
類(lèi)型一:固定面積的存在性問(wèn)題
固定面積的存在性問(wèn)題最為簡(jiǎn)單,在待求圖形中,往往只有一個(gè)是變量,此時(shí)只需通過(guò)方程將其解出即可.
類(lèi)型二:有關(guān)面積比的存在性問(wèn)題
有些問(wèn)題是關(guān)于兩個(gè)未知面積比的,此類(lèi)問(wèn)題的難度稍大.一般都需要先通過(guò)公共邊或公共高,將面積比轉(zhuǎn)化為線(xiàn)段之比,從而進(jìn)一步列出方程解決問(wèn)題.
解題思路:
根據(jù)題目條件,求出相應(yīng)的固定面積;
找到待求圖形合適的底和高;
列出方程,解出相應(yīng)變量;
根據(jù)題目實(shí)際情況,驗(yàn)證所有可能點(diǎn)是否滿(mǎn)足要求并作答.
【考點(diǎn)剖析】
1.(2023秋?閔行區(qū)期末)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,直線(xiàn)y=﹣x+5與x牰交于點(diǎn)A,與y軸交于點(diǎn)B,點(diǎn)C為拋物線(xiàn)y=ax2﹣2a2x+a3+12a的頂點(diǎn).
(1)用含a的代數(shù)式表示頂點(diǎn)C的坐標(biāo);
(2)當(dāng)頂點(diǎn)C在△AOB內(nèi)部,且S△AOC=52時(shí),求拋物線(xiàn)的表達(dá)式;
(3)如果將拋物線(xiàn)向右平移一個(gè)單位,再向下平移12個(gè)單位后,平移后的拋物線(xiàn)的頂點(diǎn)P仍在△AOB內(nèi),求a的取值范圍.
2.(2023春?金山區(qū)月考)在平面直角坐標(biāo)系xOy中(如圖),已知點(diǎn)A(2,1),點(diǎn)B與點(diǎn)A關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng).拋物線(xiàn)y=f(x)經(jīng)過(guò)原點(diǎn)O,且頂點(diǎn)為B,將該拋物線(xiàn)與x軸的另外一個(gè)交點(diǎn)記為C.
(1)求拋物線(xiàn)y=f(x)的表達(dá)式;
(2)如果點(diǎn)D在拋物線(xiàn)y=f(x)上,且S△DOC=2S△AOC,求點(diǎn)D的坐標(biāo);
(3)在拋物線(xiàn)y=f(x)的對(duì)稱(chēng)軸上是否存在一點(diǎn)E,使得拋物線(xiàn)y=f(x)上的任意一點(diǎn)F到點(diǎn)E的距離都等于點(diǎn)F到直線(xiàn)y=﹣2的距離?如果存在,試求點(diǎn)E的坐標(biāo);如果不存在,請(qǐng)簡(jiǎn)述理由.
3.(2023?青山區(qū)二模)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知拋物線(xiàn)y=﹣x2+bx+c與x軸交于點(diǎn)A和點(diǎn)B(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C(0,3),對(duì)稱(chēng)軸是直線(xiàn)x=1.
(1)求拋物線(xiàn)的表達(dá)式;
(2)直線(xiàn)MN平行于x軸,與拋物線(xiàn)交于M、N兩點(diǎn)(點(diǎn)M在點(diǎn)N的左側(cè)),且MN=34AB,點(diǎn)C關(guān)于直線(xiàn)MN的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為E,求線(xiàn)段OE的長(zhǎng);
(3)點(diǎn)P是該拋物線(xiàn)上一點(diǎn),且在第一象限內(nèi),聯(lián)結(jié)CP、EP,EP交線(xiàn)段BC于點(diǎn)F,當(dāng)S△CPF:S△CEF=1:2時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo).
4.(2023秋?徐匯區(qū)期末)如圖,拋物線(xiàn)y=?43x2+103x+2與x軸交于點(diǎn)A,與y軸交于點(diǎn)B,C為線(xiàn)段OA上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)C作x軸的垂線(xiàn),交直線(xiàn)AB于點(diǎn)D,交該拋物線(xiàn)于點(diǎn)E.
(1)求直線(xiàn)AB的表達(dá)式,直接寫(xiě)出頂點(diǎn)M的坐標(biāo);
(2)當(dāng)以B,E,D為頂點(diǎn)的三角形與△CDA相似時(shí),求點(diǎn)C的坐標(biāo);
(3)當(dāng)∠BED=2∠OAB時(shí),求△BDE與△CDA的面積之比.
5.(2023?黃浦區(qū)校級(jí)二模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知拋物線(xiàn)y=ax2﹣2ax+c(a>0)與x軸交于點(diǎn)A(﹣2,0)、B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C,對(duì)稱(chēng)軸與x軸交于點(diǎn)D,直線(xiàn)y=12x+b經(jīng)過(guò)點(diǎn)A,交拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸于點(diǎn)E.
(1)求△ABE的面積;
(2)聯(lián)結(jié)EC,交x軸于點(diǎn)F,聯(lián)結(jié)AC,若S△AEFS△AFC=34,求拋物線(xiàn)的表達(dá)式;
(3)在(2)的條件下,點(diǎn)P是直線(xiàn)AE上一點(diǎn),且∠EPB=∠ECB,求點(diǎn)P的坐標(biāo).
【過(guò)關(guān)檢測(cè)】
1.(2023?青浦區(qū)二模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,二次函數(shù)y=ax2﹣4ax+3的圖象與x軸正半軸交于點(diǎn)A、B,與y軸相交于點(diǎn)C,頂點(diǎn)為D,且tan∠CAO=3.
(1)求這個(gè)二次函數(shù)的解析式;
(2)點(diǎn)P是對(duì)稱(chēng)軸右側(cè)拋物線(xiàn)上的點(diǎn),聯(lián)結(jié)CP,交對(duì)稱(chēng)軸于點(diǎn)F,當(dāng)S△CDF:S△FDP=2:3時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)在(2)的條件下,將△PCD沿直線(xiàn)MN翻折,當(dāng)點(diǎn)P恰好與點(diǎn)O重合時(shí),折痕MN交x軸于點(diǎn)M,交y軸于點(diǎn)N,求OMON的值.
2.(2023?黃浦區(qū)二模)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,拋物線(xiàn)y=﹣x2+mx+n經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(5,0),頂點(diǎn)為點(diǎn)B,對(duì)稱(chēng)軸為直線(xiàn)x=3,且對(duì)稱(chēng)軸與x軸交于點(diǎn)C.直線(xiàn)y=kx+b經(jīng)過(guò)點(diǎn)A,與線(xiàn)段BC交于點(diǎn)E.
(1)求拋物線(xiàn)y=﹣x2+mx+n的表達(dá)式;
(2)聯(lián)結(jié)BO、EO.當(dāng)△BOE的面積為3時(shí),求直線(xiàn)y=kx+b的表達(dá)式;
(3)在(2)的條件下,設(shè)點(diǎn)D為y軸上的一點(diǎn),聯(lián)結(jié)BD、AD.當(dāng)BD=EO時(shí),求∠DAO的余切值.
