2023年九年级数学中考专题训练——二次函数与特殊的三角形
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这是一份2023年九年级数学中考专题训练——二次函数与特殊的三角形,共50页。试卷主要包含了已知,如图,抛物线经过点A等内容,欢迎下载使用。
中考专题训练——二次函数与特殊的三角形
1.如图,已知点A的坐标为,直线与x轴,y轴分别交于点B和点C,连接,顶点为D的抛物线过A,B,C三点.
(1)求抛物线的解析式及顶点D的坐标;
(2)设点M是线段上的一动点,过点M作,交于点N.点Q从点B出发,以每秒1个单位长度的速度沿线段向点A运动,运动时间为t(秒).当以为直角边的是等腰直角三角形时,直接写出此时t的取值.
2.已知:二次函数的图象与x轴交于点A、,顶点为
(1)求该二次函数的解析式;
(2)如图,过A、C两点作直线,并将线段沿该直线向上平移,记点A、C分别平移到点D、E处,若点F在这个二次函数的图象上,且是以为斜边的等腰直角三角形,求点F的坐标
3.如图,二次函数的图象与轴交于点,顶点为,对称轴与轴交于点,点是二次函数图象上一动点,交其对称轴于点,点关于点成中心对称,连接.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)若点在二次函数图象上运动,当为等腰直角三角形时,请直接写出点的坐标.
4.在平面直角坐标系中,二次函数的图像与轴交于点A,B(点B在点A的左侧),与轴交于点C,过动点作平行于轴的直线,直线与二次函数的图像相交于点D,E.
(1)写出点A,点B的坐标;
(2)直线上是否存在一点F,使得是等腰直角三角形?若存在,求的值;若不存在,请说明理由.
5.如图,直线与x轴交于点A,与y轴交于点B,抛物线经过点A,B,且与x轴交于点C,连接BC.
(1)求b,c的值.
(2)点P为线段AC上一动点(不与点A,C重合),过点P作直线,交BC于点D,连接PB,设,的面积为S.求S关于t的函数关系式,并求出S的最大值.
(3)若点M在抛物线的对称轴上运动,点N在x轴运动,当以点B,M,N为顶点的三角形为等腰直角三角形时,称这样的点N为“美丽点”.请直接写出“美丽点”N的坐标.
6.如图,抛物线与x轴交于和点,与y轴交于点C,连接.点D是第二象限抛物线上的动点,过点D作的平行线l,交于点E,交x轴于点F,连接.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若,求点D的坐标;
(3)在(2)的条件下,直线l上是否存在点P,使是等腰三角形,若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
7.如图,抛物线经过点A(0,3),B(-1,0).
(1)求抛物线的解析式;
(2)抛物线的顶点为D,对称轴与x轴交于点E,连接BD,求BD的长.
(3)在抛物线上是否存在点P,使△PBD是以BD为直角边的直角三角形,若存在请直接写出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
8.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式.
(2)点D为第一象限内抛物线上的一动点,作DE⊥x轴于点E,交BC于点F,过点F作BC的垂线与抛物线的对称轴和y轴分别交于点G,H,设点D的横坐标为m.
①求DF+HF的最大值;
②连接EG,是否存在点D,使△EFG是等腰三角形.若存在,直接写出m的值;若不存在,说明理由.
9.如图,抛物线与轴交于两点,与轴交于点,连接, ,是第四象限内抛物线上的一个动点,过点作轴,垂足为交于点,过点作交轴于点,交于点.
(1)求抛物线 的解析式;
(2)求面积的最大值;
(3)① 试探究在点的运动过程中,是否存在这样的点,使得以 为顶点的三角形是等腰三角形? 若存在,请求出此时点的坐标;若不存在,请说明理由;
② 请直接写出当等腰直角三角形时,点的坐标 .
10.如图1,抛物线y=-x2+x+与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),交y轴于点C.将直线AC以点A为旋转中心,顺时针旋转90°,交y轴于点D,交拋物线于另一点E.
(1)求直线AE的解析式;
(2)点F是第一象限内抛物线上一点,当△FAD的面积最大时,求出此时点F的坐标;
(3)如图2,将△ACD沿射线AE方向以每秒个单位的速度平移,记平移后的△ACD为△A′C′D′,平移时间为t秒,当△AC′E为等腰三角形时,求t的值.
11.已知二次函数的图像与y轴交于点A,一次函数的图像经过点A,且与二次函数图像的另一个交点为点B.
(1)用含有字母b代数式表示点B的坐标.
(2)点M的坐标为(-2,0),过点M作x轴的垂线交抛物线于点C.
①当x<-2时,y1<y2,求b的取值范围;
②若△ABC是直角三角形,求b的值.
12.如图,在平面直角坐标系中,,点的坐标为,抛物线经过两点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点是直线上方抛物线上的一点,过点作轴于点,交线段于点,使.
①求点的坐标和的面积;
②在直线上是否存在点,使为直角三角形?若存在,直接写出符合条件的所有点的坐标;若不存在,请说明理由.
13.如图,抛物线过两点.
(1)求抛物线的解析式.
(2)M为抛物线对称轴与x轴的交点,N为对称轴上一点,若,求M到AN的距离.
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使为等腰三角形?若存在,请直接写出满足条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
14.如图,抛物线y=a(x+1)2﹣4a(a<0)与x轴交于点A、B(A在B的左侧),与y轴交于点C,CD∥x轴交抛物线于点D,连接BD交抛物线的对称轴于点E,连接BC、CE.
(1)抛物线顶点坐标为______(用含a的代数式表示),A点坐标为______,
(2)当△DCE的面积为时,求a的值;
(3)当△BCE为直角三角形时,求抛物线的解析式.
