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- 2021-05-10 发布
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2018年中考二次函数压轴题汇编
2.如图1,已知抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于C点,点P是抛物线上在第一象限内的一个动点,且点P的横坐标为t.
(1)求抛物线的表达式;
(2)设抛物线的对称轴为l,l与x轴的交点为D.在直线l上是否存在点M,使得四边形CDPM是平行四边形?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)如图2,连接BC,PB,PC,设△PBC的面积为S.
①求S关于t的函数表达式;
②求P点到直线BC的距离的最大值,并求出此时点P的坐标.
3.如图,抛物线y=a(x﹣1)(x﹣3)(a>0)与x轴交于A、B两点,抛物线上另有一点C在x轴下方,且使△OCA∽△OBC.
(1)求线段OC的长度;
(2)设直线BC与y轴交于点M,点C是BM的中点时,求直线BM和抛物线的解析式;
(3)在(2)的条件下,直线BC下方抛物线上是否存在一点P,使得四边形ABPC面积最大?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
4.如图,抛物线y=ax2+bx(a<0)过点E(10,0),矩形ABCD的边AB在线段OE上(点A在点B的左边),点C,D在抛物线上.设A(t,0),当t=2时,AD=4.
(1)求抛物线的函数表达式.
(2)当t为何值时,矩形ABCD的周长有最大值?最大值是多少?
(3)保持t=2时的矩形ABCD不动,向右平移抛物线.当平移后的抛物线与矩形的边有两个交点G,H,且直线GH平分矩形的面积时,求抛物线平移的距离.
5.如图,点P为抛物线y=x2上一动点.
(1)若抛物线y=x2是由抛物线y=(x+2)2﹣1通过图象平移得到的,请写出平移的过程;
(2)若直线l经过y轴上一点N,且平行于x轴,点N的坐标为(0,﹣1),过点P作PM⊥l于M.
①
问题探究:如图一,在对称轴上是否存在一定点F,使得PM=PF恒成立?若存在,求出点F的坐标:若不存在,请说明理由.
②问题解决:如图二,若点Q的坐标为(1,5),求QP+PF的最小值.
6.已知直线y=x+3与x轴、y轴分别相交于A、B两点,抛物线y=x2+bx+c经过A、B两点,点M在线段OA上,从O点出发,向点A以每秒1个单位的速度匀速运动;同时点N在线段AB上,从点A出发,向点B以每秒个单位的速度匀速运动,连接MN,设运动时间为t秒
(1)求抛物线解析式;
(2)当t为何值时,△AMN为直角三角形;
(3)过N作NH∥y轴交抛物线于H,连接MH,是否存在点H使MH∥AB,若存在,求出点H的坐标,若不存在,请说明理由.
7.如图,抛物线经过原点O(0,0),点A(1,1),点.
(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.
8.如图,已知二次函数y=ax2+1(a≠0,a为实数)的图象过点A(﹣2,2),一次函数y=kx+b(k≠0,k,b为实数)的图象l经过点B(0,2).
(1)求a值并写出二次函数表达式;
(2)求b值;
(3)设直线l与二次函数图象交于M,N两点,过M作MC垂直x轴于点C,试证明:MB=MC;
(4)在(3)的条件下,请判断以线段MN为直径的圆与x轴的位置关系,并说明理由.
9.如图,已知抛物线y=ax2+x+4的对称轴是直线x=3,且与x轴相交于A,B两点(B点在A点右侧)与y轴交于C点.
(1)求抛物线的解折式和A、B两点的坐标;
(2)若点P是抛物线上B、C两点之间的一个动点(不与B、C重合),则是否存在一点P,使△PBC的面积最大.若存在,请求出△PBC的最大面积;若不存在,试说明理由;
(3)若M是抛物线上任意一点,过点M作y轴的平行线,交直线BC于点N,当MN=3时,求M点的坐标.
10.已知:如图,抛物线y=ax2+bx+c与坐标轴分别交于点A(0,6),B(6,0),C(﹣2,0),点P是线段AB上方抛物线上的一个动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当点P运动到什么位置时,△PAB的面积有最大值?
(3)过点P作x轴的垂线,交线段AB于点D,再过点P做PE∥x轴交抛物线于点E,连结DE,请问是否存在点P使△PDE为等腰直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.
11.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2﹣x﹣4与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C.
(1)求点A,B,C的坐标;
(2)点P从A点出发,在线段AB上以每秒2个单位长度的速度向B点运动,同时,点Q从B点出发,在线段BC上以每秒1个单位长度的速度向C点运动,当其中一个点到达终点时,另一个点也停止运动.设运动时间为t秒,求运动时间t为多少秒时,△PBQ的面积S最大,并求出其最大面积;
(3)在(2)的条件下,当△PBQ面积最大时,在BC下方的抛物线上是否存在点M,使△BMC的面积是△PBQ面积的1.6倍?若存在,求点M的坐标;若不存在,请说明理由.
12.综合与探究
如图,抛物线y=x﹣4与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,连接AC,BC.点P是第四象限内抛物线上的一个动点,点P的横坐标为m,过点P作PM⊥x轴,垂足为点M,PM交BC于点Q,过点P作PE∥AC交x轴于点E,交BC于点F.
(1)求A,B,C三点的坐标;
(2)试探究在点P运动的过程中,是否存在这样的点Q,使得以A,C,Q为顶点的三角形是等腰三角形.若存在,请直接写出此时点Q的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)请用含m的代数式表示线段QF的长,并求出m为何值时QF有最大值.
13.已知抛物线y=ax2+bx+c过点A(0,2).
(1)若点(﹣,0)也在该抛物线上,求a,b满足的关系式;
(2)若该抛物线上任意不同两点M(x1,y1),N(x2,y2)都满足:当x1<x2<0时,(x1﹣x2)(y1﹣y2)>0;当0<x1<x2时,(x1﹣x2)(y1﹣y2)<0.以原点O为心,OA为半径的圆与拋物线的另两个交点为B,C,且△
ABC有一个内角为60°.
①求抛物线的解析式;
②若点P与点O关于点A对称,且O,M,N三点共线,求证:PA平分∠MPN.
14.如图,已知抛物线y=ax2+bx与x轴分别交于原点O和点F(10,0),与对称轴l交于点E(5,5).矩形ABCD的边AB在x轴正半轴上,且AB=1,边AD,BC与抛物线分别交于点M,N.当矩形ABCD沿x轴正方向平移,点M,N位于对称轴l的同侧时,连接MN,此时,四边形ABNM的面积记为S;点M,N位于对称轴l的两侧时,连接EM,EN,此时五边形ABNEM的面积记为S.将点A与点O重合的位置作为矩形ABCD平移的起点,设矩形ABCD平移的长度为t(0≤t≤5).
(1)求出这条抛物线的表达式;
(2)当t=0时,求S△OBN的值;
(3)当矩形ABCD沿着x轴的正方向平移时,求S关于t(0<t≤5)的函数表达式,并求出t为何值时,S有最大值,最大值是多少?
15.如图,已知抛物线经过点A(﹣1,0),B(4,0),C(0,2)三点,点D与点C关于x轴对称,点P是x轴上的一个动点,设点P的坐标为(m,0),过点P做x轴的垂线l交抛物线于点Q,交直线BD于点M.
(1)求该抛物线所表示的二次函数的表达式;
(2)已知点F(0,),当点P在x轴上运动时,试求m为何值时,四边形DMQF是平行四边形?
(3)点P在线段AB运动过程中,是否存在点Q,使得以点B、Q、M为顶点的三角形与△BOD相似?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
16.如图,抛物线y=ax2﹣5ax+c与坐标轴分别交于点A,C,E三点,其中A(﹣3,0),C(0,4),点B在x轴上,AC=BC,过点B作BD⊥x轴交抛物线于点D,点M,N分别是线段CO,BC上的动点,且CM=BN,连接MN,AM,AN.
(1)求抛物线的解析式及点D的坐标;
(2)当△CMN是直角三角形时,求点M的坐标;
(3)试求出AM+AN的最小值.
17.如图①,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+3经过点A(﹣1,0)、B(3,0)两点,且与y轴交于点C.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图②,用宽为4个单位长度的直尺垂直于x轴,并沿x轴左右平移,直尺的左右两边所在的直线与抛物线相交于P、Q两点(点P在点Q的左侧),连接PQ,在线段PQ上方抛物线上有一动点D,连接DP、DQ.
(1)若点P的横坐标为﹣,求△DPQ面积的最大值,并求此时点D的坐标;
(Ⅱ)直尺在平移过程中,△
DPQ面积是否有最大值?若有,求出面积的最大值;若没有,请说明理由.
18.在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线的顶点坐标为(2,0),且经过点(4,1),如图,直线y=x与抛物线交于A、B两点,直线l为y=﹣1.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在l上是否存在一点P,使PA+PB取得最小值?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)知F(x0,y0)为平面内一定点,M(m,n)为抛物线上一动点,且点M到直线l的距离与点M到点F的距离总是相等,求定点F的坐标.
19.在平面直角坐标系中,点O(0,0),点A(1,0).已知抛物线y=x2+mx﹣2m(m是常数),顶点为P.
(Ⅰ)当抛物线经过点A时,求顶点P的坐标;
(Ⅱ)若点P在x轴下方,当∠AOP=45°时,求抛物线的解析式;
(Ⅲ)无论m取何值,该抛物线都经过定点H.当∠AHP=45°时,求抛物线的解析式.
20.如图所示,将二次函数y=x2+2x+1的图象沿x轴翻折,然后向右平移1个单位,再向上平移4个单位,得到二次函数y=ax2+bx+c的图象.函数y=x2+2x+
1的图象的顶点为点A.函数y=ax2+bx+c的图象的顶点为点B,和x轴的交点为点C,D(点D位于点C的左侧).
(1)求函数y=ax2+bx+c的解析式;
(2)从点A,C,D三个点中任取两个点和点B构造三角形,求构造的三角形是等腰三角形的概率;
(3)若点M是线段BC上的动点,点N是△ABC三边上的动点,是否存在以AM为斜边的Rt△AMN,使△AMN的面积为△ABC面积的?若存在,求tan∠MAN的值;若不存在,请说明理由.
21.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过点A(3,0),B(﹣1,0),C(0,﹣3).
(1)求该抛物线的解析式;
(2)若以点A为圆心的圆与直线BC相切于点M,求切点M的坐标;
(3)若点Q在x轴上,点P在抛物线上,是否存在以点B,C,Q,P为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.
22.已知顶点为A抛物线经过点,点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,直线AB与x轴相交于点M,y轴相交于点E,抛物线与y轴相交于点F,在直线AB上有一点P,若∠OPM=∠MAF,求△POE的面积;
(3)如图2,点Q是折线A﹣B﹣C上一点,过点Q作QN∥y轴,过点E作EN∥x轴,直线QN与直线EN相交于点N,连接QE,将△QEN沿QE翻折得到△QEN1,若点N1落在x轴上,请直接写出Q点的坐标.
23.已知抛物线y=ax2+bx+c过点A(0,2),且抛物线上任意不同两点M(x1,y1),N(x2,y2)都满足:当x1<x2<0时,(x1﹣x2)(y1﹣y2)>0;当0<x1<x2时,(x1﹣x2)(y1﹣y2)<0.以原点O为圆心,OA为半径的圆与抛物线的另两个交点为B,C,且B在C的左侧,△ABC有一个内角为60°.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若MN与直线y=﹣2x平行,且M,N位于直线BC的两侧,y1>y2,解决以下问题:
①求证:BC平分∠MBN;
②求△MBC外心的纵坐标的取值范围.
24.如图,已知二次函数的图象过点O(0,0).A(8,4),与x轴交于另一点B,且对称轴是直线x=3.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)若M是OB上的一点,作MN∥AB交OA于N,当△ANM面积最大时,求M的坐标;
(3)P是x轴上的点,过P作PQ⊥x轴与抛物线交于Q.过A作AC⊥x轴于C,当以O,P,Q为顶点的三角形与以O,A,C为顶点的三角形相似时,求P点的坐标.
25.如图,抛物线y=ax2+bx+c与两坐标轴相交于点A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,3),D是抛物线的顶点,E是线段AB的中点.
(1)求抛物线的解析式,并写出D点的坐标;
(2)F(x,y)是抛物线上的动点:
①当x>1,y>0时,求△BDF的面积的最大值;
②当∠AEF=∠DBE时,求点F的坐标.
26.如图1,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,抛物线y=ax2+bx+3交x轴于B、C两点(点B在左,点C在右),交y轴于点A,且OA=OC,B(﹣1,0).
(1)求此抛物线的解析式;
(2)如图2,点D为抛物线的顶点,连接CD,点P是抛物线上一动点,且在C、D两点之间运动,过点P作PE∥y轴交线段CD于点E,设点P的横坐标为t,线段PE长为d,写出d与t的关系式(不要求写出自变量t的取值范围);
(3)如图3,在(2)的条件下,连接BD,在BD上有一动点Q,且DQ=CE,连接EQ,当∠BQE+∠DEQ=90°时,求此时点P的坐标.
