分別為:(2,0)、(0,4),
①當(dāng)∠DBP為直角時(shí),以B、P、D為頂點(diǎn)的三角形與△AOB相似,
則∠BAO=∠BDP=α,tan∠BAO==2=tanα,則sinα=,
PA=,PB=AB﹣PA=2﹣=,
則PD==,故點(diǎn)D(1,);
②當(dāng)∠BDP為直角時(shí),以B、P、D為頂點(diǎn)的三角形與△AOB相似,
則BD∥x軸,則點(diǎn)B、D關(guān)于拋物線的對(duì)稱軸對(duì)稱,故點(diǎn)D(1,4),
綜上,點(diǎn)D的坐標(biāo)為:(1,4)或(1,),
將點(diǎn)A、B、D的坐標(biāo)代入拋物線表達(dá)式:y=ax2+bx+c并解得:
y=﹣2x2+2x+4或y=﹣x2+3x+4.
6. (2023?禹城市模擬)如圖,拋物線經(jīng)過(guò)A(4,0),B(1,0),C(0,﹣2)三點(diǎn).
(1)求出拋物線的解析式;
(2)P是拋物線在第一象限上的一動(dòng)點(diǎn),過(guò)P作PM⊥x軸,垂足為M,是否存在P點(diǎn),使得以A,P,M為頂點(diǎn)的三角形與△OAC相似?若存在,請(qǐng)求出符合條件的點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由;
(3)若拋物線上有一點(diǎn)D(點(diǎn)D位于直線AC的上方且不與點(diǎn)B重合)使得S△DCA=S△ABC,直接寫出點(diǎn)D的坐標(biāo).
【分析】(1)用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式即可;
(2)設(shè)P(t,﹣t2+t﹣2),則M(t,0),1<t<4,分兩種情況討論:①當(dāng)∠PAM=∠OAC時(shí),tan∠OAC=tan∠MAP,可求P(2,1);②當(dāng)∠PAM=∠OCA時(shí),tan∠OAC=tan∠APM,此時(shí)P點(diǎn)坐標(biāo)不存在;
(3)求出直線AC的解析式為y=x﹣2,再求出過(guò)點(diǎn)B作直線AC的平行線y=x﹣,聯(lián)立方程組,即可求D點(diǎn)坐標(biāo).
【解析】(1)設(shè)拋物線的解析式為y=ax2+bx+c,
將A(4,0),B(1,0),C(0,﹣2)代入y=ax2+bx+c,
∴,
解得,
∴y=﹣x2+x﹣2;
(2)存在P點(diǎn),使得以A,P,M為頂點(diǎn)的三角形與△OAC相似,理由如下:
設(shè)P(t,﹣t2+t﹣2),則M(t,0),1<t<4,
∴PM=﹣t2+t﹣2,
∵A(4,0),
∴AM=4﹣t,
∴tan∠MAP=,
∵C(0,﹣2),
∴OC=2,OA=4,
∴tan∠OAC=,
①當(dāng)∠PAM=∠OAC時(shí),=,
解得t=2或t=4(舍),
∴P(2,1);
②當(dāng)∠PAM=∠OCA時(shí),=2,
解得t=4(舍)或t=5(舍),
∴此時(shí)P不存在;
綜上所述:P點(diǎn)坐標(biāo)為(2,1);
(3)設(shè)直線AC的解析式為y=kx+b,
∴,
∴,
∴直線AC的解析式為y=x﹣2,
過(guò)點(diǎn)B作直線AC的平行線y=x+m,
∴+m=0,
∴m=﹣,
∴y=x﹣,
聯(lián)立方程組,
解得(舍)或,
∴D(3,1).
7. (2023?祥云縣模擬)如圖,已知拋物線y=ax2+bx+c過(guò)點(diǎn)A(﹣1,0),B(3,0),交y軸于點(diǎn)C(0,3),點(diǎn)M是該拋物線上第一象限內(nèi)的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),ME垂直x軸于點(diǎn)E,交線段BC于點(diǎn)D,MN∥x軸,交y軸于點(diǎn)N.
(1)求拋物線y=ax2+bx+c的表達(dá)式;
(2)若四邊形MNOE是正方形,求該正方形的邊長(zhǎng);
(3)連結(jié)OD,AC,拋物線上是否存在點(diǎn)M,使得以C,O,D為頂點(diǎn)的三角形與△ABC相似,若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)M的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)根據(jù)點(diǎn)A,B,C的坐標(biāo),利用待定系數(shù)法即可求出二次函數(shù)的表達(dá)式;
(2)設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(x,﹣x2+2x+3)(0<x<3),利用正方形的性質(zhì)可得出關(guān)于x的一元二次方程,解之取其正值即可得出結(jié)論;
(3)利用點(diǎn)C,點(diǎn)A,B的坐標(biāo)可得出AB,BC的值,由OB=OC=3可得出∠OCD=∠ABC=45°,進(jìn)而可得出存在兩種情況,過(guò)點(diǎn)D作DF⊥y軸,垂足為點(diǎn)F,則△CDF為等腰直角三角形,①當(dāng)△OCD∽△ABC時(shí),利用相似三角形的性質(zhì)可求出CD的長(zhǎng)度,進(jìn)而可得出DF的長(zhǎng)度,再利用二次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征可求出點(diǎn)M的坐標(biāo);②當(dāng)△DCO∽△ABC時(shí),用相似三角形的性質(zhì)可求出CD的長(zhǎng)度,進(jìn)而可得出DF的長(zhǎng)度,再利用二次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征可求出點(diǎn)M的坐標(biāo).綜上,此題得解.
【解析】(1)將A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3),代入y=ax2+bx+c,得:
,解得:,
∴拋物線的函數(shù)表達(dá)式為y=﹣x2+2x+3;
(2)設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(x,﹣x2+2x+3)(0<x<3).
∵四邊形MNOE為正方形,
∴x=﹣x2+2x+3,
解得:x1=,x2=(舍去),
∴MN=,
∴該正方形的邊長(zhǎng)為;
(3)∵點(diǎn)C的坐標(biāo)為(0,3).點(diǎn)A的坐標(biāo)為(﹣1,0),點(diǎn)B的坐標(biāo)為(3,0),
∴AB=4,BC=3.
∵OB=OC=3,
∴∠OCD=∠ABC=45°.
∴存在兩種情況.
過(guò)點(diǎn)D作DF⊥y軸,垂足為點(diǎn)F,則△CDF為等腰直角三角形,如圖所示.
①當(dāng)△OCD∽△ABC時(shí),,即,
∴CD=,
∴DF=CF=,
∴點(diǎn)M的坐標(biāo)為(,);
②當(dāng)△DCO∽△ABC時(shí),,即,
∴CD=2,
∴DF=CF=2,
∴點(diǎn)M的坐標(biāo)為(2,3).
綜上所述:拋物線上存在點(diǎn)M,使得以點(diǎn)C,O,D為頂點(diǎn)的三角形與△ABC相似,點(diǎn)M的坐標(biāo)為(,)或(2,3).
