通用的解題思路:
特殊三角形的討論問(wèn)題,常見(jiàn)于中考試卷的壓軸題中,其融合了特殊三角形的性質(zhì)、相似三角形的判定及性質(zhì)、銳角三角比的應(yīng)用等數(shù)學(xué)核心知識(shí),考查了學(xué)生的分類(lèi)討論、數(shù)形結(jié)合、轉(zhuǎn)化化歸等數(shù)學(xué)思想。雖部分特殊三角形的存在性問(wèn)題有一定“套路”可循,但大多題目試題命題靈活,并無(wú)單一模式,對(duì)學(xué)生提出了相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。然而萬(wàn)變不離其宗,從特殊三角形本身的性質(zhì)入手,結(jié)合邊、
角的相互轉(zhuǎn)化,就能撥開(kāi)迷霧、追尋真跡。
一:等腰三角形的存在性
根據(jù)等腰三角形的定義,若為等腰三角形,則有三種可能情況:(1)AB=BC;(2)BC=CA;(3)CA=AB.但根據(jù)實(shí)際圖形的差異,其中某些情況會(huì)不存在,所以等腰三角形的存在性問(wèn)題,往往有2個(gè)甚至更多的解,在解題時(shí)需要尤其注意.
解題思路:
(1)利用幾何或代數(shù)的手段,表示出三角形的三邊對(duì)應(yīng)的函數(shù)式;
(2)根據(jù)條件分情況進(jìn)行討論,排除不可能的情況,將可能情況列出方程(多為分式或根式方程)
(3)解出方程,并代回原題中進(jìn)行檢驗(yàn),舍去增根.
二:直角三角形的存在性
在考慮△ABC是否為直角三角形時(shí),很顯然需要討論三種情況:①∠A=90°;②∠B=90°;③∠C=90°.在大多數(shù)問(wèn)題中,其中某兩種情況會(huì)較為簡(jiǎn)單,剩下一種則是考察重點(diǎn),需要用到勾股定理。
解題思路:
(1)按三個(gè)角分別可能是直角的情況進(jìn)行討論;
(2)計(jì)算出相應(yīng)的邊長(zhǎng)等信息;
(3)根據(jù)邊長(zhǎng)與已知點(diǎn)的坐標(biāo),計(jì)算出相應(yīng)的點(diǎn)的坐標(biāo).
三:等腰直角三角形的存在性
既要結(jié)合等腰三角形的性質(zhì),又要結(jié)合直角三角形的性質(zhì)。需要分類(lèi)討論哪個(gè)角是直角。
四:相似三角形的存在性
相似三角形存在性問(wèn)題,分類(lèi)討論步驟:
第一步:找到題目中已知三角形和待求三角形中相等的角;
要先確定已知三角形是否有直角,或確定銳角(借助三角函數(shù)值-初中階段衡量角度問(wèn)題的計(jì)算手段,二次函數(shù)角的存在性壓軸專(zhuān)題應(yīng)用更為突出)
①若有已知的相等角,則其頂點(diǎn)對(duì)應(yīng);
②若沒(méi)有相等的角,則讓不確定的三角形的角和已知三角形的特殊角相等。
第二步:確定相似后,根據(jù)對(duì)應(yīng)邊成比例求解動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo):
①若已知三角形各邊已知,在未知三角形中利用勾股定理、三角函數(shù)、對(duì)稱(chēng)、旋轉(zhuǎn)等知識(shí)來(lái)推導(dǎo)邊的大?。?br>②若兩個(gè)三角形的各邊均未給出,則應(yīng)先設(shè)所求點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)而用函數(shù)解析式來(lái)表示各邊的長(zhǎng)度,之后用相似來(lái)列方程求解。
題型一:等腰三角形的存在性
1.(2024?運(yùn)城模擬)綜合與探究
如圖,拋物線與軸交于,兩點(diǎn)(點(diǎn)在點(diǎn)的左側(cè)),與軸交于點(diǎn),是第一象限拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),若點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,連接,,,.
(1)求,,三點(diǎn)的坐標(biāo),并直接寫(xiě)出直線的函數(shù)表達(dá)式.
(2)當(dāng)四邊形的面積有最大值時(shí),求出的值.
(3)在(2)的條件下,在軸上是否存在一點(diǎn),使是等腰三角形?若存在,請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)解方程得到或,求得,,;設(shè)直線的解析式為,把(2),代入即可得到直線的解析式為;
(2)如圖,過(guò)作軸的垂線交于,設(shè),則,根據(jù)三角形的面積公式得到四邊形的面積,根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)即可得到結(jié)論;
(3)根據(jù)勾股定理得到,設(shè),求得,當(dāng),得到,或,;當(dāng)時(shí),則點(diǎn)在的垂直平分線上,作的垂直平分線交軸于,交于,則,過(guò)作于,根據(jù)相似三角形的性質(zhì)得到,.
【解答】解:(1)令,得,
解得或,
,,
令,得,
;
設(shè)直線的解析式為,
把(2),代入得,
解得,
直線的解析式為;
(2)如圖,過(guò)作軸的垂線交于,
設(shè),則,
四邊形的面積,
,
當(dāng)時(shí),四邊形的面積最大,
當(dāng)四邊形的面積最大時(shí),的值為2;
(3),
,
,
設(shè),
,
當(dāng),

解得或,
,或,;
當(dāng)時(shí),則點(diǎn)在的垂直平分線上,
作的垂直平分線交軸于,交于,則,
過(guò)作于,
,,,
,

,
,
,

,,
綜上所述,,或,或,.
【點(diǎn)評(píng)】本題是二次函數(shù)綜合題,考查了全等三角形的判定和性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),待定系數(shù)法求函數(shù)的解析式,等腰三角形的性質(zhì),正確地作出輔助線是解題的關(guān)鍵.
2.(2024?青島一模)如圖1,已知二次函數(shù)的圖象與軸交于點(diǎn).與軸交于點(diǎn),,點(diǎn)坐標(biāo)為,連接、.
(1)請(qǐng)直接寫(xiě)出二次函數(shù)的表達(dá)式;
(2)判斷的形狀,并說(shuō)明理由;
(3)如圖2,若點(diǎn)在線段上運(yùn)動(dòng)(不與點(diǎn),重合),過(guò)點(diǎn)作,交于點(diǎn),當(dāng)面積最大時(shí),求此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo);
(4)若點(diǎn)在軸上運(yùn)動(dòng),當(dāng)以點(diǎn),,為頂點(diǎn)的三角形是等腰三角形時(shí),請(qǐng)寫(xiě)出此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo).
【分析】(1)根據(jù)待定系數(shù)法即可求得;
(2)由拋物線表達(dá)式為,得點(diǎn)的坐標(biāo)為,從而求得,,,所以,即可得為直角三角形;
(3)設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,則,過(guò)點(diǎn)作軸于點(diǎn),根據(jù)三角形相似對(duì)應(yīng)邊成比例求得,構(gòu)建二次函數(shù),根據(jù)函數(shù)解析式求得即可;
(4)分別以、兩點(diǎn)為圓心,長(zhǎng)為半徑畫(huà)弧,與軸交于三個(gè)點(diǎn),由的垂直平分線與軸交于一個(gè)點(diǎn),即可求得點(diǎn)的坐標(biāo).
【解答】解:(1)二次函數(shù)的圖象與軸交于點(diǎn),與軸交于點(diǎn)、,點(diǎn)坐標(biāo)為,

解得.
拋物線表達(dá)式為:;
(2)為直角三角形,
理由如下:
由拋物線表達(dá)式為,
點(diǎn)的坐標(biāo)為,
,,,
,

為直角三角形;
(3)為直角三角形,.



設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,則,
,

,
,,
,
,
當(dāng)時(shí),面積最大是5,
點(diǎn)坐標(biāo)為,
當(dāng)面積最大時(shí),點(diǎn)坐標(biāo)為;
(4)由(3)知,,
①以為圓心,以長(zhǎng)為半徑作圓,交軸于,此時(shí)的坐標(biāo)為,
②以為圓心,以長(zhǎng)為半徑作圓,交軸于,此時(shí)的坐標(biāo)為,或,,
③作的垂直平分線交于,交軸于,
,
,即,

此時(shí)的坐標(biāo)為,
綜上,若點(diǎn)在軸上運(yùn)動(dòng),當(dāng)以點(diǎn)、、為頂點(diǎn)的三角形是等腰三角形時(shí),點(diǎn)的坐標(biāo)分別為或,或或,.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,掌握待定系數(shù)法求解析式,三角形相似的判定和性質(zhì)以及函數(shù)的最值等是解題的關(guān)鍵.
3.(2024?遼寧一模)如圖1,正方形的頂點(diǎn),的坐標(biāo)分別為,,頂點(diǎn),在第一象限.點(diǎn)從點(diǎn)出發(fā),沿正方形按方向運(yùn)動(dòng),同時(shí),點(diǎn)從點(diǎn)出發(fā),沿軸正方向以相同速度運(yùn)動(dòng),當(dāng)點(diǎn)到達(dá)點(diǎn)時(shí),,兩點(diǎn)同時(shí)停止運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為,的面積(平方單位).
(1)正方形的邊長(zhǎng)為 10 ;
(2)當(dāng)點(diǎn)由點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí),過(guò)點(diǎn)作軸交軸于點(diǎn),已知隨著點(diǎn)在上運(yùn)動(dòng)時(shí),的面積與時(shí)間之間的函數(shù)圖象為拋物線的一部分(如圖2所示),
求:①點(diǎn),兩點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度為 ;
②關(guān)于的函數(shù)關(guān)系式為 ;
(3)當(dāng)點(diǎn)由點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí),經(jīng)探究發(fā)現(xiàn)的面積是關(guān)于時(shí)間的二次函數(shù),其中與部分對(duì)應(yīng)取值如下表:
求:的值及關(guān)于的函數(shù)關(guān)系式.
(4)在(2)的條件下若存在2個(gè)時(shí)刻,對(duì)應(yīng)的的形狀是以為腰的等腰三角形,點(diǎn)沿正方形按方向運(yùn)動(dòng)時(shí)直接寫(xiě)出當(dāng)時(shí),的面積的值.
【分析】(1)由,的坐標(biāo)分別為,,根據(jù)勾股定理計(jì)算即可得出答案;
(2)①由圖2可知,當(dāng)時(shí),,此時(shí)點(diǎn)從點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn),即點(diǎn)從點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)用了,結(jié)合進(jìn)行計(jì)算即可;②由題意得,,,則,計(jì)算出,則,再由計(jì)算即可;
(3)先求出點(diǎn)的坐標(biāo),從而得出的值,再利用待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式即可;
(4)分兩種情況:當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),利用等腰三角形的性質(zhì)、勾股定理等知識(shí),建立方程,解方程即可求解.
【解答】解:(1),的坐標(biāo)分別為,,
,
正方形的邊長(zhǎng)為10,
故答案為:10;
(2)①由圖2可知,當(dāng)時(shí),,此時(shí)點(diǎn)從點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn),
點(diǎn)從點(diǎn)移動(dòng)到點(diǎn)用了,
由(1)得:,
,
、兩點(diǎn)的速度為1單位秒,
故答案為:1單位秒;
②如圖1,
,
由題意得:,,,
,

,

即;
(3)由題意可得:
由題意可得:時(shí),點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)處,,

過(guò)點(diǎn)作軸于,過(guò)點(diǎn)作軸交于點(diǎn),如圖2,

則,

,四邊形為矩形,
四邊形是正方形,
,,

,
,
,的坐標(biāo)分別為,,
,,,
,,,
,,
點(diǎn)坐標(biāo),
,
設(shè)關(guān)于的函數(shù)關(guān)系式為,
,
由②①,③②得:,
解得:,

(4)解:由題意得:,,,
,
,

,

當(dāng)時(shí),作于,如圖3,
,
則,四邊形是矩形,
,
,
解得:;
當(dāng)時(shí),,

解得:,
綜上可得:,,
,

當(dāng)時(shí),.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了二次函數(shù)的應(yīng)用、勾股定理、等腰三角形的定義及性質(zhì)、坐標(biāo)與圖形、三角形全等的判定與性質(zhì)等知識(shí)點(diǎn),熟練掌握以上知識(shí)點(diǎn)并靈活運(yùn)用,添加適當(dāng)?shù)妮o助線,采用數(shù)形結(jié)合的思想是解此題的關(guān)鍵.
4.(2024?康縣一模)如圖,拋物線與直線相交于,兩點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式,并直接寫(xiě)出頂點(diǎn)坐標(biāo);
(2)點(diǎn)為軸上一動(dòng)點(diǎn),當(dāng)是以為底邊的等腰三角形時(shí),求點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)把拋物線沿它的對(duì)稱(chēng)軸向下平移個(gè)單位長(zhǎng)度,在平移過(guò)程中,該拋物線與直線始終有交點(diǎn),求的最大值.
【分析】(1)根據(jù)待定系數(shù)法求出二次函數(shù)解析式,再把二次函數(shù)解析式化為頂點(diǎn)式,再根據(jù)二次函數(shù)的圖象與性質(zhì),即可得出答案;
(2)設(shè),根據(jù)是以為底邊的等腰三角形可得,然后利用兩點(diǎn)距離公式構(gòu)建關(guān)于的方程,然后求解即可;
(3)先求直線解析式,然后設(shè)平移后的拋物線解析式為,聯(lián)立方程組,化簡(jiǎn)得,根據(jù)拋物線與直線始終有交點(diǎn)得出△即可求解.
【解答】解:(1)拋物線與直線相交于,兩點(diǎn),
,
解得,
,
頂點(diǎn)坐標(biāo)為,;
(2)設(shè),
是以為底邊的等腰三角形,
,即,
,
解得,
點(diǎn)的坐標(biāo)為,;
(3)設(shè)平移后的函數(shù)解析式為,
設(shè)直線解析式為,
把,代入,得:
,
解得,
,
聯(lián)立得:,
整理:,
拋物線與直線始終有交點(diǎn),
△,
,
的最大值為.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式,等腰三角形的性質(zhì),二次函數(shù)的平移,二次函數(shù)與一次函數(shù)的交點(diǎn)問(wèn)題等知識(shí),明確題意,找出所求問(wèn)題需要的條件是解題的關(guān)鍵.
5.(2024?澄海區(qū)校級(jí)模擬)如圖,點(diǎn)、在軸正半軸上,點(diǎn)、在軸正半軸上,且,,,過(guò)、、三點(diǎn)的拋物線上有一點(diǎn),使得.
(1)求過(guò)、、三點(diǎn)的拋物線的解析式.
(2)求點(diǎn)的坐標(biāo).
(3)在拋物線的對(duì)稱(chēng)軸上是否存在點(diǎn),使為等腰三角形,若存在,直接寫(xiě)出點(diǎn)的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)設(shè)拋物線的解析式為,把點(diǎn),,代入函數(shù)解析式,求出,,的值即可;
(2)過(guò)點(diǎn)作軸于點(diǎn),設(shè),證明,得,代入相關(guān)數(shù)據(jù)得,求出的值,再進(jìn)行判斷即可;
(3)由得對(duì)稱(chēng)軸為直線,設(shè),分,,三種情況討論求解即可.
【解答】解:(1),,
,,,
、、三點(diǎn)在拋物線上,

解得,
拋物線的解析式為:;
(2)過(guò)點(diǎn)作軸于點(diǎn),如圖1,
,
,

,

又,
,
,
設(shè),
,,
,,
,
解得或,
經(jīng)檢驗(yàn),是原方程的解,是增根,
,

點(diǎn)的坐標(biāo)為;
(3)由知,拋物線的對(duì)稱(chēng)軸為直線,如圖2,
設(shè)點(diǎn),
,,
,,,
是等腰三角形,
分三種情況討論:
①當(dāng)時(shí),即,
,
解得,
點(diǎn)的坐標(biāo)為;
②當(dāng)時(shí),即,
,
解得或
點(diǎn)的坐標(biāo)為或;
③當(dāng)時(shí),即,

解得或,
點(diǎn)的坐標(biāo)為或
點(diǎn)坐標(biāo)為時(shí),,,三點(diǎn)共線,不能組成三角形,故舍去,
綜上,點(diǎn)的坐標(biāo)為或或或.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查運(yùn)用待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式,二次函數(shù)與幾何綜合等知識(shí)以及等腰三角形的性質(zhì),熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì)是解答本題的關(guān)鍵.
6.(2024?仁和區(qū)一模)如圖,已知拋物線與軸交于點(diǎn)和點(diǎn),與軸交于點(diǎn),對(duì)稱(chēng)軸為.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖1,若點(diǎn)是線段上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(不與點(diǎn),重合),過(guò)點(diǎn)作軸的平行線交拋物線于點(diǎn),連接.當(dāng)線段長(zhǎng)度最大時(shí),判斷四邊形的形狀并說(shuō)明理由;
(3)如圖2,在(2)的條件下,是的中點(diǎn),過(guò)點(diǎn)的直線與拋物線交于點(diǎn),且.在軸上是否存在點(diǎn),使得為等腰三角形?若存在,求點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)用待定系數(shù)法即可求解;
(2)設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,則點(diǎn)的坐標(biāo)為,則,進(jìn)而求解;
(3)當(dāng),則,則直線和直線關(guān)于直線對(duì)稱(chēng),進(jìn)而求出點(diǎn)的坐標(biāo)為,再分、、三種情況,分別求解即可.
【解答】解:(1)由題意得:,
解得,
故拋物線的表達(dá)式為①;
(2)四邊形為平行四邊形;理由如下:
對(duì)于,令,
解得或4,令,則,
故點(diǎn)的坐標(biāo)為,點(diǎn),
設(shè)直線的表達(dá)式為,則,
解得,
故直線的表達(dá)式為,
設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,則點(diǎn)的坐標(biāo)為,
則,

故有最大值,當(dāng)時(shí),的最大值為,
此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo)為;
,,
故四邊形為平行四邊形;
(3)在軸上存在點(diǎn),使得為等腰三角形;理由如下:
是的中點(diǎn),則點(diǎn),
由點(diǎn)、的坐標(biāo),同理可得,直線的表達(dá)式為,
過(guò)點(diǎn)作軸于點(diǎn),
則,故,
而.

