【幾何法】“兩圓一線”得坐標(biāo)
(1)以點(diǎn)A為圓心,AB為半徑作圓,與x軸的交點(diǎn)即為滿足條件的點(diǎn)C,有AB=AC;
(2)以點(diǎn)B為圓心,AB為半徑作圓,與x軸的交點(diǎn)即為滿足條件的點(diǎn)C,有BA=BC;
(3)作AB的垂直平分線,與x軸的交點(diǎn)即為滿足條件的點(diǎn)C,有CA=CB.
【注意】若有三點(diǎn)共線的情況,則需排除.
作圖并不難,問題是還需要把各個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)算出來,可通過勾股或者三角函數(shù)來求.
同理可求,下求.
顯然垂直平分線這個(gè)條件并不太適合這個(gè)題目,如果A、B均往下移一個(gè)單位,當(dāng)點(diǎn)A坐標(biāo)為(1,0),點(diǎn)B坐標(biāo)為(4,2)時(shí),可構(gòu)造直角三角形勾股解:
而對(duì)于本題的,或許代數(shù)法更好用一些.
【代數(shù)法】表示線段構(gòu)相等
(1)表示點(diǎn):設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)為(m,0),又A點(diǎn)坐標(biāo)(1,1)、B點(diǎn)坐標(biāo)(4,3),
(2)表示線段:,
(3)分類討論:根據(jù),可得:,
(4)求解得答案:解得:,故坐標(biāo)為.
小結(jié)
幾何法:(1)“兩圓一線”作出點(diǎn);
(2)利用勾股、相似、三角函數(shù)等求線段長(zhǎng),由線段長(zhǎng)得點(diǎn)坐標(biāo).
代數(shù)法:(1)表示出三個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)A、B、C; (2)由點(diǎn)坐標(biāo)表示出三條線段:AB、AC、BC;
(3)根據(jù)題意要求?、貯B=AC、②AB=BC、③AC=BC; (4)列出方程求解.
問題總結(jié):
(1)兩定一動(dòng):動(dòng)點(diǎn)可在直線上、拋物線上;
(2)一定兩動(dòng):兩動(dòng)點(diǎn)必有關(guān)聯(lián),可表示線段長(zhǎng)度列方程求解;
(3)三動(dòng)點(diǎn):分析可能存在的特殊邊、角,以此為突破口.
二、【問題描述】如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)A坐標(biāo)為(1,1),點(diǎn)B坐標(biāo)為(5,3),在x軸上找一點(diǎn)C使得△ABC是直角三角形,求點(diǎn)C坐標(biāo).
【幾何法】?jī)删€一圓得坐標(biāo)
(1)若∠A為直角,過點(diǎn)A作AB的垂線,與x軸的交點(diǎn)即為所求點(diǎn)C;
(2)若∠B為直角,過點(diǎn)B作AB的垂線,與x軸的交點(diǎn)即為所求點(diǎn)C;
(3)若∠C為直角,以AB為直徑作圓,與x軸的交點(diǎn)即為所求點(diǎn)C.(直徑所對(duì)的圓周角為直角)
重點(diǎn)還是如何求得點(diǎn)坐標(biāo),求法相同,以為例:
【構(gòu)造三垂直】
求法相同,以為例:
構(gòu)造三垂直步驟:
第一步:過直角頂點(diǎn)作一條水平或豎直的直線;
第二步:過另外兩端點(diǎn)向該直線作垂線,即可得三垂直相似.
例題精講
考點(diǎn)一:二次函數(shù)中的直角三角形存在性問題
【例1】.如圖,二次函數(shù)y=x2+bx+c的圖象與x軸交于A、B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,且A(﹣1,0),對(duì)稱軸為直線x=2.
(1)求該拋物線的表達(dá)式;
(2)直線l過點(diǎn)A與拋物線交于點(diǎn)P,當(dāng)∠PAB=45°時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)在拋物線的對(duì)稱軸上是否存在一點(diǎn)Q,使得△BCQ是直角三角形?若存在,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
解:(1)設(shè)y=(x﹣2)2+k,把A(﹣1,0)代入得:
(﹣1﹣2)2+k=0,
解得:k=﹣9,
∴y=(x﹣2)2﹣9=x2﹣4x﹣5,
答:拋物線的解析式為y=x2﹣4x﹣5;
(2)過點(diǎn)P作PM⊥x軸于點(diǎn)M,如圖:
設(shè)P(m,m2﹣4m﹣5),則PM=|m2﹣4m﹣5|,
∵A(﹣1,0),
∴AM=m+1
∵∠PAB=45°
∴AM=PM,
∴|m2﹣4m﹣5|=m+1,
即m2﹣4m﹣5=m+1或m2﹣4m﹣5=﹣(m+1),
當(dāng)m2﹣4m﹣5=m+1時(shí),解得:m1=6,m2=﹣1(不合題意,舍去),
當(dāng)m2﹣4m﹣5=﹣(m+1),解得m3=4,m4=﹣1(不合題意,舍去),
∴P的坐標(biāo)是(6,7)或P(4,﹣5);
(3)在拋物線的對(duì)稱軸上存在一點(diǎn)Q,使得△BCQ是直角三角形,理由如下:
在y=x2﹣4x﹣5中,令x=0得y=﹣5,令y=0得x=﹣1或x=5,
∴B(5,0),C(0,﹣5),
由拋物線y=x2﹣4x﹣5的對(duì)稱軸為直線x=2,設(shè)Q(2,t),
∴BC2=50,BQ2=9+t2,CQ2=4+(t+5)2,
當(dāng)BC為斜邊時(shí),BQ2+CQ2=BC2,
∴9+t2+4+(t+5)2=50,
解得t=﹣6或t=1,
∴此時(shí)Q坐標(biāo)為(2,﹣6)或(2,1);
當(dāng)BQ為斜邊時(shí),BC2+CQ2=BQ2,
∴50+4+(t+5)2=9+t2,
解得t=﹣7,
∴此時(shí)Q坐標(biāo)為(2,﹣7);
當(dāng)CQ為斜邊時(shí),BC2+BQ2=CQ2,
∴50+9+t2=4+(t+5)2,
解得t=3,
∴此時(shí)Q坐標(biāo)為(2,3);
綜上所述,Q的坐標(biāo)為(2,3)或(2,﹣7)或(2,1)或(2,﹣6).
?變式訓(xùn)練
【變1-1】.如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=ax2+bx+4經(jīng)過點(diǎn)A(4,0),B(﹣1,0),交y軸于點(diǎn)C.
(1)求拋物線的解析式;
(2)點(diǎn)D是直線AC上一動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)D作DE垂直于y軸于點(diǎn)E,過點(diǎn)D作DF⊥x軸,垂足為F,連接EF,當(dāng)線段EF的長(zhǎng)度最短時(shí),求出點(diǎn)D的坐標(biāo);
(3)在AC上方的拋物線上是否存在點(diǎn)P,使得△ACP是直角三角形?若存在,求出所有符合條件的點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,說明理由.
解:(1)∵拋物線y=ax2+bx+4經(jīng)過點(diǎn)A(4,0),B(﹣1,0),
∴,
解得:,
∴拋物線的解析式為:y=﹣x2+3x+4;
(2)連接OD,由題意知,四邊形OFDE是矩形,則OD=EF,據(jù)垂線段最短,可知:
當(dāng)OD⊥AC時(shí),OD最短,即EF最短.
由(1)知,在Rt△AOC中,OC=OA=4,
∴AC=4.
又∵D為AC的中點(diǎn).
∴DF∥OC,
∴DF=OC=2,
∴點(diǎn)D的坐標(biāo)為(2,2);
(3)假設(shè)存在,設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(m,﹣m2+3m+4).
∵點(diǎn)A的坐標(biāo)為(4,0),點(diǎn)C的坐標(biāo)為(0,4),
∴AP2=(m﹣4)2+(﹣m2+3m+4﹣0)2=m4﹣6m3+2m2+16m+32,CP2=(m﹣0)2+(﹣m2+3m+4﹣4)2=m4﹣6m3+10m2,AC2=(0﹣4)2+(4﹣0)2=32.
分兩種情況考慮,
①當(dāng)∠ACP=90°時(shí),AP2=CP2+AC2,
即m4﹣6m3+2m2+16m+32=m4﹣6m3+10m2+32,
整理得:m2﹣2m=0,
解得:m1=0(舍去),m2=2,
∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,6);
②當(dāng)∠APC=90°時(shí),CP2+AP2=AC2,
即m4﹣6m3+10m2+m4﹣6m3+2m2+16m+32=32,
整理得:m(m3﹣6m2+6m+8)=0,
∴m(m﹣4)(m2﹣2m﹣2)=0,
解得:m1=0(舍去),m2=4(舍去),(舍去),,
∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為(1+,3+).
綜上所述,假設(shè)成立,
即存在點(diǎn)P(2,6)或(1+,3+),使得△ACP是直角三角形.
考點(diǎn)二:二次函數(shù)中的等腰三角形存在性問題
【例2】.如圖,拋物線y=﹣x2+5x+n經(jīng)過點(diǎn)A(1,0),與y軸交于點(diǎn)B.
(1)求拋物線的解析式;
(2)求拋物線的對(duì)稱軸和頂點(diǎn)坐標(biāo).
(3)P是y軸正半軸上一點(diǎn),且△PAB是以AB為腰的等腰三角形,試求點(diǎn)P的坐標(biāo).
解:(1)由題意得,﹣1+5+n=0,
解得,n=﹣4,
∴拋物線的解析式為y=﹣x2+5x﹣4;
(2)y=﹣x2+5x﹣4=﹣(x﹣)2+,
拋物線對(duì)稱軸為:x=,
頂點(diǎn)坐標(biāo)為 (,);
(3)∵點(diǎn)A的坐標(biāo)為(1,0),點(diǎn)B的坐標(biāo)為(0,﹣4),
∴OA=1,OB=4,
在Rt△OAB中,AB==,
①當(dāng)PB=BA時(shí),PB=,
∴OP=PB﹣OB=﹣4,
此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(0,﹣4),
②當(dāng)PA=AB時(shí),OP=OB=4
此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(0,4).
