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2025年中考数学考前冲刺:二次函数与特殊的三角形综合 压轴练习题(含答案解析)
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这是一份2025年中考数学考前冲刺:二次函数与特殊的三角形综合 压轴练习题(含答案解析),共62页。
(1)求抛物线的关系式;
(2)请在抛物线的对称轴上找一点P,使的周长最小,并求此时点P的坐标.
(3)动点M从点O出发,以每秒2个单位长度的速度向点B运动(到点B停止),过M作x轴的垂线交抛物线于点N,交线段BC于点Q.设运动时间为t()秒.△BOQ能否为等腰三角形?若能,求出t的值;若不能,请说明理由.
2.抛物线与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),且,,与y轴交于点C.连接BC,以BC为边,点O为中心作菱形BDEC.点P是x轴上的一个动点,设点P的坐标为,过点P作x轴的垂线交抛物线于点Q,交BD于点M.
(1)求该抛物线对应的函数表达式;
(2)x轴上是否存在一点P,使为等腰三角形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)当点P在线段OB上运动时,试探究:当m为何值时,四边形CQMD是平行四边形?请说明理由.
3.已知二次函数的图象与轴交于和,与轴交于点.
(1)求该二次函数的表达式.
(2)如图,连接,动点以每秒个单位长度的速度由向运动,同时动点以每秒个单位长度的速度由向运动,连接,当点到达点的位置时,、同时停止运动,设运动时间为秒.当为直角三角形时,求的值.
(3)如图,在抛物线对称轴上是否存在一点,使得点到轴的距离与到直线的距离相等,若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
4.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴分别交于点和点B,与y轴交于点.
(1)求抛物线的解析式及对称轴;
(2)如图,点D与点C关于对称轴对称,点P在对称轴上,若,求点P的坐标;
(3)点M是抛物线上一动点,点N在抛物线的对称轴上,是否存在以A、B、M、N为顶点的四边形为菱形,若存在,求出点N的坐标;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C,经过A、C两点的抛物线y=ax2+bx+c与x轴的另一交点为.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)点P是该抛物线上的动点,过点P作PD⊥x轴于点D,交AC于点E,设点P的横坐标为t(-4<t<0).
①求出四边形PAOC面积S与t的函数表达式,并求S的最大值;
②当△PEC为等腰三角形时,求所有满足条件的t的值.
6.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于,两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P为直线上方抛物线上一动点,过点A作交抛物线于点D,连接,记四边形的面积为,的面积为,当的值最大时,求点P的坐标和的最大值;
(3)如图2,将抛物线水平向右平移,使得平移后的抛物线经过点O,G为平移后的抛物线的对称轴直线l上一动点,将线段沿直线平移,平移过程中的线段记为(线段始终在直线l的左侧),是否能使得是等腰直角三角形?若存在,请直接写出满足要求的点G的坐标;若不存在,请说明理由.
7.如图,已知点,点,点,直线l为,且直线直线AC,垂足为点D,抛物线为经过点A、B、D三点.
(1)求a、b、c的值.
(2)点E在抛物线上,过点E作轴,交直线AC于点F,若点E由点A运动到点D的过程中,求线段EF的最大值.
(3)点P、Q分别在线段AB、AD上,连接PQ、BQ,若点P由点A运动到点B的过程中,是否存在和中一个是等腰三角形另一个是直角三角形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
8.如图,四边形的顶点坐标分别为,,,,抛物线经过,,三点.
(1)求证:四边形是矩形;
(2)求抛物线的解析式;
(3)绕平面内一点顺时针旋转得到,即点,,的对应点分别为,,,若恰好两个顶点落在抛物线上,请直接写出的坐标.
9.如图,抛物线与x轴交于点A和点,与y轴交于点,连接AB,BC,对称轴PD交AB与点E.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图2,试探究:线段BC上是否存在点M,使,若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图3,点Q是抛物线的对称轴PD上一点,若以点Q、A、B为顶点的三角形是锐角三角形,请直接写出点Q纵坐标n的取值范围.
10.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线与轴分别交于、两点,与轴交于点,连接、,其中,.
(1)求该抛物线的函数解析式;
(2)点是直线上方抛物线上一点,过点作轴交直线于点,求的最大值,并写出此时点的坐标;
(3)如图2,设点是原抛物线的顶点,轴上有一点,将原抛物线沿轴正方向平移恰好经过点时停止,得到新抛物线,点为的对称轴上任意一点,连接,当是等腰三角形时,直接写出所有符合条件的点的坐标.
11.如图1,在平面直角坐标系中,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.
(1)求点A的坐标;
(2)如图2,连接AC,点D为线段AC下方抛物线上一动点,过点D作轴交线段AC于E点,连接EO、AD,记的面积为,的面积为,求的最大值及此时点D的坐标;
(3)如图3,连接CB,并将抛物线沿射线CB方向平移个单位长度得到新抛物线,动点N在原抛物线的对称轴上,点M为新抛物线与y轴的交点,当为以AM为腰的等腰三角形时,请直接写出点N的坐标.
