內(nèi)蒙古2018年中考數(shù)學(xué)重點(diǎn)題型專項(xiàng)訓(xùn)練 二次函數(shù)綜合題
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1、二次函數(shù)綜合題 類型一 與角度有關(guān)的問題 ★1.拋物線y=-x2+2x+3與x軸交于點(diǎn)A,B(A在B 的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C. (1)求直線BC的解析式; (2)拋物線的對(duì)稱軸上存在點(diǎn)P,使∠APB=∠ABC,利用圖 ①求點(diǎn) P 的坐標(biāo); (3)點(diǎn)Q在y軸右側(cè)的拋物線上,利用圖②比較∠OCQ與 ∠OCA 的大小,并說明理由. 第 1 題圖 解:(1)當(dāng)y=0時(shí),得0=-x2+2x+3,解得x1=-1,x2=3, ∴B 點(diǎn)的坐標(biāo)為(3,0), 60
2、當(dāng) x=0,得 y=3,即 C 點(diǎn)坐標(biāo)為(0,3),設(shè)直線 BC 的解析式為 y=kx+3(k≠0), 將點(diǎn) B(3,0)代入得0=3k+3,解得 k=-1, ∴直線 BC 的解析式為 y=-x+3; (2)由(1)可知OB=OC=3, ∴△BOC 為等腰直角三角形, ∴∠ABC=45°, 拋物線對(duì)稱軸為 x=1, 設(shè)拋物線對(duì)稱軸交直線 BC 于點(diǎn) D,交 x 軸于點(diǎn) E, 當(dāng)點(diǎn) P 在 x 軸上方時(shí),如解圖①, 第 1 題解圖① ∵∠APB=∠ABC
3、=45°,且 PA=PB, ∴∠PBA=180°-45°=67.5°, 2 ∠DPB=12∠APB=22.5°, ∴∠PBD=67.5°-45°=22.5°, ∴∠DPB=∠DBP, ∴DP=DB, 在 Rt△BDE中,BE=DE=2,由勾股定理可得,BD=22, ∴PE=2+22, ∴P(1,2+22); 當(dāng)點(diǎn) P 在 x 軸下方時(shí),由對(duì)稱性可知 P 點(diǎn)坐標(biāo)為(1,-2- 22), 綜上可知,拋物線的對(duì)稱軸上存在點(diǎn) P,使∠APB=∠ABC,P 點(diǎn)坐標(biāo)為(1,2+22)或(1,-2-22);
4、(3)如解圖②,作點(diǎn)A關(guān)于y軸對(duì)稱的點(diǎn)F, 點(diǎn) F 的坐標(biāo)為(1,0), 則∠OCA=∠OCF, 設(shè)直線 CF 的解析式為 y=kx+b, 把點(diǎn) C(0,3),F(xiàn)(1,0)代入求得 k=-3,b=3, 則直線 CF 的解析式為 y=-3x+3, y=-3x+3 聯(lián)立y=-x2+2x+3, x1=0 解 得 y1=3 , x2=5 y2=-12, 直線 CF 與拋物線的交點(diǎn)坐標(biāo)為 (0,3)、(5,-12),第1題解圖②設(shè)點(diǎn) Q 的坐標(biāo)為 (a,-a2+2a+3), 當(dāng) 0<a<5 時(shí),∠
5、OCF<∠OCQ,則∠OCA<∠OCQ; 當(dāng) a=5時(shí),∠OCF=∠OCQ,則∠OCA=∠OCQ; 當(dāng) a>5時(shí),∠OCF>∠OCQ,則∠OCA>∠OCQ. 類型二 線段及周長問題 ★1. 如圖,拋物線y=-14x2+bx+c的圖象過點(diǎn)A(4,0), B(-4,-4),且拋物線與 y 軸交于點(diǎn) C,連接 AB,BC,AC. (1)求拋物線的解析式; (2)點(diǎn)P是拋物線對(duì)稱軸上的點(diǎn),求△PBC周長的最小值及此 時(shí)點(diǎn) P 的坐標(biāo); (3)若E是線段AB上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(不與A、B重合),過E作y軸的平行線,分別交拋物線及 x 軸于 F、D 兩點(diǎn)
6、.請(qǐng)問是否存 在這樣的點(diǎn) E,使 DE=2DF?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn) E 的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由. 第 1 題圖 解:(1)∵拋物線y=-14x2+bx+c的圖象經(jīng)過點(diǎn)A(4,0),B(-4,-4), ì - 1 ′16 + 4b+c= 0 ì 1 ? 4 ?b = , 2 ∴ í 1 ,解得 í ? ? ?- ′16 - 4b+c= -4 ?c =2 ?
7、 4 ∴拋物線的解析式為 y=-14 x2+12 x+2; (2)由拋物線y=-14x2+12x+2 可得其對(duì)稱軸為直線x= 1 2 - 1 =1,點(diǎn) C 的坐標(biāo)為(0,2), 2 ′(-4) 如解圖,作點(diǎn) C 關(guān)于對(duì)稱軸 x=1的點(diǎn) C′,則 C′的坐標(biāo)為(2,2),連接 BC’; 即 BC′= (2 + 4)2+ (2 + 4)2=62, BC′與對(duì)稱軸的交點(diǎn)即為所求點(diǎn) P,連 第 1 題解圖 接 CP, 此時(shí)△PBC 的周長最小. 設(shè)直線 BC′的解析式為 y=kx+m, ∵點(diǎn)
8、 B(-4,-4),C′(2,2),
∴íì 2k+m= 2
,解得íì k =1
,
?-4k+m= -4
?m =0
∴直線 BC′的解析式為 y=x,
將 x=1代入 y=x,得 y=1,
∴點(diǎn) P 坐標(biāo)為(1,1).