?變式訓(xùn)練
【變2-1】.如圖.已知二次函數(shù)y=﹣x2+bx+3的圖象與x軸的一個(gè)交點(diǎn)為A(4,0),與y軸交于點(diǎn)B.
(1)求此二次函數(shù)關(guān)系式和點(diǎn)B的坐標(biāo);
(2)在x軸的正半軸上是否存在點(diǎn)P.使得△PAB是以AB為底邊的等腰三角形?若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
解:(1)把點(diǎn)A(4,0)代入二次函數(shù)有:
0=﹣16+4b+3
得:b=
所以二次函數(shù)的關(guān)系式為:y=﹣x2+x+3.
當(dāng)x=0時(shí),y=3
∴點(diǎn)B的坐標(biāo)為(0,3).
(2)如圖:
作AB的垂直平分線交x軸于點(diǎn)P,連接BP,
則:BP=AP
設(shè)BP=AP=x,則OP=4﹣x,
在直角△OBP中,BP2=OB2+OP2
即:x2=32+(4﹣x)2
解得:x=
∴OP=4﹣=
所以點(diǎn)P的坐標(biāo)為:(,0)
綜上可得點(diǎn)P的坐標(biāo)為(,0).
【變2-2】.如圖,拋物線y=ax2+4x+c經(jīng)過A(﹣3,﹣4),B(0,﹣1)兩點(diǎn),點(diǎn)P是y軸左側(cè)且位于x軸下方拋物線上一動(dòng)點(diǎn),設(shè)其橫坐標(biāo)為m.
(1)直接寫出拋物線的解析式;
(2)將線段AB繞點(diǎn)B順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得線段BD(點(diǎn)D是點(diǎn)A的對(duì)應(yīng)點(diǎn)),求點(diǎn)D的坐標(biāo),并判斷點(diǎn)D是否在拋物線上;
(3)過點(diǎn)P作PM⊥x軸交直線BD于點(diǎn)M,試探究是否存在點(diǎn)P,使△PBM是等腰三角形?若存在,求出點(diǎn)m的值;若不存在,說明理由.
解:(1)把點(diǎn)A(﹣3,﹣4),B(0,﹣1)代入解析式y(tǒng)=ax2+4x+c,
得,
解得,
∴y=x2+4x﹣1;
(2)如圖,作AC⊥y軸于點(diǎn)C,作DH⊥y軸于點(diǎn)H,
∵∠CAB+∠ABC=90°,∠HBD+∠ABC=90°,
∴∠CAB=∠HBD,
在△ABC和△DBH中,
,
∴△ABC≌△BDH(AAS),
∴HB=AC=3,DH=BC=3,
∴OH=2,
∴D(﹣3,2),
把D(﹣3,2)代入y=x2+4x﹣1中,
得(﹣3)2+4×(﹣3)﹣1=﹣4≠2,
∴點(diǎn)D不在拋物線上;
(3)存在點(diǎn)P,
∵D(﹣3,2),B(0,﹣1),
∴直線BD的解析式為y=﹣x﹣1,
設(shè)P(m,m2+4m﹣1),則M(m,﹣m﹣1),
由(2)知:∠BMP=45°,
當(dāng)△PBM是等腰三角形,且45°為底角時(shí),
有∠MBP=90°或∠MPB=90°,
若∠MBP=90°,則P與A重合,即m=﹣3,
若∠MPB=90°,則PB∥x軸,即P的縱坐標(biāo)為﹣1,
∴m2+4m﹣1=﹣1,
解得m=0(舍)或m=﹣4,
∴m=﹣4,
若45°為頂角,
即MP=MB,
∵M(jìn)P=﹣m﹣1﹣m2﹣4m+1=﹣m2﹣5m,MB=﹣=﹣,
∴﹣m2﹣5m=﹣m,
解得m=0(舍)或m=﹣5+,
∴m的值為﹣3,﹣4,﹣5.

1.如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知拋物線y=ax2+bx+c與x軸交于A(﹣3,0),B(1,0)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C(0,3),連接AC,點(diǎn)P為第二象限拋物線上的動(dòng)點(diǎn).
(1)求a、b、c的值;
(2)連接PA、PC、AC,求△PAC面積的最大值;
(3)在拋物線的對(duì)稱軸上是否存在一點(diǎn)Q,使得△QAC為直角三角形,若存在,請(qǐng)求出所有符合條件的點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
解:(1)∵拋物線y=ax2+bx+c經(jīng)過A(﹣3,0),B(1,0),C(0,3)三點(diǎn)
∴,
解得:
∴a=﹣1,b=﹣2,c=3;
(2)如圖1,
過點(diǎn)P作PE∥y軸,交AC于E,
∵A(﹣3,0),C(0,3),
∴直線AC的解析式為y=x+3,
由(1)知,拋物線的解析式為y=﹣x2﹣2x+3,
設(shè)點(diǎn)P(m,﹣m2﹣2m+3),則E(m,m+3),
∴S△ACP=PE?(xC﹣xA)=×[﹣m2﹣2m+3﹣(m+3)]×(0+3)=﹣(m2﹣3m)=﹣(m+)2+,
∴當(dāng)m=﹣時(shí),S△PAC最大=;
(3)存在,點(diǎn)Q的坐標(biāo)為:(﹣1,﹣2)或(﹣1,4)或(﹣1,)或(﹣1,).
如圖2,∵A(﹣3,0),C(0,3),
∴OA=OC=3,
∴AC2=OA2+OC2=32+32=18,
∵y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4,
∴拋物線對(duì)稱軸為x=﹣1,
設(shè)點(diǎn)Q(﹣1,n),
則AQ2=[﹣1﹣(﹣3)]2+n2=n2+4,CQ2=[0﹣(﹣1)]2+(n﹣3)2=n2﹣6n+10,
∵△QAC為直角三角形,
∴∠CAQ=90°或∠ACQ=90°或∠AQC=90°,
①當(dāng)∠CAQ=90°時(shí),根據(jù)勾股定理,得:AQ2+AC2=CQ2,
∴n2+4+18=n2﹣6n+10,
解得:n=﹣2,
∴Q1(﹣1,﹣2);
②當(dāng)∠ACQ=90°時(shí),根據(jù)勾股定理,得:CQ2+AC2=AQ2,
∴n2﹣6n+10+18=n2+4,
解得:n=4,
∴Q2(﹣1,4);
③當(dāng)∠AQC=90°時(shí),根據(jù)勾股定理,得:CQ2+AQ2=AC2,
∴n2﹣6n+10+n2+4=18,
解得:n1=,n2=,
∴Q3(﹣1,),Q4(﹣1,);
綜上所述,點(diǎn)Q的坐標(biāo)為:(﹣1,﹣2)或(﹣1,4)或(﹣1,)或(﹣1,).
2.已知拋物線y=﹣x2﹣x的圖象如圖所示:
(1)將該拋物線向上平移2個(gè)單位,分別交x軸于A、B兩點(diǎn),交y軸于點(diǎn)C,則平移后的解析式為 y=﹣x2﹣x+2 .
(2)判斷△ABC的形狀,并說明理由.
(3)在拋物線對(duì)稱軸上是否存在一點(diǎn)P,使得以A、C、P為頂點(diǎn)的三角形是等腰三角形?若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,說明理由.
解:(1)將該拋物線向上平移2個(gè)單位,得y=﹣x2﹣x+2,
故答案為:y=﹣x2﹣x+2;
(2)當(dāng)y=0時(shí),﹣x2﹣x+2=0,解得x1=﹣4,x2=1,即B(﹣4,0),A(1,0).
當(dāng)x=0時(shí),y=2,即C(0,2).
AB=1﹣(﹣4)=5,AB2=25,
AC2=(1﹣0)2+(0﹣2)2=5,BC2=(﹣4﹣0)2+(0﹣2)2=20,
∵AC2+BC2=AB2,
∴△ABC是直角三角形;
(3)y=﹣x2﹣x+2的對(duì)稱軸是直線x=﹣,設(shè)P(﹣,n),
AP2=(1+)2+n2=+n2,CP2=+(2﹣n)2,AC2=12+22=5
當(dāng)AP=AC時(shí),AP2=AC2,+n2=5,方程無解;
當(dāng)AP=CP時(shí),AP2=CP2,+n2=+(2﹣n)2,解得n=0,即P1(﹣,0),
當(dāng)AC=CP時(shí)AC2=CP2,+(2﹣n)2=5,解得n1=2+,n2=2﹣,P2(﹣,2+),P3(﹣,2﹣).
綜上所述:使得以A、C、P為頂點(diǎn)的三角形是等腰三角形,點(diǎn)P的坐標(biāo)(﹣,0),(﹣,2+),(﹣,2﹣).
3.如圖,拋物線y=﹣x2+x+3與x軸交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C,頂點(diǎn)為D,拋物線的對(duì)稱軸與x軸交于點(diǎn)E,連接AC,BD.
