中考数学二轮复习解答题培优专题02 等腰三角形的存在性问题(含解析)
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专题二 等腰三角形的存在性问题
【考题研究】
近几年各地的中考数学试题中,探索等腰三角形的存在性问题频频出现,这类试题的知识覆盖面较广,综合性较强,题意构思精巧,要求学生要有较高的分析问题的能力和解决问题的能力,这类问题符合课标对学生能力提高的要求。
【解题攻略】
在讨论等腰三角形的存在性问题时,一般都要先分类.
如果△ABC是等腰三角形,那么存在①AB=AC,②BA=BC,③CA=CB三种情况.
解等腰三角形的存在性问题,有几何法和代数法,把几何法和代数法相结合,可以使得解题又好又快.
几何法一般分三步:分类、画图、计算.哪些题目适合用几何法呢?
如果△ABC的∠A(的余弦值)是确定的,夹∠A的两边AB和AC可以用含x的式子表示出来,那么就用几何法.
①如图1,如果AB=AC,直接列方程;②如图2,如果BA=BC,那么 ;③如图3,如果CA=CB,那么 .
代数法一般也分三步:罗列三边长,分类列方程,解方程并检验.
如果三角形的三个角都是不确定的,而三个顶点的坐标可以用含x的式子表示出来,那么根据两点间的距离公式,三边长(的平方)就可以罗列出来.
【解题类型及其思路】
解题类型:
动态类型:1.一动点类型问题;2.双动点或多动点类型问题
背景类型:1.几何图形背景;2.平面直角坐标系和几何图形背景
解题思路:
几何法一般分三步:分类、画图、计算;代数法一般也分三步:罗列三边长,分类列方程,解方程并检验.如果△ABC是等腰三角形,那么存在①AB=AC,②BA=BC,③CA=CB三种情况.已知腰长画等腰三角形用圆规画圆,已知底边画等腰三角形用刻度尺画垂直平分线.解等腰三角形的存在性问题,有几何法和代数法,把几何法和代数法相结合,可以使得解题又好又快.
【典例指引】
类型一 【二次函数综合题中根据条件判定三角形的形状】
典例指引1.
抛物线与轴交于点A,点B(1,0),与轴交于点C(0,﹣3),点M是其顶点.
(1)求抛物线解析式;
(2)第一象限抛物线上有一点D,满足∠DAB=45°,求点D的坐标;
(3)直线 (﹣3<<﹣1)与x轴相交于点H.与线段AC,AM和抛物线分别相交于点E,F,P.证明线段HE,EF,FP总能组成等腰三角形.
【解析】试题分析:(1)把B、C的坐标代入,解方程组即可得到结论;
(2)令y=0,求出A、B的坐标,设直线AD交y轴于点N,求出求直线AN的解析式, 与抛物线联立成方程组,解方程组,即可得到D的坐标;
(3)求出直线AM、AC的解析式,当x=t时,表示出HE,HF,HP,得到HE=EF=HF﹣HE=t+3,FP=,由HE+EF﹣FP=>0, 得到HE+EF>FP,再由HE+FP>EF,EF+FP>HE,得到当﹣3<t<﹣1时,线段HE,EF,FP总能组成等腰三角形.
试题解析:解:(1)∵抛物线经过点B、C,∴ ,解得: ,∴抛物线的解析式为: ;
(2)令y=0,得: ,解得: , ,∴A(﹣3,0),B(1,0),
设直线AD交y轴于点N,∵∠DAB=45°,∴△NAO是等腰直角三角形,N(0,3),
可求直线AN的解析式为y=x+3,
联立,解得: 或,∴D的坐标为(2,5);
(3)M(﹣1,﹣4),
可求直线AM的解析式为:y=﹣2x﹣6,直线AC的解析式为y=﹣x﹣3,
∵当x=t时,HE=﹣(﹣t﹣3)=t+3,HF=﹣(﹣2t﹣6)=2t+6,HP=﹣()
∴HE=EF=HF﹣HE=t+3,FP=,
∵HE+EF﹣FP=>0,
∴HE+EF>FP,又HE+FP>EF,EF+FP>HE,
∴当﹣3<t<﹣1时,线段HE,EF,FP总能组成等腰三角形.
【名师点睛】
本题是二次函数的综合题,难度较大.解答第(2)问的关键是:利用∠DAB=45°,找出直线AN与y轴交点的坐标;解答第(3)问的关键是:用含t的代数式表示出HE,HF,HP,EF的长.
【举一反三】
(2020·江西初三期中)如图①,已知抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和点B(-3,0),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)设抛物线的对称轴与x轴交于点M,问在对称轴上是否存在点P,使△CMP为等腰三角形?若存在,请直接写出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图②,若点E为第二象限抛物线上一动点,连接BE、CE,求四边形BOCE面积的最大值,并求此时E点的坐标.
【答案】(1)y=-x2-2x+3;(2)存在,P(-1,)或P(-1,-)或P(-1,6)或P(-1,);(3)当a=-时,S四边形BOCE最大,且最大值为,此时,点E坐标为(-,).
【解析】
【分析】
(1)已知抛物线过A、B两点,可将两点的坐标代入抛物线的解析式中,用待定系数法即可求出二次函数的解析式;
(2)可根据(1)的函数解析式得出抛物线的对称轴,也就得出了M点的坐标,由于C是抛物线与y轴的交点,因此C的坐标为(0,3),根据M、C的坐标可求出CM的距离.然后分三种情况进行讨论:
①当CP=PM时,P位于CM的垂直平分线上.求P点坐标关键是求P的纵坐标,过P作PQ⊥y轴于Q,如果设PM=CP=x,那么直角三角形CPQ中CP=x,OM的长,可根据M的坐标得出,CQ=3-x,因此可根据勾股定理求出x的值,P点的横坐标与M的横坐标相同,纵坐标为x,由此可得出P的坐标.
②当CM=MP时,根据CM的长即可求出P的纵坐标,也就得出了P的坐标(要注意分上下两点).
③当CM=CP时,因为C的坐标为(0,3),那么直线y=3必垂直平分PM,因此P的纵坐标是6,由此可得出P的坐标;
(3)由于四边形BOCE不是规则的四边形,因此可将四边形BOCE分割成规则的图形进行计算,过E作EF⊥x轴于F,S四边形BOCE=S△BFE+S梯形FOCE.直角梯形FOCE中,FO为E的横坐标的绝对值,EF为E的纵坐标,已知C的纵坐标,就知道了OC的长.在△BFE中,BF=BO-OF,因此可用E的横坐标表示出BF的长.如果根据抛物线设出E的坐标,然后代入上面的线段中,即可得出关于四边形BOCE的面积与E的横坐标的函数关系式,根据函数的性质即可求得四边形BOCE的最大值及对应的E的横坐标的值.即可求出此时E的坐标.
