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- 2021-05-10 发布
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二次函数中考压轴题(三角形与存在性问题)解析精选
【例1】. 已知:如图一,抛物线与x轴正半轴交于A、B两点,与y
轴交于点C,直线经过A、C两点,且AB=2.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若直线DE平行于x轴并从C点开始以每秒1个单位的速度沿y轴正方向平移,且分别交y轴、线
段BC于点E、D,同时动点P从点B出发,沿BO方向以每秒2个单位速度运动,(如图2);当点P
运动到原点O时,直线DE与点P都停止运动,连DP,若点P运动时间为t秒 ;设,当
t 为何值时,s有最小值,并求出最小值。
(3)在(2)的条件下,是否存在t的值,使以P、B、D为顶点的三角形与△ABC相似;若存在,求t
的值;若不存在,请说明理由。
【答案】解:(1)在中,由x=0得y=-2,∴C(0,-2)。
由 y=0得 x=2,∴A(2,0)。
∵AB=2,∴B(4,0)。
∴可设抛物线的解析式为,代入点C(0,-2)得。
∴抛物线的解析式为。
(2)由题意:CE=t,PB=2t,OP=4-2t。
∵ED∥BA,∴△CED∽△COB。 ∴,即。∴ED=2t。
∴。
∴当t=1时,有最大值1。
∴当t=1时,的值最小,最小值是1。
(3)存在。设BC所在直线的解析式为y=kx+b,由B(4,0),C(0,-2)得
,解得,∴C所在直线的解析式为。
由题意可得:D点的纵坐标为t-2,则D点的横坐标为2t。
∴。
又。
∵∠PBD=∠ABC,∴以P、B、D为顶点的三角形与△ABC相似有两种情况:
当时,即,解得;
当时,即,解得。
综上所述,当或时,以P、B、D为顶点的三角形与△ABC相似。
【考点】二次函数综合题,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,二次函数的最值,相似三角形的判定和性质,勾股定理。
【分析】(1)求出C、A、B的坐标,设抛物线的解析式为y=a(x-2)(x-4),代入点C的坐标求出a即可。
(2)由题意:CE=t,PB=2t,OP=4-2t,由ED∥BA得出△CED∽△COB ,从而,求出ED=2CE=2t,根据
,根据二次函数的最值求出即可。
(3)以P、B、D为顶点的三角形与△ABC相似有两种情况:和代入求出即可。
【例2】. 如图,矩形OBCD的边OD、OB分别在x轴正半轴和y轴负半轴上,且OD=10,OB=8.将矩形的边BC绕点B逆时针旋转,使点C恰好与x轴上的点A重合.
(1)直接写出点A、B的坐标:A( , )、B( , );
(2)若抛物线y=-x2+bx+c经过点A、B,则这条抛物线的解析式是 ;
(3)若点M是直线AB上方抛物线上的一个动点,作MN⊥x轴于点N.问是否存在点M,使△AMN
与△ACD相似?若存在,求出点M的坐标;若不存在,说明理由;
(4)当≤x≤7,在抛物线上存在点P,使△ABP的面积最大,求△ABP面积的最大值.
【答案】解:(1)(6,0),(0,-8)。
(2)。
(3)存在。
设M,
则N(m,0)MN=,NA=6-m。
又DA=4,CD=8,
①若点M在点N上方,,则△AMN∽△ACD。
∴,即,解得m=6或m=10。
与点M是直线AB上方抛物线上的一个动点不符。
∴此时不存在点M,使△AMN与△ACD相似。
②若点M在点N下方,,则△AMN∽△ACD。
∴,即,解得m=-2或m=6。
与点M是直线AB上方抛物线上的一个动点不符。
∴此时不存在点M,使△AMN与△ACD相似。
③若点M在点N上方,,则△AMN∽△ACD。
∴,即,方程无解。
∴此时不存在点M,使△AMN与△ACD相似。
④若点M在点N下方,,则△AMN∽△ACD。
∴,即,解得m=或m=6。
当m=时符合条件。
∴此时存在点M(,),使△AMN与△ACD相似。
综上所述,存在点M(,),使△AMN与△ACD相似。
(4)设P(p,),
在中,令y=0,得x=4或x=6。
∴≤x≤7分为≤x<4,4≤x<6和6≤x≤7三个区间讨论:
①如图,当≤x<4时,过点P作PH⊥x轴于点H
则OH=p,HA=6-p ,PH=。
∴
∴当≤x<4时,随p的增加而减小。
∴当x=时,取得最大值,最大值为。
②如图,当4≤x<6时,过点P作PH⊥BC于点H,过点A作AG⊥BC于点G。
则BH= p,HG=6-p,PH=,
∴
∴当4≤x<6时,随p的增加而减小。
∴当x=4时,取得最大值,最大值为8。
③如图,当6≤x≤7时,过点P作PH⊥x轴于点H。
则OH=p,HA= p-6,PH=。
∴
∴当6≤x≤7时,随p的增加而增加。
∴当x=7时,取得最大值,最大值为7。
综上所述,当x=时,取得最大值,最大值为。
【考点】二次函数综合题,矩形的性质,旋转的性质,勾股定理, 曲线上点的坐标与方程的关系,相似三角形的判定,二次函数的性质。
【分析】(1)由OD=10,OB=8,矩形的边BC绕点B逆时针旋转,使点C恰好与x轴上的点A重合,可得OA2=AB2-OB2=102-82=36,∴OA=6。∴A(6,0),B(0,-8)。
(2)∵抛物线y=-x2+bx+c经过点A、B,
∴,解得。
∴这条抛物线的解析式是。
(3)分①若点M在点N上方,,②若点M在点N下方,,③若点M在点N上方,,④若点M在点N下方,四种情况讨论即可。
(4)根据二次函数的性质,分≤x<4,4≤x<6和6≤x≤7三个区间分别求出最大值,比较即可。
【例3】. 在平面直角坐标系xoy中, 一块含60°角的三角板作如图摆放,斜边 AB
在x轴上,直角顶点C在y轴正半轴上,已知点A(-1,0).
(1)请直接写出点B、C的坐标:B( , )、C( , );并求经过A、B、C三点的抛物
线解析式;
(2)现有与上述三角板完全一样的三角板DEF(其中∠EDF=90°,∠DEF=60°),把顶点E放在线段
AB上(点E是不与A、B两点重合的动点),并使ED所在直线经过点C. 此时,EF所在直线与(1)
中的抛物线交于第一象限的点M.
