
例題(2021·江蘇·蘇州高新區(qū)實(shí)驗初級中學(xué)二模)如圖1,拋物線y= SKIPIF 1 < 0 x2+bx﹣4交x軸于A,B兩點(diǎn)(A在B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C,且OC=2OB.
(1)求拋物線的解析式;
(2)連接AC,BC,點(diǎn)P在拋物線上,且滿足∠PBC=∠ACB,求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)如圖2,直線l:y=x+t(﹣4<t<0)交y軸于點(diǎn)E,過直線l上的一動點(diǎn)M作MN∥y軸交拋物線于點(diǎn)N,直線CM交拋物線于另一點(diǎn)D,直線DN交y軸于點(diǎn)F,試求OE+OF的值.
【答案】(1)y= SKIPIF 1 < 0 x2+x﹣4;(2)( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 );(3)8
【解析】
【分析】
(1)求出點(diǎn)B的坐標(biāo),由拋物線的解析式可得出b的值,拋物線的解析式即可求解;
(2)延長CA、BP交于點(diǎn)Q,設(shè)點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(m,n),求出直線AC的解析式為y=-x-4,解方程組 SKIPIF 1 < 0 可求出點(diǎn)Q的坐標(biāo),聯(lián)立直線BQ和拋物線的解析式,則可得出答案;
(3)設(shè)點(diǎn)D的坐標(biāo)為(s, SKIPIF 1 < 0 ),可求C(0,-4),由題意得出 SKIPIF 1 < 0 ,設(shè)直線DN:y=mx+n,由 SKIPIF 1 < 0 得出 SKIPIF 1 < 0 ,則 SKIPIF 1 < 0 ,可得出-t-n=8,由點(diǎn)的坐標(biāo)可得出OE+OF=8
【詳解】
解:(1)對于拋物線y= SKIPIF 1 < 0 x2+bx﹣4,當(dāng)x=0時,y=-4,
∴點(diǎn)C的坐標(biāo)為(0,-4),即OC=4,
∵OC=2OB
∴OB=2,即點(diǎn)B的坐標(biāo)為(2,0),
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
解得b=1,
∴拋物線的解析式為y= SKIPIF 1 < 0 x2+x﹣4;
(2)延長CA、BP交于點(diǎn)Q,設(shè)點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(m,n),
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
整理得: SKIPIF 1 < 0 ,
解方程 SKIPIF 1 < 0 x2+x﹣4=0得: SKIPIF 1 < 0 ,
∴點(diǎn)A的坐標(biāo)為(-4,0),
設(shè)直線AC的解析式為y=kx+b,
則 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴直線AC的解析式為y=-x-4,
∵點(diǎn)Q在直線AC上,
∴n=-m-4
∴ SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0
∴點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(-5,1),
設(shè)直線BQ的解析式為y=px+q,
則 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴直線BQ的解析式為 SKIPIF 1 < 0 ,
解方程組 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )
(3)設(shè)點(diǎn)D的坐標(biāo)為(s, SKIPIF 1 < 0 ),可求C(0,-4),
∴直線CD的解析式為 SKIPIF 1 < 0 ,
聯(lián)立 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
設(shè)直線DN:y=mx+n,
聯(lián)立 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵M(jìn)N SKIPIF 1 < 0 y軸,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴t+4=-4-n,即-t-n=8,
∵OE=-t,OF=-n
∴OE+OF=8.
【點(diǎn)睛】
本題考查了二次函數(shù)解析式的求法及二次函數(shù)與一次函數(shù)的綜合問題,解題的關(guān)鍵是作出輔助線,用待定系數(shù)法求出相關(guān)關(guān)系式并聯(lián)立求解.
練習(xí)題
1.(2021·廣東·雷州市第八中學(xué)二模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,頂點(diǎn)為M的拋物線是由拋物線 SKIPIF 1 < 0 向右平移1個單位得到的,它與y軸負(fù)半軸交于點(diǎn)A,點(diǎn)B在拋物線上,且橫坐標(biāo)為3.
(1)寫出以M為頂點(diǎn)的拋物線解析式及點(diǎn)A、B、M的坐標(biāo).
(2)連接AB,AM,BM,求 SKIPIF 1 < 0 ;
(3)點(diǎn)P是頂點(diǎn)為M的拋物線上一點(diǎn),且位于對稱軸的右側(cè),設(shè)PO與x正半軸的夾角為 SKIPIF 1 < 0 ,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,求點(diǎn)P坐標(biāo).
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ; SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 ;
(3) SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
【解析】
【分析】
(1)由平移可得y=(x﹣1)2﹣3,求出解析式即可求解各點(diǎn)坐標(biāo);
(2)求出MB=2 SKIPIF 1 < 0 ,AM= SKIPIF 1 < 0 ,AB=3 SKIPIF 1 < 0 ,利用勾股定理可知△ABM是直角三角形,即可求解;
(3)由已知可知tanα= SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ,求出t的值即可.
(1)解:拋物線y=x2﹣3向右平移1個單位得到y(tǒng)=(x﹣1)2﹣3=x2﹣2x﹣2,
∴M(1,﹣3),
令x=0,則y=﹣2,
∴A(0,﹣2),
∵點(diǎn)B在拋物線上,且橫坐標(biāo)為3,
∴B(3,1);
(2)解:∵M(jìn)(1,﹣3),A(0,﹣2),B(3,1),
∴MB=2 SKIPIF 1 < 0 ,AM= SKIPIF 1 < 0 ,AB=3 SKIPIF 1 < 0 ,
∵M(jìn)B2=AM2+AB2,
∴△ABM是直角三角形,
∴∠MAB=90°,
∴tan∠ABM= SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ;
(3)解:設(shè)P(t,t2﹣2t﹣2),
∵點(diǎn)P位于對稱軸的右側(cè),
∴t>1,
∵PO與x軸正半軸的夾角為α,
∴P點(diǎn)在第一象限或P點(diǎn)在第四象限,
當(dāng)P點(diǎn)在第一象限時,
∵α=∠ABM,
∴tanα= SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ,
∴t=3或t=﹣ SKIPIF 1 < 0 (舍),
∴P(3,1);
當(dāng)P點(diǎn)在第四象限時,
SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ,
∴t= SKIPIF 1 < 0 (舍)或t= SKIPIF 1 < 0 ,
∴P( SKIPIF 1 < 0 ,﹣ SKIPIF 1 < 0 );
綜上所述:P點(diǎn)坐標(biāo)為( SKIPIF 1 < 0 ,﹣ SKIPIF 1 < 0 )或(3,1).