8. (2023?松江區(qū)校級(jí)模擬)如圖,拋物線y=x2﹣bx+c過(guò)點(diǎn)B(3,0),C(0,﹣3),D為拋物線的頂點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式以及頂點(diǎn)坐標(biāo);
(2)連接BC,CD,DB,求∠CBD的正切值;
(3)點(diǎn)C關(guān)于拋物線y=x2﹣bx+c對(duì)稱軸的對(duì)稱點(diǎn)為E點(diǎn),連接BE,直線BE與對(duì)稱軸交于點(diǎn)M,在(2)的條件下,點(diǎn)P是拋物線對(duì)稱軸上的一點(diǎn),是否存在點(diǎn)P使△CDB和△BMP相似,若存在,求點(diǎn)P坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)將點(diǎn)B、C的坐標(biāo)代入y=x2﹣bx+c,即可得到拋物線的解析式,然后利用配方法可求得拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo);
(2)求得BC,CD,DB的長(zhǎng),根據(jù)勾股定理的逆定理可得△BCD是直角三角形,∠BCD=90°,利用銳角三角函數(shù)的定義求解即可;
(3)根據(jù)二次函數(shù)的對(duì)稱性得E(2,﹣3),可得直線BE為y=3x﹣9,則M(1,﹣6),由(2)知△CDB是直角三角形,∠BCD=90°,若△CDB和△BMP相似,可分兩種情況進(jìn)行解析:①∠MPB=∠BCD=90°時(shí),②∠MBP=∠BCD=90°時(shí),根據(jù)相似三角形的性質(zhì)即可求解.
【解析】(1)將點(diǎn)B、C的坐標(biāo)代入拋物線表達(dá)式得:
,解得,
故拋物線的解析式為y=x2﹣2x﹣3;
∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
∴D(1,﹣4);
(2)如圖.
∵B(3,0),C(0,﹣3),D(1,﹣4),
∴BC2=32+32=18,BC==3,
CD2=12+(4﹣3)2=2,CD=,
BD2=42+(3﹣1)2=20,BD=2,
∴BD2=BC2+CD2,
∴△BCD是直角三角形,∠BCD=90°,
∴tan∠CBD===;
(3)∵點(diǎn)C關(guān)于拋物線y=x2﹣2x﹣3對(duì)稱軸的對(duì)稱點(diǎn)為E點(diǎn),y=x2﹣2x﹣3的對(duì)稱軸為x=1,
∴E(2,﹣3),
∵B(3,0),
∴直線BE為y=3x﹣9,
∴M(1,﹣6),
由(2)知△CDB是直角三角形,∠BCD=90°,
若△CDB和△BMP相似,可分兩種情況進(jìn)行解析:
①∠MPB=∠BCD=90°時(shí),點(diǎn)P在x軸上,
∵M(jìn)(1,﹣6),B(3,0),
∴PM=6,BP=2,
∴,
∴=,
∵∠MPB=∠BCD=90°,
∴△CDB和△PBM,
∴P(1,0);
②∠MBP=∠BCD=90°時(shí),
∵M(jìn)(1,﹣6),B(3,0),
∴MB==2,
∵△CDB和△BPM,
∴,
∴,解得PM=,
∴點(diǎn)MP的縱坐標(biāo)為﹣6=,
∴P(1,).
綜上所述,存在,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(1,0)或(1,).
9. (2023?平江縣一模)如圖,拋物線y=ax2+bx+8與x軸交于A(﹣2,0)和點(diǎn)B(8,0),與y軸交于點(diǎn)C,頂點(diǎn)為D,連接AC,BC,BC與拋物線的對(duì)稱軸l交于點(diǎn)E.
(1)求該拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)點(diǎn)P是第一象限內(nèi)拋物線上的動(dòng)點(diǎn),連接PB,PC,設(shè)四邊形PBOC和△AOC的面積分別為S四邊形PBOC和S△AOC,記S=S四邊形PBOC﹣S△AOC,求S最大值點(diǎn)P的坐標(biāo)及S的最大值;
(3)點(diǎn)N是對(duì)稱軸l右側(cè)拋物線上的動(dòng)點(diǎn),在射線ED上是否存在點(diǎn)M,使得以點(diǎn)M,N,E為頂點(diǎn)的三角形與△BOC相似?若存在,求點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)將點(diǎn)A(﹣2,0)和點(diǎn)B(8,0)代入y=ax2+bx+8,即可求解;
(2)過(guò)點(diǎn)P作PG∥y軸交BC于點(diǎn)G,設(shè)P(t,﹣t2+3t+8),則G(t,﹣t+8),PG=﹣t2+4t,分別求出S△AOC=8,S△BOC=32,S△BCP=﹣2t2+16t,則S=S四邊形PBOC﹣S△AOC=﹣2(t﹣4)2+56,即可求解;
(3)先證明△BCD是等腰直角三角形,求出E(3,5),設(shè)M(3,m),N(n,﹣n2+3n+8),分三種情況討論:①當(dāng)∠NME=90°,ME=MN時(shí),△OBC∽△MNE,則m=﹣n2+3n+8,m﹣5=n﹣3,可求M(3,8);當(dāng)∠MEN=90°,EN=ME時(shí),△MNE∽△BOC,5=﹣n2+3n+8,m﹣5=n﹣3,求得M(3,5+);③當(dāng)∠MNE=90°,MN=EN時(shí),△MNE∽△BOC,過(guò)點(diǎn)N作NH⊥l交于H,由①M(fèi)與E點(diǎn)關(guān)于H點(diǎn)對(duì)稱,可求M(3,11).
【解析】(1)將點(diǎn)A(﹣2,0)和點(diǎn)B(8,0)代入y=ax2+bx+8,
∴,
解得,
∴y=﹣x2+3x+8;
(2)令x=0,則y=8,
∴C(0,8),
∴S△AOC=×2×8=8,S△BOC=×8×8=32,
設(shè)直線BC的解析式為y=kx+b,
∴,
解得,
∴yx+8,
過(guò)點(diǎn)P作PG∥y軸交BC于點(diǎn)G,設(shè)P(t,﹣t2+3t+8),則G(t,﹣t+8),
∴PG=﹣t2+4t,
∴S△BCP=×8×(﹣t2+4t)=﹣2t2+16t,
∴S四邊形PBOC=S△BOC+S△BCP=32﹣2t2+16t,
∴S=S四邊形PBOC﹣S△AOC=﹣2t2+16t+24=﹣2(t﹣4)2+56,
∵點(diǎn)P是第一象限,
∴0<t<8,
∴當(dāng)t=4時(shí),S有最大值56,
此時(shí)P(4,12);
(3)∵OB=OC=8,
∴△BCD是等腰直角三角形,
∵直線BC的解析式為y=﹣x+8,
∴E(3,5),
設(shè)M(3,m),N(n,﹣n2+3n+8),
①當(dāng)∠NME=90°,ME=MN時(shí),△OBC∽△MNE,
∴MN∥x軸,
∴m=﹣n2+3n+8,
∵M(jìn)E=m﹣5,MN=n﹣3,
∴m﹣5=n﹣3,
∴n=6或n=﹣2,
∵n>1,
∴n=6,
∴m=8,
∴M(3,8);
②存在點(diǎn)M,使得以點(diǎn)M,N,E為頂點(diǎn)的三角形與△BOC相似,理由如下:
當(dāng)∠MEN=90°,EN=ME時(shí),△MNE∽△BOC,
∴ME=m﹣5,EN=n=3,
∴MN∥x軸,
∴5=﹣n2+3n+8,
∴m﹣5=n﹣3,
∴n=3+或n=3﹣,
∵n>1,
∴n=3+,
∴m=5+,
∴M(3,5+);
③當(dāng)∠MNE=90°,MN=EN時(shí),△MNE∽△BOC,
過(guò)點(diǎn)N作NH⊥l交于H,