12.抛物线的顶点A在x轴上,与y轴交于点B.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,直线交抛物线于C,D两点,若,求的面积;
(3)如图2,已知(2)中C点坐标,点P是第二象限抛物线上一点,是否存在点P,使得,若存在,请求出点P坐标,若不存在,请说明理由.
13.如图,抛物线与x轴交于点A,B(点A在点B的右侧),与y轴交于点C,,连接BC,AC,设AC关系式为,.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点D是直线AC下方抛物线上一点,于点E,轴于点F,DF与AC交于点G.
①当时,求点D的横坐标;
②当△CDG是等腰三角形时,直接写出点D的坐标.
14.如图1,以点M(1,4)为顶点的抛物线与直线y=kx+b 交于A,B两点,且点A坐标为(4,﹣),点B在y轴上.
(1)求直线和抛物线解析式;
(2)若点D是抛物线上位于直线AB上方的一点(如图2),过点D作DE⊥x轴于点E,交直线AB于点F,求线段DF长度的最大值;
(3)在抛物线的对称轴l上是否存在点P,使以点A,M,P为顶点的三角形是直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
15.抛物线过点A(-3,0),点B(1,0)与y轴交于点C,顶点为D,点E在y轴负半轴上.
(1)求抛物线的表达式及点D的坐标;
(2)若△ADE是直角三角形,求点E的坐标;
(3)点P是抛物线在第一象限内的点,连接AP交y轴于点H,连接AE交抛物线于点F,点G在线段OA上,且AG=CE,连接GH,若∠EAO=2∠OGH,,求点F的坐标.
16.如图,若抛物线与直线的两个交点A,B关于原点对称,则称线段AB为抛物线的“对称弦”,该直线为抛物线的“对称弦直线”.已知抛物线交y轴于点,与其“对称弦直线”交于点A,B.
(1)若该抛物线的“对称弦直线”为,求抛物线的函数解析式;
(2)在(1)的条件下,点P为抛物线上A点右侧一点,连接CP交AB于点E,连接BP,BC,当时,求P点坐标;
(3)当该抛物线对称轴在y轴左侧时,抛物线上是否存在点H,使得是以“对称弦”AB为斜边的等腰直角三角形,若存在,请求出此时抛物线解析式;若不存在,请说明理由.
17.如图,二次函数的图象与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,且,对称轴为直线.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)直线l过点A与抛物线交于点P,当时,求点P的坐标;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在一点Q,使得是直角三角形?若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
18.如图,在平面直角坐标系中,是直角三角形,,,,,抛物线经过A,B两点,抛物线的顶点为D.
(1)求顶点D的坐标;
(2)点E是斜边上一动点(点A、B除外),过点E作x轴的垂线交抛物线于点F,当线段的长度最大时,求点E、F的坐标;
(3)在(2)的条件下,在抛物线上是否存在一点P,使是以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,说明理由.
《2025年3月7日初中数学作业》参考答案
1.(1)
(2)
(3)能;秒或秒
【分析】(1)先根据已知条件求出点A和点B的坐标,然后用待定系数法求抛物线的解析式即可;
(2)点A关于对称轴的对称点是点B,连接BC,交对称轴于P,点P就是使△ACP的周长最小的点,求出BC的解析式,然后将,代入解析式,即可求出点P的坐标;
(3)分三种情况进行讨论,OQ=BQ,BO=BQ,OQ=OB,然后分别求出t的值即可.
【详解】(1)解:∵点A、B关于直线对称,AB=4,
∴,,
代入中,得:,解得,
∴抛物线的解析式为.
(2)如图,点A关于对称轴的对称点是点B,连接BC,交对称轴于P,点P就是使△ACP的周长最小的点,
设直线BC的解析式为,则有:,解得,
∴直线BC的解析式为,当时,.
∴.
(3)如下图,
∵,MN⊥x轴,
∴,
∵△BOQ为等腰三角形,
∴分三种情况讨论,
第一种,当OQ=BQ时,
∵QM=OB,
∴OM=MB,
∴,
∴;
第二种,当BO=BQ时,在Rt△BMQ中,
∵∠OBQ=45°,
∴,
∴,
即,
∴;
第三种,当OQ=OB时,则点Q、C重合,此时,
而,故不符合题意,
综上述,当秒或秒时,△BOQ为等腰三角形.
【点睛】本题主要考查了二次函数的综合应用,待定系数法求抛物线的函数解析式,等腰直角三角形的判定和性质,求一次函数解析式,注意进行分类讨论是解决第(3)问的关键.
2.(1)
(2)存在,点P的坐标为(0,0)或或或(-4,0)
(3)当m=2时,四边形CQMD是平行四边形,理由见解析
【分析】(1)抛物线与x轴交于A(-1,0),B(4,0)两点,故抛物线的表达式为:y=a(x+1)(x-4)=a(x2-3x-4),即-4a=-4,得出a的值,即可求解;
(2)分PB=PC、PB=BC、PC=BC三种情况,分别求解即可;
(3)直线BD的解析式为y=-x+4,当MQ=DC时,四边形CQMD是平行四边形,则,即可求解.