【點(diǎn)睛】
本題是二次函數(shù)的綜合題,熟練掌握二次函數(shù)的圖象及性質(zhì),靈活應(yīng)用勾股定理逆定理是解題的關(guān)鍵.
2.(2021·河南·息縣教育體育局基礎(chǔ)教育教學(xué)研究室二模)如圖,拋物線 SKIPIF 1 < 0 與x軸交于點(diǎn)A,B(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C,且OB=OC=3OA.
(1)求拋物線的解析式及對稱軸.
(2)在拋物線上任取一點(diǎn)M,過點(diǎn)M作MN//x軸,且四邊形ABMN為平行四邊形,在線段MN上任取一點(diǎn)P,過點(diǎn)P作x軸的垂線交拋物線于點(diǎn)Q,記點(diǎn)Q的縱坐標(biāo)為yQ.當(dāng)點(diǎn)M到拋物線對稱軸的距離不超過1個單位長度時,求yQ的取值范圍.
【答案】(1)拋物線的解析式為 SKIPIF 1 < 0 ;拋物線的對稱軸為x=1
(2) SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】
(1)先根據(jù)點(diǎn)C為拋物線y=ax2+bx+3與y軸的交點(diǎn),得出點(diǎn)C的坐標(biāo)及OC的長,再根據(jù)OB=OC=3OA,得出點(diǎn)A和點(diǎn)B的坐標(biāo),然后用待定系數(shù)法求解即可求得解析式,最后根據(jù)x=- SKIPIF 1 < 0 求得對稱軸.
(2)作平行四邊形ABMN,由平行四邊形的性質(zhì)可得MN=AB=4;由點(diǎn)M到拋物線對稱軸的距離不超過1個單位長度,得出xM的取值范圍,從而可得xN的范圍;根據(jù)點(diǎn)P在線段MN上,PQ⊥MN,xP和xQ的范圍,結(jié)合點(diǎn)Q在拋物線y=-x2+2x+3上,可得點(diǎn)Q的縱坐標(biāo)yQ的取值范圍.
(1)∵點(diǎn)C為拋物線y=ax2+bx+3與y軸的交點(diǎn),
∴C(0,3),
∴OC=3,
又∵OB=OC=3OA,
∴OB=3,OA=1,
∴A(-1,0),B(3,0),
將點(diǎn)A,B的坐標(biāo)代入拋物線y=ax2+bx+3中,
得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0
∴拋物線的解析式為 SKIPIF 1 < 0
∴拋物線的對稱軸為直線x SKIPIF 1 < 0 1.
(2)作平行四邊形ABMN,如圖所示:
∴MN=AB=4,點(diǎn)N在點(diǎn)M的左側(cè),
又∵點(diǎn)M到拋物線對稱軸的距離不超過1個單位長度,拋物線的對稱軸為直線x=1,
∴0≤xM≤2,
∴-4≤xN≤-2,
又∵點(diǎn)P在線段MN上,PQ⊥MN,
∴-4≤xP≤2,xP=xQ,
∴-4≤xQ≤2,
又∵點(diǎn)Q在拋物線y=-x2+2x+3= SKIPIF 1 < 0 上,
∴當(dāng)xQ=1時,yQ取最大值4;當(dāng)xQ=-4時,yQ取最小值-21;
∴-21≤yQ≤4.
【點(diǎn)睛】
本題考查了拋物線與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)坐標(biāo)、待定系數(shù)法求函數(shù)的解析式、平行四邊形的性質(zhì)、二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)等知識點(diǎn),數(shù)形結(jié)合、熟練掌握二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
3.(2022·山東·東營市實(shí)驗中學(xué)模擬預(yù)測)如圖,經(jīng)過原點(diǎn)的拋物線 SKIPIF 1 < 0 與 SKIPIF 1 < 0 軸的另一個交點(diǎn)為 SKIPIF 1 < 0 過點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 作直線 SKIPIF 1 < 0 軸于點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 ,交拋物線于點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 記點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 關(guān)于拋物線對稱軸的對稱點(diǎn)為 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 不重合 SKIPIF 1 < 0 連接 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(1)直接寫出點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的坐標(biāo) SKIPIF 1 < 0 用含 SKIPIF 1 < 0 的代數(shù)式表示 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,連接 SKIPIF 1 < 0 ,問 SKIPIF 1 < 0 為何值時 SKIPIF 1 < 0 ?
(3)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 過點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ,問是否存在 SKIPIF 1 < 0 ,使得點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 落在 SKIPIF 1 < 0 軸上?若存在,求出所有滿足要求的 SKIPIF 1 < 0 的值,并定出相對應(yīng)的點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ; SKIPIF 1 < 0 ; SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 (3) SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】
(1)令拋物線解析式 SKIPIF 1 < 0 即求得點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 坐標(biāo);由 SKIPIF 1 < 0 軸可知點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 橫坐標(biāo)與點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 相等為 SKIPIF 1 < 0 ,代入拋物線解析式即求得點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 縱坐標(biāo);由拋物線解析式可得對稱軸為直線 SKIPIF 1 < 0 ,根據(jù)點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 到對稱軸距離相等即求得點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 坐標(biāo).
(2)由點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 坐標(biāo)可用 SKIPIF 1 < 0 表示 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,故有 SKIPIF 1 < 0 ,得到關(guān)于 SKIPIF 1 < 0 的一元二次方程,求解即得到 SKIPIF 1 < 0 的值.
(3)由 SKIPIF 1 < 0 的取值范圍求得此時點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 在對稱軸右側(cè),點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 在點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 上方,畫出圖形.若點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 軸上方,根據(jù) SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 可證得 SKIPIF 1 < 0 ≌ SKIPIF 1 < 0 ,故有 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 由 SKIPIF 1 < 0 即得到關(guān)于 SKIPIF 1 < 0 的方程,求得 SKIPIF 1 < 0 的值代入求點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 坐標(biāo),即由 SKIPIF 1 < 0 求得點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 坐標(biāo).
(1)解:∵當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 軸, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 拋物線對稱軸為直線: SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 .
(2) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 ,舍去 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 .
(3)存在 SKIPIF 1 < 0 ,使得點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 落在 SKIPIF 1 < 0 軸上,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 在對稱軸右側(cè),
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,即點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 在點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 下方,如圖,
若點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 軸上,則 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 與 SKIPIF 1 < 0 中,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ≌ SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 ,符合 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 .
