
判定2:兩邊對(duì)應(yīng)成比例且夾角相等的兩個(gè)三角形是相似三角形;
判定3:有兩組角對(duì)應(yīng)相等的三角形是相似三角形.
以上也是坐標(biāo)系中相似三角形存在性問題的方法來(lái)源,根據(jù)題目給的已知條件選擇恰當(dāng)?shù)呐卸ǚ椒?,解決問題.
1.(2024春?渠縣校級(jí)月考)如圖,一次函數(shù)與x軸、y軸分別交于A、C兩點(diǎn),二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖象經(jīng)過(guò)A、C兩點(diǎn),與x軸交于另一點(diǎn)B,其對(duì)稱軸為直線
(1)求該二次函數(shù)表達(dá)式;
(2)在y軸的負(fù)半軸上是否存在一點(diǎn)M,使以點(diǎn)M、O、B為頂點(diǎn)的三角形與△AOC相似,若存在,求出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由;
【解答】解:(1)對(duì)于,當(dāng)x=0時(shí),y=﹣2,即點(diǎn)C(0,﹣2),
令,則x=﹣4,即點(diǎn)A(﹣4,0).
∵拋物線的對(duì)稱軸為直線,則點(diǎn)B(1,0),
∴拋物線與x軸的另一個(gè)交點(diǎn)為(﹣4,0),
設(shè)二次函數(shù)表達(dá)式為:y=a(x﹣1)(x+4)=a(x2+3x﹣4),
∵拋物線過(guò)點(diǎn)C(0,﹣2),
則﹣4a=﹣2,
解得:,
故拋物線的表達(dá)式為:;
(2)存在,
理由:在Rt△AOC中,AO=4,CO=2,則,
∵以點(diǎn)M、O、B為頂點(diǎn)的三角形與△AOC相似,∠AOC=∠MOB=90°,
∴∠MBO=∠CAO或∠MBO=∠ACO,
∴或tan∠MBO=tan∠ACO=2,
即或,
解得:或2,
∵點(diǎn)M在y軸的負(fù)半軸上,
即點(diǎn)M(0,﹣2)或;
2.(2023秋?大豐區(qū)月考)如圖,已知二次函數(shù)y=﹣x2+bx+c的圖象與x軸交于點(diǎn)A(﹣4,0)和點(diǎn)B,與y軸相交于點(diǎn)C(0,4).
(1)求該二次函數(shù)的解析式;
(2)點(diǎn)D在線段OA上運(yùn)動(dòng),過(guò)點(diǎn)D作x軸的垂線,與AC交于點(diǎn)Q,與拋物線交于點(diǎn)P.探究是否存在點(diǎn)P使得以點(diǎn)P,C,Q為頂點(diǎn)的三角形與△ADQ相似?若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,說(shuō)明理由.
【解答】解:(1)∵拋物線y=﹣x2+bx+c過(guò)A(﹣4,0)與點(diǎn)C(0,4),
∴,
∴,
∴拋物線的解析式為y=﹣x2﹣3x+4;
(2)存在,
當(dāng)△ADQ∽△CPQ時(shí);
則∠PCQ=∠DAQ,∠CPQ=∠ADQ=90°;
∵OA=OC=4,
∴∠DAO=∠ACO=45°,
∴∠PCQ=∠DAQ=45°,
∴∠PCQ=∠PQC=45°,
∴PQ=PC,
即﹣m2﹣4m=﹣m,
解得:m=﹣3,m=0(舍去),
此時(shí)P(﹣3,4);
當(dāng)△ADQ∽△PCQ時(shí),如圖,
則∠PCQ=∠ADQ=90°,∠QPC=∠QAD=45°,
則有∠PQC=∠QPC=45°,
∴PC=QC;
過(guò)點(diǎn)C作CE⊥PQ于E,則PQ=2CE,
∵CE=﹣m,
∴﹣m2﹣4m=﹣2m,
解得:m=﹣2,m=0(舍去),
此時(shí)P(﹣2,6);
綜上,P(﹣3,4)或P(﹣2,6).
3.(2024秋?倉(cāng)山區(qū)校級(jí)月考)如圖,二次函數(shù)y=ax2+bx﹣4的圖象與x軸交于A,B兩點(diǎn),且經(jīng)過(guò)點(diǎn)C,點(diǎn)A,C的坐標(biāo)分別為A(﹣1,0),C(2,﹣6).
(1)求該二次函數(shù)的解析式;
(2)點(diǎn)G是線段AC上的動(dòng)點(diǎn)(點(diǎn)G與線段AC的端點(diǎn)不重合),若△ABG與△ABC相似,求點(diǎn)G的坐標(biāo).
【解答】解:(1)將A(﹣1,0),C(2,﹣6)代入y=ax2+bx﹣4
得:,
解得:,
∴解析式為:y=x2﹣3x﹣4;
(2)對(duì)于y=x2﹣3x﹣4,令y=0時(shí),即x2﹣3x﹣4=0,
解得:x=4或﹣1,
∴B(4,0),
∴AB=5,
由點(diǎn)A、C的坐標(biāo)得,直線AC的函數(shù)解析式為y=﹣2x﹣2.
設(shè)點(diǎn)G的坐標(biāo)為(k,﹣2k﹣2).
∵點(diǎn)G與點(diǎn)C不重合,
∴△ABG與△ABC相似只有△AGB∽△ABC這一種情況.
由△AGB∽△ABC,得.
∵AB=5,,
,
∴,
解得:或(舍去),
∴點(diǎn)G的坐標(biāo)為.
