典例分析:
典例1
如圖,拋物線ybx+c與x軸相交于點(diǎn)A、B,與y軸相交于點(diǎn)C,其中B(6,0),C(0,﹣6).
(1)求該拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)點(diǎn)P(m,n)(0<m<6)在拋物線上,當(dāng)m取何值時(shí),△PBC的面積最大?并求出△PBC面積的最大值;
(3)在(2)中△PBC面積取最大值的條件下,點(diǎn)M是拋物線的對(duì)稱軸上一點(diǎn),在拋物線上確定一點(diǎn)N,使得以A、P、M、N為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,寫出所有符合條件的點(diǎn)N的坐標(biāo),并寫出求解點(diǎn)N的坐標(biāo)的其中一種情況的過程.
解題思路:(1)把B(6,0),C(0,﹣6)代入ybx+c,用待定系數(shù)法可得該拋物線的函數(shù)表達(dá)式為y2x﹣6;
(2)過P作PQ∥y軸交BC于Q,由B(6,0),C(0,﹣6)可得直線BC解析式為y=x﹣6,根據(jù)P(m,m2﹣2m﹣6),Q(m,m﹣6),得PQm2+3m,即得S△PBCPQ?|xB﹣xC|(m2+3m)×6(m﹣3)2,由二次函數(shù)性質(zhì)得當(dāng)m取3時(shí),△PBC的面積最大,△PBC面積的最大值是;
(3)由(2)知,m=3,P(3,),由2x﹣6=0可得A(﹣2,0),設(shè)M(2,p),N(q,q2﹣2q﹣6),點(diǎn)分三種情況:①若PA,MN為對(duì)角線,則PA,MN的中點(diǎn)重合,有(線式)即中點(diǎn)重合,可得N(﹣1,),②若PM,AN為對(duì)角線,同理可得N(7,),③若PN,AM為對(duì)角線,同理可得N(﹣3,3).
答案詳解:解:(1)把B(6,0),C(0,﹣6)代入ybx+c得:
,
解得,
∴該拋物線的函數(shù)表達(dá)式為y2x﹣6;
(2)過P作PQ∥y軸交BC于Q,如圖:
由B(6,0),C(0,﹣6)可得直線BC解析式為y=x﹣6,
∵nm2﹣2m﹣6,
∴P(m,m2﹣2m﹣6),則Q(m,m﹣6),(點(diǎn))
∴PQ=(m﹣6)﹣(m2﹣2m﹣6)m2+3m,(線)
∴S△PBCPQ?|xB﹣xC|(m2+3m)×6m2+9m(m﹣3)2,(式)
∵0,
∴m=3時(shí),S△PBC取最大值,最大值為,
∴當(dāng)m=3時(shí),△PBC的面積最大,△PBC面積的最大值是;
(3)由(2)知,m=3,P(3,),
由2x﹣6=0得x1=﹣2,x2=6,
∴A(﹣2,0),點(diǎn)
拋物線y2x﹣6的對(duì)稱軸是直線x2,
設(shè)M(2,p),N(q,q2﹣2q﹣6),點(diǎn)
若PA,MN為對(duì)角線,則PA,MN的中點(diǎn)重合,
∴,(線式)即中點(diǎn)重合
解得,
∴N(﹣1,),
②若PM,AN為對(duì)角線,同理可得,
∴N(7,),
③若PN,AM為對(duì)角線,同理可得,
∴N(﹣3,3),
綜上所述,點(diǎn)N的坐標(biāo)為(﹣1,)或(7,)或(﹣3,3).
典例2
如圖,已知直線y=﹣2x+4與x軸、y軸分別相交于A、C兩點(diǎn),拋物線y=﹣2x2+bx+c經(jīng)過點(diǎn)A、C.
(1)求拋物線的解析式;
(2)設(shè)拋物線的頂點(diǎn)為P,在拋物線上存在點(diǎn)Q,使△ABQ的面積等于△APC面積的4倍.求出點(diǎn)Q的坐標(biāo);
(3)點(diǎn)M是直線y=﹣2x+4上的動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)M作ME垂直x軸于點(diǎn)E,在y軸(原點(diǎn)除外)上是否存在點(diǎn)F,使△MEF為等腰直角三角形?若存在,求出點(diǎn)F的坐標(biāo)及對(duì)應(yīng)的點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
試題分析:(1)根據(jù)直線y=﹣2x+4求出點(diǎn)A、C的坐標(biāo),再利用待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式解答即可;
(2)根據(jù)拋物線解析式求出點(diǎn)P的坐標(biāo),過點(diǎn)P作PD⊥y軸于D,根據(jù)點(diǎn)P、C的坐標(biāo)求出PD、CD,然后根據(jù)S△APC=S梯形APDO﹣S△AOC﹣S△PCD,列式求出△APC的面積,再根據(jù)拋物線解析式求出點(diǎn)B的坐標(biāo),從而得到AB的長度,然后利用三角形的面積公式求出△ABQ的點(diǎn)Q的縱坐標(biāo)的值,然后代入拋物線求解即可得到點(diǎn)Q的坐標(biāo);
(3)根據(jù)點(diǎn)E在x軸上,根據(jù)點(diǎn)M在直線y=﹣2x+4上,設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(a,﹣2a+4),然后分①∠EMF=90°時(shí),利用點(diǎn)M到坐標(biāo)軸的距離相等列式求解即可;②∠MFE=90°時(shí),根據(jù)等腰直角三角形的性質(zhì),點(diǎn)M的橫坐標(biāo)的長度等于縱坐標(biāo)長度的一半,然后列式進(jìn)行計(jì)算即可得解.
答案詳解:解:(1)令x=0,則y=4,
令y=0,則﹣2x+4=0,解得x=2,
所以,點(diǎn)A(2,0),C(0,4),
∵拋物線y=﹣2x2+bx+c經(jīng)過點(diǎn)A、C,
∴,
解得,
∴拋物線的解析式為:y=﹣2x2+2x+4;
(2)∵y=﹣2x2+2x+4=﹣2(x)2,
∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為(,),
如圖,過點(diǎn)P作PD⊥y軸于D,
又∵C(0,4),點(diǎn)
∴PD,CD4,線
∴S△APC=S梯形APDO﹣S△AOC﹣S△PCD
(2)2×4 式
4
,
令y=0,則﹣2x2+2x+4=0,
解得x1=﹣1,x2=2,
∴點(diǎn)B的坐標(biāo)為(﹣1,0),
∴AB=2﹣(﹣1)=3,
設(shè)△ABQ的邊AB上的高為h,
∵△ABQ的面積等于△APC面積的4倍,
∴3h=4,
解得h=4,
∵4,
∴點(diǎn)Q可以在x軸的上方也可以在x軸的下方,
即點(diǎn)Q的縱坐標(biāo)為4或﹣4,
當(dāng)點(diǎn)Q的縱坐標(biāo)為4時(shí),﹣2x2+2x+4=4,
解得x1=0,x2=1,
此時(shí),點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(0,4)或(1,4),
當(dāng)點(diǎn)Q的縱坐標(biāo)為﹣4時(shí),﹣2x2+2x+4=﹣4,
解得x1,x2,
此時(shí)點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(,﹣4)或(,﹣4),
綜上所述,存在點(diǎn)Q(0,4)或(1,4)或(,﹣4)或(,﹣4);
(3)存在.