【點(diǎn)睛】
本題考查了二次函數(shù)的圖象與性質(zhì),勾股定理的應(yīng)用,一元二次方程的解法,一元一次不等式的應(yīng)用,全等三角形的判定和性質(zhì).第(3)題由 SKIPIF 1 < 0 的取值范圍求得的點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 位置與題干圖形不相同,必須畫出準(zhǔn)確圖形再討論計算.
4.(2021·廣東·中山一中三模)拋物線y=x2+bx+c經(jīng)過點(diǎn)A(﹣3,0)和點(diǎn)B(2,0),與y軸交于點(diǎn)C.
(1)求該拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)點(diǎn)P是該拋物線上的動點(diǎn),且位于y軸的左側(cè).
①如圖1,過點(diǎn)P作PD⊥x軸于點(diǎn)D,作PE⊥y軸于點(diǎn)E,當(dāng)PD=2PE時,求PE的長;
②如圖2,該拋物線上是否存在點(diǎn)P,使得∠ACP=∠OCB?若存在,請求出所有點(diǎn)P的坐標(biāo):若不存在,請說明理由.
【答案】(1)y=x2+x﹣6(2)①PE=2或 SKIPIF 1 < 0 ;②存在(﹣2,﹣4)或(﹣8,50)
【解析】
【分析】
(1)將點(diǎn)A,點(diǎn)C坐標(biāo)代入解析式,可求b,c的值,即可求解;
(2)①設(shè)點(diǎn)P(a,a2+a SKIPIF 1 < 0 6),由PD=2PE,可得|a2+a SKIPIF 1 < 0 6|= SKIPIF 1 < 0 2a,可求a的值;
②由勾股定理可求AC,BC的長,通過證明△ACH∽△BCO,可得 SKIPIF 1 < 0 ,可求AH,HC的長,由兩點(diǎn)距離公式可求點(diǎn)H坐標(biāo),再求出直線HC的解析式,即可求點(diǎn)P坐標(biāo).
(1)解:∵拋物線y=x2+bx+c經(jīng)過點(diǎn)A(﹣3,0)和點(diǎn)B(2,0),
∴ SKIPIF 1 < 0
解得: SKIPIF 1 < 0 ,
∴拋物線解析式為:y=x2+x﹣6;
(2)
解:①設(shè)點(diǎn)P(a,a2+a﹣6),
∵點(diǎn)P位于y軸的左側(cè),
∴a<0,PE=﹣a,
∵PD=2PE,
∴|a2+a﹣6|=﹣2a,
∴a2+a﹣6=﹣2a或a2+a﹣6=2a,
解得:a1= SKIPIF 1 < 0 ,a2= SKIPIF 1 < 0 (舍去)或a3=﹣2,a4=3(舍去)
∴PE=2或 SKIPIF 1 < 0 ;
②存在點(diǎn)P,使得∠ACP=∠OCB,
理由如下,
∵拋物線y=x2+x﹣6與y軸交于點(diǎn)C,
∴點(diǎn)C(0,﹣6),
∴OC=6,
∵點(diǎn)B(2,0),點(diǎn)A(﹣3,0),
∴OB=2,OA=3,
∴BC= SKIPIF 1 < 0 ,
AC= SKIPIF 1 < 0 ,
如圖,過點(diǎn)A作AH⊥CP于H,
∵∠AHC=∠BOC=90°,∠ACP=∠BCO,
∴△ACH∽△BCO,
∴ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
∴AH= SKIPIF 1 < 0 ,HC= SKIPIF 1 < 0 ,
設(shè)點(diǎn)H(m,n),
∴( SKIPIF 1 < 0 )2=(m+3)2+n2,( SKIPIF 1 < 0 )2=m2+(n+6)2,
∴ SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
∴點(diǎn)H(﹣ SKIPIF 1 < 0 ,﹣ SKIPIF 1 < 0 )或(﹣ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ),
當(dāng)H(﹣ SKIPIF 1 < 0 ,﹣ SKIPIF 1 < 0 )時,
∵點(diǎn)C(0,﹣6),
∴直線HC的解析式為:y=﹣x﹣6,
∴x2+x﹣6=﹣x﹣6,
解得:x1=﹣2,x2=0(舍去),
∴點(diǎn)P的坐標(biāo)(﹣2,﹣4);
當(dāng)H(﹣ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )時,
∵點(diǎn)C(0,﹣6),
∴直線HC的解析式為:y=﹣7x﹣6,
∴x2+x﹣6=﹣7x﹣6,
解得:x1=﹣8,x2=0(舍去),
∴點(diǎn)P的坐標(biāo)(﹣8,50);
綜上所述:點(diǎn)P坐標(biāo)為(﹣2,﹣4)或(﹣8,50).
【點(diǎn)睛】
本題是二次函數(shù)綜合題,考查了二次函數(shù)的性質(zhì),待定系數(shù)法求解析式,兩點(diǎn)距離公式,相似三角形的判定和性質(zhì)等知識,綜合性比較強(qiáng),求出點(diǎn)H坐標(biāo)是本題的關(guān)鍵.
5.(2021·重慶北碚·模擬預(yù)測)如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線與x軸交于點(diǎn)A(3,0),B(﹣1,0),與y軸交于C點(diǎn),且OC=3OB,連接OD.
(1)求拋物線解析式;
(2)P點(diǎn)為拋物線上AD部分上一動點(diǎn),過P點(diǎn)作PF∥DE交AC于F點(diǎn),求四邊形DPAF面積的最大值及此時P點(diǎn)坐標(biāo).
(3)在(2)問的情況下,把拋物線向右平移兩個單位長度,在平面內(nèi)找一個點(diǎn)N,使以D、P、M、N為頂點(diǎn)的四邊形為矩形
【答案】(1)y=﹣x2+2x+3
(2)面積的最大值為 SKIPIF 1 < 0 ,P( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ).(3)N( SKIPIF 1 < 0 )或N( SKIPIF 1 < 0 )
【解析】
【分析】
(1)先確定點(diǎn)C的坐標(biāo),利用待定系數(shù)法可求函數(shù)的解析式;
(2)利用轉(zhuǎn)化的思想,將四邊形DPAE的面積用三角形APE的面積表示,設(shè)出點(diǎn)P的坐標(biāo),用m的代數(shù)式表示三角形APE的面積,利用二次函數(shù)的性質(zhì)可得面積的最大值,并得到m的取值,P點(diǎn)坐標(biāo)可得;
(3)首先求出平移后的拋物線的解析式,得到拋物線的對稱軸為直線x=3;然后分類討論解答:①當(dāng)四邊形DPNM為矩形時,過D作DE⊥x軸于E,過P作PF⊥x軸于F,PK⊥DE于K,過N作NH⊥y軸于H,則DK,KP可求,利用△DKP≌△MHN求得NH,MH的長;通過求得DM的解析式,得到線段MG,HG的長度,從而點(diǎn)N的坐標(biāo)可求;②當(dāng)四邊形DPNM為矩形時,同①的方法可得N點(diǎn)坐標(biāo).