∴BC= 42+ (2 + 4)2= 213 .
∵△PBC 的周長為 CP+BC+PB=BC+BC′,
∴△PBC 周長的最小值為213+62;
(3)由點(diǎn)A(4,0),B(-4,-4)可得直線AB的解析式為y=12x-2,設(shè)點(diǎn)E(x,12x-2),其中-4 9、x+2),DE=|12x-2|=2-12x,DF=|-14 x2+12x+2|,
當(dāng) 2-12x=-12x2+x+4,即點(diǎn)F位于x軸上方,解得 x1=-1,x2=4(舍去),
將 x=-1代入 y=
1
x -2,得到y(tǒng)=-
5
,∴E(-1,-
5
),
2
2
2
當(dāng) 2-12x=12x2-x-4,即點(diǎn)F位于x軸下方,
解得 x1=-3,x2=4(舍去),將 x=-3代入 y=12x-2,得到 y=-72,∴E(-3,-72).
綜上所述:點(diǎn) E 的坐標(biāo)為:(-1,-52),(-3,-72).
★2.如圖 10、,在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn),直線 y=-x+4與 x 軸交于點(diǎn) A,過點(diǎn) A 的拋物線 y=ax2+bx與直線 y=-x+4交于另一點(diǎn) B,且點(diǎn) B 的橫坐標(biāo)為1.
(1)求拋物線的解析式;
(2)點(diǎn)P是線段AB上一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(點(diǎn)P不與點(diǎn)A、B重合),過點(diǎn)
P 作 PM∥OB 交第一象限內(nèi)的拋物線于點(diǎn) M ,過點(diǎn) M 作
MC⊥x 軸于點(diǎn) C,交 AB 于點(diǎn) N,過點(diǎn) P 作 PF⊥MC 于點(diǎn) F,
設(shè) PF 的長為 t,
①求 MN 與 t 之間的函數(shù)關(guān)系式(不要求寫出自變量 t 的取值
范圍);
②當(dāng) MN 取最大值時(shí),連接 ON, 11、直接寫出sin∠BON 的值.
第 2 題圖
解:(1)∵y=-x+4與x軸交于點(diǎn)A,
∴A(4,0),
∵點(diǎn) B 的橫坐標(biāo)為1,且直線 y=-x+4經(jīng)過點(diǎn) B,∴B(1,3),
∵拋物線 y=ax2+bx 經(jīng)過 A(4,0),B(1,3),
ì16a+ 4b= 0
,
∴ í
3
?a + b =
ìa = -1
解得 í .
?b =4
∴拋物線的解析式為 y=-x2+4x;
(2)①如解圖①,作BD⊥x軸于點(diǎn)D,延長MP交x軸于點(diǎn)E,
第 2
12、∵B(1,3),A(4,0),
∴OD=1,BD=3,OA=4,
∴AD=3,
∴AD=BD,
∵∠BDA=90°,∴∠BAD=∠ABD=45°,
∵M(jìn)C⊥x 軸,
∴∠ANC=∠BAD=45°,
∴∠PNF=∠ANC=45°,
∵PF⊥MC,
∴∠FPN=∠PNF=45°,
∴NF=PF=t,
∵∠PFM=∠ECM=90°,
第 2 題解圖①
∴PF∥EC,
∴∠MPF=∠MEC,
∵M(jìn)E∥OB,
∴∠MEC=∠BOD,
∴∠MPF=∠BOD,
∴tan∠BOD=tan∠MPF,
13、
∴ODBD=MFPF=3,
∴MF=3PF=3t,
∵M(jìn)N=MF+FN,
∴MN=3t+t=4t;
②如解圖②,作 BG⊥ON 于 G 點(diǎn),
第 2 題解圖②
當(dāng)過點(diǎn) M 的直線與直線 AB 平行且與拋物線只有一個(gè)交點(diǎn)時(shí), MN 取最大,
∴設(shè)與 AB 平行的直線 y=-x+b,
當(dāng)-x2+4x=-x+b;即 x2-5x+b=0,
25
=25-4b=0,解b=4 .
25
∴直線 y=-x+4,
∴拋物線 y=-x2+4x 與 y=-x+254的交點(diǎn) M(52,15 14、4),
∴N 點(diǎn)的橫坐標(biāo)為52,N 點(diǎn)的縱坐標(biāo)為-52+4=32,即 N(52,
32 ),
∴ON 的解析式為 y=53 x,
∵BG⊥ON,
5
設(shè) BG 的解析式為 y=-3 x+b,
將 B(1,3)代入 y=-
5
x+b,解得 b=
14
,
3
3
5 14
∴BG 的解析式為 y=-3 x+3,
ìy =
3
x
ìx =
35
5
17
?
?
聯(lián)立
í
5 15、
14 ,解得
í
21 ,
?
?
?y = -
x +
? y =
3
3
17
?
?
35 21
即 G(17,17).
∴由勾股定理,得 OB= 12+ 32= 10 ,
BG= (1735-1)2+ (1721- 3)2=61734,
634
∴sin∠BON=BG= 17 = 685 .
OB 10 85
★3 如圖,拋物線y=x2+bx+c過點(diǎn)A(3, 16、0),B(1,0),
交 y 軸于點(diǎn) C,點(diǎn) P 是該拋物線上一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn) P 從 C 點(diǎn)沿拋物線向 A 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)(點(diǎn) P 不與點(diǎn) A 重合),過點(diǎn) P 作 PD∥y 軸交直線 AC 于點(diǎn) D.
(1)求拋物線的解析式;
(2)求點(diǎn)P在運(yùn)動(dòng)的過程中線段PD長度的最大值;
(3)在拋物線對(duì)稱軸上是否存在點(diǎn)M,使|MA-MC|最大?若
存在,請(qǐng)求出點(diǎn) M 的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說明理由.
