
通用的解題思路:
題型一:平行四邊形的存在性
解題策略:
1.直接計(jì)算法根據(jù)平行四邊形對(duì)邊平行且相等,按這條線段為邊或?yàn)閷?duì)角線兩大類,分別計(jì)算
(適用于:已知兩點(diǎn)的連線就在坐標(biāo)軸上或平行于坐標(biāo)軸)
2.構(gòu)造全等法過頂點(diǎn)作坐標(biāo)軸的垂線,利用對(duì)邊所在的兩個(gè)三角形全等,把平行且相等的對(duì)邊轉(zhuǎn)化為水平或者垂直方向的兩條對(duì)應(yīng)邊相等
(適用于:已知兩點(diǎn)的連線,不與坐標(biāo)軸平行,容易畫出草圖)
3.平移坐標(biāo)法
利用平移的意義,根據(jù)已知兩點(diǎn)間橫、縱坐標(biāo)的距離關(guān)系,得待定兩點(diǎn)也有同樣的數(shù)量關(guān)系。
(適用于:直接寫出答案的題)
題型二:菱形存在性
由于菱形是一組鄰邊相等的平行四邊形,因此解決菱形存在性問題需要綜合運(yùn)用平行四邊形和等腰三角形存在性問題的方法。
題型三:矩形存在性
由于矩形是含90度角的平行四邊形,因此解決矩形存在性問題需要綜合運(yùn)用平行四邊形和直角三角形存在性問題的方法。
題型四:正方形存在性
由于正方形即是矩形又是菱形,因此解決正方形存在性問題需要靈活選用所有存在性問題的方法。
題型五:梯形存在性
解梯形的存在性問題一般分三步:
第一步分類,第二步畫圖,第三步計(jì)算.
一般是已知三角形的三個(gè)頂點(diǎn),在某個(gè)圖象上求第四個(gè)點(diǎn),使得四個(gè)點(diǎn)圍成梯形.過三角形的每個(gè)頂點(diǎn)畫對(duì)邊的平行線,這條直線與圖象的交點(diǎn)就是要探尋的梯形的頂點(diǎn).
因?yàn)樘菪斡幸唤M對(duì)邊平行,因此根據(jù)同位角或內(nèi)錯(cuò)角,一定可以構(gòu)造一組相等的角,然后根據(jù)相似比列方程,可以使得解題簡便.
題型一:平行四邊形的存在性
1.(2024·甘肅武威·一模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線交軸于兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn),且.
(1)求此拋物線的表達(dá)式;
(2)已知拋物線的對(duì)稱軸上存在一點(diǎn),使得的周長最小,請(qǐng)求出點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)連接,點(diǎn)是線段上一點(diǎn),過點(diǎn)作軸的平行線交拋物線于點(diǎn),求當(dāng)四邊形為平行四邊形時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo).
【答案】(1)
(2)
(3)則點(diǎn)P的坐標(biāo)為:)或
【分析】本題主要考查待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式,軸對(duì)稱最短路徑的計(jì)算方法,平行四邊形的判定和性質(zhì)的綜合,掌握二次函數(shù)圖象的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
(1)根據(jù)二次函數(shù)解析式可求出,可得點(diǎn)的坐標(biāo),運(yùn)用交點(diǎn)式即可求解二次函數(shù)解析式;
(2)根據(jù)拋物線的解析式可得點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)為點(diǎn),結(jié)合軸對(duì)稱最短路徑可得的周長為最小,根據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo)可求出直線的解析式是,由拋物線的對(duì)稱軸為,代入直線的解析式即可求解;
(3)根據(jù)平行四邊形的判定和性質(zhì)可得,設(shè)點(diǎn),則,由此列式求解即可.
【詳解】(1)解:由拋物線的表達(dá)式可知,,
∴,
∴,
∴,,,
設(shè)拋物線的表達(dá)式為:,
∴,
∴,
故拋物線的表達(dá)式為:;
(2)解:由(1)可知,拋物線的表達(dá)式為:,
∴對(duì)稱軸為,
∴點(diǎn)關(guān)于拋物線對(duì)稱軸得對(duì)稱點(diǎn)為點(diǎn),
∴交拋物線的對(duì)稱軸于點(diǎn)即為所求點(diǎn)的位置,即的周長為最小,
已知,,
設(shè)直線的解析式為:,
∴,
解得,,
∴直線的解析式為:,
∵拋物線的對(duì)稱軸為直線,
∴當(dāng)時(shí),,
則點(diǎn);
(3)解:由(1)和(2)可知,拋物線的解析式為,直線的解析式為,
∴如圖所示,設(shè)點(diǎn),根據(jù)過點(diǎn)作軸的平行線交拋物線于點(diǎn),四邊形為平行四邊形,則,
∴,
∴,
∴
解得:,,
∴當(dāng)時(shí),,即;
當(dāng)時(shí),,即
∴點(diǎn)的坐標(biāo)為:)或.
2.(2024·江蘇宿遷·一模)材料一;《見微知著》談到:從一個(gè)簡單的經(jīng)典問題出發(fā),從特殊到 一般,由簡單到復(fù)雜,從部分到整體,由低維到高維,知識(shí)與方法上的類比是探索題 發(fā)展的重要途徑,是思想閥門發(fā)現(xiàn)新問題、新結(jié)論的重要方法,在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)和研究中,我們經(jīng)常會(huì)用到類比、轉(zhuǎn)化、從特殊到一般等思想方法,請(qǐng)利用上述有關(guān)思想,解答下列問題.
材料二:分類討論是一種重要的數(shù)學(xué)思想,也是一種解題策略,在數(shù)學(xué)中的應(yīng)用相當(dāng)多,它能使許多看似非常復(fù)雜的問題簡單化.因此在用分類討論解決數(shù)學(xué)問題時(shí)要遵循一定的規(guī)則,注意合理的分類,對(duì)全體對(duì)象的分類必須做到不重復(fù)、不遺漏,每次分類必須保持在同一標(biāo)準(zhǔn).
請(qǐng)閱讀上述材料,完成題目:
如圖,拋物線與軸交于、兩點(diǎn)(點(diǎn)在點(diǎn)的左側(cè)),點(diǎn)的坐標(biāo)為,與軸交于點(diǎn),直線與軸交于點(diǎn).動(dòng)點(diǎn)在拋物線上運(yùn)動(dòng),過點(diǎn)作軸,垂足為,交直線于點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式;
(2)當(dāng)點(diǎn)在線段上時(shí),的面積是否存在最大值,若存在,請(qǐng)求出最大值;若不存在,請(qǐng)說明理由;
(3)點(diǎn)是拋物線對(duì)稱軸與軸的交點(diǎn),點(diǎn)是軸上一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)過程中,若以為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形時(shí),請(qǐng)直接寫出點(diǎn)的坐標(biāo).
【答案】(1);
(2)存在.的最大值為;
(3)點(diǎn)坐標(biāo)為或或,.
【分析】(1)利用待定系數(shù)法求拋物線的解析式;
(2)設(shè),則,則,根據(jù)三角形面積公式得到,然后根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)解決問題;
(3)先求出拋物線的對(duì)稱軸為直線得到,討論:當(dāng)時(shí),則,利用平行四邊形的性質(zhì)得,從而得到此時(shí)點(diǎn)坐標(biāo);當(dāng)時(shí),由于點(diǎn)向右平移1個(gè)單位,向下平移2個(gè)單位得到點(diǎn),所以點(diǎn)向右平移1個(gè)單位,向下平移2個(gè)單位得到點(diǎn),設(shè),則,然后把代入得,則解方程求出得到此時(shí)點(diǎn)坐標(biāo).
【詳解】(1)解:拋物線經(jīng)過點(diǎn),點(diǎn),
,解得,
拋物線的解析式為;
(2)解:存在.
當(dāng),,解得,則,
設(shè),則,
,
,
,
當(dāng)時(shí),有最大值為;
(3)解:拋物線的對(duì)稱軸為直線,
,
當(dāng)時(shí),則,
以、、、為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,
,
點(diǎn)坐標(biāo)為或;
當(dāng)時(shí),
以、、、為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,
,
點(diǎn)向右平移1個(gè)單位,向下平移2個(gè)單位得到點(diǎn),
點(diǎn)向右平移1個(gè)單位,向下平移2個(gè)單位得到點(diǎn),
設(shè),則,
把代入得,解得,,
此時(shí)點(diǎn)坐標(biāo)為,,
綜上所述,點(diǎn)坐標(biāo)為或或,.
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)的綜合題,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)和平行四邊形的性質(zhì);待定系數(shù)法求函數(shù)解析式;坐標(biāo)與圖形性質(zhì);運(yùn)用分類討論的思想解決數(shù)學(xué)問題是解題的關(guān)鍵.
3.(2024·廣東珠?!ひ荒#┮阎獟佄锞€與軸交于點(diǎn)和,與軸交于點(diǎn)C
(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),過點(diǎn)作軸的垂線交拋物線于點(diǎn),連接,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)說明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,的坐標(biāo)為或.
【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,,,過點(diǎn)作軸于點(diǎn),過作軸于,根據(jù),可得直線和直線關(guān)于直線對(duì)稱,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.
【詳解】(1)解:把,代入得:
,
解得:,
;
(2)解: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)解: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,,,
過點(diǎn)作軸于點(diǎn),過作軸于,如圖:
,故,
,
,
直線和直線關(guān)于直線對(duì)稱,
,,
,
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)睛】本題考查二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,涉及待定系數(shù)法求一次函數(shù)、二次函數(shù)的解析式,平行四邊形,相似三角形等知識(shí),難度較大,綜合性較強(qiáng),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).
4.(2024·貴州·模擬預(yù)測)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,一次函數(shù)的圖象經(jīng)過點(diǎn),且與二次函數(shù)的圖象交于點(diǎn).
(1)求一次函數(shù)與二次函數(shù)的表達(dá)式;
(2)設(shè)是直線上一點(diǎn),過點(diǎn)作軸,交二次函數(shù)的圖象于點(diǎn),若以點(diǎn)、、、為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,求點(diǎn)的坐標(biāo).
【答案】(1),
(2)點(diǎn)坐標(biāo)為,,,
【分析】(1)由待定系數(shù)法確定函數(shù)關(guān)系式即可得到答案;
(2)求出點(diǎn)坐標(biāo),根據(jù)平行四邊形性質(zhì),設(shè),,由列方程求解即可得到答案.
【詳解】(1)解:∵過點(diǎn),
∴,解得,
∴一次函數(shù)表達(dá)式為:;
∵點(diǎn)在上,
∴,即,
∵點(diǎn)在上,
∴,解得,
∴二次函數(shù)表達(dá)式為:;
(2)解:∵點(diǎn)在軸上,且在上,
∴,即,
如圖所示:
∵以點(diǎn)、、、為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,
∴,
設(shè),,則有,
或,解得或,
是直線上的點(diǎn),
∴點(diǎn)坐標(biāo)為,,,.
【點(diǎn)睛】本題考查一次函數(shù)與二次函數(shù)綜合,涉及待定系數(shù)法確定函數(shù)關(guān)系式、直線與坐標(biāo)軸交點(diǎn)坐標(biāo)、拋物線與坐標(biāo)軸交點(diǎn)、平行四邊形性質(zhì)、二次函數(shù)與平行四邊形綜合等知識(shí),熟記二次函數(shù)圖象與性質(zhì),掌握二次函數(shù)綜合題型解法是解決問題的關(guān)鍵.
5.(2024·陜西渭南·二模)如圖,已知拋物線交軸于兩點(diǎn),交軸于點(diǎn),點(diǎn)的坐標(biāo)為,點(diǎn)為拋物線的頂點(diǎn).
(1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)若直線與拋物線的對(duì)稱軸交于點(diǎn),點(diǎn)是拋物線上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)是直線上的動(dòng)點(diǎn),是否存在以為頂點(diǎn)的四邊形是以為邊的平行四邊形,若存在,求出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)
(2)存在;點(diǎn)的坐標(biāo)為:,或,或.
【分析】本題考查了二次函數(shù)綜合運(yùn)用,平行四邊形的性質(zhì)、中點(diǎn)坐標(biāo)公式等;
(1)由待定系數(shù)法即可求解;
(2)當(dāng)為對(duì)角線時(shí),由中點(diǎn)坐標(biāo)公式列出方程組,即可求解;當(dāng)為對(duì)角線時(shí),同理可解.
【詳解】(1)解:(1)的坐標(biāo)為,,則點(diǎn),
,則點(diǎn),
設(shè)拋物線的表達(dá)式為:,
則,
∵,
∴,
∴,
則;
(2)存在,理由:
由拋物線的表達(dá)式知,其對(duì)稱軸為直線,
由點(diǎn)、的坐標(biāo)得,
設(shè)直線的表達(dá)式為,
∴
解得:
∴直線的表達(dá)式為:,
設(shè)點(diǎn),點(diǎn),
當(dāng)為對(duì)角線時(shí),由中點(diǎn)坐標(biāo)公式得:
,解得:,
則點(diǎn),或,;
當(dāng)為對(duì)角線時(shí),同理可得:
,解得:(舍去)或2,
則點(diǎn),
綜上,點(diǎn)的坐標(biāo)為:,或,或.
6.(2024·甘肅武威·一模)如圖.拋物線交軸于點(diǎn)和點(diǎn),交軸于點(diǎn),點(diǎn)在第二象限的拋物線上.
(1)求拋物線的解析式;
(2)當(dāng)點(diǎn)的坐標(biāo)為時(shí),求的面積;
(3)過點(diǎn)作軸,交直線于點(diǎn),是否存在點(diǎn),使得四邊形是平行四邊形?如果存在,求出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)點(diǎn)的坐標(biāo)為
【分析】(1)把和代入拋物線,求出和的值即可解決問題;
(2)連接, 把 代入得到點(diǎn)的坐標(biāo),根據(jù)即可求出結(jié)果;
(3)求出直線的表達(dá)式,作軸, 交于點(diǎn), 設(shè) ,得到的表達(dá)式,根據(jù)平行四邊形的性質(zhì)列出方程即可求出點(diǎn)的坐標(biāo);
【詳解】(1)解:∵拋物線 交軸于點(diǎn)和點(diǎn), 交軸于點(diǎn),
,解得 ,
∴拋物線的函數(shù)解析式為;
(2)連接,
由拋物線的解析式為,
代入,得 ,解得 ,
∴點(diǎn)的坐標(biāo)為,
,
,
,
得,,
得 ;
(3)設(shè)直線的表達(dá)式為,代入,
,解得 ,
,
作軸, 交于點(diǎn),
設(shè)
∴,
∵四邊形是平行四邊形,
,
,
解得 ,
,
∴點(diǎn)的坐標(biāo)為.
【點(diǎn)睛】本題考查待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,割補(bǔ)法求三角形面積,平行四邊形的存在性問題,本題的關(guān)鍵是理解平行四邊形的性質(zhì).
7.(2024·陜西寶雞·二模)如圖,拋物線與軸交于點(diǎn),與軸交于點(diǎn),.
(1)求該拋物線的表達(dá)式;
(2)將拋物線沿軸的正方向平移個(gè)單位長度得到新拋物線,是新拋物線與軸的交點(diǎn)靠近軸,是原拋物線對(duì)稱軸上一動(dòng)點(diǎn),在新拋物線上存在一點(diǎn),使得以為邊,且以、、、為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,請(qǐng)求出所有滿足條件的點(diǎn)的坐標(biāo).
【答案】(1)
(2)滿足條件的點(diǎn)的坐標(biāo)為或
【分析】本題考查了待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式,二次函數(shù)的平移,平行四邊形的性質(zhì);
(1)將點(diǎn),代入拋物線表達(dá)式,待定系數(shù)法求解析式,即可求解;
(2)根據(jù)二次函數(shù)平移的規(guī)律得出,進(jìn)而求得點(diǎn),設(shè),,根據(jù)題意得出,即可求解.
【詳解】(1)解:將點(diǎn),代入拋物線表達(dá)式,
得解得
該拋物線的表達(dá)式為.
(2),
拋物線的對(duì)稱軸為直線,平移后的拋物線表達(dá)式為,
把代入:得,
解得,
.
是原拋物線對(duì)稱軸上一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)在新拋物線上,
設(shè),.
當(dāng)為平行四邊形的一邊時(shí),
且.
由題可知.
.
即,解得或.
點(diǎn)的坐標(biāo)為或.
綜上所述,滿足條件的點(diǎn)的坐標(biāo)為或.
8.(2024·四川南充·模擬預(yù)測)如圖1,拋物線與x軸交于,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C,.
(1)求拋物線的解析式;
(2)若點(diǎn)P在拋物線上,點(diǎn)Q在x軸上,是否存在以A,C,P,Q為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?若存在,求點(diǎn)Q的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說明理由;
(3)如圖2,若點(diǎn)D是第四象限拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),直線與直線交于點(diǎn)E,連接,設(shè)的面積為,的面積為,求的最大值及此時(shí)點(diǎn)D的坐標(biāo).
【答案】(1)
(2)存在以點(diǎn)A,C,P,Q為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,Q的坐標(biāo)為或或或.
(3)最大值,D的坐標(biāo)為
【分析】本題考查了二次函數(shù)綜合運(yùn)用,涉及到三角形相似、平行四邊形的性質(zhì)等知識(shí)點(diǎn);
(1)由待定系數(shù)法即可求解;
(2)當(dāng)為對(duì)角線時(shí),由中點(diǎn)坐標(biāo)公式列出方程組,即可求解;當(dāng)或?yàn)閷?duì)角線時(shí),同理可解;
(3)過點(diǎn)D作軸交于點(diǎn)M,過點(diǎn)A作軸交于點(diǎn)N,證明,得到,即,即可求解.
【詳解】(1)∵
∴
∴
∴
把,代入拋物線解析式得:,
解得:,
∴該拋物線解析式為;
(2)存在以點(diǎn)A,C,P,Q為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,
設(shè),,
分三種情況考慮:
①當(dāng)與為對(duì)角線時(shí),由,,
得:,
解得:(舍去),
∴;
②當(dāng)與為對(duì)角線時(shí),
得:,
解得:(舍去),
∴;
③當(dāng)與為對(duì)角線時(shí),
得:,
解得:,,
∴或;
綜上,存在以點(diǎn)A,C,P,Q為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,Q的坐標(biāo)為或或或.
(3)∵拋物線對(duì)稱軸為直線,
∴,
設(shè)直線的解析式為,
∴,解得,
∴,
過點(diǎn)D作軸交于點(diǎn)M,過點(diǎn)A作軸交于點(diǎn)N,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
設(shè),則,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴當(dāng)時(shí),有最大值,
此時(shí)點(diǎn)D的坐標(biāo)為.
9.(2024·山西大同·二模)綜合與探究
如圖,拋物線與軸交于,,與軸交于點(diǎn).作直線,是拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn).
(1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式并直接寫出直線的函數(shù)表達(dá)式.
(2)當(dāng)點(diǎn)P在直線下方時(shí),連接,,.當(dāng)時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo).
(3)在拋物線的對(duì)稱軸上是否存在點(diǎn),使以,,,為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?若存在,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1);直線的函數(shù)表達(dá)式為,
(2)
(3)存在,點(diǎn)的坐標(biāo)為(),(),
【分析】本題考查了二次函數(shù)綜合運(yùn)用;待定系數(shù)法求解析式,面積問題,平行四邊形問題;
(1)待定系數(shù)法求得拋物線解析式,進(jìn)而得出的坐標(biāo),待定系數(shù)法求直線的解析式,即可求解;
(2)過點(diǎn)作于點(diǎn),則四邊形為矩形,根據(jù)得出,進(jìn)而表示出,解方程,即可求解.
(3)先求得拋物線對(duì)稱軸,設(shè)),當(dāng)為對(duì)角線時(shí),當(dāng)為對(duì)角線時(shí), 當(dāng)為對(duì)角線時(shí),根據(jù)中點(diǎn)坐標(biāo)公式,即可求解.
【詳解】(1)解:把,分別代入得
解得
拋物線的函數(shù)表達(dá)式為
當(dāng)時(shí),,則
設(shè)直線的解析式為,將點(diǎn)代入,得,
解得:,
直線的函數(shù)表達(dá)式為,
(2)如圖過點(diǎn)作軸于點(diǎn),交于,過點(diǎn)作于點(diǎn),則四邊形為矩形
設(shè)則 ,
解得(舍棄),
(3)存在,點(diǎn)的坐標(biāo)為()或()或()
由題知,拋物線拋物線的對(duì)稱軸,
把代入,的
)
設(shè))
分以下三種情況討論:
當(dāng)為對(duì)角線時(shí),, ,解得
)
當(dāng)為對(duì)角線時(shí),,,解得
)
當(dāng)為對(duì)角線時(shí),,,解得
綜上所述,點(diǎn)的坐標(biāo)為(),(),.
10.(2024·陜西寶雞·模擬預(yù)測)如圖,拋物線經(jīng)過兩點(diǎn),并交x軸于另一點(diǎn)B,點(diǎn)M是拋物線的頂點(diǎn),直線與y軸交于點(diǎn)D.
(1)求該拋物線的表達(dá)式;
(2)若點(diǎn)P是拋物線上一動(dòng)點(diǎn),問在對(duì)稱軸上是否存在點(diǎn)Q,使得以D,M,P,Q為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?若存在,請(qǐng)直接寫出所有滿足條件的點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1);
(2)對(duì)稱軸上存在點(diǎn)Q,使得以D,M,P,Q為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,點(diǎn)Q的坐標(biāo)為或或.
【分析】本題屬于二次函數(shù)綜合題,考查了求二次函數(shù)解析式,勾股定理,平行四邊形的判定和性質(zhì),二次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征,運(yùn)用分類討論思想是解題的關(guān)鍵.
(1)運(yùn)用待定系數(shù)法即可求得拋物線的表達(dá)式;
(2)利用待定系數(shù)法可得直線的解析式為,進(jìn)而可得,分三種情況:當(dāng)為對(duì)角線時(shí),當(dāng)為對(duì)角線時(shí),當(dāng)為對(duì)角線時(shí),根據(jù)平行四邊形的對(duì)角線互相平分即對(duì)角線的中點(diǎn)重合,分別列方程組求解即可.
【詳解】(1)解:∵拋物線經(jīng)過兩點(diǎn),
解得:,
∴該拋物線的表達(dá)式為;
(2)對(duì)稱軸上存在點(diǎn),使得以為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形.理由如下:
∴頂點(diǎn),
設(shè)直線的解析式為,
則:
解得:,
∴直線的解析式為,
當(dāng)時(shí),,
∴,
∵點(diǎn)是拋物線上一動(dòng)點(diǎn),
∴設(shè),
∵拋物線的對(duì)稱軸為直線,
∴設(shè),
當(dāng)為對(duì)角線時(shí),的中點(diǎn)重合,
解得:,
當(dāng)為對(duì)角線時(shí),的中點(diǎn)重合,
解得:,
當(dāng)為對(duì)角線時(shí),的中點(diǎn)重合,
解得:,
∴;
綜上所述,對(duì)稱軸上存在點(diǎn),使得以,為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,點(diǎn)的坐標(biāo)為或或.
11.(2024·上海虹口·二模)新定義:已知拋物線(其中),我們把拋物線稱為的“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.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【分析】本題考查的是二次函數(shù)綜合題,重點(diǎn)考查二次函數(shù)的性質(zhì)、平行四邊形性質(zhì)及相似三角形性質(zhì),
(1)將點(diǎn)代入表達(dá)式,求出m的值,根據(jù)“輪換拋物線”定義寫出即可;
(2)根據(jù)輪換拋物線定義得出拋物線表達(dá)式及點(diǎn)E、F坐標(biāo),并求出P、Q坐標(biāo),根據(jù)平行四邊形性質(zhì)得出列方程并解出m值,進(jìn)而解決問題;
(3)先求,結(jié)合求出的點(diǎn)P、E、F坐標(biāo)得出及,根據(jù)相似三角形性質(zhì)得出關(guān)于m的方程,解方程即可解決.
【詳解】(1)解:拋物線:與軸交于點(diǎn)坐標(biāo)為,
當(dāng),代入,得,
,
拋物線表達(dá)式為,
拋物線的“輪換拋物線”為表達(dá)式為;
(2)解:拋物線:,
當(dāng)時(shí),,即與y軸交點(diǎn)為,
拋物線:的“輪換拋物線”為,
拋物線表達(dá)式為,
同理拋物線與y軸交點(diǎn)為,
拋物線對(duì)稱軸為直線,
當(dāng)時(shí),,
拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)為,
當(dāng)時(shí),,
拋物線的對(duì)稱軸與直線交點(diǎn),
點(diǎn)在點(diǎn)的上方,
,
解得:,
,
四邊形為平行四邊形,
,即,
解得:,
;
(3)解:點(diǎn)在拋物線上,
當(dāng)時(shí),,即,
點(diǎn)坐標(biāo)為,,,,
,,
,
,
,
,
解得:.
12.(2023·四川自貢·中考真題)如圖,拋物線與x軸交于,兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn).
(1)求拋物線解析式及,兩點(diǎn)坐標(biāo);
(2)以,,,為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,求點(diǎn)坐標(biāo);
(3)該拋物線對(duì)稱軸上是否存在點(diǎn),使得,若存在,求出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)拋物線解析式為,,
(2)或或
(3)
【分析】(1)將點(diǎn)代入拋物線解析式,待定系數(shù)法求解析式,進(jìn)而分別令,即可求得兩點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)分三種情況討論,當(dāng),為對(duì)角線時(shí),根據(jù)中點(diǎn)坐標(biāo)即可求解;
(3)根據(jù)題意,作出圖形,作交于點(diǎn),為的中點(diǎn),連接,則在上,根據(jù)等弧所對(duì)的圓周角相等,得出在上,進(jìn)而勾股定理,根據(jù)建立方程,求得點(diǎn)的坐標(biāo),進(jìn)而得出的解析式,即可求解.
【詳解】(1)解:∵拋物線與x軸交于,
∴
解得:,
∴拋物線解析式為,
當(dāng)時(shí),,
∴,
當(dāng)時(shí),
解得:,
∴
(2)∵,,,
設(shè),
∵以,,,為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形
當(dāng)為對(duì)角線時(shí),
解得:,
∴;
當(dāng)為對(duì)角線時(shí),
解得:
∴
當(dāng)為對(duì)角線時(shí),
解得:
∴
綜上所述,以,,,為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,或或
(3)解:如圖所示,作交于點(diǎn),為的中點(diǎn),連接,
∵
∴是等腰直角三角形,
∴在上,
∵,,
∴,,
∵,
∴在上,
設(shè),則
解得:(舍去)
∴點(diǎn)
設(shè)直線的解析式為
∴
解得:.
∴直線的解析式
∵,,
∴拋物線對(duì)稱軸為直線,
當(dāng)時(shí),,
∴.
