1、以專題復(fù)習(xí)為主。如選擇題、填空題的專項練習(xí),要把握準(zhǔn)確度和時間的安排。加強對二次函數(shù)與幾何圖形結(jié)合的綜合性試題、實際應(yīng)用題等專題的練習(xí),深化對常考題型的熟悉程度。
2、重視方法思維的訓(xùn)練。對初中數(shù)學(xué)所涉及的函數(shù)思想、方程思想、數(shù)形結(jié)合思想、分類討論思想、轉(zhuǎn)化與化歸思想、整體思想等數(shù)學(xué)思想方法,要通過典型試題的訓(xùn)練,進一步滲透和深刻理解其內(nèi)涵,重要處舍得投入時間與精力。強化解題過程中常用的配方法、待定系數(shù)法等通法。
3、拓寬思維的廣度,培養(yǎng)多角度、多維度思考問題的習(xí)慣。將專項復(fù)習(xí)中的共性習(xí)題串連起來,通過一題多解,積極地探求解決問題的最優(yōu)解法,這樣,對于解決難度較大的壓軸題會有很大的幫助。
題型九 二次函數(shù)綜合題
類型五 二次函數(shù)與三角形全等、相似(位似)有關(guān)的問題(專題訓(xùn)練)
1.如圖1,已知二次函數(shù)的圖象與x軸交于點、,與y軸交于點C,且.
(1)求二次函數(shù)的解析式;
(2)如圖2,過點C作軸交二次函數(shù)圖象于點D,P是二次函數(shù)圖象上異于點D的一個動點,連接PB、PC,若,求點P的坐標(biāo);
(3)如圖3,若點P是二次函數(shù)圖象上位于BC下方的一個動點,連接OP交BC于點Q.設(shè)點P的橫坐標(biāo)為t,試用含t的代數(shù)式表示的值,并求的最大值.
【答案】(1);
(2)P(1+)或(1-);
(3)
【分析】(1)在Rt△AOC中求出OC的長,從而確定點C的坐標(biāo),將二次函數(shù)設(shè)為交點式,將點C的坐標(biāo)代入,進一步求得結(jié)果;
(2)可分為點P在第三象限和第一象限兩種情況:當(dāng)點P在第三象限時,設(shè)點P(a,),可表示出△BCD的面積,作PE∥AB交BC于E,先求出直線BC,從而得到E點坐標(biāo),從而表示出△PBC的面積,根據(jù)S△PBC=S△BCD,列出方程,進一步求得結(jié)果,當(dāng)P在第一象限,同樣的方法求得結(jié)果;
(3)作PN⊥AB于N,交BC于M,根據(jù)P(t,),M(t,),表示出PM的長,根據(jù)PN∥OC,得出△PQM∽△OQC,從而得出,從而得出的函數(shù)表達(dá)式,進一步求得結(jié)果.
(1)
∵A(-1,0),
∴OA=1,
又∵∠AOC=90°,tan∠OAC=,
∴OC=2OA=2即點C的坐標(biāo)為(0,-2),
設(shè)二次函數(shù)的解析式為y=a(x+1)(x-2),
將C點坐標(biāo)代入得:a=1,
∴y=(x+1)(x-2)=;
(2)
設(shè)點P(a,),如圖所示,當(dāng)點P在第三象限時,作PE∥AB交BC于E,
∵B(2,0),C(0,-2),
∴直線BC的解析式為:y=x-2,
∴當(dāng)時,x=y+2=,
∴PE==,
∴S△PBC=PE·OC,
∵拋物線的對稱軸為y=,CD∥x軸,C(0,-2),
∴點D(1,-2),
∴CD=1,
∴S△BCD=CD·OC,
∴PE·OC=CD·OC,
∴a2-2a=1,
解得a1=1+(舍去),a2=1-;
當(dāng)x=1-時,y==a-1=-,
∴P(1-,-),
如圖,當(dāng)點P在第一象限時,作PE⊥x軸于點E,交直線BC于F,
∴F(a,a-2),
∴PF=()-(a-2)=,
∴S△PBC=PF·OB=CD·OC,
∴=1,
解得a1=1+,a2=1-(舍去);
當(dāng)a=1+時,y==,
∴P(1+,),
綜上所述,P點坐標(biāo)為(1+)或(1-);
(3)
如圖,作PN⊥AB于N,交BC于M,
由題意可知,P(t,),M(t,t-2),
∴PM=(t-2)-()=-,
又∵PN∥OC,
∴△PQM∽△OQC,
∴+,
∴當(dāng)t=1時,()最大=.
【點睛】本題考查二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,三角函數(shù)的應(yīng)用、二次函數(shù)的解析式、相似三角形的綜合和配方法求最值等,熟練掌握二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)是解決此類問題的關(guān)鍵.
2.如圖1,已知在平面直角坐標(biāo)系xOy中,四邊形OABC是邊長為3的正方形,其中頂點A,C分別在x軸的正半軸和y軸的正半軸上,拋物線經(jīng)過A,C兩點,與x軸交于另一個點D.
(1)①求點A,B,C的坐標(biāo);
②求b,c的值.
