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函數(shù)與幾何圖形動態(tài)探究題是山西中考的必考題,這類題型屬于開放探究題,考查學生綜合探究、幾何直觀和數(shù)學運算能力,在綜合探究過程中,培養(yǎng)嚴謹?shù)倪壿嬎季S和分類討論的思想,逐步體會分類的方法和原因,逐步提高發(fā)現(xiàn)和提出問題以及分析和解決問題的能力.
?考向一 線段周長問題
1.(2023·遼寧丹東·統(tǒng)考中考真題)拋物線與x軸交于點,,與y軸交于點C.
(1)求拋物線的表達式;
(2)如圖,點D是拋物線上的一個動點,設點D的橫坐標是,過點D作直線軸,垂足為點E,交直線于點F.當D,E,F(xiàn)三點中一個點平分另外兩點組成的線段時,求線段的長;
(3)若點P是拋物線上的一個動點(點P不與頂點重合),點M是拋物線對稱軸上的一個點,點N在坐標平面內(nèi),當四邊形是矩形鄰邊之比為時,請直接寫出點P的橫坐標.
【答案】(1)
(2)或
(3)或
【思路點撥】(1)將點,代入解析式即可求解;
(2)可求直線的解析式為,可得,,,①當時,可求,,即可求解;②當時,,,即可求解;
(3)①當在對稱軸的左側(cè)時,得到是矩形,鄰邊之比為,即,即可求解;②當在對稱軸的右側(cè)時,同理可求.
【規(guī)范解答】(1)解:由題意得
解得,
故拋物線的表達式;
(2)解:當時,,
,
設直線的解析式為,則有
,
解得:,
直線的解析式為,
點D的橫坐標是,過點D作直線軸,
,,,
①如圖,當時,
,
,
,
整理得:,
解得:,,
,
不合題意,舍去,
,
;
②如圖,當時,
,
,
,
整理得:,
解得:,(舍去),
;
綜上所述:線段的長為或.
(3)解:設點,,
當四邊形是矩形時,則為直角,
①當在對稱軸的左側(cè)時,
如圖,過作軸交軸于,交過作軸的平行線于,
,
∵為直角,
則,
∵,
∴,
∴,
∵是矩形鄰邊之比為,即或,
即和的相似比為或,
即,
由題意得:,,
∴,
則,
即,
解得:,(不符合題意,舍去);
②當在對稱軸的右側(cè)時,
同理可得:,
解得:,
綜上,或.
【點睛】本題考查了二次函數(shù)綜合體,主要考查了二次函數(shù)的性質(zhì),待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式,矩形的性質(zhì),三角形相似的性質(zhì)等知識點,分類求解是解答本題的關(guān)鍵.
2.(2023·青海西寧·統(tǒng)考中考真題)如圖,在平面直角坐標系中,直線l與x軸交于點,與y軸交于點,拋物線經(jīng)過點A,B,且對稱軸是直線.
(1)求直線l的解析式;
(2)求拋物線的解析式;
(3)點P是直線l下方拋物線上的一動點,過點P作軸,垂足為C,交直線l于點D,過點P作,垂足為M.求的最大值及此時P點的坐標.
【答案】(1)
(2)
(3)的最大值是,此時的P點坐標是
【思路點撥】(1)利用待定系數(shù)法求解即可;
(2)根據(jù)題意可設拋物線的解析式為,再利用待定系數(shù)法求解即可;
(3)由題意易證為等腰直角三角形,即得出.設點P的坐標為,則,從而可求出.再結(jié)合二次函數(shù)的性質(zhì)可知:當時,有最大值是,此時最大,進而即可求解.
【規(guī)范解答】(1)解:設直線l的解析式為,
把A,B兩點的坐標代入解析式,得,
解得:,
∴直線l的解析式為;
(2)解:設拋物線的解析式為,
∵拋物線的對稱軸為直線,
∴.
把A,B兩點坐標代入解析式,得,
解得:,
∴拋物線的解析式為;
(3)解:∵ ,
∴.
∵在中,
∴.
∵軸,,
∴.
在中,,,
∴,
∴.
在中,,,
∴,
∴.
設點P的坐標為,則,
∴.
∵,
∴當時,有最大值是,此時最大,
∴,
當時,,
∴,
∴的最大值是,此時的P點坐標是.
【點睛】本題為二次函數(shù)綜合題,考查利用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,二次函數(shù)的圖象和性質(zhì)等知識.掌握利用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式和利用數(shù)形結(jié)合的思想是解題關(guān)鍵.
3.(2023·浙江湖州·統(tǒng)考中考真題)如圖1,在平面直角坐標系中,二次函數(shù)的圖象與y軸的交點坐標為,圖象的頂點為M.矩形的頂點D與原點O重合,頂點A,C分別在x軸,y軸上,頂點B的坐標為.
(1)求c的值及頂點M的坐標,
(2)如圖2,將矩形沿x軸正方向平移t個單位得到對應的矩形.已知邊,分別與函數(shù)的圖象交于點P,Q,連接,過點P作于點G.
①當時,求的長;
②當點G與點Q不重合時,是否存在這樣的t,使得的面積為1?若存在,求出此時t的值;若不存在,請說明理由.
【答案】(1),頂點M的坐標是
(2)①1;②存在,或
【思路點撥】(1)把代入拋物線的解析式即可求出c,把拋物線轉(zhuǎn)化為頂點式即可求出頂點坐標;
(2)①先判斷當時,,的坐標分別是,,再求出,時點Q的縱坐標與點P的縱坐標,進而求解;
②先求出,易得P,Q的坐標分別是,,然后分點G在點Q的上方與點G在點Q的下方兩種情況,結(jié)合函數(shù)圖象求解即可.
【規(guī)范解答】(1)∵二次函數(shù)的圖象與y軸的交點坐標為,
∴,
∴,
∴頂點M的坐標是.
(2)①∵A在x軸上,B的坐標為,
∴點A的坐標是.
當時,,的坐標分別是,.
當時,,即點Q的縱坐標是2,
當時,,即點P的縱坐標是1.
∵,
∴點G的縱坐標是1,
∴.
②存在.理由如下:
∵的面積為1,,
∴.
根據(jù)題意,得P,Q的坐標分別是,.
如圖1,當點G在點Q的上方時,,
此時(在的范圍內(nèi)),
如圖2,當點G在點Q的下方時,,
此時(在的范圍內(nèi)).
∴或.
【點睛】本題考查了二次函數(shù)圖象上點的坐標特點、矩形的性質(zhì)以及三角形的面積等知識,熟練掌握二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)、靈活應用數(shù)形結(jié)合思想是解題的關(guān)鍵.
4.(2023·湖北黃石·統(tǒng)考中考真題)如圖,在平面直角坐標系中,拋物線與x軸交于兩點,與y軸交于點.
(1)求此拋物線的解析式;
(2)已知拋物線上有一點,其中,若,求的值;
(3)若點D,E分別是線段,上的動點,且,求的最小值.
【答案】(1);
(2);
(3).
【思路點撥】(1)由待定系數(shù)法即可求解;
(2)在中,,則,得到直線的表達式為:,進而求解;
(3)作,證明且相似比為,故當、、共線時,為最小,進而求解.
【規(guī)范解答】(1)解:設拋物線的表達式為:,
即,則,
故拋物線的表達式為:①;
(2)解:在中,,
,
則,
故設直線的表達式為:②,
聯(lián)立①②得:,
解得:(不合題意的值已舍去);
(3)解:作,
設,
,
且相似比為,
則,
故當、、共線時,為最小,
在中,設邊上的高為,
則,
即,
解得:,
則,
則,
過點作軸于點,
則,
即點的縱坐標為:,
同理可得,點的橫坐標為:,
即點,
由點、的坐標得,,
即的最小值為.
【點睛】主要考查了二次函數(shù)的解析式的求法和與幾何圖形結(jié)合的綜合能力的培養(yǎng).要會利用數(shù)形結(jié)合的思想把代數(shù)和幾何圖形結(jié)合起來,利用點的坐標的意義表示線段的長度,從而求出線段之間的關(guān)系.
5.(2023·內(nèi)蒙古·統(tǒng)考中考真題)如圖,在平面直角坐標系中,拋物線與軸的交點分別為和(點在點的左側(cè)),與軸交于點,點是直線上方拋物線上一動點.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖1,過點作軸平行線交于點,過點作軸平行線交軸于點,求的最大值及點的坐標;
(3)如圖2,設點為拋物線對稱軸上一動點,當點,點運動時,在坐標軸上確定點,使四邊形為矩形,求出所有符合條件的點的坐標.
【答案】(1)
(2)的最大值為,點的坐標為
(3)符合條件的點坐標為:或
【思路點撥】(1)利用待定系數(shù)法即可求解;
(2)先求得直線的解析式,設,則,,得到,利用二次函數(shù)的性質(zhì)求解即可;
(3)先求得拋物線的頂點,對稱軸為,分當點在軸上和點在軸負半軸上時,兩種情況討論,當點在軸負半軸上時,證明,求得,再證明,求得點的坐標為,由點在拋物線上,列式計算求解即可.
【規(guī)范解答】(1)解:∵拋物線與軸交于點,與軸交于點
解得
拋物線的解析式為:;
(2)解:當時,,
解得,,
∴,
設直線的解析式為:,
把,代入得:,
解得
∴直線的解析式為,
設,
∵軸,
∴點的縱坐標為,
又∵點在直線上,
∴,,
∴,
∴,
∵軸,
∴,
∴,
∵,,
∴當時,有最大值,最大值為,
當時,,
∴點的坐標為;
答:的最大值為,點的坐標為;
(3)解:,
則拋物線的頂點,對稱軸為,
情況一:當點在軸上時,為拋物線的頂點,
∵四邊形為矩形,
∴與縱坐標相同,
∴;
情況二:當點在軸負半軸上時,四邊形為矩形,
過作軸的垂線,垂足為,過作軸的垂線,垂足為,
設,則,
∴,,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∵拋物線對稱軸為,點在對稱軸上,,
∴,,
∴,即,
∵,,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴點的坐標為,
∵點在拋物線上,
∴,
解得,(舍去),
∴,
綜上所述:符合條件的點坐標為:或.
【點睛】本題考查二次函數(shù)的綜合應用,涉及待定系數(shù)法,相似三角形的判定和性質(zhì),矩形的性質(zhì)等知識,解題的關(guān)鍵是方程思想的應用.