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)的綜合運(yùn)用,待定系數(shù)法求解析式,平行四邊形的性質(zhì),圓周角角定理,勾股定理,求一次函數(shù)解析式,熟練掌握以上知識(shí)是解題的關(guān)鍵.
13.(2023·四川巴中·中考真題)在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線經(jīng)過點(diǎn)和,其頂點(diǎn)的橫坐標(biāo)為.
(1)求拋物線的表達(dá)式.
(2)若直線與軸交于點(diǎn),在第一象限內(nèi)與拋物線交于點(diǎn),當(dāng)取何值時(shí),使得有最大值,并求出最大值.
(3)若點(diǎn)為拋物線的對(duì)稱軸上一動(dòng)點(diǎn),將拋物線向左平移個(gè)單位長度后,為平移后拋物線上一動(dòng)點(diǎn).在()的條件下求得的點(diǎn),是否能與、、構(gòu)成平行四邊形?若能構(gòu)成,求出點(diǎn)坐標(biāo);若不能構(gòu)成,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)
(2)當(dāng)時(shí),有最大值為
(3)能,
【分析】
(1)待定系數(shù)法求解析式即可求解;
(2)設(shè),進(jìn)而分別表示出,得出關(guān)于的二次函數(shù),根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì),,即可求得最大值;
(3)由(1)知,向左平移后的拋物線為,由(2)知,設(shè),假設(shè)存在以、、、為頂點(diǎn)的平行四邊形.根據(jù)中點(diǎn)坐標(biāo)公式,分類討論即可求解,①當(dāng)以為對(duì)角線時(shí),②當(dāng)以為對(duì)角線時(shí),③當(dāng)以為對(duì)角線時(shí).
【詳解】(1)解: 拋物線的頂點(diǎn)橫坐標(biāo)為
對(duì)稱軸為
與x軸另一交點(diǎn)為
∴設(shè)拋物線為
∴拋物線的表達(dá)式為
(2)在拋物線上
∴設(shè)
在第一象限
∴當(dāng)時(shí),有最大值為
(3)由(1)知,向左平移后的拋物線為
由(2)知
設(shè),假設(shè)存在以、、、為頂點(diǎn)的平行四邊形.
①當(dāng)以為對(duì)角線時(shí),
平行四邊形對(duì)角線互相平分
,即
在拋物線上
的坐標(biāo)為
②當(dāng)以為對(duì)角線時(shí)
同理可得,即
則
的坐標(biāo)為
③當(dāng)以為對(duì)角線時(shí)
,即
則
的坐標(biāo)為
綜上所述:存在以、、、為頂點(diǎn)的平行四邊形.
的坐標(biāo)為
【點(diǎn)睛】
本題考查了二次函數(shù)綜合,二次函數(shù)的平移,待定系數(shù)法求解析式,線段最值問題,平行四邊形的性質(zhì),熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
14.(2023·山東棗莊·中考真題)如圖,拋物線經(jīng)過兩點(diǎn),并交x軸于另一點(diǎn)B,點(diǎn)M是拋物線的頂點(diǎn),直線AM與軸交于點(diǎn)D.
(1)求該拋物線的表達(dá)式;
(2)若點(diǎn)H是x軸上一動(dòng)點(diǎn),分別連接MH,DH,求的最小值;
(3)若點(diǎn)P是拋物線上一動(dòng)點(diǎn),問在對(duì)稱軸上是否存在點(diǎn)Q,使得以D,M,P,Q為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?若存在,請(qǐng)直接寫出所有滿足條件的點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,或或
【分析】(1)待定系數(shù)法求出函數(shù)解析式即可;
(2)作點(diǎn)關(guān)于軸的對(duì)稱點(diǎn),連接,與軸的交點(diǎn)即為點(diǎn),進(jìn)而得到的最小值為的長,利用兩點(diǎn)間距離公式進(jìn)行求解即可;
(3)分,,分別為對(duì)角線,三種情況進(jìn)行討論求解即可.
【詳解】(1)解:∵拋物線經(jīng)過兩點(diǎn),
∴,解得:,
∴;
(2)∵,
∴,
設(shè)直線,
則:,解得:,
∴,
當(dāng)時(shí),,
∴;
作點(diǎn)關(guān)于軸的對(duì)稱點(diǎn),連接,
則:,,
∴當(dāng)三點(diǎn)共線時(shí),有最小值為的長,
∵,,
∴,
即:的最小值為:;
(3)解:存在;
∵,
∴對(duì)稱軸為直線,
設(shè),,
當(dāng)以D,M,P,Q為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形時(shí):
①為對(duì)角線時(shí):,
∴,
當(dāng)時(shí),,
∴,
∴;
②當(dāng)為對(duì)角線時(shí):,
∴,
當(dāng)時(shí),,
∴,
∴;
③當(dāng)為對(duì)角線時(shí):,
∴,
當(dāng)時(shí),,
∴,
∴;
綜上:當(dāng)以D,M,P,Q為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形時(shí),或或.
【點(diǎn)睛】本題考查二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,是中考常見的壓軸題.正確的求出函數(shù)解析式,熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì),利用數(shù)形結(jié)合和分類討論的思想進(jìn)行求解,是解題的關(guān)鍵.
15.(2024·山西晉城·一模)綜合與探究
如圖,拋物線與x軸交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)B在點(diǎn)A的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C,P是直線上方拋物線上一動(dòng)點(diǎn).
(1)求A,B,C三點(diǎn)的坐標(biāo),并直接寫出直線的函數(shù)表達(dá)式.
(2)連接,,求面積的最大值及此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo).
(3)在(2)的條件下,若F是拋物線對(duì)稱軸上一點(diǎn),在拋物線上是否存在點(diǎn)Q,使以B,F(xiàn),P,Q為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?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.
【答案】(1),,
(2)的面積最大值為9,此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為
(3)或或
【分析】
(1)根據(jù)二次函數(shù)解析式分別求出自變量和函數(shù)值為0時(shí)自變量或函數(shù)值即可求出A、B、C的坐標(biāo),再利用待定系數(shù)法求出直線的函數(shù)表達(dá)式即可;
(2)過點(diǎn)P作軸交于D,設(shè),則,則,根據(jù),可得,則當(dāng)時(shí),的面積最大,最大值為9,此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為
(3)設(shè),,再分當(dāng)為對(duì)角線時(shí), 當(dāng)為對(duì)角線時(shí), 當(dāng)為對(duì)角線時(shí),由平行四邊形對(duì)角線中點(diǎn)坐標(biāo)相同建立方程求解即可。
【詳解】(1)解:在中,當(dāng)時(shí),,
∴;
在中,當(dāng)時(shí),解得或,
∴;
設(shè)直線的解析式為,
∴,
∴,
∴直線的解析式為;
(2)解:如圖所示,過點(diǎn)P作軸交于D,
設(shè),則,
∴,
∵
∴,
∵,
∴當(dāng)時(shí),的面積最大,最大值為9,此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為
(3)解:∵,
∴拋物線對(duì)稱軸為直線,
設(shè),,
當(dāng)為對(duì)角線時(shí),由平行四邊形對(duì)角線中點(diǎn)坐標(biāo)相同可得: ,
解得,
∴點(diǎn)Q的坐標(biāo)為;
當(dāng)為對(duì)角線時(shí),由平行四邊形對(duì)角線中點(diǎn)坐標(biāo)相同可得: ,
解得,
∴點(diǎn)Q的坐標(biāo)為;
當(dāng)為對(duì)角線時(shí),由平行四邊形對(duì)角線中點(diǎn)坐標(biāo)相同可得: ,
解得,
∴點(diǎn)Q的坐標(biāo)為;
綜上所述,點(diǎn)Q的坐標(biāo)為或或.
16.(2023·山東聊城·中考真題)如圖①,拋物線與x軸交于點(diǎn),,與y軸交于點(diǎn)C,連接AC,BC.點(diǎn)P是x軸上任意一點(diǎn).
(1)求拋物線的表達(dá)式;
(2)點(diǎn)Q在拋物線上,若以點(diǎn)A,C,P,Q為頂點(diǎn),AC為一邊的四邊形為平行四邊形時(shí),求點(diǎn)Q的坐標(biāo);
(3)如圖②,當(dāng)點(diǎn)從點(diǎn)A出發(fā)沿x軸向點(diǎn)B運(yùn)動(dòng)時(shí)(點(diǎn)P與點(diǎn)A,B不重合),自點(diǎn)P分別作,交AC于點(diǎn)E,作,垂足為點(diǎn)D.當(dāng)m為何值時(shí),面積最大,并求出最大值.
【答案】(1)
(2)點(diǎn)Q坐標(biāo),或或;
(3)時(shí),有最大值,最大值為.
【分析】(1)將,代入,待定系數(shù)法確定函數(shù)解析式;
(2)由二次函數(shù),求得點(diǎn),設(shè)點(diǎn),點(diǎn),分類討論:當(dāng)為邊,為對(duì)角線時(shí),當(dāng)為邊,為對(duì)角線時(shí),運(yùn)用平行四邊形對(duì)角線互相平分性質(zhì),構(gòu)建方程求解;
(3)如圖,過點(diǎn)D作,過點(diǎn)E作,垂足為G,F(xiàn),
可證,;運(yùn)用待定系數(shù)法求直線解析式,直線 解析式;設(shè)點(diǎn),,則,,,,運(yùn)用解直角三角形,中,,,中,,可得,,;中,,可得,,,,于是,從而確定時(shí),最大值為.
【詳解】(1)將,代入,得
,解得
∴拋物線解析式為:
(2)二次函數(shù),當(dāng)時(shí),
∴點(diǎn)
設(shè)點(diǎn),點(diǎn),
當(dāng)為邊,為對(duì)角線時(shí),
∵四邊形為平行四邊形,
∴,互相平分
∴解得,(舍去)或
點(diǎn)Q坐標(biāo);
當(dāng)為邊,為對(duì)角線時(shí),
同理得,
解得,或,
∴
∴點(diǎn)Q坐標(biāo)或
綜上,點(diǎn)Q坐標(biāo),或或;
(3)如圖,過點(diǎn)D作,過點(diǎn)E作,垂足為G,F(xiàn),
∵,
∴
∴
∵
∴,同理可得
設(shè)直線的解析式為:
則,解得
∴直線:
同理由點(diǎn),,可求得直線 :
設(shè)點(diǎn),,
則,,,
中,,
∴,
中,
∴,解得,
∴
∵
∴;
中,
∴,解得,
∴
∵
∴
∴,
即.
∵
∴時(shí),,有最大值,最大值為.
【點(diǎn)睛】本題考查待定系數(shù)法確定函數(shù)解析式,平行四邊形的性質(zhì),一元二次方程求解,解直角三角形,結(jié)合動(dòng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況,分類討論是解題的關(guān)鍵.
17.(2024·山西晉城·一模)綜合與探究:如圖1,已知拋物線與軸相交于,兩點(diǎn)(點(diǎn)在點(diǎn)的左側(cè)),與軸相交于點(diǎn),直線與軸相交于點(diǎn),交線段于點(diǎn),且.
(1)求,,三點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)求直線的函數(shù)表達(dá)式;
(3)如圖2,若拋物線的對(duì)稱軸與直線交于點(diǎn),試探究,在平面內(nèi)是否存在一點(diǎn),使以點(diǎn),,,為頂點(diǎn)的四邊形為平行四邊形.若存在,求出點(diǎn)的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1),,
(2)
(3)或或
【分析】(1)由,得,解得,.可得點(diǎn),的坐標(biāo),由,得.可得點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)過點(diǎn)作軸交于,由平行線分線段成比例性質(zhì)得,再求得直線的解析式為,再設(shè)直線的解析式為,用待定系數(shù)法求解即可;
(3)分為為對(duì)角線時(shí);為對(duì)角線時(shí);為對(duì)角線時(shí)三種情況分類討論,利用平行四邊形的性質(zhì)求解即可.
【詳解】(1)由,得,
解得,
點(diǎn),的坐標(biāo)分別為,
由,得
∴點(diǎn)的坐標(biāo)為;
(2)過點(diǎn)作軸交于
,
,
,
,
,
,
,
設(shè)直線的解析式為,
,解得
∴直線的解析式為,
,
設(shè)直線的解析式為,
解,得
∴直線的解析式為;
(3)在平面內(nèi)存在一點(diǎn),使以點(diǎn),,,為頂點(diǎn)的四邊形為平行四邊形
∵拋物線與軸交于點(diǎn),點(diǎn),
∴對(duì)稱軸為直線.
由(2)可得,當(dāng)時(shí),
由(1)可知,,;
①當(dāng)為對(duì)角線時(shí),
將點(diǎn)向下平移1個(gè)單位,再向左平移3個(gè)單位長度,
即可得到點(diǎn),此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo)為
②當(dāng)為對(duì)角線時(shí),
將點(diǎn)向下平移3個(gè)單位,再向右平移1個(gè)單位長度,即可得到點(diǎn),
③當(dāng)是對(duì)角線時(shí),
將點(diǎn)向上平移一個(gè)單位,再向右平移3個(gè)單位長度,
即可得到點(diǎn),點(diǎn)Q為
綜上所述,在平面內(nèi)存在一點(diǎn),使以點(diǎn),,,為頂點(diǎn)的四邊形為平行四邊形,點(diǎn)的坐標(biāo)為或或.
【點(diǎn)睛】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)和平行四邊形的性質(zhì);會(huì)利用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式;理解坐標(biāo)與圖形性質(zhì);會(huì)運(yùn)用分類討論的思想解決數(shù)學(xué)問題.
18.(2024·山西呂梁·一模)綜合與探究
如圖1,已知拋物線與軸交于點(diǎn),,與軸交于點(diǎn),點(diǎn)是拋物線的頂點(diǎn),點(diǎn)是直線上方拋物線上的一動(dòng)點(diǎn).
(1)求拋物線的頂點(diǎn)的坐標(biāo)和直線的解析式;
(2)如圖,連接交于點(diǎn),若,求此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)如圖,直線與拋物線交于,兩點(diǎn),過頂點(diǎn)作軸,交直線于點(diǎn).若點(diǎn)是拋物線上一動(dòng)點(diǎn),試探究在直線上是否存在一點(diǎn),使得以點(diǎn),,,為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,若存在,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1),
(2)點(diǎn)的坐標(biāo)的或
(3)存在,點(diǎn)的坐標(biāo)為或或或
【分析】(1)將拋物線解析式化為頂點(diǎn)式,即可得出頂點(diǎn)的坐標(biāo),然后根據(jù)當(dāng)時(shí),得,解方程求出的值即可;根據(jù),坐標(biāo),用待定系數(shù)法求一次函數(shù)解析式即可;
(2)過點(diǎn)作軸于點(diǎn),交于點(diǎn),過點(diǎn)作軸交于點(diǎn),證明得,設(shè),,得到,求解即可;
(3)確定直線的解析式為,確定,設(shè),,然后分三種情況:①若為平行四邊形的對(duì)角線;②若為平行四邊形的邊;③若為平行四邊形的邊,分別建立一元二次方程求解即可.
【詳解】(1)解:
,
∴,
當(dāng)時(shí),得:,
解得:,,
∴,,
當(dāng)時(shí),得:,
∴,
設(shè)直線的解析式為,過點(diǎn),,
∴,
解得:,
∴直線的解析式為,
∴拋物線的頂點(diǎn)的坐標(biāo)為和直線的解析式為;
(2)過點(diǎn)作軸于點(diǎn),交于點(diǎn),過點(diǎn)作軸交于點(diǎn),
∴,
∴,
∴,
設(shè),
∴,
∴,
把代入,得:,
∴,
∴,
∵,
∴,
解得:,,
∴點(diǎn)的坐標(biāo)的或;
(3)∵點(diǎn)在直線上,
∴,
解得:,
∴直線的解析式為,
∵直線與拋物線交于,兩點(diǎn),
∴,
解得:,,
∴,
設(shè)在直線上存在一點(diǎn),使得以點(diǎn),,,為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,設(shè),,
①若為平行四邊形的對(duì)角線,則:
,得:,
∵點(diǎn)在拋物線上,
∴,
解得:,(舍去),
此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo)為;
②若為平行四邊形的邊,
∴,
∵軸,
∴軸,
則:,得:,
∵點(diǎn)在拋物線上,
∴,
解得:,(舍去),
此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo)為;
③若為平行四邊形的邊,
∴,
∵軸,
∴軸,
則:,得:,
∵點(diǎn)在拋物線上,
∴,
解得:,,
此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo)為或;
綜上所述,點(diǎn)的坐標(biāo)為或或或時(shí),以點(diǎn),,,為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形.
【點(diǎn)睛】本題是二次函數(shù)的綜合題,考查了待定系數(shù)法確定函數(shù)的解析式,二次函數(shù)的性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),二次函數(shù)與一次函數(shù)的交點(diǎn),平行四邊形的判定和性質(zhì),中點(diǎn)坐標(biāo)公式等知識(shí)點(diǎn),本題運(yùn)用了分類討論的思想.掌握函數(shù)的性質(zhì)、相似三角形的判定和性質(zhì)、平行四邊形的判定和性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
19.(2024·山東泰安·一模)綜合與實(shí)踐
如圖,拋物線與x軸交于,兩點(diǎn),且點(diǎn)在點(diǎn)的左側(cè),與軸交于點(diǎn),點(diǎn)是拋物線上的一動(dòng)點(diǎn).
(1)求,,三點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)如圖2,當(dāng)點(diǎn)在第四象限時(shí),連接和,得到,當(dāng)?shù)拿娣e最大時(shí),求點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)點(diǎn)在軸上運(yùn)動(dòng),以點(diǎn),,,為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,請(qǐng)借助圖1探究,直接寫出點(diǎn)的坐標(biāo).
【答案】(1),,
(2)
(3)或或或
【分析】(1)將代入,求出點(diǎn)坐標(biāo),將代入,求出點(diǎn),點(diǎn)坐標(biāo),即可求解,
(2)過點(diǎn)作直線,根據(jù),,得到直線表達(dá)式,設(shè)直線的表達(dá)式為:,與拋物線聯(lián)立,得到,當(dāng)?shù)拿娣e最大時(shí),點(diǎn)與拋物線只有一個(gè)交點(diǎn),
此時(shí),,代入,即可求解,
(3)設(shè),,分、、分別為對(duì)角線三種情況討論,根據(jù)中點(diǎn)坐標(biāo)公式,即可求解,
本題主要考查了二次函數(shù)綜合,求二次函數(shù)與坐標(biāo)軸的交點(diǎn),平行四邊形的性質(zhì)等等,利用分類討論的思想求解是解題的關(guān)鍵.
【詳解】(1)解:∵當(dāng)時(shí),,
∴,
∵當(dāng)時(shí),,解得:,,
∴,,
(2)解:過點(diǎn)作直線,
∵,,
設(shè)直線表達(dá)式為: ,則:,解得:,
∴直線表達(dá)式為:,
∵,
∴設(shè)直線的表達(dá)式為:,
與拋物線聯(lián)立,,得:,整理得:,
當(dāng)?shù)拿娣e最大時(shí),點(diǎn)與拋物線只有一個(gè)交點(diǎn),
此時(shí),,
當(dāng)時(shí),,
∴,
故答案為:,
(3)解:,,
設(shè),,
當(dāng)是對(duì)角線時(shí),,解得:或,
∴或
當(dāng)是對(duì)角線時(shí),,解得: 或(舍),
∴,
當(dāng)是對(duì)角線時(shí),,解得: 或(舍),
∴,
故答案為:或或或.
20.(2024·江蘇宿遷·模擬預(yù)測)若直線與y軸交于點(diǎn)A,與x軸交于點(diǎn)B,二次函數(shù)的圖象經(jīng)過點(diǎn)A,點(diǎn)B,且與x軸交于點(diǎn).
(1)求二次函數(shù)的解析式;
(2)若點(diǎn)P為直線下方拋物線上一點(diǎn),過點(diǎn)P作直線的垂線,垂足為E,作軸交直線于點(diǎn)F,求線段最大值及此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)將拋物線沿x軸的正方向平移2個(gè)單位長度得到新拋物線,Q是新拋物線與x軸的交點(diǎn)(靠近y軸),N是原拋物線對(duì)稱軸上一動(dòng)點(diǎn),在新拋物線上存在一點(diǎn)M,使得以M、N、B、Q為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,請(qǐng)直接寫出符合條件的點(diǎn)M的坐標(biāo).
【答案】(1)
(2)線段最大值為,點(diǎn)P的坐標(biāo)為
(3)滿足條件的點(diǎn)M的坐標(biāo)有或或
【分析】(1)先求出A,B點(diǎn)坐標(biāo),根據(jù)B點(diǎn)和C點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)二次函數(shù)交點(diǎn)式,將A點(diǎn)坐標(biāo)代入即可求解;
(2)延長交于點(diǎn)H,設(shè),則,用含m的式子表示出的長,化為頂點(diǎn)式即可求出最值;
(3)分為邊、為對(duì)角線兩種情況,利用平行四邊形的性質(zhì)求解.
【詳解】(1)解:把代入得:,
∴,
把代入得:,
解得:,
∴,
∴函數(shù)的表達(dá)式為:,
把代入得:,
解得:,
故該拋物線得表達(dá)式為;
(2)解:延長交于點(diǎn)H,如圖,
設(shè),則,
∴,
∵,
∴當(dāng)時(shí),有最大值,
,
∴此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為;
(3)解:∵,
∴拋物線y的對(duì)稱軸為直線,平移后的拋物線表達(dá)式為,
把代入得:,
解得:,,
∴,
∵N是原拋物線對(duì)稱軸上一動(dòng)點(diǎn),
∴設(shè),
∵點(diǎn)M在新拋物線上,
∴設(shè),
①當(dāng)為邊時(shí),
點(diǎn)向右平移4個(gè)單位得到點(diǎn),
∴點(diǎn)向右平移4個(gè)單位得到,或點(diǎn)向右平移4個(gè)單位得到點(diǎn),
∴或,
解得:或6,
當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),,
∴點(diǎn)M的坐標(biāo)為或;
②當(dāng)為對(duì)角線時(shí),
由中點(diǎn)坐標(biāo)公式得:,
解得:,
當(dāng)時(shí),,
∴點(diǎn)M的坐標(biāo)為;
綜上,滿足條件的點(diǎn)M的坐標(biāo)有或或.
【點(diǎn)睛】本題屬于二次函數(shù)綜合題,考查一次函數(shù)的圖象和性質(zhì),二次函數(shù)的圖象和性質(zhì),二次函數(shù)圖象的平移,平行四邊形的存在性問題等,熟練運(yùn)用數(shù)形結(jié)合及分類討論思想是解題的關(guān)鍵.
21.(2024·山東聊城·一模)如圖,二次函數(shù)的圖象與軸交于(為坐標(biāo)原點(diǎn))、兩點(diǎn),且二次函數(shù)的最小值為,點(diǎn)是其對(duì)稱軸上一點(diǎn),點(diǎn)在軸上,.
(1)求二次函數(shù)的解析式;
(2)二次函數(shù)在第四象限的圖象上有一點(diǎn),連接,,求面積的最大值;
(3)在二次函數(shù)圖象上是否存在點(diǎn),使得以,,,為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?若存在,請(qǐng)直接寫出所有符合條件的點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,或或
【分析】(1)先求出頂點(diǎn)坐標(biāo),設(shè)二次函數(shù)解析式為,將點(diǎn)代入即可求函數(shù)的解析式;
(2)設(shè),過點(diǎn)P作x軸的垂線交于點(diǎn)Q,直線的解析式,則點(diǎn)Q的坐標(biāo)為,可得,當(dāng)時(shí),有最大值,即可得的最大值;
(3)設(shè)N點(diǎn)坐標(biāo)為,根據(jù)平行四邊形對(duì)角線的性質(zhì),分三種情況討論,利用中點(diǎn)坐標(biāo)公式建立方程求n的值即可求N點(diǎn)坐標(biāo).
【詳解】(1)∵二次函數(shù)的最小值為,點(diǎn)是其對(duì)稱軸上一點(diǎn),
∴二次函數(shù)頂點(diǎn)為,
設(shè)二次函數(shù)解析式為,
將點(diǎn)代入得,,
∴,
∴;
(2)設(shè),過點(diǎn)P作x軸的垂線交于點(diǎn)Q,則點(diǎn)Q的橫坐標(biāo)為t,
令拋物線解析式的,得到,
解得,,
∴A的坐標(biāo)為,
設(shè)直線AB的解析式為,
將,代入,得
∴,
解得:,
∴直線的解析式為:,
∴點(diǎn)Q的坐標(biāo)為,
∴
,
∴當(dāng)時(shí),有最大值,
∴面積的最大值為;
(3)存在點(diǎn)N,使得以A、B、M、N為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,理由如下:
設(shè)N點(diǎn)坐標(biāo)為,
當(dāng)為對(duì)角線時(shí),由中點(diǎn)坐標(biāo)公式得,,
∴,
∴,
當(dāng)為對(duì)角線時(shí),由中點(diǎn)坐標(biāo)公式得,,
∴,
∴,
當(dāng)為對(duì)角線時(shí),由中點(diǎn)坐標(biāo)公式得,,
∴,
∴,
綜上所述:或或.
【點(diǎn)睛】本題考查待定系數(shù)法,二次函數(shù)的圖象及性質(zhì),二次函數(shù)與幾何綜合,平行四邊形的性質(zhì)等知識(shí),熟練掌握二次函數(shù)的圖象及性質(zhì),平行四邊形的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
22.(2023·山東·中考真題)如圖,直線交軸于點(diǎn),交軸于點(diǎn),對(duì)稱軸為的拋物線經(jīng)過兩點(diǎn),交軸負(fù)半軸于點(diǎn).為拋物線上一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,過點(diǎn)作軸的平行線交拋物線于另一點(diǎn),作軸的垂線,垂足為,直線交軸于點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式;
(2)若,當(dāng)為何值時(shí),四邊形是平行四邊形?
(3)若,設(shè)直線交直線于點(diǎn),是否存在這樣的值,使?若存在,求出此時(shí)的值;若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,或
【分析】(1)利用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式;
(2)結(jié)合平行四邊形的性質(zhì),通過求直線的函數(shù)解析式,列方程求解;
(3)分3種情況求解:當(dāng)時(shí);當(dāng)時(shí);當(dāng)時(shí);根據(jù),確定點(diǎn)坐標(biāo),從而利用一次函數(shù)圖象上點(diǎn)的特征計(jì)算求解.