理由如下:如圖,∵點(diǎn)M在直線y=﹣2x+4上,
∴設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(a,﹣2a+4),點(diǎn)
∠EMF=90°時(shí),∵△MEF是等腰直角三角形,
∴|a|=|﹣2a+4|,線式
即a=﹣2a+4或a=﹣(﹣2a+4),
解得a或a=4,
∴點(diǎn)F坐標(biāo)為(0,)時(shí),點(diǎn)M的坐標(biāo)為(,),
點(diǎn)F坐標(biāo)為(0,﹣4)時(shí),點(diǎn)M的坐標(biāo)為(4,﹣4);
∠MFE=90°時(shí),∵△MEF是等腰直角三角形,
∴|a||﹣2a+4|,線式
即a(﹣2a+4),
解得a=1,
﹣2a+4=2×1=2,
此時(shí),點(diǎn)F坐標(biāo)為(0,1),點(diǎn)M的坐標(biāo)為(1,2),
或a(﹣2a+4),
此時(shí)無解,
綜上所述,點(diǎn)F坐標(biāo)為(0,)時(shí),點(diǎn)M的坐標(biāo)為(,),
點(diǎn)F坐標(biāo)為(0,﹣4)時(shí),點(diǎn)M的坐標(biāo)為(4,﹣4);
點(diǎn)F坐標(biāo)為(0,1),點(diǎn)M的坐標(biāo)為(1,2).

實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練
一.平行四邊形
1.如圖,直線y=﹣x+4與x軸交于點(diǎn)C,與y軸交于點(diǎn)B,拋物線y=ax2+x+c經(jīng)過B,C兩點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式;
(2)點(diǎn)Q是拋物線對(duì)稱軸上的動(dòng)點(diǎn),在拋物線上是否存在點(diǎn)P,使得以P,Q,B,C為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
試題分析:(1)先利用一次函數(shù)的性質(zhì)求出B、C的坐標(biāo),然后把B、C的坐標(biāo)代入到拋物線解析式中求解即可;
(2)分BC為對(duì)角線和邊兩種情況,利用平行四邊形的性質(zhì)進(jìn)行求解即可.
答案詳解:解:(1)∵直線y=﹣x+4與x軸交于點(diǎn)C,與y軸交于點(diǎn)B,
∴點(diǎn)B,C的坐標(biāo)分別為B(0,4),C(4,0),
把點(diǎn)B(0,4)和點(diǎn)C(4,0)代入拋物線y=ax2+x+c得:
,
解之,得,
∴拋物線的解析式為yx2+x+4;
(2)存在.由拋物線yx2+x+4可得對(duì)稱軸是直線x=1.
∵Q是拋物線對(duì)稱軸上的動(dòng)點(diǎn),
∴點(diǎn)Q的橫坐標(biāo)為1.
①當(dāng)BC為邊時(shí),點(diǎn)B到點(diǎn)C的水平距離是4,
∴點(diǎn)Q到點(diǎn)P的水平距離也是4.
∴點(diǎn)P的橫坐標(biāo)是5或﹣3,
∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為(5,)或(﹣3,);
②當(dāng)BC為對(duì)角線時(shí),點(diǎn)Q到點(diǎn)C的水平距離是3,
∴點(diǎn)B到點(diǎn)P的水平距離也是3,
∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為(3,).
綜上所述,在拋物線上存在點(diǎn)P,使得以P,Q,B,C為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,點(diǎn)P的坐標(biāo)是(5,)或(﹣3,)或(3,).
2.已知拋物線y=ax2+bx+3的圖象與x軸相交于點(diǎn)A和點(diǎn)B(1,0),與y軸交于點(diǎn)C,連接AC,有一動(dòng)點(diǎn)D在線段AC上運(yùn)動(dòng),過點(diǎn)D作x軸的垂線,交拋物線于點(diǎn)E,交x軸于點(diǎn)F,AB=4,設(shè)點(diǎn)D的橫坐標(biāo)為m.
(1)求拋物線的解析式;
(2)連接AE、CE,當(dāng)△ACE的面積最大時(shí),求出△ACE的最大面積和點(diǎn)D的坐標(biāo);
(3)當(dāng)m=﹣2時(shí),在平面內(nèi)是否存在點(diǎn)Q,使以B,C,E,Q為頂點(diǎn)的四邊形為平行四邊形?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.
試題分析:(1)用待定系數(shù)法即可求解;
(2)設(shè)D(m,m+3),E(m,﹣m2﹣2m+3),則DE=﹣m2﹣3m,故S△ACE3×(﹣m2﹣3m),進(jìn)而求解;
(3)分BC、BQ、BE分別為平行四邊形的對(duì)角線三種情況,分別求解即可.
答案詳解:解:(1)∵點(diǎn)B(1,0),AB=4,
∴A(﹣3,0),
將B(1,0),A(﹣3,0)代入y=ax2+bx+3,
∴,解得,
∴y=﹣x2﹣2x+3;
(2)設(shè)直線AC的解析式為y=k'x+b',
∴,解得,
∴y=x+3,
∴D(m,m+3),E(m,﹣m2﹣2m+3),
∴DE=﹣m2﹣3m,
∴S△ACE3×(﹣m2﹣3m)(m)2,
∴當(dāng)m時(shí),S△ACE的值最大為,
∴D(,);
(3)存在,理由如下:
∵m=﹣2,
∴E(﹣2,3),
設(shè)Q(n,t),
①當(dāng)BC為平行四邊形的對(duì)角線時(shí),
則,解得,
∴Q(3,0);
②當(dāng)BE為平行四邊形的對(duì)角線時(shí),
則,解得,
∴Q(﹣1,0);
③當(dāng)BQ為平行四邊形的對(duì)角線時(shí),
則,解得,
∴Q(﹣3,6);
綜上所述:當(dāng)Q點(diǎn)為(3,0)或(﹣1,0)或(﹣3,6)時(shí),以B,C,E,Q為頂點(diǎn)的四邊形為平行四邊形.
3.如圖,拋物線y=a(x﹣h)2+k的頂點(diǎn)坐標(biāo)是(,),與x軸交于點(diǎn) A、點(diǎn)B(2,0),與y軸交于點(diǎn) C.
(1)求拋物線的解析式;
(2)求△BOC的面積;
(3)點(diǎn)P在拋物線的對(duì)稱軸上,點(diǎn)Q在拋物線上,是否存在點(diǎn)Q,使得以B、C、P、Q為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
試題分析:(1)由拋物線y=a(x﹣h)2+k的頂點(diǎn)坐標(biāo)是(,)得h,k,將B點(diǎn)坐標(biāo)代入即可求出a的值,從而得出拋物線的解析式;
(2)求出點(diǎn)C的坐標(biāo),根據(jù)三角形的面積公式即可求解;
(3)分BC是平行四邊形邊以及BC是平行四邊形對(duì)角線兩種情況討論,結(jié)合平行四邊形性質(zhì)以及坐標(biāo)特點(diǎn)即可求出Q點(diǎn)坐標(biāo).