(2)若點P是邊BC上的一個動點,連結(jié)AP,過點P作PM⊥AP,交y軸于點M(如圖2所示).當(dāng)點P在BC上運動時,點M也隨之運動.設(shè)BP=m,CM=n,試用含m的代數(shù)式表示n,并求出n的最大值.
【答案】(1)①A(3,0),B(3,3),C(0,3);②
(2);
【分析】(1)①根據(jù)坐標(biāo)與圖形的性質(zhì)即可求解;②利用待定系數(shù)法求解即可;
(2)證明Rt△ABP∽Rt△PCM,根據(jù)相似三角形的性質(zhì)得到n關(guān)于m的二次函數(shù),利用二次函數(shù)的性質(zhì)即可求解.
(1)
解:①∵正方形OABC的邊長為3,
∴點A,B,C的坐標(biāo)分別為A(3,0),B(3,3),C(0,3);
②把點A(3,0),C(0,3)的坐標(biāo)分別代入y=?x2+bx+c,
得,解得;
(2)
解:由題意,得∠APB=90°-∠MPC=∠PMC,∠B=∠PCM=90°,
∴Rt△ABP∽Rt△PCM,
∴,即.
整理,得,即.
∴當(dāng)時,n的值最大,最大值是.
【點睛】本題綜合考查了正方形的性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),二次函數(shù)的性質(zhì),待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,根據(jù)正方形的性質(zhì)求出點A,B,C的坐標(biāo)是解題的關(guān)鍵.
3.如圖,已知拋物線交軸于、兩點,將該拋物線位于軸下方的部分沿軸翻折,其余部分不變,得到的新圖象記為“圖象”,圖象交軸于點.
(1)寫出圖象位于線段上方部分對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式;
(2)若直線與圖象有三個交點,請結(jié)合圖象,直接寫出的值;
(3)為軸正半軸上一動點,過點作軸交直線于點,交圖象于點,是否存在這樣的點,使與相似?若存在,求出所有符合條件的點的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
【答案】(1)
(2)或
(3)存在,或或
【分析】(1)先求出點A、B、C坐標(biāo),再利用待定系數(shù)法求解函數(shù)關(guān)系式即可;
(2)聯(lián)立方程組,由判別式△=0求得b值,結(jié)合圖象即可求解;
(3)根據(jù)相似三角形的性質(zhì)分∠CNM=90°和∠NCM=90°討論求解即可.
(1)
解:由翻折可知:.
令,解得:,,
∴,,
設(shè)圖象的解析式為,代入,解得,
∴對應(yīng)函數(shù)關(guān)系式為=.
(2)
解:聯(lián)立方程組,
整理,得:,
由△=4-4(b-2)=0得:b=3,此時方程有兩個相等的實數(shù)根,
由圖象可知,當(dāng)b=2或b=3時,直線與圖象有三個交點;
(3)
解:存在.如圖1,當(dāng)時,,此時,N與C關(guān)于直線x= 對稱,
∴點N的橫坐標(biāo)為1,∴;
如圖2,當(dāng)時,,此時,點縱坐標(biāo)為2,
由,解得,(舍),
∴N的橫坐標(biāo)為,
所以;
如圖3,當(dāng)時,,此時,直線的解析式為,
聯(lián)立方程組:,解得,(舍),
∴N的橫坐標(biāo)為,
所以,
因此,綜上所述:點坐標(biāo)為或或.
【點睛】本題考查二次函數(shù)的綜合,涉及翻折性質(zhì)、待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式、二次函數(shù)與一次函數(shù)的圖象交點問題、相似三角形的性質(zhì)、解一元二次方程等知識,綜合體現(xiàn)數(shù)形結(jié)合思想和分類討論思想的運用,屬于綜合題型,有點難度.
4.已知拋物線與x軸交于點A、B(其中A在點B的左側(cè)),與y軸交于點C.
(1)求點B、C的坐標(biāo);
(2)設(shè)點與點C關(guān)于該拋物線的對稱軸對稱在y軸上是否存在點P,使與相似且與是對應(yīng)邊?若存在,求點P的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
【答案】(1),;(2)存在,或.
【分析】
(1)令y=0,求的根即可;令x=0,求得y值即可確定點C的坐標(biāo);
(2)確定拋物線的對稱軸為x=1,確定的坐標(biāo)為(2,8),計算C=2,利用直角相等,兩邊對應(yīng)成比例及其夾角相等的兩個三角形相似,分類求解即可.
【詳解】
解:(1)令,則,
∴,
∴.
令,則.
∴.
(2)存在.由已知得,該拋物線的對稱軸為直線.
∵點與點關(guān)于直線對稱,
∴,.
∴.
∵點P在y軸上,