【詳解】(1)解:在直線中,當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
∴點(diǎn),點(diǎn),
設(shè)拋物線的解析式為,
把點(diǎn),點(diǎn)代入可得,
解得,
∴拋物線的解析式為;
(2)解:由題意,,
∴,
當(dāng)四邊形是平行四邊形時(shí),,
∴,
∴,,
設(shè)直線的解析式為,
把代入可得,
解得,
∴直線的解析式為,
又∵過點(diǎn)作軸的平行線交拋物線于另一點(diǎn),且拋物線對(duì)稱軸為,
∴
∴,
解得(不合題意,舍去),;
(3)解:存在,理由如下.
由題意,,
∴,.
當(dāng)時(shí),點(diǎn)P在x軸的上方,
∵,
∴點(diǎn)E為線段的中點(diǎn),
∴,,
∴,
代入整理得,,
解得(不合題意,舍去),.
當(dāng)時(shí),點(diǎn)P在x軸上,此時(shí)點(diǎn)E與點(diǎn)M重合,所以此種情況不存在;
當(dāng)時(shí),點(diǎn)P在x軸的下方,點(diǎn)E在射線上,
如圖,設(shè)線段的中點(diǎn)為R,
∴,,
∴.
∵,
∴M為的中點(diǎn),
∴,,
∴,
代入整理得,,
解得(不合題意,舍去),.
綜上可知,存在或,使.
【點(diǎn)睛】本題考查一次函數(shù)和二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,掌握待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,利用數(shù)形結(jié)合思想和方程思想解題是關(guān)鍵.
23.(2024·江蘇連云港·一模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,O為坐標(biāo)原點(diǎn),拋物線與x軸交于點(diǎn)A,B兩點(diǎn),它的對(duì)稱軸直線交拋物線于點(diǎn)M,過點(diǎn)M作軸于點(diǎn)C,連接,已知點(diǎn)A的坐標(biāo)為.
(1)求此拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)動(dòng)點(diǎn)P,Q在此拋物線上,其橫坐標(biāo)分別為,其中.
①若,請(qǐng)求此時(shí)點(diǎn)Q的坐標(biāo);
②在線段上是否存在一點(diǎn)D,使得以C,P,D,Q為頂點(diǎn)的四邊形為平行四邊形?若存在,請(qǐng)直接寫出此時(shí)m的值;若不存在,說明理由.
【答案】(1)
(2)①;②
【分析】本題考查的是二次函數(shù)綜合運(yùn)用,涉及到平行四邊形的性質(zhì)、線段長度的表示方法、一次函數(shù)的圖象和性質(zhì),其中(2),確定是本題解題的關(guān)鍵.
(1)由待定系數(shù)法即可求解;
(2)①證明,得到直線的表達(dá)式為:,聯(lián)立上式和拋物線的表達(dá)式得:,解得:,即可求解;
②當(dāng)為對(duì)角線時(shí),由中點(diǎn)坐標(biāo)公式列出方程組,即可求解;當(dāng)或角線時(shí),同理可解.
【詳解】(1)解: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,點(diǎn)、的坐標(biāo)分別為:,則點(diǎn),
設(shè)點(diǎn),
則點(diǎn),
①由點(diǎn)的坐標(biāo)得,直線的表達(dá)式為:,
∵,則,
則直線的表達(dá)式為:,
聯(lián)立上式和拋物線的表達(dá)式得:,
解得:,
解得:,
則點(diǎn)的坐標(biāo)為:;
②存在,理由:
由點(diǎn)、的坐標(biāo)得,直線的表達(dá)式為:,
當(dāng)為對(duì)角線時(shí),
由中點(diǎn)坐標(biāo)公式得:
,
解得:(不合題意的值已舍去);
當(dāng)或角線時(shí),
同理可得:,
或,
解得:(舍去);
綜上,.
24.(2024·海南省直轄縣級(jí)單位·模擬預(yù)測)如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線經(jīng)過點(diǎn)、點(diǎn),M是拋物線上第一象限內(nèi)的點(diǎn),過點(diǎn)M作直線軸于點(diǎn)N.
(1)求拋物線的表達(dá)式;
(2)當(dāng)直線是拋物線的對(duì)稱軸時(shí),求四邊形的面積
(3)求的最大值,并求此時(shí)點(diǎn)M的坐標(biāo);
(4)在(3)的條件下,若P是拋物線的對(duì)稱軸上的一動(dòng)點(diǎn),Q是拋物線上的一動(dòng)點(diǎn),是否存點(diǎn)點(diǎn)P、Q,使以點(diǎn)A、M、P、Q為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,若存在,請(qǐng)求點(diǎn)Q的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)
(2)5
(3)最大值為,.
(4)存在,或或
【分析】本題考查二次函數(shù)與幾何圖形的綜合,掌握待定系數(shù)法和平行四邊形的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
(1)運(yùn)用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式即可;
(2)先求出點(diǎn)M、N的坐標(biāo),然后利用求出面積即可;
(3)設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)是,則點(diǎn),表示,然后利用二次函數(shù)的配方法求最值即可;
(4)分是對(duì)角線、是對(duì)角線和是對(duì)角線三種情況,利用中點(diǎn)坐標(biāo)公式計(jì)算解題.
【詳解】(1)由題意得:.解得:
∴拋物線的函數(shù)解析式是:.
(2)∵.
∴當(dāng)MN是拋物線的對(duì)稱軸時(shí),拋物線的頂點(diǎn)是,點(diǎn).
連接BN.
則;
(3)設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)是,則點(diǎn).
∴,.
∴.
∴當(dāng)時(shí),有最大值,
這時(shí)點(diǎn).
(4)存在,理由如下:
由(1)(3)拋物線的對(duì)稱軸是直線,點(diǎn).
設(shè)點(diǎn),.
分三種情況討論:
①當(dāng)是對(duì)角線時(shí),,解得:,這時(shí)點(diǎn).
②當(dāng)是對(duì)角線時(shí),,解得:,這時(shí)點(diǎn).
③當(dāng)是對(duì)角線時(shí),,解得:,這時(shí)點(diǎn).
綜上所述,存或或,使以點(diǎn)A、M、P、Q為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形.
25.(2024·四川宜賓·一模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線與x軸交于點(diǎn)與y軸交于點(diǎn).
(1)求拋物線的函數(shù)解析式;
(2)點(diǎn)P為直線AB上方拋物線上一動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作PQ⊥x軸于點(diǎn)Q,交AB于點(diǎn)M,求的最大值及此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)在(2)的條件下,點(diǎn)與點(diǎn)P關(guān)于拋物線的對(duì)稱軸l對(duì)稱.點(diǎn)C在拋物線上,點(diǎn)D在對(duì)稱軸l上,直接寫出所有使得以點(diǎn)A、、C、D為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形的點(diǎn)D的坐標(biāo).
【答案】(1)
(2)最大值為,此時(shí),點(diǎn)坐標(biāo)為
(3)點(diǎn)坐標(biāo)為或或
【詳解】(1)解:∵拋物線與x軸交于點(diǎn)與y軸交于點(diǎn),
∴,
解得:,
∴拋物線的函數(shù)解析式為.
(2)∵,,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
設(shè)直線解析式為,
∵,,
∴,
解得:,
∴直線解析式為,
設(shè),則,
∴,,
∴
,
∴當(dāng)時(shí),有最大值,最大值為,
當(dāng)時(shí),,
∴點(diǎn)坐標(biāo)為.
(3)∵,
∴對(duì)稱軸為直線,
∵,點(diǎn)與點(diǎn)P關(guān)于拋物線的對(duì)稱軸l對(duì)稱,
∴,即點(diǎn)與點(diǎn)重合,
設(shè),,
∵以點(diǎn)A、、C、D為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,
∴對(duì)角線的中點(diǎn)的坐標(biāo)相同,
如圖,
①當(dāng)、為對(duì)角線時(shí),,
解得:,
∴.
②當(dāng)、為對(duì)角線時(shí),,
解得:,
∴.
③當(dāng)、為對(duì)角線時(shí),,
解得:,
∴.
綜上所述:點(diǎn)坐標(biāo)為或或.
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)的解析式、一次函數(shù)的解析式、二次函數(shù)的性質(zhì)、平行四邊形的性質(zhì)、三角函數(shù)的定義等知識(shí)點(diǎn),解題的關(guān)鍵是能夠熟練應(yīng)用待定系數(shù)法求得二次函數(shù)和一次函數(shù)解析式.
26.(2024·甘肅天水·一模)拋物線經(jīng)過、兩點(diǎn),與軸交于另一點(diǎn).
(1)求拋物線、直線的函數(shù)解析式;
(2)在直線上方拋物線上是否存在一點(diǎn),使得的面積達(dá)到最大,若存在則求這個(gè)最大值及點(diǎn)坐標(biāo),若不存在則說明理由.
(3)點(diǎn)為拋物線上一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)為軸上一動(dòng)點(diǎn),當(dāng)以,,,為頂點(diǎn)的四邊形為平行四邊形時(shí),直接寫出點(diǎn)的坐標(biāo).
【答案】(1)拋物線的解析式為:,直線的函數(shù)解析式為
(2)存在使得的面積達(dá)到最大,最大值為8
(3)存在這樣的點(diǎn)E,坐標(biāo)為或或
【分析】(1)先將、代入拋物線,即可求出拋物線解析式,求出B點(diǎn)坐標(biāo),設(shè)直線的函數(shù)解析式為,再將點(diǎn)B,點(diǎn)C的坐標(biāo)代入求解即可;
(2)過點(diǎn)作軸的垂線,交于點(diǎn)H,垂足為G,連接,設(shè)點(diǎn),則,根據(jù)的面積為,利用二次函數(shù)的性質(zhì)即可求解;
(3)設(shè),,根據(jù)平行四邊形的定義分為對(duì)角線時(shí),為對(duì)角線時(shí),和為對(duì)角線時(shí),三種情況求解即可.
【詳解】(1)解:將、代入拋物線,得,
解得:,
拋物線的解析式為:;
令,則,
解得:或,
,
,
設(shè)直線的函數(shù)解析式為,
將點(diǎn)B,點(diǎn)C的坐標(biāo)代入得:,
解得:,
直線的函數(shù)解析式為;
(2)解:過點(diǎn)作軸的垂線,交于點(diǎn)H,垂足為G,連接,
設(shè)點(diǎn),則,
,
,
的面積為,則,
,
當(dāng)時(shí),的面積最大,最大值為8,
此時(shí);
(3)解:存在,求解過程如下:
設(shè),,
由平行四邊形的定義分以下2種情況:
①如圖,當(dāng)為對(duì)角線時(shí),
F點(diǎn)在x 軸上,
,,
,
則,
解得或(舍去),
,
②如圖,當(dāng)為對(duì)角線時(shí),
則,即,
解得或,
點(diǎn)的坐標(biāo)為或,
③如圖,當(dāng)為對(duì)角線時(shí),
∵F點(diǎn)在x 軸上,
∴,,
∴,
則,即,
解得或(舍去),
,
綜上,存在這樣的點(diǎn)E,坐標(biāo)為或或.
【點(diǎn)睛】本題考查了利用待定系數(shù)法求二次函數(shù)的解析式,一次函數(shù)解析式、二次函數(shù)的幾何應(yīng)用、平行四邊形的定義等知識(shí)點(diǎn),較難的是題(3),依據(jù)題意,正確分3種情況討論是解題關(guān)鍵,勿出現(xiàn)漏解.
27.(2024·山東濟(jì)南·模擬預(yù)測)已知二次函數(shù)的圖象過原點(diǎn),頂點(diǎn)坐標(biāo)為.
(1)求該二次函數(shù)的解析式;
(2)如圖1,在軸下方作軸的平行線,交二次函數(shù)圖象于兩點(diǎn),過兩點(diǎn)分別作軸的垂線,垂足分別為點(diǎn)、點(diǎn).當(dāng)矩形為正方形時(shí),求點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)如圖2,在(2)的條件下,作直線,動(dòng)點(diǎn)從點(diǎn)出發(fā)沿射線以每秒1個(gè)單位長度勻速運(yùn)動(dòng),同時(shí)動(dòng)點(diǎn)以相同的速度從點(diǎn)出發(fā)沿線段勻速運(yùn)動(dòng),到達(dá)點(diǎn)時(shí)立即原速返回,當(dāng)動(dòng)點(diǎn)返回到點(diǎn)時(shí),兩點(diǎn)同時(shí)停止運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為秒.過點(diǎn)向軸作垂線,交拋物線于點(diǎn),交直線于點(diǎn),當(dāng)以四點(diǎn)為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形時(shí),求的值.
【答案】(1)
(2)
(3)的值為4或6或
【分析】本題考查二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,正確的求出函數(shù)解析式,利用數(shù)形結(jié)合和分類討論的思想,進(jìn)行求解是解題的關(guān)鍵.
(1)設(shè)出頂點(diǎn)式,將原點(diǎn)坐標(biāo)代入求解即可;
(2)設(shè),對(duì)稱性得到,根據(jù)鄰邊相等的矩形是正方形,得到,列出方程求解即可;
(3)分,,三種情況進(jìn)行討論求解即可.
【詳解】(1)解:拋物線的頂點(diǎn)為,
設(shè),
將代入得:,解得:,
,即;
(2)設(shè),則,
對(duì)稱軸為直線
∴,
∴,
由題意,得:四邊形為矩形,
∴當(dāng)時(shí),矩形為正方形,
∴
解得:(舍),
把代入得,
當(dāng)矩形為正方形時(shí),,
(3)由(2)可知:.
設(shè)直線的解析式為,
將代入,得:
解的:,
直線的解析式為.
聯(lián)立,解得,
當(dāng)時(shí),,
點(diǎn)的坐標(biāo)為,點(diǎn)的坐標(biāo)為.
以四點(diǎn)為頂點(diǎn)構(gòu)成的四邊形為平行四邊形,且,
,分三種情況考慮:
①當(dāng)時(shí),如圖所示,,
.
,解得:(舍去),;
②當(dāng)時(shí),,
,解得:(舍去),;
③,
如圖所示,
,
解得(舍去),,
綜上所述,當(dāng)以四點(diǎn)為頂點(diǎn)構(gòu)成的四邊形為平行四邊形時(shí),的值為4或6或.
28.(2023·廣東廣州·中考真題)已知點(diǎn)在函數(shù)的圖象上.
(1)若,求n的值;
(2)拋物線與x軸交于兩點(diǎn)M,N(M在N的左邊),與y軸交于點(diǎn)G,記拋物線的頂點(diǎn)為E.
①m為何值時(shí),點(diǎn)E到達(dá)最高處;
②設(shè)的外接圓圓心為C,與y軸的另一個(gè)交點(diǎn)為F,當(dāng)時(shí),是否存在四邊形為平行四邊形?若存在,求此時(shí)頂點(diǎn)E的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)的值為1;
(2)①;②假設(shè)存在,頂點(diǎn)E的坐標(biāo)為,或.
【分析】
(1)把代入得,即可求解;
(2)①,得,即可求解;
②求出直線的表達(dá)式為:,得到點(diǎn)的坐標(biāo)為;由垂徑定理知,點(diǎn)在的中垂線上,則;由四邊形為平行四邊形,則,求出,進(jìn)而求解.
【詳解】(1)
解:把代入得;
故的值為1;
(2)
解:①在中,令,則,
解得或,
,,
點(diǎn)在函數(shù)的圖象上,
,
令,得,
即當(dāng),且,
則,解得:(正值已舍去),
即時(shí),點(diǎn)到達(dá)最高處;
②假設(shè)存在,理由:
對(duì)于,當(dāng)時(shí),,即點(diǎn),
由①得,,,,對(duì)稱軸為直線,
由點(diǎn)、的坐標(biāo)知,,
作的中垂線交于點(diǎn),交軸于點(diǎn),交軸于點(diǎn),則點(diǎn),
則,
則直線的表達(dá)式為:.
當(dāng)時(shí),,
則點(diǎn)的坐標(biāo)為.
由垂徑定理知,點(diǎn)在的中垂線上,則.
四邊形為平行四邊形,
則,
解得:,
即,且,
則,
∴頂點(diǎn)E的坐標(biāo)為,或.
【點(diǎn)睛】
本題為反比例函數(shù)和二次函數(shù)綜合運(yùn)用題,涉及到一次函數(shù)基本知識(shí)、解直角三角形、平行四邊形的性質(zhì)、圓的基本知識(shí),其中(3),數(shù)據(jù)處理是解題的難點(diǎn).
29.(2024·山西陽泉·二模)綜合與探究
如圖,拋物線與軸交于點(diǎn)和點(diǎn),與軸交于點(diǎn),拋物線的對(duì)稱軸交軸于點(diǎn).過點(diǎn)作直線軸,連接,過點(diǎn)作,交直線于點(diǎn),作直線.
(1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式并直接寫出直線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)如圖,點(diǎn)為拋物線上第二象限內(nèi)的點(diǎn),設(shè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,連接與交于點(diǎn),當(dāng)點(diǎn)為線段的中點(diǎn)時(shí),求;
(3)若點(diǎn)為軸上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)為拋物線上一動(dòng)點(diǎn),試判斷是否存在這樣的點(diǎn),使得以點(diǎn),,,為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,若存在,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)拋物線的函數(shù)表達(dá)式為,直線的函數(shù)表達(dá)式為;
(2);
(3)點(diǎn)的坐標(biāo)為或或或.
【分析】(1)利用待定系數(shù)法即可求得拋物線的函數(shù)表達(dá)式;證明,求得,得到點(diǎn),再利用待定系數(shù)法即可求得直線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)作軸,軸,根據(jù)直角三角形斜邊中線的性質(zhì)求得是的中位線,用分別表示的坐標(biāo),利用,列式計(jì)算即可求解;
(3)由題意得即軸,求得解方程,求得,得到點(diǎn)的坐標(biāo),根據(jù)平行四邊形的性質(zhì)即可求得點(diǎn)的坐標(biāo).
【詳解】(1)解:∵拋物線經(jīng)過點(diǎn)和點(diǎn),
∴,解得,
∴拋物線的函數(shù)表達(dá)式為,
對(duì)稱軸為直線,
∴點(diǎn),
∵點(diǎn),
∴點(diǎn),
∴,,,
由題意得,
∴,
∴,
∴,即,
∴,
∴點(diǎn),
設(shè)直線的函數(shù)表達(dá)式為,
把代入得,解得,
∴直線的函數(shù)表達(dá)式為;
(2)解:作軸,軸,垂足分別為,連接,
∵,點(diǎn)為線段的中點(diǎn),
∴,
∴,
∴是的中位線,
∴,
∵點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,
∴點(diǎn),,
∴,
當(dāng)時(shí),,
∴,
∴,,
∴,
解得(舍去正值),
∴;
(3)解:由題意得即軸,
∵點(diǎn),
∴點(diǎn)縱坐標(biāo)為6,
解方程,得,
∴點(diǎn)或,
當(dāng)點(diǎn)時(shí),,
∴當(dāng)四邊形是平行四邊形時(shí),點(diǎn)的坐標(biāo)為,
當(dāng)四邊形是平行四邊形時(shí),點(diǎn)的坐標(biāo)為;
當(dāng)點(diǎn)時(shí),,
∴當(dāng)四邊形是平行四邊形時(shí),點(diǎn)的坐標(biāo)為;
當(dāng)四邊形是平行四邊形時(shí),點(diǎn)的坐標(biāo)為;
綜上,點(diǎn)的坐標(biāo)為或或或.
【點(diǎn)睛】本題考查的是二次函數(shù)的綜合題,涉及了待定系數(shù)法、解一元二次方程、平行四邊形的性質(zhì)、三角形的判定和性質(zhì)、三角形中位線定理等知識(shí),運(yùn)用了數(shù)形結(jié)合思想、分類討論思想等數(shù)學(xué)思想,熟練掌握和靈活運(yùn)用相關(guān)知識(shí)是解題的關(guān)鍵.
30.(2024·甘肅平?jīng)觥つM預(yù)測)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線與x軸交于A,B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,已知,,連接,點(diǎn)P是拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)N是對(duì)稱軸上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn).
備用圖
(1)求該拋物線的函數(shù)解析式.
(2)在線段的下方是否存在點(diǎn)P,使得的面積最大?若存在,求點(diǎn)P的坐標(biāo)及面積最大值.
(3)在對(duì)稱軸上是否存在點(diǎn)N,使得以點(diǎn)B,C,P,N為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?若存在,求出點(diǎn)N的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1);
(2)存在,點(diǎn)P的坐標(biāo)為,的面積最大值為;
(3)存在,N點(diǎn)坐標(biāo)為或或.
【分析】(1)將點(diǎn),代入拋物線的函數(shù)解析式求解,即可解題;
(2)過點(diǎn)P作軸,交于點(diǎn)Q,設(shè)直線的解析式為,利用待定系數(shù)法求出直線的解析式,設(shè)點(diǎn),則點(diǎn),表示出,利用二次函數(shù)的最值,得到的最大值,推出點(diǎn)P的坐標(biāo),進(jìn)而得到的面積最大值;
(3)根據(jù)以點(diǎn)B,C,P,N為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,分以下三種情況討論,①當(dāng),為對(duì)角線時(shí),②當(dāng),為對(duì)角線時(shí),③以,為對(duì)角線時(shí),利用平行四邊形對(duì)角線互相平分的性質(zhì)求解,即可解題.
【詳解】(1)解:將點(diǎn),代入中,
有,解得,
拋物線的解析式為;
(2)解:存在,理由如下:
如圖,過點(diǎn)P作軸,交于點(diǎn)Q,
設(shè)直線的解析式為,把,代入,
可得,解得,
直線的解析式為,
設(shè)點(diǎn),則點(diǎn),
點(diǎn)P在直線的下方,
,
,
當(dāng)時(shí),有最大值,最大值為4,
此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為,
的面積最大值為;
(3)解:存在,理由如下:
點(diǎn)N是對(duì)稱軸上的一點(diǎn),點(diǎn)P是拋物線上一點(diǎn),
設(shè)N點(diǎn)坐標(biāo)為,P點(diǎn)坐標(biāo)為,
以點(diǎn)B,C,P,N為頂點(diǎn)的平行四邊形:
①當(dāng),為對(duì)角線時(shí),
,且,解得,,
此時(shí)N點(diǎn)坐標(biāo)為;
②當(dāng),為對(duì)角線時(shí),
,且,解得,,
此時(shí)N點(diǎn)坐標(biāo)為;
③以,為對(duì)角線時(shí),
,且,解得,,
此時(shí)N點(diǎn)坐標(biāo)為.
綜上,N點(diǎn)坐標(biāo)為或或.
【點(diǎn)睛】本題考查了待定系數(shù)法求解析式,二次函數(shù)的性質(zhì),平行四邊形的性質(zhì),三角形的面積公式等知識(shí),利用分類討論思想解決問題是本題的關(guān)鍵.
31.(2024·廣東惠州·一模)綜合探究:如圖,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),連接.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖,點(diǎn)在第一象限拋物線上一點(diǎn),連接、,若,求點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)若點(diǎn)為拋物線對(duì)稱軸上一點(diǎn),拋物線上是否存在點(diǎn),使得,,,為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?若存在,請(qǐng)求出所有滿足條件的點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)或或
【分析】(1)根據(jù)拋物線與軸交于、兩點(diǎn),可設(shè)拋物線解析式為,知,代入得到完整解析式即可;
(2)作,交延長線于點(diǎn),交軸于點(diǎn),根據(jù)相似三角形的判定證明,設(shè),得出數(shù)據(jù)代入中求解,得到點(diǎn)的坐標(biāo)即可;
(3)根據(jù)拋物線的解析式為,設(shè),結(jié)合已知,,分“以為對(duì)角線”、“以為對(duì)角線”和“以為對(duì)角線”三種情況討論,根據(jù)坐標(biāo)系中平行四邊形頂點(diǎn)的相對(duì)位置,用含式子表示出點(diǎn)的坐標(biāo),求出完整坐標(biāo)即可.
【詳解】(1)解:∵拋物線與軸交于、兩點(diǎn),
∴設(shè)拋物線解析式為,,
∴拋物線解析式為,即;
(2)解:如圖,作,交延長線于點(diǎn),交軸于點(diǎn),
∵,,拋物線表達(dá)式為,
∴,,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
設(shè),
∴,,
∵,,
∴,,
∴,
∴數(shù)據(jù)代入中,得:,
解得:(舍去),,
∴,
∴點(diǎn)的坐標(biāo)為;
(3)解:存在;
∵拋物線的解析式為,
∴拋物線對(duì)稱軸為直線,
設(shè),
∵拋物線解析式中,
∴,
當(dāng)以,,,為頂點(diǎn)的四邊形是以為對(duì)角線的平行四邊形時(shí),
∵,,,
∴,,則,
把代入,得:,
∴;
當(dāng)以,,,為頂點(diǎn)的四邊形是以為對(duì)角線的平行四邊形時(shí),
∵,,,
∴,,則,
把代入,得:,
∴;
當(dāng)以,,,為頂點(diǎn)的四邊形是以為對(duì)角線的平行四邊形時(shí),
∵,,,
∴,,則,
把代入,得:,
∴.
綜上所述,滿足條件的點(diǎn)坐標(biāo)為或或.
【點(diǎn)睛】本題主要考查了圖形與坐標(biāo)、二次函數(shù)的綜合運(yùn)用、相似三角形的判定與性質(zhì)、平行四邊形的性質(zhì)等知識(shí),熟練掌握二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)、分類討論是解題的關(guān)鍵.
32.(2024·甘肅隴南·一模)如圖,拋物線與x軸交于A,兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn).
(1)求該拋物線的解析式;
(2)若D為拋物線的頂點(diǎn),求的面積;
(3)若P是平面直角坐標(biāo)系內(nèi)一點(diǎn),是否存在以A、B、C、P為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?若存在,請(qǐng)寫出點(diǎn)P的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)拋物線的解析式為;
(2);
(3)點(diǎn)P的坐標(biāo)為或或.
【分析】(1)利用待定系數(shù)法即可求解;
(2)先根據(jù)拋物線的解析式求得頂點(diǎn)坐標(biāo),設(shè)直線的解析式為,待定系數(shù)法求出解析式,得到,根據(jù)的面積為求解即可;
(3)根據(jù)題意分三種情況討論,①當(dāng),時(shí),②當(dāng),時(shí),③當(dāng),時(shí),作于點(diǎn),結(jié)合平行四邊形的性質(zhì)即可求解.
【詳解】(1)解:由題知,拋物線過點(diǎn),,
,解得,
該拋物線的解析式為;
(2)解:,D為拋物線的頂點(diǎn),
,
設(shè)直線的解析式為,
拋物線與x軸交于A,兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),
又拋物線對(duì)稱軸為,
,
將代入中,有,解得,
直線的解析式為,
作軸,交于點(diǎn),連接,,
有,
,
的面積為:;
(3)解:存在,
①當(dāng),時(shí),
,
的坐標(biāo)為;
②當(dāng),時(shí),
,
的坐標(biāo)為;
③當(dāng),時(shí),作于點(diǎn),
有,,
,
,,
,
的坐標(biāo)為;
綜上所述,點(diǎn)P的坐標(biāo)為或或.