答案詳解:解:(1)∵拋物線y=a(x﹣h)2+k的頂點(diǎn)坐標(biāo)是(,),
∴h,k,y=a(x)2,
∵拋物線與x軸交于點(diǎn)B(2,0),
∴a(2)20,
解得:a=﹣1,
∴拋物線的函數(shù)表達(dá)式:y=﹣(x)2x2+x+2;
(2)∵y=﹣x2+x+2;
∴C(0,2),
∵B(2,0),
∴OB=OC=2,
∴△BOC的面積為:2×2=2;
(3)存在,
∵拋物線y=a(x﹣h)2+k的頂點(diǎn)坐標(biāo)是(,),
拋物線的對(duì)稱軸x,
∴點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為,
分情況討論:
①當(dāng)BC是平行四邊形邊時(shí),由于OB=2,
設(shè)Q(a,b),則|a|=2,
解得:a或,
當(dāng)a時(shí),b,
當(dāng)a時(shí),b,
故Q(,)或(,);
②當(dāng)BC是平行四邊形對(duì)角線時(shí),
∵B(2,0),C(0,2),
∴BC的中點(diǎn)坐標(biāo)為(1,1),
設(shè)Q(a',b'),則a'2,
解得:a',
當(dāng)a'時(shí),b',
∴Q(,),
綜上所述,點(diǎn)Q坐標(biāo)為(,)或(,)或((,).
二.相似三角形
4.如圖,拋物線y=x2+bx+c與x軸交于A(﹣1,0),B(4,0),過點(diǎn)A的直線y=﹣x﹣1與該拋物線交于點(diǎn)C,點(diǎn)P是該拋物線上不與A,B重合的動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作PD⊥x軸于點(diǎn)D,交直線AC于點(diǎn)E.
(1)求拋物線的解析式;
(2)當(dāng)點(diǎn)P在直線AC的下方,且PE=2DE時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)當(dāng)直線PD為x=1時(shí),在直線PD上是否存在點(diǎn)Q,使△ECQ與△EDA相似?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)Q坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明你的理由.
試題分析:(1)將點(diǎn)A,B的坐標(biāo)代入y=x2+bx+c,解方程即可得出答案;
(2)設(shè)P(x,x2﹣3x﹣4),則E(x,﹣x﹣1),D(x,0),寫出PE,DE的長度,利用PE=2ED這一等量關(guān)系列出方程即可得出答案;
(3)分兩種情況進(jìn)行討論,由相似三角形的性質(zhì)可分別求出Q點(diǎn)的坐標(biāo).
答案詳解:解:(1)將點(diǎn)A(﹣1,0),B(4,0)代入y=x2+bx+c,
得,,
解得,,
∴拋物線的解析式為y=x2﹣3x﹣4;
(2)因?yàn)辄c(diǎn)P在直線AC的下方,設(shè)P(x,x2﹣3x﹣4),則E(x,﹣x﹣1),D(x,0),
則PE=﹣x﹣1﹣(x2﹣3x﹣4)=﹣x2+2x+3,DE=x+1,
∵PE=2ED,
∴﹣x2+2x+3=2(x+1),
解得,x1=﹣1(與點(diǎn)A重合,舍去),x2=1,
∴y=x2﹣3x﹣4=12﹣3×1﹣4=﹣6,
∴P(1,﹣6);
綜上所述,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(1,﹣6);
(3)存在.
理由如下:∵直線AC和拋物線y=x2﹣3x﹣4交于A,C兩點(diǎn),聯(lián)立方程得,
﹣x﹣1=x2﹣3x﹣4,
解得x1=﹣1,x2=3,
∴C(3,﹣4),
∴AC4,
由直線DP:x=1和直線AC:y=﹣x﹣1得,AD=2,DE=2,
∴AE2,
∴CE=AC﹣AE=4,
∵∠AED=∠CEP,要使△QCE與△EDA相似,必有∠EQC=∠EDA=90°或∠ECQ=∠EDA=90°,
①當(dāng)∠EQC=∠EDA=90°時(shí),
∵AE=CE=2,
∴△EQC≌△EDA,
∴EQ=DE=2,
∴點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(1,﹣4);
②當(dāng)∠ECQ=∠EDA=90°時(shí),
∵△ECQ∽△EDA,
∴,
∴EQ4,
∴DQ=DE+EQ=2+4=6,
∴點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(1,﹣6).
綜上所述,點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(1,﹣4)或(1,﹣6)時(shí),△ECQ與△EDA相似.
5.如圖,已知拋物線y=﹣x2+bx+c經(jīng)過A(0,3)和B(,)兩點(diǎn),直線AB與x軸相交于點(diǎn)C,P是直線AB上方的拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),PD⊥x軸交AB于點(diǎn)D.
(1)求該拋物線的表達(dá)式;
(2)若PE∥x軸交AB于點(diǎn)E,求PD+PE的最大值;
(3)若以A,P,D為頂點(diǎn)的三角形與△AOC相似,請(qǐng)直接寫出所有滿足條件的點(diǎn)P,點(diǎn)D的坐標(biāo).
試題分析:(1)直接利用待定系數(shù)法,即可求出解析式;
(2)先求出點(diǎn)C的坐標(biāo),然后證明Rt△DPE∽R(shí)t△AOC,再由二次函數(shù)的最值性質(zhì),求出答案;
(3)根據(jù)題意,可分為兩種情況進(jìn)行分析:當(dāng)△AOC∽△APD時(shí);當(dāng)△AOC∽△DAP時(shí);分別求出兩種情況的點(diǎn)的坐標(biāo),即可得到答案.
答案詳解:解:(1)將A(0,3)和B(,)代入y=﹣x2+bx+c,
,
解得,
∴該拋物線的解析式為y=﹣x2+2x+3;
(2)設(shè)直線AB的解析式為y=kx+n,把A(0,3)和B(,)代入,
,
解得,
∴直線AB的解析式為yx+3,
當(dāng)y=0時(shí),x+3=0,
解得:x=2,
∴C點(diǎn)坐標(biāo)為(2,0),
∵PD⊥x軸,PE∥x軸,
∴∠ACO=∠DEP,
∴Rt△DPE∽R(shí)t△AOC,
∴,
∴PEPD,
∴PD+PEPD,
設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(a,﹣a2+2a+3),則D點(diǎn)坐標(biāo)為(a,a+3),
∴PD=(﹣a2+2a+3)﹣(a+3)=﹣(a)2,
∴PD+PE(a)2,
∵0,
∴當(dāng)a時(shí),PD+PE有最大值為;
(3)①當(dāng)△AOC∽△DPA時(shí),
∵PD⊥x軸,∠DPA=90°,
∴點(diǎn)P縱坐標(biāo)是3,橫坐標(biāo)x>0,
即﹣x2+2x+3=3,解得x=2,
∴點(diǎn)D的坐標(biāo)為(2,0);
∵PD⊥x軸,
∴點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為2,
∴點(diǎn)P的縱坐標(biāo)為:y=﹣22+2×2+3=3,
∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,3),點(diǎn)D的坐標(biāo)為(2,0);
②當(dāng)△AOC∽△DAP時(shí),
此時(shí)∠APG=∠ACO,
過點(diǎn)A作AG⊥PD于點(diǎn)G,
∴△APG∽△ACO,
∴,
設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(m,﹣m2+2m+3),則D點(diǎn)坐標(biāo)為(m,m+3),
則,
解得:m,
∴D點(diǎn)坐標(biāo)為(,1),P點(diǎn)坐標(biāo)為(,),
綜上,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,3),點(diǎn)D的坐標(biāo)為(2,0)或P點(diǎn)坐標(biāo)為(,),D點(diǎn)坐標(biāo)為(,1).
6.如圖,在平面直角坐標(biāo)系內(nèi),拋物線y=ax2+bx﹣8(a≠0)與x軸交于點(diǎn)A、點(diǎn)B,與y軸交于點(diǎn)C,且OB=2OA.過點(diǎn)A的直線y=x+4與拋物線交于點(diǎn)E.點(diǎn)P為第四象限內(nèi)拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作PH⊥AE于點(diǎn)H.