(1)解:∵點(diǎn)A(3,0),B(﹣1,0),
∴OA=3,OB=1.
∵OC=4OB,
∴OC=3.
∴C(0,6).
設(shè)拋物線的解析式為y=ax2+bx+c,由題意得:
SKIPIF 1 < 0
解得: SKIPIF 1 < 0 .
∴拋物線的解析式為: SKIPIF 1 < 0 .
(2)解:∵y=-x2+2x=3=-(x-1)2+4,
∴D(1,4).
過點(diǎn)E作EM⊥OA于M,過點(diǎn)P作PN⊥OA于N,連接EP,如圖,
∵DE∥PF,
∴S△DPF=S△EPF.
∴S四邊形DPAF=S△APF+S△DPF=S△APF+S△EPF=S△APE.
設(shè)點(diǎn)P(m,-m2+2m+3),
則ON=m,PN=-m2+2m+3.設(shè)直線AC的解析式為y=kx+n,
∴ SKIPIF 1 < 0 .
解得: SKIPIF 1 < 0 .
∴直線AC的解析式為:y=-x+3.
設(shè)直線OD的解析式為:y=dx,
∴d=4.
∴直線OD的解析式為:y=4x.
∴ SKIPIF 1 < 0 .
解得: SKIPIF 1 < 0 .
∴E( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ).
∴OM= SKIPIF 1 < 0 ,ME= SKIPIF 1 < 0 .
∴MN= SKIPIF 1 < 0 ,NA=3-m.
∵S△APE=S四邊形EMPN+S△ANP-S△AME,
∴S△APE= SKIPIF 1 < 0 (PN+EM)×MN+ SKIPIF 1 < 0 AN?PN? SKIPIF 1 < 0 AM?ME
= SKIPIF 1 < 0 (?m2+2m+3+ SKIPIF 1 < 0 )×(m? SKIPIF 1 < 0 )+ SKIPIF 1 < 0 (3?m)×(?m2+2m+3) SKIPIF 1 < 0 ×(3? SKIPIF 1 < 0 )× SKIPIF 1 < 0
= SKIPIF 1 < 0
= SKIPIF 1 < 0 .
∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴當(dāng)m= SKIPIF 1 < 0 時,S△APE有最大值 SKIPIF 1 < 0 .
∴四邊形DPAF面積的最大值為 SKIPIF 1 < 0 .
此時點(diǎn)P的坐標(biāo)為:( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ).
(3)解:∵y=-x2+2x=3=-(x-1)2+4,
∴平移后的拋物線的解析式為y=-(x-3)2+4,對稱軸為x=3.
①當(dāng)四邊形DPNM為矩形時,如圖,
過D作DE⊥x軸于E,過P作PF⊥x軸于F,PK⊥DE于K,過N作NH⊥MG于H,
則DK=DE-PF= SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ,KP=OF-OE= SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 .
易證△DKP≌△MHN.
∴NH=KP= SKIPIF 1 < 0 ,MH=DK= SKIPIF 1 < 0 .
設(shè)DP的解析式為y=ex+f,
∴ SKIPIF 1 < 0 .
解得: SKIPIF 1 < 0 .
∴y= SKIPIF 1 < 0 .
∴設(shè)直線DM的解析式為y=2x+n,
∴4=1×2+n.
∴n=2.
∴直線DM的解析式為y=2x+2.
當(dāng)x=3時,y=2×3+2=8.
∴MG=8,
∴HG=MG SKIPIF 1 < 0 MH= SKIPIF 1 < 0 .
∴N( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ).
②當(dāng)四邊形DPNM為矩形時,如圖,
過D作DE⊥x軸于E,過P作PF⊥x軸于F,PK⊥DE于K,過N作NH⊥MG于H,
則DK=DE-PF= SKIPIF 1 < 0 ,KP=OF-OE= SKIPIF 1 < 0 .
易證△DKP≌△MHN.
∴NH=KP= SKIPIF 1 < 0 ,MH=DK= SKIPIF 1 < 0 .
則DP的解析式為 SKIPIF 1 < 0 .
∴設(shè)直線PM的解析式為y=2x+h,
∴ SKIPIF 1 < 0 .
∴h= SKIPIF 1 < 0 .
∴直線PM的解析式為y=2x+ SKIPIF 1 < 0 .
∴當(dāng)x=3時,y=2×3+ SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 .
∴MG= SKIPIF 1 < 0 .
∴GH=MG+MH=7.
∴N( SKIPIF 1 < 0 ,7).
綜上,N點(diǎn)的坐標(biāo)為:( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )或( SKIPIF 1 < 0 ,7).
【點(diǎn)睛】
本題是二次函數(shù)的綜合題,主要考查了二次函數(shù)的性質(zhì),二次函數(shù)的最大值,待定系數(shù)法確定函數(shù)的解析式,三角形的面積,利用點(diǎn)的坐標(biāo)表示相應(yīng)線段的長度,綜合性較強(qiáng).過平面內(nèi)的點(diǎn)作坐標(biāo)軸的垂線,便于用坐標(biāo)表示線段的長度.
6.(2022·廣東惠州·模擬預(yù)測)如圖,已知二次函數(shù) SKIPIF 1 < 0 的圖象過點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 .
(1)求二次函數(shù)的解析式;
(2)請你判斷 SKIPIF 1 < 0 是什么三角形,并說明理由.
(3)若點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 在第二象限,且是拋物線上的一動點(diǎn),過點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 垂直 SKIPIF 1 < 0 軸于點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 ,試探究是否存在以 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 為頂點(diǎn)的三角形與 SKIPIF 1 < 0 相似?若存在,求出 SKIPIF 1 < 0 點(diǎn)的坐標(biāo).若不存在,請說明理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;
(2)直角三角形,理由見解析;
(3)存在,點(diǎn)P的坐標(biāo)為( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )或( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ),理由見解析.