①设AE=x,当x为何值时,△OCE∽△OBC;
②在①的条件下探究:抛物线的对称轴上是否存在点P使△PEM是等腰三角形,若存在,请求
点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)B(3,0),C(0,)。
∵A(—1,0)B(3,0)
∴可设过A、B、C三点的抛物线为 。
又∵C(0,)在抛物线上,∴,解得。
∴经过A、B、C三点的抛物线解析式 即。
(2)①当△OCE∽△OBC时,则。
∵OC=, OE=AE—AO=x-1, OB=3,∴。∴x=2。
∴当x=2时,△OCE∽△OBC。
②存在点P。
由①可知x=2,∴OE=1。∴E(1,0)。 此时,△CAE为等边三角形。
∴∠AEC=∠A=60°。
又∵∠CEM=60°, ∴∠MEB=60°。
∴点C与点M关于抛物线的对称轴对称。
∵C(0,),∴M(2,)。
过M作MN⊥x轴于点N(2,0),
∴MN=。 ∴ EN=1。
∴ 。
若△PEM为等腰三角形,则:
ⅰ)当EP=EM时, ∵EM=2,且点P在直线x=1上,∴P(1,2)或P(1,-2)。
ⅱ)当EM=PM时,点M在EP的垂直平分线上,∴P(1,2) 。
ⅲ)当PE=PM时,点P是线段EM的垂直平分线与直线x=1的交点,∴P(1,)
∴综上所述,存在P点坐标为(1,2)或(1,—2)或(1,2)或(1,)时,
△EPM为等腰三角形。
【考点】二次函数综合题,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,二次函数的性质,相似三角形的性质,等边三角形的判定和性质,勾股定理,等腰三角形的判定。
【分析】(1)由已知,根据锐角三角函数定义和特殊角的三角函数值可求出OC和AB的长,从而求得点
B、C的坐标。设定交点式,用待定系数法,求得抛物线解析式。
(2)①根据相似三角形的性质,对应边成比例列式求解。
②求得EM的长,分EP=EM, EM=PM和PE=PM三种情况求解即可。
【例4】. 已知直线与x轴和y轴分别交于点A和点B,抛物线的顶点M在直线AB上,且抛物线与直线AB的另一个交点为N.
(1)如图①,当点M与点A重合时,求:
①抛物线的解析式;(4分)
②点N的坐标和线段MN的长;(4分)
(2)抛物线在直线AB上平移,是否存在点M,使得△OMN与△AOB相似?若存在,
直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.(4分)
【答案】解:(1)①∵直线与x轴和y轴分别交于点A和点B,∴A(,0),B(0,-5)。
当顶点M与点A重合时,∴M(,0)。
∴抛物线的解析式是:,即。
②∵N是直线与在抛物线的交点,
∴,解得或。
∴N(,-4)。
如图,过N作NC⊥x轴,垂足为C。
∵N(,-4),∴C(,0)
∴NC=4.MC=OM-OC=。
∴。
(2)存在。点M的坐标为(2,-1)或(4,3)。
【考点】二次函数综合题,二次函数的性质,曲线上点的坐标与方程的关系,勾股定理,相似三角形的判定和性质,等腰三角形的判定。
【分析】(1)①由直线与x轴和y轴分别交于点A和点B,求出点A、B的坐标,由顶点M与点A重合,根据二次函数的性质求出顶点解析式。
②联立和,求出点N的坐标,过N作NC⊥x
轴,由勾股定理求出线段MN的长。
(2)存在两种情况,△OMN与△AOB相似:
情况1,∠OMN=900,过M作MD⊥x轴,垂足为D。
设M(m,),则OD= m,DM=。
又OA=,OB=5,
则由△OMD∽△BAO得,,即,解得m=2。
∴M(2,-1)。
情况2,∠ONM=900,若△OMN与△AOB相似,则∠OMN=∠OBN。
∴OM=OB=5。
设M(m,),则解得m=4。
∴M(4,3)。
综上所述,当点M的坐标为(2,-1)或(4,3)时,△OMN与△AOB相似。
【例5】. 在平面直角坐标系中,二次函数的图象与x轴交于A(-3,0),B(1,0)两点,与y轴交于点C.
(1)求这个二次函数的关系解析式;
(2)点P是直线AC上方的抛物线上一动点,是否存在点P,使△ACP的面积最大?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由;
考生注意:下面的(3)、(4)、(5)题为三选一的选做题,即只能选做其中一个题目,多答时只按作答的首题评分,切记啊!
(3)在平面直角坐标系中,是否存在点Q,使△BCQ是以BC为腰的等腰直角三角形?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,说明理由;
(4)点Q是直线AC上方的抛物线上一动点,过点Q作QE垂直于x轴,垂足为E.是否存在点Q,使以点B、Q、E为顶点的三角形与△AOC相似?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,说明理由;
(5)点M为抛物线上一动点,在x轴上是否存在点Q,使以A、C、M、Q为顶点的四边形是平行四边形?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】解:(1)由抛物线过A(-3,0),B(1,0),则
,解得 。
∴二次函数的关系解析式为。
(2)设点P坐标为(m,n),则。
连接PO,作PM⊥x轴于M,PN⊥y轴于N。
PM =, ,AO=3。
当时,,所以OC=2。
[
∵<0,∴函数有最大值,当时,有最大值。
此时。
∴存在点,使△ACP的面积最大。
(3)存在。点。
(4)存在。点。
(5)点。
【考点】二次函数综合题,曲线上点的坐标与方程的关系,二次函数的性质,等腰直角三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,平行四边形的判定和性质。
【分析】(1)将点A、B的坐标代入即可求得a、b,从而得到二次函数的关系解析式。
(2)设点P坐标为(m,n),则。连接PO,作PM⊥x轴于M,PN⊥y轴于N,根据求出S关于m的二次函数,根据二次函数最值求法即可求解。
(3)分BQ为斜边和CQ为斜边两种情况讨论即可。
(4)分△BQE∽△AOC,△EBQ∽△AOC,△QEB∽△AOC三种情况讨论即可。
(5)分AC是边和对角线两种情况讨论即可。
【例6】. 如图,抛物线y=ax2+bx+c经过A(-,0)、B(3,0)、C(0,3)三点,线段BC与抛物线的对称轴l相交于点D。设抛物线的顶点为P,连接PA、AD、DP,线段AD与y轴相交于点E。
(1)求该抛物线的解析式;
(2)在平面直角坐标系中是否存在点Q,使以Q、C、D为顶点的三角形与△ADP全等?若存在,求出点Q的坐标,若不存在,说明理由;
(3)将∠CED绕点E顺时针旋转,边EC旋转后与线段BC相交于点M,边ED旋转后与对称轴l相交于点N,连接PM、DN,若PM=2DN,求点N的坐标(直接写出结果)。
【答案】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c经过A(-,0)、B(3,0)、C(0,3)三点,
∴抛物线的解析式可设为,
将C(0,3)代入得,解得。
∴抛物线的解析式为,即。
(2)存在。如图,
由得对称轴l为,
由B(3,0)、C(0,3)得tan∠OBC=,
∴∠OBC==300。
由轴对称的性质和三角形外角性质,得
∠ADP==1200。
由锐角三角函数可得点D的坐标为(,2)。
∴DP=CP=1,AD=4。
①在y轴正方向上存在点Q1,只要CQ1=4,则由SAS可判断△Q1CD≌△ADP,
此时,Q1的坐标为(0,7)。
②由轴对称的性质,得Q1关于直线BC的对称点Q2也满足△Q2CD≌△ADP,
过点Q2作Q2G⊥y轴于点G,则在Rt△CQ2G中,由Q2C=4,∠Q2CG=600可得
CG=2,Q2G=2。∴OG=1。∴Q2的坐标为(-2,1)。
③在对称轴l点P关于点D的反方向上存在点Q3,只要DQ3=4,则△Q3DC≌△ADP,
此时,Q3的坐标为(,-2)。
④由轴对称的性质,得Q3关于直线BC的对称点Q4也满足△Q2DC≌△ADP,
过点Q4作Q4H⊥l于点H,则在Rt△DQ4H中,由Q4D=4,∠Q4DH=600可得
DH=2,HQ4=2。∴Q4的坐标为(3,4)。
综上所述,点Q的坐标为(0,7)或(-2,1)或(,-2)或(3,4)。
(3)()。
【考点】二次函数综合题,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,二次函数的性质,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值,轴对称的性质,三角形外角性质,勾股定理,全等三角形的判定和性质,旋转的性质。
【分析】(1)根据已知点的坐标,设抛物线的交点式,用待定系数法即可求。
(2)求出△ADP的两边夹一角,根据SAS作出判断。
(3)如图,作做EF⊥l于点F,
由题意易证明△PMD ≌△EMD,△CME ≌△DNE,
∴PM=EM=EN=2DN。
由题意DF=1,EF=,NF=1-DN
在Rt△EFN中,,
∴,整理得,解得(负值舍去)。
∴。
∴点N的纵坐标为。∴N()。
【例7】. 如图,直线AB交x轴于点B(4,0),交y轴于点A(0,4),直线DM⊥x轴正半轴于点M,交线段AB于点C,DM=6,连接DA,∠DAC=90°.