3.(2023?寶山區(qū)三模)如圖,在直角坐標(biāo)平面xOy內(nèi),點(diǎn)A在x軸的正半軸上,點(diǎn)B在第一象限內(nèi),且∠OAB=90°,∠BOA=30°,OB=4.二次函數(shù)y=﹣x2+bx的圖象經(jīng)過(guò)點(diǎn)A,頂點(diǎn)為點(diǎn)C.
(1)求這個(gè)二次函數(shù)的解析式,并寫(xiě)出頂點(diǎn)C的坐標(biāo);
(2)設(shè)這個(gè)二次函數(shù)圖象的對(duì)稱(chēng)軸l與OB相交于點(diǎn)D,與x軸相交于點(diǎn)E,求DEDC的值;
(3)設(shè)P是這個(gè)二次函數(shù)圖象的對(duì)稱(chēng)軸l上一點(diǎn),如果△POA的面積與△OCE的面積相等,求點(diǎn)P的坐標(biāo).
4.(2023?寶山區(qū)二模)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,拋物線(xiàn)y=13x2+bx﹣1與x軸交于點(diǎn)A和點(diǎn)B(點(diǎn)A在x軸的正半軸上),與y軸交于點(diǎn)C,已知tan∠CAB=13.
(1)求頂點(diǎn)P和點(diǎn)B的坐標(biāo);
(2)將拋物線(xiàn)向右平移2個(gè)單位,得到的新拋物線(xiàn)與y軸交于點(diǎn)M,求點(diǎn)M的坐標(biāo)和△APM的面積;
(3)如果點(diǎn)N在原拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸上,當(dāng)△PMN與△ABC相似時(shí),求點(diǎn)N的坐標(biāo).
5.(2023?普陀區(qū)二模)在平面直角坐標(biāo)系xOy中(如圖),已知拋物線(xiàn)y=12x2+bx+c與x軸交于點(diǎn)A(﹣2,0)、B(6,0),與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)D是在第四象限內(nèi)拋物線(xiàn)上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),直線(xiàn)AD與直線(xiàn)BC交于點(diǎn)E.
(1)求b、c的值和直線(xiàn)BC的表達(dá)式;
(2)設(shè)∠CAD=45°,求點(diǎn)E的坐標(biāo);
(3)設(shè)點(diǎn)D的橫坐標(biāo)為d,用含d的代數(shù)式表示△ACE與△DCE的面積比.
6.(2023秋?松江區(qū)月考)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線(xiàn)y=x2+bx+c過(guò)A,B,C三點(diǎn),點(diǎn)A的坐標(biāo)是(3,0),點(diǎn)C的坐標(biāo)是(0,﹣3).
(1)求拋物線(xiàn)的解析式及頂點(diǎn)D的坐標(biāo);
(2)求以點(diǎn)A、點(diǎn)C及點(diǎn)D圍成的△ACD的面積;
(3)在拋物線(xiàn)上是否存在點(diǎn)P,使得∠PCA=15°,若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)P的橫坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
7.(2023?崇明區(qū)二模)已知拋物線(xiàn)y=ax2+bx﹣4經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(﹣1,0),B(4,0),與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)D是該拋物線(xiàn)上一點(diǎn),且在第四象限內(nèi),連接AC、BC、CD、BD.
(1)求拋物線(xiàn)的函數(shù)解析式,并寫(xiě)出對(duì)稱(chēng)軸;
(2)當(dāng)S△BCD=4S△AOC時(shí),求點(diǎn)D的坐標(biāo);
(3)在(2)的條件下,如果點(diǎn)E是x軸上的一點(diǎn),點(diǎn)F是拋物線(xiàn)上一點(diǎn),當(dāng)點(diǎn)A、D、E、F為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)E的坐標(biāo).
第21講二次函數(shù)中面積的存在性問(wèn)題(核心考點(diǎn)講與練)
【基礎(chǔ)知識(shí)】
類(lèi)型一:固定面積的存在性問(wèn)題
固定面積的存在性問(wèn)題最為簡(jiǎn)單,在待求圖形中,往往只有一個(gè)是變量,此時(shí)只需通過(guò)方程將其解出即可.
類(lèi)型二:有關(guān)面積比的存在性問(wèn)題
有些問(wèn)題是關(guān)于兩個(gè)未知面積比的,此類(lèi)問(wèn)題的難度稍大.一般都需要先通過(guò)公共邊或公共高,將面積比轉(zhuǎn)化為線(xiàn)段之比,從而進(jìn)一步列出方程解決問(wèn)題.
解題思路:
根據(jù)題目條件,求出相應(yīng)的固定面積;
找到待求圖形合適的底和高;
列出方程,解出相應(yīng)變量;
根據(jù)題目實(shí)際情況,驗(yàn)證所有可能點(diǎn)是否滿(mǎn)足要求并作答.
【考點(diǎn)剖析】
1.(2023秋?閔行區(qū)期末)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,直線(xiàn)y=﹣x+5與x牰交于點(diǎn)A,與y軸交于點(diǎn)B,點(diǎn)C為拋物線(xiàn)y=ax2﹣2a2x+a3+12a的頂點(diǎn).
(1)用含a的代數(shù)式表示頂點(diǎn)C的坐標(biāo);
(2)當(dāng)頂點(diǎn)C在△AOB內(nèi)部,且S△AOC=52時(shí),求拋物線(xiàn)的表達(dá)式;
(3)如果將拋物線(xiàn)向右平移一個(gè)單位,再向下平移12個(gè)單位后,平移后的拋物線(xiàn)的頂點(diǎn)P仍在△AOB內(nèi),求a的取值范圍.
分析:(1)將二次函數(shù)解析式化為頂點(diǎn)式求解.
(2)先由直線(xiàn)解析式求出點(diǎn)A,B的坐標(biāo),由S△AOC=12OA?|yC|=52求出|yC|,再由點(diǎn)C在三角形AOB內(nèi)部求解.
(3)由點(diǎn)C平移得到點(diǎn)P坐標(biāo),由點(diǎn)P在三角形AOB內(nèi)部列不等式求解.
【解答】解:(1)∵y=ax2﹣2a2x+a3+12a=a(x2﹣2ax+a2)+12a=a(x﹣a)2+12a,
∴拋物線(xiàn)頂點(diǎn)C坐標(biāo)為(a,12a).
(2)把x=0代入y=﹣x+5得y=5,
∴點(diǎn)B坐標(biāo)為(0,5),
把y=0代入y=﹣x+5得0=﹣x+5,
解得x=5,
∴點(diǎn)A坐標(biāo)為(5,0),
∵S△AOC=12OA?|yC|=52,
∴52|yC|=52,
∴|yC|=1,
解得yC=±1,
∵C在△AOB內(nèi)部,
∴12a=1,
解得a=2,
∴y=2x2﹣8x+9.
(3)∵點(diǎn)頂點(diǎn)C坐標(biāo)為(a,12a).
∴拋物線(xiàn)向右平移一個(gè)單位,再向下平移12個(gè)單位后,點(diǎn)P坐標(biāo)為(a+1,12a?12),
把x=a+1代入y=﹣x+5得y=﹣a+4,
∴0<a<50<12a?12<?a+4,
解得1<a<3.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查二次函數(shù)與一次函數(shù)的綜合問(wèn)題,掌握函數(shù)與方程及不等式的關(guān)系.