則直線和直線關(guān)于直線對(duì)稱(chēng),如圖2,
故設(shè)直線的表達(dá)式為,
將點(diǎn)的坐標(biāo)代入上式并解得,
故直線的表達(dá)式為②,
聯(lián)立①②并解得(不合題意的值已舍去),
故點(diǎn)的坐標(biāo)為,
設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,
由點(diǎn)、的坐標(biāo)得:,
同理可得,當(dāng)時(shí),即,
解得;
當(dāng)時(shí),即,方程無(wú)解;
當(dāng)時(shí),即,
解得;
故點(diǎn)的坐標(biāo)為或或.
【點(diǎn)評(píng)】本題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),解答本題的關(guān)鍵要會(huì)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(lái),利用點(diǎn)的坐標(biāo)的意義表示線段的長(zhǎng)度,從而求出線段之間的關(guān)系.
7.(2024?即墨區(qū)一模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,二次函數(shù)交軸于點(diǎn),,交軸于點(diǎn),在軸上有一點(diǎn),連接.
(1)求二次函數(shù)的表達(dá)式;
(2)若點(diǎn)為拋物線在軸負(fù)半軸上方的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),求面積的最大值及此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)拋物線對(duì)稱(chēng)軸上是否存在點(diǎn),使為以為腰的等腰三角形?若存在,請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)的坐標(biāo)即可;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)待定系數(shù)法求出二次函數(shù)解析式即可;
(2)先求出直線解析式為,設(shè)則,根據(jù)轉(zhuǎn)化成頂點(diǎn)式即可得到,.
(3)分兩種情況進(jìn)行討論①為等腰三角形,且以為底邊,②為等腰三角形,且以為底邊,得到點(diǎn)的坐標(biāo)即可.
【解答】解:(1)二次函數(shù)的圖象經(jīng)過(guò)點(diǎn),,,
,解得,
二次函數(shù)解析式為:,
(2)設(shè)直線的解析式為:,則,解得,
直線的解析式為:,
如圖1,作軸于點(diǎn),交于點(diǎn),
設(shè),則,

,

當(dāng)時(shí),的面積最大,
,.
(3)拋物線解析式為,
拋物線對(duì)稱(chēng)軸為直線,
設(shè),
①為等腰三角形,且以為底邊,
,
,
解得,,
或.
②為等腰三角形,且以為底邊,
,
,
,
解得,,
或.
綜上所述,點(diǎn)的坐標(biāo)為或或或.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,熟練掌握二次函數(shù)圖象與性質(zhì)是解答本題的關(guān)鍵.
8 .(2023?青海)如圖,二次函數(shù)的圖象與軸相交于點(diǎn)和點(diǎn),交軸于點(diǎn).
(1)求此二次函數(shù)的解析式;
(2)設(shè)二次函數(shù)圖象的頂點(diǎn)為,對(duì)稱(chēng)軸與軸交于點(diǎn),求四邊形的面積(請(qǐng)?jiān)趫D1中探索);
(3)二次函數(shù)圖象的對(duì)稱(chēng)軸上是否存在點(diǎn),使得是以為底邊的等腰三角形?若存在,請(qǐng)求出滿(mǎn)足條件的點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由(請(qǐng)?jiān)趫D2中探索).
【分析】(1)將,兩點(diǎn)坐標(biāo)代入拋物線的解析式,進(jìn)一步得出結(jié)果;
(2)連接,將二次函數(shù)的解析式配方求得頂點(diǎn)的坐標(biāo),令求得的坐標(biāo),從而求得,,的長(zhǎng),再根據(jù)求得結(jié)果;
(3)設(shè),表示出和,根據(jù)列出方程求得的值,進(jìn)而求得結(jié)果.
【解答】解:(1)由題意得,
,

;
(2)如圖,
連接,

,
,,
由得,
,,
,
;
(3)設(shè),
由得,

,

【點(diǎn)評(píng)】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(shí),解決問(wèn)題的關(guān)鍵是熟練掌握有關(guān)基礎(chǔ)知識(shí).
9.(2024?浦東新區(qū)二模)在平面直角坐標(biāo)系中,已知直線與軸、軸分別交于點(diǎn)、點(diǎn),拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn)、兩點(diǎn),頂點(diǎn)為點(diǎn).
(1)求、的值;
(2)如果點(diǎn)在拋物線的對(duì)稱(chēng)軸上,射線平分,求點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)將拋物線平移,使得新拋物線的頂點(diǎn)在射線上,拋物線與軸交于點(diǎn),如果是等腰三角形,求拋物線的表達(dá)式.
【分析】(1)由待定系數(shù)法即可求解;
(2)證明△為等腰直角三角形,則點(diǎn)在上,點(diǎn)代入上式得:,即可求解;
(3)當(dāng)時(shí),列出等式,即可求解;當(dāng)或時(shí),同理可解.
【解答】解:(1)直線與軸、軸分別交于點(diǎn)、點(diǎn),
則點(diǎn)、的坐標(biāo)分別為:、,
則,解得:,
即,;
(2)由(1)知,拋物線的表達(dá)式為,則其對(duì)稱(chēng)軸為直線,
作點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),交于點(diǎn),
平分,
則,
過(guò)點(diǎn)作軸的平行線交于點(diǎn),連接,
,
則,則為等腰直角三角形,
同理可得:△為等腰直角三角形,
則△為等腰直角三角形,則點(diǎn)在上,
設(shè)點(diǎn),,則,
則點(diǎn),,
由點(diǎn)、的坐標(biāo)得,直線的表達(dá),
將點(diǎn)代入上式得:,
解得:,
則點(diǎn),;
(3)設(shè)點(diǎn),
則拋物線的表達(dá)式為:,
當(dāng)時(shí),,
即點(diǎn),
由點(diǎn)、、的坐標(biāo)得,,,,
當(dāng)時(shí),
則,
解得:(舍去)或,
則拋物線的表達(dá)式為:;
當(dāng)或時(shí),
則或,
解得:(不合題意的值已舍去),
即拋物線的表達(dá)式為:,
綜上,拋物線的表達(dá)式為:或.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查的是二次函數(shù)綜合運(yùn)用,涉及到點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)性、解直角三角形、等腰三角形的性質(zhì)等,分類(lèi)求解是解題的關(guān)鍵.
10.(2024?金州區(qū)一模)【概念感知】
兩個(gè)二次函數(shù)只有一次項(xiàng)系數(shù)不同,就稱(chēng)這兩個(gè)函數(shù)為“異族二次函數(shù)”.
【概念理解】
如圖1,二次函數(shù)的圖象交軸于點(diǎn),,交軸于點(diǎn),點(diǎn)為線段的中點(diǎn),二次函數(shù)與是“異族二次函數(shù)”,其圖象經(jīng)過(guò)點(diǎn).
(1)求二次函數(shù)的解析式;
【拓展應(yīng)用】
(2)如圖2,直線,交拋物線于,,當(dāng)四邊形為平行四邊形時(shí),求直線的解析式;
(3)如圖3,點(diǎn)為軸上一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸的垂線分別交拋物線,于點(diǎn),,連接,,當(dāng)為等腰三角形時(shí),直接寫(xiě)出點(diǎn)的坐標(biāo).
【分析】(1)先求得,,再求得的中點(diǎn),將代入,即可求得答案;
(2)方法一:根據(jù)題意可得拋物線可以由拋物線向右移動(dòng)1個(gè)單位,再向上移動(dòng)1個(gè)單位得到,再根據(jù)平行四邊形性質(zhì)可得,,運(yùn)用待定系數(shù)法即可求得直線的解析式;方法二:設(shè)點(diǎn),根據(jù)平行四邊形性質(zhì)可得點(diǎn),代入,即可求得、的坐標(biāo),運(yùn)用待定系數(shù)法即可求得直線的解析式;
(3)設(shè),則,,利用兩點(diǎn)間距離公式得出,,,分三種情況:當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),分別建立方程求解即可得出答案.
【解答】解:(1)在中,令,得:,
,
令,得,
解得:,,
,,
的中點(diǎn)的坐標(biāo)是,
二次函數(shù)與是“異族二次函數(shù)”,
,,
將代入,得:,
解得:,
二次函數(shù)的解析式為;
(2)方法一:
拋物線,
拋物線,
拋物線的頂點(diǎn)為,,拋物線的頂點(diǎn)為,,
拋物線與拋物線的值相同,
拋物線可以由拋物線向右移動(dòng)1個(gè)單位,再向上移動(dòng)1個(gè)單位得到,
四邊形為平行四邊形,,,
,,
設(shè)直線的解析式為,
將,代入得:,
解得:,
直線的解析式為:;
方法二:
設(shè)點(diǎn),
四邊形為平行四邊形,
,,
,,
點(diǎn)的坐標(biāo)為,
將點(diǎn)代入,
得:,
解得:,
,,
同理可得:直線的解析式為:;
(3)設(shè),則,,
,

,
,
當(dāng)時(shí),,
解得:(舍去)或,

當(dāng)時(shí),,
解得:(舍去)或,

當(dāng)時(shí),,
解得:(舍去)或,
;
綜上所述,當(dāng)為等腰三角形時(shí),點(diǎn)的坐標(biāo)為或或.
【點(diǎn)評(píng)】本題是二次函數(shù)綜合題,考查了待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,平行四邊形的性質(zhì),等腰三角形性質(zhì),兩點(diǎn)間距離公式等,理解并應(yīng)用新定義“異族二次函數(shù)”是解題關(guān)鍵.
11.(2024?濟(jì)南一模)如圖,已知二次函數(shù)的圖象與軸相交于,兩點(diǎn),與軸相交于點(diǎn),是第四象限內(nèi)這個(gè)二次函數(shù)的圖象上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),設(shè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,過(guò)點(diǎn)作軸于點(diǎn),與交于點(diǎn).
(1)求這個(gè)二次函數(shù)的表達(dá)式;
(2)將線段繞點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn),點(diǎn)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)為,判斷點(diǎn)是否落在拋物線上,并說(shuō)明理由;
(3)求的最大值;
(4)如果是等腰三角形,直接寫(xiě)出點(diǎn)的橫坐標(biāo)的值.
【分析】(1)兩點(diǎn)式設(shè)出解析式,將點(diǎn)代入求出解析式即可;
(2)根據(jù)旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),求出的坐標(biāo),進(jìn)行判斷即可;
(3)設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)為,則點(diǎn)坐標(biāo)為,點(diǎn)坐標(biāo)為,將轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)求最值即可;
(4)分,,,三種情況進(jìn)行討論求解即可.
【解答】解:(1)拋物線與軸相交于,兩點(diǎn),與軸相交于點(diǎn),
設(shè)拋物線的解析式為,
把,代入,得:,

;
(2)不在拋物線上;理由如下:
過(guò)點(diǎn)作軸,,
旋轉(zhuǎn),
,,

△,
,,
,,
,,

,
,當(dāng)時(shí),,
不在拋物線上;
(3),,
設(shè)直線,將代入,得:,

設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)為,則點(diǎn)坐標(biāo)為,點(diǎn)坐標(biāo)為.
,.,.

當(dāng)時(shí),取最大值,最大值為.
(4),,,
,,,
當(dāng)是等腰三角形時(shí),分三種情況,
①時(shí),則:,
解得:(舍,(舍,;
②時(shí),則:,
解得:(舍,;
③時(shí),則:,
解得:(舍,(舍,;
綜上:,,.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查待定系數(shù)法求解析式,旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),等腰三角形的定義,二次函數(shù)的綜合應(yīng)用.本題的綜合性強(qiáng),屬于常見(jiàn)的中考?jí)狠S題.利用數(shù)形結(jié)合和分類(lèi)討論的思想求解,是解題的關(guān)鍵.
12.(2024?微山縣一模)如圖,頂點(diǎn)坐標(biāo)為的拋物線與軸交于,兩點(diǎn)(點(diǎn)在點(diǎn)的左邊),與軸交于點(diǎn),是直線上方拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),連接交拋物線的對(duì)稱(chēng)軸于點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式;
(2)連接,當(dāng)?shù)闹荛L(zhǎng)最小時(shí),求點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)過(guò)點(diǎn)作軸于點(diǎn),交直線于點(diǎn),連接.在點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,是否存在使為等腰三角形?若存在,求點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)由待定系數(shù)法即可求解;
(2)作點(diǎn)關(guān)于拋物線對(duì)稱(chēng)軸得對(duì)稱(chēng)點(diǎn),連接交于點(diǎn),此時(shí)的周長(zhǎng)最小,即可求解;
(3)當(dāng)時(shí),列出等式即可求解;當(dāng)或時(shí),同理可解.
【解答】解:(1)由題意得:,
將點(diǎn)的坐標(biāo)代入上式得:,
解得:,
則拋物線的表達(dá)式為:;
(2)如下圖,作點(diǎn)關(guān)于拋物線對(duì)稱(chēng)軸得對(duì)稱(chēng)點(diǎn),連接交于點(diǎn),此時(shí)的周長(zhǎng)最小,
理由:為最小,
由點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)性知,點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)的坐標(biāo)為:;
(3)存在,理由:
由拋物線的表達(dá)式知,點(diǎn),
由點(diǎn)、的坐標(biāo)得,直線的表達(dá)式為:,
設(shè)點(diǎn),
由點(diǎn)、、的坐標(biāo)得,,,同理可得:,
當(dāng)時(shí),
則,
解得:(舍去)或2,
即點(diǎn);
當(dāng)或時(shí),
同理可得:或,
解得:(舍去)或或2.5;
綜上,點(diǎn)的坐標(biāo)為:,或或.
【點(diǎn)評(píng)】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(huì)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(lái),利用點(diǎn)的坐標(biāo)的意義表示線段的長(zhǎng)度,從而求出線段之間的關(guān)系,解決相關(guān)問(wèn)題.
13.(2024?庫(kù)爾勒市一模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線經(jīng)過(guò),兩點(diǎn),并與軸交于另一點(diǎn).
(1)求該拋物線所對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式;
(2)求點(diǎn)坐標(biāo);
(3)設(shè)是拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作直線軸于點(diǎn),交直線于點(diǎn).
①若點(diǎn)在第一象限內(nèi),試問(wèn):線段的長(zhǎng)度是否存在最大值?若存在,求出它的最大值及此時(shí)的值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由;
②當(dāng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到某一位置時(shí),能構(gòu)成以為底邊的等腰三角形,求此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo)及等腰的面積.
【分析】(1)由待定系數(shù)法即可求解;
(2)令,解得:(舍去)或1,即可求解;
(3)①設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,則的坐標(biāo)為,構(gòu)建二次函數(shù),然后由二次函數(shù)的最值問(wèn)題,求得答案;
②求出的垂直平分線的解析式,用方程組求出點(diǎn)的坐標(biāo)即可解決問(wèn)題.
【解答】解:(1)由題意得:,
解得:,
則拋物線的表達(dá)式為:;
(2)令,
解得:(舍去)或1,
即點(diǎn);
(3)①存在,理由:
如圖2中,
點(diǎn)在拋物線上,
且軸,
設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,
同理可設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,
又點(diǎn)在第一象限,

,
,
當(dāng)時(shí),
線段的長(zhǎng)度的最大值為;
②解:如圖3中,
由題意知,點(diǎn)在線段的垂直平分線上,
又由①知,,
的中垂線同時(shí)也是的平分線,
設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,
又點(diǎn)在拋物線上,于是有,
,
解得,
點(diǎn)的坐標(biāo)為:,或,,
若點(diǎn)的坐標(biāo)為:,,此時(shí)點(diǎn)在第一象限,
在和中,,
,
,
;
若點(diǎn)的坐標(biāo)為,,此時(shí)點(diǎn)在第三象限,
同理可得:.
綜上所述的面積為:或.
【點(diǎn)評(píng)】此題主要考查了待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式,線段垂直平分線的性質(zhì),二次函數(shù)最值問(wèn)題,解題的關(guān)鍵是學(xué)會(huì)利用對(duì)稱(chēng)解決最小值問(wèn)題,學(xué)會(huì)構(gòu)建二次函數(shù)解決最值問(wèn)題,屬于中考?jí)狠S題.
14.(2023?重慶)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線與軸交于點(diǎn),,與軸交于點(diǎn),其中,.
(1)求該拋物線的表達(dá)式;
(2)點(diǎn)是直線下方拋物線上一動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作于點(diǎn),求的最大值及此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)在(2)的條件下,將該拋物線向右平移5個(gè)單位,點(diǎn)為點(diǎn)的對(duì)應(yīng)點(diǎn),平移后的拋物線與軸交于點(diǎn),為平移后的拋物線的對(duì)稱(chēng)軸上任意一點(diǎn).寫(xiě)出所有使得以為腰的是等腰三角形的點(diǎn)的坐標(biāo),并把求其中一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)的過(guò)程寫(xiě)出來(lái).
【分析】(1)由待定系數(shù)法即可求解;
(2)由,即可求解;
(3)分、兩種情況,列出等式,即可求解.
【解答】解:(1)由題意得:,
解得:,
則拋物線的表達(dá)式為:;
(2)令,則或3,則點(diǎn),
由點(diǎn)、知,直線的表達(dá)式為:,
過(guò)點(diǎn)作軸的平行線交于點(diǎn),則,
則,則,
則,
設(shè)點(diǎn),則點(diǎn),
則,
即的最大值為:,此時(shí)點(diǎn);
(3)平移后的拋物線的表達(dá)式為:,
則點(diǎn),設(shè)點(diǎn),,
則,,,
當(dāng)時(shí),則,
解得:,
則點(diǎn)的坐標(biāo)為,;
當(dāng)時(shí),則,
解得:或,
則點(diǎn)的坐標(biāo)為:,或,;
綜上,點(diǎn)的坐標(biāo)為:,或,或,.
【點(diǎn)評(píng)】本題是二次函數(shù)綜合題,主要考查了一次函數(shù)的性質(zhì)、等腰三角形的性質(zhì)、解直角三角形等,其中(3),要注意分類(lèi)求解,避免遺漏.
15.(2023?成都)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn),與軸交于點(diǎn),直線與拋物線交于,兩點(diǎn).
(1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)若是以為腰的等腰三角形,求點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)過(guò)點(diǎn)作軸的垂線,交直線于點(diǎn),交直線于點(diǎn).試探究:是否存在常數(shù),使得始終成立?若存在,求出的值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)用待定系數(shù)法求函數(shù)的解析式即可;
(2)設(shè),則,,,分兩種情況討論:當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),,或,;
(3)設(shè),,聯(lián)立方程整理得,根據(jù)根與系數(shù)的關(guān)系可知,,直線的解析式為,直線的解析式為,求出,,,,過(guò)點(diǎn)作軸交于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸交于點(diǎn),則,再由,結(jié)合根與系數(shù)的關(guān)系整理得方程,解得或.
【解答】解:(1)將、代入,
,
解得,
;
(2)設(shè),
,,
,,,
當(dāng)時(shí),,
,
或,

