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2020年中考数学压轴题专题16 《二次函数的存在性问题》

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Academic year: 2021

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(1)

专题

16 二次函数的存在性问题

【典例分析】 【考点1】二次函数与相似三角形问题 【例1】已知抛物线

y ax bx

2

3

x 轴分别交于

A 

( 3,0)

B

(1,0)

两点,与y 轴交于点 C.1)求抛物线的表达式及顶点 D 的坐标;2)点 F 是线段 AD 上一个动点. ①如图1,设

AF

k

AD

,当k 为何值时,

CF

2

AD

1

. ②如图2,以 A,F,O 为顶点的三角形是否与

ABC

相似?若相似,求出点F 的坐标;若不相似,请说明 理由. 【变式1-1】如图,抛物线

y

ax

2

2

x c

经过

A 

( 1,0)

, B 两点,且与

y

轴交于点

C

(0,3)

,抛物线与直 线

y

  

x

1

交于

A

E

两点. (1)求抛物线的解析式; (2)坐标轴上是否存在一点

Q

,使得

AQE

是以

AE

为底边的等腰三角形?若存在,请直接写出点

Q

(2)

坐标;若不存在,说明理由. (3) P 点在

x

轴上且位于点 B 的左侧,若以 P , B ,

C

为顶点的三角形与

ABE

相似,求点 P 的坐标. 【变式1-2】如图,已知抛物线y m1 ( 2)(xx m )(m>0)与 x 轴相交于点 A,B,与 y 轴相交于点 C,且 点A 在点 B 的左侧. (1)若抛物线过点(2,2),求抛物线的解析式;2)在(1)的条件下,抛物线的对称轴上是否存在一点 H,使 AH+CH 的值最小,若存在,求出点 H 的 坐标;若不存在,请说明理由; (3)在第四象限内,抛物线上是否存在点 M,使得以点 A,B,M 为顶点的三角形与△ACB 相似?若存在, 求出m 的值;若不存在,请说明理由. 【考点2】二次函数与直角三角形问题 【例2】如图,抛物线

2

0

y ax bx c a

的顶点坐标为

2, 1

,图象与

y

轴交于点

C

 

0,3

,与

x

轴 交于

A

、 B 两点.

 

1

求抛物线的解析式;

 

2

设抛物线对称轴与直线

BC

交于点

D

,连接

AC

AD

,求

ACD

的面积;

 

3

E

为直线

BC

上的任意一点,过点

E

x

轴的垂线与抛物线交于点

F

,问是否存在点

E

使

DEF

直角三角形?若存在,求出点

E

坐标,若不存在,请说明理由. 【变式2-1】如图,经过

x

轴上

A

( 1 0)

 ,,

B

(3 0)

两点的抛物线

y m x

( 1)

2

4

m

m 

0

)交

y

轴于点

C

(3)

设抛物线的顶点为

D

,若以

DB

为直径的⊙G 经过点

C

,求解下列问题: (1)用含

m

的代数式表示出

C D

的坐标; (2)求抛物线的解析式;3)能否在抛物线上找到一点

Q

,使

BDQ

为直角三角形?如能,求出

Q

点的坐标,若不能,请说明理 由。 【变式2-2】已知抛物线

y x

2

2

x m

 

1

x

轴只有一个交点,且与

y

轴交于

A

点,如图,设它的顶点 为B.1)求

m

的值; (2)过 A 作 x 轴的平行线,交抛物线于点 C,求证:△ABC 是等腰直角三角形;3)将此抛物线向下平移 4 个单位后,得到抛物线

y

,且与x 轴的左半轴交于 E 点,与 y 轴交于 F 点,如 图.请在抛物线

y

上求点P,使得△

EFP

是以EF 为直角边的直角三角形? 【考点3】二次函数与等腰三角形问题 【例3】如图,已知:二次函数 y=x2+bx+c 的图象与 x 轴交于 A,B 两点,其中 A 点坐标为(﹣3,0), 与y 轴交于点 C,点 D(﹣2,﹣3)在抛物线上.1)求抛物线的表达式;2)抛物线的对称轴上有一动点 P,求出 PA+PD 的最小值;3)若抛物线上有一动点 M,使△ABM 的面积等于△ABC 的面积,求 M 点坐标. (4)抛物线的对称轴上是否存在动点 Q,使得△BCQ 为等腰三角形?若存在,求出点 Q 的坐标;若不存 在,说明理由.

(4)

【变式3-1】如图,抛物线

y

ax

2

bx

3

x 轴交于点 A(1,0)和 B(3,0).1)求抛物线的解析式;2)若抛物线的对称轴交 x 轴于点 E,点 F 是位于 x 轴上方对称轴上一点,FC∥x 轴,与对称轴右侧的抛 物线交于点C,且四边形 OECF 是平行四边形,求点 C 的坐标; (3)在(2)的条件下,抛物线的对称轴上是否存在点 P,使△OCP 是等腰三角形?若存在,请直接写出 点P 的坐标;若不存在,请说明理由. 【变式3-2】如图,抛物线 与直线 相交于 两点,且抛 物线经过点 . (1)求抛物线的解析式;

(5)

2)点 是抛物线上的一个动点(不与点 、点 重合),过点 作直线 轴于点 ,交直线 于点 . ①当 时,求 点坐标; ② 是否存在点 使 为等腰三角形,若存在请直接写出点 的坐标,若不存在,请说明理由. 【考点4】二次函数与平行四边形问题 【例4】如图,抛物线 y=ax2+bx+c 与 x 轴相交于点 A(﹣3,0),B(1,0),与 y 轴相交于(0,﹣

3

2

), 顶点为P. (1)求抛物线解析式;2)在抛物线是否存在点 E,使△ABP 的面积等于△ABE 的面积?若存在,求出符合条件的点 E 的坐标; 若不存在,请说明理由; (3)坐标平面内是否存在点 F,使得以 A、B、P、F 为顶点的四边形为平行四边形?直接写出所有符合条 件的点F 的坐标,并求出平行四边形的面积. 【变式4-1】如图,在平面直角坐标系中,抛物线 ,经过A(0,﹣4),B( ,0),C( , 0)三点,且 . (1)求 b,c 的值; (2)在抛物线上求一点 D,使得四边形 BDCE 是以 BC 为对角线的菱形;