由①可知H(3,8),
∵M(jìn)與E點(diǎn)關(guān)于H點(diǎn)對(duì)稱,
∴M(3,11);
綜上所述:點(diǎn)M的坐標(biāo)為(3,8)或(3,5+)或(3,11).
10. (2023?萊州市一模)如圖①,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=x2+c經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(4,3),頂點(diǎn)為點(diǎn)B,點(diǎn)P為拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),l是過(guò)點(diǎn)(0,﹣2)且垂直于y軸的直線,連接PO.
(1)求拋物線的表達(dá)式,并求出頂點(diǎn)B的坐標(biāo);
(2)試證明:經(jīng)過(guò)點(diǎn)O的⊙P與直線l相切;
(3)如圖②,已知點(diǎn)C的坐標(biāo)為(1,2),是否存在點(diǎn)P,使得以點(diǎn)P,O及(2)中的切點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形與△ABC相似?若存在,求出P點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)利用待定系數(shù)法即可解決問(wèn)題;
(2)過(guò)P作PH⊥l,垂足為H,求出OP、PH,可得PO=PH,即可解決問(wèn)題;
(3)以P,O,H為頂點(diǎn)的三角形與△ABC相似,易知PH與BC,PO與AC是對(duì)應(yīng)邊,可得,由此構(gòu)建方程即可解決問(wèn)題.
【解答】(1)解:∵拋物線y=x2+c經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(4,3),
∴3=4+c,
∴c=﹣1,
∴拋物線的表達(dá)式為y=x2﹣1,頂點(diǎn)B(0,﹣1);
(2)證明:過(guò)P作PH⊥l,垂足為H,
設(shè)點(diǎn)P坐標(biāo)(m,m2﹣1),
∵l是過(guò)點(diǎn)(0,﹣2)且垂直于y軸的直線,
∴PH=m2﹣1+2=m2+1,PO==m2+1,
∴PO=PH,即直線l到圓心P的距離等于⊙P的半徑,
∴經(jīng)過(guò)點(diǎn)O的⊙P與直線l相切;
(3)解:存在.理由如下:
∵A(4,3),B(0,﹣1),C(1,2),
∴BC==,AC==,AB==4.
∴BC=AC,
∵PO=PH,以P,O,H為頂點(diǎn)的三角形與△ABC相似,
∴PH與BC,PO與AC是對(duì)應(yīng)邊,
∴,
設(shè)點(diǎn)P(m,m2﹣1),則H(m,﹣2),
∴PH=m2﹣1+2=m2+1,OH==,
∴,
∴×=m2+4,
解得m=±1.
∴點(diǎn)P坐標(biāo)(1,﹣)或(﹣1,﹣).
11. (2023?鞏義市模擬)已知,二次函數(shù)y=ax2+bx﹣3 的圖象與x軸交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左邊),與y軸交于C點(diǎn),點(diǎn)A的坐標(biāo)為(﹣1,0),且 OB=OC.
(1)求二次函數(shù)的解析式;
(2)當(dāng)0≤x≤4 時(shí),求二次函數(shù)的最大值和最小值分別為多少?
(3)設(shè)點(diǎn)C'與點(diǎn)C關(guān)于該拋物線的對(duì)稱軸對(duì)稱.在y軸上是否存在點(diǎn)P,使△PCC'與△POB相似,且PC與PO是對(duì)應(yīng)邊?若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)根據(jù)OB=OC可得B點(diǎn)的坐標(biāo)為(3,0),把A、B的坐標(biāo)代入二次函數(shù)y=ax2+bx﹣3,求出a、b的值即可;
(2)求出二次函數(shù)的頂點(diǎn)坐標(biāo)為(1,﹣4),根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)即可得出答案;
(3)先設(shè)出P的坐標(biāo),根據(jù)相似三角形的性質(zhì)列出方程,解出方程即可得到點(diǎn)P的坐標(biāo).
【解析】(1)∵二次函數(shù)y=ax2+bx﹣3 的圖象與y軸交于C點(diǎn),
∴C(0,﹣3).
∵OB=OC,點(diǎn)A在點(diǎn)B的左邊,
∴B(3,0).
∵點(diǎn)A的坐標(biāo)為(﹣1,0),
由題意可得,
解得:,
∴二次函數(shù)的解析式為y=x2﹣2x﹣3;
(2)∵二次函數(shù)的解析式為y=x2﹣2x﹣3=(x﹣2)2﹣4,
∴二次函數(shù)頂點(diǎn)坐標(biāo)為(1,﹣4),
∴當(dāng)x=1時(shí),y最小值=﹣4,
∵當(dāng)0≤x≤1時(shí),y隨著x的增大而減小,
∴當(dāng)x=0時(shí),y最大值=﹣3,
∵當(dāng)1<x≤4時(shí),y隨著x的增大而增大,
∴當(dāng)x=4時(shí),y最大值=5.
∴當(dāng)0≤x≤4時(shí),函數(shù)的最大值為5,最小值為﹣4;
(3)存在點(diǎn)P,設(shè)P(0,m),如圖,
∵點(diǎn)C'與點(diǎn)C關(guān)于該拋物線的對(duì)稱軸直線x=1對(duì)稱,C(0,﹣3).
∴C′(2,﹣3).
∴CC'∥OB,
∵△PCC'與△POB相似,且PC與PO是對(duì)應(yīng)邊,
∴,
即:,
解得:m=﹣0或m=﹣,
∴存在,P(0,﹣9)或P(0,﹣).
12. (2023?澄邁縣模擬)在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(﹣2,0),B(﹣3,3)及原點(diǎn)O,頂點(diǎn)為C.
(1)求該拋物線的函數(shù)表達(dá)式及頂點(diǎn)C的坐標(biāo);
(2)設(shè)該拋物線上一動(dòng)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為t.
①在圖1中,當(dāng)﹣3<t<0時(shí),求△PBO的面積S與t的函數(shù)關(guān)系式,并求S的最大值;
②在圖2中,若點(diǎn)P在該拋物線上,點(diǎn)E在該拋物線的對(duì)稱軸上,且以A,O,P,E為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,求點(diǎn)P的坐標(biāo);
③在圖3中,若P是y軸左側(cè)該拋物線上的動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作PM⊥x軸,垂足為M,是否存在點(diǎn)P使得以點(diǎn)P,M,A為頂點(diǎn)的三角形與△BOC相似?若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)由待定系數(shù)法求函數(shù)的解析式即可;
(2)①求出直線BO的解析式,過(guò)點(diǎn)P作PG⊥x軸交BO于點(diǎn)G,可得E(t,﹣t)再由S=﹣(t+)2+,即可求解;