2.(2023春?金山區(qū)月考)在平面直角坐標(biāo)系xOy中(如圖),已知點(diǎn)A(2,1),點(diǎn)B與點(diǎn)A關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng).拋物線(xiàn)y=f(x)經(jīng)過(guò)原點(diǎn)O,且頂點(diǎn)為B,將該拋物線(xiàn)與x軸的另外一個(gè)交點(diǎn)記為C.
(1)求拋物線(xiàn)y=f(x)的表達(dá)式;
(2)如果點(diǎn)D在拋物線(xiàn)y=f(x)上,且S△DOC=2S△AOC,求點(diǎn)D的坐標(biāo);
(3)在拋物線(xiàn)y=f(x)的對(duì)稱(chēng)軸上是否存在一點(diǎn)E,使得拋物線(xiàn)y=f(x)上的任意一點(diǎn)F到點(diǎn)E的距離都等于點(diǎn)F到直線(xiàn)y=﹣2的距離?如果存在,試求點(diǎn)E的坐標(biāo);如果不存在,請(qǐng)簡(jiǎn)述理由.
分析:(1)由點(diǎn)A坐標(biāo)求出點(diǎn)B坐標(biāo),設(shè)拋物線(xiàn)頂點(diǎn)式,將(0,0)代入解析式求解.
(2)由S△DOC=2S△AOC可得yD=2yA=2,進(jìn)而求解.
(3)設(shè)點(diǎn)E坐標(biāo)為(2,a),點(diǎn)F坐標(biāo)為(x,14x2﹣x),用代數(shù)式表示點(diǎn)F到點(diǎn)E及點(diǎn)F到直線(xiàn)y=﹣2的距離,列等式求解.
【解答】解:(1)點(diǎn)A(2,1)關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng)點(diǎn)B坐標(biāo)為(2,﹣1),點(diǎn)B為頂點(diǎn),
設(shè)拋物線(xiàn)解析式為y=a(x﹣2)2﹣1,
將(0,0)代入y=a(x﹣2)2﹣1得0=4a﹣1,
解得a=14,
∴y=14(x﹣2)2﹣1=14x2﹣x.
(2)∵拋物線(xiàn)對(duì)稱(chēng)軸為直線(xiàn)x=2,拋物線(xiàn)經(jīng)過(guò)原點(diǎn),
∴點(diǎn)C坐標(biāo)為(4,0),
∵S△DOC=2S△AOC,
∴yD=2yA=2,
將y=2代入y=14(x﹣2)2﹣1得2=14(x﹣2)2﹣1,
解得x1=2﹣23,x2=2+23,
∴點(diǎn)D坐標(biāo)為(2﹣23,2)或(2+23,2).
(3)設(shè)點(diǎn)E坐標(biāo)為(2,a),點(diǎn)F坐標(biāo)為(x,14x2﹣x),
∴EF=(2?x)2+(14x2?x?a)2,
∵F到直線(xiàn)y=﹣2的距離為14x2﹣x﹣(﹣2)=14x2﹣x+2,
∴(2?x)2+(14x2?x?a)2=14x2﹣x+2,整理得12a(x﹣2)2=0,
∴a=0滿(mǎn)足題意,
∴點(diǎn)E坐標(biāo)為(2,0).
【點(diǎn)評(píng)】本題考查二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,解題關(guān)鍵是掌握二次函數(shù)的性質(zhì),掌握二次函數(shù)與方程的關(guān)系.
3.(2023?青山區(qū)二模)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知拋物線(xiàn)y=﹣x2+bx+c與x軸交于點(diǎn)A和點(diǎn)B(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C(0,3),對(duì)稱(chēng)軸是直線(xiàn)x=1.
(1)求拋物線(xiàn)的表達(dá)式;
(2)直線(xiàn)MN平行于x軸,與拋物線(xiàn)交于M、N兩點(diǎn)(點(diǎn)M在點(diǎn)N的左側(cè)),且MN=34AB,點(diǎn)C關(guān)于直線(xiàn)MN的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為E,求線(xiàn)段OE的長(zhǎng);
(3)點(diǎn)P是該拋物線(xiàn)上一點(diǎn),且在第一象限內(nèi),聯(lián)結(jié)CP、EP,EP交線(xiàn)段BC于點(diǎn)F,當(dāng)S△CPF:S△CEF=1:2時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo).
分析:(1)根據(jù)對(duì)稱(chēng)軸為直線(xiàn)x=1求出b=2,即可求解;
(2)由拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)性知,QM=QN=12MN=32,則點(diǎn)N(52,74),即MN在直線(xiàn)y=74上,即可求解;
(3)S△CPF:S△CEF=1:2,即PFEF=12,而△PP′F∽△ECF,則PFEF=PP'EC,即?a2+3a52=12,即可求解.
【解答】解:(1)由題意得:?b2×(?1)=1,解得:b=2,
∵拋物線(xiàn)與y軸交于點(diǎn)C(0,3),故c=3,
故拋物線(xiàn)的表達(dá)式為:y=﹣x2+2x+3;
(2)對(duì)于y=﹣x2+2x+3,令y=0,則x=﹣1或3,
故點(diǎn)A、B的坐標(biāo)分別為:(﹣1,0)、(3,0),則AB=4,MN=34AB=3,
如圖1,作拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸交MN于點(diǎn)Q,
由拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)性知,QM=QN=12MN=32,
則點(diǎn)N的橫坐標(biāo)為1+32=52,故點(diǎn)N(52,74),即MN在直線(xiàn)y=74上,
則點(diǎn)C關(guān)于MN的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)E的坐標(biāo)為:(0,12),
即OE=12;
(3)過(guò)點(diǎn)P作PP′∥OC交BC于點(diǎn)P′,
設(shè)直線(xiàn)BC的表達(dá)式為:y=mx+n,則n=30=3m+n,解得:m=?1n=3,
故直線(xiàn)BC的表達(dá)式為:y=﹣x+3,
設(shè)點(diǎn)P(a,﹣a2+2a+3),則點(diǎn)P′(a,﹣a+3),
則PP′=(﹣a2+2a+3)﹣(﹣a+3)=﹣a2+3a,
∵S△CPF:S△CEF=1:2,即PFEF=12,
∵PP′∥CE,
∴△PP′F∽△ECF,
∴PFEF=PP'EC,即?a2+3a52=12,
解得:a=52或12,
故點(diǎn)P的坐標(biāo)為:(52,74)或(12,154).
【點(diǎn)評(píng)】本題考查的是二次函數(shù)綜合運(yùn)用,涉及到一次函數(shù)的性質(zhì)、三角形相似、面積的計(jì)算等,綜合性比較強(qiáng),難度適中.
4.(2023秋?徐匯區(qū)期末)如圖,拋物線(xiàn)y=?43x2+103x+2與x軸交于點(diǎn)A,與y軸交于點(diǎn)B,C為線(xiàn)段OA上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)C作x軸的垂線(xiàn),交直線(xiàn)AB于點(diǎn)D,交該拋物線(xiàn)于點(diǎn)E.