(1)拋物線的表達(dá)式中,a= ,b= ﹣1 ;
(2)在點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)過程中,若PH取得最大值,求這個(gè)最大值和點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)在(2)的條件下,在x軸上求點(diǎn)Q,使以A,P,Q為頂點(diǎn)的三角形與△ABE相似.
試題分析:(1)根據(jù)直線y=x+2與x軸交于點(diǎn)A,先求出點(diǎn)A的坐標(biāo),再根據(jù)OB=2OA求出點(diǎn)B的坐標(biāo),將點(diǎn)A、B的坐標(biāo)代入y=ax2+bx﹣8得到方程組,解方程組求出a、b的值即可;
(2)過點(diǎn)P作PF⊥x軸交直線y=x+4于點(diǎn)F,由(1)得拋物線的表達(dá)式為,設(shè),到得PF關(guān)于x的函數(shù)表達(dá)式,再根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)求出PH的最大值以及此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)作PG⊥x軸于點(diǎn)G,則∠PGA=90°,先證明∠BAP=∠BAE=45°,再求出AP、AE的長;A,P,Q為頂點(diǎn)的三角形與△ABE相似分兩種情況,一是∠AQP=∠ABE時(shí),△AQP∽△ABE,二是∠AQP=∠ABE時(shí),△AQP∽△ABE,根據(jù)相似三角形的對(duì)應(yīng)邊成比例求出AQ的長,再轉(zhuǎn)化為點(diǎn)Q的坐標(biāo).
答案詳解:解:(1)直線y=x+4,當(dāng)y=0時(shí),則x+4=0,解得x=﹣4,
∴A(﹣4,0),OA=4,
∴OB=2OA=8,
∴B(8,0),
把A(﹣4,0),B(8,0)代入y=ax2+bx﹣8,
得,
解得,
所以答案是:,﹣1;
(2)如圖1,過點(diǎn)P作PF⊥x軸交直線y=x+4于點(diǎn)F,
由(1)得拋物線的表達(dá)式為yx2﹣x﹣8,
設(shè)P(x,x2﹣x﹣8)(0<x<8,則F(x,x+4),
∴PF=(x+4)﹣(x2﹣x﹣8x2+2x+12)(x﹣4)2+16,
當(dāng)x=4時(shí)PF取得最大值,且最大值為16,
此時(shí),
∵42﹣4﹣8=﹣8,
∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為(4,﹣8),
∴當(dāng)x=4時(shí),PH的最大值為,此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(4,﹣8);
(3)如圖2,作PG⊥x軸于點(diǎn)G,則∠PGA=90°,G(4,0),
∴AG=PG=8,
∴∠BAP=∠BAE=45°,
∵yAE=x+4拋物線yx2﹣x﹣8,
∴E(12,16),
∴,
當(dāng)∠AQP=∠ABE時(shí),△AQP∽△ABE,
∴,
∵AB=8﹣(﹣4)=12,
∴AQ6,
∴xQ=﹣4+6=2,
∴Q(2,0);
如圖3,當(dāng)∠APQ=∠ABE時(shí),△APQ∽△ABE,
∴,
∴,
∴xQ=﹣4,
∴,
綜上所述,點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(2,0)或.
三.面積關(guān)系
7.如圖,拋物線y=﹣(x﹣2)2+m的圖象與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)B與點(diǎn)C關(guān)于該拋物線的對(duì)稱軸對(duì)稱,已知一次函數(shù)y=kx+b的圖象經(jīng)過該二次函數(shù)圖象上的點(diǎn)A(3,0)及C點(diǎn).
(1)求二次函數(shù)與一次函數(shù)的解析式;
(2)當(dāng)自變量x滿足 0≤x≤3 時(shí),一次函數(shù)的函數(shù)值不大于二次函數(shù)的函數(shù)值.
(3)在直線AC下方的拋物線上是否存在點(diǎn)P,使S△ACP=S△ACB?(點(diǎn)P不與點(diǎn)B重合)若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
試題分析:(1)將點(diǎn)A坐標(biāo)代入二次函數(shù)解析式求出m的值,將x=0代入拋物線解析式可得點(diǎn)C坐標(biāo),由點(diǎn)A,C坐標(biāo)可得直線解析式.
(2)由拋物線開口方向及直線與拋物線交點(diǎn)坐標(biāo)求解.
(3)由拋物線對(duì)稱性求出點(diǎn)B坐標(biāo),過點(diǎn)B作BP∥AC交拋物線于點(diǎn)P,求出直線BP解析式,進(jìn)而求解.
答案詳解:解:(1)將(3,0)代入y=﹣(x﹣2)2+m得0=﹣1+m,
解得m=1,
∴y=﹣(x﹣2)2+1,
將x=0代入y=﹣(x﹣2)2+1得y=﹣3,
∴點(diǎn)C坐標(biāo)為(0,﹣3),
將(3,0),(0,﹣3)代入y=kx+b得,
解得,
∴一次函數(shù)解析式為y=x﹣3.
(2)由圖象可得圖象在A,C之間的部分拋物線在直線上方,
∴0≤x≤3時(shí),一次函數(shù)的函數(shù)值不大于二次函數(shù)的函數(shù)值
所以答案是:0≤x≤3.
(3)存在,理由如下,
∵點(diǎn)B與點(diǎn)C關(guān)于該拋物線的對(duì)稱軸對(duì)稱,
∴點(diǎn)B坐標(biāo)為(4,﹣3),
過點(diǎn)B作BP∥AC交拋物線于點(diǎn)P,連接AP,CP,
設(shè)直線BP解析式為y=x+b,
將(4,﹣3)代入y=x+b得﹣3=4+b,
解得b=﹣7,
∴直線BP解析式為y=x﹣7,
令﹣(x﹣2)2+1=x﹣7,
解得x1=4,x2=﹣1,
將x=﹣1代入y=x﹣7得y=﹣8,
∴點(diǎn)P坐標(biāo)為(﹣1,﹣8).
8.如圖,拋物線y=ax2+x+c交y軸于點(diǎn)A(0,2),交x軸于點(diǎn)B(﹣1,0)及點(diǎn)C.
(1)填空:a= ﹣1 ,c= 2 ,點(diǎn)C的坐標(biāo)為 (2,0) ;
(2)把△ABO逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得△A′B'O'(其中點(diǎn)A與A′,B與B′分別是對(duì)應(yīng)點(diǎn)),當(dāng)△A′B'O'恰好有兩點(diǎn)落在拋物線上時(shí),求點(diǎn)A的坐標(biāo);
(3)點(diǎn)P(m,n)是位于x軸上方拋物線上的一點(diǎn),△PAB的面積記為S1,△PAC的面積記為S2,△PBC的面積記為S3,若滿足S1+S2=S3,求m的值.
試題分析:(1)用待定系數(shù)法求解即可得出答案;
(2)畫出圖形,由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)及拋物線的對(duì)稱性質(zhì)可求出答案;
(3)連接BP交y軸于點(diǎn)M,過P點(diǎn)作PE⊥x軸,交AC于N,則E(m,0),求出BP和AC的解析式,根據(jù)S1+S2=S3得出方程,解方程可得出答案.