【解析】
【分析】
(1)將點(diǎn)A及點(diǎn)B的坐標(biāo)代入函數(shù)解析式,得出a、b的值,繼而可得出函數(shù)解析式;
(2)根據(jù)二次函數(shù)解析式,求出點(diǎn)C的坐標(biāo),然后分別求出AC、AB、BC的長度,利用勾股定理的逆定理可證明 SKIPIF 1 < 0 是直角三角形;
(3)分兩種情況進(jìn)行討論,①△DHP∽△BCA,②△PHD∽△BCA,然后分別利用相似三角形對應(yīng)邊成比例的性質(zhì)求出點(diǎn)P的坐標(biāo).
(1)解:由題意得,函數(shù)圖象經(jīng)過點(diǎn)A(﹣4,3),B(4,4),
故可得: SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 ,
故二次函數(shù)關(guān)系式為: SKIPIF 1 < 0 .
故答案為: SKIPIF 1 < 0 .
(2)解: SKIPIF 1 < 0 是直角三角形,理由如下:
由(1)所求函數(shù)關(guān)系式 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
∴點(diǎn)C坐標(biāo)為(﹣2,0),點(diǎn)D坐標(biāo)為( SKIPIF 1 < 0 ,0),
又∵點(diǎn)A(﹣4,3),B(4,4),
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
∵滿足 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 是直角三角形.
(3)解:存在;
點(diǎn)P的坐標(biāo)為( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )或( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ).
設(shè)點(diǎn)P坐標(biāo)為(x, SKIPIF 1 < 0 (x+2)(13x﹣20)),
則PH= SKIPIF 1 < 0 (x+2)(13x﹣20),HD=﹣x+ SKIPIF 1 < 0 ,
若△DHP∽△BCA,
則 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (因為點(diǎn)P在第二象限,故舍去);
代入可得 SKIPIF 1 < 0 ,
即P1坐標(biāo)為( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 );
若△PHD∽△BCA,則 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (因為點(diǎn)P在第二象限,故舍去).
代入可得 SKIPIF 1 < 0 ,
即P2坐標(biāo)為:( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ).
綜上所述,滿足條件的點(diǎn)P有兩個,即P1( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )或P2( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ).
【點(diǎn)睛】
此題屬于二次函數(shù)綜合題目,涉及了相似三角形的判定與性質(zhì)、待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式,同時還讓學(xué)生探究存在性問題,本題的第三問計算量比較大,同學(xué)們要注意細(xì)心求解.
7.(2022·全國·九年級專題練習(xí))如圖1,拋物線C1:y=ax2+bx﹣2與直線l:y=﹣ SKIPIF 1 < 0 x﹣ SKIPIF 1 < 0 交于x軸上的一點(diǎn)A,和另一點(diǎn)B(3,n)
(1)求拋物線C1的解析式;
(2)點(diǎn)P是拋物線C1上的一個動點(diǎn)(點(diǎn)P在A,B兩點(diǎn)之間,但不包括A,B兩點(diǎn))PM⊥AB于點(diǎn)M,PN∥y軸交AB于點(diǎn)N,求MN的最大值;
(3)如圖2,將拋物線C1繞頂點(diǎn)旋轉(zhuǎn)180°后,再作適當(dāng)平移得到拋物線C2,已知拋物線C2的頂點(diǎn)E在第一象限的拋物線C1上,且拋物線C2與拋物線C1交于點(diǎn)D,過點(diǎn)D作DF∥x軸交拋物線C2于點(diǎn)F,過點(diǎn)E作EG∥x軸交拋物線C1于點(diǎn)G,是否存在這樣的拋物線C2,使得四邊形DFEG為菱形?若存在,請求E點(diǎn)的橫坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
【答案】(1)y= SKIPIF 1 < 0 x2﹣ SKIPIF 1 < 0 x﹣2
(2) SKIPIF 1 < 0
(3)存在,E點(diǎn)的橫坐標(biāo)為2 SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】
(1)求直線l與x軸交點(diǎn)A坐標(biāo)、B坐標(biāo),用待定系數(shù)法求拋物線C1的解析式.
(2)延長PN交x軸于點(diǎn)H,設(shè)點(diǎn)P橫坐標(biāo)為m,由PN∥y軸可得點(diǎn)N、H橫坐標(biāo)也為m,即能用m表示PN、NH、AH的長.由∠AHN=∠PMN=90°及對頂角∠ANH=∠PNM可得∠NAH=∠NPM.發(fā)現(xiàn)在Rt△PMN中,MN與PN比值即為sin∠NPM,故先在Rt△ANH中求sin∠NAH的值,再代入MN=PN?sin∠NPM,即得到MN與m的函數(shù)關(guān)系式,配方即求得MN最大值.
(3)設(shè)點(diǎn)E(e, SKIPIF 1 < 0 e2﹣ SKIPIF 1 < 0 e﹣2),所以可設(shè)拋物線C2頂點(diǎn)式為y=﹣ SKIPIF 1 < 0 (x﹣e)2+ SKIPIF 1 < 0 e2﹣ SKIPIF 1 < 0 e﹣2.令兩拋物線解析式y(tǒng)=0列得關(guān)于x的方程,解得兩拋物線的另一交點(diǎn)D即為拋物線C1的頂點(diǎn),故DG=DE=EF,且求得DF平行且等于GE,即四邊形DFEG首先一定是平行四邊形.由?DFEG為菱形可得DF=DG,故此時△DEF為等邊三角形.利用特殊三角函數(shù)值作為等量關(guān)系列方程,即求得e的值.