(1)求點(diǎn)A,B,C,D的坐標(biāo);
(2)點(diǎn)F為拋物線對(duì)稱軸上的動(dòng)點(diǎn),且△BEF與△AOC相似,請(qǐng)直接寫出符合條件的點(diǎn)F的坐標(biāo);
(3)點(diǎn)P為拋物線上的動(dòng)點(diǎn),是否存在這樣的點(diǎn)P,使△BDP是直角三角形?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
解:(1)對(duì)于y=﹣x2+x+3,令y=﹣x2+x+3=0,解得x=6或﹣2,令x=0,則y=3,
故點(diǎn)A、B、C的坐標(biāo)分別為(﹣2,0)、(6,0)、(0,3),
則函數(shù)的對(duì)稱軸為直線x=(6﹣2)=2,
當(dāng)x=2時(shí),y=﹣x2+x+3=4,即點(diǎn)D(2,4);
(2)tan∠CAO=,
當(dāng)△BEF與△AOC相似時(shí),則,
即,
解得:EF=6或,
故點(diǎn)F的坐標(biāo)為:(2,6)或(2,﹣6)或或;
(3)存在,理由:
△BDP是直角三角形只要可能是∠DBP和∠BDP為直角,
①當(dāng)∠DBP為直角時(shí),
過點(diǎn)B作y軸的平行線,交過點(diǎn)P與x軸的平行線于點(diǎn)H,交過點(diǎn)D與x軸的平行線于點(diǎn)G,
∵DG=BG=4,則△BDG為等腰三角形,∠DBG=45°,
則∠PBH=45°,即△PBH為等腰直角三角形,
則設(shè)PH=BH=m,則點(diǎn)P(6﹣m,﹣m),
將點(diǎn)P的坐標(biāo)代入拋物線表達(dá)式得:﹣m=﹣(6﹣m)2+(6﹣m)+3,
解得:m=0(舍去)或12,
故點(diǎn)P的坐標(biāo)為(﹣6,﹣12);
②當(dāng)∠BDP為直角時(shí),
∵AD=BD=3,AB=64,
則△ABD為等腰直角三角形,即∠ADB=90°,
即點(diǎn)P于點(diǎn)A重合,
故點(diǎn)P(﹣2,0);
綜上,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(﹣2,0)或(﹣6,﹣12).
4.如圖,已知拋物線y=﹣x2+bx+c與x軸交于A,B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,其中A(﹣1,0),C(0,3).
(1)求該拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)拋物線與直線y=﹣x﹣1交于A、E兩點(diǎn),P是x軸上點(diǎn)B左側(cè)一動(dòng)點(diǎn),當(dāng)以P、B、C為頂點(diǎn)的三角形與△ABE相似時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)若F是直線BC上一動(dòng)點(diǎn),在拋物線上是否存在動(dòng)點(diǎn)M,使△MBF為等腰直角三角形,若存在,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)M的坐標(biāo);否則說明理由.
解:(1)把A(﹣1,0),C(0,3)代入y=﹣x2+bx+c,
得:,
解得:,
∴拋物線的函數(shù)表達(dá)式為y=﹣x2+2x+3;
(2)聯(lián)立直線AE和拋物線的函數(shù)關(guān)系式成方程組,
得:,
解得:,,
∴點(diǎn)E的坐標(biāo)為(4,﹣5),
∴AE==5,
在y=﹣x2+2x+3中,令y=0,得:﹣x2+2x+3=0,
解得:x1=3,x2=﹣1,
∴點(diǎn)B的坐標(biāo)為(3,0),
∵C(0,3),
∴OB=OC=3,
∵∠BOC=90°,
∴∠CBO=45°,BC=3,
∵直線AE的函數(shù)表達(dá)式為y=﹣x﹣1,
∴∠BAE=45°=∠CBO.
設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(m,0),則PB=3﹣m,
∵以P、B、C為頂點(diǎn)的三角形與△ABE相似,
∴=或=,
∴=或=,
解得:m=或m=﹣,
∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為(,0)或(﹣,0);
(3)∵∠CBO=45°,
∴存在兩種情況(如圖2).
①取點(diǎn)M1與點(diǎn)A重合,過點(diǎn)M1作M1F1∥y軸,交直線BC于點(diǎn)F1,
∵∠CBM1=45°,∠BM1F1=90°,
∴此時(shí)△BM1F1為等腰直角三角形,
∴點(diǎn)M1的坐標(biāo)為(﹣1,0);
②取點(diǎn)C′(0,﹣3),連接BC′,延長(zhǎng)BC′交拋物線于點(diǎn)M2,過點(diǎn)M2作M2F2∥y軸,交直線BC于點(diǎn)F2,
∵點(diǎn)C、C′關(guān)于x軸對(duì)稱,∠OBC=45°,
∴∠CBC′=90°,BC=BC′,
∴△CBC′為等腰直角三角形,
∵M(jìn)2F2∥y軸,
∴△M2BF2為等腰直角三角形.
∵點(diǎn)B(3,0),點(diǎn)C′(0,﹣3),
∴直線BC′的函數(shù)關(guān)系式為y=x﹣3,
聯(lián)立直線BC′和拋物線的函數(shù)關(guān)系式成方程組,得:,
解得:,,
∴點(diǎn)M2的坐標(biāo)為(﹣2,﹣5),
綜上所述:點(diǎn)M的坐標(biāo)為(﹣1,0)或(﹣2,﹣5).

5.如圖,拋物線y=ax2+bx﹣3(a≠0)與x軸交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C,且BO=OC=3AO.
(1)求拋物線的解析式;
(2)在拋物線的對(duì)稱軸上是否存在點(diǎn)P,使△PBC是等腰三角形?若存在,請(qǐng)直接寫出符合條件的點(diǎn)P坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
解:(1)∵拋物線y=ax2+bx﹣3,
∴c=﹣3,
∴C(0,﹣3),
∴OC=3,
∵BO=OC=3AO,
∴BO=3,AO=1,
∴B(3,0),A(﹣1,0),
∵該拋物線與x軸交于A、B兩點(diǎn),
∴,
∴,
∴拋物線解析式為y=x2﹣2x﹣3,
(2)存在,
理由:設(shè)P(1,m),
∵B(3,0),C(0,﹣3),
∴BC=3,PB=,PC=,
∵△PBC是等腰三角形,
①當(dāng)PB=PC時(shí),
∴=,
∴m=﹣1,
∴P(1,﹣1),
②當(dāng)PB=BC時(shí),
∴3=,
∴m=±,
∴P(1,)或P(1,﹣),
③當(dāng)PC=BC時(shí),
∴3=,
∴m=﹣3±,
∴P(1,﹣3+)或P(1,﹣3﹣),
∴符合條件的P點(diǎn)坐標(biāo)為P(1,﹣1)或P(1,)或P(1,﹣)或P(1,﹣3+)或P(1,﹣3﹣).
6.如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)的圖象交x軸于點(diǎn)A、B,交y軸于點(diǎn)C,其頂點(diǎn)為D,已知AB=4,∠ABC=45°,OA:OB=1:3.
(1)求二次函數(shù)的表達(dá)式及其頂點(diǎn)D的坐標(biāo);
(2)點(diǎn)M是線段BC上方拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)N是線段BC上一點(diǎn),當(dāng)△MBC的面積最大時(shí),求:
①點(diǎn)M的坐標(biāo),說明理由;
②MN+BN的最小值 ;
(3)在二次函數(shù)的圖象上是否存在點(diǎn)P,使得以點(diǎn)P、A、C為頂點(diǎn)的三角形為直角三角形?若存在,求出點(diǎn)P坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
解:(1)∵∠ABC=45°,
∴OB=OC,
∵OA:OB=1:3,AB=4,
∴OA=1,OB=3,
∴OC=3,
∴A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3),
將A、B、C代入y=ax2+bx+c中,
∴,
解得,
∴y=﹣x2+2x+3,
∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴D(1,4);
(2)①設(shè)BC的解析式為y=kx+b,
∴,
解得,
∴y=﹣x+3,
過點(diǎn)M作MG∥y軸交BC于點(diǎn)G,
設(shè)M(t,﹣t2+2t+3),則G(t,﹣t+3),
∴PG=﹣t2+2t+3+t﹣3=﹣t2+3t,
∴S△MBC=×3×(﹣t2+3t)=﹣(t﹣)2+,
∵0<t<3,
∴當(dāng)t=時(shí),S△MBC有最大值,
此時(shí)M(,);
②過點(diǎn)M作MH⊥x軸交于H,交BC于N,
∵∠OBC=45°,
∴NH=BN,
∴MN+BN=MN+NH≥MH,
∵M(jìn)(,),
∴MH=,
∴MN+BN的最小值為,
故答案為:;
(3)存在點(diǎn)P,使得以點(diǎn)P、A、C為頂點(diǎn)的三角形為直角三角形,理由如下:
設(shè)P(m,﹣m2+2m+3),
如圖2,當(dāng)∠ACP=90°時(shí),
過點(diǎn)C作EF∥x軸,過點(diǎn)A作AE⊥EF交于E,過點(diǎn)P作PF⊥EF交于F,
∴∠ECA+∠FCP=90°,
∵∠ACE+∠EAC=90°,
∴∠FCP=∠EAC,
∴△ACE∽△CPF,
∴=,
∴=,
解得m=0(舍)或m=,
∴P(,);
如圖3,當(dāng)∠CAP=90°時(shí),過點(diǎn)A作MN⊥x軸,過點(diǎn)C作CM⊥MN交于M,過點(diǎn)P作PN⊥MN交于N,
∵∠MAC+∠NAP=90°,∠MAC+∠MCA=90°,
∴∠NAP=∠MCA,
∴△ACM∽△PAN,
∴=,
∴=,
解得m=﹣1(舍)或m=,
∴P(,﹣);
綜上所述:P點(diǎn)坐標(biāo)為(,)或(,﹣).
7.如圖,拋物線y=ax2+bx+4交x軸于A(﹣3,0),B(4,0)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,連接AC,BC.M為線段OB上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)M作PM⊥x軸,交拋物線于點(diǎn)P,交BC于點(diǎn)Q.