②設(shè)E(﹣1,m),根據(jù)平行四邊形對(duì)角線的情況,分三種情況討論:當(dāng)AO為平行四邊形的對(duì)角線時(shí),當(dāng)AP為平行四邊形的對(duì)角線時(shí),當(dāng)AE為平行四邊形的對(duì)角線時(shí);利用中點(diǎn)坐標(biāo)公式求解即可;
③先判斷△COB為直角三角形,求出tan∠CBO=,設(shè)P(m,m2+2m)(t<0),則PM=m2+2m,AM=﹣2﹣m,根據(jù)角的情況分兩種情況討論:當(dāng)∠MPA=∠OBC時(shí),=,P(﹣3,3);當(dāng)∠PAM=∠OBC時(shí),=,P(﹣,﹣).
【解析】(1)設(shè)拋物線的解析式為y=ax2+bx,
將A(﹣2,0),B(﹣3,3)代入,
∴,
解得,
∴y=x2+2x,
∴C(﹣1,﹣1);
(2)①∵P的橫坐標(biāo)為t,
∴P(t,t2+2t),
設(shè)直線BO的解析式為y=kx,
∴﹣3k=3,
∴k=﹣1,
∴y=﹣x,
過(guò)點(diǎn)P作PG⊥x軸交BO于點(diǎn)G,
∴E(t,﹣t)
∴PG=﹣t﹣t2﹣2t=﹣t2﹣3t,
∴S=×3×(﹣t2﹣3t)=﹣(t+)2+,
∵﹣3<t<0,
∴t=﹣時(shí),S有最大值;
②∵y=x2+2x,
∴拋物線的對(duì)稱軸為直線x=﹣1,
設(shè)E(﹣1,m),
當(dāng)AO為平行四邊形的對(duì)角線時(shí),
,
解得,
∴P(﹣1,﹣1);
當(dāng)AP為平行四邊形的對(duì)角線時(shí),
,
解得,
∴P(1,3);
當(dāng)AE為平行四邊形的對(duì)角線時(shí),
,
解得,
∴P(﹣3,3);
綜上所述:P點(diǎn)坐標(biāo)為(﹣1,﹣1)或(1,3)或(﹣3,3);
(3)存在點(diǎn)P使得以點(diǎn)P,M,A為頂點(diǎn)的三角形與△BOC相似,理由如下:
∵B(﹣3,3),C(﹣1,﹣1),
∴BO=3,OC=,BC=2,
∴BO2+CO2=BC2,
∴△COB為直角三角形,∠BOC=90°,
∴tan∠CBO==,
∵PM⊥AM,
∴∠BOC=∠PMA,
設(shè)P(m,m2+2m)(t<0),
∴PM=m2+2m,AM=﹣2﹣m,
當(dāng)∠MPA=∠OBC時(shí),=,
解得m=﹣2(舍)或m=﹣3,
∴P(﹣3,3);
當(dāng)∠PAM=∠OBC時(shí),=,
解得m=﹣2(舍)或m=﹣,
∴P(﹣,﹣);
綜上所述:P點(diǎn)坐標(biāo)為(﹣3,3)或(﹣,﹣).
13. (2023?豐南區(qū)二模)如圖①、②,在平面直角坐標(biāo)系中,一邊長(zhǎng)為2的等邊三角板CDE恰好與坐標(biāo)系中的△OAB重合,現(xiàn)將三角板CDE繞邊AB的中點(diǎn)G(G點(diǎn)也是DE的中點(diǎn)),按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)180°到△C′ED的位置.
(1)直接寫出C′的坐標(biāo),并求經(jīng)過(guò)O、A、C′三點(diǎn)的拋物線的解析式;
(2)點(diǎn)P在第四象限的拋物線上,求△C′OP的最大面積;
(3)如圖③,⊙G是以AB為直徑的圓,過(guò)B點(diǎn)作⊙G的切線與x軸相交于點(diǎn)F,拋物線上是否存在一點(diǎn)M,使得△BOF與△AOM相似?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)根據(jù)等邊三角形的性質(zhì)求出點(diǎn)C'的坐標(biāo),根據(jù)二次函數(shù)經(jīng)過(guò)A(2,0),O(0,0),設(shè)出二次函數(shù)的交點(diǎn)式,將C'代入,求出二次函數(shù)解析式;
(2)過(guò)P作PQ⊥x軸,交OC'于Q,連接OC',求出OC'的表達(dá)式,將P點(diǎn)的橫坐標(biāo)為m,則過(guò)P作PQ⊥x軸,交OC'于Q,連接PC',OP,設(shè)OC'的表達(dá)式為:y=kx,可得OC'的表達(dá)式為y=x,設(shè)P點(diǎn)的橫坐標(biāo)為m,則P(m,m2﹣m),Q(m,m),PQ=﹣m2+m,故S△C'OP=×3×(﹣m2+m)=﹣(m﹣)2+,即可得當(dāng)m=時(shí),△C'OP的最大面積為;
(3)根據(jù)三角形相似的判定,分3種情況,找出點(diǎn)M的位置,求出坐標(biāo)即可.
【解析】(1)過(guò)點(diǎn)C'作C′M⊥x軸,垂足為M,如圖:
∵由題意可知△OAB和△C′DE是等邊三角形,
∴∠BAO=∠BAC'=60°,AO=AC'=2,
∴∠C'AM=180°﹣∠BAO﹣∠BAC'=60°,
∴C'M=AC'?sin∠C'AM=2sin60°=,AM=AC'?cs∠C'AM=2cs60°=1,
∴OM=OA+AM=2+1=3,
∴C'(3,),
∵A(2,0),O(0,0)在拋物線上,故設(shè)拋物線的解析式y(tǒng)=ax(x﹣2),
∴將C'(3,)代入得3a=,
解得a=,
∴y=x2﹣x;
(2)過(guò)P作PQ⊥x軸,交OC'于Q,連接PC',OP,如圖:
設(shè)OC'的表達(dá)式為:y=kx,由(1)知C'(3,),
∴=3k,
解得k=,
∴OC'的表達(dá)式為y=x,
設(shè)P點(diǎn)的橫坐標(biāo)為m,則有:P(m,m2﹣m),Q(m,m),
∴PQ=﹣m2+m,
∴S△C'OP=×3×(﹣m2+m)=﹣(m﹣)2+,
∴當(dāng)m=時(shí),△C'OP的最大面積為;
(3)拋物線上存在一點(diǎn)M,使得△BOF與△AOM相似,理由如下:
∵BF與⊙G相切,
∴∠ABF=90°,
∵∠BAF=60°,AB=OA=2,
∴AF=4,OF=2,
∵∠BOF=180°﹣∠BOA=120°,
∴△BOF為頂角為120°的等腰三角形
①AO=AM=2時(shí),點(diǎn)M與點(diǎn)C'重合,如圖:
此時(shí)∠OAC’=120°,
∴∠BOF=∠OAC',=,
∴△BOF∽△MAO,
此時(shí)M(3,);
②OA=OM=2時(shí),點(diǎn)M與點(diǎn)C'關(guān)于拋物線對(duì)稱軸直線x=1對(duì)稱,如圖:
由對(duì)稱性可知,此時(shí)∠AOM=120°,
∴△BOF∽△AOM,
∴M;
③MO=MA時(shí),點(diǎn)M為拋物線頂點(diǎn)(1,),
此時(shí)tan∠AOM=,
∴∠AOM=30°,
∴∠AOM=∠OAM=30°=∠BFO=∠FBO,
∴△BOF∽AMO,
∴M(1,﹣),
綜上所述,M的坐標(biāo)為:(3,),(﹣1,),(1,﹣).
14. (2023?萊蕪區(qū)三模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,一次函數(shù)y=﹣x+3的圖象與x軸交于點(diǎn)A,與y軸交于點(diǎn)B,二次函數(shù)y=x2+bx+c的圖象經(jīng)過(guò)A和點(diǎn)C(0,﹣3).
(1)求二次函數(shù)的表達(dá)式;
(2)如圖1,平移線段AC,點(diǎn)A的對(duì)應(yīng)點(diǎn)D落在二次函數(shù)在第一象限的圖象上,點(diǎn)C的對(duì)應(yīng)點(diǎn)E落在直線AB上,直接寫出四邊形ACED的形狀,并求出此時(shí)點(diǎn)D的坐標(biāo);