27.已知抛物线F:y=x2+bx+c的图象经过坐标原点O,且与x轴另一交点为(﹣,0).
(1)求抛物线F的解析式;
(2)如图1,直线l:y=x+m(m>0)与抛物线F相交于点A(x1,y1)和点B(x2,y2)(点A在第二象限),求y2﹣y1的值(用含m的式子表示);
(3)在(2)中,若m=,设点A′是点A关于原点O的对称点,如图2.
①判断△AA′B的形状,并说明理由;
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,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
28.已知:如图,一次函数y=kx﹣1的图象经过点A(3,m)(m>0),与y轴交于点B.点C在线段AB上,且BC=2AC,过点C作x轴的垂线,垂足为点D.若AC=CD.
(1)求这个一次函数的表达式;
(2)已知一开口向下、以直线CD为对称轴的抛物线经过点A,它的顶点为P,若过点P且垂直于AP的直线与x轴的交点为Q(﹣,0),求这条抛物线的函数表达式.
29.如图,已知抛物线y=ax2+bx(a≠0)过点A(,﹣3)和点B(3,0).过点A作直线AC∥x轴,交y轴于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线上取一点P,过点P作直线AC的垂线,垂足为D.连接OA,使得以A,D,P为顶点的三角形与△AOC相似,求出对应点P的坐标;
(3)抛物线上是否存在点Q,使得S△AOC=S△AOQ?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
30.如图1,抛物线C1:y=ax2﹣2ax+c(a<0)与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C.已知点A的坐标为(﹣1,0),点O为坐标原点,OC=3OA,抛物线C1的顶点为G.
(1)求出抛物线C1的解析式,并写出点G的坐标;
(2)如图2,将抛物线C1向下平移k(k>0)个单位,得到抛物线C2,设C2与x轴的交点为A′、B′,顶点为G′,当△A′B′G′是等边三角形时,求k的值:
(3)在(2)的条件下,如图3,设点M为x轴正半轴上一动点,过点M作x轴的垂线分别交抛物线C1、C2于P、Q两点,试探究在直线y=﹣1上是否存在点N,使得以P、Q、N为顶点的三角形与△AOQ全等,若存在,直接写出点M,N的坐标:若不存在,请说明理由.
31.在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2+x+c的图象经过点C(0,2)和点D(4,﹣2).点E是直线y=﹣x+2与二次函数图象在第一象限内的交点.
(1)求二次函数的解析式及点E的坐标.
(2)如图①,若点M是二次函数图象上的点,且在直线CE的上方,连接MC,OE,ME.求四边形COEM面积的最大值及此时点M的坐标.
(3)如图②,经过A、B、C三点的圆交y轴于点F,求点F的坐标.
32.如图,已知顶点为C(0,﹣3)的抛物线y=ax2+b(a≠0)与x轴交于A,B两点,直线y=x+m过顶点C和点B.
(1)求m的值;
(2)求函数y=ax2+b(a≠0)的解析式;
(3)抛物线上是否存在点M,使得∠MCB=15°?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
33.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+2x+c与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C,点D是该抛物线的顶点.
(1)求抛物线的解析式和直线AC的解析式;
(2)请在y轴上找一点M,使△BDM的周长最小,求出点M的坐标;
(3)试探究:在拋物线上是否存在点P,使以点A,P,C为顶点,AC为直角边的三角形是直角三角形?若存在,请求出符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
34.已知抛物线y=a(x﹣1)2过点(3,1),D为抛物线的顶点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点B、C均在抛物线上,其中点B(0,),且∠BDC=90°,求点C的坐标;
(3)如图,直线y=kx+4﹣k与抛物线交于P、Q两点.
①求证:∠PDQ=90°;
②求△PDQ面积的最小值.
35.抛物线y=﹣x2+x﹣1与x轴交于点A,B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,其顶点为D.将抛物线位于直线l:y=t(t<)上方的部分沿直线l向下翻折,抛物线剩余部分与翻折后所得图形组成一个“M”形的新图象.
(1)点A,B,D的坐标分别为 , , ;
(2)如图①,抛物线翻折后,点D落在点E处.当点E在△ABC内(含边界)时,求t的取值范围;
(3)如图②,当t=0时,若Q是“M”形新图象上一动点,是否存在以CQ为直径的圆与x轴相切于点P?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
36.如图,抛物线y=ax2+4x+c(a≠0)经过点A(﹣1,0),点E(4,5),与y轴交于点B,连接AB.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)将△ABO绕点O旋转,点B的对应点为点F.
①当点F落在直线AE上时,求点F的坐标和△ABF的面积;
②当点F到直线AE的距离为时,过点F作直线AE的平行线与抛物线相交,请直接写出交点的坐标.
37.如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=(x﹣a)(x﹣3)(0<a<3)的图象与x轴交于点A、B(点A在点B的左侧),与y轴交于点D,过其顶点C作直线CP⊥x轴,垂足为点P,连接AD、BC.
(1)求点A、B、D的坐标;
(2)若△AOD与△BPC相似,求a的值;
(3)点D、O、C、B能否在同一个圆上?若能,求出a的值;若不能,请说明理由.
38.如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于原点及点A,且经过点B(4,8),对称轴为直线x=﹣2.
(1)求抛物线的解析式;
(2)设直线y=kx+4与抛物线两交点的横坐标分别为x1,x2(x1<x2),当时,求k的值;
(3)连接OB,点P为x轴下方抛物线上一动点,过点P作OB的平行线交直线AB于点Q,当S△POQ:S△BOQ=1:2时,求出点P的坐标.
(坐标平面内两点M(x1,y1),N(x2,y2)之间的距离MN=)
39.如图,在平面直角坐标系中,∠ACB=90°,OC=2OB,tan∠ABC=2,点B的坐标为(1,0).抛物线y=﹣x2+bx+c经过A、B两点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是直线AB上方抛物线上的一点,过点P作PD垂直x轴于点D,交线段AB于点E,使PE=DE.
①求点P的坐标;
②在直线PD上是否存在点M,使△ABM为直角三角形?若存在,求出符合条件的所有点M的坐标;若不存在,请说明理由.
40.如图1,经过原点O的抛物线y=ax2+bx(a、b为常数,a≠0)与x轴相交于另一点A(3,0).直线l:y=x在第一象限内和此抛物线相交于点B(5,t),与抛物线的对称轴相交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在x轴上找一点P,使以点P、O、C为顶点的三角形与以点A、O、B为顶点的三角形相似,求满足条件的点P的坐标;
(3)直线l沿着x轴向右平移得到直线l′,l′与线段OA相交于点M,与x轴下方的抛物线相交于点N,过点N作NE⊥x轴于点E.把△MEN沿直线l′折叠,当点E恰好落在抛物线上时(图2),求直线l′的解析式;
(4)在(3)问的条件下(图3),直线l′与y轴相交于点K,把△MOK绕点O顺时针旋转90°得到△M′OK′,点F为直线l′上的动点.当△M'FK′为等腰三角形时,求满足条件的点F的坐标.
2018年07月10日139****3005的初中数学组卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共1小题)
1.如图,点A,B在双曲线y=(x>0)上,点C在双曲线y=(x>0)上,若AC∥y轴,BC∥x轴,且AC=BC,则AB等于( )
A. B.2 C.4 D.3
【解答】解:点C在双曲线y=上,AC∥y轴,BC∥x轴,
设C(a,),则B(3a,),A(a,),
∵AC=BC,
∴﹣=3a﹣a,
解得a=1,(负值已舍去)
∴C(1,1),B(3,1),A(1,3),
∴AC=BC=2,
∴Rt△ABC中,AB=2,
故选:B.
二.解答题(共39小题)
2.如图1,已知抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于C点,点P是抛物线上在第一象限内的一个动点,且点P的横坐标为t.
(1)求抛物线的表达式;
(2)设抛物线的对称轴为l,l与x轴的交点为D.在直线l上是否存在点M,使得四边形CDPM是平行四边形?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)如图2,连接BC,PB,PC,设△PBC的面积为S.
①求S关于t的函数表达式;
②求P点到直线BC的距离的最大值,并求出此时点P的坐标.
【解答】解:(1)将A(﹣1,0)、B(3,0)代入y=﹣x2+bx+c,
,解得:,
∴抛物线的表达式为y=﹣x2+2x+3.
(2)在图1中,连接PC,交抛物线对称轴l于点E,
∵抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,
∴抛物线的对称轴为直线x=1.
当t=2时,点C、P关于直线l对称,此时存在点M,使得四边形CDPM是平行四边形.
∵抛物线的表达式为y=﹣x2+2x+3,
∴点C的坐标为(0,3),点P的坐标为(2,3),
∴点M的坐标为(1,6);
当t≠2时,不存在,理由如下:
若四边形CDPM是平行四边形,则CE=PE,
∵点C的横坐标为0,点E的横坐标为0,
∴点P的横坐标t=1×2﹣0=2.
又∵t≠2,
∴不存在.
(3)①在图2中,过点P作PF∥y轴,交BC于点F.
设直线BC的解析式为y=mx+n(m≠0),
将B(3,0)、C(0,3)代入y=mx+n,
,解得:,
∴直线BC的解析式为y=﹣x+3.
∵点P的坐标为(t,﹣t2+2t+3),
∴点F的坐标为(t,﹣t+3),
∴PF=﹣t2+2t+3﹣(﹣t+3)=﹣t2+3t,
∴S=PF•OB=﹣t2+t=﹣(t﹣)2+.
②∵﹣<0,
∴当t=时,S取最大值,最大值为.
∵点B的坐标为(3,0),点C的坐标为(0,3),
∴线段BC==3,
∴P点到直线BC的距离的最大值为=,此时点P的坐标为(,).
3.如图,抛物线y=a(x﹣1)(x﹣3)(a>0)与x轴交于A、B两点,抛物线上另有一点C在x轴下方,且使△OCA∽△OBC.
(1)求线段OC的长度;
(2)设直线BC与y轴交于点M,点C是BM的中点时,求直线BM和抛物线的解析式;
(3)在(2)的条件下,直线BC下方抛物线上是否存在一点P,使得四边形ABPC面积最大?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)由题可知当y=0时,a(x﹣1)(x﹣3)=0,
解得:x1=1,x2=3,即A(1,0),B(3,0),
∴OA=1,OB=3
∵△OCA∽△OBC,
∴OC:OB=OA:OC,
∴OC2=OA•OB=3,
则OC=;
(2)∵C是BM的中点,即OC为斜边BM的中线,
∴OC=BC,
∴点C的横坐标为,
又OC=,点C在x轴下方,
∴C(,﹣),
设直线BM的解析式为y=kx+b,
把点B(3,0),C(,﹣)代入得:,
解得:b=﹣,k=,
∴y=x﹣,
又∵点C(,﹣)在抛物线上,代入抛物线解析式,
解得:a=,
∴抛物线解析式为y=x2﹣x+2;
(3)点P存在,
设点P坐标为(x,x2﹣x+2),过点P作PQ⊥x轴交直线BM于点Q,
则Q(x,x﹣),
∴PQ=x﹣﹣(x2﹣x+2)=﹣x2+3x﹣3,
当△BCP面积最大时,四边形ABPC的面积最大,
S△BCP=PQ(3﹣x)+PQ(x﹣)=PQ=﹣x2+x﹣,
当x=﹣=时,S△BCP有最大值,四边形ABPC的面积最大,此时点P的坐标为(,﹣).
4.如图,抛物线y=ax2+bx(a<0)过点E(10,0),矩形ABCD的边AB在线段OE上(点A在点B的左边),点C,D在抛物线上.设A(t,0),当t=2时,AD=4.
(1)求抛物线的函数表达式.
(2)当t为何值时,矩形ABCD的周长有最大值?最大值是多少?
(3)保持t=2时的矩形ABCD不动,向右平移抛物线.当平移后的抛物线与矩形的边有两个交点G,H,且直线GH平分矩形的面积时,求抛物线平移的距离.
【解答】解:(1)设抛物线解析式为y=ax(x﹣10),
∵当t=2时,AD=4,
∴点D的坐标为(2,4),
∴将点D坐标代入解析式得﹣16a=4,
解得:a=﹣,
抛物线的函数表达式为y=﹣x2+x;
(2)由抛物线的对称性得BE=OA=t,
∴AB=10﹣2t,
当x=t时,AD=﹣t2+t,
∴矩形ABCD的周长=2(AB+AD)
=2[(10﹣2t)+(﹣t2+t)]
=﹣t2+t+20
=﹣(t﹣1)2+,
∵﹣<0,
∴当t=1时,矩形ABCD的周长有最大值,最大值为;
(3)如图,
当t=2时,点A、B、C、D的坐标分别为(2,0)、(8,0)、(8,4)、(2,4),
∴矩形ABCD对角线的交点P的坐标为(5,2),
当平移后的抛物线过点A时,点H的坐标为(4,4),此时GH不能将矩形面积平分;
当平移后的抛物线过点C时,点G的坐标为(6,0),此时GH也不能将矩形面积平分;
∴当G、H中有一点落在线段AD或BC上时,直线GH不可能将矩形的面积平分,
当点G、H分别落在线段AB、DC上时,直线GH过点P,必平分矩形ABCD的面积,
∵AB∥CD,
∴线段OD平移后得到的线段GH,
∴线段OD的中点Q平移后的对应点是P,
在△OBD中,PQ是中位线,
∴PQ=OB=4,
所以抛物线向右平移的距离是4个单位.