【详解】(1)∵抛物线与x轴交于A(-1,0),B(4,0)两点,
∴设抛物线的表达式为:
即-4a=-4,解得:a=1,
∴抛物线的解析式为:;
(2)设点P的坐标为(m,0),
则,,,
①当PB=PC时,,解得:m=0;
②当PB=BC时,,解得:;
③当PC=BC时,,解得:m=±4(舍去4),
故点P的坐标为:(0,0)或或或(-4,0);
(3)∵C(0,-4)
∴由菱形的对称性可知,点D的坐标为(0,4),
设直线BD的解析式为,又B(4,0)
解得:k=-1,
∴直线BD的解析式为y=-x+4;
则点M的坐标为(m,-m+4),点Q的坐标为,
如图,当MQ=DC时,四边形CQMD是平行四边形
∴,
解得:(不合题意舍去),,
∴当m=2时,四边形CQMD是平行四边形.
【点睛】本题是二次函数的综合题,主要考查二次函数的性质、一次函数性质、待定系数法、两点间距离公式、平行四边形性质、等腰三角形的性质等,解决此题的关键是注意分类讨论.
3.(1)
(2)或2
(3)存在;或
【分析】运用待定系数法即可求得答案.
由题意得:,,,分两种情况:当时,,即,可求得;当时,,即,可求得.
运用待定系数法求得直线的解析式为,可得出:,,如图,作的平分线交直线于点,过点作于点,设,利用角平分线性质可得出:,,再运用三角函数定义可得,建立方程求解即可;过点作交直线于点,过点作于点,设,如图,利用角平分线性质可得出:,,再运用三角函数定义可得,建立方程求解即可得出答案.
【详解】(1)解:二次函数的图象与轴交于和,
,
解得:,
该二次函数的表达式为.
(2)抛物线与轴交于点,
,
由题意得:,,
,
,,
,,
,
,
为直角三角形,,如图,
或,
当时,,
,
,
解得:;
当时,,
,
,
解得:;
综上所述,当为直角三角形时,的值为或.
(3)存在,
设直线的解析式为,把,代入,
得:,
解得:,
直线的解析式为,
,
抛物线的对称轴为直线,设直线与轴交于点,与直线交于点,
则,,
如图,作的平分线交直线于点,过点作于点,设,
平分,,,
,,
,,,
,
,
,
,
解得:,
;
过点作交直线于点,过点作于点,设,如图,
则,,
平分,
,
,
,,
,,
,
,
,
解得:,
,
综上所述,点的坐标为或 .
【点睛】本题是二次函数综合题,考查了待定系数法求函数的解析式、动点问题,直角三角形的性质、角平分线性质、三角函数定义等知识点,运用数形结合、分类讨论思想是解题的关键.
4.(1)抛物线的解析式为:y=﹣x2+2x+3,对称轴为直线:
(2)P(1,1)或(1,2)
(3)存在,N(1,-4)
【分析】(1)利用待定系数法求解即可.
(2)如图1中,连接BD,设BD的中点T,连接PT,设P(1,m).求出PT的长,构建方程求出m即可.
(3)根据题意以及菱形的性质,分为对角线和边两种情形讨论,即可求解.
【详解】(1)解:把A(﹣1,0),点C(0,3)的坐标代入y=﹣x2+bx+c,得,
,
解得,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3,对称轴为直线x1.
(2)解:如图1中,连接BD,设BD的中点T,连接PT,设P(1,m).
∵点D与点C关于对称轴对称,C(0,3),
∴D(2,3),
∵B(3,0),
∴T(,),BD,
∵∠BPD=90°,DT=TB,
∴PTBD,
∴(1)2+(m)2=()2,
解得m=1或2,
∴P(1,1)或(1,2).
(3)解:存在,理由如下,
抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3,顶点坐标为
对称轴为
①当为对角线时,,设交于点,如图,
则,
四边形是菱形,
,
②当为边时,如图,
四边形是菱形,
,
设,,,
在抛物线上,则
解得,
或
解得
是菱形
即
解得
与矛盾,故不存在此情形
综上所述,当A、B、M、N为顶点的四边形为菱形,.
【点睛】本题属于二次函数综合题,考查了二次函数的性质,等边三角形的性质,菱形的性质与判定,直角三角形斜边中线的性质等知识,解题的关键是学会利用参数构建方程解决问题.
5.(1)
(2)①,的最大值为;②或或
【分析】(1)利用直线的表达式求出、两点坐标,设抛物线的交点式方程,利用待定系数法求解;
(2)①根据题意,用表示的坐标,将四边形的面积转化为与梯形的面积进行求解;②用表示各线段的长,对等腰三角形的腰和底进行分类讨论,分别在三种情况下计算的值.
【详解】(1)解:直线与x轴、y轴的交点坐标分别为、.
抛物线与x轴的另一交点为,
设所求抛物线的函数表达式为,
把点代入,得,解得.
所求抛物线的函数表达式为,即.
(2)解:①点的坐标为.
,
即,
整理得.
当时,最大,最大值为.