(3)如圖2,在(2)的條件下,連接CD,交x軸于點(diǎn)M,點(diǎn)P為直線CD下方拋物線上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作PF⊥x軸,交CD于點(diǎn)F,連接PC,是否存在點(diǎn)P,使得以點(diǎn)P,C,F(xiàn)為頂點(diǎn)的三角形與△COM相似?若存在,求出線段FP的長(zhǎng)度;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)由一次函數(shù)解析式求得A點(diǎn)坐標(biāo),再待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式即可;
(2)由平移的性質(zhì)可得四邊形ACED是平行四邊形;設(shè)點(diǎn)D(a,a2﹣2a﹣3)根據(jù)坐標(biāo)的平移規(guī)律可得E(a﹣3,a2﹣2a﹣6),將點(diǎn)E代入一次函數(shù)求得a即可解答;
(3)由PF∥y軸,可得∠OCM=∠CFP,則∠CFP≠90°,①△COM∽△FPC時(shí),過(guò)點(diǎn)D作DG⊥y軸于G,則,由二次函數(shù)的對(duì)稱性可得PC=2,由tan∠CFP=tan∠DCG即可解答;②△COM∽△FCP時(shí),過(guò)點(diǎn)D作DG⊥y軸于G,過(guò)點(diǎn)C作CH⊥PF于H,解Rt△CHF和Rt△CHP可得,由C、D坐標(biāo)可得lCD:y=2x﹣3,設(shè)P(n,n2﹣2n+3),F(xiàn)(n,2n﹣3),則PF=﹣n2+4n,由建立方程求得n值即可解答
【解析】(1)由y=﹣x+3,令y=0,則﹣x+3=0,
解得x=3,
∴A(3,0),
將C(0,﹣3)代入y=x2+bx+c,得c=﹣3,
將A(3,0)代入y=x2+bx﹣3,得b=﹣2,
∴二次函數(shù)的表達(dá)式為:y=x2﹣2x﹣3;
(2)由平移性質(zhì)可得DE=AC,DE∥AC,
∴四邊形ACED是平行四邊形,
∴CE=AD,CE∥AD,
設(shè)點(diǎn)D(a,a2﹣2a﹣3),
∵點(diǎn)A(3,0)向下平移3個(gè)單位,再向左平移3個(gè)單位可以得到點(diǎn)C(0,﹣3),
∴點(diǎn)D向下平移3個(gè)單位,再向左平移3個(gè)單位可以得到點(diǎn)E,
∴E(a﹣3,a2﹣2a﹣6),
將點(diǎn)E坐標(biāo)代入y=﹣x+3,得:3﹣a+3=a2﹣2a﹣6,
解得a1=﹣3(不符合題意舍去),a2=4,
把a(bǔ)=4代入y=x2﹣2x﹣3,y=5,
∴D(4,5);
(3)∵PF∥y軸,
∴∠OCM=∠CFP,
∴∠CFP≠90°,
①如圖,過(guò)點(diǎn)D作DG⊥y軸于G,
當(dāng)∠CPF=∠COM=90°時(shí),△COM∽△FPC,
∵y=x2﹣2x﹣3的對(duì)稱軸為x=1,PC∥x軸,C(0,﹣3),
∴P(2,﹣3),
∴PC=2,
∵D(4,5),C(0,﹣3),
∴tan∠DCG=,
∴tan∠CFP=,
∴PF=2CP=4;
②如圖,過(guò)點(diǎn)D作DG⊥y軸于G,過(guò)點(diǎn)C作CH⊥PF于H,
當(dāng)∠PCF=∠COM=90°時(shí),△COM∽△FCP,
∵∠CPF+∠PCH=90°,∠CPF+∠CFH=90°
∴∠PCH=∠CFH=∠DCG,
∴tan∠PCH=tan∠CFH=,
∴PH=CH,F(xiàn)H=2CH,
∴PF=CH,
設(shè)直線CD的解析式為y=kx+m,
∵C(0,﹣3)、D(4,5),
∴,
∴,
∴直線CD的解析式為lCD:y=2x﹣3,
設(shè)P(n,n2﹣2n+3),F(xiàn)(n,2n﹣3),PF=2n﹣3﹣(n2﹣2n+3)=﹣n2+4n,
∴﹣n2+4n=n
即2n2﹣3n=0,
解得:n=,n=0(舍去),
∴PF=,
綜上所述,存在點(diǎn)P,使得以P,C,F(xiàn)為頂點(diǎn)的三角形與△COM相似,此時(shí)PF=4或.
15. (2023?臨清市三模)如圖,拋物線y=﹣x2+bx+c的頂點(diǎn)D坐標(biāo)為(1,4),且與x軸相交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè),與y軸相交于點(diǎn)C,點(diǎn)E在x軸上方且在對(duì)稱軸左側(cè)的拋物線上運(yùn)動(dòng),點(diǎn)F在拋物線上并且和點(diǎn)E關(guān)于拋物線的對(duì)稱軸對(duì)稱,作矩形EFGH,其中點(diǎn)G,H都在x軸上.
(1)求拋物線解析式;
(2)設(shè)點(diǎn)F橫坐標(biāo)為m,
①用含有m的代數(shù)式表示點(diǎn)E的橫坐標(biāo)為 2﹣m (直接填空);
②當(dāng)矩形EFGH為正方形時(shí),求點(diǎn)G的坐標(biāo);
③連接AD,當(dāng)EG與AD垂直時(shí),求點(diǎn)G的坐標(biāo);
(3)過(guò)頂點(diǎn)D作DM⊥x軸于點(diǎn)M,過(guò)點(diǎn)F作FP⊥AD于點(diǎn)P,直接寫出△DFP與△DAM相似時(shí),點(diǎn)F的坐標(biāo).
【分析】(1)根據(jù)頂點(diǎn)D坐標(biāo)為(1,4)可得二次函數(shù)的頂點(diǎn)式,即可求解;
(2)①先解方程﹣x2+2x+3=0得A(﹣1,0),B(3,0),則1<m<3,設(shè)E點(diǎn)的橫坐標(biāo)為t,利用E、F到對(duì)稱性的距離相等得到m﹣1=1﹣t,求出t即可得到點(diǎn)E的橫坐標(biāo);
②設(shè)F(m,﹣m2+2m+3)(1<m<3),則E(2﹣m,﹣m2+2m+3),利用正方形的性質(zhì)得到FG=FE,即﹣m2+2m+3=m﹣(2﹣m),然后解方程求出m即可得到G點(diǎn)坐標(biāo);
③先證明Rt△GEH∽R(shí)t△DAM,利用相似比得到GH=2EH,從而得到即m﹣2=2(﹣m2+2m+3),然后解方程求出m即可得到G點(diǎn)坐標(biāo);
(3)AD交EF于Q,如圖,利用△DFP與△DAM相似得到∠1=∠3,再利用等角的余角相等得到∠1=∠2,所以∠2=∠3,于是可判斷△FDQ為等腰三角形,即FD=FQ,接著利用待定系數(shù)法求出直線AD的解析式為y=2x+2,從而可表示出Q(﹣m2+m+,﹣m2+2m+3),則FQ=(m+1)(m﹣1),而利用兩點(diǎn)間的距離公式得到DF2=(m﹣1)2+(m﹣1)4,于是得到方程(m﹣1)2+(m﹣1)4=[(m+1)(m﹣1)]2,然后解方程求出m即可得到F點(diǎn)坐標(biāo).
【解析】(1)∵拋物線y=﹣x2+bx+c的頂點(diǎn)D坐標(biāo)為(1,4),
∴y=﹣(x﹣1)2+4=﹣x2+2x﹣1+4=﹣x2+2x+3,
∴拋物線解析式為y=﹣x2+2x+3;
(2)①當(dāng)y=0時(shí),﹣x2+2x+3=0,解得x1=﹣1,x2=3,則A(﹣1,0),B(3,0),
∴1<m<3,
設(shè)E點(diǎn)的橫坐標(biāo)為t,
∵m﹣1=1﹣t,
∴t=2﹣m,
∴點(diǎn)E的橫坐標(biāo)為2﹣m;
故答案為:2﹣m;
②設(shè)F(m,﹣m2+2m+3)(1<m<3),則E(2﹣m,﹣m2+2m+3),