答案詳解:解:(1)將A(0,2),B(﹣1,0)代入y=ax2+x+c得,
,解得,
∴拋物線的解析式為y=﹣x2+x+2,
當(dāng)y=0時(shí),即﹣x2+x+2=0,
解得x1=2,x2=﹣1,
∵點(diǎn)C在正半軸,
∴點(diǎn)C的坐標(biāo)為(2,0),點(diǎn)B的坐標(biāo)為(﹣1,0);
所以答案是:﹣1,2,(2,0);
(2)如圖所示,
由(1)知,OB=1,OA=OC=2,
∴A'B',
∵△AOB繞點(diǎn)M逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)90°,
①當(dāng)A1、O1在拋物線上時(shí),A1O1∥x軸且A1O1=AO=2,
根據(jù)拋物線的對(duì)稱性得A'點(diǎn)的橫坐標(biāo)為1,
∴A'(,);
②當(dāng)A1、B1在拋物線上時(shí),不存在.
∴A'(,);
(3)連接BP交y軸于點(diǎn)M,過P點(diǎn)作PE⊥x軸,交AC于N,則E(m,0),
∴S1=S△PAB=S△ABM+S△PAM,S2=S△PAC=S△PAN+S△PNC,
設(shè)直線BP為y=kx+t,將B(﹣1,0),P(m,﹣m2+m+2)代入得,
,
解得:,
∴y=(2﹣m)x+2﹣m,
當(dāng)x=0時(shí),y=2﹣m,
∴M(0,2﹣m),
設(shè)直線AC為y=lx+s,
將A(0,2),C(2,0)代入得,
,
解得,
∴y=﹣x+2,
當(dāng)x=m時(shí),y=﹣m+2,
∴N(m,2﹣m),
∴S△ABMAM?OB,
S△PAMAM?OE,
S△PANOE?PN,
S△PNC,
S△PBCPE?BC,
∴S1+S2,
∴,
解得:m或;
故m的值為或.
9.如圖,拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)的對(duì)稱軸為直線x=﹣1,與x軸相交于A、B兩點(diǎn),與y軸相交于C,OA=OC,點(diǎn)A的坐標(biāo)為(﹣3,0).
(1)求拋物線的表達(dá)式;
(2)若點(diǎn)P在拋物線上,且S△POC=4S△BOC,求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)設(shè)點(diǎn)Q是線段AC上的動(dòng)點(diǎn),作QD⊥x軸交拋物線于點(diǎn)D,求線段QD長度的最大值.
試題分析:(1)根據(jù)OA=OC,可求c;再依據(jù)對(duì)稱軸是直線x=﹣1,點(diǎn)A的坐標(biāo)為(﹣3,0),可求a、b,即得求拋物線解析式.
(2)可求△BOC的面積,根據(jù)S△POC=4S△BOC,可求P點(diǎn)坐標(biāo).
(3)求出直線AC解析式,設(shè)點(diǎn)Q(m,﹣m﹣3)(﹣3≤m≤0),則點(diǎn)D(m,m2+2m﹣3),根據(jù)二次函數(shù)的最值求法,可求QD的最大值.
答案詳解:解:(1)令x=0,則y=c,
∴OC=﹣c,
∵OA=OC,
∴3=﹣c,即c=﹣3.
∵對(duì)稱軸是直線x=﹣1,點(diǎn)A的坐標(biāo)為(﹣3,0),
根據(jù)題意得:,
解之:.
∴拋物線解析式y(tǒng)=x2+2x﹣3.
(2)當(dāng)x=0時(shí),y=﹣3,
∴點(diǎn)C(0,﹣3),即OC=3,
∵A,B關(guān)于對(duì)稱軸對(duì)稱,
∴B(1,0),即OB=1,
∴S△BOCOB×OC,
設(shè)P(x,x2+2x﹣3),
∴S△POC3×|x|,
∵S△POC=4S△BOC,
∴|x|=4,
∴x=±4,
∴P(4,21),(﹣4,5).
(3)∵點(diǎn)A(﹣3,0),點(diǎn)C(0,﹣3),
∴直線AC解析式y(tǒng)=﹣x﹣3,
∴設(shè)點(diǎn)Q(m,﹣m﹣3)(﹣3≤m≤0),
則點(diǎn)D(m,m2+2m﹣3),
∴QD=﹣m﹣3﹣(m2+2m﹣3)=﹣(m)2,
∴當(dāng)m時(shí),QD的最大值為 .
四.等腰三角形
10.如圖,已知拋物線y=mx2+4x+n與x軸交于A、B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C.直線y=x﹣3經(jīng)過B,C兩點(diǎn).
(1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)拋物線的頂點(diǎn)為M,在該拋物線的對(duì)稱軸l上是否存在點(diǎn)P,使得以C,M,P為頂點(diǎn)的三角形是等腰三角形?若存在,求出所有符合條件的點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
試題分析:(1)求出B、C點(diǎn)坐標(biāo),再由待定系數(shù)法求函數(shù)的解析式即可;
(2)設(shè)P(2,t),分別求出MP=|t﹣1|,MC=2,CP,再分三種情況討論:①當(dāng)MP=MC時(shí),②當(dāng)MP=CP時(shí),|③當(dāng)MC=CP時(shí),分別求出t的值即可求解.
答案詳解:解:(1)y=x﹣3中,令x=0,則y=﹣3,
∴C(0,﹣3),
令y=0,則x=3,
∴B(3,0),
將C(0,﹣3),B(3,0)代入y=mx2+4x+n中,
∴,
解得,
∴y=﹣x2+4x﹣3;
(2)存在點(diǎn)P,使得以C,M,P為頂點(diǎn)的三角形是等腰三角形,理由如下:
∵y=﹣x2+4x﹣3=﹣(x﹣2)2+1,
∴M(2,1),對(duì)稱軸為直線x=2,
設(shè)P(2,t),
∴MP=|t﹣1|,MC=2,CP,
①當(dāng)MP=MC時(shí),|t﹣1|=2,
∴t=21或t=﹣21,
∴P(2,21)或(2,﹣21);
②當(dāng)MP=CP時(shí),|t﹣1|,
解得t,
∴P(2,);
③當(dāng)MC=CP時(shí),2,
解得t=1(舍)或t=﹣7,
∴P(2,﹣7);
綜上所述:P點(diǎn)坐標(biāo)為(2,21)或(2,﹣21)或(2,)或(2,﹣7).
11.如圖,拋物線y=﹣x2+bx+c與x軸交于點(diǎn)A(﹣1,0)和點(diǎn)B,與y軸交于點(diǎn)C,對(duì)稱軸為直線x=1.
(1)求拋物線的解析式和點(diǎn)C的坐標(biāo);
(2)D是對(duì)稱軸上一點(diǎn)且在第一象限內(nèi),若△ACD是以∠DCA為底角的等腰三角形,直接寫出點(diǎn)D的坐標(biāo).
試題分析:(1)由對(duì)稱軸可求b=2,再將A點(diǎn)代入y=﹣x2+2x+c,可求拋物線的解析式;
(2)設(shè)D(1,t),由題意分兩種情況討論:①當(dāng)AC=AD時(shí),D(1,);②當(dāng)CD=AD時(shí),D(1,1).
答案詳解:解:(1)∵對(duì)稱軸為直線x=1,
∴b=2,
∴y=﹣x2+2x+c,
將點(diǎn)A(﹣1,0)代入y=﹣x2+2x+c,
∴﹣1﹣2+c=0,
∴c=3,
∴y=﹣x2+2x+3,
令x=0,則y=3,
∴C(0,3);
(2)設(shè)D(1,t),
①當(dāng)AC=AD時(shí),,
解得t=±,
∵D點(diǎn)在第一象限內(nèi),
∴t,
∴D(1,);
②當(dāng)CD=AD時(shí),,
解得t=1,
∴D(1,1);
綜上所述:D點(diǎn)坐標(biāo)為(1,)或(1,1).