當(dāng)時(shí),,
解得或,
,或,;
綜上所述:點(diǎn)坐標(biāo)為或,或,;
(3)存在常數(shù),使得始終成立,理由如下:
設(shè),,
聯(lián)立方程,
整理得,
,,
直線的解析式為,直線的解析式為,
,,,,
過(guò)點(diǎn)作軸交于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸交于點(diǎn),
,
,
,

,
,
,
,
解得或.
【點(diǎn)評(píng)】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),三角形相似的判定及性質(zhì),等腰三角形的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
題型二:直角三角形的存在性
16.(2024?安慶一模)如圖,拋物線與軸交于點(diǎn)、兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn).
(1)求此拋物線對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式;
(2)點(diǎn)為直線上的任意一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸的垂線與此拋物線交于點(diǎn).
①若點(diǎn)在第一象限,連接、,求面積的最大值;
②此拋物線對(duì)稱(chēng)軸與直線交于點(diǎn),連接,若為直角三角形,請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)坐標(biāo).
【分析】(1)由待定系數(shù)法即可求解;
(2)①由的面積,即可求解;
②根據(jù)題意可分和兩種情況,當(dāng)時(shí),可知軸,則可求得點(diǎn)縱坐標(biāo),代入拋物線解析式可求得點(diǎn)坐標(biāo);當(dāng)時(shí),可求得直線解析式,聯(lián)立直線和拋物線解析式可求得點(diǎn)的橫坐標(biāo),代入直線可求得點(diǎn)的坐標(biāo).
【解答】解:(1)設(shè)拋物線的表達(dá)式為:,
則,
則,
則拋物線的表達(dá)式為:;
(2)①由點(diǎn)、的坐標(biāo)得,直線的表達(dá)式為:,
設(shè)點(diǎn),則點(diǎn),
則的面積,
則面積的最大值為;
②由題意知軸,則,
為直角三角形,分和兩種情況,
當(dāng)時(shí),即軸,則、的縱坐標(biāo)相同,
點(diǎn)縱坐標(biāo)為1,
點(diǎn)在拋物線上,
,解得,即點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,
點(diǎn)在直線上,
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
點(diǎn)坐標(biāo)為,或,;
當(dāng)時(shí),
,,
直線解析式為,
直線解析式為,
,
直線與拋物線的交點(diǎn)即為點(diǎn),
聯(lián)立直線與拋物線解析式有,解得或,
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
點(diǎn)坐標(biāo)為或,
綜上可知存在滿(mǎn)足條件的點(diǎn),其坐標(biāo)為,或,或或.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查的是二次函數(shù)綜合運(yùn)用,涉及待定系數(shù)法、直角三角形的判定及性質(zhì)、方程思想及分類(lèi)討論思想等知識(shí)點(diǎn),分類(lèi)求解是解題的關(guān)鍵.
17.(2024?任城區(qū)一模)已知拋物線與軸交于,兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn).
(1)求拋物線的表達(dá)式;
(2)如圖1,在對(duì)稱(chēng)軸上是否存在點(diǎn),使是以為直角邊的直角三角形?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
(3)如圖2,點(diǎn)在直線下方的拋物線上,連接交于點(diǎn),當(dāng)最大時(shí),請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)的坐標(biāo).
【分析】(1)將點(diǎn)、、代入,即可求解;
(2)當(dāng)時(shí),證明,得到,即可求解;當(dāng)時(shí),同理可解;
(3)證明,即可求解.
【解答】(1)將點(diǎn)、、代入,
得,解得:,

(2)存在,理由:
過(guò)點(diǎn)作軸的垂線,在上存在點(diǎn),使是直角三角形若存在;理由如下:
,點(diǎn)在上,
如圖2,當(dāng)時(shí),
過(guò)點(diǎn)作軸,過(guò)點(diǎn)作軸,與交于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸,與交于點(diǎn),
,,
,
,
,即,

;
如圖3,當(dāng)時(shí),
過(guò)點(diǎn)作軸交于點(diǎn),
,,

,
,即,
,
;
綜上所述:是直角三角形時(shí),點(diǎn)坐標(biāo)為或;
(3)如圖1,過(guò)點(diǎn)作軸交直線于點(diǎn),過(guò)作軸交直線于點(diǎn),
,
,
由點(diǎn)、的坐標(biāo)得,直線的表達(dá)式為:,
設(shè),則,
,
,
,
,
,
當(dāng)時(shí),有最大值,
此時(shí),.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查二次函數(shù)的綜合,熟練掌握二次函數(shù)的圖象及性質(zhì),通過(guò)構(gòu)造平行線將的最大值問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求的最大值問(wèn)題是解題的關(guān)鍵.
18.(2024?涼州區(qū)一模)拋物線與軸交于點(diǎn)和,與軸交于點(diǎn),連接.點(diǎn)是線段下方拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(不與點(diǎn),重合),過(guò)點(diǎn)作軸的平行線交于,交軸于.
(1)求該拋物線的解析式;
(2)過(guò)點(diǎn)作于點(diǎn),.
①求點(diǎn)的坐標(biāo);
②連接,在軸上是否存在點(diǎn),使得為直角三角形?若存在,求出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)用待定系數(shù)法可得;
(2)①求出,設(shè),可得,,由,知,解得;
②設(shè),可得,,,分三種情況:當(dāng)為斜邊時(shí),,當(dāng)為斜邊時(shí),,當(dāng)為斜邊時(shí),,分別解方程可得答案.
【解答】解:(1)把和代入得:
,
解得,

(2)①如圖:
在中,令得,
,
設(shè),則,,
,
,,
,
,
解得,
;
②如圖:
由①得:,,
設(shè),
,,,
當(dāng)為斜邊時(shí),,
,
化簡(jiǎn)得,
解得(與重合,舍去)或,
;
當(dāng)為斜邊時(shí),,
,
解得,
;
當(dāng)為斜邊時(shí),,
,
解得(舍去),
綜上所述,的坐標(biāo)為或.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,涉及待定系數(shù)法,直角三角形等知識(shí),解題的關(guān)鍵是用含字母的式子表示相關(guān)點(diǎn)坐標(biāo)和相關(guān)線段的長(zhǎng)度.
19.(2024?德陽(yáng)模擬)平面直角坐標(biāo)系中,拋物線與軸交于,兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式,并直接寫(xiě)出點(diǎn),的坐標(biāo);
(2)在拋物線的對(duì)稱(chēng)軸上是否存在點(diǎn),使是直角三角形?若存在,請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由;
(3)如圖,點(diǎn)是直線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),連接,,是否存在點(diǎn)使最小,若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)將代入,待定系數(shù)法求解析式,進(jìn)而分別令,,解方程即可求解;
(2)根據(jù)題意,對(duì)稱(chēng)軸為直線,設(shè),根據(jù)勾股定理,,,分①當(dāng)時(shí),②當(dāng)時(shí),③當(dāng)時(shí),根據(jù)勾股定理建立方程,解方程即可求解;
(3)存在點(diǎn)使最小,作點(diǎn)關(guān)于的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),連接交于點(diǎn),連接,求得直線的解析式,直線的解析式為,聯(lián)立方程即可求解.
【解答】解:(1)將代入,
即,
解得:,

令,則,
令,則,
解得:,,,;
(2)存在點(diǎn),使是直角三角形,
,對(duì)稱(chēng)軸為直線,
設(shè),
,,
,,,
①當(dāng)時(shí),,
,
解得:;
②當(dāng)時(shí),,
解得:;
③當(dāng)時(shí),,
解得:或,
綜上所述:,,,;
(3)存在點(diǎn)使最小,理由如下:
作點(diǎn)關(guān)于的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),連接交于點(diǎn),連接,
由對(duì)稱(chēng)性可知,,
,
當(dāng)、、三點(diǎn)共線時(shí),有最小值,
,,
,

由對(duì)稱(chēng)性可知,

,
設(shè)直線的解析式為,
,
解得:,
直線的解析式,
設(shè)直線的解析式為,
,
,
直線的解析式為,
聯(lián)立方程組,
解得:,
,.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了二次函數(shù)綜合運(yùn)用,待定系數(shù)求解析式,勾股定理,軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)求線段長(zhǎng)的最值問(wèn)題,熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
20.(2023?煙臺(tái))如圖,拋物線與軸交于,兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn),.拋物線的對(duì)稱(chēng)軸與經(jīng)過(guò)點(diǎn)的直線交于點(diǎn),與軸交于點(diǎn).
(1)求直線及拋物線的表達(dá)式;
(2)在拋物線上是否存在點(diǎn),使得是以為直角邊的直角三角形?若存在,求出所有點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由;
(3)以點(diǎn)為圓心,畫(huà)半徑為2的圓,點(diǎn)為上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),請(qǐng)求出的最小值.
【分析】(1)根據(jù)對(duì)稱(chēng)軸,,得到點(diǎn)及的坐標(biāo),再利用待定系數(shù)法求解析式即可;
(2)先求出點(diǎn)的坐標(biāo),再分兩種情況:①當(dāng)時(shí),求出直線的解析式為,解方程組
,即可得到點(diǎn)的坐標(biāo);②當(dāng)時(shí),求出直線的解析式為,解方程組
,即可得到點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)在上取點(diǎn),使,連接,證得,又,得到,推出,進(jìn)而得到當(dāng)點(diǎn)、、三點(diǎn)共線時(shí),的值最小,即為線段的長(zhǎng),利用勾股定理求出即可.
【解答】(1)解:拋物線的對(duì)稱(chēng)軸,,
,,
將代入直線,得,
解得,
直線的解析式為;
將,代入,得
,解得,
拋物線的解析式為;
(2)存在點(diǎn),
直線的解析式為,拋物線對(duì)稱(chēng)軸與軸交于點(diǎn),
當(dāng)時(shí),,
,
①當(dāng)時(shí),
設(shè)直線的解析式為,將點(diǎn)坐標(biāo)代入,
得,
解得,
直線的解析式為,
解方程組,得或,
點(diǎn)的坐標(biāo)為;
②當(dāng)時(shí),
設(shè)直線的解析式為,將代入,
得,
解得,
直線的解析式為,
解方程組,解得或,
點(diǎn)的坐標(biāo)為或,
綜上,點(diǎn)的坐標(biāo)為或或;
(3)如圖,在上取點(diǎn),使,連接,
,
,

,
又,
,
,即,
,
當(dāng)點(diǎn)、、三點(diǎn)共線時(shí),的值最小,即為線段的長(zhǎng),
,,
,
的最小值為.
【點(diǎn)評(píng)】此題是一次函數(shù),二次函數(shù)及圓的綜合題,掌握待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,直角三角形的性質(zhì),勾股定理,相似三角形的判定和性質(zhì),求兩圖象的交點(diǎn)坐標(biāo),正確掌握各知識(shí)點(diǎn)是解題的關(guān)鍵.
21.(2024?廣安二模)如圖,拋物線交軸于,兩點(diǎn),交軸于點(diǎn).
(1)求拋物線的函數(shù)解析式.
(2)點(diǎn)在線段上運(yùn)動(dòng),過(guò)點(diǎn)作軸的垂線,與交于點(diǎn),與拋物線交于點(diǎn),連接,,求四邊形的面積的最大值.
(3)在拋物線的對(duì)稱(chēng)軸上是否存在點(diǎn),使得以點(diǎn),,為頂點(diǎn)的三角形是直角三角形?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)把,代入,求出和的值,即可得出函數(shù)解析式;
(2)由四邊形的面積,即可求解;
(3)當(dāng)斜邊為時(shí),由,列出等式即可求解;當(dāng)斜邊為、時(shí),同理可解.
【解答】解:(1)由題意得:,
解得:,
該二次函數(shù)的解析式.
(2)如圖:連接,,
,,
,,
則,
設(shè),則,
,
則,
四邊形的面積,

當(dāng)時(shí),四邊形的面積最大為16;
(3)存在,理由:
設(shè),,
,,
,
同理可得:,,
當(dāng)斜邊為時(shí),,
則,
解得:;
,或,;
當(dāng)斜邊為時(shí),,
即,
解得:,
,;
當(dāng)斜邊為時(shí),,
即,
解得:,
,;
綜上,的坐標(biāo)為,或,或,或,.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了二次函數(shù)綜合,熟練掌握用待定系數(shù)法求解函數(shù)解析式的方法和步驟,以及二次函數(shù)的圖象和性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
22.(2024?金山區(qū)二模)已知:拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn)、,頂點(diǎn)為.
(1)求拋物線的解析式及頂點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)平移拋物線,使得平移后的拋物線頂點(diǎn)在直線上,且點(diǎn)在軸右側(cè).
①若點(diǎn)平移后得到的點(diǎn)在軸上,求此時(shí)拋物線的解析式;
②若平移后的拋物線與軸相交于點(diǎn),且是直角三角形,求此時(shí)拋物線的解析式.
【分析】(1)由待定系數(shù)法即可求解;
(2)①設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)是,其中,此時(shí)拋物線的解析式是,由平移的性質(zhì)知,,即可求解;
②如果,即軸不合題意;如果,證明,得到,即可求解.
【解答】解:(1)由題意得:,
,
故拋物線的解析式為,
頂點(diǎn)的坐標(biāo)是;
(2)①設(shè)直線的解析式是,
則,解得:,
直線的解析式是,
設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)是,其中,此時(shí)拋物線的解析式是,
點(diǎn)平移后得到的點(diǎn)在軸上,
拋物線向上平移了3個(gè)單位,
,即,
此時(shí)拋物線的解析式是;
②拋物線與軸的交點(diǎn)是,
如果,即軸不合題意,
如果,
,,
,

,
作軸于點(diǎn),則,
,
,,
,
解得:(不合題意,舍去)或1,
,
則此時(shí)拋物線的解析式是.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了二次函數(shù)綜合運(yùn)用,涉及到圖象的平移、直角三角形的性質(zhì),分類(lèi)求解是解題的關(guān)鍵.
23.(2024?宿豫區(qū)二模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線經(jīng)過(guò)、、三點(diǎn),已知,,.
(1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)點(diǎn)是拋物線上任意一點(diǎn),若,求點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)點(diǎn)是拋物線上任意一點(diǎn),若以、、為頂點(diǎn)的三角形是直角三角形,請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)的坐標(biāo).
【分析】(1)利用待定系數(shù)法即可得到結(jié)論;
(2)點(diǎn)在上方時(shí),延長(zhǎng)與軸相交于點(diǎn),作于點(diǎn),先求出,再利用等積法求出,勾股定理求出,則,得到,再證明,則,即可得到,得到點(diǎn),利用待定系數(shù)法求出直線的解析式為,與拋物線解析式聯(lián)立,進(jìn)一步即可得到點(diǎn)的坐標(biāo);當(dāng)點(diǎn)在下方時(shí),同理可得到點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)分三種情況:①當(dāng)點(diǎn)為直角頂點(diǎn)時(shí),②當(dāng)點(diǎn)為直角頂點(diǎn)時(shí),③當(dāng)點(diǎn)為直角頂點(diǎn)時(shí),分別求解即可.
【解答】解:(1)設(shè)拋物線的函數(shù)表達(dá)式為,
將,,代入得,
,
解得:,
所以拋物線的函數(shù)表達(dá)式為;
(2)當(dāng)點(diǎn)在上方時(shí),延長(zhǎng)與軸相交于點(diǎn),作于點(diǎn),
,令,則,
,
,

,
,
,,

,
,,,
,
,
,

設(shè)直線的解析式為,將,代入得,,
解得,
直線的解析式為,
聯(lián)立得,
解得或(舍去),
點(diǎn)的坐標(biāo)是;
當(dāng)點(diǎn)在下方時(shí),設(shè)交軸于,
,,,

,

,
設(shè)直線的解析式為,將,代入得,,
解得,
直線的解析式為,
聯(lián)立得,
解得或(舍去),
點(diǎn)的坐標(biāo)是,;
綜上,點(diǎn)的坐標(biāo)是或,;
(3)①當(dāng)點(diǎn)為直角頂點(diǎn)時(shí),眼饞交軸于,
,,
是等腰直角三角形,
,

,
同理得直線的解析式為,
聯(lián)立得,解得或(舍去),
點(diǎn)的坐標(biāo)是;
②當(dāng)點(diǎn)為直角頂點(diǎn)時(shí),設(shè)交軸于,
同理得,
直線的解析式為,
聯(lián)立得,解得或(舍去),
點(diǎn)的坐標(biāo)是;
③當(dāng)點(diǎn)為直角頂點(diǎn)時(shí),過(guò)點(diǎn)作軸于,過(guò)點(diǎn)作于,
,,
,

,
,

設(shè),
,解得或,
點(diǎn)的坐標(biāo)是,或,.
綜上,點(diǎn)的坐標(biāo)是或或,或,.
【點(diǎn)評(píng)】此題是二次函數(shù)綜合題,考查了一次函數(shù)的性質(zhì)、勾股定理、等腰直角三角形、待定系數(shù)法求一次函數(shù)解析式、相似三角形的判定和性質(zhì)等知識(shí),數(shù)形結(jié)合和分類(lèi)討論是解題的關(guān)鍵.
24.(2024?雙峰縣模擬)如圖,拋物線與直線相交于,兩點(diǎn),且拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式;
(2)點(diǎn)是拋物線在第四象限上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作直線軸于點(diǎn),交直線于點(diǎn).當(dāng)時(shí),求點(diǎn)坐標(biāo);
(3)若拋物線上存在點(diǎn),使得是以為直角邊的直角三角形,直接寫(xiě)出點(diǎn)的坐標(biāo).
【分析】(1)先由點(diǎn)在直線上求出點(diǎn)的坐標(biāo),再利用待定系數(shù)法求解可得;
(2)可設(shè)出點(diǎn)坐標(biāo),則可表示出、的坐標(biāo),從而可表示出和的長(zhǎng),由條件可知到關(guān)于點(diǎn)坐標(biāo)的方程,則可求得點(diǎn)坐標(biāo);
(3)設(shè)點(diǎn),根據(jù)勾股定理列方程即可得到結(jié)論.
【解答】解:(1)點(diǎn)在直線上,
,
,
把、、三點(diǎn)坐標(biāo)代入拋物線解析式可得,