(6)

3)在抛物线上是否存在一点 P,使得四边形 BPOH 是以 OB 为对角线的菱形?若存在,求出点 P 的坐标, 并判断这个菱形是否为正方形?若不存在,请说明理由. 【变式4-2】如图,抛物线 与直线 交于 , 两点,直线 交 轴与点 ,点 是直线 上的动点,过点 作 轴交 于点 ,交抛物线于点 . (1)求抛物线 的表达式; (2)连接 , ,当四边形 是平行四边形时,求点 的坐标; (3)①在 轴上存在一点 ,连接 , ,当点 运动到什么位置时,以 为顶点的四边形是矩 形?求出此时点 的坐标; ②在①的前提下,以点 为圆心, 长为半径作圆,点 为 上一动点,求 的最小值. 【达标训练】 一、单选题 1.将抛物线 y=﹣2x2﹣1 向上平移若干个单位,使抛物线与坐标轴有三个交点,如果这些交点能构成直角 三角形,那么平移的距离为( ) A.

3

2

个单位 B.1 个单位 C.

1

2

个单位 D.

2

个单位 2.如图,抛物线

y

  

x

2

2x 3

y

轴交于点

C

,点

D

(0,1)

,点 P 是抛物线上的动点,若

PCD

是以

CD

为底的等腰三角形,则 tan CDP 的值为( ).

(7)

A.

1

2

2

+

1

2

2

B.

2 1

2 1

C.

2 1

2

2 1

2

D.

1

2

1

2

二、填空题 3.如图,抛物线

y x

2

1

的顶点为

C

,直线

y x

 

1

与抛物线交于

A

, B 两点.

M

是抛物线上一点, 过

M

MG x

轴,垂足为

G

.如果以

A

M

G

为顶点的三角形与

ABC

相似,那么点

M

的坐标是 ________.

4.如图,直线 y=x+2 与抛物线 y=ax2+bx+6(a≠0)相交于 A( , )和 B(4,m),点 P 是线段 AB 上 异于A、B 的动点,过点 P 作 PC⊥x 轴于点 D,交抛物线于点 C.当△PAC 为直角三角形时点 P 的坐 标 . 5.如图,已知抛物线

2

2

1

y

x

x

轴交于A、C 两点,与

y

轴交于点B,在抛物线的对称轴

(8)

上找一点Q,使△ABQ 成为等腰三角形,则 Q 点的坐标是____.

6.如图,抛物线 y=﹣x2+2x+4 与 y 轴交于点 C,点 D(0,2),点 M 是抛物线上的动点.若△MCD 是以 CD 为底的等腰三角形,则点 M 的坐标为_____.

7.如图,在平面直角坐标系 xOy 中,已知抛物线 y=﹣x2+2x+3 与 x 轴交于 A,B 两点,点 M 在这条抛物 线上,点P 在 y 轴上,如果四边形 ABMP 是平行四边形,则点 M 的坐标为______. 8.已知抛物线 y=(x﹣2)2,P 是抛物线对称轴上的一个点,直线 x=t 分别与直线 y=x、抛物线交于点 A,B,若△ABP 是等腰直角三角形,则 t 的值为_____. 9.将抛物线

y

1

x

2向右平移2 个单位,得到抛物线

y

2的图象

.P

是抛物线

y

2对称轴上的一个动点,直线

x t

平行于y 轴,分别与直线

y x

、抛物线

y

2交于点A、

B.

ABP

是以点A 或点 B 为直角顶点的等腰 直角三角形,求满足条件的 t 的值,则

t 

______ .

(9)

10.如图,已知抛物线 2

1

4

4

y

 

x bx

x

轴相交于

A

、 B 两点,与

y

轴相交于点

C

.若已知

A

点的 坐标为

A 

2,0

.点

Q

在抛物线的对称轴上,当

ACQ

为等腰三角形时,点

Q

的坐标为________. 11.如图,抛物线 2 1 1 3 2 2 yxx 与

x

轴的负半轴交于点

A

,与

y

轴交于点 B ,连接

AB

,点

D E

,

分别 是直线

x  

1

与抛物线上的点,若点

A B D E

, , ,

围成的四边形是平行四边形,则点

E

的坐标为__________. 三、解答题 12.如图,抛物线 与直线 交于A,B 两点,交 x 轴于 D,C 两点,已知 , .

(10)

求抛物线的函数表达式并写出抛物线的对称轴; 在直线AB 下方的抛物线上是否存在一点 E,使得 的面积最大?如果存在,求出E 点坐标;如果 不存在,请说明理由. 为抛物线上一动点,连接PA,过点 P 作y 轴于点 Q,问:是否存在点 P,使得以 A、P、Q 为顶点的三角形与 相似?若存在,请直接写出所有符合条件的P 点的坐标;若不存在,请说明理由. 13.如图,抛物线 经过点A(-1,0)、B(3,0)、C(0, ),连接AC、BC,将△ABC 绕C 逆时针旋转,使点 A 落在 x 轴上,得到△DCE,此时,DE 所在直线与抛物线交于第一象限的点 F. (1)求抛物线 对应的函数关系式. (2)求点 A 所经过的路线长.3)抛物线的对称轴上是否存在点 P 使△PDF 是等腰三角形. 若存在,求点P 的坐标;若不存在,说明理由. 14.如图,抛物线经过原点 O(0,0),点 A(1,1),点 B(

7

2

0).1)求抛物线解析式;

2)连接 OA,过点 A 作 AC⊥OA 交抛物线于 C,连接 OC,求△AOC 的面积;

3)点 M 是 y 轴右侧抛物线上一动点,连接 OM,过点 M 作 MN⊥OM 交 x 轴于点 N.问:是否存在点 M, 使以点O,M,N 为顶点的三角形与(2)中的△AOC 相似,若存在,求出点 M 的坐标;若不存在,说明 理由.