12.已知拋物線y=ax2+bx+8與x軸交于A(﹣3,0),B(8,0)兩點(diǎn),交y軸于點(diǎn)C,點(diǎn)P是拋物線上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),且點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為m.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖1,若點(diǎn)P在BC上方的拋物線上運(yùn)動(dòng)(不與B、C重合),過點(diǎn)P作x軸的垂線,垂足為E,交BC于點(diǎn)D,過點(diǎn)P作BC的垂線,垂足為Q,若△PQD≌△BED,求m的值;
(3)如圖2,將直線BC沿y軸向下平移5個(gè)單位,交x軸于點(diǎn)M,交y軸于點(diǎn)N.過點(diǎn)P作x軸的垂線,交直線MN于點(diǎn)D,是否存在一點(diǎn)P,使△BMD是等腰三角形?若存在,請(qǐng)直接寫出符合條件的m的值;若不存在,請(qǐng)說明理由.
試題分析:(1)把點(diǎn)A和點(diǎn)B的坐標(biāo)代入拋物線解析式,即可求出拋物線解析式;
(2)由待定系數(shù)法求出直線BC的解析式為y=﹣x+8(0<x<8),設(shè)P(m,m+8),則D(m,﹣m+8),E(m,0),根據(jù)全等三角形的性質(zhì)列出關(guān)于m的方程可得出答案;
(3)分三種情況:①當(dāng)MB=MD時(shí),②當(dāng)MB=BD時(shí),③當(dāng)MD+BD時(shí),由兩點(diǎn)間的距離公式列出關(guān)于m的方程可得出答案.
答案詳解:解:(1)∵拋物線y=ax2+bx+8與x軸交于A(﹣3,0),B(8,0)兩點(diǎn),
∴,
解得,,
∴拋物線的解析式為yx2x+8;
(2)∵拋物線的解析式為yx2x+8,
令x=0,y=8,
∴C(0,8),
設(shè)直線BC的解析式為y=kx+m,
∴,
解得:,
∴直線BC的解析式為y=﹣x+8(0<x<8),
設(shè)P(m,m+8),則D(m,﹣m+8),E(m,0),
∴BD(8﹣m),
又PDm+8﹣(﹣m+8)m,
∵△PQD≌△BED,
∴PD=BD,
∴(8﹣m)m,
解得,m1=3,m2=8(舍去),
∴m的值為3;
(3)由(2)可知直線BC的解析式為y=﹣x+8,向下平移5個(gè)單位得到y(tǒng)=﹣x+3,
當(dāng)y=0時(shí),x=3,
∴M(3,0),
當(dāng)x=0時(shí),y=3,
∴N(0,3),
由題意得PD⊥MB,
∵M(jìn)B=8﹣3=5,D(m,﹣m+3),
∴MD2=(m﹣3)2+(﹣m+3)2,BD2=(8﹣m)2+(﹣m+3)2,
若△BMD是等腰三角形,可分三種情況:
①當(dāng)MB=MD時(shí),
∴(m﹣3)2+(﹣m+3)2=25,
解得m1=3,m2=3,
②當(dāng)MB=BD時(shí),
∴(8﹣m)2+(﹣m+3)2=25,
解得,m1=3(舍去),m2=8(舍去),
③當(dāng)MD+BD時(shí),
∴(8﹣m)2+(﹣m+3)2=(m﹣3)2+(﹣m+3)2,
解得,m=5.5.
綜上所述,m的值為3或3或5.5時(shí),△BMD是等腰三角形.
13.如圖,直線y=x+4與x軸交于A點(diǎn),與y軸交于C點(diǎn),拋物線y=﹣x2+bx+c經(jīng)過A、C兩點(diǎn),與x軸的另一個(gè)交點(diǎn)為B.
(1)求該拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)在拋物線上是否存在一動(dòng)點(diǎn)P,過點(diǎn)P作PD⊥x軸于點(diǎn)D,使得以點(diǎn)B、P、D為頂點(diǎn)的三角形是等腰直角三角形?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
試題分析:(1)先由直線y=x+4與x軸交于A點(diǎn),與y軸交于C點(diǎn)求出點(diǎn)A和點(diǎn)C的坐標(biāo),再將點(diǎn)A、點(diǎn)C的坐標(biāo)代入y=﹣x2+bx+c列方程組,解方程組求出b,c的值即可;
(2)分兩種情況,一是△BPD是等腰直角三角形,點(diǎn)P在x軸的上方,設(shè)BP交y軸于點(diǎn)E,根據(jù)BP與x軸成45°角求出直線BP的函數(shù)表達(dá)式且與拋物線的函數(shù)表達(dá)式組成方程組,解方程組即可求出此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo);二是△BPD是等腰直角三角形,點(diǎn)P在x軸的下方,設(shè)BP交y軸于點(diǎn)F,根據(jù)BP與x軸成45°角求出直線BP的函數(shù)表達(dá)式且與拋物線的函數(shù)表達(dá)式組成方程組,解方程組即可求出此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo).
答案詳解:解:(1)直線y=x+4,當(dāng)y=0時(shí),則x+4=0,
解得x=﹣4;
當(dāng)x=0時(shí),y=4,
∴A(﹣4,0),C(0,4),
把(﹣4,0),C(0,4)代入y=﹣x2+bx+c,
得,
解得,
∴該拋物線的函數(shù)表達(dá)式為y=﹣x2﹣3x+4.
(2)存在,
拋物線y=﹣x2﹣3x+4,當(dāng)y=0時(shí),則﹣x2﹣3x+4=0,
解得x1=﹣4,x2=1,
∴B(1,0),
設(shè)直線BP的函數(shù)表達(dá)式為y=mx+n,
如圖1,△BPD是等腰直角三角形,點(diǎn)P在x軸的上方,設(shè)BP交y軸于點(diǎn)E,
∵PD⊥x軸于點(diǎn)D,
∴∠PDB=90°,
∴∠DBP=∠DPB=45°,
∵∠BOE=90°,
∴∠OBE=∠OEB=45°,
∴OE=OB=1,
∴E(0,1),
把B(1,0),E(0,1)代入y=mx+n,
得,
解得,
∴直線BP的函數(shù)表達(dá)式為y=﹣x+1,
由得,,
∴P(﹣3,4);
如圖2,△BPD是等腰直角三角形,點(diǎn)P在x軸的下方,設(shè)BP交y軸于點(diǎn)F,
∵PD⊥x軸于點(diǎn)D,
∴∠PDB=90°,
∴∠DBP=∠DPB=45°,
∵∠BOF=90°,
∴∠OBF=∠OFB=45°,
∴OF=OB=1,
∴F(0,﹣1),
把B(1,0),F(xiàn)(0,﹣1)代入y=mx+n,
得,
解得,
∴直線BP的函數(shù)表達(dá)式為y=x﹣1,
由得,,
∴P(﹣5,﹣6),
綜上所述,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(﹣3,4)或(﹣5,﹣6).
五.等腰直角三角形
14.如圖,直線y=x+6與x軸交于點(diǎn)A,與y軸交于點(diǎn)B,拋物線y=ax2+bx+c經(jīng)過A、B兩點(diǎn),與x軸的另一個(gè)交點(diǎn)為C(2,0),點(diǎn)P是線段AB上方拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn).