②点的坐标为,点的坐标为,点.
,,
分三种情况讨论:
(Ⅰ)如图1,当时,,
解得,(舍去).
(Ⅱ)如图2,当时,过点作于点,则为的中点.
,
解得,(舍去).
(Ⅲ)如图3,当时,过点作于点,则为的中点.
,
.
,,
,
即,
,即,
,解得,(舍去).
综上,满足条件的的值为或或.
.
【点睛】本题是二次函数的综合题,考查了待定系数法求函数解析式,二次函数与四边形面积的应用,等腰三角形的性质与判定,勾股定理的应用,三角函数的应用,解决本题的关键是掌握相关性质定理.
6.(1)抛物线的解析式为
(2)点P的坐标为,S1-S2的最大值为
(3)存在点,使得△A1C1G是等腰直角三角形
【分析】(1)用待定系数法求解即可;
(2)分别求出直线BC、AD、CD的解析式,设CD交x轴于点N,过点P作PM⊥AB交BC于点M,设,则可得到点M的坐标,求得PM,由S1=S△ABC+S△PCM+S△PBM及S2=S△BNC+S△BND,可得关于a的二次函数,即可求得此时的最大值及点P的坐标;
(3)设点,则由平移可得,分三种情况讨论:以C1为直角顶点;以A1为直角顶点;以G为直角顶点;作辅助线构造全等三角形,利用全等三角形的判定与性质可求得点G的坐标.
【详解】(1)∵抛物线y=ax2+bx+2(a≠0)与x轴交于A(-1,0),B(3,0)两点,当x=0时,y=2,
∴,
解得:,
∴抛物线的解析式为;
(2)设直线BC的解析式为:y=kx+b(k≠0),
把点C(0,2),B(3,0)代入得:,
解得:.
∴直线BC的解析式为:.
设AD的解析式为,,
把点A(-1,0)代入得:,
解得:,
∴AD的解析式为:,
由解得:,,
∴,
设直线CD的解析式为,
把点D的坐标代入得:,
解得:,
∴直线CD的解析式为:,
当y=0时,,
解得:,
记直线CD与x轴交于点N,则:
,,
过点P作PM⊥AB交BC于点M,设,
∴,
∴,
∴S1=S△ABC+S△PCM+S△PBM
=-a2+3a+4,
S2=S△BNC+S△BND
,
∴,
∴当时,S1-S2的最大值为,
此时,点P的坐标为;
(3)∵,
∴抛物线的对称轴为直线x=1,
∵抛物线向右平移后经过点O,即:抛物线向右平移1个单位,
∴直线l为:x=2,
(i)当等腰三角形以∠A1C1G1=90°,A1C1=C1G1时,如图1所示,过点C1作C1H⊥l于点H,过点A1作A1Q⊥C1H于点Q,
∵∠HC1G1+∠QC1A1=90°,∠QC1A1+∠QA1C1=90°,
∴∠HC1G1=∠QA1C1,
又∵∠A1QC1=∠C1HG1=90°,A1C1=C1G1,
∴(AAS),
∴QA1=C1H,HG1=QC1,
设点
由题意,把点A向右平移1个单位长度再向上平移2个单位长度得到点C,则把点A1向右平移1个单位长度再向上平移2个单位长度得到点C1,
∵AC∥A1C1,且AC=A1C1,
∴
∴,,,
∴2-(a+1)=2,
解得:a=-1,
∴C1(0,2),H(2,2),
∴G1(2,1),
(ii)当等腰三角形以∠C1A1G2=90°,A1C1=A1G2时,如图2所示,过点A1作A1F⊥l于点F,过点C1作C1E⊥A1F于点E,
同(i)理可证:,
设点,则,
∴G2F=A1E=1,FA1=2-a=C1E=2,
∴a=0,
∴,
∴,
∴,
(iii)当等腰三角形以∠C1G3A1=90°,C1G3=A1G3时,如图3所示,过点A1作A1Q⊥l于点Q,过点C1作C1P⊥l于点P,
同(i)理可证:,
设点,则,
∴A1Q=G3P=2-a,,,
∴,
解得:,
∴,,,
∴,
综上所述:存在点,使得△A1C1G是等腰直角三角形.
【点睛】本题是二次函数与图形面积、特殊三角形的综合,综合性较强,考查了待定系数法求二次函数与一次函数的解析式,全等三角形的判定与性质,等腰三角形的性质,平移的性质等知识,涉及到割补思想、分类讨论思想、方程思想等数学思想,构造全等三角形是本题的难点.
7.(1)
(2)
(3)P或P(2,0)或P
【分析】(1)先根据待定系数法求出直线AC的解析式,再求出D点坐标,最后再用待定系数法求出a、b、c;
(2)设E,则F,则EF=,根据二次函数的性质求出最大值即可;
(3)分①AP=PQ,∠PQB=90°,②PB=PQ,∠APQ=90°,③PQ=BP,∠PQA=90°,设PQ=a,分别表示出AP和BP,再根据AB=AP+BP=6,求出a的值,进而求出P点坐标.