5.如图,点P为抛物线y=x2上一动点.
(1)若抛物线y=x2是由抛物线y=(x+2)2﹣1通过图象平移得到的,请写出平移的过程;
(2)若直线l经过y轴上一点N,且平行于x轴,点N的坐标为(0,﹣1),过点P作PM⊥l于M.
①问题探究:如图一,在对称轴上是否存在一定点F,使得PM=PF恒成立?若存在,求出点F的坐标:若不存在,请说明理由.
②问题解决:如图二,若点Q的坐标为(1,5),求QP+PF的最小值.
【解答】解:(1)∵抛物线y=(x+2)2﹣1的顶点为(﹣2,﹣1)
∴抛物线y=(x+2)2﹣1的图象向上平移1个单位,再向右2个单位得到抛物线y=x2的图象.
(2)①存在一定点F,使得PM=PF恒成立.
如图一,过点P作PB⊥y轴于点B
设点P坐标为(a,a2)
∴PM=PF=a2+1
∵PB=a
∴Rt△PBF中
BF=
∴OF=1
∴点F坐标为(0,1)
②由①,PM=PF
QP+PF的最小值为QP+PM的最小值
当Q、P、M三点共线时,QP+PM有最小值,最小值为点Q纵坐标加M纵坐标的绝对值.
∴QP+PF的最小值为6.
6.已知直线y=x+3与x轴、y轴分别相交于A、B两点,抛物线y=x2+bx+c经过A、B两点,点M在线段OA上,从O点出发,向点A以每秒1个单位的速度匀速运动;同时点N在线段AB上,从点A出发,向点B以每秒个单位的速度匀速运动,连接MN,设运动时间为t秒
(1)求抛物线解析式;
(2)当t为何值时,△AMN为直角三角形;
(3)过N作NH∥y轴交抛物线于H,连接MH,是否存在点H使MH∥AB,若存在,求出点H的坐标,若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵直线y=x+3与x轴、y轴分别相交于A、B两点,
∴点A的坐标为(﹣3,0),点B的坐标为(0,3).
将A(﹣3,0)、B(0,3)代入y=x2+bx+c,得:
,解得:,
∴抛物线解析式为y=x2+4x+3.
(2)当运动时间为t秒时,点M的坐标为(﹣t,0),点N的坐标为(t﹣3,t),
∴AM=3﹣t,AN=t.
∵△AMN为直角三角形,∠MAN=45°,
∴△AMN为等腰直角三角形(如图1).
当∠ANM=90°时,有AM=AN,即3﹣t=2t,
解得:t=1;
当∠AMN=90°时,有t﹣3=﹣t,
解得:t=.
综上所述:当t为1秒或秒时,△AMN为直角三角形.
(3)设NH与x轴交于点E,如图2所示.
当运动时间为t秒时,点M的坐标为(﹣t,0),点N的坐标为(t﹣3,t),
∴点E的坐标为(t﹣3,0),点H的坐标为(t﹣3,t2﹣2t).
∵MH∥AB,
∴∠EMH=45°,
∴△EMH为等腰直角三角形,
∴ME=HE,即|2t﹣3|=|t2﹣2t|,
解得:t1=1,t2=3(舍去),t3=,t4=﹣(舍去).
当t=时,点E在点M的右边,点H在x轴下方,
∴此时MH⊥AB,
∴t=1.
∴存在点H使MH∥AB,点H的坐标为(﹣2,﹣1).
7.如图,抛物线经过原点O(0,0),点A(1,1),点.
(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.
【解答】解:(1)设抛物线解析式为y=ax(x﹣),
把A(1,1)代入得a•1(1﹣)=1,解得a=﹣,
∴抛物线解析式为y=﹣x(x﹣),
即y=﹣x2+x;
(2)延长CA交y轴于D,如图1,
∵A(1,1),
∴OA=,∠DOA=45°,
∴△AOD为等腰直角三角形,
∵OA⊥AC,
∴OD=OA=2,
∴D(0,2),
易得直线AD的解析式为y=﹣x+2,
解方程组得或,则C(5,﹣3),
∴S△AOC=S△COD﹣S△AOD
=×2×5﹣×2×1
=4;
(3)存在.
如图2,作MH⊥x轴于H,AC==4,OA=,
设M(x,﹣x2+x)(x>0),
∵∠OHM=∠OAC,
∴当=时,△OHM∽△OAC,即=,
解方程﹣x2+x=4x得x1=0(舍去),x2=﹣(舍去),
解方程﹣x2+x=﹣4x得x1=0(舍去),x2=,此时M点坐标为(,﹣54);
当=时,△OHM∽△CAO,即=,
解方程﹣x2+x=x得x1=0(舍去),x2=,此时M点的坐标为(,),
解方程﹣x2+x=﹣x得x1=0(舍去),x2=﹣,此时M点坐标为(,﹣);
∵MN⊥OM,
∴∠OMN=90°,
∴∠MON=∠HOM,
∴△OMH∽△ONM,
∴当M点的坐标为(,﹣54)或(,)或(,﹣
)时,以点O,M,N为顶点的三角形与(2)中的△AOC相似.
8.如图,已知二次函数y=ax2+1(a≠0,a为实数)的图象过点A(﹣2,2),一次函数y=kx+b(k≠0,k,b为实数)的图象l经过点B(0,2).
(1)求a值并写出二次函数表达式;
(2)求b值;
(3)设直线l与二次函数图象交于M,N两点,过M作MC垂直x轴于点C,试证明:MB=MC;
(4)在(3)的条件下,请判断以线段MN为直径的圆与x轴的位置关系,并说明理由.
【解答】解:(1)∵二次函数y=ax2+1(a≠0,a为实数)的图象过点A(﹣2,2),
∴2=4a+1,解得:a=,
∴二次函数表达式为y=x2+1.
(2)∵一次函数y=kx+b(k≠0,k,b为实数)的图象l经过点B(0,2),
∴2=k×0+b,
∴b=2.
(3)证明:过点M作ME⊥y轴于点E,如图1所示.
设点M的坐标为(x,x2+1),则MC=x2+1,
∴ME=|x|,EB=|x2+1﹣2|=|x2﹣1|,
∴MB=,
=,
=,
=,
=x2+1.
∴MB=MC.
(4)相切,理由如下:
过点N作ND⊥x轴于D,取MN的中点为P,过点P作PF⊥x轴于点F,过点N作NH⊥MC于点H,交PF于点Q,如图2所示.
由(3)知NB=ND,
∴MN=NB+MB=ND+MC.
∵点P为MN的中点,PQ∥MH,
∴PQ=MH.
∵ND∥HC,NH∥DC,且四个角均为直角,
∴四边形NDCH为矩形,
∴QF=ND,
∴PF=PQ+QF=MH+ND=(ND+MH+HC)=(ND+MC)=MN.
∴以MN为直径的圆与x轴相切.
9.如图,已知抛物线y=ax2+x+4的对称轴是直线x=3,且与x轴相交于A,B两点(B点在A点右侧)与y轴交于C点.
(1)求抛物线的解折式和A、B两点的坐标;
(2)若点P是抛物线上B、C两点之间的一个动点(不与B、C重合),则是否存在一点P,使△PBC的面积最大.若存在,请求出△PBC的最大面积;若不存在,试说明理由;
(3)若M是抛物线上任意一点,过点M作y轴的平行线,交直线BC于点N,当MN=3时,求M点的坐标.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+x+4的对称轴是直线x=3,
∴﹣=3,解得:a=﹣,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+x+4.
当y=0时,﹣x2+x+4=0,
解得:x1=﹣2,x2=8,
∴点A的坐标为(﹣2,0),点B的坐标为(8,0).
(2)当x=0时,y=﹣x2+x+4=4,
∴点C的坐标为(0,4).
设直线BC的解析式为y=kx+b(k≠0).
将B(8,0)、C(0,4)代入y=kx+b,
,解得:,
∴直线BC的解析式为y=﹣x+4.
假设存在,设点P的坐标为(x,﹣x2+x+4),过点P作PD∥y轴,交直线BC于点D,则点D的坐标为(x,﹣x+4),如图所示.
∴PD=﹣x2+x+4﹣(﹣x+4)=﹣x2+2x,
∴S△PBC=PD•OB=×8•(﹣x2+2x)=﹣x2+8x=﹣(x﹣4)2+16.
∵﹣1<0,
∴当x=4时,△PBC的面积最大,最大面积是16.
∵0<x<8,
∴存在点P,使△PBC的面积最大,最大面积是16.
(3)设点M的坐标为(m,﹣m2+m+4),则点N的坐标为(m,﹣m+4),
∴MN=|﹣m2+m+4﹣(﹣m+4)|=|﹣m2+2m|.
又∵MN=3,
∴|﹣m2+2m|=3.
当0<m<8时,有﹣m2+2m﹣3=0,
解得:m1=2,m2=6,
∴点P的坐标为(2,6)或(6,4);
当m<0或m>8时,有﹣m2+2m+3=0,
解得:m3=4﹣2,m4=4+2,
∴点P的坐标为(4﹣2,﹣1)或(4+2,﹣﹣1).
综上所述:M点的坐标为(4﹣2,﹣1)、(2,6)、(6,4)或(4+2,﹣﹣1).
10.已知:如图,抛物线y=ax2+bx+c与坐标轴分别交于点A(0,6),B(6,0),C(﹣2,0),点P是线段AB上方抛物线上的一个动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当点P运动到什么位置时,△PAB的面积有最大值?
(3)过点P作x轴的垂线,交线段AB于点D,再过点P做PE∥x轴交抛物线于点E,连结DE,请问是否存在点P使△PDE为等腰直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.
【解答】解:(1)∵抛物线过点B(6,0)、C(﹣2,0),
∴设抛物线解析式为y=a(x﹣6)(x+2),
将点A(0,6)代入,得:﹣12a=6,
解得:a=﹣,
所以抛物线解析式为y=﹣(x﹣6)(x+2)=﹣x2+2x+6;
(2)如图1,过点P作PM⊥OB与点M,交AB于点N,作AG⊥PM于点G,
设直线AB解析式为y=kx+b,
将点A(0,6)、B(6,0)代入,得:
,
解得:,
则直线AB解析式为y=﹣x+6,
设P(t,﹣t2+2t+6)其中0<t<6,
则N(t,﹣t+6),
∴PN=PM﹣MN=﹣t2+2t+6﹣(﹣t+6)=﹣t2+2t+6+t﹣6=﹣t2+3t,
∴S△PAB=S△PAN+S△PBN
=PN•AG+PN•BM
=PN•(AG+BM)
=PN•OB
=×(﹣t2+3t)×6
=﹣t2+9t
=﹣(t﹣3)2+,
∴当t=3时,△PAB的面积有最大值;
(3)如图2,
∵PH⊥OB于H,
∴∠DHB=∠AOB=90°,
∴DH∥AO,
∵OA=OB=6,
∴∠BDH=∠BAO=45°,
∵PE∥x轴、PD⊥x轴,
∴∠DPE=90°,
若△PDE为等腰直角三角形,
则PD=PE,
设点P的横坐标为a,
∴PD=﹣a2+2a+6﹣(﹣a+6)=﹣a2+3a,PE=2|2﹣a|,
∴﹣a2+3a=2|2﹣a|,
解得:a=4或a=5﹣,
所以P(4,6)或P(5﹣,3﹣5).
11.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2﹣x﹣4与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C.
(1)求点A,B,C的坐标;
(2)点P从A点出发,在线段AB上以每秒2个单位长度的速度向B点运动,同时,点Q从B点出发,在线段BC上以每秒1个单位长度的速度向C点运动,当其中一个点到达终点时,另一个点也停止运动.设运动时间为t秒,求运动时间t为多少秒时,△PBQ的面积S最大,并求出其最大面积;
(3)在(2)的条件下,当△PBQ面积最大时,在BC下方的抛物线上是否存在点M,使△BMC的面积是△PBQ面积的1.6倍?若存在,求点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)当x=0时,y=x2﹣x﹣4=﹣4,
∴点C的坐标为(0,﹣4);
当y=0时,有x2﹣x﹣4=0,
解得:x1=﹣2,x2=3,
∴点A的坐标为(﹣2,0),点B的坐标为(3,0).
(2)设直线BC的解析式为y=kx+b(k≠0),
将B(3,0)、C(0,﹣4)代入y=kx+b,
,解得:,
∴直线BC的解析式为y=x﹣4.