6.(2023·寧夏·統(tǒng)考中考真題)如圖,拋物線與軸交于,兩點,與軸交于點.已知點的坐標是,拋物線的對稱軸是直線.
(1)直接寫出點的坐標;
(2)在對稱軸上找一點,使的值最?。簏c的坐標和的最小值;
(3)第一象限內(nèi)的拋物線上有一動點,過點作軸,垂足為,連接交于點.依題意補全圖形,當?shù)闹底畲髸r,求點的坐標.
【答案】(1)
(2)點,的最小值為
(3)
【思路點撥】(1)根據(jù)拋物線的對稱性,進行求解即可;
(2)根據(jù)拋物線的對稱性,得到,得到當三點共線時,的值最小,為的長,求出直線的解析式,解析式與對稱軸的交點即為點的坐標,兩點間的距離公式求出的長,即為的最小值;
(3)根據(jù)題意,補全圖形,設,得到,,將的最大值轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)求最值,即可得解.
【規(guī)范解答】(1)解:∵點關(guān)于對稱軸的對稱點為點,對稱軸為直線,
∴點為;
(2)當時,,
∴,
連接,
∵,
∴,
∵點關(guān)于對稱軸的對稱點為點,
∴,
∴當三點共線時,的值最小,為的長,
設直線的解析式為:,
則:,解得:,
∴,
∵點在拋物線的對稱軸上,
∴;
∴點,的最小值為;
(3)過點作軸,垂足為,連接交于點,如圖所示,
∵,
設拋物線的解析式為:,
∵,
∴,
∴,
∴,
設,則:,
由(2)知:直線:,
∴,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴當時,有最大值,此時.
【點睛】本題考查二次函數(shù)的綜合應用.正確的求出函數(shù)解析式,利用拋物線的對稱性以及數(shù)形結(jié)合的思想進行求解,是解題的關(guān)鍵.
?考向二 面積問題
1.(2023·海南·統(tǒng)考中考真題)如圖1,拋物線交x軸于A,兩點,交y軸于點.點P是拋物線上一動點.
(1)求該拋物線的函數(shù)表達式;
(2)當點P的坐標為時,求四邊形的面積;
(3)當動點P在直線上方時,在平面直角坐標系是否存在點Q,使得以B,C,P,Q為頂點的四邊形是矩形?若存在,請求出點Q的坐標;若不存在,請說明理由;
(4)如圖2,點D是拋物線的頂點,過點D作直線軸,交x軸于點H,當點P在第二象限時,作直線,分別與直線交于點G和點I,求證:點D是線段的中點.
【答案】(1)
(2)9
(3)在平面直角坐標系內(nèi)存在點Q,使得以B、C、P、Q為頂點的四邊形是矩形,此時點Q的坐標為或
(4)證明過程見解析
【思路點撥】(1)利用待定系數(shù)法求解即可;
(2)連接,過點P作于點E,利用點的坐標表示出線段、、、、的長度,再根據(jù),進行計算即可;
(3)當為矩形的邊時,畫出符合題意的矩形,交y軸于點E,交x軸于點F,連接,過點P作軸于點M,過點Q作軸于點N,利用等腰直角三角形的判定與性質(zhì)及矩形的判定與性質(zhì)得到,利用待定系數(shù)法求得直線的解析式與拋物線的解析式聯(lián)立方程組求得點P的坐標,則,進而得到、的長度,即可得出結(jié)果;當為對角線時,畫出相應的圖形,求出結(jié)果即可;
(4)利用配方法求得拋物線的頂點坐標、對稱軸,再利用待定系數(shù)法求得直線、的解析式,進而求得點I、G的坐標,利用點的坐標表示出線段、的長度,即可得出結(jié)論.
【規(guī)范解答】(1)解:由題意可得,,
解得,
∴拋物線的解析式為;
(2)解:連接,過點P作于點E,如圖,
∵點P的坐標為,
∴,,
令,則,
解得或,
∴,
∴,
∵,,
∴,,
∴,
;
(3)解:在平面直角坐標系內(nèi)存在點Q,使得以B、C、P、Q為頂點的四邊形是矩形,理由如下:
如圖,當為邊時,四邊形為符合條件的矩形,交y軸于點E,交x軸于點F,連接,過點P作軸于點M,過點Q作軸于點N,
∵,
∴,
∵四邊形為矩形,
∴,
∴,
∴和為等腰直角三角形,
∴,
∵四邊形為正方形,
∴,,
∴四邊形為矩形,
∴,
∵,,
∴和為全等的等腰直角三角形,
∴,
∵,
∴,
設直線的解析式為,
∴,
∴,
∴直線的解析式為,
聯(lián)立方程組得,
解得或,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
如圖,當為對角線時,四邊形為矩形,過點Q作軸于點D,軸于點E,
則,,
∵,
∴,
∴,
∴,
設點P的坐標為:,,
∵,,
∴,,
∴,
∴,,,,
∴,
整理得:,
分解因式得:,
解得:(舍去),(舍去),,
∴此時點Q的坐標為:.
綜上所述,在平面直角坐標系內(nèi)存在點Q,使得以B、C、P、Q為頂點的四邊形是矩形,此時點Q的坐標為或;
(4)證明:∵,
∴拋物線的頂點D的坐標為,對稱軸為直線,
設,直線的解析式為,
∴,
∴,
∴直線的解析式為,
當時,,
∴,
∴,
設直線的解析式為,
∴,
∴,
∴直線的解析式為,
當時,,
∴,
∴,
∴,
∴點D是線段的中點.
【點睛】本題考查二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)、用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式、二次函數(shù)圖象上點的坐標特征、一次函數(shù)的性質(zhì)、一次函數(shù)圖象上點的坐標特征、等腰直角三角形的判定與性質(zhì)、矩形的判定與性質(zhì),利用點的坐標表示出相應線段的長度是解題的關(guān)鍵.
2.(2023·山東青島·統(tǒng)考中考真題)如圖,在菱形中,對角線相交于點O,,.動點P從點A出發(fā),沿方向勻速運動,速度為;同時,動點Q從點A出發(fā),沿方向勻速運動,速度為.以為鄰邊的平行四邊形的邊與交于點E.設運動時間為,解答下列問題:
(1)當點M在上時,求t的值;
(2)連接.設的面積為,求S與t的函數(shù)關(guān)系式和S的最大值;
(3)是否存在某一時刻t,使點B在的平分線上?若存在,求出t的值;若不存在,請說明理由.
【答案】(1)
(2);的最大值為
(3)
【思路點撥】(1)證明, 則 , 即可求解;
(2)由 即可求解;
(3)當點在的平分線上時,則 ,在中, ,即可求解.
【規(guī)范解答】(1)∵平行四邊形,
∴,,,
由題意得∶,,
如下圖,點在上時,
∵,,,
∴,
∴,
則 即
解得:
(2)如上圖,
∵,
∴,
∵四邊形是菱形,
則,
∴,
∴為等腰三角形, 則
過點作于點,
則
即 解得∶ ,
則 ,
設中邊上的高為,則
即:
,故有最大值,
當時, 的最大值為;
(3)存在, 理由∶
如下圖, 過點作于點,
當點在的平分線上時,則
,
在中,
,
解得:
【點睛】本題為四邊形綜合題,涉及到特殊四邊形性質(zhì)、三角形相似、解直角三角形、函數(shù)的表達式確定等,綜合性強,難度適中.
3.(2023·山東淄博·統(tǒng)考中考真題)如圖,一條拋物線經(jīng)過的三個頂點,其中為坐標原點,點,點在第一象限內(nèi),對稱軸是直線,且的面積為18
(1)求該拋物線對應的函數(shù)表達式;
(2)求點的坐標;
(3)設為線段的中點,為直線上的一個動點,連接,,將沿翻折,點的對應點為.問是否存在點,使得以,,,為頂點的四邊形是平行四邊形?若存在,求出所有符合條件的點的坐標;若不存在,請說明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,點的坐標為或或或
【思路點撥】(1)根據(jù)對稱軸為直線,將點代入,進而待定系數(shù)法求解析式即可求解;
(2)設,過點作軸交于點,過點作交于點,繼而表示出的面積,根據(jù)的面積為,解方程,即可求解.
(3)先得出直線的解析式為,設,當為平行四邊形的對角線時,可得,當為平行四邊形的對角線時,,進而建立方程,得出點的坐標,即可求解.
【規(guī)范解答】(1)解:∵對稱軸為直線,
∴①,
將點代入得,
∴②,
聯(lián)立①②得,,
∴解析式為;
(2)設,如圖所示,過點作軸交于點,過點作交于點,
∴,,
則,
∴
解得:或(舍去),
(3)存在點,使得以,,,為頂點的四邊形是平行四邊形,理由如下:
∵,
∴,
設直線的解析式為,
∴,解得:,
∴直線的解析式為,
設,
如圖所示,當BP為平行四邊形的對角線時,,
,
∵,
∴,
由對稱性可知,,
∴,
∴
解得:
∴點的坐標為或
如圖3,當為平行四邊形的對角線時,,,
由對稱性可知,,
∴,
∴,
解得:或,
∴點的坐標為或
綜上所述,點的坐標為或或或.
【點睛】本題考查二次函數(shù)的圖象及性質(zhì),熟練掌握二次函數(shù)的圖象及性質(zhì),平行四邊形的性質(zhì),軸對稱的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
4.(2023·青海·統(tǒng)考中考真題)如圖,二次函數(shù)的圖象與軸相交于點和點,交軸于點.
(1)求此二次函數(shù)的解析式;
(2)設二次函數(shù)圖象的頂點為,對稱軸與軸交于點,求四邊形的面積(請在圖1中探索);
(3)二次函數(shù)圖象的對稱軸上是否存在點,使得是以為底邊的等腰三角形?若存在,請求出滿足條件的點的坐標;若不存在,請說明理由(請在圖中探索).
【答案】(1);
(2);
(3),
【思路點撥】(1)將,兩點坐標代入拋物線的解析式,進一步求解得出結(jié)果;
(2)連接,將二次函數(shù)的解析式配方求得頂點的坐標,鄰求得的坐標,從而求得,,的長,再根據(jù)求得結(jié)果;
(3)設,,表示出和,根據(jù)列出方程求得的值,進而求得結(jié)果.