解得,
拋物線解析式為;
(2)設(shè),則,,
則,,
,
,
解得或,
但當(dāng)時(shí),與重合不合題意,舍去,
;
(3)設(shè)點(diǎn),
,,
,,,
是以為直角邊的直角三角形,
或,
或,
解得或,
的坐標(biāo)為或.
【點(diǎn)評(píng)】本題是二次函數(shù)綜合題,考查了待定系數(shù)法求二次函數(shù)的解析式,二次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征,一次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征,勾股定理,在(1)中注意待定系數(shù)法的應(yīng)用,在(2)中用點(diǎn)坐標(biāo)分別表示出和的長(zhǎng)是解題關(guān)鍵.
25.(2024?濱州一模)如圖,拋物線與軸交于,兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn),.拋物線的對(duì)稱(chēng)軸與經(jīng)過(guò)點(diǎn)的直線交于點(diǎn),與軸交于點(diǎn).
(1)求拋物線的表達(dá)式;
(2)在拋物線上是否存在點(diǎn),使得是以為直角邊的直角三角形?若存在,求出所有點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由;
(3)以點(diǎn)為圓心,畫(huà)半徑為2的圓,點(diǎn)為上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),請(qǐng)求出的最小值
【分析】(1)根據(jù)對(duì)稱(chēng)軸,,得到點(diǎn)及的坐標(biāo),再利用待定系數(shù)法求解析式即可;
(2)先求出點(diǎn)的坐標(biāo),再分兩種情況:①當(dāng)時(shí),求出直線的解析式為,解方程組
,即可得到點(diǎn)的坐標(biāo);②當(dāng)時(shí),求出直線的解析式為,解方程組
,即可得到點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)在上取點(diǎn),使,連接,證得,又,得到,推出,進(jìn)而得到當(dāng)點(diǎn)、、三點(diǎn)共線時(shí),的值最小,即為線段的長(zhǎng),利用勾股定理求出即可.
【解答】(1)解:拋物線的對(duì)稱(chēng)軸,,
,,
將,代入,得:
,
解得,
拋物線的解析式為;
(2)在拋物線上存在點(diǎn),使得是以為直角邊的直角三角形;理由如下:
直線的解析式為,拋物線對(duì)稱(chēng)軸與軸交于點(diǎn),
當(dāng)時(shí),,
,
①當(dāng)時(shí),
設(shè)直線的解析式為,將點(diǎn)坐標(biāo)代入,
得,
解得,
直線的解析式為,
聯(lián)立得,
解得或,
點(diǎn)的坐標(biāo)為;
②當(dāng)時(shí),
設(shè)直線的解析式為,將代入,
得,
解得,
直線的解析式為,
聯(lián)立得:,
解得或,
點(diǎn)的坐標(biāo)為或,
綜上,點(diǎn)的坐標(biāo)為或或;
(3)如圖,在上取點(diǎn),使,連接,
,
,

,
又,
,
,即,
,
當(dāng)點(diǎn)、、三點(diǎn)共線時(shí),的值最小,即為線段的長(zhǎng),
,,
,
的最小值為.
【點(diǎn)評(píng)】此題是一次函數(shù),二次函數(shù)及圓的綜合題,掌握待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,直角三角形的性質(zhì),勾股定理,相似三角形的判定和性質(zhì),求兩圖象的交點(diǎn)坐標(biāo),正確掌握各知識(shí)點(diǎn)是解題的關(guān)鍵.
26.(2024?倉(cāng)山區(qū)校級(jí)模擬)如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線與軸交于,兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn),且點(diǎn)坐標(biāo)為,拋物線的對(duì)稱(chēng)軸為直線,連接直線.
(1)求拋物線的解析式;
(2)若點(diǎn)為第一象限內(nèi)拋物線上一動(dòng)點(diǎn),連接,交直線于點(diǎn),連接,如圖2所示,記的面積為,的面積為,求的最大值;
(3)若點(diǎn)為對(duì)稱(chēng)軸上一點(diǎn),是否存在以,,為頂點(diǎn)的直角三角形,若存在,直接寫(xiě)出滿(mǎn)足條件的點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)用待定系數(shù)法即可求解;
(2)證明,則,而,即可求解;
(3)分三種情況:當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),分別進(jìn)行討論即可求解.
【解答】解:(1)由拋物線的表達(dá)式知,點(diǎn),
點(diǎn)坐標(biāo)為,拋物線的對(duì)稱(chēng)軸為直線,則點(diǎn),
設(shè)拋物線的表達(dá)式為:,
即,
即,
解得:,
故拋物線的表達(dá)式為:;
(2)過(guò)點(diǎn)作軸交于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸交于點(diǎn),
由點(diǎn)、的坐標(biāo)得,直線的表達(dá)式為:,
當(dāng)時(shí),,即,
設(shè)點(diǎn),則點(diǎn),
則,
軸,
,
,
和同高,
,
即的最大值為;
(3)存在以,,為頂點(diǎn)的直角三角形;理由如下:
設(shè)點(diǎn),
由點(diǎn)、的坐標(biāo)得:
,
,
,
當(dāng)時(shí),,即:,
解得:,,
點(diǎn)的坐標(biāo)為或;
當(dāng) 時(shí),,即:,
解得:,
點(diǎn)的坐標(biāo)為;
當(dāng)時(shí),,即:,
解得:,
點(diǎn)的坐標(biāo)為,;
綜上,點(diǎn)的坐標(biāo)為或或或,.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了用待定系數(shù)法求二次函數(shù)的解析 式、二次函數(shù)與三角形面積的綜合題、二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)、相似三角形的判定及性質(zhì)、直角三角形的存在問(wèn)題,分類(lèi)討論是解決問(wèn)題的關(guān)鍵.
27.(2024?荊州模擬)如圖,直線與軸、軸分別交于點(diǎn)、點(diǎn),經(jīng)過(guò),兩點(diǎn)的拋物線與軸的另一個(gè)交點(diǎn)為,頂點(diǎn)為.
(1)求拋物線的解析式;
(2)在該拋物線的對(duì)稱(chēng)軸上是否存在點(diǎn),使以,,為頂點(diǎn)的三角形為直角三角形?若存在,求出所有符合條件的點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
(3)將該拋物線在軸上方的部分沿軸向下翻折,圖象的其余部分保持不變,翻折后的圖象與原圖象軸下方的部分組成一個(gè)“”形狀的圖象,若直線與該“”形狀的圖象部分恰好有三個(gè)公共點(diǎn),求的值.
【分析】(1)求出、的坐標(biāo),將點(diǎn)、的坐標(biāo)分別代入拋物線表達(dá)式,即可求解;
(2)求出拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)及對(duì)稱(chēng)軸,設(shè),分,, 三種情況討論求解即可;
(3)依據(jù)題意,分兩種情況,分別求解即可.
【解答】(1)直線,令,則,令,則,
故點(diǎn)、的坐標(biāo)分別為、,
將點(diǎn)、的坐標(biāo)分別代入拋物線表達(dá)式得:
,
解得:,
則拋物線的表達(dá)式為:;
(2)在該拋物線的對(duì)稱(chēng)軸上存在點(diǎn),使以,,為頂點(diǎn)的三角形為直角三角形;理由如下:
,拋物線頂點(diǎn)的坐標(biāo)為,對(duì)稱(chēng)軸為直線,
設(shè),
又,
,,,
當(dāng)時(shí),,
,
解得,
點(diǎn)坐標(biāo)為;
當(dāng)時(shí),則,
點(diǎn)坐標(biāo)為;
當(dāng)時(shí),此時(shí)直角三角形不存在,
綜上,點(diǎn)坐標(biāo)為或;
(3)圖象翻折后點(diǎn)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)為,
①當(dāng)直線經(jīng)過(guò)點(diǎn)時(shí),與該“”形狀的圖象部分恰好有三個(gè)公共點(diǎn),
此時(shí),,三點(diǎn)共線,;
②當(dāng)直線 與該“”形狀的圖象在,兩點(diǎn)之間(不包含點(diǎn)的部分只有一個(gè)交點(diǎn)時(shí),直線 與該“”形狀的圖象部分恰好有三個(gè)公共點(diǎn),由題意得,向下翻折的那部分拋物線在翻折后的解析式為:
,令,△ ,
解得:,
綜上所述,的值為或.
【點(diǎn)評(píng)】本題屬于二次函數(shù)綜合題,主要考查了二次函數(shù)圖象與性質(zhì),解答本題的關(guān)鍵是通過(guò)數(shù)形變換,確定變換后圖形與直線的位置關(guān)系,難度不大.
題型三:等腰直角三角形的存在性
28.(2024?雁塔區(qū)校級(jí)模擬)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線與軸交于點(diǎn)和點(diǎn),與軸交于點(diǎn).
(1)求出拋物線的解析式和頂點(diǎn)坐標(biāo).
(2)點(diǎn)是拋物線對(duì)稱(chēng)軸右側(cè)圖象上的一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作的垂線交軸于點(diǎn),作拋物線關(guān)于直線對(duì)稱(chēng)拋物線,則關(guān)于直線的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為,若為等腰直角三角形,求出拋物線的解析式.
【分析】(1)由待定系數(shù)法即可求解;
(2)當(dāng)為等腰直角三角形時(shí),則,即可求解.
【解答】解:(1)由題意得:,
解得:,
則拋物線的表達(dá)式為:;
(2)由拋物線的表達(dá)式知,其頂點(diǎn)為:,
如下圖,設(shè)交于點(diǎn),
若為等腰直角三角形時(shí),
則,
設(shè)點(diǎn),
則,
解得:(舍去)或5,
即點(diǎn)的橫坐標(biāo)為5,
而原拋物線的對(duì)稱(chēng)軸為直線,
則新拋物線的對(duì)稱(chēng)軸為直線,
則新拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)為:,
則拋物線的解析式為:.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查的是二次函數(shù)綜合運(yùn)用,涉及到圖象的對(duì)稱(chēng)、等腰直角三角形的性質(zhì)等,綜合性強(qiáng),難度適中.
29.(2024?涼州區(qū)二模)如圖1,已知拋物線的圖象經(jīng)過(guò)點(diǎn),,,過(guò)點(diǎn)作軸交拋物線于點(diǎn),點(diǎn)是拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),連接,設(shè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為.
(1)填空: , , ;
(2)在圖1中,若點(diǎn)在軸上方的拋物線上運(yùn)動(dòng),連接,當(dāng)四邊形面積最大時(shí),求的值;
(3)如圖2,若點(diǎn)在拋物線的對(duì)稱(chēng)軸上,連接、,是否存在點(diǎn)使為等腰直角三角形?若存在,直接寫(xiě)出所有符合條件的點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)將點(diǎn),代入,可得,,可得拋物線的解析式,令解方程可得點(diǎn)的坐標(biāo),即可得的值;
(2)連接,由點(diǎn)的橫坐標(biāo)為得,根據(jù)面積和可得四邊形的面積,利用二次函數(shù)的性質(zhì)可得其最大值;
(3)分三種情況:作輔助線,構(gòu)建全等三角形,根據(jù)全等三角形的性質(zhì)以及點(diǎn)的坐標(biāo)列方程求得的值,即可得點(diǎn)的坐標(biāo).
【解答】解:(1)將點(diǎn),代入得,
,解得,
拋物線的解析式:,
,則,解得或1,
,
,
故答案為:3,,;
(2)連接,
,軸交拋物線于點(diǎn),
點(diǎn)的縱坐標(biāo)為,
,解得或4,

點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,

,
,
,
,
當(dāng)時(shí),有最大值,
的值為;
(3),
拋物線的對(duì)稱(chēng)軸為直線,
點(diǎn)的橫坐標(biāo)為2,
分三種情況:
①當(dāng)為直角頂點(diǎn)時(shí),,如圖2,過(guò)作軸,過(guò)作于,過(guò)作于,
,
是等腰直角三角形,且,,
,
,

,
,,點(diǎn)的橫坐標(biāo)為2,
,
,解得或或
點(diǎn)的坐標(biāo)為,或,或,或,;
②當(dāng)為直角頂點(diǎn)時(shí),,如圖3,過(guò)作軸,過(guò)作于,過(guò)作于,
同理,

,,點(diǎn)的橫坐標(biāo)為2,

,解得或,
點(diǎn)的坐標(biāo)為,或,;
如圖5,
同理,
,,
,,點(diǎn)的橫坐標(biāo)為2,
,
,解得或,
點(diǎn)的坐標(biāo)為,或,;
③當(dāng)為直角頂點(diǎn)時(shí),,如圖4,過(guò)作于,過(guò)作于,
同理,
,,
,,點(diǎn)的橫坐標(biāo)為2,
,,
,
,解得或5或3,
點(diǎn)的坐標(biāo)為或或;
綜上所述,點(diǎn)的坐標(biāo)是,或,或,或,或,或,或或或.
【點(diǎn)評(píng)】本題屬于二次函數(shù)綜合題,主要考查了二次函數(shù)的性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì)以及解一元二次方程的方法,解第(2)問(wèn)時(shí)需要運(yùn)用二次函數(shù)的性質(zhì),解第(3)問(wèn)時(shí)需要運(yùn)用分類(lèi)討論思想和方程的思想解決問(wèn)題.
30.(2024?高唐縣一模)在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線與軸交于點(diǎn)和點(diǎn),與軸交于點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式及頂點(diǎn)坐標(biāo);
(2)若點(diǎn)為第四象限內(nèi)拋物線上一點(diǎn),當(dāng)面積最大時(shí),求點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)若點(diǎn)為拋物線上一點(diǎn),點(diǎn)是線段上一點(diǎn)(點(diǎn)不與兩端點(diǎn)重合),是否存在以、、為頂點(diǎn)的三角形是等腰直角三角形,若存在,請(qǐng)直接寫(xiě)出滿(mǎn)足條件的點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)由待定系數(shù)法即可求解;
(2)由面積,即可求解;
(3)當(dāng)為直角時(shí),則點(diǎn)與點(diǎn)重合,不符合題意;當(dāng)為直角時(shí),即,即可求解;當(dāng)為直角時(shí),證明,即可求解.
【解答】解:(1)設(shè)拋物線的表達(dá)式為:,
則,
解得:,
則拋物線的表達(dá)式為:;
(2)過(guò)點(diǎn)作軸的平行線交于點(diǎn),
由點(diǎn)、的坐標(biāo)得,直線的表達(dá)式為:,
設(shè)點(diǎn),則點(diǎn),
則,
則面積,

故函數(shù)有最大值,
此時(shí),
則點(diǎn),;
(3)當(dāng)為直角時(shí),
則點(diǎn)與點(diǎn)重合,不符合題意;
當(dāng)為直角時(shí),
即,
則點(diǎn)和點(diǎn)或重合,
故點(diǎn)的坐標(biāo)為:或,
當(dāng)和重合時(shí),也符合題意,則點(diǎn),
當(dāng)為直角時(shí),
如下圖:設(shè)點(diǎn),點(diǎn),
過(guò)點(diǎn)作軸的平行線交軸于點(diǎn),交過(guò)點(diǎn)和軸的平行線于點(diǎn),
,,
,

,
且,
即且,
解得:,
當(dāng)時(shí),即,
解得:(不合題意的值已舍去),
即點(diǎn),,
綜上,點(diǎn)的坐標(biāo)為:或或或,.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查的是二次函數(shù)綜合運(yùn)用,涉及到三角形全等、面積的計(jì)算,分類(lèi)求解是解題的關(guān)鍵.
31.(2024?咸豐縣模擬)綜合與探究
如圖,拋物線與軸交于,兩點(diǎn)(點(diǎn)在點(diǎn)的左側(cè)),與軸交于點(diǎn),連接.若點(diǎn)在線段上運(yùn)動(dòng)(點(diǎn)不與點(diǎn),重合),過(guò)點(diǎn)作軸的垂線,交拋物線于點(diǎn),交軸于點(diǎn).設(shè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為.
(1)求點(diǎn),,的坐標(biāo),并直接寫(xiě)出直線的函數(shù)解析式.
(2)若,求的值.
(3)在點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,是否存在使得為等腰直角三角形?若存在,請(qǐng)直接寫(xiě)出的值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)根據(jù)函數(shù)圖象的特點(diǎn)求、、的坐標(biāo),用待定系數(shù)法求直線的解析式即可;
(2)由題可知,則,,再由,得到方程,求出的值即可;
(3)先求出,,,當(dāng)時(shí),,解得或(舍;當(dāng)時(shí),,解得或(舍.
【解答】解:(1)當(dāng)時(shí),,
解得或,
,,
當(dāng)時(shí),,
,
設(shè)直線的解析式為,
將點(diǎn)代入可得,
解得,
直線的解析式為;
(2)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,
,則,,
,,
,

解得(舍或;
(3)存在使得為等腰直角三角形,理由如下:
由(2)可得,,,,
當(dāng)時(shí),,即,
解得或(舍;
當(dāng)時(shí),,即,
解得或(舍;
綜上所述:的值為3或2.
【點(diǎn)評(píng)】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),等腰直角三角形的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
題型四:相似三角形的存在性
32.(2024?金平區(qū)校級(jí)一模)如圖,二次函數(shù)交軸于點(diǎn)和交軸于點(diǎn).
(1)求二次函數(shù)的解析式;
(2)如圖,在第一象限有一點(diǎn),到點(diǎn)距離為2,線段與的夾角為,且,連接,求的長(zhǎng)度;
(3)對(duì)稱(chēng)軸交拋物線于點(diǎn),交交于點(diǎn),在對(duì)稱(chēng)軸的右側(cè)有一動(dòng)直線垂直于軸,交線段于點(diǎn),交拋物線手點(diǎn),動(dòng)直線在沿軸正方向移動(dòng)到點(diǎn)的過(guò)程中,是否存在點(diǎn),使得以點(diǎn),,為頂點(diǎn)的三角形與相似?如果存在,求出點(diǎn)的坐標(biāo);如果不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)把和代入拋物線解析式得出二元一次方程組,解方程組得出、的值,即可得出二次函數(shù)的解析式;
(2)證明,根據(jù)相似三角形的性質(zhì)求解即可;
(3)由平行線的性質(zhì)得出,當(dāng)時(shí),,則,得出方程,解方程即可.
【解答】解:(1)二次函數(shù)交軸于點(diǎn)和,
把、代入,得:,
解得:,
二次函數(shù)的表達(dá)式為:;
(2)二次函數(shù)交交軸于點(diǎn),
對(duì)于,當(dāng),則,



,


又,
,
,
,,
,
在和中,
,,

,
,
;
(3)存在,如圖:
,
點(diǎn),
設(shè)直線的解析式為:,
把,代入得:,
解得:,
所在直線的表達(dá)式為:,
將代入得:,
點(diǎn),
由題意得:,
,
與有共同的頂點(diǎn),且在的內(nèi)部,