4.(2023秋?開福區(qū)校級(jí)月考)如圖,拋物線y=﹣x2+bx+3交x軸負(fù)、正半軸于A,B兩點(diǎn),交y軸于點(diǎn)C,連接AC,tan∠OAC=3,△ABC的外接圓的圓心為M.
(1)求該二次函數(shù)的解析式;
(2)在AC段的拋物線上是否存在一點(diǎn)P,使,若存在請(qǐng)求出點(diǎn)P坐標(biāo),若不存在,說(shuō)明理由;
(3)圓上是否存在Q點(diǎn),使△AOC與△BQC相似?若存在,直接寫出點(diǎn)Q坐標(biāo);若不存在,說(shuō)明理由.
【解答】解:(1)∵拋物線y=﹣x2+bx+3交y軸于點(diǎn)C,
∴C(0,3),
∴OC=3,
∵,
∴OA=1,
∴A(﹣1,0),
代入拋物線解析式y(tǒng)=﹣x2+bx+3得:
0=﹣1﹣b+3,
解得b=2,
∴該二次函數(shù)的解析式為y=﹣x2+2x+3;
(2)在AC段的拋物線上存在一點(diǎn)P,使;理由如下:
令y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣3)(x+1)=0,
解得:x1=﹣1,x2=3,
∴B(3,0),
設(shè)P(x,﹣x2+2x+3),
∵點(diǎn)P在AC段的拋物線上,
∴﹣1≤x≤0,
如圖1,過(guò)P作PL⊥x軸于L,
則:S△BCP=S△BOC+S梯形PLOC﹣S△PLB
=
=,
∴,x2﹣3x=1,
解得,或(舍去),
∴點(diǎn)P縱坐標(biāo)為:,
∴點(diǎn)P坐標(biāo)為;
(3)圓上存在Q點(diǎn),使△AOC與△BQC相似;理由如下:
如圖2,
由(1)可知:B(3,0),
∵C(0,3),
∴,
∵AB的垂直平分線是拋物線的對(duì)稱軸x=1,
∴點(diǎn)M的橫坐標(biāo)是1,
∵△AOC是直角三角形,△AOC與△BQC相似,
∴△BQC是直角三角形,
∵BC不是直徑,
∴點(diǎn)Q是⊙M的直徑的一個(gè)端點(diǎn),
①當(dāng)∠BCQ是直角,則BQ是直徑,
∴CQ⊥BC,
∵△AOC∽△QCB,
∴,即,
∴,,
∴,
設(shè)點(diǎn)M(1,t),
∴,
解得,t=1或﹣1(舍去),
∴M(1,1),
∵B(3,0),
設(shè)點(diǎn)Q(m,n),
∵點(diǎn)M是BQ的中點(diǎn),
∴,
解得:,
∴Q(﹣1,2);
②當(dāng)∠BQC=90°時(shí),則CQ是直徑,
設(shè)Q(m,n),
∵點(diǎn)M是CQ的中點(diǎn),
∴,
解得:,
∴Q(2,﹣1);
綜上,滿足條件的Q(﹣1,2)或Q(2,﹣1).
5.(2024?內(nèi)蒙古)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)的圖象經(jīng)過(guò)原點(diǎn)和點(diǎn)A(4,0).經(jīng)過(guò)點(diǎn)A的直線與該二次函數(shù)圖象交于點(diǎn)B(1,3),與y軸交于點(diǎn)C.
(1)求二次函數(shù)的解析式及點(diǎn)C的坐標(biāo);
(2)點(diǎn)P是二次函數(shù)圖象上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),當(dāng)點(diǎn)P在直線AB上方時(shí),過(guò)點(diǎn)P作PE⊥x軸于點(diǎn)E,與直線AB交于點(diǎn)D,設(shè)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為m.
①m為何值時(shí)線段PD的長(zhǎng)度最大,并求出最大值;
②是否存在點(diǎn)P,使得△BPD與△AOC相似.若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)P坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【解答】解:(1)∵拋二次函數(shù)經(jīng)過(guò)O(0,0),A(4,0),B(1,3),
∴將三點(diǎn)坐標(biāo)代入解析式得,
解得:a=﹣1,b=4,c=0,
∴二次函數(shù)的解析式為:y=﹣x2+4x;
∵直線經(jīng)過(guò)A、B兩點(diǎn),設(shè)直線AB解析式為:y=kx+n,
∴將A、B兩點(diǎn)代入得,
解得:k=﹣1,n=4,
∴直線AB解析式為:y=﹣x+4,
∵點(diǎn)C是直線與y軸交點(diǎn),
∴令x=0,則y=4,
∴C(0,4).
(2)①∵點(diǎn)P在直線AB上方,
∴0≤m≤4,
由題知P(m,﹣m2+4m),D(m,﹣m+4),
∴PD=y(tǒng)P﹣yD=﹣m2+4m+m﹣4=﹣m2+5m﹣4=﹣(m﹣)+,
∵﹣1<0
∴當(dāng)m=時(shí),PD=是最大值.
②存在,理由如下:
∵∠PDB=∠ADE,∠ADE=∠ACO,
∴∠BDP=∠ACO,
∵△AOC是直角三角形,
∴要使△BPD與△AOC相似,只有保證△BPD是直角三角形就可以.
(Ⅰ)當(dāng)△BPD∽△AOC時(shí),
∵∠AOC=90°,
∴∠BPD=90°,
此時(shí)BP∥x軸,B、P關(guān)于對(duì)稱軸對(duì)稱,
∴P(3,3);
(Ⅱ)法一:當(dāng)△PBD∽△AOC時(shí),
∴∠PBD=∠AOC=90°,
∵OC=OA=4,
∴∠BDP=∠ADE=∠OAC=45°,
∴△BDE為等腰直角三角形,
∴PD=BD,
由①知PD=﹣m2+5m﹣4,
∵B(1,3),D(m,﹣m+4),
∴BD==(m﹣1),
∵PD=BD,
∴﹣m2+5m﹣4=2(m﹣1),
解得m1=2,m2=1(舍),
∴P(2,4).