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,待定系數(shù)法求一次函數(shù)、二次函數(shù)解析式,平行四邊形的性質(zhì),全等三角形性質(zhì)和判定,解題的關(guān)鍵在于熟練掌握相關(guān)性質(zhì)并靈活運(yùn)用.
33.(2024·山東淄博·一模)已知拋物線與x軸交于點(diǎn),點(diǎn),與y軸交于點(diǎn).
(1)求拋物線的表達(dá)式;
(2)如圖,若直線下方的拋物線上有一動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)作軸平行線交于,過點(diǎn)作的垂線,垂足為,求周長的最大值;
(3)若點(diǎn)在拋物線的對(duì)稱軸上,點(diǎn)在軸上,是否存在以,,,為頂點(diǎn)的四邊形為平行四邊形,若存在,求出點(diǎn)的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說明理由;
(4)將拋物線向左平移個(gè)單位,再向上平移個(gè)單位,得到一個(gè)新的拋物線,問在軸正半軸上是否存在一點(diǎn),使得當(dāng)經(jīng)過點(diǎn)的任意一條直線與新拋物線交于,兩點(diǎn)時(shí),總有為定值?若存在,求出點(diǎn)坐標(biāo)及定值,若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,點(diǎn)的坐標(biāo)為,,
(4)存在,定點(diǎn),的值為
【分析】(1)把,點(diǎn)代入,得出關(guān)于、的二元一次方程組,解方程組求出、的值,即可得答案;
(2)根據(jù)拋物線解析式求出點(diǎn)坐標(biāo),利用待定系數(shù)法求出直線解析式,設(shè),則,根據(jù),及、兩點(diǎn)坐標(biāo)得出是等腰直角三角形,利用表示出的周長,利用二次函數(shù)的性質(zhì)求出最大值即可得答案;
(3)根據(jù)拋物線解析式求出對(duì)稱軸為直線,點(diǎn)坐標(biāo)為,點(diǎn)Q坐標(biāo)為,根據(jù)平行四邊形對(duì)角線中點(diǎn)的坐標(biāo)相同,分、、為對(duì)角線三種情況,列方程組求出、的值即可得答案;
(4)根據(jù)平移規(guī)律得出新的拋物線解析式為,設(shè)的解析式為,,,則,聯(lián)立拋物線與直線的解析式得,利用一元二次方程根與系數(shù)的關(guān)系用、、、分別表示和,代入,根據(jù)為定值得出值及定值即可.
【詳解】(1)解:∵,在拋物線上,
∴,
解得:,
∴拋物線的表達(dá)式為:.
(2)∵拋物線的表達(dá)式為:,
∴當(dāng)時(shí),,
∴,
設(shè)直線的解析式為,
∵,,
∴,
解得:
∴直線的解析式為,
設(shè)其中,則,
∴
∵,,
∴
∵軸,
∴,
∵,
∴是等腰直角三角形,
,
∴的周長
,
∴當(dāng)時(shí),的周長有最大值,.
(3)由題意知,拋物線的對(duì)稱軸為直線,,,
設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)為,點(diǎn)Q坐標(biāo)為,
①當(dāng)為對(duì)角線時(shí),,
解得:,
∴,
②當(dāng)為對(duì)角線時(shí),,
解得:,
∴,
③當(dāng)為對(duì)角線時(shí),,
解得:,
解得:,
綜上所述,存在點(diǎn),以,,,為頂點(diǎn)的四邊形為平行四邊形,點(diǎn)的坐標(biāo)為,,.
(4)當(dāng)拋物線向左平移1個(gè)單位,向上平移4個(gè)單位后,得到新的拋物線,即,
設(shè)的解析式為,點(diǎn)坐標(biāo)為,點(diǎn)坐標(biāo)為,則,
聯(lián)立新拋物線與直線的解析式得:
∴,
∴,,
,
同理,,
,
∵為定值,
∴,
解得:,
當(dāng)時(shí),,
∴定點(diǎn)的值為4.
【點(diǎn)睛】本題考查二次函數(shù)的綜合,包括待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式、二次函數(shù)圖像的平移、求一次函數(shù)解析式、平行四邊形的性質(zhì)、求二次函數(shù)的最大值、一元二次方程根與系數(shù)的關(guān)系,綜合性強(qiáng),熟練掌握相關(guān)的性質(zhì)及規(guī)律是解題關(guān)鍵
34.(2024·山西朔州·二模)綜合與探究
如圖,拋物線與x軸交于,兩點(diǎn),與y軸交于C點(diǎn).點(diǎn)D與點(diǎn)C關(guān)于x軸對(duì)稱,直線交拋物線于另一點(diǎn)E.
(1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式,并直接寫出直線的函數(shù)表達(dá)式.
(2)點(diǎn)P是直線下方拋物線上的一點(diǎn),過點(diǎn)P作直線的垂線,垂足為F.設(shè)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為m,試探究當(dāng)m為何值時(shí),線段最大?請(qǐng)求出的最大值.
(3)在(2)的條件下,當(dāng)取最大值時(shí),若點(diǎn)M在拋物線上,點(diǎn)N在拋物線的對(duì)稱軸上,是否存在以點(diǎn)B,P,M,N為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?若存在,請(qǐng)直接寫出所有符合條件的點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1),
(2)存在,當(dāng)時(shí),有最大值為
(3)存在,點(diǎn)M的坐標(biāo)為,或
【分析】(1)將,代入得:,求解即可得出拋物線解析式,從而得出點(diǎn)的坐標(biāo),進(jìn)而得出點(diǎn)的坐標(biāo),再利用待定系數(shù)法求解即可;
(2)過點(diǎn)作軸的平行線交于,,求出得出,從而得到當(dāng)取得最大值時(shí),取得最大值,設(shè)點(diǎn),則,則,求出的最大值即可;
(3)求出點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,設(shè)點(diǎn),分三種情況:當(dāng)為對(duì)角線時(shí);當(dāng)為邊,平行四邊形為時(shí);當(dāng)為邊,平行四邊形為時(shí);分別利用平行四邊形的性質(zhì)求解即可.
【詳解】(1)解:將,代入得:,
解得:,
二次函數(shù)的解析式為:;
在中,當(dāng)時(shí),,
,
點(diǎn)D與點(diǎn)C關(guān)于x軸對(duì)稱,
,
設(shè)直線的表達(dá)式為,
將,代入解析式得:,
解得:,
直線的表達(dá)式為;
(2)解:存在,
如圖,過點(diǎn)作軸的平行線交于,
,
,,
,,
,
,
在中,,
,
當(dāng)取得最大值時(shí),取得最大值,
設(shè)點(diǎn),則,
,
,
當(dāng)時(shí),取得最大值為,
的最大值為;
(3)解:,
拋物線的對(duì)稱軸為直線,
點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,
由(2)可得,點(diǎn),
設(shè)點(diǎn),
點(diǎn)B,P,M,N為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,,
當(dāng)為對(duì)角線時(shí),則,
解得:,此時(shí),即;
當(dāng)為邊,平行四邊形為時(shí),,
解得:,此時(shí),即;
當(dāng)為邊,平行四邊形為時(shí),,
解得:,此時(shí),即;
綜上所述,點(diǎn)的坐標(biāo)為或或.
【點(diǎn)睛】本題考查了待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式、一次函數(shù)解析式,二次函數(shù)綜合—線段問題,二次函數(shù)綜合—特殊四邊形問題,熟練掌握以上知識(shí)點(diǎn)并靈活運(yùn)用,添加適當(dāng)輔助線,采用數(shù)形結(jié)合與分類討論的思想是解此題的關(guān)鍵.
35.(2024·福建福州·模擬預(yù)測)已知拋物線 與x軸交于、B兩點(diǎn),頂點(diǎn)為P,與y軸交于C點(diǎn),且的面積為6.
(1)求拋物線的對(duì)稱軸和解析式;
(2)平移這條拋物線,平移后的拋物線交y軸于E,頂點(diǎn)Q在原拋物線上,當(dāng)四邊形是平行四邊形時(shí),求平移后拋物線的表達(dá)式;
(3)若過定點(diǎn)K的直線交拋物線于M、N兩點(diǎn)(N在M點(diǎn)右側(cè)),過N點(diǎn)的直線 與拋物線交于點(diǎn) G, 求證: 直線必過定點(diǎn).
【答案】(1)直線,
(2)
(3)見解析
【分析】(1)拋物線的對(duì)稱軸為直線,可得,根據(jù)的面積可得點(diǎn)的坐標(biāo),據(jù)此即可求解;
(2)設(shè)點(diǎn),由平行四邊形的性質(zhì)可得,據(jù)此即可求解;
(3)設(shè),可求出直線的解析式;根據(jù)直線過定點(diǎn)K可得;結(jié)合題意可求出點(diǎn),即可進(jìn)一步求出直線的解析式,即可求解;
【詳解】(1)解:由題意得:拋物線的對(duì)稱軸為直線
∵,
∴
令,則
∴
∵的面積為6.
∴,
解得:
∴,
將代入得:,
解得:,
∴
(2)解:∵,
∴
設(shè)點(diǎn),
∵四邊形是平行四邊形,
∴且
∴,即:
∵頂點(diǎn)Q在原拋物線上,
∴,
解得:
∴
∴平移后拋物線的表達(dá)式為:
(3)解:設(shè),設(shè)直線的解析式為:,
則,
解得:,
∴直線的解析式為:,
∵直線過定點(diǎn)
∴
得:
∵直線 過N點(diǎn),
∴,,
∴
令,
解得:
∴
設(shè)直線的解析式為:,
則,
解得:,
∴直線的解析式為:,
∵,
∴直線的解析式為:,
當(dāng)時(shí),,
∴直線必過定點(diǎn)
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)與一次函數(shù)的綜合問題,涉及了函數(shù)解析式的求解,平行四邊形的性質(zhì),函數(shù)的平移等知識(shí)點(diǎn),掌握待定系數(shù)法是解題關(guān)鍵.
36.(2015·山東臨沂·一模)如圖,拋物線與軸交于點(diǎn)和.
(1)求拋物線的解析式;
(2)若拋物線的對(duì)稱軸交x軸于點(diǎn)E,點(diǎn)F是位于x軸上方對(duì)稱軸上一點(diǎn), 軸,與對(duì)稱軸右側(cè)的拋物線交于點(diǎn)C,且四邊形是平行四邊形,求點(diǎn)C的坐標(biāo);
(3)在(2)的條件下,拋物線的對(duì)稱軸上是否存在點(diǎn)P,使是直角三角形?若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1);
(2)C的坐標(biāo)是;
(3)P的坐標(biāo)為或或.
【分析】(1)將,代入,列方程組并且解該方程組求出a、b的值,即可得到拋物線的解析式為;
(2)將拋物線的解析式配方成頂點(diǎn)式,求得拋物線的對(duì)稱軸為直線,,由平行四邊形的性質(zhì)得,則點(diǎn)C的橫坐標(biāo)為5,即可求得點(diǎn)C的坐標(biāo)是;
(3)分三種情況,一是;當(dāng)時(shí),過點(diǎn)C作軸于點(diǎn)L,作交的延長線于點(diǎn)H,則,證,設(shè),則,于是得,求得,則;二是,可證明,則,得,.
三是,設(shè)交于點(diǎn)J,則,由平行四邊形的性質(zhì)得,,所以,則.
【詳解】(1)解:∵拋物線經(jīng)過點(diǎn),,
∴,解得,
∴拋物線的解析式為.
(2)解:,
∴拋物線的對(duì)稱軸為直線,,
∵四邊形是平行四邊形,
,
∴點(diǎn)C的橫坐標(biāo)為,
拋物線,
當(dāng)時(shí),,
∴點(diǎn)C的坐標(biāo)是.
(3)解:存在點(diǎn)P,使是直角三角形,
①當(dāng)時(shí),
作交的延長線于點(diǎn)H,則,,
,
,
設(shè),則,
,
,
解得,
,
②點(diǎn)O是直角頂點(diǎn)時(shí),過點(diǎn)C作軸于點(diǎn)L.
,
,,
,
,
,
,
,
.
③當(dāng)時(shí),
設(shè)交于點(diǎn)J,作軸于點(diǎn)L,
,,,
,
軸,,
,
∵四邊形是平行四邊形,
,,
,
,,
, ;
綜上所述,存在點(diǎn)P,使是直角三角形,
點(diǎn)P的坐標(biāo)為或或或.
【點(diǎn)睛】此題重點(diǎn)考查二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)、用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式、平行四邊形的性質(zhì)、直角三角形斜邊上的中線等于斜邊的一半、勾股定理、數(shù)形結(jié)合與分類討論數(shù)學(xué)思想的運(yùn)用等知識(shí)與方法,此題綜合性強(qiáng),難度較大,屬于考試壓軸題.
37.(2023·山東淄博·中考真題)如圖,一條拋物線經(jīng)過的三個(gè)頂點(diǎn),其中為坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn),點(diǎn)在第一象限內(nèi),對(duì)稱軸是直線,且的面積為18
(1)求該拋物線對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式;
(2)求點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)設(shè)為線段的中點(diǎn),為直線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),連接,,將沿翻折,點(diǎn)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)為.問是否存在點(diǎn),使得以,,,為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?若存在,求出所有符合條件的點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,點(diǎn)的坐標(biāo)為或或或
【分析】(1)根據(jù)對(duì)稱軸為直線,將點(diǎn)代入,進(jìn)而待定系數(shù)法求解析式即可求解;
(2)設(shè),過點(diǎn)作軸交于點(diǎn),過點(diǎn)作交于點(diǎn),繼而表示出的面積,根據(jù)的面積為,解方程,即可求解.
(3)先得出直線的解析式為,設(shè),當(dāng)為平行四邊形的對(duì)角線時(shí),可得,當(dāng)為平行四邊形的對(duì)角線時(shí),,進(jìn)而建立方程,得出點(diǎn)的坐標(biāo),即可求解.
【詳解】(1)解:∵對(duì)稱軸為直線,
∴①,
將點(diǎn)代入得,
∴②,
聯(lián)立①②得,,
∴解析式為;
(2)設(shè),如圖所示,過點(diǎn)作軸交于點(diǎn),過點(diǎn)作交于點(diǎn),
∴,,
則,
∴
解得:或(舍去),
(3)存在點(diǎn),使得以,,,為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,理由如下:
∵,
∴,
設(shè)直線的解析式為,
∴,解得:,
∴直線的解析式為,
設(shè),
如圖所示,當(dāng)BP為平行四邊形的對(duì)角線時(shí),,
,
∵,
∴,
由對(duì)稱性可知,,
∴,
∴
解得:
∴點(diǎn)的坐標(biāo)為或
如圖3,當(dāng)為平行四邊形的對(duì)角線時(shí),,,
由對(duì)稱性可知,,
∴,
∴,
解得:或,
∴點(diǎn)的坐標(biāo)為或
綜上所述,點(diǎn)的坐標(biāo)為或或或.
【點(diǎn)睛】本題考查二次函數(shù)的圖象及性質(zhì),熟練掌握二次函數(shù)的圖象及性質(zhì),平行四邊形的性質(zhì),軸對(duì)稱的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
38.(2023·四川南充·中考真題)如圖1,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;
(2)點(diǎn)P在拋物線上,點(diǎn)Q在x軸上,以B,C,P,Q為頂點(diǎn)的四邊形為平行四邊形,求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)如圖2,拋物線頂點(diǎn)為D,對(duì)稱軸與x軸交于點(diǎn)E,過點(diǎn)的直線(直線除外)與拋物線交于G,H兩點(diǎn),直線,分別交x軸于點(diǎn)M,N.試探究是否為定值,若是,求出該定值;若不是,說明理由.
【答案】(1)
(2)或或
(3)定值,理由見詳解
【分析】(1)將兩點(diǎn)代入拋物線的解析式即可求解;
(2)根據(jù)P,Q的不確定性,進(jìn)行分類討論:①過作軸,交拋物線于,過作,交軸于,可得,由,可求解;②在軸的負(fù)半軸上取點(diǎn),過作,交拋物線于,同時(shí)使,連接、,過作軸,交軸于,,即可求解;③當(dāng)為平行四邊形的對(duì)角線時(shí),在①中,只要點(diǎn)Q在點(diǎn)B的左邊,且滿足,也滿足條件,只是點(diǎn)P的坐標(biāo)仍是①中的坐標(biāo);
(3)可設(shè)直線的解析式為,,,可求,再求直線的解析式為,從而可求,同理可求,即可求解.
【詳解】(1)解:拋物線與x軸交于兩點(diǎn),
,
解得,
故拋物線的解析式為.
(2)解:①如圖,過作軸,交拋物線于,過作,交軸于,
四邊形是平行四邊形,
,
,
解得:,,
;
②如圖,在軸的負(fù)半軸上取點(diǎn),過作,交拋物線于,同時(shí)使,連接、,過作軸,交軸于,
四邊形是平行四邊形,
,
在和中,
,
(),
,
,
,
解得:,,
;
如上圖,根據(jù)對(duì)稱性:,
③當(dāng)為平行四邊形的對(duì)角線時(shí),由①知,點(diǎn)Q在點(diǎn)B的左邊,且時(shí),也滿足條件,此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)仍為;
綜上所述:的坐標(biāo)為或或.
(3)解:是定值,
理由:如圖,直線經(jīng)過,
可設(shè)直線的解析式為,
、在拋物線上,
可設(shè),,
,
整理得:,
,,
,
當(dāng)時(shí),,
,
設(shè)直線的解析式為,則有
,
解得,
直線的解析式為,
當(dāng)時(shí),,
解得:,
,
,
同理可求:,
;
當(dāng)與對(duì)調(diào)位置后,同理可求;
故的定值為.
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)與一次函數(shù)的綜合問題,待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,求函數(shù)圖象與坐標(biāo)軸交點(diǎn)坐標(biāo),動(dòng)點(diǎn)產(chǎn)生的平行四邊形判定,一元二次方程根與系數(shù)的關(guān)系,理解一次函數(shù)與二次函數(shù)圖象的交點(diǎn),與對(duì)應(yīng)一元二次方程根的關(guān)系,掌握具體的解法,并會(huì)根據(jù)題意設(shè)合適的輔助未知數(shù)是解題的關(guān)鍵.
39.(2024·四川廣元·二模)如圖,已知直線:交 x軸于點(diǎn)B,交y軸于點(diǎn)C,拋物線的圖象過點(diǎn) B,C,且與x軸交于另一點(diǎn)A(點(diǎn) A 在點(diǎn) B 的左側(cè)).在直線 下方的拋物線上有一點(diǎn) P,過點(diǎn) P 作軸,垂足為 F,交 于點(diǎn)M,連接,,,交于點(diǎn)E.
(1)求拋物線的解析式.
(2)當(dāng)時(shí),求點(diǎn) P 的坐標(biāo).
(3)連接,,已知點(diǎn) D 是拋物線對(duì)稱軸上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),當(dāng) 的面積最大時(shí),在該拋物線上是否存在動(dòng)點(diǎn) Q,使得以點(diǎn) A,M,Q,D為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形? 若存在,求出點(diǎn) Q 的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,或或
【分析】本題是二次函數(shù)綜合題,考查了待定系數(shù)法求解析式,二次函數(shù)的性質(zhì),平行四邊形的性質(zhì)三角形面積公式等知識(shí),利用分類討論思想解決問題是本題的關(guān)鍵.
(1)利用待定系數(shù)法可求解析式;
(2)先求出A點(diǎn)坐標(biāo),過點(diǎn) A 作軸,交于點(diǎn)H,得到,得到:,再求出,設(shè)則,求出,得到,即可得到P點(diǎn)坐標(biāo).
(3)利用二次函數(shù)的性質(zhì)先表示出P的坐標(biāo),最后再分三種情況討論,利用平行四邊形的性質(zhì)可求解.
【詳解】(1)解∶直線的解析式為,
,.
將點(diǎn) ,代入得
解得 ,
拋物線的解析式為:.
(2)(2)令,
解得:
如圖 1,過點(diǎn) A 作軸,交于點(diǎn)H.
.
.
將代入中,得.
.
設(shè)則,
,
,
,
,
,
當(dāng)時(shí), ,
故當(dāng)時(shí),點(diǎn) P 的坐標(biāo)為.
(3)(3)存在,,, ,
由(1)易得該拋物線的對(duì)稱軸為直線 ,
設(shè)
由圖可得,
當(dāng)時(shí),有最大值1,此時(shí).
①如圖2,當(dāng)為平行四邊形的邊時(shí),.
,點(diǎn) D 在直線 上,
∴線段 是由線段向左平移 個(gè)單位長度或向右平移個(gè)單位長度,再上下平移得到的.
當(dāng)點(diǎn) A 向左平移個(gè)單位長度時(shí),點(diǎn) Q 的橫坐標(biāo)則,
,
當(dāng)點(diǎn)M向右平移 個(gè)單位長度時(shí),點(diǎn) Q 的橫坐標(biāo),則,
,
②如圖 3,當(dāng)為對(duì)角線時(shí),互相平分.
設(shè)
,
則,
綜上,存在或或使得以點(diǎn) A,M,Q,D為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形.
40.(2024·江蘇徐州·一模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)為交軸于、兩點(diǎn),交軸于點(diǎn),拋物線的對(duì)稱軸交軸于點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式;
(2)已知拋物線上點(diǎn),以點(diǎn)為直角頂點(diǎn)構(gòu)造,使點(diǎn)在軸上,點(diǎn)在軸上,為的中點(diǎn),求的最小值;
(3)為平面直角坐標(biāo)系中一點(diǎn),在拋物線上是否存在一點(diǎn),使得以,,,為頂點(diǎn)的四邊形為矩形?若存在,求出點(diǎn)的橫坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,的橫坐標(biāo)為或或或
【分析】(1)根據(jù)二次函數(shù)的頂點(diǎn)坐標(biāo)列出關(guān)于、的方程組,求解即可;
(2)證明,得到,設(shè),求出點(diǎn),,得到點(diǎn),則,即可求解;
(3)分三種情況:①若是斜邊,則;②若是斜邊,則;③若是斜邊,則,分別列出方程求解即可.
【詳解】(1)解:∵拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)為,
∴,
解得:
∴拋物線的解析式為;
(2)如圖,連接,
∵拋物線的解析式為,,
當(dāng)時(shí),得,
∴,
∴軸,即軸,
過點(diǎn)作于點(diǎn),過點(diǎn)作軸于點(diǎn),
∵,
∴四邊形是矩形,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴,
∴,即,
∴,
設(shè),則,
∴,,
∴,,
∵是的中點(diǎn),
∴,
∵,軸,
∴,
在中,, ,
∴
,
∴當(dāng)時(shí),的最小值為;
(3)∵拋物線交軸于、兩點(diǎn),
當(dāng)時(shí),得,
解得:或,
∴,,
設(shè),則
,
,
∵、、、構(gòu)成的四邊形是矩形,
∴是直角三角形,
①若是斜邊,則,
∴,
解得:,,(舍去),(舍去),
此時(shí)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為或;
②若是斜邊,則,
∴,
解得:或(舍去),
此時(shí)點(diǎn)的橫坐標(biāo)是;
③若是斜邊,則,
∴,
解得:或(舍去),
此時(shí)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為;
綜上所述,點(diǎn)的橫坐標(biāo)為或或或.
【點(diǎn)睛】本題是二次函數(shù)綜合運(yùn)用,考查了待定系數(shù)法確定解析式,矩形的判定和性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),二次函數(shù)與坐標(biāo)軸的交點(diǎn),二次函數(shù)的最值,勾股定理,一元二次方程的應(yīng)用等知識(shí)點(diǎn),正確理解題意并分類求解是解題的關(guān)鍵.
題型二:菱形存在性
1.(2024·陜西渭南·一模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線(為常數(shù),且)與軸交于點(diǎn)和點(diǎn),與軸交于點(diǎn),且.
(1)求該拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)連接,點(diǎn)是拋物線的對(duì)稱軸上的動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)是平面內(nèi)的點(diǎn),是否存在以點(diǎn)為頂點(diǎn)的四邊形是菱形?若存在,求出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)拋物線的函數(shù)表達(dá)式為;
(2)的坐標(biāo)為)或 或.
【分析】()利用待定系數(shù)法即可求解;
()由()得,則拋物線的對(duì)稱軸為直線,設(shè),則,,,然后分當(dāng)為菱形的邊時(shí),則或,當(dāng)為菱形的對(duì)角線時(shí),,兩種情況即可;
本題主要考查了二次函數(shù)、菱形的性質(zhì)和勾股定理,掌握相關(guān)知識(shí)、正確求出二次函數(shù)表達(dá)式并靈活應(yīng)用是解題的關(guān)鍵.
【詳解】(1)當(dāng)時(shí),,
∴點(diǎn),則,
∴,
∴點(diǎn),
∵拋物線過點(diǎn)和點(diǎn),
∴,解得:,
∴拋物線的函數(shù)表達(dá)式為;
(2)由()得
∴拋物線的對(duì)稱軸為直線,
設(shè),
∴,,,如圖,
當(dāng)為菱形的邊時(shí),則或,
∴或,即或(無解),
解得,
∴點(diǎn)的坐標(biāo)為)或 ;
當(dāng)為菱形的對(duì)角線時(shí),則,
∴,即,
解得,
∴點(diǎn)的坐標(biāo)為,
綜上可得:存在以點(diǎn)為頂點(diǎn)的四邊形是菱形,點(diǎn)的坐標(biāo)為)或 或.
2.(2024·江蘇徐州·一模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,二次函數(shù)的圖象交x軸于兩點(diǎn),交y軸于點(diǎn)C,點(diǎn)P在線段上,過點(diǎn)P作軸,交拋物線于點(diǎn)D,交直線于點(diǎn)E.
(1) , ;
(2)在點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)過程中,若是直角三角形,求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)在y軸上是否存在點(diǎn)F,使得以點(diǎn)C、D、E、F為頂點(diǎn)的四邊形為菱形?若存在,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)F的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)
(2)或
(3)存在,或
【分析】(1)把代入,運(yùn)用待定系數(shù)法解二次函數(shù)的解析式,即可作答.
(2)因?yàn)?,先排除一種情況,再進(jìn)行分類討論,即和,分別列式計(jì)算,即可作答.
(3)根據(jù)菱形性質(zhì),結(jié)合圖象性質(zhì),進(jìn)行分類討論,即四邊形為菱形或四邊形為菱形,運(yùn)用中點(diǎn)法列式,以及勾股定理,代入數(shù)值,進(jìn)行計(jì)算,即可作答.
