
1.(2022?南充)拋物線y=x2+bx+c與x軸分別交于點(diǎn)A,B(4,0),與y軸交于點(diǎn)C(0,﹣4).
(1)求拋物線的解析式.
(2)如圖1,?BCPQ頂點(diǎn)P在拋物線上,如果?BCPQ面積為某值時(shí),符合條件的點(diǎn)P有且只有三個(gè),求點(diǎn)P的坐標(biāo).
(3)如圖2,點(diǎn)M在第二象限的拋物線上,點(diǎn)N在MO延長線上,OM=2ON,連接BN并延長到點(diǎn)D,使ND=NB.MD交x軸于點(diǎn)E,∠DEB與∠DBE均為銳角,tan∠DEB=2tan∠DBE,求點(diǎn)M的坐標(biāo).
2.(2022?益陽)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,拋物線E:y=﹣(x﹣m)2+2m2(m<0)的頂點(diǎn)P在拋物線F:y=ax2上,直線x=t與拋物線E,F(xiàn)分別交于點(diǎn)A,B.
(1)求a的值;
(2)將A,B的縱坐標(biāo)分別記為yA,yB,設(shè)s=y(tǒng)A﹣yB,若s的最大值為4,則m的值是多少?
(3)Q是x軸的正半軸上一點(diǎn),且PQ的中點(diǎn)M恰好在拋物線F上.試探究:此時(shí)無論m為何負(fù)值,在y軸的負(fù)半軸上是否存在定點(diǎn)G,使∠PQG總為直角?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)G的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
3.(2022?西寧)如圖,拋物線y=ax2+bx+3與x軸交于點(diǎn)A(3,0),與y軸交于點(diǎn)B,點(diǎn)C在直線AB上,過點(diǎn)C作CD⊥x軸于點(diǎn)D(1,0),將△ACD沿CD所在直線翻折,使點(diǎn)A恰好落在拋物線上的點(diǎn)E處.
(1)求拋物線解析式;
(2)連接BE,求△BCE的面積;
(3)拋物線上是否存在一點(diǎn)P,使∠PEA=∠BAE?若存在,求出P點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
4.(2022?湖北)拋物線y=x2﹣4x與直線y=x交于原點(diǎn)O和點(diǎn)B,與x軸交于另一點(diǎn)A,頂點(diǎn)為D.
(1)直接寫出點(diǎn)B和點(diǎn)D的坐標(biāo);
(2)如圖1,連接OD,P為x軸上的動(dòng)點(diǎn),當(dāng)tan∠PDO=時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)如圖2,M是點(diǎn)B關(guān)于拋物線對(duì)稱軸的對(duì)稱點(diǎn),Q是拋物線上的動(dòng)點(diǎn),它的橫坐標(biāo)為m(0<m<5),連接MQ,BQ,MQ與直線OB交于點(diǎn)E.設(shè)△BEQ和△BEM的面積分別為S1和S2,求的最大值.
5.(2022?蘇州)如圖,二次函數(shù)y=﹣x2+2mx+2m+1(m是常數(shù),且m>0)的圖象與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.其對(duì)稱軸與線段BC交于點(diǎn)E,與x軸交于點(diǎn)F.連接AC,BD.
(1)求A,B,C三點(diǎn)的坐標(biāo)(用數(shù)字或含m的式子表示),并求∠OBC的度數(shù);
(2)若∠ACO=∠CBD,求m的值;
(3)若在第四象限內(nèi)二次函數(shù)y=﹣x2+2mx+2m+1(m是常數(shù),且m>0)的圖象上,始終存在一點(diǎn)P,使得∠ACP=75°,請(qǐng)結(jié)合函數(shù)的圖象,直接寫出m的取值范圍.
6.(2022?黃石)如圖,拋物線y=﹣x2+x+4與坐標(biāo)軸分別交于A,B,C三點(diǎn),P是第一象限內(nèi)拋物線上的一點(diǎn)且橫坐標(biāo)為m.
(1)A,B,C三點(diǎn)的坐標(biāo)為 , , .
(2)連接AP,交線段BC于點(diǎn)D,
①當(dāng)CP與x軸平行時(shí),求的值;
②當(dāng)CP與x軸不平行時(shí),求的最大值;
(3)連接CP,是否存在點(diǎn)P,使得∠BCO+2∠PCB=90°,若存在,求m的值,若不存在,請(qǐng)說明理由.