法二:當(dāng)△PBD∽△AOC時(shí),
∴∠PBD=∠AOC=90°,
過(guò)B作GH∥y軸,作PG⊥GH,作DH⊥GH,
則易證△PGB∽△BHD,
∴,
∵PG=m﹣1,BG=﹣m2+4m﹣3,BH=m﹣1,DH=m﹣1,
∴,
解得m1=2,m2=1(舍),
∴P(2,4).
法三:當(dāng)△PBD∽△AOC時(shí),
∴∠PBD=∠AOC=90°,
∴AB⊥PB,
∵kAC=﹣1,
∴kBP=1,
∴直線BP的解析式為:y=x+2,
聯(lián)立方程組得,
解得:或,
∴P(2,4)
綜上,存在點(diǎn)P使△BPD與△AOC相似,此時(shí)P的坐標(biāo)為(3,3)或(2,4).
6.(2024?南皮縣三模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,直線y=ax+b1與x軸交于點(diǎn)B(﹣2,0),與y軸交于點(diǎn)C(0,2),二次函數(shù)y=﹣x2+b2x+c的圖象過(guò)B、C兩點(diǎn),且與x軸交于另一點(diǎn)A,點(diǎn)M為線段OB上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)M作直線l平行于y軸交BC于點(diǎn)F,交二次函數(shù)y=﹣x2+b2x+c的圖象于點(diǎn)E.
(1)求一次函數(shù)及二次函數(shù)的表達(dá)式;
(2)求△ABC的面積;
(3)當(dāng)以點(diǎn)C、E、F為頂點(diǎn)的三角形與△ABC相似時(shí),求線段EF的長(zhǎng)度.
【解答】解:(1)∵直線y=ax+b1與x軸交于點(diǎn)B(﹣2,0),與y軸交于點(diǎn)C(0,2),
∴,
解得,
∴一次函數(shù)的表達(dá)式為y=x+2;
把B(﹣2,0),C(0,2)代入y=﹣x2+b2x+c,
得,
解得,
∴二次函數(shù)的表達(dá)式為y=﹣x2﹣x+2;
(2)在y=﹣x2﹣x+2中,令y=0,得x=﹣2或x=1,
∴A(1,0),
∴AB=3,OC=2,
∴.
(3)如圖,連接CE,
∵B(﹣2,0),C(0,2),
∴OB=OC,AB=3,,
∴∠ABC=∠MFB=∠CFE=45°,
∴以C、E、F為頂點(diǎn)的三角形與△ABC相似,B和F為對(duì)應(yīng)點(diǎn),
設(shè)E(n,﹣n2﹣n+2),則F(n,n+2),
∴EF=(﹣n2﹣n+2)﹣(n+2)=﹣n2﹣2n,,
①當(dāng)△ABC∽△CFE 時(shí),,
∴,
∴或n=0(舍去),
∴;
②當(dāng)△ABC∽△EFC時(shí),,
∴,
解得或n=0(舍去),
∴,
綜上所述,或.
7.(2024?閻良區(qū)校級(jí)二模)如圖,二次函數(shù)y=ax2+bx+3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.
(1)求二次函數(shù)的表達(dá)式;
(2)連接AC,P為第一象限內(nèi)拋物線上一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作PD⊥x軸于點(diǎn)D,連接PA,是否存在一點(diǎn)P,使得△PDA與△COA相似,若存在,請(qǐng)求出滿足條件的點(diǎn)P的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【解答】解:(1)∵A(﹣1,0),
∴OA=1,
∵OB=3OA,OC=OB,
∴OB=OC=3,
∴B(3,0),C(0,3),
∵二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a<0)的圖象經(jīng)過(guò)點(diǎn)A,B,C,
∴
解得,
∴該二次函數(shù)的表達(dá)式為y=﹣x2+2x+3;
(2)設(shè)P(m,﹣m2+2m+3),
∵PD⊥x軸,P為第一象限內(nèi)拋物線上一點(diǎn),
∴m>0,OD=m,PD=﹣m2+2m+3,
∴AD=OA+OD=m+1,
∵△PDA與△COA相似,
∴或,
∴或,
解得m1=0,m2=﹣1或m3=﹣1,,
∵m>0,
∴,
∴△PDA與△COA相似,滿足條件的P點(diǎn)坐標(biāo)為.
8.(2024?漣水縣模擬)如圖,二次函數(shù)y=﹣x2+bx+c的圖象與x軸交于A(,0)、B(4,0)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C.
(1)求這個(gè)二次函數(shù)的表達(dá)式;
(2)作直線x=t(0<t<4),分別交x軸、線段BC、拋物線于D、E、F三點(diǎn),連接CF,若以B、D、E為頂點(diǎn)的三角形與以C、E、F為頂點(diǎn)的三角形相似,求t的值;
(3)點(diǎn)M為y軸負(fù)半軸上一點(diǎn),且OM=2,將拋物線沿x軸的負(fù)方向平移得到新拋物線,點(diǎn)B的對(duì)應(yīng)點(diǎn)為點(diǎn)B',點(diǎn)C的對(duì)應(yīng)點(diǎn)為點(diǎn)C′,C′B與CB′交于點(diǎn)N.在拋物線平移過(guò)程中,當(dāng)MB′+MC′的值最小時(shí),試求△B′NC′的面積.