∴當(dāng)時,.
設(shè),
i)當(dāng)時,則,
∴.

ii)當(dāng)時,則,

∴.
iii)當(dāng)時,則,與矛盾.
∴點P不存在
∴或.
【點睛】
本題考查了二次函數(shù)與一元二次方程的關(guān)系,對稱軸的意義,三角形相似的判定和性質(zhì),熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì),靈活運用三角形的相似和進行一元二次方程根的求解是解題的關(guān)鍵.
5.已知拋物線與x軸交于點和,與y軸交于點C,頂點為P,點N在拋物線對稱軸上且位于x軸下方,連交拋物線于M,連、.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖1,當(dāng)時,求M點的橫坐標(biāo);
(3)如圖2,過點P作x軸的平行線l,過M作于D,若,求N點的坐標(biāo).
【答案】(1);(2);(3)
【分析】
(1)將點和點代入解析式,即可求解;
(2)由想到將放到直角三角形中,即過點A作交CM的延長線于點E,即可知,再由想到過點E作軸,即可得到,故點E的坐標(biāo)可求,結(jié)合點C坐標(biāo)可求直線CE解析式,點M是直線CE與拋物線交點,聯(lián)立解析式即可求解;
(3)過點M作L的垂線交于點D,故設(shè)點M的橫坐標(biāo)為m,則點M的縱坐標(biāo)可表示,且MD的長度也可表示,由可得即可結(jié)合兩點間距離公式表示出MN,最后由即可求解
【詳解】
解:(1)將點和點代入得
,解得:
(2)點A作交CM的延長線于點E,過作軸于 如下圖
軸,


當(dāng)時,


設(shè)直線CE的解析式為,并將C、E兩點代入得
解得
點M是直線CE與拋物線交點
解得(不合題意,舍去)
點M的橫坐標(biāo)為
(3)設(shè)過點M垂直于L的直線交x軸于點H,對稱軸交x軸于點Q,M的橫坐標(biāo)為m

對稱軸
P、Q、N的橫坐標(biāo)為,即
當(dāng)時,
點D的縱坐標(biāo)為4

,即,
不符合題意,舍去,
當(dāng)時,

解得,
由題意知
【點睛】
本題考察二次函數(shù)的綜合運用、相似三角形、銳角三角函數(shù)的運用、交點坐標(biāo)的求法和兩點間的距離公式,屬于綜合運用題,難度偏大.解題的關(guān)鍵是由銳角三角函數(shù)做出輔助線和設(shè)坐標(biāo)的方程思想.
6.已知拋物線與x軸相交于,兩點,與y軸交于點C,點是x軸上的動點.