∵矩形EFGH為正方形,
∴FG=FE,
即﹣m2+2m+3=m﹣(2﹣m),
整理得m2=5,
解得m1=﹣(舍去),m2=,
∴G點(diǎn)坐標(biāo)為(,0);
③過(guò)點(diǎn)D作DM⊥x軸于M,
∵EG⊥AD,
而DM⊥x軸,
∴∠1=∠4,
∴Rt△GEH∽R(shí)t△DAM,
∴,即
∴GH=2EH,
即2m﹣2=2(﹣m2+2m+3),
整理得m2﹣m﹣4=0,解得m1=(舍去),m2=,
∴G點(diǎn)坐標(biāo)為(,0);
(3)設(shè)AD交EF于Q,如圖,
∵FP⊥AD,
∴∠DPF=90°,
∵△DFP與△DAM相似
∴∠1=∠3,
∵∠1=∠2,
∴∠2=∠3,
而FP⊥DQ,
∴△FDQ為等腰三角形,
∴FD=FQ,
設(shè)直線AD的解析式為y=px+q,
把A(﹣1,0),D(1,4)代入得,
解得,
∴直線AD的解析式為y=2x+2,
當(dāng)y=﹣m2+2m+3時(shí),2x+2=﹣m2+2m+3,解得x=﹣m2+m+,則Q(﹣m2+m+,﹣m2+2m+3),
∴FQ=m﹣(﹣m2+m+)=m2﹣=(m+1)(m﹣1),
而DF2=(m﹣1)2+(﹣m2+2m+3﹣4)2=(m﹣1)2+(m﹣1)4,
∴(m﹣1)2+(m﹣1)4=[(m+1)(m﹣1)]2,
而m≠1,
∴1+(m﹣1)2=(m+1)2,
整理得3m2﹣10m+7=0,解得m1=1(舍去),m2=,
∴F點(diǎn)坐標(biāo)為(,).
16. (2023?成都模擬)如圖①,已知拋物線y=﹣(x﹣1)2+k交x軸于A,B兩點(diǎn),交y軸于點(diǎn)C,P是拋物線上的動(dòng)點(diǎn),且滿足OB=3OA.
(1)求拋物線的解析式;
(2)若點(diǎn)P在第一象限,直線y=x+b經(jīng)過(guò)點(diǎn)P且與直線BC交于點(diǎn)E,設(shè)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為t,當(dāng)線段PE的長(zhǎng)度隨著t的增大而減小時(shí),求t的取值范圍;
(3)如圖②,過(guò)點(diǎn)A作BC的平行線m,與拋物線交于另一點(diǎn)D.點(diǎn)P在直線m上方,點(diǎn)Q在線段AD上,若△CPQ與△AOC相似,且點(diǎn)P與點(diǎn)O是對(duì)應(yīng)點(diǎn),求點(diǎn)P的坐標(biāo).
【分析】(1)根據(jù)拋物線的對(duì)稱軸為直線x=1,OB=3OA,可得出:B(3,0),代入解析式即可求得答案;
(2)運(yùn)用待定系數(shù)法可得直線BC的解析式為y=﹣x+3,過(guò)點(diǎn)P作PH∥y軸交BC于點(diǎn)H,過(guò)點(diǎn)E作EK⊥PH于點(diǎn)K,如圖①,設(shè)P(t,﹣t2+2t+3),則H(t,﹣t+3),得出PE=PK=﹣(t﹣)2+,運(yùn)用二次函數(shù)的性質(zhì)即可求得答案;
(3)先求出直線m的解析式為y=﹣x﹣1,分情況討論:當(dāng)△CPQ∽△AOC時(shí),則==,∠CPQ=∠AOC=90°,過(guò)點(diǎn)P作PE⊥y軸于點(diǎn)E,過(guò)點(diǎn)Q作QF⊥PE于點(diǎn)F,可證得△PCE∽△QPF,得出===,建立方程求解即可得出答案;當(dāng)△CPQ∽△COA時(shí),同理可求得點(diǎn)P的坐標(biāo).
【解析】(1)∵拋物線y=﹣(x﹣1)2+k的對(duì)稱軸為直線x=1,OB=3OA,
∴OB=3,OA=1,
∴B(3,0),A(﹣1,0),
把B(3,0)代入y=﹣(x﹣1)2+k,得0=﹣(3﹣1)2+k,
解得:k=4,
∴y=﹣(x﹣1)2+4=﹣x2+2x+3,
∴該拋物線的解析式為y=﹣x2+2x+3;
(2)設(shè)P(t,﹣t2+2t+3),
∴t+b=﹣t2+2t+3,
∴b=﹣t2+t+3,
∴直線PE的解析式為y=x﹣t2+t+3,
設(shè)直線BC的解析式為y=kx+d,
∵B(3,0),C(0,3),
∴,
解得:,
∴直線BC的解析式為y=﹣x+3,
過(guò)點(diǎn)P作PH∥y軸交BC于點(diǎn)H,過(guò)點(diǎn)E作EK⊥PH于點(diǎn)K,如圖①,
則H(t,﹣t+3),
∴PH=﹣t2+2t+3﹣(﹣t+3)=﹣t2+3t,
聯(lián)立得:,
解得:,
∴E(t2﹣t,﹣t2+t+3),
∴K(t,﹣t2+t+3),
∴EK=KH=﹣t2+2t,PK=﹣t2+2t+3﹣(﹣t2+t+3)=﹣t2+t,
∴EK=2PK,
∵EK⊥PH,
∴PE=PK=﹣(t﹣)2+,
∴當(dāng)t≥時(shí),線段PE的長(zhǎng)度隨著t的增大而減小,
又∵點(diǎn)P在第一象限,∴0<t<3,
∴當(dāng)線段PE的長(zhǎng)度隨著t的增大而減小時(shí),≤t<3;
(3)∵直線m∥BC,
∴設(shè)直線m的解析式為y=﹣x+n,把A(﹣1,0)代入得:1+n=0,
解得:n=﹣1,
∴直線m的解析式為y=﹣x﹣1,
當(dāng)△CPQ∽△AOC時(shí),
則==,∠CPQ=∠AOC=90°,
過(guò)點(diǎn)P作PE⊥y軸于點(diǎn)E,過(guò)點(diǎn)Q作QF⊥PE于點(diǎn)F,
∵P(t,﹣t2+2t+3),C(0,3),
∴E(0,﹣t2+2t+3),
則PE=|t|,CE=|t2﹣2t|,
∵∠PEC=∠QFP=90°,
∴∠CPE+∠PCE=90°,
∵∠CPE+∠QPF=90°,
∴∠PCE=∠QPF,
∴△PCE∽△QPF,
∴===,
∴PF=3CE=3(t2﹣2t),QF=3PE=3t,
∴EF=t﹣3(t2﹣2t)=﹣3t2+7t,QF=3t,
∴Q(﹣3t2+7t,﹣t2﹣t+3),
把Q(﹣3t2+7t,﹣t2﹣t+3)代入y=﹣x﹣1,得﹣t2﹣t+3=﹣(﹣3t2+7t)﹣1,
解得:t=2或﹣,
∴P(2,3)或(﹣,);
當(dāng)△CPQ∽△COA時(shí),
==,∠CPQ=∠AOC=90°,
同理可得:===,Q(﹣t2+t,﹣t2+t+3),
代入y=﹣x﹣1,得﹣t2+t+3=﹣(﹣t2+t)﹣1,
解得:t=,
∵點(diǎn)P在直線m上方,
∴﹣1<t<4,
∴P(,)或(,);
綜上所述,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,3)或(﹣,)或(,)或(,).
17. (2023?東莞市校級(jí)一模)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知拋物線y=﹣x2+2kx+2k2+1與x軸的左交點(diǎn)為A,右交點(diǎn)為B,與y軸的交點(diǎn)為C,對(duì)稱軸為直線l,對(duì)于拋物線上的兩點(diǎn)(x1,y1),(x2,y2)(x1<k<x2),當(dāng)x1+x2=2時(shí),y1﹣y2=0恒成立.
(1)求該拋物線的解析式;
(2)點(diǎn)M是第二象限內(nèi)直線AC上方的拋物線上的一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)M作MN⊥AC于點(diǎn)N,求線段MN的最大值,并求出此時(shí)點(diǎn)M的坐標(biāo);