(1)求拋物線的表達(dá)式;
(2)試探究點(diǎn)M在運(yùn)動(dòng)過程中,是否存在這樣的點(diǎn)Q,使得以A,C,Q為頂點(diǎn)的三角形是等腰三角形.若存在,請(qǐng)求出此時(shí)點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
解:(1)將A(﹣3,0),B(4,0)代入y=ax2+bx+4,
∴,
解得,
∴拋物線的表達(dá)式為:;
(2)存在點(diǎn)Q,使得以A,C,Q為頂點(diǎn)的三角形是等腰三角形,理由如下:
令x=0,則y=4,
∴點(diǎn)C(0,4),
∵A(﹣3,0)、C(0,4),
∴AC=5,
設(shè)直線BC的解析式為y=kx+b,
∴,
解得,
∴y=﹣x+4,
設(shè)點(diǎn)M(m,0),則點(diǎn)Q(m,﹣m+4),
①當(dāng)AC=CQ時(shí),過點(diǎn)Q作QE⊥y軸于點(diǎn)E,連接AQ,
∵CQ2=CE2+EQ2,即m2+[4﹣(﹣m+4)]2=25,
解得:舍去負(fù)值),
∴點(diǎn);
②當(dāng)AC=AQ時(shí),則AQ=AC=5,
在Rt△AMQ中,由勾股定理得:[m﹣(﹣3)]2+(﹣m+4)2=25,
解得:m=1或m=0(舍去0),
∴點(diǎn)Q(1,3);
③當(dāng)CQ=AQ時(shí),則2m2=[m﹣(﹣3)]2+(﹣m+4)2,解得:舍去);
綜上所述,點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(1,3)或.
8.如圖,已知拋物線y=x2+bx+c經(jīng)過A(﹣1,0)、B(3,0)兩點(diǎn),且與y軸相交于點(diǎn)C,直線l是拋物線的對(duì)稱軸.
(1)求拋物線的函數(shù)關(guān)系式;
(2)設(shè)點(diǎn)P是直線l上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),當(dāng)點(diǎn)P到點(diǎn)A、點(diǎn)C的距離之和最短時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)點(diǎn)M也是直線l上的動(dòng)點(diǎn),且△MAC為直角三角形,請(qǐng)直接寫出所有符合條件的點(diǎn)M的坐標(biāo).
解:∵拋物線y=x2+bx+c經(jīng)過A(﹣1,0)、B(3,0)兩點(diǎn),
∴,
∴,
∴拋物線的解析式為y=x2﹣2x﹣3,
(2)如圖1,∵點(diǎn)A,B關(guān)于直線l對(duì)稱,
∴連接BC交直線l于點(diǎn)P,
由(1)知,拋物線的解析式為y=x2﹣2x﹣3,
∴直線l:x=1,C(0,﹣3),
∵B(3,0),
∴直線BC的解析式為y=x﹣3,
當(dāng)x=1時(shí),y=﹣2,
∴P(1,﹣2),
(3)設(shè)點(diǎn)M(1,m),
∵A(﹣1,0),C(0,﹣3),
∴AC2=10,AM2=m2+4,CM2=(m+3)2+1=m2+6m+10,
∵△MAC為直角三角形,
∴當(dāng)∠ACM=90°時(shí),∴AC2+CM2=AM2,
∴10+m2+6m+10=m2+4,
∴m=﹣,
∴M(1,﹣)
當(dāng)∠CAM=90°時(shí),∴AC2+AM2=CM2,
∴10+m2+4=m2+6m+10,
∴m=,
∴M(1,)
當(dāng)∠AMC=90°時(shí),AM2+CM2=AC2,
∴m2+4+m2+6m+10=10,
∴m=﹣1或m=﹣2,
∴M(1,﹣1)或(1,﹣2),
即:滿足條件的點(diǎn)M的坐標(biāo)為(1,﹣)或(1,)或(1,﹣1)或(1,﹣2).
9.如圖,已知拋物線y=﹣x2+bx+c與一直線相交于A(﹣1,0),C(2,3)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)N,其頂點(diǎn)為D.
(1)求拋物線及直線AC的函數(shù)表達(dá)式;
(2)在拋物線對(duì)稱軸上是否存在一點(diǎn)M,使以A,N,M為頂點(diǎn)的三角形是直角三角形?若存在,請(qǐng)求出M點(diǎn)的坐標(biāo).若不存在,請(qǐng)說明理由.
解:(1)由拋物線y=﹣x2+bx+c過點(diǎn)A(﹣1,0)及C(2,3)得,
解得,
故拋物線的函數(shù)表達(dá)式為y=﹣x2+2x+3.
設(shè)直線AC的函數(shù)表達(dá)式為y=kx+n,將A(﹣1,0)、C(2,3)分別代入y=kx+n中可得
解得,
故直線AC的函數(shù)表達(dá)式為y=x+1.
(2)存在,理由:由拋物線的表達(dá)式知,其對(duì)稱軸為x=1,設(shè)點(diǎn)M(1,m),
∵A(﹣1,0),M(1,m),N(0,3),
∴AM2=(1+1)2+m2=4+m2,同理AN2=10,MN2=1+(m﹣3)2.
當(dāng)AM是斜邊時(shí),則4+m2=10+1+(m﹣3)2,
解得;
當(dāng)AN是斜邊時(shí),4+m2+1+(m﹣3)2=10,
解得:m=1或2;
當(dāng)MN是斜邊時(shí),4+m2+10=1+(m﹣3)2,
解得:.
故點(diǎn)M的坐標(biāo)為或(1,1)或(1,2)或.
10.拋物線y=ax2+bx+c的圖象與x軸交于A(﹣1,0)、B(3,0)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C(0,﹣3),頂點(diǎn)為D.
(1)求此拋物線的解析式.
(2)求此拋物線頂點(diǎn)D的坐標(biāo)和對(duì)稱軸.
(3)探究對(duì)稱軸上是否存在一點(diǎn)P,使得以P、D、A為頂點(diǎn)的三角形是等腰三角形?若存在,請(qǐng)求出所有符合條件的P點(diǎn)的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說明理由.
解:(1)∵拋物線y=ax2+bx+c的圖象與x軸交于A(﹣1.0),B(3,0)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C(0,﹣3),
∴,解得,
即此拋物線的解析式是y=x2﹣2x﹣3;
(2)∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
∴此拋物線頂點(diǎn)D的坐標(biāo)是(1,﹣4),對(duì)稱軸是直線x=1;
(3)存在點(diǎn)P,使得以點(diǎn)P、D、A為頂點(diǎn)的三角形是等腰三角形,
設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(1,y),
當(dāng)PA=PD時(shí),則=,
解得y=﹣,
當(dāng)DA=DP時(shí),則=,
解得y=﹣4±2,
當(dāng)AD=AP時(shí),則=,
解得,y=±4(舍去﹣4),
由上可得,以點(diǎn)P、D、A為頂點(diǎn)的三角形是等腰三角形時(shí),點(diǎn)P的坐標(biāo)為(1,﹣)或(1,﹣4﹣2)或(1,﹣4+2)或(1,4).
11.如圖,已知拋物線y=ax2+bx+3與x軸交于A(﹣1,0),B(3,0)兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C.
(1)求拋物線的解析式;
(2)若M為拋物線對(duì)稱軸上一動(dòng)點(diǎn),使得△MBC為直角三角形,請(qǐng)求出點(diǎn)M的坐標(biāo).
(3)如圖1,P為直線BC上方的拋物線上一點(diǎn),PD∥y軸交BC于D點(diǎn),過點(diǎn)D作DE⊥AC于E點(diǎn).設(shè)m=PD+DE,求m的最大值及此時(shí)P點(diǎn)坐標(biāo).
解:(1)把A(﹣1,0),B(3,0)兩點(diǎn)代入解析式y(tǒng)=ax2+bx+3,得,
解得,
∴拋物線的解析式為y=﹣x2+2x+3.
(2)如圖,當(dāng)∠MCB=90°時(shí),延長(zhǎng)MC交x軸于點(diǎn)G,
∵A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3),
∴OB=OC=3,AB=3﹣(﹣1)=4
∴∠OBC=∠OCB=45°,
∵∠MCB=90°,
∴∠GCB=90°,∠GCO=45°,
∴∠GCO=∠CGO=45°,
∴OG=OC=3,
∴G(﹣3,0),
設(shè)直線GC的解析式為y=kx+3,
∴0=﹣3k+3,
解得k=1,
∴直線GC的解析式為y=x+3,
∴x=1時(shí),y=x+3=4,
此時(shí)M(1,4);
如圖,當(dāng)∠MBC=90°時(shí),延長(zhǎng)BM交y軸于點(diǎn)H,
∵A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3),
∴OB=OC=3,
∴∠OBC=∠OCB=45°,
∵∠MBC=90°,
∴∠HBO=45°,
∴∠HBO=∠BHO=45°,
∴OH=OB=3,
∴H(0,﹣3),
設(shè)直線BH的解析式為y=px﹣3,
∴0=3p﹣3,
解得p=1,
∴直線BH的解析式為y=x﹣3,
∴x=1時(shí),y=x﹣3=﹣2,
此時(shí)M(1,﹣2);
當(dāng)∠CMB=90°時(shí),設(shè)M(1,a),
∵B(3,0),C(0,3),
∴OB=OC=3,
∴BC2=32+32=18,MC2=1+(a﹣3)2,BM2=4+a2,
∵∠CMB=90°,
∴BC2=MC2+BM2,
∴18=1+(a﹣3)2+4+a2,
整理,得a2﹣3a﹣2=0,
解得,
此時(shí)或;
綜上所述,點(diǎn)M(1,4)或點(diǎn)M(1,﹣2)或點(diǎn)或點(diǎn).
(3)如圖,設(shè)PD與x軸的交點(diǎn)為F,點(diǎn)P(n,﹣n2+2n+3),
∵B(3,0),C(0,3),
設(shè)直線BC的解析式為y=qx+3,
∴0=3q+3,
解得q=﹣1,
∴直線BC的解析式為y=﹣x+3,
∴D(n,﹣n+3),
∴PD=﹣n2+2n+3﹣(﹣n+3)=﹣n2+3n;
∵A(﹣1,0),C(0,3),
∴,
∴,
連接AD,
∴,
∵S△ADC=S△ABC﹣S△ADB,AB=3﹣(﹣1)=4
∴,
∴,

∵拋物線開口向下,
∴m有最大值,且當(dāng)時(shí),取得最大值,且為,
此時(shí),
故點(diǎn).
