
【解題策略】
平行四邊形存在性問(wèn)題通??煞譃椤叭ㄒ粍?dòng)”和“兩定兩動(dòng)”兩大類問(wèn)題.而且“三定一動(dòng)”的動(dòng)點(diǎn)和“兩定兩動(dòng)”的動(dòng)點(diǎn)性質(zhì)并不完全一樣,“三定一動(dòng)”中動(dòng)點(diǎn)是在平面中橫縱坐標(biāo)都不確定,需要用兩個(gè)字母表示,這樣的我們姑且稱為“全動(dòng)點(diǎn)”,而有一些動(dòng)點(diǎn)在坐標(biāo)軸、直線或者拋物線上,用一個(gè)字母即可表示點(diǎn)坐標(biāo),稱為“半動(dòng)點(diǎn)”.找不同圖形的存在性最多可以有幾個(gè)未知量,都是根據(jù)圖形決定的,像平行四邊形,只能有2個(gè)未知量.究其原因,在于平行四邊形兩大性質(zhì):(1)對(duì)邊平行且相等:(2)對(duì)角線互相平分. 但此兩個(gè)性質(zhì)統(tǒng)一成一個(gè)等式:xA+xC=xB+xDyA+yC=yB+yD,兩個(gè)等式,只能允許最多存在兩個(gè)未知數(shù),即我們剛剛所講的平行四邊形存在性問(wèn)題最多只能存在2個(gè)未知量. 由圖形性質(zhì)可知未知量,由未知量可知?jiǎng)狱c(diǎn)設(shè)計(jì),由動(dòng)點(diǎn)設(shè)計(jì)可化解問(wèn)題.
【典例分析】
例1.(2022·四川)如圖,二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖象與x軸交于O(O為坐標(biāo)原點(diǎn)),A兩點(diǎn),且二次函數(shù)的最小值為?1,點(diǎn)M(1,m)是其對(duì)稱軸上一點(diǎn),y軸上一點(diǎn)B(0,1).
(1)求二次函數(shù)的表達(dá)式;
(2)二次函數(shù)在第四象限的圖象上有一點(diǎn)P,連結(jié)PA,PB,設(shè)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為t,△PAB的面積為S,求S與t的函數(shù)關(guān)系式;
(3)在二次函數(shù)圖象上是否存在點(diǎn)N,使得以A、B、M、N為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?若存在,直接寫出所有符合條件的點(diǎn)N的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【變式演練】
1.(2024·浙江模擬)如圖,拋物線y=?x2+2x+m(m>0)與y軸交于A點(diǎn),其頂點(diǎn)為D.直線y=?12x?2m分別與x軸、y軸交于B、C兩點(diǎn),與直線AD相交于E點(diǎn).
(1)求A、D的坐標(biāo)(用m的代數(shù)式表示);
(2)將△ACE沿著y軸翻折,若點(diǎn)E的對(duì)稱點(diǎn)P恰好落在拋物線上,求m的值;
(3)拋物線y=?x2+2x+m(m>0)上是否存在一點(diǎn)P,使得以P、A、C、E為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?若存在,求此拋物線的解析式;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
2.(2023·河南模擬)如圖,拋物線y=ax2+bx?16對(duì)稱軸是直線x=1,且過(guò)點(diǎn)A?2,0.點(diǎn)B為拋物線與x軸另一交點(diǎn).
(1)求拋物線的表達(dá)式.
(2)矩形BCDE的邊BC在x軸正半軸上,邊CD在第四象限.BC=6,CD=4.將矩形BCDE沿x軸負(fù)半軸方向平移得到矩形B'C'D'E',直線B'E'與直線C'D'分別交拋物線于點(diǎn)M、N.在平移過(guò)程中,是否存在以C'、E'、M、N為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?若存在,求平移距離;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
題型02 二次函數(shù)中矩形存在性問(wèn)題
【解題策略】
矩形除了具有平行四邊形的性質(zhì)之外,還有“對(duì)角線相等”或“內(nèi)角為直角”,因此相比起行四邊形,坐標(biāo)系中的矩形滿足以下3個(gè)等式:xA+xC=xB+xDyA+yC=yB+yD(xA?xC)2+(yA?yC)2=(xB?xD)2+(yB?yD)2 (AC 為對(duì)角線時(shí)).因此在矩形存在性問(wèn)題最多可以有3個(gè)未知量,代入可以得到三元一次方程組,可解確定了有3個(gè)未知量,則可判斷常見矩形存在性問(wèn)題至少有2個(gè)動(dòng)點(diǎn),多則可以有3個(gè).