(11)

15.如图,已知抛物线 与 轴交于 两点,与 轴交于 点,且 , 直线 与 轴交于 点,点 是抛物线 上的一动点,过点 作 轴, 垂足为 ,交直线 于点 .1)试求该抛物线的表达式;2)如图(1),若点 在第三象限,四边形 是平行四边形,求 点的坐标; (3)如图(2),过点 作 轴,垂足为 ,连接 , ①求证: 是直角三角形; ②试问当 点横坐标为何值时,使得以点 为顶点的三角形与 相似? 16.如图,顶点为

M

的抛物线

y ax bx

2

3

x

轴交于

A

 

3,0

B 

1,0

两点,与

y

轴交于点

C

. (1)求这条抛物线对应的函数表达式; (2)问在

y

轴上是否存在一点 P ,使得

PAM

为直角三角形?若存在,求出点 P 的坐标;若不存在,说 明理由. (3)若在第一象限的抛物线下方有一动点

D

,满足

DA OA

,过

D

DG x

轴于点

G

,设

ADG

(12)

内心为

I

,试求

CI

的最小值. 17.如图,已知抛物线 y=-x2+bx+c 经过点 A(-1,0)和 C(0,4). (1)求这条抛物线的解析式;2)直线 y=x+1 与抛物线相交于 A、D 两点,点 P 是抛物线上一个动点,点 P 的横坐标是 m,且-1<m<3, 设△ADP 的面积为 S,求 S 的最大值及对应的 m 值; (3)点 M 是直线 AD 上一动点,直接写出使△ACM 为等腰三角形的点 M 的坐标. 18.在平面直角坐标系中有

Rt AOB

O

为原点,

OB 

1

OA 

3

,将此三角形绕点

O

顺时针旋转

90

得到

Rt COD

,抛物线y  x2 bx

c

A B C

, ,

三点. (1)求此抛物线的解析式及顶点 P 的坐标; (2)直线

l kx k

:

 

3

与抛物线交于

M N

,

两点,若

S

PMN

2

,求

k

的值;3)抛物线的对称轴上是否存在一点

Q

使得

DCQ

为直角三角形. 19.如图,抛物线 y=﹣x2﹣2x+3 的图象与 x 轴交于 A、B 两点(点 A 在点 B 的左边),与 y 轴交于点 C, 点D 为抛物线的顶点. (1)求点 A、B、C 的坐标; (2)点 M(m,0)为线段 AB 上一点(点 M 不与点 A、B 重合),过点 M 作 x 轴的垂线,与直线 AC 交于点 E, 与抛物线交于点P,过点 P 作 PQ∥AB 交抛物线于点 Q,过点 Q 作 QN⊥x 轴于点 N,可得矩形 PQNM.如 图,点P 在点 Q 左边,试用含 m 的式子表示矩形 PQNM 的周长; (3)当矩形 PQNM 的周长最大时,m 的值是多少?并求出此时的△AEM 的面积; (4)在(3)的条件下,当矩形 PMNQ 的周长最大时,连接 DQ,过抛物线上一点 F 作 y 轴的平行线,与直线 AC 交于点 G(点 G 在点 F 的上方).若 FG=2

2

DQ,求点 F 的坐标.

(13)

20.如图,已知直线

1

2

2

y

x

x 轴交于点 B,与 y 轴交于点 C,抛物线 2

1

2

2

y

x bx

x 轴交于 A、B 两点(A 在 B 的左侧),与 y 轴交于点 C. (1)求抛物线的解析式; (2)点 M 是上述抛物线上一点,如果△ABM 和△ABC 相似,求点 M 的坐标;

3)连接 AC,求顶点 D、E、F、G 在△ABC 各边上的矩形 DEFC 面积最大时,写出该矩形在 AB 边上的 顶点的坐标. 21.如图,抛物线 y=

1

2

x2+bx+c 与直线 y=

1

2

x+3 交于 A,B 两点,交 x 轴于 C、D 两点,连接 AC、BC, 已知A(0,3),C(﹣3,0).1)求抛物线的解析式; (2)在抛物线对称轴 l 上找一点 M,使|MB﹣MD|的值最大,并求出这个最大值; (3)点 P 为 y 轴右侧抛物线上一动点,连接 PA,过点 P 作 PQ⊥PA 交 y 轴于点 Q,问:是否存在点 P 使 得以A,P,Q 为顶点的三角形与△ABC 相似?若存在,请求出所有符合条件的点 P 的坐标;若不存在,请 说明理由.

22.如图,已知抛物线经过原点 O,顶点 A(1,﹣1),且与直线 y=kx+2 相交于 B(2,0)和 C 两点 (1)求抛物线和直线 BC 的解析式;

(2)求证:△ABC 是直角三角形;

(14)

4)在抛物线的对称轴上是否存在点 F,使△BDF 是等腰三角形?若存在,请直接写出点 F 的坐标. 23.已知:如图,在平面直角坐标系 xOy 中,抛物线 y=ax2﹣4ax+1 与 x 轴的正半轴交于点 A 和点 B,与 y 轴交于点C,且 OB=3OC,点 P 是第一象限内的点,连接 BC,△PBC 是以 BC 为斜边的等腰直角三角形.1)求这个抛物线的表达式; (2)求点 P 的坐标; (3)点 Q 在 x 轴上,若以 Q、O、P 为顶点的三角形与以点 C、A、B 为顶点的三角形相似,求点 Q 的坐 标.

24.如图,已知抛物线 y=ax2+bx﹣3 与 x 轴交于 A、B 两点,与 y 轴交于 C 点,经过 A、B、C 三点的圆 的圆心M(1,m)恰好在此抛物线的对称轴上,⊙M 的半径为

5

.设⊙M 与 y 轴交于 D,抛物线的顶点 为E. (1)求 m 的值及抛物线的解析式;2)设∠DBC=α,∠CBE=β,求 sin(α﹣β)的值;3)探究坐标轴上是否存在点 P,使得以 P、A、C 为顶点的三角形与△BCE 相似?若存在,请指出点 P 的位置,并直接写出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.