12.如圖,拋物線y=﹣x2+bx+c與x軸交于點(diǎn)A和B(5,0),與y軸交于點(diǎn)C(0,5).
(1)求拋物線的解析式;
(2)拋物線的對(duì)稱軸與x軸交于點(diǎn)M,與BC交于點(diǎn)F,點(diǎn)D是對(duì)稱軸上一點(diǎn),當(dāng)點(diǎn)D關(guān)于直線BC的對(duì)稱點(diǎn)E在拋物線上時(shí),求點(diǎn)E的坐標(biāo);
(3)點(diǎn)P在拋物線的對(duì)稱軸上,點(diǎn)Q在直線BC上方的拋物線上,是否存在以O(shè),P,Q為頂點(diǎn)的三角形是等腰直角三角形,若存在,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
解:(1)∵點(diǎn)B(5,0),C(0,5)在拋物線y=﹣x2+bx+c上,
∴,解得,,
∴拋物線的解析式為y=﹣x2+4x+5;
(2)設(shè)點(diǎn)M關(guān)于直線BC的對(duì)稱點(diǎn)為點(diǎn)M′,連接MM′,BM′,
則直線FM′為拋物線對(duì)稱軸關(guān)于直線BC的對(duì)稱直線,
∵點(diǎn)E是點(diǎn)D關(guān)于直線BC的對(duì)稱點(diǎn),點(diǎn)E落在拋物線上,
∴直線FM′與拋物線的交點(diǎn)E1,E2為D1,D2落在拋物線上的對(duì)稱點(diǎn),
∵對(duì)稱軸與x軸交于點(diǎn)M,與BC交于點(diǎn)F,
∴,
∴點(diǎn)M的坐標(biāo)為(2,0),
∵點(diǎn)C的坐標(biāo)為(0,5),點(diǎn)B的坐標(biāo)為(5,0),
∴OB=OC,
∴△OBC是等腰直角三角形,
∴∠OBC=45°,
∴△MBF是等腰直角三角形,
∴MB=MF,
∴點(diǎn)F的坐標(biāo)為F(2,3),
∵點(diǎn)M關(guān)于直線BC的對(duì)稱點(diǎn)為點(diǎn)M′,
∴BM′=BM,∠MBM′=90°,
∴△MBM′是等腰直角三角形,
∴BM′=BM=3,
∴點(diǎn)M′的坐標(biāo)為(5,3),
∴FM′∥x軸,
∴﹣x2+4x+5=3,解得,x1=,x2=,
∴E1(,3),E2(,3),
∴點(diǎn)E的坐標(biāo)為(,3)或(,3);
(3)存在,Q1(,),Q2(,),Q3(,2).
設(shè)Q(m,﹣m2+4m+5),P(2,p),
①當(dāng)OP=PQ,∠OPQ=90°時(shí),作PL⊥y軸于L,過Q作QK⊥x軸,交PL于K,
∴∠LPO=90°﹣∠LOP=90°﹣KPQ,∠PLO=∠QKP=90°,
∴∠LOP=∠KPQ,
∵OP=PQ,
∴△LOP≌△KPQ(AAS),
∴LO=PK,LP=QK,
∴,
解得m1=,m2=(舍去),
當(dāng)m1=時(shí),﹣m2+4m+5=,
∴Q(,);
②當(dāng)QO=PQ,∠PQO=90°時(shí),作PL⊥y軸于L,過Q作QK⊥x軸于T,交PL于K,
同理可得△PKQ≌△QTO(AAS),
∴QT=PK,TO=QK,
∴,
解得m1=,m2=(舍去),
當(dāng)m1=時(shí),﹣m2+4m+5=,
∴Q(,);
③當(dāng)QO=OP,∠POQ=90°時(shí),作PL⊥y軸于L,過Q作QK⊥x軸于T,交PL于K,
同理可得△OLP≌△QSO(AAS),
∴SQ=OL,SO=LP,
∴,
解得m1=2+,m2=2﹣(舍去),
當(dāng)m1=2+時(shí),﹣m2+4m+5=2,
∴Q(,2);
綜上,Q1(,),Q2(,),Q3(,2).
13.已知如圖1,在以O(shè)為原點(diǎn)的平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=x2+bx+c與x軸交于A,B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C(0,﹣1),連接AC,AO=2CO,直線l過點(diǎn)G(0,t)且平行于x軸,t<﹣1.
(1)求拋物線對(duì)應(yīng)的二次函數(shù)的解析式;
(2)若D(﹣4,m)為拋物線y=x2+bx+c上一定點(diǎn),點(diǎn)D到直線l的距離記為d,當(dāng)d=DO時(shí),求t的值.
(3)如圖2,若E(﹣4,m)為上述拋物線上一點(diǎn),在拋物線上是否存在點(diǎn)F,使得△BEF是直角三角形,若存在求出點(diǎn)F的坐標(biāo),若不存在說明理由.
解:(1)∵C(0,﹣1),
∴y=x2+bx﹣1,
又∵AO=2OC,
∴點(diǎn)A坐標(biāo)為(﹣2,0),
代入得:1﹣2b﹣1=0,
解得:b=0,
∴解析式為:y=x2﹣1;
(2)∵D(﹣4,m)為拋物線y=x2﹣1上一定點(diǎn),
∴m=×16﹣1=3,
∴D(﹣4,3),
∴OD==5,
∴d=5,
∴t=﹣(5﹣3)=﹣2;
(3)點(diǎn)E(﹣4,m)在拋物線y=x2﹣1的上,
∴m=3,
∴E(﹣4,3),
∵B(2,0),
∴直線BE為y=﹣x+1,
①如圖1,當(dāng)B點(diǎn)為直角頂點(diǎn)時(shí),則BF⊥BE,
∴直線BF的斜率為2,
設(shè)直線BF的解析式為y=2x+n,
把B(2,0)代入得2×2+n=0,
∴n=﹣4,
∴直線BF的解析式為y=2x﹣4,
解得或,
∴F(6,8);
②當(dāng)F點(diǎn)為直角頂點(diǎn)時(shí),
設(shè)BE的平行線y=﹣x+b與拋物線有且只有一個(gè)交點(diǎn)P,
∴﹣x+b=x2﹣1,
整理得x2+2x﹣4b﹣4=0,
∴△=4+4(4b+4)=0,
解得b=﹣,
∴平行線為y=﹣﹣,
∴x2+2x+1=0,
解得x=﹣1,
∴y=﹣,
∴平行線與拋物線的交點(diǎn)P為(﹣1,﹣),
∵B(2,0),E(﹣4,3),
∴BE==3,
∴BE的中點(diǎn)Q為(﹣1,),
∴QP=+=<=BE,
∴此種情況不存在,
③當(dāng)E點(diǎn)為直角頂點(diǎn)時(shí),如圖2,
設(shè)點(diǎn)F(n,n2﹣1),
而點(diǎn)E(﹣4,3),B(2,0),
過點(diǎn)E作y軸的平行線交x軸于點(diǎn)N,交過點(diǎn)F與x軸的平行線于點(diǎn)M,
則∠EBN=∠MEF,
則tan∠EBN=tan∠MEF,即,
∴,
解得:n=﹣4(舍去)或12,
故點(diǎn)F的坐標(biāo)為(12,35);
故在拋物線上存在點(diǎn)F,使得△BEF是直角三角形,點(diǎn)F的坐標(biāo)為(6,8)或(12,35).
14.如圖①,拋物線y=ax2+bx+c與x軸相交于O、A兩點(diǎn),直線y=﹣x+3與y軸交于B點(diǎn),與該拋物線交于A,D兩點(diǎn),已知點(diǎn)D橫坐標(biāo)為﹣1.(1)求這條拋物線的解析式;
(2)如圖①,在線段OA上有一動(dòng)點(diǎn)H(不與O、A重合),過H作x軸的垂線分別交AB于P點(diǎn),交拋物線于Q點(diǎn),若x軸把△POQ分成兩部分的面積之比為1:2,請(qǐng)求出H點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)如圖②,在拋物線上是否存在點(diǎn)C,使△ABC為直角三角形?若存在,求出點(diǎn)C的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
(1)解:y=﹣x+3,
當(dāng)x=0時(shí),y=3,
∴B(0,3),
把x=﹣1代入y=﹣x+3得:y=4,
∴D(﹣1,4),
當(dāng)y=0時(shí),0=﹣x+3,
∴x=3,
∴A(3,0),
∵拋物線過A(3,0),O(0,0),
把D(﹣1,4)代入y=ax2+bx+c=a(x﹣0)(x﹣3)得:4=a(﹣1﹣0)(﹣1﹣3),
∴a=1,
∴y=(x﹣0)(x﹣3),
即拋物線的解析式是y=x2﹣3x.
(2)解:設(shè)H(x,0),
則P(x,﹣x+3),Q(x,x2﹣3x),
∴PH=﹣x+3,QH=3x﹣x2,
∵x軸把△POQ分成兩部分的面積之比為1:2,
∴=或=2,
即=或=2,
解得:x1=2,x2=3(舍去),x3=3(舍去),x4=,
∴H點(diǎn)的坐標(biāo)是(2,0)或(,0).
(3)解:分為三種情況:
①若∠BAC=90°,設(shè)C(x,x2﹣3x),
∵△AOB是等腰直角三角形,
∴∠BAO=45°,
∴∠OAC=45°,
∴tan∠OAC=1,
∴=1,
解得:x1=1,x2=3(舍去),
∴C(1,﹣2);
②若∠ABC=90°時(shí),
∵∠OBA=45°,
∴∠OBC=45°,
設(shè)直線BC交于x軸于E,其解析式是y=kx+3,
∴OE=OB=3,
∴E(﹣3,0),
代入得:0=﹣3k+3,
∴k=1,
∴y=x+3,
解方程組得:,,
∴C(2+,5+)或(2﹣,5﹣);
③若∠ACB=90°時(shí),設(shè)C(n,k),
AC2+BC2=AB2,
即(n﹣3)2+k2+n2+(k﹣3)2=18,
n2﹣3n+k2﹣3k=0,
∵k=n2﹣3n,
代入求出k1=0,k2=2,
∴n2﹣3n=0,n2﹣3n=2,
解得:n1=0,n2=3(舍去),n3=,n4=,
∴C(0,0)或(,2)或(,2),
綜合上述:存在,點(diǎn)C的坐標(biāo)是(1,﹣2)或(2+,5+)或(2﹣,5﹣)或(0,0)或(,2)或(,2).