【典例分析】
例1.(2023·山西)綜合與探究
如圖,拋物線y=?x2+bx+c的頂點(diǎn)為D1,4與x軸交于A和B兩點(diǎn),交y軸于點(diǎn)C.
(1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式及點(diǎn)A、B、C的坐標(biāo);
(2)如圖1,點(diǎn)P是直線BC上方的拋物線上的動(dòng)點(diǎn),當(dāng)△BCP面積最大時(shí),求點(diǎn)P的橫坐標(biāo);
(3)如圖2,若點(diǎn)M是坐標(biāo)軸上一點(diǎn),點(diǎn)N為平面內(nèi)一點(diǎn),是否存在這樣的點(diǎn),使以B、D、M、N為頂點(diǎn)的四邊形是以BD為對(duì)角線的矩形?若存在,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)N的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【變式演練】
1.(2023·河北模擬)如圖,拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)與x軸交于點(diǎn)A?3,0,B2,0.與y軸交于點(diǎn)C,∠CAO=45°,直線y=kx交拋物線于點(diǎn)E,且AE=EC.
(1)求拋物線的解析式;
(2)若點(diǎn)M為直線y=1上一點(diǎn),點(diǎn)N為直線EC上一點(diǎn),求CM+MN的最小值;
(3)點(diǎn)P為拋物線上一點(diǎn),點(diǎn)Q為平面內(nèi)一點(diǎn),是否存在點(diǎn)P,Q,使得以E,C,P,Q為頂點(diǎn)的四邊形是矩形?若存在,求出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
題型03 二次函數(shù)中菱形存在性問(wèn)題
【解題策略】
和平行四邊形相比,菱形多一個(gè)“對(duì)角線互相垂直”或“鄰邊相等”,但這兩者其實(shí)是等價(jià)的,故若四邊形ABCD是菱形,則其4個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)需滿足: xA+xC=xB+xDyA+yC=yB+yD(xA?xB)2+(yA?yB)2=(xC?xB)2+(yC?yB)2
解決問(wèn)題的方法也可有如下兩種:
思路 1:先平四,再菱形.設(shè)點(diǎn)坐標(biāo),根據(jù)平四存在性要求列出“4+C-B+D”(AC、BD 為對(duì)角線),再結(jié)合組鄰邊相等,得到方程組,
思路 2:先等腰,再菱形.在構(gòu)成菱形的4個(gè)點(diǎn)中任取3個(gè)點(diǎn),必構(gòu)成等三角形,根據(jù)等腰存在性方法可先確定第3個(gè)點(diǎn),再確定第4個(gè)點(diǎn).
【典例分析】
例1.(2023·四川)如圖,二次函數(shù)y=x2+bx+c的圖象交x軸于點(diǎn)A,B,交y軸于點(diǎn)C,點(diǎn)B的坐標(biāo)為1,0,對(duì)稱軸是直線x=?1,點(diǎn)P是x軸上一動(dòng)點(diǎn),PM⊥x軸,交直線AC于點(diǎn)M,交拋物線于點(diǎn)N.
(1)求這個(gè)二次函數(shù)的解析式.
(2)若點(diǎn)P在線段AO上運(yùn)動(dòng)(點(diǎn)P與點(diǎn)A、點(diǎn)O不重合),求四邊形ABCN面積的最大值,并求出此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo).