【規(guī)范解答】(1)解:由題意得,
,
∴,
∴;
(2)解:如圖,連接,
∵,
∴,
∴,,
由得,,
∴,
∴;
(3)解:設,,
∵,
∴,
由得,
∴,
∴.
【點睛】本題考查了二次函數(shù)及其圖象的性質(zhì),等腰三角形的判定,勾股定理等知識,解決問題的關(guān)鍵是熟練掌握有關(guān)基礎知識.
5.(2023·遼寧盤錦·統(tǒng)考中考真題)如圖,拋物線與軸交于點,,與軸交于點.
(1)求拋物線的解析式.
(2)如圖1,點是軸上方拋物線上一點,射線軸于點,若,且,請直接寫出點的坐標.
(3)如圖2,點是第一象限內(nèi)一點,連接交軸于點,的延長線交拋物線于點,點在線段上,且,連接,若,求面積.
【答案】(1)
(2)
(3)
【思路點撥】(1)將點,代入拋物線得到,解方程組即可得到答案;
(2)設,,則,則,,從而表示出點的坐標為,代入拋物線解析式,求出的值即可得到答案;
(3)求出直線的表達式,利用,得到,求出點的坐標,再根據(jù)進行計算即可得到答案.
【規(guī)范解答】(1)解:拋物線與軸交于點,,
,
解得:,
拋物線的解析式為:;
(2)解:,
設,,
,
,
,
點,
,
,
點的坐標為,
點是軸上方拋物線上一點,
,
解得:(舍去)或,
;
(3)解:設點,直線的解析式為,
,
,
解得:,
直線的解析式為,
當時,,
,
,
,
在拋物線中,當時,,
,
,
,
設點的坐標為,
,,
,
,
,
,
解得:,
點的坐標為,
.
【點睛】本題為二次函數(shù)綜合,主要考查了求二次函數(shù)的解析式、二次函數(shù)圖象和性質(zhì)、一次函數(shù)的應用、銳角三角函數(shù)、三角形面積的計算,確定關(guān)鍵點的坐標是解本題的關(guān)鍵.
6.(2023·遼寧阜新·統(tǒng)考中考真題)如圖,在平面直角坐標系中,二次函數(shù)的圖象與軸交于點和點,與y軸交于點C.
(1)求這個二次函數(shù)的表達式.
(2)如圖1,二次函數(shù)圖象的對稱軸與直線交于點D,若點M是直線上方拋物線上的一個動點,求面積的最大值.
(3)如圖2,點是直線上的一個動點,過點的直線與平行,則在直線上是否存在點,使點與點關(guān)于直線對稱?若存在,請直接寫出點的坐標;若不存在,請說明理由.
【答案】(1);
(2);
(3)或.
【思路點撥】(1)根據(jù)拋物線的交點式直接得出結(jié)果;
(2)作于,作于,交于,先求出拋物線的對稱軸,進而求得,坐標及的長,從而得出過的直線與拋物線相切時,的面積最大,根據(jù)的△求得的值,進而求得的坐標,進一步求得上的高的值,進一步得出結(jié)果;
(3)分兩種情形:當點在線段上時,連接,交于,設,根據(jù)求得的值,可推出四邊形是平行四邊形,進而求得點坐標;當點在的延長線上時,同樣方法得出結(jié)果.
【規(guī)范解答】(1)解:由題意得,
;
(2)解:如圖1,
作于,作于,交于,
,,
,
,
拋物線的對稱軸是直線:,
,
,
,
,
故只需的邊上的高最大時,的面積最大,
設過點與平行的直線的解析式為:,
當直線與拋物線相切時,的面積最大,
由得,
,
由△得,
得,
,
,
,
,
,
,
,
;
(3)解:如圖2,
當點在線段上時,連接,交于,
點和點關(guān)于對稱,
,
設,
由得,,
,(舍去),
,
∵,
,
,
四邊形是平行四邊形,
,,
∴;
如圖3,
當點在的延長線上時,由上可知:,
同理可得:,
綜上所述:或.
【點睛】本題考查了二次函數(shù)及其圖象的性質(zhì),一元二次方程的解法,平行四邊形的判定和性質(zhì),軸對稱的性質(zhì)等知識,解決問題的關(guān)鍵是分類討論.
?考向三 特殊三角形問題
1.(2023·內(nèi)蒙古赤峰·統(tǒng)考中考真題)如圖,拋物線與x軸交于點A,B,與y軸交于點C,點在拋物線上,點E在直線上,若,則點E的坐標是 .
【答案】和
【思路點撥】先根據(jù)題意畫出圖形,先求出點坐標,當點在線段上時:是△DCE的外角,,而,所以此時,有,可求出所在直線的解析式,設點坐標,再根據(jù)兩點距離公式,,得到關(guān)于的方程,求解的值,即可求出點坐標;當點在線段的延長線上時,根據(jù)題中條件,可以證明,得到為直角三角形,延長至,取,此時,,從而證明是要找的點,應為,為等腰直角三角形, 點和關(guān)于點對稱,可以根據(jù)點坐標求出點坐標.
【規(guī)范解答】解:在中,當時,,則有,
令,則有,
解得:,
∴,
根據(jù)點坐標,有
所以點坐標
設所在直線解析式為,其過點、
有,
解得
∴所在直線的解析式為:
當點在線段上時,設
而
∴
∴
因為:,,
有
解得:,
所以點的坐標為:
當在的延長線上時,
在中,,,
∴
∴
如圖延長至,取,
則有為等腰三角形,,
∴
又∵
∴
則為符合題意的點,
∵
∴
的橫坐標:,縱坐標為;
綜上E點的坐標為:或,
故答案為:或
【點睛】本題考查了二次函數(shù)與一次函數(shù)綜合應用,熟練掌握一次函數(shù)根二次函數(shù)的圖象和性質(zhì),分情況找到點的位置,是求解此題的關(guān)鍵.
2.(2023·西藏·統(tǒng)考中考真題)在平面直角坐標系中,拋物線與x軸交于,兩點,與y軸交于點C.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖甲,在y軸上找一點D,使為等腰三角形,請直接寫出點D的坐標;
(3)如圖乙,點P為拋物線對稱軸上一點,是否存在P、Q兩點使以點A,C,P,Q為頂點的四邊形是菱形?若存在,求出P、Q兩點的坐標,若不存在,請說明理由.
【答案】(1);
(2)或或或;
(3)存在,,或,或,或或
【思路點撥】(1)將,代入,求出,即可得出答案;
(2)分別以點為頂點、以點為頂點、當以點為頂點,計算即可;
(3)拋物線的對稱軸為直線,設,,求出,,,分三種情況:以為對角線或以為對角線或以為對角線.
【規(guī)范解答】(1)解:(1)∵,兩點在拋物線上,
∴
解得,,
∴拋物線的解析式為:;
(2)令,
∴,
由為等腰三角形,如圖甲,
當以點為頂點時,,點與原點重合,
∴;
當以點為頂點時,,是等腰中線,
∴,
∴;
當以點為頂點時,
∴點D的縱坐標為或,
∴綜上所述,點D的坐標為或或或.
(3)存在,理由如下:
拋物線的對稱軸為:直線,
設,,
∵,
則,
,
,
∵以為頂點的四邊形是菱形,
∴分三種情況:以為對角線或以為對角線或以為對角線,
當以為對角線時,則,如圖1,
∴,
解得:,
∴或
∵四邊形是菱形,
∴與互相垂直平分,即與的中點重合,
當時,
∴,
解得:,
∴
當時,
∴,
解得:,
∴
以為對角線時,則,如圖2,
∴,
解得:,
∴,
∵四邊形是菱形,
∴與互相垂直平分,即與中點重合,
∴,
解得:,
∴;
當以為對角線時,則,如圖3,
∴,
解得:,
∴,
∵四邊形是菱形,
∴與互相垂直平分,即與的中點重合,
∴,
解得:
∴,
綜上所述,符合條件的點P、Q的坐標為: ,或,或,或或
【點睛】本題是二次函數(shù)綜合題,考查了解析式的求法、等腰三角形的判定、菱形的性質(zhì)、坐標與圖形的性質(zhì)、分類討論等知識,熟練掌握菱形的性質(zhì)和坐標與圖形的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
3.(2023·江蘇·統(tǒng)考中考真題)如圖,二次函數(shù)的圖像與x軸相交于點,其頂點是C.
(1)_______;
(2)D是第三象限拋物線上的一點,連接OD,;將原拋物線向左平移,使得平移后的拋物線經(jīng)過點D,過點作x軸的垂線l.已知在l的左側(cè),平移前后的兩條拋物線都下降,求k的取值范圍;
(3)將原拋物線平移,平移后的拋物線與原拋物線的對稱軸相交于點Q,且其頂點P落在原拋物線上,連接PC、QC、PQ.已知是直角三角形,求點P的坐標.
【答案】(1);
(2);
(3)或.
【思路點撥】(1)把代入即可求解;
(2)過點D作DM⊥OA于點M,設,由,解得,進而求得平移后得拋物線,
平移后得拋物線為,根據(jù)二次函數(shù)得性質(zhì)即可得解;
(3)先設出平移后頂點為,根據(jù)原拋物線,求得原拋物線的頂點,對稱軸為x=1,進而得,再根據(jù)勾股定理構(gòu)造方程即可得解.
【規(guī)范解答】(1)解:把代入得,
,
解得,
故答案為;
(2)解:過點D作DM⊥OA于點M,
∵,
∴二次函數(shù)的解析式為
設,
∵D是第三象限拋物線上的一點,連接OD,,
∴,
解得m=或m=8(舍去),
當m=時,,
∴,
∵,
∴設將原拋物線向左平移后的拋物線為,
把代入得,
解得a=3或a=(舍去),
∴平移后得拋物線為
∵過點作x軸的垂線l.已知在l的左側(cè),平移前后的兩條拋物線都下降,
在的對稱軸x=的左側(cè),y隨x的增大而減小,此時原拋物線也是y隨x的增大而減小,
∴;
(3)解:由,設平移后的拋物線為,則頂點為,
∵頂點為在上,
∴,
∴平移后的拋物線為,頂點為,
∵原拋物線,
∴原拋物線的頂點,對稱軸為x=1,
∵平移后的拋物線與原拋物線的對稱軸相交于點Q,
∴,
∵點Q、C在直線x=1上,平移后的拋物線頂點P在原拋物線頂點C的上方,兩拋物線的交點Q在頂點P的上方,
∴∠PCQ與∠CQP都是銳角,
∵是直角三角形,
∴∠CPQ=90°,
∴,
∴化簡得,
∴p=1(舍去),或p=3或p=,
當p=3時,,
當p=時,,
∴點P坐標為或.