【详解】
(1)∵抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和点B(−3,0),
∴
解得:.
∴所求抛物线解析式为:y=−x2−2x+3;
(2)∵抛物线解析式为:y=−x2−2x+3,
∴其对称轴为,
∴设P点坐标为(−1,a),当x=0时,y=3,
∴C(0,3),M(−1,0)
∴当CP=PM时,(−1)2+(3−a)2=a2,解得a=,
∴P点坐标为:;
∴当CM=PM时,(−1)2+32=a2,解得,
∴P点坐标为:或;
∴当CM=CP时,由勾股定理得:(−1)2+32=(−1)2+(3−a)2,解得a=6,
∴P点坐标为:P4 (−1,6).
综上所述存在符合条件的点P,其坐标为或 或P(−1,6)或;
(3)过点E作EF⊥x轴于点F,设E(a,−a2−2a+3)(−3
∴EF=−a2−2a+3,BF=a+3,OF=−a
∴
∴当a=时,S四边形BOCE最大,且最大值为.
此时,点E坐标为.
类型二 【利用二次函数的性质与等腰三角形的性质确定点的坐标】
典例指引2.
(2019·山东初三期末)如图1,已知抛物线与轴交于点和点,与轴交于点.
(l)求抛物线的表达式;
(2)如图l,若点为第二象限抛物线上一动点,连接,求四边形面积的最大值,并求此时点的坐标;
(3)如图2,在轴上是否存在一点使得为等腰三角形?若存在,请求出所有符合条件的点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)最大值为,点坐标为;(3)存在符合条件的点,其坐标为或,或或
【解析】
【分析】
(1)将点A、B的坐标代入解析式即可得到答案;
(2)设,过点作轴于点,利用求出解析式即得到面积的最大值及点E的坐标;
(3)存在,分以点C、A为顶点及线段AC为底边三种情况,分别求出点D的坐标即可.
【详解】
解:(1)由题知:
,解得:
∴所求抛物线表达式为
(2)过点作轴于点
设
∴,,,
∴
∴当时,最大,且最大值为.
当时,
此时,点坐标为
(3)连接
①当点为顶点,时,此时为底边的垂直平分线,
满足条件的点,与点关于轴对称,
∴点坐标为
②当点为顶点,时,在中,
∵,,由勾股定理得:,
以点为圆心,的长为半径作弧,交轴于两点,即为满足条件的点,
此时它们的坐标分别为,
③当为底边时,线段的垂直平分线与轴的交点,即为满足条件的点,
设垂直的垂直平分线交轴于点,过中点,
∵,
∴
∴
∴,,
,,,
点的坐标为
综上所述存在符合条件的点,其坐标为或,或或
【名师点睛】
此题是二次函数的综合题,考查待定系数法,最值问题的确定需将所求问题列出解析式并配方为顶点式,即可得到答案;(3)是图形中存在等腰三角形问题,此类问题需分三种情况进行讨论,依次求出点的坐标.
【举一反三】
(2019·广东省中山市中山纪念中学三鑫双语学校初三期中)如图,已知抛物线y=ax2+bx+c的图象与x轴交于A(2,0),B(﹣8,0)两点,与y轴交于点C(0,﹣8).
(1)求抛物线的解析式;
(2)点F是直线BC下方抛物线上的一点,当△BCF的面积最大时,求出点F的坐标;
(3)在(2)的条件下,是否存在这样的点Q(0,m),使得△BFQ为等腰三角形?如果有,请直接写出点Q的坐标;如果没有,请说明理由.
【答案】(1)y=x2+3x﹣8;(2)点F的坐标是F(﹣4,﹣12);(3)点Q有坐标为(0,4)或(0,﹣4)或(0,﹣4)或(0,0).
【解析】
【分析】
(1)将A,B,C的坐标代入函数y=ax2+bx+c即可;
(2)如图1中,作FN∥y轴交BC于N,求出直线BC的解析式,设F(m,m2+3m﹣8),则N(m,﹣m﹣8),再用含m的代数式表示出△BCF的面积,用函数的思想即可推出结论;
(3)此问要分BQ=BF,QB=QF,FB=FQ三种情况进行讨论,分别用勾股定理可求出m的值,进一步写出点Q的坐标.
【详解】
(1)将A(2,0),B(﹣8,0)C(0,﹣8)代入函数y=ax2+bx+c,
得,
解得,,
∴抛物线解析式为y=x2+3x﹣8;
(2)如图1中,
作FN∥y轴交BC于N,
将B(﹣8,0)代入y=kx﹣8,
得,k=﹣1,
∴yBC=﹣x﹣8,
设F(m,m2+3m﹣8),则N(m,﹣m﹣8),
∴S△FBC=S△FNB+S△FNC
=FN×8
=4FN
=4[(﹣m﹣8)﹣(m2+3m﹣8)]
=﹣2m2﹣16m
=﹣2(m+4)2+32,
∴当m=﹣4时,△FBC的面积有最大值,
此时F(﹣4,﹣12),
∴点F的坐标是F(﹣4,﹣12);
(3)存在点Q(0,m),使得△BFQ为等腰三角形,理由如下:
①如图2﹣1,
当BQ=BF时,
由题意可列,82+m2=(8﹣4)2+122,
解得,m1=,m2=
∴Q1(0,),Q2(0,);
②如图2﹣2,
当QB=QF时,
由题意可列,82+m2=(m+12)2+42,
解题,m=﹣4,
∴Q3(0,﹣4);
③如图2﹣3,
当FB=FQ时,
由题意可列,(8﹣4)2+122=(m+12)2+42,
解得,m1=0,m2=﹣24,
∴Q4(0,0),Q5(0,﹣24);
设直线BF的解析式为y=kx+b,
将B(﹣8,0),F(﹣4,﹣12)代入,
得,
解得,k=﹣3,b=﹣24,
∴yBF=﹣3x﹣24,
当x=0时,y=﹣24,
∴点B,F,Q重合,故Q5舍去,
∴点Q有坐标为(0,4)或(0,﹣4)或(0,﹣4)或(0,0).
类型三 【确定满足等腰三角形的动点的运动时间】
典例指引3.
