所属成套资源:2025年各省市中考数学试卷分类汇编知识点(Word版附解析)
2025年各省市中考数学试卷分类汇编知识点18 二次函数几何方面的应用(Word版附解析)
展开
这是一份2025年各省市中考数学试卷分类汇编知识点18 二次函数几何方面的应用(Word版附解析),共45页。试卷主要包含了5°,等内容,欢迎下载使用。
1.【2025•天津12题】四边形ABCD中,AD∥BC,∠B=90°,AB=8cm,AD=10cm,BC=16cm.动点M从点B出发,以2cm/s的速度沿边BA、边AD向终点D运动;动点N从点C同时出发,以1cm/s的速度沿边CB向终点B运动.规定其中一个动点到达终点时,另一个动点也随之停止运动.设运动的时间为t s.当t=2s时,点M,N的位置如图所示.有下列结论:
①当t=6s时,CN=DM;
②当1≤t≤2时,△BMN的最大面积为26cm2;
③t有两个不同的值满足△BMN的面积为39cm2.其中,正确结论的个数是( )
A.0B.1C.2D.3
【答案】C
【解析】根据题意得:点M在AB上的运动时间为82=4s点M在AD上的运动时间为102=5s,点N在CB上的运动时间为16s,
①当t=6s时,点M在AD上,此时AM=2×6﹣8=4cm,CN=6cm,
∴DM=AD﹣AM=6cm,∴CN=DM,故①正确;
②当1≤t≤2时,点M在AB上,此时BM=2t cm,CN=t cm,
∴BN=(16﹣t)cm,
∴S△BMN=12BM×BN=12×2t(16﹣t)=﹣t2+16t=﹣(t﹣8)2+64,
∵﹣1<0,∴当t<8时,S△BMN随t的增大而增大,
∴当t=2时,S△BMN取得最大值,最大值为﹣(2﹣8)2+64=28,
即当1≤t≤2时,△BMN的最大面积为28cm2,故②错误;
③当点M在AB上时,
∵△BMN的面积为39cm2,
∴S△BMN=12BM×BN=12×2t(16-t)=-t2+16t=39,
解得:t1=3,t2=13(舍去),∴当t=3时,△BMN的面积为39cm2;
当点M在AD上时,
∵AD∥BC,∠B=90°,∴∠A=180°﹣∠B=90°,即AB⊥AD,
此时S△BMN=12AB×BN=12×8(16-t)=64-4t=39.
解得:t=254,
∴当t=254时,△BMN的面积为39cm2;
∴t有两个不同的值满足△BMN的面积为39cm2,故③正确.
四川省
1.【2025•眉山】如图1,在Rt△ABC中,∠C=90°,点D在AC上,CD=2,动点P在Rt△ABC的边上沿C→B→A方向以每秒1个单位长度的速度匀速运动,到达点A时停止,以DP为边作正方形DPEF.设点P的运动时间为t秒,正方形DPEF的面积为S.当点P由点B运动到点A时,如图2,S是关于t的二次函数.在3个时刻t1,t2,t3(t1<t2<t3)对应的正方形DPEF的面积均相等.下列4个结论:①当t=1时,S=3;②点P在线段BA上时S=2t2﹣16t+34;③AD=42;④t1+t2=4.其中正确结论的个数为( )
A.1个B.2个C.3个D.4个
【答案】B
【解析】在Rt△PCD中CD=2,PC=t,则S=PD2=t2+2,
当S=6时,即t2+2=6,解得:t=2(负值已舍去),即BC=2,
当t=1时,S=t2+2=3,故①正确;
由图象可知抛物线顶点为(4,2),且过点(2,6),
则抛物线的表达式为:S=a(t﹣4)2+2,
将(2,6)代入上式得:6=a(2﹣4)2+2,解得:a=1,
则抛物线的表达式为:S=(t﹣4)2+2=t2﹣8t+18(2≤x≤8),故②错误;
当S=18时,则t2﹣8t+18=18,解得:t=0(舍去)或8,则AB=8﹣2=6,
∴AC=AB2-BC2=62-22=42,∴AD=42-2=32,故③错误;
画出S=t2+2(0≤t≤2),如图:
从两个函数表达式看,两个函数a相同,都为1,
若存在3个时刻t1,t2,t3(t1<t2<t3)对应的正方形DPEF的面积均相等,
从图象看,t1、t2关于t=2对称,则12(t1+t2)=2,即t1+t2=4,故④正确.
山东省
1.【2025•烟台】如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,AD是角平分线.点E从点A出发,沿AB方向向点B运动,连接CE,点F在BC上,且∠CEF=45°.设AE=x,FD=y,若y关于x的函数图象过点(0,2-2),则该图象上最低点的坐标为( )
A.(12,32-2)B.(22,32-2)
C.(12,3﹣22)D.(22,3﹣22)
【答案】B
【解析】∵∠ACB=90°,AC=BC,AD是角平分线,
∴∠CAB=∠CBA=45°,∠CAD=∠BAD=22.5°,
设AC=BC=m,∴AB=AC2+BC2=2m,
如图,在AC上取点Q,使AQ=DQ,∴∠QAD=∠QDA=22.5°,
∴∠CQD=45°=∠CDQ,CQ=CD=22QD=22AQ’,
∴2CQ+CQ=m,
解得:CD=CQ=(2-1)m,
∠CEF=45°=∠CAB,∠CEF+∠BEF=∠ACE+∠CAE,
∴∠BEF=∠ACE,
∴△ACE∽△BEF,ACBE=AEBFm2m-x=xBFBF=(2m-x)xm,
∴DF=y=m-(2-1)m-(2m-x)xm=(2-2)m-(2m-x)xm,
∵y关于x的函数图象过点(0,2-2),
∴(2-2)m=2-2,解得:m=1,
∴y=2-2-(2-x)x=x2-2x+2-2,
当x=--22=22时,y=32-2,∴该图象上最低点的坐标为(22,32-2);
故选:B.
二、填空题
湖北省
1.
三、解答题
黑龙江省
1.【2025•齐齐哈尔】综合与探究
如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+3(a<0)与x轴交于点A(﹣1,0),C(6,0),与y轴交于点B,连接BC.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是直线BC下方抛物线上的点,连接PB,PC,当S△PBC=24时,求点P的坐标;
(3)点G是第四象限内抛物线上的一点,连接BG,若∠CBG=45°,则点G的坐标为 ;
(4)如图2,作点B关于x轴的对称点D,过点D作x轴的平行线l,过点C作CE⊥l,垂足为点E,动点M,N分别从点O,E同时出发,动点M以每秒1个单位长度的速度沿射线OC方向匀速运动,动点N以每秒2个单位长度的速度沿射线ED方向匀速运动(当点N到达点D时,点M,N都停止运动),连接MN,过点D作MN的垂线,垂足为点F,连接CF,则CF的取值范围是 .