(15)

25.抛物线

F y x bx c

:

2

的图象经过坐标原点

O

,且与

x

轴另交点为

3 ,0

3

. (1)求抛物线

F

的解析式; (2)如图

1

,直线

3

:

0

3

l y

x m m

与抛物线

F

相交于点

A x y

1

,

1

和点

B x y

2

,

2

(点

A

在第二象 限),求

y

2

y

1的值(用含

m

的式子表示) (3)在(2)中,若 4 3 m  ,设点 A 是点

A

关于原点

O

的对称点,如图

2

.平面内是否存在点 P ,使得以点

A

、 B 、 A 、 P 为顶点的四边形是菱形?若存在,直接写出点 P 的坐标;若不存在,请说明理由. 26.已知:如图,抛物线 y=

3

4

x2+bx+c 与 x 轴交于 A(-1,0)、B 两点(A 在 B 左),y 轴交于点 C(0,-3).1)求抛物线的解析式;

(2)若点 D 是线段 BC 下方抛物线上的动点,求四边形 ABCD 面积的最大值;

3)若点 E 在 x 轴上,点 P 在抛物线上.是否存在以 B、C、E、P 为顶点且以 BC 为一边的平行四边形? 若存在,求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.

27.如图,在平面直角坐标系中有抛物线 y=a(x﹣2)2﹣2 和 y=a(x﹣h)2,抛物线 y=a(x﹣2)2﹣2 经过原点,与x 轴正半轴交于点 A,与其对称轴交于点 B;点 P 是抛物线 y=a(x﹣2)2﹣2 上一动点,且 点P 在 x 轴下方,过点 P 作 x 轴的垂线交抛物线 y=a(x﹣h)2 于点 D,过点 D 作 PD 的垂线交抛物线 y =a(x﹣h)2 于点 D′(不与点 D 重合),连接 PD′,设点 P 的横坐标为 m:

(16)

1)①直接写出 a 的值; ②直接写出抛物线y=a(x﹣2)2﹣2 的函数表达式的一般式; (2)当抛物线 y=a(x﹣h)2 经过原点时,设△PDD′与△OAB 重叠部分图形周长为 L: ①求

PD

DD

 的值; ②直接写出L 与 m 之间的函数关系式; (3)当 h 为何值时,存在点 P,使以点 O、A、D、D′为顶点的四边形是菱形?直接写出 h 的值. 28.综合与探究 如图,抛物线 与 轴交于 、 两点,与 轴交于点 .1)求抛物线解析式:2)抛物线对称轴上存在一点 ,连接 、 ,当 值最大时,求点H 坐标: (3)若抛物线上存在一点 , ,当 时,求点 坐标: (4)若点 M 是 平分线上的一点,点 是平面内一点,若以 、 、 、 为顶点的四边形是矩形,请 直接写出点 坐标. 29.如图,已知抛物线 y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴是

3

2

x  

,且经过A(﹣4,0),C(0,2)两点,直 线l:y=kx+t(k≠0)经过 A,C.

(17)

1)求抛物线和直线 l 的解析式;2)点 P 是直线 AC 上方的抛物线上一个动点,过点 P 作 PD⊥x 轴于点 D,交 AC 于点 E,过点 P 作 PFAC,垂足为 F,当△PEF≌△AED 时,求出点 P 的坐标; (3)在抛物线的对称轴上是否存在点 Q,使△ACQ 为等腰三角形?若存在,直接写出所有满足条件的 Q 点的坐标;若不存在,请说明理由. 30.如图,在平面直角坐标系 xOy 中,

O

为原点,

ABCD

的边

AB

x

轴上,点

D

y

轴上,点

A

的 坐标为

( 2,0)

AB 

6

,BAD60 ,点

E

BC

边上一点,

DE BC

P

A

O

D

三点, 抛物线

y ax bx c

2

过点

A

、 B 、

D

三点. (1)求抛物线的解析式. (2)若将

CDE

绕点

D

顺时针旋转

90

,点

E

的对应点 E 会落在抛物线

y ax bx c

2

上吗?请说明理由. (3)若点

M

为此抛物线的顶点,平面上是否存在点

N

,使得以点 B 、

D

M

N

为顶点的四边形为平行 四边形?若存在,请直接写出点

N

的坐标;若不存在,请说明理由. 31.在平面直角坐标系

xOy

中,如图,抛物线

y mx

2

2

x n

m

n

是常数)经过点 ( 2,3)A 

B 

( 3,0)

, 与

y

轴的交点为点

C

. (1)求此抛物线的表达式;2)点

D

y

轴上一点,如果直线

BD

和直线

BC

的夹角为15º,求线段

CD

的长度; (3)设点 P 为此抛物线的对称轴上的一个动点,当△

BPC

为直角三角形时,求点 P 的坐标.

(18)

32.如图,抛物线 y=ax2+bx﹣4 经过 A(﹣3,0),B(5,﹣4)两点,与 y 轴交于点 C,连接 AB,AC, BC. (1)求抛物线的表达式;2)求△ABC 的面积;3)抛物线的对称轴上是否存在点 M,使得△ABM 是直角三角形?若存在,求出点 M 的坐标;若不存在, 请说明理由.

(19)

【典例分析】 【考点1】二次函数与相似三角形问题 【例1】已知抛物线

y ax bx

2

3

x 轴分别交于

A 

( 3,0)

B

(1,0)

两点,与y 轴交于点 C.1)求抛物线的表达式及顶点 D 的坐标;2)点 F 是线段 AD 上一个动点. ①如图1,设

AF

k

AD

,当k 为何值时,

CF

2

AD

1

. ②如图2,以 A,F,O 为顶点的三角形是否与

ABC

相似?若相似,求出点F 的坐标;若不相似,请说明 理由. 【答案】(1)

y

  

x

2

2

x

3

,D 的坐标为

( 1,4)

;(2)①

1

2

k 

;②以A,F,O 为顶点的三角形与

ABC

相似,F 点的坐标为

6 18

,

5 5

( 2,2)

【解析】(1)将 A、B 两点的坐标代入二次函数解析式,用待定系数法即求出抛物线对应的函数表达式,可 求得顶点

D( 1,4)

; (2)①由 A、C、D 三点的坐标求出

AC 3 2

DC

2

AD 2 5

,可得

ΔACD

为直角三角形,若

1

CF

AD

2

,则点F 为 AD 的中点,可求出 k 的值;

②由条件可判断

DAC

OBC

,则

OAF

ACB

,若以A,F,O 为顶点的三角形与

ΔABC

相似, 可分两种情况考虑:当

AOF

ABC

AOF

CAB 45

时,可分别求出点F 的坐标.