(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖1,若,過點N作x軸的垂線交拋物線于點P,交直線于點G.過點P作于點D,當(dāng)n為何值時,;
(3)如圖2,將直線繞點B順時針旋轉(zhuǎn),使它恰好經(jīng)過線段的中點,然后將它向上平移個單位長度,得到直線.
①______;
②當(dāng)點N關(guān)于直線的對稱點落在拋物線上時,求點N的坐標(biāo).
【答案】(1);(2);(3)①;②或.
【分析】
(1)根據(jù)點的坐標(biāo),利用待定系數(shù)法即可得;
(2)先根據(jù)拋物線的解析式可得點的坐標(biāo),再利用待定系數(shù)法可得直線的解析式,從而可得點的坐標(biāo),然后分別求出的長,最后根據(jù)全等三角形的性質(zhì)可得,由此建立方程求解即可得;
(3)①先利用待定系數(shù)法求出直線的解析式,再根據(jù)平移的性質(zhì)可得直線的解析式,從而可得點的坐標(biāo),然后根據(jù)正切三角函數(shù)的定義即可得;
②先求出直線的解析式,再與直線的解析式聯(lián)立求出它們的交點坐標(biāo),從而可得點的坐標(biāo),然后代入拋物線的解析式求解即可得.
【詳解】
解:(1)將點,代入得:,
解得,
則拋物線的解析式為;
(2)由題意得:點的坐標(biāo)為,
對于二次函數(shù),
當(dāng)時,,即,
設(shè)直線的解析式為,
將點,代入得:,解得,
則直線的解析式為,