过点Q作QE∥y轴,交x轴于点E,如图1所示,
当运动时间为t秒时,点P的坐标为(2t﹣2,0),点Q的坐标为(3﹣t,﹣t),
∴PB=3﹣(2t﹣2)=5﹣2t,QE=t,
∴S△PBQ=PB•QE=﹣t2+2t=﹣(t﹣)2+.
∵﹣<0,
∴当t=时,△PBQ的面积取最大值,最大值为.
(3)当△PBQ面积最大时,t=,
此时点P的坐标为(,0),点Q的坐标为(,﹣1).
假设存在,设点M的坐标为(m,m2﹣m﹣4),则点F的坐标为(m,m﹣4),
∴MF=m﹣4﹣(m2﹣m﹣4)=﹣m2+2m,
∴S△BMC=MF•OB=﹣m2+3m.
∵△BMC的面积是△PBQ面积的1.6倍,
∴﹣m2+3m=×1.6,即m2﹣3m+2=0,
解得:m1=1,m2=2.
∵0<m<3,
∴在BC下方的抛物线上存在点M,使△BMC的面积是△PBQ面积的1.6倍,点M的坐标为(1,﹣4)或(2,﹣).
12.综合与探究
如图,抛物线y=x﹣4与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,连接AC,BC.点P是第四象限内抛物线上的一个动点,点P的横坐标为m,过点P作PM⊥x轴,垂足为点M,PM交BC于点Q,过点P作PE∥AC交x轴于点E,交BC于点F.
(1)求A,B,C三点的坐标;
(2)试探究在点P运动的过程中,是否存在这样的点Q,使得以A,C,Q为顶点的三角形是等腰三角形.若存在,请直接写出此时点Q的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)请用含m的代数式表示线段QF的长,并求出m为何值时QF有最大值.
【解答】解:(1)当y=0,x﹣4=0,解得x1=﹣3,x2=4,
∴A(﹣3,0),B(4,0),
当x=0,y=x﹣4=﹣4,
∴C(0,﹣4);
(2)AC==5,
易得直线BC的解析式为y=x﹣4,
设Q(m,m﹣4)(0<m<4),
当CQ=CA时,m2+(m﹣4+4)2=52,解得m1=,m2=﹣(舍去),此时Q点坐标为(,﹣4);
当AQ=AC时,(m+3)2+(m﹣4)2=52,解得m1=1,m2=0(舍去),此时Q点坐标为(1,﹣3);
当QA=QC时,(m+3)2+(m﹣4)2=52,解得m=(舍去),
综上所述,满足条件的Q点坐标为(,﹣4)或(1,﹣3);
(3)解:过点F作FG⊥PQ于点G,如图,
则FG∥x轴.由B(4,0),C(0,﹣4)得△OBC为等腰直角三角形
∴∠OBC=∠QFG=45
∴△FQG为等腰直角三角形,
∴FG=QG=FQ,
∵PE∥AC,PG∥CO,
∴∠FPG=∠ACO,
∵∠FGP=∠AOC=90°,
∴△FGP~△AOC.
∴=,即=,
∴PG=FG=•FQ=FQ,
∴PQ=PG+GQ=FQ+FQ=FQ,
∴FQ=PQ,
设P(m,m2﹣m﹣4)(0<m<4),则Q(m,m﹣4),
∴PQ=m﹣4﹣(m2﹣m﹣4)=﹣m2+m,
∴FQ=(﹣m2+m)=﹣(m﹣2)2+
∵﹣<0,
∴QF有最大值.
∴当m=2时,QF有最大值.
13.已知抛物线y=ax2+bx+c过点A(0,2).
(1)若点(﹣,0)也在该抛物线上,求a,b满足的关系式;
(2)若该抛物线上任意不同两点M(x1,y1),N(x2,y2)都满足:当x1<x2<0时,(x1﹣x2)(y1﹣y2)>0;当0<x1<x2时,(x1﹣x2)(y1﹣y2)<0.以原点O为心,OA为半径的圆与拋物线的另两个交点为B,C,且△ABC有一个内角为60°.
①求抛物线的解析式;
②若点P与点O关于点A对称,且O,M,N三点共线,求证:PA平分∠MPN.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c过点A(0,2),
∴c=2.
又∵点(﹣,0)也在该抛物线上,
∴a(﹣)2+b(﹣)+c=0,
∴2a﹣b+2=0(a≠0).
(2)①∵当x1<x2<0时,(x1﹣x2)(y1﹣y2)>0,
∴x1﹣x2<0,y1﹣y2<0,
∴当x<0时,y随x的增大而增大;
同理:当x>0时,y随x的增大而减小,
∴抛物线的对称轴为y轴,开口向下,
∴b=0.
∵OA为半径的圆与拋物线的另两个交点为B、C,
∴△ABC为等腰三角形,
又∵△ABC有一个内角为60°,
∴△ABC为等边三角形.
设线段BC与y轴交于点D,则BD=CD,且∠OCD=30°,
又∵OB=OC=OA=2,
∴CD=OC•cos30°=,OD=OC•sin30°=1.
不妨设点C在y轴右侧,则点C的坐标为(,﹣1).
∵点C在抛物线上,且c=2,b=0,
∴3a+2=﹣1,
∴a=﹣1,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2.
②证明:由①可知,点M的坐标为(x1,﹣+2),点N的坐标为(x2,﹣+2).
直线OM的解析式为y=k1x(k1≠0).
∵O、M、N三点共线,
∴x1≠0,x2≠0,且=,
∴﹣x1+=﹣x2+,
∴x1﹣x2=﹣,
∴x1x2=﹣2,即x2=﹣,
∴点N的坐标为(﹣,﹣+2).
设点N关于y轴的对称点为点N′,则点N′的坐标为(,﹣+2).
∵点P是点O关于点A的对称点,
∴OP=2OA=4,
∴点P的坐标为(0,4).
设直线PM的解析式为y=k2x+4,
∵点M的坐标为(x1,﹣+2),
∴﹣+2=k2x1+4,
∴k2=﹣,
∴直线PM的解析式为y=﹣x+4.
∵﹣•+4==﹣+2,
∴点N′在直线PM上,
∴PA平分∠MPN.
14.如图,已知抛物线y=ax2+bx与x轴分别交于原点O和点F(10,0),与对称轴l交于点E(5,5).矩形ABCD的边AB在x轴正半轴上,且AB=1,边AD,BC与抛物线分别交于点M,N.当矩形ABCD沿x轴正方向平移,点M,N位于对称轴l的同侧时,连接MN,此时,四边形ABNM的面积记为S;点M,N位于对称轴l的两侧时,连接EM,EN,此时五边形ABNEM的面积记为S.将点A与点O重合的位置作为矩形ABCD平移的起点,设矩形ABCD平移的长度为t(0≤t≤5).
(1)求出这条抛物线的表达式;
(2)当t=0时,求S△OBN的值;
(3)当矩形ABCD沿着x轴的正方向平移时,求S关于t(0<t≤5)的函数表达式,并求出t为何值时,S有最大值,最大值是多少?
【解答】解:(1)将E(5,5)、F(10,0)代入y=ax2+bx,
,解得:,
∴抛物线的表达式为y=﹣x2+2x.
(2)当t=0时,点B的坐标为(1,0),点N的坐标为(1,),
∴BN=,OB=1,
∴S△OBN=BN•OB=.
(3)①当0<t≤4时(图1),点A的坐标为(t,0),点B的坐标为(t+1,0),
∴点M的坐标为(t,﹣t2+2t),点N的坐标为(t+1,﹣(t+1)2+2(t+1)),
∴AM=﹣t2+2t,BN=﹣(t+1)2+2(t+1),
∴S=(AM+BN)•AB=×1×[﹣t2+2t﹣(t+1)2+2(t+1)],
=﹣t2+t+,
=﹣(t﹣)2+,
∵﹣<0,
∴当t=4时,S取最大值,最大值为;
②当4<t≤5时(图2),点A的坐标为(t,0),点B的坐标为(t+1,0),
∴点M的坐标为(t,﹣t2+2t),点N的坐标为(t+1,﹣(t+1)2+2(t+1)),
∴AM=﹣t2+2t,BN=﹣(t+1)2+2(t+1),
∴S=(5﹣t)(﹣t2+2t+5)+(t﹣4)[5﹣(t+1)2+2(t+1)],
=(t3﹣3t2+5t+25)+(﹣t3+t2+t﹣),
=﹣t2+t﹣,
=﹣(t﹣)2+,
∵﹣<0,
∴当t=时,S取最大值,最大值为.
∵=<,
∴当t=时,S有最大值,最大值是.
15.如图,已知抛物线经过点A(﹣1,0),B(4,0),C(0,2)三点,点D与点C关于x轴对称,点P是x轴上的一个动点,设点P的坐标为(m,0),过点P做x轴的垂线l交抛物线于点Q,交直线BD于点M.
(1)求该抛物线所表示的二次函数的表达式;
(2)已知点F(0,),当点P在x轴上运动时,试求m为何值时,四边形DMQF是平行四边形?
(3)点P在线段AB运动过程中,是否存在点Q,使得以点B、Q、M为顶点的三角形与△BOD相似?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】
解:(1)由抛物线过点A(﹣1,0)、B(4,0)可设解析式为y=a(x+1)(x﹣4),
将点C(0,2)代入,得:﹣4a=2,
解得:a=﹣,
则抛物线解析式为y=﹣(x+1)(x﹣4)=﹣x2+x+2;
(2)由题意知点D坐标为(0,﹣2),
设直线BD解析式为y=kx+b,
将B(4,0)、D(0,﹣2)代入,得:,
解得:,
∴直线BD解析式为y=x﹣2,
∵QM⊥x轴,P(m,0),
∴Q(m,﹣m2+m+2)、M(m,m﹣2),
则QM=﹣m2+m+2﹣(m﹣2)=﹣m2+m+4,
∵F(0,)、D(0,﹣2),
∴DF=,
∵QM∥DF,
∴当﹣m2+m+4=时,四边形DMQF是平行四边形,
解得:m=﹣1(舍)或m=3,
即m=3时,四边形DMQF是平行四边形;
(3)如图所示:
∵QM∥DF,
∴∠ODB=∠QMB,
分以下两种情况:
①当∠DOB=∠MBQ=90°时,△DOB∽△MBQ,
则===,
∵∠MBQ=90°,
∴∠MBP+∠PBQ=90°,
∵∠MPB=∠BPQ=90°,
∴∠MBP+∠BMP=90°,
∴∠BMP=∠PBQ,
∴△MBQ∽△BPQ,
∴=,即=,
解得:m1=3、m2=4,
当m=4时,点P、Q、M均与点B重合,不能构成三角形,舍去,
∴m=3,点Q的坐标为(3,2);
②当∠BQM=90°时,此时点Q与点A重合,△BOD∽△BQM′,
此时m=﹣1,点Q的坐标为(﹣1,0);
综上,点Q的坐标为(3,2)或(﹣1,0)时,以点B、Q、M为顶点的三角形与△BOD相似.
16.如图,抛物线y=ax2﹣5ax+c与坐标轴分别交于点A,C,E三点,其中A(﹣3,0),C(0,4),点B在x轴上,AC=BC,过点B作BD⊥x轴交抛物线于点D,点M,N分别是线段CO,BC上的动点,且CM=BN,连接MN,AM,AN.
(1)求抛物线的解析式及点D的坐标;
(2)当△CMN是直角三角形时,求点M的坐标;
(3)试求出AM+AN的最小值.
【解答】解:(1)把A(﹣3,0),C(0,4)代入y=ax2﹣5ax+c得,解得,
∴抛物线解析式为y=﹣x2+x+4;
∵AC=BC,CO⊥AB,
∴OB=OA=3,
∴B(3,0),
∵BD⊥x轴交抛物线于点D,
∴D点的横坐标为3,
当x=3时,y=﹣×9+×3+4=5,
∴D点坐标为(3,5);
(2)在Rt△OBC中,BC===5,
设M(0,m),则BN=4﹣m,CN=5﹣(4﹣m)=m+1,
∵∠MCN=∠OCB,
∴当=时,△CMN∽△COB,则∠CMN=∠COB=90°,即=,解得m=
,此时M点坐标为(0,);
当=时,△CMN∽△CBO,则∠CNM=∠COB=90°,即=,解得m=,此时M点坐标为(0,);
综上所述,M点的坐标为(0,)或(0,);
(3)连接DN,AD,如图,
∵AC=BC,CO⊥AB,
∴OC平分∠ACB,
∴∠ACO=∠BCO,
∵BD∥OC,
∴∠BCO=∠DBC,
∵DB=BC=AC=5,CM=BN,
∴△ACM≌△DBN,
∴AM=DN,
∴AM+AN=DN+AN,
而DN+AN≥AD(当且仅当点A、N、D共线时取等号),
∴DN+AN的最小值==,
∴AM+AN的最小值为.
17.如图①,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+3经过点A(﹣1,0)、B(3,0)两点,且与y轴交于点C.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图②
,用宽为4个单位长度的直尺垂直于x轴,并沿x轴左右平移,直尺的左右两边所在的直线与抛物线相交于P、Q两点(点P在点Q的左侧),连接PQ,在线段PQ上方抛物线上有一动点D,连接DP、DQ.