【详解】(1)解:设直线AC为y=kx+b,则
,
解得
∴直线AC的解析式为:
∴ ,
解得
∴D .
∵抛物线为经过点A、B、D三点,
∴ ,
解得 .
(2)解:设E,则F,
∴EF= ,
∵a= ,
∴EF有最大值,
当x=时,
EF的最大值为.
(3)解:①当AP=PQ,∠PQB=90°时,作QH⊥AB于H,如图,
设QH=a,则AH=2a,
设AP=PQ=x,则PH=2a-x,
∵,
∴,
∴,
∴PH=.
∵QH⊥AB,PQ⊥BQ,
∴∠QBP=∠PQH,
∴tan∠QBP=tan∠PQH,
∴,即
∴BH=.
∵AH+BH=AB=6,
∴,
∴,
∵OP=AP-OA=
∴P ;
②当PB=PQ,∠APQ=90°时,如图,
设QP=a,则AP=2a,PB=a,
∴AB=AP+PB=3a=6,
∴a=2,
∴P(2,0);
③当PQ=BP,∠PQA=90°时,如图,
设PQ=a,则PB=a,
∵tan∠QAP=,
∴AQ=2a,,
∴AB=,
∴,
∴OP=AP-OA=,
∴P
综上所述,P或P(2,0)或P.
【点睛】本题考查了待定系数法求一次函数和二次函数的解析式,二次函数的性质,等腰三角形、直角三角形的性质,解题的关键是准确理解二次函数的性质,能根据题意正确画出图形,找到线段之间的关系,列出方程求解.
8.(1)平行四边形是矩形
(2)
(3)点的坐标为或
【分析】(1)根据,,,可得CD//y轴,AD//x轴,得出四边形AOCD是平行四边形,根据∠AOC= 90°,可得四边形AOCD是矩形;.
(2)设抛物线的解析式为,把,,代入得函数解析式;
(3)分三种情况讨论:①当点A1,C1落在抛物线上时;②当点D1落在抛物线上时;③当点C1,D1落在抛物线上时,分别求出点A1的坐标.
【详解】(1)证明四边形AOCD是矩形,理由如下:
∵,,,
∴CD//y轴,AD//x轴,
∴CD∥OA,AD∥OC,
∴四边形AOCD是平行四边形,
又∵点A在y轴上,点C在x轴上,
∴∠AOC= 90°,
∴四边形AOCD是矩形;.
(2)解:设抛物线的解析式为,
把,,代入得:
,
解得:,
即抛物线的解析式为:;
(3)∵,,,
∴AD = 1,CD =,
由(1)得,四边形AOCD是矩形,
∴∠ADC = 90°,由旋转可知:,
∴,,
∴ΔA1C1D1恰好两个顶点落在抛物线上,
∴分三种情况讨论:
①当点A1,C1落在抛物线上时,A1D1//y轴,C1D1//z轴,如图2,
设
则,
∴,即,
∴
,
即
∵
∴
整理得:,
①+②得:,
解得:,
当时,
,
∴;
②当点D1落在抛物线上时,点A1不可能落在抛物线上,
如图3,
③当点C1,D1落在抛物线上时,A1D1//y轴,C1D1//z轴,
如图4,
此时C1、D1关于抛物线的对称轴对称,
∵抛物线的对称轴为直线,
∴设则:,
∴,
,
又∵,
∴,
解得:,
∵A1D1 = 1,
∴,
把代入得:
,
解得:,
∴,
综上所述,若△A1C1D1恰好两个顶点落在抛物线上,此时A1的坐标为或
【点睛】本题是二次函数综合题,考查了二次函数的性质,待定系数法求解析式,轴对称的性质,旋转的性质,利用分类讨论思想解决问题是本题的关键.
9.(1)
(2)或
(3)或
【分析】(1)利用待定系数法求解抛物线的解析式即可;
(2) 先求解再求解抛物线的对称轴为: 证明 可得 再求解 从而可得答案;
(3)先分三种情况求解为直角三角形时,的坐标,结合图像可得为锐角三角形时的纵坐标的取值范围.
【详解】(1)解: 抛物线过点,点,
解得:
所以抛物线为:
(2)存在,理由如下:
令
解得:
而
而抛物线的对称轴为:
设为
解得
所以为
解得:或
如图,过作轴,交轴于K,
或
解得:或
同理:直线的解析式为
或
或
(3)如图,设
当时,
解得: 即
当时,
解得: 即
当时,
解得:
所以以点Q、A、B为顶点的三角形是锐角三角形,点Q纵坐标n的取值范围为:
或
【点睛】本题考查的是利用待定系数法求解二次函数的解析式,相似三角形的判定与性质,二次函数与直角三角形,理解题意,作出适当的辅助线进行转换是解本题的关键.
10.(1)
(2)当时,取最大值,此时
(3),,,
【分析】(1)待定系数法求二次函数解析式即可求解.
(2)过点作交于点,令,得点坐标为,即直线的解析式为,由题设:,,求得,根据,可得,根据二次函数的性质即可求解;
(3)根据平移的性质求得,分别利用勾股定理求得的长,根据等腰三角形的性质,建立方程即可求解,最后求得直线,检验时,是否有点在直线上,从而取舍点的坐标.