只有時(shí),,
,
、,
,
設(shè)點(diǎn)為,則為,

,,
,
解得:,
當(dāng),時(shí),,
點(diǎn)的坐標(biāo)為:.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了二次函數(shù)的綜合運(yùn)用,掌握待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式,一次函數(shù)解析式,二次函數(shù)的性質(zhì),相似三角形的判定與性質(zhì)是解決問(wèn)題的關(guān)鍵.
33.(2024?東莞市一模)已知:在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),直線與軸交于點(diǎn),與軸交于點(diǎn),拋物線經(jīng)過(guò)、兩點(diǎn),與軸的另一交點(diǎn)為點(diǎn).
(1)如圖1,求拋物線的解析式;
(2)如圖2,點(diǎn)為直線上方拋物線上一動(dòng)點(diǎn),連接、,設(shè)直線交線段于點(diǎn),的面積為,的面積為.當(dāng)時(shí),求點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)在(2)的條件下,且點(diǎn)的橫坐標(biāo)小于2,是否在數(shù)軸上存在一點(diǎn),使得以、、為頂點(diǎn)的三角形與相似,如果存在,請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)的坐標(biāo);如果不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)由待定系數(shù)法即可求解;
(2)證明,得到,即可求解;
(3)當(dāng)點(diǎn)在軸時(shí),以、、為頂點(diǎn)的三角形與相似,存在、兩種情況,利用解直角三角形的方法即可求解;當(dāng)點(diǎn)在軸上時(shí),同理可解.
【解答】解:(1)把代入,得:,

把代入得:,
,
將、代入得:
,解得:,
拋物線的解析式為;
(2)如右圖,分別過(guò)點(diǎn)、點(diǎn)作軸的平行線,交直線于點(diǎn)和點(diǎn),
設(shè)點(diǎn),
則,
當(dāng)時(shí),
,,
,

,
,
則,
,
解得,,
點(diǎn)坐標(biāo)為或;
(3)存在,理由:
由題意得,點(diǎn),
由點(diǎn)、、的坐標(biāo)得,,,
則,則,,,
當(dāng)點(diǎn)在軸時(shí),
以、、為頂點(diǎn)的三角形與相似,
當(dāng)時(shí),
則,
則,
則點(diǎn);
當(dāng)時(shí),
此時(shí),點(diǎn)、重合且符合題意,
故點(diǎn);
當(dāng)點(diǎn)在軸上時(shí),
只有,
則,
則點(diǎn),
綜上,點(diǎn)的坐標(biāo)為或或.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查的是二次函數(shù)綜合運(yùn)用,涉及到解直角三角形、三角形相似、面積的計(jì)算等,分類(lèi)求解是解題的關(guān)鍵.
34.(2024?亳州一模)已知拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn)和.
(1)試確定該拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)如圖,設(shè)該拋物線與軸交于,兩點(diǎn)(點(diǎn)在點(diǎn)左側(cè)),其頂點(diǎn)為,對(duì)稱(chēng)軸為,與軸交于點(diǎn).
①求證:是直角三角形;
②在上是否存在點(diǎn),使得以,,為頂點(diǎn)的三角形與相似?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)由待定系數(shù)法即可求解;
(2)①由點(diǎn)、、的坐標(biāo)得,,,,即可求解;
②,,為頂點(diǎn)的三角形與相似,則或,即或,即可求解.
【解答】(1)解:由題意得:,
解得:,
則拋物線的表達(dá)式為:;
(2)①證明:令,則或5,
即點(diǎn)、的坐標(biāo)分別為:、,
則拋物線的對(duì)稱(chēng)軸為直線,當(dāng)時(shí),,
則點(diǎn),
由點(diǎn)、、的坐標(biāo)得,,,,
即,
則是直角三角形;
②解:存在,理由:
,,為頂點(diǎn)的三角形與相似,
則或,
由點(diǎn)的坐標(biāo)得:,
則或,
設(shè)點(diǎn),
則或,
解得:或,
則點(diǎn)的坐標(biāo)為:或或或.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查的是二次函數(shù)綜合運(yùn)用,涉及到三角形相似、解直角三角形、勾股定理的運(yùn)用等,分類(lèi)求解是解題的關(guān)鍵.
35.(2023?隨州)如圖1,平面直角坐標(biāo)系中,拋物線過(guò)點(diǎn),和,連接,點(diǎn),為拋物線上一動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸交直線于點(diǎn),交軸于點(diǎn).
(1)直接寫(xiě)出拋物線和直線的解析式;
(2)如圖2,連接,當(dāng)為等腰三角形時(shí),求的值;
(3)當(dāng)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,在軸上是否存在點(diǎn),使得以,,為頂點(diǎn)的三角形與以,,為頂點(diǎn)的三角形相似(其中點(diǎn)與點(diǎn)相對(duì)應(yīng)),若存在,直接寫(xiě)出點(diǎn)和點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)由題得拋物線的解析式為,將點(diǎn)坐標(biāo)代入求,進(jìn)而得到拋物線的解析式;設(shè)直線的解析式為,將、兩點(diǎn)坐標(biāo)代入求解即可得到直線的解析式.
(2)由題可得坐標(biāo),分別求出,,,對(duì)等腰三角形中相等的邊界線分類(lèi)討論,進(jìn)而列方程求解.
(3)對(duì)點(diǎn)在點(diǎn)左右兩側(cè)進(jìn)行分類(lèi)討論,設(shè)法表示出各線段的長(zhǎng)度,利用相似三角形的相似比求解,進(jìn)而得到點(diǎn),點(diǎn)的坐標(biāo).
【解答】解:(1)拋物線過(guò)點(diǎn),,
拋物線的表達(dá)式為,
將點(diǎn)代入得,,
,
拋物線的表達(dá)式為,即.
設(shè)直線的表達(dá)式為,
將,代入得,
,
解得,
直線的表達(dá)式為.
(2)點(diǎn)在直線上,且,
點(diǎn)的坐標(biāo)為,
,,
當(dāng)為等腰三角形時(shí),
①若,則,
即,
解得;
②若,則,
即,
解得或(舍去);
③若,則,
即,
解得或(舍去).
綜上,或或.
(3)點(diǎn)與點(diǎn)相對(duì)應(yīng),
或,
①若點(diǎn)在點(diǎn)的左側(cè),
則,
當(dāng),即時(shí),
直線的表達(dá)式為,
,
解得或(舍去),
,即,
,即,
解得,
,
當(dāng),即時(shí),
,
,即,
解得(舍去).
當(dāng),即時(shí),
,,
,即,
解得,(負(fù)值舍去),
,.
②若點(diǎn)在點(diǎn)的右側(cè),
則,,
當(dāng),即時(shí),
直線的表達(dá)式為,

解得或(舍去),
,
,即,
解得,

當(dāng),即時(shí),
,,
,即,
解得或(舍去),

綜上,,或,或,或,.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,解題的關(guān)鍵是熟練掌握待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,等腰三角形的性質(zhì)與判定,相似三角形的性質(zhì)與判定等相關(guān)知識(shí).
36.(2024?青海一模)如圖,二次函數(shù)的對(duì)稱(chēng)軸是直線,圖象與軸相交于點(diǎn)和點(diǎn),交軸于點(diǎn).
(1)求此二次函數(shù)的解析式;
(2)點(diǎn)是對(duì)稱(chēng)軸上一點(diǎn),當(dāng)時(shí),求點(diǎn)的坐標(biāo)(請(qǐng)?jiān)趫D1中探索);
(3)二次函數(shù)圖象上是否存在點(diǎn),使的面積與的面積相等?若存在,請(qǐng)求出所有滿(mǎn)足條件的點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由(請(qǐng)?jiān)趫D2中探索).
【分析】(1)由待定系數(shù)法即可求解;
(2)證明 是等腰直角三角形,,則,即可求解;
(3)點(diǎn)和點(diǎn)關(guān)于對(duì)稱(chēng)軸對(duì)稱(chēng),則點(diǎn)的坐標(biāo)是,點(diǎn)關(guān)于軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),由,得到,即可求解.
【解答】解:(1)由題意得:,
解得:,
二次函數(shù)的解析式是;
(2)設(shè)對(duì)稱(chēng)軸與軸交于點(diǎn),
由(1)及已知得,,
是等腰直角三角形,
又點(diǎn)在對(duì)稱(chēng)軸上,且,
是等腰直角三角形,,
,
當(dāng)點(diǎn)在軸上方時(shí),坐標(biāo)是,
當(dāng)點(diǎn)在軸下方時(shí),坐標(biāo)是,
綜上,點(diǎn)的坐標(biāo)是或;
(3)存在,理由:
點(diǎn)和點(diǎn)關(guān)于對(duì)稱(chēng)軸 對(duì)稱(chēng),
點(diǎn)的坐標(biāo)是,
點(diǎn)關(guān)于軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),
,
,
解得:,,
,,
點(diǎn)的坐標(biāo)是或 或.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了二次函數(shù)綜合運(yùn)用,涉及到三角形相似、等腰直角三角形的性質(zhì)、點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)等,分類(lèi)求解是解題的關(guān)鍵.
37.(2024?虹口區(qū)二模)新定義:已知拋物線(其中,我們把拋物線稱(chēng)為的“輪換拋物線”.例如:拋物線的“輪換拋物線”為.
已知拋物線的“輪換拋物線”為,拋物線、與軸分別交于點(diǎn)、,點(diǎn)在點(diǎn)的上方,拋物線的頂點(diǎn)為.
(1)如果點(diǎn)的坐標(biāo)為,求拋物線的表達(dá)式;
(2)設(shè)拋物線的對(duì)稱(chēng)軸與直線相交于點(diǎn),如果四邊形為平行四邊形,求點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)已知點(diǎn)在拋物線上,點(diǎn)坐標(biāo)為,當(dāng)時(shí),求的值.
【分析】(1)將點(diǎn)的坐標(biāo)代入得:,即可求解;
(2)當(dāng)四邊形為平行四邊形,則,即,即可求解;
(3)由得到,即,即可求解.
【解答】解:(1)將點(diǎn)的坐標(biāo)代入得:,
則,
則拋物線的表達(dá)式為:;
(2)由拋物線的表達(dá)式知,點(diǎn),
則的表達(dá)式為:.
則和軸的交點(diǎn),
則拋物線的對(duì)稱(chēng)軸為直線,
當(dāng)時(shí),,
即的頂點(diǎn)的坐標(biāo)為:,
當(dāng)時(shí),,
故拋物線的對(duì)稱(chēng)軸和的交點(diǎn),
點(diǎn)在點(diǎn)的上方,
故,
解得:,
則,
四邊形為平行四邊形,
則,即,
解得:,
即點(diǎn);
(3)點(diǎn)在拋物線上,
當(dāng)時(shí),,
即點(diǎn),
點(diǎn)、點(diǎn)、、,
則,
同理可得:,
,,

則,即,
解得:或.
【點(diǎn)評(píng)】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(huì)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(lái),利用點(diǎn)的坐標(biāo)的意義表示線段的長(zhǎng)度,從而求出線段之間的關(guān)系,解決相關(guān)問(wèn)題.
38.(2024?安溪縣模擬)已知拋物線與軸只有一個(gè)公共點(diǎn).
(1)求的值;
(2)若將拋物線向右平移1個(gè)單位長(zhǎng)度得到拋物線,拋物線與軸交于點(diǎn),頂點(diǎn)為.
①試問(wèn):拋物線上是否存在這樣的點(diǎn),使得?
②若直線與拋物線交于,,,,點(diǎn)關(guān)于拋物線的對(duì)稱(chēng)軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)記為與不重合),軸交直線于點(diǎn),直線與直線交于點(diǎn),求的值.
【分析】(1)由△,即可求解;
(2)①由點(diǎn)、、的坐標(biāo)知,為等腰直角三角形,當(dāng)時(shí),則也為等腰直角三角形,即可求解;
②設(shè)點(diǎn)、點(diǎn),則點(diǎn),求出點(diǎn)、的坐標(biāo),進(jìn)而求解.
【解答】解:(1)△,
解得:;
(2)①,
則點(diǎn);
,則拋物線與,
則點(diǎn)、,
由點(diǎn)、、的坐標(biāo)知,為等腰直角三角形,
當(dāng)時(shí),則也為等腰直角三角形,
如下圖:
而點(diǎn)、,
根據(jù)拋物線的對(duì)稱(chēng)性,則點(diǎn);
②如下圖:
設(shè)點(diǎn)、點(diǎn),則點(diǎn),
聯(lián)立拋物線和的表達(dá)式得:,
整理得:,
則,,
將點(diǎn)坐標(biāo)代入一次函數(shù)表達(dá)式得:,
即,
由點(diǎn)、的坐標(biāo)得,直線的表達(dá)式為:,
當(dāng)時(shí),,
則點(diǎn),,
同理可得:點(diǎn),,
則,
同理可得:,

則,
則.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查的是二次函數(shù)綜合運(yùn)用,涉及到根和系數(shù)的關(guān)系、三角形相似等,數(shù)據(jù)處理和數(shù)形結(jié)合是解題的關(guān)鍵.
39.(2024?蘇州一模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線與軸的交點(diǎn)分別為,,,,其中,且,與軸的交點(diǎn)為,直線軸,在軸上有一動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作直線軸,與拋物線、直線的交點(diǎn)分別為、.
(1)求拋物線的解析式;
(2)當(dāng)時(shí),求面積的最大值;
(3)當(dāng)時(shí),是否存在點(diǎn),使以、、為頂點(diǎn)的三角形與相似?若存在,求出此時(shí)的值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)由待定系數(shù)法即可求解;
(2)由面積,即可求解;
(3)以、、為頂點(diǎn)的三角形與相似時(shí),或3,即可求解.
【解答】解:(1)由拋物線的表達(dá)式知,其對(duì)稱(chēng)軸為直線,
,
則點(diǎn)、的坐標(biāo)分別為:、;
則拋物線的表達(dá)式為:,
則,
解得:,
則拋物線的表達(dá)式為:;
(2)由拋物線的表達(dá)式知,點(diǎn),
由點(diǎn)、的坐標(biāo)得,直線的表達(dá)式為:,
設(shè)交于點(diǎn),
設(shè)點(diǎn),則點(diǎn),
則面積,
當(dāng)點(diǎn)在軸上方時(shí),則面積,
,故面積有最大值,
當(dāng)時(shí),面積最大值為:;
當(dāng)點(diǎn)在軸上方時(shí),則面積,
,
在時(shí),面積隨的增大而增大,
當(dāng)時(shí),面積最大,最大值為24,
綜上,面最大值24.
(3)存在,理由:
設(shè)點(diǎn),則點(diǎn),
在中,,
則以、、為頂點(diǎn)的三角形與相似時(shí),
或3,
即或,
解得:(舍去)或14或或.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查的是二次函數(shù)綜合運(yùn)用涉及到三角形相似、解直角三角形、面積的計(jì)算等知識(shí),分類(lèi)求解是解題的關(guān)鍵.
40.(2024?雁塔區(qū)校級(jí)四模)已知拋物線與軸交于點(diǎn)、(點(diǎn)在點(diǎn)的左側(cè)),與軸交于點(diǎn),對(duì)稱(chēng)軸為直線.
(1)求此二次函數(shù)表達(dá)式和點(diǎn)、點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)點(diǎn)為第四象限內(nèi)拋物線上一動(dòng)點(diǎn),將拋物線平移得到拋物線拋物線,使得拋物線的頂點(diǎn)為點(diǎn),拋物線與軸交于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸的垂線交軸于點(diǎn).是否存在這樣的點(diǎn),使得以點(diǎn)、、為頂點(diǎn)的三角形與相似,請(qǐng)你寫(xiě)出平移過(guò)程,并說(shuō)明理由.
【分析】(1)由待定系數(shù)法求出函數(shù)表達(dá)式,進(jìn)而求解;
(2)以點(diǎn)、、為頂點(diǎn)的三角形與相似時(shí),或3,即可求解.
【解答】解:(1)由題意得:,
解得:,
則拋物線的表達(dá)式為:,
令,則或3,
即點(diǎn)、的坐標(biāo)分別為:、;
(2)設(shè)點(diǎn),
則平移后的拋物線表達(dá)式為:,
則點(diǎn),
則,,
在中,,
則以點(diǎn)、、為頂點(diǎn)的三角形與相似時(shí),
或3,
即或3,
解得:(舍去)或,
則點(diǎn),,
拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)為:,
平移的過(guò)程為:將向左平移個(gè)單位向上平移即可.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查的是二次函數(shù)綜合運(yùn)用,涉及到圖象的平移、三角形相似、解直角三角形等,綜合性強(qiáng),難度適中.
41.(2023?樂(lè)至縣)如圖,直線與軸、軸分別交于、兩點(diǎn),拋物線經(jīng)過(guò)、兩點(diǎn).
(1)求拋物線的表達(dá)式;
(2)點(diǎn)是拋物線在第二象限內(nèi)的點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸的平行線與直線交于點(diǎn),求的長(zhǎng)的最大值;
(3)點(diǎn)是線段上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)是拋物線在第一象限內(nèi)的動(dòng)點(diǎn),連結(jié)交軸于點(diǎn).是否存在點(diǎn),使與相似,若存在,求出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,說(shuō)明理由.
【分析】(1)首先求得、點(diǎn)的坐標(biāo),然后利用待定系數(shù)法求拋物線的解析式;
(2)設(shè),則,,進(jìn)而表示出的長(zhǎng);接下來(lái)用含的二次函數(shù)表示,根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì),即可解答;
(3)分兩種情況:①當(dāng)時(shí),②當(dāng)時(shí),分別求解即可.
【解答】解:(1)直線與軸、軸分別交于、兩點(diǎn),
,,
拋物線經(jīng)過(guò)、兩點(diǎn).
,
解得,
;
(2)設(shè),
作軸,與直線交于點(diǎn),
,解得,
,,
,
當(dāng)時(shí),的長(zhǎng)的最大值為4;
(3)設(shè),
,,
,
分兩種情況:
①當(dāng)時(shí),

,,
,
,
,
,
,,

,
或3(舍去),
,
,,,
設(shè)直線的解析式為,
,解得,
直線的解析式為,
聯(lián)立解得或(不合題意,舍去)
點(diǎn)的坐標(biāo)為,;
②當(dāng)時(shí),過(guò)點(diǎn)作于,
,
,,
,
,
,