(1)若点P的横坐标为﹣,求△DPQ面积的最大值,并求此时点D的坐标;
(Ⅱ)直尺在平移过程中,△DPQ面积是否有最大值?若有,求出面积的最大值;若没有,请说明理由.
【解答】解:(1)将A(﹣1,0)、B(3,0)代入y=ax2+bx+3,得:
,解得:,
∴抛物线的表达式为y=﹣x2+2x+3.
(2)(I)当点P的横坐标为﹣时,点Q的横坐标为,
∴此时点P的坐标为(﹣,),点Q的坐标为(,﹣).
设直线PQ的表达式为y=mx+n,
将P(﹣,)、Q(,﹣)代入y=mx+n,得:
,解得:,
∴直线PQ的表达式为y=﹣x+.
如图②,过点D作DE∥y轴交直线PQ于点E,
设点D的坐标为(x,﹣x2+2x+3),则点E的坐标为(x,﹣x+),
∴DE=﹣x2+2x+3﹣(﹣x+)=﹣x2+3x+,
∴S△DPQ=DE•(xQ﹣xP)=﹣2x2+6x+=﹣2(x﹣)2+8.
∵﹣2<0,
∴当x=时,△DPQ的面积取最大值,最大值为8,此时点D的坐标为(,).
(II)假设存在,设点P的横坐标为t,则点Q的横坐标为4+t,
∴点P的坐标为(t,﹣t2+2t+3),点Q的坐标为(4+t,﹣(4+t)2+2(4+t)+3),
利用待定系数法易知,直线PQ的表达式为y=﹣2(t+1)x+t2+4t+3.
设点D的坐标为(x,﹣x2+2x+3),则点E的坐标为(x,﹣2(t+1)x+t2+4t+3),
∴DE=﹣x2+2x+3﹣[﹣2(t+1)x+t2+4t+3]=﹣x2+2(t+2)x﹣t2﹣4t,
∴S△DPQ=DE•(xQ﹣xP)=﹣2x2+4(t+2)x﹣2t2﹣8t=﹣2[x﹣(t+2)]2+8.
∵﹣2<0,
∴当x=t+2时,△DPQ的面积取最大值,最大值为8.
∴假设成立,即直尺在平移过程中,△DPQ面积有最大值,面积的最大值为8.
18.在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线的顶点坐标为(2,0),且经过点(4,1),如图,直线y=x与抛物线交于A、B两点,直线l为y=﹣1.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在l上是否存在一点P,使PA+PB取得最小值?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)知F(x0,y0)为平面内一定点,M(m,n)为抛物线上一动点,且点M到直线l的距离与点M到点F的距离总是相等,求定点F的坐标.
【解答】解:(1)∵抛物线的顶点坐标为(2,0),
设抛物线的解析式为y=a(x﹣2)2.
∵该抛物线经过点(4,1),
∴1=4a,解得:a=,
∴抛物线的解析式为y=(x﹣2)2=x2﹣x+1.
(2)联立直线AB与抛物线解析式成方程组,得:
,解得:,,
∴点A的坐标为(1,),点B的坐标为(4,1).
作点B关于直线l的对称点B′,连接AB′交直线l于点P,此时PA+PB取得最小值(如图1所示).
∵点B(4,1),直线l为y=﹣1,
∴点B′的坐标为(4,﹣3).
设直线AB′的解析式为y=kx+b(k≠0),
将A(1,)、B′(4,﹣3)代入y=kx+b,得:
,解得:,
∴直线AB′的解析式为y=﹣x+,
当y=﹣1时,有﹣x+=﹣1,
解得:x=,
∴点P的坐标为(,﹣1).
(3)∵点M到直线l的距离与点M到点F的距离总是相等,
∴(m﹣x0)2+(n﹣y0)2=(n+1)2,
∴m2﹣2x0m+x02﹣2y0n+y02=2n+1.
∵M(m,n)为抛物线上一动点,
∴n=m2﹣m+1,
∴m2﹣2x0m+x02﹣2y0(m2﹣m+1)+y02=2(m2﹣m+1)+1,
整理得:(1﹣﹣y0)m2+(2﹣2x0+2y0)m+x02+y02﹣2y0﹣3=0.
∵m为任意值,
∴,
∴,
∴定点F的坐标为(2,1).
19.在平面直角坐标系中,点O(0,0),点A(1,0).已知抛物线y=x2+mx﹣2m(m是常数),顶点为P.
(Ⅰ)当抛物线经过点A时,求顶点P的坐标;
(Ⅱ)若点P在x轴下方,当∠AOP=45°时,求抛物线的解析式;
(Ⅲ)无论m取何值,该抛物线都经过定点H.当∠AHP=45°时,求抛物线的解析式.
【解答】解:(Ⅰ)∵抛物线y=x2+mx﹣2m经过点A(1,0),
∴0=1+m﹣2m,
解得:m=1,
∴抛物线解析式为y=x2+x﹣2,
∵y=x2+x﹣2=(x+)2﹣,
∴顶点P的坐标为(﹣,﹣);
(Ⅱ)抛物线y=x2+mx﹣2m的顶点P的坐标为(﹣,﹣),
由点A(1,0)在x轴的正半轴上,点P在x轴的下方,∠AOP=45°知点P在第四象限,
如图1,过点P作PQ⊥x轴于点Q,
则∠POQ=∠OPQ=45°,
可知PQ=OQ,即=﹣,
解得:m1=0,m2=﹣10,
当m=0时,点P不在第四象限,舍去;
∴m=﹣10,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣10x+20;
(Ⅲ)由y=x2+mx﹣2m=x2+m(x﹣2)可知当x=2时,无论m取何值时y都等于4,
∴点H的坐标为(2,4),
过点A作AD⊥AH,交射线HP于点D,分别过点D、H作x轴的垂线,垂足分别为E、G,
则∠DEA=∠AGH=90°,
∵∠DAH=90°,∠AHD=45°,
∴∠ADH=45°,
∴AH=AD,
∵∠DAE+∠HAG=∠AHG+∠HAG=90°,
∴∠DAE=∠AHG,
∴△ADE≌△HAG,
∴DE=AG=1、AE=HG=4,
则点D的坐标为(﹣3,1)或(5,﹣1);
①当点D的坐标为(﹣3,1)时,可得直线DH的解析式为y=x+,
∵点P(﹣,﹣)在直线y=x+上,
∴﹣=×(﹣)+,
解得:m1=﹣4、m2=﹣,
当m=﹣4时,点P与点H重合,不符合题意,
∴m=﹣;
②当点D的坐标为(5,﹣1)时,可得直线DH的解析式为y=﹣x+,
∵点P(﹣,﹣)在直线y=﹣x+上,
∴﹣=﹣×(﹣)+,
解得:m1=﹣4(舍),m2=﹣,
综上,m=﹣或m=﹣,
则抛物线的解析式为y=x2﹣x+或y=x2﹣x+.
20.如图所示,将二次函数y=x2+2x+1的图象沿x轴翻折,然后向右平移1个单位,再向上平移4个单位,得到二次函数y=ax2+bx+c的图象.函数y=x2+2x+1的图象的顶点为点A.函数y=ax2+bx+c的图象的顶点为点B,和x轴的交点为点C,D(点D位于点C的左侧).
(1)求函数y=ax2+bx+c的解析式;
(2)从点A,C,D三个点中任取两个点和点B构造三角形,求构造的三角形是等腰三角形的概率;
(3)若点M是线段BC上的动点,点N是△ABC三边上的动点,是否存在以AM为斜边的Rt△AMN,使△AMN的面积为△ABC面积的?若存在,求tan∠MAN的值;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)y=x2+2x+1=(x+1)2的图象沿x轴翻折,得y=﹣(x+1)2.
把y=﹣(x+1)2向右平移1个单位,再向上平移4个单位,得y=﹣x2+4,
∴所求的函数y=ax2+bx+c的解析式为y=﹣x2+4;
(2)∵y=x2+2x+1=(x+1)2,
∴A(﹣1,0),
当y=0时,﹣x2+4=0,解得x=±2,则D(﹣2,0),C(2,0);
当x=0时,y=﹣x2+4=4,则B(0,4),
从点A,C,D三个点中任取两个点和点B构造三角形的有:△ACB,△ADB,△CDB,
∵AC=3,AD=1,CD=4,AB=,BC=2,BD=2,
∴△BCD为等腰三角形,
∴构造的三角形是等腰三角形的概率=;
(3)存在.
易得BC的解析是为y=﹣2x+4,S△ABC=AC•OB=×3×4=6,
M点的坐标为(m,﹣2m+4)(0≤m≤2),
①当N点在AC上,如图1,
∴△AMN的面积为△ABC面积的,
∴(m+1)(﹣2m+4)=2,解得m1=0,m2=1,
当m=0时,M点的坐标为(0,4),N(0,0),则AN=1,MN=4,
∴tan∠MAC===4;
当m=1时,M点的坐标为(1,2),N(1,0),则AN=2,MN=2,
∴tan∠MAC===1;
②当N点在BC上,如图2,
BC==2,
∵BC•AN=AC•BC,解得AN==,
∵S△AMN=AN•MN=2,
∴MN==,
∴∠MAC===;
③当N点在AB上,如图3,作AH⊥BC于H,设AN=t,则BN=﹣t,
由②得AH=,则BH==,
∵∠NBG=∠HBA,
∴△BNM∽△BHA,
∴=,即=,
∴MN=,
∵AN•MN=2,
即•(﹣t)•=2,
整理得3t2﹣3t+14=0,△=(﹣3)2﹣4×3×14=﹣15<0,方程没有实数解,
∴点N在AB上不符合条件,
综上所述,tan∠MAN的值为1或4或.
21.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过点A(3,0),B(﹣1,0),C(0,﹣3).
(1)求该抛物线的解析式;
(2)若以点A为圆心的圆与直线BC相切于点M,求切点M的坐标;
(3)若点Q在x轴上,点P在抛物线上,是否存在以点B,C,Q,P为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)把A(3,0),B(﹣1,0),C(0,﹣3)代入抛物线解析式得:,
解得:,
则该抛物线解析式为y=x2﹣2x﹣3;
(2)设直线BC解析式为y=kx﹣3,
把B(﹣1,0)代入得:﹣k﹣3=0,即k=﹣3,
∴直线BC解析式为y=﹣3x﹣3,
∴直线AM解析式为y=x+m,
把A(3,0)代入得:1+m=0,即m=﹣1,
∴直线AM解析式为y=x﹣1,
联立得:,
解得:,
则M(﹣,﹣);
(3)存在以点B,C,Q,P为顶点的四边形是平行四边形,
分三种情况考虑:
设Q(x,0),P(m,m2﹣2m﹣3),
当四边形BCQP为平行四边形时,由B(﹣1,0),C(0,﹣3),
根据平移规律得:﹣1+x=0+m,0+0=﹣3+m2﹣2m﹣3,
解得:m=1±,x=2±,
当m=1+时,m2﹣2m﹣3=8+2﹣2﹣2﹣3=3,即P(1+,2);
当m=1﹣时,m2﹣2m﹣3=8﹣2﹣2+2﹣3=3,即P(1﹣,2);
当四边形BCPQ为平行四边形时,由B(﹣1,0),C(0,﹣3),
根据平移规律得:﹣1+m=0+x,0+m2﹣2m﹣3=﹣3+0,
解得:m=0或2,
当m=0时,P(0,﹣3)(舍去);当m=2时,P(2,﹣3),
当四边形BQCP是平行四边形时,
由平移规律得:﹣1+0=m+x,0﹣3=m2﹣2m﹣3,
解得:m=0或2,x=﹣1或﹣3,
当m=0时,P(0,﹣3)(舍去);当m=2时,P(2,﹣3),
综上,存在以点B,C,Q,P为顶点的四边形是平行四边形,P的坐标为(1+,3)或(1﹣,3)或(2,﹣3).
22.已知顶点为A抛物线经过点,点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,直线AB与x轴相交于点M,y轴相交于点E,抛物线与y轴相交于点F,在直线AB上有一点P,若∠OPM=∠MAF,求△POE的面积;
(3)如图2,点Q是折线A﹣B﹣C上一点,过点Q作QN∥y轴,过点E作EN∥x轴,直线QN与直线EN相交于点N,连接QE,将△QEN沿QE翻折得到△QEN1,若点N1落在x轴上,请直接写出Q点的坐标.
【解答】解:(1)把点代入,
解得:a=1,
∴抛物线的解析式为:;
(2)由知A(,﹣2),
设直线AB解析式为:y=kx+b,代入点A,B的坐标,
得:,
解得:,
∴直线AB的解析式为:y=﹣2x﹣1,
易求E(0,1),,,
若∠OPM=∠MAF,
∴OP∥AF,
∴△OPE∽△FAE,
∴,
∴,
设点P(t,﹣2t﹣1),则:
解得,,
由对称性知;当时,也满足∠OPM=∠MAF,
∴,都满足条件,
∵△POE的面积=,
∴△POE的面积为或.