7.(2022?錦州)如圖,拋物線y=ax2+bx+3交x軸于點(diǎn)A(3,0)和點(diǎn)B(﹣1,0),交y軸于點(diǎn)C.
(1)求拋物線的表達(dá)式;
(2)D是直線AC上方拋物線上一動(dòng)點(diǎn),連接OD交AC于點(diǎn)N,當(dāng)?shù)闹底畲髸r(shí),求點(diǎn)D的坐標(biāo);
(3)P為拋物線上一點(diǎn),連接CP,過點(diǎn)P作PQ⊥CP交拋物線對(duì)稱軸于點(diǎn)Q,當(dāng)tan∠PCQ=時(shí),請(qǐng)直接寫出點(diǎn)P的橫坐標(biāo).
8.(2022?西寧)如圖,拋物線y=ax2+bx+3與x軸交于點(diǎn)A(3,0),與y軸交于點(diǎn)B,點(diǎn)C在直線AB上,過點(diǎn)C作CD⊥x軸于點(diǎn)D(1,0),將△ACD沿CD所在直線翻折,使點(diǎn)A恰好落在拋物線上的點(diǎn)E處.
(1)求拋物線解析式;
(2)連接BE,求△BCE的面積;
(3)拋物線上是否存在一點(diǎn)P,使∠PEA=∠BAE?若存在,求出P點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
9.(2022?盤錦)如圖,拋物線y=x2+bx+c與x軸交于A,B(4,0)兩點(diǎn)(A在B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C(0,﹣4).點(diǎn)P在拋物線上,連接BC,BP.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖1,若點(diǎn)P在第四象限,點(diǎn)D在線段BC上,連接PD并延長交x軸于點(diǎn)E,連接CE,記△DCE的面積為S1,△DBP的面積為S2,當(dāng)S1=S2時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)如圖2,若點(diǎn)P在第二象限,點(diǎn)F為拋物線的頂點(diǎn),拋物線的對(duì)稱軸l與線段BC交于點(diǎn)G,當(dāng)∠PBC+∠CFG=90°時(shí),求點(diǎn)P的橫坐標(biāo).
10.(2022?新市區(qū)校級(jí)三模)綜合與探究
如圖,拋物線與x軸交于點(diǎn)A(﹣1,0)和點(diǎn)B(4,0),與y軸交于點(diǎn)C,連接BC.
(1)求拋物線的表達(dá)式及點(diǎn)C的坐標(biāo);
(2)點(diǎn)P是拋物線對(duì)稱軸上一點(diǎn),點(diǎn)Q為平面內(nèi)一點(diǎn),當(dāng)以點(diǎn)B、C、P、Q為頂點(diǎn)的四邊形是以BC為邊的矩形時(shí),請(qǐng)直接寫出點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)點(diǎn)D是第四象限內(nèi)拋物線上一動(dòng)點(diǎn),當(dāng)∠BCD=2∠ABC時(shí),求點(diǎn)D的坐標(biāo).
挑戰(zhàn)2023年中考數(shù)學(xué)解答題壓軸真題匯編
專題04 二次函數(shù)中角度問題壓軸真題訓(xùn)練
1.(2022?南充)拋物線y=x2+bx+c與x軸分別交于點(diǎn)A,B(4,0),與y軸交于點(diǎn)C(0,﹣4).
(1)求拋物線的解析式.
(2)如圖1,?BCPQ頂點(diǎn)P在拋物線上,如果?BCPQ面積為某值時(shí),符合條件的點(diǎn)P有且只有三個(gè),求點(diǎn)P的坐標(biāo).
(3)如圖2,點(diǎn)M在第二象限的拋物線上,點(diǎn)N在MO延長線上,OM=2ON,連接BN并延長到點(diǎn)D,使ND=NB.MD交x軸于點(diǎn)E,∠DEB與∠DBE均為銳角,tan∠DEB=2tan∠DBE,求點(diǎn)M的坐標(biāo).