【解答】解:(1)∵二次函數(shù)y=﹣x2+bx+c的圖象與x軸交于A(,0)、B(4,0)兩點(diǎn),
∴,
解得,
∴這個(gè)二次函數(shù)的表達(dá)式為y=﹣x2+x+2;
(2)以B、D、E為頂點(diǎn)的三角形與以C、E、F為頂點(diǎn)的三角形相似,則存在∠CFE或∠FCE為直角,
當(dāng)∠CFE=90°時(shí),
則點(diǎn)C、F關(guān)于拋物線的對(duì)稱軸對(duì)稱,
∵拋物線y=﹣x2+x+2的對(duì)稱軸為直線x=,
∴點(diǎn)F(,2),
則t=;
當(dāng)∠FCE=90°時(shí),
由點(diǎn)B、C的坐標(biāo)得,直線BC的表達(dá)式為:y=﹣x+2,
則直線CF的表達(dá)式為:y=2x+2,
聯(lián)立上式和拋物線的表達(dá)式得:2x+2=x2+x+2,
解得:x=0(舍去)或x=﹣(舍去),
綜上,t=;
(3)設(shè)拋物線沿x軸的負(fù)方向平移m個(gè)單位長(zhǎng)度得到新拋物線,
將點(diǎn)M向右平移m個(gè)單位長(zhǎng)度得到點(diǎn)M',作出圖形如下:
由平移的性質(zhì)可知,MC'=M'C,MB'=M'B,
∴MC'+MB'的值最小就是M'C+M'B最小值,
顯然點(diǎn)M'在直線y=﹣2上運(yùn)動(dòng),
作出點(diǎn)B關(guān)于直線y=﹣2對(duì)稱的對(duì)稱點(diǎn)B″,連接CB″交直線y=﹣2于點(diǎn)M',連接M'B,則此時(shí)M'C+M'B取得最小值,
∵點(diǎn)B關(guān)于直線y=﹣2對(duì)稱的對(duì)稱的點(diǎn)是點(diǎn)B″,C(4,0),
∴B″(4,﹣4),
設(shè)直線CB″的解析式是:y=k1x+b1,
將點(diǎn)C(0,2),B″(4,﹣4)代入得,
解得,
∴直線CB″的解析式是:y=﹣x+2,
令y=﹣x+2=﹣2,解得:x=,
∴M'=(,﹣2),
∴平移的距離是m=,
∴BB′=,
∵四邊形BB′C′C是平行四邊形,C′B與CB′交于點(diǎn)N,
∴△B′NC′的面積=四邊形BB′C′C的面積=××2=.
9.(2024?工業(yè)園區(qū)校級(jí)二模)已知,關(guān)于x的二次函數(shù)y=ax2+2ax﹣3a(a>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,圖象頂點(diǎn)為D,連接AC、BC、CD.
(1)請(qǐng)直接寫出點(diǎn)A、B、C、D的坐標(biāo)(用數(shù)字或含a的式子表示):
A (﹣3,0) ;B (1,0) ;C (0,﹣3a) ;D (﹣1,﹣4a) ;
(2)作出點(diǎn)C關(guān)于對(duì)稱軸的對(duì)稱點(diǎn)E,連接AE、CE、DE,若△ACE和△DCE相似,求a的值;
(3)若∠ACB≥90°,直接寫出a的取值范圍.
【解答】解:(1)把x=0代入y=ax2+2ax﹣3a得,y=﹣3a,
∴C(0,﹣3a),
把y=0代入y=ax2+2ax﹣3a得,ax2+2ax﹣3a=0,
∵a>0,
∴x2+2x﹣3=0,
解得x1=﹣3,x2=1,
∴A(﹣3,0),B(1,0),
∴拋物線的對(duì)稱軸為直線,
把x=﹣1代入y=ax2+2ax﹣3a得,y=a﹣2a﹣3a=﹣4a,
∴頂點(diǎn)為D(﹣1,﹣4a),
故答案為:(﹣3,0);(1,0);(0,﹣3a);(﹣1,﹣4a);
(2)如圖1,∵點(diǎn)C、E關(guān)于對(duì)稱軸x=﹣1對(duì)稱,C(0,﹣3a),點(diǎn)D在對(duì)稱軸上,
∴E(﹣2,﹣3a),DC=DE,
∴CE=2,
∵△ACE和△DCE相似,
∴AE=CE,
∴,
整理得,3a2=1,
解得或(不合,舍去),
∴;
(3)設(shè)拋物線的對(duì)稱軸x=﹣1與x軸的交點(diǎn)為點(diǎn)F,以點(diǎn)F為圓心,2為半徑畫圓,連接FC,如圖2,
當(dāng)點(diǎn)C在⊙F上或⊙F內(nèi)時(shí),∠ACB≥90°,
∴FC≤2,
即,
解得,
又∵a>0,
∴.
10.(2024?岱岳區(qū)二模)如圖①,已知拋物線y=ax2﹣2ax﹣3a(a<0)的圖象與x軸交于A、B兩點(diǎn)(A在B的左側(cè)),與y的正半軸交于點(diǎn)C,連結(jié)BC,二次函數(shù)的對(duì)稱軸與x軸交于點(diǎn)E,且OC=3OE.
(1)求出拋物線的解析式;
(2)如圖②Q(t,0)是x的正半軸上一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)Q作y軸的平行線,與直線BC交于點(diǎn)M,與拋物線交于點(diǎn)N,若以點(diǎn)C、O、M、N為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,求出Q點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)若N點(diǎn)在直線BC的上方,連結(jié)CN,①若△MCN與△BQM相似,請(qǐng)求出點(diǎn)Q的坐標(biāo);
②將△CMN沿CN翻折,M的對(duì)應(yīng)點(diǎn)為M',是否存在點(diǎn)Q,使得M'恰好落在y軸正半軸上?若存在,請(qǐng)直接寫出Q的坐標(biāo).