15.如图,直线y=kx+b交x轴于点A(﹣1,0),交y轴于点B(0,4),过A、B两点的抛物线交x轴于另一点C.
(1)求直线AB的解析式;
(2)在该抛物线的对称轴上有一动点P,连接PA、PB,若测得PA+PB的最小值为5,求此时抛物线的解析式及点P的坐标;
(3)在(2)条件下,在抛物线的对称轴上是否存在点Q,使△ABQ是等腰三角形?若存在,直接写出符合条件的所有Q点的坐标;若不存在,请说明理由.
16.如图,已知在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2﹣2x+c与x轴交于点A和点B(1,0),与y轴相交于点C(0,3).
(1)求抛物线的解析式和顶点D的坐标;
(2)求证:∠DAB=∠ACB;
(3)点Q在抛物线上,且△ADQ是以AD为底的等腰三角形,求Q点的坐标.
17.已知:一次函数的图象与x轴、y轴的交点分别为B、C,二次函数的关系式为y=ax2﹣3ax﹣4a(a<0).
(1)说明:二次函数的图象过B点,并求出二次函数的图象与x轴的另一个交点A的坐标;
(2)若二次函数图象的顶点,在一次函数图象的下方,求a的取值范围;
(3)若二次函数的图象过点C,则在此二次函数的图象上是否存在点D,使得△ABD是直角三角形?若存在,求出所有满足条件的点D坐标;若不存在,请说明理由.
18.如图,对称轴为的抛物线与轴相交于点、
(1)求抛物线的解析式,并求出顶点的坐标
(2)连结AB,把AB所在的直线平移,使它经过原点O,得到直线.点P是上一动点.设以点A、B、O、P为顶点的四边形面积为S,点P的横坐标为,当0<S≤18时,求的取值范围
(3)在(2)的条件下,当取最大值时,抛物线上是否存在点,使△OP为直角三角形且OP为直角边.若存在,直接写出点的坐标;若不存在,说明理由.
19.如图,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,且OB=OC=3OA.
(1)求抛物线的解析式;
(2)探究坐标轴上是否存在点,使得以点为顶点的三角形为直角三角形?若存在,求出点坐标,若不存在,请说明理由;
(3)直线交y轴于D点,E为抛物线顶点.若∠DBC,∠CBE=β,求的值.
20.如图,抛物线y=ax2-5ax+4经过△ABC的三个顶点,已知BC∥x轴,点A在x轴上,点C在y轴上,且AC=BC.
(1)求抛物线的对称轴;
(2)写出A,B,C三点的坐标(A,B,C三点的坐标只需写出答案),并求抛物线的解析式;
(3)探究:若点P是抛物线对称轴上且在x轴下方的动点,是否存在△PAB是等腰三角形.若存在,求出所有符合条件的点P坐标;不存在,请说明理由.
参考答案:
1.(1),D的坐标为(,)
(2)t的值为或
【分析】(1)根据直线与x轴,y轴分别交于点B和点C,确定两点的坐标,代入解析式求解即可.
(2)设M点的坐标为,确定直线的解析式,分,两种情况求解即可.
【解析】(1)∵直线与x轴,y轴分别交于点B和点C,
∴B点的坐标为,C点的坐标为,点A的坐标为,
∴,
∴
∴抛物线解析式为,
∵D是抛物线的顶点,
∴D的坐标为.
(2)设M点的坐标为如图所示,
当时,
∵,
∴,,点N的纵坐标为,点Q的坐标为
设直线的解析式为,
∴,
∴,
∴直线的解析式为,
∴N点坐标为,
∴,
又∵为直角边的是等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴,
∴Q点坐标为,
∴,
∴;
当时,设N点坐标为,同理可得Q点坐标为,M坐标为,
∴,
,同理得,
∴,
∴,
∴Q点坐标为,
∴;
综上所述,当为直角边的是等腰直角三角形时,t的值为或.
【点评】本题主要考查了二次函数综合,一次函数与几何,等腰直角三角形的性质,解题的关键在于能够熟练掌握二次函数的性质,一次函数的解析式及其性质.
2.(1)
(2)
【分析】(1)由二次函数的顶点为,可设其解析式为,再把代入,利用待定系数法即可求出该二次函数的解析式;
(2)由二次函数的解析式求出.过点C作轴于点H.解直角,得出,那么,.解等腰直角得出,,由,得到轴.利用待定系数法求出直线的解析式为.设(其中),则点,那么,解方程求出m,进而得出点F的坐标;
【解析】(1)∵二次函数的顶点为,
可设该二次函数的解析式为,
把代入,得,
解得,
该二次函数的解析式为,化为一般式为;
(2)由,得或1,
.
如图,过点C作轴于点H.
,
,,
又,
,
,.
在等腰直角中,,,
,,
,
∴轴.
∵直线过,两点,设直线的解析式为.
∴,
∴,
∴直线的解析式为.
由题意,设(其中),则点,
,
,(不合题意舍去),
点的坐标为
【点评】本题是二次函数的综合,考查了待定系数法求函数解析式,等腰直角三角形的性质,勾股定理,二次函数与一元二次方程等知识,关键是灵活运用这些知识.
3.(1)
(2)
【分析】(1)先利用顶点坐标设出其顶点解析式,再将A点坐标代入解析式中求出二次项系数即可得到答案;
(2)分别设出点,可得点的坐标为,再用t表示出,然后分当时,当时,求出t的值后,再利用勾股定理的逆定理判新其是否是直角三角形,通过作辅助线利用三角形全等的判定与性质得到对应线段相等,求出t的值后排除以点B为直角顶点的等腰直角三角形的情况,最后即可完成求解.