解:(1)∵拋物線y=x2+bx+c過點(diǎn)A(3,0),B(1,0),
ì9 + 3b+c= 0
ìb =-4
,
∴ í
,解得 í
17、?1+b+c= 0
?c =3
∴拋物線解析式為 y=x2-4x+3;
(2)令x=0,則y=3,
∴點(diǎn) C(0,3),
則直線 AC 的解析式為 y=-x+3,
設(shè)點(diǎn) P(x,x2-4x+3),
∵PD∥y 軸,
∴點(diǎn) D(x,-x+3),
3 9
∴PD=(-x+3)-(x2-4x+3)=-x2+3x=-(x-2)2+4,∵a=-1<0,
∴當(dāng) x=32時(shí),線段 PD 的長度有最大值94;
(3)由拋物線的對(duì)稱性,對(duì)稱軸垂直平分AB,
∴MA=MB,
由三角形的三邊關(guān)系,|MA-MC| 18、M、B、C 三點(diǎn)共線時(shí),|MA-MC|最大,即為 BC 的長
度,
設(shè)直線 BC 的解析式為 y=kx+m(k≠0),
ìk + m =0
ì
k = -3
,
則 í
,解得 í
?m =3
?m =3
∴直線 BC 的解析式為 y=-3x+3,
∵拋物線 y=x2-4x+3的對(duì)稱軸為直線 x=2,
∴當(dāng) x=2時(shí),y=-3×2+3=-3,
∴點(diǎn) M(2,-3),
即拋物線對(duì)稱軸上存在點(diǎn) M(2,-3),使|MA-MC|最大.類型三 面積問題
★1.如圖,拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)與x軸交于A、B 19、兩點(diǎn),與 y 軸交于點(diǎn) C(0,3),且此拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)為 M(-1,
4).
(1)求此拋物線的解析式;
(2)設(shè)點(diǎn)D為已知拋物線對(duì)稱軸上的任意一點(diǎn),當(dāng)△ACD與
△ACB 面積相等時(shí),求點(diǎn) D 的坐標(biāo);
(3)點(diǎn)P在線段AM上,當(dāng)PC與y軸垂直時(shí),過點(diǎn)P作x軸的垂線,垂足為 E,將△PCE 沿直線 CE 翻折,使點(diǎn) P 的對(duì)應(yīng)點(diǎn) P′與 P、E、C 處在同一平面內(nèi),請(qǐng)求出點(diǎn) P′坐標(biāo),并判斷點(diǎn) P′是否在該拋物線上.
第 1 題圖
解:(1)∵拋物線y=ax2+bx+c經(jīng)過點(diǎn)C(0, 20、3),頂點(diǎn)為 M(-1,4),
ìc =3
ìa = -1
?
b
?b = -2
?-
= -1
,
∴ í
2a
,解得 í
?
?
?a - b + c =4
?c =3
?
∴所求拋物線的解析式為 y=-x2-2x+3.
(2)令y=-x2-2x+3=0,解得x=-3或x=1,
故 A(-3,0),B(1,0).∴AB=4,
∴OA=OC=3,△AOC 為等腰直角三角形.∴直線 AC 的解析式為 y=x+3,
如解圖①,設(shè) AC 交對(duì)稱軸 21、 x=-1于
點(diǎn) F(-1,yF).
易得 yF=2,故點(diǎn) F(-1,2).
設(shè)點(diǎn) D 坐標(biāo)為(-1,yD),
則 S△ADC=12|DF|·|AO|=12×|yD-2|×3.
又 S△ABC=1|AB|·|OC|=1×4×3=6.
第 1 題解圖①
2
2
由12×|yD-2|×3=6 得:|yD-2|=4,
故 yD=-2或 yD=6.
∴點(diǎn) D 坐標(biāo)為(-1,-2)或(-1,6).
(3)如解圖②,點(diǎn)P′為點(diǎn)P關(guān)于直線CE的對(duì)稱點(diǎn).過點(diǎn) P′作 P′H⊥y 軸于點(diǎn) H,設(shè) P′E 交 y 軸于點(diǎn) N.在△EON 和△ 22、CP′N 中
ìDCNP¢ = DENO
?
íDCP¢N = DEON =90,
故△CP′N≌△EON(AAS).
∴CN=EN,
設(shè) NC=m,則 NE=m,
第 1 題解圖②
易得直線 AM 的解析式為 y=2x+6,
當(dāng) y=3時(shí),x=-32,故點(diǎn) P(-32,3).
∴P′C=PC=32,P′N=3-m,
在 Rt△P′NC中,由勾股定理,得(32)2+(3-m)2=m2,
解得 m=158,則3-m=98.即 CN=158,P′N=98,
∵S△P′NC=12|CN|·|P′ 23、H|=12|P′N|·|P′C|,
∴P′H=109.
由△CHP′∽△CP′N 可得CHCP¢=CPCN¢,故 CH=CPCN¢2=65.
∴OH=3-65=95,
∴P′的坐標(biāo)是(109,95).
將點(diǎn) P′(109,95)的坐標(biāo)代入拋物線解析式,等式不成立,所以
點(diǎn) P′不在該拋物線上.
★2. 如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,二次函數(shù)y=-x2+2x+8的圖象與一次函數(shù) y=-x+b 的圖象交于 A、B 兩點(diǎn),點(diǎn) A 在 x 軸上,點(diǎn) B 的縱坐標(biāo)為-7.點(diǎn) P 是二次函數(shù)圖象上 A、B 兩點(diǎn)之間的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(不與點(diǎn) A、B 24、重合),設(shè)點(diǎn) P 的橫坐標(biāo)為 m,過點(diǎn) P 作 x 軸的垂線交 AB 于點(diǎn) C,作 PD⊥AB 于點(diǎn) D.