,,
,
,即,
解得或(與不符,舍去),
故當(dāng)時,;
(3)①如圖,設(shè)線段的中點為點,過點作軸的垂線,交直線于點,
則點的坐標(biāo)為,點的橫坐標(biāo)為3,
設(shè)直線的解析式為,
將點,代入得:,解得,
則直線的解析式為,
由平移的性質(zhì)得:直線的解析式為,
當(dāng)時,,即,
,
,
故答案為:;
②由題意得:,
則設(shè)直線的解析式為,
將點代入得:,解得,
則直線的解析式為,
聯(lián)立,解得,
即直線與直線的交點坐標(biāo)為,
設(shè)點的坐標(biāo)為,
則,解得,即,
將點代入得:,
整理得:,
解得或,
則點的坐標(biāo)為或.
【點睛】
本題考查了二次函數(shù)與一次函數(shù)的綜合、全等三角形的性質(zhì)、正切三角函數(shù)等知識點,熟練掌握待定系數(shù)法和二次函數(shù)的性質(zhì)是解題關(guān)鍵.
7.如圖,已知二次函數(shù)的圖象與x軸交于A和B(-3,0)兩點,與y軸交于C(0,-3),對稱軸為直線,直線y=-2x+m經(jīng)過點A,且與y軸交于點D,與拋物線交于點E,與對稱軸交于點F.
(1)求拋物線的解析式和m的值;
(2)在y軸上是否存在點P,使得以D、E、P為頂點的三角形與△AOD相似,若存在,求出點P的坐標(biāo);若不存在,試說明理由;
(3)直線y=1上有M、N兩點(M在N的左側(cè)),且MN=2,若將線段MN在直線y=1上平移,當(dāng)它移動到某一位置時,四邊形MEFN的周長會達(dá)到最小,請求出周長的最小值(結(jié)果保留根號).
【答案】(1);m=2;(2)存在,或;(3)
【分析】
(1)根據(jù)拋物線的對稱性求出A(1,0),再利用待定系數(shù)法,即可求解;再把點A坐標(biāo)代入直線的解析式,即可求出m的值;
(2)先求出E(-5,12),過點E作EP⊥y軸于點P,從而得,即可得到P的坐標(biāo),過點E作,交y軸于點,可得,再利用tan∠ADO=tan∠PE,即可求解;
(3)作直線y=1,將點F向左平移2個單位得到,作點E關(guān)于y=1的對稱點,連接與直線y=1交于點M,過點F作FN∥,交直線y=1于點N,在中和 中分別求出EF, ,進而即可求解.
【詳解】
(1)解:∵二次函數(shù)的圖象與x軸交于A和B(-3,0)兩點,對稱軸為直線,
∴A(1,0),
設(shè)二次函數(shù)解析式為:y=a(x-1)(x+3),把C(0,-3)代入得:-3=a(0-1)(0+3),解得:a=1,
∴二次函數(shù)解析式為:y= (x-1)(x+3),即:,
∵直線y=-2x+m經(jīng)過點A,
∴0=-2×1+m,解得:m=2;
(2)由(1)得:直線AF的解析式為:y=-2x+2,
又∵直線y=-2x+2與y軸交于點D,與拋物線交于點E,
∴當(dāng)x=0時,y=2,即D(0,2),
聯(lián)立,解得:,,
∵點E在第二象限,
∴E(-5,12),
過點E作EP⊥y軸于點P,
∵∠ADO=∠EDP,∠DOA=∠DPE=90°,
∴,
∴P(0,12);
過點E作,交y軸于點,可得,
∵∠ED+∠PED=∠PE+∠PED=90°,
∴∠ADO=∠ED=∠PE,即:tan∠ADO=tan∠PE,
∴,即:,解得:,
∴(0,14.5),
綜上所述:點P的坐標(biāo)為(0,12)或(0,14.5);
(3)∵點E、F均為定點,
∴線段EF長為定值,
∵MN=2,
∴當(dāng)EM+FN為最小值時,四邊形MEFN的周長最小,
作直線y=1,將點F向左平移2個單位得到,作點E關(guān)于y=1的對稱點,連接與直線y=1交于點M,過點F作FN∥,交直線y=1于點N,
由作圖可知:,
又∵三點共線,
∴EM+FN=,此時,EM+FN的值最小,
∵點F為直線y=-2x+2與直線x=-1的交點,
∴F(-1,4),
∴(-3,4),
又∵E(-5,12),
∴(-5,-10),
延長F交線段E于點W,
∵F與直線y=1平行,
∴FW⊥E,
∵在中,由勾股定理得:EF=,
在中,由勾股定理得:=,
∴四邊形MEFN的周長最小值=ME+FN+EF+MN=.
【點睛】
本題主要考查二次函數(shù)與平面幾何的綜合,掌握待定系數(shù)法,相似三角形的判定和性質(zhì),添加輔助線,利用軸對稱圖形的性質(zhì),構(gòu)造線段和的最小值,是解題的關(guān)鍵.
8.如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,拋物線與兩坐標(biāo)軸分別相交于A,B,C三點
(1)求證:∠ACB=90°
(2)點D是第一象限內(nèi)該拋物線上的動點,過點D作x軸的垂線交BC于點E,交x軸于點F.
①求DE+BF的最大值;
②點G是AC的中點,若以點C,D,E為頂點的三角形與AOG相似,求點D的坐標(biāo).
【答案】(1)(2)①9;②或.
【分析】
(1)分別計算A,B,C三點的坐標(biāo),再利用勾股定理求得AB、BC、AC的長,最后利用勾股定理逆定理解題;
(2)①先解出直線BC的解析式,設(shè),接著解出,利用二次函數(shù)的配方法求最值;②根據(jù)直角三角形斜邊的中線性質(zhì),解得AG的長,再證明,再分兩種情況討論以點C,D,E為頂點的三角形與AOG相似,結(jié)合相似三角形對應(yīng)邊成比例性質(zhì)解題即可.
【詳解】
解:(1)令x=0,得
令得
,
(2)①設(shè)直線BC的解析式為:,代入,得
設(shè)
即DE+BF的最大值為9;
②點G是AC的中點,
在中,
即為等腰三角形,
若以點C,D,E為頂點的三角形與AOG相似,
則①