(1)求直線(xiàn)AB的表達(dá)式,直接寫(xiě)出頂點(diǎn)M的坐標(biāo);
(2)當(dāng)以B,E,D為頂點(diǎn)的三角形與△CDA相似時(shí),求點(diǎn)C的坐標(biāo);
(3)當(dāng)∠BED=2∠OAB時(shí),求△BDE與△CDA的面積之比.
分析:(1)求出A、B點(diǎn)的坐標(biāo),用待定系數(shù)法求直線(xiàn)AB的解析式即可;
(2)由題意可知△BED是直角三角形,設(shè)C(t,0),分兩種情況討論①當(dāng)∠BED=90°,時(shí),BE∥AC,此時(shí)E(t,2),由此可求t=52;②當(dāng)∠EBD=90°時(shí),過(guò)點(diǎn)E作EQ⊥y軸交于點(diǎn)Q,可證明△ABO∽△BEQ,則AOBQ=BOEQ,可求E(t,2+32t),再由E點(diǎn)在拋物線(xiàn)上,則可求t=118,進(jìn)而求C點(diǎn)坐標(biāo);
(3)作BA的垂直平分線(xiàn)交x軸于點(diǎn)Q,連接BQ,過(guò)點(diǎn)B作BG⊥EC于點(diǎn)G,則有∠BQO=∠BED,在Rt△BOQ中,BQ2=4+(3﹣BQ)2,求出BQ=136,QO=56,則tan∠BQO=tan∠BEG=125,設(shè)C(t,0),則D(t,?23t+2),E(t,?43t2+103t+2),則有125=t?43t2+103t,求出t=3516,即可求S△BDES△CDA=2t23?t=1225104.
【解答】解:(1)令y=0,則?43x2+103x+2=0,
∴x=?12或x=3,
∴A(3,0),
令x=0,則y=2,
∴B(0,2),
設(shè)直線(xiàn)AB的解析式為y=kx+b,
∴b=23k+b=0,
∴k=?23b=2,
∴y=?23x+2,
∵y=?43x2+103x+2=?43(x?54)2+4912,
∴M(54,4912);
(2)∵∠ADC=∠BDE,∠ACD=90°,
∴△BED是直角三角形,
設(shè)C(t,0),
如圖1,當(dāng)∠BED=90°,時(shí),BE∥AC,
∴E(t,2),
∴?43t2+103t+2=2,
∴t=0(舍)或t=52,
∴C(52,0);
②如圖2,當(dāng)∠EBD=90°時(shí),
過(guò)點(diǎn)E作EQ⊥y軸交于點(diǎn)Q,
∵∠BAO+∠ABO=90°,∠ABO+∠QBE=90°,
∴∠QBE=∠BAO,
∴△ABO∽△BEQ,
∴AOBQ=BOEQ,即3BQ=2t,
∴BQ=32t,
∴E(t,2+32t),
∴2+32t=?43t2+103t+2,
∴t=0(舍)或t=118,
∴C(118,0);
綜上所述:C點(diǎn)的坐標(biāo)為(118,0)或(52,0);
(3)如圖3,作BA的垂直平分線(xiàn)交x軸于點(diǎn)Q,連接BQ,過(guò)點(diǎn)B作BG⊥EC于點(diǎn)G,
∴BQ=AQ,
∴∠BQA=∠QAB,
∵∠BED=2∠OAB,
∴∠BQO=∠BED,
在Rt△BOQ中,BQ2=BO2+OQ2,
∴BQ2=4+(3﹣BQ)2,
∴BQ=136,
∴QO=56,
∴tan∠BQO=125,
∴tan∠BEG=125,
設(shè)C(t,0),則D(t,?23t+2),E(t,?43t2+103t+2),
∵BG=t,DE=?43t2+4t,AC=3﹣t,DC=?23t+2,EG=?43t2+103t,
∴125=t?43t2+103t,
∴t=3516,
∴S△BDE=12ED?BG,
S△CDA=12AC?CD,
∴S△BDES△CDA=(?43t2+4t)t(3?t)(?23t+2)=2t23?t=1225104.
【點(diǎn)評(píng)】本題是二次函數(shù)的綜合題,熟練掌握二次函數(shù)的圖象及性質(zhì),三角形相似的性質(zhì)與判定,分類(lèi)討論,數(shù)形結(jié)合是解題的關(guān)鍵.
5.(2023?黃浦區(qū)校級(jí)二模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知拋物線(xiàn)y=ax2﹣2ax+c(a>0)與x軸交于點(diǎn)A(﹣2,0)、B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C,對(duì)稱(chēng)軸與x軸交于點(diǎn)D,直線(xiàn)y=12x+b經(jīng)過(guò)點(diǎn)A,交拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸于點(diǎn)E.
(1)求△ABE的面積;
(2)聯(lián)結(jié)EC,交x軸于點(diǎn)F,聯(lián)結(jié)AC,若S△AEFS△AFC=34,求拋物線(xiàn)的表達(dá)式;
(3)在(2)的條件下,點(diǎn)P是直線(xiàn)AE上一點(diǎn),且∠EPB=∠ECB,求點(diǎn)P的坐標(biāo).
分析:(1)將A(﹣2,0)代入y=12x+b可得b=1,由拋物線(xiàn)y=ax2﹣2ax+c的對(duì)稱(chēng)軸為直線(xiàn)x=??2a2a=1,在y=12x+1中,令x=1可得E(1,32),根據(jù)A(﹣2,0),B關(guān)于對(duì)稱(chēng)軸直線(xiàn)x=1對(duì)稱(chēng),即知B(4,0),從而可得S△ABE=12AB?|yE|=92;
(2)過(guò)E作EK⊥y軸于K,由S△AEFS△AFC=34,OF∥EK,可得OKOC=EFCF=34,即得C(0,﹣2),用待定系數(shù)法得拋物線(xiàn)的表達(dá)式為y=14x2?12x﹣2;
(3)過(guò)B作BP∥CE交直線(xiàn)AE于P,以B為圓心,BP為半徑作圓與直線(xiàn)AE另一交點(diǎn)為P',直線(xiàn)AE為y=12x+1,用待定系數(shù)法可得直線(xiàn)BC為y=12x﹣2,即知AE∥BC,從而四邊形ECBP是平行四邊形,有∠ECB=∠EPB,P是滿(mǎn)足題意的點(diǎn),由平移可得P(5,72),因BP=BP',所以∠EP'B=∠EPB=∠ECB,P'是滿(mǎn)足題意的點(diǎn),設(shè)P'(m,12m+1),可得(5﹣4)2+(72?0)2=(m﹣4)2+(12m+1)2,即可解得P'(35,1310).