解:(1)解:将A(﹣1,0),B(6,0)代入抛物线的解析式y=ax2+bx+3,
得a-b+3=036a+6b+3=0,解得a=-12b=52,
∴抛物线的解析式为y=-12x2+52x+3.
(2)解:过点P作PQ∥BC交y轴于点Q,连接CQ,如图a所示,
则S△QBC=S△PBC=24,
∴12BQ⋅CO=24,
∵点C(6,0),则CO=6,∴BQ=8,
又∵B(0,3),∴点Q(0,﹣5),
∵B(0,3),C(6,0),∴直线BC的解析式为y=-12x+3,
∵PQ∥BC,∴直线PQ的表达式为y=-12x﹣5,
联立y=-12x﹣5与y=-12x2+52x+3,可解得x=﹣2或8,
故P1(﹣2,﹣4),P2(8,﹣9).
(3)将RT△CBO绕点C逆时针旋转90°得到RT△CRS,则△BCR为等腰直角三角形.
从而∠CBR=45°,如图b所示:
又∵点G是第四象限内抛物线上的一点,∠CBG=45°,
∴点G为BR延长线与抛物线的交点.
由旋转可知∠BOC=∠RSC=90°,BO=RS=3,OC=SC=6,
故点R坐标为(3,﹣6),
由待定系数法可知直线BR的表达式为y=﹣3x+3,
联立y=﹣3x+3与y=-12x2+52x+3,整理可得x2﹣11x=0,
解得x=11或0(舍去),故点G坐标为(11,﹣30).
(4)由题意知四边形OCED为矩形,OD=BO=3,DE=OC=6.
连接OE,交MN于点G,如图c所示,
故OE=DE2+OD2=36+9=35,
∵OM∥EN,∴△OMG∽△ENG,∴OGEG=OMEN=12,EGOE=23.
作GH⊥DE于点H,如图c所示,
∵GH∥OD,∴△GHE∽△ODE,∴EGEO=GHOD=HEDE=23,
∴GH=23OD=2,HE=23DE=4,DH=6﹣4=2,故DG=22.
取DG中点J,连接FJ、CJ,
∵∠DFG=90°,∴根据斜边中线定理可得FJ=12DG=2,
故CF≥CJ﹣FJ,当且仅当J、F、C共线时取等号.
易知点J坐标为(1,﹣2),C(6,0),
故CJ=52+22=29,则CF≥CJ﹣FJ=29-2.
当点N与点D重合时,点F与点D重合,此时CF最大,即CF=OE=35,
综上所述,CF的取值范围为29-2≤CF≤35.
吉林省
1.【2025•吉林22题】如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,抛物线y=x2+bx﹣1经过点(2,﹣1).点P在此抛物线上.其横坐标为m;连接PO并延长至点Q,使OQ=2PO.当点P不在坐标轴上时,过点P作x轴的垂线,过点Q作y轴的垂线,这两条垂线交于点M.
(1)求此抛物线对应的函数解析式.
(2)△PQM被y轴分成的两部分图形的面积比是否保持不变,如果不变,直接写出这个面积比;如果变化,说明理由.
(3)当△PQM的边MQ经过此抛物线的最低点时,求点Q的坐标.
(4)当此抛物线在△PQM内部的点的纵坐标y随x的增大而减小时,直接写出m的取值范围.
解:(1)将(2,﹣1)代入y=x2+bx﹣得,﹣1=4+2b﹣1,解得b=﹣2,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣1;
(2)如图所示,面积比保持不变为54,理由如下:
根据题意可得,∠M=∠ODQ=90°,∠Q=∠Q,∴△QOD∽△QPM,
∴OPOQ=12OQPQ=23,∴S△QODS△QPM=(23)2=49,
则S四边形ODMPS△QOD=9-44=54;
(3)如图所示,QM经过最低点,即经过顶点,
该抛物线的顶点横坐标为--22=1,纵坐标为4×(-1)-(-2)24=-2,
该抛物线的顶点坐标为(1,﹣2),
∵∠PNO=∠ODQ=90°,∠NPO=∠DOQ,
∴△PON∽△OQD,且相似比为OPOQ=12,
根据顶点纵坐标可得,OD=2,则PNOD=12,即m2-2m-12=12,
解得m=1±3,
①当m=1-3时,即为如图所示,
此时|xQ|=2|xP|=23-2,
点Q在第四象限,故Q(23-2,-2);
②如图所示,
当m=1+3时,此时点P在第一象限,点Q在第三象限,此时|xQ|=2|xP|=23+2,
故Q(-23-2,-2);
综上,Q(23-2,-2)或Q(-23-2,-2);
(4)①当PQ经过顶点T时,过点T作TE⊥x轴,交x轴于点E,
由∠PNO=∠TEO=90°,∠PON=∠TOE得,△PON∽△TOE,
∴PNON=TEOE,即m2-2m-1-m=21,解得m=1(舍去),或m=﹣1,
∴当点P向左运动时,满足题意,∴m≤﹣1;
②如图所示,当点Q在抛物线上时,过点Q作QE⊥x,交x轴于点E,
同理,△PON∽△QOE,相似比仍为12 此时,Q[﹣2m,﹣2(m2﹣2m﹣1)],代入抛物线解析式得,﹣2(m2﹣2m﹣1)=(﹣2m)2+4m﹣1,解得m=22(舍去),或m=-22,
此时,当P点向下一直移动,直至到x轴时,都符合题意,
当x2﹣2x﹣1=0时,解得x1=1-2,x2=1+2,
∴当-22≤m≤1-2时,符合题意;
③图所示,当点Q在抛物线上时,点Q在第二象限,点P在第四象限,
思路同②,此时Q[﹣2m,﹣2(m2﹣2m﹣1)],代入抛物线解析式得,﹣2(m2﹣2m﹣1)=(﹣2m)2+4m﹣1,解得m=-22(舍去),或m=22
此时,当P点向右一直移动,直至到x轴时,都符合题意,
∴当22≤m≤1+2时,符合题意;
综上,当m≤﹣1或-22≤m≤1-2或22≤m≤1+2时,符合题意.
甘肃省
1.【2025•甘肃27题】如图1,抛物线y=a(x+52)(x﹣4)(a≠0)分别与x轴,y轴交于A,B(0,﹣4)两点,M为OA的中点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)连接AB,过点M作OA的垂线,交AB于点C,交抛物线于点D,连接BD,求△BCD的面积;
(3)点E为线段AB上一动点(点A除外),将线段OE绕点O顺时针旋转90°得到OF.
①当AE=2时,请在图2中画出线段OF后,求点F的坐标,并判断点F是否在抛物线上,说明理由;
②如图3,点P是第四象限的一动点,∠OPA=90°,连接PF,当点E运动时,求PF的最小值.