(2018济南中考)如图1,抛物线平移后过点A(8,,0)和原点,顶点为B,对称轴与轴相交于点C,与原抛物线相交于点D.
(1)求平移后抛物线的解析式并直接写出阴影部分的面积;
(2)如图2,直线AB与轴相交于点P,点M为线段OA上一动点,为直角,边MN与AP相交于点N,设,试探求:
①为何值时为等腰三角形;
②为何值时线段PN的长度最小,最小长度是多少.
【答案】(1)平移后抛物线的解析式,= 12;(2)①,②当=3时,PN取最小值为.
【解析】
【分析】
(1)设平移后抛物线的解析式y=x2+bx,将点A(8,0)代入,根据待定系数法即可求得平移后抛物线的解析式,再根据割补法由三角形面积公式即可求解;
(2)作NQ垂直于x轴于点Q,
①分当MN=AN时,当AM=AN时,当MN=MA时,三种情况讨论可得△MAN为等腰三角形时t的值;
②由MN所在直线方程为y=,与直线AB的解析式y=﹣x+6联立,得xN的最小值为6,此时t=3,PN取最小值为.
【详解】
(1)设平移后抛物线的解析式,
将点A(8,,0)代入,得=,
所以顶点B(4,3),
所以S阴影=OC•CB=12;
(2)设直线AB解析式为y=mx+n,将A(8,0)、B(4,3)分别代入得
,解得:,
所以直线AB的解析式为,作NQ垂直于x轴于点Q,
①当MN=AN时, N点的横坐标为,纵坐标为,
由三角形NQM和三角形MOP相似可知,得,解得(舍去).
当AM=AN时,AN=,由三角形ANQ和三角形APO相似可知,,MQ=,
由三角形NQM和三角形MOP相似可知得:,
解得:
t=12(舍去);
当MN=MA时,故是钝角,显然不成立,
故;
②由MN所在直线方程为y=,与直线AB的解析式y=﹣x+6联立,
得点N的横坐标为XN=,即t2﹣xNt+36﹣xN=0,
由判别式△=x2N﹣4(36﹣)≥0,得xN≥6或xN≤﹣14,
又因为0<xN<8,
所以xN的最小值为6,此时t=3,
当t=3时,N的坐标为(6,),此时PN取最小值为.
【名师点睛】
本题着重考查了二次函数的性质、图形平移变换、等腰三角形的判定等知识点,综合性强,考查学生分类讨论,数学结合的数学思想方法.
【举一反三】
如图所示,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,3)三点.点D从C出发,沿线段CO以1个单位/秒的速度向终点O运动,过点D作OC的垂线交BC于点E,作EF∥OC,交抛物线于点F.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)小明在探究点D运动时发现,①当点D与点C重合时,EF长度可看作O;②当点D与点O重合时,EF长度也可以看作O,于是他猜想:设点D运动到OC中点位置时,当线段EF最长,你认为他猜想是否正确,为什么?
(3)连接CF、DF,请直接写出△CDF为等腰三角形时所有t的值.
【答案】(1)y=﹣x2+2x+3(2)点D为OC的中点时,线段EF最长(3)当t=2或或3时,△CDF为等腰三角形
【解析】
【分析】
(1)由于已知抛物线与x轴交点坐标,则设交点式y=a(x+1)(x-3),然后把C点坐标代入求出a即可得到抛物线解析式;
(2)先利用待定系数法求出直线BC的解析式,再设E(t,-t+3),接着表示出D(0,-t+3),F(t,-t2+2t+3),然后用t表示出EF的长,再利用二次函数的性质确定EF最大时的t的值,从而判断点D是否为OC的中点;
(3)先由C(0,3),D(0,-t+3),F(t,-t2+2t+3)和利用两点间的距离公式表示出CD2,CF2,DF2,然后分类讨论:当CD=CF或FC=FD或DC=DF时得到关于t的方程,接着分别解关于t的方程即可.
【详解】
(1)设抛物线的解析式为y=a(x+1)(x﹣3),
把C(0,3)代入得a•1•(﹣3)=3,解得a=﹣1,
所以抛物线解析式为y=﹣(x+1)(x﹣3),即y=﹣x2+2x+3;
(2)他猜想正确.理由如下:
设直线BC的解析式为y=mx+n,
把C(0,3),B(3,0)代入得 ,解得,则直线BC的解析式为y=﹣x+3,
设E(t,﹣t+3),则D(0,﹣t+3),F(t,﹣t2+2t+3),
所以EF=﹣t2+2t+3﹣(﹣t+3)=﹣t2+3t=﹣(t﹣)2+,
当t=时,EF最大,最大值为,
此时D点坐标为(0,),
所以点D为OC的中点时,线段EF最长;
(3)∵C(0,3),D(0,﹣t+3),F(t,﹣t2+2t+3),
∴CD2=(﹣t+3﹣3)2=t2 , CF2=t2+(﹣t2+2t+3﹣3)2=t2+(﹣t2+2t)2 , DF2=t2+(﹣t2+2t+3+t﹣3)2=t2+(﹣t2+3t)2 ,
当CD=CF时,即t2=t2+(﹣t2+2t)2 , 解得t1=0,t2=2;
当FC=FD,即t2+(﹣t2+2t)2=t2+(﹣t2+3t)2 , 解得t1=0,t2=;
当DC=DF时,即t2=t2+(﹣t2+3t)2 , 解得t1=0,t2=3;
综上所述,当t=2或或3时,△CDF为等腰三角形.
【新题训练】
1.(2020·江西初三)如图,在平面直角坐标系中,已知点A(﹣2,﹣4),直线x=﹣2与x轴相交于点B,连接OA,抛物线y=﹣x2从点O沿OA方向平移,与直线x=﹣2交于点P,顶点M到点A时停止移动.
(1)线段OA所在直线的函数解析式是 ;
(2)设平移后抛物线的顶点M的横坐标为m,问:当m为何值时,线段PA最长?并求出此时PA的长.