【點睛】本題考查了二次函數(shù)的圖像及性質(zhì),勾股定理,解直角三角形以及待定系數(shù)法求二次函數(shù)的解析式,熟練掌握二次函數(shù)的圖像及性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
4.(2023·湖南婁底·統(tǒng)考中考真題)如圖,拋物線過點、點,交y軸于點C.
(1)求b,c的值.
(2)點是拋物線上的動點
①當取何值時,的面積最大?并求出面積的最大值;
②過點P作軸,交于點E,再過點P作軸,交拋物線于點F,連接,問:是否存在點P,使為等腰直角三角形?若存在,請求出點P的坐標;若不存在,請說明理由.
【答案】(1),
(2)①當時,的面積由最大值,最大值為;
②當點的坐標為或時,為等腰直角三角形
【思路點撥】(1)將將、代入拋物線即可求解;
(2)①由(1)可知:,得,可求得的解析式為,過點P作軸,交于點E,交軸于點,易得,根據(jù)的面積,可得的面積,即可求解;
②由題意可知拋物線的對稱軸為,則,分兩種情況:當點在對稱軸左側(cè)時,即時,當點在對稱軸右側(cè)時,即時,分別進行討論求解即可.
【規(guī)范解答】(1)解:將、代入拋物線中,
可得:,解得:,
即:,;
(2)①由(1)可知:,
當時,,即,
設的解析式為:,
將,代入中,
可得,解得:,
∴的解析式為:,
過點P作軸,交于點E,交軸于點,
∵,則,
∴點E的橫坐標也為,則縱坐標為,
∴,
的面積
,
∵,
∴當時,的面積有最大值,最大值為;
②存在,當點的坐標為或時,為等腰直角三角形.
理由如下:由①可知,
由題意可知拋物線的對稱軸為直線,
∵軸,
∴,,則,
當點在對稱軸左側(cè)時,即時,
,當時,為等腰直角三角形,
即:,整理得:,
解得:(,不符合題意,舍去)
此時,即點;
當點在對稱軸右側(cè)時,即時,
,當時,為等腰直角三角形,
即:,整理得:,
解得:(,不符合題意,舍去)
此時:,即點;
綜上所述,當點的坐標為或時,為等腰直角三角形.
【點睛】本題二次函數(shù)綜合題,考查了利用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,二次函數(shù)的性質(zhì)及圖象上的點的特點,等腰直角三角形的性質(zhì),解本題的關(guān)鍵是表示出點的坐標,進行分類討論.
5.(2023·四川雅安·統(tǒng)考中考真題)在平面直角坐標系中,已知拋物線過點,對稱軸是直線.
(1)求此拋物線的函數(shù)表達式及頂點M的坐標;
(2)若點B在拋物線上,過點B作x軸的平行線交拋物線于點C、當是等邊三角形時,求出此三角形的邊長;
(3)已知點E在拋物線的對稱軸上,點D的坐標為,是否存在點F,使以點A,D,E,F(xiàn)為頂點的四邊形為菱形?若存在,請直接寫出點F的坐標;若不存在,請說明理由.
【答案】(1),
(2)
(3)存在點F,當或或或時,以點A,D,E,F(xiàn)為頂點的四邊形為菱形.
【思路點撥】(1)根據(jù)對稱軸和過點列二元一次方程組求解即可;
(2)如圖:過點M作交于D,設點,則;然后表示出,再根據(jù)是等邊三角形可得,,根據(jù)三角函數(shù)解直角三角形可得,進而求得即可解答;
(3)如圖可知:線段為菱形的邊和對角線,然后通過作圖、結(jié)合菱形的性質(zhì)和中點坐標公式即可解答.
【規(guī)范解答】(1)解:由題意可得:
,解得:,
所以拋物線的函數(shù)表達式為;
當時,,則頂點M的坐標為.
(2)解:如圖:過點M作交于D
設點,則,
∴,
∵是等邊三角形,
∴,
∴,即,解得:或(舍去)
∴,,
∴該三角形的邊長.
(3)解:存在點F,使以點A,D,E,F(xiàn)為頂點的四邊形為菱形
①如圖:線段作為菱形的邊,
當為菱形的對角線時,作關(guān)于直線的對稱線段交于E,連接,作點E關(guān)于的對稱點F,即為菱形,由對稱性可得F的坐標為,故存在點F,使以點A,D,E,F(xiàn)為頂點的四邊形為菱形,此時.
當為菱形對角線時,,
設,,
則,解得:或,
∴或
②線段作為菱形的對角線時,
如圖:設
∵菱形,
∴,的中點G的坐標為,點G是的中點,
∴,解得,
∴,
設,
則有:,解得:,
∴.
綜上,當或或或時,以點A,D,E,F(xiàn)為頂點的四邊形為菱形.
【點睛】本題主要考查了求二次函數(shù)解析式、二次函數(shù)與幾何的綜合、等邊三角形的性質(zhì)、解直角三角形、菱形的判定等知識點,掌握數(shù)形結(jié)合思想是解答本題的關(guān)鍵.
6.(2023·湖南·統(tǒng)考中考真題)如圖,二次函數(shù)的圖象與軸交于,兩點,與軸交于點,其中,.
(1)求這個二次函數(shù)的表達式;
(2)在二次函數(shù)圖象上是否存在點,使得?若存在,請求出點坐標;若不存在,請說明理由;
(3)點是對稱軸上一點,且點的縱坐標為,當是銳角三角形時,求的取值范圍.
【答案】(1)
(2)或或
(3)或.
【思路點撥】(1)待定系數(shù)法求解析式即可求解;
(2)根據(jù),可得到的距離等于到的距離,進而作出兩條的平行線,求得解析式,聯(lián)立拋物線即可求解;
(3)根據(jù)題意,求得當是直角三角形時的的值,進而觀察圖象,即可求解,分和兩種情況討論,分別計算即可求解.
【規(guī)范解答】(1)解:將點,代入,得
解得:
∴拋物線解析式為;
(2)∵,
頂點坐標為,
當時,
解得:
∴,則
∵,則
∴是等腰直角三角形,
∵
∴到的距離等于到的距離,
∵,,設直線的解析式為
∴
解得:
∴直線的解析式為,
如圖所示,過點作的平行線,交拋物線于點,
設的解析式為,將點代入得,
解得:
∴直線的解析式為,
解得:或
∴,
∵
∴
∴是等腰直角三角形,且,
如圖所示,延長至,使得,過點作的平行線,交軸于點,則,則符合題意的點在直線上,
∵是等腰直角三角形,
∴
∴是等腰直角三角形,
∴
∴
設直線的解析式為
∴
解得:
∴直線的解析式為
聯(lián)立
解得:或
∴或
綜上所述,或或;
(3)①當時,如圖所示,過點作交于點,
當點與點重合時,是直角三角形,
當時,是直角三角形,
設交于點,
∵直線的解析式為,
則,
∴,
∵,
∴是等腰直角三角形,
∴
∴,
設,則
∵
∴
解得:(舍去)或
∴
∵是銳角三角形
∴;
當時,如圖所示,
同理可得
即∴
解得:或(舍去)
由(2)可得時,
∴
綜上所述,當是銳角三角形時,或.
【點睛】本題考查了二次函數(shù)綜合運用,面積問題,角度問題,熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
7.(2023·四川·統(tǒng)考中考真題)如圖1,在平面直角坐標系中,已知二次函數(shù)的圖象與x軸交于點,,與軸交于點.
(1)求拋物線的解析式;
(2)已知為拋物線上一點,為拋物線對稱軸上一點,以,,為頂點的三角形是等腰直角三角形,且,求出點的坐標;
(3)如圖,為第一象限內(nèi)拋物線上一點,連接交軸于點,連接并延長交軸于點,在點運動過程中,是否為定值?若是,求出這個定值;若不是,請說明理由.
【答案】(1)
(2)或或或
(3),理由見解析
【思路點撥】(1)利用待定系數(shù)法求解析式即可;
(2)先求得拋物線的對稱軸為直線,設與交于點,當點F在x軸上方時,過點作于點,證明,設,則,,進而得出點的坐標,代入拋物線解析式,求得的值即可求出點F的坐標;當點F在x軸上方,且點E與點A重合時,利用等腰直角三角形的性質(zhì)求出,即可求出點F的坐標;同理可求得當點F在x軸下方時的坐標;當點與點重合時,求得另一個解,進而即可求解;
(3)設,直線的解析式為,的解析式為,求得解析式,然后求得,即可求解.
【規(guī)范解答】(1)解:將點,,代入中得,
解得:,
∴拋物線解析式為;
(2)解:∵點,,
∴拋物線的對稱軸為直線:,
如圖所示,當點F在x軸上方時,設與交于點,過點作于點,
∵以,,為頂點的三角形是等腰直角三角形,且,
∴,
∵,
∴,
∴,
設,則,
∴,
∵點在拋物線上
∴
解得:(舍去)或,
∴;
如圖所示,當點F在x軸上方時,且點E與點A重合時,設直線l與x軸交于G,
∵是等腰直角三角形,且,
∴,
∴;
如圖所示,當點F在x軸下方時,,設與交于點,過點作于點
∵以,,為頂點的三角形是等腰直角三角形,且,
∴,
∵,
∴,
∴,
設,則,
∴,
∵點在拋物線上
∴
解得:(舍去)或,
∴,
如圖所示,當點F在x軸上方,當點與點重合時,
∵,是等腰直角三角形,且,
∴
∴,
綜上所述,或或或;
(3)解:設,直線的解析式為,的解析式為,
∵點,,,
∴,
解得:,
∴直線的解析式為,的解析式為,
對于,當時,,即,
對于,當時,,即,
∵在拋物線上,則
∴
∴為定值.
【點睛】本題主要考查了二次函數(shù)綜合問題,待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式,等腰直角三角形的性質(zhì),一次函數(shù)與坐標軸交點問題,全等三角形的性質(zhì)與判定等等,熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì)并利用分類討論的思想求解是解題的關(guān)鍵.
8.(2023·四川內(nèi)江·統(tǒng)考中考真題)如圖,在平面直角坐標系中,拋物線與x軸交于,兩點.與y軸交于點.