解:(1)把B(0,﹣4),代入y=a(x+52)(x﹣4)(a≠0),得﹣10a=﹣4,
解得:a=25,∴y=25(x+52)(x-4)=25x2-35x-4;
(2)当y=25(x+52)(x-4)=0时,则x1=-52,x2=4,∴A(4,0),
∵M是OA的中点,∴M(2,0),∴OM=2,
∵B(0,﹣4),
∴设直线AB的解析式为:y=kx﹣4,把A(4,0),代入,得k=1,
∴y=x﹣4,
∵点M作OA的垂线,交AB于点C,交抛物线于点D,∴C(2,﹣2),D(2,-185),
∴CD=-2+185=85,∴△BCD的面积=12CD⋅OM=12×2×85=85;
(3)①由题意,作图如下:
连接BF,作FQ⊥OB于点Q,
由(2)可知:OA=OB=4,∴∠OAB=∠OBA=45°
∵将线段OE绕点O顺时针旋转90°得到OF,∴OE=OF,∠EOF=90°=∠BOA,
∴∠AOE=∠BOF,
又∵OA=OB,OE=OF,∴△AOE≌△BOF(SAS),
∴∠OBF=∠OAE=45°,BF=AE=2,
∵FQ⊥OB,∴△FQB为等腰直角三角形,∴FQ=BQ=22BF=1,
∴OQ=OB﹣BQ=3,∴F(﹣1,﹣3),
对于y=25x2-35x-4,
当x=﹣1时,y=25+35-4=-3,∴点F在抛物线上;
②连接BF并延长,交x轴于点G,连接PM,MF,作MH⊥BG于点H,如图,
∵∠OPA=90°,M为OA的中点,∴PM=12OA=2,
∵PF≥MF﹣PM,∴当M,P,F三点共线时,PF最小,
同①可得,∠OBF=∠OAE=45°,
∴点F在射线BG上运动,
∴当MF⊥BG时,即F与点H重合时,MF最小,此时PF最小为MH﹣PM,
∵∠OBG=45°,∴△OBG为等腰直角三角形,
∴OG=OB=4,∠BGO=45°
∴MG=OG+OM=6,△MHG为等腰直角三角形,
∴MH=22MG=32,
∴PF的最小值为MH-PM=32-2.
四川省
1.【2025•成都】如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx过点(﹣1,3),且对称轴为直线x=1,直线y=kx﹣k与抛物线交于A,B两点,与x轴交于点C.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)当k=1时,直线AB与y轴交于点D,与直线x=2交于点E.若抛物线y=(x﹣h)2﹣1与线段DE有公共点,求h的取值范围;
(3)过点C与AB垂直的直线交抛物线于P,Q两点,M,N分别是AB,PQ的中点.试探究:当k变化时,抛物线的对称轴上是否存在定点T,使得TC总是平分∠MTN?若存在,求出点T的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(1)∵抛物线y=ax2+bx过点(﹣1,3),且对称轴为直线x=1,
∴-b2a=1a-b=3,解得a=1b=-2,则该抛物线解析式为:y=x2﹣2x;
(2)当k=1时,则y=x﹣1,
∴当x=0,y=﹣1,当x=2时,y=1,
∴D(0,﹣1),E(2,1),
∵y=(x﹣h)2﹣1,∴顶点坐标在直线y=﹣1上移动,
∵y=(x﹣h)2﹣1与线段DE有公共点,
∴联立y=(x-h)2-1y=x-1,整理,得x2﹣(2h+1)x+h2=0,
∴当Δ=(2h+1)2﹣4h2=0,即h=-14时,满足题意,
将y=(x-h)2-1从h=-14开始向右移动,直至抛物线与线段DE只有一个交点为E(2,1)时,y=(x﹣h)2﹣1与线段DE均有公共点,
∴当y=(x﹣h)2﹣1过点E(2,1)时,(2﹣h)2﹣1=1,
解得:h=2-2或h=2+2,
∴当-14≤h≤2+2时,抛物线y=(x﹣h)2﹣1与线段DE有公共点;
(3)存在,
∵y=kx﹣k,∴当y=0时,x=1,
∴C(1,0),抛物线的对称轴为直线x=1,
∴点C在抛物线的对称轴上,
∵PQ过点C,且与直线AB垂直,
∴直线PQ的解析式为:y=-1k(x-1),即:y=-1kx+1k,
联立y=kx-ky=x2-2x,整理,得x2﹣(k+2)x+k=0,
∴xA+xB=k+2,yA+yB=kxA-k+kxB-k=k(xA+xB)-2k=k2,
∵M为AB的中点,∴M(k+22,k22),
联立y=-1kx+1ky=x2-2x,
同理可得:N(1-12k,12k2),
作MH⊥CT,NF⊥CT,
∵TC 平分∠MTN,∴∠NTF=∠MTH,
∴tan∠NTF=tan∠MTH,∴MHTH=NFTF,
设T(1,t),则k+22-1t-k22=1-1+12kt-12k2,解得:t=-12,
∴抛物线的对称轴上存在T(1,-12),使得TC 总是平分∠MTN.
2.【2025•自贡】如图,在△ABC中,D,E分别是AC,AB的中点,连接DE,CE,BD交于点G.
(1)若BD⊥CE,BD=1,CE=12,则四边形BCDE的面积为 14 ;
(2)若BD+CE=32,△ABC的最大面积为S.设BD=x,求S与x之间的函数关系式,并求S的最大值;
(3)若(2)问中x取任意实数,将函数S的图象依次向右、向上平移1个单位长度,得到函数y的图象.直线y=k1x﹣k1交该图象于点F,H(F点在H点左边),过点H的直线l:y=k2x+b交该图象于另一点Q,过点F,Q的直线与直线x=1交于点K.若S△HFK=S△HKQ,试问直线l是否过定点?若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由.
解:(1)∵BD⊥CE,BD=1,CE=12,
∴四边形BCDE的面积=S△BCE+S△DCE=12⋅CE⋅BG+12⋅CE⋅DG =12⋅CE⋅(BG+DG) =12⋅CE⋅BD =12×12×1 =14;
(2)∵△ABC中,D,E分别是AC,AB的中点,∴DE是△ABC的中位数,
∴DE∥BC,DE=12BC,∴△ADE∽△ABC,
∴S△ADE:S△ABC=(DEBC)2=14,∴S△ADE=14S△ABC,
∴S四边形DCBE=34S△ABC,∴S△ABC=43S四边形DCBE,
当四边形BCDE的面积最大时,△ABC的面积最大,
如图,过点B作BM⊥CE,过点D作DN⊥CE,则BM≤BG,DN≤DG,
∵四边形BCDE的面积=S△BCE+S△DCE=12⋅CE⋅BM+12⋅CE⋅DN ≤12⋅CE⋅(BG+DG) =12CE•BD,
∴四边形BCDE的面积最大=12CE•BD,
∵BD+CE=32,BD=x,∴CE=32-x,
∴S=43×12x(32-x)=-23x2+x=-23(x-34)2+38,∴当x=34时,S最大为38;
(3)直线l是过定点.