(3)若点Q在AB上运动,如图1,
设Q(a,﹣2a﹣1),则NE=﹣a、QN=﹣2a,
由翻折知QN′=QN=﹣2a、N′E=NE=﹣a,
由∠QN′E=∠N=90°易知△QRN′∽△N′SE,
∴==,即===2,
∴QR=2、ES=,
由NE+ES=NS=QR可得﹣a+=2,
解得:a=﹣,
∴Q(﹣,);
若点Q在BC上运动,且Q在y轴左侧,如图2,
设NE=a,则N′E=a,
易知RN′=2、SN′=1、QN′=QN=3,
∴QR=、SE=﹣a,
在Rt△SEN′中,(﹣a)2+12=a2,
解得:a=,
∴Q(﹣,2);
若点Q在BC上运动,且点Q在y轴右侧,如图3,
设NE=a,则N′E=a,
易知RN′=2、SN′=1、QN′=QN=3,
∴QR=、SE=﹣a,
在Rt△SEN′中,(﹣a)2+12=a2,
解得:a=,
∴Q(,2).
综上,点Q的坐标为(﹣,)或(﹣,2)或(,2).
23.已知抛物线y=ax2+bx+c过点A(0,2),且抛物线上任意不同两点M(x1,y1),N(x2,y2)都满足:当x1<x2<0时,(x1﹣x2)(y1﹣y2)>0;当0<x1<x2时,(x1﹣x2)(y1﹣y2)<0.以原点O为圆心,OA为半径的圆与抛物线的另两个交点为B,C,且B在C的左侧,△ABC有一个内角为60°.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若MN与直线y=﹣2x平行,且M,N位于直线BC的两侧,y1>y2,解决以下问题:
①求证:BC平分∠MBN;
②求△MBC外心的纵坐标的取值范围.
【解答】解:(1)∵抛物线过点A(0,2),
∴c=2,
当x1<x2<0时,x1﹣x2<0,由(x1﹣x2)(y1﹣y2)>0,得到y1﹣y2<0,
∴当x<0时,y随x的增大而增大,
同理当x>0时,y随x的增大而减小,
∴抛物线的对称轴为y轴,且开口向下,即b=0,
∵以O为圆心,OA为半径的圆与抛物线交于另两点B,C,如图1所示,
∴△ABC为等腰三角形,
∵△ABC中有一个角为60°,
∴△ABC为等边三角形,且OC=OA=2,
设线段BC与y轴的交点为点D,则有BD=CD,且∠OBD=30°,
∴BD=OB•cos30°=,OD=OB•sin30°=1,
∵B在C的左侧,
∴B的坐标为(﹣,﹣1),
∵B点在抛物线上,且c=2,b=0,
∴3a+2=﹣1,
解得:a=﹣1,
则抛物线解析式为y=﹣x2+2;
(2)①由(1)知,点M(x1,﹣x12+2),N(x2,﹣x22+2),
∵MN与直线y=﹣2x平行,
∴设直线MN的解析式为y=﹣2x+m,则有﹣x12+2=﹣2x1+m,即m=﹣x12+2x1+2,
∴直线MN解析式为y=﹣2x﹣x12+2x1+2,
把y=﹣2x﹣x12+2x1+2代入y=﹣x2+2,解得:x=x1或x=2﹣x1,
∴x2=2﹣x1,即y2=﹣(2﹣x1)2+2=﹣x12+4x1﹣10,
作ME⊥BC,NF⊥BC,垂足为E,F,如图2所示,
∵M,N位于直线BC的两侧,且y1>y2,则y2<﹣1<y1≤2,且﹣<x1<x2,
∴ME=y1﹣(﹣1)=﹣x12+3,BE=x1﹣(﹣)=x1+,NF=﹣1﹣y2=x12﹣4x1+9,BF=x2﹣(﹣)=3﹣x1,
在Rt△BEM中,tan∠MBE===﹣x1,
在Rt△BFN中,tan∠NBF=====﹣x1,
∵tan∠MBE=tan∠NBF,
∴∠MBE=∠NBF,
则BC平分∠MBN;
②∵y轴为BC的垂直平分线,
∴设△MBC的外心为P(0,y0),则PB=PM,即PB2=PM2,
根据勾股定理得:3+(y0+1)2=x12+(y0﹣y1)2,
∵x12=2﹣y1,
∴y02+2y0+4=(2﹣y1)+(y0﹣y1)2,即y0=y1﹣1,
由①得:﹣1<y1≤2,
∴﹣<y0≤0,
则△MBC的外心的纵坐标的取值范围是﹣<y0≤0.
24.如图,已知二次函数的图象过点O(0,0).A(8,4),与x轴交于另一点B,且对称轴是直线x=3.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)若M是OB上的一点,作MN∥AB交OA于N,当△ANM面积最大时,求M的坐标;
(3)P是x轴上的点,过P作PQ⊥x轴与抛物线交于Q.过A作AC⊥x轴于C,当以O,P,Q为顶点的三角形与以O,A,C为顶点的三角形相似时,求P点的坐标.
【解答】解:(1)∵抛物线过原点,对称轴是直线x=3,
∴B点坐标为(6,0),
设抛物线解析式为y=ax(x﹣6),
把A(8,4)代入得a•8•2=4,解得a=,
∴抛物线解析式为y=x(x﹣6),即y=x2﹣x;
(2)设M(t,0),
易得直线OA的解析式为y=x,
设直线AB的解析式为y=kx+b,
把B(6,0),A(8,4)代入得,解得,
∴直线AB的解析式为y=2x﹣12,
∵MN∥AB,
∴设直线MN的解析式为y=2x+n,
把M(t,0)代入得2t+n=0,解得n=﹣2t,
∴直线MN的解析式为y=2x﹣2t,
解方程组得,则N(t,t),
∴S△AMN=S△AOM﹣S△NOM
=•4•t﹣•t•t
=﹣t2+2t
=﹣(t﹣3)2+3,
当t=3时,S△AMN有最大值3,此时M点坐标为(3,0);
(3)设Q(m,m2﹣m),
∵∠OPQ=∠ACO,
∴当=时,△PQO∽△COA,即=,
∴PQ=2PO,即|m2﹣m|=2|m|,
解方程m2﹣m=2m得m1=0(舍去),m2=14,此时P点坐标为(14,0);
解方程m2﹣m=﹣2m得m1=0(舍去),m2=﹣2,此时P点坐标为(﹣2,0);
∴当=时,△PQO∽△CAO,即=,
∴PQ=PO,即|m2﹣m|=|m|,
解方程m2﹣m=m得m1=0(舍去),m2=8(舍去),
解方程m2﹣m=﹣m得m1=0(舍去),m2=4,此时P点坐标为(4,0);
综上所述,P点坐标为(14,0)或(﹣2,0)或(4,0).
25.如图,抛物线y=ax2+bx+c与两坐标轴相交于点A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,3),D是抛物线的顶点,E是线段AB的中点.
(1)求抛物线的解析式,并写出D点的坐标;
(2)F(x,y)是抛物线上的动点:
①当x>1,y>0时,求△BDF的面积的最大值;
②当∠AEF=∠DBE时,求点F的坐标.
【解答】解:(1)将A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,3)代入y=ax2+bx+c,
,解得:,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3.
∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴顶点D的坐标为(1,4).
(2)①过点F作FM∥y轴,交BD于点M,如图1所示.
设直线BD的解析式为y=mx+n(m≠0),
将(3,0)、(1,4)代入y=mx+n,
,解得:,
∴直线BD的解析式为y=﹣2x+6.
∵点F的坐标为(x,﹣x2+2x+3),
∴点M的坐标为(x,﹣2x+6),
∴FM=﹣x2+2x+3﹣(﹣2x+6)=﹣x2+4x﹣3,
∴S△BDF=FM•(yB﹣yD)=﹣x2+4x﹣3=﹣(x﹣2)2+1.
∵﹣1<0,
∴当x=2时,S△BDF取最大值,最大值为1.
②过点E作EN∥BD交y轴于点N,交抛物线于点F1
,在y轴负半轴取ON′=ON,连接EN′,射线EN′交抛物线于点F2,如图2所示.
∵EF1∥BD,
∴∠AEF1=∠DBE.
∵ON=ON′,EO⊥NN′,
∴∠AEF2=∠AEF1=∠DBE.
∵E是线段AB的中点,A(﹣1,0),B(3,0),
∴点E的坐标为(1,0).
设直线EF1的解析式为y=﹣2x+b1,
将E(1,0)代入y=﹣2x+b1,
﹣2+b1=0,解得:b1=2,
∴直线EF1的解析式为y=﹣2x+2.
联立直线EF1、抛物线解析式成方程组,,
解得:,(舍去),
∴点F1的坐标为(2﹣,2﹣2).
当x=0时,y=﹣2x+2=2,
∴点N的坐标为(0,2),
∴点N′的坐标为(0,﹣2).
同理,利用待定系数法可求出直线EF2的解析式为y=2x﹣2.
联立直线EF2、抛物线解析式成方程组,,
解得:,(舍去),
∴点F2的坐标为(﹣,﹣2﹣2).
综上所述:当∠AEF=∠DBE时,点F的坐标为(2﹣,2﹣2)或(﹣,﹣2
﹣2).
26.如图1,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,抛物线y=ax2+bx+3交x轴于B、C两点(点B在左,点C在右),交y轴于点A,且OA=OC,B(﹣1,0).
(1)求此抛物线的解析式;
(2)如图2,点D为抛物线的顶点,连接CD,点P是抛物线上一动点,且在C、D两点之间运动,过点P作PE∥y轴交线段CD于点E,设点P的横坐标为t,线段PE长为d,写出d与t的关系式(不要求写出自变量t的取值范围);
(3)如图3,在(2)的条件下,连接BD,在BD上有一动点Q,且DQ=CE,连接EQ,当∠BQE+∠DEQ=90°时,求此时点P的坐标.
【解答】解:(1)当x=0时,y=3,
∴A(0,3)即OA=3,
∵OA=OC,
∴OC=3,
∴C(3,0),
∵抛物线y=ax2+bx+3经过点B(﹣1,0),C(3,0)
∴,
解得:,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2+2x+3;
(2)如图1,延长PE交x轴于点H,
∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴D(1,4),
设直线CD的解析式为y=kx+b,
将点C(3,0)、D(1,4)代入,得:
,
解得:,
∴y=﹣2x+6,
∴E(t,﹣2t+6),P(t,﹣t2+2t+3),
∴PH=﹣t2+2t+3,EH=﹣2t+6,
∴d=PH﹣EH=﹣t2+2t+3﹣(﹣2t+6)=﹣t2+4t﹣3;
(3)如图2,作DK⊥OC于点K,作QM∥x轴交DK于点T,延长PE、EP交OC于H、交QM于M,作ER⊥DK于点R,记QE与DK的交点为N,
∵D(1,4),B(﹣1,0),C(3,0),
∴BK=2,KC=2,
∴DK垂直平分BC,
∴BD=CD,
∴∠BDK=∠CDK,
∵∠BQE=∠QDE+∠DEQ,∠BQE+∠DEQ=90°,
∴∠QDE+∠DEQ+∠DEQ=90°,即2∠CDK+2∠DEQ=90°,
∴∠CDK+∠DEQ=45°,即∠RNE=45°,
∵ER⊥DK,
∴∠NER=45°,
∴∠MEQ=∠MQE=45°,
∴QM=ME,
∵DQ=CE,∠DTQ=∠EHC、∠QDT=∠CEH,
∴△DQT≌△ECH,
∴DT=EH,QT=CH,
∴ME=4﹣2(﹣2t+6),
QM=MT+QT=MT+CH=t﹣1+(3﹣t),
4﹣2(﹣2t+6)=t﹣1+(3﹣t),
解得:t=,
∴P(,).
27.已知抛物线F:y=x2+bx+c的图象经过坐标原点O,且与x轴另一交点为(﹣,0).
(1)求抛物线F的解析式;
(2)如图1,直线l:y=x+m(m>0)与抛物线F相交于点A(x1,y1)和点B(x2,y2)(点A在第二象限),求y2﹣y1的值(用含m的式子表示);
(3)在(2)中,若m=,设点A′是点A关于原点O的对称点,如图2.
①判断△AA′B的形状,并说明理由;
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,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c的图象经过点(0,0)和(﹣,0),
∴,解得:,
∴抛物线F的解析式为y=x2+x.
(2)将y=x+m代入y=x2+x,得:x2=m,
解得:x1=﹣,x2=,
∴y1=﹣+m,y2=+m,
∴y2﹣y1=(+m)﹣(﹣+m)=(m>0).
(3)∵m=,
∴点A的坐标为(﹣,),点B的坐标为(,2).
∵点A′是点A关于原点O的对称点,
∴点A′的坐标为(,﹣).
①△AA′B为等边三角形,理由如下:
∵A(﹣,),B(,2),A′(,﹣),
∴AA′=,AB=,A′B=,
∴AA′=AB=A′B,
∴△AA′B为等边三角形.