(1)求b及 sin∠ACP的值;
(2)用含m的代數(shù)式表示線段PD的長;
(3)連接PB,線段PC把△PDB分成兩個(gè)三角形,是否存在適
合的 m 值,使這兩個(gè)三角形的面積之比為1∶2?如果存在,
直接寫出 m 的值;如果不存在,請(qǐng)說明理由.
第 2 題圖
解:(1)∵當(dāng)y=0時(shí),-x2+2x+8=0,
∴x1=-2,x2=4.
∵點(diǎn) A 在 x 軸負(fù)半軸上,
∴A(-2,0),OA=2,
25、
∵點(diǎn) A 在一次函數(shù) y=-x+b 的圖象上,
∴2+b=0,
∴b=-2,
∴一次函數(shù)表達(dá)式為 y=-x-2,
如解圖,設(shè)直線 AB 交 y 軸于點(diǎn) E,則 E(0,-2),OE=OA
=2,
∴△AOE 為等腰直角三角形,∠AEO=45°,
∵PC⊥x 軸交 AB 于點(diǎn) C,
∴PC∥y 軸,
∴∠AEO=∠ACP=45°,
∴sin∠ACP=sin45°= 22;
第 2 題解圖
(2)∵點(diǎn)P在二次函數(shù)y=-x2+2x+8圖象上且橫坐標(biāo)為m,
26、
∴P(m,-m2+2m+8),
∵PC⊥x 軸且點(diǎn) C 在一次函數(shù) y=-x-2的圖象上,
∴C(m,-m-2),
∴PC=-m2+3m+10,
∵PD⊥AB 于點(diǎn) D,
∴在 Rt△CDP中,sin∠ACP=PDPC=22,
∴PD=-22 m2+322 m+52 ;
(3)存在,m的值為-1或2.
理由如下:如解圖,分別過點(diǎn) D、B 作 DF⊥PC,BG⊥PC,
垂足分別為 F、G.
∵sin∠ACP= 22,∴cos∠ACP= 22,又∵∠FDP=∠ACP,∴cos∠FDP= 22,
在 Rt△PDF中 27、,DF=22PD=-12m2+32m+5,
∵點(diǎn) B 縱坐標(biāo)為-7,且點(diǎn) B 在直線 AB:y=-x-2上,
∴點(diǎn) B(5,-7),∴BG=5-m,
∵P 不與 A、B 兩點(diǎn)重合,∴-2 28、
(2)在拋物線的對(duì)稱軸上是否存在一點(diǎn)P,使△PAB的周長最
???若存在,請(qǐng)求出點(diǎn) P 的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由;
(3)連接AC,在直線AC下方的拋物線上,是否存在一點(diǎn)N,使△NAC 的面積最大?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn) N 的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
第 3 題圖
解:(1)設(shè)拋物線的解析式為y=a(x-1)(x-5)(a≠0),
把點(diǎn) A(0,4)代入上式,解得 a=54,
∴y=54 (x-1)(x-5)=54x2-245x+4=54 (x-3)2-165,∴拋物線的對(duì)稱軸是直 29、線 x=3.
(2)存在,P點(diǎn)坐標(biāo)為(3,85).理由如下如解圖①,連接 AC 交對(duì)稱軸于點(diǎn) P,連接 BP,BA,
∵點(diǎn) B 與點(diǎn) C 關(guān)于對(duì)稱軸對(duì)稱,
∴PB=PC, 第 3 題解圖①
∴C△PAB=AB+AP+PB=AB+AP+PC=AB+AC,
∴此時(shí)△PAB 的周長最小,
設(shè)直線 AC 的解析式為 y=kx+b(k≠0),
把 A(0,4),C(5,0)代入 y=kx+b 中,
ìb =4
ì
4
?k =-
5 ,
得 í
,解得 í
?5k+b= 0
?
30、
?b =4
∴直線 AC 的解析式為 y=-45x+4,
∵點(diǎn) P 的橫坐標(biāo)為3,
∴y=-45×3+4=85,
∴P 點(diǎn)坐標(biāo)為(3,85).
(3)在直線AC下方的拋物線上存在點(diǎn)N,使△NAC面積最大,理由如下:
如解圖②,設(shè) N 點(diǎn)的橫坐標(biāo)為 t,
第 3 題解圖②
此時(shí)點(diǎn) N(t,45t2-245t+4)(0 31、的解析式為y=-45x+4,
把 x=t 代入 y=-45x+4得 y=-45t+4,則 G(t,-45t+4).
此時(shí) NG=-45t+4-(45t2-245t+4)=-45t2+4t,
∵AD+CF=OC=5,
∴S△NAC= S△ANG+ S△CNG=12 NG·AD +12 NG·CF =12 NG·OC =
12×(-45t2+4t)×5=-2t2+10t=-2(t-52)2+252,
∴當(dāng) t=52時(shí),△NAC 的面積最大,最大值為252,
由 t=52,得 y=45t2-245t+4=-3,
∴N 點(diǎn)坐標(biāo)為(52,-3).
32、
類型四 特殊三角形存在問題
★1.如圖,已知拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)的對(duì)稱軸為直
線 x=-1,且經(jīng)過 A(1,0),C(0,3)兩點(diǎn),與 x 軸的另一個(gè)交點(diǎn)為 B.