【解答】解:(1)由題意得,
,
∴,
∴y=﹣;
(2)如圖1,
作直線l∥BC且與拋物線相切于點(diǎn)P1,直線l交y軸于E,作直線m∥BC且直線m到BC的距離等于直線l到BC的距離,
∵BC的解析式為y=x﹣4,
∴設(shè)直線l的解析式為:y=x+m,
由=x+m得,
x2﹣4x﹣3(m+4)=0,
∵Δ=0,
∴﹣3(m+4)=4,
∴m=﹣,
∴x2﹣4x+4=0,y=x﹣,
∴x=2,y=﹣,
∴P1(2,﹣),
∵E(0,﹣),C(0,﹣4),
∴F(0,﹣4×2﹣(﹣)),
即(0,﹣),
∴直線m的解析式為:y=x﹣,
∴,
∴,,
∴P2(2﹣2,﹣2﹣),P3(2+2,2﹣),
綜上所述:點(diǎn)P(2,﹣)或(2﹣2,﹣2﹣)或(2+2,2﹣);
(3)如圖2,
作MG⊥x軸于G,作NH⊥x軸于H,作MK⊥DF,交DF的延長線于K,
設(shè)D點(diǎn)的橫坐標(biāo)為a,
∵BN=DN,
∴BD=2BN,N點(diǎn)的橫坐標(biāo)為:,
∴OH=,
∵NH∥DF,
∴△BHN∽△BFD,
∴,
∴DF=2NH,
同理可得:△OMG∽△ONH,
∴=,
∴MG=2NH,OG=2OH=a+4,
∴KF=MG=DF,
∵tan∠DEB=2tan∠DBE
∴=2?,
∴EF=,
∵BF=4﹣a,
∴EF=,
∵EF∥MK,
∴△DEF∽△DMK,
∴=,
∴,
∴a=0,
∴OG=a+4=4,
∴G(﹣4,0),
當(dāng)x=﹣4時(shí),y=﹣﹣4=,
∴M(﹣4,).
2.(2022?益陽)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,拋物線E:y=﹣(x﹣m)2+2m2(m<0)的頂點(diǎn)P在拋物線F:y=ax2上,直線x=t與拋物線E,F(xiàn)分別交于點(diǎn)A,B.
(1)求a的值;
(2)將A,B的縱坐標(biāo)分別記為yA,yB,設(shè)s=y(tǒng)A﹣yB,若s的最大值為4,則m的值是多少?
(3)Q是x軸的正半軸上一點(diǎn),且PQ的中點(diǎn)M恰好在拋物線F上.試探究:此時(shí)無論m為何負(fù)值,在y軸的負(fù)半軸上是否存在定點(diǎn)G,使∠PQG總為直角?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)G的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【解答】解:(1)由題意可知,拋物線E:y=﹣(x﹣m)2+2m2(m<0)的頂點(diǎn)P的坐標(biāo)為(m,2m2),
∵點(diǎn)P在拋物線F:y=ax2上,
∴am2=2m2,
∴a=2.
(2)∵直線x=t與拋物線E,F(xiàn)分別交于點(diǎn)A,B,
∴yA=﹣(t﹣m)2+2m2=﹣t2+2mt+m2,yB=2t2,
∴s=y(tǒng)A﹣yB
=﹣t2+2mt+m2﹣2t2
=﹣3t2+2mt+m2
=﹣3(t﹣m)2+m2,
∵﹣3<0,
∴當(dāng)t=m時(shí),s的最大值為m2,
∵s的最大值為4,
∴m2=4,解得m=±,
∵m<0,
∴m=﹣.
(3)存在,理由如下:
設(shè)點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為n,則M(n,2n2),
∴Q(2n﹣m,4n2﹣2m2),
∵點(diǎn)Q在x軸正半軸上,
∴2n﹣m>0且4n2﹣2m2=0,
∴n=﹣m,
∴M(﹣m,m2),Q(﹣m﹣m,0).
如圖,過點(diǎn)Q作x軸的垂線KN,分別過點(diǎn)P,G作x軸的平行線,與KN分別交于K,N,
∴∠K=∠N=90°,∠QPK+∠PQK=90°,
∵∠PQG=90°,
∴∠PQK+∠GQN=90°,
∴∠QPK=∠GQN,
∴△PKQ∽△QNG,
∴PK:QN=KQ:GN,即PK?GN=KQ?QN.
∵PK=﹣m﹣m﹣m=﹣m﹣2m,KQ=2m2,GN=﹣m﹣m,
∴(﹣m﹣2m)(﹣m﹣m)=2m2?QN
解得QN=.
∴G(0,﹣).
3.(2022?西寧)如圖,拋物線y=ax2+bx+3與x軸交于點(diǎn)A(3,0),與y軸交于點(diǎn)B,點(diǎn)C在直線AB上,過點(diǎn)C作CD⊥x軸于點(diǎn)D(1,0),將△ACD沿CD所在直線翻折,使點(diǎn)A恰好落在拋物線上的點(diǎn)E處.