,

經(jīng)檢驗:不符合題意,舍去,
②,

整理得,

或,
同理:不合題意,舍去,
綜上所述,或.
【點睛】
本題考查二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)、相似三角形的判定與性質(zhì)、直角三角形斜邊中線的性質(zhì)、勾股定理及其逆定理、二次函數(shù)的最值、解一元二次方程等知識,是重要考點,有難度,掌握相關(guān)知識是解題關(guān)鍵.
9.二次函數(shù)的圖象經(jīng)過點,,與y軸交于點C,點P為第二象限內(nèi)拋物線上一點,連接、,交于點Q,過點P作軸于點D.
(1)求二次函數(shù)的表達(dá)式;
(2)連接,當(dāng)時,求直線的表達(dá)式;
(3)請判斷:是否有最大值,如有請求出有最大值時點P的坐標(biāo),如沒有請說明理由.
【答案】(1);(2);(3)有最大值為,P點坐標(biāo)為
【分析】
(1)將,代入中,列出關(guān)于a、b的二元一次方程組,求出a、b的值即可;
(2)設(shè)與y軸交于點E,根據(jù)軸可知,,當(dāng),即,由此推斷為等腰三角形,設(shè),則,所以,由勾股定理得,解出點E的坐標(biāo),用待定系數(shù)法確定出BP的函數(shù)解析式即可;
(3)設(shè)與交于點N,過B作y軸的平行線與相交于點M.由A、C兩點坐標(biāo)可得所在直線表達(dá)式,求得 M點坐標(biāo),則,由,可得,,設(shè),則,根據(jù)二次函數(shù)性質(zhì)求解即可.
【詳解】
解:(1)由題意可得:
解得:,
∴二次函數(shù)的表達(dá)式為;
(2)設(shè)與y軸交于點E,
∵軸,
,
,
,

,設(shè),
則,,
在中,由勾股定理得,
解得,
,
設(shè)所在直線表達(dá)式為
解得
∴直線的表達(dá)式為.
(3)設(shè)與交于點N.
過B作y軸的平行線與相交于點M.
由A、C兩點坐標(biāo)分別為,
可得所在直線表達(dá)式為
∴M點坐標(biāo)為,
由,可得,
設(shè),則