【解析】(1)解:∵二次函数的顶点的坐标为,
∴设二次函数的关系式为,
∵二次函数图象经过点,
∴,
∴,
∴,即 ;
(2)解: 设点,
设直线的解析式为,则
∴
∴直线的解析式为,
当时,,
∴点的坐标为,
∵点关于点成中心对称,
∴点的坐标为,
∴,,;
当时,,
∴或(此时B点位于顶点处,B点与E点重合,与题意不符,故舍去),
∴;
此时,,
∴;
∴此时为等腰直角三角形,
∴,
其在图中的位置如下图1和图2所示;
当时,
,
∴,
∴,
∴,
此时,,
∵,
∴该情况不成立;
当B点在对称轴右侧且是以点B为顶点的等腰直角三角形时,如图3所示,
过B点作轴,垂足为M,过E点作轴,与直线交于点N,
则,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,且,
∴或6,且,(相互矛盾)
∴该情况不成立;
当B点在对称轴左侧时同理可证不存在以B点为顶点的等腰直角;
综上可得:.
【点评】本题属于几何中的动点问题,涉及到了一次函数、二次函数、等腰直角三角形、勾股定理、等相关知识,考查了学生对相关知识的理解与应用;本题综合性较强,要求学生有严密的逻辑思维和全面的分析能力,蕴含了分类讨论和数形结合的思想方法等.
4.(1)A、B两点的坐标分别为和
(2)存在,或或3或
【分析】(1)当y=0时,有,解方程即可求得A、B两点的坐标;
(2)分三种情况讨论:当时;当时;当时;对三种情况,分别作适当的辅助线,构造全等三角形,由全等三角形的性质及相关已知即可求得m的值.
【解析】(1)解:当y=0时,有,
解之得:,
∴ A、B两点的坐标分别为和.
(2)解:存在.
对于,令,则,
∴;
①当时,如图1,
过点F作轴于G,
∴.
∵,,
∴.
∴,
∴.
∴,
若点F在的下方,则,
∴或.
②当时,如图2,
过点F作轴于P,
∴.
∵,
∴ .
∴,
∴.
∴;
若F点在下方,则,
∴或.
③当时,如图3,
则F点一定在的中垂线上,此时存在两个点分别记为F,F′,分别过F,F′两点作x轴、y轴的垂线,分别交于M,G,N,H.
∵,
∴.
∵,
∴.
∴,.
∴ 四边形为正方形.
∴.
∴.
∴,
∴
∵,
∴.
∵.
∴.
∴.
∴ 四边形为正方形.
∴
.
∴.
∴.
∵,
∴ y的最大值为.
∵ 直线l与抛物线有两个交点,
∴,
∴ m可取值为或或3或.
综上所述,m的值为或或3或.
【点评】本题有一定难度,考查的主要是二次函数、圆、等腰直角三角形、正方形的判定与性质及全等三角形判定与性质,要求对这些知识熟练且能灵活运用,但是最后一问情形较多不易找全,非常锻炼学生的全面思考能力,同时注意m的取值范围.
5.(1)
(2),S的最大值为.
(3)点N的坐标为(,0)或(,0)或(,0)或(,0).
【分析】(1)先求得点A、B的坐标,再利用待定系数法即可求解;
(2)由求得,再利用构造关于t的二次函数,利用二次函数的性质即可求解;
(3)分别以点M、N为直角顶点分四种情况进行讨论,利用全等三角形的判定和性质求解即可.
(1)
解:将代入,得.
解得.
∴点A的坐标为.
将代入,得.
∴点B的坐标为.
将点,代入,
得解得
(2)
解:将代入,
得.解得,.
.
又,,
,.
,
.
,
.
,即,
.
,即.
,
∴S的最大值为.
(3)
解:抛物线的对称轴为x==,
设对称轴直线交x轴于点E,则OE=,
当点M为直角顶点时,过点M作MF⊥轴于点F,如图:
∴四边形MEOF为矩形,
MF=OE=,
∵∠BMN=∠BFM=90°,BM=MN,
∴∠BMF+∠BME=90°,∠NME+∠BME=90°,
∴∠BMF=∠NME,
∴Rt△BMF≌Rt△NME,
∴MF=ME=,NE=BF,
∴NE=BF=,
∴NO= NE+OE=,
∴点N的坐标为(,0);
当点M为直角顶点时,过点M作MF⊥轴于点F,如图:
同理可证Rt△BMF≌Rt△NME,
∴MF=ME=,NE=BF,
∴NE=BF=,
∴NO= NE-OE=,
∴点N的坐标为(,0);
当点N为直角顶点时,如图:
同理可证Rt△BON≌Rt△NEM,
∴NO=ME,NE=BO=,
∴NO= NE+OE=,
∴点N的坐标为(,0);
当点N为直角顶点时,如图:
同理可证Rt△BON≌Rt△NEM,
∴NO=ME,NE=BO=,
∴NO= NE-OE=,
∴点N的坐标为(,0);
综上,点N的坐标为(,0)或(,0)或(,0)或(,0).
【点评】本题属于二次函数综合题,考查了二次函数的性质,一次函数的性质,等腰直角三角形的判定和性质等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会用分类讨论的思想思考问题.
6.(1)抛物线的解析式为
(2)
(3)当是等腰三角形时,则点或或或或.
【分析】(1)把点和点分别代入解析式进行求解即可;
(2)由题意易得点E为A、C的中点,然后根据中点坐标公式可得点E的坐标,进而可得直线EF的解析式,最后联立解析式即可求解;
(3)由(2)可设点,然后由题意可分①当,②当,③,进而根据两点距离公式可进行求解.