(3)若平移后抛物线交y轴于点Q,是否存在点Q使得△OMQ为等腰三角形?若存在,请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=2x;(2)当m=1时,PA的值最大,PA的最大值为1;(3)存在,(0,5﹣2)或(0,﹣8)
【详解】
解:(1)设直线OA的解析式为y=kx,
把(﹣2,﹣4)代入得﹣2k=﹣4,解得k=2,
所以直线OA的解析式为y=2x;
故答案为y=2x;
(2)设M点的坐标为(m,2m),(﹣2≤m<0),
∴平移后抛物线解析式为y=﹣(x﹣m)2+2m,
当x=﹣2时,y=﹣(2﹣m)2+2m=﹣m2﹣2m﹣4,
∴P点的坐标为(﹣2,﹣m2﹣2m﹣4),
∴PA=﹣m2﹣2m﹣4﹣(﹣4)=﹣m2﹣2m=﹣(m﹣1)2+1
∴当m=1时,PA的值最大,PA的最大值为1;
(3)存在,理由如下:
当x=0时,y=﹣(0﹣m)2+2m=﹣m2+2m,则Q(0,﹣m2+2m),
∵OQ=m2﹣2m,OM=﹣m,
当OM=OQ,即﹣m=m2﹣2m,即m2﹣(2﹣)m=0,解得m1=0(舍去),m2=2﹣,此时Q点坐标为(0,5﹣2);
当OM=MQ,作MH⊥OQ于H,如图1,则OH=QH,﹣2m=m2﹣2m﹣(﹣2m),即m2+2m=0,解得m1=0(舍去),m2=﹣2,此时Q点坐标为(0,﹣8);
当QM=QO,作QF⊥OM于F,如图2,则OF=MF=﹣m,
∵OQ∥AB,
∴∠QOF=∠BAO,
∴Rt△OFQ∽Rt△ABO,
∴,即,整理得4m2﹣3m=0,解得m1=0(舍去),m2=(舍去),
综上所述,满足条件的Q点坐标为(0,5﹣2)或(0,﹣8).
2.(2018·山东中考真题)如图,在平面直角坐标系中,二次函数交轴于点、,交轴于点,在轴上有一点,连接.
(1)求二次函数的表达式;
(2)若点为抛物线在轴负半轴上方的一个动点,求面积的最大值;
(3)抛物线对称轴上是否存在点,使为等腰三角形,若存在,请直接写出所有点的坐标,若不存在请说明理由.
【答案】(1)二次函数的解析式为;(2)当时,的面积取得最大值;(3)点的坐标为,,.
【详解】(1)∵二次函数y=ax2+bx+c经过点A(﹣4,0)、B(2,0),C(0,6),
∴,
解得:,
所以二次函数的解析式为:y=;
(2)由A(﹣4,0),E(0,﹣2),可求AE所在直线解析式为y=,
过点D作DN⊥x轴,交AE于点F,交x轴于点G,过点E作EH⊥DF,垂足为H,如图,
设D(m,),则点F(m,),
∴DF=﹣()=,
∴S△ADE=S△ADF+S△EDF=×DF×AG+DF×EH
=×DF×AG+×DF×EH
=×4×DF
=2×()
=,
∴当m=时,△ADE的面积取得最大值为.
(3)y=的对称轴为x=﹣1,设P(﹣1,n),又E(0,﹣2),A(﹣4,0),可求PA=,PE=,AE=,分三种情况讨论:
当PA=PE时,=,解得:n=1,此时P(﹣1,1);
当PA=AE时,=,解得:n=,此时点P坐标为(﹣1,);
当PE=AE时,=,解得:n=﹣2,此时点P坐标为:(﹣1,﹣2).
综上所述:P点的坐标为:(﹣1,1),(﹣1,),(﹣1,﹣2).
3.(2016·广西中考真题)在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于A,B两点(A在B的左侧),与y轴交于点C,顶点为D.
(1)请直接写出点A,C,D的坐标;
(2)如图(1),在x轴上找一点E,使得△CDE的周长最小,求点E的坐标;
(3)如图(2),F为直线AC上的动点,在抛物线上是否存在点P,使得△AFP为等腰直角三角形?若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)A(﹣3,0),C(0,3),D(﹣1,4);(2)E(,0);(3)P(2,﹣5)或(1,0).
【详解】
(1)当中y=0时,有,解得:=﹣3,=1,∵A在B的左侧,∴A(﹣3,0),B(1,0).
当中x=0时,则y=3,∴C(0,3).
∵=,∴顶点D(﹣1,4).
(2)作点C关于x轴对称的点C′,连接C′D交x轴于点E,此时△CDE的周长最小,如图1所示.
∵C(0,3),∴C′(0,﹣3).
设直线C′D的解析式为y=kx+b,则有:,解得:,∴直线C′D的解析式为y=﹣7x﹣3,当y=﹣7x﹣3中y=0时,x=,∴当△CDE的周长最小,点E的坐标为(,0).
(3)设直线AC的解析式为y=ax+c,则有:,解得:,∴直线AC的解析式为y=x+3.
假设存在,设点F(m,m+3),△AFP为等腰直角三角形分三种情况(如图2所示):
①当∠PAF=90°时,P(m,﹣m﹣3),∵点P在抛物线上,∴,解得:m1=﹣3(舍去),m2=2,此时点P的坐标为(2,﹣5);
②当∠AFP=90°时,P(2m+3,0)
∵点P在抛物线上,∴,解得:m3=﹣3(舍去),m4=﹣1,此时点P的坐标为(1,0);
③当∠APF=90°时,P(m,0),∵点P在抛物线上,∴,解得:m5=﹣3(舍去),m6=1,此时点P的坐标为(1,0).
综上可知:在抛物线上存在点P,使得△AFP为等腰直角三角形,点P的坐标为(2,﹣5)或(1,0).
4.(2019·广东广州市第二中学初三)如图(1),在平面直角坐标系中,矩形ABCO,B点坐标为(4,3),抛物线y=x2+bx+c经过矩形ABCO的顶点B、C,D为BC的中点,直线AD与y轴交于E点,与抛物线y=x2+bx+c交于第四象限的F点.
(1)求该抛物线解析式与F点坐标;
(2)如图,动点P从点C出发,沿线段CB以每秒1个单位长度的速度向终点B运动;
同时,动点M从点A出发,沿线段AE以每秒个单位长度的速度向终点E运动.过
点P作PH⊥OA,垂足为H,连接MP,MH.设点P的运动时间为t秒.
①问EP+PH+HF是否有最小值,如果有,求出t的值;如果没有,请说明理由.
②若△PMH是等腰三角形,求出此时t的值.
【答案】(1)y=x2+2x+3,F(6,-3) (2) ①有,t=3;②,,1,
【详解】
(1)∵矩形ABCO,B点坐标为(4,3)
∴C点坐标为(0,3)
∵抛物线y=x2+bx+c经过矩形ABCO的顶点B、C
∴∴∴y=x2+2x+3
设直线AD的解析式为
∵A(4,0)、D(2,3) ∴∴
∴
∵F点在第四象限,∴F(6,-3)
(2)∵E(0,6) ∴CE=CO
连接CF交x轴于H′,过H′作x轴的垂线交BC于P′,当P
运动到P′,当H运动到H′时, EP+PH+HF的值最小.