(1)直接写出直线AB的解析式;
(2)求点D的坐标;
(3)若点P是线段MB上的动点,过点P作x轴的垂线,交AB于点F,交过O、D、B三点的抛物线于点E,连接CE.是否存在点P,使△BPF与△FCE相似?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)设直线AB的解析式为y=kx+b,将A(0,4),B(4,0)两点坐标代入,得
,解得。
∴直线AB的解析式为y=﹣x+4。
(2)过D点作DG⊥y轴,垂足为G,
∵OA=OB=4,∴△OAB为等腰直角三角形。
又∵AD⊥AB,∴∠DAG=90°﹣∠OAB=45°。
∴△ADG为等腰直角三角形。
∴DG=AG=OG﹣OA=DM﹣OA=5﹣4=2。
∴D(2,6)。
(3)存在。
由抛物线过O(0,0),B(4,0)两点,设抛物线解析式为y=ax(x﹣4),
将D(2,6)代入,得a=。∴抛物线解析式为y=x(x﹣4)。
由(2)可知,∠B=45°,则∠CFE=∠BFP=45°,C(2,2)。
设P(x,0),则MP=x﹣2,PB=4﹣x,
①当∠ECF=∠BPF=90°时(如图1),△BPF与△FCE相似,过C点作CH⊥EF,此时,△CHE、△CHF、△PBF为等腰直角三角形。
则PE=PF+FH+EH=PB+2MP=4﹣x+2(x﹣2)=x,
将E(x,x)代入抛物线y=x(x﹣4)中,
得x=x(x﹣4),解得x=0或,
∴P(,0)。
②当∠CEF=∠BPF=90°时(如图2),此时,△CEF、△BPF为等腰直角三角形。
则PE=MC=2,
将E(x,2)代入抛物线y=x(x﹣4)中,
得2=x(x﹣4),解得x=或。
∴P(,0)。
综上所述,点P的坐标为(,0)或(,0)。
【考点】二次函数综合题,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,等腰直角三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质。1367104
【分析】(1)根据A(0,4),B(4,0)两点坐标,可求直线AB的解析式。
(2)作DG⊥y轴,垂足为G,由已知得OA=OB=4,△OAB为等腰直角三角形,而AD⊥AB,利用互余关系可知,△ADG为等腰直角三角形,则DG=AG=OG﹣OA=DM﹣OA=5﹣4=2,可求D点坐标。
(3)存在。已知O(0,0),B(4,0),设抛物线的交点式,将D点坐标代入求抛物线解析式,由于对顶角∠CFE=∠BFP=45°,故当△BPF与△FCE相似时,分为:∠ECF=∠BPF=90°,∠CEF=∠BPF=90°两种情况,根据等腰直角三角形的性质求P点坐标。
【例8】. 如图,在平面直角坐标系中,抛物线的顶点为B(2,1),且过点A(0,2)。直线与抛物线交于点D、E(点E在对称轴的右侧)。抛物线的对称轴交直线于点C,交x轴于点G。PM⊥x轴,垂足为点F。点P在抛物线上,且位于对称轴的右侧,PM⊥x轴,垂足为点M,△PCM为等边三角形。
(1)求该抛物线的表达式;
(2)求点P的坐标;
(3)试判断CE与EF是否相等,并说明理由;
(4)连接PE,在x轴上点M的右侧是否存在一点N,使△CMN与△CPE全等?若存在,试求出点N 的坐标;若不存在,请说明理由。
【答案】解:(1)∵抛物线的顶点为B(2,1),
∴可设抛物线的解析式为。
将A(0,2)代入,得,解得。
∴该抛物线的表达式。
(2)将代入,得,
∴点C的坐标为(2,2),即CG=2。
∵△PCM为等边三角形,∴∠CMP=600,CM=PM。
∵PM⊥x轴,,∴∠CMG=300。∴CM=4,GM=。∴OM=,PM=4。
∴点P的坐标为(,4)。
(3)相等。理由如下:
联立和得,解得,。
∵不合题意,舍去,
∴EF=,点E的坐标为(,)。
∴。
又∵,∴。
∴CE=EF。
(4)不存在。理由如下:
假设在x轴上点M的右侧存在一点N,使△CMN≌△CPE,则CN=CE,∠MCN=∠PCE。
∵∠MCP=600,∴∠NCE=600。
∴△CNE是等边三角形。
∴EN=CE,∠CEN=600。
又∵由(3)CE=EF,∴EN=EF。
又∵点E是直线上的点,∴∠CEF=450。
∴点N与点F不重合。
∵EF⊥x轴,这与“垂线段最短”矛盾,∴原假设错误,满足条件的点N不存在。
【考点】二次函数综合题,二次函数的性质,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,等边三角形的性质,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值,勾股定理,反证法,全等三角形的性质。
【分析】(1)根据抛物线的顶点,设顶点式表达式,将点A的坐标人代入即可求解。
(2)由点C是抛物线对称轴x=2和直线的交点可求得点C的坐标,由△PCM为等边三角形,根据锐角三角函数定义和特殊角的三角函数值可求得点P的坐标。
(3)计算出CE和EF的值即可得出结论。
(4)用反证法证明,假设在x轴上点M的右侧存在一点N,使△CMN≌△CPE,推出与公理矛盾的结论。