(1)
解:由题意可把点和点分别代入解析式得:
,解得:,
∴抛物线的解析式为;
(2)
解:由(1)可知:,,
∵,
∴点E为A、C的中点,
∴点E的横坐标为:,纵坐标为,即,
设直线BC的解析式为,把点代入得:,
∴直线BC的解析式为,
∵,
∴设直线EF的解析式为,
把点代入得:,
∴直线EF的解析式为,
联立抛物线与直线EF的解析式得:,
解得:或(不符合题意,舍去),
∴;
(3)
解:直线l上存在点P,使是等腰三角形,理由如下:
由(2)可设点,则有:
∵点,,
∴①当时,则有:,
解得:,
∴,
∴点;
②当时,则有:,
解得:,
∴或,
∴点或;
③当时,则有:,
解得:,
∴或,
∴点或;
综上所述:当是等腰三角形时,则点或或或或.
【点评】本题主要考查二次函数的综合应用,熟练掌握二次函数的性质及等腰三角形的性质、两点距离公式是解题的关键.
7.(1)
(2)
(3)存在,或
【分析】(1)待定系数法求解二次函数解析式即可;
(2)化成顶点式,可得坐标,勾股定理可求得长度;
(3)如图,作,根据,,,设,根据,求解值,进而可得点坐标;设直线的解析式为,待定系数法求解析式为,进而可设过点且平行于直线的解析式为,代入点,计算求解后可得解析式,然后与二次函数解析式联立求解即可.
(1)
解:将A(0,3),B(-1,0)代入中得,
解得,a=-1,c=3,
∴抛物线的解析式为:.
(2)
解:∵,
∴点D的坐标是(1,4),点E的坐标是(1,0),
∴DE=4,BE=2,
∴,
∴BD的长是.
(3)
解:存在,点P坐标为或 .
如图,作,
由题意知,
∵,,
∴,
∴,
设,
则,
解得,
∴;
设直线的解析式为,
将代入得,
解得,
∴直线的解析式为,
设过点且平行于直线的解析式为,
将点代入得,
解得,
∴过点且平行于直线的解析式为,
联立,
解得或,
∴;
综上所述,存在点P,使△PBD是以BD为直角边的直角三角形,点坐标为或.
【点评】本题考查了二次函数解析式,顶点式,勾股定理,正切值,二次函数与特殊三角形的综合.解题的关键在于熟练掌握二次函数的知识并灵活运用.
8.(1)y=﹣x2+2x+3
(2)①;②存在,m=2或m=﹣1+2或m=
【分析】(1)利用二次函数的交点式求解析式;
(2)①先求得点C的坐标,从而得到∠OBC=∠OCB=45°和直线BC的解析式,再过点F作FM⊥y轴于点M,交对称轴于点N,从而得到∠MFH=∠MHF=45°,进而得到FM和FH的关系,然后用含有m的式子表示DF+FH,最后利用二次函数的性质求得最大值;
②用含有m的式子表示点G的坐标,然后分情况讨论:①EF=EG;②EF=FG;③EG=FG.
(1)
解:∵抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,
∴y=﹣(x+1)(x﹣3)=﹣x2+2x+3,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3.
(2)
解:①当x=0时,y=3,
∴C(0,3),
又∵B(3,0),
∴直线BC的解析式为y=﹣x+3,OB=OC,
∴∠OBC=∠OCB=45°,
如图,过点F作FM⊥y轴于点M,则∠MCF=∠MFC=45,
∵FH⊥BC,
∴∠MFH=∠MHF=45°,
∴FH=FM=OE=m,
∴DF+FH=﹣m2+2m+3﹣(﹣m+3)+m=﹣m2+(3+)m,
∵0<m<3,0< <3,a=﹣1<0,
∴当m=时,DF+FH的最大值为﹣()2+(3+)×=;
②∵F(m,﹣m+3),E(m,0),
∴N(1,﹣m+3),EF=﹣m+3,
∴NF=|m﹣1|,
由①理得,∠NFG=∠NGF=45°,
∴NF=NG=|m﹣1|,
当m>1时,G(1,﹣m+3﹣m+1)即(1,﹣2m+4);
当m<1时,G(1,﹣m+3+(﹣m+1))即(1,﹣2m+4),
∴G(1,﹣2m+4),
∴EF2=(﹣m+3)2,EG2=(m﹣1)2+(2m﹣4)2,FG2=(m﹣1)2+(m﹣1)2,
当EF=EG时,(﹣m+3)2=(m﹣1)2+(2m﹣4)2,
解得:m=1(舍)或m=2,
当EF=FG时,(﹣m+3)2=(m﹣1)2+(m﹣1)2,
解得:m=﹣1+2或m=﹣1﹣2(舍),
当EG=FG时,(m﹣1)2+(2m﹣4)2=(m﹣1)2+(m﹣1)2,
解得:m=3(舍)或m=,
综上所述,存在m=2或m=﹣1+2 或m=,使得△EFG是等腰三角形.
【点评】本题考查了二次函数的解析式和性质、等腰直角三角形的性质,解题的关键是判定△OBC为等腰直角三角形.
9.(1);(2);(3)①点的坐标为或,②点的坐标为
【分析】(1)根据抛物线经过A、B两点和可得点C坐标,从而利用待定系数法求出抛物线表达式;
(2)求出AC和BC的表达式,过点作于点,设,得出当最大时,最大,设点的坐标为(,),将PQ用关于t的式子表示出来,求出PQ的最大值即可得到的最大值;
(3)①设点的坐标为,分AC=AQ,AC=CQ两种情况,结合等腰三角形的性质求出点Q坐标即可;
②设点的坐标为,证明△AOC∽△EMP,表示出EM和QM,建立方程,解之即可.
【解析】解:(1)抛物线与轴交于点,且 ,
∴,点的坐标为.
∴.
∴,
解得,
∴ 抛物线的解析式为;
(2) ∵ 点,
∴ 直线的解析式为.