(1)若直線y=mx+n經(jīng)過B,C兩點(diǎn),求拋物線和直線BC的
解析式;
(2)在拋物線的對(duì)稱軸x=-1 上找一點(diǎn)M,使點(diǎn)M到點(diǎn)A的
距離與到點(diǎn) C 的距離之和最小,求點(diǎn) M 的坐標(biāo);
(3)設(shè)點(diǎn)P為拋物線的對(duì)稱軸x=-1 上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),求使
△BPC 為直角三角形的點(diǎn) P 的坐標(biāo).
第 33、1 題圖
ì
b
=-1
?-
ìa =-1
2a
解:
(1)
?
?
,
依題意,得ía + b + c =0
,解得íb =-2
?
?
?c =3
?c =3
?
∴拋物線解析式為 y=-x2-2x+3.
∵對(duì)稱軸為直線 x=-1,拋物線經(jīng)過 A(1,0),
∴B(-3,0).
把 B(-3,0),C(0,3)分別代入 y=mx+n,
ì-3m+n= 0
34、
ì
m =1
,
得 í
,解得 í
?n =3
?n =3
∴直線 BC 的解析式為 y=x+3.
(2)如解圖,連接MA,
第 1 題解圖
∵M(jìn)A=MB,∴MA+MC=MB+MC=BC.
∴使 MA+MC 值最小的點(diǎn) M 應(yīng)為直線 BC 與對(duì)稱軸 x=-1
的交點(diǎn).
設(shè)直線 BC 與對(duì)稱軸 x=-1的交點(diǎn)為 M,把 x=-1,代入直
線 y=x+3,得 y=2.
∴M(-1,2).
(3)設(shè)P(-1,t),結(jié)合B(-3,0),C(0,3),得 35、BC2=18,
PB2=(-1+3)2+t2=4+t2,PC2=(-1)2+(t-3)2=t2-6t+
10.
①若 B 為直角頂點(diǎn),則 BC2+PB2=PC2,即18+4+t2=t2-
6t+10,解得t=-2;
②若 C 為直角頂點(diǎn),則 BC2+PC2=PB2,即18+t2-6t+10=4+t2,解得t=4;
③若 P 為直角頂點(diǎn),則 PB2+PC2=BC2,即:
4+t2+t2-6t+10=18.解得t1=3+217 ,t2=3-217 .
綜上所述,滿足條件的 P 點(diǎn)共有四個(gè),分別為:
P1(-1,-2),P2(-1,4),P3 36、(-1,3+217 ),P4(-1,3-217 ).
★2.如圖,拋物線L:y=ax2+bx+c與x軸交于A,B(3,0)兩點(diǎn)(A在B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C(0,3),已知對(duì)稱軸直線 x=1.
(1)求拋物線L的解析式;
(2)將拋物線L向下平移h個(gè)單位長度,使平移后所得拋物線的頂點(diǎn)落在△OBC 內(nèi)(包括△OBC 的邊界),求 h 的取值范圍;
(3)設(shè)點(diǎn)P是拋物線L上任意一點(diǎn),點(diǎn)Q在直線l:x=-3 上,△PBQ 能否成為以點(diǎn) P 為直角頂點(diǎn)的等腰直角三角形?若能,求出符合條件的點(diǎn) P 的坐標(biāo);若不能,請(qǐng)說明理由.
37、
第 2 題圖
解:(1)把C(0,3)代入y=ax2+bx+c得c=3.
把 B(3,0)代入 y=ax2+bx+3,得 9a+3b+3=0,
又-2ba=1,∴解得a=-1,b=2.
∴解析式是:y=-x2+2x+3;
【一題多解】設(shè)所求解析式為:y=m(x-1)2+n,
ì4m+n= 0
ì
m = -1
,
則把 B(3,0),C(0,3)代入得í
,解得 í
?m + n =3
?n =4
解析式是:y=-(x-1)2+4,即 y=-x2+2x+3.
(2)由y=-(x-1)2+4得拋 38、物線的頂點(diǎn)D(1,4),
如解圖①,過點(diǎn) D 作 y 軸的平行線分別交 CB,OB 于點(diǎn) E,
F,
∴△BEF∽△BCO,
則OCEF=BOBF,
∴EF=2,
∴4-2≤h≤4,即 2≤h≤4.
【一題多解】由 y=-(x-1)2
+4 得拋物線頂點(diǎn)D(1,4),
∵△OBC 是等腰直角三角形,
∠OBC=45°, 第 2 題解圖①
∴EF=BF=2,
∴4-2≤h≤4,即 2≤h≤4.
(3)設(shè)P(x,-x2+2x+3),如解圖②,過點(diǎn)P分別作x軸與l
的垂線,
垂足分別是點(diǎn) M , N , 39、∠PMB =∠PNQ =90°,∠BPM =
∠QPN,PB=PQ,
∴△PMB≌△PNQ,
PM=PN.
第 2 題解圖②
①當(dāng)點(diǎn) P 在 x 軸上方時(shí),有-x2+2x+3=x+3,
即:x2-x=0,解得 x1=0,x2=1,
∴P1(0,3),P2(1,4).
②當(dāng)點(diǎn) P 在 x 軸的下方時(shí),有:-x2+2x+3=-(x+3),即:x2-3x-6=0,
解得 x=
3 ± (- 40、3)2- 4 ′1′ (-6)
=
3 ±
33
,
2
2
∴P3(
3-
33
,-
9-
33
),P4(
3 +
33
,-
9 +
33
),
2
2
2
2
∴ 41、滿足條件的點(diǎn) P 有四個(gè)點(diǎn),分別是 P1(0,3),P2(1,4),
P3(3-233 ,-9-233 ),P4(3+233 ,-9+233 ).
★3. 如圖,已知二次函數(shù)y=-x2+bx+c(c>0)的圖象與x 軸交于 A、B 兩點(diǎn)(點(diǎn) A 在點(diǎn) B 的左側(cè)),與 y 軸交于點(diǎn) C,
且 OB=OC=3,頂點(diǎn)為 M.