(1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)過點(diǎn)P作x軸的垂線,交線段AB于點(diǎn)D,再過點(diǎn)P作PE∥x軸交拋物線于點(diǎn)E,連接DE,請(qǐng)問是否存在點(diǎn)P使△PDE為等腰直角三角形?若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
試題分析:(1)運(yùn)用待定系數(shù)法即可求出答案;
(2)如圖,設(shè)P(t,t2﹣2t+6),則D(t,t+6),E(﹣t﹣4,t2﹣2t+6),進(jìn)而可得:PDt2﹣2t+6﹣(t+6)t2﹣3t,PE=|t﹣(﹣t﹣4)|=|2t+4|,根據(jù)PD=PE,建立方程求解即可得出答案.
答案詳解:解:(1)∵直線y=x+6與x軸交于點(diǎn)A,與y軸交于點(diǎn)B,
∴A(﹣6,0),B(0,6),
∵拋物線y=ax2+bx+c經(jīng)過A(﹣6,0),B(0,6),C(2,0)三點(diǎn),
∴,
解得:,
∴拋物線的函數(shù)表達(dá)式y(tǒng)x2﹣2x+6;
(2)存在點(diǎn)P使△PDE為等腰直角三角形.
如圖,設(shè)P(t,t2﹣2t+6),則D(t,t+6),
∵拋物線的對(duì)稱軸為直線x=﹣2,PE∥x軸交拋物線于點(diǎn)E,
∴E(﹣t﹣4,t2﹣2t+6),
∴PDt2﹣2t+6﹣(t+6)t2﹣3t,PE=|t﹣(﹣t﹣4)|=|2t+4|,
∵△PDE為等腰直角三角形,∠DPE=90°,
∴PD=PE,
∴t2﹣3t=|2t+4|,
解得:t=﹣5±或t=﹣4或t=2,
∵點(diǎn)P是線段AB上方拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),
∴﹣6<t<0,
∴t=﹣5或﹣4,
∴P1(﹣4,6),P2(﹣5,﹣5+3).
15.拋物線與x軸交于A、B兩點(diǎn),其中點(diǎn)B的坐標(biāo)為(3,0),與y軸交于點(diǎn)C(0,3),其對(duì)稱軸為直線x=1.
(1)求此拋物線的解析式;
(2)若點(diǎn)P是x軸上方拋物線上任意一點(diǎn),點(diǎn)Q在直線x=﹣1上,△BPQ能否成為以∠BPQ為直角的等腰直角三角形?若能,求出符合條件的點(diǎn)P的坐標(biāo);若不能,請(qǐng)說明理由.
試題分析:(1)設(shè)函數(shù)解析式為y=ax2+bx+c(a≠0),由對(duì)稱軸可得b=﹣2a,再將點(diǎn)B(3,0),點(diǎn)C(0,3)代入拋物線解析式即可求解;
(2)過點(diǎn)P作x軸垂線交于M,過點(diǎn)P作直線x=﹣1的垂線交于點(diǎn)N,能證明△PQN≌△PBM(AAS),設(shè)P(t,﹣t2+2t+3),則可得t+1=﹣t2+2t+3,即可求P(2,3).
答案詳解:解:(1)設(shè)函數(shù)解析式為y=ax2+bx+c(a≠0),
∵對(duì)稱軸為直線x=1,
∴1,
∴b=﹣2a,
∴y=ax2﹣2ax+c,
將點(diǎn)B(3,0),點(diǎn)C(0,3)代入得,
,
解得,
∴y=﹣x2+2x+3;
(2)△BPQ能成為以∠BPQ為直角的等腰直角三角形,理由如下:
過點(diǎn)P作x軸垂線交于M,過點(diǎn)P作直線x=﹣1的垂線交于點(diǎn)N,
∵∠QPB=90°,
∴∠BPM+∠QPM=90°,∠NPQ+∠QPM=90°,
∴∠NPQ=∠BPM,
∵PQ=PB,
∴△PQN≌△PBM(AAS),
∴PM=PN,
設(shè)P(t,﹣t2+2t+3),
∴t+1=﹣t2+2t+3,
解得t=﹣1(舍)或t=2,
∴P(2,3).
16.如圖,拋物線y=ax2+bx+c的頂點(diǎn)坐標(biāo)為(1,﹣4),點(diǎn)A的坐標(biāo)為(﹣1,0),P為直線BC下方拋物線上一點(diǎn),連接PC,PB.
(1)求拋物線的解析式.
(2)△CPB的面積是否有最大值?如果有,請(qǐng)求出最大值和此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo);如果沒有,請(qǐng)說明理由.
(3)Q為y軸右側(cè)拋物線上一點(diǎn),D為對(duì)稱軸上一點(diǎn),若△CQD是以點(diǎn)Q為直角頂點(diǎn)的等腰直角三角形,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)Q的坐標(biāo).
試題分析:(1)用待定系數(shù)法即可求解;
(2)由,即可求解;
(3)證明△EQC≌△FDQ(AAS),則CE=QF,進(jìn)而求解.
答案詳解:解:(1)設(shè)拋物線的解析式為y=a(x﹣h)2+k,
∵頂點(diǎn)坐標(biāo)為(1,﹣4),
∴y=a(x﹣1)2﹣4.
將點(diǎn)A(﹣1,0)代入y=a(x﹣1)2﹣4,解得a=1,
∴拋物線的解析式為y=x2﹣2x﹣3;
(2)有最大值,如圖1,過點(diǎn)P作PM⊥x軸,垂足為M,PM交BC于點(diǎn)K.
將y=0代入y=x2﹣2x﹣3,解得x1=3,x2=﹣1,
∴點(diǎn)B的坐標(biāo)為(3,0).
設(shè)直線BC的解析式為y=kx+b,
∵點(diǎn)C的坐標(biāo)為(0,﹣3),點(diǎn)B的坐標(biāo)為(3,0),
∴,解得,
∴直線BC的解析式為y=x﹣3.
設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(m,m2﹣2m﹣3),則點(diǎn)K的坐標(biāo)為(m,m﹣3),
∴PK=(m﹣3)﹣(m2﹣2m﹣3).
過點(diǎn)C作CN⊥PK于點(diǎn)N.
∵,
∴,
故當(dāng)時(shí),△CPB的面積有最大值,最大值為,
此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為;
(3)如圖2,過點(diǎn)Q作x軸的平行線,分別交y軸、對(duì)稱軸于點(diǎn)E,F(xiàn),
設(shè)點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(a,a2﹣2a﹣3).
∵∠CQE+∠DQF=∠DQF+∠QDF=90°,
∴∠CQE=∠FDQ.
在△EQC和△FDQ中,
∴△EQC≌△FDQ(AAS),
∴CE=QF.
∵CE=﹣3﹣(a2﹣2a﹣3)=﹣a2+2a,QF=1﹣a,
∴1﹣a=﹣a2+2a,
解得(此時(shí)點(diǎn)Q在對(duì)稱軸的右側(cè)),(此時(shí)點(diǎn)Q在對(duì)稱軸的左側(cè)),
∴點(diǎn)Q的坐標(biāo)為或.
六.綜合類
17.如圖,點(diǎn)A(4,3),二次函數(shù)yx2+x+3的圖象頂點(diǎn)為B,與y軸交于點(diǎn)C,連接AC,過點(diǎn)A作AD⊥x軸于點(diǎn)D,點(diǎn)E是線段AC上的動(dòng)點(diǎn)(點(diǎn)E不與A、C兩點(diǎn)重合).