【详解】(1)在中,,
∴,
∴.
将,代入得:
解得:
∴该抛物线的解析式为;
(2)如图,过点作交于点
令,
解得
则点坐标为,
设直线的解析式为,
,
解得,
即直线的解析式为,
由题设:,,
∴,
,
当时,取最大值,此时;
(3)
轴上有一点,将原抛物线沿轴正方向平移恰好经过点时停止,得到新抛物线,
则的对称轴为,
设,,,
设直线的解析式为,
,
,
直线的解析式为,
,
,
当时, ,
解得,
当时,,
解得,
当时,,
解得,,
直线的解析式为,当时,,
即在直线上,
不能构成三角形,
,,,,
【点睛】本题考查了二次函数综合问题,待定系数法求二次函数解析式,线段最值问题,二次函数最值问题,等腰三角形的性质与判定,勾股定理,综合运用以上知识是解题的关键.
11.(1)
(2)最大值为,此时点D的坐标为
(3)N点坐标为或或或
【分析】(1)令,解一元二次方程,结合点A在点B的左侧,即可得出A点坐标;
(2)延长DE交x轴于点K,先求出点C的坐标,再利用待定系数法求出直线AC的解析式,设,其中,则可表示出点E的坐标和DE的长,再求出S1和S2的含t表达式,从而得出S1-S2的表达式,然后根据二次函数的性质求最大值,并求出此时D点坐标即可;
(3)根据C、B两点的坐标得出,则可推出抛物线沿射线CB方向平移个单位长度,即抛物线向右平移2个单位长度,向上平移6个单位长度,根据平移的规律得出新的抛物线,从而求出M点的坐标,设,分两种情况讨论,即①当时,②当时,分别根据腰相等建立关于n的方程求解,即可解答.
【详解】(1)解:抛物线,与x轴交于A、B两点,
令,得,
解得
∵点A在点B的左侧,
∴点A的坐标为;
(2)解:如图1,
延长DE交x轴于点K,
抛物线与y轴交于点C,
∴,
设直线AC的函数表达式为,
∵,
∴,
解得,
∴直线AC的函数表达式为,
设,其中,
∴,
,
,
∴,
∴当时,取得最大值,最大值为,
此时点D的坐标为;
(3)解:∵,
∴,
抛物线沿射线CB方向平移个单位长度,
∴抛物线向右平移2个单位长度,向上平移6个单位长度,
∴平移后的抛物线解析式为,
当时,,
∴,
∵原抛物线的对称轴为直线,设,
①当时,,
∴,
∴或;
②当时,,
∴或
∴或;
综上所述:N点坐标为或或或.
【点睛】本题主要考查了二次函数的综合,一次函数与几何综合,待定系数法求函数解析式,等腰三角形的定义,二次函数图像的平移,两点间距离公式的等,利用数形结合和分类讨论的思想求解是解题的关键.
12.(1)
(2)
(3)存在,
【分析】(1)根据△=0即可求出m的值,故可求解;
(2)分别过点C、D,作轴,交于点E,直线DC交y轴于F点,得到,根据相似三角形对应线段成比例求出CE,DE的长,设,表示出 ,代入二次函数求出t,得到C,D的坐标,故可求出直线CD的解析式,求出F点坐标,进而求出△COD的面积;
(3)过点C作轴于点N,直线PC交y轴于Q点,根据三角函数的特点与平行的性质求出,得到,表示出Q点坐标,故可求出n的值,再求出PC的解析式,联立求出交点即可求出P点坐标.
【详解】(1)由题知,
∴,
∴;
(2)分别过点C、D,作轴,交于点E,直线DC交y轴于F点,
则,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
令,
得,
∴,
∴.
当时,,
∴,
∴,
∴,,
设,则,
又∵D为抛物线上,
解得,
∴,,
设直线,代入C、D得,
∴,
∴,
令x=0,y=3,
则,
∴;
(3)过点C作轴于点N,直线PC交y轴于Q点,
则,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
设,,
∴,
∴,
∴,
设直线为,代入得,
∴,
令得:(舍),
∴.
【点睛】此题主要考查二次函数与几何综合,解题的关键熟知二次函数的图象与性质、勾股定理、相似三角形的判定与性质、解直角三角形的方法.
13.(1);
(2)①点D的横坐标为;②(3,);(8-2,5-5);(4,-6)
【分析】(1)求出B、C坐标,利用待定系数法即可求解;
(2)①先求出A点坐标,根据△DEG≌△AFG证明得到△BOC∽△COA,再求出AG=AF,求出AC解析式,设点D的坐标为(m,),点G的坐标为(m,),点F的坐标为(m,0),表示出DG=AG=(8-m),得到方程故可求解;
②根据等腰三角形的性质分3种情况,分别解方程即可求解.