由(2)知:S=-23(x-34)2+38,
∴y=-23(x-34-1)2+38+1=-23(x-74)2+118,∴y=-23x2+73x-23,
设xF=m,∵S△HFK=S△HKQ,∴K为F,Q的中点,
过点F,Q的直线与直线x=l交于点K,
∴xK=1,∴xQ=2=m,
∴Q(2-m,-23(2-m)2+73(2-m)-23).
设H(n,-23n2+73n-23),
∴k2=yQ-yHxQ-xH=-23(n-m)+1,∴直线l:y﹣yH=k2(x﹣xH),
即y=[-23(n-m)+1](x-n)+(-23n2+73n-23)
=[-23(n-m)+1]x+23(n-m)+1
=-23(n﹣m)(x﹣1)+x+1,
∵n﹣m≠0,∴当x﹣1=0,即x=1时,y=1+1=2,∴直线l过定点(1,2).
3.【2025•南充】抛物线y=ax2+2ax-154(a≠0)与x轴交于A(3,0),B两点,N是抛物线顶点.
(1)求抛物线的解析式及点B的坐标;
(2)如图1,抛物线上两点P(m,y1),Q(m+2,y2),若PQ∥BN,求m的值;
(3)如图2,点M(﹣1,﹣5),如果不垂直于y轴的直线l与抛物线交于点G,H,满足∠GMN=∠HMN.探究直线l是否过定点?若直线l过定点;求定点坐标;若不过定点,请说明理由.
解:(1)把A(3,0)代入y=ax2+2ax-154,∴a=14,
∴抛物线的解析式为y=14x2+12x-154,
令y=0,则14x2+12x-154=0,解得x1=﹣5,x2=3,∴B(﹣5,0);
(2)∵y=14(x+1)2-4,N是抛物线顶点,∴N(﹣1,﹣4),
设直线BN的解析式为y=k1x+b1,
∵B(﹣5,0),N(﹣1,﹣4),
∴-5k1+b1=0-k1+b1=-4,解得:k1=-1b1=-5,
∴直线BN的解析式为y=﹣x﹣5,
∵PQ∥BN,可设直线PQ为y=﹣x+n,
设点P(m,14m2+12m-154),Q(m+2,14(m+2)2+12(m+2)-154),
∴14m2+12m-154=-m+n且14(m+2)2+12(m+2)-154=-(m+2)+n,解得:m=﹣4;
(3)存在定点T满足条件.
设直线l解析式y=kx+b,直线l与抛物线相交于点G(x3,y3),H(x4,y4),
∴y=14x2+12x-154y=kx+b,∴x2+(2﹣4k)x﹣15﹣4b=0,∴Δ>0,x3+x4=4k﹣2,x3x4=﹣15﹣4b,
作GC⊥MN,HD⊥MN,GC=﹣1﹣x3,MC=y3+5,HD=x4+1,MD=y4+5,
∵∠GMN=∠HMN,∴tan∠GMN=tan∠HMN.即GCMC=HDMD,
∴-1-x3y3+5=x4+1y4+5,∴(x3+1)(y4+5)+(x4+1)(y3+5)=0,
∴(x3+1)(kx4+b+5)+(x4+1)(kx3+b+5)=0.
∴2kx3x4+(k+b+5)(x3+x4)+2b+10=0.
∴2k(﹣15﹣4b)+(k+b+5)(4k﹣2)+2b+10=0.∴﹣4k(b﹣k+3)=0,
∵直线l不垂直于y轴,∴k≠0,∴b﹣k+3=0,
∴b=k﹣3,∴直线l解析式y=k(x+1)﹣3,
∵无论k为何值,x=﹣1,y=﹣3,∴l过定点T(﹣1,﹣3),故存在定点T(﹣1,﹣3).
4.【2025•遂宁】如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+bx+c(b、c为常数)的图象与x轴交于A(﹣1,0)、B两点,交y轴于点C,对称轴为直线x=1.
(1)求二次函数关系式.
(2)连结AC、BC,抛物线上是否存在点P,使∠CBP+∠ACO=45°,若存在,求出点P的坐标,若不存在,说明理由.
(3)在x轴上方的抛物线上找一点Q,作射线AQ,使∠BAQ=2∠ACO,点M是线段AQ上的一动点,过点M作MN⊥x轴,垂足为点N,连结BM,求BM+MN的最小值.
解:(1)∵对称轴为直线x=1,且二次函数y=x2+bx+c(b、c为常数)的图象与x轴交于A(﹣1,0)、B两点,∴B(3,0),∴y=(x+1)(x﹣3)=x2﹣2x﹣3;
(2)由y=x2﹣2x﹣3可知C(0,﹣3),
∴OB=OC=3,即∠OCB=∠OBC=45°,
第一种情况:当点P在直线BC上方时,
如图,记BP与y轴交于点K,
则∠OPB+∠CBP=∠OBC=45°,
又∵∠CBP+∠ACO=45°,∴∠OBP=∠ACO,
∴tan∠OBP=tan∠ACO,即OKOB=OAOC=13,∴OK=13OB=1,
由B(3,0),K(0,﹣1)可得直线BP解析式为y=13x﹣1,
联立y=13x-1y=x2-2x-3,解得x=3y=0(与B点重合)或x=-23y=-119,
∴P(-23,-119);
第二种情况:当点P在直线BC下方时,
方法一:如图,作点A关于y轴对称点K,连接CL,则∠ACO=∠LCO,L(1,0),
∵∠CBP+∠ACO=45°,∠LCO+∠BCL=45°,∴∠CBP=∠BCL,∴BP∥CL,
由C(0,﹣3),L(1,0)可得直线CL的解析式为y=3x﹣3,∴设直线BP:y=3x+n,
将B(3,0)代入得n=﹣9,∴直线BP:y=3x﹣9,
联立y=3x-9y=x2-2x-3,解得x=3y=0(与B点重合)或x=2y=-3,
∴P(2,﹣3);
方法二:作K关于直线BC对称点G,连接KG交BC于点H,
此时∠CBK=∠CBP,满足∠CBP+∠ACO=45°,
∵K(0,﹣1),C(0,﹣3),∴CK=2,
∵∠BCO=45°,∴△CHK为等腰直角三角形,
∴H(1,﹣2)∴G(2,﹣3)
∵点G(2,﹣3)也在抛物线上,∴点P与点G重合,即P(2,﹣3);
(备注:此时如果没有发现点P和点G重合,也可以求出BG解析式,联立二次函数求交点P坐标).