(1)求二次函數(shù)的解析式;
(2)點(diǎn)P為線段BM上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作x軸的垂線PQ,垂足為 Q,若 OQ=m,四邊形 ACPQ 的面積為 S,求 S 關(guān)于 m 的函數(shù)解析式,并寫出 m 的取值范圍;
(3)探索:線段BM上是否存在點(diǎn)N 42、,使△NMC為等腰三角形?
如果存在,求出點(diǎn) N 的坐標(biāo);如果不存在,請(qǐng)說明理由.
第 3 題圖
解:(1)∵OB=OC=3,
∴B(3,0),C(0,3),
ì0 = -9 + 3b+c
ìb =2
,
∴ í
,解得 í
?3 =c
?c =3
二次函數(shù)的解析式為:y=-x2+2x+3;
(2)如解圖所示,連接AC,y=-x2+2x+3=-(x-1)2+4,
則 M(1,4),
設(shè)直線 MB 的解析式為 y=kx+n,
ì
4 =k+n
, 43、
則有 í
?0 = 3k+n
ì
k = -2
,
解得 í
?n =6
∴直線 MB 的解析式為 y=-2x+6,
∵PQ⊥x 軸,OQ=m,
第 3 題解圖
∴點(diǎn) P 的坐標(biāo)為(m,-2m+6),
∴S 四 邊 形ACPQ= SRt△AOC+ S 梯 形
PQOC =
1
44、
AO·CO +
1
(PQ+
2
2
CO)·OQ =12×1×3+12(-2m +6+3)·m =- m2+92 m +32(1≤m<3);
7
16
2
10
10
(3)
線段 BM 上存在點(diǎn) N(
,
),(2,2),(1+
,4-
)
5
5
5
5
使△NMC 為等腰三角形.
理由如下:如解圖,連接 MC,
由于 N 是直線 45、BM 上一點(diǎn),由(2)知:直線 BM 的解析式為:
y=-2x+6,因此設(shè) N(x,-2x+6)且1 46、 10 ,4-210 );
5 5
③當(dāng) CN=MN 時(shí),
x2+(-2x +3)2= (x-1)2+ (-2x+ 2)2,
解得 x=2,此時(shí) N(2,2).
類型五 特殊四邊形的存在問題
★1.如圖,拋物線y=-x2+bx+c經(jīng)過A(-1,0),B(3,0)兩點(diǎn),且與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)D是拋物線的頂點(diǎn),拋物線的對(duì)稱軸 DE 交 x 軸于點(diǎn) E,連接 BD.
(1)求經(jīng)過A,B,C三點(diǎn)的拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)點(diǎn)P是線段BD上一點(diǎn),當(dāng)PE=PC時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)在(2)的條件下,過點(diǎn)P作PF⊥x軸于點(diǎn)F,G為拋物線上一動(dòng)點(diǎn), 47、M 為 x 軸上一動(dòng)點(diǎn),N 為直線 PF 上一動(dòng)點(diǎn),當(dāng)以 F、M、N、G 為頂點(diǎn)的四邊形是正方形時(shí),請(qǐng)求出點(diǎn) M 的坐標(biāo).
第 1 題圖 備用圖
解:(1)∵拋物線y=-x2+bx+c經(jīng)過A(-1,0),B(3,0)兩
點(diǎn),
ì-1 -b+c= 0
ìb =2
,
∴ í
0
,解得 í
?-9 + 3b+c=
?c =3
∴經(jīng)過 A,B,C 三點(diǎn)的拋物線的函數(shù)表達(dá)式為 y=-x2+2x
+3;
(2)如解圖①,連接PC、PE.
拋物線對(duì)稱軸為直線 48、x=-2ba=
2
- =1,
2×(-1)
當(dāng) x=1時(shí),y=-1+2+3=4,
∴點(diǎn) D 坐標(biāo)為(1,4),第1題解圖①設(shè)直線 BD 的解析式為:y=mx+n,
ìm = -2
將 B、D 分別代入表達(dá)式,解得í?n=6 ,則 y=-2x+6,
設(shè)點(diǎn) P 的坐標(biāo)為(x,-2x+6),∵C(0,3),E(1,0),∴由勾股定理可得 PC2=x2+[3-(-2x+6)]2,
PE2=(x-1)2+(-2x+6)2,
∵PC=PE,
∴x2+(3+2x-6)2=(x-1)2+(-2x+6)2,
解得 x=2,y=-2×2+6 49、=2,
∴點(diǎn) P 坐標(biāo)為(2,2);
(3)依題意可設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(a,0),則G坐標(biāo)為(a,-a2+
2a+3),
如解圖②,以 F、M、N、G 為頂點(diǎn)的四邊形是正方形時(shí),必
有 FM=MG,
|2-a|=|-a2+2a+3|,
①2-a=-(-a2+2a+3),
解得 a=1± 21 ,
2
②2-a=-a2+2a+3,解得a=
第 1 題解圖②
3 ±
13
,
2
∴M 點(diǎn)的坐標(biāo)為(
1-
21
50、
,0),(
1 +
21
,0),(
3-
13
,0),
2
2
2
( 3+ 13 ,0).
2
★2.如圖,拋物線y=ax2+3x+c經(jīng)過A(-1,0),B(4,0)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C.
(1)求拋物線的解析式;
(2)若點(diǎn)P在第一象限的拋物線上,且點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為t,過
點(diǎn) P 向 x 軸作垂線交直線 BC 于點(diǎn) Q,設(shè)線段 PQ 的長為 m,求 m 與 t 之間的函數(shù)關(guān)系式,并求出 m 的最大值;
(3)在(2)在條件下,m 51、的最大值為拋物線上點(diǎn)D的縱坐標(biāo)(D
不與 C 重合),在 x 軸上找一點(diǎn) E,使點(diǎn) B、C、D、E 為頂點(diǎn)
的四邊形是平行四邊形,請(qǐng)直接寫出 E 點(diǎn)坐標(biāo).