(3)點(diǎn)P是直線l右側(cè)拋物線上的一點(diǎn),PQ⊥l于點(diǎn)Q,AP交直線l于點(diǎn)F,是否存在這樣的點(diǎn)P,使△PQF與△ACO相似?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)P的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)利用一元二次方程根與系數(shù)關(guān)系可得:x1+x2=2k,再結(jié)合當(dāng)x1+x2=2時(shí),y1﹣y2=0恒成立,可得出k=1,即可得出答案;
(2)運(yùn)用待定系數(shù)法可得直線AC的解析式為y=3x+3,如圖1,過(guò)點(diǎn)M作MD∥y軸交AC于點(diǎn)D,設(shè)M(t,﹣t2+2t+3)(﹣1<t<0),則D(t,3t+3),再證得△MDN∽△ACO,得出=,可得MN=﹣(t+)2+,運(yùn)用二次函數(shù)的性質(zhì)即可求得答案;
(3)設(shè)P(m,﹣m2+2m+3)(m>1),則Q(1,﹣m2+2m+3),過(guò)點(diǎn)P作PH⊥x軸于點(diǎn)H,則H(m,0),可證得△PFQ∽△APH,分情況討論:當(dāng)點(diǎn)P在x軸上方時(shí),若△PFQ∽△CAO,則△APH∽△CAO,可得P(,);若△PFQ∽△ACO,則△APH∽△ACO,求得m=﹣1或0,均不符合題意;當(dāng)點(diǎn)P在x軸下方時(shí),如圖3,PH=m2﹣2m﹣3,AH=m+1,若△PFQ∽△CAO,則△APH∽△CAO,可得P(,﹣);若△PFQ∽△ACO,則△APH∽△ACO,可得P(6,21).
【解析】(1)∵(x1,y1),(x2,y2)在拋物線y=﹣x2+2kx+2k2+1上,
∴x1+x2=2k,x1x2=﹣2k2﹣1,y1=﹣x12+2kx1+2k2+1,y2=﹣x22+2kx2+2k2+1,
∴y1﹣y2=(﹣x12+2kx1+2k2+1)﹣(﹣x22+2kx2+2k2+1)=(x2﹣x1)(x1+x2﹣2k),
∵當(dāng)x1+x2=2時(shí),y1﹣y2=0恒成立,
∴(x2﹣x1)(2﹣2k)=0,
∵x1<k<x2,
∴2﹣2k=0,
∴k=1,
∴該拋物線的解析式為y=﹣x2+2x+3;
(2)由(1)知:y=﹣x2+2x+3,
令y=0,得﹣x2+2x+3=0,
解得:x1=﹣1,x2=3,
∴A(﹣1,0),B(3,0),
令x=0,得y=3,
∴C(0,3),
在Rt△AOC中,AC===,
設(shè)直線AC的解析式為y=mx+n,則,
解得:,
∴直線AC的解析式為y=3x+3,
如圖1,過(guò)點(diǎn)M作MD∥y軸交AC于點(diǎn)D,
設(shè)M(t,﹣t2+2t+3)(﹣1<t<0),則D(t,3t+3),
∴MD=﹣t2+2t+3﹣(3t+3)=﹣t2﹣t,
∵M(jìn)N⊥AC,
∴∠MND=90°=∠AOC,
∵M(jìn)D∥OC,
∴∠MDN=∠ACO,
∴△MDN∽△ACO,
∴=,即=,
∴MN=﹣(t+)2+,
∵<0,
∴當(dāng)t=﹣時(shí),線段MN取得最大值,此時(shí),M(﹣,);
(3)存在.
∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴拋物線的對(duì)稱軸為直線x=1,
設(shè)P(m,﹣m2+2m+3)(m>1),則Q(1,﹣m2+2m+3),過(guò)點(diǎn)P作PH⊥x軸于點(diǎn)H,則H(m,0),
∵PQ⊥l,l⊥x軸,
∴PQ∥x軸,
∴∠FPQ=∠PAH,
∵∠PQF=∠AHP,
∴△PFQ∽△APH,
當(dāng)點(diǎn)P在x軸上方時(shí),如圖2,PH=﹣m2+2m+3,AH=m+1,又OA=1,OC=3,
若△PFQ∽△CAO,則△APH∽△CAO,
∴=,即=,
解得:m=﹣1(舍去)或m=,
當(dāng)m=時(shí),﹣m2+2m+3=﹣()2+2×+3=,
∴P(,);
若△PFQ∽△ACO,則△APH∽△ACO,
∴=,即=,
解得:m=﹣1(舍去)或m=0(不符合題意,舍去);
當(dāng)點(diǎn)P在x軸下方時(shí),如圖3,PH=m2﹣2m﹣3,AH=m+1,
若△PFQ∽△CAO,則△APH∽△CAO,
∴=,即=,
解得:m=﹣1(舍去)或m=,
當(dāng)m=時(shí),﹣m2+2m+3=﹣()2+2×+3=﹣,
∴P(,﹣);
若△PFQ∽△ACO,則△APH∽△ACO,
∴=,即=,
解得:m=﹣1(舍去)或m=6,
當(dāng)m=6時(shí),﹣m2+2m+3=﹣62+2×6+3=﹣21,
∴P(6,21);
綜上所述,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(,)或(,﹣)或(6,21).
18. (2023?碑林區(qū)校級(jí)模擬)如圖,Rt△ABC中,∠ACB=90°,AB=8,AC=4,以AB所在直線為x軸建立平面直角坐標(biāo)系,若C(0,2).
(1)請(qǐng)直接寫出A、B的坐標(biāo);
(2)求經(jīng)過(guò)A、B、C三點(diǎn)的拋物線表達(dá)式;
(3)l為拋物線對(duì)稱軸,P是直線l右側(cè)拋物線上的點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作l的垂線,垂足為D,E是l上的點(diǎn).要使以P、D、E為頂點(diǎn)的三角形與△ABC全等,求滿足條件的點(diǎn)P,點(diǎn)E的坐標(biāo).
【分析】(1)運(yùn)用勾股定理即可求得OA=2,再求得OB=6,即可得出點(diǎn)A、B的坐標(biāo);
(2)運(yùn)用待定系數(shù)法設(shè)y=a(x+2)(x﹣6),把C(0,2)代入,即可求得答案;
(3)根據(jù)以P、D、E為頂點(diǎn)的三角形與△ABC全等,且∠PDE=∠ACB=90°,可分兩種情況:①當(dāng)△PDE≌△ACB時(shí),如圖1,②當(dāng)△PDE≌△BCA時(shí),如圖2,分別結(jié)合圖形和全等三角形性質(zhì)即可求得答案.
【解析】(1)∵C(0,2),
∴OC=2,
在Rt△AOC中,OA===2,
∴OB=AB﹣OA=8﹣2=6,
∴A(﹣2,0),B(6,0);
(2)設(shè)y=a(x+2)(x﹣6),把C(0,2)代入得:2=a(0+2)(0﹣6),
解得:a=﹣,
∴y=﹣(x+2)(x﹣6)=﹣x2+x+2,
∴該拋物線的表達(dá)式為y=﹣x2+x+2;
(3)在△BOC中,BC===4,
∵y=﹣x2+x+2=(x﹣2)2+,
∴拋物線對(duì)稱軸為直線x=2,
設(shè)P(m,﹣m2+m+2)(m>2),E(2,n),
①當(dāng)△PDE≌△ACB時(shí),如圖1,
∵∠PDE=∠ACB=90°,
∴PD=AC=4,DE=BC=4,
∴m﹣2=4,
解得:m=6,
∴P(6,0),D(2,0),
∴|n﹣0|=4,
解得:n=±4,
∴E(2,4)或(2,﹣4),
②當(dāng)△PDE≌△BCA時(shí),如圖2,
∵∠PDE=∠ACB=90°,
∴PD=BC=4,DE=AC=4,
∴m﹣2=4,
解得:m=4+2,
∴P(4+2,﹣),D(2,﹣),
∴|n﹣(﹣)|=4,
解得:n=4﹣或﹣4﹣,
∴E(2,4﹣)或(2,﹣4﹣);
綜上所述,P(6,0),E(2,4)或(2,﹣4);或P(4+2,﹣),E(2,4﹣)或(2,﹣4﹣).

