(1)求拋物線的解析式;
(2)設(shè)點(diǎn)是直線上方拋物線上一點(diǎn),求出的最大面積及此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)若點(diǎn)是拋物線對(duì)稱軸上一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)為坐標(biāo)平面內(nèi)一點(diǎn),是否存在以為邊,點(diǎn)為頂點(diǎn)的四邊形是菱形,若存在,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1);(2)的最大面積為,;(3)存在,或或,,見解析
【分析】(1)利用待定系數(shù)法代入求解即可;
(2)利用待定系數(shù)法先確定直線的解析式為,設(shè)點(diǎn),過點(diǎn)P作軸于點(diǎn)D,交于點(diǎn)E,得出,然后得出三角形面積的函數(shù)即可得出結(jié)果;
(3)分兩種情況進(jìn)行分析:若為菱形的邊長(zhǎng),利用菱形的性質(zhì)求解即可.
【詳解】(1)解:將點(diǎn)代入解析式得:
,
解得:,
∴拋物線的解析式為;
(2)設(shè)直線的解析式為,將點(diǎn)B、C代入得:

解得:,
∴直線的解析式為,
∵,
∴,
設(shè)點(diǎn),過點(diǎn)P作軸于點(diǎn)D,交于點(diǎn)E,如圖所示:

∴,
∴,
∴,
∴當(dāng)時(shí),的最大面積為,


(3)存在,或或或,,證明如下:
∵,
∵拋物線的解析式為,
∴對(duì)稱軸為:,
設(shè)點(diǎn),
若為菱形的邊長(zhǎng),菱形,
則,即,
解得:,,
∵,
∴,
∴,;
若為菱形的邊長(zhǎng),菱形,
則,即,
解得:,,
∵,
∴,
∴,;
綜上可得:
或或,.
【點(diǎn)睛】題目主要考查二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,包括待定系數(shù)法確定函數(shù)解析式,三角形面積問題及特殊四邊形問題,全等三角形的判定和性質(zhì)等,理解題意,綜合運(yùn)用這些知識(shí)點(diǎn)是解題關(guān)鍵.
2.(2023·四川廣安·統(tǒng)考中考真題)如圖,二次函數(shù)的圖象交軸于點(diǎn),交軸于點(diǎn),點(diǎn)的坐標(biāo)為,對(duì)稱軸是直線,點(diǎn)是軸上一動(dòng)點(diǎn),軸,交直線于點(diǎn),交拋物線于點(diǎn).

(1)求這個(gè)二次函數(shù)的解析式.
(2)若點(diǎn)在線段上運(yùn)動(dòng)(點(diǎn)與點(diǎn)、點(diǎn)不重合),求四邊形面積的最大值,并求出此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo).
(3)若點(diǎn)在軸上運(yùn)動(dòng),則在軸上是否存在點(diǎn),使以、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)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1);(2)最大值為,此時(shí);(3)或或
【分析】(1)先根據(jù)二次函數(shù)對(duì)稱軸公式求出,再把代入二次函數(shù)解析式中進(jìn)行求解即可;
(2)先求出,,則,,求出直線的解析式為,設(shè),則,,則;再由得到,故當(dāng)時(shí),最大,最大值為,此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為;
(3)分如圖3-1,圖3-2,圖3-3,圖3-4,圖3-5,圖3-6所示,為對(duì)角線和邊,利用菱形的性質(zhì)進(jìn)行列式求解即可.
【詳解】(1)解:∵二次函數(shù)的對(duì)稱軸為直線,
∴,
∴,
∵二次函數(shù)經(jīng)過點(diǎn),
∴,即,
∴,
∴二次函數(shù)解析式為;
(2)解:∵二次函數(shù)經(jīng)過點(diǎn),且對(duì)稱軸為直線,
∴,
∴,
∵二次函數(shù)與y軸交于點(diǎn)C,
∴,∴;
設(shè)直線的解析式為,
∴,
∴,
∴直線的解析式為,
設(shè),則,,
∴;
∵,

,
∵,
∴當(dāng)時(shí),最大,最大值為,
∴此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為;
(3)解:設(shè),則,,
∵軸,
∴軸,即,
∴是以、為頂點(diǎn)的菱形的邊;
如圖3-1所示,當(dāng)為對(duì)角線時(shí),