(1)求該拋物線的函數(shù)表達式;
(2)若點P是直線下方拋物線上的一動點,過點P作x軸的平行線交于點K,過點P作y軸的平行線交x軸于點D,求與的最大值及此時點P的坐標;
(3)在拋物線的對稱軸上是否存在一點M,使得是以為一條直角邊的直角三角形:若存在,請求出點M的坐標,若不存在,請說明理由.
【答案】(1)
(2)存在,的最大值為,
(3)或
【思路點撥】(1)將、、代入拋物線解析式求解即可;
(2)可求直線的解析式為,設(),可求,從而可求,即可求解;
(3)過作交拋物線的對稱軸于,過作交拋物線的對稱軸于,連接,設, 可求,,由,可求,進而求出直線的解析式,即可求解.
【規(guī)范解答】(1)解:由題意得
,
解得:,
拋物線的解析式為.
(2)解:設直線的解析式為,則有
,
解得:,
直線的解析式為;
設(),
,
解得:,
,
,
,
,
,
,
當時,的最大值為,
,
.
故的最大值為,.
(3)解:存在,
如圖,過作交拋物線的對稱軸于,過作交拋物線的對稱軸于,連接,
∵拋物線的對稱軸為直線,
設,
,
,
,
,
,
解得:,
;
設直線的解析式為,則有
,
解得,
直線解析式為,
,且經(jīng)過,
直線解析式為,
當時,,
;
綜上所述:存在,的坐標為或.
【點睛】本題考查了待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,二次函數(shù)中動點最值問題,直角三角形的判定,勾股定理等,掌握解法及找出動點坐標滿足的函數(shù)解析式是解題的關(guān)鍵.
9.(2023·湖北隨州·統(tǒng)考中考真題)如圖1,平面直角坐標系中,拋物線過點,和,連接,點為拋物線上一動點,過點作軸交直線于點,交軸于點.
(1)直接寫出拋物線和直線的解析式;
(2)如圖2,連接,當為等腰三角形時,求的值;
(3)當點在運動過程中,在軸上是否存在點,使得以,,為頂點的三角形與以,,為頂點的三角形相似(其中點與點相對應),若存在,直接寫出點和點的坐標;若不存在,請說明理由.
【答案】(1)拋物線:;直線:
(2)或或
(3),或,或,
【思路點撥】(1)由題得拋物線的解析式為,將點代入求,進而得拋物線的解析式;設直線的解析式為,將點,的坐標代入求,,進而得直線的解析式.
(2)由題得,分別求出,,,對等腰中相等的邊進行分類討論,進而列方程求解;
(3)對點在點左側(cè)或右側(cè)進行分類討論,設法表示出各線段的長度,利用相似三角形的相似比求解,進而可得,的坐標.
【規(guī)范解答】(1)解:拋物線過點,,
拋物線的表達式為,
將點代入上式,得,
.
拋物線的表達式為,即.
設直線的表達式為,
將點,代入上式,
得,
解得.
直線的表達式為.
(2)解:點在直線上,且,
點的坐標為.
,,.
當為等腰三角形時,
①若,則,
即,
解得.
②若,則,
即,
解得或(舍去).
③若,則,
即,
解得(舍去)或.
綜上,或或.
(3)解:點與點相對應,
或.
①若點在點左側(cè),
則,,.
當,即時,
直線的表達式為,
,解得或(舍去).
,即.
,即,
解得.
,.
當,即時,
,,
,即,
解得(舍去)或(舍去).
②若點在點右側(cè),
則,.
當,即時,
直線的表達式為,
,解得或(舍去),
,
,即,
解得.
,.
當,即時,
,.
,即,
解得或(舍去).
,.
綜上,,或,或,.
【點睛】本題是二次函數(shù)的綜合應用,考查了待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,等腰三角形的性質(zhì)與判定,平面直角坐標系中兩點距離的算法,相似三角形的性質(zhì)與判定等,熟練掌握相關(guān)知識是解題的關(guān)鍵.
?考向四 特殊四邊形問題
1.(2023·遼寧丹東·統(tǒng)考中考真題)拋物線與x軸交于點,,與y軸交于點C.
(1)求拋物線的表達式;
(2)如圖,點D是拋物線上的一個動點,設點D的橫坐標是,過點D作直線軸,垂足為點E,交直線于點F.當D,E,F(xiàn)三點中一個點平分另外兩點組成的線段時,求線段的長;
(3)若點P是拋物線上的一個動點(點P不與頂點重合),點M是拋物線對稱軸上的一個點,點N在坐標平面內(nèi),當四邊形是矩形鄰邊之比為時,請直接寫出點P的橫坐標.
【答案】(1)
(2)或
(3)或
【思路點撥】(1)將點,代入解析式即可求解;
(2)可求直線的解析式為,可得,,,①當時,可求,,即可求解;②當時,,,即可求解;
(3)①當在對稱軸的左側(cè)時,得到是矩形,鄰邊之比為,即,即可求解;②當在對稱軸的右側(cè)時,同理可求.
【規(guī)范解答】(1)解:由題意得
解得,
故拋物線的表達式;
(2)解:當時,,
,
設直線的解析式為,則有
,
解得:,
直線的解析式為,
點D的橫坐標是,過點D作直線軸,
,,,
①如圖,當時,
,
,
,
整理得:,
解得:,,
,
不合題意,舍去,
,
;
②如圖,當時,
,
,
,
整理得:,
解得:,(舍去),
;
綜上所述:線段的長為或.
(3)解:設點,,
當四邊形是矩形時,則為直角,
①當在對稱軸的左側(cè)時,
如圖,過作軸交軸于,交過作軸的平行線于,
,
∵為直角,
則,
∵,
∴,
∴,
∵是矩形鄰邊之比為,即或,
即和的相似比為或,
即,
由題意得:,,
∴,
則,
即,
解得:,(不符合題意,舍去);
②當在對稱軸的右側(cè)時,
同理可得:,
解得:,
綜上,或.
【點睛】本題考查了二次函數(shù)綜合體,主要考查了二次函數(shù)的性質(zhì),待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式,矩形的性質(zhì),三角形相似的性質(zhì)等知識點,分類求解是解答本題的關(guān)鍵.
2.(2023·西藏·統(tǒng)考中考真題)在平面直角坐標系中,拋物線與x軸交于,兩點,與y軸交于點C.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖甲,在y軸上找一點D,使為等腰三角形,請直接寫出點D的坐標;
(3)如圖乙,點P為拋物線對稱軸上一點,是否存在P、Q兩點使以點A,C,P,Q為頂點的四邊形是菱形?若存在,求出P、Q兩點的坐標,若不存在,請說明理由.
【答案】(1);
(2)或或或;
(3)存在,,或,或,或或
【思路點撥】(1)將,代入,求出,即可得出答案;
(2)分別以點為頂點、以點為頂點、當以點為頂點,計算即可;
(3)拋物線的對稱軸為直線,設,,求出,,,分三種情況:以為對角線或以為對角線或以為對角線.
【規(guī)范解答】(1)解:(1)∵,兩點在拋物線上,
∴
解得,,
∴拋物線的解析式為:;
(2)令,
∴,
由為等腰三角形,如圖甲,
當以點為頂點時,,點與原點重合,
∴;
當以點為頂點時,,是等腰中線,
∴,
∴;
當以點為頂點時,
∴點D的縱坐標為或,
∴綜上所述,點D的坐標為或或或.
(3)存在,理由如下:
拋物線的對稱軸為:直線,
設,,
∵,
則,
,
,
∵以為頂點的四邊形是菱形,
∴分三種情況:以為對角線或以為對角線或以為對角線,
當以為對角線時,則,如圖1,
∴,
解得:,
∴或
∵四邊形是菱形,
∴與互相垂直平分,即與的中點重合,
當時,
∴,
解得:,
∴
當時,
∴,
解得:,
∴
以為對角線時,則,如圖2,
∴,
解得:,
∴,
∵四邊形是菱形,
∴與互相垂直平分,即與中點重合,
∴,
解得:,
∴;
當以為對角線時,則,如圖3,
∴,
解得:,
∴,
∵四邊形是菱形,
∴與互相垂直平分,即與的中點重合,
∴,
解得:
∴,
綜上所述,符合條件的點P、Q的坐標為: ,或,或,或或
【點睛】本題是二次函數(shù)綜合題,考查了解析式的求法、等腰三角形的判定、菱形的性質(zhì)、坐標與圖形的性質(zhì)、分類討論等知識,熟練掌握菱形的性質(zhì)和坐標與圖形的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
3.(2023·遼寧大連·統(tǒng)考中考真題)如圖,在平面直角坐標系中,拋物線上有兩點、,其中點的橫坐標為,點的橫坐標為1,拋物線過點、.過作軸交拋物線另一點為點.以、長為邊向上構(gòu)造矩形.
(1)求拋物線的解析式;
(2)將矩形向左平移個單位,向下平移個單位得到矩形,點的對應點落在拋物線上.
①求關(guān)于的函數(shù)關(guān)系式,并直接寫出自變量的取值范圍;
②直線交拋物線于點,交拋物線于點.當點為線段的中點時,求的值;
③拋物線與邊、分別相交于點、,點、在拋物線的對稱軸同側(cè),當時,求點的坐標.如圖,在平面直角坐標系中,拋物線上有兩點,其中點的橫坐標為,點的橫坐標為,拋物線過點.過作軸交拋物線另一點為點.以長為邊向上構(gòu)造矩形.
【答案】(1)
(2)①;②;③或
【思路點撥】(1)根據(jù)題意得出點,,利用待定系數(shù)法求解析式即可求解.
(2)①根據(jù)平移的性質(zhì)得出,根據(jù)點的對應點落在拋物線上,可得,即可求解.
②根據(jù)題意得出,,求得中點坐標,根據(jù)題意即可求解.
③作輔助線,利用勾股定理求得,設出點,點坐標,將點代入,求得點坐標,進而根據(jù)點的對應點落在拋物線上,即可求解.
【規(guī)范解答】(1)根據(jù)題意,點的橫坐標為,點的橫坐標為1,代入拋物線,
當時,,則,
當時,,則,
將點,代入拋物線,
,
解得,
拋物線的解析式為.
(2)①軸交拋物線另一點為,
當時,,
,
矩形向左平移個單位,向下平移個單位得到矩形,點的對應點落在拋物線上.