(1)求拋物線解析式;
(2)連接BE,求△BCE的面積;
(3)拋物線上是否存在一點(diǎn)P,使∠PEA=∠BAE?若存在,求出P點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【解答】解:(1)∵將△ACD沿CD所在直線翻折,使點(diǎn)A恰好落在拋物線上的點(diǎn)E處,點(diǎn)A的坐標(biāo)為(3,0),點(diǎn)D的坐標(biāo)為(1,0),
∴點(diǎn)E的坐標(biāo)為(﹣1,0).
將A(3,0),E(﹣1,0)代入y=ax2+bx+3,
得:,解得:,
∴拋物線的解析式為y=﹣x2+2x+3.
(2)當(dāng)x=0時(shí),y=﹣1×02+2×0+3=3,
∴點(diǎn)B的坐標(biāo)為(0,3).
設(shè)直線AB的解析式為y=mx+n(m≠0),
將A(3,0),B(0,3)代入y=mx+n,
得:,解得:,
∴直線AB的解析式為y=﹣x+3.
∵點(diǎn)C在直線AB上,CD⊥x軸于點(diǎn)D(1,0),當(dāng)x=1時(shí),y=﹣1×1+3=2,
∴點(diǎn)C的坐標(biāo)為(1,2).
∵點(diǎn)A的坐標(biāo)為(3,0),點(diǎn)B的坐標(biāo)為(0,3),點(diǎn)C的坐標(biāo)為(1,2),點(diǎn)E的坐標(biāo)為(﹣1,0),
∴AE=4,OB=3,CD=2,
∴S△BCE=S△ABE﹣S△ACE=AE?OB﹣AE?CD=×4×3﹣×4×2=2,
∴△BCE的面積為2.
(3)存在,理由如下:
∵點(diǎn)A的坐標(biāo)為(3,0),點(diǎn)B的坐標(biāo)為(0,3),
∴OA=OB=3.
在Rt△AOB中,∠AOB=90°,OA=OB,
∴∠BAE=45°.
∵點(diǎn)P在拋物線上,
∴設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(m,﹣m2+2m+3).
①當(dāng)點(diǎn)P在x軸上方時(shí)記為P1,過點(diǎn)P1作P1M⊥x軸于點(diǎn)M,
在Rt△EMP1中,∠P1EA=45°,∠P1ME=90°,
∴EM=P1M,即m﹣(﹣1)=﹣m2+2m+3,
解得:m1=﹣1(不合題意,舍去),m2=2,
∴點(diǎn)P1的坐標(biāo)為(2,3);
②當(dāng)點(diǎn)P在x軸下方時(shí)記為P2,過點(diǎn)P2作P2N⊥x軸于點(diǎn)N,
在Rt△ENP2中,∠P2EN=45°,∠P2NE=90°,
∴EN=P2N,即m﹣(﹣1)=﹣(﹣m2+2m+3),
解得:m1=﹣1(不合題意,舍去),m2=4,
∴點(diǎn)P2的坐標(biāo)為(4,﹣5).
綜上所述,拋物線上存在一點(diǎn)P,使∠PEA=∠BAE,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,3)或(4,﹣5).
4.(2022?湖北)拋物線y=x2﹣4x與直線y=x交于原點(diǎn)O和點(diǎn)B,與x軸交于另一點(diǎn)A,頂點(diǎn)為D.
(1)直接寫出點(diǎn)B和點(diǎn)D的坐標(biāo);
(2)如圖1,連接OD,P為x軸上的動(dòng)點(diǎn),當(dāng)tan∠PDO=時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)如圖2,M是點(diǎn)B關(guān)于拋物線對(duì)稱軸的對(duì)稱點(diǎn),Q是拋物線上的動(dòng)點(diǎn),它的橫坐標(biāo)為m(0<m<5),連接MQ,BQ,MQ與直線OB交于點(diǎn)E.設(shè)△BEQ和△BEM的面積分別為S1和S2,求的最大值.
【解答】解:(1)令y=x2﹣4x=x,
解得x=0或x=5,
∴B(5,5);
∵y=x2﹣4x=(x﹣2)2﹣4,
∴頂點(diǎn)D(2,﹣4).