设直线CF的解析式为
∵C(0,3)、F(6,-3) ∴∴∴
当y=0时,x=3,∴H′(3,0) ∴CP=3 ∴t=3
如图1,过M作MN⊥OA交OA于N
∵△AMN∽△AEO,∴
∴∴AN=t,MN=
I.如图1,当PM=HM时,M在PH的垂直平分线上,
∴MN=PH ∴MN=∴t=1
II.如图2,当PH=HM时,MH=3,MN=,
HN=OA-AN-OH=4-2t 在Rt△HMN中,
,,
(舍去),
III.如图3.如图4,当PH=PM时,PM=3,MT=,PT=BC-CP-BT=在Rt△PMT中,,
,25t2-100t+64=0,
∴,,1,
5.(2019·湖南中考模拟)如图,关于x的二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于点A(1,0)和点B与y轴交于点C(0,3),抛物线的对称轴与x轴交于点D.
(1)求二次函数的表达式;
(2)在y轴上是否存在一点P,使△PBC为等腰三角形?若存在.请求出点P的坐标;
(3)有一个点M从点A出发,以每秒1个单位的速度在AB上向点B运动,另一个点N从点D与点M同时出发,以每秒2个单位的速度在抛物线的对称轴上运动,当点M到达点B时,点M、N同时停止运动,问点M、N运动到何处时,△MNB面积最大,试求出最大面积.
【答案】(1)二次函数的表达式为:y=x2﹣4x+3;(2)点P的坐标为:(0,3+3)或(0,3﹣3)或(0,-3)或(0,0);(3)当点M出发1秒到达D点时,△MNB面积最大,最大面积是1.此时点N在对称轴上x轴上方2个单位处或点N在对称轴上x轴下方2个单位处.
【详解】
解:(1)把A(1,0)和C(0,3)代入y=x2+bx+c,
解得:b=﹣4,c=3,
∴二次函数的表达式为:y=x2﹣4x+3;
(2)令y=0,则x2﹣4x+3=0,
解得:x=1或x=3,
∴B(3,0),
∴BC=3,
点P在y轴上,当△PBC为等腰三角形时分三种情况进行讨论:如图1,
①当CP=CB时,PC=3,∴OP=OC+PC=3+3或OP=PC﹣OC=3﹣3
∴P1(0,3+3),P2(0,3﹣3);
②当PB=PC时,OP=OB=3,
∴P3(0,-3);
③当BP=BC时,
∵OC=OB=3
∴此时P与O重合,
∴P4(0,0);
综上所述,点P的坐标为:(0,3+3)或(0,3﹣3)或(﹣3,0)或(0,0);
(3)如图2,设AM=t,由AB=2,得BM=2﹣t,则DN=2t,
∴S△MNB=×(2﹣t)×2t=﹣t2+2t=﹣(t﹣1)2+1,
当点M出发1秒到达D点时,△MNB面积最大,最大面积是1.此时点N在对称轴上x轴上方2个单位处或点N在对称轴上x轴下方2个单位处.
6.(2018·山东中考模拟)如图,抛物线y=﹣x2+mx+n与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,抛物线的对称轴交x轴于点D,已知A(﹣1,0),C(0,2).
(1)求抛物线的表达式;
(2)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使△PCD是以CD为腰的等腰三角形?如果存在,直接写出P点的坐标;如果不存在,请说明理由;
(3)点E时线段BC上的一个动点,过点E作x轴的垂线与抛物线相交于点F,当点E运动到什么位置时,四边形CDBF的面积最大?求出四边形CDBF的最大面积及此时E点的坐标.
【答案】(1)抛物线的解析式为:y=﹣x2+x+2;(2)存在,P1(,4),P2(,),P3(,﹣);(3)当点E运动到(2,1)时,四边形CDBF的面积最大,S四边形CDBF的面积最大=.
【详解】
(1)∵抛物线y=﹣x2+mx+n经过A(﹣1,0),C(0,2).
解得:,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2+x+2;
(2)∵y=﹣x2+x+2,
∴y=﹣(x﹣)2+,
∴抛物线的对称轴是x=.
∴OD=.
∵C(0,2),
∴OC=2.
在Rt△OCD中,由勾股定理,得
CD=.
∵△CDP是以CD为腰的等腰三角形,
∴CP1=CP2=CP3=CD.
作CH⊥x轴于H,
∴HP1=HD=2,
∴DP1=4.
∴P1(,4),P2(,),P3(,﹣);
(3)当y=0时,0=﹣x2+x+2
∴x1=﹣1,x2=4,
∴B(4,0).
设直线BC的解析式为y=kx+b,由图象,得
,
解得:,
∴直线BC的解析式为:y=﹣x+2.
如图2,过点C作CM⊥EF于M,设E(a,﹣a+2),F(a,﹣a2+a+2),
∴EF=﹣a2+a+2﹣(﹣a+2)=﹣a2+2a(0≤x≤4).
∵S四边形CDBF=S△BCD+S△CEF+S△BEF=BD•OC+EF•CM+EF•BN,
=+a(﹣a2+2a)+(4﹣a)(﹣a2+2a),
=﹣a2+4a+(0≤x≤4).
=﹣(a﹣2)2+
∴a=2时,S四边形CDBF的面积最大=,
∴E(2,1).
7.(2019·山东中考模拟)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.
【答案】(1)抛物线解析式为y=﹣x2+2x+6;(2)当t=3时,△PAB的面积有最大值;(3)点P(4,6).
【详解】
(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)△PDE为等腰直角三角形,
则PE=PD,
点P(m,-m2+2m+6),
函数的对称轴为:x=2,则点E的横坐标为:4-m,
则PE=|2m-4|,
即-m2+2m+6+m-6=|2m-4|,
解得:m=4或-2或5+或5-(舍去-2和5+)
故点P的坐标为:(4,6)或(5-,3-5).
8.(2018·广东中考模拟)如图,在平面直角坐标系xOy中,二次函数()的图象与x轴交于A(﹣2,0)、B(8,0)两点,与y轴交于点B,其对称轴与x轴交于点D.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)如图1,连结BC,在线段BC上是否存在点E,使得△CDE为等腰三角形?若存在,求出所有符合条件的点E的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,若点P(m,n)是该二次函数图象上的一个动点(其中m>0,n<0),连结PB,PD,BD,求△BDP面积的最大值及此时点P的坐标.