【解答】解:(1)拋物線y=ax2﹣2ax﹣3a(a<0)對(duì)稱軸為直線x=﹣=1,二次函數(shù)的對(duì)稱軸與x軸交于點(diǎn)E,
E(1,0),即OE=1,
則OC=3OE=3,即點(diǎn)C(0,3),
即﹣3a=3,
解得a=﹣1,
故拋物線的表達(dá)式為y=﹣x2+2x+3.
(2)令y=0代入y=﹣x2+2x+3得x1=﹣1,x2=3
∴A(﹣1,0),B(3,0)
設(shè)直線BC表達(dá)式為y=kx+b,
分別把B(3,0)和C(0,3)代入得,
解得,
∴y=﹣x+3.
∵Q(t,0),MN∥y軸,
∴點(diǎn)M,點(diǎn)N的橫坐標(biāo)都為t,
∵點(diǎn)M在直線BC上,點(diǎn)N在拋物線上,
∴M(t,﹣t+3),N(t,﹣t2+2t+3),
如圖,當(dāng)ON,CM為對(duì)角線時(shí),
∵M(jìn)N∥CO,當(dāng)MN=CO時(shí),OMNC是平行四邊形,
∴(﹣t2+2t+3)﹣(﹣t+3)=3,
即t2﹣3t+3=0,
∵Δ=(﹣3)2﹣4×3×1<0,
∴t無(wú)解,此時(shí),不存在點(diǎn)Q使得點(diǎn)C、O、M、N為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形;
如圖,當(dāng)CN,OM對(duì)角線時(shí),
同理得:當(dāng)MN=CO時(shí),ONMC是平行四邊形,
∴(﹣t+3)﹣(﹣t2+2t+3)=3,
即t2﹣3t﹣3=0,
解得或(舍去),
∴,
綜上,當(dāng)時(shí),ONMC是平行四邊形.
(3)①由(2)知C(0,3),B(3,0),Q(t,0),M(t,﹣t+3),N(t,﹣t2+2t+3),
∴MQ=﹣t+3,MN=(﹣t2+2t+3)﹣(﹣t+3)=﹣t2+3t,BQ=3﹣t,
∵∠NMC=∠QMB∴,
若△MCN 與△BQM相似,則∠CNM=∠BQM=90°或∠NCM=∠BQM=90°,
∴分兩種情況討論:如圖,∠CNM=∠BQM=90°時(shí),
∴CN=t,
∴,
∴,
解得t1=2,t2=0(舍去),
∴點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(2,0),
②如圖,∠NCM=∠BQM=90°,
∴,
∵在Rt△BOC中,BO=3,CO=3,
∴BC=CO,∠OBC=∠OCB=45°,,
∵QN∥OC,
在Rt△BQM中,,
∴,
∴,
解得t1=1,t2=0(舍去),
∴點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(1,0),
綜上所述,點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(1,0)或(2,0);
②解:∵點(diǎn)N在直線BC上方時(shí),如圖,
∵M(jìn)N∥y軸,
∴∠2=∠3,
由折疊可得∠1=∠3,
∴∠1=∠2,
∴M′C=MN,
∴MC=MN,
∵M(jìn)N=﹣t2+3t,,
∴,
解得,t2=0(舍去),
∴點(diǎn)Q的坐標(biāo)為.
11.(2024?思明區(qū)校級(jí)二模)如圖,已知二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖象與x軸交于A和B(3,0)兩點(diǎn),與y軸交于C(0,﹣2),對(duì)稱軸為直線,連接BC,在線段BC上有一動(dòng)點(diǎn)P,過(guò)點(diǎn)P作y軸的平行線交二次函數(shù)的圖象于點(diǎn)N,交x軸于點(diǎn)M,
(1)求拋物線的函數(shù)解析式:
(2)請(qǐng)你從以下三個(gè)選項(xiàng)中,任選一個(gè)為條件,另一個(gè)作結(jié)論,組成一個(gè)真命題,并證明.
①P的橫坐標(biāo)為;②△PCN與△BPM相似;③
(3)若動(dòng)點(diǎn)P橫坐標(biāo)記為t,△CBN的面積記為S1,△CBM的面積記為S2,且S=S1﹣S2,寫出S與t的函數(shù)關(guān)系,并判斷S是否有最大值,若有請(qǐng)求出;若沒有請(qǐng)說(shuō)明理由.
【解答】解:(1)∵已知二次函數(shù)y=ax2+bx+c的對(duì)稱軸為直線,
∴,
∴,
∴,
二次函數(shù)的圖象與x軸交于A和B(3,0)兩點(diǎn),與y軸交于C(0,﹣2),將點(diǎn)B(3,0),C(0,﹣2)代入得:
∴,
解得:,
∴拋物線的函數(shù)解析式為;
(2)條件:P的橫坐標(biāo)為,結(jié)論:△PCN與△BPM相似.