【详解】(1)

抛物线

y ax

2

bx 3

过点

A( 3,0)

B(1,0)

9

3

3 0

3 0

a b

a b

 



  

,解得:

1

2

a

b

 

  

(20)

抛物线解析式为

y

  

x

2

2x 3

2 2

y

  

x

2x 3

  

x 1

4

顶点D 的坐标为

( 1,4)

; (2)①

RtΔAOC

中,

OA 3

OC 3

, 2 2 2

AC

OA

OC

18

D 1,4

C 0,3

 

A 3,0

, 2 2 2

CD

1 1

2

  

2 2 2

AD

2

4

20

2 2 2

AC

CD

AD

ΔACD

为直角三角形,且

ACD 90

 ,

1

CF

AD

2

F 为 AD 的中点,

AF 1

AD 2

1

k

2

 

; ②在

RtΔACD

中,

DC

2

1

tan ACD

AC

3 2

3

, 在

RtΔOBC

中,

OB 1

tan OCB

OC 3

ACD

OCB

OA OC

OAC

OCA 45

FAO

ACB

(21)

若以A,F,O 为顶点的三角形与

ΔABC

相似,则可分两种情况考虑: 当

AOF

ABC

时,

ΔAOF ΔCBA

OF BC

设直线BC 的解析式为

y kx b

0

3

k b

b

 



,解得:

3

3

k

b

 

 

直线BC 的解析式为

y= 3x+3

直线OF 的解析式为

y= 3x

, 设直线AD 的解析式为

y=mx+n

4

3

0

k b

k b

  



  

,解得:

2

6

k

b

 

直线AD 的解析式为

y=2x 6

2

6

3

y

x

y

x



 

,解得:

6

5

18

5

x

y

  



 



6 18

F

,

5 5

AOF

CAB 45

时,

ΔAOF ΔCAB

CAB 45

OF AC

直线OF 的解析式为

y= x

2

6

y

x

y

x

 



,解得:

2

2

x

y

 

 

F 2,2

 

(22)

综合以上可得F 点的坐标为

6 18

,

5 5

( 2,2)

【点睛】本题考查了二次函数的综合题:熟练掌握二次函数图象上点的坐标特征、相似三角形的判定与性 质和直角三角形的性质;会利用待定系数法求函数解析式;理解坐标与图形性质;会运用分类讨论的思想 解决数学问题. 【变式1-1】如图,抛物线

y

ax

2

2

x c

经过

A 

( 1,0)

, B 两点,且与

y

轴交于点

C

(0,3)

,抛物线与直 线

y

  

x

1

交于

A

E

两点. (1)求抛物线的解析式;2)坐标轴上是否存在一点

Q

,使得

AQE

是以

AE

为底边的等腰三角形?若存在,请直接写出点

Q

的 坐标;若不存在,说明理由. (3) P 点在

x

轴上且位于点 B 的左侧,若以 P , B ,

C

为顶点的三角形与

ABE

相似,求点 P 的坐标. 【答案】(1)

y

  

x

2

2x 3

;(2)存在,

Q ,

 

4 0

0 4

,理由见解析;(3)

3

p

0

5

9

p

0

2

【解析】(1)将 A、C 的坐标代入

y

ax

2

2

x c

求出a、c 即可得到解析式; (2)先求出 E 点坐标,然后作 AE 的垂直平分线,与 x 轴交于 Q,与 y 轴交于 Q',根据垂直平分线的性质 可知Q、与 A、E,Q'与 A、E 组成的三角形是以 AE 为底边的等腰三角形,设 Q 点坐标(0,x),Q'坐标(0,y), 根据距离公式建立方程求解即可; (3)根据 A、E 坐标,求出 AE 长度,然后推出∠BAE=∠ABC=45°,设

p

 

m,

0

,由相似得到

PB AB

BC AE

PB AE

BC AB

,建立方程求解即可. 【详解】(1)将

A 

( 1,0)

C

(0,3)

代入

y

ax

2

2

x c

得:

2

0

3

a

c

c

  

 

,解得

1

3

a

c

 

 

∴抛物线解析式为

y

  

x

2

2

x

3

(23)

2)存在,理由如下: 联立

y

  

x

1

y

  

x

2

2x 3

, 2

y

1

2

3

x

y

x

x

  

    

,解得

1

0

x

y

 

 

4

5

x

y

  

E 点坐标为(4,-5), 如图,作AE 的垂直平分线,与 x 轴交于 Q,与 y 轴交于 Q', 此时Q 点与 Q'点的坐标即为所求, 设Q 点坐标(0,x),Q'坐标(0,y),QA=QE,Q'A= Q'E 得:

 

 

2

2

1

4

0 5

  

 

x

x

 

 

2 2 2 2

0 1

y

0

0 4

y

5

解得

x 

4

y 

4

Q 点坐标为

 

4 0

0 4

3)∵

A 

( 1,0)

E

4 5

2 2

1 4

5 =5 2

 

AE

 

x

2

2

x

 

3 0

时,解得

x  

1

3 ∴B 点坐标为(3,0), ∴

OB OC

3

ABC

 

45

AB 

4

BC 

3 2

, 由直线

y

  

x

1

可得AE 与 y 轴的交点为(0,-1),而 A 点坐标为(-1,0) ∴∠BAE=45°

p

 

m,

0

BP  

3 m

, ∵

PBC

ABE

相似

(24)

PB AB

BC AE

PB AE

BC AB

,即

3

4

3 2

5 2

m

3

5 2

4

3 2

m

解得

3

5

m 

9

2

m  

, ∴

3

p

0

5

9

p

0

2

【点睛】本题考查二次函数的综合问题,是中考常见的压轴题型,熟练掌握待定系数法求函数解析式,等 腰三角形的性质,以及相似三角形的性质是解题的关键. 【变式1-2】如图,已知抛物线y m1 ( 2)(xx m )(m>0)与 x 轴相交于点 A,B,与 y 轴相交于点 C,且A 在点 B 的左侧.1)若抛物线过点(2,2),求抛物线的解析式;2)在(1)的条件下,抛物线的对称轴上是否存在一点 H,使 AH+CH 的值最小,若存在,求出点 H 的 坐标;若不存在,请说明理由; (3)在第四象限内,抛物线上是否存在点 M,使得以点 A,B,M 为顶点的三角形与△ACB 相似?若存在, 求出m 的值;若不存在,请说明理由. 【答案】(1) 2