【答案】(1);(2)E的坐标为(,)、(0,﹣4)、(,);(3),(,).
【详解】
(1)∵二次函数()的图象与x轴交于A(﹣2,0)、C(8,0)两点,
∴,解得:,∴该二次函数的解析式为;
(2)由二次函数可知对称轴x=3,∴D(3,0),∵C(8,0),∴CD=5,由二次函数可知B(0,﹣4),设直线BC的解析式为,∴,解得:,∴直线BC的解析式为,设E(m,),
当DC=CE时,,即,解得,(舍去),∴E(,);
当DC=DE时,,即,解得,(舍去),∴E(0,﹣4);
当EC=DE时,,解得=,∴E(,).
综上,存在点E,使得△CDE为等腰三角形,所有符合条件的点E的坐标为(,)、(0,﹣4)、(,);
(3)过点P作y轴的平行线交x轴于点F,∵P点的横坐标为m,∴P点的纵坐标为:,
∵△PBD的面积
==
=,
∴当m=时,△PBD的最大面积为,∴点P的坐标为(,).
9.(2019·四川中考模拟)如图,已知二次函数y=﹣x2+bx+c(c>0)的图象与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,且OB=OC=3,顶点为M.
(1)求二次函数的解析式;
(2)点P为线段BM上的一个动点,过点P作x轴的垂线PQ,垂足为Q,若OQ=m,四边形ACPQ的面积为S,求S关于m的函数解析式,并写出m的取值范围;
(3)探索:线段BM上是否存在点N,使△NMC为等腰三角形?如果存在,求出点N的坐标;如果不存在,请说明理由.
【答案】(1)二次函数的解析式为y=﹣x2+2x+3;(2)S=﹣m2+m+(1≤m<3);(3)线段BM上存在点N(,),(2,2),(1+,4﹣)使△NMC为等腰三角形.
【详解】
解:(1)∵OB=OC=3,
∴B(3,0),C(0,3)
∴,
解得,
∴二次函数的解析式为y=﹣x2+2x+3;
(2)y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,M(1, 4)
设直线MB的解析式为y=kx+n,
则有,
解得,
∴直线MB的解析式为y=﹣2x+6,
∵PQ⊥x轴,OQ=m,
∴点P的坐标为(m,﹣2m+6)
S四边形ACPQ=S△AOC+S梯形PQOC=AO•CO+(PQ+CO)•OQ(1≤m<3)
=×1×3+(﹣2m+6+3)•m=﹣m2+m+;
(3)线段BM上存在点N(,),(2,2),(1+,4﹣)使△NMC为等腰三角形,
CM=,CN=,MN=
①当CM=NC时,,
解得x1=,x2=1(舍去)
此时N(,),
②当CM=MN时,,
解得x1=1+,x2=1-舍去),
此时N(1+,4﹣).
③当CN=MN时,,
解得x=2,此时N(2,2).
10.(2019·甘肃中考模拟)如图,已知二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴相交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴相交于点C(0,﹣3).
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)若P是第四象限内这个二次函数的图象上任意一点,PH⊥x轴于点H,与BC交于点M,连接PC.
①求线段PM的最大值;
②当△PCM是以PM为一腰的等腰三角形时,求点P的坐标.
【答案】(1)二次函数的表达式y=x2﹣2x﹣3;(2)①PM最大=;②P(2,﹣3)或(3-,2﹣4).
【详解】
(1)将A,B,C代入函数解析式,
得,解得,
这个二次函数的表达式y=x2﹣2x﹣3;
(2)设BC的解析式为y=kx+b,
将B,C的坐标代入函数解析式,得
,解得,
BC的解析式为y=x﹣3,
设M(n,n﹣3),P(n,n2﹣2n﹣3),
PM=(n﹣3)﹣(n2﹣2n﹣3)=﹣n2+3n=﹣(n﹣)2+,
当n=时,PM最大=;
②当PM=PC时,(﹣n2+3n)2=n2+(n2﹣2n﹣3+3)2,
解得n1=0(不符合题意,舍),n2=2,
n2﹣2n﹣3=-3,
P(2,-3);
当PM=MC时,(﹣n2+3n)2=n2+(n﹣3+3)2,
解得n1=0(不符合题意,舍),n2=3+(不符合题意,舍),n3=3-,
n2﹣2n﹣3=2-4,
P(3-,2-4);
综上所述:P(2,﹣3)或(3-,2﹣4).
11.(2019·安徽中考模拟)如图,已知直线与抛物线相交于点和点两点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)若点是位于直线上方抛物线上的一动点,当的面积最大时,求此时的面积及点的坐标;
(3)在轴上是否存在点,使是等腰三角形?若存在,直接写出点的坐标(不用说理);若不存在,请说明理由.
【答案】(1)所求抛物线的函数表达式为;(2)的面积有最大值是,此时点坐标为;(3)存在点坐标为或或或.
【详解】
解(1)点在直线上,
,
点坐标为,
点和点在抛物线上,
,
解得,
所求抛物线的函数表达式为;
(2)过点作轴于点,交于点,
设点的横坐标为,
则点的坐标为,
点的坐标为,
点是位于直线上方,
.
的面积
,
抛物线开口向下,又,
当时,
的面积有最大值,
最大值是.
此时点坐标为;
(3)存在点坐标为或或或.
12.(2018·江苏中考模拟)(2017南宁,第26题,10分)如图,已知抛物线与坐标轴交于A,B,C三点,其中C(0,3),∠BAC的平分线AE交y轴于点D,交BC于点E,过点D的直线l与射线AC,AB分别交于点M,N.
(1)直接写出a的值、点A的坐标及抛物线的对称轴;
(2)点P为抛物线的对称轴上一动点,若△PAD为等腰三角形,求出点P的坐标;
(3)证明:当直线l绕点D旋转时,均为定值,并求出该定值.
【答案】(1)a=,A(﹣,0),抛物线的对称轴为x=;(2)点P的坐标为(,0)或(,﹣4);(3).
【详解】
(1)∵C(0,3),∴﹣9a=3,解得:a=.
令y=0得:,∵a≠0,∴,解得:x=﹣或x=,∴点A的坐标为(﹣,0),B(,0),∴抛物线的对称轴为x=.
(2)∵OA=,OC=3,∴tan∠CAO=,∴∠CAO=60°.
∵AE为∠BAC的平分线,∴∠DAO=30°,∴DO=AO=1,∴点D的坐标为(0,1).
设点P的坐标为(,a).