∵点,
∴ 直线的解析式为,
∵轴,
∴,
如图,过点作于点 ,设,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴ 当最大时,最大 ,
设点的坐标为(,),
则 ,
∴,
当时, 最大值为,
∴,
∴;
(3)① 存在,设点的坐标为,
则.
如图,当时,有,
解得 =0 (舍),
=1 ,此时点的坐标为;
如图,当时,
,有
解得,(舍),,
此时点的坐标为,
综上,以 为顶点的三角形是等腰三角形时,点的坐标为或;
②当△EMQ为等腰直角三角形时,设点的坐标为,
∴点P坐标为(,),
∵PE∥AC,
∴可得△AOC∽△EMP,
则,
∴EM=,
∵EM=QM,
∴=4-n,
解得:n=1或n=4(舍),
∴点的坐标为.
【点评】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、二次函数的性质和等腰三角形的性质;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.
10.(1);(2);(3)的值为或或或.
【分析】(1)由抛物线解析式,分别求出A、B、C三点坐标,由△AOC∽△DOA得,从而求出DO,进而可知直线AE的解析式;
(2)过点作轴于点,交直线于点,分别根据抛物线和直线AE的解析式,设出点F和点K的坐标,由S△FAD=S△FAK-S△FDK,用x表示△FAD的面积,根据二次函数的性质即可求解;
(3)连接,过点作轴于点,分三种情况讨论当△AC′E为等腰三角形时,t的值:①;②;③.
【解析】(1)由题意知,抛物线y=-x2+x+与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),交y轴于点C,
令=0,得,所以C(0,),
令=0,得,所以A(-1,0),B(3,0),
根据题意,AE⊥AC
∴∠CAD=∠CAO+∠OAD=90°,
又∵∠AOC=∠DOA=90°
∴∠OAD+∠ADO=90°
∴∠ADO=∠CAO
∴△AOC∽△DOA
∴
∴
∴点D的坐标为:
∴直线AE的解析式为:;
(2)过点作轴于点,交直线于点,过点作于点,
设点坐标为,则点,
,
,
,
,
,
,
当时,有最大值,
此时点;
(3)连接,过点作轴于点,
则
点,易求
①当时,,解得:;
②当时,同理可得:(舍去负值);
③当时,同理可得:;
故:的值为或或或.
【点评】本题考查直线解析式的求法、借助二次函数性质求三角形面积最值及等腰三角形的性质,注意将等腰三角形分三种情况求解.
11.(1);(2)①,②b的值为-4或.
【分析】(1)根据二次函数解析式可得A(0,2),代入可求出一次函数解析式,联立一次函数解析式和二次函数解析式成方程组,解方程组即可得出点B的坐标;
(2)①由函数图象得,当x<时,y1<y2,结合题意得出关于b的不等式,求解即可;②分别求出,和,由函数图象可得∠ABC不可能为90°,故分和两种情况,分别利用勾股定理得出方程求解即可.
【解析】解:(1)∵二次函数的图像与y轴交于点A,
∴A(0,2),
把A(0,2)代入得:,
∴一次函数解析式为:,
联立,解得:或,
∴点B的坐标为;
(2)①点B的坐标为,
由函数图象得:当x<时,y1<y2,
由题意得:当x<-2时,y1<y2,
∴,
解得:;
②当x=-2时,,
∴C(-2,-2b-2),
∵A(0,2),B,
∴,,,
由函数图象可得:∠ABC不可能为90°,
∴当时,AB2+AC2=BC2,
即,
解得:或(不合题意,舍去),
当时,AC2+BC2= AB2,
即,
解得:或(不合题意,舍去),
综上,b的值为-4或.
【点评】本题是二次函数综合题,考查了待定系数法,求函数图象的交点坐标,函数图象与不等式的关系以及勾股定理的应用,解题的关键是学会利用方程思想和数形结合思想解决问题,属于中考压轴题.
12.(1);(2)①,3;②存在,点的坐标为或或或
【分析】(1)先求出点C的坐标,再结合锐角三角函数求出AC的长度,进而得出点A的坐标,将点A和点B代入函数解析式即可得出答案;
(2)①先求出直线AB的解析式,设,并写出,根据“”求出x的值,再利用割补法求出面积;②设,利用两点间距离公式分别求出AB、BM和AM的长度,再分情况进行讨论(i)当时,(ii)当时,(iii)当时,并利用勾股定理求出y的值.
【解析】解:(1),
,
,
,
,
中,,
,
,
,
,
把代入得
,
解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)①
的解析式为,
设,则,
,
,
解得,(舍去)或-1,
在中,当时,y=4
,
②存在.
在直线上,且,
设,
,
,
,
分三种情况:
(i)当时,有,
,
解得,
或;
(ii)当时,有,
,
解得;
,
(iii)当时,有,
,
解得;
,
综上,点的坐标为或或或;
【点评】本题考查的是二次函数的综合,难度较大,需要熟练掌握割补法求面积,看到直角三角形注意要分类讨论.
13.(1)
(2)
(3)或或或
【分析】(1)直接用待定系数法求出抛物线解析式;
(2)先确定出抛物线对称轴,用确定出MN及点N坐标,最后用面积公式求解即可;
(3)设出点P的坐标,表示出AB,AP,BP,分三种情况求解即可.
(1)
解:抛物线过两点,
,
,
抛物线解析式为;
(2)
由有,抛物线解析式为;
抛物线对称轴为,
,
,
,
,
,
为对称轴上一点,
,
,
设M到AN的距离为h,
在中,,
,
到AN的距离;
(3)
存在,
理由:设点P(1,m),
∵A(−1,0),B(0,2),
∴
∵△PAB为等腰三角形,
∴①当AB=AP时,
∴
∴m=±1,
∴P(1,1)或P(1,−1),
②当AB=BP时,
∴
∴m=4或m=0,
∴P(1,4)或P(1,0);
③当AP=BP时,
∴
∴
∴.