(2)如圖,過點(diǎn)D作DE⊥y軸于點(diǎn)E,
∴DE=2,OE=4,
∴tan∠DOE=,
∵tan∠PDO=,
∴∠DOE=∠PDO,
①當(dāng)點(diǎn)P在線段OD的右側(cè)時(shí),DP∥y軸,如圖,
∴P(2,0);
②當(dāng)點(diǎn)P在線段OD左側(cè)時(shí),設(shè)直線DP與y軸交于點(diǎn)G,則△ODG是等腰三角形,
∴OG=DG,
設(shè)OG=t,則DG=t,GE=4﹣t,
在Rt△DGE中,t2=22+(4﹣t)2,
解得t=,
∴G(0,﹣),
∴直線DG的解析式為:y=﹣x﹣,
令y=0,則﹣x﹣=0,
解得x=﹣,
∴P(﹣,0).
綜上,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,0)或(﹣,0).
(3)∵點(diǎn)B(5,5)與點(diǎn)M關(guān)于對(duì)稱軸x=2對(duì)稱,
∴M(﹣1,5).
如圖,分別過點(diǎn)M,Q作y軸的平行線,交直線OB于點(diǎn)N,K,
∴N(﹣1,﹣1),MN=6,
∵點(diǎn)Q橫坐標(biāo)為m,
∴Q(m,m2﹣4m),K(m,m),
∴KQ=m﹣(m2﹣4m)=﹣m2+5m.
∵S1=QK(xB﹣xE),S2=MN(xB﹣xE),
∴==﹣(m2﹣5m)=﹣(m﹣)2+,
∵﹣<0,
∴當(dāng)m=時(shí),的最大值為.
提示:本題也可分別過點(diǎn)M,Q作BO的垂線,用m分別表示高線,再求比,也可得出結(jié)論.
5.(2022?蘇州)如圖,二次函數(shù)y=﹣x2+2mx+2m+1(m是常數(shù),且m>0)的圖象與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.其對(duì)稱軸與線段BC交于點(diǎn)E,與x軸交于點(diǎn)F.連接AC,BD.
(1)求A,B,C三點(diǎn)的坐標(biāo)(用數(shù)字或含m的式子表示),并求∠OBC的度數(shù);
(2)若∠ACO=∠CBD,求m的值;
(3)若在第四象限內(nèi)二次函數(shù)y=﹣x2+2mx+2m+1(m是常數(shù),且m>0)的圖象上,始終存在一點(diǎn)P,使得∠ACP=75°,請(qǐng)結(jié)合函數(shù)的圖象,直接寫出m的取值范圍.
【解答】解:(1)當(dāng)y=0時(shí),﹣x2+2mx+2m+1=0,
解方程,得x1=﹣1,x2=2m+1,
∵點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè),且m>0,
∴A(﹣1,0),B(2m+1,0),
當(dāng)x=0時(shí),y=2m+1,
∴C(0,2m+1),
∴OB=OC=2m+1,
∵∠BOC=90°,
∴∠OBC=45°;
(2)如圖1中,連接AE.
∵y=﹣x2+2mx+2m+1=﹣(x﹣m)2+(m+1)2,
∴D(m,(m+1)2),F(xiàn)(m,0),
∴DF=(m+1)2,OF=m,BF=m+1,
∵A,B關(guān)于對(duì)稱軸對(duì)稱,
∴AE=BE,
∴∠EAB=∠OBC=45°,
∵∠ACO=∠CBD,∠OCB=∠OBC,
∴∠ACO+∠OCB=∠CBD+∠OBC,即∠ACE=∠DBF,
∵EF∥OC,
∴tan∠ACE====,
∴=m+1,
∴m=1或﹣1,
∵m>0,
∴m=1;
(3)如圖,設(shè)PC交x軸于點(diǎn)Q.
當(dāng)點(diǎn)P在第四象限時(shí),點(diǎn)Q總是在點(diǎn)B的左側(cè),此時(shí)∠CQA>∠CBA,即∠CQA>45°,
∵∠ACQ=75°,
∴∠CAO<60°,
∴2m+1<,
∴m<,
又∵∠CAQ>15°,
同法可得m>,
∵m>0,
∴0<m<.
6.(2022?黃石)如圖,拋物線y=﹣x2+x+4與坐標(biāo)軸分別交于A,B,C三點(diǎn),P是第一象限內(nèi)拋物線上的一點(diǎn)且橫坐標(biāo)為m.
(1)A,B,C三點(diǎn)的坐標(biāo)為 , , .
(2)連接AP,交線段BC于點(diǎn)D,
①當(dāng)CP與x軸平行時(shí),求的值;
②當(dāng)CP與x軸不平行時(shí),求的最大值;
(3)連接CP,是否存在點(diǎn)P,使得∠BCO+2∠PCB=90°,若存在,求m的值,若不存在,請(qǐng)說明理由.