依据两点间的距离公式可知:AD2=4,AP2=12+a2,DP2=3+(a﹣1)2.
当AD=PA时,4=12+a2,方程无解.
当AD=DP时,4=3+(a﹣1)2,解得a=0或a=2(舍去),∴点P的坐标为(,0).
当AP=DP时,12+a2=3+(a﹣1)2,解得a=﹣4,∴点P的坐标为(,﹣4).
综上所述,点P的坐标为(,0)或(,﹣4).
(3)设直线AC的解析式为y=mx+3,将点A的坐标代入得:,解得:m=,∴直线AC的解析式为.
设直线MN的解析式为y=kx+1.
把y=0代入y=kx+1得:kx+1=0,解得:x=,∴点N的坐标为(,0),∴AN==.
将与y=kx+1联立解得:x=,∴点M的横坐标为.
过点M作MG⊥x轴,垂足为G.则AG=.
∵∠MAG=60°,∠AGM=90°,∴AM=2AG==,∴= == =.
13.(2019·重庆中考模拟)如图,在平面直角坐标系中,一抛物线的对称轴为直线,与y轴负半轴交于C点,与x轴交于A、B两点,其中B点的坐标为(3,0),且OB=OC.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)若点G(2,y)是该抛物线上一点,点P是直线AG下方的抛物线上一动点,当点P运动到什么位置时,△APG的面积最大?求出此时P点的坐标和△APG的最大面积.
(3)若平行于x轴的直线与该抛物线交于M、N两点(其中点M在点N的右侧),在x轴上是否存在点Q,使△MNQ为等腰直角三角形?若存在,请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)P点的坐标为,的最大值为;(3)Q(-,0)或(,0)或(,0)或(,0)或(1,0).
【详解】
(1)设抛物线的解析式为,
由已知得:C(0,﹣3),A(﹣1,0),
∴,解得,
∴抛物线的解析式为;
(2)过点P作y轴的平行线与AG交于点Q,
由,令x=2,则y=-3,∴点G为(2,-3),
设直线AG为,∴,解得:,即直线AG为,
设P(x,),则F(x,-x-1),PF.
∵,
∴当时,△APG的面积最大,此时P点的坐标为,
(3)存在.
∵MN∥x轴,且M、N在抛物线上,∴M、N关于直线x=1对称,
设点M为(,)且,∴,
当∠QMN=90°,且MN=MQ时,△MNQ为等腰直角三角形,∴MQ⊥MN即MQ⊥x轴,
∴,即或,
解得,(舍)或,(舍),
∴点M为(,)或(,),∴点Q为(,0)或(,0),
当∠QNM=90°,且MN=NQ时,△MNQ为等腰直角三角形,同理可求点Q为(-,0)或(,0),
当∠NQM=90°,且MQ=NQ时,△MNQ为等腰直角三角形,
过Q作QE⊥MN于点E,则QE=MN,,
∵方程有解,∴由抛物线及等腰直角三角形的轴对称性知点Q为(1,0),
综上所述,满足存在满足条件的点Q,分别为(-,0)或(,0)或(,0)或(,0)或(1,0).
14.(2019·辽宁中考模拟)抛物线y=ax2+bx﹣3(a≠0)与直线y=kx+c(k≠0)相交于A(﹣1,0)、B(2,﹣3)两点,且抛物线与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求出C、D两点的坐标
(3)在第四象限抛物线上有一点P,若△PCD是以CD为底边的等腰三角形,求出点P的坐标.
【答案】(1)y=x2﹣2x﹣3;(2)C(0,﹣3),D(0,﹣1);(3)P(1+,﹣2).
【详解】
解:(1)把A(﹣1,0)、B(2,﹣3)两点坐标代入
y=ax2+bx﹣3可得
解得
∴y=x2﹣2x﹣3
(2)把x=0代入y=x2﹣2x﹣3中可得y=﹣3∴C(0,﹣3)
设y=kx+b,把A(﹣1,0)、B(2,﹣3)两点坐标代入
解得
∴y=﹣x﹣1
∴D(0,﹣1)
(3)由C(0,﹣3),D(0,﹣1)可知CD的垂直平分线经过(0,﹣2)
∴P点纵坐标为﹣2,
∴x2﹣2x﹣3=﹣2
解得:x=1±,∵x>0∴x=1+.
∴P(1+,﹣2)
15.(2020·浙江初三期末)如图,抛物线y=﹣x2+2x+6交x轴于A,B两点(点A在点B的右侧),交y轴于点C,顶点为D,对称轴分別交x轴、线段AC于点E、F.
(1)求抛物线的对称轴及点A的坐标;
(2)连结AD,CD,求△ACD的面积;
(3)设动点P从点D出发,沿线段DE匀速向终点E运动,取△ACD一边的两端点和点P,若以这三点为顶点的三角形是等腰三角形,且P为顶角顶点,求所有满足条件的点P的坐标.
【答案】(1)抛物线的对称轴x=2,A(6,0);(2)△ACD的面积为12;(3)点P的坐标为(2,2)或(2,6)或(2,3).
【详解】
(1)对于抛物线y=﹣x2+2x+6令y=0,得到﹣x2+2x+6=0,解得x=﹣2或6,
∴B(﹣2,0),A(6,0),
令x=0,得到y=6,
∴C(0,6),
∴抛物线的对称轴x=﹣=2,A(6,0).
(2)∵y=﹣x2+2x+6=,
∴抛物线的顶点坐标D(2,8),
设直线AC的解析式为y=kx+b,
将A(6,0)和C(0,6)代入解析式,得
解得:,
∴直线AC的解析式为y=﹣x+6,
将x=2代入y=﹣x+6中,解得y=4
∴F(2,4),
∴DF=4,
∴==12;
(3)①如图1,过点O作OM⊥AC交DE于点P,交AC于点M,
∵A(6,0),C(0,6),
∴OA=OC=6,
∴CM=AM,∠MOA=∠COA=45°
∴CP=AP,△OEP为等腰直角三角形,
∴此时AC为等腰三角形ACP的底边,OE=PE=2.
∴P(2,2),
②如图2,过点C作CP⊥DE于点P,
∵OC=6,DE=8,
∴PD=DE﹣PE=2,
∴PD=PC,
此时△PCD是以CD为底边的等腰直角三角形,
∴P(2,6),
③如图3,作AD的垂直平分线交DE于点P,
则PD=PA,
设PD=x,则PE=8﹣x,在Rt△PAE中,PE2+AE2=PA2,
∴(8﹣x)2+42=x2,
解得x=5,
∴PE=8﹣5=3,
∴P(2,3),
综上所述:点P的坐标为(2,2)或(2,6)或(2,3).