【例9】. 如图,顶点坐标为(2,-1)的抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与y轴交于点C(0,3),
与x轴交于A、B两点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)设抛物线的对称轴与直线BC交于点D,连接AC、AD,求△ACD的面积;
(3)点E为直线BC上一动点,过点E作y轴的平行线EF,与抛物线交于点F
.问是否存在点E,使
得以D、E、F为顶点的三角形与△BCO相似?若存在,求点E的坐标;若不存在,请说明理由.[来源:
【答案】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的顶点坐标为(2,-1),
∴可设抛物线的表达式为。
∵点C(0,3)在上,∴,解得。
∴抛物线的表达式为,即。
(2)令,即,解得。∴A(1,0),B(3,0)。
设BC的解析式为,将B(3,0),C(0,3)代入得,
,解得。∴BC的解析式为。
当x=2时,y=-2+3=1,∴D(2,1)。
∴。
(3)存在。假设存在点E,使得以D、E、F为顶点的三角形与△BCO相似。
∵△BCO是等腰直角三角形,∴以D、E、F为顶点的三角形也必须是等腰直角三角形。
∵由EF∥OC得∠DEF=450,
∴以D、E、F为顶点的等腰直角三角形只能以点D、F为直角顶点。
①当点F为直角顶点时,DF⊥EF,此时△DEF∽△BCO。
∴DF所在直线为y=1。
由,解得
将代入,和,∴E(,);
将代入,和,∴E(,)。
②当点D为直角顶点时,DF⊥ED,此时△EFD∽△BCO。
∵点D在对称轴上,∴DA=DB。
∵∠CBA=450,∴∠DAB=450,∴∠ADB=900。
∴AD⊥BC。∴点F在直线AD上。
设AD的解析式为,将A(1,0),D(2,1)代入得,
,解得。∴AD的解析式为。
由,解得或。
将代入,和,∴E(1,2);
将代入,和,∴E(4,-1)。
综上所述,点E的坐标为(,)或(,)或(1,2)或(4,-1)。
【考点】二次函数综合题,二次函数的性质,待定系数法,曲线图上点的坐标与方程的关系,等腰直角三角形的性质,相似三角形的判定和性质。
【分析】(1)设抛物线的顶点式表达式,用待定系数法即可求得抛物线的表达式。
(2)求出A、B、D点坐标,由即可求得△ACD的面积。
(3)分点F为直角顶点和点D为直角顶点两种情况求解即可。
【例10】. 已知,如图,在平面直角坐标系中,Rt△ABC的斜边BC在x轴上,直角顶点A在y轴的正半轴上,A(0,2),B(-1,0)。
(1)求点C的坐标;
(2)求过A、B、C三点的抛物线的解析式和对称轴;
(3)设点P(m,n)是抛物线在第一象限部分上的点,△PAC的面积为S,求S关于m的函数关系式,并求使S最大时点P的坐标;
(4)在抛物线对称轴上,是否存在这样的点M,使得△MPC(P为上述(3)问中使S
最大时点)为等腰三角形?若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由。
【答案】解:(1)∵A(0,2),B(-1,0),∴OA=2,OB=1。
由Rt△ABC知Rt△ABO∽Rt△CAO,∴,即,解得OC=4。
∴点C的坐标为(4,0)。
(2)设过A、B、C三点的抛物线的解析式为,
将A(0,2)代入,得,解得。
∴过A、B、C三点的抛物线的解析式为,即。
∵,∴抛物线的对称轴为。
(3)过点P作x轴的垂线,垂足为点H。
∵点P(m,n)在上,
∴P。
∴,
,。
∴
。
∵,∴当时,S最大。
当时,。∴点P的坐标为(2,3)。
(4)存在。点M的坐标为()或()或()或()或()。
【考点】二次函数综合题,相似三角形的判定和性质,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,二次函数的性质,等腰三角形的判定和性质。
【分析】(1)由Rt△ABO∽Rt△CAO可得,从而求出点C的坐标。
(2)设抛物线的交点式,用待定系数法求出抛物线的解析式;化为顶点式可得抛物线的对称轴。
(3)过点P作x轴的垂线于点H,则由可得S关于m的函数关系式;化为顶点式可得S最大时点P的坐标。
另解:点A、C的坐标可求AC的解析式:,设过点P与AC平行的直线为。
由点P在和可得。
∴,整理,得。
要使△PAC的面积最大,即要点P到AC的距离最大,即与只有一个交点,即的△=0,即,解得。
将代入得,将代入得。
∴当S最大时点P的坐标为(2,3)。
(4)设点M(),
∵C(4,0), P(2,3),
∴PC=,
PM=,
CM=。
分三种情况讨论:
①当点M是顶点时,PM= CM,即,解得,。∴M1()。
②当点C是顶点时,PC= CM,即,解得,。
∴M2(),M2()。
③当点P是顶点时,PC= PM,即,解得,。
∴M4(),M5()。
综上所述,当点M的坐标为()或()或()或()或()时,△MPC为等腰三角形。
【例11】. 如图,在等腰三角形ABC中,AB=AC,以底边BC的垂直平分线和BC所在
的直线建立平面直角坐标系,抛物线经过A、B两点.