【解答】解:(1)將A(﹣2,0)代入y=12x+b得:
﹣1+b=0,
解得b=1,
∴y=12x+1,
拋物線(xiàn)y=ax2﹣2ax+c的對(duì)稱(chēng)軸為直線(xiàn)x=??2a2a=1,
在y=12x+1中,令x=1得y=32,
∴E(1,32),
∵拋物線(xiàn)y=ax2﹣2ax+c(a>0)與x軸交于點(diǎn)A(﹣2,0)、B兩點(diǎn),
∴A(﹣2,0),B關(guān)于對(duì)稱(chēng)軸直線(xiàn)x=1對(duì)稱(chēng),
∴B(4,0),
∴AB=6,
∴S△ABE=12AB?|yE|=12×6×32=92,
答:△ABE的面積是92;
(2)過(guò)E作EK⊥y軸于K,如圖:
∵S△AEFS△AFC=34,
∴EFCF=34,
∵OF∥EK,
∴OKOC=EFCF=34,
由(1)知E(1,32),
∴OK=32,
∴OC=2,
∴C(0,﹣2),
把A(﹣2,0),C(0,﹣2)代入y=ax2﹣2ax+c得:
4a+4a+c=0c=?2,
解得a=14c=?2,
∴拋物線(xiàn)的表達(dá)式為y=14x2?12x﹣2;
(3)過(guò)B作BP∥CE交直線(xiàn)AE于P,以B為圓心,BP為半徑作圓與直線(xiàn)AE另一交點(diǎn)為P',如圖:
由(1)(2)知直線(xiàn)AE為y=12x+1,C(0,﹣2),B(4,0),
設(shè)直線(xiàn)BC為y=tx﹣2,將B(4,0)代入得:
4t﹣2=0,
解得t=12,
∴直線(xiàn)BC為y=12x﹣2,
∴AE∥BC,
∵BP∥CE,
∴四邊形ECBP是平行四邊形,
∴∠ECB=∠EPB,
∴P是滿(mǎn)足題意的點(diǎn),
由C(0,﹣2)平移至B(4,0)與E(1,32)平移至P方式相同,可得P(5,72),
∵BP=BP',
∴∠EP'B=∠EPB=∠ECB,
∴P'是滿(mǎn)足題意的點(diǎn),
設(shè)P'(m,12m+1),
∵BP=BP',
∴(5﹣4)2+(72?0)2=(m﹣4)2+(12m+1)2,
解得m=5(與P重合,舍去)或m=35,
∴P'(35,1310),
綜上所述,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(5,72)或(35,1310).
【點(diǎn)評(píng)】本題考查一次函數(shù)、二次函數(shù)綜合應(yīng)用,涉及待定系數(shù)法,三角形面積,平行四邊形、等腰三角形等知識(shí),解題的關(guān)鍵是用含字母的代數(shù)式表示相關(guān)點(diǎn)坐標(biāo)和相關(guān)線(xiàn)段的長(zhǎng)度.
【過(guò)關(guān)檢測(cè)】
1.(2023?青浦區(qū)二模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,二次函數(shù)y=ax2﹣4ax+3的圖象與x軸正半軸交于點(diǎn)A、B,與y軸相交于點(diǎn)C,頂點(diǎn)為D,且tan∠CAO=3.
(1)求這個(gè)二次函數(shù)的解析式;
(2)點(diǎn)P是對(duì)稱(chēng)軸右側(cè)拋物線(xiàn)上的點(diǎn),聯(lián)結(jié)CP,交對(duì)稱(chēng)軸于點(diǎn)F,當(dāng)S△CDF:S△FDP=2:3時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)在(2)的條件下,將△PCD沿直線(xiàn)MN翻折,當(dāng)點(diǎn)P恰好與點(diǎn)O重合時(shí),折痕MN交x軸于點(diǎn)M,交y軸于點(diǎn)N,求OMON的值.
分析:(1)在Rt△AOC中,tan∠CAO=OCOA=3,求出點(diǎn)A的坐標(biāo),即可求解;
(2)利用S△CDFS△FDP=CGPQ=23,即可求解;
(3)證明∠ONM=∠POH,則tan∠ONM=OMON=tan∠POM=PHOH=85.
【解答】解:(1)∵二次函數(shù)y=ax2﹣4ax+3的圖象與y軸交于點(diǎn)C,
∴點(diǎn)C的坐標(biāo)為(0,3),
∴OC=3,
連接AC,在Rt△AOC中,tan∠CAO=OCOA=3,
∴OA=1,
將點(diǎn)A(1,0)代入y=ax2﹣4ax+3,得a﹣4a+3=0,
解得:a=1.
所以,這個(gè)二次函數(shù)的解析式為 y=x2﹣4x+3;
(2)過(guò)點(diǎn)C作CG⊥DF,過(guò)點(diǎn)P作PQ⊥DF,垂足分別為點(diǎn)G、Q.
∵拋物線(xiàn)y=x2﹣4x+3的對(duì)稱(chēng)軸為直線(xiàn)x=2,
∴CG=2,
∵S△CDFS△FDP=CGPQ=23,
∴PQ=3,
∴點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為5,
∴把x=5代入y=x2﹣4x+3,得 y=8,
∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為(5,8);
(3)過(guò)點(diǎn)P作PH⊥OM,垂足分別為點(diǎn)H,
∵點(diǎn)P的坐標(biāo)為(5,8),
∴OH=5,PH=8,
∵將△PCD沿直線(xiàn)MN翻折,點(diǎn)P恰好與點(diǎn)O重合,
∴MN⊥OP,
∴∠ONM+∠NOP=90°,
又∵∠POH+∠NOP=90°,
∴∠ONM=∠POH,
∴tan∠ONM=OMON=tan∠POM=PHOH=85.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查的是二次函數(shù)綜合運(yùn)用,涉及到一次函數(shù)的性質(zhì)、圖象的翻折、面積的計(jì)算等,具有一定的綜合性,難度適中.
2.(2023?黃浦區(qū)二模)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,拋物線(xiàn)y=﹣x2+mx+n經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(5,0),頂點(diǎn)為點(diǎn)B,對(duì)稱(chēng)軸為直線(xiàn)x=3,且對(duì)稱(chēng)軸與x軸交于點(diǎn)C.直線(xiàn)y=kx+b經(jīng)過(guò)點(diǎn)A,與線(xiàn)段BC交于點(diǎn)E.
(1)求拋物線(xiàn)y=﹣x2+mx+n的表達(dá)式;
(2)聯(lián)結(jié)BO、EO.當(dāng)△BOE的面積為3時(shí),求直線(xiàn)y=kx+b的表達(dá)式;
(3)在(2)的條件下,設(shè)點(diǎn)D為y軸上的一點(diǎn),聯(lián)結(jié)BD、AD.當(dāng)BD=EO時(shí),求∠DAO的余切值.
分析:(1)利用待定系數(shù)法和拋物線(xiàn)對(duì)稱(chēng)軸公式即可求解;
(2)先求出頂點(diǎn)B坐標(biāo),根據(jù)△BOE的面積為3求出BE,進(jìn)而求出點(diǎn)E坐標(biāo),利用待定系數(shù)法即可求解;
(3)分BD∥OE和BD與OE不平行兩種情況,分別求出D坐標(biāo),利用余切定義即可求解.