(1)解:直線l:y=﹣ SKIPIF 1 < 0 x﹣ SKIPIF 1 < 0 交x軸于點(diǎn)A
∴﹣ SKIPIF 1 < 0 x﹣ SKIPIF 1 < 0 =0,解得:x=﹣1
∴A(﹣1,0)
∵點(diǎn)B(3,n)在直線l上
∴n=﹣ SKIPIF 1 < 0 ×3﹣ SKIPIF 1 < 0 =﹣2
∴B(3,﹣2)
∵拋物線C1:y=ax2+bx﹣2經(jīng)過點(diǎn)A、B
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 ,
∴拋物線C1的解析式為y= SKIPIF 1 < 0 x2﹣ SKIPIF 1 < 0 x﹣2;
(2)解:如圖1,延長PN交x軸于點(diǎn)H
∴∠AHN=90°
設(shè)P(m, SKIPIF 1 < 0 m2﹣ SKIPIF 1 < 0 m﹣2)(﹣1<m<3)
∵PN∥y軸
∴xN=xH=xP=m
∴N(m,﹣ SKIPIF 1 < 0 m﹣ SKIPIF 1 < 0 ),AH=m+1,
∴NH=﹣(﹣ SKIPIF 1 < 0 m﹣ SKIPIF 1 < 0 )= SKIPIF 1 < 0 m+ SKIPIF 1 < 0 ,
PN=﹣ SKIPIF 1 < 0 m﹣ SKIPIF 1 < 0 ﹣( SKIPIF 1 < 0 m2﹣ SKIPIF 1 < 0 m﹣2)=﹣ SKIPIF 1 < 0 m2+m+ SKIPIF 1 < 0
∵Rt△AHN中,tan∠NAH= SKIPIF 1 < 0 ,
∴sin∠NAH= SKIPIF 1 < 0
∵PM⊥AB于點(diǎn)M
∴∠AHN=∠PMN=90°
∵∠ANH=∠PNM
∴∠NAH=∠NPM
∴Rt△PMN中,sin∠NPM= SKIPIF 1 < 0 ,
∴MN= SKIPIF 1 < 0 PN= SKIPIF 1 < 0 (﹣ SKIPIF 1 < 0 m2+m+ SKIPIF 1 < 0 )=﹣ SKIPIF 1 < 0 (m﹣1)2+ SKIPIF 1 < 0
∴MN的最大值為 SKIPIF 1 < 0 ;
(3)解:存在滿足條件的拋物線C2,使得四邊形DFEG為菱形
如圖2,連接DE,過點(diǎn)E作EQ⊥DF于點(diǎn)Q
∵y= SKIPIF 1 < 0 x2﹣ SKIPIF 1 < 0 x﹣2= SKIPIF 1 < 0 (x﹣ SKIPIF 1 < 0 )2﹣ SKIPIF 1 < 0
∴拋物線C1頂點(diǎn)為( SKIPIF 1 < 0 ,﹣ SKIPIF 1 < 0 )
設(shè)E(e, SKIPIF 1 < 0 e2﹣ SKIPIF 1 < 0 e﹣2)(e>4)
∴拋物線C2頂點(diǎn)式為y=﹣ SKIPIF 1 < 0 (x﹣e)2+ SKIPIF 1 < 0 e2﹣ SKIPIF 1 < 0 e﹣2
當(dāng)﹣ SKIPIF 1 < 0 (x﹣e)2+ SKIPIF 1 < 0 e2﹣ SKIPIF 1 < 0 e﹣2= SKIPIF 1 < 0 x2﹣ SKIPIF 1 < 0 x﹣2
解得:x1=e,x2= SKIPIF 1 < 0 ;
∴兩拋物線另一交點(diǎn)D( SKIPIF 1 < 0 ,﹣ SKIPIF 1 < 0 )為拋物線C1頂點(diǎn)
∵EG∥x軸,DF∥x軸
∴EG=DF=2DQ=2(e﹣ SKIPIF 1 < 0 )=2e﹣3,EQ= SKIPIF 1 < 0 e2﹣ SKIPIF 1 < 0 e﹣2+ SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 e2﹣ SKIPIF 1 < 0 e+ SKIPIF 1 < 0
∴四邊形DFEG是平行四邊形
若?DFEG為菱形,則DG=DF
∵由拋物線對稱性可得:DG=DE=EF
∴DE=EF=DF
∴△DEF是等邊三角形
∴ SKIPIF 1 < 0 =tan∠EDQ= SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 e2﹣ SKIPIF 1 < 0 e+ SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 (e﹣ SKIPIF 1 < 0 )
解得:e1= SKIPIF 1 < 0 (舍去),e2= SKIPIF 1 < 0
∴E點(diǎn)的橫坐標(biāo)為(2 SKIPIF 1 < 0 )時,四邊形DFEG為菱形.
【點(diǎn)睛】
本題考查了二次函數(shù)的圖象與性質(zhì),三角函數(shù)的應(yīng)用,求二次函數(shù)最值,二元一次方程組和一元二次方程的解法,菱形的判定和性質(zhì).第(3)題問是否存在滿足條件的點(diǎn)E,使四邊形DFEG為菱形,需要先證明它一定是平行四邊形,才有可能存在.
8.(2022·全國·九年級專題練習(xí))如圖,拋物線y=ax2+bx+4經(jīng)過點(diǎn)A(﹣1,0),B(2,0)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 是拋物線在 SKIPIF 1 < 0 軸上方,對稱軸右側(cè)上的一個動點(diǎn),設(shè)點(diǎn)D的橫坐標(biāo)為m.連接AC,BC, SKIPIF 1 < 0 ,DC.
(1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)當(dāng)△BCD的面積與△AOC的面積和為 SKIPIF 1 < 0 時,求m的值;
(3)在(2)的條件下,若點(diǎn)M是x軸上一動點(diǎn),點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 是拋物線上一動點(diǎn),試判斷是否存在這樣的點(diǎn)M,使得以點(diǎn)B,D,M, SKIPIF 1 < 0 為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形.請直接寫出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2)m= SKIPIF 1 < 0
(3)存在,M點(diǎn)的坐標(biāo)為 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
【解析】
【分析】
(1)把 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 中進(jìn)行求解即可;
(2)如圖,連接 SKIPIF 1 < 0 ,求解對稱軸為 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 由題意可知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,結(jié)合 SKIPIF 1 < 0 ,與 SKIPIF 1 < 0 ,利用 SKIPIF 1 < 0 即可得到答案;
(3)由(2)得:D點(diǎn)為 SKIPIF 1 < 0 ,再分兩種情況討論,①當(dāng)BD是平行四邊形的一條邊時, 如圖,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 軸的上方時,由平行四邊形 SKIPIF 1 < 0 的性質(zhì)與拋物線的性質(zhì)可得 SKIPIF 1 < 0 關(guān)于拋物線的對稱軸對稱, SKIPIF 1 < 0 重合, SKIPIF 1 < 0 設(shè)點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 如圖,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 軸的下方時,由平行四邊形對角線中點(diǎn)坐標(biāo)相同得到 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , 解方程求解 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;②如圖,當(dāng)BD是平行四邊形的對角線時, 則 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 同理可得 SKIPIF 1 < 0 關(guān)于拋物線的對稱軸對稱,從而可得 SKIPIF 1 < 0 從而可得答案.