(1)写出点A、点B的坐标;
(2)若一条与y轴重合的直线l以每秒2个单位长度的速度向右平移,分别交线段OA、CA和抛物
线于点E、M和点P,连结PA、PB.设直线l移动的时间为t(0<t<4)秒,求四边形PBCA的面积S(面积单位)与t(秒)的函数关系式,并求出四边形PBCA的最大面积;
(3)在(2)的条件下,抛物线上是否存在一点P,使得△PAM是直角三角形?若存在,请求出点P
的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)A(8,0),B(0,4)。
(2)∵AB=AC,∴OB=OC。∴C(0,-4)。
设直线AC:,由A(8,0),C(0,-4)得
,解得。∴直线AC:。
∵ 直线l移动的速度为2,时间为t,∴OE=2t。
设P,
在中,令x=2t,得,∴M(2t,)。
∵BC=8,PM=,OE=2t,EA=,
∴
。
∴四边形PBCA的面积S与t的函数关系式为(0<t<4)。
∵,
∴四边形PBCA的最大面积为41个平方单位。
(3)存在。∵由(2),在0<t<4,即0<t<8时,∠AMP和∠APM不可能为直角。
若∠PAM为直角,则PA⊥CA,∴△AOC∽△PEA。∴。
设P,则OC=4,OA=8,EA=8-p,EP=,
∴,整理得,解得(舍去)。
当时,。∴P(3,10)。
∴当P(3,10)时,△PAM是直角三角形。
【考点】二次函数综合题,动直线问题,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,二次函数最值,相似三角形的判定和性质,直角三角形的判定。
【分析】(1)在中,令x=0,得y=4;令y=0,得x=-1或x=8。
∴A(8,0),B(0,4)。
(2)由AB=AC,根据等腰三角形三线合一的性质可得点C的坐标,从而用待定系数法求出直线AC的解析式,得到点M关于t的表达式,根据求出四边形PBCA的面积S与t的函数关系式,应用二次函数最值的求法求出四边形PBCA的最大面积。
(3)存在。易知,∠AMP和∠APM不可能为直角。当∠PAM为直角时,△AOC∽△PEA,根据比例关系列出方程求解即可。
【例12】. 已知直线y = 2x + 4 与x 轴、y 轴分别交于A , D 两点,抛物线经过点A , D ,点B 是抛物线与x 轴的另一个交点。
(1)求这条抛物线的解析式及点B 的坐标;
(2)设点M 是直线AD 上一点,且,求点M 的坐标;
(3)如果点C(2,y)在这条抛物线上,在y 轴的正半轴上是否存在点P,使△BCP为等腰三角形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由。
【答案】解:(1)在y = 2x + 4中,令y =0,得x=-2;令x=0,得y =4。
∴A(-2,0),D(0,4)。
将A(-2,0),D(0,4)代入,得
,解得。
∴这条抛物线的解析式为。
令,解得。∴B(4,0)。
(2)设M(m,2 m + 4),分两种情况:
①当M在线段AD上时,由得
,
解得,。∴M1()。
②当M在线段DA延长线上时,
由得
,解得。∴M2()。
综上所述,点M 的坐标为M1(),M2()。
(3)存在。
∵点C(2,y)在上,
∴。∴C(2,4)。
设P,根据勾股定理,得
,
,。
分三种情况:
①若PB=BC,则,解得,。
∵点P在y 轴的正半轴上,∴P1(0,2)。
②若PB=PC,则,解得,。∴P2(0,)。
③若BC=PC,则,解得,。
∵点P在y 轴的正半轴上,∴不符合要求。
当时,B、C、P在一直线上,不构成三角形,也不符合要求。
∴BC=PC时,在y 轴的正半轴上是不存在点P,使△BCP为等腰三角形。
综上所述,在y 轴的正半轴上是存在点P1(0,2),P2(0,),使△BCP为等腰三角形。
【考点】二次函数综合题,曲线上点的坐标与方程的关系,勾股定理,等腰三角形的判定。
【分析】(1)求出点A,D的坐标,代入,即可求出抛物线的解析式。令y=0,即可求出点B的坐标。
(2)分M在线段AD上和M在线段DA延长线上两种情况两种情况讨论。
(3)P,由勾股定理,表示出各边长,分PB=BC,PB=PC,BC=PC三种情况讨论。
【例13】. 如图,在平面直角坐标系中,直线交x轴于点P,交y轴于点A.抛物线的图象过点E(-1,0),并与直线相交于A、B两点.
(1)求抛物线的解析式(关系式);
(2)过点A作AC⊥AB交x轴于点C,求点C的坐标;
(3)除点C外,在坐标轴上是否存在点M,使得△MAB是直角三角形?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)∵一次函数交y轴于点A,
∴令x=0,得y=2。∴A(0,2)。
∵A(0,2)、E(-1,0)是抛物线的图象上的点,
∴,解得 。
∴抛物线的解析式是:。
(2)∵一次函数交x轴于点P,∴令y=0,得x=6。∴P(6,0)。
∵AC⊥AB,OA⊥OP,∴△AOC∽△POA。∴。
∵AO=2,PO=6,∴。∴。∴点C的坐标为。
(3)存在。
设除点C外,在坐标轴上还存在点M,使得△MAB是直角三角形,
即∠AMB=900或∠ABM=900。
∵点B是直线和抛物线的交点,
∴,解得。∴。
①若∠AMB=900,那么点M是以AB为直径的圆与坐标轴的交点,这时点M会在x轴的正半轴上和y轴的正半轴上。
若交点在y轴的正半轴上(如图),则点M的纵坐标与点B的纵坐标相等,即。
若交点在x轴的正半轴上(如图),设,过点B作BD⊥x轴于点D,则有△AOM∽△MDA。∴ 。
∵AO=2,MD=,OM=m,DB=,
∴,解得。∴或。
⑵若∠ABM=900,即过B作BM⊥AP,这时M在x轴的正半轴上和y轴的负半轴上。
若交点在x轴的正半轴上(如图),设,过点B作BD⊥x轴于点D,则有△BDM∽△PDB。∴ 。
∵BD=,MD=,PD=,
∴,解得。∴。
若交点在y轴的负半轴上(如图),设,过B作BF垂直y轴于点F,则有△ABF∽△BMF。∴ 。
∵BF=,AF=,MF=,
∴,解得。
∴。
综上所述,除点C外,在坐标轴上还存在点M,使得△MAB是直角三角形,满足条件
的点M的坐标是:、或、或、或,或共五个点。
【考点】二次函数综合题,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,一次、二次函数的性质,相似三角形的判定和性质,直角三角形的判定。
【分析】(1)求出点A的坐标,由点A、E在抛物线的图象上,用待定系数法即可求得抛物线的解析式。
(2)由△AOC∽△POA得比例式即可求得点C的坐标。
(3)分∠AMB=900(交点在y轴的正半轴上或交点在x轴的正半轴上),∠ABM=900(交点在x轴的正半轴上或交点在y轴的负半轴上)讨论即可。
【例14】. 在平面直角坐标系中,现将一块等腰直角三角板ABC放在第二象限,斜靠在两坐标轴上,点C为 (-1,0) .如图所示,B点在抛物线y=x2+x-2图象上,过点B作
BD⊥x轴,垂足为D,且B点横坐标为-3.
(1)求证:△BDC≌△COA;
(2)求BC所在直线的函数关系式;
(3)抛物线的对称轴上是否存在点P,使△ACP是以AC为直角边的直角三角形?若存在,求出所
有点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)证明:∵∠BCD+∠ACO=90°,∠ACO+∠OAC=90°,
∴∠BCD=∠OAC。
∵△ABC为等腰直角三角形 ,∴BC=AC。
在△BDC和△COA中,∠BDC=∠COA=90°,∠BCD=∠OAC,BC=AC,
∴△BDC≌△COA(AAS)。
(2)∵C点坐标为 (-1,0),∴BD=CO=1。
∵B点横坐标为-3,∴B点坐标为 (-3,1)。
设BC所在直线的函数关系式为y=kx+b,
∴,解得。∴BC所在直线的函数关系式为y=- x- 。
(3)存在 。
∵y=x2+x-2=(x+)2x-,∴对称轴为直线x=-。
若以AC为直角边,点C为直角顶点,对称轴上有一点P1,使CP1⊥AC,
∵BC⊥AC,∴点P1为直线BC与对轴称直线x=-的交点。
由题意可得: , 解得,。∴P1(-,-)。
若以AC为直角边,点A为直角顶点,对称轴上有一点P2,使AP2⊥AC,
则过点A作A P2∥BC,交对轴称直线x=-于点P2,
∵CD=OA,∴A(0,2)。
设直线AP2的解析式为:y=-x+m,把A(0,2)代入得m=2。
∴直线AP2的解析式为:y=-x+2。
由题意可得:,解得,。∴P2(-,-)。
∴P点坐标分别为P1(-,-)、P2(-,-)。
【考点】二次函数综合题,平角定义,直角三角形两锐角的关系,等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定和性质,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,抛物线的对称轴,直角三角形的判定。
【分析】(1)由等腰直角三角形的性质,平角定义,直角三角形两锐角的关系,可由AAS证得。
(2)求出点B的坐标,由点B、C的坐标,用待定系数法可求BC所在直线的函数关系式。
(3)分点C为直角顶点和点A为直角顶点两种情况讨论即可。
【例15】.如图,顶点为P(4,-4)的二次函数图象经过原点(0,0),点A在该图象上,
OA交其对称轴于点M,点M、N关于点P对称,连接AN、ON
(1)求该二次函数的关系式.