,,
整理得,
,,
,
;
②如圖,
,,
,
,
,
由①可得,,
,的橫坐標為,分別代入,,
,,
,
的中點坐標為,
點為線段的中點,
,
解得或(大于4,舍去).
③如圖,連接,過點作于點,
則,
,
,
設,則,,
將點代入,
得,
解得,
當,,
,
將代入,
解得,
或.
【點睛】本題考查了二次函數(shù)的綜合應用,解題的關(guān)鍵是作輔助線,掌握二次函數(shù)的性質(zhì)以及掌握復雜運算屬于中考壓軸題.
4.(2023·遼寧錦州·統(tǒng)考中考真題)如圖,拋物線交軸于點和,交軸于點,頂點為.
(1)求拋物線的表達式;
(2)若點在第一象限內(nèi)對稱右側(cè)的拋物線上,四邊形的面積為,求點的坐標;
(3)在(2)的條件下,若點是對稱軸上一點,點是坐標平面內(nèi)一點,在對稱軸右側(cè)的拋物線上是否存在點,使以,,,為頂點的四邊形是菱形,且,如果存在,請直接寫出點的坐標;如果不存在,請說明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,點G的坐標為或
【思路點撥】(1)根據(jù)待定系數(shù)法求解即可;
(2)方法一:連接,過點作軸交于點.先求得直線的表達式為:.再設,,則,利用面積構(gòu)造一元二次方程求解即可得解;方法二:令拋物線的對稱軸與軸交于點,過點作軸于點,設,利用面積構(gòu)造一元二次方程求解即可得解;
(3)如下圖,連接,,由菱形及等邊三角形的性質(zhì)證明得.從而求得直線的表達式為:.聯(lián)立方程組求解,又連接,,,證.得,又證.得.進而求得直線的表達式為:.聯(lián)立方程組求解即可.
【規(guī)范解答】(1)解:∵拋物線經(jīng)過點,,
∴,解得.
∴拋物線的表達式為:.
(2)解:方法一:如下圖,連接,過點作軸交于點.
∵
,
∴.
令中,則,
解得或,
∴,
設直線為,
∵過點,,,
∴,
解得,
∴直線的表達式為:.
設,,
∴
.
∴
.
∵,
∴.
整理得,解得.
∴.
方法二:
如下圖,
拋物線的對稱軸與軸交于點,過點作軸于點,
設,
∴,
∴
.
∵,
∴.
整理得,解得.
∴.
(3)解:存在,點的坐標為或.
如下圖,連接,,
∵四邊形是菱形,,
∴,
∵,
∴是等邊三角形.
∴,
∵,,,
∴,,點與點關(guān)于對稱軸對稱,
∴,,
∴是等邊三角形,,
∴,
∴即,,
∴.
∴.
∴直線的表達式為:.
與拋物線表達式聯(lián)立得.
∴點坐標為.
如下圖,連接,,,
同理可證:是等邊三角形,是等邊三角形,.
∴,
∵,,
∴.
∴.
∴.
∴直線的表達式為:.
與拋物線表達式聯(lián)立得.
∴點坐標為.
【點睛】本題主要考查了二次函數(shù)的圖像及性質(zhì),菱形的性質(zhì),等邊三角形的判定及性質(zhì),待定系數(shù)法求一次函數(shù)與二次函數(shù)的解析式,一元二次方程的應用,解二元一次方程組,熟練掌握二次函數(shù)的圖像及性質(zhì),菱形的性質(zhì),等邊三角形的判定及性質(zhì),待定系數(shù)法求一次函數(shù)與二次函數(shù)的解析式是解題的關(guān)鍵.
5.(2023·遼寧·統(tǒng)考中考真題)如圖,拋物線與軸交于點和點,與軸交于點,點在拋物線上.
(1)求拋物線的解析式;
(2)點在第一象限內(nèi),過點作軸,交于點,作軸,交拋物線于點,點在點的左側(cè),以線段為鄰邊作矩形,當矩形的周長為11時,求線段的長;
(3)點在直線上,點在平面內(nèi),當四邊形是正方形時,請直接寫出點的坐標.
【答案】(1)拋物線的解析式為;
(2);
(3)點的坐標為或或或
【思路點撥】(1)利用待定系數(shù)法即可求解;
(2)先求得直線的解析式為,設,則,利用對稱性質(zhì)求得,推出,,利用矩形周長公式列一元二次方程計算即可求解;
(3)先求得直線的解析式為,分別過點M、E作y的垂線,垂足分別為P、Q,證明,推出,,設,則,由點M在直線上,列式計算,可求得m的值,利用平移的性質(zhì)可得點N的坐標;設點,則點,當繞著點O逆時針旋轉(zhuǎn)得到時,當點M繞點O逆時針得到點E時,根據(jù)旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),可得點N的坐標.
【規(guī)范解答】(1)解:∵拋物線經(jīng)過點和,
∴,
解得,
∴拋物線的解析式為;
(2)解:∵點和,
設直線的解析式為,則,
解得,
∴直線的解析式為,
設,且,則,
∴,
∵拋物線的對稱軸為直線,
∴,
∴,
依題意得,
解得(舍去)或,
∴;
(3)解:令,則,
解得或,
∴,
同理,直線的解析式為,
∵四邊形是正方形,
∴,,分別過點M、E作y的垂線,垂足分別為P、Q,如圖,
,,
∴,
∴,,
設,
∴,,
則,
∵點M在直線上,
∴,
解得或,
當時,,,
即點M與點C重合,點E與點B重合時,四邊形是正方形,此時;
當時,,,
點O向左平移個單位,再向下平移1個單位,得到點M,
則點E向左平移個單位,再向下平移1個單位,得到點N,
∴,即;
設點,則點,
當繞著點O逆時針旋轉(zhuǎn)得到時,如圖,
∵點E在的圖象上,
∴,
∴點,
∵點E在的圖象上,
∴,
解得:或0,
∴,,
當點M繞點O逆時針得到點E時,點,,
∵點E在的圖象上,
∴,
解得:,
∴點,,,,
∴點N的坐標為或;
綜上,點的坐標為或或或.
【點睛】本題考查的是待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式,二次函數(shù)圖象上點的坐標特征,待定系數(shù)法求一次函數(shù)解析式,一次函數(shù)圖象上點的坐標特征,兩點之間的距離公式和正方形的性質(zhì),是一道綜合性較強的題,解題的關(guān)鍵是求出二次函數(shù)和一次函數(shù)解析式以及分情況討論.
6.(2023·山東東營·統(tǒng)考中考真題)如圖,拋物線過點,,矩形的邊在線段上(點B在點A的左側(cè)),點C,D在拋物線上,設,當時,.
(1)求拋物線的函數(shù)表達式;
(2)當t為何值時,矩形的周長有最大值?最大值是多少?
(3)保持時的矩形不動,向右平移拋物線,當平移后的拋物線與矩形的邊有兩個交點G,H,且直線平分矩形的面積時,求拋物線平移的距離.
【答案】(1)
(2)當時,矩形的周長有最大值,最大值為
(3)4
【思路點撥】(1)設拋物線的函數(shù)表達式為,求出點C的坐標,將點C的坐標代入即可求出該拋物線的函數(shù)表達式;
(2)由拋物線的對稱性得,則,再得出,根據(jù)矩形的周長公式,列出矩形周長的表達式,并將其化為頂點式,即可求解;
(3)連接A,相交于點P,連接,取的中點Q,連接,根據(jù)矩形的性質(zhì)和平移的性質(zhì)推出四邊形是平行四邊形,則,.求出時,點A的坐標為,則,即可得出結(jié)論.
【規(guī)范解答】(1)解:設拋物線的函數(shù)表達式為.
∵當時,,
∴點C的坐標為.
將點C坐標代入表達式,得,
解得.
∴拋物線的函數(shù)表達式為.
(2)解:由拋物線的對稱性得:,
∴.
當時,.
∴矩形的周長為
.
∵,
∴當時,矩形的周長有最大值,最大值為.
(3)解:連接,相交于點P,連接,取的中點Q,連接.
∵直線平分矩形的面積,
∴直線過點P..
由平移的性質(zhì)可知,四邊形是平行四邊形,
∴.
∵四邊形是矩形,
∴P是的中點.
∴.
當時,點A的坐標為,
∴.
∴拋物線平移的距離是4.
【點睛】本題主要考查了求二次函數(shù)的解析式,二次函數(shù)的圖象和性質(zhì),矩形的性質(zhì),平移的性質(zhì),解題的關(guān)鍵是掌握用待定系數(shù)法求解二次函數(shù)表達式的方法和步驟,二次函數(shù)圖象上點的坐標特征,矩形的性質(zhì),以及平移的性質(zhì).
7.(2023·山東·統(tǒng)考中考真題)如圖,直線交軸于點,交軸于點,對稱軸為的拋物線經(jīng)過兩點,交軸負半軸于點.為拋物線上一動點,點的橫坐標為,過點作軸的平行線交拋物線于另一點,作軸的垂線,垂足為,直線交軸于點.
(1)求拋物線的解析式;
(2)若,當為何值時,四邊形是平行四邊形?
(3)若,設直線交直線于點,是否存在這樣的值,使?若存在,求出此時的值;若不存在,請說明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,或
【思路點撥】(1)利用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式;
(2)結(jié)合平行四邊形的性質(zhì),通過求直線的函數(shù)解析式,列方程求解;
(3)分3種情況求解:當時;當時;當時;根據(jù),確定點坐標,從而利用一次函數(shù)圖象上點的特征計算求解.
【規(guī)范解答】(1)解:在直線中,當時,,當時,,
∴點,點,
設拋物線的解析式為,
把點,點代入可得,
解得,
∴拋物線的解析式為;
(2)解:由題意,,
∴,
當四邊形是平行四邊形時,,
∴,
∴,,
設直線的解析式為,
把代入可得,
解得,
∴直線的解析式為,
又∵過點作軸的平行線交拋物線于另一點,且拋物線對稱軸為,
∴
∴,
解得(不合題意,舍去),;
(3)解:存在,理由如下.
由題意,,
∴,.
當時,點P在x軸的上方,
∵,
∴點E為線段的中點,
∴,,
∴,
代入整理得,,
解得(不合題意,舍去),.
當時,點P在x軸上,此時點E與點M重合,所以此種情況不存在;
當時,點P在x軸的下方,點E在射線上,
如圖,設線段的中點為R,
∴,,
∴.