②∵△AA′B为等边三角形,
∴存在符合题意的点P,且以点A、B、A′、P为顶点的菱形分三种情况,设点P的坐标为(x,y).
(i)当A′B为对角线时,有,
解得:,
∴点P的坐标为(2,);
(ii)当AB为对角线时,有,
解得:,
∴点P的坐标为(﹣,);
(iii)当AA′为对角线时,有,
解得:,
∴点P的坐标为(﹣,﹣2).
综上所述:平面内存在点P,使得以点A、B、A′、P为顶点的四边形是菱形,点P的坐标为(2,)、(﹣,)和(﹣,﹣2).
28.已知:如图,一次函数y=kx﹣1的图象经过点A(3,m)(m>0),与y轴交于点B.点C在线段AB上,且BC=2AC,过点C作x轴的垂线,垂足为点D.若AC=CD.
(1)求这个一次函数的表达式;
(2)已知一开口向下、以直线CD为对称轴的抛物线经过点A,它的顶点为P,若过点P且垂直于AP的直线与x轴的交点为Q(﹣,0),求这条抛物线的函数表达式.
【解答】解:(1)过点A作AF⊥x轴,过点B作BF⊥
CD于H,交AF于点F,过点C作CE⊥AF于点E
设AC=n,则CD=n
∵点B坐标为(0,﹣1)
∴CH=n+1,AF=m+1
∵CH∥AF,BC=2AC
∴
即:
整理得:
n=
Rt△AEC中,
CE2+AE2=AC2
∴5+(m﹣n)2=n2
把n=代入
5+(m﹣)2=()2
解得m1=5,m2=﹣3(舍去)
∴n=3
∴把A(3,5)代入y=kx﹣1得
k=
∴y=x﹣1
(2)如图,过点A作AE⊥CD于点E
设点P坐标为(2,n),由已知n>0
由已知,PD⊥x轴
∴△PQD∽△APE
∴
∴
解得n1=7,n2=﹣2(舍去)
设抛物线解析式为y=a(x﹣h)2+k
∴y=a(x﹣2)2+7
把A(3,5)代入y=a(x﹣2)2+7
解得a=﹣
∴抛物线解析式为:y=﹣
29.如图,已知抛物线y=ax2+bx(a≠0)过点A(,﹣3)和点B(3,0).过点A作直线AC∥x轴,交y轴于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线上取一点P,过点P作直线AC的垂线,垂足为D.连接OA,使得以A,D,P为顶点的三角形与△AOC相似,求出对应点P的坐标;
(3)抛物线上是否存在点Q,使得S△AOC=S△AOQ?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)把A(,﹣3)和点B(3,0)代入抛物线得:,
解得:a=,b=﹣,
则抛物线解析式为y=x2﹣x;
(2)当P在直线AD上方时,
设P坐标为(x,x2﹣x),则有AD=x﹣,PD=x2﹣x+3,
当△OCA∽△ADP时,=,即=,
整理得:3x2﹣9x+18=2x﹣6,即3x2﹣11x+24=0,
解得:x=,即x=或x=(舍去)
此时P(,﹣);
当△OCA∽△PDA时,=,即=,
整理得:x2﹣9x+6=6x﹣6,即x2﹣5x+12=0,
解得:x=,即x=4或(舍去),
此时P(4,6);
当P在直线AD下方时,同理可得:P的坐标为(0,0)或(,﹣),
综上,P的坐标为(,﹣)或(4,6)(0,0)或(,﹣);
(3)在Rt△AOC中,OC=3,AC=,
根据勾股定理得:OA=2,
∵OC•AC=OA•h,
∴h=,
∵S△AOC=S△AOQ=,
∴△AOQ边OA上的高为,
过O作OM⊥OA,截取OM=,过M作MN∥OA,交y轴于点N,如图所示:
在Rt△OMN中,ON=2OM=9,即N(0,9),
过M作MH⊥x轴,
在Rt△OMH中,MH=OM=,OH=OM=,即M(,),
设直线MN解析式为y=kx+9,
把M坐标代入得:=k+9,即k=﹣,即y=﹣x+9,
联立得:,
解得:或,即Q(3,0)或(﹣2,15),
则抛物线上存在点Q,使得S△AOC=S△AOQ,此时点Q的坐标为(3,0)或(﹣2,15).
30.如图1,抛物线C1:y=ax2﹣2ax+c(a<0)与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C.已知点A的坐标为(﹣1,0),点O为坐标原点,OC=3OA,抛物线C1
的顶点为G.
(1)求出抛物线C1的解析式,并写出点G的坐标;
(2)如图2,将抛物线C1向下平移k(k>0)个单位,得到抛物线C2,设C2与x轴的交点为A′、B′,顶点为G′,当△A′B′G′是等边三角形时,求k的值:
(3)在(2)的条件下,如图3,设点M为x轴正半轴上一动点,过点M作x轴的垂线分别交抛物线C1、C2于P、Q两点,试探究在直线y=﹣1上是否存在点N,使得以P、Q、N为顶点的三角形与△AOQ全等,若存在,直接写出点M,N的坐标:若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵点A的坐标为(﹣1,0),
∴OA=1,
∴OC=3OA,
∴点C的坐标为(0,3),
将A、C坐标代入y=ax2﹣2ax+c,得:
,
解得:,
∴抛物线C1的解析式为y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
所以点G的坐标为(1,4).
(2)设抛物线C2的解析式为y=﹣x2+2x+3﹣k,即y=﹣(x﹣1)2+4﹣k,
过点G′作G′D⊥x轴于点D,设BD′=m,
∵△A′B′G′为等边三角形,
∴G′D=B′D=m,
则点B′的坐标为(m+1,0),点G′的坐标为(1,m),
将点B′、G′的坐标代入y=﹣(x﹣1)2+4﹣k,得:
,
解得:(舍),,
∴k=1;
(3)设M(x,0),则P(x,﹣x2+2x+3)、Q(x,﹣x2+2x+2),
∴PQ=OA=1,
∵∠AOQ、∠PQN均为钝角,
∴△AOQ≌△PQN,
如图2,延长PQ交直线y=﹣1于点H,
则∠QHN=∠OMQ=90°,
又∵△AOQ≌△PQN,
∴OQ=QN,∠AOQ=∠PQN,
∴∠MOQ=∠HQN,
∴△OQM≌△QNH(AAS),
∴OM=QH,即x=﹣x2+2x+2+1,
解得:x=(负值舍去),
当x=时,HN=QM=﹣x2+2x+2=,点M(,0),
∴点N坐标为(+,﹣1),即(,﹣1);
或(﹣,﹣1),即(1,﹣1);
如图3,
同理可得△OQM≌△PNH,
∴OM=PH,即x=﹣(﹣x2+2x+2)﹣1,
解得:x=﹣1(舍)或x=4,
当x=4时,点M的坐标为(4,0),HN=QM=﹣(﹣x2+2x+2)=6,
∴点N的坐标为(4+6,﹣1)即(10,﹣1),或(4﹣6,﹣1)即(﹣2,﹣1);
综上点M1(,0)、N1(,﹣1);M2(,0)、N2(1,﹣1);
M3(4,0)、N3(10,﹣1);M4(4,0)、N4(﹣2,﹣1).
31.在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2+x+c的图象经过点C(0,2)和点D(4,﹣2).点E是直线y=﹣x+2与二次函数图象在第一象限内的交点.
(1)求二次函数的解析式及点E的坐标.
(2)如图①,若点M是二次函数图象上的点,且在直线CE的上方,连接MC,OE,ME.求四边形COEM面积的最大值及此时点M的坐标.
(3)如图②,经过A、B、C三点的圆交y轴于点F,求点F的坐标.
【解答】解:(1)把C(0,2),D(4,﹣2)代入二次函数解析式得:,
解得:,即二次函数解析式为y=﹣x2+x+2,
联立一次函数解析式得:,
消去y得:﹣x+2=﹣x2+x+2,
解得:x=0或x=3,
则E(3,1);
(2)如图①,过M作MH∥y轴,交CE于点H,
设M(m,﹣m2+m+2),则H(m,﹣m+2),
∴MH=(﹣m2+m+2)﹣(﹣m+2)=﹣m2+2m,
S四边形COEM=S△OCE+S△CME=×2×3+MH•3=﹣m2+3m+3,
当m=﹣=时,S最大=,此时M坐标为(,3);
(3)连接BF,如图②所示,
当﹣x2+x+20=0时,x1=,x2=,
∴OA=,OB=,
∵∠ACO=∠ABF,∠AOC=∠FOB,
∴△AOC∽△FOB,
∴=,即=,
解得:OF=,
则F坐标为(0,﹣).
32.如图,已知顶点为C(0,﹣3)的抛物线y=ax2+b(a≠0)与x轴交于A,B两点,直线y=x+m过顶点C和点B.
(1)求m的值;
(2)求函数y=ax2+b(a≠0)的解析式;
(3)抛物线上是否存在点M,使得∠MCB=15°?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)将(0,﹣3)代入y=x+m,
可得:m=﹣3;
(2)将y=0代入y=x﹣3得:x=3,
所以点B的坐标为(3,0),
将(0,﹣3)、(3,0)代入y=ax2+b中,
可得:,
解得:,
所以二次函数的解析式为:y=x2﹣3;
(3)存在,分以下两种情况:
①若M在B上方,设MC交x轴于点D,则∠ODC=45°+15°=60°,
∴OD=OC•tan30°=,
设DC为y=kx﹣3,代入(,0),可得:k=,
联立两个方程可得:,
解得:,
所以M1(3,6);
②若M在B下方,设MC交x轴于点E,则∠OEC=45°﹣15°=30°,
∴OE=OC•tan60°=3,
设EC为y=kx﹣3,代入(3,0)可得:k=,
联立两个方程可得:,
解得:,
所以M2(,﹣2),
综上所述M的坐标为(3,6)或(,﹣2).
33.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+2x+c与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C,点D是该抛物线的顶点.
(1)求抛物线的解析式和直线AC的解析式;
(2)请在y轴上找一点M,使△BDM的周长最小,求出点M的坐标;
(3)试探究:在拋物线上是否存在点P,使以点A,P,C为顶点,AC为直角边的三角形是直角三角形?若存在,请求出符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)设抛物线解析式为y=a(x+1)(x﹣3),
即y=ax2﹣2ax﹣3a,
∴﹣2a=2,解得a=﹣1,
∴抛物线解析式为y=﹣x2+2x+3;
当x=0时,y=﹣x2+2x+3=3,则C(0,3),
设直线AC的解析式为y=px+q,
把A(﹣1,0),C(0,3)代入得,解得,
∴直线AC的解析式为y=3x+3;
(2)∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴顶点D的坐标为(1,4),
作B点关于y轴的对称点B′,连接DB′交y轴于M,如图1,则B′(﹣3,0),
∵MB=MB′,
∴MB+MD=MB′+MD=DB′,此时MB+MD的值最小,
而BD的值不变,
∴此时△BDM的周长最小,
易得直线DB′的解析式为y=x+3,
当x=0时,y=x+3=3,
∴点M的坐标为(0,3);
(3)存在.
过点C作AC的垂线交抛物线于另一点P,如图2,
∵直线AC的解析式为y=3x+3,
∴直线PC的解析式可设为y=﹣x+b,
把C(0,3)代入得b=3,
∴直线PC的解析式为y=﹣x+3,
解方程组,解得或,则此时P点坐标为(,);
过点A作AC的垂线交抛物线于另一点P,直线PC的解析式可设为y=﹣x+b,
把A(﹣1,0)代入得+b=0,解得b=﹣,
∴直线PC的解析式为y=﹣x﹣,
解方程组,解得或,则此时P点坐标为(,﹣),
综上所述,符合条件的点P的坐标为(,)或(,﹣),
34.已知抛物线y=a(x﹣1)2过点(3,1),D为抛物线的顶点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点B、C均在抛物线上,其中点B(0,),且∠BDC=90°,求点C的坐标;
(3)如图,直线y=kx+4﹣k与抛物线交于P、Q两点.
①求证:∠PDQ=90°;
②求△PDQ面积的最小值.
【解答】解:(1)将点(3,1)代入解析式,得:4a=1,
解得:a=,
所以抛物线解析式为y=(x﹣1)2;
(2)由(1)知点D坐标为(1,0),
设点C的坐标为(x0,y0),(x0>1、y0>0),
则y0=(x0﹣1)2,
如图1,过点C作CF⊥x轴,
∴∠BOD=∠DFC=90°、∠DCF+∠CDF=90°,
∵∠BDC=90°,
∴∠BDO+∠CDF=90°,
∴∠BDO=∠DCF,
∴△BDO∽△DCF,
∴=,
∴==,
解得:x0=17,此时y0=64,
∴点C的坐标为(17,64).