相關(guān)試卷

2024年中考數(shù)學(xué)壓軸題之學(xué)霸秘笈大揭秘專題27以相似為載體的幾何綜合問(wèn)題(原卷版+解析):

這是一份2024年中考數(shù)學(xué)壓軸題之學(xué)霸秘笈大揭秘專題27以相似為載體的幾何綜合問(wèn)題(原卷版+解析),共84頁(yè)。

中考數(shù)學(xué)壓軸題之學(xué)霸秘笈大揭秘(全國(guó)通用)專題8二次函數(shù)與矩形存在性問(wèn)題(原卷版+解析):

這是一份中考數(shù)學(xué)壓軸題之學(xué)霸秘笈大揭秘(全國(guó)通用)專題8二次函數(shù)與矩形存在性問(wèn)題(原卷版+解析),共91頁(yè)。試卷主要包含了矩形的判定,題型分析,5時(shí),w最大=20,5);等內(nèi)容,歡迎下載使用。

中考數(shù)學(xué)壓軸題之學(xué)霸秘笈大揭秘(全國(guó)通用)專題7二次函數(shù)與菱形存在性問(wèn)題(原卷版+解析):

這是一份中考數(shù)學(xué)壓軸題之學(xué)霸秘笈大揭秘(全國(guó)通用)專題7二次函數(shù)與菱形存在性問(wèn)題(原卷版+解析),共104頁(yè)。

英語(yǔ)朗讀寶

相關(guān)試卷 更多

中考數(shù)學(xué)壓軸題之學(xué)霸秘笈大揭秘(全國(guó)通用)專題4二次函數(shù)與相似問(wèn)題(全國(guó)通用)(原卷版+解析)

中考數(shù)學(xué)壓軸題之學(xué)霸秘笈大揭秘(全國(guó)通用)專題4二次函數(shù)與相似問(wèn)題(全國(guó)通用)(原卷版+解析)

中考數(shù)學(xué)壓軸題之學(xué)霸秘笈大揭秘(全國(guó)通用)專題27以相似為載體的幾何綜合問(wèn)題(全國(guó)通用)(原卷版+解析)

中考數(shù)學(xué)壓軸題之學(xué)霸秘笈大揭秘(全國(guó)通用)專題27以相似為載體的幾何綜合問(wèn)題(全國(guó)通用)(原卷版+解析)

專題04 二次函數(shù)與相似問(wèn)題-挑戰(zhàn)中考數(shù)學(xué)壓軸題之學(xué)霸秘笈大揭秘(全國(guó)通用)

專題04 二次函數(shù)與相似問(wèn)題-挑戰(zhàn)中考數(shù)學(xué)壓軸題之學(xué)霸秘笈大揭秘(全國(guó)通用)

專題04 二次函數(shù)與相似問(wèn)題-挑戰(zhàn)2023年中考數(shù)學(xué)壓軸題之學(xué)霸秘笈大揭秘(原卷版+解析版)(全國(guó)通用)

專題04 二次函數(shù)與相似問(wèn)題-挑戰(zhàn)2023年中考數(shù)學(xué)壓軸題之學(xué)霸秘笈大揭秘(原卷版+解析版)(全國(guó)通用)

資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者,認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識(shí)產(chǎn)權(quán),請(qǐng)掃碼添加我們的相關(guān)工作人員,我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng),可獲得資源免費(fèi)推廣曝光,還可獲得多重現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì),申請(qǐng) 精品資源制作, 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
中考專區(qū)
歡迎來(lái)到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬(wàn)優(yōu)選資源,讓備課更輕松
  • 600萬(wàn)優(yōu)選試題,支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯,日均更新2000+
  • 百萬(wàn)教師選擇,專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊(cè)
qrcode
二維碼已過(guò)期
刷新

微信掃碼,快速注冊(cè)

手機(jī)號(hào)注冊(cè)
手機(jī)號(hào)碼

手機(jī)號(hào)格式錯(cuò)誤

手機(jī)驗(yàn)證碼 獲取驗(yàn)證碼

手機(jī)驗(yàn)證碼已經(jīng)成功發(fā)送,5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個(gè)字符,數(shù)字、字母或符號(hào)

注冊(cè)即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊(cè)協(xié)議」「隱私條款」
QQ注冊(cè)
手機(jī)號(hào)注冊(cè)
微信注冊(cè)

注冊(cè)成功

返回
頂部