【解答】解:(1)∵拋物線(xiàn)y=﹣x2+mx+n經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(5,0),對(duì)稱(chēng)軸為直線(xiàn)x=3,
∴?m?2=3?25+5m+n=0,
∴m=6n=?5,
∴拋物線(xiàn)表達(dá)式為y=﹣x2+6x﹣5;
(2)把x=3代入y=﹣x2+6x﹣5得y=4,
∴拋物線(xiàn)頂點(diǎn)B坐標(biāo)為(3,4),
由△BOE的面積為3得12BE×3=3,
∴BE=2,
∵點(diǎn)E在線(xiàn)段BC上,
∴點(diǎn)E坐標(biāo)為E(3,2),
把點(diǎn)E(3,2)和點(diǎn)A(5,0)代入y=kx+b得,
5k+b=03k+b=2,
∴k=?1b=5,
∴直線(xiàn)的表達(dá)式為y=﹣x+5;
(3)如圖,①若BD∥OE,
∵BD=EO,
∴四邊形OEBD為平行四邊形,
則點(diǎn)D坐標(biāo)為(0,2),
連接DA,
∴ct∠DAO=OADO=52;
②若BD不平行OE,如圖D′,
則四邊形OEBD′為等腰梯形,
做BF⊥y軸于F,則D′F=DF=2,
∴點(diǎn)D′坐標(biāo)為(0,6),
連接D′A,
∴ct∠D′AO=AOD'O=56,
綜上所述,此時(shí)∠DAO的余切值為52或56.
【點(diǎn)評(píng)】本題為二次函數(shù)綜合題,考查了二次函數(shù)性質(zhì),求一次函數(shù)解析式,余切定義等知識(shí),熟練掌握各知識(shí)點(diǎn)是解題關(guān)鍵,解第(3)步時(shí)要注意分類(lèi)討論思想應(yīng)用.
3.(2023?寶山區(qū)三模)如圖,在直角坐標(biāo)平面xOy內(nèi),點(diǎn)A在x軸的正半軸上,點(diǎn)B在第一象限內(nèi),且∠OAB=90°,∠BOA=30°,OB=4.二次函數(shù)y=﹣x2+bx的圖象經(jīng)過(guò)點(diǎn)A,頂點(diǎn)為點(diǎn)C.
(1)求這個(gè)二次函數(shù)的解析式,并寫(xiě)出頂點(diǎn)C的坐標(biāo);
(2)設(shè)這個(gè)二次函數(shù)圖象的對(duì)稱(chēng)軸l與OB相交于點(diǎn)D,與x軸相交于點(diǎn)E,求DEDC的值;
(3)設(shè)P是這個(gè)二次函數(shù)圖象的對(duì)稱(chēng)軸l上一點(diǎn),如果△POA的面積與△OCE的面積相等,求點(diǎn)P的坐標(biāo).
分析:(1)由∠OAB=90°,在直角三角形OAB中求得點(diǎn)A,代入函數(shù)式解得.
(2)直角三角形OAB中求得AB的長(zhǎng)度,由拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸可知DE∥AB,OE=AE.求得DE,進(jìn)而求得CD,從而求得.(3)利用三角形OCE和三角形POA的面積相等即求得.
【解答】解:(1)∵∠OAB=90°,∠BOA=30°,OB=4,
∴OA=OB?cs30°=23.
∴A(23,0).
∵二次函數(shù)y=﹣x2+bx的圖象經(jīng)過(guò)點(diǎn)A,
∴?(23)2+23b=0.
解得b=23.
∴二次函數(shù)的解析式為y=?x2+23x.
頂點(diǎn)C的坐標(biāo)是(3,3).
(2)∵∠OAB=90°,∠BOA=30°,OB=4,
∴AB=2.
由DE是二次函數(shù)y=?x2+23x的圖象的對(duì)稱(chēng)軸,
可知DE∥AB,OE=AE.
∴DEAB=OEOA=12.即得DE=1.
又∵C(3,3),∴CE=3.
即得CD=2.
∴DEDC=12.
(3)根據(jù)題意,可設(shè)P(3,n).
∵OE=12OA=3,CE=3,
∴S△OCE=12OE?CE=323.
∴S△POA=12OA?PE=12×23|n|=332.
解得n=±32.
∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為P1(3,32)、P2(3,?32).
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了二次函數(shù)的綜合運(yùn)用,考查了直角三角形內(nèi)的三角函數(shù),拋物線(xiàn)過(guò)一點(diǎn),即代入求得;通過(guò)拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸來(lái)做題,方便快捷,這也考查了靈活的思維;通過(guò)面積的求得,來(lái)求得點(diǎn)的做標(biāo),只是考查的手段,問(wèn)題考查的思路.
4.(2023?寶山區(qū)二模)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,拋物線(xiàn)y=13x2+bx﹣1與x軸交于點(diǎn)A和點(diǎn)B(點(diǎn)A在x軸的正半軸上),與y軸交于點(diǎn)C,已知tan∠CAB=13.
(1)求頂點(diǎn)P和點(diǎn)B的坐標(biāo);
(2)將拋物線(xiàn)向右平移2個(gè)單位,得到的新拋物線(xiàn)與y軸交于點(diǎn)M,求點(diǎn)M的坐標(biāo)和△APM的面積;
(3)如果點(diǎn)N在原拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸上,當(dāng)△PMN與△ABC相似時(shí),求點(diǎn)N的坐標(biāo).
分析:(1)根據(jù)題意可畫(huà)出函數(shù)圖象,由tan∠CAB=13可得OCOA=13,令x=0可得y=﹣1,進(jìn)而可得C(0,﹣1),即OC=1,由此可得A(3,0),將點(diǎn)A的坐標(biāo)代入拋物線(xiàn)解析式可求出b的值,化作頂點(diǎn)式可求出點(diǎn)P的坐標(biāo);令y=0,可求出x的值,進(jìn)而可得出點(diǎn)B的坐標(biāo);
(2)根據(jù)拋物線(xiàn)的平移可求出新拋物線(xiàn),令x=0,可得出點(diǎn)M的坐標(biāo),利用三角形的面積公式可求出△APM的面積;
(3)過(guò)點(diǎn)M作MQ垂直于原拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸,可得出MQ和PQ的長(zhǎng),進(jìn)而可得出tan∠MPQ=tan∠CAB=13,由△PMN與△ABC相似可得,PM:PN=AB:AC或PM:PN=AC:AB,由此可得出點(diǎn)N的坐標(biāo).
【解答】解:(1)根據(jù)題意可畫(huà)出函數(shù)圖象,
令x=0可得y=﹣1,
∴C(0,﹣1),即OC=1.
在Rt△AOC中,tan∠CAB=13,
∴OCOA=13,
∴OA=3,
∴A(3,0).
將點(diǎn)A的坐標(biāo)代入拋物線(xiàn)解析式可得,13×32+3b﹣1=0,解得b=?23.
∴拋物線(xiàn)的解析式為:y=13x2?23x﹣1=13(x﹣1)2?43.
∴頂點(diǎn)P(1,?43),
令y=0,即13(x﹣1)2?43=0,
∴x=3或x=﹣1,
∴B(﹣1,0).
(2)將(1)中拋物線(xiàn)向右平移2個(gè)單位,得到的新拋物線(xiàn)y=13(x﹣3)2?43.
令x=0,則y=53.
∴M(0,53).
連接AP并延長(zhǎng)交y軸于點(diǎn)D,
∴直線(xiàn)AP的解析式為:y=23x﹣2,
∴D(0,﹣2),
∴S△APM=12(xA﹣xP)?MD=12×(3﹣1)×(53+2)=113.
(3)在△ABC中,A(3,0),B(﹣1,0),C(0,﹣1),tan∠CAB=13,
∴AB=4,AC=10.