15.如圖,拋物線y=x2+bx+c與x軸交于A、B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,OA=OC=3,頂點(diǎn)為D.
(1)求此函數(shù)的關(guān)系式;
(2))在AC下方的拋物線上有一點(diǎn)N,過點(diǎn)N作直線l∥y軸,交AC與點(diǎn)M,當(dāng)點(diǎn)N坐標(biāo)為多少時(shí),線段MN的長(zhǎng)度最大?最大是多少?
(3)在對(duì)稱軸上有一點(diǎn)K,在拋物線上有一點(diǎn)L,若使A,B,K,L為頂點(diǎn)形成平行四邊形,求出K,L點(diǎn)的坐標(biāo).
(4)在y軸上是否存在一點(diǎn)E,使△ADE為直角三角形,若存在,直接寫出點(diǎn)E的坐標(biāo);若不存在,說明理由.
解:(1)∵拋物線y=x2+bx+c經(jīng)過點(diǎn)A(﹣3,0),C(0,﹣3),
∴將其分別代入拋物線解析式,得,
解得.
故此拋物線的函數(shù)表達(dá)式為:y=x2+2x﹣3;
(2)設(shè)直線AC的解析式為y=kx+t,
將A(﹣3,0),C(0,﹣3)代入,得,
解得,
∴直線AC的解析式為y=﹣x﹣3,
設(shè)N的坐標(biāo)為(n,n2+2n﹣3),則M(n,﹣n﹣3),
∴MN=﹣n﹣3﹣(n2+2n﹣3)=﹣n2﹣3n=﹣(n+)2+,
把n=﹣代入拋物線得,N的坐標(biāo)為(﹣,﹣),
當(dāng)N的坐標(biāo)為(﹣,﹣),MN有最大值;
(3)①當(dāng)以AB為對(duì)角線時(shí),根據(jù)平行四邊形對(duì)角線互相平分,
∴KL必過(﹣1,0),
∴L必在拋物線上的頂點(diǎn)D處,
∵y=x2+2x﹣3=(x+1)2﹣4,
∴L(﹣1,﹣4),K(﹣1,4)
②當(dāng)以AB為邊時(shí),AB=KL=4,
∵K在對(duì)稱軸上x=﹣1,
∴L的橫坐標(biāo)為3或﹣5,
代入拋物線得L(﹣5,12)或L(3,12),此時(shí)K都為(﹣1,12),
綜上,K(﹣1,4),L(﹣1,﹣4)或K(﹣1,12),L(﹣5,12)或K(﹣1,12),L(3,12);
(4)存在,
∵A(﹣3,0),D(﹣1,﹣4),
∴AD2=(﹣3+1)2+(0+4)2=20,
設(shè)E(0,m),則AE2=(﹣3﹣0)2+(0﹣m)2=9+m2,DE2=(﹣1﹣0)2+(﹣4﹣m)2=17+m2+8m,
①AE為斜邊,由AE2=AD2+DE2得:9+m2=20+17+m2+8m,
解得:m=,
②DE為斜邊,由DE2=AD2+AE2得:9+m2+20=17+m2+8m,
解得:m=,
③AD為斜邊,由AD2=ED2+AE2得:20=17+m2+8m+9+m2,
解得:m=﹣1或﹣3,
∴點(diǎn)E的坐標(biāo)為(0,)或(0,)或(0,﹣1)或(0,﹣3).
16.如圖1,已知拋物線y=ax2+bx+3(a≠0)與x軸交于點(diǎn)A(1,0)和點(diǎn)B(﹣3,0),與y軸交于點(diǎn)C
(1)求拋物線的解析式;
(2)設(shè)拋物線的對(duì)稱軸與x軸交于點(diǎn)M,請(qǐng)問在對(duì)稱軸上是否存在點(diǎn)P,使△CMP為等腰三角形?若存在,請(qǐng)求出所有符合條件的點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由;
(3)在拋物線的對(duì)稱軸上是否存在點(diǎn)Q,使得△QAC的周長(zhǎng)最???若存在,求出Q點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
解:(1)∵拋物線y=ax2+bx+3(a≠0)與x軸交于點(diǎn)A(1,0)和點(diǎn)B(﹣3,0),
∴,
解得:.
∴所求拋物線解析式為:y=﹣x2﹣2x+3;
(2)存在,如圖1,
∵拋物線解析式為:y=﹣x2﹣2x+3,
∴其對(duì)稱軸為,
∴設(shè)P點(diǎn)坐標(biāo)為(﹣1,a),
∴C(0,3),M(﹣1,0),
PM2=a2,CM2=(﹣1)2+32,CP2=(﹣1)2+(3﹣a)2,
分類討論:
(1)當(dāng)PC=PM時(shí),
(﹣1)2+(3﹣a)2=a2,解得,
∴P點(diǎn)坐標(biāo)為:P1(﹣1,);
(2)當(dāng)MC=MP時(shí),
(﹣1)2+32=a2,解得,
∴P點(diǎn)坐標(biāo)為:或;
(3)當(dāng)CM=CP時(shí),
(﹣1)2+32=(﹣1)2+(3﹣a)2,解得a=6,a=0(舍),
∴P點(diǎn)坐標(biāo)為:P4(﹣1,6).
綜上所述存在符合條件的點(diǎn)P,其坐標(biāo)為或或P(﹣1,6)或.
(3)存在,Q(﹣1,2),
理由如下:如圖2,點(diǎn)C(0,3)關(guān)于對(duì)稱軸x=﹣1的對(duì)稱點(diǎn)C′的坐標(biāo)是(﹣2,3),連接AC′,直線AC′與對(duì)稱軸的交點(diǎn)即為點(diǎn)Q.
設(shè)直線AC′函數(shù)關(guān)系式為:y=kx+t(k≠0).
將點(diǎn)A(1,0),C′(﹣2,3)代入,得,
解得,
所以,直線AC′函數(shù)關(guān)系式為:y=﹣x+1.
將x=﹣1代入,得y=2,即Q(﹣1,2).
17.如圖,在等腰直角三角形ABC中,∠BAC=90°,點(diǎn)A在x軸上,點(diǎn)B在y軸上,點(diǎn)C(3,1),二次函數(shù)y=x2+bx﹣的圖象經(jīng)過點(diǎn)C.
(1)求二次函數(shù)的解析式,并把解析式化成y=a(x﹣h)2+k的形式;
(2)把△ABC沿x軸正方向平移,當(dāng)點(diǎn)B落在拋物線上時(shí),求△ABC掃過區(qū)域的面積;
(3)在拋物線上是否存在異于點(diǎn)C的點(diǎn)P,使△ABP是以AB為直角邊的等腰直角三角形?如果存在,請(qǐng)求出所有符合條件的點(diǎn)P的坐標(biāo);如果不存在,請(qǐng)說明理由.
解:(1)∵點(diǎn)C(3,1)在二次函數(shù)的圖象上,
∴x2+bx﹣=1,解得:b=﹣,
∴二次函數(shù)的解析式為y=x2﹣x﹣
y=x2﹣x﹣=(x2﹣x+﹣)﹣=(x﹣)2﹣
(2)作CK⊥x軸,垂足為K.
∵△ABC為等腰直角三角形,
∴AB=AC.
又∵∠BAC=90°,
∴∠BAO+∠CAK=90°.
又∵∠CAK+∠ACK=90°,
∴∠BAO=∠ACK.
在△BAO和△ACK中,∠BOA=∠AKC,∠BAO=∠ACK,AB=AC,
∴△BAO≌△ACK.
∴OA=CK=1,OB=AK=2.
∴A(1,0),B(0,2).
∴當(dāng)點(diǎn)B平移到點(diǎn)D時(shí),D(m,2),則2=m2﹣m﹣,解得m=﹣3(舍去)或m=.
∴AB==.
∴△ABC掃過區(qū)域的面積=S四邊形ABDE+S△DEH=×2+××=9.5
(3)當(dāng)∠ABP=90°時(shí),過點(diǎn)P作PG⊥y軸,垂足為G.
∵△APB為等腰直角三角形,
∴PB=AB,∠PBA=90°.
∴∠PBG+∠BAO=90°.
又∵∠PBG+∠BPG=90°,
∴∠BAO=∠BPG.
在△BPG和△ABO中,∠BOA=∠PGB,∠BAO=∠BPG,AB=PB,
∴△BPG≌△ABO.
∴PG=OB=2,AO=BG=1,
∴P(﹣2,1).
當(dāng)x=﹣2時(shí),y≠1,
∴點(diǎn)P(﹣2,1)不在拋物線上.
當(dāng)∠PAB=90°,過點(diǎn)P作PF⊥x軸,垂足為F.
同理可知:△PAF≌△ABO,
∴FP=OA=1,AF=OB=2,
∴P(﹣1,﹣1).
當(dāng)x=﹣1時(shí),y=﹣1,
∴點(diǎn)P(﹣1,﹣1)在拋物線上.