综上,点P的坐标为(-23,-119)或(2,﹣3);
(3)如图,在OC上取点D,使AD=CD,则∠ADO=2∠ACO,
∵∠BAQ=2∠ACO,∴∠BAQ=∠ADO,
设OD=m,则CD=AD=3﹣m,
在Rt△AOD中,OA2+OD2=AD2,
∴1+m2=(3﹣m)2,解得m=53,∴OD=43,AD=53,
作点B关于直线AQ对称点E,连接BE交AQ于点F,过E作EG⊥x轴于点G,
则BM=EM,BF=EF,∴BM+MN=EM+MN≥EG,
当且仅当E、M、G三点共线时,(BM+MN)min=EG;
∵∠BAQ=∠ADO,∴sin∠BAQ=sin∠ADO,
即BFAB=OAAD=35,∴BF=35AB=125,∴BE=2BF=245,
∵∠AGE=∠AFE=90°,∴∠BEG=∠BAF=∠ADO,
∴cs∠BEG=cs∠ADO,即EGBE=ODAD=45,
∴EG=45BE=9625,∴(BM+MN)min=9625.
5.【2025•眉山】如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c关于直线x=﹣3对称,与x轴交于A(﹣1,0)、B两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P为抛物线对称轴上一点,连接BP,将线段BP绕点P逆时针旋转90°,使点B的对应点D恰好落在抛物线上,求此时点P的坐标;
(3)在线段OC上是否存在点Q,使2AQ+2CQ存在最小值?若存在,请直接写出点Q的坐标及最小值;若不存在,请说明理由.
解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c关于直线x=﹣3对称,与x轴交于A(﹣1,0),
∴-b2=-31-b+c=0,解得b=6c=5,
∴抛物线的解析式为y=x2+6x+5;
(2)由抛物线的对称轴为直线x=﹣3,设P(﹣3,t),
过P作KT∥x轴,过B作BK⊥KT于K,过D作DT⊥KT于T,如图:
在y=x2+6x+5中,令y=0得0=x2+6x+5,解得x=﹣1或x=﹣5,
∴B(﹣5,0),∴KP=﹣3﹣(﹣5)=2,
∵将线段BP绕点P逆时针旋转90°得到DP,
∴∠BPD=90°,BP=DP,
∴∠BPK=90°﹣∠DPT=∠PDT,
∵∠K=∠T=90°,∴△BPK≌△PDT(AAS),
∴BK=PT=|t|,KP=DT=2,∴D(﹣3+t,t﹣2),
把D(﹣3+t,t﹣2)代入y=x2+6x+5得:t﹣2=(﹣3+t)2+6(﹣3+t)+5,
解得t=﹣1或t=2,
∴P的坐标为(﹣3,﹣1)或(﹣3,2);
(3)在线段OC上存在点Q,使2AQ+2CQ存在最小值,理由如下:
过C在y轴右侧作射线CM,使∠OCM=45°,过A作AH⊥CM于H,AH交y轴于Q,如图:
∵∠OCM=45°,∠QHC=90°,∴△QCH是等腰直角三角形,
∴QH=22CQ,∠CQH=45°,
∴2AQ+2CQ=2(AQ+22CQ)=2(AQ+QH)=2AH,
由垂线段最短可知,此时2AQ+2CQ最小,最小值为2AH,
∵∠AQO=∠CQH=45°,∠AOQ=90°,∴△AQO是等腰直角三角形,
∴OQ=OA=1,AQ=2OA=2,∴Q(0,1),
在y=x2+6x+5中,令x=0得y=5,∴C(0,5),
∴CQ=OC﹣OQ=5﹣1=4,∴QH=22CQ=22,
∴AH=AQ+QH=32,∴2AQ+2CQ的最小值为62.
6.【2025•凉山州】如图,二次函数y=ax2+bx+c的图象经过A(﹣3,0),B(1,0),C(0,﹣3)三点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P在直线AC下方的抛物线上运动,求点P到直线AC的最大距离;
(3)动点Q在抛物线的对称轴上,作射线QA,若射线QA绕点Q逆时针旋转90°与抛物线交于点D,是否存在点Q使AQ=QD?若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(1)∵二次函数y=ax2+bx+c的图象经过A(﹣3,0),B(1,0),C(0,﹣3)三点,
∴9a-3b+c=0a+b+c=0c=-3,∴a=1b=2c=-3,
∴抛物线解析式为y=x2+2x﹣3;
(2)设直线AC的解析式为y=kx+b1(k≠0),
∵A(﹣3,0),C(0,﹣3),
∴-3k+b1=0b1=-3,∴k=-1b1=-3,
∴直线AC的解析式为y=﹣x﹣3;
如图所示,过点P作PE∥y轴交AC于E,连接AP,CP,
设P(p,p2+2p﹣3)(﹣3<p<0),则E(p,﹣p﹣3),
∴PE=-p-3-(p2+2p-3)=-p2-3p=-(p+32)2+94;
∵S△ACP=S△APE+S△CPE,
∴S△ACP=12PE⋅(xE-xA)+12PE⋅(xC-xE)=12PE⋅(xC-xA)=12PE⋅[0-(-3)]=32PE,
∴当PE有最大值时,S△ACP有最大值,
∵PE=-(p+32)2+94,﹣1<0,﹣3<p<0,
∴当p+32=0,即p=-32时,PE有最大值,最大值为94,
∴S△ACP的最大值为32×94=278,
∵A(﹣3,0),C(0,﹣3),∴OA=OC=3,∠AOC=90°,
∴AC=OA2+OC2=32;
设点P到直线AC的距离为h,
∴S△ACP=12AC⋅h=322h,∴h=23S△ACP,
∵当S△ACP有最大值时,h有最大值,∴h的最大值为23×278=928,
∴点P到直线AC的最大距离为928;
(3)如图所示,当点Q在x轴下方时,设抛物线对称轴交x轴于H,过点D作DG⊥QH交直线QH于G,
∵抛物线解析式为y=x2+2x﹣3=(x+1)2﹣4,∴抛物线对称轴为直线x=﹣1,
∴H(﹣1,0),∴OH=1;
∵A(﹣3,0),∴AH=﹣1﹣(﹣3)=2;
设点Q的坐标为(﹣1,q),则QH=﹣q;
由旋转的性质可得∠AQD=90°,
又∵∠AHQ=∠QGD=90°,∴∠HAQ+∠HQA=∠HQA+∠GQD=90°,
∴∠HAQ=∠GQD,
又∵AQ=QD,∴△HAQ≌△GQD(AAS),
∴DG=QH=﹣q,QG=AH=2,
∴HG=QH+QG=2﹣q,
∴点D的横坐标为﹣1﹣(﹣q)=﹣1+q,纵坐标为﹣(2﹣q)=q﹣2,
∴D(﹣1+q,q﹣2),
∵点D在抛物线上,∴(﹣1+q)2+2(﹣1+q)﹣3=q﹣2,
∴q2﹣2q+1﹣2+2q﹣3=q﹣2,∴q2﹣q﹣2=0,解得q=﹣1或q=2(舍去),
∴此时点Q的坐标为(﹣1,﹣1);
如图所示,当点Q在x轴上方时,过点Q作RS∥x轴,分别过点A,点D作直线RS的垂线,垂足分别为R、S,设点Q的坐标为(﹣1,q),
∴∠R=∠S=90°;
由旋转的性质可得∠AQD=90°,∴∠RAQ+∠RQA=∠RQA+∠SQD=90°,
∴∠RAQ=∠SQD,
又∵AQ=QD,∴△RAQ≌△SQB(AAS),
∴QS=AR=q,DS=QR=﹣1﹣(﹣3)=2,
∴点D的横坐标为﹣1+q,纵坐标为q﹣2,∴D(﹣1+q,q﹣2),
∵点D在抛物线上,∴(﹣1+q)2+2(﹣1+q)﹣3=q﹣2,
∴q2﹣2q+1﹣2+2q﹣3=q﹣2,∴q2﹣q﹣2=0,解得q=2或q=﹣1(舍去),
∴此时点Q的坐标为(﹣1,2);
综上所述,存在点Q使AQ=QD,此时点Q的坐标为(﹣1,﹣1)或(﹣1,2).