∵,
∴M為的中點,
∴,,
∴,
代入整理得,,
解得(不合題意,舍去),.
綜上可知,存在或,使.
【點睛】本題考查一次函數(shù)和二次函數(shù)的綜合應用,掌握待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,利用數(shù)形結(jié)合思想和方程思想解題是關(guān)鍵.
?考向五 相似三角形問題
1.(2023·四川攀枝花·統(tǒng)考中考真題)如圖,拋物線經(jīng)過坐標原點,且頂點為.
(1)求拋物線的表達式;
(2)設拋物線與軸正半軸的交點為,點位于拋物線上且在軸下方,連接、,若,求點的坐標.
【答案】(1)
(2),
【思路點撥】(1)設拋物線的表達式為,將代入可得;
(2)過作軸于,過作軸于,設,求出;根據(jù),,得,故,從而,即可解得答案.
【規(guī)范解答】(1)解:設拋物線的表達式為,
將代入得:,
解得,
;
(2)過作軸于,過作軸于,如圖:
設,
在中,令得或,
;
,,
,
,
,
,
,
,
解得或(此時與重合,舍去),
,.
【點睛】本題考查二次函數(shù)綜合應用,涉及待定系數(shù)法,三角形相似的判定與性質(zhì),解題的關(guān)鍵是證明,用對應邊成比例列式求出的值.
2.(2023·遼寧鞍山·統(tǒng)考中考真題)如圖1,拋物線經(jīng)過點,與y軸交于點,點E為第一象限內(nèi)拋物線上一動點.
(1)求拋物線的解析式.
(2)直線與x軸交于點A,與y軸交于點D,過點E作直線軸,交于點F,連接.當時,求點E的橫坐標.
(3)如圖2,點N為x軸正半軸上一點,與交于點M.若,,求點E的坐標.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【思路點撥】(1)利用待定系數(shù)法,把已知點坐標代入解析式即可求解函數(shù)的解析式;
(2)分別過,向軸作垂線,垂足為,,根據(jù)證得 ,從而,設點坐標,分別表示出,坐標,再列方程求解即可;
(3)將平移到,連接,則;過作于,過作軸于,過作交延長線于,延長交軸于,設,則,,,由可得,從而,設由 可得,, ,再求出點坐標為,代入拋物線解析式中即可求得或,從而可得點坐標 .
【規(guī)范解答】(1)解:把和代入到解析式中可得
,解得,
拋物線的解析式為:;
(2)直線中,令,則,所以,
直線中,令,則,所以,
分別過,向軸作垂線,垂足為,,
根據(jù)題意可得,
軸,軸,
和為直角三角形,
在和中,
,
,
,
設,
則,
,,
從而,,
則有,解得(舍去),或,
故點的橫坐標為:;
(3)將平移到,連接,則四邊形為平行四邊形,,過作于,過作軸于,過作交延長線于,延長交軸于,
,
可設,則,
∴,
則,
設,
軸,
,
,
,,,
,,,
,
,,
,
,
,,則,
,,
,
代入拋物線解析式中有:,
解得:或,
當時,,
當時,.
【點睛】本題是二次函數(shù)與相似三角形綜合題,考查了待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式,相似三角形的判定與性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì),正切的定義等知識,解題關(guān)鍵是在坐標系中利用等線段構(gòu)造全等進行計算,構(gòu)造相似三角形解決問題.
3.(2023·內(nèi)蒙古通遼·統(tǒng)考中考真題)在平面直角坐標系中,已知拋物線與x軸交于點和點B,與y軸交于點.
(1)求這條拋物線的函數(shù)解析式;
(2)P是拋物線上一動點(不與點A,B,C重合),作軸,垂足為D,連接.
①如圖,若點P在第三象限,且,求點P的坐標;
②直線交直線于點E,當點E關(guān)于直線的對稱點落在y軸上時,請直接寫出四邊形的周長.
【答案】(1)
(2)①②或
【思路點撥】(1)將A,C兩點坐標代入拋物線的解析式,從而求得a,c,進而求得結(jié)果;
(2)①設,過點作于點,求出,根據(jù)列出方程求出的值即可;
②可推出四邊形是菱形,從而得出,分別表示出和,從而列出方程,進一步求得結(jié)果.
【規(guī)范解答】(1)∵拋物線與x軸交于點,與y軸交于點,
∴把,代入得,
,
解得,,
∴拋物線的函數(shù)解析式為;
(2)①設,過點作于點,如圖,
∴
∵
∴
∵軸,
∴
又
∴四邊形是矩形,
∴
∴
∵
∴
∴(不合題意,舍去)
∴
∴;
②設,
對于,當時,
解得,
∴
∵
由勾股定理得,
當點在第三象限時,如圖,過點作軸于點,
則四邊形是矩形,
∵點與點關(guān)于對稱,
∴
∵軸,
∴
∴
∴
∴
∴四邊形是平行四邊形,
∴四邊形是菱形,
∵
∴
∴
∴
∴
設直線的解析式為,
把代入得,,
解得,,
∴直線的解析式為,
∴,
∴,
又且
∴
解得,(舍去)
∴
∴四邊形的周長;
當點在第二象限時,如圖,
同理可得:
解得,(舍去)
∴
∴四邊形的周長;
綜上,四邊形的周長為或.
【點睛】本題考查了求一次函數(shù)和二次函數(shù)的解析式,等腰三角形的判定和性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),菱形的判定和性質(zhì),軸對稱性質(zhì)等知識,解決問題的關(guān)鍵是正確分類,作輔助線,表示出線段的數(shù)量.
4.(2023·黑龍江齊齊哈爾·統(tǒng)考中考真題)綜合與探究
如圖,拋物線上的點A,C坐標分別為,,拋物線與x軸負半軸交于點B,點M為y軸負半軸上一點,且,連接,.
(1)求點M的坐標及拋物線的解析式;
(2)點P是拋物線位于第一象限圖象上的動點,連接,,當時,求點P的坐標;
(3)點D是線段(包含點B,C)上的動點,過點D作x軸的垂線,交拋物線于點Q,交直線于點N,若以點Q,N,C為頂點的三角形與相似,請直接寫出點Q的坐標;
(4)將拋物線沿x軸的負方向平移得到新拋物線,點A的對應點為點,點C的對應點為點,在拋物線平移過程中,當?shù)闹底钚r,新拋物線的頂點坐標為______,的最小值為______.
【答案】(1),
(2)
(3),
(4),
【思路點撥】(1)根據(jù)點M在y軸負半軸且可得點M的坐標為,利用待定系數(shù)法可得拋物線的解析式為;
(2)過點P作軸于點F,交線段AC于點E,用待定系數(shù)法求得直線AC的解析式為,設點P的橫坐標為,則,,故,先求得,從而得到,解出p的值,從而得出點P的坐標;
(3)由可知,要使點Q,N,C為頂點的三角形與相似,則以點Q,N,C為頂點的三角形也是直角三角形,從而分和兩種情況討論,①當,可推導B與點Q重合,,即此時符合題意,利用求拋物線與x軸交點的方法可求出點Q的坐標;②當時,可推導,即此時符合題意,再證明,從而得到,再設點的橫坐標為q,則,,從而得到,解得q的值,從而得到點Q的坐標,最后綜合①②即可;
(4)設拋物線沿x軸的負方向平移m個單位長度得到新拋物線,將點M右平移m個單位長度得到點,由平移的性質(zhì)可知,,的值最小就是最小值,作出點C關(guān)于直線對稱的對稱點,連接交直線于點,連接則此時取得最小值,即為的長度,利用兩點間的距離公式求這個長度,用待定系數(shù)法求出直線的解析式,從而確定的坐標,繼而確定平移距離,將原拋物線的解析式化為頂點式,從而得到其頂點,繼而確定新拋物線的頂點.
【規(guī)范解答】(1)解:∵點M在y軸負半軸且,
∴
將,代入,得
解得
∴拋物線的解析式為
(2)解:過點P作軸于點F,交線段AC于點E,
設直線的解析式為,
將,代入,得
,解得,
∴直線AC的解析式為
設點P的橫坐標為
則,,
∴
∵,∴,解得,
∴
(3),,
補充求解過程如下:
∵在中,,以點Q,N,C為頂點的三角形與相似,
∴以點Q,N,C為頂點的三角形也是直角三角形,
又∵軸,直線交直線于點N,
∴,即點N不與點O是對應點.
故分為和兩種情況討論:
①當時,由于軸,
∴軸,即在x軸上,
又∵點Q在拋物線上,
∴此時點B與點Q重合,
作出圖形如下:
此時,
又∵
∴,即此時符合題意,
令,
解得:(舍去)
∴點Q的坐標,也即點B的坐標是.
②當時,作圖如下:
∵軸,
∴,
∴,
∵ ,,
∴,即此時符合題意,
∵,
∴,即
∵,,
∴
∴,
設點的橫坐標為q,則,,
∴,
∴,
解得:(舍去),
∴,
∴點Q的坐標是
綜上所述:點Q的坐標是,;
(4),,
補充求解過程如下:
設拋物線沿x軸的負方向平移m個單位長度得到新拋物線,
將點M向右平移m個單位長度得到點,作出圖形如下:
由平移的性質(zhì)可知,,
∴的值最小就是最小值,
顯然點在直線上運用,
作出點C關(guān)于直線對稱的對稱點,連接交直線于點,連接則此時取得最小值,即為的長度,
∵點C關(guān)于直線對稱的對稱的點是點,
∴,
∴,
設直線的解析式是:
將點,代入得:
解得:
直線的解析式是:
令,解得:,
∴,
∴平移的距離是
又∵,
∴平移前的拋物線的坐標是
∴新拋物線的頂點坐標為即
故答案是:,.
【點睛】本題考查求二次函數(shù)的解析式,二次函數(shù)的圖象與性質(zhì),二次函數(shù)與幾何變換綜合,二次函數(shù)與相似三角形綜合,最短路徑問題,三角形面積公式等知識,難度較大,綜合性大,作出輔助線和掌握轉(zhuǎn)換思想是解題的關(guān)鍵,第二問的解題技巧是使用鉛錘公式計算面積,第三問的技巧是轉(zhuǎn)化成直角三角形的討論問題,如果直接按相似討論,則有四種情況,可以降低分類討論的種類,第四問的技巧,是將點M向反方向移動,從而將兩個動點轉(zhuǎn)化成一個動點來解決.