【解答】解:(1)令x=0,則y=4,
∴C(0,4);
令y=0,則﹣x2+x+4=0,
∴x=﹣2或x=3,
∴A(﹣2,0),B(3,0).
故答案為:(﹣2,0);(3,0);(0,4).
(2)①∵CP∥x軸,C(0,4),
∴P(1,4),
∴CP=1,AB=5,
∵CP∥x軸,
∴==.
②如圖,過點(diǎn)P作PQ∥AB交BC于點(diǎn)Q,
∴直線BC的解析式為:y=﹣x+4.
設(shè)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為m,
則P(m,﹣m2+m+4),Q(m2﹣m,﹣m2+m+4).
∴PQ=m﹣(m2﹣m)=﹣m2+m,
∵PQ∥AB,
∴===﹣(m﹣)2+,
∴當(dāng)m=時(shí),的最大值為.
另解:分別過點(diǎn)P,A作y軸的平行線,交直線BC于兩點(diǎn),仿照以上解法即可求解.
(3)假設(shè)存在點(diǎn)P使得∠BCO+2∠BCP=90°,即0<m<3.
過點(diǎn)C作CF∥x軸交拋物線于點(diǎn)F,
∵∠BCO+2∠PCB=90°,∠BCO+∠BCM+∠MCF=90°,
∴∠MCF=∠BCP,
延長CP交x軸于點(diǎn)M,
∵CF∥x軸,
∴∠PCF=∠BMC,
∴∠BCP=∠BMC,
∴△CBM為等腰三角形,
∵BC=5,
∴BM=5,OM=8,
∴M(8,0),
∴直線CM的解析式為:y=﹣x+4,
令﹣x2+x+4=﹣x+4,
解得x=或x=0(舍),
∴存在點(diǎn)P滿足題意,此時(shí)m=.
7.(2022?錦州)如圖,拋物線y=ax2+bx+3交x軸于點(diǎn)A(3,0)和點(diǎn)B(﹣1,0),交y軸于點(diǎn)C.
(1)求拋物線的表達(dá)式;
(2)D是直線AC上方拋物線上一動(dòng)點(diǎn),連接OD交AC于點(diǎn)N,當(dāng)?shù)闹底畲髸r(shí),求點(diǎn)D的坐標(biāo);
(3)P為拋物線上一點(diǎn),連接CP,過點(diǎn)P作PQ⊥CP交拋物線對(duì)稱軸于點(diǎn)Q,當(dāng)tan∠PCQ=時(shí),請(qǐng)直接寫出點(diǎn)P的橫坐標(biāo).
【解答】解:(1)把點(diǎn)A(3,0)和B(﹣1,0)代入得:,
解得:,
∴拋物線的解析式為y=﹣x2+2x+3;
(2)過點(diǎn)D作DH∥y軸,交AC于點(diǎn)H,如圖所示:
設(shè)D(m,﹣m2+2m+3),直線AC的解析式為y=kx+b,
由(1)可得:C(0,3),
∴,解得:,
∴直線AC的解析式為y=﹣x+3,
∴H(m,﹣m+3),
∴DH=﹣m2+3m,
∵DH∥y軸,
∴△OCN∽△DHN,
∴,
∵,
∴當(dāng)時(shí),的值最大,
∴;
(3)由題意可得如圖所示:
過點(diǎn)P作y軸的平行線PH,分別過點(diǎn)C、Q作CG⊥PH于G,QH⊥PH于H,
∵PQ⊥CP,
∴∠CPQ=∠CGP=∠PHQ=90°,
∴∠CPG+∠PCG=∠CPG+∠QPH=90°,
∴∠PCG=∠QPH,
∴△PCG∽△QPH,
∴,
∵,
∴,
設(shè)點(diǎn)P(n,﹣n2+2n+3),
由題意可知:拋物線的對(duì)稱軸為直線x=1,C(0,3),
∴QH=|n﹣1|,PG=|﹣n2+2n|,
∴,
當(dāng)時(shí),解得:,
當(dāng)時(shí),解得:
綜上:點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為或或或.
8.(2022?西寧)如圖,拋物線y=ax2+bx+3與x軸交于點(diǎn)A(3,0),與y軸交于點(diǎn)B,點(diǎn)C在直線AB上,過點(diǎn)C作CD⊥x軸于點(diǎn)D(1,0),將△ACD沿CD所在直線翻折,使點(diǎn)A恰好落在拋物線上的點(diǎn)E處.