如圖,過(guò)點(diǎn)M作MQ垂直于原拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸,
∴MQ=1,PQ53+43=3,
∴tan∠MPQ=MQPQ=13,PM=10.
∴∠MPQ=∠CAB,
若△PMN與△ABC相似,則PM:PN=AB:AC或PM:PN=AC:AB,
設(shè)N(1,t),則PN=t+43,
∴10:(t+43)=4:10或10:(t+43)=10:4,
解得t=76或t=83.
∴N(1,76)或(1,83).
【點(diǎn)評(píng)】本題屬于二次函數(shù)與幾何綜合題,涉及待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,三角函數(shù)值,相似三角形的性質(zhì)與判定,分類(lèi)討論思想等知識(shí).第(3)問(wèn)得出∠MPQ=∠CAB是解題關(guān)鍵.
5.(2023?普陀區(qū)二模)在平面直角坐標(biāo)系xOy中(如圖),已知拋物線(xiàn)y=12x2+bx+c與x軸交于點(diǎn)A(﹣2,0)、B(6,0),與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)D是在第四象限內(nèi)拋物線(xiàn)上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),直線(xiàn)AD與直線(xiàn)BC交于點(diǎn)E.
(1)求b、c的值和直線(xiàn)BC的表達(dá)式;
(2)設(shè)∠CAD=45°,求點(diǎn)E的坐標(biāo);
(3)設(shè)點(diǎn)D的橫坐標(biāo)為d,用含d的代數(shù)式表示△ACE與△DCE的面積比.
分析:(1)利用待定系數(shù)法可求解析式;
(2)通過(guò)證明△ACE∽△BCA,可得ACBC=CEAC,即可求解;
(3)由相似三角形的性質(zhì)可得S△ACES△DCE=ABDF,即可求解.
【解答】解:(1)∵拋物線(xiàn)y=12x2+bx+c與x軸交于點(diǎn)A(﹣2,0)、B(6,0),
∴0=12×4?2b+c0=12×36+6b+c,
解得b=?2c=?6,
∴拋物線(xiàn)解析式為y=12x2﹣2x﹣6,
當(dāng)x=0時(shí),y=﹣6,
∴點(diǎn)C(0,﹣6),
設(shè)直線(xiàn)BC解析式為y=mx+n,
則n=?60=6m+n,
解得:m=1n=?6,
∴直線(xiàn)BC解析式為y=x﹣6;
(2)如圖1,過(guò)點(diǎn)E作EH⊥OC于H,
∵點(diǎn)C(0,﹣6),點(diǎn)B(6,0),點(diǎn)A(﹣2,0),
∴OB=OC=6,OA=2,
∴∠OBC=∠OCB=45°,BC=62,AC=OA2+OC2=4+36=210,
∵∠ABC=∠CAD=45°,∠ACE=∠ACB,
∴△ACE∽△BCA,
∴ACBC=CEAC,
∴21062=CE210,
∴CE=1023,
∵EH⊥CO,∠ECH=45°,
∴EH=HC=103,
∴OH=83,
∴點(diǎn)E(103,?83);
(3)∵點(diǎn)D的橫坐標(biāo)為d,
∴點(diǎn)D(d,12d2﹣2d﹣6),(0<d<6),
如圖2,過(guò)點(diǎn)D作DF∥AB交BC于點(diǎn)F,
∴△ABE∽△DFE,
∴ABDF=AEDE,
∵S△ACES△DCE=AEDE,
∴S△ACES△DCE=ABDF.
∵點(diǎn)F在直線(xiàn)BC上,
∴點(diǎn)F(12d2﹣2d,12d2﹣2d﹣6),
∴DF=3d?12d2,
∴S△ACES△DCE=83d?12d2=166d?d2.
【點(diǎn)評(píng)】本題是二次函數(shù)綜合題,考查了二次函數(shù)的性質(zhì),待定系數(shù)法求解析式,相似三角形的判定和性質(zhì)等知識(shí),根據(jù)題意畫(huà)出符合條件的圖形是解題的關(guān)鍵.
6.(2023秋?松江區(qū)月考)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線(xiàn)y=x2+bx+c過(guò)A,B,C三點(diǎn),點(diǎn)A的坐標(biāo)是(3,0),點(diǎn)C的坐標(biāo)是(0,﹣3).
(1)求拋物線(xiàn)的解析式及頂點(diǎn)D的坐標(biāo);
(2)求以點(diǎn)A、點(diǎn)C及點(diǎn)D圍成的△ACD的面積;
(3)在拋物線(xiàn)上是否存在點(diǎn)P,使得∠PCA=15°,若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)P的橫坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
分析:(1)將點(diǎn)A、C坐標(biāo)代入即可求出拋物線(xiàn)解析式,再通過(guò)配方即可確定點(diǎn)D坐標(biāo);
(2)過(guò)拋物線(xiàn)頂點(diǎn)D作x軸垂線(xiàn)交直線(xiàn)AC于點(diǎn)E,求出直線(xiàn)AC解析式再求出E點(diǎn)坐標(biāo),通過(guò)S△ACD=12×DE?xA即可求出△ACD的面積;
(3)分當(dāng)點(diǎn)P位于AC上方時(shí)和當(dāng)點(diǎn)P'位于AC下方兩種情況,數(shù)形結(jié)合即可找出點(diǎn)P坐標(biāo).
【解答】解:(1)把點(diǎn)A的坐標(biāo)(3,0),點(diǎn)C的坐標(biāo)(0,﹣3)分別代入拋物線(xiàn)y=x2+bx+c中得:
0=9+3b+c?3=c,
解得:b=?2c=?3,
∴拋物線(xiàn)解析式為:y=x2﹣2x﹣3,
又∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
∴頂點(diǎn)D的坐標(biāo)為(1,﹣4);
(2)如圖所示,過(guò)拋物線(xiàn)頂點(diǎn)D作x軸垂線(xiàn)交直線(xiàn)AC于點(diǎn)E,連結(jié)CD、AD,
由(1)知:A(3,0),C(0,﹣3),D(1,﹣4),
設(shè)直線(xiàn)AC的解析式為:y=kx+b,將A、C兩點(diǎn)坐標(biāo)代入得:
0=3k+b?3=b,
解得:k=1b=?3,
∴直線(xiàn)AC的解析式為:y=x﹣3,
當(dāng)x=1時(shí),y=﹣2,
∴點(diǎn)E坐標(biāo)為(1,﹣2),
∴DE=﹣2﹣(﹣4)=2,
又∵S△ACD=12×DE?xA,
∴S△ACD=12×2×3=3;
(3)存在,理由如下:
由上可知AO=CO=3,∠ACO=∠OAC=45°,假設(shè)存在點(diǎn)P,使得∠PCA=15°,
分情況討論①:當(dāng)點(diǎn)P位于AC上方時(shí),連結(jié)CP交x軸于點(diǎn)H,如下圖所示:
∵∠ACO=45°,∠PCA=15°,
∴∠OCH=30°,
在Rt△COH中,tan∠OCH=tan30°=OHOC=OH3=33,
∴OH=3,H坐標(biāo)為(3,0),
設(shè)直線(xiàn)CH的解析式為y=k1x+b1,將點(diǎn)C、H代入得:
0=3k1+b1?3=b1
解得:k1=3b1=?3,
∴直線(xiàn)CH的解析式為:y=3x?3,
∵點(diǎn)P為直線(xiàn)PC與拋物線(xiàn)交點(diǎn),
∴聯(lián)立方程得:y=x2?2x?3y=3x?3,
解得:x1=2+3,x2=0(舍去),
∴此時(shí)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為2+3;
分情況討論②:當(dāng)點(diǎn)P'位于AC下方時(shí),連結(jié)CP'交x軸于點(diǎn)K,如下圖所示:
∵∠ACO=45°,∠P'CA=15°,
∴∠OCK=45°+15°=60°,
在Rt△COK中,tan∠OCK=tan60°=OKOC=OK3=3,
∴OK=33,K坐標(biāo)為(33,0),
設(shè)直線(xiàn)CK的解析式為y=k2x+b2,將點(diǎn)C、K代入得:
0=33k2+b2?3=b2
解得:k2=33b2=?3,
∴直線(xiàn)CK的解析式為:y=33x?3,
∵點(diǎn)P'為直線(xiàn)CK與拋物線(xiàn)交點(diǎn),
∴聯(lián)立方程得:y=x2?2x?3y=33x?3,
解得:x1=2+33,x2=0(舍去),
∴此時(shí)點(diǎn)P'的橫坐標(biāo)為2+33,
綜上所述:點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為2+3或2+33.