(2)若点A的坐标是(6,-3),求△ANO的面积.
(3)当点A在对称轴右侧的二次函数图象上运动,请解答下列问题:
①证明:∠ANM=∠ONM
②△ANO能否为直角三角形?如果能,请求出所有符合条件的点A的坐标,如果不能,请说明理由.
【答案】解:(1)∵二次函数图象的顶点为P(4,-4),∴设二次函数的关系式为。
又∵二次函数图象经过原点(0,0),∴,解得。
∴二次函数的关系式为,即。
(2)设直线OA的解析式为,将A(6,-3)代入得,解得。
∴直线OA的解析式为。
把代入得。∴M(4,-2)。
又∵点M、N关于点P对称,∴N(4,-6),MN=4。
∴。
(3)①证明:过点A作AH⊥于点H,,与x轴交于点D。则
设A(),
则直线OA的解析式为。
则M(),N(),H()。
∴OD=4,ND=,HA=,NH=。
∴。
∴。∴∠ANM=∠ONM。
②能。理由如下:分三种情况讨论:
情况1,若∠ONA是直角,由①,得∠ANM=∠ONM=450,
∴△AHN是等腰直角三角形。∴HA=NH,即。
整理,得,解得。
∴此时,点A与点P重合。故此时不存在点A,使∠ONA是直角。
情况2,若∠AON是直角,则。
∵ ,
∴。
整理,得,解得,。
舍去,(在左侧)。
当时,。
∴此时存在点A(),使∠AON是直角。
情况3,若∠NAO是直角,则△AMN∽△DMO∽△DON,∴。
∵OD=4,MD=,ND=,∴。
整理,得,解得。
∴此时,点A与点P重合。故此时不存在点A,使∠ONA是直角。
综上所述,当点A在对称轴右侧的二次函数图象上运动时,存在点A(),使∠AON是直角,即△ANO为直角三角形。
【考点】二次函数综合题,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,对称的性质,锐角三角函数定义,等腰直角三角形的判定和性质,勾股定理,相似三角形的判定和性质,解一元二次方程。
【分析】(1)由二次函数图象的顶点为P(4,-4)和经过原点,设顶点式关系式,用待定系数法即可求。
(2)求出直线OA的解析式,从而得到点M的坐标,根据对称性点N坐标,从而求得MN的长,从而求得△ANO的面积。
(3)①根据正切函数定义,分别求出∠ANM和∠ONM即可证明。
②分∠ONA是直角,∠AON是直角,∠NAO是直角三种情况讨论即可得出结论。
当∠AON是直角时,还可在Rt△OMNK中用直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半求解:
∵OP=PN=PM,OP=
∵ PN=-4 , ∴=-4 。 ∴
【例16】. 如图,已知二次函数的图像过点A(-4,3),B(4,4).
(1)求二次函数的解析式:
(2)求证:△ACB是直角三角形;
(3)若点P在第二象限,且是抛物线上的一动点,过点P作PH垂直x轴于点H,是否存在以P、H、D、为顶点的三角形与△ABC相似?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由。
【答案】解:(1)将A(-4,3),B(4,4)代人中,
, 整理得: 解得
∴二次函数的解析式为:,即:。
(2)由 整理得 ,解得。
∴C (-2,0),D 。
∴AC2=4+9 ,BC2=36+16,AC2+ BC2=13+52=65,AB2=64+1=65,
∴ AC2+ BC2=AB2 。∴△ACB是直角三角形。
(3)设(x<0),则PH=, HD=。
又∵AC=, BC=,
①当△PHD∽△ACB时有:,即:,
整理得 ,解得(舍去),此时,。
∴。
②当△DHP∽△ACB时有:, 即:,
整理 ,解得(舍去),此时,。
∴。
综上所述,满足条件的点有两个即,。
【考点】二次函数综合题,曲线上点的坐标与方程的关系,勾股定理和逆定理的应用,相似三角形的判定性质,坐标系中点的坐标的特征,抛物线与x轴的交点,解一元二次方程和二元一次方程组。
【分析】(1)求二次函数的解析式,也就是要求中a、b的值,只要把A(-4,3),B(4,4)代人即可。
(2)求证△ACB是直角三角形,只要求出AC,BC,AB的长度,然后用勾股定理及其逆定理去考察。
(3)分两种情况进行讨论,①△DHP∽△BCA,②△PHD∽△BCA
,然后分别利用相似三角形对应边成比例的性质求出点P的坐标。
【例17】. 已知抛物线y=ax2+bx+c经过A(-1,0)、B(3,0)、C(0,3)三点,直线l是抛物线的对称轴.
(1)求抛物线的函数关系式;
(2)设点P是直线l上的一个动点,当△PAC的周长最小时,求点P的坐标;
(3)在直线l上是否存在点M,使△MAC为等腰三角形?若存在,直接写出所有符合条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)∵A(-1,0)、B(3,0)经过抛物线y=ax2+bx+c,
∴可设抛物线为y=a(x+1)(x-3)。
又∵C(0,3) 经过抛物线,∴代入,得3=a(0+1)(0-3),即a=-1。
∴抛物线的解析式为y=-(x+1)(x-3),即y=-x2+2x+3。
(2)连接BC,直线BC与直线l的交点为P。
则此时的点P,使△PAC的周长最小。
设直线BC的解析式为y=kx+b,
将B(3,0),C(0,3)代入,得:
,解得:。
∴直线BC的函数关系式y=-x+3。
当x-1时,y=2,即P的坐标(1,2)。
(3)存在。点M的坐标为(1,),(1,-),(1,1),(1,0)。
【考点】二次函数综合题,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,线段中垂线的性质,三角形三边关系,等腰三角形的性质。
【分析】(1)可设交点式,用待定系数法求出待定系数即可。
(2)由图知:A、B点关于抛物线的对称轴对称,那么根据抛物线的对称性以及两点之间线段最短可知:若连接BC,那么BC与直线l的交点即为符合条件的P点。
(3)由于△MAC的腰和底没有明确,因此要分三种情况来讨论:①MA=AC、②MA=MC、②AC=MC;可先设出M点的坐标,然后用M点纵坐标表示△MAC的三边长,再按上面的三种情况列式求解:
∵抛物线的对称轴为: x=1,∴设M(1,m)。
∵A(-1,0)、C(0,3),∴MA2=m2+4,MC2=m2-6m+10,AC2=10。
①若MA=MC,则MA2=MC2,得:m2+4=m2-6m+10,得:m=1。
②若MA=AC,则MA2=AC2,得:m2+4=10,得:m=±。
③若MC=AC,则MC2=AC2,得:m2-6m+10=10,得:m=0,m=6,
当m=6时,M、A、C三点共线,构不成三角形,不合题意,故舍去。
综上可知,符合条件的M点,且坐标为(1,),(1,-),(1,1),(1,0)。
【例18】. 如图,在平面直角坐标系中,直线y=x+4与x轴、y轴分别交于A、B两点,抛物线y=-x2+bx+c经过A、B两点,并与x轴交于另一点C(点C点A的右侧),点P是抛物线上一动点.