第 2 題圖
解:(1)∵拋物線y=ax2+3x+c經(jīng)過A(-1,0),B(4,0)兩點(diǎn),
ìa -3+ c =0
∴í?16a+12 +c= 0 ,
解得:a=-1,c=4.
∴拋物線的解析式為 y=-x2+3x+4.
(2)∵將x=0代入拋物線的解析式得:y=4,
∴C(0,4).
設(shè)直線 BC 的解析式為 y=kx+b.
52、
ì
4k+b= 0
,解得:k=-1,b
將 B(4,0),C(0,4)代入得:í
= 4
?b
=4,
∴直線 BC 的解析式為:y=-x+4.
過點(diǎn) P 作 x 的垂線與直線 BC 交于點(diǎn) Q,如解圖:
第 2 題解圖
∵點(diǎn) P 的橫坐標(biāo)為 t,
∴P(t,-t2+3t+4),Q(t,-t+4).∴PQ=-t2+3t+4-(-t+4)=-t2+4t.∴m=-t2+4t=-(t-2)2+4(0 53、,0).
【解法提示】將 y=4代入拋物線的解析式得:-x2+3x+4
=4.
解得:x1=0,x2=3.
∵點(diǎn) D 與點(diǎn) C 不重合,
∴點(diǎn) D 的坐標(biāo)為(3,4).
又∵C(0,4),
∴CD∥x 軸,CD=3.
∴當(dāng) BE=CD=3時(shí),B、C、D、E 為頂點(diǎn)的四邊形是平行四
邊形.
∴點(diǎn) E(1,0)或(7,0).
1
★3.如圖,拋物線y=4x2+bx+c經(jīng)過原點(diǎn)O和點(diǎn)A(4,
0).
(1)求該拋物線的函數(shù)解析式;
(2)若該拋物線的對(duì)稱軸交x軸于點(diǎn)B,拋物線頂點(diǎn)為C,點(diǎn)
P 為拋物線上任 54、意一點(diǎn),設(shè)點(diǎn) P 的橫坐標(biāo)為 x,當(dāng) S△ABP=1
時(shí),請(qǐng)求出滿足條件的所有的點(diǎn) P 的坐標(biāo);
(3)點(diǎn)M為拋物線對(duì)稱軸上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)N為平面內(nèi)任一點(diǎn),
能否滿足以 M、N、A、C 為頂點(diǎn)的四邊形為菱形,若滿足,
請(qǐng)直接寫出 M 點(diǎn)的坐標(biāo);若不滿足,請(qǐng)說明理由.
第 3 題圖
解:(1)∵拋物線y=14x2+bx+c經(jīng)過原點(diǎn)O和點(diǎn)A(4,0),
∴y=14x(x-4),即 y=14x2-x.
(2)如解圖①,由題意,拋物線對(duì)稱軸為直線x=2,∴B(2,0),
又∵A(4,0),
∴AB=2,
55、
∵S△ABP=1,
∴1AB·|yP|=1,
2
∴1×2·|yP|=1,
2
∴|yP|=1,
第 3 題解圖①
∴yP=±1,
當(dāng) yP=1時(shí),代入 y=14x2-x 中解得:x=2±22 ;
當(dāng) yP=-1時(shí),代入 y=14x2-x 中解得:x=2,
∴P1(-22 +2,1),P2( 22 +2,1),P3(2,-1);
(3)M1(2, 5 -1);M2(2,- 5 -1);M3(2,1);M4(2,32)
【解法提示】如解圖②,連接 AC,∵A(4,0),B(2 56、,0),點(diǎn)
C 是拋物線 y=14x2-x 的頂點(diǎn),
∴C(2,-1),
∴AC= 5 ,
以 M、N、A、C 為頂點(diǎn)的四邊形為菱形時(shí),分兩種情況討論:
Ⅰ、當(dāng) AC 為菱形的邊時(shí):
第 3 題解圖②
①∵四邊形 ACM1N1為菱形,AM1、CN1為對(duì)角線,
∴AC=CM1= 5 ,
∴BM1= 5 -1,
∴M1的坐標(biāo)為(2, 5 -1);
②∵四邊形 ACM2N2為菱形,AM2、CN2為對(duì)角線,AC= 5 ,
∴AC=CM2= 5 57、,
∴BM2= 5 +1,
∴M2的坐標(biāo)為(2,- 5 -1);
③∵四邊形 ACN3M3為菱形,CM3、AN3為對(duì)角線,
且根據(jù)拋物線和菱形的對(duì)稱性得:N3與 O 點(diǎn)重合,
∴CB=BM3=1,
∴M3的坐標(biāo)為(2,1);
Ⅱ、當(dāng) AC 為菱形的對(duì)角線時(shí),D 為 AC 中點(diǎn),
∵四邊形 AN4CM4為菱形,AC= 5 ,
5
∴CD=2,
∵S△ACM4=12AB·CM4=12AC·DM4,設(shè) CM4長為 x,
∴12×2x=25 × x2-(25)2,
解得 x=52.
∴BM4=CM4 58、-1=32,
∴M4的坐標(biāo)為(2,32).
綜上所述,存在點(diǎn) M,點(diǎn) M1(2,5 -1);M2(2,- 5 -1);M3(2,1);M4(2,32).