满足条件的点P的坐标为或或或 .
【点评】题目属于二次函数综合题,考查了待定系数法求二次函数解析式,二次函数的图象与性质,等腰三角形的判定与性质,注意利用分类讨论思想和数形结合思想求解是解题关键.
14.(1)(-1,-4a),(-3,0)(2)-(3)y=-( x+1 )2+4或y=-( x+1 )2 +
【分析】(1)由抛物线的性质,直接得到顶点坐标.令y=0,即可求得A点坐标.
(2)设对称轴交CD于M,交x轴于F,得到C(0,-3a).由对称轴为直线x=1,得到D(-2,-3a),由△DCE的面积= ,得到ME的长,即可得到E的坐标,易求直线BD的解析式为: .由E为直线BD与对称轴的交点,即可得到a的值.
(3)作DH⊥x轴于H.显然,∠CBE为锐角,所以∠CBE 90°.分两种情况讨论:①若∠BEC=90°,②若∠BCE=90°.
【解析】(1)抛物线y=a( x+1 )2-4a(a<0)的顶点坐标是(-1,-4a).
令y=0,得:a( x+1 )2-4a=0,解得:x=-3,或x=1,
∴A点坐标为(-3,0).
故答案为(-1,-4a),(-3,0)
(2)设对称轴交CD于M,交x轴于F.令x=0,得:y=a-4a=-3a,
∴C(0,-3a).
∵对称轴为直线x=1,
∴D(-2,-3a),
∴DC=2.
∵△DCE的面积=,
∴DC•ME=,
∴ME=,
∴E(-1,),易求直线BD的解析式为:.
∵E为直线BD与对称轴的交点,
∴当x=-1时,y=-2a,
∴-2a=,解得:a=.
(3)作DH⊥x轴于H.
显然,∠CBE为锐角,所以∠CBE90°.
①若∠BEC=90°,则∠DEC=90°.
∵CD∥x轴,∴由对称性可知∠CEM=∠DEM=45°,
∴∠BEF=45°,
∴∠BDH=45°,
∴BH=DH.
∵y=a( x+1 )2-4a,
∴A(-3,0),B(1,0),C(0,-3a),抛物线的对称轴为直线x=-1,
∴D(-2,-3a),
∴BH=3,DH=-3a,
∴a=-1∴y=-( x+1 )2+4;
②若∠BCE=90°,作BN⊥DC交DC的延长线于N,则∠BCN+∠ECM=∠BCN+∠EDM=∠BDH+∠EDM=90°,
∴∠BCN=∠BDH,
∴Rt△BCN∽Rt△BDH,
∴BN:CN=BH:DH ,
∴-3a:1=3:-3a,
∴a=,
∴ y=( x+1 )2 .
综上所述:y=-( x+1 )2+4或.
【点评】本题主要考查了二次函数综合题,此题涉及到待定系数法求函数解析式,二次函数的性质、三角形面积的计算等知识,解答(3)问关键是分两种情况讨论.
15.(1)y=4x+4;(2)y=-x2+x+4,P(1,);(3)存在这样的点Q,使△ABQ为等腰三角形.Q1(1,),Q2(1,0),Q3(1,),Q4(1,﹣).
【解析】分析:(1)将点A、B的坐标代入直线解析式,求出k、b的值,继而得出直线的解析式;
(2)连接BC,则BC与对称轴的交点即是P点的位置,根据PA+PB的最小值为5,可求出OC,利用待定系数法可求出抛物线解析式,直线BC解析式进而求出点P的坐标;
(3)设存在这样的点Q,其坐标为(1,y),然后分三种情况讨论,①QA=QB,②BA=BQ,③AB=AQ,分别求出y的值后即可得出点Q坐标.
解析:(1)将点A(−1,0),点B(0,4)代入直线y=kx+b
得:,
解得:,
∴直线AB的解析式为y=4x+4;
(2)∵点A、点C关于抛物线的对称轴对称,故PA+PB的最小值为线段BC的长,
∴BC=5,
在Rt△BOC中,BC=5,BO=4,
∴OC=,
∴点C的坐标为(3,0),
设抛物线的解析式为y=a(x+1)(x−3),
将点B(0,4)代入得:a=−,
∴抛物线的解析式为:y=−(x+1)(x−3)=−x2+x+4;
设直线BC的解析式为y=mx+n,
将点B(0,4),点C(3,0)代入可得,
,
解得:,
故直线BC的解析式为:y=−x+4,
又∵抛物线的对称轴为x=1,
∴当x=1时,y=,
∴点P的坐标为(1,).
(3)存在这样的点Q,使△ABQ为等腰三角形.
设Q(1,y),
有三种情况:
①当QA=QB时,则有12+(y−4)2=(−1−1)2+y2,
解得:y=,即Q(1,);
②当BA=BQ时,可知Q(1,0),Q(1,8)(不合题意,舍去);
③当AB=AQ时,Q(1,)或Q(1,−).
所以满足条件的Q有四个:Q1(1,),Q2(1,0),Q3(1,),Q4(1,﹣).
点评:本题是一道二次函数综合题,考查了二次函数的性质、最短路径、勾股定理、等腰三角形等相关知识.熟练应用二次函数的性质、数形结合思想及分类讨论思想是解题的关键.
16.(1)(﹣1,4);(2)∠DAB=∠ACB;(3) ,
【解析】试题分析:(1)把B、C坐标代入抛物线解析式中,解方程组即可得到抛物线解析式,从而得到抛物线顶点坐标;
(2)由tan∠OCB=.tan∠DAC=,得到∠DAC=∠OCB,从而得到结论;
(3)令Q(x,y)且满足,由△ADQ是以AD为底的等腰三角形,得到QD2=QA2,从而得到x-2+2y=0.解方程组,即可得到结论.