(1)求抛物线的解析式及点C的坐标;
(2)若点P在第二象限内,过点P作PD⊥轴于D,交AB于点E.当点P运动到什么位置时,线段PE最长?此时PE等于多少?
(3)如果平行于x轴的动直线l与抛物线交于点Q,与直线AB交于点N,点M为OA的中点,那么是否存在这样的直线l,使得△MON是等腰三角形?若存在,请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)∵直线y=x+4与x轴、y轴分别交于A、B两点,∴A(-4,0),B(0,4)。
∵抛物线y=-x2+bx+c经过A、B两点,
∴,解得 。
∴抛物线解析式为y=-x2-3x+4。
令y=0,得-x2-3x+4=0,解得x1=-4,x2=1,
∴C(1,0)。
(2)如图1,设D(t,0)。
∵OA=OB,∴∠BAO=45°。
∴E(t,t+4),P(t,-t2-3t+4)。
PE=yP-yE=-t2-3t+4-t-4=-t2-4t=-(t+2)2+4。
∴当t=-2时,线段PE的长度有最大值4,此时P(-2,6)。
(3)存在。如图2,过N点作NH⊥x轴于点H。
设OH=m(m>0),∵OA=OB,∴∠BAO=45°。
∴NH=AH=4-m,∴yQ=4-m。
又M为OA中点,∴MH=2-m。
当△MON为等腰三角形时:
①若MN=ON,则H为底边OM的中点,
∴m=1,∴yQ=4-m=3。
由-xQ2-3xQ+4=3,解得。
∴点Q坐标为(,3)或(,3)。
②若MN=OM=2,则在Rt△MNH中,
根据勾股定理得:MN2=NH2+MH2,即22=(4-m)2+(2-m)2,
化简得m2-6m+8=0,解得:m1=2,m2=4(不合题意,舍去)。
∴yQ=2,由-xQ2-3xQ+4=2,解得。
∴点Q坐标为(,2)或(,2)。
③若ON=OM=2,则在Rt△NOH中,
根据勾股定理得:ON2=NH2+OH2,即22=(4-m)2+m2,
化简得m2-4m+6=0,∵△=-8<0,
∴此时不存在这样的直线l,使得△MON为等腰三角形。
综上所述,存在这样的直线l,使得△MON为等腰三角形。所求Q点的坐标为
(,3)或(,3)或(,2)或(,2)。
【考点】二次函数综合题,曲线图上点的坐标与方程的关系,二次函数的最值,等腰三角形的判定和性质,勾股定理,解一元二次方程。
【分析】(1)首先求得A、B点的坐标,然后利用待定系数法求抛物线的解析式,并求出抛物线与x轴另一交点C的坐标。
(2)求出线段PE长度的表达式,设D点横坐标为t,则可以将PE表示为关于t的二次函数,利用二次函数求极值的方法求出PE长度的最大值。
(3)根据等腰三角形的性质和勾股定理,将直线l的存在性问题转化为一元二次方程问题,通过一元二次方程的判别式可知直线l是否存在,并求出相应Q点的坐标。 “△MON是等腰三角形”,其中包含三种情况:MN=ON,MN=OM,ON=OM,逐一讨论求解。
【例19】. 如图,点A在x轴上,OA=4,将线段OA绕点O顺时针旋转120°至OB的位置.
(1)求点B的坐标;
(2)求经过点A.O、B的抛物线的解析式;
(3)在此抛物线的对称轴上,是否存在点P,使得以点P、O、B为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,求点P的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】解:(1)如图,过B点作BC⊥x轴,垂足为C,则∠BCO=90°。
∵∠AOB=120°,∴∠BOC=60°。
又∵OA=OB=4,
∴OC=OB=×4=2,BC=OB•sin60°=。
∴点B的坐标为(﹣2,﹣)。
(2)∵抛物线过原点O和点A.B,
∴可设抛物线解析式为y=ax2+bx,将A(4,0),B(﹣2,﹣)代入,得
,解得。
∴此抛物线的解析式为。
(3)存在。
如图,抛物线的对称轴是x=2,直线x=2与x轴的交点为D,设点P的坐标为(2,y)。
①若OB=OP,则22+|y|2=42,解得y=±,
当y=时,
在Rt△POD中,∠PDO=90°,sin∠POD=,
∴∠POD=60°
∴∠POB=∠POD+∠AOB=60°+120°=180°,即P、O、B三点在同一直线上。
∴y=不符合题意,舍去。
∴点P的坐标为(2,﹣)。
②若OB=PB,则42+|y+|2=42,解得y=﹣。
∴点P的坐标为(2,﹣)。
③若OP=BP,则22+|y|2=42+|y+|2,解得y=﹣。
∴点P的坐标为(2,﹣)。
综上所述,符合条件的点P只有一个,其坐标为(2,﹣)。
【考点】二次函数综合题,旋转的性质,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,等腰三角形的性质,勾股定理,分类讨论。
【分析】(1)首先根据OA的旋转条件确定B点位置,然后过B做x轴的垂线,通过构建直角三角形和OB的长(即OA长)确定B点的坐标。
(2)已知O、A、B三点坐标,利用待定系数法求出抛物线的解析式。
(3)根据(2)的抛物线解析式,可得到抛物线的对称轴,然后先设出P点的坐标,而O、B坐标已知,可先表示出△OPB三边的边长表达式,然后分①OP=OB、②OP=BP、③OB=BP三种情况分类讨论,然后分辨是否存在符合条件的P点。
【例20】. 已知抛物线经过A(2,0). 设顶点为点P,与x轴的另一交点为点B.