1

1

2

4

2

y

 

x

x

;(2)点 H 的坐标为(1,

3

2

);(3)当 m=

2 2 2

时,在第四象限内 抛物线上存在点M,使得以点 A,B,M 为顶点的三角形与△ACB 相似. 【解析】 分析: (1)把点(2,2)代入

y

 

m

1 ( 2)(

x

x m m

) (

0)

中,解出m 的值即可得到抛物线的解析式; (2)由(1)中所得解析式求出点 A、B、C 的坐标,由题意可知,点 A、B 关于抛物线的对称轴对称,这 样连接BC 与对称轴的交点即为所求的点 H,根据 B、C 的坐标求出直线 BC 的解析式即可求得点 H 的坐标;3)由解析式

y

 

m

1 ( 2)(

x

x m m

) (

0)

可得点A、B、C 的坐标分别为(-2,0)、(m,0)和(0,2), 如下图,由图可知∠ACB 和∠ABM 是钝角,因此存在两种可能性:①当△ACB∽△ABM,②△ACB∽△MBA, 分这两种情况结合题中已知条件进行分析解答即可. 详解: (1)把点(2,2)代入抛物线,2=

m

1 2 2 2 m



.

(25)

解得m=4. ∴抛物线的解析式为



2

1

1

1

y

x 2 x 4

x

x 2

4

4

2

 

 

. (2)令 2

1

1

y

x

x 2 0

4

2

 

 

,解得

x

1

 

2 x

2

4

. 则A(-2,0),B(4,0). 对称轴

x=-1

2

1

1

2

4

 

. ∵ 2

1

1

y

x

x 2

4

2

 

中当x=0 时,y=2, ∴点C 的坐标为(0,2). ∵点A 和点 B 关于抛物线的对称轴对称, ∴连接BC 与对称轴的交点即为点 H,此时 AH+CH 的值最小, 设直线BC 的解析式为 y=kx+b, 把B(4,0),C(0,2)代入得:

4

0

2

k b

b

 

,解得:

1  

2

2

k

b

  

∴直线BC 的解析式为 y=

1 x 2

2

. ∵当x=1 时,y=

  

1 1 2

2

=

3

2

. ∴点H 的坐标为(1,

3

2

.3)假设存在点 M,使得以点 A,B,M 为顶点的三角形与△ACB 相似. 如下图,连接AC,BC,AM,BM,过点 M 作 MN⊥x 轴于点 N, 由图易知,∠ACB 和∠ABM 为钝角, ①当△ACB∽△ABM 时,有

AC

AB

=

AB

AM

,即

AB

2

AC·AM

.

(26)

A(-2,0),C(0,2),即 OA=OC=2, ∴∠CAB=∠BAM=

45

o. ∵MN⊥x 轴,∴∠BAM=∠AMN=45°,AN=MN. ∴可设M 的坐标为:(x,-x-2)(x>0), 把点M 的坐标代入抛物线的解析式,得:-x-2=

m

1 x 2 x m



. 化简整理得:x=2m, ∴点M 的坐标为:(2m,-2m-2). ∴AM=

 

2 2

2m 2

 

2m 2

2 2 m 1

. ∵

AB

2

AC·AM

AC=

2 2

AB=m+2,

2

m 2

2 2 2 2 m 1

. 解得:m=

2 2 2

.m>0, ∴m=

2 2 2

. ②当△ACB∽△MBA 时,有

AB

MA

=

CB

BA

,即

AB

2

CB·MA

. ∵∠CBA=∠BAM,∠ANM=∠BOC=

90

o, ∴△ANM∽△BOC,∴

MN

AN

=

CO

BO

.BO=m,设 ON=x,

2

MN

x

=

2

m

,即MN=

2

m

x+2).M(x,

m

2 x 2

)(x>0), 把M 点的坐标代入抛物线的解析式, 得

m

2 x 2

=

m

1 x 2 x m



. 解得x=m+2.即 M(m+2,

m

2 m 4

.

(27)

AB

2

CB·MA

CB=

m

2

4 AN m 4

 

MN=

m

2 m 4

, ∴

2 2 2 2 2

4 m 4

m 2

m

4· m 4

m

. 化简整理,得16=0,显然不成立. 综上所述,当m=

2 2 2

时,在第四象限内抛物线上存在点M,使得以点 A,B,M 为顶点的三角形与ACB 相似. 点睛:本题是一道二次函数和几何图形综合的题目,解题的要点有以下两点:(1)“知道点 A、B 是关于抛 物线的对称轴对称的,连接BC 与对称轴的交点即为所求的点 H”是解答第 2 小题的关键;(2)“能根据题意 画 出 符 合 要 求 的 图 形 , 知 道 ∠ACB 和∠ABM 为钝角,结合题意得到存在:①当△ACB∽△ABM, ②△ACB∽△MBA 这两种可能情况”是解答第 3 小题的关键. 【考点2】二次函数与直角三角形问题 【例2】如图,抛物线

2

0

y ax bx c a

的顶点坐标为

2, 1

,图象与

y

轴交于点

C

 

0,3

,与

x

轴 交于

A

、 B 两点.

 

1

求抛物线的解析式;

 

2

设抛物线对称轴与直线

BC

交于点

D

,连接

AC

AD

,求

ACD

的面积;

 

3

E

为直线

BC

上的任意一点,过点

E

x

轴的垂线与抛物线交于点

F

,问是否存在点

E

使

DEF

直角三角形?若存在,求出点

E

坐标,若不存在,请说明理由. 【答案】(1)

 

y

(

x

2) 1

2

 

x

2

4

x

3

;(2)2;(3)见解析. 【解析】(1)可设抛物线解析式为顶点式,把 C 点坐标代入可求得抛物线解析式; (2)由抛物线解析式可求得 A、B 坐标,利用待定系数法可求得直线 BC 解析式,利用对称轴可求得 D 点 坐标,则可求得AD2、AC2 和 CD2,利用勾股定理的逆定理可判定△ACD 为直角三角形,则可求得其面积;3)根据题意可分∠DFE=90°和∠EDF=90°两种情况,当∠DFE=90°时,可知 DF∥x 轴,则可求得 E 点纵 坐标,代入抛物线解析式可求得E 点坐标;当∠EDF=90°时,可求得直线 AD 解析式,联立直线 AC 和抛物 线解析式可求得点E 的横坐标,代入直线 BC 可求得点 E 的坐标.