试题解析:解:(1)把B(1,0)和C(0,3)代入中,
得:,解得:.
∴抛物线的解析式是:,∴顶点坐标D(-1,4).
(2)令y=0,则,x1=-3,x2=1,∴A(-3,0),∴OA=OC=3,∴∠CAO=∠OCA.在Rt△BOC中,tan∠OCB=.
∵AC=,DC=,AD=,∴AC2+DC2=20,AD2=20,∴AC2+DC2=AD2,∴△ACD是直角三角形且∠ACD=90°,∴tan∠DAC=.
又∵∠DAC和∠OCB都是锐角,∴∠DAC=∠OCB,∴∠DAC+∠CAO=∠BCO+∠OCA,即∠DAB=∠ACB.
(3)令Q(x,y)且满足,A(-3,0),D(-1,4).∵△ADQ是以AD为底的等腰三角形,∴QD2=QA2,即 ,化简得:x-2+2y=0.
由,解得:,,
∴点Q的坐标是(,),(,).
17.(1)见解析,A(-1,0);(2);(3)存在,点D的坐标为(0,2)或(3,2)
【分析】(1)根据直线解析式求出点B、C的坐标,再根据二次函数解析式令y=0求关于x的一元二次方程即可求出点A、B的坐标,即可得解;
(2)把二次函数解析式整理成顶点式形式,再求出对称轴与直线的交点,然后根据顶点在交点下方列出不等式,求解即可;
(3)把点C的坐标代入抛物线求出a的值,从而得到函数解析式,再根据点A、B、C的坐标求出OA、OB、OC的长,然后即可求出△AOC∽△COB,根据相似三角形的性质求出△ABC是直角三角形,所以,点D与C重合时满足,再根据抛物线对称性,令y=2,解关于x的一元二次方程即可求出点D的另一种情况.
【解析】解:(1)令y=0,则﹣x+2=0,解得x=4,令x=0,则y=2,
所以,点B(4,0),C(0,2),
令y=0,则ax2﹣3ax﹣4a=0,
整理得x2﹣3x﹣4=0,
解得x1=﹣1,x2=4,
所以,二次函数的图象过B点,
二次函数的图象与x轴的另一个交点A的坐标为A(﹣1,0);
(2)y=ax2﹣3ax﹣4a=a(x2﹣3x﹣4)=a(x﹣)2﹣a,
所以,抛物线的顶点坐标为(,﹣a),
当x=时,y=﹣+2=,
∵二次函数图象的顶点在一次函数图象的下方,
∴﹣a<,
解得a>﹣,
∴a的取值范围是﹣<a<0;
(3)存在.
理由如下:∵二次函数的图象过点C,
∴a×02﹣3a×0﹣4a=2,
解得a=﹣,
∴抛物线解析式为y=﹣x2+x+2,
∵点A(﹣1,0),B(4,0),C(0,2),
∴OA=1,OB=4,OC=2,
∵==,
∴△AOC∽△COB,
∴∠ACO=∠CBO,
∵∠CBO+∠BCO=90°,
∴∠ACO+∠BCO=90°,
∴△ABC是直角三角形,此时点D与点C重合,
根据二次函数的对称性,当y=2时,﹣x2+x+2=2,
整理得,x2﹣3x=0,
解得x1=0,x2=3,
∴点D的坐标为(0,2)或(3,2)时,△ABD是直角三角形.
【点评】本题是二次函数综合题型,主要考查了函数图象与坐标轴的交点的求解,二次函数顶点坐标,二次函数的对称性,相似三角形的判定与性质,(3)根据点A、B、C的坐标判断出△ABC恰好是直角三角形是解题的关键.
18.(1)(3,3);(2)-3≤<0或0<≤3;(3)存在,点坐标为(3,3)或(6,0)或(-3,-9)
【分析】(1)根据抛物线的对称轴方程即可确定a的值,由此可得到抛物线的解析式,通过配方可求出顶点A的坐标;
(2)根据A、B的坐标,易求得直线AB的解析式,进而可确定直线l的解析式,即可表示出P点的坐标;由于P点的位置不确定,因此本题要分成两种情况考虑:
①P点位于第四象限,此时t>0,四边形AOPB的面积可由△OAB和△OBP的面积和求得,由此可得到关于S、t的函数关系式,根据S的取值范围即可判断出t的取值范围;
②P点位于第二象限,此时t<0,可分别过A、P作x轴的垂线,设垂足为N、M;那么四边形AOPB的面积即可由梯形APMN与△ABN的面积和再减去△OPM的面积求得,由此可得到关于S、t的函数关系式,可参照①的方法求出t的取值范围;结合上面两种情况即可得到符合条件的t的取值范围;
(3)根据(2)的结论,可求出t的最大值,由此可得到P点的坐标;若△OPQ为直角三角形且OP为直角边,那么有两种情况需要考虑:①∠QOP=90°,②∠OPQ=90°;可分别过Q、O作直线l的垂线m、n,由于互相垂直的两直线斜率的乘积为﹣1,根据直线l的解析式以及Q、O的坐标,即可求出直线m、n的解析式,联立抛物线的解析式即可求出Q点的坐标.
【解析】解:(1)∵点B与O(0,0)关于x=3对称,
∴点B坐标为(6,0).
将点B坐标代入y=ax2+2x得:
36a+12=0;
∴a=.
∴抛物线解析式为.
当x=3时,;
∴顶点A坐标为(3,3).
(2)设直线AB解析式为y=kx+b.
∵A(3,3),B(6,0),
∴
解得,
∴y=﹣x+6.
∵直线l∥AB且过点O,
∴直线l解析式为y=﹣x.