7.【2025·达州】如图,已知抛物线y=﹣x2+bx+c交x轴于A,B两点,交y轴于C点,B的坐标为(3,0),C的坐标为(0,3),顶点为M.
(1)求抛物线的解析式;
(2)连接BC,过第四象限内抛物线上一点作BC的平行线.交x轴于点E,交y轴于点F.
①连接AF,当∠AFE=90°时,求Rt△AFE内切圆半径r与外接圆半径R的比值;
②连接CA,CE,当点F在△AEC的内角平分线上,BC上的动点P满足MP+22BP的值最小时,求△BPE的面积.
解:(1)把B的坐标(3,0),C的坐标(0,3)代入抛物线的解析式,
得-9+3b+c=0c=3,解得b=2c=3,
∴抛物线的解析式是y=﹣x2+2x+3;
(2)①令y=﹣x2+2x+3=0,解得:x1=﹣1,x2=3,∴A(﹣1,0),
∵B(3,0),C(0,3),∴OB=OC=3,
∴△OBC是等腰直角三角形,∴∠OBC=45°,
∵EF∥BC,∴∠FEA=∠CBO=45°,
∴当∠AFE=90°时,△AEF是等腰直角三角形,且FA=FE,
∴EO=AO=FO=1,
∴△AEF的外接圆直径是 AE=2,
∴则其外接圆的半径 R=1,
∵AE=EF=AE⋅sin45°=22×2=2,
∴12AF⋅r+12EF⋅r+12AE⋅r=12AE⋅FO,即(2+2+2)⋅r=2,
解得:r=2-1,∴rR=2-1;
②∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
抛物线的对称轴是直线x=1,顶点M的坐标是(1,4),
∴直线x=1与x轴的交点T的坐标是(1,0),
作PQ⊥x轴于点P,
则在直角三角形BPQ中,PQ=BP⋅sin45°=22BP,
∴MP+22BP=MP+PQ,
∴当M、P、Q三点共线且MQ⊥x轴时,MP+22BP的值最小,此时Q、T重合,
当点F在△AEC的内角∠ACE的平分线上即∠ACO=∠ECO时,如图,
∵∠COA=∠COE=90°,CO=CO,∴△ACO≌△ECO,
∴AO=EO=1,∴E、T重合,
∵B(3,0),C(0,3),∴直线BC的解析式是y=﹣x+3,
当x=1时,y=2,∴点P的坐标是(1,2),
∴BE=PE=2,∴S△BPE=12×2×2=2,
当点F在△AEC的内角∠CAE的平分线上时,
如图,作FK⊥AC于点K,则OF=KF,
设OF=KF=a,则CF=3﹣a,
∵sir∠ACO=FKCF=OAAC,且AC=12+32=10,
∴a3-a=110,解得a=10-13,
∴OF=10-13,
∵EF∥BC,∴∠OEF=∠OBC=45°,
∴OE=OF=10-13,
∴BE=3-OE=3-10-13=10-103,
∴S△BPE=12×10-103×2=10-103,
由于∠OEF=45°,∠OEC<90°,
∴点F不可能在△AEC 的内角∠AEC 的平分线上,
当点E,F重合于点O时,此时OF平分∠AEC即点F在∠AEC的平分线上,
符合题意,则BE=BO=3,
∴S△BPE=12×3×2=3,
综上:△BPE 的面积为2或3或10-103.
8.【2025•德阳】如图1,在平面直角坐标系中,已知二次函数y=﹣x2+bx+c的图象与x轴交于点A(﹣1,0),B(3,0),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)如图2,连接BC,过点C作CD⊥BC与抛物线相交于另一点D.
①求点D的坐标;
②如图3,点E,F为线段BC上两个动点(点E在点F的右侧),且EF=2,连接OF,DE.求OF+DE的最小值.
解:(1)∵A(﹣1,0),B(3,0),
在二次函数y=﹣x2+bx+c的图象上,
设该二次函数为y=﹣(x﹣x1)(x﹣x2),
∴y=﹣(x+1)(x﹣3),∴y=﹣x2+2x+3;
(2)①把x=0代入y=﹣x2+2x+3,得y=3,∴C(0,3),
如图,延长DC与x轴相交于点G,
∵B(3,0),C(0,3),∴OB=OC=3,
∵∠COB=90°,∴∠CBO=45°,
∵∠DCB=90°=∠BCG,∴∠CGB=90°﹣∠CBO=90°﹣45°=45°,
∴∠GCO=180°﹣∠COG﹣∠CGB=180°﹣90°﹣45°=45°,
∴OG=OC=3,∴G(﹣3,0),
设直线CG的解析式为:y=kx+m(k≠0),
把C(0,3),G(﹣3,0)代入,
得3=m0=-3k+m,解得k=1m=3,
∴直线CG的解析式为:y=x+3,
∵点D是直线CG与二次函数的交点,
∴联立解析式y=x+3y=-x2+2x+3,解得x=0y=3或x=1y=4,
∴D(1,4);
②如图,过点O作OH∥EF,且OH=EF=2,连接HE,DH,设DH交x轴为点G,
∵OH∥EF,且OH=EF,
∴四边形OFEH是平行四边形,∴OF=EH,
∵∠CBO=45°,∴∠BOH=45°,
∴△OGH为等腰直角三角形,∴OG=GH,
∵OH=EF=2,OG2+GH2=OH2,∴OG=GH=1,∴H(1,﹣1),
∵DE+EH≥DH,∴当DE+EH=DH时,DE+EH最小,
∵D(1,4),H(1,﹣1),∴DH=5.此时D、E、H三点共线且DH⊥x轴,
∴点F的坐标为(0,3)与点C重合,满足EF在线段BC上,
∴DE+OF的最小值为5.