∵,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴軸,
∴軸,即軸,
∴點(diǎn)C與點(diǎn)N關(guān)于拋物線對(duì)稱軸對(duì)稱,
∴點(diǎn)N的坐標(biāo)為,
∴,
∴;
如圖3-2所示,當(dāng)為邊時(shí),則,

∵,,
∴,
∴,
解得或(舍去),
∴,
∴;
如圖3-3所示,當(dāng)為邊時(shí),則,

同理可得,
∴,
解得或(舍去),
∴,
∴;
如圖3-4所示,當(dāng)為邊時(shí),則,

同理可得,
解得(舍去)或(舍去);
如圖3-5所示,當(dāng)為對(duì)角線時(shí),

∴,
∵,
∴,
∴,
∴軸,
∴軸,這與題意相矛盾,
∴此種情形不存在
如圖3-6所示,當(dāng)為對(duì)角線時(shí),設(shè)交于S,

∵軸,
∴,
∵,
∴,這與三角形內(nèi)角和為180度矛盾,
∴此種情況不存在;
綜上所述,或或.
【點(diǎn)睛】本題主要考查了二次函數(shù)綜合,一次函數(shù)與幾何綜合,菱形的性質(zhì),勾股定理,求二次函數(shù)解析式等等,利用分類討論的思想求解是解題的關(guān)鍵.
3.(2023·江蘇揚(yáng)州·統(tǒng)考中考真題)在平面直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn)A在y軸正半軸上.

(1)如果四個(gè)點(diǎn)中恰有三個(gè)點(diǎn)在二次函數(shù)(a為常數(shù),且)的圖象上.
①________;
②如圖1,已知菱形的頂點(diǎn)B、C、D在該二次函數(shù)的圖象上,且軸,求菱形的邊長(zhǎng);
③如圖2,已知正方形的頂點(diǎn)B、D在該二次函數(shù)的圖象上,點(diǎn)B、D在y軸的同側(cè),且點(diǎn)B在點(diǎn)D的左側(cè),設(shè)點(diǎn)B、D的橫坐標(biāo)分別為m、n,試探究是否為定值.如果是,求出這個(gè)值;如果不是,請(qǐng)說明理由.
(2)已知正方形的頂點(diǎn)B、D在二次函數(shù)(a為常數(shù),且)的圖象上,點(diǎn)B在點(diǎn)D的左側(cè),設(shè)點(diǎn)B、D的橫坐標(biāo)分別為m、n,直接寫出m、n滿足的等量關(guān)系式.
【答案】(1)①1;②;③是,值為1;(2)或
【分析】(1)①當(dāng),,可知不在二次函數(shù)圖象上,將代入,求解值即可;②由①知,二次函數(shù)解析式為,設(shè)菱形的邊長(zhǎng)為,則,,由菱形的性質(zhì)得,,,則軸,,根據(jù),即,計(jì)算求出滿足要求的解即可;③如圖2,連接、交點(diǎn)為,過作軸于,過作于,由正方形的性質(zhì)可知,為、的中點(diǎn),,,則,證明,則,,由題意知,,,,則,,設(shè),則,,,,,,則,,即,計(jì)算求解即可1;
(2)由題意知,分①當(dāng)在軸右側(cè)時(shí),②當(dāng)在軸左側(cè)時(shí),③當(dāng)在軸左側(cè),在軸右側(cè)時(shí),三種情況求解;①當(dāng)在軸右側(cè)時(shí),,同理(1)③,,,由題意知,,,,則,,設(shè),則,,,,,,則,,即,解得;②當(dāng)在軸左側(cè)時(shí),求解過程同(2)①;③當(dāng)在軸左側(cè),在軸右側(cè)時(shí),且不垂直于軸時(shí),同理可求,當(dāng)在軸左側(cè),在軸右側(cè)時(shí),且垂直于軸時(shí),由正方形、二次函數(shù)的性質(zhì)可得,.
【詳解】(1)①解:當(dāng),,
∴不在二次函數(shù)圖象上,
將代入,解得,
故答案為:1;
②解:由①知,二次函數(shù)解析式為,
設(shè)菱形的邊長(zhǎng)為,則,,
由菱形的性質(zhì)得,,,
∴軸,
∴,
∵,
∴,
解得(舍去),(舍去),,
∴菱形的邊長(zhǎng)為;
③解:如圖2,連接、交點(diǎn)為,過作軸于,過作于,