【點(diǎn)評(píng)】本題屬于二次函數(shù)壓軸大題,考查二次函數(shù)圖象和基本性質(zhì),熟練掌握二次函數(shù)圖象和性質(zhì)以及能數(shù)形結(jié)合、分類(lèi)討論是解題的關(guān)鍵.
7.(2023?崇明區(qū)二模)已知拋物線(xiàn)y=ax2+bx﹣4經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(﹣1,0),B(4,0),與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)D是該拋物線(xiàn)上一點(diǎn),且在第四象限內(nèi),連接AC、BC、CD、BD.
(1)求拋物線(xiàn)的函數(shù)解析式,并寫(xiě)出對(duì)稱(chēng)軸;
(2)當(dāng)S△BCD=4S△AOC時(shí),求點(diǎn)D的坐標(biāo);
(3)在(2)的條件下,如果點(diǎn)E是x軸上的一點(diǎn),點(diǎn)F是拋物線(xiàn)上一點(diǎn),當(dāng)點(diǎn)A、D、E、F為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)E的坐標(biāo).
分析:(1)設(shè)拋物線(xiàn)的解析式為y=a(x+1)(x﹣4)=ax2﹣3ax﹣4a,根據(jù)﹣4a=﹣4,可得a=1,由此即可解決問(wèn)題.
(2)如圖1中,設(shè)D(m,m2﹣3m﹣4),連接OD.根據(jù)S△BCD=S△OCD+S△OBD﹣S△OBC=4S△AOC,構(gòu)建方程求出m即可解決問(wèn)題.
(3)分兩種情形:如圖2中,當(dāng)AE為平行四邊形的邊時(shí),根據(jù)DF=AE=1,求解即可.如圖3中,當(dāng)AE,DF是平行四邊形的對(duì)角線(xiàn)時(shí),根據(jù)點(diǎn)F的縱坐標(biāo)為6,求出點(diǎn)F的坐標(biāo),再根據(jù)中點(diǎn)坐標(biāo)公式求解即可.
【解答】解:(1)∵y=ax2+bx﹣4經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(﹣1,0),B(4,0),
∴可以假設(shè)拋物線(xiàn)的解析式為y=a(x+1)(x﹣4)=ax2﹣3ax﹣4a,
∴﹣4a=﹣4,
∴a=1,
∴拋物線(xiàn)的解析式為:y=x2﹣3x﹣4,對(duì)稱(chēng)軸x=32.
(2)如圖1中,設(shè)D(m,m2﹣3m﹣4),連接OD.
∵S△BCD=S△OCD+S△OBD﹣S△OBC=4S△AOC,
∴12×4×(﹣m2+3m+4)+12×4×m?12×4×4=4×12×1×4
整理得:m2﹣4m+4=0,
解得m=2,
∴D(2,﹣6).
(3)如圖2中,當(dāng)AE為平行四邊形的邊時(shí),
∵DF∥AE,D(2,﹣6)
∴F(1,﹣6),
∴DF=1,
∴AE=1,
∴E(0,0),或E′(﹣2,0).
如圖3中,當(dāng)AE,DF是平行四邊形的對(duì)角線(xiàn)時(shí),
∵點(diǎn)D與點(diǎn)F到x軸的距離相等,
∴點(diǎn)F的縱坐標(biāo)為6,
當(dāng)y=6時(shí),6=x2﹣3x﹣4,
解得x=﹣2或5,
∴F(﹣2,6)或(5,6),
設(shè)E(n,0),則有?1+n2=?2+22或?1+n2=5+22,
解得n=1或8,
∴E(1,0)或(8,0),
,綜上所述,滿(mǎn)足條件的點(diǎn)E的坐標(biāo)為(0,0)或(1,0)或(8,0)或(﹣2,0).
【點(diǎn)評(píng)】本題屬于二次函數(shù)綜合題,考查了待定系數(shù)法,平行四邊形的判定和性質(zhì),三角形的面積等知識(shí),解題的關(guān)鍵是學(xué)會(huì)利用參數(shù)構(gòu)建方程解決問(wèn)題,學(xué)會(huì)用分類(lèi)討論的思想思考問(wèn)題,屬于中考?jí)狠S題.
這是一份滬教版暑假新九年級(jí)數(shù)學(xué)考點(diǎn)講與練第20講二次函數(shù)中梯形的存在性問(wèn)題(考點(diǎn)講與練)(原卷版+解析),共25頁(yè)。
這是一份滬教版暑假新九年級(jí)數(shù)學(xué)考點(diǎn)講與練第19講二次函數(shù)中平行四邊形的存在性(考點(diǎn)講與練)(原卷版+解析),共34頁(yè)。
這是一份滬教版暑假新九年級(jí)數(shù)學(xué)考點(diǎn)講與練第16講二次函數(shù)中的角相等問(wèn)題(考點(diǎn)講與練)(原卷版+解析),共29頁(yè)。
滬教版暑假新九年級(jí)數(shù)學(xué)考點(diǎn)講與練第15講二次函數(shù)中相似三角形的存在性(考點(diǎn)講與練)(原卷版+解析)
滬教版暑假新九年級(jí)數(shù)學(xué)考點(diǎn)講與練第14講二次函數(shù)中的平移問(wèn)題(考點(diǎn)講與練)(原卷版+解析)
滬教版暑假新九年級(jí)數(shù)學(xué)考點(diǎn)講與練第13講二次函數(shù)中三角形的存在性(考點(diǎn)講與練)(原卷版+解析)
滬教版暑假新九年級(jí)數(shù)學(xué)考點(diǎn)講與練第12講二次函數(shù)的應(yīng)用(考點(diǎn)講與練)(原卷版+解析)
微信掃碼,快速注冊(cè)
注冊(cè)成功