18.如圖,已知拋物線y=ax2+bx+4(a≠0)與x軸交于點(diǎn)A(1,0)和B,與y軸交于點(diǎn)C,對(duì)稱軸為直線x=.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖1,若點(diǎn)P是線段BC上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(不與點(diǎn)B,C重合),過點(diǎn)P作y軸的平行線交拋物線于點(diǎn)Q,連接OQ,當(dāng)線段PQ長(zhǎng)度最大時(shí),判斷四邊形OCPQ的形狀并說明理由;
(3)點(diǎn)N坐標(biāo)為(0,2),點(diǎn)M在拋物線上,且∠NBM=45°,直接寫出點(diǎn)M坐標(biāo);
(4)如圖2,在(2)的條件下,D是OC的中點(diǎn),過點(diǎn)Q的直線與拋物線交于點(diǎn)E,且∠DQE=2∠ODQ.在y軸上是否存在點(diǎn)F,使得△BEF為等腰三角形?若存在,求點(diǎn)F的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
解:(1)將點(diǎn)A(1,0)代入y=ax2+bx+4,
得a+b+4=0,
∵對(duì)稱軸為直線x=,
∴﹣=,
∴b=﹣5a,
∴a﹣5a+4=0,
∴a=1,
∴b=﹣5,
∴y=x2﹣5x+4;
(2)令x=0,則y=4,
∴C(0,4),
令y=0,則x2﹣5x+4=0,
∴x=4或x=1,
∴A(1,0),B(4,0),
設(shè)直線BC的解析式為y=kx+d,
∴,
∴,
∴y=﹣x+4,
設(shè)P(t,﹣t+4),則Q(t,t2﹣5t+4),
∴PQ=﹣t+4﹣(t2﹣5t+4)=﹣t2+4t=﹣(t﹣2)2+4,
∴當(dāng)t=2時(shí),PQ的長(zhǎng)度最大,
∴P(2,2),Q(2,﹣2),
∴PQ=4,OQ=2,
∵CO=4,
∴四邊形OCPQ是平行四邊形;
(3)∵OB=OC=4,
∴∠CBO=45°,
∵∠NBM=45°,
∴∠OBM=∠CBN,
過點(diǎn)N作NF⊥BC于點(diǎn)F,
∵N(0,2),C(0,4),
∴CN=2,
∴NF=CF=,
∵B(4,0),
∴OB=4,
∴NB=2,
∴BF=3,
∴tan∠CBN=,
∴tan∠OBG===,
∴OG=,
∴G(0,﹣),
設(shè)直線OM的解析式為y=kx+b,
∴,
∴,
∴y=x﹣,
聯(lián)立方程組,
解得x=4(舍)或x=,
∴M(,﹣);
過B點(diǎn)作BK⊥BG交y軸于點(diǎn)K,
此時(shí)∠NBK=45°,
∴∠OKB=∠OBG,
∵tan∠OBG====,
∴OK=12,
∴K(0,12),
設(shè)直線KB的解析式為y=k1x+b1,
∴,
∴,
∴y=﹣3x+12,
聯(lián)立方程組,
解得x=4(舍)或x=﹣2,
∴M(﹣2,18);
綜上所述:M點(diǎn)坐標(biāo)為(﹣2,18)或(,﹣);
(4)存在點(diǎn)F,使得△BEF為等腰三角形,理由如下:
過點(diǎn)Q作x軸的垂線,過點(diǎn)Q作QN⊥y軸交于點(diǎn)N,過點(diǎn)E作y軸的垂線ME,
∵QM∥y軸,
∴∠ODQ=∠MQD,
∵∠DQE=2∠ODQ,
∴∠MQE=∠ODQ,
∵C(0,4),D是OC的中點(diǎn),
∴D(0,2),
∵Q(2,﹣2),
∴tan∠ODQ==,
∴=,
設(shè)E(m,m2﹣5m+4),
∴=,
解得m=2(舍)或m=5,
∴E(5,4),
∴BE=,
設(shè)F(0,y),
①當(dāng)BF=BE時(shí),=,
∴y=±1,
∴F(0,1)或(0,﹣1);
②當(dāng)EF=BE時(shí),=,
此時(shí)y無解;
③當(dāng)BF=EF時(shí),BE的中點(diǎn)T(,2),
∴BF==,
∴y=,
∴F(0,),
綜上所述:點(diǎn)F的坐標(biāo)為(0,1)或(0,﹣1)或(0,).
19.如圖,已知直線y=3x﹣3分別交x軸,y軸于A、B兩點(diǎn),拋物線y=x2+bx+c經(jīng)過A、B兩點(diǎn),點(diǎn)C是拋物線與x軸的另一個(gè)交點(diǎn)(與A點(diǎn)不重合).
(1)求拋物線的解析式;
(2)在拋物線的對(duì)稱軸上求一點(diǎn)P,使△ABP的周長(zhǎng)最小,并求出最小周長(zhǎng)和P點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)在拋物線的對(duì)稱軸上,是否存在點(diǎn)M,使△ABM為等腰三角形?若不存在,請(qǐng)說明理由;若存在,求出點(diǎn)M的坐標(biāo).
解:(1)在y=3x﹣3中,令y=0求得x=1,令x=0可得y=﹣3,
∴A(1,0),B(0,﹣3),
把A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別代入y=x2+bx+c得:,
解得,
∴拋物線解析式為y=x2+2x﹣3;
(2)∵y=x2+2x﹣3=(x+1)2﹣4,
∴拋物線的對(duì)稱軸為x=﹣1,
∵A、C關(guān)于對(duì)稱軸對(duì)稱,且A(1,0),
∴MA=MC,C(﹣3,0),
∴MB+MA=MB+MC,
∴當(dāng)B、M、C三點(diǎn)在同一條直線上時(shí)MB+MC最小,此時(shí)△ABM的周長(zhǎng)最小,
∴連接BC交對(duì)稱軸于點(diǎn)M,則M即為滿足條件的點(diǎn),
設(shè)直線BC的解析式為y=kx+m,
∵直線BC過點(diǎn)B(0,﹣3),C(﹣3,0),
∴,
解得:,
∴直線BC的解析式y(tǒng)=﹣x﹣3,
當(dāng)x=﹣1時(shí),y=﹣2,
∴M(﹣1,﹣2),
∴存在點(diǎn)M使△ABM周長(zhǎng)最短,其坐標(biāo)為(﹣1,﹣2),最短周長(zhǎng)為+=3+;
(3)存在,理由如下:
拋物線的對(duì)稱軸為:x=﹣1,假設(shè)存在M(﹣1,m)滿足題意:
討論:
①當(dāng)MA=AB時(shí),
∵OA=1,OB=3,
∴AB=,
=,
解得:m=±,
∴M1(﹣1,),M2(﹣1,﹣);
②當(dāng)MB=BA時(shí),=,
解得:M3=0,M4=﹣6,
∴M3(﹣1,0),M4(﹣1,﹣6)(舍棄),
③當(dāng)MB=MA時(shí),=,
解得:m=﹣1,
∴M5(﹣1,﹣1),
答:共存在4個(gè)點(diǎn)M1(﹣1,),M2(﹣1,﹣),M3(﹣1,0),M5(﹣1,﹣1)使△ABM為等腰三角形.
20.如圖,已知直線y=3x+3與x軸交于點(diǎn)A,與y軸交于點(diǎn)B,過A,B兩點(diǎn)的拋物線交x軸于另一點(diǎn)C(3,0).
(1)求拋物線的解析式;
(2)在拋物線的對(duì)稱軸上是否存在點(diǎn)P,使△ABP是等腰三角形?若存在,求出符合條件的點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,說明理由.
(3)在拋物線上求一點(diǎn)Q,使得△ACQ為以AC為底邊的等腰三角形,并寫出Q點(diǎn)的坐標(biāo);
(4)除(3)中所求的Q點(diǎn)外,在拋物線上是否還存在其它的點(diǎn)Q使得△ACQ為等腰三角形?若存在,請(qǐng)求出一共有幾個(gè)滿足條件的點(diǎn)Q(要求簡(jiǎn)要說明理由,但不證明);若不存在這樣的點(diǎn)Q,請(qǐng)說明理由.
解:(1)令x=0得:y=3,
∴B(0,3).
令y=0得:3x+3=0,解得x=﹣1,
∴A(﹣1,0).
設(shè)拋物線的解析式為y=a(x+1)(x﹣3),將點(diǎn)B的坐標(biāo)代入得:﹣3a=3,解得a=﹣1,
∴拋物線的解析式為y=﹣x2+2x+3.
(2)拋物線的對(duì)稱軸方程為x=﹣=1.
設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(1,a).
當(dāng)AB=AP時(shí),=,整理得:10=4+a2,解得a=±
∴P(1,)或(1,﹣).
當(dāng)BA=BP時(shí),=,整理得:10=1+(3﹣a)2,解得:a=0或a=6(舍去),
∴P(1,0).
當(dāng)AP=BP時(shí),=,整理得:6a=6,解得a=1,
∴P(1,1).
綜上所述:點(diǎn)P的坐標(biāo)為P(1,)或(1,﹣)或P(1,0)或P(1,1).
(3)當(dāng)點(diǎn)Q在AC的垂直平分線上時(shí),則QA=QC.
由拋物線的對(duì)稱性可知:此時(shí)點(diǎn)Q為拋物線的頂點(diǎn).
∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴Q(1,4).
(4)當(dāng)QA=QC時(shí),拋物線的頂點(diǎn)即為所求的點(diǎn)Q.
如圖所示:以A為圓心,以AC長(zhǎng)為半徑作⊙A,⊙A交拋物線于Q1、Q2、Q3,以C為圓心,AC長(zhǎng)為半徑作⊙C,交拋物線于點(diǎn)Q4、Q5、Q6.
由圓的性質(zhì)可知:△ACQ1、△ACQ2、△ACQ3、△ACQ4、△ACQ5、△ACQ6均為等腰三角形.
∴符合題意的點(diǎn)Q共有6個(gè).
21.如圖,拋物線交x軸于A(﹣2,0),B(3,0)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C(0,3),連接AC,BC.M為線段OB上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)M作PM⊥x軸,交拋物線于點(diǎn)P,交BC于點(diǎn)Q.