(1)求b的值,求出点P、点B的坐标;
(2)如图,在直线 上是否存在点D,使四边形OPBD为平行四边形?若存在,求出点D的坐
标;若不存在,请说明理由;
(3)在x轴下方的抛物线上是否存在点M,使△AMP≌△AMB?如果存在,试举例验证你的猜想;如果不存在,试说明理由.
【答案】解:(1)∵抛物线经过A(2,0),
∴,解得。
∴抛物线的解析式为。
∵,
∴顶点P的坐标为(4,)。
令y=0,得,解得。
∴点B的坐标是(6,0)。
(2)在直线 上存在点D,使四边形OPBD为平行四边形。理由如下:
设直线PB的解析式为,把B(6,0),P(4, )分别代入,得
, 解得。
∴直线PB的解析式为。
又∵直线OD的解析式为
∴直线PB∥OD。
设直线OP的解析式为,把P(4, )代入,得
,解得。
如果OP∥BD,那么四边形OPBD为平行四边形。
设直线BD的解析式为,将B(6,0)代入,得
,解得。
∴直线BD的解析式为。
联立方程组,解得。
∴D点的坐标为(2, )。
(3)符合条件的点M存在。验证如下:
过点P作x轴的垂线,垂足为为C,则PC=,AC=2,
由勾股定理,可得AP=4,PB=4。
又∵AB=4,∴△APB是等边三角形。
作∠PAB的平分线交抛物线于M点,连接PM,BM。
∵AM=AM,∠PAM=∠BAM,AB=AP,∴△AMP≌△AMB.(SAS)。
因此即存在这样的点M,使△AMP≌△AMB.。
【考点】二次函数综合题,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,平行四边形的判定,勾股定理,等边三角形的判定和性质,全等三角形的判定。
【分析】(1)由抛物线经过A(2,0),代入即可求出b的值;从而得出抛物线的解析式,化为顶点式即可求出顶点P的坐标;令y=0,即可求出点B的坐标。
(2)用待定系数法,求出直线PB、BD的解析式,联立和,解之即得
点D的坐标。
(3)由勾股定理求出AP、BP和AB的长,证出△APB是等边三角形,即可作BP的中垂线AM交BP于点M,点M即为所求。
【例21】. 在平面直角坐标系中,现将一块等腰直角三角板ABC放在第二象限,斜靠在两坐标轴上,点C为 (-1,0) .如图所示,B点在抛物线y=x2+x-2图象上,过点B作BD⊥x轴,垂足为D,且B点横坐标为-3.
(1)求证:△BDC≌△COA;
(2)求BC所在直线的函数关系式;
(3)抛物线的对称轴上是否存在点P,使△ACP是以AC为直角边的直角三角形?若存在,求出所
有点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)证明:∵∠BCD+∠ACO=90°,∠ACO+∠OAC=90°,
∴∠BCD=∠OAC。
∵△ABC为等腰直角三角形 ,∴BC=AC。
在△BDC和△COA中,∠BDC=∠COA=90°,∠BCD=∠OAC,BC=AC,
∴△BDC≌△COA(AAS)。
(2)∵C点坐标为 (-1,0),∴BD=CO=1。
∵B点横坐标为-3,∴B点坐标为 (-3,1)。
设BC所在直线的函数关系式为y=kx+b,
∴,解得。∴BC所在直线的函数关系式为y=- x- 。
(3)存在 。
∵y=x2+x-2=(x+)2x-,∴对称轴为直线x=-。
若以AC为直角边,点C为直角顶点,对称轴上有一点P1,使CP1⊥AC,
∵BC⊥AC,∴点P1为直线BC与对轴称直线x=-的交点。
由题意可得: , 解得,。∴P1(-,-)。
若以AC为直角边,点A为直角顶点,对称轴上有一点P2,使AP2⊥AC,
则过点A作A P2∥BC,交对轴称直线x=-于点P2,
∵CD=OA,∴A(0,2)。
设直线AP2的解析式为:y=-x+m,把A(0,2)代入得m=2。
∴直线AP2的解析式为:y=-x+2。
由题意可得:,解得,。∴P2(-,-)。
∴P点坐标分别为P1(-,-)、P2(-,-)。
【考点】二次函数综合题,平角定义,直角三角形两锐角的关系,等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定和性质,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,抛物线的对称轴,直角三角形的判定。
【分析】(1)由等腰直角三角形的性质,平角定义,直角三角形两锐角的关系,可由AAS证得。
(2)求出点B的坐标,由点B、C的坐标,用待定系数法可求BC所在直线的函数关系式。
(3)分点C为直角顶点和点A为直角顶点两种情况讨论即可。
【例22】. 如图,抛物线与x轴交于A.B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,点C与点F关于抛物线的对称轴对称,直线AF交y轴于点E,|OC|:|OA|=5:1.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求直线AF的解析式;
(3)在直线AF上是否存在点P,使△CFP是直角三角形?若存在,求出P点坐标;若不存在,说明理由.
【答案】解:(1)在y=x2﹣bx﹣5中令x=0,得y=5,∴|OC|=5。
∵|OC|:|OA|=5:1,∴|OA|=1。∴A(﹣1,0)。
把A(﹣1,0)代入y=x2﹣bx﹣5得(﹣1)2+b﹣5=0,解得b=4。
∴抛物线的解析式为y=x2﹣4x﹣5。
(2)∵y=x2﹣4x﹣5=(x﹣2)2﹣9,∴抛物线的的对称轴为x=2。
∵点C与点F关于对称轴对称,C(0,﹣5)∴F(4,﹣5)。
设直线AF的解析式为y=kx+b,
把F(4,﹣5),A(﹣1,0),代入y=kx+b,得
,解得。∴直线FA的解析式为y=﹣x﹣1。
(3)存在。理由如下:
①当∠FCP=90°时,点P与点E重合,
∵点E是直线y=﹣x﹣1与y轴的交点,∴E(0,﹣1)。∴P(0,﹣1)。
②当CF是斜边时,过点C作CP⊥AF于点P。
设P(x1,﹣x1﹣1),
∵∠ECF=90°,E(0,﹣1),C(0,﹣5),F(4,﹣5),
∴CE=CF。∴EP=PF。∴CP=PF。
∴点P在抛物线的对称轴上。∴x1=2。
把x1=2代入y=﹣x﹣1,得y=﹣3。∴P(2,﹣3)。
综上所述,直线AF上存在点P(0,﹣1)或(0,﹣1)使△CFP是直角三角形。
【考点】二次函数综合题,二次函数的性质,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,直角三角形的判定,等腰直角三角形的性质。
【分析】(1)根据抛物线解析式求出OC的长度,再根据比例求出OA的长度,从而得到点A的坐标,然后把点A的坐标代入抛物线解析式计算求出b,即可得到抛物线解析式。
(2)由y=x2﹣4x﹣5=(x﹣2)2﹣9可得对称轴为x=2,根据点C、F关于对称轴对称可得点F的坐标,然后利用待定系数法求直线函数解析式求解即可。
(3)分①点P与点E重合和②CF是斜边两种情况讨论即可。
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