由正方形的性質(zhì)可知,為、的中點(diǎn),,,
∴,
∴,
∵,,,
∴,
∴,,
由題意知,,,,則,,
設(shè),則,,
∴,,,,
∴,,
∴,
∵點(diǎn)B、D在y軸的同側(cè),且點(diǎn)B在點(diǎn)D的左側(cè),
∴,
∴,
∴是定值,值為1;
(2)解:由題意知,分①當(dāng)在軸右側(cè)時(shí),②當(dāng)在軸左側(cè)時(shí),③當(dāng)在軸左側(cè),在軸右側(cè)時(shí),三種情況求解;
①當(dāng)在軸右側(cè)時(shí),
∵,
同理(1)③,,,
由題意知,,,,則,,
設(shè),則,,
∴,,,,
∴,,
∴,
化簡(jiǎn)得,

∴;
②當(dāng)在軸左側(cè)時(shí),
同理可求;
③當(dāng)在軸左側(cè),在軸右側(cè)時(shí),且不垂直于軸時(shí),
同理可求,
當(dāng)在軸左側(cè),在軸右側(cè)時(shí),且垂直于軸時(shí),
由正方形、二次函數(shù)的性質(zhì)可得,;
綜上所述,或.
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)解析式,二次函數(shù)的圖象與性質(zhì),二次函數(shù)與幾何綜合,正方形、菱形的性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì).解題的關(guān)鍵在于對(duì)知識(shí)的熟練掌握與靈活運(yùn)用.
4.(2023·湖南·統(tǒng)考中考真題)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線經(jīng)過點(diǎn)和點(diǎn),且與直線交于兩點(diǎn)(點(diǎn)在點(diǎn)的右側(cè)),點(diǎn)為直線上的一動(dòng)點(diǎn),設(shè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為.

(1)求拋物線的解析式.
(2)過點(diǎn)作軸的垂線,與拋物線交于點(diǎn).若,求面積的最大值.
(3)拋物線與軸交于點(diǎn),點(diǎn)為平面直角坐標(biāo)系上一點(diǎn),若以為頂點(diǎn)的四邊形是菱形,請(qǐng)求出所有滿足條件的點(diǎn)的坐標(biāo).
【答案】(1);(2);(3)點(diǎn)為或或或或
【分析】(1)待定系數(shù)法求解析式即可求解;
(2)根據(jù)題意,聯(lián)立拋物線與直線,求得點(diǎn)的橫坐標(biāo),表示出的長(zhǎng),根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)求得的最大值,根據(jù)即可求解;
(3)根據(jù)題意,分別求得,①當(dāng)為對(duì)角線時(shí),,②當(dāng)為邊時(shí),分,,根據(jù)勾股定理即可求解.
【詳解】(1)解:∵拋物線經(jīng)過點(diǎn)和點(diǎn),
∴,
解得:,
∴拋物線解析式為:;
(2)解:∵拋物線與直線交于兩點(diǎn),(點(diǎn)在點(diǎn)的右側(cè))
聯(lián)立,
解得:或,
∴,
∴,
∵點(diǎn)為直線上的一動(dòng)點(diǎn),設(shè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為.
則,,
∴,當(dāng)時(shí),取得最大值為,
∵,
∴當(dāng)取得最大值時(shí),最大,
∴,
∴面積的最大值;
(3)∵拋物線與軸交于點(diǎn),
∴,當(dāng)時(shí),,即,
∵,
∴,
,,
①當(dāng)為對(duì)角線時(shí),,