∵点P是l上一动点且横坐标为t,
∴点P坐标为(t,﹣t).
当P在第四象限时(t>0),
S=S△AOB+S△OBP
=×6×3+×6×|﹣t|
=9+3t.
∵0<S≤18,
∴0<9+3t≤18,
∴﹣3<t≤3.
又∵t>0,
∴0<t≤3.
当P在第二象限时(t<0),
作PM⊥x轴于M,设对称轴与x轴交点为N,
则S=S梯形ANMP+S△ANB﹣S△PMO
=
=
=﹣3t+9;
∵0<S≤18,
∴0<﹣3t+9≤18,
∴﹣3≤t<3;
又∵t<0,
∴﹣3≤t<0;
∴t的取值范围是﹣3≤t<0或0<t≤3.
(3)存在,点Q坐标为(3,3)或(6,0)或(﹣3,﹣9).
由(2)知t的最大值为3,则P(3,﹣3);
过O、P作直线m、n垂直于直线l;
∵直线l的解析式为y=﹣x,
∴直线m的解析式为y=x;
可设直线n的解析式为y=x+h,则有:
3+h=﹣3,h=﹣6;
∴直线n:y=x﹣6;
联立直线m与抛物线的解析式有:
,
解得,;
∴Q1(3,3);
同理可联立直线n与抛物线的解析式,求得Q2(6,0),Q3(﹣3,﹣9).
【点评】此题主要考查了一次函数、二次函数解析式的确定,函数图象交点及图形面积的求法等重要知识点,同时还考查了分类讨论的数学思想,难度较大.
19.(1) y=x2-2x-3; (2) 坐标轴上存在三个点P,使得以点P,A,C为顶点的三角形为直角三角形,分别是P1(0,),P2(9,0),P3(0,0);(3) ∠α-∠β=45°.
【分析】(1)易得点C坐标,根据OB=OC=3OA可得点A,B坐标.代入二次函数解析式即可.
(2)点P,A,C为顶点的三角形为直角三角形,那么应分点P,A,C三个顶点为直角顶点三种情况进行探讨.
(3)可求得E,D坐标,得到△BCE的形状,进而可把∠CBE转移为∠DBO,求解.
【解析】(1)抛物线y=ax2+bx-3与y轴交于点C(0,-3),
∵OB=OC=3OA,
∴A(-1,0),B(3,0),代入y=ax2+bx-3,
得,
∴y=x2-2x-3.
(2)①当∠P1AC=90°时,可证△P1AO∽△ACO,
∴Rt△P1AO中,tan∠P1AO=tan∠ACO=,
∴P1(0,).
②同理:如图当∠P2CA=90°时,P2(9,0)
③当∠CP3A=90°时,P3(0,0),
综上,坐标轴上存在三个点P,
使得以点P,A,C为顶点的三角形为直角三角形,
分别是P1(0,),P2(9,0),P3(0,0).
(III)由y=-x+1,得D(0,1)
由y=x2-2x-3得到顶点E(1,-4),
∴BC=3,CE=,BE=2,
∵BC2+CE2=BE2,
∴△BCE为直角三角形.
∴tanβ==.
又∵Rt△DOB中tan∠DBO=.
∴∠DBO=∠β,
∠α-∠β=∠α-∠DBO=∠OBC=45°.
【点评】本题是二次函数的综合题,通常采用待定系数法求二次函数解析式;三角形为直角三角形,那么三个顶点都有可能为直角顶点,注意分类讨论思想的应用.
20.(1)对称轴 (2)点C的坐标为(0,4),点B的坐标为(5,4),A(-3,0)
抛物线的解析式为y=-x2+x+4(3)P1(,-)P2(,-)P3(2.5,-1)
【分析】(1)根据对称轴的公式即可求解;(2)令x=0,求出C的坐标,根据抛物线的对称性求出点B的坐标,由AB=BC=5,OA=4,得到A点坐标,代入解析式即可求出解析式;(3)分三种情况讨论:①以AB为腰且顶角为角A的△P1AB,先利用勾股定理求出AB,再利用等腰三角形的性质求出P1N的长,即可求出P的坐标;②以AB为腰且顶角为角B的△P2AB,在Rt△BMP2中,求出MP2,即可求出坐标;③以AB为底,顶角为角P的△P3AB,根据Rt△P3CK∽Rt△BAQ可求出OK与P3K的长,即可求出P的坐标.
【解析】(1)抛物线的对称轴
(2)令x=0,y=4,
∴点C的坐标为(0,4)
∵BC∥x轴,点B,C关于对称轴对称,∴点B的坐标为(5,4)
又∵AC=BC,
∴AC=BC=5,OA=3,点A在x轴上,
∴A(-3,0)
把点A代入解析式得9a+15a+4=0,
解得a=-
∴抛物线的解析式为y=-x2+x+4
(3)存在符合条件的点P共有3个.以下分三类情形探索.
设抛物线对称轴与x轴交于N,与CB交于M.
过点B作BQ⊥x轴于Q,易得BQ=4,AQ=8,AN=5.5,BM=,
以AB为腰且顶角为角A的△PAB有1个:△P1AB.
∴
在Rt△ANP1中,
∴P1(,-)
以AB为腰且顶角为角B的△PAB有1个:△P2AB.
在Rt△BMP2中,
∴P2(,-)
以AB为底,顶角为角P的△PAB有1个:△P3AB.
画AB的垂直平分线交抛物线对称轴于P3,此时平分线必过等腰△ABC的顶点C.
过点P3作P3K垂直y轴,垂足为K,
∵∠CP3K=∠ABQ,∠CKP3=∠AQB
∴Rt△P3CK∽Rt△BAQ
∴
∵=2.5,
∴CK=5,
于是OK=1,
∴P3(2.5,-1)
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