【详解】(1)∵tan∠OBC=2,
∴,
∵OB=2,
∴OC=4,
∴B(-2,0),C(0,-4),
把B(-2,0),C(0,-4)代入得,解得,
∴;
(2)①当=0时,x1=-2,x2=8,
∴A(8,0),
∴OA=8,
∵△DEG≌△AFG,
∴DG=AG,∠DEG=∠AFG=90°,∠DGE=∠AGF,
∵,∠BOC=∠COA=90°,
∴△BOC∽△COA,
∴∠OCA=∠OBC,
∵DF⊥x轴于点F,
∴∠AGF=∠OBC,
∴tan∠AGF=2,
在Rt△AOC中,AO=8,OC=4,
∴AC=,
∵DFOC,
∴sin∠ACO= === sin∠AGF,
即AG=AF,
把A(8,0)和C(0,-4)代入,得,
解得,k=,b=-4,
∴,
设点D的坐标为(m,),
则点G的坐标为(m,),点F的坐标为(m,0),
∴DG=()-()=,AF=8-m,
∴AG=(8-m),
∵DG=AG=(8-m),
∴解方程=(8-m)得,,
由题意,0<m<8,
∴点D的横坐标为;
②设点D的坐标为(m,),则点G的坐标为(m,),
∵C(0,-4),
∴DG2==,
DC2==,
GC2==,
当△CDG是等腰三角形时,①DG=DC,故DG2=DC2,
∴=,
解得m1=0(舍去),m2=3,
∴(3,);
②DG=GC,故DG2=GC2,
∴=,
解得m1=0(舍去),m2=8+2(舍去),m3=8-2,
∴(8-2,5-5);
③DC=GC,故DC2=GC2,
∴=,
解得m1=0(舍去),m2=8(舍去),m3=4,
∴(4,-6);
综上,D的坐标为(3,);(8-2,5-5);(4,-6).
【点睛】此题主要考查二次函数与几何综合,解题的关键是熟知二次函数的图象与性质、解三角形的方法、全等三角形与相似三角形的判定与性质.
14.(1),
(2)2
(3)或
【分析】(1)抛物线解析式设为顶点式,然后代入A点即可求得二次函数解析式,继而得到点B的坐标,再利用待定系数法求一次函数解析式即可;
(2)设D的坐标,表示出F的坐标,从而表示出DF的函数解析式,配方求得;
(3)分为∠APM = 90°和∠APM = 90°,当∠APM= 90°时,点P的纵坐标和A点纵坐标相
同,当∠APM = 90°时,作于Q,由,根据相似三角形的性质即可求得.
【详解】(1)点M(1,4)为抛物线顶点,
设抛物线解析式为,
将点A(4,﹣)代入得,
解得,
抛物线解析式为;
,
将A、B代入直线y=kx+b得,
解得,
直线的解析式为;
(2)设,
,
,
当时,DF有最大值为2;
(3)如图,当时,
,
;
当时,
,
作于Q,
,
,
,
,
,
,
,
,
;
综上,P点的坐标为或.
【点睛】本题考查了二次函数和一次函数图象及其性质,相似三角形的判定和性质应用等知识,解决问题的关键是熟练掌握基础知识和基本题型.
15.(1),D(-1,-4);
(2)E(0,-1),(0,-3)或(0,)
(3)
【分析】(1)利用待定系数法求函数解析式,化为顶点式即可得到点D的坐标;
(2)△ADE是直角三角形,所以需要分类讨论,利用E在y轴的负半轴,得到∠DAE为锐角,得到∠AED=90°或∠ADE=90°分别求出,利用勾股定理求出E点坐标.
(3)作HG的垂直平分线交y轴于点N,连接NG,求出,再求出,设AG=CE=a>0,利用等量关系求出OH=CE=a,利用,求出,得到,即,得到,再求出,利用∠GON=90°,得到,所以求出a,得到E的坐标,再得到直线AE的解析式,求出抛物线与直线AE的交点 F的坐标即可.
【详解】(1)解:将点A、B的坐标代入解析式,得
,解得,
∴,
∴顶点D的坐标为(-1,-4);
(2)∵E在y轴负半轴上,∠DAO>∠DAE,且∠DAO为锐角,
∴∠DAE为锐角.
∵△ADE是直角三角形,则∠AED=90°或∠ADE=90°,
设点E(0,y),y<0,
则,
,
当∠AED=90°时
即
整理得
解得y=-1或y=-3,
∴,
当∠ADE=90°时,
即
解得
∴
综上所述:E点坐标为(0,-1),(0,-3)或(0,).
(3)作HG的垂直平分线交y轴于点N,连接NG,
∴GN=HN
∴
设则
∴
在中,令x=0,则y=-3,
∴,又∵A(-3,0)
∴OA=OC=3
设AG=CE=a>0
∴OE=OC+CE=a+3
OG=OA-AG=3-a,
又∵OH+OA=OE
∴OC+CE=OH+OA
又∵OA=OC
∴OH=CE=a,
∵
∴
∴
即
∴,
∴OH+ON=
∴
又∵∠GON=90°,
∴
∴
化简得
即
解得a=1或a=-3<0(舍)
∴OE=3+1=4
∴E(0,-4)
设直线AE表达式为
∴解得∶
∴
联立
∴
化简得:
解得(舍)
∴当x=时,y=
∴
∴点F的坐标为.