∴,
解得:,
∴,
∵的中點(diǎn)重合,
∴,
解得:,
∴,
②當(dāng)為邊時(shí),
當(dāng)四邊形為菱形,

∴,
解得:或,
∴或,
∴或,
由的中點(diǎn)重合,
∴或,
解得:或,
∴或,
當(dāng)時(shí);
如圖所示,即四邊形是菱形,

點(diǎn)的坐標(biāo)即為四邊形為菱形時(shí),的坐標(biāo),
∴點(diǎn)為或,
綜上所述,點(diǎn)為或或或或.
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)的性質(zhì),面積問題,菱形的性質(zhì)與判定,勾股定理,熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì),細(xì)心的計(jì)算是解題的關(guān)鍵.
5.(2022·湖南湘潭)已知拋物線.
(1)如圖①,若拋物線圖象與軸交于點(diǎn),與軸交點(diǎn).連接.
①求該拋物線所表示的二次函數(shù)表達(dá)式;
②若點(diǎn)是拋物線上一動(dòng)點(diǎn)(與點(diǎn)不重合),過點(diǎn)作軸于點(diǎn),與線段交于點(diǎn).是否存在點(diǎn)使得點(diǎn)是線段的三等分點(diǎn)?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
(2)如圖②,直線與軸交于點(diǎn),同時(shí)與拋物線交于點(diǎn),以線段為邊作菱形,使點(diǎn)落在軸的正半軸上,若該拋物線與線段沒有交點(diǎn),求的取值范圍.
【答案】(1)①,②存在,點(diǎn)P坐標(biāo)為(2,-3)或(,-),理由見解析
(2)b
【分析】(1)①直接用待定系數(shù)法求解;②先求出直線AB的解析式,設(shè)點(diǎn)M(m,m-3)點(diǎn)P(m,m2-2m-3)若點(diǎn)是線段的三等分點(diǎn),則或,代入求解即可;
(2)先用待定系數(shù)法求出n的值,再利用勾股定理求出CD的長(zhǎng)為5,因?yàn)樗倪呅蜟DFE是菱形,由此得出點(diǎn)E的坐標(biāo).再根據(jù)該拋物線與線段沒有交點(diǎn),分兩種情況(CE在拋物線內(nèi)和CE在拋物線右側(cè))進(jìn)行討論,求出b的取值范圍.
(1)
①解:把,代入,得
,
解得:,

②解:存在,理由如下,
設(shè)直線AB的解析式為y=kx+b,把, 代入,得
,
解得,
∴直線AB的解析式為y=x-3,
設(shè)點(diǎn)M(m,m-3)、點(diǎn)P(m,m2-2m-3)
若點(diǎn)是線段的三等分點(diǎn),
則或,
即或,
解得:m=2或m=或m=3,
經(jīng)檢驗(yàn),m=3是原方程的增根,故舍去,
∴m=2或m=
∴點(diǎn)P坐標(biāo)為(2,-3)或(,-)
(2)解:把點(diǎn)D(-3,0)代入直線,解得n=4,
∴直線,
當(dāng)x=0時(shí),y=4,即點(diǎn)C(0,4)
∴CD==5,
∵四邊形CDFE是菱形,
∴CE=EF=DF=CD=5,
∴點(diǎn)E(5,4)
∵點(diǎn)在拋物線上,
∴(-3)2-3b+c=0,
∴c=3b-9,
∴,
∵該拋物線與線段沒有交點(diǎn),
分情況討論
當(dāng)CE在拋物線內(nèi)時(shí)
52+5b+3b-9
綜上所述,b
【點(diǎn)睛】此題考查了二次函數(shù)和一次函數(shù)以及圖形的綜合,解題的關(guān)鍵是數(shù)形結(jié)合和分情況討論.
6.(2021·湖南中考真題)如圖,在直角坐標(biāo)系中,二次函數(shù)的圖象與x軸相交于點(diǎn)和點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C.
(1)求的值;
(2)點(diǎn)為拋物線上的動(dòng)點(diǎn),過P作x軸的垂線交直線于點(diǎn)Q.
①當(dāng)時(shí),求當(dāng)P點(diǎn)到直線的距離最大時(shí)m的值;
②是否存在m,使得以點(diǎn)為頂點(diǎn)的四邊形是菱形,若不存在,請(qǐng)說明理由;若存在,請(qǐng)求出m的值.
【答案】(1)b=,c=;(2)①;②不存在,理由見解析
【分析】
(1)將A(-1,0),B(3,0)代入y=x2+bx+c,可求出答案;
(2)①設(shè)點(diǎn)P(m,m2-2m-3),則點(diǎn)Q(m,m),再利用二次函數(shù)的性質(zhì)即可求解;
②分情況討論,利用菱形的性質(zhì)即可得出結(jié)論.
【詳解】
解:(1)∵拋物線y=-x2+bx+c與x軸交于點(diǎn)A(-1,0),B(3,0),
∴,
解得:,
∴b=,c=;
(2)①由(1)得,拋物線的函數(shù)表達(dá)式為:y=x2,
設(shè)點(diǎn)P(m,m2-2m-3),則點(diǎn)Q(m,m),
∵0

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