【詳解】(1)解:∵二次函數(shù)的圖象交x軸于兩點(diǎn),
∴把代入
得
解得
∴
故答案為:;
(2)解:∵軸
∴
∴
∵是直角三角形
∴當(dāng)時(shí),
∴
∴
∵對(duì)稱軸
∴
此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為
∴當(dāng)時(shí),
設(shè)的解析式為
∴把代入
∴得
解得
∴
設(shè)點(diǎn)
則
∵
∴
∴
∵
∴
則
即
解得(此時(shí)點(diǎn)E和點(diǎn)C重合,故舍去)
∴點(diǎn)
綜上或
(3)解:存在,或
如圖:依題意,當(dāng)四邊形為菱形時(shí),由(2)知的解析式為
設(shè)點(diǎn),
∵四邊形為菱形
∴
即
則
由(2)知,此時(shí)
∴
∴
即如下圖所示:
如圖:依題意,當(dāng)四邊形為菱形時(shí)
∵點(diǎn),
∴
即
∵
∴
∴解得,(舍去)
∴
∴
綜上或
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)的幾何綜合,菱形性質(zhì),待定系數(shù)法解函數(shù)解析式,勾股定理,解直角三角形的相關(guān)性質(zhì),熟練運(yùn)用分類討論思想以及數(shù)形結(jié)合思想是解題的關(guān)鍵.
3.(2024·青海西寧·一模)如圖,拋物線 與y軸交于點(diǎn),點(diǎn)B 是拋物線的頂點(diǎn),直線 是拋物線的對(duì)稱軸,且與x軸交于點(diǎn)C.
(1)求拋物線的函數(shù)解析式;
(2)點(diǎn)D是對(duì)稱軸左側(cè)拋物線上一點(diǎn),連接, 求點(diǎn) D 的坐標(biāo).
(3)在(2)的條件下,若點(diǎn)M是x軸上方拋物線對(duì)稱軸上一點(diǎn),點(diǎn) P 在坐標(biāo)平面內(nèi),且以點(diǎn)A,D,M,P為頂點(diǎn)的四邊形是以為邊的菱形,請(qǐng)求出所有符合條件的點(diǎn)M的坐標(biāo)
【答案】(1)
(2)
(3)或
【分析】本題考查二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,等腰三角形的判定和性質(zhì),菱形的性質(zhì),正確的求出函數(shù)解析式,利用數(shù)形結(jié)合和分類討論的思想進(jìn)行求解是解題的關(guān)鍵.
(1)待定系數(shù)法求出函數(shù)解析式即可;
(2)求出頂點(diǎn)坐標(biāo)和點(diǎn)坐標(biāo),進(jìn)而得到,推出點(diǎn)為直線與拋物線的交點(diǎn),進(jìn)行求解即可;
(3)設(shè),分,兩種情況進(jìn)行討論求解即可.
【詳解】(1)解:∵拋物線 與y軸交于點(diǎn),直線 是拋線物的對(duì)稱軸,
∴,解得:,
∴;
(2)解:由題意,得:,
∵,
∴,
∴,
連接,則:,
∵
∴點(diǎn)是直線與拋物線的交點(diǎn),
設(shè)直線的解析式為:,把代入,得:,
∴,
聯(lián)立,解得:或,
∴;
(3)解:設(shè),
∵,,
∴,,,
∵點(diǎn)A,D,M,P為頂點(diǎn)的四邊形是以為邊的菱形,
∴分兩種情況:
①當(dāng)時(shí),則:,
解得:或(舍去);
∴;
當(dāng)時(shí),則:,
解得:或(舍去),
∴;
綜上:或.
4.(2023·湖南·中考真題)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線經(jīng)過點(diǎn)和點(diǎn),且與直線交于兩點(diǎn)(點(diǎn)在點(diǎn)的右側(cè)),點(diǎn)為直線上的一動(dòng)點(diǎn),設(shè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為.
(1)求拋物線的解析式.
(2)過點(diǎn)作軸的垂線,與拋物線交于點(diǎn).若,求面積的最大值.
(3)拋物線與軸交于點(diǎn),點(diǎn)為平面直角坐標(biāo)系上一點(diǎn),若以為頂點(diǎn)的四邊形是菱形,請(qǐng)求出所有滿足條件的點(diǎn)的坐標(biāo).
【答案】(1)
(2)
(3)點(diǎn)為或或或或
【分析】(1)待定系數(shù)法求解析式即可求解;
(2)根據(jù)題意,聯(lián)立拋物線與直線,求得點(diǎn)的橫坐標(biāo),表示出的長,根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)求得的最大值,根據(jù)即可求解;
(3)根據(jù)題意,分別求得,①當(dāng)為對(duì)角線時(shí),,②當(dāng)為邊時(shí),分,,根據(jù)勾股定理即可求解.
【詳解】(1)解:∵拋物線經(jīng)過點(diǎn)和點(diǎn),
∴,
解得:,
∴拋物線解析式為:;
(2)解:∵拋物線與直線交于兩點(diǎn),(點(diǎn)在點(diǎn)的右側(cè))
聯(lián)立,
解得:或,
∴,
∴,
∵點(diǎn)為直線上的一動(dòng)點(diǎn),設(shè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為.
則,,
∴,當(dāng)時(shí),取得最大值為,
∵,
∴當(dāng)取得最大值時(shí),最大,
∴,
∴面積的最大值;
(3)∵拋物線與軸交于點(diǎn),
∴,當(dāng)時(shí),,即,
∵,
∴,
,,
①當(dāng)為對(duì)角線時(shí),,
∴,
解得:,
∴,
∵的中點(diǎn)重合,
∴,
解得:,
∴,
②當(dāng)為邊時(shí),
當(dāng)四邊形為菱形,
∴,
解得:或,
∴或,
∴或,
由的中點(diǎn)重合,
∴或,
解得:或,
∴或,
當(dāng)時(shí);
如圖所示,即四邊形是菱形,
點(diǎn)的坐標(biāo)即為四邊形為菱形時(shí),的坐標(biāo),
∴點(diǎn)為或,
綜上所述,點(diǎn)為或或或或.
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)的性質(zhì),面積問題,菱形的性質(zhì)與判定,勾股定理,熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì),細(xì)心的計(jì)算是解題的關(guān)鍵.
5.(23-24九年級(jí)上·廣東中山·期中)定義:在平面直角坐標(biāo)系中,當(dāng)點(diǎn)在圖形的內(nèi)部,或在圖形上,且點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)相等時(shí),則稱點(diǎn)為圖形的“夢(mèng)之點(diǎn)”.
(1)如圖①,矩形的頂點(diǎn)坐標(biāo)分別是,,,,在點(diǎn),,中,是矩形ABCD“夢(mèng)之點(diǎn)”的是______;
(2)如圖②,已知點(diǎn)A,B是拋物線上的“夢(mèng)之點(diǎn)”,點(diǎn)C是拋物線的頂點(diǎn).連接,判斷的形狀并說明理由.
(3)在(2)的條件下,點(diǎn)P為拋物線上一點(diǎn),點(diǎn)Q為平面內(nèi)一點(diǎn),是否存在點(diǎn)P、Q,使得以為對(duì)角線,以A、B、P、Q為頂點(diǎn)的四邊形是菱形?若存在,求出P點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)
(2)是直角三角形
(3)點(diǎn)的坐標(biāo)為或
【分析】(1)根據(jù)“夢(mèng)之點(diǎn)”的定義判斷這幾個(gè)點(diǎn)是否在矩形的內(nèi)部或者邊上即可得到答案;
(2)根據(jù)“夢(mèng)之點(diǎn)”的定義求出的坐標(biāo),再求出頂點(diǎn)的坐標(biāo),計(jì)算出的長,根據(jù)勾股定理逆定理得出是直角三角形,最后由三角形面積公式計(jì)算即可得到答案;
(3)由(2)可得,,求出直線的解析式為,由菱形的性質(zhì)可得點(diǎn)、在直線上,聯(lián)立,解方程即可得到答案.
【詳解】(1)解:矩形的頂點(diǎn)坐標(biāo)分別是,,
矩形的“夢(mèng)之點(diǎn)”滿足,,
點(diǎn)是矩形的“夢(mèng)之點(diǎn)”,不是矩形的“夢(mèng)之點(diǎn)”.
(2)點(diǎn)是拋物線上的“夢(mèng)之點(diǎn)”,
,
解得:,,
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
,,
,
頂點(diǎn),
,,,
,
是直角三角形.
(3)由(2)可得,,
設(shè)直線的解析式為:,
將代入得:,
解得:,
直線的解析式為:,
以為對(duì)角線,以為頂點(diǎn)的四邊形是菱形,
,
點(diǎn)、在直線上,
點(diǎn)在二次函數(shù)上,
聯(lián)立,
解得:,,
點(diǎn)的坐標(biāo)為或.
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)、坐標(biāo)與圖形、勾股定理以及勾股定理逆定理、菱形的性質(zhì)、一次函數(shù)等知識(shí),熟練掌握以上知識(shí)點(diǎn),理解題意,采用數(shù)形結(jié)合的思想是解此題的關(guān)鍵.
6.(23-24九年級(jí)上·重慶南岸·期末)如圖,已知拋物線與x軸交于和兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C.
(1)求拋物線的函數(shù)解析式;
(2)若直線與拋物線交于點(diǎn)D,與直線交于點(diǎn)F,交x軸交于點(diǎn)E.當(dāng)取得最大值時(shí),求m的值和的最大值;
(3)若拋物線的頂點(diǎn)為P,Q是該拋物線對(duì)稱軸上一點(diǎn),在平面內(nèi)確定一點(diǎn)R,使得以點(diǎn)C,R,P,Q為頂點(diǎn)的四邊形是菱形,求點(diǎn)R的坐標(biāo).
【答案】(1)
(2),的最大值為
(3)或或或
【分析】(1)根據(jù)點(diǎn)和,利用待定系數(shù)法求解即可得;
(2)先求出點(diǎn)的坐標(biāo),再求出直線的解析式,求出點(diǎn)的坐標(biāo),從而可得,然后根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)求解即可得;
(3)先求出點(diǎn),再設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,然后分三種情況:①當(dāng)為菱形的對(duì)角線,時(shí);②當(dāng)為菱形的對(duì)角線,時(shí);③當(dāng)為菱形的對(duì)角線,時(shí),根據(jù)菱形的性質(zhì)求解即可得.
【詳解】(1)解:將點(diǎn)和代入得:,
解得,
則拋物線的函數(shù)解析式為.
(2)解:由題意可知,點(diǎn)的坐標(biāo)為,
對(duì)于二次函數(shù),
當(dāng)時(shí),,即,
設(shè)直線的解析式為,
將點(diǎn)和代入得:,解得,
則直線的解析式為,
,
,
由二次函數(shù)的性質(zhì)可知,當(dāng)時(shí),取得最大值,最大值為.
(3)解:,
則此二次函數(shù)的頂點(diǎn)坐標(biāo)為,對(duì)稱軸為直線,
可設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,
,,,
①如圖1,當(dāng)為菱形的對(duì)角線,時(shí),
,即,
解得,
或,
由菱形的性質(zhì)可知,,
,
∴當(dāng)點(diǎn)的坐標(biāo)為時(shí),,
當(dāng)點(diǎn)的坐標(biāo)為時(shí),;
②如圖2,當(dāng)為菱形的對(duì)角線,時(shí),
,即,
解得或(此時(shí)點(diǎn)與點(diǎn)重合,舍去),
,
設(shè)此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo)為,
∵菱形的對(duì)角線互相平分,
∴,解,
∴此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo)為;
③如圖3,當(dāng)為菱形的對(duì)角線,時(shí),
,即,
解得,
,,
由菱形的性質(zhì)可知,,
,
,即,
綜上,點(diǎn)的坐標(biāo)為或或或.
【點(diǎn)睛】本題屬于二次函數(shù)的綜合題,主要考查了待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式、二次函數(shù)的性質(zhì)、菱形的性質(zhì)等知識(shí),本題的關(guān)鍵在于利用分類討論思想解決問題.
7.(2023·四川廣安·一模)如圖,拋物線與x軸交于,兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn).
(1)求拋物線的函數(shù)解析式;
(2)P是拋物線上位于直線上方一動(dòng)點(diǎn),且在拋物線的對(duì)稱軸右側(cè),過點(diǎn)P作y軸的平行線交直線于點(diǎn)E,過點(diǎn)P作x軸的平行線與拋物線的對(duì)稱軸交于點(diǎn)F,求的最大值及此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)在(2)中取得最大值的條件下,將該拋物線沿x軸向右平移6個(gè)單位長度,平移后的拋物線與平移前的拋物線交于點(diǎn)H,M為平移前拋物線對(duì)稱軸上一點(diǎn).在平面直角坐標(biāo)系中確定一點(diǎn)N,使得以點(diǎn)H,P,M,N為頂點(diǎn)的四邊形是菱形,求出所有符合條件的點(diǎn)N的坐標(biāo).
【答案】(1)拋物線的函數(shù)解析式為
(2)點(diǎn)P的坐標(biāo)為
(3)點(diǎn)N的坐標(biāo)為或或
【分析】(1)設(shè)拋物線的函數(shù)解析式為,利代入點(diǎn)C的坐標(biāo)即可求出函數(shù)解析式;
(2)先求出直線的函數(shù)解析式為和拋物線的對(duì)稱軸為.設(shè),則,,得到.進(jìn)一步即可求出答案;
(3)求出點(diǎn).設(shè).求出,,.設(shè).分三種情況分別進(jìn)行求解即可.
【詳解】(1)∵拋物線與x軸交于,兩點(diǎn),
∴可設(shè)拋物線的函數(shù)解析式為.
∵拋物線與y軸交于點(diǎn),則,
解得.
∴拋物線的函數(shù)解析式為.
(2)設(shè)直線的解析式為,把點(diǎn),代入得,
,
解得
∴直線的函數(shù)解析式為.
由,可得拋物線的對(duì)稱軸為直線.
設(shè),則,,
∴,,
∴.
∵,
∴當(dāng)時(shí),有最大值,最大值為,
當(dāng)時(shí),,
此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為.
(3)∵拋物線與x軸交于,兩點(diǎn),
∴平移后的拋物線與x軸交于,兩點(diǎn),即點(diǎn).
∵M(jìn)為平移前拋物線對(duì)稱軸上一點(diǎn),平移前拋物線的對(duì)稱軸為直線,
∴設(shè).
∵,
∴,,.
設(shè).
①如圖1,當(dāng)為對(duì)角線時(shí),,
∴,解得或,
∴點(diǎn)M的坐標(biāo)為或.
∵,,
∴的中點(diǎn)的坐標(biāo)為或,
即的中點(diǎn)的坐標(biāo)為或,
∴,,或,,
解得,,或,,
∴點(diǎn)N的坐標(biāo)為或;
②當(dāng)為對(duì)角線時(shí),,
∴,此方程無解.故此種情況不存在;
③如圖2,當(dāng)PH為對(duì)角線時(shí),,
∴,解得,即.
∵,,
∴的中點(diǎn)的坐標(biāo)為,
同理可得,,,解得,,
∴點(diǎn)N的坐標(biāo)為.
綜上所述,點(diǎn)N的坐標(biāo)為或或.
【點(diǎn)睛】此題考查了二次函數(shù)綜合題,考查了待定系數(shù)法、勾股定理、二次函數(shù)的圖象和性質(zhì)、菱形的性質(zhì)、一元二次方程的解法等知識(shí),數(shù)形結(jié)合和分類討論是解題的關(guān)鍵.
8.(2023·山東濟(jì)寧·二模)如圖,已知直線與x軸交于點(diǎn)A,與y軸交于點(diǎn)C,拋物線經(jīng)過A,C兩點(diǎn),且與x軸的另一個(gè)交點(diǎn)為B,對(duì)稱軸為直線
(1)求拋物線的表達(dá)式;
(2)D是第二象限內(nèi)拋物線上的動(dòng)點(diǎn),設(shè)點(diǎn)D的橫坐標(biāo)為m,求四邊形面積S的最大值及此時(shí)D點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)若點(diǎn)P在拋物線對(duì)稱軸上,是否存在點(diǎn)P,Q,使以點(diǎn)A,C,P,Q為頂點(diǎn)的四邊形是以為對(duì)角線的菱形?若存在,請(qǐng)求出P,Q兩點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)
(2)S最大為12.5,
(3)存在,,
【分析】
(1)首先求出點(diǎn),點(diǎn),然后利用待定系數(shù)法即可求出拋物線的表達(dá)式;
(2)先求出點(diǎn),再作軸于E,連接,依題意設(shè)點(diǎn)D的坐標(biāo)為,則,則,,,分別求出,,,然后根據(jù)列出S與m的函數(shù)關(guān)系式,根據(jù)S有最大值求出m,進(jìn)而可得點(diǎn)D的坐標(biāo);
(3)設(shè)點(diǎn),直線與x軸交于點(diǎn)F,過點(diǎn)P作軸,與交于點(diǎn)K,先由勾股定理求出,,再根據(jù)可求出t,進(jìn)而可得點(diǎn)P的坐標(biāo),然后根據(jù)點(diǎn)K為的中點(diǎn)求出k的坐標(biāo),進(jìn)而根據(jù)K為的中點(diǎn)可求出點(diǎn)Q的坐標(biāo).
【詳解】(1)
解:對(duì)于,當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
點(diǎn)A的坐標(biāo)為,點(diǎn)C的坐標(biāo)為,
對(duì)稱軸是直線:,
有:,解得:,
拋物線的表達(dá)式為:;
(2)
解:對(duì)于,當(dāng)時(shí),,解得:,,
點(diǎn)B的坐標(biāo)為,
又點(diǎn),點(diǎn),
,,
作軸于E,
點(diǎn)D在第二象限內(nèi)的拋物線上,且橫坐標(biāo)為m
點(diǎn)D的坐標(biāo)為,則,
,,
,
軸,則四邊形為直角梯形,
,
又,,
,
即,
又,
,
當(dāng)時(shí),S為最大,
此時(shí)
點(diǎn)D的坐標(biāo)為
(3)
解:存在點(diǎn)P和點(diǎn)Q,使以點(diǎn)A,C,P,Q為頂點(diǎn)的四邊形是以為對(duì)角線的菱形,理由如下:
點(diǎn)P在拋物線的對(duì)稱軸上,
可設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為:,
以A,C,P,Q為頂點(diǎn)的四邊形是以為對(duì)角線的菱形,
,與互相垂直平分,
設(shè)直線與x軸交于點(diǎn)F,過點(diǎn)P作軸,與交于點(diǎn)K,
點(diǎn),,
,,,,
,,
在中,由勾股定理得:,
在中,由勾股定理得:
,解得:,
點(diǎn)P的坐標(biāo)為,
設(shè)點(diǎn)K的坐標(biāo)為,
點(diǎn)K為的中點(diǎn),
,,
設(shè)點(diǎn)Q的坐標(biāo)為,
點(diǎn)K為的中點(diǎn),
,,
解得:,,
點(diǎn)Q的坐標(biāo)為
【點(diǎn)睛】此題主要考查了求二次函數(shù)的解析式,二次函數(shù)的最值,對(duì)稱軸,菱形的性質(zhì),勾股定理等,解答此題的關(guān)鍵是熟練掌握待定系數(shù)法求二次函數(shù)的解析式,以及求二次函數(shù)最值、對(duì)稱軸的方法,理解菱形的四條邊都相等,對(duì)角線互相平分.
9.(2024·山東濟(jì)南·一模)如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線 交軸于點(diǎn), 兩點(diǎn), 交軸于點(diǎn).
(1)求該拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)點(diǎn)是直線上方拋物線上的一動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn) 作. 于點(diǎn),過點(diǎn)作軸的平行線交直線于點(diǎn) ,求周長的最大值及此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)如圖2,在(2) 問的條件下,將該拋物線沿射線的方向平移 個(gè)單位后得到新拋物線.點(diǎn) 為平移后的新拋物線的對(duì)稱軸上一點(diǎn). 在平面內(nèi)確定一點(diǎn). 使得四邊形 是菱形,請(qǐng)求出符合條件的點(diǎn) 的坐標(biāo).
【答案】(1)
(2),
(3)或或
【分析】本題考查二次函數(shù)的綜合,涉及待定系數(shù)法求函數(shù)解析式、坐標(biāo)與圖形、菱形的性質(zhì)、解直角三角形等知識(shí),注意分類討論和數(shù)形結(jié)合思想的運(yùn)用.
(1)利用待定系數(shù)法求解即可;
(2)先根據(jù)題意求得的最大值,再根據(jù)相似三角形的性質(zhì)求得,進(jìn)而可求解;
(3)根據(jù)平移性質(zhì)和菱形的性質(zhì)分、、分別為對(duì)角線三種情況求解即可.
【詳解】(1)解:∵拋物線 交軸于點(diǎn), 兩點(diǎn),
∴,
解得:,
∴拋物線的表達(dá)式為:
(2)解:令,
∴,則,
∵,,則,
設(shè)直線的表達(dá)式為 ,
∴,
解得:,
∴直線的表達(dá)式為 ,
設(shè),則
∴,
∵,
∴當(dāng)時(shí),最大,最大值為,此時(shí);
∵,
∴的周長為,
∵軸,
∴, ,
∴
∴,即
∴周長的最大值為,此時(shí);
(3)解:∵,,
∴根據(jù)平移性質(zhì),該拋物線沿射線方向平移個(gè)單位長度,相當(dāng)于向右2個(gè)單位長度,再向下平移2個(gè)單位長度,則平移后的拋物線的對(duì)稱軸為,
設(shè),,,
∴
當(dāng)為對(duì)角線時(shí),則,
∴,
解得,
∴點(diǎn)N坐標(biāo)為;
當(dāng)或?yàn)閷?duì)角線時(shí),或,
則或,
解得或
∴點(diǎn)N坐標(biāo)為或,
綜上,滿足題意的N點(diǎn)坐標(biāo)為或或.
10.(2024·湖南·一模)如圖,O為坐標(biāo)原點(diǎn),拋物線與x軸交于,頂點(diǎn)為A.
(1)如圖1,求直線的函數(shù)解析式;
(2)如圖1,將直線繞點(diǎn)M順時(shí)針旋轉(zhuǎn)得到直線并交拋物線于點(diǎn)N,若Q為x軸上一點(diǎn),求的最小值;
(3)如圖2,將拋物線平移得到,頂點(diǎn)由A平移到,若點(diǎn)B在直線上,點(diǎn)D和E分別在拋物線和上,那么四邊形是否可以為菱形?若可以,求出D點(diǎn)坐標(biāo),若不可以,說明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)可以,點(diǎn)D坐標(biāo)為或
【分析】(1)將代入可求出,化成頂點(diǎn)式求出,由待定系數(shù)法,即可求解;
(2)過作交于,過作交于,由勾股定理得可求出的長,由正弦函數(shù)得, 求出及三角函數(shù)值,設(shè),由勾股定理得,由三角形面積可求出的坐標(biāo),從而可求的坐標(biāo),而,當(dāng)、、三點(diǎn)共線時(shí)取得最小值,即可求解;
(3)設(shè),由勾股定理求得,即,解方程,即可求解.
【詳解】(1)解:將代入得,
,
解得:,
,
,
設(shè)直線的函數(shù)解析式為,
則有,
解得:,
故直線的函數(shù)解析式為;
(2)解:如圖,過作交于,過作交于,
當(dāng)時(shí),,
,
,
,
,
∴,
設(shè),
,
∵,
∴
整理得:,
解得:,(舍去),
,
設(shè)直線的解析式為,則有,
解得:,
直線的解析式為,
聯(lián)立,
解得:,,
,
,
,
當(dāng)、、三點(diǎn)共線時(shí),取得最小值,
此時(shí),如圖,
;
故的最小值為;
(3)解:可以,理由如下:
頂點(diǎn)由A平移到,點(diǎn)B在直線上,
,
,
四邊形是菱形,
,
設(shè),
,
,
整理得:,
解得:,(舍去),
,,
當(dāng)時(shí),
,
當(dāng)時(shí),
,
D點(diǎn)坐標(biāo)或.
【點(diǎn)睛】本題考查了待定系數(shù)法,解直角三角形,二次函數(shù)與特殊三角形綜合,二次函數(shù)與特殊四邊形綜合,垂線段最短等,能將最值轉(zhuǎn)化為垂線段最短,并將動(dòng)點(diǎn)問題轉(zhuǎn)化成方程求解是解題的關(guān)鍵.
11.(2023·四川德陽·二模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,直線與x軸交于點(diǎn)A,與y軸交點(diǎn)C,拋物線過A,C兩點(diǎn),與x軸交于另一點(diǎn)B.
(1)求拋物線的解析式;
(2)在直線上方的拋物線上有一動(dòng)點(diǎn)E,連接,與直線相交于點(diǎn)F,當(dāng)時(shí),求E點(diǎn)坐標(biāo).
(3)在(2)的條件下,若點(diǎn)E位于對(duì)稱軸左側(cè),點(diǎn)M是拋物線對(duì)稱軸上一點(diǎn),點(diǎn)N是平面上一點(diǎn),當(dāng)以M,N,E,B為頂點(diǎn)的四邊形是菱形時(shí),直接寫出點(diǎn)M的坐標(biāo).
【答案】(1)
(2);
(3)或或或或
.
【分析】(1)先求出A、C兩點(diǎn)坐標(biāo),再用待定系數(shù)法求解;
(2)如圖,過點(diǎn)E作軸于點(diǎn)H,過點(diǎn)F作軸于點(diǎn)G,則易得,設(shè)點(diǎn)E的橫坐標(biāo)為t,則,利用相似三角形的性質(zhì)可求出點(diǎn)F的坐標(biāo),再根據(jù)與的關(guān)系列出關(guān)于t的方程,解方程可求出t的值,即可求出點(diǎn)E的坐標(biāo);
(3)分兩種情況:①當(dāng)為菱形的邊時(shí),②當(dāng)為菱形的對(duì)角線時(shí),分別求解即可.
【詳解】(1)解:在中,當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),
∴、,
∵拋物線的圖象經(jīng)過A、C兩點(diǎn),
∴,
解得,
∴拋物線的解析式為;
(2)解:令,解得,,
∴,
設(shè)點(diǎn)E的橫坐標(biāo)為t,則,
如圖,過點(diǎn)E作軸于點(diǎn)H,過點(diǎn)F作軸于點(diǎn)G,則,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴點(diǎn)F的橫坐標(biāo)為,
∴,
∴,
∴,
解得,,
當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),,
∴,,
(3)∵拋物線的解析式為,
拋物線頂點(diǎn)坐標(biāo)為,對(duì)稱軸為直線,
在(2)的條件下,
∵點(diǎn)E位于對(duì)稱軸左側(cè),
∴,
∵點(diǎn)M是拋物線對(duì)稱軸上一點(diǎn),
∴設(shè),
∵,
∴, ,,
①當(dāng)為菱形的邊時(shí),,即,,
∴,
∴,
∴或;
②當(dāng)為菱形的對(duì)角線時(shí),,即,
∴,
解得,
∴;
③當(dāng),即,
∴,
∴或,
∴或;
綜上所述,M的坐標(biāo)為或或或或
【點(diǎn)睛】本題是二次函數(shù)綜合題,解題的關(guān)鍵是掌握待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,勾股定理及菱形的判斷和性質(zhì),兩點(diǎn)間的距離公式等知識(shí)點(diǎn),解決本題的關(guān)鍵是綜合運(yùn)用以上知識(shí).