【点睛】此题考查了待定系数法求函数解析式、相似三角形的判定即性质、勾股定理,熟练掌握各知识点是解题的关键.
16.(1)
(2)
(3)存在,
【分析】(1)把点C坐标代入解析式确定a值,利用解析式联立构造一元二次方程,运用根与系数关系定理计算即可.
(2)利用中点坐标公式,结合解析式计算即可.
(3)利用等腰直角三角形的性质,运用三角形全等,结合解析式,勾股定理证明即可.
【详解】(1)∵ 抛物线交y轴于点,与其“对称弦直线”交于点A,B,且y=2x,
∴-4a=-4, ,
∵A,B关于原点对称,
∴a=1, b=2,
∴抛物线的解析式为.
(2)∵ 抛物线的解析式为,
设点P的坐标为(m,),点C的坐标为(0,-4),
∵ ,
∴PE=EC,
∴点E的坐标为(,),
∵ 点E在直线y=2x上,
∴,
解得m=或m=-(舍去),
当m=时,==,
故点P的坐标为.
(3)存在,理由如下:
过点H作HF∥x轴,过点A作AF⊥HF,垂足为F,过点B作BD⊥HF,垂足为D,
∴∠AFH=∠BDH=90°,
∵△ABH是等腰直角三角形,
∴AH=HB,∠AHB=90°,
∴∠AHF+∠DHB=∠DBH+∠DHB=90°,
∴∠AHF=∠HBD,
∴ △AHF≌△HBD,
∴ AF=HD,HF=BD,
设H的横坐标为t,
根据题意,得,
∵A,B关于原点对称,
∴ b=k,x=±2,
∴ A(2,2k),B(-2,-2k),
∵抛物线对称轴在y轴左侧,
∴ ,
∴ b=k>0,
∴ AF=DH= -2-t,HF=DB= 2-t,
∴-2-t+2-t=4k,
解得t=-2k,
∴ H(-2k,),
∵△ABH是等腰直角三角形,
∴OA=OB=OH,
∴,
解得k=1或k=-1或k=或k= -,
∵ b=k>0,
∴k=1或k=,
当k=1时,H与B点重合,不成立,舍去,
故k==b,
故抛物线的解析式为.
【点睛】本题考查了抛物线的解析式,三角形全等的判定和性质,中点坐标公式,勾股定理,等腰直角三角形的性质,一元二次方程的解法,熟练掌握抛物线的性质,等腰直角三角形的性质,中点坐标公式是解题的关键.
17.(1)抛物线的解析式为:
(2)P(6,7)或P(4,-5)
(3)存在,(2,3),(2,-7),(2,1),(2,-6)
【分析】(1)根据待定系数法直接求二次函数解析式即可;
(2)过点P作PM⊥x轴于点M,则,由得:AM=PM ,用含m的代数式分别表示AM和PM,据此得到关于m的方程,求解即可;
(3)根据二次函数的解析式得出,设设点,分类讨论当时,当时,当时,利用勾股定理求解即可.
【详解】(1)设,把代入得:
,
解得:
∴
∴抛物线的解析式为:.
(2)设P(m,),
过点P作PM⊥x轴于点M,则,由得:AM=PM ,
∴ ,
即或 ,
解得:(不合题意,舍去),
(不合题意,舍去),
∴P(6, 7)或 P(4, -5);
(3)存在;
抛物线的解析式为:,,对称轴为直线,
设点
,
当时,由勾股定理可得,
即,整理得,
解得或,
或;
当时,由勾股定理可得,
即,整理得,
解得 ,
;
当时,由勾股定理可得,
即,整理得,
解得 ,
;
综上,(2,3), (2,-7), (2,1), (2,-6).
【点睛】本题考查了待定系数法求二次函数解析式、二次函数的图形和性质、勾股定理及直角三角形的存在性,熟练掌握知识点是解题的关键.
18.(1)(1,4)
(2)E(,),F(,)
(3)存在,P点的坐标为(,)或(,)或(,).
【分析】(1)根据题意可得出A点坐标和B点坐标,再利用待定系数法求出其解析式,最后化为顶点式即可得出其顶点坐标;
(2)设直线AB的解析式为y=kx+t,将A与B坐标代入求出k与t的值,确定出直线AB解析式,结合抛物线解析式,设出E与F坐标,两纵坐标相减表示出EF,再利用二次函数的性质即可确定出此时E和F的坐标;
(3)分类讨论①当中时和②当中时,根据P点纵坐标与E点纵坐标或F点纵坐标相等,即可求出答案.
【详解】(1)∵,,
∴,A(-1,0),
∴,
∴B(4,-5).
∵抛物线经过A,B两点,
∴,解得:,
∴该抛物线解析式为,
∴顶点D的坐标为(1,4);
(2)设直线AB的解析式为,
则,解得:
∴直线AB的解析式为.
∵点E是斜边上一动点(点A、B除外),
∴可设E(x,-x-1)(-1
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