證明:∵過(guò)點(diǎn)P作y軸的平行線交二次函數(shù)的圖象于點(diǎn)N,交x軸于點(diǎn)M,且點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為,
∴點(diǎn)N的橫坐標(biāo)為,
∵點(diǎn)N在拋物線上;
∴當(dāng)時(shí),得:,
∴,
∵C(0,﹣2),
∴CN∥x軸,
∴∠PCN=∠PBM,∠PNC=∠PMB,
∴△PCN∽△PBM,
即△PCN與△BPM相似;
(3)若動(dòng)點(diǎn)P橫坐標(biāo)記為t,△CBN的面積記為S1,△CBM的面積記為S2,且S=S1﹣S2,
設(shè)直線BC的解析式為y=kBCx+bBC,過(guò)點(diǎn)B(3,0),C(0,﹣2),
∴,
解得:,
∴直線BC的解析式為,
設(shè)點(diǎn)P橫坐標(biāo)記為t(0≤t≤3),
∵過(guò)點(diǎn)P作y軸的平行線交二次函數(shù)的圖象于點(diǎn)N,交x軸于點(diǎn)M,
∴,,M(t,0),
∴,
設(shè)xB,xC分別為點(diǎn)B(3,0),C(0,﹣2)的橫坐標(biāo),
∴△CBN的面積:,△CBM的面積:,
∴,
∵﹣2≤0,
∴當(dāng)時(shí),S有最大值,最大值為,
∴S與t的函數(shù)關(guān)系為S=﹣2t2+7t﹣3,當(dāng)時(shí),S有最大值,最大值為.
12.(2024春?贛榆區(qū)校級(jí)月考)如圖,二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a<0)的圖象與x軸交于A(﹣1,0),B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,已知OB=3OA,OC=OB.
(1)求該二次函數(shù)的表達(dá)式;
(2)點(diǎn)M為拋物線對(duì)稱軸上一動(dòng)點(diǎn),是否存在點(diǎn)M使得|BM﹣CM|有最大值,若存在,請(qǐng)直接寫出其最大值及此時(shí)點(diǎn)M坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
(3)連接AC,P為第一象限內(nèi)拋物線上一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作PD⊥x軸,垂足為D,連接PA,若△PDA與△COA相似,請(qǐng)求出滿足條件的P點(diǎn)坐標(biāo):若沒有滿足條件的P點(diǎn),請(qǐng)說(shuō)明理由.
【解答】解:(1)∵A(﹣1,0),
∴OA=1,
∵OB=3OA,OC=OB,
∴OB=OC=3.
∴B(3,0),C(0,3),
∵二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a<0)的圖象經(jīng)過(guò)點(diǎn)A,B,C,
∴,
解得:,
∴該二次函數(shù)的表達(dá)式為y=﹣x2+2x+3;
(2)∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴拋物線對(duì)稱軸為直線x=1,
延長(zhǎng)AC交對(duì)稱軸于點(diǎn)M,此時(shí)|BM﹣CM|=|AM﹣CM|=AC有最大值,
∵A(﹣1,0),C(0,3),
∴,
設(shè)直線AC的解析式為y=mx+3,代入A(﹣1,0)得0=﹣m+3,
解得m=3,
∴直線AC的解析式為y=3x+3,
∴當(dāng)x=1時(shí),y=3+3=6,
∴點(diǎn)M坐標(biāo)為(1,6);
答:|BM﹣CM|的最大值為,點(diǎn)M坐標(biāo)為(1,6);
(3)設(shè)P(m,﹣m2+2m+3),
∵PD⊥x軸,P為第一象限內(nèi)拋物線上一點(diǎn),
∴m>0,OD=m,P D=﹣m2+2 m+3,
∴AD=OA+OD=m+1,
∵△PDA與△COA相似,
∴或,
∴或.
解得:m1=0,m2=﹣1或m3=﹣1,.
∵m>0,
∴.
∴△PDA與△COA相似,滿足條件的P點(diǎn)坐標(biāo)為.
13.(2024?鄒城市二模)如圖,二次函數(shù)的圖象與x軸交于A(﹣1,0),B(4,0)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C(0,3),點(diǎn)P是直線BC上方拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),連接BC,過(guò)點(diǎn)P作PQ⊥BC,垂足為Q.
(1)求拋物線的解析式;
(2)求PQ的最大值;
(3)連接CP,拋物線上是否存在點(diǎn)P,使得以C、P、Q為頂點(diǎn)的三角形與△BOC相似?如果存在,請(qǐng)求出點(diǎn)P坐標(biāo);如果不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【解答】解:(1)設(shè)拋物線為y=ax2+bx+3,
把A,B代入y=ax2+bx+3中得
:,
∴,
∴;
(2)如圖,過(guò)P作PT⊥x軸于T,交BC于R,
∵B(4,0),C(0,3),
∴,,
設(shè)直線BC為y=kx+3,
∴4k+3=0,解得:,
∴BC為,
∵∠PQR=∠BTR=90°,∠PRQ=∠BRT,
∴∠QPR=∠OBC,
∴,
∴,
設(shè),則,
∴,
當(dāng)PR最大,則PQ最大,
當(dāng)時(shí),PR最大值為,
∴PQ的最大值為:.
(3)如圖,∵PQ⊥BC,
∴∠PQC=∠BOC=90°,
∵以C、P、Q為頂點(diǎn)的三角形與△BOC相似,
∴分兩種情況討論:①△PQC∽△COB,②△PQC∽△BOC,
當(dāng)△PQC∽△COB,
∴∠PCQ=∠CBO,
∴CP∥x軸,
∴yP=3=y(tǒng)C,
∵拋物線的對(duì)稱軸為直線,
∴P(3,3);
當(dāng)△PQC∽△BOC時(shí),如圖,則∠PCQ=∠BCO,
由(2)得:PR∥y軸,
∴∠BCO=∠PRQ,
∴∠PCQ=∠PRQ,
∴PC=PR,
∵由(2)得:,,
∴,
解得:(不符合題意的根舍去)
∴,
∴.
綜上:P(3,3)或.
14.(2024?科爾沁區(qū)模擬)如圖,已知二次函數(shù)y=ax2+bx+3(a≠0)的圖象與x軸交于點(diǎn)A(﹣3,0)和點(diǎn)B(1,0),與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)P是拋物線上點(diǎn)A與點(diǎn)C之間的動(dòng)點(diǎn)(不包括點(diǎn)A,點(diǎn)C).