12.(2024·四川瀘州·一模)如圖,拋物線與軸交于,兩點(diǎn),頂點(diǎn)為.
(1)求拋物線的解析式;
(2)若在線段上存在一點(diǎn),使得,過點(diǎn)作交的延長線于點(diǎn),求點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)點(diǎn)是軸上一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)是在對(duì)稱軸上一動(dòng)點(diǎn),是否存在點(diǎn),,使得以點(diǎn),,,為頂點(diǎn)的四邊形是菱形?若存在,求出點(diǎn)的坐標(biāo),請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)
(2)點(diǎn)的坐標(biāo)為
(3)點(diǎn)的坐標(biāo)為或或
【分析】(1)將、兩個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)代入關(guān)系式,求出,的值即可得出答案;
(2)先根據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo)求出直線的解析式,即可表示點(diǎn)的坐標(biāo),過點(diǎn)作軸于點(diǎn),過點(diǎn)作軸于點(diǎn),再證明,可得,,然后表示出點(diǎn),最后將點(diǎn)代入直線解析式,求出答案即可;
(3)先將關(guān)系式配方得出點(diǎn)的坐標(biāo),再分兩種情況討論:當(dāng)為菱形的邊時(shí),作,再求出,即可求出點(diǎn)的坐標(biāo);當(dāng)為菱形的對(duì)角線時(shí),作,可知,,再設(shè),表示,在中,根據(jù)勾股定理求出的值, 可得點(diǎn)的坐標(biāo).
【詳解】(1)解:拋物線與軸交于,兩點(diǎn),
,
解得:,
拋物線的解析式是;
(2)由(1)得,點(diǎn),
設(shè)直線的解析式為:,
直線經(jīng)過點(diǎn),,
,
解得:,
直線的解析式為,
設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,
如圖①所示,過點(diǎn)作軸于點(diǎn),過點(diǎn)作軸于點(diǎn),則,
,
.
,,
,
在和中,
,
,
,.
,
點(diǎn)在直線上,
,
解得:,
把代入中得,
當(dāng)時(shí),點(diǎn)的坐標(biāo)為;
(3)存在.
,
點(diǎn)的坐標(biāo)為.
分兩種情況討論:
當(dāng)為菱形的邊時(shí),如圖所示②:過作于.
, ,
,
,
點(diǎn)的坐標(biāo)為或;
當(dāng)為菱形的對(duì)角線時(shí),如圖所示③:過點(diǎn)作于.
由題意可知,,,
設(shè),則,
在中,由勾股定理得,即,
解得,
點(diǎn)的縱坐標(biāo)為,
此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo)為.
綜上所述,點(diǎn)的坐標(biāo)為或或.
【點(diǎn)睛】本題是二次函數(shù)的綜合問題,考查了待定系數(shù)法求一次函數(shù)、二次函數(shù)關(guān)系式,全等三角形的性質(zhì)和判定,菱形的判定和性質(zhì),勾股定理等.
13.(2024·四川成都·模擬預(yù)測)如圖,拋物線與y軸交于點(diǎn)C,與x軸交于點(diǎn)和點(diǎn)B(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)).
(1)求拋物線的解析式;
(2)無論a取何值,拋物線一定經(jīng)過兩個(gè)定點(diǎn)M,N(點(diǎn)M在點(diǎn)N的左側(cè)),點(diǎn)H是線段上一點(diǎn),連接,當(dāng)為直角三角形時(shí),求點(diǎn)H的坐標(biāo);
(3)在(2)的條件下,點(diǎn)P是線段上一點(diǎn),則在平面直角坐標(biāo)系中是否存在一點(diǎn)Q(),使得以為頂點(diǎn)且以為邊的四邊形是菱形?若存在,求出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)
(2),
(3)存在,點(diǎn)Q的坐標(biāo)為或
【分析】(1)將A代入即可求解;
(2)根據(jù)解析式確定拋物線必過定點(diǎn)和,,分為①當(dāng)時(shí),②當(dāng)時(shí),兩種情況分別畫圖求解即可;
(3)求出直線的解析式,設(shè)P,Q,分為①,②,兩種情況分別求解即可;
【詳解】(1)解:將代入,
解得,
;
(2),
當(dāng)或者時(shí),,
無論a為何值,拋物線必過定點(diǎn)和,
點(diǎn)M和點(diǎn)C重合,
,
①當(dāng)時(shí),如圖1,為等腰直角三角形,
,
②當(dāng)時(shí),如圖2,為等腰直角三角形,
;
圖1 圖2
(3)直線的解析式為,過點(diǎn)A,C,
求得直線的解析式為,
設(shè)P,Q,
M,H1,
①如圖3,,
,
解得,
P1,
根據(jù)菱形性質(zhì),可以得出Q1,
②如圖4,,
,
解得,
P2,
根據(jù)菱形性質(zhì),可以得出Q2,
綜上所述:點(diǎn)Q的坐標(biāo)為或.
圖3 圖4
【點(diǎn)睛】本題考查二次函數(shù)綜合應(yīng)用,涉及待定系數(shù)法,三角形面積,菱形的判定與性質(zhì)等知識(shí)解題的關(guān)鍵是用含字母的代數(shù)式便是相關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo)和相關(guān)線段的長度及方程思想的應(yīng)用.
14.(2024·山東棗莊·一模)如圖,二次函數(shù)的圖象交x軸于點(diǎn)A,B,交y軸于點(diǎn)C,點(diǎn)B的坐標(biāo)為,對(duì)稱軸是直線,點(diǎn)P是x軸上一動(dòng)點(diǎn),軸,交直線于點(diǎn)M,交拋物線于點(diǎn)N.
(1)求這個(gè)二次函數(shù)的解析式;
(2)若點(diǎn)P在線段上運(yùn)動(dòng)(點(diǎn)P與點(diǎn)A、點(diǎn)O不重合),求四邊形面積的最大值,并求出此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo).
(3)若點(diǎn)P在x軸上運(yùn)動(dòng),則在y軸上是否存在點(diǎn)Q,使以M、N、C、Q為頂點(diǎn)的四邊形是菱形?若存在,請(qǐng)直接寫出所有滿足條件的點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)
(2),
(3)或或
【分析】(1)待定系數(shù)法結(jié)合二次函數(shù)的對(duì)稱軸公式進(jìn)行求解即可;
(2)設(shè),可得的長,利用分割法將四邊形的面積轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)求最值即可;
(3)分和兩種情況進(jìn)行討論求解即可.
【詳解】(1)解:∵拋物線的對(duì)稱軸為直線,
∴,
又拋物線經(jīng)過點(diǎn),
∴,
解得:,
∴拋物線的解析式為:;
(2)∵拋物線的對(duì)稱軸為直線,
∴點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)為,
∵,當(dāng)時(shí),,
∴,
∴;
設(shè)直線的解析式為,
把,代入,得:,
∴直線的解析式為,
設(shè)點(diǎn),則:,,
∴,
∴,
∴四邊形面積,
∴當(dāng)時(shí),四邊形面積最大為,此時(shí)點(diǎn).
(3)存在:設(shè)點(diǎn),則:,,
∵,
∴,,,
∵軸,
∵軸,
∴,
∴為菱形的邊,
當(dāng)時(shí),則:,
解得:(不合題意,舍去),或,
∵
∴
∴或
∴或;
當(dāng)時(shí),則:,
解得:(舍去)或;
∴,
∴;
綜上或或.
【點(diǎn)睛】本題考查二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,涉及待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,分割法求面積,菱形的性質(zhì)等知識(shí)點(diǎn),綜合性強(qiáng),屬于中考?jí)狠S題,解題的關(guān)鍵是正確的求出函數(shù)解析式,利用數(shù)形結(jié)合和分類討論的思想進(jìn)行求解.
15.(2024·甘肅天水·二模)如圖,二次函數(shù)的圖象交軸于點(diǎn),交軸于點(diǎn),點(diǎn)的坐標(biāo)為,對(duì)稱軸是直線,點(diǎn)是軸上一動(dòng)點(diǎn),軸,交直線于點(diǎn),交拋物線于點(diǎn).
(1)求這個(gè)二次函數(shù)的解析式;
(2)若點(diǎn)在線段上運(yùn)動(dòng)(點(diǎn)與點(diǎn)、點(diǎn)不重合),求四邊形面積的最大值,并求出此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)若點(diǎn)在軸上運(yùn)動(dòng),則在軸上是否存在點(diǎn),使以為頂點(diǎn)的四邊形是菱形?若存在,請(qǐng)直接寫出所有滿足條件的點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)
(2)面積最大值為,此時(shí)
(3)的坐標(biāo)為或或
【分析】本題考查二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,涉及待定系數(shù)法,三角形面積,四邊形面積,菱形的性質(zhì).
(1)由拋物線對(duì)稱軸是,點(diǎn)的坐標(biāo)為,得,再用兩點(diǎn)式即可;
(2)連接,設(shè),則,由再結(jié)合二次函數(shù)的性質(zhì)即可;
(3)由,得直線解析式為,當(dāng)為頂點(diǎn)的四邊形是菱形時(shí),是一組對(duì)邊,分兩種情況,①當(dāng)為對(duì)角線時(shí),②當(dāng)為對(duì)角線時(shí),分別列出方程組解出未知數(shù)即可.
【詳解】(1)解:拋物線對(duì)稱軸是,點(diǎn)的坐標(biāo)為,
,
二次函數(shù)的解析式;
(2)如圖,連接,
設(shè),則,
在中,令,得,
,
,
,
,
當(dāng)時(shí),面積取最大值,此時(shí);
(3)在軸上存在點(diǎn),使以為頂點(diǎn)的四邊形是菱形,理由如下:
由,得直線解析式為,
設(shè),則,
,
當(dāng)為頂點(diǎn)的四邊形是菱形時(shí),是一組對(duì)邊,
①當(dāng)為對(duì)角線時(shí),的中點(diǎn)重合,且,
,
解得(舍去,此時(shí)與重合)或,
,
②當(dāng)為對(duì)角線時(shí),的中點(diǎn)重合,且,
,
解得(舍去)或或,
或.
綜上,的坐標(biāo)為或或.
16.(2023·西藏·中考真題)在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線與x軸交于,兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖甲,在y軸上找一點(diǎn)D,使為等腰三角形,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)D的坐標(biāo);
(3)如圖乙,點(diǎn)P為拋物線對(duì)稱軸上一點(diǎn),是否存在P、Q兩點(diǎn)使以點(diǎn)A,C,P,Q為頂點(diǎn)的四邊形是菱形?若存在,求出P、Q兩點(diǎn)的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1);
(2)或或或;
(3)存在,,或,或,或或
【分析】(1)將,代入,求出,即可得出答案;
(2)分別以點(diǎn)為頂點(diǎn)、以點(diǎn)為頂點(diǎn)、當(dāng)以點(diǎn)為頂點(diǎn),計(jì)算即可;
(3)拋物線的對(duì)稱軸為直線,設(shè),,求出,,,分三種情況:以為對(duì)角線或以為對(duì)角線或以為對(duì)角線.
【詳解】(1)解:(1)∵,兩點(diǎn)在拋物線上,
∴
解得,,
∴拋物線的解析式為:;
(2)令,
∴,
由為等腰三角形,如圖甲,
當(dāng)以點(diǎn)為頂點(diǎn)時(shí),,點(diǎn)與原點(diǎn)重合,
∴;
當(dāng)以點(diǎn)為頂點(diǎn)時(shí),,是等腰中線,
∴,
∴;
當(dāng)以點(diǎn)為頂點(diǎn)時(shí),
∴點(diǎn)D的縱坐標(biāo)為或,
∴綜上所述,點(diǎn)D的坐標(biāo)為或或或.
(3)存在,理由如下:
拋物線的對(duì)稱軸為:直線,
設(shè),,
∵,
則,
,
,
∵以為頂點(diǎn)的四邊形是菱形,
∴分三種情況:以為對(duì)角線或以為對(duì)角線或以為對(duì)角線,
當(dāng)以為對(duì)角線時(shí),則,如圖1,
∴,
解得:,
∴或
∵四邊形是菱形,
∴與互相垂直平分,即與的中點(diǎn)重合,
當(dāng)時(shí),
∴,
解得:,
∴
當(dāng)時(shí),
∴,
解得:,
∴
以為對(duì)角線時(shí),則,如圖2,
∴,
解得:,
∴,
∵四邊形是菱形,
∴與互相垂直平分,即與中點(diǎn)重合,
∴,
解得:,
∴;
當(dāng)以為對(duì)角線時(shí),則,如圖3,
∴,
解得:,
∴,
∵四邊形是菱形,
∴與互相垂直平分,即與的中點(diǎn)重合,
∴,
解得:
∴,
綜上所述,符合條件的點(diǎn)P、Q的坐標(biāo)為: ,或,或,或或
【點(diǎn)睛】本題是二次函數(shù)綜合題,考查了解析式的求法、等腰三角形的判定、菱形的性質(zhì)、坐標(biāo)與圖形的性質(zhì)、分類討論等知識(shí),熟練掌握菱形的性質(zhì)和坐標(biāo)與圖形的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
17.(2023·四川廣安·中考真題)如圖,二次函數(shù)的圖象交軸于點(diǎn),交軸于點(diǎn),點(diǎn)的坐標(biāo)為,對(duì)稱軸是直線,點(diǎn)是軸上一動(dòng)點(diǎn),軸,交直線于點(diǎn),交拋物線于點(diǎn).
(1)求這個(gè)二次函數(shù)的解析式.
(2)若點(diǎn)在線段上運(yùn)動(dòng)(點(diǎn)與點(diǎn)、點(diǎn)不重合),求四邊形面積的最大值,并求出此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo).
(3)若點(diǎn)在軸上運(yùn)動(dòng),則在軸上是否存在點(diǎn),使以、為頂點(diǎn)的四邊形是菱形?若存在,請(qǐng)直接寫出所有滿足條件的點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)
(2)最大值為,此時(shí)
(3)或或
【分析】(1)先根據(jù)二次函數(shù)對(duì)稱軸公式求出,再把代入二次函數(shù)解析式中進(jìn)行求解即可;
(2)先求出,,則,,求出直線的解析式為,設(shè),則,,則;再由得到,故當(dāng)時(shí),最大,最大值為,此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為;
(3)分如圖3-1,圖3-2,圖3-3,圖3-4,圖3-5,圖3-6所示,為對(duì)角線和邊,利用菱形的性質(zhì)進(jìn)行列式求解即可.
【詳解】(1)解:∵二次函數(shù)的對(duì)稱軸為直線,
∴,
∴,
∵二次函數(shù)經(jīng)過點(diǎn),
∴,即,
∴,
∴二次函數(shù)解析式為;
(2)解:∵二次函數(shù)經(jīng)過點(diǎn),且對(duì)稱軸為直線,
∴,
∴,
∵二次函數(shù)與y軸交于點(diǎn)C,
∴,
∴;
設(shè)直線的解析式為,
∴,
∴,
∴直線的解析式為,
設(shè),則,,
∴;
∵,
∴
,
∵,
∴當(dāng)時(shí),最大,最大值為,
∴此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為;
(3)解:設(shè),則,,
∵軸,
∴軸,即,
∴是以、為頂點(diǎn)的菱形的邊;
如圖3-1所示,當(dāng)為對(duì)角線時(shí),
∵,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴軸,
∴軸,即軸,
∴點(diǎn)C與點(diǎn)N關(guān)于拋物線對(duì)稱軸對(duì)稱,
∴點(diǎn)N的坐標(biāo)為,
∴,
∴;
如圖3-2所示,當(dāng)為邊時(shí),則,
∵,,
∴,
∴,
解得或(舍去),
∴,
∴;
如圖3-3所示,當(dāng)為邊時(shí),則,
同理可得,
∴,
解得或(舍去),
∴,
∴;
如圖3-4所示,當(dāng)為邊時(shí),則,
同理可得,
解得(舍去)或(舍去);
如圖3-5所示,當(dāng)為對(duì)角線時(shí),
∴,
∵,
∴,
∴,
∴軸,
∴軸,這與題意相矛盾,
∴此種情形不存在
如圖3-6所示,當(dāng)為對(duì)角線時(shí),設(shè)交于S,
∵軸,
∴,
∵,
∴,這與三角形內(nèi)角和為180度矛盾,
∴此種情況不存在;
綜上所述,或或.
【點(diǎn)睛】本題主要考查了二次函數(shù)綜合,一次函數(shù)與幾何綜合,菱形的性質(zhì),勾股定理,求二次函數(shù)解析式等等,利用分類討論的思想求解是解題的關(guān)鍵.
18.(2024九年級(jí)上·全國·專題練習(xí))如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,二次函數(shù)的圖像與軸交于、兩點(diǎn),點(diǎn)在原點(diǎn)的左側(cè),點(diǎn)的坐標(biāo)為,與軸交于點(diǎn),點(diǎn)是直線下方的拋物線上一動(dòng)點(diǎn).
(1)求這個(gè)二次函數(shù)的表達(dá)式.
(2)連接、,并把沿翻折,得到四邊形,那么是否存在點(diǎn),使四邊形為菱形?若存在,請(qǐng)求出此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
(3)當(dāng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到什么位置時(shí),四邊形的面積最大?求出此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo)和四邊形的最大面積.
【答案】(1)
(2)存在,
(3)點(diǎn)的坐標(biāo)為,四邊形的面積的最大值為
【分析】(1)將,代入,可得關(guān)于,的二元一次方程,求解可得拋物線的解析式;
(2)設(shè),則,由菱形的性質(zhì)可知垂直平分,求出的中點(diǎn)坐標(biāo)為,則,求出即可得出點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)過點(diǎn)作軸交于點(diǎn),交軸于點(diǎn),求出點(diǎn)坐標(biāo),則,設(shè),則,則可求,所以,當(dāng)時(shí),四邊形的面積最大.
【詳解】(1)解:∵,在二次函數(shù)的圖像上,
∴,
解得:,
∴二次函數(shù)的表達(dá)式為;
(2)存在點(diǎn),使四邊形為菱形,理由如下:
設(shè),則,交于,
∵四邊形是菱形,
∴垂直平分,
∵,
∴的中點(diǎn)坐標(biāo)為,
∴,
解得:,(負(fù)值不合題意,舍去),
∴點(diǎn)的坐標(biāo)為;
(3)過點(diǎn)作軸交于點(diǎn),交軸于點(diǎn),
∴軸,
∵二次函數(shù)的圖像與軸交于、兩點(diǎn),點(diǎn)在原點(diǎn)的左側(cè),
當(dāng)時(shí),得,
解得:,,
∴,
∵,,
∴,,,
∴,
設(shè)直線的解析式為,過點(diǎn),,
∴,
解得:,
∴直線的解析式為,
設(shè),則,
∴,
∴,
∴,
∴當(dāng)時(shí),四邊形的面積最大,最大值為,
此時(shí)P點(diǎn)的坐標(biāo)為,
∴當(dāng)點(diǎn)的坐標(biāo)為時(shí),四邊形的面積的最大值為.
【點(diǎn)睛】本題是二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,考查了待定系數(shù)法確定二次函數(shù)的解析式和一次函數(shù)解析式,函數(shù)圖像上點(diǎn)的坐標(biāo)特征,菱形的性質(zhì),中點(diǎn)坐標(biāo),二次函數(shù)的最值,三角形和四邊形的面積等知識(shí)點(diǎn).熟練掌握二次函數(shù)的圖像及性質(zhì),菱形的對(duì)稱性,及三角形面積的計(jì)算是解題的關(guān)鍵.
19.(2023·遼寧錦州·中考真題)如圖,拋物線交軸于點(diǎn)和,交軸于點(diǎn),頂點(diǎn)為.
(1)求拋物線的表達(dá)式;
(2)若點(diǎn)在第一象限內(nèi)對(duì)稱右側(cè)的拋物線上,四邊形的面積為,求點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)在(2)的條件下,若點(diǎn)是對(duì)稱軸上一點(diǎn),點(diǎn)是坐標(biāo)平面內(nèi)一點(diǎn),在對(duì)稱軸右側(cè)的拋物線上是否存在點(diǎn),使以,,,為頂點(diǎn)的四邊形是菱形,且,如果存在,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)的坐標(biāo);如果不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,點(diǎn)G的坐標(biāo)為或
【分析】(1)根據(jù)待定系數(shù)法求解即可;
(2)方法一:連接,過點(diǎn)作軸交于點(diǎn).先求得直線的表達(dá)式為:.再設(shè),,則,利用面積構(gòu)造一元二次方程求解即可得解;方法二:令拋物線的對(duì)稱軸與軸交于點(diǎn),過點(diǎn)作軸于點(diǎn),設(shè),利用面積構(gòu)造一元二次方程求解即可得解;
(3)如下圖,連接,,由菱形及等邊三角形的性質(zhì)證明得.從而求得直線的表達(dá)式為:.聯(lián)立方程組求解,又連接,,,證.得,又證.得.進(jìn)而求得直線的表達(dá)式為:.聯(lián)立方程組求解即可.
【詳解】(1)解:∵拋物線經(jīng)過點(diǎn),,
∴,解得.
∴拋物線的表達(dá)式為:.
(2)解:方法一:如下圖,連接,過點(diǎn)作軸交于點(diǎn).
∵
,
∴.
令中,則,
解得或,
∴,
設(shè)直線為,
∵過點(diǎn),,,
∴,
解得,
∴直線的表達(dá)式為:.
設(shè),,
∴
.
∴
.
∵,
∴.
整理得,解得.
∴.
方法二:
如下圖,
拋物線的對(duì)稱軸與軸交于點(diǎn),過點(diǎn)作軸于點(diǎn),
設(shè),
∴,
∴
.
∵,
∴.
整理得,解得.
∴.
(3)解:存在,點(diǎn)的坐標(biāo)為或.
如下圖,連接,,
∵四邊形是菱形,,
∴,
∵,
∴是等邊三角形.
∴,
∵,,,
∴,,點(diǎn)與點(diǎn)關(guān)于對(duì)稱軸對(duì)稱,
∴,,
∴是等邊三角形,,
∴,
∴即,,
∴.
∴.
∴直線的表達(dá)式為:.
與拋物線表達(dá)式聯(lián)立得.
∴點(diǎn)坐標(biāo)為.
如下圖,連接,,,
同理可證:是等邊三角形,是等邊三角形,.
∴,
∵,,
∴.
∴.
∴.
∴直線的表達(dá)式為:.
與拋物線表達(dá)式聯(lián)立得.
∴點(diǎn)坐標(biāo)為.
【點(diǎn)睛】本題主要考查了二次函數(shù)的圖像及性質(zhì),菱形的性質(zhì),等邊三角形的判定及性質(zhì),待定系數(shù)法求一次函數(shù)與二次函數(shù)的解析式,一元二次方程的應(yīng)用,解二元一次方程組,熟練掌握二次函數(shù)的圖像及性質(zhì),菱形的性質(zhì),等邊三角形的判定及性質(zhì),待定系數(shù)法求一次函數(shù)與二次函數(shù)的解析式是解題的關(guān)鍵.
20.(2024·山東淄博·一模)如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線與x軸交于點(diǎn),,與y軸交于點(diǎn),點(diǎn)D為拋物線的頂點(diǎn).
(1)求該拋物線的表達(dá)式及頂點(diǎn)D的坐標(biāo);
(2)如圖2,已知經(jīng)過點(diǎn)A的直線與拋物線在第一象限交于點(diǎn)E,與y軸交于點(diǎn)F,連接.當(dāng)時(shí),求點(diǎn)E的坐標(biāo);
(3)如圖3,在(2)的條件下,將直線與y軸的交點(diǎn)F向下平移個(gè)單位長度得到點(diǎn)P.
①連接,求的度數(shù);
②將繞點(diǎn)O逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一定的角度得到,直線與x軸交于點(diǎn)M.設(shè)點(diǎn)N為平面直角坐標(biāo)系內(nèi)的任意一點(diǎn),問在旋轉(zhuǎn)過程中是否存在某個(gè)位置,使得四邊形為菱形?若存在,請(qǐng)直接寫出所有滿足條件的點(diǎn)N的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)拋物線解析式為;頂點(diǎn)D的坐標(biāo)為
(2)
(3);所有滿足條件的點(diǎn)N的坐標(biāo)為或或或
【分析】(1)利用待定系數(shù)法求解即可;
(2)連接,在上取一點(diǎn)G,使,連接,過點(diǎn)A作,交拋物線于點(diǎn)E,,此時(shí)點(diǎn)D到直線的距離等于點(diǎn)B到直線距離的倍,即,根據(jù)兩點(diǎn)間距離公式先求出,從而求得直線的解析式和直線的解析式,聯(lián)立即可求解;
(3)先求出點(diǎn)P的坐標(biāo),根據(jù)即可求解;分情況討論:當(dāng)為邊時(shí)和當(dāng)為對(duì)角線時(shí),結(jié)合菱形的性質(zhì)即可求解.
【詳解】(1)解:由題意得,設(shè)拋物線解析式為,
把代入得:,解得:
∴拋物線解析式為
∴頂點(diǎn)D的坐標(biāo)為
(2)解:連接,在上取一點(diǎn)G,使,連接,過點(diǎn)A作,交拋物線于點(diǎn)E,
∴,此時(shí)點(diǎn)D到直線的距離等于點(diǎn)B到直線距離的倍,即
∵,
∴,
∴,
設(shè)直線的解析式為,
∴,解得,
∴直線的解析式為,
設(shè),
∴,解得:或(舍)
∴,
設(shè)直線的解析式為,
∴,解得,
∴直線的解析式為,
∵,
∴設(shè)直線的解析式為,
代入得:,
∴直線的解析式為,
聯(lián)立得:,解得或(舍)
當(dāng)時(shí),
∴;
(3)解:①∵直線的解析式為,
令,得,∴
∴將直線與y軸的交點(diǎn)F向下平移個(gè)單位長度得到點(diǎn)
∵
∴,
∴;
②由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)可得:,
當(dāng)為邊時(shí),
設(shè),
當(dāng)時(shí),是等邊三角形,
∴,解得:,
∴或
∴,或
∴,,即,或,,,
解得:,或,
∴或;
當(dāng)為對(duì)角線時(shí),
當(dāng)時(shí),
∴,
∴,
∴
∴或;
綜上所述:所有滿足條件的點(diǎn)N的坐標(biāo)為或或或
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)的綜合問題,也考查了解直角三角形,旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),等邊三角形的性質(zhì),等腰三角形的性質(zhì),一次函數(shù)的性質(zhì),以及坐標(biāo)與圖形,解題的關(guān)鍵是熟練掌握?qǐng)D形的運(yùn)動(dòng)問題,正確的確定點(diǎn)的位置是關(guān)鍵;注意運(yùn)用數(shù)形結(jié)合的思想,分類討論的思想進(jìn)行解題.