(3)若點(diǎn)P在x軸上運(yùn)動(dòng),則在y軸上是否存在點(diǎn)Q,使以M、N、C、Q為頂點(diǎn)的四邊形是菱形?若存在,請(qǐng)直接寫出所有滿足條件的點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【變式演練】
1.(2024·陜西模擬)已知:平面坐標(biāo)系內(nèi)點(diǎn)Px,y和點(diǎn)A0,1,點(diǎn)P到點(diǎn)A的距離始終等于點(diǎn)P到x軸的距離.
(1)請(qǐng)你求出點(diǎn)P滿足的函數(shù)關(guān)系式;
(2)如果(1)中求出的函數(shù)圖象記為L(zhǎng),L'是L沿著水平方向平移得到的,若點(diǎn)M在L上,點(diǎn)N是L平移后點(diǎn)M的對(duì)應(yīng)點(diǎn),點(diǎn)Q是x軸上的點(diǎn).是否存在這樣的點(diǎn)M,使得以M、N、O、Q為頂點(diǎn)的四邊形是有一個(gè)內(nèi)角為60°且的菱形?若存在,請(qǐng)你求出Q點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
2.(2023·山東模擬)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,二次函數(shù)y=?x2+bx+c的圖象與x軸交于A,B點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C0,3,點(diǎn)B的坐標(biāo)為(3,0),點(diǎn)P是拋物線上一個(gè)動(dòng)點(diǎn).
(1)求這個(gè)二次函數(shù)的解析式;
(2)當(dāng)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到什么位置時(shí),△BPC的面積最大?請(qǐng)求出點(diǎn)P的坐標(biāo)和△BPC面積的最大值.
(3)連接PO,PC,并把△POC沿CO翻折,那么是否存在點(diǎn)P,使四邊形POP'C為菱形?若存在;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
題型4 二次函數(shù)中正方形存在性問(wèn)題
【解題策略】
思路 1:從判定出發(fā)
1)若已知菱形,則加有一個(gè)角為直角或?qū)蔷€相等:
2)若已知矩形,則加有一組鄰邊相等或?qū)蔷€互相垂直:
3)若已知對(duì)角線互相垂直或平分或相等,則加上其他條件.
思路 2:構(gòu)造三乖直全等
若條件并未給關(guān)于四邊形及對(duì)角線的特殊性,則考慮在構(gòu)成正方形的4個(gè)頂點(diǎn)中任取3個(gè),必是等腰直角三角形,若已知兩定點(diǎn),則可通過(guò)構(gòu)造三垂直全等來(lái)求得第3個(gè)點(diǎn),再求第4點(diǎn).
總結(jié):構(gòu)造三垂直全等的思路僅適合已知兩定點(diǎn)的情形,若題目給了4個(gè)動(dòng)點(diǎn),則考慮矩形的判定出發(fā),觀察該四邊形是否己為某特殊四邊形,考證還需滿足的其他關(guān)系.(正方形的存在性問(wèn)題在中考中出現(xiàn)得并不多,正方形多以小題壓軸為主)
【典例分析】
例1.(2023·湖南)已知拋物線Q1:y=?x2+bx+c與x軸交于A?3,0,B兩點(diǎn),交y軸于點(diǎn)C0,3.
(1)請(qǐng)求出拋物線Q1的表達(dá)式.
(2)如圖1,在y軸上有一點(diǎn)D0,?1,點(diǎn)E在拋物線Q1上,點(diǎn)F為坐標(biāo)平面內(nèi)一點(diǎn),是否存在點(diǎn)E,F使得四邊形DAEF為正方形?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)E,F的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
(3)如圖2,將拋物線Q1向右平移2個(gè)單位,得到拋物線Q2,拋物線Q2的頂點(diǎn)為K,與x軸正半軸交于點(diǎn)H,拋物線Q1上是否存在點(diǎn)P,使得∠CPK=∠CHK?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.
【變式演練】
1.(2023·遼寧模擬)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=ax2+bx?3與x軸交于A(?1,0),B(3,0)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)P為拋物線上的動(dòng)點(diǎn).