5.(2023·湖北武漢·統(tǒng)考中考真題)拋物線交軸于兩點(在的左邊),交軸于點.
(1)直接寫出三點的坐標;
(2)如圖(1),作直線,分別交軸,線段,拋物線于三點,連接.若與相似,求的值;
(3)如圖(2),將拋物線平移得到拋物線,其頂點為原點.直線與拋物線交于兩點,過的中點作直線(異于直線)交拋物線于兩點,直線與直線交于點.問點是否在一條定直線上?若是,求該直線的解析式;若不是,請說明理由.
【答案】(1)
(2)的值為2或
(3)點在定直線上
【思路點撥】(1)令,解一元二次方程求出值可得、兩點的坐標,令求出值可得點坐標,即可得答案;
(2)分和兩種情況,利用相似三角形的性質(zhì)分別列方程求出值即可得答案;
(3)根據(jù)平移的性質(zhì)可得解析式,聯(lián)立直線與解析式可得點坐標,即可得出中點的坐標,設,利用待定系數(shù)法可得直線的解析式為,同理得出直線的解析式為,聯(lián)立兩直線解析式可得,設點在直線上,把點代入,整理比較系數(shù)即可得出、的值即可得答案,也可根據(jù)點的縱坐標變形得出橫坐標與縱坐標的關(guān)系,得出答案.
【規(guī)范解答】(1)∵拋物線解析式為,
∴當時,,當時,,
解得:,,
∴,,.
(2)解:是直線與拋物線的交點,
,
①如圖,若時,
,
∴
,
∴,
解得,(舍去)或.
②如圖,若時.過作軸于點.
,
∴,
∴,
,
,
∴
,
∴,,
,
∴,
解得,(舍去)或.
綜上,符合題意的的值為2或.
(3)解:∵將拋物線平移得到拋物線,其頂點為原點,
∴,
∵直線的解析式為,
∴聯(lián)立直線與解析式得:,
解得:(舍去),,
∴,
∵是的中點,
∴,
∴,
設,直線的解析式為,
則,
解得,,
∴直線的解析式為,
∵直線經(jīng)過點,
∴
同理,直線的解析式為;直線的解析式為.
聯(lián)立,得,
解得:.
∵直線與相交于點,
.
設點在直線上,則,①
整理得,,
比較系數(shù)得:,
解得:,
∴當時,無論為何值時,等式①恒成立.
∴點在定直線上.
【點睛】本題考查二次函數(shù)與一次函數(shù)綜合、二次函數(shù)圖象的平移及相似三角形的性質(zhì),正確作出輔助線,熟練掌握待定系數(shù)法求函數(shù)解析式及相似三角形的性質(zhì)是解題關(guān)鍵.
6.(2023·湖北隨州·統(tǒng)考中考真題)如圖1,平面直角坐標系中,拋物線過點,和,連接,點為拋物線上一動點,過點作軸交直線于點,交軸于點.
(1)直接寫出拋物線和直線的解析式;
(2)如圖2,連接,當為等腰三角形時,求的值;
(3)當點在運動過程中,在軸上是否存在點,使得以,,為頂點的三角形與以,,為頂點的三角形相似(其中點與點相對應),若存在,直接寫出點和點的坐標;若不存在,請說明理由.
【答案】(1)拋物線:;直線:
(2)或或
(3),或,或,
【思路點撥】(1)由題得拋物線的解析式為,將點代入求,進而得拋物線的解析式;設直線的解析式為,將點,的坐標代入求,,進而得直線的解析式.
(2)由題得,分別求出,,,對等腰中相等的邊進行分類討論,進而列方程求解;
(3)對點在點左側(cè)或右側(cè)進行分類討論,設法表示出各線段的長度,利用相似三角形的相似比求解,進而可得,的坐標.
【規(guī)范解答】(1)解:拋物線過點,,
拋物線的表達式為,
將點代入上式,得,
.
拋物線的表達式為,即.
設直線的表達式為,
將點,代入上式,
得,
解得.
直線的表達式為.
(2)解:點在直線上,且,
點的坐標為.
,,.
當為等腰三角形時,
①若,則,
即,
解得.
②若,則,
即,
解得或(舍去).
③若,則,
即,
解得(舍去)或.
綜上,或或.
(3)解:點與點相對應,
或.
①若點在點左側(cè),
則,,.
當,即時,
直線的表達式為,
,解得或(舍去).
,即.
,即,
解得.
,.
當,即時,
,,
,即,
解得(舍去)或(舍去).
②若點在點右側(cè),
則,.
當,即時,
直線的表達式為,
,解得或(舍去),
,
,即,
解得.
,.
當,即時,
,.
,即,
解得或(舍去).
,.
綜上,,或,或,.
【點睛】本題是二次函數(shù)的綜合應用,考查了待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,等腰三角形的性質(zhì)與判定,平面直角坐標系中兩點距離的算法,相似三角形的性質(zhì)與判定等,熟練掌握相關(guān)知識是解題的關(guān)鍵.
7.(2023·新疆·統(tǒng)考中考真題)【建立模型】(1)如圖,點是線段上的一點,,,,垂足分別為,,,.求證:;
【類比遷移】(2)如圖,一次函數(shù)的圖象與軸交于點、與軸交于點,將線段繞點逆時針旋轉(zhuǎn)得到、直線交軸于點.
①求點的坐標;
②求直線的解析式;
【拓展延伸】(3)如圖,拋物線與軸交于,兩點點在點的左側(cè),與軸交于點,已知點,,連接.拋物線上是否存在點,使得,若存在,求出點的橫坐標.
【答案】(1)見解析; (2)①;②直線的解析式為;(3)或
【思路點撥】[建立模型](1)根據(jù)題意得出,,證明,即可得證;
[類比遷移] (2)①過點作軸于點,同(1)的方法,證明,根據(jù)一次函數(shù)的圖象與軸交于點、與軸交于點,求得,,進而可得點的坐標;
②由,設直線的解析式為,將點代入得直線的解析式為;
[拓展延伸](3)根據(jù)解析式求得,;①當點在軸下方時,如圖所示,連接,過點作于點,過點作軸于點,過點作,于點,證明,根據(jù)得出,設,則,求得點,進而求得直線的解析式,聯(lián)立拋物線解析式即可求解;②當點在軸的上方時,如圖所示,過點作,于點,過點作軸,交軸于點,過點作于點,同①的方法即可求解.
【規(guī)范解答】[建立模型](1)證明:∵,,,
∴,
∴,
∴,
又∵,
∴;
[類比遷移](2)如圖所示,過點作軸于點,
∵將線段繞點逆時針旋轉(zhuǎn)得到,
∴,
又,
∴,
∴,
∴,
∵一次函數(shù)的圖象與軸交于點、與軸交于點,
當時,,即,
當時,,即,
∴,
∴,
∴;
②∵,設直線的解析式為,
將代入得:
解得:
∴直線的解析式為,
(3)∵拋物線與軸交于,兩點點在點的左側(cè),
當時,,
解得:,
∴,;
①當點在軸下方時,如圖所示,連接,過點作于點,過點作軸于點,過點作,于點,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
設,則,
∵,
∴,,
∵,,
∴,
解得:,
∴,
設直線的解析式為,
代入,得:,
解得:,
∴直線解析式為,
聯(lián)立,
解得:(舍去),;
②當點在軸的上方時,如圖所示,過點作于點,過點作軸,交軸于點,過點作于點,
同理可得,
∴,
設,則,
∵,
∴,,
∵,
∴,
解得:,
∴,
設直線的解析式為,
代入,得:,
解得:,
∴直線的解析式為,
聯(lián)立,
解得:(舍去),,
綜上所述,的橫坐標為或.
【點睛】本題考查了二次函數(shù)綜合運用,待定系數(shù)法求一次函數(shù)解析式,相似三角形的性質(zhì)與判定,全等三角形的性質(zhì)與判定,旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)等知識,熟練掌握以上知識是解題的關(guān)鍵.
8.(2023·四川瀘州·統(tǒng)考中考真題)如圖,在平面直角坐標系中,已知拋物線與坐標軸分別相交于點A,B,三點,其對稱軸為.
(1)求該拋物線的解析式;
(2)點是該拋物線上位于第一象限的一個動點,直線分別與軸,直線交于點,.
①當時,求的長;
②若,,的面積分別為,,,且滿足,求點的坐標.
【答案】(1)
(2)①;②
【思路點撥】(1)根據(jù)拋物線對稱軸為,可得,求得,再將代入拋物線,根據(jù)待定系數(shù)法求得,即可解答;
(2)①求出點,點的坐標,即可得到直線的解析式為,設,則,求得的解析式,列方程求出點的坐標,最后根據(jù)列方程,即可求出的長;
②過分別作的垂線段,交于點,過點D作的垂線段,交于點I,根據(jù),可得,即,證明,設,得到直線的解析式,求出點D的坐標,即可得到點的坐標,將點E的坐標代入解方程,即可解答.
【規(guī)范解答】(1)解:根據(jù)拋物線的對稱軸為,
得,
解得,
將代入拋物線可得,
拋物線的解析式為;
(2)解:當時,得,
解得,,
,,
設的解析式為,將,代入,
得,
解得,
的解析式為,
設,則,
設的解析式為,將,代入,
得,
解得,
的解析式為,
聯(lián)立方程,
解得,
根據(jù),得,
解得,,
經(jīng)檢驗,,是方程的解,
點是該拋物線上位于第一象限的一個動點,
在軸正半軸,
,
即的長為;
②解:如圖,過分別作的垂線段,交于點,過點D作的垂線段,交于點I,
,
,
,
設,則,
,
,
,
,
,
,
,即點D的橫坐標為,
,
設的解析式為,將,,
代入得,
解得,
的解析式為,
,即,
,
四邊形是矩形,
,
,即,
將代入,
得,
解得,(舍去),
.
【點睛】本題為二次函數(shù)綜合題,考查了待定系數(shù)法求二次函數(shù)和一次函數(shù),二次函數(shù)與一元二次方程,兩點之間的距離,相似三角形的判定與性質(zhì),正確的作出輔助線是解題的關(guān)鍵.
中考解密(分析考察方向,精準把握重難點)
重點考向(以真題為例,探究中考命題方向)
?考向一 線段周長問題
?考向二 面積問題
?考向三 特殊三角形問題
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?考向五 相似三角形問題
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