題型三:矩形存在性
1.(2023·內(nèi)蒙古·中考真題)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線與軸的交點(diǎn)分別為和(點(diǎn)在點(diǎn)的左側(cè)),與軸交于點(diǎn),點(diǎn)是直線上方拋物線上一動(dòng)點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖1,過點(diǎn)作軸平行線交于點(diǎn),過點(diǎn)作軸平行線交軸于點(diǎn),求的最大值及點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)如圖2,設(shè)點(diǎn)為拋物線對(duì)稱軸上一動(dòng)點(diǎn),當(dāng)點(diǎn),點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),在坐標(biāo)軸上確定點(diǎn),使四邊形為矩形,求出所有符合條件的點(diǎn)的坐標(biāo).
【答案】(1)
(2)的最大值為,點(diǎn)的坐標(biāo)為
(3)符合條件的點(diǎn)坐標(biāo)為:或
【分析】(1)利用待定系數(shù)法即可求解;
(2)先求得直線的解析式,設(shè),則,,得到,利用二次函數(shù)的性質(zhì)求解即可;
(3)先求得拋物線的頂點(diǎn),對(duì)稱軸為,分當(dāng)點(diǎn)在軸上和點(diǎn)在軸負(fù)半軸上時(shí),兩種情況討論,當(dāng)點(diǎn)在軸負(fù)半軸上時(shí),證明,求得,再證明,求得點(diǎn)的坐標(biāo)為,由點(diǎn)在拋物線上,列式計(jì)算求解即可.
【詳解】(1)解:∵拋物線與軸交于點(diǎn),與軸交于點(diǎn)
解得
拋物線的解析式為:;
(2)解:當(dāng)時(shí),,
解得,,
∴,
設(shè)直線的解析式為:,
把,代入得:,
解得
∴直線的解析式為,
設(shè),
∵軸,
∴點(diǎn)的縱坐標(biāo)為,
又∵點(diǎn)在直線上,
∴,,
∴,
∴,
∵軸,
∴,
∴,
∵,,
∴當(dāng)時(shí),有最大值,最大值為,
當(dāng)時(shí),,
∴點(diǎn)的坐標(biāo)為;
答:的最大值為,點(diǎn)的坐標(biāo)為;
(3)解:,
則拋物線的頂點(diǎn),對(duì)稱軸為,
情況一:當(dāng)點(diǎn)在軸上時(shí),為拋物線的頂點(diǎn),
∵四邊形為矩形,
∴與縱坐標(biāo)相同,
∴;
情況二:當(dāng)點(diǎn)在軸負(fù)半軸上時(shí),四邊形為矩形,
過作軸的垂線,垂足為,過作軸的垂線,垂足為,
設(shè),則,
∴,,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∵拋物線對(duì)稱軸為,點(diǎn)在對(duì)稱軸上,,
∴,,
∴,即,
∵,,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴點(diǎn)的坐標(biāo)為,
∵點(diǎn)在拋物線上,
∴,
解得,(舍去),
∴,
綜上所述:符合條件的點(diǎn)坐標(biāo)為:或.
【點(diǎn)睛】本題考查二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,涉及待定系數(shù)法,相似三角形的判定和性質(zhì),矩形的性質(zhì)等知識(shí),解題的關(guān)鍵是方程思想的應(yīng)用.
2.(22-23九年級(jí)上·重慶開州·期末)如圖1,拋物線與x軸交于,,與y軸交于點(diǎn)C.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖2,點(diǎn)P、Q為直線下方拋物線上的兩點(diǎn),點(diǎn)Q的橫坐標(biāo)比點(diǎn)P的橫坐標(biāo)大1,過點(diǎn)P作軸,交于點(diǎn)M,過點(diǎn)Q作軸交于點(diǎn)N,求的最大值及此時(shí)點(diǎn)Q的坐標(biāo);
(3)如圖3,將拋物線先向右平移1個(gè)單位長度,再向下平移1個(gè)單位長度得到新的拋物線,在的對(duì)稱軸上有一點(diǎn)D,坐標(biāo)平面內(nèi)有一點(diǎn)E,使得以點(diǎn)B、C、D、E為頂點(diǎn)的四邊形是矩形,且為矩形一邊,求出此時(shí)所有滿足條件的點(diǎn)E的坐標(biāo).
【答案】(1)
(2),
(3)或
【分析】(1)直接運(yùn)用待定系數(shù)法即可解答;
(2)設(shè),則,進(jìn)而得到;再表示出,最后根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)即可解答;
(3)分兩種情況:當(dāng)為矩形一邊時(shí),且點(diǎn)D在x軸的下方,過D作,當(dāng)為矩形一邊時(shí),且點(diǎn)D在x軸的上方,分別根據(jù)等腰直角三角形的性質(zhì)、平移和矩形的判定定理解答即可.
【詳解】(1)解:把和代入,得:
,
解得:,
∴拋物線的解析式為;
(2)解:拋物線()與y軸交于點(diǎn)C,令,則,
∴C點(diǎn)的坐標(biāo)為,設(shè)直線的解析式為,把B、C點(diǎn)的坐標(biāo)代入得:
,
解得:,
∴直線的解析式為,
點(diǎn)P、Q為直線下方拋物線上的兩點(diǎn),設(shè),則,
∴,,
∴,,
∴,
當(dāng)時(shí),,
∴;
(3)解:由題意可得:,
∴的對(duì)稱軸為,
∴拋物線與y軸交于點(diǎn)C.
∴,
∵,
∴,,
當(dāng)為矩形一邊時(shí),且點(diǎn)D在x軸的下方,過D作,如圖所示:
∵D在的對(duì)稱軸為,
∴,
∴,,即點(diǎn),
∴點(diǎn)C向右平移2個(gè)單位、向下平移2個(gè)單位可得到點(diǎn)D,則點(diǎn)B向右平移2個(gè)單位、向下平移2個(gè)單位可得到;
當(dāng)為矩形一邊時(shí),且點(diǎn)D在x軸的上方,如圖所示:
設(shè)的對(duì)稱軸為與x軸交于F,
∵D在的對(duì)稱軸為,
∴,
∴,
∵,即,
∴,即點(diǎn),
∴點(diǎn)B向左平移1個(gè)單位、向上平移1個(gè)單位可得到點(diǎn)D,則點(diǎn)C向左平移1個(gè)單位、向上平移1個(gè)單位可得到點(diǎn);
綜上分析可知,點(diǎn)E的坐標(biāo)為:或.
【點(diǎn)睛】本題主要考查了運(yùn)用待定系數(shù)法求解析式、運(yùn)用二次函數(shù)的性質(zhì)求最值、二次函數(shù)與幾何的綜合等知識(shí)點(diǎn),掌握二次函數(shù)的性質(zhì)和矩形的判定定理是解答本題的關(guān)鍵.
3.(2024·遼寧沈陽·模擬預(yù)測)【生活情境】
為美化校園環(huán)境,某學(xué)校根據(jù)地形情況,要對(duì)景觀帶中一個(gè)長,寬的長方形水池進(jìn)行加長改造(如圖①,改造后的水池仍為長方形,以下簡稱水池.同時(shí),再建造一個(gè)周長為的矩形水池(如圖②,以下簡稱水池.
【建立模型】
如果設(shè)水池的邊加長長度為,加長后水池1的總面積為,則關(guān)于的函數(shù)解析式為:;設(shè)水池2的邊的長為,面積為,則關(guān)于的函數(shù)解析式為:,上述兩個(gè)函數(shù)在同一平面直角坐標(biāo)系中的圖象如圖③.
【問題解決】
(1)求水池2面積的最大值;
(2)當(dāng)水池1的面積大于水池2的面積時(shí),求的取值范圍;
【數(shù)學(xué)抽象】
(3)在圖③的圖象中,點(diǎn)是拋物線上一點(diǎn),點(diǎn)是拋物線對(duì)稱軸上一點(diǎn)(點(diǎn)不與頂點(diǎn)重合),點(diǎn)在坐標(biāo)平面內(nèi),當(dāng)四邊形是矩形且,請(qǐng)求出點(diǎn)的橫坐標(biāo).
【答案】(1)水池2面積的最大值是9;(2)水池1的面積大于水池2的面積時(shí),x(m)的取值范圍是或;(3)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為或或.
【分析】
(1)配成頂點(diǎn)式,即可求解;
(2)由題意得:,即可求解;
(3)分點(diǎn)P在直線上方,和點(diǎn)P在直線下方,兩種情況討論,證明,則,列式計(jì)算即可求解.
【詳解】
解:(1)∵,
∴水池2面積的最大值是9;
(2)由圖象得,兩函數(shù)交于點(diǎn)C,E,所以,表示兩個(gè)水池面積相等的點(diǎn)是C,E;
聯(lián)立方程組,
解得,,,
∴,,
∴水池1的面積大于水池2的面積時(shí),x(m)的取值范圍是或,
(3)∵,
∴對(duì)稱軸為直線,
設(shè)點(diǎn),
當(dāng)點(diǎn)P在直線上方,
過點(diǎn)和分別作對(duì)稱軸直線的垂線,垂足分別為和,
∵,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
;
當(dāng)點(diǎn)P在直線下方,
過點(diǎn)作對(duì)稱軸直線的垂線,點(diǎn)和分別作的垂線,垂足分別為和,
同理,,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
,
解得,.
不符題意,舍去.
∴,
∴點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為或或.
【點(diǎn)睛】
本題主要考查了一次函數(shù)的圖象與性質(zhì),一次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)的特征,二次函數(shù)圖象的性質(zhì),二次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)的特征,圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)的實(shí)際意義,配方法求二次函數(shù)的極值,二次函數(shù)與二次方程的聯(lián)系,充分理解函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)的數(shù)學(xué)意義是解題的關(guān)鍵.
4.(23-24九年級(jí)下·湖北咸寧·階段練習(xí))已知:如圖,拋物線與軸交于兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn),,頂點(diǎn)為.
(1)求此拋物線的解析式:
(2)在直線下方的拋物線上,是否存在一點(diǎn),使四邊形的面積最大?最大面積是多少?
(3)點(diǎn)在軸上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)是坐標(biāo)平面上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),是否存在這樣的點(diǎn)和點(diǎn),使點(diǎn)構(gòu)成矩形,若存在,求出點(diǎn)的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)
(2)存在,
(3)存在,,或,或或,
【分析】(1)由題意得出,,再利用待定系數(shù)法求解即可;
(2)待定系數(shù)法求出直線的解析式為:,求出點(diǎn),則,求出,作軸交于,設(shè)點(diǎn),則,,表示出,再根據(jù),由二次函數(shù)的性質(zhì)即可得出答案;
(3)分三種情況:當(dāng)四邊形為矩形時(shí);當(dāng)四邊形為矩形時(shí);當(dāng)為對(duì)角線時(shí);分別求解即可得出答案.
【詳解】(1)解:,
,,
將,代入得:,
解得:,
拋物線的解析式為:;
(2)解:設(shè)直線的解析式為:,
將,代入解析式得:,
解得:,
直線的解析式為:,
在中,令,得出,
解得:,,
,
,
,
如圖,作軸交于,
設(shè)點(diǎn),則,
,
,
,
,
當(dāng)時(shí),最大,為;
(3)解:,
,
設(shè)直線的解析式為,
將,代入解析式得:,
解得:,
直線的解析式為,
如圖,當(dāng)四邊形為矩形時(shí),
則,
設(shè)直線的解析式為,
將代入解析式得:,
解得:,
直線的解析式為,
令,則,
,
四邊形是矩形,
,
點(diǎn)到點(diǎn),是將點(diǎn)向右平移1個(gè)單位長度,向上平移0.5個(gè)單位長度得到,
點(diǎn)由點(diǎn)向右平移1個(gè)單位長度,向上平移0.5個(gè)單位長度得到,即;
如圖,當(dāng)四邊形為矩形時(shí),
則,
設(shè)直線的解析式為,
將代入解析式得:,
解得:,
直線的解析式為,
令,則,
,
四邊形是矩形,
,
點(diǎn)到點(diǎn),是將點(diǎn)向右平移3個(gè)單位長度,向上平移1.5個(gè)單位長度得到,
點(diǎn)由點(diǎn)向右平移3個(gè)單位長度,向上平移1.5個(gè)單位長度得到,即;
當(dāng)為對(duì)角線時(shí),設(shè),,
四邊形是矩形,
,
,
解得:或,
,或,;
綜上所述,,或,或或,.
【點(diǎn)睛】本題考查了待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式、二次函數(shù)綜合—面積問題、二次函數(shù)綜合—特殊四邊形,熟練掌握以上知識(shí)點(diǎn)并靈活運(yùn)用,采用數(shù)形結(jié)合的思想是解此題的關(guān)鍵.
5.(2023·遼寧大連·中考真題)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線上有兩點(diǎn)、,其中點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,點(diǎn)的橫坐標(biāo)為1,拋物線過點(diǎn)、.過作軸交拋物線另一點(diǎn)為點(diǎn).以、長為邊向上構(gòu)造矩形.
(1)求拋物線的解析式;
(2)將矩形向左平移個(gè)單位,向下平移個(gè)單位得到矩形,點(diǎn)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)落在拋物線上.
①求關(guān)于的函數(shù)關(guān)系式,并直接寫出自變量的取值范圍;
②直線交拋物線于點(diǎn),交拋物線于點(diǎn).當(dāng)點(diǎn)為線段的中點(diǎn)時(shí),求的值;
③拋物線與邊、分別相交于點(diǎn)、,點(diǎn)、在拋物線的對(duì)稱軸同側(cè),當(dāng)時(shí),求點(diǎn)的坐標(biāo).如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線上有兩點(diǎn),其中點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,拋物線過點(diǎn).過作軸交拋物線另一點(diǎn)為點(diǎn).以長為邊向上構(gòu)造矩形.
【答案】(1)
(2)①;②;③或
【分析】(1)根據(jù)題意得出點(diǎn),,利用待定系數(shù)法求解析式即可求解.
(2)①根據(jù)平移的性質(zhì)得出,根據(jù)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)落在拋物線上,可得,即可求解.
②根據(jù)題意得出,,求得中點(diǎn)坐標(biāo),根據(jù)題意即可求解.
③作輔助線,利用勾股定理求得,設(shè)出點(diǎn),點(diǎn)坐標(biāo),將點(diǎn)代入,求得點(diǎn)坐標(biāo),進(jìn)而根據(jù)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)落在拋物線上,即可求解.
【詳解】(1)根據(jù)題意,點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,點(diǎn)的橫坐標(biāo)為1,代入拋物線,
當(dāng)時(shí),,則,
當(dāng)時(shí),,則,
將點(diǎn),代入拋物線,
,
解得,
拋物線的解析式為.
(2)①軸交拋物線另一點(diǎn)為,
當(dāng)時(shí),,
,
矩形向左平移個(gè)單位,向下平移個(gè)單位得到矩形,點(diǎn)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)落在拋物線上.
,,
整理得,
,,
,
;
②如圖,
,,
,
,
,
由①可得,,
,的橫坐標(biāo)為,分別代入,,
,,
,
的中點(diǎn)坐標(biāo)為,
點(diǎn)為線段的中點(diǎn),
,
解得或(大于4,舍去).
③如圖,連接,過點(diǎn)作于點(diǎn),
則,
,
,
設(shè),則,,
將點(diǎn)代入,
得,
解得,
當(dāng),,
,
將代入,
解得,
或.
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,解題的關(guān)鍵是作輔助線,掌握二次函數(shù)的性質(zhì)以及掌握復(fù)雜運(yùn)算屬于中考?jí)狠S題.
6.(2024·吉林四平·模擬預(yù)測)如圖,拋物線與x軸交于、兩點(diǎn),與軸交于點(diǎn).點(diǎn)是拋物線上的任意一點(diǎn)(點(diǎn)不與點(diǎn)重合),點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,拋物線上點(diǎn)與點(diǎn)之間的部分(包含端點(diǎn))記為圖像.
(1)求出拋物線的解析式;
(2)當(dāng)時(shí),圖像的最大值與最小值的差為,求出與的函數(shù)關(guān)系式,并寫出的取值范圍;
(3)過點(diǎn)作軸于點(diǎn),點(diǎn)為軸上的一點(diǎn),縱坐標(biāo)為,以、為鄰邊構(gòu)造矩形,當(dāng)拋物線在矩形內(nèi)的部分所對(duì)應(yīng)的函數(shù)值隨的增大而減小時(shí),直接寫出的取值范圍.
【答案】(1)拋物線的解析式為;
(2);
(3)的取值范圍是或.
【分析】()用待定系數(shù)法求函數(shù)的解析式即可;
()根據(jù)的取值范圍,結(jié)合圖象分類討論即可;
()分兩種情況:當(dāng)時(shí),點(diǎn)在點(diǎn)上方,結(jié)合圖象求出,當(dāng) 時(shí),點(diǎn)在點(diǎn)上方,結(jié)合圖象求出;
本題考查了二次函數(shù)的圖象與性質(zhì),利用數(shù)形結(jié)合的思想,分類討論,熟練掌握二次函數(shù)的圖象與性質(zhì),矩形的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
【詳解】(1)將,代入,
∴,
解得:,
∴拋物線的解析式為;
(2)令,則,
∴,
∵,
∴拋物線的頂點(diǎn)為,
當(dāng)時(shí),圖象的最大值為,最小值為,
∴,
當(dāng)時(shí),圖象的最大值為,最小值為,
∴;
當(dāng) 時(shí),圖象的最大值為,最小值為,,
綜上可知:;
(3)∵軸,
∴ ,
當(dāng)時(shí),點(diǎn)在點(diǎn)上方,
∵,
∴,解得,
∵,
∴;
當(dāng)時(shí),點(diǎn)在點(diǎn)上方,
∴,
解得:或,
∵,
∴,
綜上所述:的取值范圍是或.
7.(2023·遼寧丹東·中考真題)拋物線與x軸交于點(diǎn),,與y軸交于點(diǎn)C.
(1)求拋物線的表達(dá)式;
(2)如圖,點(diǎn)D是拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),設(shè)點(diǎn)D的橫坐標(biāo)是,過點(diǎn)D作直線軸,垂足為點(diǎn)E,交直線于點(diǎn)F.當(dāng)D,E,F(xiàn)三點(diǎn)中一個(gè)點(diǎn)平分另外兩點(diǎn)組成的線段時(shí),求線段的長;
(3)若點(diǎn)P是拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(點(diǎn)P不與頂點(diǎn)重合),點(diǎn)M是拋物線對(duì)稱軸上的一個(gè)點(diǎn),點(diǎn)N在坐標(biāo)平面內(nèi),當(dāng)四邊形是矩形鄰邊之比為時(shí),請(qǐng)直接寫出點(diǎn)P的橫坐標(biāo).
【答案】(1)
(2)或
(3)或
【分析】(1)將點(diǎn),代入解析式即可求解;
(2)可求直線的解析式為,可得,,,①當(dāng)時(shí),可求,,即可求解;②當(dāng)時(shí),,,即可求解;
(3)①當(dāng)在對(duì)稱軸的左側(cè)時(shí),得到是矩形,鄰邊之比為,即,即可求解;②當(dāng)在對(duì)稱軸的右側(cè)時(shí),同理可求.
【詳解】(1)解:由題意得
解得,
故拋物線的表達(dá)式;
(2)解:當(dāng)時(shí),,
,
設(shè)直線的解析式為,則有
,
解得:,
直線的解析式為,
點(diǎn)D的橫坐標(biāo)是,過點(diǎn)D作直線軸,
,,,
①如圖,當(dāng)時(shí),
,
,
,
整理得:,
解得:,,
,
不合題意,舍去,
,
;
②如圖,當(dāng)時(shí),
,
,
,
整理得:,
解得:,(舍去),
;
綜上所述:線段的長為或.
(3)解:設(shè)點(diǎn),,
當(dāng)四邊形是矩形時(shí),則為直角,
①當(dāng)在對(duì)稱軸的左側(cè)時(shí),
如圖,過作軸交軸于,交過作軸的平行線于,
,
∵為直角,
則,
∵,
∴,
∴,
∵是矩形鄰邊之比為,即或,
即和的相似比為或,
即,
由題意得:,,
∴,
則,
即,
解得:,(不符合題意,舍去);
②當(dāng)在對(duì)稱軸的右側(cè)時(shí),
同理可得:,
解得:,
綜上,或.
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)綜合體,主要考查了二次函數(shù)的性質(zhì),待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式,矩形的性質(zhì),三角形相似的性質(zhì)等知識(shí)點(diǎn),分類求解是解答本題的關(guān)鍵.
8.(20-21九年級(jí)上·重慶沙坪壩·期中)如圖1,拋物線與x軸交于和兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C.
(1)求該拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)P是拋物線上位于直線上方的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作軸交于點(diǎn)D,過點(diǎn)P作于點(diǎn)E,過點(diǎn)E作軸于點(diǎn)F,求出的最大值及此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)如圖2,將原拋物線向左平移2個(gè)單位長度得到拋物線,與原拋物線相交于點(diǎn)M,點(diǎn)N為原拋物線對(duì)稱軸上的一點(diǎn),在平面直角坐標(biāo)系中是否存在點(diǎn)H,使以點(diǎn)A,M,N,H為頂點(diǎn)的四邊形為矩形,若存在,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)H的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)
(2),
(3)H點(diǎn)的坐標(biāo)為或或或
【分析】(1)設(shè)頂點(diǎn)式,展開得,解方程求出a即可得到拋物線解析式;
(2)根據(jù)題意推出,為等腰直角三角形,利用等腰直角三角形的性質(zhì),推出的表達(dá)式,從而建立起的函數(shù)表達(dá)式,最終利用函數(shù)法求最值;
(3)先通過勾股定理求出N點(diǎn)的坐標(biāo),再由矩形對(duì)角線的性質(zhì),直接計(jì)算H的坐標(biāo).
【詳解】(1)解:設(shè)拋物線解析式為,
即,
,
解得,
拋物線的函數(shù)表達(dá)式為;
(2)解:由(1)知,
當(dāng)時(shí),,
,
,
是等腰直角三角形,,
設(shè)直線的解析式為,
將,代入,得,
解得,
,
P是拋物線上位于直線上方的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)P作軸交于點(diǎn)D,
設(shè),則,
,其中,
如圖,延長交于點(diǎn)G,則,
由題意可得是等腰直角三角形,
,
,
,
當(dāng)時(shí),取最大值,此時(shí);
(3)解:平移后的函數(shù)解析式為,
將與聯(lián)立,得,
解得兩條拋物線交點(diǎn)M的坐標(biāo)為,
如圖,以為邊,作交對(duì)稱軸于,可構(gòu)造矩形,設(shè),
,,,
,
,
解得,
設(shè),由A,M,,四點(diǎn)的相對(duì)位置關(guān)系可得:
,
解得,
;
同理,以為邊,作交對(duì)稱軸于,可構(gòu)造矩形,設(shè),
,
,
解得,即,
設(shè),由A,M,,四點(diǎn)的相對(duì)位置關(guān)系可得:
,
解得
;
如圖,以為對(duì)角線,作交對(duì)稱軸于,可構(gòu)造矩形,設(shè),
,
,
解得,,即,,
設(shè),由A,M,,四點(diǎn)的相對(duì)位置關(guān)系可得:
,
解得,
;
設(shè),由A,M,,四點(diǎn)的相對(duì)位置關(guān)系可得:
,
解得,
;
綜上可知,H點(diǎn)的坐標(biāo)為或或或
【點(diǎn)睛】本題考查了待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,用函數(shù)法求線段和最值問題,二次函數(shù)圖象和性質(zhì),矩形性質(zhì)等知識(shí)點(diǎn),是一道關(guān)于二次函數(shù)綜合題和壓軸題,綜合性強(qiáng),難度較大;熟練掌握相關(guān)知識(shí)并靈活運(yùn)用方程思想,數(shù)形結(jié)合思想和分類討論思想是解題關(guān)鍵.
9.(2024·山西呂梁·一模)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,拋物線的對(duì)稱軸與軸于點(diǎn),過點(diǎn)作交軸于點(diǎn).
(1)求點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)點(diǎn)為拋物線上第四象限的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)作軸于點(diǎn),當(dāng)時(shí),求的長;
(3)在()的條件下,若點(diǎn)是軸上一點(diǎn),則平面內(nèi)是否存在一點(diǎn),使以為頂點(diǎn)的四邊形是矩形?若存在,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1),,;
(2);
(3)點(diǎn)的坐標(biāo)為或.
【分析】(1)令,得,從而得點(diǎn)坐標(biāo),當(dāng)時(shí),,解得或,從而即可求得、的坐標(biāo);
(2)設(shè),由,構(gòu)造方程.求得或(舍去),從而求得,再利用一次函數(shù)的性質(zhì)求的點(diǎn),利用勾股定理即可得解;
(3)分是矩形的邊和是對(duì)角線兩種情況,利用矩形的性質(zhì)、一次函數(shù)的圖像及性質(zhì)及平移的性質(zhì)求解即可.
【詳解】(1)解:中,令,得,
∴點(diǎn)坐標(biāo)為,
當(dāng)時(shí),,解得或,
∴,;
(2)解∶設(shè),
∵,
∴,,
∵,
∴.
解得或(舍去),
當(dāng)時(shí),,
∴,
設(shè)直線:,
把,代入得,
,
解得,
∴直線:,
∵,
∴設(shè):,
∵,
∴拋物線對(duì)稱軸為,
∴,
把代入,得,解得,
∴,
∴,
∵,
∴;
(3)解:存在一點(diǎn),使以為頂點(diǎn)的四邊形是矩形.點(diǎn)的坐標(biāo)為或.
(?。┊?dāng)是矩形的邊時(shí),有兩種情形:
①如解圖①,四邊形是矩形時(shí),直線與軸交于點(diǎn),
由()可知,代入中,得,
∴直線的表達(dá)式為.
∴.
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴即
∴,
∴.
根據(jù)矩形的性質(zhì),將點(diǎn)向右平移個(gè)單位,向上平移個(gè)單位得到點(diǎn),
∴,即;
②如解圖②,四邊形是矩形時(shí),
∵直線的表達(dá)式為,,
∴設(shè)直線的表達(dá)式為,
將代入,得,
∴直線的表達(dá)式為.