∴當(dāng)時,有最大值0.8,
此時P點坐標(biāo)為.
【點睛】
本題主要考查二次函數(shù)以及一次函數(shù)解析式的確定,函數(shù)圖像的性質(zhì),相似三角形,勾股定理等知識點,熟練運用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式是解題關(guān)鍵,本題綜合性強,涉及知識面廣,難度較大,屬于中考壓軸題.
10.如圖,拋物線y=x2+bx+c經(jīng)過點(3,12)和(﹣2,﹣3),與兩坐標(biāo)軸的交點分別為A,B,C,它的對稱軸為直線l.
(1)求該拋物線的表達(dá)式;
(2)P是該拋物線上的點,過點P作l的垂線,垂足為D,E是l上的點.要使以P、D、E為頂點的三角形與△AOC全等,求滿足條件的點P,點E的坐標(biāo).
【分析】
(1)將點(3,12)和(﹣2,﹣3)代入拋物線表達(dá)式,即可求解;
(2)由題意得:PD=DE=3時,以P、D、E為頂點的三角形與△AOC全等,分點P在拋物線對稱軸右側(cè)、點P在拋物線對稱軸的左側(cè)兩種情況,分別求解即可.
【解析】
(1)將點(3,12)和(﹣2,﹣3)代入拋物線表達(dá)式得12=9+3b+c?3=4?2b+c,解得b=2c=?3,
故拋物線的表達(dá)式為:y=x2+2x﹣3;
(2)拋物線的對稱軸為x=﹣1,令y=0,則x=﹣3或1,令x=0,則y=﹣3,
故點A、B的坐標(biāo)分別為(﹣3,0)、(1,0);點C(0,﹣3),
故OA=OC=3,
∵∠PDE=∠AOC=90°,
∴當(dāng)PD=DE=3時,以P、D、E為頂點的三角形與△AOC全等,
設(shè)點P(m,n),當(dāng)點P在拋物線對稱軸右側(cè)時,m﹣(﹣1)=3,解得:m=2,
故n=22+2×2﹣5=5,故點P(2,5),
故點E(﹣1,2)或(﹣1,8);
當(dāng)點P在拋物線對稱軸的左側(cè)時,由拋物線的對稱性可得,點P(﹣4,5),此時點E坐標(biāo)同上,
綜上,點P的坐標(biāo)為(2,5)或(﹣4,5);點E的坐標(biāo)為(﹣1,2)或(﹣1,8).
11.如圖,已知拋物線y=ax2+bx+6經(jīng)過兩點A(﹣1,0),B(3,0),C是拋物線與y軸的交點.
(1)求拋物線的解析式;
(2)點P(m,n)在平面直角坐標(biāo)系第一象限內(nèi)的拋物線上運動,設(shè)△PBC的面積為S,求S關(guān)于m的函數(shù)表達(dá)式(指出自變量m的取值范圍)和S的最大值;
(3)點M在拋物線上運動,點N在y軸上運動,是否存在點M、點N使得∠CMN=90°,且△CMN與△OBC相似,如果存在,請求出點M和點N的坐標(biāo).
【分析】
(1)根據(jù)點A、B的坐標(biāo)利用待定系數(shù)法即可求出拋物線的解析式;
(2)過點P作PF∥y軸,交BC于點F,利用二次函數(shù)圖象上點的坐標(biāo)特征可得出點C的坐標(biāo),根據(jù)點B、C的坐標(biāo)利用待定系數(shù)法即可求出直線BC的解析式,設(shè)點P的坐標(biāo)為(m,﹣2m2+4m+6),則點F的坐標(biāo)為(m,﹣2m+6),進而可得出PF的長度,利用三角形的面積公式可得出S△PBC=﹣3m2+9m,配方后利用二次函數(shù)的性質(zhì)即可求出△PBC面積的最大值;
(3)分兩種不同情況,當(dāng)點M位于點C上方或下方時,畫出圖形,由相似三角形的性質(zhì)得出方程,求出點M,點N的坐標(biāo)即可.
【解析】
(1)將A(﹣1,0)、B(3,0)代入y=ax2+bx+6,
得:a?b+6=09a+3b+6=0,解得:a=?2b=4,
∴拋物線的解析式為y=﹣2x2+4x+6.
(2)過點P作PF∥y軸,交BC于點F,如圖1所示.
當(dāng)x=0時,y=﹣2x2+4x+6=6,
∴點C的坐標(biāo)為(0,6).
設(shè)直線BC的解析式為y=kx+c,
將B(3,0)、C(0,6)代入y=kx+c,得:
3k+c=0c=6,解得:k=?2c=6,
∴直線BC的解析式為y=﹣2x+6.
∵點P(m,n)在平面直角坐標(biāo)系第一象限內(nèi)的拋物線上運動,
∴點P的坐標(biāo)為(m,﹣2m2+4m+6),則點F的坐標(biāo)為(m,﹣2m+6),
∴PF=﹣2m2+4m+6﹣(﹣2m+6)=﹣2m2+6m,
∴S△PBC=12PF?OB=﹣3m2+9m=﹣3(m?32)2+274,
∴當(dāng)m=32時,△PBC面積取最大值,最大值為274.
∵點P(m,n)在平面直角坐標(biāo)系第一象限內(nèi)的拋物線上運動,
∴0<m<3.
(3)存在點M、點N使得∠CMN=90°,且△CMN與△OBC相似.
如圖2,∠CMN=90°,當(dāng)點M位于點C上方,過點M作MD⊥y軸于點D,
∵∠CDM=∠CMN=90°,∠DCM=∠NCM,
∴△MCD∽△NCM,
若△CMN與△OBC相似,則△MCD與△OBC相似,
設(shè)M(a,﹣2a2+4a+6),C(0,6),
∴DC=﹣2a2+4a,DM=a,
當(dāng)DMCD=OBOC=36=12時,△COB∽△CDM∽△CMN,
∴a?2a2+4a=12,
解得,a=1,
∴M(1,8),
此時ND=12DM=12,
∴N(0,172),
當(dāng)CDDM=OBOC=12時,△COB∽△MDC∽△NMC,
∴?2a2+4aa=12,
解得a=74,
∴M(74,558),
此時N(0,838).
如圖3,當(dāng)點M位于點C的下方,
過點M作ME⊥y軸于點E,
設(shè)M(a,﹣2a2+4a+6),C(0,6),
∴EC=2a2﹣4a,EM=a,
同理可得:2a2?4aa=12或2a2?4aa=2,△CMN與△OBC相似,
解得a=94或a=3,
∴M(94,398)或M(3,0),
此時N點坐標(biāo)為(0,38)或(0,?32).
綜合以上得,M(1,8),N(0,172)或M(74,558),N(0,838)或M(94,398),N(0,38)或M(3,0),N(0,?32),使得∠CMN=90°,且△CMN與△OBC相似.

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