(1)求拋物線解析式;
(2)連接BE,求△BCE的面積;
(3)拋物線上是否存在一點(diǎn)P,使∠PEA=∠BAE?若存在,求出P點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【解答】解:(1)∵將△ACD沿CD所在直線翻折,使點(diǎn)A恰好落在拋物線上的點(diǎn)E處,點(diǎn)A的坐標(biāo)為(3,0),點(diǎn)D的坐標(biāo)為(1,0),
∴點(diǎn)E的坐標(biāo)為(﹣1,0).
將A(3,0),E(﹣1,0)代入y=ax2+bx+3,
得:,解得:,
∴拋物線的解析式為y=﹣x2+2x+3.
(2)當(dāng)x=0時(shí),y=﹣1×02+2×0+3=3,
∴點(diǎn)B的坐標(biāo)為(0,3).
設(shè)直線AB的解析式為y=mx+n(m≠0),
將A(3,0),B(0,3)代入y=mx+n,
得:,解得:,
∴直線AB的解析式為y=﹣x+3.
∵點(diǎn)C在直線AB上,CD⊥x軸于點(diǎn)D(1,0),當(dāng)x=1時(shí),y=﹣1×1+3=2,
∴點(diǎn)C的坐標(biāo)為(1,2).
∵點(diǎn)A的坐標(biāo)為(3,0),點(diǎn)B的坐標(biāo)為(0,3),點(diǎn)C的坐標(biāo)為(1,2),點(diǎn)E的坐標(biāo)為(﹣1,0),
∴AE=4,OB=3,CD=2,
∴S△BCE=S△ABE﹣S△ACE=AE?OB﹣AE?CD=×4×3﹣×4×2=2,
∴△BCE的面積為2.
(3)存在,理由如下:
∵點(diǎn)A的坐標(biāo)為(3,0),點(diǎn)B的坐標(biāo)為(0,3),
∴OA=OB=3.
在Rt△AOB中,∠AOB=90°,OA=OB,
∴∠BAE=45°.
∵點(diǎn)P在拋物線上,
∴設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(m,﹣m2+2m+3).
①當(dāng)點(diǎn)P在x軸上方時(shí)記為P1,過點(diǎn)P1作P1M⊥x軸于點(diǎn)M,
在Rt△EMP1中,∠P1EA=45°,∠P1ME=90°,
∴EM=P1M,即m﹣(﹣1)=﹣m2+2m+3,
解得:m1=﹣1(不合題意,舍去),m2=2,
∴點(diǎn)P1的坐標(biāo)為(2,3);
②當(dāng)點(diǎn)P在x軸下方時(shí)記為P2,過點(diǎn)P2作P2N⊥x軸于點(diǎn)N,
在Rt△ENP2中,∠P2EN=45°,∠P2NE=90°,
∴EN=P2N,即m﹣(﹣1)=﹣(﹣m2+2m+3),
解得:m1=﹣1(不合題意,舍去),m2=4,
∴點(diǎn)P2的坐標(biāo)為(4,﹣5).
綜上所述,拋物線上存在一點(diǎn)P,使∠PEA=∠BAE,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,3)或(4,﹣5).
9.(2022?盤錦)如圖,拋物線y=x2+bx+c與x軸交于A,B(4,0)兩點(diǎn)(A在B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C(0,﹣4).點(diǎn)P在拋物線上,連接BC,BP.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖1,若點(diǎn)P在第四象限,點(diǎn)D在線段BC上,連接PD并延長交x軸于點(diǎn)E,連接CE,記△DCE的面積為S1,△DBP的面積為S2,當(dāng)S1=S2時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)如圖2,若點(diǎn)P在第二象限,點(diǎn)F為拋物線的頂點(diǎn),拋物線的對(duì)稱軸l與線段BC交于點(diǎn)G,當(dāng)∠PBC+∠CFG=90°時(shí),求點(diǎn)P的橫坐標(biāo).