(1)求此二次函數(shù)的解析式;
(2)如圖1,連結(jié)PA,PC,求△PAC的面積的最大值;
(3)如圖2,過(guò)點(diǎn)P作x軸的垂線交于點(diǎn)D,與AC交于點(diǎn)Q.探究是否存在點(diǎn)P,使得以點(diǎn)P、C、Q為頂點(diǎn)的三角形與△ADQ相似?若存在,直接寫出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,說(shuō)明理由.
【解答】解:(1)把A(﹣3,0)、B(1,0)代入y=ax2+bx+3得:
,
解得:,
∴該二次函數(shù)的解析式為y=﹣x2﹣2x+3;
(2)設(shè)直線AC的解析式為y=kx+m,把A(﹣3,0)、C(0,3)代入得:
,
解得:,
∴直線AC的解析式為y=x+3,
過(guò)點(diǎn)P作PN⊥x軸交直線AC于點(diǎn)N,如圖1,
設(shè)P(t,﹣t2﹣2t+3),則N(t,t+3),
∴PN=﹣t2﹣2t+3﹣(t+3)=﹣t2﹣3t,
∴S△ACP=S△APN+S△CPN=×3×PN=PN=(﹣t2﹣3t)=﹣+,
∴當(dāng)t=﹣時(shí),S△ACP有最大值,最大值為;
(3)當(dāng)△CPQ∽△ADQ時(shí),如圖2,連接AP,
∴∠CPQ=∠ADQ=90°,
∴CP∥x軸,
∴點(diǎn)P的縱坐標(biāo)為3,
∴3=﹣x2﹣2x+3,
解得:x1=0(舍去),x2=﹣2,
∴P(﹣2,3);
當(dāng)△PCQ∽△ADQ時(shí),如圖3,過(guò)點(diǎn)C作CM⊥PD于M,
∴∠PCQ=∠ADQ=90°,
∴C(0,3),A(﹣3,0),PD⊥x軸,
∴OC=OA=3,∠OAC=45°,
∴∠CQP=∠CPQ=45°,
∵PC=QC,
∵PQ=2CM,
由(2)得PQ=﹣t2﹣3t,CM=﹣t,
∴﹣t2﹣3t=﹣2t,
解得:x1=0(舍去),x2=﹣1,
∴P(﹣1,4),
綜上,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(﹣2,3)或 (﹣1,4).
15.(2024春?游仙區(qū)月考)如圖,二次函數(shù)y=﹣x2+bx+c(b>0)的圖象與x軸分別交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C(0,4),二次函數(shù)的最大值為,P為直線BC上方拋物線上的一動(dòng)點(diǎn).
(1)求拋物線和直線BC的解析式;
(2)如圖1,過(guò)點(diǎn)P作PD⊥BC,垂足為D,連接CP.是否存在點(diǎn)P,使以點(diǎn)C,D,P為頂點(diǎn)的三角形與△AOC相似?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;
(3)如圖2,點(diǎn)Q也是直線BC上方拋物線上的一動(dòng)點(diǎn)(點(diǎn)Q在點(diǎn)P的左側(cè)),分別過(guò)點(diǎn)P,Q作y軸的平行線,分別交直線BC于點(diǎn)M,N,連接PQ.若四邊形PQNM是平行四邊形,且周長(zhǎng)l最大時(shí),求l的最大值及相應(yīng)的點(diǎn)P的橫坐標(biāo).
【解答】解:(1)∵二次函數(shù)y=﹣x2+bx+c(b>0)的圖象與x軸分別交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C(0,4),二次函數(shù)的最大值為,
∴c=4,,OC=4,
∴b=3,
∴拋物線的解析式為y=﹣x2+3x+4,
當(dāng)y=0時(shí),得:﹣x2+3x+4=0,
解得:x1=﹣1,x2=4,
∴A(﹣1,0),B(4,0),
∴OA=1,OB=4,
設(shè)直線BC的解析式為y=k1x+b1,過(guò)點(diǎn)B(4,0),C(0,4),
∴,
解得:,
∴直線BC的解析式為y=﹣x+4,
∴拋物線的解析式為y=﹣x2+3x+4,直線BC的解析式為y=﹣x+4;
(2)如圖,過(guò)O作OG⊥BC于點(diǎn)G,過(guò)點(diǎn)P作PK⊥x軸于點(diǎn)K,過(guò)點(diǎn)D作DH⊥y軸于點(diǎn)H,延長(zhǎng)HD交PK于點(diǎn)E,延長(zhǎng)DP交y軸于點(diǎn)L,
∴∠EHO=∠EKO=∠HOK=90°,
∴四邊形HOKE是矩形,
∴∠PED=∠HEK=90°,HE=OK,
∵OB=OC=4,∠BOC=90°,OG⊥BC,
∴∠OBC=∠OCB=45°,點(diǎn)G為AB的中點(diǎn),
∵B(4,0),C(0,4),
∴點(diǎn)G的坐標(biāo)為,即(2,2),
設(shè)直線OG的解析式為y=kOGx,
∴2=2kOG,得:kOG=1,
∴直線OG的解析式為y=x,
∵OG⊥BC,PD⊥BC,
∴OG∥PD,∠PDB=∠PDC=∠CDL=90°,
設(shè)直線PD的解析式為y=x+bPD,
∵DH⊥y軸,
∴DH∥x軸,∠CHD=90°,
∴∠HDC=∠OBC=45°,∠PDE=180°﹣∠HDC﹣∠PDC=180°﹣45°﹣90°=45°,
設(shè)P(m,﹣m2+3m+4),則HE=OK=m,