(3)①证明:设点P的坐标为(x1,y1),点Q为(x2,y2),(其中x1<1<x2,y1>0,y2>0),
由,得:x2﹣(4k+2)x+4k﹣15=0,
∴,
∴(x1﹣1)(x2﹣1)=﹣16,
如图2,分别过点P、Q作x轴的垂线,垂足分别为M、N,
则PM=y1=(x1﹣1)2,QN=y2=(x2﹣1)2,
DM=|x1﹣1|=1﹣x1、DN=|x2﹣1|=x2﹣1,
∴PM•QN=DM•DN=16,
∴=,
又∠PMD=∠DNQ=90°,
∴△PMD∽△DNQ,
∴∠MPD=∠NDQ,
而∠MPD+∠MDP=90°,
∴∠MDP+∠NDQ=90°,即∠PDQ=90°;
②过点D作x轴的垂线交直线PQ于点G,则点G的坐标为(1,4),
所以DG=4,
∴S△PDQ=DG•MN=×4×|x1﹣x2|=2=8,
∴当k=0时,S△PDQ取得最小值16.
35.抛物线y=﹣x2+x﹣1与x轴交于点A,B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,其顶点为D.将抛物线位于直线l:y=t(t<)上方的部分沿直线l向下翻折,抛物线剩余部分与翻折后所得图形组成一个“M”形的新图象.
(1)点A,B,D的坐标分别为 (,0) , (3,0) , (,) ;
(2)如图①,抛物线翻折后,点D落在点E处.当点E在△ABC内(含边界)时,求t的取值范围;
(3)如图②,当t=0时,若Q是“M”形新图象上一动点,是否存在以CQ为直径的圆与x轴相切于点P?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)当y=0时,有﹣x2+x﹣1=0,
解得:x1=,x2=3,
∴点A的坐标为(,0),点B的坐标为(3,0).
∵y=﹣x2+x﹣1=﹣(x2﹣x)﹣1=﹣(x﹣)2+,
∴点D的坐标为(,).
故答案为:(,0);(3,0);(,).
(2)∵点E、点D关于直线y=t对称,
∴点E的坐标为(,2t﹣).
当x=0时,y=﹣x2+x﹣1=﹣1,
∴点C的坐标为(0,﹣1).
设线段BC所在直线的解析式为y=kx+b,
将B(3,0)、C(0,﹣1)代入y=kx+b,
,解得:,
∴线段BC所在直线的解析式为y=x﹣1.
∵点E在△ABC内(含边界),
∴,
解得:≤t≤.
(3)当x<或x>3时,y=﹣x2+x﹣1;
当≤x≤3时,y=x2﹣x+1.
假设存在,设点P的坐标为(m,0),则点Q的横坐标为m.
①当m<或m>3时,点Q的坐标为(m,﹣x2+x﹣1)(如图1),
∵以CQ为直径的圆与x轴相切于点P,
∴CP⊥PQ,
∴CQ2=CP2+PQ2,即m2+(﹣m2+m)2=m2+1+m2+(﹣m2+m﹣1)2,
整理,得:m1=,m2=,
∴点P的坐标为(,0)或(,0);
②当≤m≤3时,点Q的坐标为(m,x2﹣x+1)(如图2),
∵以CQ为直径的圆与x轴相切于点P,
∴CP⊥PQ,
∴CQ2=CP2+PQ2,即m2+(m2﹣m+2)2=m2+1+m2+(m2﹣m+1)2,
整理,得:11m2﹣28m+12=0,
解得:m3=,m4=2,
∴点P的坐标为(,0)或(1,0).
综上所述:存在以CQ为直径的圆与x轴相切于点P,点P的坐标为(,0)、(,0)、(1,0)或(,0).
36.如图,抛物线y=ax2+4x+c(a≠0)经过点A(﹣1,0),点E(4,5),与y轴交于点B,连接AB.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)将△ABO绕点O旋转,点B的对应点为点F.
①当点F落在直线AE上时,求点F的坐标和△ABF的面积;
②当点F到直线AE的距离为
时,过点F作直线AE的平行线与抛物线相交,请直接写出交点的坐标.
【解答】解:(1)将A,E点坐标代入函数解析式,得
,
解得,
抛物线的解析式是y=﹣x2+4x+5,
(2)设AE的解析式为y=kx+b,将A,E点坐标代入,得
,
解得,
AE的解析式为y=x+1,
x=0时,y=1即C(0,1),
设F点坐标为(n,n+1),
由旋转的性质得,OF=OB=5,
n2+(n+1)2=25,解得n1=﹣4,n2=3,
F(﹣4,﹣3),F(3,4),
当F(﹣4,﹣3)时如图1,
S△ABF=S△BCF﹣S△ABC=BC•|xF|﹣BC•|xA|=BC•(xA﹣xF)
S△ABF=×4(﹣1+4)=6;
当F(3,4)时,如图2,
S△ABF=S△BCF+S△ABC=BC•|xF|+BC•|xA|=BC•(xF﹣xA)
S△ABF=×4(3+1)=8;
(3)如图3,
∵∠HCG=∠ACO,∠HGC=∠COA,
∴△HGC∽△COA,
∵OA=OC=1,∴CG=HG=,
由勾股定理,得
HC==2,
直线AE向上平移2个单位或向下平移2个单位,
l的解析是为y=x+3,l1的解析是为y=x﹣1,
联立解得x1=,x2=,
,解得x3=,x4=,
F点的坐标为(,),(,),(,
),(,).
37.如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=(x﹣a)(x﹣3)(0<a<3)的图象与x轴交于点A、B(点A在点B的左侧),与y轴交于点D,过其顶点C作直线CP⊥x轴,垂足为点P,连接AD、BC.
(1)求点A、B、D的坐标;
(2)若△AOD与△BPC相似,求a的值;
(3)点D、O、C、B能否在同一个圆上?若能,求出a的值;若不能,请说明理由.
【解答】解:(1)∵y=(x﹣a)(x﹣3)(0<a<3),
∴A(a,0),B(3,0).
当x=0时,y=3a,
∴D(0,3a);
(2)∵A(a,0),B(3,0),
∴对称轴直线方程为:x=.
当x=时,y=﹣()2,
∴C(,﹣()2),
PB=3﹣,PC=()2,
①若△AOD∽△BPC时,则=,即=,
解得a=±3(舍去);
②若△AOD∽△CPB时,则=,即=,
解得a=3(舍去)或a=.
所以a的值是.
(3)能.理由如下:
联结BD,取中点M
∵D、O、B在同一个圆上,且圆心M为(,a).
若点C也在圆上,则MC=MB.即(﹣)2+(a+()2)2=(﹣3)2+(a﹣0)2,
整理,得
a4﹣14a2+45=0,
所以(a2﹣5)(a2﹣9)=0,
解得a1=,a2=﹣(舍),a3=3(舍),a4=﹣3(舍),
∴a=.
38.如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于原点及点A,且经过点B(4,8),对称轴为直线x=﹣2.
(1)求抛物线的解析式;
(2)设直线y=kx+4与抛物线两交点的横坐标分别为x1,x2(x1<x2),当时,求k的值;
(3)连接OB,点P为x轴下方抛物线上一动点,过点P作OB的平行线交直线AB于点Q,当S△POQ:S△BOQ=1:2时,求出点P的坐标.
(坐标平面内两点M(x1,y1),N(x2,y2)之间的距离MN=)
【解答】解:(1)根据题意得,,
∴,
∴抛物线解析式为y=x2+x;
(2)∵直线y=kx+4与抛物线两交点的横坐标分别为x1,x2,
∴x2+x=kx+4,
∴x2﹣4(k﹣1)x﹣16=0,
根据根与系数的关系得,x1+x2=4(k﹣1),x1x2=﹣16,
∵,
∴2(x1﹣x2)=x1x2,
∴4(x1﹣x2)2=(x1x2)2,
∴4[(x1+x2)2﹣4x1x2]=(x1x2)2,
∴4[16(k﹣1)2+64]=162,
∴k=1;
(3)如图,取OB的中点C,
∴BC=OB,
∵B(4,8),
∴C(2,4),
∵PQ∥OB,
∴点O到PQ的距离等于点O到OB的距离,
∵S△POQ:S△BOQ=1:2,
∴OB=2PQ,
∴PQ=BC,∵PQ∥OB,
∴四边形BCPQ是平行四边形,
∴PC∥AB,
∵抛物线的解析式为y=x2+x②,
令y=0,
∴x2+x=0,
∴x=0或x=﹣4,
∴A(﹣4,0),
∵B(4,8),
∴直线AB解析式为y=x+4,设直线PC的解析式为y=x+m,
∵C(2,4),
∴直线PC的解析式为y=x+2②,
联立①②解得,(舍)或,
∴P(﹣2,﹣2+2).
39.如图,在平面直角坐标系中,∠ACB=90°,OC=2OB,tan∠ABC=2,点B的坐标为(1,0).抛物线y=﹣x2+bx+c经过A、B两点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是直线AB上方抛物线上的一点,过点P作PD垂直x轴于点D,交线段AB于点E,使PE=DE.
①求点P的坐标;
②在直线PD上是否存在点M,使△ABM为直角三角形?若存在,求出符合条件的所有点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵B(1,0),
∴OB=1,
∵OC=2OB=2,
∴C(﹣2,0),
Rt△ABC中,tan∠ABC=2,
∴,
∴,
∴AC=6,
∴A(﹣2,6),
把A(﹣2,6)和B(1,0)代入y=﹣x2+bx+c得:,
解得:,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2﹣3x+4;
(2)①∵A(﹣2,6),B(1,0),
易得AB的解析式为:y=﹣2x+2,
设P(x,﹣x2﹣3x+4),则E(x,﹣2x+2),
∵PE=DE,
∴﹣x2﹣3x+4﹣(﹣2x+2)=(﹣2x+2),
x=1(舍)或﹣1,
∴P(﹣1,6);
②∵M在直线PD上,且P(﹣1,6),
设M(﹣1,y),
∴AM2=(﹣1+2)2+(y﹣6)2=1+(y﹣6)2,
BM2=(1+1)2+y2=4+y2,
AB2=(1+2)2+62=45,
分三种情况:
i)当∠AMB=90°时,有AM2+BM2=AB2,
∴1+(y﹣6)2+4+y2=45,
解得:y=3,
∴M(﹣1,3+)或(﹣1,3﹣);
ii)当∠ABM=90°时,有AB2+BM2=AM2,
∴45+4+y2=1+(y﹣6)2,
y=﹣1,
∴M(﹣1,﹣1),
iii)当∠BAM=90°时,有AM2+AB2=BM2,
∴1+(y﹣6)2+45=4+y2,
y=,
∴M(﹣1,);
综上所述,点M的坐标为:∴M(﹣1,3+)或(﹣1,3﹣)或(﹣1,﹣1)或(﹣1,).
40.如图1,经过原点O的抛物线y=ax2+bx(a、b为常数,a≠0)与x轴相交于另一点A(3,0).直线l:y=x在第一象限内和此抛物线相交于点B(5,t),与抛物线的对称轴相交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在x轴上找一点P,使以点P、O、C为顶点的三角形与以点A、O、B为顶点的三角形相似,求满足条件的点P的坐标;
(3)直线l沿着x轴向右平移得到直线l′,l′与线段OA相交于点M,与x轴下方的抛物线相交于点N,过点N作NE⊥x轴于点E.把△MEN沿直线l′折叠,当点E恰好落在抛物线上时(图2),求直线l′的解析式;
(4)在(3)问的条件下(图3),直线l′与y轴相交于点K,把△MOK绕点O顺时针旋转90°得到△M′OK′,点F为直线l′上的动点.当△M'FK′为等腰三角形时,求满足条件的点F的坐标.
【解答】解:(1)由已知点B坐标为(5,5)
把点B(5,5),A(3,0)代入y=ax2+bx,得
解得
∴抛物线的解析式为:y=
(2)由(1)抛物线对称轴为直线x=,则点C坐标为(,)
∴OC=,OB=5
当△OBA∽△OCP时,
∴
∴OP=
当△OBA∽△OPC时,
∴
∴OP=5
∴点P坐标为(5,0)或(,0)
(3)设点N坐标为(a,b),直线l′解析式为:y=x+c
∵直线l′y=x+c与x轴夹角为45°
∴△MEN为等腰直角三角形.
当把△MEN沿直线l′折叠时,四边形ENE′M为正方形
∴点E′坐标为(a﹣b,b)
∵EE′平行于x轴
∴E、E′关于抛物线对称轴对称
∵
∴b=2a﹣3
则点N坐标可化为(a,2a﹣3)
把点N坐标带入y=
得:
2a﹣3=
解得
a1=1,a2=6
∵a=6时,b=2a﹣3=﹣9
由函数解析式可知函数最小值为﹣
∴﹣<6
∴a=6舍去
则点N坐标为(1,﹣1)
把N坐标代入y=x+c
则c=﹣2
∴直线l′的解析式为:y=x﹣2
(4)由(3)K点坐标为(0,﹣2)
则△MOK为等腰直角三角形
∴△M′OK′为等腰直角三角形,M′K′⊥直线l′
∴当M′K′=M′F时,△M'FK′为等腰直角三角形
∴F坐标为(2,0)或(﹣2,﹣4)