【解答】解:(1)將B(4,0)、C(0,﹣4)兩點(diǎn)代入y=x2+bx+c得,
,
解得:,
∴拋物線的解析式為:y=x2﹣3x﹣4;
(2)方法一:由y=x2﹣3x﹣4可得,A(﹣1,0),
設(shè)點(diǎn)P(m,m2﹣3m﹣4),
則,,
∵S△BCE=S1+S△BDE,S△BPE=S2+S△BDE,S1=S2,
∴S△BCE=S△BPE,
∴,
解得:m1=3,m2=0(舍去),
∴P(3,﹣4);
方法二:∵S1=S2,
∴S△PBE=S△CBE,
∴PC∥x軸,
∴點(diǎn)P與C關(guān)于對(duì)稱軸x=對(duì)稱,
∴P(3,﹣4);
(3)如圖,作CE⊥l于E,PQ⊥BC于Q,PN⊥x軸于N,連接PC交x軸于點(diǎn)H,
設(shè)P(n,n2﹣3n﹣4),PC的表達(dá)式為:y=kx+d(k≠0),
將P,C代入y=kx+d(k≠0)得,
,
解得:,
∴PC的表達(dá)式為:y=(n﹣3)x﹣4,
將y=0代入y=(n﹣3)x﹣4得,
0=(n﹣3)x﹣4,
即,
∴,
∵S△PCB=S△PHB+S△HCB,
∴PQ?BC=PN?HB+OC?HB,
∵BC==,
∴,
∵,
由題可知,,
∴,
將代入y=x2﹣3x﹣4得,,
∴,
∴,
∵∠PBC+∠CFG=90°,PQ⊥BC,CE⊥l,
∴∠PBQ=∠FCE,∠CEF=∠PQB,
∴△CEF∽△PQB,
∴,
∴,
解得:(舍去).
∴點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為﹣,
方法二:將CF繞點(diǎn)F順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得C',連接CC',作CE⊥l于E,
求出點(diǎn)C'(),
從而求出直線CC'的解析式,
∴∠ECF=∠BCC'=∠PBC,
∴BP∥CC',
求出直線BP的解析式與拋物線求交點(diǎn)即可.
10.(2022?新市區(qū)校級(jí)三模)綜合與探究
如圖,拋物線與x軸交于點(diǎn)A(﹣1,0)和點(diǎn)B(4,0),與y軸交于點(diǎn)C,連接BC.
(1)求拋物線的表達(dá)式及點(diǎn)C的坐標(biāo);
(2)點(diǎn)P是拋物線對(duì)稱軸上一點(diǎn),點(diǎn)Q為平面內(nèi)一點(diǎn),當(dāng)以點(diǎn)B、C、P、Q為頂點(diǎn)的四邊形是以BC為邊的矩形時(shí),請(qǐng)直接寫出點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)點(diǎn)D是第四象限內(nèi)拋物線上一動(dòng)點(diǎn),當(dāng)∠BCD=2∠ABC時(shí),求點(diǎn)D的坐標(biāo).
【解答】解:(1)由題意得:y=(x+1)(x﹣4)=x2﹣x﹣2;
當(dāng)x=0時(shí),y=﹣2,即點(diǎn)C(0,﹣2);
(2)以點(diǎn)B、C、P、Q為頂點(diǎn)的四邊形是以BC為邊的矩形時(shí),如下圖,分點(diǎn)P在BC上方和下方兩種情況,
當(dāng)點(diǎn)P在BC的上方時(shí),設(shè)拋物線的對(duì)稱軸交x軸于點(diǎn)H,
∵∠OBC+∠PBH=90°,∠HPB+∠PBH=90°,
∴∠OBC=∠HPB,
∴∠OBC=∠HPB=,解得:PH=5,
即點(diǎn)P(,5);
當(dāng)點(diǎn)P在BC的下方時(shí),過點(diǎn)P作PH⊥y軸于點(diǎn)H,
同理可得:tan∠HCP=tan∠OBC=,
即,即,
解得:HC=3,則OH=5,
即點(diǎn)P(,﹣5);
綜上,點(diǎn)P的坐標(biāo)為:(,5)或(,﹣5);
(3)作點(diǎn)C關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)E(0,2),則∠CBE=2∠ABC=∠BCD,
∴BE∥CD,
設(shè)直線BE的表達(dá)式為:y=kx+2,
將點(diǎn)B的坐標(biāo)代入上式得:0=4k+2,解得:k=﹣;
∵BE∥CD,
故設(shè)直線CD的表達(dá)式為:y=﹣x+t,
由點(diǎn)C的坐標(biāo)知,t=﹣2,
即直線CD的表達(dá)式為:y=﹣x﹣2,
聯(lián)立y=x2﹣x﹣2和y=﹣x﹣2,并解得:x=0(舍去)或2,
即點(diǎn)D(2,﹣3).
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