,
設(shè),則,,
,解得,
,,
,,,
,
,
,
,
,

,,,
同理得直線的解析式為,
聯(lián)立解得或(不合題意,舍去)
點(diǎn)的坐標(biāo)為,;
綜上,點(diǎn)的坐標(biāo)為,或,.
【點(diǎn)評(píng)】此題是二次函數(shù)綜合題,主要考查了用待定系數(shù)法求函數(shù)的解析式、二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)、相似三角形的判定與性質(zhì)等知識(shí)與方法,解本題的關(guān)鍵是利用方程的思想和函數(shù)的思想方法解決問(wèn)題.利用相似三角形的判定得出關(guān)于的方程是解題關(guān)鍵,第(3)問(wèn)中,注意要分類(lèi)討論,以防遺漏.
42.(2024?恩施市校級(jí)一模)如圖,拋物線交軸于,,交軸于點(diǎn),且.
(1)求拋物線的解析式;
(2)在直線上找點(diǎn),使為以為腰的等腰三角形,求點(diǎn)的坐標(biāo).
(3)在拋物線上是否存在異于的點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作于,使與相似?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)先確定,設(shè)交點(diǎn)式,然后把點(diǎn)坐標(biāo)代入求出即可得到拋物線的解析式;
(2)先利用待定系數(shù)法確定直線的解析式為,設(shè),討論:當(dāng)時(shí),利用兩點(diǎn)間的距離公式得到,當(dāng)時(shí),利用兩點(diǎn)的距離公式得到,然后分別解方程求出即可得到滿(mǎn)足條件的點(diǎn)坐標(biāo);
(3)先利用勾股定理的逆定理證明為直角三角形,,由于,與相似,則只有,設(shè)直線交軸于,作于,則,證明,利用相似比得到,在中利用勾股定理可計(jì)算出,則,再利用待定系數(shù)法確定直線的解析式為,然后解方程組可得到點(diǎn)坐標(biāo).過(guò)點(diǎn)與直線垂直的直線交拋物線于,作于,則△,易得直線的解析式為,解方程組點(diǎn)坐標(biāo).
【解答】解:(1),,
,
設(shè)拋物線解析式為,
把代入得,解得,
拋物線的解析式為,即;
(2),
設(shè)直線的解析式為:,
把,代入得,解得,
直線的解析式為,
設(shè),
為以為腰的等腰三角形,
或,
當(dāng)時(shí),即,解得,,此時(shí)點(diǎn)坐標(biāo)為,,,,
當(dāng)時(shí),即,解得(舍去),,此時(shí)點(diǎn)坐標(biāo)為,
綜上所述,滿(mǎn)足條件的點(diǎn)坐標(biāo)為,,,,;
(3),,,

為直角三角形,,
,

與相似,
,
平分,
設(shè)直線交軸于,作于,則,

,
,
在中,,
,解得(舍去)或,

設(shè)直線的解析式為,
把,得,解得,
直線的解析式為,
解方程組,解得或,
,.
過(guò)點(diǎn)與直線垂直的直線交拋物線于,作于,
則,
△,
易得直線的解析式為,
解方程組得或,
,.
綜上所述,點(diǎn)坐標(biāo)為,或,.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了二次函數(shù)的綜合題:熟練掌握二次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征、二次函數(shù)的性質(zhì)和等腰三角形的性質(zhì);會(huì)利用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式;能運(yùn)用兩點(diǎn)間的距離公式和相似比計(jì)算線段的長(zhǎng);會(huì)運(yùn)用分類(lèi)討論的思想解決數(shù)學(xué)問(wèn)題.
43.(2024?陽(yáng)泉模擬)綜合與探究
如圖,二次函數(shù)的圖象與軸交于,兩點(diǎn)(點(diǎn)在點(diǎn)的左側(cè)),與軸交于點(diǎn),對(duì)稱(chēng)軸與軸交于點(diǎn),連接,作直線.
(1)求,,三點(diǎn)的坐標(biāo),并直接寫(xiě)出直線的表達(dá)式.
(2)如圖1,若點(diǎn)是第四象限內(nèi)二次函數(shù)圖象上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),其橫坐標(biāo)為,過(guò)點(diǎn)分別作軸、軸的垂線,交直線于點(diǎn),,試探究線段長(zhǎng)的最大值.
(3)如圖2,若點(diǎn)是二次函數(shù)圖象上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),直線與軸交于點(diǎn),連接,在點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,是否存在點(diǎn),使以,,為頂點(diǎn)的三角形與相似?若存在,請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)對(duì)于,當(dāng)時(shí),,令,即可求解;
(2)證明,而,即可求解;
(3)當(dāng)以,,為頂點(diǎn)的三角形與相似時(shí),存在或,求出點(diǎn)的坐標(biāo)為:或,進(jìn)而求解.
【解答】解:(1)對(duì)于,當(dāng)時(shí),,
令,則或8,
即點(diǎn)、、的坐標(biāo)分別為:、、,
由點(diǎn)、的坐標(biāo)得,直線的表達(dá)式為:;
(2)由的表達(dá)式知,,
則,
則,
設(shè)點(diǎn),則點(diǎn),
則,
,
故有最大值,當(dāng)時(shí),的最大值為4,
則的最大值為:;
(3)存在,理由:
由拋物線的表達(dá)式知,其對(duì)稱(chēng)軸為直線,則點(diǎn),
由點(diǎn)、、、的坐標(biāo)得,,,,,,,
則,
當(dāng)以,,為頂點(diǎn)的三角形與相似時(shí),
存在或,
即或,
即或,
解得:或8,
即點(diǎn)的坐標(biāo)為:或,
由點(diǎn)、的坐標(biāo)得,直線的表達(dá)式為:或,
聯(lián)立和拋物線的表達(dá)式得:或,
解得:(舍去)或或,
即點(diǎn)的坐標(biāo)為:或.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查的是二次函數(shù)綜合運(yùn)用,涉及到解直角三角形、三角形相似等,分類(lèi)求解是解題的關(guān)鍵.
44.(2024?龍江縣一模)綜合與探究:
如圖,拋物線與軸交于點(diǎn),(點(diǎn)在點(diǎn)的右側(cè)),與軸交于點(diǎn),頂點(diǎn)為,直線與軸交于點(diǎn),與拋物線交于點(diǎn),連接,,.
(1)求拋物線的解析式;
(2)①點(diǎn)的坐標(biāo)為 ;
② ;
③點(diǎn)在拋物線上,,則的取值范圍是 ;
(3)若點(diǎn)在直線上,且,求的值;
(4)在第四象限內(nèi)存在點(diǎn),使與相似,且為的直角邊,請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)的坐標(biāo).
【分析】(1)先求出點(diǎn)、的坐標(biāo),再運(yùn)用待定系數(shù)法即可求得答案;
(2)由函數(shù)的圖象和性質(zhì),即可求解;
(3)分兩種情況:①當(dāng)點(diǎn)在線段上時(shí),②當(dāng)點(diǎn)在線段的延長(zhǎng)線上時(shí),分別利用相似三角形性質(zhì)求解即可;
(4)分兩種情況:當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),分別運(yùn)用相似三角形性質(zhì)和三角函數(shù)定義進(jìn)行計(jì)算即可.
【解答】解:(1),令,得,
解得:,
,
,
,
,

在中,,

把,代入拋物線中,得:
,
解得:,
拋物線的解析式為:;
(2)①聯(lián)立拋物線表達(dá)式和得:,
解得:(舍去)或6,
故點(diǎn)的坐標(biāo)為;
②由拋物線的表達(dá)式知,點(diǎn),
由點(diǎn)、、的坐標(biāo)得,,,,
則,
則為直角三角形,
則;
③由拋物線的表達(dá)式知,拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)為,
當(dāng)時(shí),,
則的取值范圍是;
故答案為:;90;;
(3)令,
解得:,,

,

在中,,
①當(dāng)點(diǎn)在線段上時(shí),如圖1,過(guò)點(diǎn)作軸于點(diǎn),

,

,
,
軸,
軸,
,
,即,
,
;
②當(dāng)點(diǎn)在線段的延長(zhǎng)線上時(shí),如圖2,過(guò)點(diǎn)作軸于點(diǎn),
,

,

,
軸,
軸,
,
,即,
,

綜上所述,的值為或;
(4)當(dāng)時(shí),
,,
,

,
,,
,
,
即,
點(diǎn)在直線上,
由點(diǎn)、坐標(biāo)得,直線的解析式為,
設(shè),
如圖3,過(guò)點(diǎn)作軸于點(diǎn),則,,
,

在中,,
或,
或,
或,
或,
或,
或8,
點(diǎn)的坐標(biāo)為或;
當(dāng)時(shí),如圖4,過(guò)點(diǎn)作軸于點(diǎn),
,

,

設(shè),,則,
或,
或,
,
或,
或,
在中,,
或,
或8,
點(diǎn)的坐標(biāo)為或,
綜上所述,點(diǎn)的坐標(biāo)為或或或.
【點(diǎn)評(píng)】本題是二次函數(shù)綜合題,考查了待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,兩點(diǎn)間距離公式,勾股定理,直角三角形性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),三角函數(shù)定義等,涉及知識(shí)點(diǎn)較多,難度較大,解題關(guān)鍵是運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想和分類(lèi)討論思想思考解決問(wèn)題.
45.(2023?武漢)拋物線交軸于,兩點(diǎn)在的左邊),交軸于點(diǎn).
(1)直接寫(xiě)出,,三點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)如圖(1),作直線,分別交軸,線段,拋物線于,,三點(diǎn),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(diǎn)為原點(diǎn).直線與拋物線交于,兩點(diǎn),過(guò)的中點(diǎn)作直線(異于直線交拋物線于,兩點(diǎn),直線與直線交于點(diǎn).問(wèn)點(diǎn)是否在一條定直線上?若是,求該直線的解析式;若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)分別令、為0,解方程即可求得點(diǎn)、、的坐標(biāo);
(2)分兩種情況:①若△△ 時(shí),可得,由平行線的判定可得,即軸,點(diǎn)與的縱坐標(biāo)相同,建立方程求解即可.②若△△ 時(shí),過(guò) 作軸于點(diǎn).可證得△,,即,解方程即可求得答案;
(3)由題意知拋物線,聯(lián)立方程求解即可得.根據(jù)中點(diǎn)坐標(biāo)公式可得.設(shè),,可得直線的解析式為.將點(diǎn)的坐標(biāo)代入可得.同理,直線的解析式為;直線的解析式為.聯(lián)立方程組求解可得,.代入,整理得,比較系數(shù)可得,,故點(diǎn)在定直線上.
【解答】解:(1)當(dāng)時(shí),,
解得:,,
當(dāng)時(shí),,
,,.
(2)是直線與拋物線的交點(diǎn),

①如圖,若△△時(shí).
則,

,

解得:(舍去)或.
②如圖,若△△時(shí).
過(guò) 作軸于點(diǎn).
,
,,

又,
△,
,
,,
,.
,,
,
,
解得:(舍去)或,
綜上,符合題意的的值為2或;
(3)點(diǎn)在一條定直線上.
由題意知拋物線,
直線的解析式為,

是的中點(diǎn),

設(shè),,直線的解析式為.
則,
解得:,
直線的解析式為.
直線經(jīng)過(guò)點(diǎn),

同理,直線的解析式為;直線的解析式為.
聯(lián)立,得,
直線與相交于點(diǎn),

解得:,
,
,.
設(shè)點(diǎn)在直線上,則,
整理得,,
比較系數(shù),得,
,.
當(dāng),時(shí),無(wú)論,為何值時(shí),等式恒成立.
點(diǎn)在定直線上.
【點(diǎn)評(píng)】本題是二次函數(shù)綜合題,主要考查了待定系數(shù)法,拋物線與坐標(biāo)軸的交點(diǎn),相似三角形的判定和性質(zhì),一次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征等.要會(huì)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(lái),運(yùn)用分類(lèi)討論思想思考解決問(wèn)題.
46 .(2023?沈陽(yáng))如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,二次函數(shù)的圖象經(jīng)過(guò)點(diǎn),與軸的交點(diǎn)為點(diǎn),和點(diǎn).
(1)求這個(gè)二次函數(shù)的表達(dá)式;
(2)點(diǎn),在軸正半軸上,,點(diǎn)在線段上,.以線段,為鄰邊作矩形,連接,設(shè).
①連接,當(dāng)與相似時(shí),求的值;
②當(dāng)點(diǎn)與點(diǎn)重合時(shí),將線段繞點(diǎn)按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)后得到線段,連接,,將繞點(diǎn)按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)后得到△,點(diǎn),的對(duì)應(yīng)點(diǎn)分別為、,連接.當(dāng)△的邊與線段垂直時(shí),請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)的橫坐標(biāo).
【分析】(1)利用待定系數(shù)法解答即可;
(2)①利用已知條件用含的代數(shù)式表示出點(diǎn),,,的坐標(biāo),進(jìn)而得到線段的長(zhǎng)度,利用分類(lèi)討論的思想方法和相似三角形的性質(zhì),列出關(guān)于的方程,解方程即可得出結(jié)論;
②利用已知條件,點(diǎn)的坐標(biāo)的特征,平行四邊形的判定與性質(zhì),旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì)求得,和的長(zhǎng),利用分類(lèi)討論的思想方法分三種情形討論解答,利用旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),直角三角形的邊角關(guān)系定理,勾股定理求得相應(yīng)線段的長(zhǎng)度即可得出結(jié)論.
【解答】解:(1)二次函數(shù)的圖象經(jīng)過(guò)點(diǎn),與軸的交點(diǎn)為點(diǎn),,

解得:,
此拋物線的解析式為;
(2)①令,則,
解得:或,
,,

,,,
,.
四邊形為矩形,
,,
,,,,,,

Ⅰ.當(dāng)時(shí),
,

;
Ⅱ.當(dāng)時(shí),
,
,

綜上,當(dāng)與相似時(shí),的值為或;
②點(diǎn)與點(diǎn)重合,

,,,,

,
,
四邊形為平行四邊形,
,

,
,
,

在和中,

,
,.

Ⅰ.當(dāng)所在直線與垂直時(shí),如圖,
,,

,,三點(diǎn)在一條直線上,

過(guò)點(diǎn)作軸于點(diǎn),則,
,

此時(shí)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為;
Ⅱ.當(dāng)所在直線與垂直時(shí),如圖,
,
,
設(shè)的延長(zhǎng)線交于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作,交的延長(zhǎng)線于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作,交的延長(zhǎng)線于點(diǎn),則軸,.
,
,

,

,

此時(shí)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為;
Ⅲ.當(dāng)所在直線與垂直時(shí),如圖,
,,
,
,,三點(diǎn)在一條直線上,則,
過(guò)點(diǎn)作,交的延長(zhǎng)線于點(diǎn),
,
此時(shí)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為.
綜上,當(dāng)△的邊與線段垂直時(shí),點(diǎn)的橫坐標(biāo)為或或.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了二次函數(shù)的圖象與性質(zhì),拋物線上點(diǎn)的坐標(biāo)的特征,矩形的性質(zhì),相似三角形的判定與性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì),直角三角形的性質(zhì),勾股定理,直角三角形的邊角關(guān)系定理,利用點(diǎn)的坐標(biāo)表示出相應(yīng)線段的長(zhǎng)度和正確利用分類(lèi)討論的思想方法是解題的關(guān)鍵.
47.(2024?濟(jì)南模擬)拋物線與軸交于點(diǎn),兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn),直線,點(diǎn)在拋物線上,設(shè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為.
(1)求拋物線的表達(dá)式和,的值;
(2)如圖1,過(guò)點(diǎn)作軸的垂線與直線交于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作,垂足為點(diǎn),若,求的值;
(3)如圖2,若點(diǎn)在直線下方的拋物線上,過(guò)點(diǎn)作,垂足為,求的最大值.
【分析】(1)利用待定系數(shù)法求函數(shù)的解析式即可;
(2)根據(jù),可知,再求出,,,,建立方程求出的值即可;
(3)過(guò)點(diǎn)作的平行線,過(guò)點(diǎn)作交于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸交于點(diǎn),則四邊形是矩形,先求出直線的解析式為,得到,再由直角三角形的三角形函數(shù)值分別求出,,,可得,當(dāng)時(shí),有最大值.
【解答】解:(1)將點(diǎn)代入,
得,
解得,
拋物線的解析式為,
將點(diǎn)代入,
得,
解得(舍或,
,
將點(diǎn)代入,
,
解得;
(2)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,
,
由(1)直線的解析式為,
,
,

,,,,
,
,

解得或,
當(dāng)時(shí),此時(shí)不構(gòu)成直角三角形,
綜上所述:的值為;
(3)過(guò)點(diǎn)作的平行線,過(guò)點(diǎn)作交于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸交于點(diǎn),
,
四邊形是矩形,
,,

直線的解析式為,
,
,
,,
,
,,
,
,
,,

當(dāng)時(shí),有最大值.
【點(diǎn)評(píng)】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),三角形相似的性質(zhì),直角三角形的性質(zhì),矩形的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
48.(2024?錫山區(qū)一模)如圖,拋物線交軸交于,兩點(diǎn)(點(diǎn)在點(diǎn)的左邊),交軸于點(diǎn),連接,其中.
(1)求拋物線的解析式;
(2)點(diǎn)為線段上方拋物線上一動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作于點(diǎn),若,求點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)過(guò)線段上的點(diǎn)作軸的垂線交拋物線于點(diǎn),當(dāng)與相似時(shí),點(diǎn)的坐標(biāo)為 ,或, .
【分析】(1)運(yùn)用待定系數(shù)法即可求得答案;
(2)過(guò)點(diǎn)作軸于,過(guò)點(diǎn)作于,可證得,則,即,,運(yùn)用待定系數(shù)法可得直線的解析式為,設(shè),可求得,,代入拋物線解析式即可求得答案;
(3)過(guò)點(diǎn)作軸的垂線交拋物線于,延長(zhǎng)交軸于,連接,設(shè),則,分兩種情況:①當(dāng)時(shí),②當(dāng)時(shí),分別求出點(diǎn)的坐標(biāo)即可.
【解答】解:(1),,
,