(1)求拋物線的表達(dá)式;
(2)過點(diǎn)P作PN⊥BC,垂足為點(diǎn)N.設(shè)M點(diǎn)的坐標(biāo)為M(m,0),請(qǐng)用含m的代數(shù)式表示線段PN的長(zhǎng),并求出當(dāng)m為何值時(shí)PN有最大值,最大值是多少?
(3)試探究點(diǎn)M在運(yùn)動(dòng)過程中,是否存在這樣的點(diǎn)Q,使得以A,C,Q為頂點(diǎn)的三角形是等腰三角形.若存在,請(qǐng)求出此時(shí)點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
解:(1)設(shè)拋物線的表達(dá)式為:y=a(x+2)?(x﹣3),
∴a?2×(﹣3)=3,
∴a=﹣,
∴拋物線的關(guān)系式是y=﹣(x+2)?(x﹣3)=﹣x2++3;
(2)∵B(3,0),C(0,3),
∴直線BC的表達(dá)式是y=﹣x+3,
∴Q(m,﹣m+3),
∴QM=﹣m+3,
∵P(m,﹣),
∴PM=﹣,
∴PQ=PM﹣QM=﹣,
∵OB=OC,
∴∠OBC=∠OCB=45°,
∵QM∥OC,
∴∠PQN=∠OCB=45°,
∴PN=PQ?sin∠PQN=(﹣)
=﹣(m﹣)2+,
∴當(dāng)m=時(shí),PN最大=;
(3)設(shè)Q(m,﹣m+3),
AC2=22+32=13,
AQ2=(m+2)2+(﹣m+3)2=2m2﹣2m+13,
CQ2=m2+m2=2m2,
當(dāng)AQ=AC時(shí),
2m2﹣2m+13=13,
∴m1=0(舍去),m2=1,
∴Q1(1,2),
當(dāng)AC=CQ時(shí),
2m2=13,
∴m3=,m4=﹣(舍去),
∴Q2(,3﹣),
當(dāng)AQ=CQ時(shí),
2m2﹣2m+13=2m2,
∴m=>3,故舍去,
綜上所述,Q(1,2)或(,3﹣).
22.如圖,拋物線y=ax2+x+c交x軸于A,B兩點(diǎn),交y軸于點(diǎn)C.直線y=﹣x﹣2經(jīng)過點(diǎn)A,C.
(1)求拋物線的解析式;
(2)點(diǎn)P是拋物線上一動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作x軸的垂線,交直線AC于點(diǎn)M,設(shè)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為m.
①當(dāng)△PCM是直角三角形時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);
②作點(diǎn)B關(guān)于點(diǎn)C的對(duì)稱點(diǎn)B',則平面內(nèi)存在直線l,使點(diǎn)M,B,B′到該直線的距離都相等.當(dāng)點(diǎn)P在y軸右側(cè)的拋物線上,且與點(diǎn)B不重合時(shí),請(qǐng)直接寫出直線l:y=kx+b的解析式.(k,b可用含m的式子表示)
解:(1)當(dāng)x=0時(shí),y=﹣x﹣2=﹣2,
∴點(diǎn)C的坐標(biāo)為(0,﹣2);
當(dāng)y=0時(shí),﹣x﹣2=0,
解得:x=﹣4,
∴點(diǎn)A的坐標(biāo)為(﹣4,0).
將A(﹣4,0),C(0,﹣2)代入y=ax2+x+c,得:
,解得:,
∴拋物線的解析式為y=x2+x﹣2.
(2)①∵PM⊥x軸,
∴∠PMC≠90°,
∴分兩種情況考慮,如圖1所示.
(i)當(dāng)∠MPC=90°時(shí),PC∥x軸,
∴點(diǎn)P的縱坐標(biāo)為﹣2.
當(dāng)y=﹣2時(shí),x2+x﹣2=﹣2,
解得:x1=﹣2,x2=0,
∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為(﹣2,﹣2);
(ii)當(dāng)∠PCM=90°時(shí),設(shè)PC與x軸交于點(diǎn)D.
∵∠OAC+∠OCA=90°,∠OCA+∠OCD=90°,
∴∠OAC=∠OCD.
又∵∠AOC=∠COD=90°,
∴△AOC∽△COD,
∴=,即=,
∴OD=1,
∴點(diǎn)D的坐標(biāo)為(1,0).
設(shè)直線PC的解析式為y=kx+b(k≠0),
將C(0,﹣2),D(1,0)代入y=kx+b,得:
,解得:,
∴直線PC的解析式為y=2x﹣2.
聯(lián)立直線PC和拋物線的解析式成方程組,得:,
解得:,,
點(diǎn)P的坐標(biāo)為(6,10).
綜上所述:當(dāng)△PCM是直角三角形時(shí),點(diǎn)P的坐標(biāo)為(﹣2,﹣2)或(6,10).
②當(dāng)y=0時(shí),x2+x﹣2=0,
解得:x1=﹣4,x2=2,
∴點(diǎn)B的坐標(biāo)為(2,0).
∵點(diǎn)C的坐標(biāo)為(0,﹣2),點(diǎn)B,B′關(guān)于點(diǎn)C對(duì)稱,
∴點(diǎn)B′的坐標(biāo)為(﹣2,﹣4).
∵點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為m(m>0且m≠2),
∴點(diǎn)M的坐標(biāo)為(m,﹣m﹣2).
利用待定系數(shù)法可求出:直線BM的解析式為y=﹣x+,直線B′M的解析式為y=x﹣,直線BB′的解析式為y=x﹣2.
分三種情況考慮,如圖2所示:
當(dāng)直線l∥BM且過點(diǎn)C時(shí),直線l的解析式為y=﹣x﹣2;
當(dāng)直線l∥B′M且過點(diǎn)C時(shí),直線l的解析式為y=x﹣2;
當(dāng)直線l∥BB′且過線段CM的中點(diǎn)N(m,﹣m﹣2)時(shí),直線l的解析式為y=x﹣m﹣2.
綜上所述:直線l的解析式為y=﹣x﹣2,y=x﹣2或y=x﹣m﹣2.
23.如圖,直線y=x+3與x軸交于點(diǎn)A,與y 軸交于點(diǎn)C,拋物線y=﹣x2﹣2x+3與x軸交于A,B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C.
(1)如圖①,連接BC,在y軸上存在一點(diǎn)D,使得△BCD是以BC為底的等腰三角形,求點(diǎn)D的坐標(biāo);
(2)如圖②,在拋物線上是否存在點(diǎn)E,使△EAC是以AC為底的等腰三角形?若存在,求出點(diǎn)E的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由;
(3)如圖③,連接BC,在直線AC上是否存在點(diǎn)F,使△BCF是以BC為腰的等腰三角形?若存在,求出點(diǎn)F的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由;
(4)如圖④,若拋物線的頂點(diǎn)為H,連接AH,在x軸上是否存在一點(diǎn)K,使△AHK是等腰三角形?若存在,求出點(diǎn)K的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由;
(5)如圖⑤,在拋物線的對(duì)稱軸上是否存在點(diǎn)G,使△ACG是等腰三角形?若存在,求出點(diǎn)G的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
解:(1)令x=0,則y=3,
∴C(0,3),
令y=0,則x=﹣3,
∴A(﹣3,0),
令y=0,則﹣x2﹣2x+3=0,
解得x=﹣3或x=1,
∴B(1,0),
設(shè)D(0,t),
∴DC=BD,
∴|3﹣t|=,
解得t=,
∴D(0,);
(2)存在點(diǎn)E,使△EAC是以AC為底的等腰三角形,理由如下:
∵A(﹣3,0),C(0,3),
∴AC的中點(diǎn)為(﹣,),
∵OC=OA,
∴△AOC是等腰直角三角形,
∴過AC的中點(diǎn)與AC垂直的直線為y=﹣x,
聯(lián)立方程組,
解得或,
∴E(,)或(,);
(3)存在點(diǎn)F,使△BCF是以BC為腰的等腰三角形,理由如下:
設(shè)F(t,t+3),
當(dāng)BC=BF時(shí),
∴(t﹣1)2+(t+3)2=10,
解得t=0(舍去)或t=﹣2,
∴F(﹣2,1);
當(dāng)BC=CF時(shí),t2+t2=10,
∴t=±,
∴F(,+3)或(﹣,3﹣),
即滿足條件的點(diǎn)F(﹣2,1)或(,+3)或(﹣,3﹣);
(4)存在點(diǎn)K,使△AHK是等腰三角形,理由如下:
∵y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4,
∴頂點(diǎn)H(﹣1,4),
設(shè)K(m,0),
①當(dāng)AH=HK時(shí),4+16=(m+1)2+16,
解得m=1或m=﹣3(舍),
∴K(1,0);
②當(dāng)AH=AK時(shí),4+16=(m+3)2,
解得m=2﹣3或m=﹣2﹣3,
∴K(2﹣3,0)或(﹣2﹣3,0);
③當(dāng)HK=AK時(shí),(m+1)2+16=(m+3)2,
解得m=2,
∴K(2,0);
綜上所述:K點(diǎn)坐標(biāo)為(1,0)或(2﹣3,0)或(﹣2﹣3,0)或(2,0);
(5)存在點(diǎn)G,使△ACG是等腰三角形,理由如下:
∵拋物線的對(duì)稱軸為直線x=﹣1,
設(shè)G(﹣1,t),
①當(dāng)AG=CG時(shí),4+t2=1+(t﹣3)2,
解得t=1,
∴G(﹣1,1);
②當(dāng)AG=AC時(shí),4+t2=18,
解得t=,
∴G(﹣1,)或(﹣1,﹣);
③當(dāng)AC=CG時(shí),1+(t﹣3)2=18,
解得t=3+或t=3﹣,
∴G(﹣1,3+)或(﹣1,3﹣);
綜上所述:G點(diǎn)坐標(biāo)為(﹣1,1)或(﹣1,)或(﹣1,﹣)或(﹣1,3+)或(﹣1,3﹣).

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