令,得,
∴.
根據(jù)矩形的性質(zhì)可知,將點(diǎn)向右平移個(gè)單位,向上平移個(gè)單位得到點(diǎn),
∴,即.
(ⅱ)當(dāng)是對(duì)角線時(shí),設(shè),
∵,,
則,,,
∵是直角頂點(diǎn),
∴,即
整理得,方程無解,此種情形不存在,
綜上所述,滿足條件的點(diǎn)坐標(biāo)為或.
【點(diǎn)睛】本題主要考查了二次函數(shù)的性質(zhì),待定系數(shù)法求一次函數(shù)及一次函數(shù)的性質(zhì),勾股定理,平移的性質(zhì),熟練掌握矩形的性質(zhì)及待定系數(shù)法求一次函數(shù)是解題的關(guān)鍵.
10.(2024·山西晉城·二模)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.
(1)求,,三點(diǎn)的坐標(biāo)并直接寫出直線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)點(diǎn)是第四象限內(nèi)拋物線上一點(diǎn),過點(diǎn)作軸,交拋物線于點(diǎn),當(dāng)平分時(shí),求點(diǎn)坐標(biāo).
(3)若點(diǎn)是拋物線對(duì)稱軸上的一點(diǎn),點(diǎn)為平面內(nèi)一點(diǎn),當(dāng)以點(diǎn),,,為頂點(diǎn)的四邊形為矩形時(shí),請(qǐng)直接寫出點(diǎn)的坐標(biāo).
【答案】(1),,,
(2)
(3)或或或
【分析】(1)分別令,,通過解一元二次方程即可得出,,三點(diǎn)的坐標(biāo),然后再利用待定系數(shù)法即可確定直線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)如圖,設(shè)直線交拋物線對(duì)稱軸于點(diǎn),直線交拋物線對(duì)稱軸于點(diǎn),交于點(diǎn),得,,證明,得到,確定,繼而確定,確定直線的解析式為,最后解聯(lián)立方程即可;
(3)設(shè),分三種情況:①當(dāng)為矩形的對(duì)角線;②當(dāng)為矩形的邊;③當(dāng)為矩形的邊,分別討論即可.
【詳解】(1)解:∵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),
當(dāng)時(shí),得,解得:,,
當(dāng)時(shí),得,
∴,,,
設(shè)直線的解析式為,過點(diǎn),,
∴,
解得:,
∴直線的解析式為,
綜上,點(diǎn),,的坐標(biāo)分別為,,;直線的解析式為;
(2)如圖,設(shè)直線交拋物線對(duì)稱軸于點(diǎn),直線交拋物線對(duì)稱軸于點(diǎn),交于點(diǎn),
∵拋物線的解析式為,
∴該拋物線的對(duì)稱軸為,
∵軸,,
∴,,
∴
∵平分,
∴
∴,
∴,
∴,
∵直線:與直線:交于點(diǎn),
當(dāng)時(shí),得:,
∴,
∴,
∴點(diǎn)的縱坐標(biāo)為:,
∴,
設(shè)直線的解析式為,過點(diǎn),,
∴,
解得:,
∴直線的解析式為,
∵點(diǎn)是第四象限內(nèi)拋物線上一點(diǎn),且在直線:上,
∴,
解得:,(不符合題意,舍去),
∴;
(3)∵,,
∴,,
∴,
∵以點(diǎn),,,為頂點(diǎn)的四邊形為矩形,設(shè),
①如圖,當(dāng)為矩形的對(duì)角線時(shí),設(shè)對(duì)角線與交于點(diǎn),
∴,點(diǎn)的坐標(biāo)為,即,
∴,
解得:或,
此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo)為或;
②如圖,連接并延長交拋物線對(duì)稱軸于點(diǎn),
∵,,,
∴,,,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
當(dāng)為矩形的邊時(shí),
設(shè)直線的解析式為,過點(diǎn),,
∴,
解得:,
∴直線的解析式為,
∵直線:與拋物線對(duì)稱軸:交于點(diǎn),
當(dāng)時(shí),得:,
此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo)為;
③如圖,當(dāng)為矩形的邊時(shí),設(shè)交拋物線對(duì)稱軸于點(diǎn),
∴,
設(shè)直線的解析式為,過點(diǎn),
當(dāng)時(shí),得,
解得:,
∴直線的解析式為,
∵直線:與拋物線對(duì)稱軸:交于點(diǎn),
當(dāng)時(shí),得:,
此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo)為;
綜上所述,當(dāng)以點(diǎn),,,為頂點(diǎn)的四邊形為矩形時(shí),點(diǎn)的坐標(biāo)為或或或.
【點(diǎn)睛】本題考查二次函數(shù)圖像與坐標(biāo)軸交點(diǎn)坐標(biāo),確定一次函數(shù)表達(dá)式,二次函數(shù)與直線的交點(diǎn)坐標(biāo),兩直線的交點(diǎn)坐標(biāo),等腰三角形的判定和性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),矩形的的性質(zhì)等知識(shí)點(diǎn),運(yùn)用了分類討論的思想.解題的關(guān)鍵是正確理解題意,靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問題.
題型四:正方形存在性
1.(2024·陜西·一模)如圖,拋物線的對(duì)稱軸l與x軸交于點(diǎn)A,與y軸交于點(diǎn)B.
(1)求點(diǎn)A、B的坐標(biāo);
(2)C為該拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)D為點(diǎn)C關(guān)于直線l的對(duì)稱點(diǎn)(點(diǎn)D在點(diǎn)C的左側(cè)),點(diǎn)M在坐標(biāo)平面內(nèi),請(qǐng)問是否存在這樣的點(diǎn)C,使得四邊形是正方形?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)C的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1),
(2)存在這樣的點(diǎn)C,使得四邊形是正方形,點(diǎn)C的坐標(biāo)為或
【分析】(1)將二次函數(shù)化為頂點(diǎn)式,然后求出點(diǎn)A的坐標(biāo);把代入拋物線的解析式,求出,得出點(diǎn)B的坐標(biāo)即可;
(2)分兩種情況進(jìn)行討論,當(dāng)在x軸下方時(shí),當(dāng)M在x軸上方時(shí),分別畫出圖形,求出結(jié)果即可.
【詳解】(1)解:,
,
當(dāng)時(shí),,
.
(2)解:存在,理由如下:
由題意四邊形是正方形,則是以點(diǎn)A為直角頂點(diǎn)的等婹直角三角形.
設(shè),
①當(dāng)在x軸下方時(shí),如圖1,過點(diǎn)C作軸于E,此時(shí)是等腰直角三角形,
,
,
(舍去),,
此時(shí).
②當(dāng)M在x軸上方時(shí),如圖2,過點(diǎn)C作軸于F,
同理可得:,
,
,(舍去),
此時(shí).
綜上所述,存在這樣的點(diǎn)C,使得四邊形是正方形,此時(shí)點(diǎn)C的坐標(biāo)為或.
【點(diǎn)睛】本題主要考查了二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,求二次函數(shù)與坐標(biāo)軸的交點(diǎn),二次函數(shù)的性質(zhì),正方形的性質(zhì),解題的關(guān)鍵是數(shù)形結(jié)合,注意進(jìn)行分類討論.
2.(2024·河南洛陽·一模)如圖,拋物線過點(diǎn),點(diǎn)是拋物線上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)作矩形,使邊在軸上(點(diǎn)在點(diǎn)的左側(cè)),點(diǎn)在拋物線上,設(shè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)是,當(dāng)時(shí),.
(1)求拋物線的解析式;
(2)當(dāng)m為何值時(shí),四邊形是正方形?
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)把,坐標(biāo)代入解析式,用待定系數(shù)法求解析式即可;
(2)根據(jù)正方形的性質(zhì)和拋物線的對(duì)稱性可求出,然后得出點(diǎn),把點(diǎn)坐標(biāo)代入(1)中拋物線求出即可.
【詳解】(1)解: 拋物線過點(diǎn),
,
,
拋物線的解析式為,
當(dāng)時(shí),,
即,,
把點(diǎn)坐標(biāo)代入得,
,
解得,
拋物線解析式為;
(2)解:當(dāng)四邊形是正方形時(shí),,
,,,
,
,
把點(diǎn)坐標(biāo)代入得,,
整理得:,
解得或(舍去),
當(dāng)時(shí),四邊形是正方形.
【點(diǎn)睛】本題考查待定系數(shù)法求函數(shù)解析式以及矩形和正方形的性質(zhì),公式法解一元二次方程,關(guān)鍵是求出拋物線解析式.
3.(2024·山西太原·一模)綜合與探究
如圖1,已知拋物線與軸負(fù)半軸交于點(diǎn),點(diǎn)在軸正半軸上,連接交拋物線于點(diǎn),點(diǎn)的橫坐標(biāo)為.
(1)求點(diǎn)的坐標(biāo),并直接寫出線段所在直線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)如圖2,過點(diǎn)作軸于點(diǎn),點(diǎn)為線段上方拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),連接交于點(diǎn),過點(diǎn)作軸于點(diǎn),交線段于點(diǎn),設(shè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為.
①求線段的長(用含的代數(shù)式表示);
②已知點(diǎn)是軸上一點(diǎn),是坐標(biāo)平面內(nèi)一點(diǎn),當(dāng)以點(diǎn)為頂點(diǎn)的四邊形是正方形時(shí),直接寫出點(diǎn)的坐標(biāo).
【答案】(1)點(diǎn)A的坐標(biāo)為,點(diǎn)C的坐標(biāo)為,直線的函數(shù)表達(dá)式為;
(2)①;②點(diǎn)N的坐標(biāo)為或或.
【分析】(1)先求得點(diǎn)的坐標(biāo),利用待定系數(shù)法即可求得直線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)①點(diǎn)P的坐標(biāo)為,證明,推出,據(jù)此求解即可;
②先求得軸,且,分三種情況討論,分別畫出圖形,根據(jù)正方形的性質(zhì)求解即可.
【詳解】(1)解:將代入得,,
解得,,
∵點(diǎn)A在x軸負(fù)半軸上,
∴點(diǎn)A的坐標(biāo)為;
當(dāng)時(shí),,
∴點(diǎn)C的坐標(biāo)為,
設(shè)直線的函數(shù)表達(dá)式為,則,
解得,
∴直線的函數(shù)表達(dá)式為;
(2)①∵軸,軸,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵點(diǎn)為線段上方拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),
點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,
∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為,
∵軸于點(diǎn)G,
∴,,
∵軸,點(diǎn)C的坐標(biāo)為,
∴,
∴,
∴;
②當(dāng)時(shí),,
∴點(diǎn)F的坐標(biāo)為,
∴,
∴軸,且,
當(dāng)四邊形為正方形時(shí),如圖,此時(shí)點(diǎn)與點(diǎn)重合,點(diǎn)與點(diǎn)重合,
∴點(diǎn)N的坐標(biāo)為;
當(dāng)四邊形為正方形時(shí),如圖,此時(shí)點(diǎn)與點(diǎn)重合,點(diǎn)與點(diǎn)重合,
∴,則,解得,,
點(diǎn)N的坐標(biāo)為;
當(dāng)為對(duì)角線時(shí),如圖,此時(shí),
由正方形的性質(zhì)得,
∴時(shí),解得,
∴點(diǎn)G的坐標(biāo)為,
∴點(diǎn)M的坐標(biāo)為,,
點(diǎn)N的坐標(biāo)為;
綜上,點(diǎn)N的坐標(biāo)為或或.
【點(diǎn)睛】本題是二次函數(shù)的綜合題,考查了待定系數(shù)法求解析式、二次函數(shù)的性質(zhì)正方形的性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),掌握分類討論的數(shù)學(xué)思想是解決問題的關(guān)鍵.
4.(2024·陜西榆林·二模)如圖,已知拋物線與軸交于點(diǎn),與軸交于,兩點(diǎn).
(1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)若點(diǎn)是第二象限拋物線上的動(dòng)點(diǎn),軸,交直線于點(diǎn),點(diǎn)在軸上,點(diǎn)在坐標(biāo)平面內(nèi),是否存在點(diǎn),使以,,,為頂點(diǎn)的四邊形是正方形?若存在,求點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)
(2)存在點(diǎn),點(diǎn)的坐標(biāo)為或
【分析】本題屬于二次函數(shù)綜合題,考查了待定系數(shù)法求函數(shù)的解析式,二次函數(shù)的性質(zhì),正方形的性質(zhì)等知識(shí),解題的關(guān)鍵是熟練掌握二次函數(shù)的圖象及性質(zhì),正方形的性質(zhì),學(xué)會(huì)用分類討論的思想思考問題.
(1)將、兩點(diǎn)坐標(biāo)代入到中,利用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式.
(2)由題意和可得點(diǎn)坐標(biāo),與點(diǎn)坐標(biāo)代入一次函數(shù),中解出解析式,從而得出點(diǎn)坐標(biāo),再分兩種情況:①當(dāng)為正方形的一條邊時(shí),②當(dāng)為正方形的對(duì)角線時(shí),根據(jù)正方形的性質(zhì),即可求解.
【詳解】(1)將,代入中,
得,
解得:
拋物線的函數(shù)表達(dá)式為.
(2)由題意和可得,
,
可設(shè)直線的函數(shù)表達(dá)式為:,
將代入得:,
,
直線的函數(shù)表達(dá)式為.
設(shè)(),分兩種情況:
①當(dāng)為邊時(shí),如圖1,四邊形是正方形(點(diǎn)、可互換位置).
則,
故的縱坐標(biāo)與的縱坐標(biāo)相等為,
將代入中,可得的橫坐標(biāo)為,
則點(diǎn)E的坐標(biāo)為,
,即,
解得(,要舍)或,
點(diǎn)的坐標(biāo)為.
②當(dāng)為對(duì)角線時(shí),如圖2,連接,過點(diǎn)作軸于點(diǎn)H,
,,
易得,
則,
則的縱坐標(biāo)為,
點(diǎn)的坐標(biāo)為.
點(diǎn)在直線上,
,
解得或2(,要舍),
點(diǎn)的坐標(biāo)為.
綜上可得:存在點(diǎn),使以,,,為頂點(diǎn)的四邊形是正方形,點(diǎn)的坐標(biāo)為或.
題型五:梯形存在性
1.(2022·上海楊浦·一模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線過點(diǎn)、、三點(diǎn),且與軸交于點(diǎn).
(1)求該拋物線的表達(dá)式,并寫出該拋物線的對(duì)稱軸:
(2)分別聯(lián)結(jié)、、,直線與線段交于點(diǎn),當(dāng)此直線將四邊形的面積平分時(shí),求的值;
(3)設(shè)點(diǎn)為該拋物線對(duì)稱軸上的一點(diǎn),當(dāng)以點(diǎn)、、、為頂點(diǎn)的四邊形是梯形時(shí),請(qǐng)直接寫出所有滿足條件的點(diǎn)的坐標(biāo).
【答案】(1)
(2)
(3)或或
【分析】(1)待定系數(shù)法求出函數(shù)解析式,進(jìn)而求出對(duì)稱軸即可;
(2)求出點(diǎn)坐標(biāo),設(shè)直線與交于點(diǎn),分別用含的式子表示出的坐標(biāo),利用直線將四邊形的面積平分,得到列式求解即可;
(3)分,三種情況討論求解即可.
【詳解】(1)解:∵拋物線過點(diǎn)、、三點(diǎn),
設(shè):,
則:,
解得:,
∴,
∴對(duì)稱軸為:;
(2)解:∵,
當(dāng)時(shí):;
∴,
∴,
∵、、
∴,,,
∵直線與線段交于點(diǎn),且平分四邊形的面積,
∴直線與線段相交,設(shè)交點(diǎn)為,
當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;
∴,
∴,
∴,
即:,
∴,即:,
解得:;
(3)解:①當(dāng)時(shí),點(diǎn)在線段上,此時(shí):;
②當(dāng)時(shí),設(shè)直線的解析式為:,
則:,解得:;
∴,
設(shè)直線的解析式為:,
∴,解得:,
∴,
當(dāng)時(shí),,
∴
③當(dāng)時(shí),設(shè)直線的解析式為:,
則:,解得:;
∴,
設(shè)直線的解析式為:,
∴,解得:,
∴,
當(dāng)時(shí),,
∴
綜上:點(diǎn)、、、為頂點(diǎn)的四邊形是梯形時(shí),的坐標(biāo)為:或或.
【點(diǎn)睛】本題考查二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,一次函數(shù)與幾何的綜合應(yīng)用.正確的求出二次函數(shù)的解析式,利用數(shù)形結(jié)合和分類討論的思想進(jìn)行求解,是解題的關(guān)鍵.
2.(22-23九年級(jí)上·甘肅慶陽·期中)如圖,已知拋物線與軸的交點(diǎn)為點(diǎn)、(點(diǎn)在點(diǎn)的右側(cè)),與軸的交點(diǎn)為點(diǎn).
(1)直接寫出、、三點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)在拋物線的對(duì)稱軸上找一點(diǎn),使得的值最小,并求出點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)設(shè)點(diǎn)關(guān)于拋物線對(duì)稱軸的對(duì)稱點(diǎn)為點(diǎn),在拋物線上是否存在點(diǎn),使得以、、、四點(diǎn)為頂點(diǎn)的四邊形為梯形?若存在,求出點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1),,
(2)連接交對(duì)稱軸于點(diǎn),點(diǎn)即為所求,
(3)或
【分析】(1)令,解方程可得到點(diǎn)和點(diǎn)坐標(biāo);令,求出,可確定點(diǎn)坐標(biāo);
(2)連接交對(duì)稱軸于點(diǎn),根據(jù)對(duì)稱性可得,則為的最小值,求出直線的解析式,令,即可求解;
(3)分為梯形的底邊和為梯形的底和為梯形的底三種情況討論,求出另一底邊的解析式即可
【詳解】(1)解:在中令,
解得,
∴,
在中令,得,
∴;
(2)解:如圖,連接交對(duì)稱軸于點(diǎn),則點(diǎn)即為所求,連接,
∵,
∴
∴的最小值即為的長,
∵,
∴拋物線的對(duì)稱軸為,
∵,
設(shè)直線的解析式為,
則,
解得:,
∴直線的解析式為,
∵拋物線的對(duì)稱軸為,
∴
(3)存在,分兩種情況:
①如圖,當(dāng)為梯形的底時(shí),點(diǎn)與重合時(shí),四邊形是梯形,此時(shí)點(diǎn)為,
②如圖,當(dāng)為梯形的底時(shí),過點(diǎn)作,與拋物線交于點(diǎn),
點(diǎn),關(guān)于拋物線對(duì)稱,
設(shè)直線的解析式為,
則,
解得
直線的解析式為
,
可設(shè)直線的解析式為
點(diǎn)在直線上,
直線的解析式為
聯(lián)立,
解得,
,;
③當(dāng)為梯形的底時(shí),過點(diǎn)作,與拋物線交于點(diǎn),
設(shè)直線的解析式為,則,解得
直線的解析式為
,
可設(shè)直線的解析式為
點(diǎn)在直線上,
直線的解析式為
聯(lián)立,
解得(舍去),(舍去)
綜上所述,在拋物線上存在點(diǎn),使得以、、、四點(diǎn)為頂點(diǎn)的四邊形為梯形,點(diǎn)的坐標(biāo)為或 .
【點(diǎn)睛】本題考查了拋物線與坐標(biāo)軸交點(diǎn)問題,軸對(duì)稱的性質(zhì)求最短距離,特殊四邊形問題,分類討論是解題的關(guān)鍵.
3.(2022·上海青浦·一模)在平面直角坐標(biāo)系中(如圖),已知拋物線,其頂點(diǎn)為.
(1)寫出這條拋物線的開口方向、頂點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)我們把一條拋物線上橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)相等的點(diǎn)叫做這條拋物線的“不動(dòng)點(diǎn)”.
①試求拋物線的“不動(dòng)點(diǎn)”的坐標(biāo);
②向左或向右平移拋物線,使所得新拋物線的頂點(diǎn)是該拋物線的“不動(dòng)點(diǎn)”,其對(duì)稱軸與軸交于點(diǎn),且四邊形是梯形,求新拋物線的表達(dá)式.
【答案】(1)拋物線開口向上,頂點(diǎn)的坐標(biāo)為
(2)①與;②新拋物線的表達(dá)式為
【分析】(1)由,故該拋物線開口向上,將拋物線的解析式化為頂點(diǎn)式即可得到頂點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)①設(shè)拋物線“不動(dòng)點(diǎn)”坐標(biāo)為,則,解出方程即可求解;
②新拋物線頂點(diǎn)為“不動(dòng)點(diǎn)”,則設(shè)點(diǎn),則新拋物線的對(duì)稱軸為,與軸的交點(diǎn)為,由四邊形是梯形,則直線在軸左側(cè),而點(diǎn),點(diǎn),則,即可求解.
【詳解】(1)解:∵,
∴該拋物線開口向上,
又 ∵,
∴頂點(diǎn)的坐標(biāo)為.
∴這條拋物線開口向上,頂點(diǎn)的坐標(biāo)為.
(2)①設(shè)拋物線“不動(dòng)點(diǎn)”坐標(biāo)為,
∴,
解得:,,
∴拋物線的“不動(dòng)點(diǎn)”的坐標(biāo)為與;
②向左或向右平移拋物線,使所得新拋物線的頂點(diǎn)是該拋物線的“不動(dòng)點(diǎn)”,其對(duì)稱軸與軸交于點(diǎn),且四邊形是梯形,
∴,與不平行,
∵新拋物線頂點(diǎn)為“不動(dòng)點(diǎn)”,則設(shè)點(diǎn),
∴新拋物線的對(duì)稱軸為:,與軸的交點(diǎn),
又∵點(diǎn),點(diǎn),
∴,
∴,
∴新拋物線是由拋物線向左平移個(gè)單位得到的,表達(dá)式為:.
∴新拋物線的表達(dá)式為.
【點(diǎn)睛】本題為二次函數(shù)綜合運(yùn)用題,正確利用二次函數(shù)基本知識(shí)、梯形基本性質(zhì)進(jìn)行分析是解題關(guān)鍵.
4.(23-24九年級(jí)上·云南昭通·階段練習(xí))如圖,拋物線過點(diǎn)和點(diǎn),與軸交于點(diǎn),拋物線的對(duì)稱軸交軸于點(diǎn),交拋物線于點(diǎn).
(1)求拋物線的表達(dá)式及點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)點(diǎn)是直線上的點(diǎn),若的面積與的面積相等,求點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)點(diǎn)在第四象限,且為拋物線上的點(diǎn),若四邊形是梯形,求點(diǎn)的坐標(biāo).
【答案】(1)拋物線的表達(dá)式為,點(diǎn)的坐標(biāo)為
(2)的坐標(biāo)為或
(3)當(dāng)四邊形是梯形時(shí),點(diǎn)的坐標(biāo)為
【分析】(1)把兩點(diǎn)的坐標(biāo)代入關(guān)系式求解即可;
(2)點(diǎn)的坐標(biāo)為,根據(jù)的面積與的面積相等,關(guān)鍵關(guān)于m的方程求解即可;
(3)分,兩種情況討論即可.
【詳解】(1)解:拋物線過點(diǎn)和點(diǎn),
把兩點(diǎn)的坐標(biāo)代入關(guān)系式,得:
解得:
拋物線的表達(dá)式為.
把代入得.
點(diǎn)的坐標(biāo)為;
(2)解:拋物線的對(duì)稱軸為.
設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,則長為,
的高為點(diǎn)到直線的距離,
的高為,
在中,,
的面積與的面積相等,
,
,
,即或,
的坐標(biāo)為或;
(3)解:如圖,連接,過點(diǎn)作平行于的直線,與拋物線交于點(diǎn),連接,
此時(shí)有,四邊形是梯形,
函數(shù)取時(shí),可得,于是點(diǎn)的坐標(biāo)為,
且由(1)已知點(diǎn)的坐標(biāo)為,
設(shè)的直線方程為,代入點(diǎn),點(diǎn)
有:解得:
的直線方程為,
,
的直線方程可設(shè)為,
把點(diǎn)代入,有,
,
的直線方程為,
聯(lián)立直線與拋物線的方程:
,整理得:,
解得(舍),,
把代入拋物線方程得,
點(diǎn)的坐標(biāo)為,
若過作平行于的直線時(shí),點(diǎn)不在第四象限,此種情況不符合題意,排除,
綜上所述,當(dāng)四邊形是梯形時(shí),點(diǎn)的坐標(biāo)為.
5.(2024·廣東肇慶·一模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線與直線交于,兩點(diǎn)(點(diǎn)在軸上),與軸交于點(diǎn),且.
(1)求拋物線的解析式;
(2)若為直線下方拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)作交于點(diǎn),交軸于點(diǎn).
①求線段的最大值;
②是否存在點(diǎn),使得四邊形為等腰梯形?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)的橫坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)
(2)①;②存在
【分析】(1)過點(diǎn)作軸,交軸于點(diǎn),過點(diǎn)作軸交于點(diǎn),得出,是等腰直角三角形,則,進(jìn)而待定系數(shù)法求解析式,即可求解;
(2)①如圖所示,過點(diǎn)分別作的垂線,交于點(diǎn),得出得出直線的解析式為,設(shè)直線的解析式為,設(shè),則,,得出,進(jìn)而根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)求得的最大值,即可求解;
②根據(jù)題意得出,進(jìn)而建立方程,即可求解.
【詳解】(1)解:如圖所示,過點(diǎn)作軸,交軸于點(diǎn),過點(diǎn)作軸交于點(diǎn),
∵當(dāng)時(shí),,則,,
設(shè),則,則是等腰直角三角形,
∴,
∵當(dāng)時(shí),,則
∵
∴,則是等腰直角三角形,
∴,
即
解得:
∴
將點(diǎn),代入,
∴
解得:
∴
(2)①如圖所示,過點(diǎn)分別作的垂線,交于點(diǎn),
∵,
∴
∴,
設(shè),
∵交于點(diǎn),交軸于點(diǎn).
∴
又∵軸,
∴
設(shè)直線的解析式為,代入,
∴
解得:
解得:
設(shè)直線的解析式為,
設(shè),
將代入,則
∴,
∴,
∴,
∵
∴
解得:
∴
∴時(shí),的最大值為
則的最大值為;
②∵,四邊形為等腰梯形,
∴,
由①可得
∴,
∵,
∴
∵,
∴
∵
∴
解得:
∴否存在點(diǎn),使得四邊形為等腰梯形,點(diǎn)的橫坐標(biāo)為.
【點(diǎn)睛】本題考查了待定系數(shù)法求解析式,二次函數(shù)的性質(zhì),解直角三角形,一次函數(shù)與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)問題,等腰梯形的性質(zhì),熟練掌握以上知識(shí)是解題的關(guān)鍵.
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