(1)直接寫出頂點(diǎn)B和點(diǎn)C的坐標(biāo);
(2)若直線BE將四邊形ACOD分成周長相差為4的兩個(gè)四邊形,求點(diǎn)E的坐標(biāo);
(3)如圖,連接DE,作矩形DEFG,在點(diǎn)E的運(yùn)動(dòng)過程中,是否存在點(diǎn)G落在y軸上的同時(shí)點(diǎn)F也恰好落在二次函數(shù)的圖象上?若存在,求出此時(shí)AE的長;若不存在,請(qǐng)說明理由.
試題分析:(1)由y(x﹣2)2+4,可求頂點(diǎn)坐標(biāo),再令x=0,可求C點(diǎn)坐標(biāo);
(2)設(shè)BE與x軸交于點(diǎn)F,設(shè)E(t,3),求出直線BE的解析式,可求F(4t﹣6,0),當(dāng)四邊形COFE的周長比四邊形EFDA的周長大4時(shí),CE+OF﹣AE﹣FD=4,此時(shí)E(,3);當(dāng)四邊形COFE的周長比四邊形EFDA的周長小4時(shí),AE+FD﹣CE﹣OF=4,此時(shí)E(,3);
(3)過點(diǎn)F作MN∥y軸,過點(diǎn)C作NC⊥MN交于N點(diǎn),過點(diǎn)G作GM⊥MN交于M點(diǎn),設(shè)E(t,3),分別證明△AED≌△MGF(AAS),△EFN≌△DGO(AAS),△NEF∽△MFG,從而求出F(t﹣4,t),再將點(diǎn)F代入yx2+x+3,求出E(,3),則可求AE的長.
答案詳解:解:(1)∵yx2+x+3(x﹣2)2+4,
∴B(2,4),
令x=0,則y=3,
∴C(0,3);
(2)設(shè)BE與x軸交于點(diǎn)F,
∵A(4,3),C(0,3),
∴AC=4,OC=3,
設(shè)E(t,3),
∴CE=t,AE=4﹣t,
設(shè)直線BE的解析式為y=kx+b,
∴,
解得,
∴yx,
∴F(4t﹣6,0),
∴OF=4t﹣6,F(xiàn)D=4﹣4t+6=10﹣4t,
當(dāng)四邊形COFE的周長比四邊形EFDA的周長大4時(shí),
∴CE+OF﹣AE﹣FD=4,
∴t﹣(4﹣t)+4t﹣6﹣10+4t=10t﹣20=4,
解得t,
∴E(,3);
當(dāng)四邊形COFE的周長比四邊形EFDA的周長小4時(shí),
∴AE+FD﹣CE﹣OF=4,
∴(4﹣t)+10﹣4t﹣t﹣(4t﹣6)=4,
解得t,
∴E(,3);
綜上所述:E點(diǎn)坐標(biāo)為(,3)或(,3);
(3)存在點(diǎn)G落在y軸上的同時(shí)點(diǎn)F也恰好落在二次函數(shù)的圖象上,理由如下:
過點(diǎn)F作MN∥y軸,過點(diǎn)C作NC⊥MN交于N點(diǎn),過點(diǎn)G作GM⊥MN交于M點(diǎn),
∵四邊形DEFG是矩形,
∴∠FED=∠EFG=90°,
∵∠NEF+∠AED=90°,∠NEF+∠NFE=90°,
∴∠NEF=∠EDA,
∵∠NFE+∠MFG=90°,∠NFE+∠NEF=90°,
∴∠MFG=∠NEF,
∴∠MFG=∠EDA,
∵ED=FG,
∴△AED≌△MGF(AAS),
∴AE=MG,AD=FM,
設(shè)E(t,3),
∴AE=4﹣t=MG,AD=3=FM,
同理△EFN≌△DGO(AAS),
∴NF=OG,NE=OD,
∵OD=4,
∴NE=4,
∴F點(diǎn)橫坐標(biāo)為t﹣4,
∵△NEF∽△MFG,
∴,即,
∴NF(4﹣t),
∴F(t﹣4,t),
∵F點(diǎn)在拋物線上,
∴t(t﹣4)2+t﹣4+3,
解得t=4或t,
∴E(,3),
∴AE=4.
18.如圖所示,拋物線y=x2+bx+c交x軸于A、B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),交y軸于點(diǎn)C(0,﹣3),已知AB=4,對(duì)稱軸在y軸左側(cè).
(1)求拋物線的表達(dá)式;
(2)若點(diǎn)N在對(duì)稱軸上,則拋物線上是否存在點(diǎn)M,使得點(diǎn)A、O、N、M構(gòu)成平行四邊形,若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由;
(3)若點(diǎn)P在拋物線上,且S△PBC,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)P的坐標(biāo).
試題分析:(1)由題意得拋物線的解析式為y=x2+bx﹣3,設(shè)A(x1,0),B(x2,0),由題意得x2﹣x1=4,得出b2+12=16,求出b=2,則可得出答案;
(2)分兩種情況:①若OA為邊,②若OA為對(duì)角線時(shí),由平行四邊形的性質(zhì)可得出答案;
(3)由待定系數(shù)法求出直線BC的解析式為y=3x﹣3,過點(diǎn)O作OP∥BC交拋物線于P,則S△OBC=S△PBC,直線OP的解析式為y=3x,聯(lián)立直線和拋物線的解析式,解方程組可得出答案.
答案詳解:解:(1)∵拋物線y=x2+bx+c交y軸于點(diǎn)C(0,﹣3),
∴c=﹣3,
∴拋物線的解析式為y=x2+bx﹣3,
設(shè)A(x1,0),B(x2,0),
由題意得x2﹣x1=4,
∴(x1+x2)2﹣4x1x2=16,
∵x1+x2=﹣b,x1x2=﹣3,
∴b2+12=16,
∴b=±2,
又∵對(duì)稱軸在y軸左側(cè),
∴b=2,
∴拋物線的表達(dá)式為y=x2+2x﹣3;
(2)存在點(diǎn)M,使得點(diǎn)A、O、N、M構(gòu)成平行四邊形.
∵拋物線的解析式為y=x2+2x﹣3,
∴y=0時(shí),x=﹣3或x=1,
∴A(﹣3,0),B(1,0),
①若OA為邊,
∴AO∥MN,OA=MN=3,
∵N在對(duì)稱軸x=﹣1上,
∴點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為2或﹣4,
當(dāng)x=2時(shí),y=5,當(dāng)x=﹣4時(shí),y=5,
∴M(2,5)或(﹣4,5);
②若OA為對(duì)角線時(shí),
∵A(﹣3,0),O(0,0),
∴OA的中點(diǎn)的坐標(biāo)為(,0),
∵N在直線x=﹣1上,
設(shè)M的橫坐標(biāo)為m,
∴,
∴m=﹣2,
把m=﹣2代入拋物線解析式得y=﹣3,
∴M(﹣2,﹣3).
綜上所述,M的坐標(biāo)為(2,5)或(﹣4,5)或(﹣2,﹣3);
(3)∵B(1,0),C(0,﹣3),
∴S△OBC,
∴S△OBC=S△PBC,
設(shè)BC的解析式為y=kx+n,
∴,
∴,
∴直線BC的解析式為y=3x﹣3,
過點(diǎn)O作OP∥BC交拋物線于P,則S△OBC=S△PBC,直線OP的解析式為y=3x,
∴,
解得,,
∴P(,)或(,).

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