重庆
1.【2025•重庆】如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A,B(6,0)两点,与y轴交于点C,抛物线的对称轴是直线x=52.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点P是射线BC下方抛物线上的一动点,连接OP与射线BC交于点Q,点D,E为抛物线对称轴上的动点(点E在点D的下方),且DE=4,连接BD,PE.当PQOQ取得最大值时,求点P的坐标及BD+PE的最小值;
(3)在(2)中PQOQ取得最大值的条件下,将抛物线y=x2+bx+c沿射线BC方向平移22个单位长度得到抛物线y′,点M为点P的对应点,点N为抛物线y′上的一动点.若∠NAB=∠OPM﹣45°,请直接写出所有符合条件的点N的坐标,并写出求解点N的坐标的其中一种情况的过程.
解:(1)设抛物线的解析式为y=(x-52)2+k,
把(6,0)代入得494+k=0,解得k=-494,∴y=(x-52)2-494=x2-5x-6;
(2)令x=0,则y=﹣6,∴点C的坐标为(0,﹣6),
设直线BC的解析式为y=mx+n,
把(6,0)和(0,﹣6)代入得6m+n=0n=6,解得m=1n=-6,∴y=x﹣6,
设点P的坐标为(x,x2﹣5x﹣6),过点P作PH∥y轴交BC于点F,交x轴于点H,如图,
则点F的坐标为(x,x﹣6),
∴PF=x﹣6﹣(x2﹣5x﹣6)=﹣x2+6x,
∵PF∥y轴,∴∠PFQ=∠OCQ,∠FPQ=∠COQ,∴△QPF∽△QOC,
∴QPQO=PFOC=16(-x2+6x)=-16(x-3)2+32,
∴当x=3时,QPQO取得最大值为32,这时点P的坐标为(3,﹣12),
把点P向上平移4个单位长度得到点G,点G的坐标为(3,﹣8),连接GD,
则四边形DEPG是平行四边形,
∴DG=PE,即BD+PE=BD+DG,
由A,B关于x=52对称性可得点A的坐标为(﹣1,0),
连接AG,则BD+PE=BD+DG的最小值为AG长,
即AG=AH2+HG2=42+82=45,
即BD+PE的最小值为45;
(3)∵AB=AC=6,∴∠ABC=∠ACB=45°,
∵将抛物线y=x2+bx+c沿射线BC方向平移22个单位长度,即为向左平移两个单位长度,向下平移两个单位长度得到抛物线y′,
即y'=(x-52+2)2-494-2=x2-x-14,
过点P作PQ⊥y轴于点Q,过点N作NK⊥x轴于点K,连接PM,
设点N的坐标为(a,a2﹣a﹣14),
由平移得∠QPM=45°,
∴∠NAB=∠OPM﹣45°=∠OPQ+∠QPM﹣45°=∠OPQ=∠POB,
如图1,
∵tan∠NAB=tan∠OPQ,即123=-(a2-a-14)a-(-1),解得a=﹣5(舍去)或a=2,
∴点N的坐标为(2,﹣12);
如图2,
∵tan∠NAB=tan∠OPQ,即123=a2-a-14a-(-1),
解得a=5+972或a=5-972(舍去),
∴点N的坐标为(5+972,14+297);
综上所述,点N的坐标为(2,﹣12)或(5+972,14+297).
山东省
1.【2025•烟台】如图,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C,OA=2,OB=6,D是直线BC上方抛物线上一动点,作DF⊥AB交BC于点E,垂足为点F,连接CD.
(1)求抛物线的表达式;
(2)设点D的横坐标为t,
①用含有t的代数式表示线段DE的长度;
②是否存在点D,使△CDE是等腰三角形?若存在,请求出所有满足条件的点D的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)连接OE,将线段OE绕点O按顺时针方向旋转90°得到线段OG,连接AG,请直接写出线段AG长度的最小值.
解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C,OA=2,OB=6,∴A(﹣2,0),B(6,0),
∴4a-2b+3=036a+6b+3=0,解得:a=-14b=1,
∴抛物线表达式为y=-14x2+x+3;
(2)①对于抛物线表达式y=-14x2+x+3,
当x=0,y=3,∴C(0,3),
设直线BC表达式为:y=kx+b,则6k+b=0b=3,解得:k=-12b=3,
∴直线BC:y=-12x+3,
∵DE⊥AB,∴D(t,-14t2+t+3),E(t,-12t+3),
∴DE=-14t2+t+3-(-12t+3)=-14t2+32t,
∴DE=-14t2+32t(0<t<6);
②存在,
CD=t2+(-14t2+t+3-3)2=t2+(-14t2+t)2,而CE=t2+(-12t+3-3)2=52t,
当DE=CE时,-14t2+32t=52t,
解得:t=6-25或t=0(舍),
∴-14t2+t+3=-14×(6-25)2+6-25+3=45-5,
∴D(6-25,45-5),
当CD=DE时,t2+(-14t2+t)2=(-14t2+32t)2,
整理得:t2(﹣t+1)=0,解得:t=1或t=0(舍),
∴-14t2+t+3=-14×12+1+3=154,∴D(1,154),
当CD=CE时,t2+(-14t2+t)2=(52t)2,
整理得:t2(116t2-12t+34)=0,
解得:t=2或t=6(舍)或t=0(舍),
∴-14t2+t+3=-14×22+2+3=4,∴D(2,4),
综上:△CDE是等腰三角形时,D(2,4)或D(1,154)或D(6-25,45-5);
(3)在y轴负半轴取点N(0,﹣6),连接NG并延长交x轴于点M,连接AN,
由旋转得:OE=OG,∠EOG=90°,
∵B(6,0),∴OB=ON,∴∠BON=90°,
∴∠EOM=∠GON=90°﹣∠MOG,
∴△BOE≌△NOG(SAS),∴∠CBO=∠MNO,
∴点G在线段MN上运动(不包括端点),
∴当AG⊥MN时,AG最小,
∵∠CBO=∠MNO,OB=ON,∠COB=∠MON,∴△COB≌△MON(ASA),
∴OM=OC=3,∴MN=OM2+ON2=35,
∴当AG⊥MN时,S△AMN=12AM⋅ON=12MN⋅AG
∴12×5×6=12×35×AG,
∴AG=25,∴线段AG长度的最小值25.
2.【2025•威海】已知抛物线y=ax2+bx﹣3交x轴于点A(﹣1,0),点B,交y轴于点C.点C向右平移2个单位长度,得到点D,点D在抛物线y=ax2+bx﹣3上.点E为抛物线的顶点.
(1)求抛物线的表达式及顶点E的坐标;
(2)连接BC,点M是线段BC上一动点,连接OM,作射线CD.