類型六 三角形相似問題
★1. 如圖,直線y=-x+3與x軸,y軸分別相交于點(diǎn)B、
C,經(jīng)過 B、C 兩點(diǎn)的拋物線 y=ax2+bx+c 與 x 軸的另一個(gè)
交點(diǎn)為 A,頂點(diǎn)為 P,且對(duì)稱軸為直線 x=2.
(1)求該拋物線的解析式;
(2)連接PB、PC,求△PBC的面積;
(3)連接AC,在x軸上是否存在一點(diǎn)Q,使得以點(diǎn)P、B、Q
為頂點(diǎn)的三角形與△ABC 相似,若存在,求 59、出點(diǎn) Q 的坐標(biāo);
若不存在,請(qǐng)說明理由.
第 1 題圖
解:(1)∵y=-x+3與x軸、y軸相交于B、C兩點(diǎn),
∴C(0,3),B(3,0),
∵拋物線的對(duì)稱軸為:x=2,
∴可設(shè)二次函數(shù)的解析式為:y=a(x-2)2+k(a≠0),
ì3 = 4a+k
把 B(3,0)、C(0,3)兩點(diǎn)代入,得í ,
?0 =a+k
ìa =1
解得, í?k= -1 ,
∴拋物線的解析式為:y=(x-2)2-1,即 y=x2-4x+3.
(2)∵y=x2-4x+3=(x-2)2- 60、1,
∴P(2,-1),
又∵B(3,0)、C(0,3),
∴PC= 2 2+ 4 2= 20 = 25 ,PB= (3 - 2)2+12= 2 ,BC= 3 2+ 3 2= 18 = 32 ,
又∵PB2+BC2=2+18=20,PC2=20,∴PB2+BC2=PC2,∴△PBC 是直角三角形.
∴S△PBC=12PB·BC=12× 2 × 32 =3.
(3)設(shè)存在點(diǎn)Q(m,0),使得以點(diǎn)P、B、Q為頂點(diǎn)的三角形與
△ABC 相似,
易證∠ABC=∠ABP=45°,∴Q 點(diǎn)在 B 點(diǎn)左邊,則 m<3,
于是 AB=2, 61、BC=32 ,BQ=3-m,BP= 2 ,
①當(dāng)
BC
=
BA
時(shí),△QBP∽△ABC,則
3
2
=
2
,解得,
3 -m
BP BQ
2
m=73,∴Q(73,0);
②當(dāng)BQBC=BABP時(shí),△PBQ∽△ABC,則33-2m=22,解得,m
=0,∴Q(0,0),
故存在點(diǎn) Q,使得以點(diǎn) P、B、Q 為頂點(diǎn)的三角形與△ABC 相
似.Q 點(diǎn)的坐標(biāo)為 Q(73,0)或 Q(0,0).
★2.如圖,已知拋物線經(jīng)過原點(diǎn)O,頂點(diǎn)為A(1 62、,1),且與直線 y=x-2交于 B,C 兩點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式及點(diǎn)C的坐標(biāo);
(2)求證:△ABC是直角三角形;
(3)若點(diǎn)N為x軸上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)N作MN⊥x軸與拋物
線交于點(diǎn) M,則是否存在以 O,M,N 為頂點(diǎn)的三角形與△ABC
相似,若存在,請(qǐng)求出點(diǎn) N 的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
第 2 題圖
(1)解:∵頂點(diǎn)坐標(biāo)為(1,1),
∴設(shè)拋物線解析式為 y=a(x-1)2+1(a≠0),
又∵拋物線過原點(diǎn),
∴0=a(0-1)2+1,解得a=-1,∴拋物線解析式 63、為 y=-(x-1)2+1,即 y=-x2+2x,
ì
2
聯(lián)立拋物線和直線解析式可得 íy= -x
+ 2 x
,
?y = x -2
ìx =2
ì
x = -1
,
解得 í
或 í
?y =0
? y = -3
∴B(2,0),C(-1,-3);
(2)證明:如解圖,分別過A、C兩點(diǎn)作x軸的垂線,交x
軸于 D、E 兩點(diǎn),
第 2 題解圖
則 AD=OD=BD=1,BE=OB+OE=2+1=3,EC=3,
∴∠ABO=∠CB 64、O=45°,
即∠ABC=90°,∴△ABC 是直角三角形;
(3)解:假設(shè)存在滿足條件的點(diǎn)N,設(shè)N(x,0),則M(x,-x2
+2x),
∴ON=|x|,MN=|-x2+2x|,
由(2)知,在 Rt△ABD和 Rt△CEB中,可分別求得AB= 2 ,
BC=32 ,
∵M(jìn)N⊥x 軸于點(diǎn) N,
∴∠ABC=∠MNO=90°,
∴當(dāng)△ABC 和△MNO 相似時(shí)有MNAB=ONBC或MNBC=ONAB,
MN
ON
-x2+2x
x
65、
①當(dāng)△MNO∽△ABC,
=
時(shí),則有
=
,
AB
CB
2
3
2
即|x||-x+2|=13|x|,
∵當(dāng) x=0時(shí),M、O、N 不能構(gòu)成三角形,∴x≠0,
∴|-x+2|=13,即-x+2=±13,解得x=53或x=73;
此時(shí) N 點(diǎn)坐標(biāo)為(
5
,0)或(
7
,0);
3
3
②當(dāng)△MNO∽△CBA,
MN
=
ON
時(shí),則有
-x2+2 x
=
x
,
CB AB
3 2
2
即|x||-x+2|=3|x|,
∴|-x+2|=3,即-x+2=±3,解得x=5 或x=-1,
此時(shí) N 點(diǎn)坐標(biāo)為(-1,0)或(5,0),
綜上可知存在滿足條件的 N 點(diǎn),其坐標(biāo)為(53,0)或(73,0)或(-1,0)或(5,0).
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