(1)(1)把 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 代入:
SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0
∴拋物線表達(dá)式為: SKIPIF 1 < 0 ;
(2)如圖,連接 SKIPIF 1 < 0 ,
∵拋物線解析式為: SKIPIF 1 < 0 ,且拋物線與y軸交于點(diǎn)C
∴拋物線的對稱軸為 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
∴OC=4,
∵點(diǎn)D的橫坐標(biāo)為m,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴AO=1,BO=2,
∴ SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
又∵ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
解得: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 點(diǎn)在對稱軸上,不合題意,舍去,所以取 SKIPIF 1 < 0 ,
綜上, SKIPIF 1 < 0 ;
(3)當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0
D點(diǎn)為 SKIPIF 1 < 0 ,
①當(dāng)BD是平行四邊形的一條邊時, 如圖,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 軸的上方時,
由平行四邊形 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 關(guān)于拋物線的對稱軸對稱,
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 重合,
SKIPIF 1 < 0
如圖,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 軸的下方時,設(shè)點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 (平行四邊形對角線中點(diǎn)坐標(biāo)相同),
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ;
②如圖,當(dāng)BD是平行四邊形的對角線時, 則 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 關(guān)于拋物線的對稱軸對稱,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
綜上,點(diǎn) SKIPIF 1 < 0 的坐標(biāo)為: SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
【點(diǎn)睛】
主要考查了二次函數(shù)的綜合,二次函數(shù)的性質(zhì),平行四邊形的性質(zhì),掌握以上知識是解題的關(guān)鍵.
9.(2021·遼寧·建昌縣教師進(jìn)修學(xué)校二模)如圖,拋物線 SKIPIF 1 < 0 與x軸交于A,B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,直線 SKIPIF 1 < 0 經(jīng)過B,C兩點(diǎn),點(diǎn)P為第一象限內(nèi)拋物線上一點(diǎn),射線OP與線段BC交于點(diǎn)D.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖1,連接AC,當(dāng)∠OAC+∠ODC=180°時,求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)過點(diǎn)B作BE⊥x軸交射線OP于點(diǎn)E,當(dāng) SKIPIF 1 < 0 BDE為等腰三角形時,直接寫出點(diǎn)D的坐標(biāo).
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2)( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 );(3) SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ), SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )
【解析】
【分析】
(1)先求出B,C坐標(biāo),代入 SKIPIF 1 < 0 得到方程組,故可求解;
(2)先得到OA=2,OC=OB= SKIPIF 1 < 0 ,AB= SKIPIF 1 < 0 ,根據(jù)∠OAC+∠ODC=180°,證明△BOD∽△BCA,得到 SKIPIF 1 < 0 ,求出BD,作DF⊥x軸于點(diǎn)F,由等腰直角三角形的象征得到 SKIPIF 1 < 0 ,故可得到D點(diǎn)坐標(biāo),故可求出直線OD解析式,聯(lián)立即可求出P點(diǎn)坐標(biāo);
(3)設(shè)直線OP解析式為 SKIPIF 1 < 0 ,表示出D( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ),E(6,6p),根據(jù)勾股定理得到BD2= SKIPIF 1 < 0 ,DE2= SKIPIF 1 < 0 ,BE2=36p2,根據(jù)等腰三角形的性質(zhì)分情況討論,得到方程進(jìn)行求解.
【詳解】
解:(1)∵直線 SKIPIF 1 < 0 與x軸y軸分別交點(diǎn)于B,C,
令x=0,y=6,∴C( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )
令y=0, SKIPIF 1 < 0 =0,解得x=6
∴ B( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ),
拋物線 SKIPIF 1 < 0 經(jīng)過點(diǎn) B,C
代入B( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ),C( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )得
SKIPIF 1 < 0
解得 SKIPIF 1 < 0
∴拋物線的解析式為 SKIPIF 1 < 0 .
(2)由(1),知 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 時, SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
∴ A( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ),又B( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ),C( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ),
∴OA=2,OC=OB= SKIPIF 1 < 0 ,AB= SKIPIF 1 < 0 ,
如圖∵OC=OB= SKIPIF 1 < 0
∴∠1=45°,BC= SKIPIF 1 < 0
∵∠OAC+∠ODC=180°,∠ODB+∠ODC=180°
∴∠OAC=∠ODB,又∠1=∠1,
∴△BOD∽△BCA
∴ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
作DF⊥x軸于點(diǎn)F,
∴△BDF是等腰直角三角形
則 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,D( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )
設(shè)直線OD解析式為 SKIPIF 1 < 0 ,代入D( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )
則 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0
∴直線OD解析式為 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 (舍去)
SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴D( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )
(3)設(shè)直線OP解析式為 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時,
解得x= SKIPIF 1 < 0
∴D( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )
∵過點(diǎn)B作BE⊥x軸交射線OP于點(diǎn)E,
∴E(6,6p)
∵B(6,0)
∴BD2= SKIPIF 1 < 0 ,DE2= SKIPIF 1 < 0 ,BE2=36p2
①BD=DE時,則 SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0
解得p=1或p=-1(舍)
∴D( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )
②BD=BE時,則 SKIPIF 1 < 0 =36p2
解得p= SKIPIF 1 < 0 -1或p=- SKIPIF 1 < 0 -1(舍)
∴D( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 )
③DE=BE時,則 SKIPIF 1 < 0 =36p2
解得p=0(舍)
綜上, SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ), SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ).
【點(diǎn)睛】
此題主要考查二次函數(shù)與幾何綜合,解題的關(guān)鍵是熟知待定系數(shù)法的運(yùn)用、等腰直角三角形的性質(zhì)、相似三角形的判定與性質(zhì)、勾股定理的運(yùn)用.
10.(2021·福建省廈門第六中學(xué)三模)如圖1,拋物線y=x2+bx+c與x軸交于點(diǎn)A、B,OB=3OA=3.
(1)求拋物線的解析式;
(3)如圖2,直線l與拋物線有且只有一個公共點(diǎn)E,l與拋物線對稱軸交于點(diǎn)F,若點(diǎn)E的橫坐標(biāo)為2,求△AEF的面積;
(2)如圖3,直線y=kx+n與拋物線交于點(diǎn)C、D,若△ACD的內(nèi)心落在x軸上,求n的取值范圍.