①當(dāng)△PDC∽△AOC時(shí),
則,
設(shè)PD=a,則CD=4a,
在Rt△HCD中,∠HDC=45°,
則,
在Rt△EPD中,∠PDE=45°,
則,
∴,
∴,
在Rt△DCL中,∠DCL=45°,
則,
∴,
∴,
∵直線PD的解析式為y=x+bPD,
∴,
∴直線PD的解析式為,
∵點(diǎn)P(m,﹣m2+3m+4)在直線PD上,
∴,
解得:,
∴;
②當(dāng)△CDP∽△AOC時(shí),
則,
設(shè)CD=a,則PD=4a,
在Rt△HCD中,∠HDC=45°,
則,
在Rt△EPD中,∠PDE=45°,
則,
∴,
∴,
在Rt△DCL中,∠DCL=45°,
則,
∴,
∴,
∵直線PD的解析式為y=x+bPD,
∴,
∴直線PD的解析式為,
∵點(diǎn)P(m,﹣m2+3m+4)在直線PD上,
∴,
解得:,
∴;
綜上所述,點(diǎn)P的坐標(biāo)為或時(shí),以點(diǎn)C,D,P為頂點(diǎn)的三角形與△AOC相似;
(3)過(guò)點(diǎn)M作MF⊥QF,交QN的延長(zhǎng)線于點(diǎn)F,
∵PM∥y軸,PN∥y軸,
∴MF⊥y軸,
∴MF∥x軸,
∴∠NMF=∠CBO=45°,
∵四邊形PQNM是平行四邊形,
∴PM=QN,PQ=MN,PQ∥MN,
設(shè)PM=QN=n,
即線段MN向上平移n個(gè)單位得到線段PQ,
設(shè)直線PQ的解析式為y=﹣x+4+n,
聯(lián)立方程組,
∴x2﹣4x+n=0,
則方程x2﹣4x+n=0的根即為點(diǎn)P、Q的橫坐標(biāo),分別設(shè)為xP,xQ(xP>xQ),
∴xP+xQ=4,xP?xQ=n,
∴,
∴,
∴,
在Rt△FMN中,∠NMF=45°,
則,
∴平行四邊形PQNM的周長(zhǎng):
l=2(MN+PM)
=
=
=
=
=,
當(dāng)時(shí),l取得最大值,最大值為12,
此時(shí)n=2,
∴x2﹣4x+2=0,
解得:,,
∴點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為,
∴l(xiāng)的最大值為12,相應(yīng)的點(diǎn)P的橫坐標(biāo).
16.(2024?金壇區(qū)二模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,二次函數(shù)y=x2+bx+4的圖象與x軸正半軸交于點(diǎn)A、B,與y軸交于點(diǎn)C,OC=4OA,點(diǎn)P是線段BC上一點(diǎn)(不與點(diǎn)B、C重合),過(guò)點(diǎn)P作PQ⊥x軸,交拋物線于點(diǎn)Q,連接OQ,四邊形OCPQ是平行四邊形.
(1)填空:b= ﹣5 ;
(2)求四邊形OCPQ的面積;
(3)若點(diǎn)D是OC的中點(diǎn),連接AD、AC.點(diǎn)E(5,4)是拋物線上一點(diǎn),F(xiàn)是直線QE上一點(diǎn),連接BE、BF.若△BEF與△ADC相似,求點(diǎn)F的坐標(biāo).
【解答】解:(1)∵OC=4OA=4,
則OA=1,則點(diǎn)A(1,0),
將點(diǎn)A的坐標(biāo)代入拋物線表達(dá)式得:1+b+4=0,
解得:b=﹣5,
故答案為:﹣5;
(2)如圖1,過(guò)點(diǎn)P作PR⊥y軸于R.
∵y=x2﹣5x+4=(x﹣1)(x﹣4)
∴B(4,0).
∵C(0,4),
∴直線BC的函數(shù)表達(dá)式是 y=﹣x+4,
∵四邊形OCQP是平行四邊形,
∴PQ∥OC且 PQ=OC.
設(shè)點(diǎn)P(m,﹣m+4),
則點(diǎn)Q(m,m2﹣5m+4),
∴PQ=﹣m=m2+5m=﹣m2+4m,
∴﹣m2+4m=4.
∴m1=m2=2,
∴PR=2.
∴四邊形OCPQ的面積=OC×PR=4×2=8;
(3)如圖2,過(guò)點(diǎn)E作ET⊥x軸于T,過(guò)點(diǎn)F作FG⊥ET于G.
則ET=4.
∵Q(2,﹣2),E(5,4),
∴直線EQ的函數(shù)表達(dá)式是y=2x﹣6.
∴直線EQ與x軸的交點(diǎn)H(3,0).
∴HT=2.
∴,
∵OA=1,OD=2,
∴,
∴∠HET=∠ADO.
∵,
∴∠ACD=∠BET.
∴∠CAD=∠BEH.
當(dāng)△BEF∽△CAD 時(shí),即,
∵,
∴.
∴FG=1,EG=2.
∴F(4,2);
當(dāng)△BEF∽△DAC時(shí),則,
∵,
則,
則,
∴,
綜上所述,點(diǎn)F的坐標(biāo)是(4,2)或 .
這是一份全國(guó)通用 中考數(shù)學(xué) 二次函數(shù)壓軸題專題練習(xí) 14相似三角形存在性問題(不含答案版),共16頁(yè)。
這是一份全國(guó)通用 中考數(shù)學(xué) 二次函數(shù)壓軸題專題練習(xí) 10正方形存在性問題(含答案解析版),共22頁(yè)。試卷主要包含了【實(shí)踐探究】,綜合與探究等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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