①在射线CD上取一点F,使CF=CO,连接FM.当OM+FM的值最小时,求点M的坐标;
②点N是射线CD上一动点,且满足CN=CM.作射线CE,在射线CE上取一点G,使CG=CO.连接GN,BN.求OM+BN的最小值;
(3)点P在抛物线y=ax2+bx﹣3的对称轴上,若∠OAP+∠OCA=45°,则点P的坐标为 .
解:(1)由题意得,C(0,﹣3),D(2,﹣3),
∴a-b-3=0a⋅22+2b-3=-3,∴a=1b=-2,
∴抛物线的解析式为:y=x2﹣2x﹣3,
∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,∴E(1,﹣4);
(2)①∵C(0,﹣3),D(2,﹣3),∴CD⊥OC,
∵CF=CO=3,∴OF=32,
∴OM+FM≥OF=32,
当O、M、F共线时,OM+FM最小,
由x2﹣2x﹣3=0得,x1=﹣1,x2=3,
∴B(3,0),∴BF⊥OB,
∵∠BOC=90°,∴四边形BOCF是矩形,
∴矩形BOCF是正方形,∴M(32,-32);
②如图1,
连接NG,作EH⊥EN于H,
∵E(1,﹣4),C(0,﹣3),∴EH=CH=1,
∴∠ECH=∠CEH=45°,
由①知,四边形BOCF是正方形,
∴∠BCO=45°,∴∠BCO=∠ECH,
∵CG=OC,CM=CN,
∴△OCM≌△GCN(SAS),∴NG=OM,
∴OM+BN=NG+BN≥BG,
∴当B、N、G共线时,OM+BN最小,
∵∠BCG=90°,BC=32,CG=3,
∴BG=(32)2+32=33,∴(OM+BN)最小=33;
(3)如图2,
设EP交AB于F,作FW⊥BC于W,
∵E(1,﹣4),∴F(1,0),
∵A(﹣1,0),∴OA=OF,
∵OC⊥AF,∴AC=FC,
∴∠FCO=∠OCA,
∵∠OCB=45°,∴∠FCO+∠BCF=45°,
∵∠OAP+∠OCA=45°,∴∠OAP=∠BCF,
∵BF=OB﹣OF=2,∠OBC=45°,∴FW=BW=2,
∵BC=32,∴CW=BC﹣BW=22,
∴tan∠OAP=tan∠BCF=FWCW=12,∴PFAF=12,
∴PF=12AF=1,∴P(1,1)或(1,﹣1).
3.【2025•东营】已知抛物线与x轴交于A(﹣1,0),B(5,0)两点,与y轴交于点C(0,5).
(1)求出抛物线的解析式;
(2)如图1,点D是抛物线上位于对称轴右侧的一个动点,且点D在第一象限内,过点D作x轴的平行线交抛物线于点E,作y轴的平行线交x轴于点G,过点E作EF⊥x轴,垂足为点F,当四边形DEFG的周长最大时,求点D的坐标;
(3)如图2,点M是抛物线的顶点,将△MBC沿BC翻折得到△NBC,NB与y轴交于点Q,在对称轴上找一点P,使得△PQB是以QB为直角边的直角三角形,请直接写出点P的坐标.
解:(1)∵抛物线与x轴交于A(﹣1,0),B(5,0)两点,
设抛物线的解析式为y=a(x+1)(x﹣5),
把C(0,5)代入解析式,得5=a(0+1)×(0﹣5),解得:a=﹣1,
∴抛物线的解析式为:y=﹣(x+1)(x﹣5),即y=﹣x2+4x+5;
(2)∵抛物线的解析式为:y=﹣x2+4x+5=﹣(x﹣2)2+9,
∴抛物线图象的对称轴为直线x=2,
设D(x,﹣x2+4x+5)(2<x<5),
∵DE∥x轴,∴E(4﹣x,﹣x2+4x+5),
过点D作x轴的平行线交抛物线于点E,作y轴的平行线交x轴于点G,过点E作EF⊥x轴,
∴四边形DEFG是矩形,
∴四边形DEFG的周长=2DG+2DE=2(﹣x2+4x+5)+2[x﹣(4﹣x)]=﹣2x2+12x+2=﹣2(x﹣3)2+20,
∵﹣2<0,∴当x=3时,四边形DEFG的周长最大,则﹣32+4×3+5=8,
∴当四边形DEFG的周长最大时,点D的坐标为(3,8);
(3)过C作CH垂直抛物线对称轴于H,过N作NK⊥y轴于K,
∴∠NKC=∠MHC=90°,
由翻折得CN=CM,∠BCN=∠BCM,
∵B(5,0),C(0,5).∴OB=OC,
∴∠OCB=∠OBC=45°,
∵CH⊥对称轴于H,∴CH∥x轴,
∴∠BCH=∠OBC=45°,∴∠BCH=∠OCB=45°,
∴∠BCN﹣∠OCB=∠BCM﹣∠BCH,即∠NCK=∠MCH,
∴△MCH≌△NCK(AAS),∴NK=MH,CK=CH,
∵抛物线的解析式为:y=﹣(x﹣2)2+9,
∴对称轴为直线x=3,M(2,9),
∴MH=9﹣5=4,CH=2,
∴NK=MH=4,CK=CH=2,
∴OK=OC﹣CK=3,∴N(﹣4,3),
设直线BN的解析式为y=k'x+b',
∴-4k'+b'=35k'+b'=0,解得:k'=-13b'=53,
∴直线BN的解析式为:y=-13x+53,
将x=0代入y=-13x+53,则y=53,∴Q(0,53),
设P(2,p),
∴PQ2=22+(p-53)2=p2-103p+619,BP2=(5﹣2)2+p2=9+p2,BQ2=52+(53)2=25+259=2509,
分两种情况:
①当∠BQP=90°时,BP2=PQ2+BQ2,
∴9+p2=p2-103p+619+2509,解得:p=233,
∴P(2,233);
②当∠QBP=90°时,P'Q2=BP'2+BQ2,
∴p2-103p+619=9+p2+2509,解得:p=﹣9,
∴点P'的坐标为(2,﹣9);
综上,所有符合条件的点P的坐标为(2,233)或(2,﹣9).
相关试卷
这是一份2025年各省市中考数学试卷分类汇编知识点18 二次函数几何方面的应用(Word版附解析),共45页。试卷主要包含了5°,等内容,欢迎下载使用。
这是一份2024年各省市中考数学试卷分类汇编知识点18 二次函数几何方面的应用(Word版附解析),共63页。
这是一份2023年各省市中考数学试卷分类汇编知识点18 二次函数几何方面的应用(Word版附解析),共186页。试卷主要包含了【2023·湘西州】如图等内容,欢迎下载使用。
相关试卷 更多
- 1.电子资料成功下载后不支持退换,如发现资料有内容错误问题请联系客服,如若属实,我们会补偿您的损失
- 2.压缩包下载后请先用软件解压,再使用对应软件打开;软件版本较低时请及时更新
- 3.资料下载成功后可在60天以内免费重复下载
免费领取教师福利