(28)

【详解】解:

 

1

∵抛物线的顶点坐标为

2, 1

, ∴可设抛物线解析式为

2

(

2) 1

0

y a x

a

, 把

C

 

0,3

代入可得

a 

(0 2) 1 3

2

 

,解得

a 

1

, ∴抛物线解析式为

y

(

x

2) 1

2

 

x

2

4

x

3

 

2

y x

2

4

x

3

中,令

y 

0

可得

x

2

4

x

 

3 0

,解得

x 

1

x 

3

, ∴

A

 

1,0

B

 

3,0

, 设直线

BC

解析式为

y kx

3

,把

B

 

3,0

代入得:

3

k  

3 0

,解得

k  

1

, ∴直线

BC

解析式为

y

  

x

3

, 由

 

1

可知抛物线的对称轴为

x 

2

,此时

y    

2 3 1

, ∴

D

 

2,1

, ∴

AD 

2

2

AC 

2

10

CD 

2

8

, ∵

AD

2

CD

2

AC

2, ∴

ACD

是以

AC

为斜边的直角三角形, ∴

1

1

2 2 2 2

2

2

ACD

S

AD CD

 

 

3

由题意知

EF y

/ /

轴,则

FED

 

OCB

90

 ,

DEF

为直角三角形,分

DFE

90

和

EDF

90

两种情况, ①当

DFE

90

时,即

DF x

/ /

轴,则

D

F

的纵坐标相同, ∴

F

点纵坐标为

1

, ∵点

F

在抛物线上, ∴

x

2

4

x

 

3 1

,解得

x  

2

2

,即点

E

的横坐标为

2

2

, ∵点

E

在直线

BC

上, ∴当

x  

2

2

时,

y

    

x

3 1

2

,当

x  

2

2

时,

y

    

x

3 1

2

(29)

E

点坐标为

2

2,1

2

2

2,1

2

; ②当

EDF

90

时, ∵

A

 

1,0

D

 

2,1

, ∴直线

AD

解析式为

y x

 

1

, ∵直线

BC

解析式为

y

  

x

3

, ∴

AD BC

, ∴直线

AD

与抛物线的交点即为

E

点, 联立直线

AD

与抛物线解析式有

x

2

4

x

  

3

x

1

,解得

x 

1

x 

4

, 当

x 

1

时,

y

   

x

3 2

,当

x 

4

时,

y

    

x

3

1

, ∴

E

点坐标为

 

1,2

4, 1

, 综上可知存在满足条件的点

E

,其坐标为

2

2,1

2

2

2,1

2

 

1,2

4, 1

. 【点睛】考查了待定系数法求函数解析式,利用已知的顶点坐标,列出方程组,可以求出函数解析式. 【变式2-1】如图,经过

x

轴上

A

( 1 0)

 ,,

B

(3 0)

两点的抛物线

y m x

( 1)

2

4

m

m 

0

)交

y

轴于点

C

, 设抛物线的顶点为

D

,若以

DB

为直径的⊙G 经过点

C

,求解下列问题: (1)用含

m

的代数式表示出

C D

的坐标; (2)求抛物线的解析式;3)能否在抛物线上找到一点

Q

,使

BDQ

为直角三角形?如能,求出

Q

点的坐标,若不能,请说明理 由。

(30)

【答案】(1)点

C

的坐标为

C

(0 3 )

m

,点

D

的坐标为

(1 4 )

m

;(2) 抛物线的解析式为

y

  

x

2

2x 3

; (3)满足题意的

Q

点有三个:

(0 3)

3 9

2 4

1 15

2 4

【解析】 【试题分析】 (1)

2

1

4

y m x

m

是顶点式,则顶点

D

的坐标为

C

0 3

m

,当 x=0,则 y=-3m,即点

C

的坐标为

0 3

C

m

; (2)连接 CD 、 BC,过点

D

DE y

轴于

E

,如图 ①所示:根据直径所对的圆周角是直角,得

90

DCB

 

,出现“一线三等角模型”,得

DEC

COB

根据相似三角形的性质

得:

DE EC

CO OB

1

3

3

m

m

,解得

m  

1

,则抛物线的解析式为

y

  

x

2

2

x

3

.3)分三种情况分类讨论:

BQD

 

90

(图①)显然

Q

C

点重合,点

Q

坐标为

Q ,

 

0 3

DBQ

=

90

(图②)作

QF

y

轴于

F

DH x

轴于 H ,根据两角对应相等,两三角形相似,得

Rt

DHB

Rt

BFQ

DH

HB

BF

FQ

,则

DH FQ BF HB

,由于点

Q

坐标

k k

2

2

k

3

,则

2

4

k

2

k

 

3

2 3

k

, 解得:

3

 

2

k  

3

2

k  

Q

坐标:

3

9

2

4

Q

BDQ

=

90

(图③)延长

DQ

y

轴于

M

,作

DE y

轴于

E

DH x

轴于 H ,同理可证:

DEM

DHB

,则

DE

EM

DH

HB

,即

1

4

2

EM

,得

1

2

EM 

,点

M

的坐标 为

7

0

2

,设

DM

所在的直线解析式为y=kx+b,用待定系数法,把 M

7

0

2

D(1,4)代入得:

7

2

4

b

k b

  

解得:

k

1

2

,

b

7

2

则直线DM 的解析式为

1

7

2

2

y

x

,把

1

7

2

2

y

x

代入

y

  

x

2

2

x

3

得:

2

x

2

3 1 0

x

 

,解得,

(31)

1

2

x 

,最后把

1

2

x 

代入

1

7

2

2

y

x

15

4

y 

,点

Q

的坐标为

1 15

2 4

综上述,

Q

点有三个:

 

0 3

3 9

2 4

1 15

2 4

【试题解析】 (1)∵y

2

1

4

m x

m

是顶点式 ∴点

D

的坐标为

1 4m

x=0 时,y= -3m

C

的坐标为

C

0 3

m

2) 连接 CD 、 BC,过点

D

DE y

轴于

E

,如图①所示: ∵BD 是⊙G 的直径 ∴∠DCB=

90

0 ∴∠ECD+∠BCO=

90

0 ∵∠ECD+∠EDC=

90

0 ∴∠BCO=∠EDC

∵∠DEC=∠BOC=

90

0∴

DEC

COB

DE EC

CO OB

1

3

3

m

m

2

1

m

m  

1

m 

0

m  

1

∴抛物线的解析式为

y

  

x

2

2

x

3

3)能在抛物线上找到一点 Q,使△BDQ 为直角三角形 很明显,点

C

即在抛物线上,又在⊙G 上,

BCD

 

90

,这时

Q

C

点重合 点

Q

坐标为

Q ,

 

0 3

如图②,若

DBQ

90

,作

QF

y

轴于

F

DH x

轴于 H 同理可证:

Rt

DHB

Rt

BFQ

DH

HB

BF

FQ

(32)

DH FQ BF HB

∵点

Q

坐标

2

2

3

k k

k

2

4

k

2

k

 

3

2 3

k

化简得:

2

k

2

3

k

 

9 0

,解得:

k 

3

(不合题意,舍去),

3

2

k  

3

2

k  

Q

坐标:

3

9

2

4

Q

BDQ

90

,如图③,延长

DQ

y

轴于

M

, 作

DE y

轴于

E

DH x

轴于 H,同理可证:

DEM

DHB

DE

EM

DH

HB

1

4

2

EM

,得

1

2

EM 

,点

M

的坐标为

7

0

2

DM

所在的直线解析式为y=kx+b,把 M

7

0

2

D(1,4)代入得:

7

2

4

b

k b

  

解得:

1

,

7

2

2

k

b

∴直线DM 的解析式为

1

7

2

2

y

x

,把

1

7

2

2

y

x

代入

y

  

x

2

2

x

3

得:

2

x

2

3 1 0

x

 

解为:

x 

1

(不合题意,舍去),

1

2

x 

, 把

1

2

x 

代入

1

7

2

2

y

x

15

4

y 

,点

Q

的坐标为

1 15

2 4

综合上述,满足题意的

Q

点有三个:

 

0 3

3 9

2 4

1 15

2 4

(33)

【方法点睛】本题目是一道二次函数的综合题,涉及到顶点坐标,与坐标轴的交点,一线三等角证相似, 并且多次运用相似三角形的对应边成比例,直角三角形的确定(3 种情况分类讨论),难度较大. 【变式2-2】已知抛物线

y x

2

2

x m

 

1

x

轴只有一个交点,且与

y

轴交于

A

点,如图,设它的顶点 为B.1)求

m

的值; (2)过 A 作 x 轴的平行线,交抛物线于点 C,求证:△ABC 是等腰直角三角形;3)将此抛物线向下平移 4 个单位后,得到抛物线

y

,且与x 轴的左半轴交于 E 点,与 y 轴交于 F 点,如 图.请在抛物线

y

上求点P,使得△

EFP

是以EF 为直角边的直角三角形?

(34)

【答案】(1)m = 2;(2)证明见解析;(3)满足条件的 P 点的坐标为(

10

3

13

9

)或(

7

3

20

9

). 【解析】 试题分析:(1)根据抛物线与 x 轴只有一个交点可知△的值为 0,由此得到一个关于 m 的一元一次方程, 解此方程可得m 的值;2)根据抛物线的解析式求出顶点坐标,根据 A 点在 y 轴上求出 A 点坐标,再求 C 点坐标,根据三个点 的坐标得出△ABC 为等腰直角三角形; (3)根据抛物线解析式求出 E、F 的坐标,然后分别讨论以 E 为直角顶点和以 F 为直角顶点 P 的坐标. 试题解析:(1)∵抛物线 y=x2-2x+m-1 与 x 轴只有一个交点, ∴△=(-2)2-4×1×(m-1)=0, 解得,m=2; (2)由(1)知抛物线的解析式为 y=x2-2x+1=(x-1)2,易得顶点 B(1,0), 当x=0 时,y=1,得 A(0,1).1=x2-2x+1,解得,x=0(舍)或 x=2,所以 C 点坐标为:(2,1).C 作 x 轴的垂线,垂足为 D,则 CD=1,BD=xD-xB=1. ∴在Rt△CDB 中,∠CBD=45°,BC=

2

. 同理,在Rt△AOB 中,AO=OB=1,于是∠ABO=45°,AB=

2

. ∴∠ABC=180°-∠CBD-∠ABO=90°,AB=BC, 因此△ABC 是等腰直角三角形; (3)由题知,抛物线 C′的解析式为 y=x2-2x-3, 当x=0 时,y=-3;y=0 时,x=-1 或 x=3,E(-1,0),F(0,-3),即 OE=1,OF=3. 第一种情况:若以E 点为直角顶点,设此时满足条件的点为 P1(x1,y1),作 P1M⊥x 轴于 M.

(35)

∵∠P1EM+∠OEF=∠EFO+∠OEF=90°, ∴∠P1EM=∠EFO,得 Rt△EFO∽Rt△P1EM, 则 1

1

3

PM

OE

EM

OF

,即EM=3P1M.EM=x1+1,P1M=y1,x1+1=3y1① 由于P1(x1,y1)在抛物线 C′上, 则有3(x12-2x1-3)=x1+1, 整理得,3x12-7x1-10=0,解得, x1=

10

3

,或x2=-1(舍去)x1=

10

3

代入①中可解得, y1=

13

9

. ∴P1(

10

3

13

9

). 第二种情况:若以F 点为直角顶点,设此时满足条件的点为 P2(x2,y2),作 P2N⊥y 轴于 N. 同第一种情况,易知Rt△EFO∽Rt△FP2N, 得 2

1

3

FN

OE

P N OF

,即P2N=3FN.

參考文獻

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