16.(2020·湖北初三期末)如图,已知二次函数的图象经过点A(4,4),B(5,0)和原点O,P为二次函数图象上的一个动点,过点P作x轴的垂线,垂足为D(m,0),并与直线OA相较于点C.
(1)求出二次函数的解析式;
(2)当点P在直线OA的上方时,求线段PC的最大值;
(3)当点P在直线OA的上方时,是否存在一点P,使射线OP平分∠AOy,若存在,请求出P点坐标;若不存在.请说明理由;
(4)当m>0时,探索是否存在点P,使得△PCO为等腰三角形,若存在,求出P点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=﹣x2+5x;(2)4;(3)存在,P(4﹣,2+3);(4)存在,P(4﹣,2+3)
【详解】
解:(1)∵二次函数的图象经过原点,
∴设二次函数的解析式为y=ax2+bx,
将A(4,4),B(5,0)代入,
得,
解得,a=﹣1,b=5,
∴y=﹣x2+5x;
(2)设直线OA的解析式为y=ax,
将A(4,4)代入,
得,a=1,
∴yOA=x,
∵PD⊥x轴,D(m,0),
∴P(m,﹣m2+5m),C(m,m),
∴PC=﹣m2+5m﹣m
=﹣m2+4m
=﹣(m﹣2)2+4,
根据二次函数的图象及性质可知,当m=2时,PC有最大值,其最大值为4;
(3)存在,理由如下:
如图,当射线OP平分∠AOy时,过点P作PM⊥y轴于点M,作PN⊥OA于点N,
则PM=PN,
∵点C在直线yOA=x上,
∴△ODC是等腰直角三角形,
∴∠OCD=∠PCN=45°,
∴△PCN是等腰直角三角形,
由(2)知,PC=﹣m2+4m,
∴PN=(﹣m2+4m)=﹣m2+2m,
∵P(m,﹣m2+5m),
∴PM=m,
∵PM=PN,
∴m=﹣m2+2m,
解得,m1=0(舍去),m2=4﹣,
∴P(4﹣,2+3);
(4)存在,理由如下:
∵∠PCO=180°﹣∠OCD=135°,
∴当△PCO为等腰三角形时,只存在PC=OC一种情况,
由(2)知,PC=﹣m2+4m,OC=OD=m,
∴﹣m2+4m=m,
解得,m1=0(舍去),m2=4﹣,
∴当m=4﹣时,﹣m2+5m=2+3,
∴P(4﹣,2+3).
17.(2019·吉林初三)如图1,抛物线与y=﹣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D是线段AB上一点,且AD=CA,连接CD.
(1)如图2,点P是直线BC上方抛物线上的一动点,在线段BC上有一动点Q,连接PC、PD、PQ,当△PCD面积最大时,求PQ+CQ的最小值;
(2)将过点D的直线绕点D旋转,设旋转中的直线l分别与直线AC、直线CO交于点M、N,当△CMN为等腰三角形时,直接写出CM的长.
【答案】(1);(2)CM的长为或或.
【详解】
解:(1)当y=0时,,
解得:x1=﹣3,x2=4,
∴A(﹣3,0),B(4,0),
∵x=0时,y=4,
∴C (0,4),
设OD=m,则AD=m+3,
在Rt△AOC中,有AC2=AO2+OC2,
∴(m+3)2=32+42,
解得:m1=2,m=2﹣8
∴D(2,0),
如图1,设点P(m,n),
S△PCD=S△PCO+S△POD﹣S△COD
=
=
=
=;
∵a=﹣<0,则面积有最大值,
∴m=时,有最大值,
∴P(,);
如图2,过点D作DH⊥CB,△DHB为等腰直角三角形,则DB=2,
∴DH=BH=,
∵BC=,
∴CH=,
∴tan∠DCH=.
过点P作PG⊥CD交BC于Q,则PG=PQ+CQ,
∴CD直线解析式为:y=﹣2x+4;
设G(m,﹣2m+4),
作GM⊥CO,PN⊥GM,垂足分别为M、N,可知△CMG∽△PGN,
∴,
∴,
解得:,
∵△CDO∽△GPN,
∴,
∴GP=,
∴PQ+CQ的最小值为;
(2)如图3,过点M1作M1H⊥AB,
设直线L解析式为y=kx+b,
将(2,0)代入得:b=﹣2k,
∴y=kx﹣2k
①当CM1=CN1
∴ON1=﹣2k,CN1=4+2k,AM1=1﹣2k
∵△AM1H∽△AOC
∴,
∴,
∴AH=(1﹣2k),M1H=,
∴M1(,),
代入y=kx﹣2k得
=k()﹣2k
解得k1=﹣2,k2=,
∴CM=4+2k=;
②当CN2=MN2时,如图4
过A作AP∥BD,设AP直线解析式为y=kx+b,
将点A代入,﹣3k+b=0,
∴b=3k,
∴AP==,
∴CO=+3k=4
∴k=,
∴DM直线解析式为:,
联立,解得
∴CM=;
③当M3C=M3N3时,如图5:
在x正半轴上取点Q(3,0),
∴CQ解析式为,
过点D作DM3∥CQ,
∴DM3的解析式为,
联立,
解得,
∴M3(,),
∴CM3=;
综上所述:CM的长为:或或.
18.(2020·江苏初三期末)在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点A,B ( A在B的左侧)
(1)如图1,若抛物线的对称轴为直线 .
①点A的坐标为( , ),点B的坐标为( , );
②求抛物线的函数表达式;
(2)如图2,将(1)中的抛物线向右平移若干个单位,再向下平移若干个单位,使平移后的抛物线经过点O,且与x正半轴交于点C,记平移后的抛物线顶点为P,若是等腰直角三角形,求点P的坐标.
【答案】(1)①A(-5,0),B(-1,0);②;(2)P(1,1);
【详解】
(1)①∵抛物线与x轴交于点A,B,对称轴为直线 ,
∴点A(-5,0),点B(-1,0);
②把A(-5,0),B(-1,0)代入,
得:,解得:,
∴抛物线的函数表达式是:;
(2)∵平移后的抛物线经过点O,
∴设平移后的抛物线的解析式为:,(b>0),
∴点C的坐标是(b,0),点P的坐标是(,),
∵是等腰直角三角形,
∴=,解得:b=2或b=0(舍去),
∴点P的坐标是:(1,1).
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