把,代入,
得,
解得:,
拋物線的解析式為;
(2)如圖1,過(guò)點(diǎn)作軸于,過(guò)點(diǎn)作于,
則,
,
,
,

,

,
,

,,
設(shè)直線的解析式為,把,代入,
得,
解得:,
直線的解析式為,
設(shè),則,

,
,
,,
點(diǎn)為線段上方拋物線上一動(dòng)點(diǎn),
,,
解得:或(舍去),

(3)如圖2,過(guò)點(diǎn)作軸的垂線交拋物線于,延長(zhǎng)交軸于,連接,
則軸,
在中,令,
得,
解得:,,
,

,
,
在中,,
,
,
設(shè),則,
,,
軸,
,
與相似,
或,
①當(dāng)時(shí),,
即,
解得:或(舍去),
,;
②當(dāng)時(shí),,
即,
解得:或(舍去),
,;
綜上所述,當(dāng)與相似時(shí),點(diǎn)的坐標(biāo)為,或,.
【點(diǎn)評(píng)】本題是二次函數(shù)綜合題,考查了待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式,二次函數(shù)的圖象和性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),運(yùn)用分類(lèi)討論思想是解題關(guān)鍵.
49.(2024?倉(cāng)山區(qū)校級(jí)模擬)如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線與軸交于,兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn),且點(diǎn)坐標(biāo)為,拋物線的對(duì)稱(chēng)軸為直線,連接直線.
(1)求拋物線的解析式;
(2)若點(diǎn)為第一象限內(nèi)拋物線上一動(dòng)點(diǎn),連接,交直線于點(diǎn),連接,如圖2所示,記的面積為,的面積為,求的最大值;
(3)若點(diǎn)為對(duì)稱(chēng)軸上一點(diǎn),是否存在以,,為頂點(diǎn)的直角三角形,若存在,直接寫(xiě)出滿(mǎn)足條件的點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)用待定系數(shù)法即可求解;
(2)證明,則,而,即可求解;
(3)分三種情況:當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),分別進(jìn)行討論即可求解.
【解答】解:(1)由拋物線的表達(dá)式知,點(diǎn),
點(diǎn)坐標(biāo)為,拋物線的對(duì)稱(chēng)軸為直線,則點(diǎn),
設(shè)拋物線的表達(dá)式為:,
即,
即,
解得:,
故拋物線的表達(dá)式為:;
(2)過(guò)點(diǎn)作軸交于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸交于點(diǎn),
由點(diǎn)、的坐標(biāo)得,直線的表達(dá)式為:,
當(dāng)時(shí),,即,
設(shè)點(diǎn),則點(diǎn),
則,
軸,

,
和同高,
,
即的最大值為;
(3)存在以,,為頂點(diǎn)的直角三角形;理由如下:
設(shè)點(diǎn),
由點(diǎn)、的坐標(biāo)得:

,
,
當(dāng)時(shí),,即:,
解得:,,
點(diǎn)的坐標(biāo)為或;
當(dāng) 時(shí),,即:,
解得:,
點(diǎn)的坐標(biāo)為;
當(dāng)時(shí),,即:,
解得:,
點(diǎn)的坐標(biāo)為,;
綜上,點(diǎn)的坐標(biāo)為或或或,.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了用待定系數(shù)法求二次函數(shù)的解析 式、二次函數(shù)與三角形面積的綜合題、二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)、相似三角形的判定及性質(zhì)、直角三角形的存在問(wèn)題,分類(lèi)討論是解決問(wèn)題的關(guān)鍵.
50.(2024?荊州模擬)如圖,直線與軸、軸分別交于點(diǎn)、點(diǎn),經(jīng)過(guò),兩點(diǎn)的拋物線與軸的另一個(gè)交點(diǎn)為,頂點(diǎn)為.
(1)求拋物線的解析式;
(2)在該拋物線的對(duì)稱(chēng)軸上是否存在點(diǎn),使以,,為頂點(diǎn)的三角形為直角三角形?若存在,求出所有符合條件的點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
(3)將該拋物線在軸上方的部分沿軸向下翻折,圖象的其余部分保持不變,翻折后的圖象與原圖象軸下方的部分組成一個(gè)“”形狀的圖象,若直線與該“”形狀的圖象部分恰好有三個(gè)公共點(diǎn),求的值.
【分析】(1)求出、的坐標(biāo),將點(diǎn)、的坐標(biāo)分別代入拋物線表達(dá)式,即可求解;
(2)求出拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)及對(duì)稱(chēng)軸,設(shè),分,, 三種情況討論求解即可;
(3)依據(jù)題意,分兩種情況,分別求解即可.
【解答】(1)直線,令,則,令,則,
故點(diǎn)、的坐標(biāo)分別為、,
將點(diǎn)、的坐標(biāo)分別代入拋物線表達(dá)式得:

解得:,
則拋物線的表達(dá)式為:;
(2)在該拋物線的對(duì)稱(chēng)軸上存在點(diǎn),使以,,為頂點(diǎn)的三角形為直角三角形;理由如下:
,拋物線頂點(diǎn)的坐標(biāo)為,對(duì)稱(chēng)軸為直線,
設(shè),
又,
,,,
當(dāng)時(shí),,
,
解得,
點(diǎn)坐標(biāo)為;
當(dāng)時(shí),則,
點(diǎn)坐標(biāo)為;
當(dāng)時(shí),此時(shí)直角三角形不存在,
綜上,點(diǎn)坐標(biāo)為或;
(3)圖象翻折后點(diǎn)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)為,
①當(dāng)直線經(jīng)過(guò)點(diǎn)時(shí),與該“”形狀的圖象部分恰好有三個(gè)公共點(diǎn),
此時(shí),,三點(diǎn)共線,;
②當(dāng)直線 與該“”形狀的圖象在,兩點(diǎn)之間(不包含點(diǎn)的部分只有一個(gè)交點(diǎn)時(shí),直線 與該“”形狀的圖象部分恰好有三個(gè)公共點(diǎn),由題意得,向下翻折的那部分拋物線在翻折后的解析式為:
,令,△ ,
解得:,
綜上所述,的值為或.
【點(diǎn)評(píng)】本題屬于二次函數(shù)綜合題,主要考查了二次函數(shù)圖象與性質(zhì),解答本題的關(guān)鍵是通過(guò)數(shù)形變換,確定變換后圖形與直線的位置關(guān)系,難度不大.
51.(2024?平?jīng)鲆荒#┤鐖D,拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn),點(diǎn),交軸于點(diǎn).連接,.為上的動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸,交拋物線于點(diǎn),交于點(diǎn).
(1)求這條拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)過(guò)點(diǎn)作,垂足為,設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,請(qǐng)用含的代數(shù)式表示線段的長(zhǎng),并求出當(dāng)為何值時(shí)有最大值,最大值是多少?
(3)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,是否存在一點(diǎn),使得以,,為頂點(diǎn)的三角形與相似.若存在,請(qǐng)求出此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)把,,代入得可解得;
(2)求出直線解析式為,由點(diǎn)的坐標(biāo)為,軸,交拋物線于點(diǎn),交于點(diǎn),知,;故,根據(jù)二次函數(shù)性質(zhì)可得答案;
(3)由,,,知以,,為頂點(diǎn)的三角形與相似,只需或;設(shè),則或,解方程并檢驗(yàn)可得答案.
【解答】解:(1)把,,代入得:
,
解得,
;
(2)由,得直線解析式為,
點(diǎn)的坐標(biāo)為,軸,交拋物線于點(diǎn),交于點(diǎn),
,;
,
,
當(dāng)時(shí),取最大值2;
答:,當(dāng)時(shí),的最大值為2;
(3)存在一點(diǎn),使得以,,為頂點(diǎn)的三角形與相似,理由如下:
,,,
以,,為頂點(diǎn)的三角形與相似,只需或;
設(shè),則,,
或,
解得或;
經(jīng)檢驗(yàn),,均為方程的解,
,或,.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查二次函數(shù)的綜合應(yīng)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)鍵是用含字母的式子表示相關(guān)點(diǎn)坐標(biāo)合相關(guān)線段的長(zhǎng)度.
52.(2023?朝陽(yáng))如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線與軸分別交于點(diǎn),,與軸交于點(diǎn),連接.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖1,點(diǎn)是第一象限內(nèi)拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作直線軸于點(diǎn),交于點(diǎn),連接,,.的面積記為,的面積記為,當(dāng)時(shí),求的值;
(3)在(2)的條件下,點(diǎn)在拋物線上,直線與直線交于點(diǎn),當(dāng)與相似時(shí),請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)的坐標(biāo).
【分析】(1)把,代入可解得拋物線的解析式為;
(2)求出,直線解析式為,由直線軸,,得,,,故,而,根據(jù),有,即可解得的值;
(3)由,,得是等腰直角三角形,是等腰直角三角形,故,而與相似,且,可知在的右側(cè),且或,設(shè),當(dāng)時(shí),,可解得,直線解析式為,聯(lián)立解析式可解得的坐標(biāo)為,或,;當(dāng)時(shí),同理得的坐標(biāo)為,或,.
【解答】解:(1)把,代入得:
,
解得,
拋物線的解析式為;
(2)在中,令得,

由,可得直線解析式為,
直線軸,,
,,
,
,
,,,
,

,
解得或與重合,舍去),
的值為2;
(3),,

是等腰直角三角形,

是等腰直角三角形,
,
與相似,且,
在的右側(cè),且或,
設(shè),
由(2)知,,,,
,,,,
當(dāng)時(shí),如圖:

解得或(此時(shí)在左側(cè),舍去),
,
由,得直線解析式為,
解得或,
的坐標(biāo)為,或,;
當(dāng)時(shí),如圖:

解得(舍去)或,
,,
由,,得直線解析式為,
解得或,
的坐標(biāo)為,或,;
綜上所述,的坐標(biāo)為,或,或,或,.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查二次函數(shù)的應(yīng)用,涉及待定系數(shù)法,三角形面積,三角形相似的判定與性質(zhì)等知識(shí),解題的關(guān)鍵是分類(lèi)討論思想的應(yīng)用.
53.(2024?茌平區(qū)一模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線與軸分別相交于,兩點(diǎn).
(1)求該拋物線的解析式;
(2)點(diǎn)是第一象限內(nèi)該拋物線上的動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸的垂線交于點(diǎn),交軸于點(diǎn).
①求的最大值;
②若是的中點(diǎn),以點(diǎn),,為頂點(diǎn)的三角形與相似,求點(diǎn)的坐標(biāo).
【分析】(1)運(yùn)用待定系數(shù)法求出函數(shù)解析式;
(2)①設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,則求出直線的解析式,得到,求出,并根據(jù)二次函數(shù)的最大值得到答案;
②根據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo)得到,根據(jù)勾股定理求出長(zhǎng),由①知,,分兩種情況:和,建立方程求出,得到點(diǎn)的坐標(biāo).
【解答】解:(1)將,代入拋物線,得:
,
解得,
該拋物線的解析式為.
(2)①由拋物線的解析式為,得.
設(shè)直線的解析式為,將,代入,得:
,
解得,
直線的解析式為.
設(shè)第一象限內(nèi)的點(diǎn)的坐標(biāo)為,則,
,,

,
當(dāng)時(shí),有最大值,為9.
②,,,
,,,,
,,,
,
,

軸于點(diǎn),
,

以點(diǎn),,為頂點(diǎn)的三角形與相似,只需或.
是的中點(diǎn),,,
,,.
由①知,,

當(dāng)時(shí),,
解得或(舍去),

當(dāng)時(shí),,
解得或(舍去),

綜上所述,以點(diǎn),,為頂點(diǎn)的三角形與相似,點(diǎn)的坐標(biāo)為或.
【點(diǎn)評(píng)】此題考查了利用待定系數(shù)法求拋物線的解析式,二次函數(shù)的最值問(wèn)題,勾股定理,相似三角形的性質(zhì),等腰三角形的性質(zhì),熟練掌握各知識(shí)點(diǎn)是解題的關(guān)鍵.
54.(2024?海勃灣區(qū)校級(jí)模擬)如圖(1),在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線與軸交于,兩點(diǎn)(點(diǎn)在點(diǎn)的左側(cè)),與軸交于點(diǎn),點(diǎn)的坐標(biāo)為,且,點(diǎn)和點(diǎn)關(guān)于拋物線的對(duì)稱(chēng)軸對(duì)稱(chēng).
(1)分別求出,的值和直線的解析式;
(2)直線下方的拋物線上有一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作于點(diǎn),作平行于軸交直線于點(diǎn),交軸于點(diǎn),求的周長(zhǎng)的最大值;
(3)在(2)的條件下,如圖2,在直線的右側(cè)、軸下方的拋物線上是否存在點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸交軸于點(diǎn),使得以點(diǎn)、、為頂點(diǎn)的三角形與相似?如果存在,請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)的坐標(biāo);如果不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)先求得的坐標(biāo),從而得到點(diǎn)的坐標(biāo),設(shè)拋物線的解析式為,將點(diǎn)的坐標(biāo)代入求解即可;先求得拋物線的對(duì)稱(chēng)軸,從而得到點(diǎn),然后可求得直線的解析式;
(2)求得,接下來(lái)證明為等腰直角三角形,所當(dāng)有最大值時(shí)三角形的周長(zhǎng)最大,設(shè),,則,然后利用配方可求得的最大值,最后根據(jù)的周長(zhǎng)求解即可;
(3)當(dāng)時(shí),如果或時(shí),則,設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,則,則,,然后根據(jù)題意列方程求解即可.
【解答】解:(1)點(diǎn)的坐標(biāo)為,

令,則,
,,

,

設(shè)拋物線的解析式為,
將,代入得:,
解得,
拋物線的解析式為;
,;
拋物線的對(duì)稱(chēng)軸為,,
點(diǎn)和點(diǎn)關(guān)于拋物線的對(duì)稱(chēng)軸對(duì)稱(chēng),
;
設(shè)直線的解析式為.
將、代入得:
,
解得,,
直線的解析式;
(2)直線的解析式,
直線的一次項(xiàng)系數(shù),

平行于軸,


的周長(zhǎng).
設(shè),則,
則.
當(dāng)時(shí),有最大值,最大值為4.
的周長(zhǎng)的最大值;
(3)在直線的右側(cè)、軸下方的拋物線上存在點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸交軸于點(diǎn),使得以點(diǎn)、、為頂點(diǎn)的三角形與相似;理由如下:
設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,則
①如圖2.1,
若時(shí),.
則,整理得:.
得:(負(fù)值舍去),
點(diǎn)為,;
②如圖2.2,
若時(shí),,
則,整理得:,
得:(負(fù)值舍去),
點(diǎn)為,,
綜上所述,點(diǎn)的坐標(biāo)為,或,.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查的是二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,掌握二次函數(shù)的交點(diǎn)式、配方法求二次函數(shù)的最值、相似三角形的判定、等腰直角三角形的判定、一元二次方程的求根公式,列出的長(zhǎng)與的函數(shù)關(guān)系式是解題的關(guān)鍵.
55.(2024?涼州區(qū)一模)在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線與軸分別交于,兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn).
(1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)如圖1,點(diǎn)為第四象限拋物線上一點(diǎn),連接,交于點(diǎn),求的最大值;
(3)如圖2,連接,,過(guò)點(diǎn)作直線,點(diǎn),分別為直線和拋物線上的點(diǎn),試探究:在第一象限是否存在這樣的點(diǎn),,使.若存在,請(qǐng)求出所有符合條件的點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1),代入,解方程即可得到拋物線的解析式;
(2)過(guò)點(diǎn)作軸于點(diǎn),交于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸交的延長(zhǎng)線于點(diǎn),證明,得出,求出直線的解析式為,設(shè),則,可得出的關(guān)系式,由二次函數(shù)的性質(zhì)可得出結(jié)論;
(3)①設(shè),,當(dāng)點(diǎn)在直線右側(cè)時(shí),如圖2,過(guò)點(diǎn)作軸于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作直線于點(diǎn),得出,,將點(diǎn)的坐標(biāo)代入拋物線的解析式求得的值即可,②當(dāng)點(diǎn)在直線左側(cè)時(shí),由①的方法同理可得點(diǎn)的坐標(biāo)為,,代入拋物線的解析可得出答案.
【解答】解:(1)把,代入得:
,
解得:,
拋物線的解析式為;
(2)過(guò)點(diǎn)作軸于點(diǎn),交于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸交的延長(zhǎng)線于點(diǎn),
,


在中,令,則,
解得:,,
;
設(shè)直線的解析式為,代入得:

解得,
直線的解析式為,
,
,
,
設(shè),則,


當(dāng)時(shí),有最大值,最大值是;
(3)在第一象限存在這樣的點(diǎn),,使;符合條件的點(diǎn)的坐標(biāo)為,或,.理由如下:
,
直線的解析式為,
①當(dāng)點(diǎn)在直線右側(cè)時(shí),如圖2.1,過(guò)點(diǎn)作軸于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作直線于點(diǎn),
設(shè),,
,,,
,,,

,

,

,,
,
,
,
,,
,,
,,
將點(diǎn)的坐標(biāo)代入拋物線的解析式得,
解得(舍去)或.
,.
②當(dāng)點(diǎn)在直線左側(cè)時(shí),如圖2,
作軸于點(diǎn),交的延長(zhǎng)線于點(diǎn),,
,
,,
,
,
,

,
,,
,,
,,
把,代入得:
,
整理得:,
解得,(不合題意,舍去),
此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo)為,.
綜上所述,符合條件的點(diǎn)的坐標(biāo)是,或,.
【點(diǎn)評(píng)】本題是二次函數(shù)綜合題,考查了待定系數(shù)法求一次函數(shù)和二次函數(shù)的解析式,相似三角形的性質(zhì)和判定,勾股定理的應(yīng)用,二次函數(shù)的性質(zhì),三角形的面積等知識(shí),熟練掌握相似三角形的判定與性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
56.(2024?香洲區(qū)校級(jí)一模)已知拋物線與軸交于點(diǎn)和,與軸交于點(diǎn).
(1)求拋物線的表達(dá)式;
(2)如圖1,點(diǎn)是線段上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(不與點(diǎn),重合),過(guò)點(diǎn)作軸的垂線交拋物線于點(diǎn),聯(lián)結(jié),當(dāng)四邊形恰好是平行四邊形時(shí),求點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)如圖2,在(2)的條件下,是的中點(diǎn),過(guò)點(diǎn)的直線與拋物線交于點(diǎn),且,在直線上是否存在點(diǎn),使得與相似?若存在,求點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)用待定系數(shù)法可得;
(2)由,可得直線解析式為,設(shè),由,有,即可解得;
(3)可得直線的表達(dá)式為,知在直線上,,,過(guò)點(diǎn)作軸于點(diǎn),過(guò)作軸于,根據(jù),可得直線和直線關(guān)于直線對(duì)稱(chēng),有,,,從而可得直線的表達(dá)式為,點(diǎn)的坐標(biāo)為,即得,,故,與相似,點(diǎn)與點(diǎn)是對(duì)應(yīng)點(diǎn),設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,當(dāng)時(shí),有,解得;當(dāng)時(shí),,解得.
【解答】解:(1)把,代入得:

解得:,

(2)由,可得直線解析式為,
設(shè),則,
,
,要使四邊形恰好是平行四邊形,只需,

解得,
;
(3)在直線上存在點(diǎn),使得與相似,理由如下:
是的中點(diǎn),點(diǎn),
點(diǎn),
由(2)知,
直線的表達(dá)式為,
,
在直線上,,,
過(guò)點(diǎn)作軸于點(diǎn),過(guò)作軸于,如圖:
,故,
,
,
直線和直線關(guān)于直線對(duì)稱(chēng),
,,
,
由點(diǎn),可得直線的表達(dá)式為,
聯(lián)立,
解得或,
點(diǎn)的坐標(biāo)為,
,
,,,
,

,

,即,
與相似,點(diǎn)與點(diǎn)是對(duì)應(yīng)點(diǎn),
設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,則,
當(dāng)時(shí),有,

解得或(在右側(cè),舍去),
;
當(dāng)時(shí),,

解得(舍去)或,
,
綜上所述,的坐標(biāo)為或.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,涉及待定系數(shù)法,平行四邊形,相似三角形等知識(shí),解題的關(guān)鍵是證明,從而得到與相似,點(diǎn)與點(diǎn)是對(duì)應(yīng)點(diǎn).
題型五:銳角三角形的存在性
57.(2024?南關(guān)區(qū)校級(jí)一模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線,是常數(shù))經(jīng)過(guò)、兩點(diǎn).點(diǎn)為拋物線上一點(diǎn),且點(diǎn)的橫坐標(biāo)為.(1)求該拋物線對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式;
(2)點(diǎn)為拋物線對(duì)稱(chēng)軸上一點(diǎn),連結(jié),,求周長(zhǎng)的最小值;
(3)已知點(diǎn),連結(jié),以為對(duì)角線作矩形,且矩形各邊垂直于坐標(biāo)軸.
①拋物線在矩形內(nèi)的部分圖象隨增大而減小,且最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的縱坐標(biāo)之差為2時(shí),求的值;
②連結(jié),設(shè)的中點(diǎn)為,當(dāng)以、、為頂點(diǎn)的三角形為銳角三角形時(shí),直接寫(xiě)出的取值范圍.
【分析】(1)用待定系數(shù)法求函數(shù)的解析式即可;
(2)點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),連接與對(duì)稱(chēng)軸交于點(diǎn),此時(shí)的周長(zhǎng)最?。?br>(3)①先確定當(dāng)或時(shí),拋物線在矩形內(nèi)的部分圖象隨增大而減小,再分兩種情況討論:當(dāng)時(shí),,解得或(舍,當(dāng)時(shí),,解得或(舍;,解得;
②求出直線的解析式為,可知、、三點(diǎn)共線,過(guò)點(diǎn)與垂直的直線解析式,當(dāng)點(diǎn)在直線上時(shí),,解得,當(dāng)點(diǎn)在直線上時(shí),,解得,即可得時(shí)或時(shí),以、、為頂點(diǎn)的三角形為銳角三角形.
【解答】解:(1)將點(diǎn)、代入,
,
解得,
拋物線的解析式為;
(2),
拋物線的對(duì)稱(chēng)軸為直線,
點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),
連接與對(duì)稱(chēng)軸交于點(diǎn),此時(shí),
,,
周長(zhǎng)的最小值為;
(3)①點(diǎn)橫坐標(biāo)為,
,
當(dāng)時(shí),解得,此時(shí)、點(diǎn)重合,
當(dāng)時(shí),解得,此時(shí)、點(diǎn)重合,
當(dāng)時(shí),解得,此時(shí)點(diǎn)與點(diǎn)重合,
當(dāng)或時(shí),拋物線在矩形內(nèi)的部分圖象隨增大而減小,
當(dāng)時(shí),,解得或(舍,
當(dāng)時(shí),,解得或(舍,
,解得;
綜上所述:的值為3或或;
②,,的中點(diǎn)為,
,,
設(shè)直線的解析式為,
,
解得,
直線的解析式為,
、、三點(diǎn)共線,
,
,
過(guò)點(diǎn)與垂直的直線解析式,
當(dāng)點(diǎn)在直線上時(shí),,
解得;
當(dāng)點(diǎn)在直線上時(shí),,
解得,
時(shí)或時(shí),以、、為頂點(diǎn)的三角形為銳角三角形.
【點(diǎn)評(píng)】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),直角三角形的性質(zhì),利用軸對(duì)稱(chēng)求最短距離是解題的關(guān)鍵.
題型六:鈍角三角形的存在性
58.(2024?綠園區(qū)一模)在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),拋物線是常數(shù))經(jīng)過(guò)點(diǎn).點(diǎn)在拋物線上,其橫坐標(biāo)為.點(diǎn)是平面直角坐標(biāo)系中的一點(diǎn),其坐標(biāo)為.點(diǎn)是拋物線的頂點(diǎn).
(1)求該拋物線對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式;
(2)當(dāng)點(diǎn)恰好落在拋物線上,且點(diǎn)不與點(diǎn)重合時(shí),求線段的長(zhǎng);
(3)連結(jié)、、,當(dāng)是鈍角三角形時(shí),求的取值范圍;
(4)當(dāng)時(shí),連結(jié)并延長(zhǎng)交拋物線的對(duì)稱(chēng)軸于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作直線的垂線,垂足為點(diǎn),連結(jié)、、.當(dāng)折線與拋物線有兩個(gè)交點(diǎn)(不包括點(diǎn)時(shí),設(shè)這兩個(gè)交點(diǎn)分別為點(diǎn)、點(diǎn),當(dāng)四邊形(或四邊形的面積是四邊形的面積的一半時(shí),直接寫(xiě)出所有滿(mǎn)足條件的的值.
【分析】(1)運(yùn)用待定系數(shù)法把點(diǎn)代入拋物線解析式中,求得的值,即可求出拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)由點(diǎn)恰好落在拋物線上,把點(diǎn)坐標(biāo)代入拋物線解析式中可求得的值,從而求得點(diǎn)、的坐標(biāo),由勾股定理即可求得的長(zhǎng);
(3)當(dāng),且時(shí),求得或,結(jié)合圖象可得:當(dāng)時(shí),,即是鈍角三角形;當(dāng)時(shí),可求得,得出當(dāng)時(shí),,即是鈍角三角形;當(dāng)時(shí),時(shí),即是鈍角三角形;當(dāng)時(shí),,即是鈍角三角形;
(4)分兩種情況:①四邊形的面積是四邊形的面積的一半時(shí),則,再根據(jù)點(diǎn)是的中點(diǎn),可求得,,再代入拋物線解析式求得的值;②當(dāng)四邊形的面積是四邊形的面積的一半時(shí),則得,再根據(jù)點(diǎn)是的中點(diǎn),可求得的坐標(biāo),代入拋物線解析式求得的值.
【解答】解:(1)拋物線是常數(shù))經(jīng)過(guò)點(diǎn),
,
解得:,
該拋物線對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式為;
(2)點(diǎn)恰好落在拋物線上,
,
解得:或0,
點(diǎn)不與點(diǎn)重合,
,
,
,,
;
(3),
,又,
當(dāng),且時(shí),如圖,過(guò)點(diǎn)作軸于,設(shè)拋物線對(duì)稱(chēng)軸交軸于,
則,,,,
是等腰直角三角形,
,
,
是等腰直角三角形,
,即,
解得:(舍去)或或(舍去),
當(dāng)時(shí),,即是鈍角三角形;
當(dāng)時(shí),如圖,
,,

即和均為等腰直角三角形,

,

當(dāng)時(shí),,即是鈍角三角形;
當(dāng)時(shí),時(shí),即是鈍角三角形;
當(dāng)時(shí),,即是鈍角三角形;
綜上所述,當(dāng)是鈍角三角形時(shí),的取值范圍為或或或;
(4),
點(diǎn)在平行于軸的直線上,且距軸3個(gè)單位長(zhǎng)度;
如圖,設(shè)交拋物線對(duì)稱(chēng)軸于點(diǎn),交拋物線對(duì)稱(chēng)軸于點(diǎn),直線記為,
,,,
,,,

;
,,
,即點(diǎn)是的中點(diǎn),
由中點(diǎn)坐標(biāo)得:,
;
①當(dāng)四邊形的面積是四邊形的面積的一半時(shí),
,
,即點(diǎn)是的中點(diǎn),

由中點(diǎn)公式得,;
點(diǎn)在拋物線的圖象上,
,
解得:,,
由于,則;
②當(dāng)四邊形的面積是四邊形的面積的一半時(shí),
,
,
,即點(diǎn)是的中點(diǎn),
由中點(diǎn)公式得,,
點(diǎn)在拋物線的圖象上,

解得:,,
由于,則;
綜上所述,當(dāng)四邊形(或四邊形的面積是四邊形的面積的一半時(shí),的值為或.
【點(diǎn)評(píng)】本題是二次函數(shù)綜合題,考查了待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式,二次函數(shù)的圖象和性質(zhì),勾股定理,圖形面積,相似三角形的判定與性質(zhì),二次函數(shù)與不等式等知識(shí),綜合性強(qiáng),運(yùn)算量較大,根據(jù)題意畫(huà)出圖形,分類(lèi)討論,熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
題型七:全等三角形的存在性
59.(2024?南丹縣一模)如圖,拋物線與軸交于點(diǎn),點(diǎn),點(diǎn)是拋物線的頂點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸的垂線,垂足為點(diǎn).
(1)求拋物線所對(duì)應(yīng)的函數(shù)解析式;
(2)如圖1,點(diǎn)是拋物線上一點(diǎn),且位于軸上方,橫坐標(biāo)為,連接,
若,求的值;
(3)如圖2,將拋物線平移后得到頂點(diǎn)為的拋物線.點(diǎn)為拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸的平行線,交拋物線于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸的平行線,交拋物線于點(diǎn).當(dāng)以點(diǎn),,為頂點(diǎn)的三角形與全等時(shí),請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)的坐標(biāo).
【分析】(1)根據(jù)、兩點(diǎn)的坐標(biāo)用待定系數(shù)法求出解析式;
(2)如圖,當(dāng)點(diǎn)在軸上方時(shí),若,則,先求直線的解析式,由點(diǎn)的坐標(biāo)可求出直線的解析式,聯(lián)立直線和拋物線方程可求出點(diǎn)的坐標(biāo),當(dāng)點(diǎn)在軸下方時(shí),由軸對(duì)稱(chēng)的性質(zhì)可求出直線的解析式,同理聯(lián)立直線和拋物線方程則求出點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)先求出的解析式,可設(shè)出點(diǎn)坐標(biāo),表示、坐標(biāo)及、,根據(jù)以,,為頂點(diǎn)的三角形與全等,分類(lèi)討論對(duì)應(yīng)邊相等的可能性即可求點(diǎn)坐標(biāo).
【解答】解:(1)由題意得:,
解得.
拋物線所對(duì)應(yīng)的函數(shù)解析式為;
(2)當(dāng)時(shí),,

設(shè)直線的解析式為,
,
解得,
直線的解析式為,
如答圖1,當(dāng)點(diǎn)在軸上方時(shí),
,
,
設(shè)直線的解析式為,
直線經(jīng)過(guò)點(diǎn),

解得:,
直線的解析式為,

解得:,(舍去),

綜合以上可得的值為;
(3)拋物線平移后得到,且頂點(diǎn)為,

即.
設(shè),則,

①如答圖2,當(dāng)在點(diǎn)上方時(shí),
,,
與全等,
當(dāng)且時(shí),,
,,
當(dāng)且時(shí),無(wú)解;
②如答圖3,當(dāng)點(diǎn)在點(diǎn)下方時(shí),
同理:,,,
,
則,.
綜合可得點(diǎn)坐標(biāo)為或.
【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)法求函數(shù)的解析式,三角形全等的判定,應(yīng)用了數(shù)形結(jié)合和分類(lèi)討論的數(shù)學(xué)思想.
題型八:等邊三角形的存在性
60.(2024?南康區(qū)模擬)如圖,已知拋物線與直線相交于,.
(1) ;
(2)拋物線隨其頂點(diǎn)沿直線向上平移,得到拋物線,拋物線與直線相交于,(點(diǎn)在點(diǎn)左邊),已知拋物線頂點(diǎn)的橫坐標(biāo)為.
①當(dāng)時(shí),拋物線的解析式是 , ;
②連接,,當(dāng)為等邊三角形時(shí),求點(diǎn)的坐標(biāo).
【分析】(1)在中,令得,解得或,即可求解;
(2)①由平移的性質(zhì)得到函數(shù)表達(dá)式,即可求解;
②求出,,,,由,得到,即可求解.
【解答】解:(1)在中,令得,
解得或,
,,
,
故答案為:2;
(2)①時(shí),,
拋物線的頂點(diǎn)平移到點(diǎn),
拋物線的解析式是,
在中,令得,
解得或,
拋物線與直線的交點(diǎn)為和,
;
故答案為:,4;
②過(guò)點(diǎn)作于,如圖:
設(shè),則拋物線的解析式為,
在中,令得,
解得或,
,,,,
是等邊三角形,
,

,
解得或,重合,舍去),

【點(diǎn)評(píng)】本題考查二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,涉及平移變換,等邊三角形等知識(shí),解題的關(guān)鍵是讀懂題意,用含字母的代數(shù)式表示相關(guān)點(diǎn)坐標(biāo)和相關(guān)線段的長(zhǎng)度.
61.(2023?恩施州)在平面直角坐標(biāo)系中,為坐標(biāo)原點(diǎn),已知拋物線與軸交于點(diǎn),拋物線的對(duì)稱(chēng)軸與軸交于點(diǎn).
(1)如圖,若,拋物線的對(duì)稱(chēng)軸為.求拋物線的解析式,并直接寫(xiě)出時(shí)的取值范圍;
(2)在(1)的條件下,若為軸上的點(diǎn),為軸上方拋物線上的點(diǎn),當(dāng)為等邊三角形時(shí),求點(diǎn),的坐標(biāo);
(3)若拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn),,,且,求正整數(shù),的值.
【分析】(1)把點(diǎn)的坐標(biāo)代入拋物線的解析式,可得,由對(duì)稱(chēng)軸是,可求得;當(dāng)時(shí),結(jié)合圖象求得的范圍;
(2)連接,在對(duì)稱(chēng)軸上截取,分兩種情況進(jìn)行討論,根據(jù)題意可得、、、四點(diǎn)共圓,先證、、在同一直線上,根據(jù)等邊三角形的性質(zhì),兩點(diǎn)之間的距離公式,坐標(biāo)系中的交點(diǎn)坐標(biāo)特征等即可求解.
(3)由拋物線過(guò)點(diǎn),可設(shè)設(shè)拋物線解析式為,于是再將點(diǎn)的坐標(biāo)代入解析式中可得,再利用,,為正整數(shù)求解即可.
【解答】解:(1) ,拋物線的對(duì)稱(chēng)軸為.
,,
解得:,
拋物線解析式為,
當(dāng)時(shí),,
解得:,,
的取值范圍是:;
(2)連接,在對(duì)稱(chēng)軸上截取,
由已知可得:,,
在中,
,
,

是等邊三角形,
,

、、、四點(diǎn)共圓,
,

是等邊三角形,

點(diǎn)在上,

,
設(shè)的解析式為,則有:

解得:,
的解析式為:,
由,得:
,,
當(dāng)時(shí),,
,,
設(shè),則有:
,
解得:,

當(dāng)與重合時(shí),

點(diǎn)與點(diǎn)關(guān)于軸對(duì)稱(chēng),符合題意,
此時(shí),,;
,,或,;
(3)拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn),,
設(shè)拋物線解析式為,
將點(diǎn)代入中,得,
整理得:,
,且,為正整數(shù),
,
,為正整數(shù),且,
當(dāng),時(shí),
解得:,;
當(dāng),時(shí),
解得:,.
,或,.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了二次函數(shù)的性質(zhì),根據(jù)特三角函數(shù)求角度,圓內(nèi)接四邊形對(duì)角互補(bǔ),二次函數(shù)的性質(zhì),熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
62.(2023?雅安)在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線過(guò)點(diǎn),對(duì)稱(chēng)軸是直線.
(1)求此拋物線的函數(shù)表達(dá)式及頂點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)若點(diǎn)在拋物線上,過(guò)點(diǎn)作軸的平行線交拋物線于點(diǎn),當(dāng)是等邊三角形時(shí),求出此三角形的邊長(zhǎng);
(3)已知點(diǎn)在拋物線的對(duì)稱(chēng)軸上,點(diǎn)的坐標(biāo)為,是否存在點(diǎn),使以點(diǎn),,,為頂點(diǎn)的四邊形為菱形?若存在,請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【分析】(1)根據(jù)對(duì)稱(chēng)軸公式求出,再將點(diǎn)代入函數(shù)解析式即可求的值,從而確定函數(shù)解析式;
(2)設(shè)直線所在的直線為,當(dāng)時(shí),,,可得,點(diǎn)到直線的距離為,根據(jù)等邊三角形的性質(zhì)可得,求出的值即可求三角形的邊長(zhǎng);
(3)設(shè),,根據(jù)菱形的對(duì)角線分三種情況討論,利用中點(diǎn)坐標(biāo)公式和兩點(diǎn)間距離公式建立方程,求出點(diǎn)坐標(biāo)即可.
【解答】解:(1)對(duì)稱(chēng)軸是直線,
,
解得,
,
將點(diǎn)代入,可得,
函數(shù)的解析式為,
當(dāng)時(shí),,
頂點(diǎn);
(2)設(shè)直線所在的直線為,
當(dāng)時(shí),,,

,
點(diǎn)到直線的距離為,
是等邊三角形,
,即,
解得或(舍,
三角形的邊長(zhǎng)為;
(3)在點(diǎn),使以點(diǎn),,,為頂點(diǎn)的四邊形為菱形,理由如下:
設(shè),,
①當(dāng)為菱形對(duì)角線時(shí),,
,
解得,
;
②當(dāng)為菱形對(duì)角線時(shí),,
,
解得或(舍,

③當(dāng)為菱形對(duì)角線時(shí),,
,
解得或,
或;
綜上所述:點(diǎn)坐標(biāo)為或或或.
【點(diǎn)評(píng)】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),等邊三角形的性質(zhì),菱形的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
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15
20
28
76

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