【答案】(1)y=x2-2x-3;(2) SKIPIF 1 < 0 ;(3)-12<n<4
【解析】
【分析】(1)由OB=3OA=3,點(diǎn)A在x軸負(fù)半軸,點(diǎn)B在x軸正半軸上,得出點(diǎn)A,B的坐標(biāo),代入解析式解出即可;
(2)首先求出點(diǎn)E的坐標(biāo),再求出直線AE的解析式,由直線AE的解析式得出點(diǎn)P的坐標(biāo),再將點(diǎn)E的坐標(biāo)代入直線l的解析式,與拋物線解析式聯(lián)立,由直線l與拋物線只有一個交點(diǎn),即可求出直線l的解析式,求出點(diǎn)F的坐標(biāo),即可求出面積;
(3)過C作CG⊥x軸,交x軸于點(diǎn)G,過D作DH⊥x軸,交x軸于點(diǎn)H,由△ACD的內(nèi)心落在x軸上,可得 SKIPIF 1 < 0 ,即可證明△CAG∽△DAH,則 SKIPIF 1 < 0 ,設(shè)C(t,t2-2t-3),D(d,d2-2d-3),代入比例式化簡可得t+d=6,再將C,D兩點(diǎn)的坐標(biāo)代入拋物線的解析式,求出k,將直線y=4x+n與拋物線解析式聯(lián)立,根據(jù)直線與拋物線有兩個不同的交點(diǎn)得出 SKIPIF 1 < 0 ,再根據(jù)點(diǎn)A在直線CD的上方,即可求出n的取值范圍.
【詳解】
解:(1)∵OB=3OA=3,點(diǎn)A在x軸負(fù)半軸,點(diǎn)B在x軸正半軸上,
∴A(-1,0),B(3,0)
把A(-1,0),B(3,0)代入拋物線y=x2+bx+c,
得 SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 ,
∴y=x2-2x-3;
(2)設(shè)直線l的解析式為y=mx+p SKIPIF 1 < 0 ,直線AE與拋物線對稱軸的交點(diǎn)為P,
∵點(diǎn)E的橫坐標(biāo)為2,且E在拋物線y=x2-2x-3上,
∴E(2,-3),
∴直線AE的解析式為y=-x-1,
∴P(1,-2),
把E(2,-3)代入y=mx+p,得:-3=2m+p,
∴p=-2m-3,
令x2-2x-3=mx-2m-3,整理得:(x-2)(x-m)=0,
∴x1=m,x2=2,
∵直線l與拋物線有且只有一個公共點(diǎn)E,
∴x1=x2,即m=2,
∴y=2x-7,
∴F(1,-5),
∴PF=3,
∴ SKIPIF 1 < 0 ;
(3)過C作CG⊥x軸,交x軸于點(diǎn)G,過D作DH⊥x軸,交x軸于點(diǎn)H,
∴∠CGA=∠DHA=90°,
∵△ACD的內(nèi)心落在x軸上,
∴AG平分∠CAD,點(diǎn)C,D在x軸兩側(cè),
∴∠CAG=∠DAH,
∴△CAG∽△DAH,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
設(shè)C(t,t2-2t-3),D(d,d2-2d-3),
∴AG=t+1,CG=t2-2t-3,AH=d+1,DH=-d2+2d+3,代入,
SKIPIF 1 < 0 ,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,即t+d=6,
把C(t,t2-2t-3),D(d,d2-2d-3)代入y=kx+n,
得: SKIPIF 1 < 0 ,
兩式相減消去n, SKIPIF 1 < 0 ,
解得: SKIPIF 1 < 0 ,
∴y=4x+n,
令4x+n=x2-2x-3,整理得:x2-6x-3-n=0,
∵直線y=4x+n與拋物線y=x2-2x-3有兩個交點(diǎn),
∴Δ=36+4(3+n)>0,
∴n>-12,
∵點(diǎn)C,D在x軸兩側(cè),
∴點(diǎn)A在直線CD的上方,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴n<4,
∴-12<n<4.
【點(diǎn)睛】
本題是二次函數(shù)綜合題,主要考查求二次函數(shù)解析式,求三角形面積,幾何問題與二次函數(shù),解題關(guān)鍵是熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì)與靈活應(yīng)用數(shù)形結(jié)合,將特殊的幾何關(guān)系轉(zhuǎn)化為等量關(guān)系.
二、與二次函數(shù)有關(guān)的線段周長問題
例題11.(2021·廣東·江門市第二中學(xué)二模)如圖1,拋物線 SKIPIF 1 < 0 與x軸交于A(-2,0)、B(4,0)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,直線l與拋物線交于A、D兩點(diǎn),其中D點(diǎn)的橫坐標(biāo)為2.
(1)求拋物線的解析式以及直線AD的解析式;
(2)點(diǎn)P是拋物線上位于直線AD下方的動點(diǎn),過點(diǎn)P作x軸,y軸的平行線,交AD于點(diǎn)E、F,當(dāng)PE+PF取最大值時,求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)如圖2,連接AC,點(diǎn)Q在拋物線上,且滿足∠QAB=2∠ACO,求點(diǎn)Q的坐標(biāo).
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;(2)P(0,-4);(3)點(diǎn)Q的坐標(biāo)為 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
【解析】
【分析】
(1)將點(diǎn)A和點(diǎn)B的坐標(biāo)代入二次函數(shù)解析式即可求出二次函數(shù)的解析式,再求出點(diǎn)D的坐標(biāo),設(shè)直線AD的解析式為 SKIPIF 1 < 0 ,將點(diǎn)A和點(diǎn)D的坐標(biāo)代入直線解析式,即可求出直線AD的解析式;
(2)根據(jù)題意表示出 SKIPIF 1 < 0 ,再表示出 SKIPIF 1 < 0 ,再求最值即可;
(3)在BO上截取ON=OA,連接CN,過點(diǎn)A作AH⊥CN,證明△OCN≌△OCA(SAS),即可得出∠QAB=∠NCA,分兩種情況,點(diǎn)Q在AB上方和下方,求出直線AQ的解析式,與二次函數(shù)聯(lián)立即可求出點(diǎn)Q的坐標(biāo).
【詳解】
(1)將A(-2,0),B(4,0)代入 SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴拋物線解析式為 SKIPIF 1 < 0 ,
當(dāng)x=2時, SKIPIF 1 < 0 ,
∴D(2,-4)
設(shè)直線AD的解析式為 SKIPIF 1 < 0 ,
將A(-2,0)D(2,-4)代入,
得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0
∴直線AD的解析式為 SKIPIF 1 < 0
(2)根據(jù)題意作圖,如圖,
在 SKIPIF 1 < 0 上,當(dāng)x=0時, SKIPIF 1 < 0 ,
∴AD與y軸的交點(diǎn)M的坐標(biāo)為(0,-2),
∴OA=OM,∠AOM=90°,
∴∠OAB=45°,
∵PE∥x軸,PF∥y軸,
∴∠PEF=∠OAB=45°,∠EPF=90°,
∴PF=PE,
設(shè) SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∵P在AD的下方,
∴-2
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