(1)求該拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)點(diǎn)D為直線y=x上的動(dòng)點(diǎn),當(dāng)點(diǎn)P在第四象限時(shí),求四邊形PBDC面積的最大值及此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)已知點(diǎn)E為x軸上一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)Q為平面內(nèi)任意一點(diǎn),是否存在以點(diǎn)P,C,E,Q為頂點(diǎn)的四邊形是以PC為對(duì)角線的正方形,若存在,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)Q的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
2.(2023·遼寧模擬)如圖,拋物線y=?14x2+bx+c的對(duì)稱軸與x軸交于點(diǎn)A1,0,與y軸交于點(diǎn)B0,3,C為該拋物線圖象上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖,當(dāng)點(diǎn)C在第一象限,且∠BAC=90°,求tan∠ABC的值;
(3)點(diǎn)D在拋物線上(點(diǎn)D在點(diǎn)C的左側(cè),不與點(diǎn)B重合),點(diǎn)P在坐標(biāo)平面內(nèi),問(wèn)是否存在正方形ACPD?若存在,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
1.(2023·山東)如圖,一條拋物線y=ax2+bx經(jīng)過(guò)△OAB的三個(gè)頂點(diǎn),其中O為坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)A3,?3,點(diǎn)B在第一象限內(nèi),對(duì)稱軸是直線x=94,且△OAB的面積為18
(1)求該拋物線對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式;
(2)求點(diǎn)B的坐標(biāo);
(3)設(shè)C為線段AB的中點(diǎn),P為直線OB上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),連接AP,CP,將△ACP沿CP翻折,點(diǎn)A的對(duì)應(yīng)點(diǎn)為A1.問(wèn)是否存在點(diǎn)P,使得以A1,P,C,B為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?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.
2.(2023·內(nèi)蒙古)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=?x2+bx+c與x軸的交點(diǎn)分別為A和B1,0(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C0,3,點(diǎn)P是直線AC上方拋物線上一動(dòng)點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖1,過(guò)點(diǎn)P作x軸平行線交AC于點(diǎn)E,過(guò)點(diǎn)P作y軸平行線交x軸于點(diǎn)D,求PE+PD的最大值及點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)如圖2,設(shè)點(diǎn)M為拋物線對(duì)稱軸上一動(dòng)點(diǎn),當(dāng)點(diǎn)P,點(diǎn)M運(yùn)動(dòng)時(shí),在坐標(biāo)軸上確定點(diǎn)N,使四邊形PMCN為矩形,求出所有符合條件的點(diǎn)N的坐標(biāo).
3.(2023·西藏)在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=?x2+bx+c與x軸交于A?3,0,B1,0兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖甲,在y軸上找一點(diǎn)D,使△ACD為等腰三角形,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)D的坐標(biāo);
(3)如圖乙,點(diǎn)P為拋物線對(duì)稱軸上一點(diǎn),是否存在P、Q兩點(diǎn)使以點(diǎn)A,C,P,Q為頂點(diǎn)的四邊形是菱形?若存在,求出P、Q兩點(diǎn)的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
4.(2023·遼寧)如圖,拋物線y=?12x2+bx+c與x軸交于點(diǎn)A和點(diǎn)B4,0,與y軸交于點(diǎn)C0,4,點(diǎn)E在拋物線上.
(1)求拋物線的解析式;
(2)點(diǎn)E在第一象限內(nèi),過(guò)點(diǎn)E作EF∥y軸,交BC于點(diǎn)F,作EH∥x軸,交拋物線于點(diǎn)H,點(diǎn)H在點(diǎn)E的左側(cè),以線段EF,EH為鄰邊作矩形EFGH,當(dāng)矩形EFGH的周長(zhǎng)為11時(shí),求線段EH的長(zhǎng);
(3)點(diǎn)M在直線AC上,點(diǎn)N在平面內(nèi),當(dāng)四邊形OENM是正方形時(shí),請(qǐng)直接寫出點(diǎn)N的坐標(biāo).
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